JP5271208B2 - エンコーダ付車輪支持用ハブユニット - Google Patents

Description

この発明に係るエンコーダ付車輪支持用ハブユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度等を検出する為の装置を構成する為に利用する。

図６は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為に使用する、エンコーダ付車輪支持用ハブユニットの従来構造の第１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この従来構造の第１例は、外輪１の内周面に形成した複列の外輪軌道２、２と、ハブ３の外周面に形成した複列の内輪軌道４、４との間に、両列毎に複数個ずつ、転動体である玉５、５を転動自在に設けている。使用状態で、前記外輪１は、外周面の軸方向内端寄り部分（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向内側を言い、図１〜７の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１〜７の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）に形成した静止側フランジ６を、図示しない懸架装置を構成する、ナックル、アクスルハウジング、アクスルビーム等の回転しない支持部材に結合固定した状態で、回転しない。一方、前記ハブ３は、外周面の外端寄り部分に形成した回転側フランジ８に車輪を支持固定した状態で、この車輪と共に回転する。又、前記外輪１の内周面と前記ハブ３の外周面との間に存在する転動体設置空間９の軸方向外端開口を、この開口部分に装着したシールリング１０により塞いでいる。これと共に、前記外輪１の軸方向内端開口を、この開口部分に装着した、非磁性材により有底円筒状に構成したカバー１１により塞いでいる。

又、前記ハブ３の軸方向内端部には、エンコーダ１２を支持固定している。このエンコーダ１２は、支持環１３とエンコーダ本体１４とを組み合わせて成る。このうちの支持環１３は、磁性金属板により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成しており、嵌合用円筒部１５と、この嵌合用円筒部１５の軸方向内端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部１６とを備える。一方、前記エンコーダ本体１４は、ゴム磁石等の永久磁石製で、円輪状に構成しており、前記円輪部１６の内側面に固定している。被検出面である、前記エンコーダ本体１４の内側面には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置している。この様なエンコーダ１２は、前記嵌合用円筒部１５の軸方向外端部を、前記ハブ３を構成する内輪１７の肩部（軸方向内側の内輪軌道４の軸方向内側に隣接する部分）１８に締り嵌めで外嵌する事により、前記ハブ３に対して支持固定している。

又、使用状態で、前記エンコーダ１２の被検出面の円周方向一部分には、前記懸架装置を構成する支持部材や前記外輪１の一部等、使用時にも回転しない部分に対して支持した図示しないセンサの検出部を、前記カバー１１を介して近接対向させる。この状態で、前記エンコーダ１２が、前記ハブ３と共に回転すると、前記センサの検出部の近傍を、前記被検出面に存在するＳ極とＮ極とが交互に通過し、このセンサの出力が変化する。この変化の周波数は前記ハブ３の回転速度に比例し、変化の周期はこの回転速度に反比例するので、何れかに基づいて、前記ハブ３に固定した車輪の回転速度を求められる。

図７は、エンコーダ付車輪支持用ハブユニットの従来構造の第２例を示している。本例の場合、エンコーダ１２ａを構成する支持環１３ａは、嵌合用円筒部１５の軸方向内端縁と、円輪部１６の外周縁とを、軸方向内方に向かう程径寸法が大きくなる方向に傾斜した部分円すい筒状の連続部２０を介して連続させた構成を採用している。その他の部分の構造及び作用は、上述した従来構造の第１例の場合とほぼ同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する図示並びに説明は省略する。

上述した様な各従来構造の場合、転動体設置空間９の軸方向内端開口の近傍部分には、この転動体設置空間９の内部に存在する潤滑用のグリースが、この転動体設置空間９の外部に流出する事を防止する為の密封装置が設けられていない。又、当該近傍部分には、エンコーダ１２、１２ａを構成する支持環１３、１３ａの嵌合用円筒部１５が存在するが、この嵌合用円筒部１５の外周面は、軸方向に関して起伏のない円筒面になっている。この為、この嵌合用円筒部１５によって前記グリースの流出を抑制する効果は、実質的に得られない。従って、この様な構成を有する従来構造の場合、前記転動体設置空間９の内部に存在するグリースのうち、特に軸方向内側の転動体列部分に存在するグリースが、遠心力、旋回加速度、転動体による押し出し等の作用により、図６〜７に太線の矢印で示す様に、前記嵌合用円筒部１５の外周面に沿って外部に流出する事が懸念される。この様にしてグリースの流出が進み、軸方向内側の転動体列部分に存在するグリースが不足すると、この軸方向内側の転動体列の転がり疲れ寿命が短縮されると言った不具合が生じる為、好ましくない。

一方、特許文献２には、転がり軸受装置を構成する転動体設置空間の軸方向端部開口の近傍部分に、この転動体設置空間の側から、エンコーダと摺接型シールリングとを順番に配置した構造が記載されている。この様な配置構造を、上述した車輪支持用ハブユニットを構成する転動体設置空間の軸方向内端開口部分に適用すれば、前記摺接型シールリングにより、上述したグリースの流出を防ぐ事ができる為、上述した不具合が発生する事を回避できる。

ところが、上述の様に車輪支持用ハブユニットを構成する転動体設置空間９の軸方向内端開口の近傍部分に専用のシールリングを設けると、これに起因する製造コストの上昇幅が比較的大きくなると言った問題や、エンコーダとシールとで開口部高さ（径方向幅）を分け合う為、エンコーダが小さく（幅寸法が狭く）なって、出力が低下したり（エンコーダから出る磁束が少なくなったり）、外輪に吸われる磁束が増加する等により、センサに届く磁束が減少し、センサの感度や精度が低下すると言った問題が発生する。

特開２０００−２４９１３８号公報 独国特許出願公開第１９６４４７４４号明細書

本発明のエンコーダ付車輪支持用ハブユニットは、上述の様な事情に鑑み、転動体設置空間に存在するグリースが軸方向内端開口を通じて外部に流出する事を、専用のシールリングを設置する事なく、抑制若しくは防止できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のシールリング付車輪支持用ハブユニットは、何れも、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時に懸架装置に支持固定された状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブと、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ設けられた転動体と、前記ハブの軸方向内端部に支持固定されたエンコーダとを備える。そして、このエンコーダは、金属板製の嵌合用円筒部を有しており、この嵌合用円筒部を、前記ハブの一部分で軸方向内側の内輪軌道の軸方向内側に隣接する部分である肩部に外嵌固定している。

特に、請求項１に記載したエンコーダ付車輪支持用ハブユニットに於いては、前記嵌合用円筒部の軸方向外端縁に、この軸方向外端縁の全周から径方向外方に折れ曲がった堰き止め板部を設けている。この堰き止め板部は、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向外側に９０度折れ曲がった、円筒状の折れ曲がり板部としたもので、この折れ曲がり板部の先端縁を、前記外輪の内周面の軸方向内端寄り部分に形成した段差面に近接対向させると共に、この折れ曲がり板部の外周面を、前記外輪の内周面に近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、ラビリンス部を形成している。

これに対し、請求項２に記載したエンコーダ付車輪支持用ハブユニットに於いては、前記嵌合用円筒部の軸方向外端縁に、この軸方向外端縁の全周から径方向外方に折れ曲がった堰き止め板部を設けている。この堰き止め板部は、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向内側に折れ曲がった、部分円すい筒状の折れ曲がり板部としたもので、この折れ曲がり部の軸方向外側面を、前記外輪の内周面の軸方向内端寄り部分に形成した段差面に、全周に亙り近接対向させる事により、これら近接対向させた部位同士の間に、外径側に向かう程軸方向内側に向かう方向に傾斜した部分円すい筒状のラビリンス部を形成している。

上述の様に構成する本発明のエンコーダ付車輪支持用ハブユニットによれば、車両の運転中に、ハブの外周面に沿って転動体設置空間の内部からこの転動体設置空間の軸方向内端開口を通じて外部に流出しようとするグリースの流れを、堰き止め板部により或る程度若しくはほぼ完全に堰き止められる。この為、当該グリースが転動体設置空間の軸方向内端開口を通じて外部への流出する事を抑制若しくは防止できる。しかも本発明の場合には、この様な効果を、専用のシールリングを設置する事なく得られる為、大幅なコスト上昇を招いたり、エンコーダの出力（エンコーダの被検出面から出入りする磁束の量）に悪影響を及ぼしたりする事がない。
更に、本発明の構成を採用すれば、ラビリンス部のシール作用により、転動体設置空間の外部から、この転動体設置空間の内部への異物（塵芥、水分等）の侵入を抑制できる。

本発明に関する参考例の第１例を示す要部断面図。 同第２例を示す、図１と同様の図。 同第３例を示す、図１と同様の図。 本発明の実施の形態の第１例を示す、図１と同様の図。 同第２例を示す、図１と同様の図。 従来構造の第１例を示す半部断面図。 同第２例を示す要部断面図。

［本発明に関する参考例の第１例］
図１は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例の特徴は、エンコーダ１２ｂを構成する支持環１３ｂの構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図７に示した従来構造の場合と同様であるから、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。

本参考例の場合、前記支持環１３ｂを構成する嵌合用円筒部１５の軸方向外端縁に、この軸方向外端縁から径方向外方に直角に（９０度）折れ曲がった円輪状の堰き止め板部２３を設けている。そして、この堰き止め板部２３の外周縁を前記外輪１の内周面に、全周に亙り近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、ラビリンス部２４を形成している。

この様に構成する本参考例のエンコーダ付車輪支持用ハブユニットによれば、自動車の運転中、図１に太線の矢印で示す様に、ハブ３の外周面に沿って転動体設置空間９の内部からこの転動体設置空間９の軸方向内端開口を通じて外部に流出しようとするグリースの流れを、堰き止め板部２３により或る程度若しくはほぼ完全に堰き止められる。この為、当該グリースが転動体設置空間９の軸方向内端開口を通じて外部に流出する事を抑制若しくは防止できる。しかも本参考例の場合には、この様な効果を、専用のシールリングを設置する事なく得られる。従って、大幅なコスト上昇を招く事がない上に、当該シールリングとエンコーダ１２ｂとで前記転動体設置空間９の軸方向内端側の開口高さを分け合う必要がない為、このエンコーダ１２ｂの被検出面の径方向高さが小さくなる事もなく、延いては、このエンコーダ１２ｂの出力に悪影響を及ぼす事がない。

又、本参考例の場合には、ラビリンス部２４のシール作用により、前記転動体設置空間９の外部から、この転動体設置空間９の内部への異物（塵芥、水分等）の侵入を抑制できる。
更に、本参考例の場合、前記堰き止め板部２３が円輪状である為、この堰き止め板部２３の外径をエンコーダ本体１４の外径よりも大きくしておけば、この堰き止め板部２３の外径側部分を、内輪１７の肩部１８にエンコーダ１２ｂを圧入する際の被押圧面として利用できる。この場合には、圧入の際に前記エンコーダ本体１４の側面（被検出面）を被押圧面として利用する必要がなくなる為、この被検出面の変形や、嵌合用円筒部１５の座屈変形が生じる事を防止でき、結果として、エンコーダの出力（このエンコーダの被検出面に対向するセンサの出力）に悪影響を及ぼす事を防止できる。

［本発明に関する参考例の第２例］
図２は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合、エンコーダ１２ｃの支持環１３ｃを構成する堰き止め板部２３ａは、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向外側に４５度折れ曲がった、部分円すい筒状の折れ曲がり板部２５としている。そして、この折れ曲がり板部２５の先端縁を外輪１の内周面に、全周に亙り近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、ラビリンス部２４ａを形成している。

この様に構成する本参考例のエンコーダ付車輪支持用ハブユニットによれば、図２に太線の矢印で示す様に、転動体設置空間９の内部から堰き止め板部２３ａの軸方向外側面に向けて流れてきたグリースを、遠心力の作用により、折れ曲がり板部２５の軸方向外側面に沿って、前記転動体設置空間９の内部に向け還流させる事ができる。具体的には、転動体設置空間９の内部からハブ３の外周面に沿って軸方向内方に移動し、その後、堰き止め板部２３ａの内径側部分の軸方向外側面に付着したグリースを、遠心力によって折れ曲がり板部２５の軸方向外側面に移動させ、更に、この軸方向外側面に沿って、軸方向外側（前記転動体設置空間９の内部側）に戻す事ができる。この為、当該グリースの外部への流出をより有効に抑制若しくは防止できる。その他の構成及び作用は、上述した参考例の第１例の場合と同様である。

尚、上述した参考例の第２例の構造に於いて、折れ曲がり板部２５の内周面の母線の延長線を、軸方向内側の外輪軌道２の軸方向内端縁（大径側溝肩）と交わる様にするか、或いは、この軸方向内側の外輪軌道２の一部と交わる様にすれば、堰き止め板部２３ａの軸方向外側面に向けて流れてきたグリースを、前記折れ曲がり板部２５の内周面に沿わせて、軸方向内側の転動体列部分に向け、より効果的に還流させる事ができる。
又、前記堰き止め板部２３ａの内径側部分である円輪部分の外径を、エンコーダ本体１４の外径よりも大きくしておけば、この円輪部分の外径側部分を、内輪１７の肩部１８にエンコーダ１２ｃを圧入する際の被押圧面として利用できる。この場合も、圧入の際に前記エンコーダ本体１４の側面（被検出面）を被押圧面として利用する必要がなくなる為、この被検出面の変形や、嵌合用円筒部１５の座屈変形が生じる事を防止でき、結果として、エンコーダの出力に悪影響を及ぼす事を防止できる。

［本発明に関する参考例の第３例］
図３は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合、エンコーダ１２ｄの支持環１３ｄを構成する堰き止め板部２３ｂは、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向外側に９０度折れ曲がった、円筒状の折れ曲がり板部２５ａとしている。そして、この折れ曲がり板部２５ａの外周面を外輪１の内周面に、全周に亙り近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、ラビリンス部２４ｂを形成している。

この様に構成する本参考例のエンコーダ付車輪支持用ハブユニットによれば、図３に太線の矢印で示す様に、転動体設置空間９の内部から堰き止め板部２３ｂの軸方向外側面に向けて流れてきたグリースを、遠心力の作用により、折れ曲がり板部２５ａの内周面に沿って、前記転動体設置空間９の内部に向け還流させる事ができる。具体的には、この転動体設置空間９の内部からハブ３の外周面に沿って軸方向内方に移動し、その後、堰き止め板部２３ｂの内径側部分の軸方向外側面に付着したグリースを、遠心力によって折れ曲がり板部２５ａの内周面に移動させ、更に、この内周面に沿って、軸方向内側に戻す事ができる。この為、当該グリースの外部への流出をより有効に抑制若しくは防止できる。その他の構成及び作用は、前述の図１に示した参考例の第１例の場合と同様である。

尚、上述した参考例の第３例の構造に於いて、折れ曲がり板部２５ａを、外輪１の内周面と軸方向内側の転動体列に設置した保持器７の軸方向内端部外周面との間に進入させて配置すれば、ラビリンス部の長さが長くなり、結果として、グリースの還流効果乃至は流出防止効果を高められる。

［実施の形態の第１例］
図４は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、堰き止め板部２３ｂの外径側部分である折れ曲がり板部２５ａの先端縁を、外輪１の内周面の軸方向内端寄り部分に形成した段差面２６に近接対向させると共に、この折れ曲がり板部２５ａの外周面を、この外輪１の内周面に近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、ラビリンス部２４ｃを形成している。この様に構成する本例の場合には、前記折れ曲がり板部２５ａの先端縁と前記段差面２６とを近接対向させている分だけ、前記ラビリンス部２４ｃの断面長さを、上述の図３に示した参考例の第３例のラビリンス部２４ｂの断面長さよりも長くする事ができ、その分だけ、前記ラビリンス部２４ｃによるシール効果を高める事ができる。その他の構成及び作用は、上述した参考例の第３例の場合と同様である。

［実施の形態の第２例］
図５は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、エンコーダ１２ｅの支持環１３ｅを構成する堰き止め板部２３ｃは、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向内側に３０度程度（例えば２０度〜４０度）折れ曲がった、部分円すい筒状の折れ曲がり板部２５ｂとしている。そして、この折れ曲がり部２５ｂの軸方向外側面を、外輪１の内周面の軸方向内端寄り部分に存在する断面円弧形の段差面２６ａに、全周に亙り近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、外径側に向かう程軸方向内側に向かう方向に傾斜した部分円すい筒状のラビリンス部２４ｄを形成している。尚、この様な構成を採用する場合には、図示の様に、前記堰き止め板部２３ｃの内径側部分である円輪部分の軸方向外側面を、前記段差面２６の内周縁よりも軸方向外側に配置すると、この円輪部分の軸方向外側面に付着して、遠心力により径方向外方に向けられたグリースを、外輪１の内周面に効率よく回収できる。又、前記ラビリンス部２４ｄの断面長さが長くなり、このラビリンス部２４ｃによるシール効果を高められる。その他の構成及び作用は、前述の図１に示した参考例の第１例の場合と同様である。

１ 外輪
２ 外輪軌道
３ ハブ
４ 内輪軌道
５ 玉
６ 静止側フランジ
７ 保持器
８ 回転側フランジ
９ 転動体設置空間
１０ シールリング
１１ カバー
１２、１２ａ〜１２ｅ エンコーダ
１３、１３ａ〜１３ｅ 支持環
１４ エンコーダ本体
１５ 嵌合用円筒部
１６ 円輪部
１７ 内輪
１８ 肩部
２０ 連続部
２２ 保持孔
２３、２３ａ〜２３ｃ 堰き止め板部
２４、２４ａ〜２４ｄ ラビリンス部
２５、２５ａ、２５ｂ 折れ曲がり板部
２６、２６ａ 段差面

Claims (2)

1. 内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時に懸架装置に支持固定された状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブと、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ設けられた転動体と、前記ハブの軸方向内端部に支持固定されたエンコーダとを備え、このエンコーダは、金属板製の嵌合用円筒部を有しており、この嵌合用円筒部を、前記ハブの一部分で軸方向内側の内輪軌道の軸方向内側に隣接する部分である肩部に外嵌固定しているエンコーダ付車輪支持用ハブユニットに於いて、前記嵌合用円筒部の軸方向外端縁に、この軸方向外端縁の全周から径方向外方に折れ曲がった堰き止め板部を設けており、この堰き止め板部は、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向外側に９０度折れ曲がった、円筒状の折れ曲がり板部としたもので、この折れ曲がり板部の先端縁を、前記外輪の内周面の軸方向内端寄り部分に形成した段差面に近接対向させると共に、この折れ曲がり板部の外周面を、前記外輪の内周面に近接対向させる事で、これら近接対向させた部位同士の間に、ラビリンス部を形成している事を特徴とするエンコーダ付車輪支持用ハブユニット。
2. 内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時に懸架装置に支持固定された状態で回転しない外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブと、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ設けられた転動体と、前記ハブの軸方向内端部に支持固定されたエンコーダとを備え、このエンコーダは、金属板製の嵌合用円筒部を有しており、この嵌合用円筒部を、前記ハブの一部分で軸方向内側の内輪軌道の軸方向内側に隣接する部分である肩部に外嵌固定しているエンコーダ付車輪支持用ハブユニットに於いて、前記嵌合用円筒部の軸方向外端縁に、この軸方向外端縁の全周から径方向外方に折れ曲がった堰き止め板部を設けており、この堰き止め板部は、内径側部分を円輪状とすると共に、外径側部分を、この内径側部分に対して軸方向内側に折れ曲がった、部分円すい筒状の折れ曲がり板部としたもので、この折れ曲がり部の軸方向外側面を、前記外輪の内周面の軸方向内端寄り部分に形成した段差面に、全周に亙り近接対向させる事により、これら近接対向させた部位同士の間に、外径側に向かう程軸方向内側に向かう方向に傾斜した部分円すい筒状のラビリンス部を形成している事を特徴とするエンコーダ付車輪支持用ハブユニット。

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