(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を取り付け、この車輪と一体に回転する車軸と、
車体に取り付けられて前記車軸を回転自在に支持するハブベアリングと、
前記車軸の一端にこれと同心に取り付け、前記車軸と一体に回転するロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダを取り付けた側のハブベアリングの開口部を覆う非磁性体製のカバーと、
前記カバーの外側から磁性体製の検出部が前記ロータリエンコーダと対向するように取り付けた回転速度センサとを具える車両用車軸ユニットにおいて、
前記カバーの前記検出部と前記ロータリエンコーダとに挟まれる部分に磁性体を設け、
前記ロータリエンコーダの前記回転速度センサの検出部と対向する面上に、円周方向にＮ極およびＳ極の磁極を交互に配置し、
前記カバーに、該カバーに取り付けた前記回転速度センサの検出部と前記ロータリエンコーダとに挟まれる部分に設けた磁性体が前記ロータリエンコーダの一つの磁極と対面した時に、前記検出部が受ける磁束の指向性が高まる方向へ該磁極のロータリエンコーダ回転方向前方に隣接する磁極対および、該磁極のロータリエンコーダ回転方向後方に隣接する他の磁極対でそれぞれ磁束ショートが生じるように、前記検出部の円周方向両側に磁性体製の検出補助部材をさらに設けたことを特徴とする車両用車軸ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の車両用車軸ユニットにおいて、
前記カバーの磁性体を、前記カバーの少なくとも前記ロータリエンコーダと対向する面から露出しないように設けたことを特徴とする車両用車軸ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両用の車軸ユニット、特に車輪の回転速度を検出するための回転速度センサを設けた車軸ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車軸ユニットの従来例として、特開2000-249138号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この車軸ユニットにおいては、車輪と一体に回転する内輪（車軸）の一端に、車輪の回転速度を検出するための円環状または円盤状のエンコーダを取り付け、一方、外輪（ハブベアリング）側には前記エンコーダの回転を検出するためのセンサを、その検出部が前記エンコーダと対向するように設けており、さらに内輪の前記エンコーダを取り付けた側の端部を非磁性材料製のカバーで塞いでいる。それによって、エンコーダとセンサ検出部とがカバーを介して対向することとなる。
【０００４】
こうした構造とすることにより、センサとエンコーダとの間に水や鉄片等が入り込むことがなくなり、凍結に基づくセンサやエンコーダの破損を防止すると共に、エンコーダの規則的、周期的な磁気特性変化の乱れや劣化を防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、エンコーダとセンサ検出部との間の隙間は、検出精度を確保するために約0.5mmに設定されている。そのため、カバーを極力薄く成形したとしても、カバーがセンサの検出能力に影響を及ぼす可能性があり、またカバーを薄くしたことにより、カバー自体の十分な強度や耐久性を確保し難くなると言う問題があった。また、現状では0.5mmよりも薄いカバーを製造することは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、車輪の回転速度を検出するためのエンコーダの汚染や損傷を防ぐためのカバー自体の強度や耐久性を確保しつつ、十分な検出精度を得ることのできる車両用車軸ユニットを提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１に記載の第１発明による車両用車軸ユニットは、
車輪を取り付け、この車輪と一体に回転する車軸と、
車体に取り付けられて前記車軸を回転自在に支持するハブベアリングと、
前記車軸の一端にこれと同心に取り付け、前記車軸と一体に回転するロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダを取り付けた側のハブベアリングの開口部を覆う非磁性体製のカバーと、
前記カバーの外側から磁性体製の検出部が前記ロータリエンコーダと対向するように取り付けた回転速度センサとを具えるものである。
【０００８】
そして、前記カバーの前記検出部と前記ロータリエンコーダとに挟まれる部分に磁性体を設け、
前記ロータリエンコーダの前記回転速度センサの検出部と対向する面上に、円周方向にＮ極およびＳ極の磁極を交互に配置し、
前記カバーに、該カバーに取り付けた前記回転速度センサの検出部と前記ロータリエンコーダとに挟まれる部分に設けた磁性体が前記ロータリエンコーダの一つの磁極と対面した時に、前記検出部が受ける磁束の指向性が高まる方向へ該磁極のロータリエンコーダ回転方向前方に隣接する磁極対および、該磁極のロータリエンコーダ回転方向後方に隣接する他の磁極対でそれぞれ磁束ショートが生じるように、前記検出部の円周方向両側に磁性体製の検出補助部材をさらに設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の第２発明による車両用車軸ユニットは、第１発明において、
前記カバーの磁性体を、前記カバーの少なくとも前記ロータリエンコーダと対向する面から露出しないように設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に記載の第１発明による車両用車軸ユニットは、車輪の回転速度を検出するためのロータリエンコーダを保護する非磁性体製のカバーの、センサの検出部が来る位置に磁性体を設けたので、磁束の指向性が向上し、センサの検出部とロータリエンコーダの被検出部との間隔が大きくなっても検出能力を確保することができる。また、センサの検出部とロータリエンコーダの被検出部との間隔を小さく保つためにカバーを薄くする必要がないので、カバー自体の強度や耐久性の確保が容易になる。
【００１１】
特に本発明による車両用車軸ユニットは、ロータリエンコーダがＮ極とＳ極の磁極を交互に配置した形式のものであって、磁性体の円周方向両側、換言すればロータリエンコーダ側から見て回転方向の前後、すなわちセンサ検出部の円周方向両側に、さらに検出補助部材として磁性体を配置し、センサ検出部とロータリエンコーダの一つの磁極とが対面した時に、この磁極の円周方向前後に配置されている磁極対（Ｎ-Ｓ対またはＳ-Ｎ対）と検出補助部材との間で磁束ショートを発生するようにしている。
【００１２】
それによって、センサ検出部で検出する磁束の損失となる、センサ検出部と対面するロータリエンコーダの磁極と、この磁極に隣接する他の磁極との間で生じる磁束を減少させることができ、センサ検出部と、これと対面するロータリエンコーダの磁極との間での磁束の指向性を向上させることができ、検出精度をさらに高めることが可能となる。
【００１３】
また請求項２に記載の第２発明による車両用車軸ユニットは、前記第１発明において、カバーに埋め込むように取り付けた磁性体がカバー表面から露出しないようなものとしている。
【００１４】
それによって、磁性体が汚染したり錆びたりすることを防ぐことができる。その結果、磁性体の汚染や錆びによる検出精度の低下や、発生した錆びの盛り上がりによるロータリエンコーダとの接触で磁束ショートが生じて検出精度が悪化することや、カバーに不所望の局所的な応力が加わることによるカバーやセンサの破損を効果的に防ぐことができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１６】
図1および図2は本発明に係る車両用車軸ユニットの第一の実施形態を示す断面図であり、図1はその全体を、図2は一部を拡大してそれぞれ示すものである。
【００１７】
図示の車両用車軸ユニット1は、図示しない車輪と一体に回転する車軸2および、図示しない車体側に取り付けられるハブベアリング3を具え、車軸2は玉4を介してハブベアリング3に回転自在に支持されている。なお、図では車軸2の左側が車輪に取り付けられるものとしている。
【００１８】
車軸2の右端部には回転速度を検出するためのロータリエンコーダ5を取り付けている。一方、ハブベアリング3の右端部には、車軸2およびハブベアリング3を覆うように樹脂製のカバー6を取り付けている。このカバー6はロータリエンコーダ5およびハブベアリングの内側を保護するためのものである。カバー6にはさらに回転速度を検出するためのセンサ7を取り付けている。センサ7はカバー6に形成したセンサクリップ6aによってカバー6に固定されている。なお、ロータリエンコーダ5は磁性体製で円周方向に山形の歯やスリット等を設けたものでも良く、あるいは円周方向にＮ極とＳ極の各磁極を交互に並べたマグネット式ロータリエンコーダと呼ばれるものでも良い。
【００１９】
センサ7はロータリエンコーダ5と対向する側に検出部を具える。センサ7による回転速度の検出は、ロータリエンコーダ5に設けた歯またはスリット、あるいは磁極が検出部を通過する際の磁束の変化に基づいて行う。また、カバー6のセンサ7とロータリエンコーダ5とに挟まれる部分には磁性体8が取り付けられている。なお、カバー6のセンサ7とロータリエンコーダ5とに挟まれる部分に磁性体8を設けたことから、カバー6は非磁性体製としている。
【００２０】
図2より特に明らかに示されているように、磁性体8はセンサ7の検出部とロータリエンコーダ5とに挟まれる部分のカバー6に設けた磁性体取付孔6b内に収容されており、それによってロータリエンコーダ5とセンサ7の検出部とが磁性体8を介して対面している。したがって、これらの間に介在する磁性体8によって、両者間での磁束の指向性を向上させることができ、両者間の隙間が従来よりも大きくなった（0.5mm以上）場合でも有効な検出精度を確保することができる。また、カバー6自体の厚さｔを余り薄くする必要が無い（最小でも2〜3mm程度）ことから、カバー6の十分な強度をも確保することが可能である。
【００２１】
図3は本発明に係る車両用車軸ユニットの第二の実施形態を、一部を拡大して示す断面図である。図示の車両用車軸ユニット11も、基本的には前述の第一の実施形態の車両用車軸ユニット1と同様の構成を取るものである。
【００２２】
図示の車両用車軸ユニット11においても、磁性体18がカバー16に設けた磁性体取付孔16b内に収容されているが、ここでは磁性体18がカバー16の両表面から露出しないようにしている。そのため、磁性体18の汚染や錆びの発生を効果的に防ぎ、磁性体18の汚染や錆びによる検出精度の低下や、発生した錆びの盛り上がりによるロータリエンコーダ15との接触で磁束ショートが生じて検出精度が悪化することや、カバー16に不所望の局所的な応力が加わることによるカバー16やセンサ17の破損を効果的に防止することとなる。
【００２３】
また、このような形態とすることによっても、検出精度を確保しつつ、カバー16の厚さｔ'を十分な強度を確保できる程度のものにすることが可能である。
【００２４】
なお、磁性体取付孔16bはカバー16の厚さ方向に貫通するようにしても良いが、ロータリエンコーダ15と対面する面まで貫通させず、磁性体18をカバー16内に埋め込むようにしても良い。しかしながら、この場合、ロータリエンコーダ15と磁性体18との間に介在することとなるカバー16のセンサ保護部16cの厚さｔ''および、センサ17と磁性体18との間に介在するセンサ保護部16dの厚さt'''は、共に極力薄い事が望ましいことは言うまでもない。
【００２５】
さて、上述した各実施形態は、ロータリエンコーダが山形の歯やスリット等を設けた磁性体またはマグネット式のいずれの場合にも適用可能であるが、ロータリエンコーダをマグネット式のものとした場合、以下のような問題点がある。
【００２６】
図4は、ロータリエンコーダと磁性体との間の磁束の状態を示すものであり、図4(a)はロータリエンコーダと磁性体の位置関係を、図4(b)は図4(a)の場合における磁束の状態を模式的に示すものである。図4(a)に示すように、ロータリエンコーダ15は、円周方向にＮ極とＳ極の各磁極を交互に並べたものとなっており、これら各磁極が磁性体18を介してセンサ検出部を横切る際の磁束の変動に基づいて回転速度の検出を行うものである。
【００２７】
ここで、図4(b)に示すように、ロータリエンコーダ15の磁極の一つ（図ではＳ極）と磁性体18とが対面する時、両者の間に磁束Ｍが発生するが、磁性体18と対面する磁極Ｓには、両隣りのＮ極との間にも磁束Ｍlが生じる。この磁束Ｍlが回転速度を検出する上での磁束Ｍの損失となり、検出精度に影響を及ぼすこととなる。すなわち、ロータリエンコーダ15から磁性体18へ向かう磁束も拡散し、指向性が余り強くないものとなっている。
【００２８】
そこで本発明においては、図5に示すように磁性体18（第1の磁性体）の両隣りに磁性体製の検出補助部材19，20（第2および第3の磁性体）を設けることとしている。ここで図5(a)はロータリエンコーダと磁性体および検出補助部材との位置関係を、図5(b)は図5(a)の場合における磁束の状態を模式的に示すものである。
【００２９】
図5(a)に示すように、検出補助部材19，20は、磁性体18の円周方向両隣り、すなわちロータリエンコーダ15の回転方向から見て磁性体の前後に配置することとし、また、その大きさ（長さ）も、ロータリエンコーダ15の隣り合う磁極対（Ｓ-Ｎ対またはＮ-Ｓ対）の周方向長さにほぼ等しいか、わずかに短いものとする。換言すれば、ロータリエンコーダ15の一つの磁極対に亘る程度の長さである。
【００３０】
図5(b)はロータリエンコーダ15と磁性体18および検出補助部材19，20との間で生じる磁束の状態を模式的に示すものである。図より、磁性体18と対面する磁極（Ｓ極）に隣接する二つの磁極対と検出補助部材19，20との間でそれぞれ磁束ショートＭSが発生し、また磁性体18と対面しているＳ極と、その両隣りのＮ極との間に発生する磁束Ｍlが図4の場合に比べて少なくなっていることがわかる。
【００３１】
その結果、ロータリエンコーダ15から磁性体18へ向かう磁束も損失が少なくなると共に収束し、指向性が強いものとなっている。それゆえ、検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００３２】
以上説明したように本発明による車両用車軸ユニットは、車輪の回転速度を検出するためのエンコーダの汚染や損傷を防ぐためのカバー自体の強度や耐久性を十分に確保すると共に、十分な検出精度を得ることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る車両用車軸ユニットの第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】  図１の車両用車軸ユニットを一部を拡大して示す断面図である。
【図３】  本発明の第二の実施形態に係る車両用車軸ユニットの第二の実施形態を一部を拡大して示す断面図である。
【図４】  従来の車両用車軸ユニットにおける回転速度検出のためのマグネット式ロータリエンコーダと磁性体との間の磁束の状態を示す図である。
【図５】  本発明に係る車両用車軸ユニットにおける回転速度検出のためのマグネット式ロータリエンコーダとセンサとの間の磁束の状態を示す図である。
【符号の説明】
1，11  車両用車軸ユニット
2，12  車軸
3，13  ハブベアリング
4，14  玉
5，15  ロータリエンコーダ
6，16  カバー
7，17  センサ
8，18  磁性体
19，20  検出補助部材
【図１】
0003644437.tif 000002
【図２】
0003644437.tif 000003
【図３】
0003644437.tif 000004
【図４】
0003644437.tif 000005
【図５】
0003644437.tif 000006