(57)【要約】【課題】  水の浸入によるハブユニット軸受の異常を早期に発見することができる水浸入検出装置及び該水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を提供する。【解決手段】  外輪（固定輪）３とハブ輪（回転輪）６の間の電気抵抗に基づいて、外輪３及びハブ輪６と転動体４との当接部に介在する油膜の形成状態を把握し、ハブユニット軸受部３０ａへの水の浸入を検出する水浸入検出装置３０ｂを、ハブユニット軸受部３０ａに備える。【選択図】  図１
2006162041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定輪と回転輪との間に複数の転動体が配設されたハブユニット軸受に使用される水浸入検出装置であって、前記固定輪と前記回転輪の間の電気抵抗に基づいて、前記固定輪及び前記回転輪と前記転動体との当接部に介在する油膜の形成状態を把握し、前記ハブユニット軸受への水の浸入を検出することを特徴とする水浸入検出装置。
【請求項２】
前記回転輪又は前記回転輪に電気的に導通する部材と相対回転する摺接可能な摺動部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の水浸入検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水浸入検出装置を備えたことを特徴とするハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受内に水が浸入したか否かを検出する水浸入検出装置及び該水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来のハブユニット軸受の一例を示す。このハブユニット軸受１は駆動輪用とされており、ハブ（回転輪）２及び外輪（固定輪）３と、複数の転動体４とを備えている。
【０００３】
ハブ２は、中空状のハブ輪６を備えており、ハブ輪６は、その外周面のアウトボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部：図５の左端部）に径方向外方に延びる車輪取り付けフランジ７を有している。車輪取り付けフランジ７には、そのアウトボード側の側面に車輪を構成する図示しないホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのスタッド８が周方向に略等間隔で複数植設されている。
【０００４】
ハブ輪６のインボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部：図５の右端部）には小径段部１０が形成されており、該小径段部１０には内輪１１が嵌め込まれている。内輪１１の外周面には内輪軌道面１２が形成され、また、ハブ輪６の軸方向の中間部外周面には内輪軌道面１３が形成されている。
【０００５】
外輪３の内周面にはハブ輪６の内輪軌道面１３に対応する外輪軌道面１６及び内輪１１の内輪軌道面１２に対応する外輪軌道面１７が形成されており、また、車輪取り付けフランジ７から離間する側の外輪３の端部には径方向外方に延びる懸架装置取り付けフランジ１８が設けられている。
【０００６】
そして、複列の内輪軌道面１２，１３と複列の外輪軌道面１６，１７との間にそれぞれ複数の転動体４が保持器２０を介して周方向に転動可能に配設されている。
【０００７】
なお、図示の例では、転動体４として玉を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用ハブユニットの場合には、転動体４としてテーパころを使用する場合もある。
【０００８】
また、上述のようなハブユニット軸受１を自動車に組み付けるには、外輪３の懸架装置取り付けフランジ１８を懸架装置に固定し、回転輪側のハブ輪６の車輪取り付けフランジ７にスタッド８やナット（図示せず）等を介してブレーキロータ及びホイールを固定する。これにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持することができる。
【０００９】
また、従来の転がり軸受内の潤滑状態の良否を判定する装置として、一方の軌道輪もしくはこの一方の軌道輪と電気的に導通している部材と、他方の軌道輪もしくはこの他方の軌道輪と電気的に導通している部材との間の電気的特性値を監視し、この電気的特性値が所定範囲から外れた場合に潤滑状態が不良であるとする転がり軸受の運転状態監視装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５５６３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した自動車等のハブユニット軸受の周辺環境は、雨水、水道水（洗車時）、泥水（未舗装道路）、塩水（寒冷地）、水蒸気等の水分が多量にあり、水分の影響を受けやすい。このため、外輪３のアウトボード側の端部内径面とハブ輪６の外径面との間及び外輪３のインボード側の端部内径面と内輪１１の外径面との間にそれぞれシール装置２１，２２が設けられ、これにより、内部に存在するグリースが外部に漏洩するのを防止すると共に、外部からの水や塵埃等の異物の浸入を防止するようにしている。
【００１１】
しかしながら、ハブユニット軸受の車軸が水没するような状況での使用、軸受部のがたつきが大きい場合、また、長年の使用によるシール装置の劣化等により、ハブユニット軸受内に水が浸入することがある。
【００１２】
このようにハブユニット軸受内に水が浸入すると、軸受内のグリースによる油膜が破断されて金属接触状態が発生し、このような状態での運転が続くと、転動体や軌道面にはくりが生じる可能性があり、軸受寿命の低下を招く原因になる。
【００１３】
また、特許文献１に記載の転がり軸受の運転状態監視装置は、工作機械用の転がり軸受に使用されるもので、ハブユニット軸受への適用に対する具体的な記載がない。
【００１４】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、水の浸入によるハブユニット軸受の異常を早期に発見することができる水浸入検出装置及び該水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  固定輪と回転輪との間に複数の転動体が配設されたハブユニット軸受に使用される水浸入検出装置であって、前記固定輪と前記回転輪の間の電気抵抗に基づいて、前記固定輪及び前記回転輪と前記転動体との当接部に介在する油膜の形成状態を把握し、前記ハブユニット軸受への水の浸入を検出することを特徴とする水浸入検出装置。
（２）  前記回転輪又は前記回転輪に電気的に導通する部材と相対回転する摺接可能な摺動部材をさらに備えることを特徴とする（１）に記載の水浸入検出装置。
（３）  （１）又は（２）に記載の水浸入検出装置を備えたことを特徴とするハブユニット軸受。  
【発明の効果】
【００１６】
本発明の水浸入検出装置及びハブユニット軸受によれば、固定輪と回転輪の間の電気抵抗に基づいて、固定輪及び回転輪と転動体との当接部に介在する油膜の形成状態を把握し、ハブユニット軸受への水の浸入を検出することができるので、水の浸入によるハブユニット軸受の異常を早期に発見することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の水浸入検出装置及びハブユニット軸受に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を説明するための断面図、図２〜図４は本発明の他の実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を説明するための断面図である。なお、各実施形態共に、図５で説明した従来のハブユニット軸受と重複又は相当する部分については各図に同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受３０は、外輪（固定輪）３とハブ輪（回転輪）６との間に複数の転動体４が配設されたハブユニット軸受部３０ａと、このハブユニット軸受部３０ａ内に水が浸入したか否かを検出する水浸入検出装置３０ｂとを有する。
【００２０】
ハブユニット軸受部３０ａは、従動輪用でハブ輪６が中実状とされており、外輪３のインボード側の端部内径面と内輪１１の外周面との間にはシール装置２２が設けられおらず、代わりとしてハブキャップ２４が装着されている。また、軸受内には軸受空間容積の３０〜５０％程度のグリースが封入されている。
なお、符号２３はハブ輪６のインボード側の端面に締結されて軸受部に必要な予圧を付与するためのナットである。
【００２１】
水浸入検出装置３０ｂは、外輪３の懸架装置取り付けフランジ１８の外周部に電気的に接続されると共に、ハブ輪６の車輪取り付けフランジ７の外周部に円環状のスリップリング等からなる摺動部材３１を介して電気的に接続されて、外輪３とハブ輪６との間の電位差を測定自在とする電気回路３２と、該電気回路３２から出力された信号を処理する制御装置３６とを備える。
【００２２】
電気回路３２は、外輪３、ハブ輪６、直流電源３３及び抵抗３４を互いに直列に接続した閉回路とされており、また、導線の途中には外輪３とハブ輪６との間の電位差を検出する電圧計３５が直流電源３３及び抵抗３４と並列に設けられている。なお、摺動部材３１は静止状態とされ、配線等のもつれが生じないようになっている。また、直流電源３３の電圧値は０．１〜１０Ｖ程度の範囲内で設計条件に応じて適宜選択され、さらに、抵抗３４の抵抗値についても１ｋΩ〜１ＭΩ程度の範囲内で設計条件に応じて適宜選択される。
【００２３】
制御装置３６は、軸受内に水が浸入したか否かを判定する判定部３７と、該判定部の判定結果により警報を出力または解除する警報出力部３８とを備え、電子回路３２から出力された電圧計３５の測定値は、制御装置３６に入力され、判定部３７及び警報出力部３８により所定の処理が実行される。
【００２４】
判定部３７は、電圧計３５による測定値と予め設定しておいた基準値とを比較して測定値が基準値より小さくなると軸受内に水が浸入したと判定し、測定値が基準値を超えている場合は軸受内に水が浸入していないと判定する。警報出力部３８は、判定部３７によって軸受内に水が浸入したと判定された場合に警報（警告灯等）を出力し、そうでないと判定された場合に警報を解除する。
【００２５】
また、このように構成された水浸入検出装置３０ｂによれば、次のようにしてハブユニット軸受部３０ａへの水の浸入を検知し、水の浸入によるハブユニット軸受部３０ａの異常を早期に発見することができる。
【００２６】
外輪３とハブ輪６との間の電気抵抗は、潤滑状態が良好である場合には高く、不良である場合には低くなる。つまり、潤滑状態が良好である場合には、外輪軌道面１６，１７及び内輪軌道面１２，１３と各転動体４の転動面との間に十分な油膜が介在し、絶縁材である油の膜が介在する分、外輪３とハブ輪６との間の電気抵抗が高くなり、外輪３とハブ輪６との間の電位差が高く（直流電源の電圧に近く）なる。
【００２７】
これに対して、軸受内に外部から水が浸入すると、潤滑状態が不良となる。潤滑状態が不良である場合には、外輪軌道面１６，１７及び内輪軌道面１２，１３と各転動体４の転動面との間に油膜が存在しないか、仮に存在しても不十分となる。この様な状態では、外輪軌道面１６，１７及び内輪軌道面１２，１３と各転動体４の転動面との接触状態が金属同士の接触となり、外輪３とハブ輪６との間の電気抵抗が低くなり、外輪３とハブ輪６との間の電位差が低くなる。そこで、電圧計３５の測定値が基準値よりも所定以上低くかった場合に、判定部３７は外輪軌道面１６，１７及び内輪軌道面１２，１３と各転動体４の転動面との間に十分な油膜が形成されていない、すなわち潤滑不良の状態にあると判定し、警報出力部３８が警報を出力する。
【００２８】
また、自動車の運転時には、海岸、河岸、湖岸等の走行によりハブユニット軸受が(完全に、あるいは部分的に)水没することがある。この様な場合、外輪３及びハブ輪６の両方とも一部もしくは全部が水没するため、潤滑状態が良好で、外輪軌道面１６，１７及び内輪軌道面１２，１３と各転動体４の転動面との間に油膜が十分に形成されていたとしても、外輪３とハブ輪６とが水を介して電気的に短絡して直接導通し、電圧計３５の測定値が基準値よりも低くなって判定部３７が軸受内に水が浸入したと判定し、警報出力部３８が警報を出力する。
【００２９】
ただし、このような運転状態は継続的に長時間にわたるものではなく、一時的な運転状態である。つまり、一時的に電圧計３５の測定値が基準値よりも低くなり警報が発せられたとしても、そのような運転状態から脱して、電圧計３５の測定値が基準値内に収まれば、判定部３７が軸受内に水が浸入していないと判定し、警報出力部３８からの警報は解除されるようになっている。これに対し、潤滑不良による警報は継続的に発せられるため、このような状態とは区別することができる。
【００３０】
従って、本実施形態の水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受３０は、外輪３とハブ輪６の間の電気抵抗に基づいて、外輪３及びハブ輪６と転動体４との当接部に介在する油膜の形成状態を把握し、ハブユニット軸受部３０ａへの水の浸入を検出することができるので、水の浸入によるハブユニット軸受部３０ａの異常を早期に発見することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受について説明する。なお、第１実施形態と重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
図２に示すように、本実施形態の水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受４０は、第１実施形態の水浸入検出装置３０ｂの代わりに、摺動部材にカーボンブラシ４１を適用した水浸入検出装置４０ｂを使用したもので、このカーボンブラシ４１は、外輪（固定輪）３のアウトボード側の端部外径面に絶縁材を介して非導電状態で取り付けられると共に、ハブ輪（回転輪）６の車輪取り付けフランジ７の根元部のインボード側を向く側面にバネ等により押しつけられ導電状態で接続される。なお、カーボンブラシ４１は外輪３に固定してもよいし、ハブ輪６に対して相対回転するように外輪３に取り付けてもよい。
【００３２】
（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受について説明する。なお、第１実施形態と重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
図３に示すように、本実施形態の水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受５０は、第１実施形態の従動輪用のハブユニット軸受部３０ａの代わりに、駆動輪用のハブユニット軸受部５０ａを使用したもので、中空状のハブ輪６を備えており、外輪（固定輪）３のアウトボード側の端部内径面とハブ輪（回転輪）６の外径面との間及び外輪３のインボード側の端部内径面と内輪１１の外径面との間にそれぞれシール装置２１，２２が設けられている。
なお、水浸入検出装置３０ｂに代えて、上記第２実施形態のように摺動部材３１にカーボンブラシを適用した水浸入検出装置４０ｂを採用してもよい。
その他の構成及び作用効果については上記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
（第４実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受について説明する。なお、第１実施形態と重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
図４に示すように、本実施形態の水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受６０は、第３実施形態の電気回路３２の外輪３の懸架装置取り付けフランジ１８の外周部に電気的に接続された導線を、外輪３のインボード側の端部に電気的に接続すると共に、外輪３のインボード側端部あるいはナックルに回転速度センサ６１を取り付け、さらに、この回転速度センサ６１の配線が接続され、該回転速度センサ６１から出力された信号を処理する信号処理部６２を制御装置３６内に設ける。
【００３４】
従って、本実施形態は、外輪３のインボード側端部の接続された電気回路３２の導線の接続部に近接して回転速度センサ６１を設け、さらに、制御装置３６内に信号処理部６２を設けたので、配線の簡素化を図ることができる。なお、回転速度センサ６１はハブ輪６のインボード側端部に固定されたエンコーダ（図示せず）に対向配置されている。
その他の構成及び作用効果については上記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００３５】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、外輪３に電気回路の導線を直接接続しているが、外輪３の懸架装置取り付けフランジ１８に支持されている懸架装置が導通状態の良い金属製であれば、電気回路の導線を懸架装置に接続してもよい。
【００３６】
また、上記第２実施形態では、ハブ輪６の車輪取り付けフランジ７の根元部のインボード側を向く側面に、カーボンブラシ４１を介して電気回路の導線を接続しているが、この接続位置はハブ輪６上であれば任意である。但し、カーボンブラシの摩耗防止や低トルク化等を考慮すると、カーボンブラシ５３の取り付け位置は、周速が小さくなる回転中心近辺がより好ましい（ハブユニット軸受周辺部材との干渉を考慮した設計的位置により決定する）。
【００３７】
さらに、上記各実施の形態では、内輪回転の従動輪用及び駆動輪用のハブユニット軸受を例に採ったが、外輪回転の従動輪用及び駆動輪用のハブユニット軸受に本発明を適用してもよい。
【００３８】
さらに、水浸入検出装置はハブユニット軸受に常時取り付けておいてもよいが、車検時等の検査時にハブユニット軸受に水浸入検出装置を取り付けるようにしてもよい。さらに、カーボンブラシを取り付けた場合には車検時等に定期的に交換するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を説明するための断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態である水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受を説明するための断面図である。
【図５】従来のハブユニット軸受の一例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２                      ハブ
３                      外輪（固定輪）
４                      転動体
６                      ハブ輪（回転輪）
３０，４０，５０，６０    水浸入検出装置を備えたハブユニット軸受
３０ａ，５０ａ            ハブユニット軸受部
３０ｂ，４０ｂ            水浸入検出装置
３１                      摺動部材
３２                      電気回路
３５                      電圧計
３６                      制御装置
３７                      判定部
３８                      警報出力部
４１                      カーボンブラシ（摺動部材）
【図１】
2006162041.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006162041.tif 000006
【図５】
2006162041.tif 000007