(57)【要約】【課題】エンコーダを保護しながら、左右輪で共通化して生産や管理コストを低減することができる車輪支持用軸受ユニットを提供する。【解決手段】車輪支持用軸受ユニット１０では、外輪１２のインボード側端部に固定されるカバー部材４０に、エンコーダ３４の回転を検出するセンサ３５を挿入可能な複数の窓部４４ａ，４４ｂが形成され、センサ３５が挿入されない窓部４４ｂは栓部材５０によって塞がれる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に静止側軌道面を有し、懸架装置と結合可能な静止輪と、
前記静止側軌道面と対向する周面に回転側軌道面を有すると共に、外周面に車輪を支持する為の車輪取付フランジを有する回転輪と、
前記静止側軌道輪と前記回転側軌道輪との間に設けられる複数の転動体と、
前記回転輪のインボード側端部に前記回転輪と同心に固定されるエンコーダと、
前記静止輪のインボード側端部に固定され、前記エンコーダの回転を検出するセンサを挿入可能な複数の窓部が形成されるカバー部材と、
前記センサが挿入されない前記窓部を塞ぐ閉塞部材と、
を備えることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
【請求項２】
前記固定されたカバー部材の下方には、水抜き窓が形成され、
前記複数の窓部は、前記静止輪及び前記回転輪の中心軸を通過する鉛直線に対して対称に配置される一対の窓部であり、且つ、
前記閉塞部材は、前記カバー部材の内側で、その円周方向に沿ってスライド可能な内扉であり、
前記車輪が右輪であるときに、該一対の窓部の一方には前記センサが挿入されるとともに、前記一対の窓部の他方は前記内扉によって塞がれ、
前記車輪が左輪であるときに、該一対の窓部の一方は前記内扉によって塞がれ、前記一対の窓部の他方には前記センサが挿入されることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪支持用軸受ユニットに関し、特に、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車輪支持用軸受ユニットにおいて、車輪の回転速度を検出するセンサを備えた車輪支持用軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の安全性を向上する技術として、制動時に車輪がロックしないように制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や発進時に車輪がスリップしないように制御するトラクションコントロールシステムが採用されている。これらのシステムでは、車輪のロックあるいはスリップを制御するために、車輪の回転速度を正確に計測する回転センサが設けられている。このため、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪支持用軸受ユニットに、回転センサを内蔵したものが種々考案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
回転センサがエンコーダから信頼性の高い回転信号を得るためには、センサとエンコーダとのエアギャップを安定させる必要がある。しかしながら、車輪支持用軸受ユニットにおいては、走行条件により常に異なるモーメント荷重が負荷されるため、外内輪の相対傾き及び相対変位は常に変化する。この結果、内輪に固定されるエンコーダの傾きも常に変化し、外輪やナックルに固定されたセンサとのエアギャップは常に変化してしまう。
【０００４】
このため、特許文献１に記載の車輪支持用軸受ユニットは、外内輪の相対傾き及び相対変位が少ない、軸線よりも少し上方となる位置に回転センサを配置している。
【特許文献１】特開平１１−１８３４９２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車の左右アクスル構造は、前後方向を軸線とする対称設計が行なわれる場合が多い。そのため、左右輪に対して特許文献１に記載のように回転センサをそれぞれ配置する場合、左右輪の各センサはそれぞれの軸受側から見て互いに異なる位置となる。このような場合、軸受メーカーにとって、右輪用軸受ユニットと左輪用軸受ユニットを別々に生産し、管理し、納入することは、生産コストや管理コストの上昇をまねき、自動車メーカーにとっても、別管理が発生し、補修部品が２種類となって管理コストの上昇をまねき、好ましくない。
【０００６】
このため、軸受ユニットのカバー部材に回転センサを挿入する窓部を設けるような場合には、右輪用軸受ユニットと左輪用軸受ユニットの各回転センサが配置される各位置に窓部をそれぞれ形成し、カバー部材を右輪用軸受ユニットと左輪用軸受ユニットの両方で共通して使用することが考えられる。しかしながら、センサが挿入されない窓部は開口したままの状態となり、この開口部分からゴミが入りやすい。特に、エンコーダが多極に着磁された着磁ゴムで成形されるような場合には、磁性のゴミがエンコーダに貼り付いたり、センサとエンコーダとの間の空間に硬質のゴミが挟まったりして、エンコーダを摩耗させ、回転速度信号が著しく劣化する可能性がある。
【０００７】
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、その目的は、エンコーダを保護しながら、左右輪で共通化して生産や管理コストを低減することができる車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）  周面に静止側軌道面を有し、懸架装置と結合可能な静止輪と、
前記静止側軌道面と対向する周面に回転側軌道面を有すると共に、外周面に車輪を支持する為の車輪取付フランジを有する回転輪と、
前記静止側軌道輪と前記回転側軌道輪との間に設けられる複数の転動体と、
前記回転輪のインボード側端部に前記回転輪と同心に固定されるエンコーダと、
前記静止輪のインボード側端部に固定され、前記エンコーダの回転を検出するセンサを挿入可能な複数の窓部が形成されるカバー部材と、
前記センサが挿入されない前記窓部を塞ぐ閉塞部材と、
を備えることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
（２）  前記固定されたカバー部材の下方には、水抜き窓が形成され、
前記複数の窓部は、前記静止輪及び前記回転輪の中心軸を通過する鉛直線に対して対称に配置される一対の窓部であり、且つ、
前記閉塞部材は、前記カバー部材の内側で、その円周方向に沿ってスライド可能な内扉であり、
前記車輪が右輪であるときに、該一対の窓部の一方には前記センサが挿入されるとともに、前記一対の窓部の他方は前記内扉によって塞がれ、
前記車輪が左輪であるときに、該一対の窓部の一方は前記内扉によって塞がれ、前記一対の窓部の他方には前記センサが挿入されることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受ユニット。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車輪支持用軸受ユニットによれば、静止輪のインボード側端部に固定されるカバー部材には、エンコーダの回転を検出するセンサを挿入可能な複数の窓部が形成され、センサが挿入されない窓部は閉塞部材によって塞ぐようにしたので、カバー部材の内部に配置されたエンコーダを保護しながら、カバー部材を含む軸受ユニットを左右輪で共通化して生産や管理コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態に係るセンサ付き車輪支持用軸受ユニットについて図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
本実施形態のセンサ付き車輪支持用軸受ユニット１０は駆動輪用とされており、図１に示すように、回転輪であるハブ１１及び静止輪である外輪１２と、複数の転動体である玉１３とを備えている。ハブ１１は、中空状のハブ輪１５を備えており、ハブ輪１５は、その外周面の軸方向一端寄り部分である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１の左端部）に径方向外方に延びる車輪取り付けフランジ１６を有している。車輪取り付けフランジ１６には、そのアウトボード側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１７が周方向に略等間隔で複数植設されている。さらに、ハブ輪１５の内周面には、図示しない等速ジョイントのスプライン軸が係合するスプライン溝１８が形成されている。
【００１２】
ハブ輪１５のインボード側の軸方向端部には小径段部１９が形成されており、該小径段部１９には内輪２０が外嵌されている。そして、小径段部１９の内輪２０の内端面から突出した部分を直径方向外方に加締め広げる事で、内輪２０をハブ輪１５に結合固定している。なお、内輪２０は、等速ジョイントをハブ輪１５に固定すると同時に、ハブ輪１５に固定されてもよい。また、ハブ輪１５の軸方向の中間部外周面には回転側軌道面である第１内輪軌道面２１が形成され、内輪２０の外周面には回転側軌道面である第２内輪軌道面２２が形成されている。
【００１３】
外輪１２の内周面には、ハブ輪１５の第１内輪軌道面２１に対応する静止側軌道面である第１外輪軌道面２３及び内輪２０の第２内輪軌道面２２に対応する静止側軌道面である第２外輪軌道面２４が形成されている。また、車輪取り付けフランジ１６から離間する側の外輪１２の外周部には、径方向外方に延びる懸架装置取り付けフランジ２５が設けられており、このフランジ２５を介して懸架装置２６に固定されている。
【００１４】
そして、複列の第１及び第２内輪軌道面２１，２２と複列の第１及び第２外輪軌道面２３，２４との間にそれぞれ複数の玉１３が保持器１４を介して周方向に転動可能に配設されている。尚、図示の例では、転動体として玉１３を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用軸受ユニットの場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【００１５】
また、外輪１２の両端部内周面とこの内周面と対向するハブ輪１５及び内輪２０との外周面との間には、複数の玉１３が配置される、外輪１２とハブ輪１５及び内輪２０との間の環状空間を密封するシール装置２７，２８が配置されており、内部に充填されたグリースの漏洩と外部からの水や異物の浸入を防止する。
【００１６】
インボード側のシール装置２７は、外輪１２に内嵌される芯金２９に固定されたシール部材３０を、内輪２０に外嵌されるスリンガ３１に摺接させることで構成され、また、アウトボード側のシール装置２８は、外輪１２に内嵌される芯金３２に固定されたシール部材３３をハブ輪１５の外周面に摺接させることで構成されている。
【００１７】
上述の様な車輪支持用軸受ユニット１０を自動車に組み付けるには、外輪１２の懸架装置取り付けフランジ２５を懸架装置２６に固定し、回転輪側のハブ輪１５の車輪取り付けフランジ１６にスタッド１７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２６に対して回転自在に支持することができる。
【００１８】
さらに、車輪支持用軸受ユニット１０には、ハブ１１の回転速度を検出すべく、シール装置２７のスリンガ３１の軸方向側面にエンコーダ３４が固定されている。また、懸架装置２６には、エンコーダ３４の近傍に検知部を有するセンサ３５がセンサ穴３６を介して取り付けられており、検知部によって検出された回転速度信号がハーネス３７を介して外部に送られる。
【００１９】
エンコーダ３４は、検知部と所定のエアギャップを介して軸方向に対向配置され、磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。エンコーダ３４としては、強磁性材をゴム或は合成樹脂中に混入して形成され、円周方向に交互に多極着磁されたゴム磁石或はプラスチック磁石や、スリットを形成して磁気特性を変化させる軟鋼板等の磁性金属板によって構成される。
【００２０】
検知部は、ホール素子や磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子並びにこの磁気検出素子の出力波形を整える為の波形整形回路を組み込んだＩＣとからなる。また、永久磁石を有するエンコーダ３４を使用する場合には、検知部は永久磁石を組み込む必要はないが、単なる磁性材製のエンコーダ３４を使用する場合には、センサ側に、磁束の発生源となる永久磁石を組み込む必要がある。
【００２１】
外輪１２のインボード側端部の外周面には、カバー部材４０が嵌合固定されている。カバー部材４０は、外輪１２のインボード側端部の外周面と嵌合する第１円筒部４１と、第１円筒部４１より小径の第２円筒部４２と、第２円筒部４２から径方向内方に延出する内向きフランジ部４３と、を備える。内向きフランジ部の先端周面は、図示しない等速ジョイントと摺接、或はラビリンスシールを構成しており、カバー部材４０は、エンコーダ３４が設置される空間と外部空間とを仕切って、この空間に異物が侵入することを防止している。
【００２２】
図２に示すように、カバー部材４０の下方には、第２円筒部４２と内向きフランジ部４３に跨って開口した水抜き窓４５が形成されており、エンドキャップ３４が配置される空間内に浸入した水を排出する。
【００２３】
また、カバー部材４０には、エンコーダ３４とセンサ３５とのエアギャップの変化が小さくなる、ハブ１１及び外輪１２の中心軸を通過する水平線ｈに対して斜め上方の位置で、且つ、中心軸を通過する鉛直線ｖに対して対称となる位置に一対の窓部４４ａ，４４ｂが形成されている。一対の窓部４４ａ，４４ｂは、第２円筒部４２と内向きフランジ部４３に跨って開口している。
【００２４】
そして、図２に示すように、車輪が右輪である場合には、懸架装置２６に取り付けられたセンサ３５が一方の窓部４４ａに挿入され、センサが挿入されない他方の窓部４４ｂは、閉塞部材である栓部材５０によって塞がれる。また、図示しないが、車輪が左輪である場合には、懸架装置２６に取り付けられたセンサ３５が他方の窓部４４ｂに挿入され、センサが挿入されない一方の窓部４４ａは、栓部材５０によって塞がれる。このため、右輪に適用される軸受ユニット１０と左輪に適用される軸受ユニット１０とは、懸架装置２６に取り付けられた状態において、センサ３５が車体一側から見て同位相に配置される。
【００２５】
図３に示すように、栓部材５０は、略Ｌ字状の樹脂部品であり、窓部４４ｂを画成する第２円筒部４２の縁部と内向きフランジ部４３の縁部をそれぞれ挟む第１及び第２係合部５１，５２とを有する。第１及び第２係合部５１，５２はそれぞれ、カバー部材４０の内部への脱落を防止するため、外側部分５１ａ，５２ａを内側部分５１ｂ，５２ｂよりも長く形成している。栓部材５０は、内側部分５１ｂ，５２ｂを変形させ、第１及び第２係合部５１，５２を第２円筒部４２の縁部及び内向きフランジ部４３の縁部と係脱することで、容易にカバー部材４０から着脱される。
【００２６】
また、各外側部分５１ａ，５２ａには、爪部５３が設けられており、カバー部材４０の表面に形成された穴４６と係合させることで、栓部材５０はカバー部材４０により強固に固定される。なお、カバー部材４０には、穴４６の代わりに、窪みが形成されてもよい。さらに。栓部材５０の外面には、脱着を容易にするための取っ手５４が形成されている。
【００２７】
従って、本実施形態の車輪支持用軸受ユニット１０によれば、外輪１２のインボード側端部に固定されるカバー部材４０に、センサ３５を挿入可能な一対の窓部４４ａ，４４ｂがハブ１１及び外輪１２の中心軸を通過する鉛直線Ｖに対して対称に形成される。これにより、左右輪に応じて、エアギャップの変化が小さくなる位置に形成された一対の窓部４４ａ，４４ｂにセンサ３５をそれぞれ挿入し、カバー部材４０を含む軸受ユニット１０を左右輪で共通化して軸受メーカーや自動車メーカーの生産や管理コストを低減することができる。また、センサが挿入されない一対の窓部４４ａ，４４ｂの他方は、栓部材５０によって塞がれるので、窓部４４ａ，４４ｂからエンコーダ３４が配置される空間内にゴミ等が入ることが防止され、エンコーダ３４を保護することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るセンサ付き車輪支持用軸受ユニットについて図４を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、閉塞部材の構造において第１実施形態と異なるもので、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００２９】
第２実施形態では、閉塞部材として、カバー部材４０の第２円筒部４２の内側に、円周方向にスライド可能な三日月形状の内扉６０が設けられる。内扉６０は、その全長が第２円筒部４２の円弧長さの１／２以上からなる、金属製又は樹脂製の弾性部材である。また、内扉６０は、カバー部材４０に嵌合される前の自由状態において、外周面の曲率半径を第２円筒部４２の内周面の曲率半径以上としており、自身の弾性によって第２円筒部４２の内周面に倣うように配置される。
【００３０】
内扉６０には、第２円筒部４２の窓部４４ａ，４４ｂ間の短い円弧距離よりも窓部４４ａ，４４ｂの円周方向幅分だけ略短い円弧距離離れた位置に、２つの内窓６１ａ，６１ｂが形成されている。これにより、車輪が右輪である場合には、一方の窓部４４ａと内窓６１ａとを連通させて、これらにセンサ３５が挿入可能になるとともに、他方の窓部４４ｂと内窓６１ｂとが円周方向にずれた位置となり、他方の窓部４４ｂが内扉６０によって塞がれる。また、車輪が左輪である場合には、他方の窓部４４ｂと内窓６１ｂとを連通させて、これらにセンサ３５が挿入可能になるとともに、一方の窓部４４ａは内扉６０によって塞がれる。また、内窓６１ａ，６１ｂの開口寸法とセンサ３５の径を略等しくすることで、内扉６０はセンサ３５によって固定され、振動等の影響で内扉６０が動いてしまうのを防止することができる。
【００３１】
さらに、内扉６０のこれら内窓６１ａ，６１ｂの円周方向一端部には、取っ手６２が取り付けられている。取っ手６２は、カバー部材４０の窓部４４ａ，４４ｂから突出しており、内扉６０は、取っ手６２によって規制されて、内窓６１ａ，６１ｂの円周方向幅分スライドする。そして、内扉６０をスライドして、内窓６１ａ，６１ｂと連通した窓部４４ａ，４４ｂにセンサ３５が挿入されると、取っ手６２がセンサ３５によって窓部４４ａ，４４ｂ内で位置決めされ、これにより、内扉６０もカバー部材４０に対して位置決めされる。なお、内扉６０を金属材のプレス加工で形成する場合には、取っ手６２は、内窓６１ａ，６１ｂ部分の板を外側に折り曲げることで形成してもよい。
【００３２】
また、本実施形態のカバー部材４０の窓部４４ａ，４４ｂは、図４に示すように、第２円筒部４２のみに形成されているが、内扉６０の形状を変更することで、第１実施形態と同様に、第２円筒部４２と内向きフランジ部４３に跨って形成されてもよい。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３３】
従って、本実施形態の車輪支持用軸受ユニット１０によれば、第１実施形態と同様に、カバー部材４０を含む軸受ユニット１０を左右輪で共通化して軸受メーカーや自動車メーカーの生産や管理コストを低減することができると共に、センサが挿入されない他方の窓部４４ａ，４４ｂは、内扉６０をスライドさせることによって塞がれるので、窓部４４ｂからエンコーダ３４が配置される空間内にゴミ等が入ることが防止され、エンコーダ３４を保護することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るセンサ付き車輪支持用軸受ユニットについて図５を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、閉塞部材の内扉の構造において第２実施形態と異なるもので、第２実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００３５】
第３実施形態の内扉６０ａは、第２円筒部４２の内径と等しい外径を有する環状に形成されており、第２実施形態と同様に、内窓６１ａ，６１ｂ及び取っ手６２を有すると共に、カバー部材４０の水抜き窓４５と対応する位置にも水抜き用内窓６３を有する。この水抜き用内窓６３は、内扉６０ａがスライドした際に水抜き窓４５が塞がれないように、水抜き窓４５の円周方向幅よりスライド距離分大きな円周方向幅を有する。
【００３６】
また、カバー部材４０の窓部４４ａ、４４ｂは、図５（ａ）に示すように、内扉６０をカバー部材４０に挿入固定する際、内扉６０の取っ手６２がカバー部材４０と干渉しないように、取っ手６２の外径Ａより大きな内径Ｂの切欠き部分４７を有している。従って、環状の内扉６０ａは、第２実施形態のものに比べて剛性を向上することができ、飛び石等運動量の多いゴミの進入をより確実に防止できる。なお、切欠き部分４７の幅は、取っ手６２が通過するように、取っ手６２の板厚以上であればよい。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３７】
なお、本発明は上記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。
上記実施形態では、センサの検知部とエンコーダとは所定のエアギャップを介して軸方向に対向配置されているが、径方向に対向配置されてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、センサが径方向外方から挿入される構成であるが、軸方向側方から挿入される構成であってもよい。また、センサは、上記実施形態のように、懸架装置にボルト固定される構成であってもよいし、カバー部材自体に固定される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車輪支持用軸受ユニットを説明するための断面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】（ａ）は、第１実施形態のカバー部材に取り付けられた閉塞部材の斜視図であり、（ｂ）は、閉塞部材の斜視図であり、（ｃ）は、カバー部材に取り付けられた閉塞部材の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車輪支持用軸受ユニットの閉塞部材を示し、（ａ）はセンサ近傍の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る車輪支持用軸受ユニットの閉塞部材を示し、（ａ）はセンサ近傍の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  車輪支持用軸受ユニット
１１  ハブ（回転輪）
１２  外輪（静止輪）
１３  玉（転動体）
１５  ハブ輪
１９  小径段部
２０  内輪
２１  第１内輪軌道面（回転側軌道輪）
２２  第２内輪軌道面（回転側軌道輪）
２３  第１外輪軌道面（静止側軌道輪）
２４  第２外輪軌道面（静止側軌道輪）
２７，２８  シール装置
３４  エンコーダ
４０  カバー部材
４４ａ，４４ｂ  窓部
５０  栓部材（閉塞部材）
６０，６０ａ  内扉（閉塞部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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