(57)【要約】【課題】エンコーダとセンサー部との間隙に異物の噛み込みを阻止することによって、磁気エンコーダの損傷を防止すると共に、信号精度の低下を防止するハブユニット軸受を提供する。【解決手段】内輪の車両中心側端部に取付けられたカバーと、該カバーとエンコーダとの間に形成された軸方向空間と、外輪もしくは前記外輪の取付け用部材に取付けられているセンサー部と、前記カバーと前記外輪もしくは前記外輪の取付け部材との間に形成されたシール部とを有するハブユニット軸受の前記軸方向空間にエンコーダと所定の軸方向間隙をもって前記センサー部を配置する。【選択図】図１
2007321810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周軌道を有する外輪と、
外周軌道を有する内輪と、
前記内周軌道と前記外周軌道間に介装され、前記外内輪を相対回転可能に支持する転動体と、
前記外輪の車両外端側端部に設けられた外端側密封シール部材および車両中心側端部に設けられた中心側密封シール部材と、
前記車両中心側密封シール部材の軸受軸方向外方位置に、前記車両中心側密封シール部材に隣接して設けられたエンコーダと、
からなるハブユニット軸受において、
前記内輪の車両中心側端部に取付けられたエンコーダのカバーと前記エンコーダとの間に軸方向空間を形成し、
前記外輪もしくは前記外輪の取付け用部材にセンサー部を取付け、前記カバーと前記外輪もしくは前記外輪の取付け用部材との間にシール部を形成し、そして前記軸方向空間にエンコーダと所定の軸方向間隙をもって前記センサー部を配置したことを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記シール部がラビリンスすきまを構成することを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
【請求項３】
前記エンコーダが磁気エンコーダであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブユニット軸受に関し、回転を検出するエンコーダ、特に、好適には磁気エンコーダを備えたハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪用のハブユニット軸受Ｈｚは、図８に示すように、外輪１ｚ、内輪２ｚ、前記外内輪の間に介装されたボール３ｚ，３ｚ、および車両中心側（図中右）密封シール部材５ｂｚおよび車両外端側（図中左）密封シール部材５ａｚとからなっている。
【０００３】
なお、図８はＸ０−Ｘ０中心線より上半分の断面図である。
【０００４】
車両中心側密封シール部材５ｂｚはヨーク５ｂ２ｚと芯金５ｂ１ｚからなる組合せ型密封シール部材である。芯金５ｂ１ｚは外輪１ｚに固定され、ゴムなどの弾性材料からなるシールリップ５ｂ３ｚが加硫接着されている。
【０００５】
ヨーク５ｂ２ｚは内輪２ｚの外周面に嵌合固定され、半径方向外方に折れ曲がっているフランジ部５ｂ２２ｚを有している。
【０００６】
芯金５ｂ１ｚに加硫接着されたシールリップ５ｂ３ｚはヨーク５ｂ２ｚに摺接している。その結果、密封シール部を形成する。
【０００７】
フランジ部５ｂ２２ｚの軸方向外側面には、磁気エンコーダ６ｚが接着されている。磁気エンコーダ６ｚは磁性体粉に結合材としてゴム材を混入した磁性ゴムからなっている。磁気エンコーダ６ｚの軸方向外面に近接対向して、センサー部７ｚが配置され、回転検出部を構成している。
【０００８】
そして、センサー部７ｚと磁気エンコーダ６ｚとは所定の間隙Ｓで対向していて、磁気エンコーダ６ｚから発する信号を検出するようになっている。
【０００９】
回転検出部がハブユニット軸受の車両中心側端部に配置されているので、厳しい泥水塵埃環境に晒されることになる。車両が走行中に、この間隙Ｓに、小石などの異物を噛みこむ場合があり、そのような場合には噛みこんだ異物によって磁気エンコーダ６ｚの表面が磨耗若しくは損傷する虞がある。磨耗や損傷によって、磁束密度の低下や磁束信号の検出精度が低下してしまうと云う問題が生じる。また、磁性体の異物の場合には、異物が磁気エンコーダ表面に吸着すると、磁気ショートが発生し、信号不良が発生する場合もある。磁気エンコーダに発生する障害の外に、エンコーダに対向したセンサー部でも磁気エンコーダの被検知面に磁性体が付着すると同様に信号不良の問題が発生する。
【００１０】
そのために、回転検出部の周辺形状は、前記間隙に異物を噛みこまないような構造にするという課題がある。
【００１１】
磁気エンコーダに関して、この課題を解決するための提案がある。（特許文献１を参照）
【特許文献１】特開２００２−３３３０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１は、磁気エンコーダの外方側を保護板で被覆し、保護板の内側面に磁気エンコーダを接着することによって、磁気エンコーダとセンサー部との間隙に異物が噛みこんだ場合に、磁気エンコーダの損傷を防止するものである。
【００１３】
この場合、センサー部はハブユニット軸受とは別の部位、例えば、車体の一部分に取付けられてハブユニット軸受の軸方向外方から信号を検出することになる。
【００１４】
特許文献１では、センサー部と磁気エンコーダの間の距離が保護板を介在させることにより大きくなり、そのため信号が弱まり信号精度が低下するという問題がある。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エンコーダとセンサー部との間隙に異物の噛み込みを阻止することによって、エンコーダの損傷を防止すると共に、信号精度の低下を防止することを特徴とするハブユニット軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明は、
内周軌道を有する外輪と、
外周軌道を有する内輪と、
前記内周軌道と前記外周軌道間に介装され、前記外内輪を相対回転可能に支持する転動体と、
前記外輪の車両外端側端部に設けられた外端側密封シール部材および車両中心側端部に設けられた中心側密封シール部材と、
前記車両中心側密封シール部材の軸受軸方向外方位置に、前記車両中心側密封シール部材に隣接して設けられたエンコーダと、
からなるハブユニット軸受において、
前記内輪の車両中心側端部に取付けられたエンコーダのカバーと前記エンコーダとの間に軸方向空間を形成し、
前記外輪もしくは前記外輪の取付け用部材にセンサー部を取付け、前記カバーと前記外輪もしくは前記外輪の取付け用部材との間にシール部を形成し、そして前記軸方向空間にエンコーダと所定の軸方向間隙をもって前記センサー部を配置したことを特徴とするハブユニット軸受を提供する。
【００１７】
また、本発明は、
前記シール部がラビリンスすきまを構成することを特徴とするハブユニット軸受を態様とする。
【００１８】
また、本発明は、
前記エンコーダが磁気エンコーダであることを特徴とするハブユニット軸受を態様とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、エンコーダとセンサー部との間隙に異物の噛み込み、あるいは、エンコーダ表面への磁性体の付着を阻止することによって、エンコーダの損傷を防止すると共に、信号精度の低下を防止することを特徴とするハブユニット軸受を提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１ないし図７（ａ）、図７（ｂ）を参照して本発明の実施形態１を説明する。
なお、図１、図３、図４、図５、図６はＸ−Ｘ中心線より上側半分を示している断面図である。
【００２２】
図１は車輪用のハブユニット軸受、特に、従動輪用として使用されるものである。
【００２３】
以下の説明において、表現の簡略化のため、車両外端側を外端側と、また、車両中心側を中心側という。
【００２４】
図１において、ハブユニット軸受Ｈ１は、内周に複列の内周軌道１１，１２を有し、外周に車体への取付けフランジ１ｆを有している外輪１と、外端側には車輪（図示略）を取付けるフランジ２ｆと軸方向中央部２ｍのうちフランジ２ｆ側外周面に直接外周軌道２ａ１が形成され、軸方向中央部２ｍに連設されて、中心側に小径部２ｎが形成されているハブ軸２ａｈと、ハブ軸２ａｈに嵌合され、外周に外周軌道２ｂ１が形成された内輪要素２ｂとからなる内輪２と、外輪１と内輪２との間に介装されているボール３、３と、ボール３、３を保持している保持器４、４と、外輪１の両端部に取付けられている外端側密封シール部材５ａと中心側密封シール部材５ｂと、中心側密封シール部材５ｂの中心側の軸受軸方向外方位置に密封シール部材５ｂに隣接して設けられたエンコーダ６と、エンコーダ６のカバーとから構成されている。
【００２５】
次に、図２Ａ、図２Ｂをも参照しながら各部品に関して詳細に説明する。図２Ａは図１のＡ部拡大図を示し、図２Ｂは図２Ａの状態になる前段階を示す。
【００２６】
外輪１は上述のように、内周に複列の外端側の内周軌道１１と中心側の内周軌道１２を有し、外周に車体の一部位であるナックルへの取付けフランジ１ｆを有している。取付けフランジ１ｆにはナックル９へ取付けるためのボルト穴１ｇが設けられている。ナックル９は外輪１の取付け用部材である。
【００２７】
また、外輪１の中心側端部１４に後述する中心側密封シール部材を取付ける内周面１ｄを有している。さらに、外輪１の外端側端部１３には後述する外端側密封シール部材を取付ける内周面１ｃを有している。
【００２８】
外輪１の取付けフランジ１ｆの中心側平面部１ｆ１および外周面１ｅはナックル９へ取付けるための基準面となっている。
【００２９】
内輪２は、上述のように外端側に車輪（図示略）を取付けるフランジ２ｆと軸方向中央部２ｍにはフランジ２ｆ側外周面に直接外周軌道２ａ１が形成されており、さらに、軸方向中央部２ｍに連設されて、段部２ｃを介して中心側に小径部２ｎが形成されているハブ軸２ａｈ、および、ハブ軸２ａｈの小径部２ｎに嵌合固定され、外周に外周軌道２ｂ１を有する内輪要素２ｂとからなっている。
【００３０】
内輪要素２ｂの中心側端部２ｂ２には段部２ｂ３が形成されている。
【００３１】
ハブ軸２ａｈの小径部２ｎは内輪要素２ｂを嵌合して軸方向に固定する前段階は中心側に向かう延長部２ｎ１を有している（図２Ｂの点線部参照）。延長部２ｎ１の径方向内方には、後述するように、延長部２ｎ１の拡開に好適な所定の肉厚寸法を設定するために空洞部２ｎ２を設けてある。
【００３２】
なお、外周軌道２ａ１は外輪１の内周軌道１１に、外周軌道２ｂ１は内周軌道１２にそれぞれ対向している。
【００３３】
また、ハブ軸２ａｈのフランジ２ｆには車輪（図示略）を取付けるボルトＢが装着されている。
【００３４】
ボール３、３は、外輪１の内周軌道１１，１２と内輪２の外周軌道２ａ１、２ｂ１との間に複列に介装されており、外輪１および内輪２を相対回転可能に支持している転動体である。
【００３５】
保持器４、４は、ボール３、３を保持している。
【００３６】
外端側の密封シール部材５ａは、外輪１の内周面１ｃに取付けられていて、ハブ軸２ａｈとの間で摺接して外輪１と内輪２との間を密封している。
【００３７】
中心側の密封シール部材５ｂについて、図１のＡ部の拡大図である図２Ａを参照しながら以下に説明する。
【００３８】
中心側の密封シール部材５ｂは、外輪１の内周面１ｄに嵌合されている固定部材となる芯金５ｂ１と、内輪要素２ｂの外周面２ｂ１１に嵌合されている回転部材となるヨーク５ｂ２と、芯金５ｂ１の内側面に加硫接着されているゴムなど弾性シール部材から形成されているシールリップ５ｂ３とを包含するものである。
【００３９】
芯金５ｂ１は、円筒部５ｂ１１と円筒部５ｂ１１の軸受軸方向内方の端部を半径方向内方へ折曲げて得られる内方つば部５ｂ１２とからなっている。円筒部５ｂ１１は外輪１の中心側端部１４の内周面１ｄに嵌合固定される。芯金５ｂ１にはシールリップ５ｂ３が加硫接着されている。
【００４０】
シールリップ５ｂ３は軸方向軸受外方へ向かって伸びるアキシャルリップ５ｂ３１、半径方向内方へ向かって伸びる第１ラジアルリップ５ｂ３２および第２ラジアルリップ５ｂ３３がそれぞれ形成されている。
【００４１】
シールリップ５ｂ３はゴム材を材料としている。
【００４２】
ヨーク５ｂ２は、内輪要素２ｂの外周面２ｂ１１に取付けられる円筒部５ｂ２１と円筒部５ｂ２１の軸受軸方向外方の端部を半径方向外方へ折曲げて得られるフランジ部５ｂ２２とを有している。
【００４３】
フランジ部５ｂ２２の軸受軸方向外方に向いた外側面にはエンコーダ６が取付けられ、密封シール部材５ｂの軸受軸方向外方位置に隣接して設けられた構成となっている。
【００４４】
エンコーダ６は磁気エンコーダ６１であり、磁気エンコーダ６１は円盤状の多極磁石から構成されている。
【００４５】
磁気エンコーダ６１の多極磁石は磁性体粉をゴム材などからなる結合剤によって結合して磁性ゴムとしたものであり、円周方向にＮ、Ｓ極が交互に形成されている。
【００４６】
磁気エンコーダ６１は、後述のように、ハブユニット軸受Ｈ１とは外輪１の取付け用部材であるナックル９に取付けられているセンサー部７と軸方向の間隙Ｓだけ離隔して対向して、回転検出部を形成している。
【００４７】
カバー７は磁気エンコーダ６１が外部からの異物等に損傷されないように保護するもので、鋼板から略円盤状に形成され、外周部には所定の軸方向長さの第１円筒部７１を設け、第１円筒部７１の軸方向内方に向かった所定位置から径方向内方に向けて直角に折れ曲げられた第１円盤部７２と第１円盤部７２の径方向所定の位置から軸方向内方に向かって第２円筒部７３を設け、第２円筒部７３の軸方向内方に向かった所定の位置から径方向内方に向けて直角に折れ曲げられた第２円盤部７４を形成し、更に径方向内方は内周面７５となっている。
【００４８】
次にカバー７と内輪２との取付けに関して説明する（図２Ｂ参照）。
【００４９】
内輪要素２ｂの中心側端部２ｂ２には設けられている段部２ｂ３に、カバー７の内周面７５を嵌合することにより、カバー７の径方向の位置が決まる。
【００５０】
また、カバー７は第２円盤部７４を中心側端部２ｂ２に密着させる。その後に、ハブ軸２ａｈの小径部２ｎの延長部２ｎ１を径方向外方（矢印Ｙ）に拡開して塑性変形を起こさせ拡開部２ｎ１１とする。最終的に、カバー７の第２円盤部７４を介して内輪要素２ｂに軸方向に荷重Ｆを加えて内輪要素２ｂをハブ軸２ａｈに固定するが、荷重Ｆによってカバー７を内輪要素２ｂの中心側端部２ｂ２と拡開されて塑性変形した拡開部２ｎ１１との間で固定することができる。前述のように、延長部２ｎ１の径方向内方には空洞部２ｎ２を設けてあるので延長部２ｎ１の拡開には好適な肉厚寸法が設定できる。
【００５１】
その結果、図２Ａの固定されている状態が得られるが、カバー７の第１円筒部７１はナックル９の内周面９３との間にラビリンスすきまＳ２を有するシール部Ｓ０を形成し、第１円盤部７２と磁気エンコーダ６１間には、軸方向空間Ｓ１が形成される。
【００５２】
センサー部８は、取付け部８１と足部８２とリード線８４からなり、足部８２には、磁気エンコーダ６１から発信された信号の検出部８３を有している。
【００５３】
センサー部８は先に述べた車体の一部位であり外輪の取付け用部材であるナックル９に取付けられる。ナックル９から径方向内方に向いて足部８２が伸び、足部８２と磁気エンコーダ６１の距離は、磁気エンコーダ６１の信号の検出に好適な所定の間隙Ｓ３だけ離隔している。
【００５４】
検出された信号は、リード線８４から、制御装置（図示略）へと送られる。
【００５５】
次に、センサー部８の取付けに関し説明する。
【００５６】
センサー部８はナックル９に取付けられるが、まず、ナックル９の径方向外方よりナックル９の取付け穴９１を介して、軸方向空間Ｓ１に挿入されて、磁気エンコーダ６１と軸方向に所定の間隙Ｓ３を持って対向する。カバー７の第１円筒部７１とナックル９の内周面９３との間のラビリンスすきまＳ２によって異物の軸方向空間Ｓ１への侵入が阻止されるので磁気エンコーダ６１が磨耗や損傷を受けたり、磁気エンコーダやセンサー部の検知面に磁性体の異物が付着したりすることがない。
【００５７】
しかも、ハブユニット軸受Ｈ１の内部において、センサー部８と磁気エンコーダ６１が直接対向して信号を検出する構成になっているので、間隙Ｓ３を適切に設定することによって、信号精度を高く確保できる。
【００５８】
なお、ナックル９に設けられたセンサー部８の取付け穴９１と外輪１のボルト穴１ｇの円周方向の位置は、外輪１とナックル９を取付けるボルト（図示、略）が互いに干渉しないように設定される。
【００５９】
次に図３を参照しながら本実施形態の変形例１であるハブユニット軸受Ｈ２について説明する。
【００６０】
図１、図２Ａ、図２Ｂでは、センサー部８をナックル９に取付けてあるが、本変形例では外輪１の中心側端部１４に延長部１５を設けて、延長部１５に取付け穴１６を設けて、直接センサー部８を取付けてある点が異なっている。本変形例では、予めハブユニット軸受Ｈ２にセンサー部８を取付けてあるので、ハブユニット軸受Ｈ２をナックル９に取付けた後に、センサー部８を取付ける必要がなく、車両の組立工程が簡略化される。
【００６１】
図１、図２Ａ、図２Ｂにおいて説明した同一符号、同一部位については説明を省略する。
【００６２】
次に図４を参照しながら変形例２のハブユニット軸受Ｈ３について説明する。
【００６３】
第１図と異なる点は、第１図が内輪２の外端側の外周軌道面２ａ１が、ハブ軸２ａｈに直接設けられているのに対して、図４においては、中心側の内輪要素２ｂと略同形状の内輪要素２ｄをハブ軸２ａｈと嵌合固定して別体に設けたことである。それぞれの内輪要素２ｂ、２ｄはそれぞれの端面２ｂ５、２ｄ５で互いに突き当てられている。
【００６４】
他の点は図１と同じであるから説明を省略する。
【００６５】
次に図５を参照しながら変形例３のハブユニット軸受Ｈ４に関し説明をする。
【００６６】
本変形例は図１に比べて、図１が転動体としてボール３を使用しているのに対し、本変形例は円すいころ３を使用している点にある。
【００６７】
円すいころ３を使用することによって外輪１の内周軌道１１，１２および内輪の外周軌道２ａ１、２ｂ１はそれぞれ円すいころの円すい度に対応した円すい度を有している。
【００６８】
他の点に関しては図１と同じであるから同一部位、同一符号については説明を省略する。
【００６９】
次に図６を参照しながら、変形例４のハブユニット軸受Ｈ５に関し説明する。
【００７０】
図１から図５までは、カバー７の固定をハブ軸２ａｈの延長部２ｎ１を径方向外方へ拡開して塑性変形をさせて、内輪要素２ｂの端部２ｂ２と、拡開された延長部２ｎ１との間で挟持して固定しているが、本変形例ではハブ軸２ａｈに延長部２ｎ１を設けることなく、内輪要素２ｂをハブ軸２ａｈの小径部２ｎに嵌合固定し、内輪要素２ｂの内周面２ｂ４の端部側内周面よりも軸方向に一部分に所定寸法だけ大きくした第２内周面２ｂ５とし、カバー７の内周面に第１円筒部７１とは反対方向へ張り出した第３円筒部７６を形成して、この第３円筒部７６を第２内周面２ｂ５に嵌合して、カバー７を内輪要素２ｂに固定するものである。
【００７１】
他の同一符号、同一部位については図１と同じであるから説明を省略する。
【００７２】
次に図７（ａ）、図７（ｂ）を参照しながら、カバー７の外周部の変形例を説明する。図１から図６までの説明では、カバー外周部の形状は円筒面として、ナックル９の内周面９３とラビリンスすきまＳ２を形成したが、実施形態１ならびに各変形例ではカバー７を別体で加工するために形状に関して設計の自由度が大きく、例えば図７（ａ）に示すように、単に円盤の外周面７１１でナックル９の内周面９３との間にラビリンスすきまＳ２を形成してもよく、また、図７（ｂ）に示すように傾斜面７１２に加工することもできる。図７（ａ）、図７（ｂ）に示す形状以外にも適宜採用できる。ナックル９の内周面９３は外輪１との嵌合面となるために高精度の加工がなされているので、各変形例のカバー７の外周面を寸法精度よく仕上げておけば、高精度なラビリンスすきまが確保できる。
【００７３】
なお、実施形態１、および各変形例では、エンコーダとして、磁気エンコーダを採用しているが、信号を発信できるものであれば、磁気エンコーダに限定することなく実施するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態１の上半分断面図を示す。
【図２Ａ】図１の要部拡大図を示す。
【図２Ｂ】図１の要部拡大図を示す。
【図３】実施形態１の変形例１の上半分断面図を示す。
【図４】実施形態１の変形例２の上半分断面図を示す。
【図５】実施形態１の変形例３の上半分断面図を示す。
【図６】実施形態１の変形例４の上半分断面図を示す。
【図７】カバーのラビリンスの例を示す。
【図８】従来技術の上半分断面図を示す。
【符号の説明】
【００７５】
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５：ハブユニット軸受  
１：外輪
１１，１２：内周軌道
１５:外輪延長部
２：内輪
２ａｈ：ハブ軸
２ａ１、２ｂ１：外周軌道
２ｂ、２ｄ：内輪要素
２ｂ２：内輪端部
２ｂ３：段部
２ｎ：小径部
２ｎ１：ハブ軸延長部
２ｎ１１：拡開部
２ｎ２：空洞部
３：ボール
４：保持器
５ａ：車両外端側密封シール部材
５ｂ：車両中心側密封シール部材
５ｂ１：芯がね
５ｂ１１：円筒部
５ｂ１２：内方つば部
５ｂ２：ヨーク
５ｂ２１：円筒部
５ｂ２２：フランジ部
５ｂ３：シールリップ
６：エンコーダ
６１:磁気エンコーダ
７:カバー
７１:第１円筒部
７２：第１円盤部
７３：第２円筒部
７４：第２円盤部
７５：カバー内周面
７６：第３円筒部
８:センサー部
８２:足部
８３：検出部
９:ナックル
９１:取付け穴
９３:ナックル内周面
Ｓ０：シール部
Ｓ１：軸方向空間
Ｓ２：ラビリンスすきま
Ｓ３：間隙
【図１】
2007321810.tif 000003
【図２Ａ】
2007321810.tif 000004
【図２Ｂ】
2007321810.tif 000005
【図３】
2007321810.tif 000006
【図４】
2007321810.tif 000007
【図５】
2007321810.tif 000008
【図６】
2007321810.tif 000009
【図７】
2007321810.tif 000010
【図８】
2007321810.tif 000011