(57)【要約】【課題】  摩擦熱を発生することなく、制動エネルギを有効に回収し、さらに全体の構成を小型化することができるハブユニット軸受を提供する。【解決手段】  ハブユニット軸受１が、車輪固定用のフランジ部２を有すると共に、中心軸部３の外周面に内輪４を一体化させたハブ５と、このハブ５の内輪４に転動体６を介して連結されると共に、車体側部材に連結するフランジ部７を有する外輪８と、前記ハブ５と前記外輪８との間に設けられた永久磁石６４、励磁コイル８７及び回生ブレーキ制御回路１００で構成される回生ブレーキ機構１１０とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪固定用のフランジ部を有すると共に、中心軸部の外周面に内輪を一体化させたハブと、該ハブの内輪に転動体を介して連結されると共に、車体側部材に連結するフランジ部を有する外輪と、前記ハブと前記外輪との間に設けられた回生ブレーキ機構とを備えたことを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記回生ブレーキ機構は、前記ハブに前記外輪と対向して配設された円環状の永久磁石と、前記外輪に前記永久磁石と対向して配設された回生制動を行うコイルとを備えてい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】
前記ハブは従動輪を固定する従動輪用ハブで構成されていることを特徴とする請求項１又は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、車輪を支持するハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハブユニット軸受としては、車輪が取付けられる回転側軌道部材、車体側に固定される固定側軌道部材、及び両軌道部材の間に配置された転動体を有するハブユニットを有し、ハブユニットの回転側軌道部材にディスクロータが固定され、固定側軌道部材にディスクロータに対して制動力を与えるブレーキキャリパが一体的に取付けられた構成を有するハブユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６４０２９号公報（段落番号「００１９」、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ディスクロータに対してブレーキキャリパのブレーキパッドを押付けることにより、制動力を発生するようにしているので、制動時にディスクロータ及びブレーキパッド間の摩擦によって、エネルギが熱として放出され、発生した熱がこもると共に、ブレーキキャリパの長さが長くなるので、コンパクト化の要求に答えることができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、摩擦熱を発生することなく、制動エネルギを有効に回収し、さらに全体の構成を小型化することができ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】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１に係るハブユニット軸受は、車輪固定用のフランジ部を有すると共に、中心軸部の外周面に内輪を一体化させたハブと、該ハブの内輪に転動体を介して連結されると共に、車体側部材に連結するフランジ部を有する外輪と、前記ハブと前記外輪との間に設けられた回生ブレーキ機構とを備えたことを特徴としている。
また、請求項２に係るハブユニット軸受は、請求項１に係る発明において、前記回生ブレーキ機構は、前記ハブに前記外輪と対向して配設された円環状の永久磁石と、前記外輪に前記永久磁石と対向して配設された回生制動を行うコイルとを備えていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係るハブユニット軸受は、請求項１又は２の発明において、前記ハブは従動輪を固定する従動輪用ハブで構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ハブと外輪との間に回生ブレーキ機構を配設して回生制動を行うようにしたので、回生ブレーキ機構をハブユニットに一体化して全体の構成を小型化することができると共に、回生ブレーキ機構によって制動エネルギを電力として回収することができ、制動エネルギを効率よく回収することができ、さらに発熱を確実に防止することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を従動輪用のハブユニット軸受に適用した場合の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す縦断面図であって、図中、１はハブユニット軸受である。このハブユニット軸受１は、車輪固定用のフランジ部２を有すると共に、このフランジ部２より内側に突出する中心軸部３の外周面に内輪４を一体化させたハブ５と、このハブ５の内輪４に転動体６を介して連結されると共に、車体側部材としての懸架装置のナックルアーム（図示せず）に連結するフランジ部７を有する外輪８とを備えている。
ここで、ハブ５に形成された内輪４は、ハブ５の中心軸部３における基部側の外周面に形成したＲ面取りで形成される第１軌道面４１と内側端縁に連接する円筒面４２とで構成される第１内輪４Ａと、中心軸部３の先端側の外周面に配置された第２内輪４Ｂとで構成されている。
【０００７】
第２内輪４Ｂは、外周面にＲ面取りで形成された第２軌道面４３とその外側端縁に連接する僅かな長さで且つ前記第１内輪４Ａの円筒面４２と同一直径の円筒面４４とを形成した円環状体４５で構成されており、この円環状体４５がハブ５の中心軸部３の先端側に第１内輪４Ａと連接して形成され円筒面４２より小径の第２内輪保持部５１に外嵌・圧入され、その外側係止端４６が第１内輪４Ａの内側係止端４７に当接することによって、軸方向に位置決めされると共に、第２内輪保持部５１の先端端部に施された揺動加締め５２によってハブ５に固定・一体化されている。
【０００８】
また、外輪８は、内周面に前述した第１内輪４Ａ及び第２内輪４Ｂの第１軌道面４１及び第２軌道面４３と半径方向に対向する円弧状断面の第１軌道面８１及び第２軌道面８２を形成した円筒体８３を有し、この円筒体８３の内側端面にナックルアーム（図示せず）を挿通する円筒部８４が突出形成されていると共に、この円筒部８４の基部から半径方向に延長してナックルアーム（図示せず）に固定する取付けフランジ部７が形成されている。
【０００９】
そして、第１内輪４Ａの第１軌道面４１と外輪８の第１軌道面８１との間に、多数個の鋼球でなる転動体６Ａと保持器９０Ａとからなる第１ころ列９１Ａが介装され、同様に第２内輪４Ｂの第２軌道面４３と外輪８の第２軌道面８２との間に、多数個の鋼球でなる転動体６Ｂと保持器９０Ｂとからなる第２ころ列９１Ｂが介装され、内輪４の第１内輪４Ａ、第２内輪４Ｂ、転動体６Ａ，６Ｂ及び外輪８で複列アンギュラ玉軸受１０が構成されている。
一方、ハブ５は、車輪取付け用のフランジ２にハブボルト５３が植設されており、このフランジ部２に図示しないホイールが装着される。そして、ハブ５の外側面にはフランジ部２から突出してホイールを装着する際の案内となるパイロット筒部５５が突出形成されている。
【００１０】
また、フランジ部２には、このフランジ部２の外側面に当接する円環状板部６１と、この円環状板部６１の外周端から内方に突出する円筒支持部６２とで構成されるブレーキドラム６３が固定され、このブレーキドラム６３の円筒支持部６２の内周面に円環状で円周方向に順次ＮＳと着磁された回転子となる永久磁石６４が外輪８と対向するように配設されている。
一方、外輪８には、フランジ部７の外周縁から外方に延長する円筒部８６が形成され、この円筒部８６と円筒体８３との間に前記永久磁石６４と対向して固定子となる励磁コイル８７が介挿され、この励磁コイル８７が回生ブレーキ制御回路１００に接続されている。
【００１１】
この回生ブレーキ制御回路１００は、図２に示すように、励磁コイル８７の一端が例えば電界効果トランジスタで構成されるスイッチング素子１０１を介して整流／平滑／電圧変換回路１０２の一端に接続され、励磁コイル８７の他端が直接整流／平滑／電圧変換回路１０２の他端に接続され、この整流／平滑／電圧変換回路１０２から出力される直流電圧が車両のバッテリ１０３の正極側に接続され、このバッテリ１０３の負極側が接地された構成を有する。また、回生ブレーキ制御回路１００は、例えばブレーキペダル（図示せず）の踏込量を検出するペダルストロークセンサ１０４から出力されるブレーキペダル踏込量が入力されるコントローラ１０５を有し、このコントローラ１０５によってスイッチング素子１０１がオン・オフ制御される。
【００１２】
すなわち、コントローラ１０５では、ペダルストロークセンサ１０４で検出されたブレーキペダル踏込量ＢＳに基づいて図３に示す電流指令値算出マップを参照して電流指令値Ｉｔを算出する電流指令値算出部１０６と、この電流指令値算出部１０６で算出した電流指令値Ｉｔに基づくデューティ比のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号ＰＳを励磁コイル８７に出力するパルス幅変調部１０７とを備えている。
【００１３】
ここで、制動力指令値算出マップは、図３に示すように、ペダルストロークセンサ１０４で検出されたブレーキペダル踏込量ＢＳが“０”近傍の設定値ＢＳ１以下である遊び領域であるときには、制動力指令値Ｂｔが“０”となり、ブレーキペダル踏込量ＢＳが設定値ＢＳ１を超えると、ブレーキペダル踏込量ＢＳの増加に比例して制動力指令値Ｂｔも増加するように設定されている。
【００１４】
したがって、パルス幅変調部１０７から出力されるパルス幅変調信号ＰＳは、制動力指令値Ｂｔが“０”であるときにはデューティ比が０％となって、スイッチング素子１０１がオフ状態を継続するが、制動力指令値Ｂｔが設定値ＢＳ１を超えて増加すると、デューティ比が徐々に増加して励磁コイル８７で発生する交流の誘導電流がスイッチング素子１０１を通じて整流／平滑／電圧変換回路１０２に供給され、この整流／平滑／電圧変換回路１０２で直流電力に変換されてバッテリ１０３に回生電力として供給される。
ここで、永久磁石６４、励磁コイル８７及び回生ブレーキ制御回路１００で回生ブレーキ機構１１０が構成されている。
【００１５】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が走行しているものとすると、車輪の回転速度と同一の回転速度でハブ５が回転する。このため、励磁コイル８７では、ロータとなる永久磁石６４のＮ極及びＳ極が交互に到来することから交流の誘導電流を発生する。
このとき、ブレーキペダル（図示せず）が踏込まれていない非制動状態であるときには、ブレーキペダルストロークセンサ１０４で検出されるペダル踏込量ＢＳが略零であることから、コントローラ１０５の電流指令値算出部１０６で算出される電流指令値Ｉｔが“０”となり、これがパルス幅変調部１０７に供給されるので、このパルス幅変調部１０７から出力されるパルス幅変調信号ＰＳはオフ状態を維持する。このため、スイッチング素子１０１がオフ状態を維持するので、励磁コイル８７で発生された交流の誘導電流が整流／平滑／電圧変換回路１０２に供給されず、この整流／平滑／電圧変換回路１０２からバッテリ１０３に回生電流が流れることなく。回生ブレーキ機構１１０は非制動状態を継続する。
【００１６】
この非制動状態の走行状態から運転者がブレーキペダルを踏込んで制動状態に移行すると、ブレーキペダル踏込量ＢＳが設定値ＢＳ１を超えると、図３に示すように、電流指令値算出部１０６で算出される電流指令値Ｉｔが徐々に増加することになり、これに応じてパルス幅変調部１０７から出力されるパルス幅変調信号ＰＳのデューティ比が徐々に大きくなって、このデューティ比に基づいてスイッチング素子１０１がオン・オフを繰り返すことになり、励磁コイル８７で発生された交流の誘導電力が整流／平滑／電圧変換回路１０２に供給が開始される。
【００１７】
このため、整流／平滑／電圧変換回路１０２で、交流の誘導電力が直流電力に変換されてバッテリ１０３に回生される回生制動状態となり、ハブ５の回転を抑制する制動力が発生される。
このように、ハブ５の回転による運動エネルギを電力回生するため、バッテリ１０３に対する回生量が大きくなれば制動力も高くする。
【００１８】
このように、本実施形態によると、ハブ４の回転による運動エネルギを電力回生として回収するので、前述した従来例のディスクブレーキのように運動エネルギを熱に変換することがなく、制動装置が過熱することなく、運動エネルギを電力回生力として有効に回収することができる。
しかも、ハブユニット軸受１のハブ５に永久磁石６４を配設し、この永久磁石６４と対向する外輪８の円筒体８３に励磁コイル８７を配設し、励磁コイル８７を回生ブレーキ制御回路１００に接続するだけの極めて簡易な構成で、制動力を発生することができ、制動装置を内蔵したハブユニット軸受を小型化することができる。
【００１９】
なお、上記実施形態においては、本発明を従動輪のハブユニット軸受に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明を駆動輪用のハブユニット軸受にも適用することができる。この場合には、図示しないが、ハブ５の中心軸部３内に駆動軸を挿通する挿通孔が構成されていることを除いては、上述した図１と同様の構成を有し、駆動軸の回転力がハブ５に伝達されて回転駆動される。
【００２０】
また、上記実施形態においてはハブユニット軸受１に回生ブレーキ機構１１０のみを構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、従来例と同様にディスクブレーキ機構を併設し、このディスクブレーキ機構と回生ブレーキ機構１１０とで協調制動を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を従動輪用のハブユニット軸受に適用した場合の実施形態を示す断面図である。
【図２】回生ブレーキ制御回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】回生ブレーキ制御回路における電流指令値算出部で使用するペダル踏込量と電流指令値との関係を示す電流指令値算出マップである。
【符号の説明】
【００２２】
１…ハブユニット軸受、２…フランジ部、３…中心軸部、４…内輪、４Ａ…第１内輪、４Ｂ…第２内輪、５…ハブ、６…転動体、７…フランジ部、８…外輪、１０…複列アンギュラ玉軸受、４１…第１軌道面、４２…円筒面、４３…第２軌道面、４４…円筒面、５１…内輪保持部、５３…ハブボルト、６１…円環状板部、６２…円筒支持部、６３…ブレーキドラム、６４…永久磁石、８１…第１軌道面、８２…第２軌道面、８５…フランジ部、８６…円筒部、８７…励磁コイル、９１Ａ…第１ころ列、９１Ｂ…第２ころ列、１００…回生ブレーキ制御回路、１１０…回生ブレーキ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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