(57)【要約】【課題】外輪とエンドキャップとの突当て部のО―リングを省略した場合においても、外輪への強固な固定力と高密封シール性能を有するエンドキャップを備えたハブユニット軸受を提供する。【解決手段】合成樹脂製のボデイと鋼製の芯金とから一体成型されたエンドキャップの前記ボデイから前記芯金の第２円筒部を軸方向外端側に向けて突き出して外輪内周面と嵌合させ、前記第２円筒部の外周面の一部に円環部に連なって合成樹脂層を形成し、前記合成樹脂層が外周部に軸方向に複数の環状突起部を並置して、前記環状突起部と前記外輪内周面との間で接触シール部を形成するハブユニット軸受。【選択図】図１
2007309389.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、
前記外輪と前記内輪間に介装されている転動体と、
外輪の車両外端側端部に設けられている密封シール部材と、
内輪の車両中心側端部に設けられたエンコーダと、
外輪の車両中心側端部に取付けられ、軸受空間を密閉するエンドキャップと、
該エンドキャップに取付けられており、前記エンコーダに対向するセンサー部と、
からなるハブユニット軸受において、
前記エンドキャップは、合成樹脂製でかつ軸方向に延びる円環部と前記円環部に連なる底部とからなり、該底部に前記センサー部が取付けられているボデイと、
車両中心側に延び前記円環部に埋め込まれている第１円筒部および該第１円筒部の車両中心側軸方向端部に形成された補強部と、前記円環部から突き出て車両外端側に延び、外輪内周面と嵌合する第２円筒部とを含む芯金とからなり、
前記第２円筒部は、少なくとも、その外周面の一部に前記ボデイの円環部に連なり、前記第２円筒部を被覆する合成樹脂層を有し、該合成樹脂層がその外周部に複数の環状突起部を軸方向に形成して、前記環状突起部と前記外輪内周面との間で接触シール部を形成することを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記複数の環状突起部は、環状突起部間に谷部を形成しており、前記谷部の直径寸法が、前記環状突起部が嵌合する外輪内周面の直径寸法よりも小である事を特徴とする請求項１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、車輪用のハブユニット軸受に関し、特に、車輪の回転速度の検出部を内蔵した従動輪用に使用されるハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１０（中心線Ｘ０−Ｘ０より上半断面図）、図１１（図１０のＡｚ部の拡大図）において説明するような、回転速度の検出部を備えたハブユニット軸受Ｈｚは、一般に車両の懸架装置（図示略）に固定される外輪１ｚと車輪（図示略）を固定する内輪２ｚとの間に転動体３ｚ、３ｚを配して車輪を回転自在に支持すると共に、内輪２ｚの車両中心側端部（図中、右方向）に磁気エンコーダ６ｚを取付け、外輪１ｚの車両中心側端部を塞ぐ有蓋円筒形状のエンドキャップ７ｚを外輪１ｚの車両中心側端部に突き当てて、内周面１ｄｚに固定し、前記エンドキャップ７ｚにセンサー部８ｚを磁気エンコーダ６ｚと間隙Ｓをもって対向するように取付けて、このセンサー部８ｚで磁気エンコーダ６ｚから発信する信号を捉える回転速度の検出部としている。
【０００３】
このハブユニット軸受Ｈｚは、路面からの泥水の跳ねかけに晒されることから、軸受内に泥水が侵入し軸受寿命が低下すると云う虞がある。特に、エンドキャップ側からの泥水のはねかけに対処するために、エンドキャップ７ｚは外輪１ｚへの強固な固定と密封性の高い耐水性構造が必要になる。
【０００４】
エンドキャップ７ｚは、合成樹脂製のボデイ７１ｚと芯金７２ｚとО―リング７３ｚとから構成されている。
【０００５】
ボデイ７１ｚは円環部７１１ｚと円環部７１１ｚに連なって形成されている蓋状の底部７１２ｚとからなり、底部７１２ｚにはセンサー部８ｚの取付け穴７１３ｚが設けられ、取付け穴７１３ｚにセンサー部８ｚが固定されている。
【０００６】
底部７１２ｚの反対側の平面部７１４ｚは、外輪１ｚに取付けた状態では、外輪１ｚの端面１５ｚと突当て部１６ｚを形成している。
【０００７】
芯金７２ｚは鋼製であり、車両中心側に延び円環部７１１ｚに埋め込まれている第１円筒部７２４ｚおよび第１円筒部７２４ｚの車両中心側軸方向端部に形成されたフランジ部７２１ｚと、円環部７１１ｚから突き出て車両外端側に延び、外輪内周面１ｄｚと嵌合する第２円筒部７２５ｚとからなっている。
【０００８】
О―リング７３ｚはフランジ部７２１ｚと外輪の端面１５ｚに突き当てられる平面部７１４ｚとの間に設けられている。
【０００９】
通常、外輪の端面１５ｚと平面部７１４ｚとで形成されている突当て部１６ｚを経由する浸水を防止することが必要であり、この突当て部１６ｚの高い密封性を満たすために、外輪１ｚの端面１５ｚに突き当てられる平面部７１４ｚには、円周溝７１５ｚを設けて、この円周溝７１５ｚにＯ―リング７３ｚを、エンドキャップ７ｚを外輪１ｚに取付けた時に外輪１ｚの端面１５ｚに圧接された状態に収容して密封性を高めているが、ハブユニット軸受Ｈｚの軸方向の寸法仕様によってはフランジ部７２１ｚと平面部７１４ｚとの間の寸法が小さくて、О―リング７３ｚを設ける寸法がとれない場合があるし、また、コストダウンのためにО―リング７３ｚを省略する要求もある。このようにО―リング７３ｚを省略する場合において、密封性を維持するための提案がある。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００５−９５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以下、特許文献１について考察する。なお、ここでの説明は特許文献１に使用されている文言ならびに符号を使用している。
【００１１】
特許文献１に示す軸受は、芯金（１２）と一体成型によってカバー（５）を構成している。
【００１２】
カバー（５）を外輪内周面に取付けるには、芯金（１２）の円筒部を外輪内周面に圧入して外輪に固定する。
【００１３】
芯金（１２）の筒部（５ａ）は樹脂で被覆されている場合（特許文献１の図２参照）と被覆されていない場合（特許文献１の図３参照）とがある。
【００１４】
前者は、樹脂で全面を被覆されている筒部（５ａ）が外輪内周面と嵌合して、嵌合機能と密封シール機能との両方の機能を兼用させている。
【００１５】
後者は、樹脂で被覆された芯金（２１）の根元部の筒部（５ａ）を外輪内周面に嵌合して密封シール機能をもたせ、樹脂で被覆されていない延長部（２１ａ）に嵌合機能をそれぞれ分担させている。
【００１６】
しかしながら、前者にあっては、芯金の外側にモールド成型された樹脂が外輪との嵌合部材とシール部材の役割を兼務しているが、樹脂部分は、広い面積で一様に相手部材と接触することが好ましい嵌合部材と、接触面圧の変化を与えることで防水するシール部材という二重の役割を負わされることになり、好ましい設計とはいえない。
【００１７】
また、後者にあっては、芯金部分と樹脂部分を同心に作らないと嵌合機能もシール機能も得ることはできないが、芯金を金型にインサートして樹脂モールドする工程にあっては、プレス品である芯金の精度や樹脂の収縮を考えると同心を得ることは非常に難しい。
【００１８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エンドキャップのО―リングを省略した場合においても、強固な固定力と高密封性を有するエンドキャップを備えた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】
【００１９】
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、
前記外輪と前記内輪間に介装されている転動体と、
外輪の車両外端側端部に設けられている密封シール部材と、
内輪の車両中心側端部に設けられたエンコーダと、
外輪の車両中心側端部に取付けられ、軸受空間を密閉するエンドキャップと、
該エンドキャップに取付けられており、前記エンコーダに対向するセンサー部と、
からなるハブユニット軸受において、
前記エンドキャップは、合成樹脂製でかつ軸方向に延びる円環部と前記円環部に連なる底部とからなり、該底部に前記センサー部が取付けられているボデイと、
車両中心側に延び前記円環部に埋め込まれている第１円筒部および該第１円筒部の車両中心側軸方向端部に形成された補強部と、前記円環部から突き出て車両外端側に延び、外輪内周面と嵌合する第２円筒部とを含む芯金とからなり、
前記第２円筒部は、少なくとも、その外周面の一部に前記ボデイの円環部に連なり、前記第２円筒部を被覆する合成樹脂層を有し、該合成樹脂層がその外周部に複数の環状突起部を軸方向に形成して、前記環状突起部と前記外輪内周面との間で接触シール部を形成することを特徴とするハブユニット軸受を提供する。
【００２０】
また、本発明は、
前記複数の環状突起部は、環状突起部間に谷部を形成しており、前記谷部の直径寸法が、前記環状突起部が嵌合する外輪内周面の直径寸法よりも小である事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】
【００２１】
本発明によれば、エンドキャップのО―リングを省略した場合においても、嵌合機能と密封シール機能とが別々に設けられて、強固な固定力と高密封性を有するエンドキャップを備えた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】
【００２２】
以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１、図２、図３を参照して本発明の実施形態１を説明する。
図２は図１のＡ１部の拡大図であり、図３は図２のＡ２部の拡大図である。
図１は中心線Ｘ−Ｘより上半分断面図である。
【００２４】
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。
【００２５】
本実施形態のハブユニット軸受Ｈ１は従動輪に使用される。
【００２６】
図１において、ころがり軸受Ｈ１は、内周に複列の内周軌道１１，１２を有している外輪１と、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を有する内輪要素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の外端側に取付けられている外端側密封シール部材５ａと中心側に取付けられているエンドキャップ７と、内輪２に取付けられているエンコーダとしての磁気エンコーダ６と、エンドキャップ７に取付けられて、磁気エンコーダ６と近接対向して所定の距離Ｓだけ離隔して設けられたセンサー部８と、から構成されている。
【００２７】
次に、図２、図３をも参照しながら各部品に関して詳細に説明する。
【００２８】
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、外周に車体への取付けフランジ１ｆを有している。
【００２９】
また、外輪１の中心側端部１４に後述するエンドキャップ７を嵌合する内周面１ｄと軸方向にエンドキャップ７と突当てられる端面１５を有している。また、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５ａを取付ける内周面１ｃを有している。
【００３０】
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。
【００３１】
内輪要素２ｂはハブ軸２ａｈの小径部２ｎに嵌合され、その後に、ハブ軸２ａｈの小径部２ｎの軸方向先端部を径方向外方に拡開して塑性変形を起こさせ、軸方向の固定部２ｎ１を形成する。塑性変形によって、最終的には、内輪要素２ｂに軸方向に荷重Ｆを加えて段部２ｃとの間で内輪要素２ｂをハブ軸２ａｈに軸方向の固定をする。
【００３２】
固定部２ｎ１を形成するには、固定部２ｎ１の径方向内方のハブ軸２ａｈに空洞部２ｎ２を設けて拡開による塑性変形によって荷重Ｆを適切に設定しやすいようにしている。
【００３３】
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。
【００３４】
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９が装着されている。
【００３５】
ボール３、３は、外輪１と内輪２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。
【００３６】
保持器４、４は、ボール３、３を保持している。
【００３７】
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、外輪１とハブ軸２ａｈとの軸受空間を密封している。
【００３８】
エンコーダとしての磁気エンコーダ６は円筒部６２と、円筒部６２の所定位置から軸受軸方向外方に拡大する円すい面６３と、円すい面６３の所定位置から径方向内方へ折れ曲がるつば部６４を有しているヨーク６１と、つば部６４の軸受軸方向外側面に取付けられている多極磁石６ａとからなっている。ヨーク６１は内輪要素２ｂの外周面２ｂ１１に嵌合固定される。
【００３９】
多極磁石６ａは磁性ゴムからなっており、円周方向に、Ｎ極、Ｓ極が交互に形成されている。また、つば部６４の軸受軸方向外側面への多極磁石６ａの取付けは接着剤などにより行われる。
【００４０】
なお、本実施形態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、信号を発信するものであれば、磁気エンコーダに限定しないで実施するものである。
【００４１】
エンドキャップ７は、ボデイ７１と芯金７２とからなっている。
【００４２】
ボデイ７１は、合成樹脂製で、外周部が円筒部で軸方向に延びる円環部７１１と円環部７１１に連なる底部７１２とからなって有蓋円筒形状に形成され、外輪１に取付けられた状態でハブユニット軸受Ｈ１の軸受空間を密閉するので、底部７１２からの浸水は生じない。
【００４３】
底部７１２には、磁気エンコーダ６からの信号を捉えるセンサー部８を取付ける取付け穴７１３が設けられている。
【００４４】
次に、芯金７２について説明する。
【００４５】
なお、後述の第１円筒部７２４と第２円筒部７２５を次のように定義しておく。
【００４６】
第１円筒部７２４はボデイ７１の円環部７１１に埋め込まれている部分であり、第２円筒部７２５はボデイ７１の円環部７１１より外端側に突き出ている部分である。
【００４７】
芯金７２は鋼製であって、第２円筒部７２５と第１円筒部７２４とからなる円筒部７２２および第１円筒部７２４の軸方向中心側端部を径方向外方に折り曲げたつば部７２１から形成されている。
【００４８】
つば部７２１は補強部であって、芯金７２の径方向の剛性を補強するためのものである。また、後述のように、エンドキャップ７を外輪１の内周面１ｄに嵌合するときの圧入力（図２において、軸方向右から左に向けて）への補強になっている。
【００４９】
第２円筒部７２５の外周面７２３は外輪１の内周面１ｄにシメシロをもって嵌合され、エンドキャップ７を外輪１に固定する。
【００５０】
芯金７２を円筒部７２２の第１円筒部７２４と補強部であるつば部７２１とをボデイ７１にインサート成型で一体化して組立体としている。
【００５１】
一体化によって、芯金７２のつば部７２１と円筒部７２２の第１円筒部７２４は成型時に円環部７１１の中に埋め込まれる。
【００５２】
合成樹脂に埋め込まれていない芯金７２の第２円筒部７２５は上述のようにボデイ７１の平面部７１４より突き出ていて外輪内周面１ｄと嵌合する。
【００５３】
第２円筒部７２５と円環部７１１の接合部には、第２円筒部７２５の外周面７２３の直径寸法を径方向に縮小した小径部７２６を設け、小径部７２６に円環部７１１の樹脂を一体成型時に注入して小径部７２６を被覆する合成樹脂層７４０を形成し、合成樹脂層７４０の外周面に、外輪１と嵌合する第２円筒部７２５とは別に独立して、外輪１の内周面１ｄとの間で接触シール部７４を形成している。
【００５４】
接触シール部７４について図３を参照しながら説明する。
【００５５】
接触シール部７４には外輪内周面１ｄに嵌合される第２円筒部７２５の外径寸法よりも僅かに大きな外径寸法を有する複数の環状突起部として凸部７４１が軸方向に並置されている。凸部７４１と凸部７４１との間および凸部７４１と円環部７１１との軸方向の間は谷部７４２になっている。
【００５６】
谷部７４２の直径寸法は第２円筒部７２５の外周面７２３の直径よりも僅かに小さい寸法である。
【００５７】
次に、エンドキャップ７と外輪１の嵌合取付けに関し説明する。
【００５８】
エンドキャップ７を軸方向に（図中、右から左へ）圧入するが、芯金７２の第２円筒部７２５と外輪１の内周面１ｄが嵌合し、外輪１の端面１５と円環部７１１の平面部７１４とが突き当たって突当て部１６となる。
【００５９】
エンドキャップ７が外輪１に取付けられて、第２円筒部７２５ならびに凸部７４１が外輪１の内周面１ｄにシメシロをもって嵌合されたときに、凸部７４１が径方向内方に弾性的に変形して、凸部７４１の弾性的変形量は谷部７４２に吸収されて接触面圧が生じるように設定され接触シール部７４として密封性を高めている。更に、凸部にしたことで円筒状の場合より大きいシメシロを得ることができる。
【００６０】
本実施形態においては、第２円筒部７２５の外周面７２３を大きい面積にして主たる嵌合機能を、また、外周面７２３に隣接して円環部７１１との接合部に接触シール部７４を設けて主たる密封機能を、それぞれ別々に持たせているので、固定力の維持および軸受内部への浸水を防止する高い密封性が得られる。また、凸部で外輪内周面との間にシメシロを持つことにより、モールドの際に樹脂と芯金との同心度誤差が発生しても、その誤差がシメシロの範囲であれば良好なシール性を保持することができる。
【００６１】
センサー部８は、ボデイの底部７１２に設けられている取付け穴７１３に嵌合固定される取付け部８１とボデイ７１の端部に着座する座部８２と検出部８３と信号を制御装置へ送るリード線８４よりなる。センサー部８の検出部８３と磁気エンコーダ６とは軸方向に所定の間隙Ｓをもって対向している。
【００６２】
次に、図４、図５を参照しながら、変形例１について説明する。
図４は図２相当図であり、図５は図４のＡ２部の拡大図である。
図２に比べて、相違する点は以下のようである。
【００６３】
本変形例では、芯金７２の第２円筒部７２５を、ボデイ７１の円環部７１１から連なる合成樹脂で被覆し、嵌合部樹脂層７４３を形成している。
【００６４】
図１、図２、図３の説明では、芯金７２の第２円筒部７２５が外輪１の内周面１ｄと直接的に嵌合しているが、本変形例では、第２円筒部７２５を被覆している嵌合部樹脂層７４３を介して嵌合している。接触シール部７４を含む同一部位、同一符号については図１、図２と同じであるから、説明は省略する。
【００６５】
次に、図６、図７を参照しながら、変形例２について説明する。
図６は図２相当図であり、図７は図６のＡ２部の拡大図である。
図２に対して、以下の点で相違する。
【００６６】
本変形例は、外輪１の端部１４に、内周面１ｄよりも直径寸法を大きくした内周面１ｄ１を設けている。エンドキャップ７は円環部７１１に連設して芯金７２の小径部７２６を被覆している合成樹脂層７４０の直径を大きくして段部７６を設け、外輪１の内周面１ｄ１に嵌合させている。段部７６の外周面には、図３、図５の説明と同じように、複数の環状突起部として凸部７４１を設けている。この凸部７４１が内周面１ｄ１と接触シール部７４を構成する。第２円筒部７２５は外輪内周面１ｄと嵌合する。図２で説明した構成と同じである。
【００６７】
本変形例では、芯金７２とボデイ７１を一体成型するときに、接触シール部７４の直径を段部７６を設けて、外輪内周面１ｄと嵌合する部分の直径よりも大きくしてあるので、成型金型をラジアル方向に２分割にする必要がなく、金型が簡単になるという効果がある。
【００６８】
次に、図８、図９を参照しながら、変形例３について説明する。
図８は図２相当図であり、図９は図８のＡ２部の拡大図である。
【００６９】
本変形例では、外輪１の内周面１ｄに嵌合する芯金７２の第２円筒部７２５を、ボデイ７１の円環部７１１から連なる嵌合部樹脂層７４３を設けて被覆している。この構造にあっては嵌合部とシール部が同一のモールド型での成型となるため、嵌合部とシール部との同心度誤差が発生しない。
【００７０】
図６、図７の説明では、芯金７２の第２円筒部７２５が外輪１の内周面１ｄと直接的に嵌合しているが、本変形例では、第２円筒部７２５を被覆している嵌合部樹脂層７４３を介して嵌合しているのは図４、図５と同じである。接触シール部７４を含む同一部位、同一符号については図６、図７と同じであるから、説明は省略する。
【００７１】
以上説明した実施形態および各変形例では、凸部７４１が、複数の環状凸部７４１を並置しているが、これに限定することなく、例えば、環状突起部として螺旋状に連続した凸部でも実施するものである。
【００７２】
また、さらに、転動体として、ボールで説明しているが、円すいころでも実施するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態１を説明する半断面図である。
【図２】図１の要部の説明図である。
【図３】図２の要部の説明図である。
【図４】変形例１を示す要部の拡大図である。
【図５】図４の要部の説明図である。
【図６】変形例２を示す要部の拡大図である。
【図７】図６の要部の説明図である。
【図８】変形例３を示す要部の拡大図である。
【図９】図８の要部の説明図である。
【図１０】従来技術を説明する半断面図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７４】
Ｈ１：ハブユニット軸受
１:外輪
１１、１２：内周軌道
１３：外輪の外端側端部
１４：外輪の中心側端部
１５：外輪の中心側端面
１６:突当て部
１ｃ：外輪内周面
１ｄ：外輪内周面
１ｄ１:外輪内周面
２:内輪
２ｈａ：ハブ軸
２ａ１：外周軌道
２ｂ：内輪要素
２ｂ１：外周軌道
２ｍ：中央部
２ｎ：小径部
２ｎ１：固定部
２ｎ２：空洞部
３：ボール
４：保持器
６：磁気エンコーダ
６ａ：多極磁石
６１:ヨーク
７：エンドキャップ
７１：ボデイ
７１１：円環部
７１２：底部
７１４：平面部
７２:芯金
７２１：つば部
７２２：円筒部
７２３：外周面
７２４：第１円筒部
７２５：第２円筒部
７２６：小径部
７４：接触シール部
７４０：合成樹脂層
７４１：凸部
７４２：谷部
７４３：嵌合部樹脂層
７６：段部
８：センサー部
８１：取付け部
８２：座部
８３：検出部
Ｓ：間隙
【図１】
2007309389.tif 000003
【図２】
2007309389.tif 000004
【図３】
2007309389.tif 000005
【図４】
2007309389.tif 000006
【図５】
2007309389.tif 000007
【図６】
2007309389.tif 000008
【図７】
2007309389.tif 000009
【図８】
2007309389.tif 000010
【図９】
2007309389.tif 000011
【図１０】
2007309389.tif 000012
【図１１】
2007309389.tif 000013