(57)【要約】【課題】玉を傷付けることなく、容易に組立が可能なハブユニット軸受を提供する。【解決手段】ハブユニット軸受は、外輪軌道面９ｂと内輪軌道面８ｂとの間に、保持器７ｂにより転動自在に保持された複数の玉４ｂと、外輪３ａの軸方向内端開口に内嵌固定されたセンサホルダ２０ａとを備えている。外輪３ａの内周面で、外輪軌道面９ｂに隣接して設けられた小肩部１７ａと、センサホルダ２０ａの嵌合面４２との間に、径方向外側に凹んだ大径部４０を設け、大径部４０の内径が、玉４ｂを保持器７ｂの径方向内側に寄せた状態における玉４ｂの外接円径よりも大径である。【選択図】図２
2017190803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道面を有するハブと、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に、保持器により転動自在に保持された複数の玉と、
前記外輪の軸方向内端開口に内嵌固定されたセンサホルダとを備えたハブユニット軸受であって、
前記外輪の内周面で、軸方向内側の外輪軌道面に隣接して設けられた小肩部と、前記センサホルダの嵌合面との間に、径方向外側に凹んだ大径部を設け、
前記大径部の内径が、前記玉を前記保持器の径方向内側に寄せた状態における前記玉の外接円径よりも大径であることを特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記大径部の内周面は、硬さが前記嵌合面と同等であり、旋削面である請求項１に記載のハブユニット軸受。
【請求項３】
前記大径部と前記小肩部との接続部は、硬さが前記嵌合面と同等であり、滑らかな研削面である請求項１又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、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）等を制御するために、車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置を備えたハブユニット軸受が知られている。従来、このようなハブユニット軸受は、円周方向に磁極を交互に並べて構成されるエンコーダを、車輪と共に回転するハブに嵌合固定すると共に、エンコーダの磁極変化を検出する回転速度センサを、エンコーダに対面配置することで、車輪の回転速度を検出可能としている。近年、ハブユニット軸受周辺の小型化を目的として、回転速度センサをハブユニット軸受に内蔵させる構造が提案されている。
【０００３】
このようなハブユニット軸受の一例として図４に示すような構造が知られている（特許文献１）。ハブユニット軸受１は、ハブ２と外輪３、およびハブ２と外輪３との間に転動自在に収容された複列の転動体である玉４とを備えている。ハブ２は、ハブ本体５と、ハブ本体５に圧入固定された内輪６とにより構成されている。
なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側寄りとなる側を軸方向外側（各図の左側）と言い、中央寄り側を軸方向内側（各図の右側）と言う。
【０００４】
ハブ本体５は、軸方向外側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための回転フランジ１２を一体に有している。また、ハブ本体５の外周面には、軸方向中間部に軸方向外側の内輪軌道面８ａを有し、軸方向内側に小径段部１０を有している。小径段部１０には、外周面に軸方向内側の内輪軌道面８ｂが形成された内輪６が、締め代を有した状態で圧入されている。小径段部１０の軸方向内端部を径方向外方に塑性変形させて加締め部１１を形成することにより、内輪６は、所定の予圧が付与された状態でハブ本体５に固定されている。
【０００５】
外輪３は、内周面に複列の外輪軌道面９ａ，９ｂが形成されている。外輪軌道面９ａ，９ｂと内輪軌道面８ａ，８ｂとの間には、複数の玉４が、保持器７により転動自在に保持された状態で複列に配置されている。
外輪３の軸方向両端部には、シールリング１６とセンサホルダ２０がそれぞれ装着されており、外輪３とハブ２との間に形成され、玉４が配置された内部空間を密封している。シールリング１６およびセンサホルダ２０により、内部空間に封入されたグリースが外部へ漏洩するのと、外部から泥水等の異物が内部空間に侵入するのを防止している。
【０００６】
内輪６の軸方向内側の外周面には、円環状のエンコーダ１３が外嵌固定されている。エンコーダ１３は、断面形状がＬ字状の支持環１４と、支持環１４の軸方向内側の側面に加硫接着成形された円輪状のエンコーダ本体１５とで構成されている。エンコーダ本体１５は、ゴム等に磁性体粉末を混入させた永久磁石で、周方向に交互にＮ極とＳ極が着磁されており、後述するセンサユニットと共に車輪の回転速度検出装置を構成している。
【０００７】
センサホルダ２０は、外輪３の軸方向内端部に内嵌固定され、外輪３の開口部全体を塞いでいる。センサキャップ２０は、合成樹脂材を射出成形することにより、全体を有底円筒形状に成形されている。
センサホルダ２０の底板部には、エンコーダ１３と軸方向に対応する位置にホルダ貫通孔２７が形成されている。ホルダ貫通孔２７には、エンコーダ１３と近接対向した状態で、センサユニットのセンサ本体３１が挿入固定されている。
【０００８】
上述したハブユニット軸受１を組み立てる場合、予め保持器７に玉４を組み込んだ一対の玉−保持器組立体を、外輪３の両側から各外輪軌道面９ａ，９ｂに、それぞれ軸方向から挿入する。そして、ハブ本体５を外輪３の軸方向外側から挿入した状態で、内輪６をハブ本体５の小径段部１０に圧入した後、ハブ本体５の軸方向内端部を加締め固定する。さらに、外輪３の軸方向内端開口部にセンサホルダ２０を装着する。
【０００９】
玉−保持器組立体を軸方向内側の外輪軌道面９ｂに挿入する際、玉−保持器組立体は、各玉４を保持器７の内径側に寄せた状態で、外輪２の軸方向内側の内周面を通過した後、保持器７の弾性変形によって、径方向内側に突出した外輪軌道面９ｂの小肩部１７を乗り越え、外輪軌道面９ｂに組み付けられる。この時、玉４の転動面が外輪３の内周面と擦れ合う、あるいは小肩部１７と衝突すると、玉４の転動面が傷付く可能性がある。
特許文献２は、小肩部１７の軸方向内側面をテーパ形状にすると共に、小肩部１７とシールの嵌合面に総型砥石による研削加工を施して、玉４が通過する外輪３の内周面を滑らかな表面にすることにより、玉傷の発生を防止する技術を開示している。
【００１０】
ところで、自動車の燃費向上を目的として、自動車部品を小型・軽量化する事が求められている。図４に示した従来構造のハブユニット軸受１の軸方向内側部分を小型化（小径化）させた場合、外輪３の内周面と玉４の転動面とが擦れ合った状態で、玉−保持器組立体が軸方方向に移動する距離が長くなるので、玉傷が発生しやすくなる。また、外輪３の内周面で、センサホルダ２０の嵌合面は研削加工されているが、この嵌合面と小肩部１７との間部分は研削面ではない為、玉傷を発生させやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−２２１５４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１７４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、玉を傷付けることなく、容易に組立が可能な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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道面を有するハブと、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に、保持器により転動自在に保持された複数の玉と、前記外輪の軸方向内端開口に内嵌固定されたセンサホルダとを備えている。
【００１４】
特に、本発明のハブユニット軸受は、前記外輪の内周面で、軸方向内側の外輪軌道面に隣接して設けられた小肩部と、前記センサホルダの嵌合面との間に、径方向外側に凹んだ大径部を設け、前記大径部の内径が、前記玉を前記保持器の径方向内側に寄せた状態における前記玉の外接円径よりも大径である。
更に、前記大径部の内周面は、硬さが前記嵌合面と同等であり、旋削面である。
また、前記大径部と前記小肩部との接続部は、硬さが前記嵌合面と同等であり、滑らかな研削面である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のハブユニット軸受は、玉を傷付けることなく、容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【図２】ハブユニット軸受の組立工程の説明図。
【図３】第２実施形態を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【図４】従来構造の１例を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
図１，２は、本発明の第１実施形態を示している。尚、本実施形態の特徴は、外輪３ａの軸方向内側における内周面の形状と、この内周面の状態（硬さ、粗さ）とを工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４に示した従来構造の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、本実施形態の特徴部分を中心に説明する。
【００１８】
本実施形態のハブユニット軸受１ａは、内周面に複列の外輪軌道面９ａ，９ｂを有する外輪３ａと、外周面に複列の内輪軌道面８ａ，８ｂを有するハブ２とを備えている。軸方向外側の玉列を構成する外輪軌道面９ａと内輪軌道面８ａとの間には、保持器７ａにより転動自在に保持された複数の玉４ａが配置されている。一方、軸方向内側の玉列を構成する外輪軌道面９ｂと内輪軌道面８ｂとの間には、保持器７ｂに設けられたポケット４４により転動自在に保持された複数の玉４ｂが配置されている。外輪３ａの軸方向内端開口には、センサホルダ２０ａが内嵌固定されている。
【００１９】
ハブ本体５は、Ｓ５３Ｃ等の中高炭素鋼から構成され、内輪軌道面８ａを含み、回転フランジ１２の基部から小径段部１０の中間部分に亙って高周波焼入れによって、外周面に硬化層１８を形成している。
外輪３ａは、Ｓ５３Ｃ等の中高炭素鋼から構成され、高周波焼入れによって、外輪軌道面９ａ，９ｂにそれぞれ硬化層１９ａ，１９ｂが形成されている。内輪６および転動体である玉４ａ，４ｂは、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から構成されており、ズブ焼入れにより芯部まで硬化処理されている。
【００２０】
内輪６の軸方向内側の外周面にはエンコーダ１３ａが外嵌固定されている。エンコーダ１３ａは、磁性金属板を円環状に形成した支持環１４ａと、支持環１４ａの軸方向内側面に加硫接着された円輪状のエンコーダ本体１５とで構成されている。支持環１４ａは、外輪３ａの軸方向内側部分の小型化（小径化）を図るために、内輪６に嵌合する円筒状部分の軸方向内端を径方向内側に折り曲げて、断面Ｌ字状に形成されている。エンコーダ本体１５は、その一部分が磁性体である加締め部１１と軸方向に重畳しており、加締め部１１に磁束が吸収されるのを防止するために、加締め部１１よりも軸方向内側に向かって十分に離れた位置に設けられている。また、エンコーダ本体１５の軸方向内側面の軸方向位置は、外輪３ａの軸方向内端面と略同一として、外輪３ａ（ハブユニット軸受１ａ）の軸方向寸法の小型化と軽量化を図っている。
【００２１】
センサホルダ２０ａは、全体が有底円筒状に形成されており、合成樹脂を射出成形した樹脂本体部２１と、樹脂本体部２１にモールド固定された芯金２２と、Ｏリング２３と、センサユニット３０を固定するためのナット２４とを備えている。
樹脂本体部２１は、外輪３ａに嵌合される円筒部２５と、円筒部２５の軸方向内側開口を覆う円板状の底板部２６とから構成されている。芯金２２は、鋼板をプレス加工することにより、全体が円環形状で断面Ｌ字状に形成されている。芯金２２は、軸方向内半部が樹脂本体部２１の円筒部２５にモールド固定されており、軸方向外半部が露出している。Ｏリング２３は、円筒部２５の軸方向外端面に形成された凹溝に装着されている。
【００２２】
樹脂本体部２１の底板部２６であって、エンコーダ１３ａと軸方向に対向する位置には、センサホルダ２０ａを軸方向に貫通するホルダ貫通孔２７が形成されている。また、ホルダ貫通孔２７の近傍には、内周面に雌ねじが形成されたナット２４がインサート成形によって埋め込まれている。
センサユニット３０は、回転速度センサを包埋するセンサ本体３１と、センサ取付部３２とが、合成樹脂により一体に成形されている。そして、ホルダ貫通孔２７にセンサ本体３１を挿入した状態で、センサ取付部３２を挿通したボルト（不図示）をナット２４に締結することにより、センサユニット３０はセンサホルダ２０ａに固定される。
【００２３】
センサホルダ２０ａは、芯金２２を外輪３ａの嵌合面４２に内嵌すると共に、外輪３ａの軸方向内端面に円筒部２５の軸方向外端面を当接させることにより、外輪３ａの軸方向内端開口部に位置決め固定される。この時、円筒部２５に装着されたＯリング２３が、軸方向に弾性変形することにより、外輪３ａとセンサホルダ２０ａとの嵌合面を密封している。
センサホルダ２０ａを外輪３ａに取り付けた状態で、エンコーダ本体１５とセンサ本体３１に埋め込まれた回転速度センサとが軸方向に近接対向することにより、車輪の回転速度を検出可能としている。
【００２４】
この様なハブユニット軸受１ａを組み立てる場合、前述した特許文献２と同様に、予め保持器７ｂのポケット４４に玉４ｂを組み付けた玉−保持器組立体を、ポケット４４内で玉７ｂを径方向内側に寄せた状態で、外輪３ａの軸方向内側開口部から軸方向に挿入する。そして、外輪３の内周面に沿って玉−保持器組立体を軸方向に移動させた後、保持器７ｂを弾性変形させることにより、各玉４ｂが小肩部１７ａを乗り越えて、各玉４ｂ（保持器７ｂ）は、外輪軌道面９ｂに組み込まれる。外輪軌道面９ｂに組み込まれた玉４ｂ（保持器７ｂ）は、小肩部１７ａにより軸方向内側への移動が阻止されて、外輪軌道面９ｂに保持される。
【００２５】
本実施形態の場合、外輪３ａの軸方向内側の内周面であって、外輪軌道面９ｂの小肩部１７ａとセンサホルダ２０ａの嵌合面４２との間に、径方向外側に凹んだ大径部４０を全周に設けている。大径部４０の内周面は、軸方向に関して径寸法が一定である円筒面であり、大径部４０の内径Ｄ２は、前記玉−保持器組立体の玉４ｂを径方向内側に寄せた（ポケット４４の内径側に押し付けた）時の外接円径Ｄ１よりも大きくしている（Ｄ２＞Ｄ１）。本構成により、玉４ｂの転動面と大径部４０の内周面とが擦れ合った状態で、玉−保持器組立体が外輪３ａの内径側を軸方向に移動することが無いので、玉傷の発生を防止することができる。
【００２６】
また、本実施形態では、外輪軌道面９ｂに施した高周波焼入れの硬化層１９ｂが、大径部４０にまで届かないようにした上で、大径部４０の内周面を、旋削加工による旋削面のままとしている。従って、大径部４０の内周面は、硬さが嵌合面４２と同等であり、熱処理による硬化層が形成されておらず、玉４ｂの転動面よりも軟らかい面である。本構成により、大径部４０に玉４ｂが一時的に接触した場合でも、玉４ｂが傷付くのを抑制している。また、嵌合面４２は研削面であるが、大径部４０には研削加工を施していないので、総型砥石により研削される外輪３ａの研削幅は従来技術（特許文献２参照）と同等であり、研削加工のサイクルタイムが長くなってコストアップする事はない。
【００２７】
更に、外輪軌道面９ｂの小肩部１７ａに形成された硬化層１９ｂを含み、小肩部１７ａの軸方向内側面までの部分に研削加工を行い、小肩部１７ａと大径部４０とを接続する部分に、滑らかな曲面により構成される丸め部４１を設けている。丸め部４１は、硬化層１９ｂが存在しない非硬化部分に形成されており、大径部４０の内周面および嵌合面４２と、同等の硬さを有している。図２のＧｂで示した部分まで研削加工を施す事により、丸め部４１の軸方向内端部の内径は、前述した玉４ｂの外接円径Ｄ１よりも大径としている。本構成により、玉−保持器組立体を外輪軌道面９ｂに組み付ける際、玉４ｂが小肩部１７ａに衝突しても、玉傷の発生を抑制する事ができる。
【００２８】
上述した本実施形態のハブユニット軸受１ａは、玉−保持器組立体が外輪の内径側を軸方向に移動する距離が大きい場合であっても、玉を傷付けることなく、容易に組み立てることができる。
即ち、玉−保持器組立体を外輪３ａの外輪軌道面９ｂに組み込む際の初期段階に於いて、玉４ｂは、小型軽量化のために各玉４ｂの外接円径Ｄ１と同等に小径化された嵌合面４２と擦れ合うが、嵌合面４２は、研削加工が施された滑らかな面であると共に、熱処理されておらず、玉４ｂより軟らかい面であるので、玉４ｂの転動面が傷付く事はない。
玉−保持器組立体が軸方向に大きく移動する中間段階に於いては、小肩部１７ａと嵌合面４２との間部分に、玉−保持器組立体の各玉４ｂの外接円径Ｄ１よりも大径である内周面を有する大径部４０を設けると共に、大径部４０の硬さを玉４ｂより低い硬さとする事により、玉４ｂの転動面が傷付くのを防止している。
玉−保持器組立体が小肩部１７ａを乗り越える最終段階に於いては、小肩部１７ａの軸方向内側の内周面に、研削加工により滑らかな曲面に仕上げられた丸め部４１を設けると共に、丸め部４１の硬さを玉４ｂよりも低くする事により、玉４ｂが小肩部１７ａと接触した時の玉傷の発生を抑制している。
【００２９】
外輪３ａの内周面（外輪軌道面９ｂ、小肩部１７ａ、嵌合面４２）は、従来と同様に、総型砥石により一体研削が可能であり、研削幅も従来と同等であるので、サイクルアップによりコストが上昇する事はない。従って、玉−保持器組立体が外輪の内径側を軸方向に移動する距離が大きい場合であっても、玉−保持器組立体を容易に外輪３ａに組み付けることが可能である。
【００３０】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態の場合、第１実施形態に示した大径部４０の軸方向寸法を短くし、大径部４０ａと小肩部１７ａとの間部分に、軸方向外側（小肩部１７ａ側）に向かうに従い小径となる部分円錐面である傾斜部４３を設けている。傾斜部４３は、硬化層１９ｂが存在しない非硬化部分で、旋削面としているので、傾斜部４３に玉４ｂが接触した場合でも、玉傷が発生しにくい。
また、小肩部１７ａの硬化層１９ｂを含み、小肩部１７ａと傾斜部４３とを接続する非硬化部分まで研削加工を行い、小肩部１７ａの軸方向内側面を研削で丸めた丸め部４１を設けているので、玉４ｂが小肩部１７ａに衝突しても、玉傷の発生を抑制している。その他の構成及び作用効果は、前述した第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のハブユニット軸受は、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして使用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１，１ａ    ハブユニット軸受
２  ハブ
３、３ａ、３ｂ  外輪
４，４ａ，４ｂ  玉
５  ハブ本体
６  内輪
７，７ａ，７ｂ  保持器
８ａ，８ｂ  内輪軌道面
９ａ，９ｂ  外輪軌道面
１０  小径段部
１１  加締め部
１２  回転フランジ
１３，１３ａ  エンコーダ
１４，１４ａ  支持環
１５  エンコーダ本体
１６  シールリング
１７  小肩部
１８  硬化層
１９ａ，１９ｂ  硬化層
２０，２０ａ  センサホルダ
２１  樹脂本体部
２２  芯金
２３  Ｏリング
２４  ナット
２５  円筒部
２６  底板部
２７  ホルダ貫通孔
３０  センサユニット
３１  センサ本体
３２  センサ取付部
４０，４０ａ  大径部
４１  丸め部
４２  嵌合面
４３  傾斜部
４４  ポケット
【図１】
2017190803.tif 000003
【図２】
2017190803.tif 000004
【図３】
2017190803.tif 000005
【図４】
2017190803.tif 000006