(57)【要約】  転がり軸受ユニットは、軸方向の一方側に軸方向の他方側に向けて凹む凹部を有する内輪部材と、内輪部材の外周側に配置される外輪部材と、内輪部材と外輪部材との間に配置され内輪部材を外輪部材に対して回転可能に支持する転動体と、電力及び信号のうち１つ以上が伝送可能で、少なくとも一部が前記内輪部材の前記凹部の内方に収納される伝送装置と、外輪部材の前記軸方向の一方側に支持され、内輪部材における軸方向の一方側を覆うと共に伝送装置を固定するカバー部材と、を備える。
2020009140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に沿う軸方向の一方側に前記軸方向の他方側に向けて凹む凹部を有する内輪部材と、
前記内輪部材の外周側に配置される外輪部材と、
前記内輪部材と前記外輪部材との間に配置され前記内輪部材を前記外輪部材に対して回転可能に支持する転動体と、
電力及び信号のうち１つ以上が伝送可能で、少なくとも一部が前記内輪部材の前記凹部の内方に収納される伝送装置と、
前記外輪部材の前記軸方向の前記一方側に支持され、前記内輪部材における前記軸方向の前記一方側を覆うと共に前記伝送装置を固定するカバー部材と、を備えた
転がり軸受ユニット。
【請求項２】
前記カバー部材に貫通孔が設けられ、前記伝送装置の前記軸方向の前記一方側に、当該一方側に突出すると共に前記カバー部材の前記貫通孔に嵌合可能な凸部が設けられ、当該凸部が前記貫通孔に嵌合された状態で前記伝送装置が前記カバー部材に固定されている
請求項１に記載の転がり軸受ユニット。
【請求項３】
前記凸部が前記貫通孔に嵌合された状態において、前記伝送装置の中心軸が前記内輪部材の前記回転軸に沿っている
請求項２に記載の転がり軸受ユニット。
【請求項４】
前記伝送装置の前記軸方向の前記一方側における前記凸部の外周側の部位と、前記カバー部材における前記貫通孔の外周側の部位との間に、前記回転軸回りに環状に繋がったシール部材を軸方向に挟み込んだ
請求項２又は３に記載の転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪支持用の転がり軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車輪は、転がり軸受ユニットを介して懸架装置に支持される。前記転がり軸受ユニットに、非接触給電装置を設ける構造が公知である（特許文献１参照）。【０００３】
この特許文献１の転がり軸受ユニットにおいては、回転側の内輪の車幅方向内側に受電コイルを設け、前記受電コイルの車幅方向内側をカバー部材で覆っている。また、カバー部材の車幅方向内側には給電コイルを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている転がり軸受ユニットにおいては、内輪の車幅方向内側に受電コイルを配置し、受電コイルを覆うカバー部材（キャップ）の車幅方向内側には給電コイルを配置している。このため、転がり軸受ユニットの車幅方向に沿った距離が大きくなって転がり軸受ユニット全体が大型化する。【０００６】
本発明は、ユニット全体の大型化を抑制することができる転がり軸受ユニット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】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る転がり軸受ユニットは、軸方向の一方側に前記軸方向の他方側に向けて凹む凹部を有する内輪部材と、前記内輪部材の外周側に配置される外輪部材と、前記内輪部材と前記外輪部材との間に配置され前記内輪部材を前記外輪部材に対して回転可能に支持する転動体と、電力及び信号のうち１つ以上が伝送可能で、少なくとも一部が前記内輪部材の前記凹部の内方に収納される伝送装置と、前記外輪部材の前記軸方向の前記一方側に支持され、前記内輪部材における前記軸方向の前記一方側を覆うと共に前記伝送装置を固定するカバー部材と、を備える。【０００８】
本発明の第１の態様によれば、伝送装置の少なくも一部を内輪部材の凹部の内方に軸方向に沿って収納したため、内輪部材の軸方向の一方側が軸方向に突出することが抑制される。これによって、転がり軸受ユニットの全体の軸方向長さを短く設定することができ、ひいては、ユニット全体の大型化を抑制することができる。【０００９】
本発明の第２の態様に係る転がり軸受ユニットは、前記カバー部材に貫通孔が設けられ、前記伝送装置の前記軸方向の前記一方側に、当該一方側に突出すると共に前記カバー部材の前記貫通孔に嵌合可能な凸部が設けられ、当該凸部が前記貫通孔に嵌合された状態で前記伝送装置が前記カバー部材に固定されている。【００１０】
本発明の第２の態様によれば、凸部が貫通孔に嵌合された状態で伝送装置がカバー部材に結合されているため、伝送装置を効率的に保持することができる。即ち、伝送装置の外周側には回転部材である内輪部材が配置されるため、静止部材である伝送装置を保持することが困難である。そこで、静止部材であるカバー部材に伝送装置が結合されることで、伝送装置の保持を効率的に行うことができる。【００１１】
本発明の第３の態様に係る転がり軸受ユニットは、前記凸部が前記貫通孔に嵌合された状態において、前記伝送装置の中心軸が前記内輪部材の前記回転軸に沿っている。【００１２】
本発明の第３の態様によれば、伝送装置の中心軸が内輪部材の回転軸に沿っている。このため、内輪部材が回転する際に、凹部の内周面と伝送装置の外周面との干渉を抑制することができる。【００１３】
更には、内輪部材の凹部の内周面と伝送装置の外周面との径方向の距離を短くすることができるため、内輪部材の肉厚を厚く設定して内輪部材の剛性を向上させることができる。なお、伝送装置の凸部をカバー部材の貫通孔に嵌合するという簡単な作業で、伝送装置の中心軸を内輪部材の回転軸に合致させることができる。【００１４】
本発明の第４の態様に係る転がり軸受ユニットは、前記伝送装置の前記軸方向の前記一方側における前記凸部の外周側の部位と、前記カバー部材における前記貫通孔の外周側の部位との間に、前記回転軸回りに環状に繋がったシール部材を軸方向に挟み込んだ。【００１５】
本発明の第４の態様によれば、凸部と貫通孔との隙間から水が浸入した場合でも、シール部材によって防水される。【００１６】
即ち、凸部が貫通孔に嵌合された状態においては、凸部と貫通孔との間に間隙が生ずることも考えられるため、この間隙から水が浸入するおそれがある。そこで、凸部及び貫通孔の外周側に環状のシール部材を挟み込むことにより、仮に、前記間隙から水が浸入した場合でも、シール部材から外周側への水の進行を遮ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、転がり軸受ユニット全体の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態に係る転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図２】図２は、図１の転がり軸受ユニットの分解斜視図である。
【図３】図３は、図２の断面を示す図である。
【図４】図４は、伝送装置の回転部と連結板との分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００２０】
なお、以下の説明においては、内輪部材の回転軸をＡＸとし、回転軸ＡＸに沿った方向を「軸方向」または「左右方向」と称し、回転軸ＡＸに直交する方向を「径方向」と称する。「軸方向の一方側」を「車幅方向の内側（ＩＮ側）」と称し、「軸方向の他方側」を「車幅方向の外側（ＯＵＴ側）」と称する。また、車両の前方側をＦＲ側、後方側をＲＲ側と称する。
【００２１】
図１は、実施形態に係る転がり軸受ユニット（ハブベアリング）１を示す断面図である。図２は、図１の転がり軸受ユニット１の分解斜視図である。図３は、図２の断面を示す図である。図４は、伝送装置３０の回転側伝送部３２と連結板５０との分解斜視図である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、転がり軸受ユニット１は、自動車の車輪を回転可能に支持すると共に自動車の懸架装置１０に支持される。即ち、自動車の車輪は、転がり軸受ユニット１を介して懸架装置１０に支持される。
【００２３】
転がり軸受ユニット１は、内輪部材２３と、外輪部材４（外輪）と、転動体５と、伝送装置３０と、第１カバー６０（カバー部材）と、を備える。内輪部材２３は、回転軸ＡＸを中心に回転可能である。外輪部材４（外輪）は、円筒状の形状を有し、内輪部材２３の径方向外側（外周側）に配置されて静止された状態で支持される。
【００２４】
転動体５は、内輪部材２３と外輪部材４との間に配置される。伝送装置３０は、内輪部材２３の第１凹部２１（凹部）に収納される。第１カバー６０（カバー部材）は、外輪部材４に支持され、内輪部材２３及び伝送装置３０の車幅方向内側を覆う。また、内輪部材２３と外輪部材４との間隙を塞ぐように第１シール材７が設けられている。
【００２５】
内輪部材２３は、ハブ２と内輪３とを含む。ハブ２は、軸方向に延びる筒状のハブ本体部２Ａと、ハブ本体部２Ａの外周面から径方向外側に延びるフランジ部２Ｂと、ハブ本体部２Ａにおける車幅方向中央部の内周面から径方向内側に延びる隔壁２Ｃと、を有する。
【００２６】
ハブ本体部２Ａの車幅方向内側の外周部には、径方向の内側に凹む溝部２Ｄが設けられている。溝部２Ｄには、円環状の内輪３が嵌合され、ハブ２と内輪３とは一体になって回転軸ＡＸを中心に回転する。図示しない車輪は、ハブボルト９を介してフランジ部２Ｂに固定される。また、ハブ２には、車幅方向に沿って延びる２つの凹部が設けられている。
【００２７】
具体的には、車幅方向内側に開口し車幅方向外側に向けて延びる第１凹部２１（凹部）と、車幅方向外側に開口し車幅方向内側に向けて延びる第２凹部２２と、が設けられている。第１凹部２１と第２凹部２２とは、隔壁２Ｃを介して軸方向に隣接している。
【００２８】
即ち、第１凹部２１の縁は、図３に示すように、ハブ２の車幅方向内側の内周面２Ｅと、隔壁２Ｃの車幅方向内側の側面２Ｆと、を有する。側面２Ｆには、車幅方向外側に凹む第１溝部４１が設けられている。隔壁２Ｃには、貫通孔４３が軸方向に貫通している。このように、隔壁２Ｃは、径方向内側に延びて第１凹部２１の底部となっている。また、隔壁２Ｃの車幅方向外側の側面には、車幅方向内側に凹む第２溝部４２が設けられている。第２溝部４２に連結板５０が収納されている。
【００２９】
外輪部材４（外輪）は、回転不能であり、ハブ２及び内輪３の径方向外側（外周側）に配置される。外輪部材４は、フランジ部４Ａを有し、フランジ部４Ａは、懸架装置１０と結合される。
【００３０】
転動体５は、内輪部材２３と外輪部材４との間に配置される。転動体５は、ハブ本体部２Ａと外輪部材４との間に配置される複数の転動体５Ａと、内輪３と外輪部材４との間に配置される複数の転動体５Ｂとを含み、保持器５Ｈに保持される。
【００３１】
本実施形態において、転動体５は、球体であるが、ころ（テーパころ）でもよい。例えば、重量が大きい自動車に転がり軸受ユニット１を適用する場合、転動体５としてテーパころが使用されてもよい。このように、転動体５は、内輪部材２３と外輪部材４との間に転動可能に設けられ内輪部材２３を外輪部材４に対して回転可能に支持する。
【００３２】
内輪部材２３の外周面には、転動体５Ａの外表面の一部が位置する第１内輪軌道１１と、転動体５Ｂの外表面の一部が位置する第２内輪軌道１３と、が設けられている。外輪部材４の内周面には、転動体５Ａの外表面の一部が位置する第１外輪軌道１４と、転動体５Ｂの外表面の一部が位置する第２外輪軌道１５と、が設けられている。転動体５Ａは、第１内輪軌道１１と第１外輪軌道１４との間に配置され、転動体５Ｂは、第２内輪軌道１３と第２外輪軌道１５との間に配置される。
【００３３】
外輪部材４の車幅方向外側の端部とハブ本体部２Ａの外周面との間には、軸方向及び径方向に離隔すると共に周方向に延びる間隙が設けられている。本実施形態では、外輪部材４の軸方向外側の端部に第１シール材７を設けることにより、間隙を塞いでいる。なお、内輪３の外周面にも第２シール材８が設けられている。
【００３４】
第１カバー６０（カバー部材）は、第１部位６１、第２部位６２、第３部位６３及び第４部位６４を有する。第１部位６１は、円盤状の形状を有し、径方向内側に配置される。第２部位６２は、第１部位の径方向外側端から径方向外側に行くにつれて車幅方向外側に向かうように傾斜する。第３部位６３は、第２部位６２の径方向外側端から径方向外側に向けて広がって延び、円環状の形状を有する。第４部位６４は、第３部位６３の径方向外側端から車幅方向外側に向けて延びる。
【００３５】
第４部位６４には周方向に沿って環状の第３シール材６７が設けられている。第１部位６１の径方向中央部には、円形の貫通孔６５が設けられている。第１部位６１において、径方向中心部に円形の貫通孔６５が設けられ、貫通孔６５には、伝送装置３０の凸部３６が嵌合される。貫通孔６５及び凸部３６の中心軸は、回転軸ＡＸと一致して配置されるが、又は互いに近接して配置される。貫通孔６５の外周側には、周方向に等間隔に４つのボルト挿通孔６６が設けられている。
【００３６】
外輪部材４における車幅方向内側の端部の内周面に第４部位６４が嵌合されることにより、第１カバー６０が外輪部材４に組み付けられている。なお、第１カバー６０の材質は、アルミニウムであり、軽量化が図られている。
【００３７】
また、図３に示すように、内輪部材２３の第２凹部２２における車幅方向外側の部位には開口部ＯＰが設けられ、開口部ＯＰには第２カバー７０が嵌合される。第２カバー７０は、インターフェース回路が設けられた基板７１を有し開口部ＯＰの車幅方向外側を塞ぐ。第２カバー７０の外周縁部にはＯリング７２が設けられている。Ｏリング７２によって、第２カバー７０の外周縁部と内輪部材２３の車幅方向外側端部とのシール性（気密性、水密性）が保持されている。基板７１には、伝送装置３０の第１配線３３が接続される。
【００３８】
伝送装置３０は、接触式の伝送装置であり、静止側伝送部３１及び回転側伝送部３２を有する。伝送装置３０においては、静止側伝送部３１と回転側伝送部３２との間で、タイヤの空気圧等の信号や電力などを送受信する。
【００３９】
なお、実施形態に係る伝送装置３０は、電力と信号の双方を伝送する機能を有するが、電力と信号との一方を伝送する機能のみであってもよい。伝送装置３０は、ハブ２の第１凹部２１（凹部）に軸方向に沿って収納されている。回転側伝送部３２には第１配線３３が接続され、静止側伝送部３１には第２配線３４が接続されている。
【００４０】
静止側伝送部３１の回転軸回りの外周面３１Ａは円筒面に形成されている。静止側伝送部３１の車幅方向内側（軸方向の一方側）には、凸部３６と、当接部３７と、シール部材保持用溝３９と、外周フランジ３８と、が設けられている。
【００４１】
凸部３６は、車幅方向内側に突出すると共に第１カバー６０の貫通孔６５に嵌合可能である。凸部３６は、円盤状に形成され、中心軸が回転軸ＡＸと一致している。当接部３７は、凸部３６の径方向外側に配置されて円環状に形成されている。
【００４２】
当接部３７には、軸方向に沿って延びる止まり穴３７Ａが周方向に同一間隔をおいて４つ設けられている。止まり穴３７Ａの内周面には、めねじが形成されており、第１カバー６０のボルト挿通孔６６を挿通したボルトＢＬのおねじ部が止まり穴３７Ａの内周面に噛み合って締結される。シール部材保持用溝３９の内方には、Ｏリング３５（シール部材）が収容される。
【００４３】
次いで、伝送装置３０を第１カバー６０に組み付ける手順を簡単に説明する。
まず、Ｏリング３５をシール部材保持用溝３９の内方に収容し、第１カバー６０の貫通孔６５に凸部３６を嵌合させる。次に、第１カバー６０のボルト挿通孔６６と伝送装置３０の止まり穴３７Ａとの周方向位置を合致させる。そして、ボルトＢＬをボルト挿通孔６６および止まり穴３７Ａに挿入し回転させる。
【００４４】
これにより、ボルトＢＬを介して伝送装置３０を第１カバー６０に組み付けることができる。また、伝送装置３０を第１カバー６０に組み付けた状態では、伝送装置３０の当接部３７が第１カバー６０の第１部位６１の裏面に当接し、Ｏリング３５が第１部位６１の裏面に押圧されて弾性変形している。これにより、貫通孔６５及びボルト挿通孔６６の外周側が円環状にシールされる。
【００４５】
また、図４に示すように、連結板５０は、上下に延びる縦長の長方形の板材であり、上下に一対のボルト挿通孔５１，５２が設けられ、上下方向の中央部に挿通孔５３が設けられている。挿通孔５３の内周縁は、車両前後方向に対向する一対の円弧部５４と、上下方向に対向する一対の直線部５５と、から形成される。
【００４６】
また、伝送装置３０の回転側伝送部３２の外形も挿通孔５３の内周縁に対応した形状に形成されている。従って、第１配線３３及び回転側伝送部３２を挿通孔５３に挿入したのち、ボルトＢＬをボルト挿通孔５１，５２に挿入して隔壁２Ｃに締結すると、回転側伝送部３２と連結板５０とが一体に回転可能となる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、伝送装置３０に含まれる静止側伝送部３１（伝送装置３０の一部）を内輪部材２３の第１凹部２１（凹部）の内方に軸方向に沿って収納したため、内輪部材２３の車幅方向内側（軸方向の一方側）が車幅方向（軸方向）に突出することが抑制される。これによって、転がり軸受ユニット１の全体の軸方向長さを短く設定することができ、ひいては、転がり軸受ユニット１全体の大型化を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、凸部３６が貫通孔６５に嵌合された状態で伝送装置３０が第１カバー６０（カバー部材）に結合されているため、伝送装置３０を効率的に保持することができる。即ち、伝送装置３０の外周側には回転部材である内輪部材２３が配置されるため、静止部材である伝送装置３０を保持することが困難である。そこで、静止部材である第１カバー６０（カバー部材）に伝送装置３０が結合されることで、伝送装置３０の保持を効率的に行うことができる。
【００４９】
さらに、本実施形態によれば、伝送装置３０の中心軸が内輪部材２３の回転軸ＡＸに沿っている。このため、内輪部材２３が回転する際に、第１凹部２１（凹部）の内周面と伝送装置３０の外周面との干渉を抑制することができる。更には、内輪部材２３の第１凹部２１の内周面と伝送装置３０の外周面との径方向の距離を短くすることができるため、内輪部材２３の肉厚を厚く設定して内輪部材２３の剛性を向上させることができる。
【００５０】
更に、凸部３６が貫通孔６５に嵌合された状態において、伝送装置３０の中心軸が内輪部材２３の回転軸ＡＸに沿っている。このため、伝送装置３０の凸部３６を第１カバー６０の貫通孔６５に嵌合するという簡単な作業で、伝送装置３０の中心軸を内輪部材２３の回転軸ＡＸに合致させることができる。
【００５１】
そして、本実施形態によれば、凸部３６と貫通孔６５との隙間から水が浸入した場合でも、Ｏリング３５（シール部材）によって防水される。即ち、凸部３６が貫通孔６５に嵌合された状態においては、凸部３６と貫通孔６５の内周面との間に間隙が生ずるため、この間隙から水が浸入するおそれがある。そこで、凸部３６及び貫通孔６５の外周側に環状のＯリング３５（シール部材）を挟み込んでシール性（気密性、水密性）が向上している。このため、仮に、前記間隙から水が浸入した場合でも、Ｏリング３５から外周側への水の進行を遮ることができる。
【００５２】
以上、実施形態を説明したが、前述した内容により実施形態が限定されるものではない。例えば、実施形態において、第１カバー６０の材質をアルミニウムとしたが、ステンレスでもよい。ステンレスを適用することにより、融雪剤で腐食しにくいというメリットがある。なお、樹脂製にして更なる軽量化を図ることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  転がり軸受ユニット
４  外輪部材
５  転動体
２１  第１凹部（凹部）
２３  内輪部材
３０  伝送装置
３５  Ｏリング（シール部材）
３６  凸部
６０  第１カバー（カバー部材）
６５  貫通孔
ＡＸ  回転軸
【図１】
2020009140.tif 000003
【図２】
2020009140.tif 000004
【図３】
2020009140.tif 000005
【図４】
2020009140.tif 000006
【国際調査報告】
2020009140.tif 000007
2020009140.tif 000008
2020009140.tif 000009
2020009140.tif 000010