JP2004169925A - Rolling bearing unit with sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明に係る密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットは、例えば自動車の車輪、一般機械の回転軸等を回転自在に支持すると共に、センサと組み合わせる事により、この車輪或は回転軸等の回転速度を検出する為の回転速度検出装置を構成する。 The rolling bearing unit provided with the sealing device and the tone wheel according to the present invention rotatably supports, for example, a wheel of an automobile, a rotating shaft of a general machine, and the like, by combining with a sensor to form the wheel or the rotating shaft. A rotation speed detection device for detecting the rotation speed is configured.
例えば、自動車の車輪は転がり軸受ユニットにより懸架装置に対して回転自在に支持する。又、アンチロックブレーキ装置(ABS)やトラクションコントロール装置(TCS)を制御すべく車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出装置を、上記転がり軸受ユニットに組み込む事も、従来から行なわれている。転がり軸受ユニットを使用してこの様な回転速度検出装置を構成する為には、転がり軸受ユニットを構成する内輪相当部材及び外輪相当部材のうち、自動車の走行時に回転する一方の部材(回転側軌道輪)に、円周方向に亙る特性が交互に且つ等間隔に変化するトーンホイールを組み込む必要がある。更に、上記転がり軸受ユニットには、内部に封入したグリースが漏洩する事を防止したり、或は外部に存在する異物が内部に入り込む事を防止する為の密封装置を組み込む必要がある。これに対して、軸受ユニットを組み込む為の空間の容積は限られている為、密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットが大型化する事は避けなければならない。 For example, a vehicle wheel is rotatably supported by a rolling bearing unit with respect to a suspension. In addition, it has been conventionally performed to incorporate a rotation speed detecting device for detecting a rotation speed of a wheel into the rolling bearing unit to control an antilock brake device (ABS) or a traction control device (TCS). . In order to constitute such a rotation speed detecting device using the rolling bearing unit, one of the inner ring-equivalent member and the outer ring-equivalent member constituting the rolling bearing unit, which is one of the members (rotation side raceway) that rotates when the automobile is running. It is necessary to incorporate a tone wheel whose characteristics in the circumferential direction change alternately and at equal intervals. Furthermore, it is necessary to incorporate a sealing device into the rolling bearing unit to prevent the grease sealed therein from leaking or prevent foreign substances existing outside from entering the inside. On the other hand, since the volume of the space for incorporating the bearing unit is limited, it is necessary to avoid an increase in the size of the rolling bearing unit including the sealing device and the tone wheel.
この様な事情に鑑みて従来から、例えば特許文献1に記載されている様に、密封装置とトーンホイールとを組み合わせた構造を有する密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットが提案されている。この公報に記載された従来構造の場合には、それぞれ断面L字形で全体を円環状に形成された芯金の先端縁にシールリップを結合した1対のシールリングにより、組み合わせシールリングである密封装置を構成している。又、トーンホイールは、使用時に回転する外輪相当部材に内嵌固定したシールリングの芯金の一部に内嵌固定している。
In view of such circumstances, conventionally, as described in
上記特許文献1に記載された従来の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットは、組み合わせ作業時にシールリップが反転し易く、このシールリップの方向を所望の方向に保持しにくい。この為、シール性の確保が不確実になる。更には、トーンホイールの有効幅を確保しにくく、回転速度検出装置の出力を大きくしにくい、等の問題を生じる。
本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットは、この様な不都合を解消すべく発明したものである。
In the rolling bearing unit provided with the conventional sealing device and the tone wheel described in
The rolling bearing unit provided with the sealing device and the tone wheel of the present invention has been invented in order to solve such inconvenience.
本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットは、従来から知られている密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットと同様に、内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転しない内輪相当部材と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、上記外輪相当部材の端部内周面と上記内輪相当部材の端部外周面との間に設けられて、これら両周面同士の間に存在する空間の端部開口を塞ぐ密封装置と、上記外輪相当部材の端部内周面に支持されてこの外輪相当部材と共に回転する、磁気的性質を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させた円環状のトーンホイールとから構成される。
特に、本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットに於いては、第一の外径側嵌合筒部及びこの第一の外径側嵌合筒部の端縁から直径方向内方に折れ曲がった第一の外径側円輪部を有し、上記第一の外径側嵌合筒部を上記外輪相当部材の端部内周面に内嵌する事によりこの外輪相当部材に固定された支持環と、第二の外径側嵌合筒部及びこの第二の外径側嵌合筒部の端縁から直径方向内方に折れ曲がった第二の外径側円輪部を有し、上記第二の外径側嵌合筒部を上記第一の外径側嵌合筒部に内嵌する事により上記外輪相当部材に固定された外径側芯金と、内径側嵌合筒部及びこの内径側嵌合筒部の端縁から直径方向外方に折れ曲がった内径側円輪部を有し、上記内径側嵌合筒部を上記内輪相当部材の端部外周面に外嵌する事によりこの内輪相当部材に固定された内径側芯金と、この内径側芯金と上記外径側芯金との少なくとも一方にその基端部を添着固定され、その先端部を当該芯金が対向する部材の表面に摺接させたシールリップと、上記第一の外径側円輪部を含んで構成されるトーンホイールとを備える。
The rolling bearing unit including the sealing device and the tone wheel of the present invention has an outer raceway on the inner peripheral surface and rotates during use, similarly to the conventionally known rolling device including the sealing device and the tone wheel. An outer race-equivalent member, an inner race-equivalent member having an inner raceway on an outer peripheral surface and not rotating during use, a plurality of rolling elements rotatably provided between the outer raceway and the inner raceway, and an outer race-equivalent course A sealing device that is provided between an inner peripheral surface of an end portion of the member and an outer peripheral surface of an end portion of the member corresponding to the inner ring, and seals an end opening of a space existing between these two peripheral surfaces; An annular tone wheel which is supported on the inner peripheral surface of the end portion and rotates together with the member corresponding to the outer ring, has an annular tone wheel whose magnetic properties are changed alternately at regular intervals in the circumferential direction.
In particular, in the rolling bearing unit provided with the sealing device and the tone wheel of the present invention, the first outer-diameter side fitting cylinder and the diametrically inner side from the edge of the first outer-diameter side fitting cylinder. It has a first outer diameter side annular portion bent to the side, and is fixed to this outer ring equivalent member by internally fitting the first outer diameter side fitting cylindrical portion to the inner peripheral surface at the end portion of the outer ring equivalent member. A support ring, a second outer diameter side fitting cylinder, and a second outer diameter side annular part bent radially inward from an edge of the second outer diameter fitting cylinder. The outer diameter side core fixed to the outer ring equivalent member by internally fitting the second outer diameter side fitting cylinder to the first outer diameter side fitting cylinder, and the inner diameter side fitting A cylindrical portion and an inner-diameter side annular portion bent radially outward from an end edge of the inner-diameter side fitting cylindrical portion, and the inner-diameter side fitting cylindrical portion is externally fitted to an end outer peripheral surface of the inner ring-equivalent member; You The inner core fixed to the inner ring-equivalent member, and the base end is fixedly attached to at least one of the inner core and the outer core, and the distal end is fixed to the core. A seal lip slidably in contact with the surface of the opposing member, and a tone wheel including the first outer-diameter circular portion.
上述の様に構成される本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットの場合には、トーンホイールを構成する第一の外径側円輪部の外周縁位置が、外輪相当部材の内周面にまで達するので、このトーンホイールの有効幅寸法を大きくできる。又、組立時にシールリップの方向が反転する事を確実に防止できるので、密封装置のシール性を確保できる。更に、弾性材の一部を支持環の一部に、全周に亙って弾性的に当接させれば、この支持環と外径側芯金との嵌合部を密封して、この嵌合部のシール性を十分に確保できる。 In the case of the rolling bearing unit provided with the sealing device and the tone wheel of the present invention configured as described above, the outer peripheral edge position of the first outer diameter side annular portion constituting the tone wheel is set to the outer ring equivalent member. Since it reaches the inner peripheral surface, the effective width of the tone wheel can be increased. In addition, since the direction of the seal lip can be reliably prevented from being reversed at the time of assembly, the sealing performance of the sealing device can be ensured. Furthermore, if a part of the elastic material is brought into elastic contact with a part of the support ring over the entire circumference, the fitting portion between the support ring and the outer diameter side metal core is sealed, and The sealing performance of the fitting portion can be sufficiently ensured.
本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され作用するので、優れたシール性を確保すると共にトーンホイールに対向して設けられるセンサの出力を大きくできる。 Since the rolling bearing unit including the sealing device and the tone wheel of the present invention is configured and operates as described above, it is possible to ensure excellent sealing performance and increase the output of a sensor provided to face the tone wheel.
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、シールリップを外径側芯金に添着すると共に、このシールリップを構成する弾性材の一部を支持環の一部に、全周に亙って弾性的に当接させる。
In the case of carrying out the present invention, preferably, as described in
図1〜3は、本発明の実施例1を示している。外輪相当部材であるハブ1は、内周面に複列の外輪軌道2、2を有する。又、このハブ1の外周面外寄り(外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側となる部分を言い、図1で左)部分には、車輪を支持する為のフランジ3を設けている。図示しない車輪は、このフランジ3に固設したスタッド4により、このフランジ3に結合固定される。従って上記ハブ1は、自動車の走行に伴って、上記車輪と共に回転する。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. The
上記ハブ1の内側には、1対の内輪5、5を、このハブ1と同心に配置している。これら両内輪5、5の外周面には、それぞれ上記外輪軌道2、2と対向する内輪軌道6、6を形成している。自動車への組み付け状態でこれら両内輪5、5は、懸架装置に支持された車軸7の先端部に外嵌される。そして、この車軸7の中間部に形成した段部8と、この車軸7の先端に螺合したナット9との間で挟持されて、この車軸7に対し固定される。従って上記各内輪5、5は、自動車の走行時にも回転する事はない。尚、上記ハブ1の外端開口部は、ナット9の螺合緊締作業の後、蓋体10を嵌着する事により塞ぐ。
Inside the
又、上記ハブ1内周面の外輪軌道2、2と上記各内輪5、5外周面の内輪軌道6、6との間には、転動体である玉11、11を、各列毎に複数ずつ設けている。これら各玉11、11は、保持器12、12により、円周方向に互いに間隔をあけた状態で、転動自在に保持されている。従って上記ハブ1は、上記車軸7の周囲に回転自在に支持されている。尚、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体として、玉11、11に代えてテーパころを使用する場合もある。
Between the
更に、上記ハブ1の内端部(内とは、自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる部分を言い、図1で右)内周面と、上記1対の内輪5、5のうちで内側の内輪5の内端部周面との間には、密封装置13を設けて、これらハブ1の内周面と内輪5、5の外周面との間に存在する空間14の内端部開口を塞いでいる。更に、この密封装置13の内側面に、円環状のトーンホイール15を添設している。そして、このトーンホイール15の内側面に、上記車軸7の基部に支持したセンサ16を対向させる事により、回転速度検出装置を構成している。
Further, an inner end portion of the hub 1 (the inner portion is a portion located on the center in the width direction when assembled to an automobile, and is a right side in FIG. 1) and an inner peripheral surface of the pair of
上記密封装置13は、それぞれが軟鋼板等の金属板をプレス加工する事により、断面L字形で全体を円環状に造られた、支持環17、外径側芯金18、内径側芯金19と、ゴム、エラストマー等の弾性材29により造られて上記外径側芯金18に全周に亙って添設された、シールリップ21a、21b、21cとから構成される。
Each of the
このうちの支持環17は、第一の外径側嵌合筒部22及びこの第一の外径側嵌合筒部22の内端縁から直径方向内方に折れ曲がった第一の外径側円輪部23を有する。そして、この様な支持環17は、上記第一の外径側嵌合筒部22を上記ハブ1の内端部内周面に内嵌する事により、このハブ1の内端部内周面に固定されている。
The
又、上記外径側芯金18は、第二の外径側嵌合筒部24及びこの第二の外径側嵌合筒部24の外端縁から直径方向内方に折れ曲がった第二の外径側円輪部25を有する。そして、この様な外径側芯金18は、上記第二の外径側嵌合筒部24を上記支持環17を構成する第一の外径側嵌合筒部22に内嵌する事により、この支持環17を介して、上記ハブ1に固定されている。尚、上記第一の外径側嵌合筒部22に内嵌する作業を容易に行なえる様にすべく、上記第二の外径側嵌合筒部24の内端部外周縁には、面取り部26aを形成している。
Further, the outer diameter
又、上記内径側芯金19は、内径側嵌合筒部27及びこの内径側嵌合筒部27の内端縁から直径方向外方に折れ曲がった内径側円輪部28を有する。そして、上記内径側嵌合筒部27を前記内側の内輪5の内端部外周面に外嵌する事により、この内輪5に固定している。尚、上記内輪5に外嵌する作業を容易に行なえる様にすべく、上記内径側嵌合筒部27の内端部内周縁には、面取り部26bを形成している。
Further, the inner diameter
又、前記シールリップ21a、21b、21cを構成する弾性材29は、上記外径側芯金18に添着されている。即ち、この弾性材29は、この外径側芯金18を構成する第二の外径側嵌合筒部24の先端縁(内端縁を指し、図2の右端縁)及び内周面と、同じく第二の外径側円輪部25の内側面全体及び先端部(図2の下端部)両面を覆う状態で、上記外径側芯金18に添着されている。そして、上記各シールリップ21a、21b、21cは、この弾性材29の内周寄り部分から、上記内径側芯金19に向け延出されている。そして、これら3本のシールリップ21a、21b、21cのうち、内径側に突出した2本のシールリップ21a、21bの先端縁は、上記内径側芯金19を構成する内径側嵌合筒部27の外周面に摺接させている。尚、上記シールリップ21aは、上記内径側嵌合筒部27の外端縁、或は内輪5の外周面に摺接させる事もできる。又、内側に突出した残りのシールリップ21cの先端縁は、上記内径側芯金19を構成する内径側円輪部28の外側面に摺接させている。尚、これら各シールリップ21a、21b、21cは、それぞれ外部空間から前記空間14内への異物進入防止を図る作用を高めるべく、進入経路外側に突出する方向に傾斜させている。尚、進入経路に関し、外部空間から最も遠いリップ21aの傾斜方向は、図示の例とは逆(内向き)であっても良い。又、上記各シールリップ21a、21b、21cを構成する為の弾性材29の一部で、上記第二の外径側嵌合筒部24の先端縁を覆う部分は、前記支持環17を構成する第一の外径側円輪部23の外側面外周側端部に突き当てている。従って、これら支持環17と外径側芯金18との嵌合部の密封作用も、確実に図られる。
The
更に、上記支持環17を構成する第一の外径側円輪部23の内側面には、円輪状のトーンホイール本体30を添着し、上記第一の外径側円輪部23を含むトーンホイール15を構成している。上記トーンホイール本体30は、ゴム磁石、プラスチック磁石、フェライト磁石等の永久磁石で、少なくとも内側面にはS極とN極とを、図3に示す様に円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で配置している。この様なトーンホイール本体30は、上記第一の外径側円輪部23の内側面に、焼き付け、接着、自身の磁気吸着力等により添着固定している。
Further, a ring-shaped tone wheel
上述の様に構成される本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットの場合には、トーンホイール本体30と共にトーンホイール15を構成する第一の外径側円輪部23の外周縁位置が、ハブ1の内周面にまで達するので、このトーンホイール15を構成する上記トーンホイール本体30の有効幅寸法(図2〜3の上下方向寸法)を大きくできる。従って、このトーンホイール本体30の内側面と対向する前記センサ16の出力を大きくして、車輪等の回転する部材の回転速度検出の信頼性を向上させたり、或は信号の処理回路の低廉化を図る事ができる。
In the case of the rolling bearing unit including the sealing device and the tone wheel of the present invention configured as described above, the outer peripheral edge of the first outer diameter side
又、組立時に前記各シールリップ21a、21b、21cの方向が反転する事を確実に防止できるので、密封装置13のシール性を確保できる。即ち、本発明の密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットを組み立てる場合には、先ず、シールリップ21a、21b、21cを添着した外径側芯金18と内径側芯金19とを、図2に示した位置関係に組み合わせる。この組み合わせ作業の際には、上記各シールリップ21a、21bを治具(図示せず)により案内するので、これら両シールリップ21a、21bの方向が反転する事はない。又、残りのシールリップ21cには、このシールリップ21cの方向を反転させる方向の力が作用しない為、このシールリップ21cも反転する事はない。
Further, since the directions of the
この様にして外径側芯金18と内径側芯金19とを組み合わせたならば、次いで、上記外径側芯金18を構成する第二の外径側嵌合筒部24を、前記支持環17を構成する第一の外径側嵌合筒部22に内嵌固定する。この結果、支持環17と外径側、内径側両芯金18、19とが、図2に示す様な位置関係に組み合わされる。そこで、これら各部材17〜19を、前記空間14の内端開口部に対向させ、上記支持環17をハブ1の内端部に内嵌すると同時に、上記内径側芯金19を内輪5に外嵌固定する。上記支持環17をハブ1の内端部に内嵌固定する作業は、前記トーンホイール本体30の内側面に治具の先端面を突き当てる事により、上記内径側芯金19を内輪5に外嵌固定する作業は、前記内径側円輪部28の内側面内周寄り部分に治具の先端面を突き当てる事により、それぞれ行なう。この様に内嵌固定作業と外嵌固定作業とを同時に行なう事により、図1〜2に示した様な密封装置及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットを得られる。
After the
上述の様に本発明の密封装置13及びトーンホイールを備えた転がり軸受ユニットの場合には、組立時にシールリップ21a、21b、21cの方向が反転する事を確実に防止できるので、密封装置13のシール性を確保できる。更に、これら各シールリップ21a、21b、21cを構成する為の弾性材29の一部を、上記第二の外径側嵌合筒部24の先端縁と第一の外径側円輪部23の外側面との間で、全周に亙って弾性的に挟持しているので、この支持環17と外径側芯金18との嵌合部を密封して、この嵌合部のシール性を十分に確保できる。従って、上記第一、第二の外径側円輪部23、25同士の間に入り込んだ雨水等の異物が、遠心力により上記第二の外径側嵌合筒部24の内周面に押し付けられた場合でも、この異物が前記空間14内にまで入り込む事はない。又、上記空間14内に封入したグリース等の潤滑材がシールリップ21cを通過して漏出しても、この潤滑材は第一の外径側円輪部23により外部に流出するのを阻止される。更に、トーンホイール本体30をゴム磁石等の弾性を有する構造とした場合には、このトーンホイール本体30の外周縁部にリップ32を形成し、このリップ32をハブ1の端部内周面と支持環17の端部外周面との間で、全周に亙って弾性的に挟持すれば、これらハブ1と支持環17との嵌合部を密封できる。
As described above, in the case of the rolling bearing unit including the sealing
次に、図4は、本発明の実施例2を示している。本例の場合には、シールリップ21a、21b、21cを構成する為の弾性材29を、外径側芯金18を構成する第二の外径側円輪部25の外側面全体に亙って添着している。そして、この弾性材29の外周縁を、支持環17を構成する第一の外径側嵌合筒部22の先端部(外端部を指し、図4の左端部)内周面と、上記外径側芯金18の折れ曲がり部の外周面との間で、全周に亙り弾性的に挟持している。この様に、上記先端部内周縁と折れ曲がり部との間で挟持された弾性材29が、異物が空間14に入り込む事を防止する。その他の構成及び作用は、上述した実施例1の場合と同様である。
Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the case of this example, the
次に、図5は、本発明の実施例3を示している。本例の場合には、外径側芯金18を構成する第二の外径側円輪部25の内周縁部にシールリップ21aを添着すると共に、内径側芯金19を構成する内径側円輪部28の外周縁部にシールリップ21b、21cを添着している。そして、シールリップ21aの先端縁を内径側嵌合筒部27の外周面に、シールリップ21bの先端縁を第二の外径側円輪部25の内側面に、シールリップ21cの先端縁を第二の外径側嵌合筒部24の内周面に、それぞれ全周に亙り摺接させている。その他の構成及び作用は、上述した実施例2の場合と同様である。
Next, FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In the case of this example, the
次に、図6〜7は、本発明の実施例4を示している。本例の場合には、支持環17を構成する第一の外径側円輪部23に、この第一の外径側円輪部23の直径方向に長い矩形の透孔31、31を、円周方向に亙って互いに等間隔に、多数形成している。この様に多数の透孔31、31を形成する事により、上記第一の外径側円輪部23自体を、磁気的性質を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させた円環状のトーンホイール15としている。その他の構成及び作用は、前述した実施例1の場合と同様である。
Next, FIGS. 6 and 7 show a fourth embodiment of the present invention. In the case of this example, rectangular through
次に、図8は、本発明の実施例5を示している。本例の場合には、支持環17を軟鋼板等の強磁性材により造ると共に、この支持環17を構成する第一の外径側円輪部23を着磁している。着磁方向は、円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で変化させている。従って上記第一の外径側円輪部23の内側面には、前記図3に示した様に、S極とN極とが円周方向に亙って交互に、且つ等間隔で配置される。この様に上記第一の外径側円輪部23自体を着磁する事により、上記第一の外径側円輪部23自体を、磁気的性質を円周方向に亙り交互に且つ等間隔で変化させた円環状のトーンホイール15としている。その他の構成及び作用は、前述した実施例1の場合と同様である。
Next, FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention. In the case of this example, the
1 ハブ
2 外輪軌道
3 フランジ
4 スタッド
5 内輪
6 内輪軌道
7 車軸
8 段部
9 ナット
10 蓋体
11 玉
12 保持器
13 密封装置
14 空間
15 トーンホイール
16 センサ
17 支持環
18 外径側芯金
19 内径側芯金
21a、21b、21c シールリップ
22 第一の外径側嵌合筒部
23 第一の外径側円輪部
24 第二の外径側嵌合筒部
25 第二の外径側円輪部
26a、26b 面取り部
27 内径側嵌合筒部
28 内径側円輪部
29 弾性材
30 トーンホイール本体
31 透孔
32 リップ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The seal lip is attached to the outer diameter side metal core, and a part of the elastic material constituting the seal lip is elastically brought into contact with a part of the support ring over the entire circumference. A rolling bearing unit comprising the described sealing device and a tone wheel.
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