JP2004190736A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シール性能が向上でき、かつコンパクトで簡単な構成の車輪用軸受装置を提供することである。
【解決手段】転動体３の転走面１ａ，２ａを有する内方部材１と外方部材２間の環状空間の端部を密封する磁気エンコーダ付きシール５を備える。この磁気エンコーダ付きシール５は、シール部品１１と磁気エンコーダ部品１５とを有する。シール部品１１は、環状の芯金１２の内周部に、リップ１３ａ〜１３ｃ付きの弾性体１３を有する。磁気エンコーダ部品１５は、多極磁石１７が金属環１６に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成す。磁気エンコーダ部品１５は、シール部品１１の外周に嵌合してこのシール部品１１と一体化され、外方部材２の内周に嵌合状態に取付けられる。磁気エンコーダ部品１５の側板部の先端と上記内方部材１の外周面またはこの外周面に取付けられた部品１４との間に非接触シール１８を構成する。
【選択図】 図２
【解決手段】転動体３の転走面１ａ，２ａを有する内方部材１と外方部材２間の環状空間の端部を密封する磁気エンコーダ付きシール５を備える。この磁気エンコーダ付きシール５は、シール部品１１と磁気エンコーダ部品１５とを有する。シール部品１１は、環状の芯金１２の内周部に、リップ１３ａ〜１３ｃ付きの弾性体１３を有する。磁気エンコーダ部品１５は、多極磁石１７が金属環１６に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成す。磁気エンコーダ部品１５は、シール部品１１の外周に嵌合してこのシール部品１１と一体化され、外方部材２の内周に嵌合状態に取付けられる。磁気エンコーダ部品１５の側板部の先端と上記内方部材１の外周面またはこの外周面に取付けられた部品１４との間に非接触シール１８を構成する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気エンコーダ付きシールを具備する車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）や後輪操舵装置を備えた自動車では、それらの制御のために、車輪の回転速度を検出する回転検出装置が車輪軸受装置に組み込まれる。例えば、従動輪を回転自在に支持する軸受装置は、回転側となる外方部材と、静止側となる内方部材の間に転動体を介在させて構成され、外方部材がハブ輪とされて車輪が取付けられる。外方部材と内方部材間の環状空間の両端部はシールで密封される。両側のシールの一方は磁気エンコーダ付きシールとされ、その磁気エンコーダとこれに対向させて近接配置させたセンサとで回転検出装置が構成される。
上記磁気エンコーダ付きシールとして、外方部材の内周に磁気エンコーダ部品とシール部品を取付け、内方部材の外周にシール部品を摺接させるシール接触用部品を取付けたものが知られている（特許文献１）。この従来例によると、複数のシールリップの摺接により優れたシール性能が得られ、また磁気エンコーダ部品がシール部品に組付けられることで、コンパクト化が得られる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５７０４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車輪用軸受は、塩泥水に晒される厳しい環境下にあるため、さらなるシール性能の向上が求められる。また、自動車の軽量化，コンパクト化の要求から、車輪用軸受装置においても、シール性能を維持しつつ、よりコンパクトで簡単な構成のものが要求される。
【０００５】
この発明の目的は、シール性能が向上でき、かつコンパクトで簡単な構成の車輪用軸受装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の車輪用軸受装置は、内周に転走面を有し回転側となる外方部材と、この転走面に対向する転走面を外周に有し静止側となる内方部材と、これら転走面間に介在した複数の転動体と、上記内外の部材間の環状空間端部を密封する磁気エンコーダ付きシールとを備えた車輪用軸受装置において、上記磁気エンコーダ付きシールがシール部品と磁気エンコーダ部品とを有するものとされる。上記シール部品は、環状の芯金の内周部に、上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する弾性体を有する。上記磁気エンコーダ部品は、円周方向に磁極の並ぶ環状の多極磁石が金属環に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成す。この磁気エンコーダ部品は、上記円筒部の内周で上記シール部品の外周に嵌合してこのシール部品と一体化され、かつ上記円筒部の外周で上記外方部材の内周に嵌合状態に取付けられる。
この発明の車輪用軸受装置は、この構成において、上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられた部品との間に非接触シールを構成することを特徴とする。
この構成によれば、磁気エンコーダ部品の側板部の先端と内方部材の外周面の間、またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品との間に非接触シールを構成するため、弾性体による接触シールに加えて、この非接触シールによってもシール機能が得られる。そのため、磁気エンコーダ付きシールのシール性能が向上する。また、磁気エンコーダ部品の側板部を利用することで非接触シールを構成したため、部品を付加することなくシール性能が向上できて、コンパクトで、かつ構成の簡単なものとできる。
【０００７】
この発明において、上記シール部品の弾性体は、上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する複数のリップを有するものであっても良い。
このように、複数のリップが内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する構成であると、より優れたシール効果が得られる。
【０００８】
この発明において、上記磁気エンコーダ部品の金属環は円筒部および側板部を有する断面Ｌ字状を成し、上記側板部の軸方向外側の面に上記多極磁石が取付けられ、この多極磁石の内周縁が金属環の側板部の先端を覆い、上記非接触シールを構成するものとしても良い。
このように多極磁石が金属環の側板部に取付けられ、かつ側板部の先端を覆うものとした場合、多極磁石を側板部に容易にかつ堅固に取付けることができる。また、多極磁石の径方向寸法が大きく得られ、多極磁石の磁界を強くすることができる。
【０００９】
この発明において、上記内方部材の外周面に、この外周面に嵌合する内環部およびこの内環部から外径側へ延びる立板部を有するシール接触用部品が取付けられ、上記シール部品の弾性体は、このシール接触用部品の上記内環部および立板部にそれぞれ摺接する複数のリップを有するものであっても良い。
このようにシール接触用部品を設けた場合、その内環部および立板部にリップを摺接させることができるため、広い摺接面を確保でき、また方向の異なるシール面が得られて、シール効果がより向上する。また、シール接触用部品の立板部と磁気エンコーダ部品の側板部との間に、上記非接触シールに続く狭幅の空間が形成されるので、非接触シールのシール効果がさらに向上する。
【００１０】
シール接触用部品を設ける場合に、その接触用の部品は、上記立板部よりも軸方向の外側へ延びる外側突出筒部を内径部に有し、上記磁気エンコーダ部品の上記側板部の先端と上記外側突出筒部の外周面との間に非接触シールを構成しても良い。
このように外側突出筒部を設けた場合、シール接触用部品に磁気エンコーダ部品との間の非接触シールを構成する箇所が得られるため、内方部材の外周面形状に影響されずに、磁気エンコーダ部品とシール接触用部品とで非接触シールとなる隙間を設計でき、適切な隙間の設計が行い易い。
【００１１】
この発明の磁気エンコーダ付きシール・接触部品組は、車輪用軸受装置の対向する転走面を有する外方部材の内周面および内方部材の外周面にそれぞれ取付けられる磁気エンコーダ付きシールとシール接触用部品からなる磁気エンコーダ付きシール・接触部品組である。
上記磁気エンコーダ付きシールはシール部品と磁気エンコーダ部品とを有するものとされる。上記シール部品は、環状の芯金の内周部に上記シール接触用部品と摺接する弾性体を有する。上記磁気エンコーダ部品は、円周方向に磁極の並ぶ環状の多極磁石が金属環に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成し、上記円筒部の内周で上記シール部品の外周に嵌合してこのシール部品と一体化され、かつ上記円筒部の外周で上記外方部材の内周に嵌合状態に取付けられ。上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記シール接触用部品の外周面との間に非接触シールを構成する。
この構成によれば、磁気エンコーダ部品の側板部の先端とシール接触用部品との間に非接触シールを構成するため、弾性体による接触シールに加えて、非接触シールによってもシール機能が得られる。そのためシール性能が向上する。磁気エンコーダ部品の側板部を利用することで非接触シールを構成するため、部品を付加することなくシール性能が向上できて、コンパクトで、かつ構成の簡単なものとできる。また、シール接触用部品に磁気エンコーダ部品との間の非接触シールを構成する箇所が得られるため、内方部材の外周面形状に影響されずに、磁気エンコーダ部品とシール接触用部品とで非接触シールとなる隙間を設計でき、適切な隙間の設計が行い易い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１はこの実施形態の車輪用軸受装置の断面図を示す。この車輪用軸受装置は、従動輪の支持に適用した例であって、静止側となる内方部材１および回転側となる外方部材２と、これら内外の部材１，２間に介在する複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール５，１０とを備える。上記環状空間の一端のシール５は、アキシアル型の磁気エンコーダ付きのものである。内方部材１および外方部材２は、転動体３の転走面１ａ，２ａを有しており、各転走面１ａ，２ａは溝状に形成されている。内方部材１および外方部材２は、各々転動体３を介して互いに回転自在となった内周側の部材および外周側の部材のことであり、内方部材１は軸であっても良い。転動体３は、ボールまたはころからなり、この例ではボールが用いられている。転動体３は各列毎に保持器４で保持されている。
【００１３】
この車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受、詳しくは複列のアンギュラ玉軸受とされていて、内方部材１は、一対の分割型の内輪１Ａ，１Ｂからなる。これら内輪１Ａ，１Ｂに各転動体列の転走面１ａが形成されている。外方部材２は回転輪となるものであり、一体のハブ輪兼用の軸受外輪からなり、そのフランジ部２ｂに車輪（図示せず）がボルト８で取付けられる。外方部材２は、両転動体列の転走面２ａ，２ａを有するものとされている。内方部材１と外方部材２の間の環状空間は、一端、つまりインボード側の端部が磁気エンコーダ付きシール５で密封され、他端が別のシール１０で密封される。
【００１４】
図２は、磁気エンコーダ付きシール５を拡大して示す。この磁気エンコーダ付きシール５は、シール部品１１と磁気エンコーダ部品１５とを有し、外方部材２の内周に嵌合状態に取付けられる。磁気エンコーダ付きシール５と、これに対向して内方部材１に取付けられるシール接触用部品１４とで、磁気エンコーダ付きシール・接触部品組２０が構成される。
【００１５】
シール部品１１は、環状の芯金１２の内周部に、内方部材１の外周面に取付けられたシール接触用部品１４と摺接する弾性体１３を有する。芯金１２は、円筒部１２ａおよびその内径側に延びる側板部１２ｂよりなる断面Ｌ字状に形成され、側板部１２ｂが軸方向内側に位置するように配置される。この環状芯金１２の内周部から側板部１２ｂの先端にわたって上記弾性体１３が加硫接着されている。弾性体１３は、複数のリップ１３ａ〜１３ｃを有する。
【００１６】
磁気エンコーダ部品１５は、リング状の多極磁石１７が金属環１６に取付けられ、円筒部１６ａおよび側板部１６ｂよりなる断面Ｌ字状に形成されている。多極磁石１７は、図３のように円周方向に交互に磁極Ｓ，Ｎの並ぶものであり、その磁極Ｎ，Ｓは、図３のようにピッチ円直径（ＰＣＤ）において、所定のピッチｐとなるように形成されている。図２において、金属環１６は、具体的には円筒部１６ａおよび側板部１６ｂを有する断面Ｌ字状に形成され、その側板部１６ｂの軸方向外側の面に上記多極磁石１７が取付けられる。この多極磁石１７の内周縁が金属環１６の側板部１６ｂの先端を覆っている。多極磁石１７は、例えばゴム磁石とされている。多極磁石１７は、この他にプラスチック磁石または焼結合金製の磁石であっても良い。磁気エンコーダ部品１５は、金属環１６の円筒部１６ａの内周でシール部品１１の芯金１２の外周に嵌合してシール部品１１と一体化される。磁気エンコーダ付きシール５は、この磁気エンコーダ部品１５とシール部品１１とが一体化された部品であり、磁気エンコーダ部品１５の金属環１６の円筒部１６ａの外周で、外方部材２の内周に嵌合状態に取付けられる。
【００１７】
磁気エンコーダ部品１５の多極磁石１７にアキシアル方向から対面して、図２のように所定のエアギャップＧを介してセンサ２１を配置することにより、車輪回転速度検出用の回転検出装置が構成される。センサ２１は、ホール素子等であっても、またコイルとヨークとで構成されて発電を行うものであっても良い。センサ２１は、車体に取付けられる。
【００１８】
シール接触用部品１４は、内方部材１の外周面に嵌合する内環部１４ａと、この内環部１４ａから外径側へ延びる立板部１４ｂと、内環部１４ａから立板部１４ｂに至る内径部に形成され立板部１４ｂよりも軸方向の外側へ延びる外側突出筒部１４ｃとからなる断面概形Ｌ字状とされている。外側突出筒部１４ｃは、内環部１４ａを外周側に折り重ねた２重筒部とされている。このシール接触用部品１４は、その立板部１４ｂが磁気エンコーダ部品１５の金属環１６の側板部１６ｂよりも軸方向の内側へ位置するように内方部材１の外周面に嵌合され、その内環部１４ａの外周面に、上記シール部品１１の２つのリップ１３ａ，１３ｂが、また立板部１４ｂの軸方向内側へ向く面に上記シール部品１１の残る一つのリップ１３ｃがそれぞれ摺接する。また、シール接触用部品１４の上記外側突出筒部１４ｃの外周面と上記磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂの先端との間には、狭幅の隙間δを有する非接触シール１８が構成される。
【００１９】
この構成の車輪用軸受装置によると、磁気エンコーダ部品１５の側板部の先端と内方部材１の外周面に取付けられたシール接触部品１４との間に非接触シール１８を構成するため、弾性体１３による接触シールに加えて、この非接触シール１８によってもシール機能が得られる。そのため、磁気エンコーダ付きシール５のシール性能が向上する。また、磁気エンコーダ部品１５の側板部を利用することで非接触シール１８を構成したため、部品を付加することなくシール性能が向上できて、コンパクトで、かつ構成の簡単なものとできる。シール接触用部品１４は内環部１４ａと立板部１４ｂとを有するため、立板部１４ｂと磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂとの間に、非接触シール１８に続く狭幅の空間が形成され、非接触シール１８のシール効果がさらに向上する。弾性体１３は、複数のリップ１３ａ〜１３ｃがシール接触用部品１４と摺接するため、より優れたシール効果が得られる。
【００２０】
また、多極磁石１７が金属環１６の側板部１６ｂに取付けられ、かつ側板部１６ｂの先端を覆うものであるため、多極磁石１７を側板部１６ｂに容易にかつ堅固に取付けることができる。また、多極磁石１７の径方向寸法が大きく得られ、多極磁石の磁界を強くすることができる。
シール部品１１と磁気エンコーダ部品１５とは一体化して外方部材２に取付けられるので、回転検出装置の構成部品である磁気エンコーダ部品１５と、シール部品１１とを、内外の部材１，２間の端部環状空間にコンパクトにかつ簡単な構成で取付けることができる。
【００２１】
さらに、シール接触用部品１４は、外側突出筒部１４ｃを設けたため、シール接触用部品１４に磁気エンコーダ部品１５との間の非接触シール１８を構成する箇所が得られるため、内方部材１の外周面形状に影響されずに、磁気エンコーダ部品１５とシール接触用部品１４とで非接触シール１８となる隙間δを設計することができ、適切な隙間δの設計が行い易い。
【００２２】
図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、外方部材２がフランジ部を有しない形式のものにこの発明を適用した例である。この車輪用軸受装置も、従動輪の支持に適用した例であって、静止側となる内方部材１および回転側となる外方部材２と、これらの内外の部材１，２間に介在する複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール５，１０Ａとを備える。一端のシール５は、アキシアル型の磁気エンコーダ付きのものである。外方部材２は軸受外輪からなり、この外方部材２に取付けられる別体のハブ輪（図示せず）に車輪が取付けられる。磁気エンコーダ付きシール５は、図１ないし図３に示した第１の実施形態と同じ構成である。もう一方のシール１０Ａは、磁気エンコーダ付きシール５の構成において、磁気エンコーダ部品１５を省略したものとされている。ただし、シール接触用部品１４Ａは、図２において外側突出筒部１４ｃの省略された単純な断面Ｌ字状とされている。その他の構成および効果は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００２３】
図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は外輪回転型第３世代の従動輪支持用の車輪用軸受装置に適用した例である。この実施形態の車輪用軸受装置は、図１に示す第１の実施形態において、内方部材１を、フランジ付き輪１Ｃと、このフランジ付き輪１Ｃの一端外径面に嵌合した単列内輪１Ｄとからなるものとした例である。フランジ付き輪１Ｃおよび単列内輪１Ｄに、各列の転走面転走面１ａが形成される。この例も、静止側となる内方部材１および回転側となる外方部材２と、これら内外の部材１，２間に介在する複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール５とを備える。このシール５は、外方部材２におけるフランジ非形成側の端部と内方部材１との間に介在したものであり、アキシアル型の磁気エンコーダ付きのものである。この磁気エンコーダ付きシール５は、図１ないし図３に示した第１の実施形態と同じ構成である。その他の構成および効果は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００２４】
図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図１ないし図３に示した第１の実施形態において、シール接触用部品１４を省略したものである。磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂの先端と内方部材１の外周面との間に、隙間δの非接触シール１８Ａが構成されている。また、シール部品１１の弾性体１３は２つのリップ１３ａ，１３ｂを有するものとされ、それらのリップ１３ａ，１３ｂが内方部材１の外周面に直接摺接される。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２５】
この実施形態の場合でも、磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂの先端と、内方部材１の外周面との間に非接触シール１８Ａが構成されているので、シール機能が向上する。また、シール接触用部品１４が省略されているので、回転検出装置の構成部品である磁気エンコーダ部品１５と、シール部品１１とを、内外の部材１，２間の端部環状空間に、より一層コンパクトかつ簡単な構成で取付けることができる。磁気エンコーダ部品１５の多極磁石１７の半径方向幅が広く得られるという利点もある。
【００２６】
図７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図６に示す実施形態において、シール部品１１を、その環状芯金１２の側板部１２ｂが軸方向外側に向き、かつ、その側板部１２ｂの一部が磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂに接触するように配置している。その他の構成は図６の実施形態の場合と同じである。
【００２７】
図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図６の実施形態において、磁気エンコーダ部品１５の金属環１６を、円筒部１６ａおよび係合鍔部１６ｂ′とでなる断面Ｌ字状とし、多極磁石１７Ａの外周部を上記係合鍔部１６′に固定したものである。係合鍔部１６ｂ′の突出高さは、図６の実施形態の側板部１６ｂよりも十分低く、多極磁石１７Ａの内周部付近が当たる高さとされる。多極磁石１７Ａには焼結合金製の磁石またはプラスチック磁石が用いられる。その他の構成は図６の実施形態と同じである。
【００２８】
【発明の効果】
この発明の車輪用軸受装置は、弾性体で摺接するシール部品および磁気エンコーダ部品とで構成される磁気エンコーダ付きシールを備えたものにおいて、磁気エンコーダ部品の側板部の先端と内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品との間に非接触シールを構成したものであるため、シール性能が向上し、かつコンパクトで簡単な構成のものとできる。
また、この発明の磁気エンコーダ付きシール・接触部品組は、磁気エンコーダ付きシールとシール接触用部品とで構成され、上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記シール接触用部品の外周面との間に非接触シールを構成するものであるため、シール性能が向上し、かつコンパクトで簡単な構成のものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【図３】同磁気エンコーダ付きシールにおける多極磁石の部分正面図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…内方部材
２…外方部材
１ａ，２ａ…転走面
３…転動体
５…磁気エンコーダ付きシール
１１…シール部品
１２…環状芯金
１３…弾性体
１３ａ〜１３ｃ…リップ
１４…シール接触用部品
１４ａ…内環部
１４ｂ…立板部
１４ｃ…外側突出筒部
１５…磁気エンコーダ部品
１６…金属環
１６ａ…円筒部
１６ｂ…側板部
１７…多極磁石
１８，１８Ａ…非接触シール
２０…磁気エンコーダ付きシール・接触部品組
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気エンコーダ付きシールを具備する車輪用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）や後輪操舵装置を備えた自動車では、それらの制御のために、車輪の回転速度を検出する回転検出装置が車輪軸受装置に組み込まれる。例えば、従動輪を回転自在に支持する軸受装置は、回転側となる外方部材と、静止側となる内方部材の間に転動体を介在させて構成され、外方部材がハブ輪とされて車輪が取付けられる。外方部材と内方部材間の環状空間の両端部はシールで密封される。両側のシールの一方は磁気エンコーダ付きシールとされ、その磁気エンコーダとこれに対向させて近接配置させたセンサとで回転検出装置が構成される。
上記磁気エンコーダ付きシールとして、外方部材の内周に磁気エンコーダ部品とシール部品を取付け、内方部材の外周にシール部品を摺接させるシール接触用部品を取付けたものが知られている（特許文献１）。この従来例によると、複数のシールリップの摺接により優れたシール性能が得られ、また磁気エンコーダ部品がシール部品に組付けられることで、コンパクト化が得られる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５７０４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車輪用軸受は、塩泥水に晒される厳しい環境下にあるため、さらなるシール性能の向上が求められる。また、自動車の軽量化，コンパクト化の要求から、車輪用軸受装置においても、シール性能を維持しつつ、よりコンパクトで簡単な構成のものが要求される。
【０００５】
この発明の目的は、シール性能が向上でき、かつコンパクトで簡単な構成の車輪用軸受装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の車輪用軸受装置は、内周に転走面を有し回転側となる外方部材と、この転走面に対向する転走面を外周に有し静止側となる内方部材と、これら転走面間に介在した複数の転動体と、上記内外の部材間の環状空間端部を密封する磁気エンコーダ付きシールとを備えた車輪用軸受装置において、上記磁気エンコーダ付きシールがシール部品と磁気エンコーダ部品とを有するものとされる。上記シール部品は、環状の芯金の内周部に、上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する弾性体を有する。上記磁気エンコーダ部品は、円周方向に磁極の並ぶ環状の多極磁石が金属環に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成す。この磁気エンコーダ部品は、上記円筒部の内周で上記シール部品の外周に嵌合してこのシール部品と一体化され、かつ上記円筒部の外周で上記外方部材の内周に嵌合状態に取付けられる。
この発明の車輪用軸受装置は、この構成において、上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられた部品との間に非接触シールを構成することを特徴とする。
この構成によれば、磁気エンコーダ部品の側板部の先端と内方部材の外周面の間、またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品との間に非接触シールを構成するため、弾性体による接触シールに加えて、この非接触シールによってもシール機能が得られる。そのため、磁気エンコーダ付きシールのシール性能が向上する。また、磁気エンコーダ部品の側板部を利用することで非接触シールを構成したため、部品を付加することなくシール性能が向上できて、コンパクトで、かつ構成の簡単なものとできる。
【０００７】
この発明において、上記シール部品の弾性体は、上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する複数のリップを有するものであっても良い。
このように、複数のリップが内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する構成であると、より優れたシール効果が得られる。
【０００８】
この発明において、上記磁気エンコーダ部品の金属環は円筒部および側板部を有する断面Ｌ字状を成し、上記側板部の軸方向外側の面に上記多極磁石が取付けられ、この多極磁石の内周縁が金属環の側板部の先端を覆い、上記非接触シールを構成するものとしても良い。
このように多極磁石が金属環の側板部に取付けられ、かつ側板部の先端を覆うものとした場合、多極磁石を側板部に容易にかつ堅固に取付けることができる。また、多極磁石の径方向寸法が大きく得られ、多極磁石の磁界を強くすることができる。
【０００９】
この発明において、上記内方部材の外周面に、この外周面に嵌合する内環部およびこの内環部から外径側へ延びる立板部を有するシール接触用部品が取付けられ、上記シール部品の弾性体は、このシール接触用部品の上記内環部および立板部にそれぞれ摺接する複数のリップを有するものであっても良い。
このようにシール接触用部品を設けた場合、その内環部および立板部にリップを摺接させることができるため、広い摺接面を確保でき、また方向の異なるシール面が得られて、シール効果がより向上する。また、シール接触用部品の立板部と磁気エンコーダ部品の側板部との間に、上記非接触シールに続く狭幅の空間が形成されるので、非接触シールのシール効果がさらに向上する。
【００１０】
シール接触用部品を設ける場合に、その接触用の部品は、上記立板部よりも軸方向の外側へ延びる外側突出筒部を内径部に有し、上記磁気エンコーダ部品の上記側板部の先端と上記外側突出筒部の外周面との間に非接触シールを構成しても良い。
このように外側突出筒部を設けた場合、シール接触用部品に磁気エンコーダ部品との間の非接触シールを構成する箇所が得られるため、内方部材の外周面形状に影響されずに、磁気エンコーダ部品とシール接触用部品とで非接触シールとなる隙間を設計でき、適切な隙間の設計が行い易い。
【００１１】
この発明の磁気エンコーダ付きシール・接触部品組は、車輪用軸受装置の対向する転走面を有する外方部材の内周面および内方部材の外周面にそれぞれ取付けられる磁気エンコーダ付きシールとシール接触用部品からなる磁気エンコーダ付きシール・接触部品組である。
上記磁気エンコーダ付きシールはシール部品と磁気エンコーダ部品とを有するものとされる。上記シール部品は、環状の芯金の内周部に上記シール接触用部品と摺接する弾性体を有する。上記磁気エンコーダ部品は、円周方向に磁極の並ぶ環状の多極磁石が金属環に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成し、上記円筒部の内周で上記シール部品の外周に嵌合してこのシール部品と一体化され、かつ上記円筒部の外周で上記外方部材の内周に嵌合状態に取付けられ。上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記シール接触用部品の外周面との間に非接触シールを構成する。
この構成によれば、磁気エンコーダ部品の側板部の先端とシール接触用部品との間に非接触シールを構成するため、弾性体による接触シールに加えて、非接触シールによってもシール機能が得られる。そのためシール性能が向上する。磁気エンコーダ部品の側板部を利用することで非接触シールを構成するため、部品を付加することなくシール性能が向上できて、コンパクトで、かつ構成の簡単なものとできる。また、シール接触用部品に磁気エンコーダ部品との間の非接触シールを構成する箇所が得られるため、内方部材の外周面形状に影響されずに、磁気エンコーダ部品とシール接触用部品とで非接触シールとなる隙間を設計でき、適切な隙間の設計が行い易い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１はこの実施形態の車輪用軸受装置の断面図を示す。この車輪用軸受装置は、従動輪の支持に適用した例であって、静止側となる内方部材１および回転側となる外方部材２と、これら内外の部材１，２間に介在する複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール５，１０とを備える。上記環状空間の一端のシール５は、アキシアル型の磁気エンコーダ付きのものである。内方部材１および外方部材２は、転動体３の転走面１ａ，２ａを有しており、各転走面１ａ，２ａは溝状に形成されている。内方部材１および外方部材２は、各々転動体３を介して互いに回転自在となった内周側の部材および外周側の部材のことであり、内方部材１は軸であっても良い。転動体３は、ボールまたはころからなり、この例ではボールが用いられている。転動体３は各列毎に保持器４で保持されている。
【００１３】
この車輪用軸受装置は、複列の転がり軸受、詳しくは複列のアンギュラ玉軸受とされていて、内方部材１は、一対の分割型の内輪１Ａ，１Ｂからなる。これら内輪１Ａ，１Ｂに各転動体列の転走面１ａが形成されている。外方部材２は回転輪となるものであり、一体のハブ輪兼用の軸受外輪からなり、そのフランジ部２ｂに車輪（図示せず）がボルト８で取付けられる。外方部材２は、両転動体列の転走面２ａ，２ａを有するものとされている。内方部材１と外方部材２の間の環状空間は、一端、つまりインボード側の端部が磁気エンコーダ付きシール５で密封され、他端が別のシール１０で密封される。
【００１４】
図２は、磁気エンコーダ付きシール５を拡大して示す。この磁気エンコーダ付きシール５は、シール部品１１と磁気エンコーダ部品１５とを有し、外方部材２の内周に嵌合状態に取付けられる。磁気エンコーダ付きシール５と、これに対向して内方部材１に取付けられるシール接触用部品１４とで、磁気エンコーダ付きシール・接触部品組２０が構成される。
【００１５】
シール部品１１は、環状の芯金１２の内周部に、内方部材１の外周面に取付けられたシール接触用部品１４と摺接する弾性体１３を有する。芯金１２は、円筒部１２ａおよびその内径側に延びる側板部１２ｂよりなる断面Ｌ字状に形成され、側板部１２ｂが軸方向内側に位置するように配置される。この環状芯金１２の内周部から側板部１２ｂの先端にわたって上記弾性体１３が加硫接着されている。弾性体１３は、複数のリップ１３ａ〜１３ｃを有する。
【００１６】
磁気エンコーダ部品１５は、リング状の多極磁石１７が金属環１６に取付けられ、円筒部１６ａおよび側板部１６ｂよりなる断面Ｌ字状に形成されている。多極磁石１７は、図３のように円周方向に交互に磁極Ｓ，Ｎの並ぶものであり、その磁極Ｎ，Ｓは、図３のようにピッチ円直径（ＰＣＤ）において、所定のピッチｐとなるように形成されている。図２において、金属環１６は、具体的には円筒部１６ａおよび側板部１６ｂを有する断面Ｌ字状に形成され、その側板部１６ｂの軸方向外側の面に上記多極磁石１７が取付けられる。この多極磁石１７の内周縁が金属環１６の側板部１６ｂの先端を覆っている。多極磁石１７は、例えばゴム磁石とされている。多極磁石１７は、この他にプラスチック磁石または焼結合金製の磁石であっても良い。磁気エンコーダ部品１５は、金属環１６の円筒部１６ａの内周でシール部品１１の芯金１２の外周に嵌合してシール部品１１と一体化される。磁気エンコーダ付きシール５は、この磁気エンコーダ部品１５とシール部品１１とが一体化された部品であり、磁気エンコーダ部品１５の金属環１６の円筒部１６ａの外周で、外方部材２の内周に嵌合状態に取付けられる。
【００１７】
磁気エンコーダ部品１５の多極磁石１７にアキシアル方向から対面して、図２のように所定のエアギャップＧを介してセンサ２１を配置することにより、車輪回転速度検出用の回転検出装置が構成される。センサ２１は、ホール素子等であっても、またコイルとヨークとで構成されて発電を行うものであっても良い。センサ２１は、車体に取付けられる。
【００１８】
シール接触用部品１４は、内方部材１の外周面に嵌合する内環部１４ａと、この内環部１４ａから外径側へ延びる立板部１４ｂと、内環部１４ａから立板部１４ｂに至る内径部に形成され立板部１４ｂよりも軸方向の外側へ延びる外側突出筒部１４ｃとからなる断面概形Ｌ字状とされている。外側突出筒部１４ｃは、内環部１４ａを外周側に折り重ねた２重筒部とされている。このシール接触用部品１４は、その立板部１４ｂが磁気エンコーダ部品１５の金属環１６の側板部１６ｂよりも軸方向の内側へ位置するように内方部材１の外周面に嵌合され、その内環部１４ａの外周面に、上記シール部品１１の２つのリップ１３ａ，１３ｂが、また立板部１４ｂの軸方向内側へ向く面に上記シール部品１１の残る一つのリップ１３ｃがそれぞれ摺接する。また、シール接触用部品１４の上記外側突出筒部１４ｃの外周面と上記磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂの先端との間には、狭幅の隙間δを有する非接触シール１８が構成される。
【００１９】
この構成の車輪用軸受装置によると、磁気エンコーダ部品１５の側板部の先端と内方部材１の外周面に取付けられたシール接触部品１４との間に非接触シール１８を構成するため、弾性体１３による接触シールに加えて、この非接触シール１８によってもシール機能が得られる。そのため、磁気エンコーダ付きシール５のシール性能が向上する。また、磁気エンコーダ部品１５の側板部を利用することで非接触シール１８を構成したため、部品を付加することなくシール性能が向上できて、コンパクトで、かつ構成の簡単なものとできる。シール接触用部品１４は内環部１４ａと立板部１４ｂとを有するため、立板部１４ｂと磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂとの間に、非接触シール１８に続く狭幅の空間が形成され、非接触シール１８のシール効果がさらに向上する。弾性体１３は、複数のリップ１３ａ〜１３ｃがシール接触用部品１４と摺接するため、より優れたシール効果が得られる。
【００２０】
また、多極磁石１７が金属環１６の側板部１６ｂに取付けられ、かつ側板部１６ｂの先端を覆うものであるため、多極磁石１７を側板部１６ｂに容易にかつ堅固に取付けることができる。また、多極磁石１７の径方向寸法が大きく得られ、多極磁石の磁界を強くすることができる。
シール部品１１と磁気エンコーダ部品１５とは一体化して外方部材２に取付けられるので、回転検出装置の構成部品である磁気エンコーダ部品１５と、シール部品１１とを、内外の部材１，２間の端部環状空間にコンパクトにかつ簡単な構成で取付けることができる。
【００２１】
さらに、シール接触用部品１４は、外側突出筒部１４ｃを設けたため、シール接触用部品１４に磁気エンコーダ部品１５との間の非接触シール１８を構成する箇所が得られるため、内方部材１の外周面形状に影響されずに、磁気エンコーダ部品１５とシール接触用部品１４とで非接触シール１８となる隙間δを設計することができ、適切な隙間δの設計が行い易い。
【００２２】
図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、外方部材２がフランジ部を有しない形式のものにこの発明を適用した例である。この車輪用軸受装置も、従動輪の支持に適用した例であって、静止側となる内方部材１および回転側となる外方部材２と、これらの内外の部材１，２間に介在する複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール５，１０Ａとを備える。一端のシール５は、アキシアル型の磁気エンコーダ付きのものである。外方部材２は軸受外輪からなり、この外方部材２に取付けられる別体のハブ輪（図示せず）に車輪が取付けられる。磁気エンコーダ付きシール５は、図１ないし図３に示した第１の実施形態と同じ構成である。もう一方のシール１０Ａは、磁気エンコーダ付きシール５の構成において、磁気エンコーダ部品１５を省略したものとされている。ただし、シール接触用部品１４Ａは、図２において外側突出筒部１４ｃの省略された単純な断面Ｌ字状とされている。その他の構成および効果は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００２３】
図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は外輪回転型第３世代の従動輪支持用の車輪用軸受装置に適用した例である。この実施形態の車輪用軸受装置は、図１に示す第１の実施形態において、内方部材１を、フランジ付き輪１Ｃと、このフランジ付き輪１Ｃの一端外径面に嵌合した単列内輪１Ｄとからなるものとした例である。フランジ付き輪１Ｃおよび単列内輪１Ｄに、各列の転走面転走面１ａが形成される。この例も、静止側となる内方部材１および回転側となる外方部材２と、これら内外の部材１，２間に介在する複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール５とを備える。このシール５は、外方部材２におけるフランジ非形成側の端部と内方部材１との間に介在したものであり、アキシアル型の磁気エンコーダ付きのものである。この磁気エンコーダ付きシール５は、図１ないし図３に示した第１の実施形態と同じ構成である。その他の構成および効果は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００２４】
図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図１ないし図３に示した第１の実施形態において、シール接触用部品１４を省略したものである。磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂの先端と内方部材１の外周面との間に、隙間δの非接触シール１８Ａが構成されている。また、シール部品１１の弾性体１３は２つのリップ１３ａ，１３ｂを有するものとされ、それらのリップ１３ａ，１３ｂが内方部材１の外周面に直接摺接される。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２５】
この実施形態の場合でも、磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂの先端と、内方部材１の外周面との間に非接触シール１８Ａが構成されているので、シール機能が向上する。また、シール接触用部品１４が省略されているので、回転検出装置の構成部品である磁気エンコーダ部品１５と、シール部品１１とを、内外の部材１，２間の端部環状空間に、より一層コンパクトかつ簡単な構成で取付けることができる。磁気エンコーダ部品１５の多極磁石１７の半径方向幅が広く得られるという利点もある。
【００２６】
図７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図６に示す実施形態において、シール部品１１を、その環状芯金１２の側板部１２ｂが軸方向外側に向き、かつ、その側板部１２ｂの一部が磁気エンコーダ部品１５の側板部１６ｂに接触するように配置している。その他の構成は図６の実施形態の場合と同じである。
【００２７】
図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置は、図６の実施形態において、磁気エンコーダ部品１５の金属環１６を、円筒部１６ａおよび係合鍔部１６ｂ′とでなる断面Ｌ字状とし、多極磁石１７Ａの外周部を上記係合鍔部１６′に固定したものである。係合鍔部１６ｂ′の突出高さは、図６の実施形態の側板部１６ｂよりも十分低く、多極磁石１７Ａの内周部付近が当たる高さとされる。多極磁石１７Ａには焼結合金製の磁石またはプラスチック磁石が用いられる。その他の構成は図６の実施形態と同じである。
【００２８】
【発明の効果】
この発明の車輪用軸受装置は、弾性体で摺接するシール部品および磁気エンコーダ部品とで構成される磁気エンコーダ付きシールを備えたものにおいて、磁気エンコーダ部品の側板部の先端と内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品との間に非接触シールを構成したものであるため、シール性能が向上し、かつコンパクトで簡単な構成のものとできる。
また、この発明の磁気エンコーダ付きシール・接触部品組は、磁気エンコーダ付きシールとシール接触用部品とで構成され、上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記シール接触用部品の外周面との間に非接触シールを構成するものであるため、シール性能が向上し、かつコンパクトで簡単な構成のものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【図３】同磁気エンコーダ付きシールにおける多極磁石の部分正面図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受装置における磁気エンコーダ付きシールの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…内方部材
２…外方部材
１ａ，２ａ…転走面
３…転動体
５…磁気エンコーダ付きシール
１１…シール部品
１２…環状芯金
１３…弾性体
１３ａ〜１３ｃ…リップ
１４…シール接触用部品
１４ａ…内環部
１４ｂ…立板部
１４ｃ…外側突出筒部
１５…磁気エンコーダ部品
１６…金属環
１６ａ…円筒部
１６ｂ…側板部
１７…多極磁石
１８，１８Ａ…非接触シール
２０…磁気エンコーダ付きシール・接触部品組
Claims (6)
- 内周に転走面を有し回転側となる外方部材と、この転走面に対向する転走面を外周に有し静止側となる内方部材と、これら転走面間に介在した複数の転動体と、上記内外の部材間の環状空間端部を密封する磁気エンコーダ付きシールとを備えた車輪用軸受装置において、
上記磁気エンコーダ付きシールがシール部品と磁気エンコーダ部品とを有し、上記シール部品は、環状の芯金の内周部に上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する弾性体を有し、上記磁気エンコーダ部品は、円周方向に磁極の並ぶ環状の多極磁石が金属環に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成し、上記円筒部の内周で上記シール部品の外周に嵌合してこのシール部品と一体化され、かつ上記円筒部の外周で上記外方部材の内周に嵌合状態に取付けられたものであり、上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられた部品との間に非接触シールを構成したことを特徴とする車輪用軸受装置。 - 請求項１において、上記シール部品の弾性体は、上記内方部材の外周面またはこの外周面に取付けられたシール接触用部品と摺接する複数のリップを有するものである車輪用軸受装置。
- 請求項１または請求項２において、上記磁気エンコーダ部品の金属環は円筒部および側板部を有する断面Ｌ字状を成し、上記側板部の軸方向外側の面に上記多極磁石が取付けられ、この多極磁石の内周縁が金属環の側板部の先端を覆い、上記非接触シールを構成する車輪用軸受装置。
- 請求項１において、上記内方部材の外周面に、この外周面に嵌合する内環部およびこの内環部から外径側へ延びる立板部を有するシール接触用部品が取付けられ、上記シール部品の弾性体は、このシール接触用部品の上記内環部および立板部にそれぞれ摺接する複数のリップを有するものである車輪用軸受装置。
- 請求項４において、上記シール接触用部品は、上記立板部よりも軸方向の外側へ延びる外側突出筒部を内径部に有し、上記磁気エンコーダ部品の上記側板部の先端と上記外側突出筒部の外周面との間に非接触シールを構成した車輪用軸受装置。
- 車輪用軸受装置の対向する転走面を有する外方部材の内周面および内方部材の外周面にそれぞれ取付けられる磁気エンコーダ付きシールとシール接触用部品からなる磁気エンコーダ付きシール・接触部品組であって、
上記磁気エンコーダ付きシールはシール部品と磁気エンコーダ部品とを有し、上記シール部品は、環状の芯金の内周部に上記シール接触用部品と摺接する弾性体を有し、上記磁気エンコーダ部品は、円周方向に磁極の並ぶ環状の多極磁石が金属環に取付けられて円筒部および側板部よりなる断面Ｌ字状を成し、上記円筒部の内周で上記シール部品の外周に嵌合してこのシール部品と一体化され、かつ上記円筒部の外周で上記外方部材の内周に嵌合状態に取付けられるものであり、上記磁気エンコーダ部品の側板部の先端と上記シール接触用部品の外周面との間に非接触シールを構成するものである磁気エンコーダ付きシール・接触部品組。
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