JP2009168103A - エンコーダ付組み合わせシールリング - Google Patents

Abstract

【課題】トルクの上昇を伴う事なく、シール性能及び耐久性を向上できるエンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂを、低コストで実現する。
【解決手段】エンコーダ１４ａの外周縁部にシール用筒部３１を形成し、このシール用筒部３１の外周面を、芯金１５の固定円筒部１７に添着された弾性材１６ｃの内周面に全周に亙り近接対向させて、当該部分にラビリンスシール２５ｂを設ける。上記シール用筒部３１の軸方向外端縁は、スリンガ１３ｃを構成する回転円輪部２３ｃの片側面よりも軸方向外側に大きく突出させて、上記シール用筒部３１の径方向厚さ寸法は、上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法よりも小さくする。これにより、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニット等、各種機械装置の回転支持部に組み込む転がり軸受の開口端部を塞ぐと共に、この転がり軸受に支持される回転部材の回転速度を検出する為のエンコーダ付組み合わせシールリングの改良に関する。具体的には、シール性能、即ち、転動体を設置した内部空間内への泥水等の異物の侵入を防止する性能、並びに、この内部空間内に封入したグリースが外部に漏出するのを防止する性能を向上させると共に、低摩擦化、低摩耗化を図り、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能及び耐久性の向上を図るものである。

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）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御すべく、この車輪の回転速度を検出する為に従来から、エンコーダ付転がり軸受ユニットが使用されている（例えば特許文献１参照）。

図６〜８は、従来構造のエンコーダ付転がり軸受ユニットの１例を示している。ハブ１の軸方向外端部（軸方向に関して外とは、自動車に装着した場合に幅方向外側になる側を言い、各図の左側。）には車輪固定用のフランジ２を設け、軸方向中間部外周面には内輪軌道３ａを形成している。又、上記ハブ１の軸方向内端部（軸方向に関して内とは、自動車に装着した場合に幅方向中央側になる側を言い、各図の右側。）外周面には、外周面に内輪軌道３ｂを有する内輪４を外嵌している。この内輪４が、上記ハブ１と共に回転輪を構成する。

又、静止輪である外輪５の外周面には、この外輪５を懸架装置に支持する為の取付部６を、同じく内周面には複列の外輪軌道７ａ、７ｂを、それぞれ形成している。この外輪軌道７ａ、７ｂと上記内輪軌道３ａ、３ｂとの間には、それぞれ複数個ずつの転動体８、８を設けて、上記取付部６により懸架装置に支持された外輪５の内側に、ハブ１を回転自在に支持している。

上述の様なエンコーダ付転がり軸受ユニットのうちで、上記各転動体８、８を設置した内部空間９にはグリースを封入して、これら各転動体８、８の転動面と、上記各外輪軌道７ａ、７ｂ及び内輪軌道３ａ、３ｂとの転がり接触部を潤滑する様にしている。又、上記外輪５の軸方向外端部内周面と、上記ハブ１の軸方向中間部外周面との間にはシールリング１０を設けて、上記内部空間９の軸方向外端開口部を塞いでいる。一方、上記外輪５の軸方向内端部内周面と、上記内輪４の外周面との間には、本発明の対象となるエンコーダ付組み合わせシールリング１１を設けて、上記内部空間９の軸方向内端開口部を塞いでいる。

上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１は、図７に詳示する様に、静止輪である外輪５の端部に内嵌固定するシールリング１２と、鋼板或はステンレス鋼板等の磁性金属板製で、回転輪である内輪４の端部に外嵌固定するスリンガ１３と、このスリンガ１３に支持固定されるエンコーダ１４とを備える。

このうちのシールリング１２は、断面略Ｌ字形で全体が円環状の芯金１５と、弾性材１６とから成る。このうちの芯金１５は、軟鋼板等の金属板により、断面略Ｌ字形で全体を円環状に形成して成り、上記外輪５の端部内周面に締り嵌めにより内嵌固定される固定円筒部１７と、この固定円筒部１７の軸方向外端縁から、上記内輪４の外周面に向け、直径方向内方に折れ曲がった固定円輪部１８とを有する。又、上記弾性材１６は、上記芯金１５の全周に亙って添着されたもので、外側、中間、内側の、３本のシールリップ１９〜２１を有する。一般的には、上記弾性材１６は、ゴム製とし、上記芯金１５に対し焼き付けにより結合している。

一方、上記スリンガ１３は、上記内輪４の端部外周面に締り嵌めにより外嵌固定される回転円筒部２２と、この回転円筒部２２の軸方向内端縁から、上記外輪５の内周面に向け、直径方向に折れ曲がった回転円輪部２３とを備える。又、上記スリンガ１３は、弾性材を備えず、上記回転円筒部２２の外周面及び上記回転円輪部２３の片側面（軸方向外側面、図７の左側面）で、上記シールリップ１９〜２１の先端縁を摺接させる部分を、それぞれ平滑面としている。

そして、上記各シールリップ１９〜２１のうちで、サイドリップと呼ばれる、最も外径側に、軸方向内方に突出する状態で設けられた、外側シールリップ１９の先端縁を、上記回転円輪部２３の片側面に全周に亙り摺接させている。これに対して、残り２本の、中間、内側シールリップ２０、２１の先端縁を、上記回転円筒部２２の外周面に全周に亙り摺接させている。

又、上記エンコーダ１４は、図８に示す様に、円周方向に亙って、Ｓ極とＮ極とを交互に配置した永久磁石製（ゴム磁石製）である。即ち、上記エンコーダ１４は、ゴム中にフェライト粉末を混入したゴム磁石を円輪状に形成したもので、軸方向に亙って着磁している。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、上記エンコーダ１４の側面には、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ている。この様なエンコーダ１４は、上記回転円輪部２３の他側面（軸方向内側面、図７の右側面）に支持されている。そして、懸架装置等、非回転部分に支持した回転速度検出用のセンサ２４の検出部を、上記エンコーダ１４の側面である、被検出面に対向させている。

又、上記エンコーダ１４の外周縁部、及び、上記スリンガ１３の回転円輪部２３の外周縁部を、上記固定円筒部１７に添着された上記弾性材１６の内周面に全周に亙り近接対向させている。これにより、当該部分に、外部空間に存在する雨水、泥水、塵等の異物の侵入を防止する為のラビリンスシール２５を構成している。

上述した様な従来構造のエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合、ハブ１の軸方向外端部に設けたフランジ２に固定した車輪を、外輪５を支持した懸架装置に対し、回転自在に支持できる。又、内部空間９の軸方向両端開口部を、シールリング１０及びエンコーダ付組み合わせシールリング１１で塞ぐ事により、上記内部空間９内に泥水等の異物が入り込む事を防止すると共に、この内部空間９内に封入したグリースが外部に漏洩する事を防止する。更に、車輪の回転に伴って内輪４に外嵌固定したスリンガ１３が回転すると、このスリンガ１３と共に回転するエンコーダ１４に対向したセンサ２４の出力が変化する。このセンサ２４の出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比例する。従って、センサ２４の出力信号を図示しない制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。

但し、図７に詳示した様な従来構造のエンコーダ付組み合わせシールリング１１には、シール性能の更なる向上を図る面から、未だ改良の余地がある。即ち、前述した様に、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１は、エンコーダ１４及び回転円輪部２３の外周縁部と、固定円筒部１７に添着された弾性材１６の内周面との間に、異物の侵入を防止する為のラビリンスシール２５を設けている。しかしながら、このラビリンスシール２５は、異物の進入を有効に防止する観点からは、その長さ（軸方向長さ）が十分でない為、このラビリンスシール２５により十分なシール性を確保する事は難しい。この為、内部空間９内への異物の侵入防止を有効に図りにくくなる。

この様な事情に鑑みて、特許文献２には、全長の長いラビリンスシールを設けた、組み合わせシールリングが記載されている。図９は、上記特許文献２に記載された、組み合わせシールリング２６を示している。この組み合わせシールリング２６は、エンコーダを有しない以外の基本的な構成は、前述したエンコーダ付組み合わせシールリング１１（図７参照）とほぼ同様で、芯金１５と弾性材１６ａとから成るシールリング１２ａと、スリンガ１３ａとを備える。

特に、上記組み合わせシールリング２６の場合には、上記スリンガ１３ａの外周縁部に、上記芯金１５の固定円輪部１８側（軸方向外側）に折れ曲がったシール用筒部２７を設けている。そして、このシール用筒部２７の外周面を、上記芯金１５の固定円筒部１７に添着された弾性材１６ａの内周面に、全周に亙り近接対向させている。又、上記シール用筒部２７の軸方向外端縁を、上記固定円輪部１８に添着された弾性材１６ａの軸方向内側面に、近接対向させている。更に、この固定円輪部１８に添着された弾性材１６ａの軸方向内側面の一部に膨出部２８を設ける事で、この膨出部２８の外周面を、上記シール用筒部２７の内周面に、全周に亙り近接対向させている。

上述の様な構成により、上記シールリング１２ａを構成する弾性材１６ａと、上記シール用筒部２７との間に、断面クランク形のラビリンスシール２５ａを形成している。このラビリンスシール２５ａは、上述したエンコーダ付組み合わせシールリング１１に設けられたラビリンスシール２５（図７参照）よりも十分に長い全長を有する為、十分なシール性を確保できる。

ところが、上記特許文献２に記載された組み合わせシールリング２６の場合には、シール用筒部２７を、上記スリンガ１３ａの外周縁部に設けている為、外側シールリップ１９の先端縁を摺接させる為の、回転円輪部２３ａの片側面の径方向に亙る幅寸法Ｗ_23a が、上記シール用筒部２７を設けない場合に比べて小さくなる。具体的には、このシール用筒部２７の径方向厚さ寸法Ｔ₂₇と、このシール用筒部２７の内周面と上記回転円輪部２３ａの片側面とを連続する屈曲面２９の径方向高さ寸法Ｈ₂₉との和（Ｔ₂₇＋Ｈ₂₉）の分だけ、上記回転円輪部２３ａの片側面の径方向に亙る幅寸法Ｗ_23a が小さくなる。この為、上記外側シールリップ１９の先端縁を摺接可能な範囲が狭くなる。

一般に、上述の様な組み合わせシールリングを設置する為の空間は、軸受の大きさによっても多少異なるが、軸方向に関する幅寸法が５〜６mm程度、径方向に関する幅寸法が７〜８mm程度と小さく、外側シールリップ１９を配置可能な空間は、組み合わせシールリング全体の設置空間よりも更に小さい。一方、十分なシール性を確保する為には、後述する様に、上記外側シールリップ１９の断面長さを、或る程度確保する必要がある。従って、上述の様に、上記回転円輪部２３ａの片側面の径方向に亙る幅寸法が小さくなり、上記外側シールリップ１９の先端縁を摺接可能な範囲が狭くなると、この外側シールリップ１９の設計は難しくなる。

即ち、上述の様に、上記回転円輪部２３ａの片側面の径方向に亙る幅寸法が小さくなると、上記外側シールリップ１９の基端部から先端縁までの長さ（断面長さ）も短くする必要がある。この為、この外側シールリップ１９の剛性が高くなり、この外側シールリップ１９の先端縁と上記回転円輪部２３ａの片側面との摺接部の接触荷重が増大する。この結果、上記外側シールリップ１９の摺動抵抗（シールトルク）が増大する他、この外側シールリップ１９の先端縁が摩耗したり、へたり易くなって、この外側シールリップ１９の耐久性確保が難しくなる。

特に、上述の様な組み合わせシールリング２６を、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込む場合には、接触荷重の増大が著しくなり、燃費性能や加速性能を中心とする走行性能を悪化させると言った問題を生じる。この点に就いて、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットを示した前記図６に、新たに図１０を加えて説明する。尚、この図１０には、エンコーダ付組み合わせシールリング１１を、エンコーダを省略した状態で示している。

図６に矢印で示す様に、旋回走行に伴うモーメントＭがハブ１に、図６の時計方向に加わった場合に就いて説明する。この場合、各部の弾性変形により上記ハブ１の中心軸が、中立状態を表すα位置からβ位置にまで、角度θ分だけ変位する。この結果、内輪４の内端部に外嵌固定したスリンガ１３の回転円輪部２３も、ほぼ上記角度θ分傾斜する。図６に示した状態の場合には、同図の上側部分で、図１０の（Ａ）に示す様に上記回転円輪部２３が、芯金１５から離れる方向に変位する。この結果、上記上側部分では、上記外側シールリップ１９の締め代が低下する。一方、上記図６の下側部分では、図１０（Ｂ）に示す様に上記回転円輪部２３が、芯金１５に近づく方向に変位する。この結果、上記下側部分では、上記外側シールリップ１９の締め代が増大する。

そして、上記外側シールリップ１９の締め代が過度に低下した部分では、異物侵入防止作用が損なわれる。この為、この外側シールリップ１９には、上記モーメントＭに基づいて上記ハブ１の中心軸が傾斜し、締め代が部分的に低下した場合でも、当該部分のシール性を確保できる様に、締め代を設定する事が求められる。具体的には、上記中心軸が傾斜していない状態での外側シールリップ１９の締め代を大きめに設定し、この中心軸が傾斜しても、この外側シールリップ１９に関する締め代を、全周に亙ってシール性確保を図れる分残る様にする必要がある。

以上の様に、車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込む為の組み合わせシールリングには、外側シールリップの締め代を大きく設定する事が要求される。この為、前述した様な組み合わせシールリング２６を、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込む場合に於いても、当然、外側シールリップ１９の締め代を大きく設定する必要がある。従って、この外側シールリップ１９の全長が短い事に起因した接触荷重の増加と、締め代を大きくする事に起因した接触荷重の増加とにより、接触荷重の増大が著しくなる。この結果、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブの回転抵抗（回転トルク）が増大し、上述の様に、燃費性能や加速性能を中心とする走行性能の悪化を招く。

更に、上記組み合わせシールリング２６の場合には、高価で、且つ、高剛性を有するステンレス鋼製のスリンガ１３ａに、シール用筒部２７を設けている。この為、材料費が嵩むと共に、プレス加工等の塑性加工を施す為の加工コストも嵩む。従って、このシール用筒部２７を設ける事による、組み合わせシールリング２６全体のコスト上昇も著しくなる。

一方、特許文献３には、ラビリンスシールを省略する代わりに、異物の侵入を防止する為のシールリップを新たに設けた、エンコーダ付組み合わせシールリングが記載されている。図１１は、上記特許文献３に記載された、エンコーダ付組み合わせシールリング１１ａを示している。このエンコーダ付組み合わせシールリング１１ａは、前記図７に示したエンコーダ付組み合わせシールリング１１と同様に、芯金１５と弾性材１６ｂとから成るシールリング１２ｂと、スリンガ１３ｂと、エンコーダ１４とを備える。

特に、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１ａの場合には、上記芯金１５を構成する固定円筒部１７に添着された弾性材１６ｂの中間部内周面に、シールリップ３０を設けている。そして、このシールリップ３０の先端縁を、上記スリンガ１３ｂを構成する回転円輪部２３ｂの外周縁部に摺接させている。

上述の様な構成により、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１ａの場合には、上記回転円輪部２３ｂの外周縁部と、上記固定円筒部１７に支持された上記弾性材１６ｂの内周面との間の隙間を、上記シールリップ３０により塞いでいる。特に、上記特許文献３に記載された構造の場合には、このシールリップ３０の先端縁を、上記回転円輪部２３ｂの外周縁部に対して、弾性的に摺接させている為、上記スリンガ１３ｂ（回転円輪部２３ｂ）がモーメント等に基づき傾斜した場合にも、上記シールリップ３０により、異物の侵入防止を有効に図れる。

ところが、上述の様なエンコーダ付組み合わせシールリング１１ａの場合にも、上記シールリップ３０の先端縁を上記回転円輪部２３ｂの外周縁部に摺接させる必要上、この回転円輪部２３ｂの片側面の径方向に亙る幅寸法Ｗ_23b が、上記シールリップ３０を設けない場合に比べて小さくなる。従って、上述した特許文献２に記載された組み合わせシールリング２６（図９参照）の場合と同様に、外側シールリップ１９の設計が難しくなると共に、この外側シールリップ１９の先端縁と上記回転円輪部２３ｂの片側面との摺接部の接触荷重の増大を招く。そして、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１ａを、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込む場合には、やはり上記外側シールリップ１９の締め代を大きめに設定する必要がある為、上記特許文献２に記載された構造と同様の問題を生じる。更に、上記シールリップ３０は、外部空間に露出しており、雨水や泥水等に直接曝らされる為、へたりや摩耗の進行が早く、耐久性を確保する事が難しい。

以上の様に、上述した特許文献２、３に記載された何れの構造の場合にも、シール性能の向上を図れる反面、外側シールリップの先端縁と回転円輪部の片側面との摺接部の接触荷重が増大し、この外側シールリップの摺動抵抗の増加や、耐久性の低下と言った新たな問題を生じる。
近年、自動車産業界では、燃費性能や加速性能を重視する傾向にあり、シールリングに求められる条件も、より厳しくなってきている。この為、長期に亙り密封性能（耐久性能）を確保できると共に、シールリップの摺動抵抗を小さく抑える事のできる構造の実現が求められている。

特開２００２−６２３０５号公報 特開２００６−３４２８２７号公報 特開２００６−３２２５３６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、トルクの上昇を伴う事なく、シール性能及び耐久性を向上できるエンコーダ付組み合わせシールリングを、低コストで実現すべく発明したものである。

本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングは、静止輪の周面と回転輪の周面との間に存在する空間部の開口端部を塞ぐと共に、この回転輪の回転速度を検出する為に使用する。
そして、上記静止輪の周面に固定されるシールリングと、上記回転輪の周面に固定されるスリンガと、このスリンガに支持固定されるエンコーダとを備える。
又、上記シールリングは、上記静止輪の周面に嵌合固定される固定円筒部及びこの固定円筒部の端縁から上記回転輪の周面に向け折れ曲がった固定円輪部から成る芯金と、この芯金の全周に亙って添着された、シールリップを有する弾性材とを備える。
又、上記スリンガは、上記回転輪の周面に嵌合固定される回転円筒部と、この回転円筒部の端縁から上記静止輪の周面に向け折れ曲がった回転円輪部とを備え、上記回転円筒部の周面及び上記回転円輪部の片側面で上記シールリップの先端縁を摺接させる部分を平滑面としている。
又、上記エンコーダは、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した永久磁石製で、上記回転円輪部の他側面に支持されている。
特に、本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングの場合、上記エンコーダの上記静止輪側の周縁を、上記回転円輪部のこの静止輪側の周縁よりもこの静止輪側に突出させると共に、上記エンコーダのこの静止輪側の周縁部に、上記固定円輪部側の端縁を上記回転円輪部の片側面よりもこの固定円輪部側に突出させたシール用筒部を形成している。これにより、このシール用筒部の上記静止輪側の周面と、上記固定円筒部若しくはこの固定円筒部に添着された上記弾性材の上記回転輪側の周面とを全周に亙り近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを設けている。

又、上述の様な本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングを実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記シール用筒部の静止輪側の周面に、上記固定円輪部に近づく程直径が小さくなる方向に傾斜したテーパ面部を設ける。
又、何れの場合にも（テーパ面部を設ける、設けないに拘わらず）、好ましくは、請求項３に記載した様に、上記シール用筒部の径方向厚さ寸法を、上記回転円輪部の軸方向厚さ寸法よりも小さくする。

上述の様に構成する本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングによれば、エンコーダの周縁部に形成したシール用筒部の静止輪側の周面と、固定円筒部若しくはこの固定円筒部に添着された弾性材の回転輪側の周面との間に、軸方向に関して全長の長いラビリンスシールを形成できる。この為、このラビリンスシールによるシール性を十分に確保できて、エンコーダ付組み合わせシールリングのシール性能の向上を図れる。
特に本発明の場合には、上記シール用筒部を、エンコーダの周縁部に形成しており、スリンガの一部に形成していない為、特許文献２（及び特許文献３）に記載された従来構造の場合に比べて、屈曲面２９が不要になる等により、シールリップの先端縁を摺接させる為の、回転円輪部の片側面の径方向に亙る幅寸法を大きく確保できる。この為、このシールリップの設計の容易化を図れると共に、このシールリップの先端縁と上記回転円輪部の片側面との摺接部の接触荷重の増大を防止できる。従って、このシールリップの先端縁の摩耗やへたりを抑えて、耐久性の確保を図れる。
又、上述の様なシール用筒部を備えたエンコーダは、スリンガを構成するステンレス鋼等の鋼材に比べて安価な、ゴムやプラスチック等の磁石材料により造る事ができる為、シール用筒部を設ける事に伴う材料費の増加を、シール用筒部をスリンガに設ける場合（特許文献２に記載された構造の場合）に比べて低く抑えられる。更に、上記シール用筒部を備えたエンコーダは、従来から一般的な円輪状のエンコーダ（図８参照）を造る為の製造用金型の一部に、僅かな設計変更を加えたものを使用して製造できる。この為、本発明の場合には、加工コストの上昇も低く抑える事ができて、上記シール用筒部を設ける事によるコストの上昇を低く抑えられる。
従って、本発明によれば、トルク（シールトルク）の上昇を伴う事なく、シール性能及び耐久性を向上できるエンコーダ付組み合わせシールリングを、低コストで実現できる。
この為、本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングを、例えば車両の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んだ場合に、この車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性向上を図ると同時に、燃費性能や加速性能を中心とする上記車両の走行性能を向上させる事ができる。

又、上述した請求項２に記載した発明によれば、遠心力の作用により、テーパ面部の傾斜に沿って、ラビリンスシールの内部から外部空間に向け、異物を押し出す事ができる為、シール性能の更なる向上を図れる。
更に、上述した請求項３に記載した発明によれば、回転円輪部の片側面の径方向に亙る幅寸法を、十分に大きく確保できる。この為、シールリップ（外側シールリップ）の設計の容易化を図れると共に、このシールリップの先端縁と上記回転円輪部の片側面との摺接部の接触荷重、延いては摺動抵抗（シールトルク）の増大を有効に防止できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、雨水、泥水、塵等の異物の侵入を防止する為に、エンコーダ１４ａの外周縁部に、円筒状のシール用筒部３１を設けた点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述した従来構造とほぼ同様であるから、共通する部分には同一符号を付して、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

図１に示すエンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂは、従来構造と同様に、外輪５（図６参照）に内嵌固定されるシールリング１２ｃと、内輪４（図６参照）に外嵌固定されるスリンガ１３ｃと、このスリンガ１３ｃを構成する回転円輪部２３ｃの他側面（軸方向内側面、図１、２の右側面）に支持固定されたエンコーダ１４ａとから成る。本例の場合、このエンコーダ１４ａの外径寸法を、上記回転円輪部２３ｃの外径寸法よりも大きくして、この回転円輪部２３ｃよりも径方向外方に突出した、上記エンコーダ１４ａの外周縁部に、シール用筒部３１を設けている。このシール用筒部３１は、上述の様に円筒状で、その軸方向外端縁を、上記回転円輪部２３の片側面（軸方向外側面、図１、２の左側面）よりも、上記シールリング１２ｃを構成する芯金１５の固定円輪部１８側（軸方向外側）に突出させている。

特に、本例の場合には、図２に示す様に、上記回転円輪部２３ｃの片側面からの、上記シール用筒部３１の軸方向外端縁の突出量δを、この回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c の約２倍（δ≒２Ｔ_23c ）としている。又、上記シール用筒部３１の径方向厚さ寸法Ｔ₃₁を、上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c の約０．６倍（Ｔ₃₁≒０．６Ｔ_23c ）としている。

そして、図１に示す様に、上記シール用筒部３１の外周面を、上記芯金１５を構成する固定円筒部１７に添着された弾性材１６ｃの内周面に全周に亙り近接（使用時に摺れ合う事がない程度、できる限り小さな隙間を介して）対向させて、当該部分に、ラビリンスシール２５ｂを形成している。本例の場合には、このラビリンスシール２５ｂの軸方向長さを確保すべく、上記固定円筒部１７の軸方向内端縁を、上記回転円輪部２３ｃの他側面よりも軸方向内方に突出させると共に、上記固定円筒部１７を覆う状態で設けられた上記弾性材１６ｃの軸方向内端縁を、上記エンコーダ１４ａの軸方向内側面とほぼ同一平面上に位置させている。従って、本例の場合には、上記ラビリンスシール２５ｂを、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂの軸方向内端部から中間部に亙る範囲に形成している。

又、本例の場合には、上記弾性材１６ｃに、外側、中間、内側のシールリップ１９ａ、２０、２１ａをそれぞれ設けている。そして、このうちのサイドリップと呼ばれる、最も外径側に位置する外側シールリップ１９ａの先端縁を、前記スリンガ１３ｃを構成する回転円輪部２３ｃの片側面に、全周に亙り摺接させている。又、上記中間シールリップ２０の先端縁を、上記スリンガ１３ｃを構成する回転円筒部２２の外周面に、全周に亙り摺接させると共に、上記内側シールリップ２１ａの先端縁を、この回転円筒部２２の外周面に、近接対向させている。

更に、本例の場合には、上記外側シールリップ１９ａの基端部に最小肉厚部３２を設けている。この最小肉厚部３２は、内周面側が凸面（外周面側が凹面）となった断面部分円弧状で、他の部分よりも肉厚が小さくなっており、全周に亙って弾性変形し易くなっている。そして、上記外側シールリップ１９ａの断面形状を、上記最小肉厚部３２から先端部に向かうに従って、厚さが漸増する、くさび状としている。そして、本例の場合には、上記外側シールリップ１９ａの先端寄り部分に折れ曲がり部３３を形成して、この外側シールリップ１９ａの先端寄り部分の内周面に屈曲点を設け、この内周面のうちでこの屈曲点よりも先端側部分の、中心軸に対する傾斜角度を、基端側部分の、中心軸に対する傾斜角度よりも小さくしている。

又、上記外側シールリップ１９ａの先端部近傍に、厚さが最大になった最大肉厚部３４を設けている。更に、この外側シールリップ１９ａの先端寄り部分で、この最大肉厚部３４よりも先端側に位置する部分を、外径寄り部分を全周に亙り除去した、先細り形状としている。そして、上記外側シールリップ１９ａの全体形状を、先端縁（径方向外端縁）に向かう程上記スリンガ１３ｃの回転円輪部２３ｃに向かう方向（図１の右方）に傾斜した形状としている。

上述の様な構成を有する本例のエンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂの場合には、前記図９に示した組み合わせシールリング２６の場合と同様に、全長の長いラビリンスシール２５ｂを形成できる。この為、このラビリンスシール２５ｂによるシール性を十分に確保する事ができて、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂのシール性能の向上を図れる。更に、上記ラビリンスシール２５ｂによるシール性を十分に確保できる為、雨水、泥水、塵等の異物が、外側、中間、内側の各シールリップ１９ａ、２０、２１ａの先端縁と相手面との摺接部に噛み込まれる事を有効に防止できる。この為、上記エンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂの耐久性の向上も図れる。

又、本例の場合には、上述の様なラビリンスシール２５ｂを構成する為のシール用筒部３１を、上記スリンガ１３ｃの外周縁部ではなく、前記エンコーダ１４ａの外周縁部に形成し、更に、その径方向厚さ寸法Ｔ₃₁を上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c に対して十分に小さく（本例の場合には約０．６倍に）している。この為、上記シール用筒部３１を形成する事に伴って、上記回転円輪部２３ｃの外径寸法を小さくする程度が少なくて済み、上記外側シールリップ１９ａの先端縁を摺接させる為の、上記回転円輪部２３ｃの片側面の径方向に関する幅寸法Ｗ_23c を、従来構造（特許文献２、３に記載された構造）の場合に比べて大きく確保できる（Ｗ_23c ＞Ｗ_23a 、Ｗ_23b ）。この為、本例の場合には、上記外側シールリップ１９ａに、上記シール用筒部３１を設ける事に伴う設計変更を加える必要がないか、加える場合にも僅かな設計変更で足りる。従って、本例の場合には、上記外側シールリップ１９ａの設計の容易化を図れる。

即ち、上記外側シールリップ１９ａの全長を長く確保できる為、この外側シールリップ１９ａの剛性が高くなる事を防止できる。この為、この外側シールリップ１９ａの先端縁と上記回転円輪部２３ｃの片側面との摺接部の接触荷重が増大する事を防止できる。更に、本例の場合には、上記外側シールリップ１９ａの変形を、基端部に設けた最小肉厚部３２に集中させて、この外側シールリップ１９ａの締め代の変化がこの外側シールリップ１９ａの先端縁と上記回転円輪部２３ｃの片側面との摺接部の接触力に与える影響をより小さくできる。この結果、上記外側シールリップ１９ｃの摺動抵抗（シールトルク）が増大する事を有効に防止できて、この外側シールリップ１９ｃの先端縁の摩耗、へたりを抑え、この外側シールリップ１９ｃの耐久性の確保を図れる。

更に、上述の様なシール用筒部３１を備えたエンコーダ１４ａは、ステンレス鋼等の鋼材に比べて安価な、ゴムやプラスチック等の磁石材料により造る事ができる為、上記シール用筒部３１を設ける事による材料費の増加を、従来構造（特許文献２に記載された構造）の場合に比べて低く抑えられる。更に、上記エンコーダ１４ａは、従来から一般的な円輪状のエンコーダ（図８参照）を造る為の製造用金型の一部に、僅かな設計変更を加えたものを使用して製造できる。この為、本例の場合には、加工コストの上昇も低く抑える事ができて、上記シール用筒部３１を設ける事によるエンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂのコストの上昇を低く抑えられる。

以上の様に、本例の場合には、トルクの上昇を伴う事なく、シール性能及び耐久性を向上できるエンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂを、低コストで実現できる。この為、このエンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂを、例えば前記図６に示した様な車両の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んだ場合に、この車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性向上を図ると同時に、燃費性能や加速性能を中心とする上記車両の走行性能を向上させる事ができる。

尚、前述した様に、本例の場合には、上記回転円輪部２３ｃの片側面からの上記シール用筒部３１の突出量δを、この回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c の約２倍に設定しているが、この突出量δは、この様な値に限定されるものではない。但し、この突出量δは、ラビリンスシール２５ｂの軸方向長さを確保し、このラビリンスシール２５ｂのシール性を確保する面から、上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c 以上（δ≧Ｔ_23c ）、より好ましくは１．５Ｔ_23c 以上（δ≧１．５Ｔ_23c ）に設定する。尚、この場合に、この突出量δの上限値は、エンコーダ付組み合わせシールリング１１ｂを組み込む軸受の用途等により異なるが、例えば、車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込むエンコーダ付組み合わせシールリングの場合には、この車輪支持用転がり軸受ユニットに作用するモーメントに拘わらず、上記シール用筒部３１の外周面が前記弾性材１６ｃの内周面に干渉しない範囲に規制する。

更に、本例の場合には、上記シール用筒部３１の径方向厚さ寸法Ｔ₃₁を、上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c の約０．６倍（Ｔ₃₁≒０．６Ｔ_23c ）としているが、この径方向厚さＴ₃₁に就いても、この様な値に限定されるものではない。但し、上記回転円輪部２３ｃの片側面の径方向に亙る幅寸法を大きく確保する面からは、上記径方向厚さ寸法Ｔ₃₁を、上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c 未満（Ｔ₃₁＜Ｔ_23c ）とし、更に、外側シールリップ１９ａの設計変更を不要とする為には、上記回転円輪部２３ｃの軸方向厚さ寸法Ｔ_23c の２／３未満（Ｔ₃₁＜２／３Ｔ_23c ）とする。

尚、本例に使用するエンコーダ１４ａの被検出面に関する構成は、前記図８に示した従来構造のエンコーダ１４と同じであり、この様なエンコーダ１４ａのスリンガ１３ｃへの固着方法は、特に限定されず、インサートによる射出成形や圧縮成形でも良いし、エンコーダ１４ａのみを成形後にスリンガ１３ｃに対して接着等により固着しても良い。又、本例の場合には、上記エンコーダ１４ａの軸方向内端部外周縁（シール用筒部３１の軸方向内端部）に面取り３５を設けているが、この面取り３５は省略しても良い。
その他の構成及び作用・効果は、前述した各従来構造の場合と同様である。

［実施の形態の第２例］
図３は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の特徴は、シール用筒部３１ａの外周面の一部にテーパ面部３６を設けた点にある。具体的には、このシール用筒部３１ａの外周面のうちで、スリンガ１３ｃを構成する回転円輪部２３ｃの片側面から軸方向外側に突出した部分に、上記テーパ面部３６を設けている。又、このテーパ面部３６は、軸方向外側に向かう程、直径（外径寸法）が小さくなる方向に傾斜させている。

そして、本例の場合にも、上述した実施の形態の第１例の場合と同様に、上記シール用筒部３１ａの外周面と、芯金１５の固定円筒部１７に添着した弾性材１６ｃの内周面とを近接対向させて、当該部分に、ラビリンスシール２５ｂを形成している。特に、本例の場合には、上記シール用筒部３１ａの外周面にテーパ面部３６を設けている為、上記ラビリンスシール２５ｂの径方向に関する隙間を、軸方向外端部から軸方向中間部の間で、軸方向内方に向かう程小さくしている。この様な構成を採用する本例の場合、上記スリンガ１３ｃ及びエンコーダ１４ｂが回転すると、遠心力の作用により、上記ラビリンスシール２５ｂ内に侵入した異物を、上記テーパ面部３６の傾斜に沿って、外部空間に向け（軸方向内方に）押し出す事ができる。従って、本例の場合には、上述した実施の形態の第１例の場合に比べて、更なるシール性能の向上を図れる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例、及び、前述した従来構造の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
図４は、同じく請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の特徴は、シール用筒部３１ｂの外周面全体にテーパ面部３６ａを設けた点にある。この様な構成を採用する本例の場合には、上述した実施の形態の第２例により得られる、遠心力による異物排出作用をより有効に発揮させる事ができる。
その他の作用・効果に就いては、上述した実施の形態の第２例、及び、前述した実施の形態の第１例並びに従来構造の場合と同様である。

［実施の形態の第４例］
図５は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の特徴は、スリンガ１３ｄを構成する回転円輪部２３ｄの外径寸法を、前述した実施の形態の各例の場合よりも大きくして、この回転円輪部２３ｄの外周縁部を、シール用筒部３１の内周面の一部に包埋支持した点にある。この様な構成を採用する事により、本例の場合には、上記スリンガ１３ｄとエンコーダ１４ａとの結合強度を高く確保できる。尚、本例の場合には、インサートによる射出成形や圧縮成形等により、上記エンコーダ１４ａを上記スリンガ１３ｄに対して固着する。又、本例の構造は、上述した実施の形態の第２例、及び、第３例に記載した様な、シール用筒部３１ａ（３１ｂ）の外周面にテーパ面部３６（３６ａ）を設けた構造と組み合わせて実施する事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例、及び、前述した従来構造の場合と同様である。

尚、本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングは、前述した様な自動車の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットの他、各種機械装置の回転支持部を構成する転がり軸受（玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等）に組み込む事ができる。そして、この転がり軸受の内部空間に封入したグリースが外部に漏洩する事を防止すると共に、この内部空間に、外部に存在する雨水、泥水、塵等の異物が侵入する事を防止する為に利用できる。又、本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングは、内輪回転・外輪固定の構造に限定されず、外輪回転・内輪固定の構造に組み込む事もできる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、図７に相当する図。 図１からスリンガ及びエンコーダのみを取り出して示す図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。 同３例を示す、図１と同様の図。 同４例を示す、図１と同様の図。 従来構造のエンコーダ付転がり軸受ユニットの断面図。 図６のＡ部に組み付けられているエンコーダ付組み合わせシールリングの部分拡大断面図。 図７からエンコーダのみを取り出して示す斜視図。 特許文献２に記載された従来構造の組み合わせシールリングを示す、図７に相当する図。 車両走行時に加わるモーメント荷重により車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する各部が弾性変形した場合の、エンコーダ付組み合わせシールリングのスリンガの変位状態を示す、部分拡大断面図。 特許文献３に記載された従来構造のエンコーダ付組み合わせシールリングを示す、図７に相当する図。

符号の説明

１ ハブ
２ フランジ
３ａ、３ｂ 内輪軌道
４ 内輪
５ 外輪
６ 取付部
７ａ、７ｂ 外輪軌道
８ 転動体
９ 内部空間
１０ シールリング
１１、１１ａ、１１ｂ エンコーダ付組み合わせシールリング
１２、１２ａ〜１２ｃ シールリング
１３、１３ａ〜１３ｄ スリンガ
１４、１４ａ、１４ｂ エンコーダ
１５ 芯金
１６、１６ａ〜１６ｃ 弾性材
１７ 固定円筒部
１８ 固定円輪部
１９、１９ａ 外側シールリップ
２０ 中間シールリップ
２１、２１ａ 内側シールリップ
２２ 回転円筒部
２３、２３ａ〜２３ｄ 回転円輪部
２４ センサ
２５、２５ａ、２５ｂ ラビリンスシール
２６ 組み合わせシールリング
２７ シール用筒部
２８ 膨出部
２９ 屈曲面
３０ シールリップ
３１、３１ａ、３１ｂ シール用筒部
３２ 最小肉厚部
３３ 折れ曲がり部
３４ 最大肉厚部
３５ 面取り
３６、３６ａ テーパ面部

Claims (3)

1. 静止輪の周面と回転輪の周面との間に存在する空間部の開口端部を塞ぐと共に、この回転輪の回転速度を検出する為に使用するエンコーダ付組み合わせシールリングであって、上記静止輪の周面に固定されるシールリングと、上記回転輪の周面に固定されるスリンガと、このスリンガに支持固定されるエンコーダとを備え、
   上記シールリングは、上記静止輪の周面に嵌合固定される固定円筒部及びこの固定円筒部の端縁から上記回転輪の周面に向け折れ曲がった固定円輪部から成る芯金と、この芯金の全周に亙って添着された、シールリップを有する弾性材とを備え、
   上記スリンガは、上記回転輪の周面に嵌合固定される回転円筒部と、この回転円筒部の端縁から上記静止輪の周面に向け折れ曲がった回転円輪部とを備え、上記回転円筒部の周面及び上記回転円輪部の片側面で上記シールリップの先端縁を摺接させる部分を平滑面としており、
   上記エンコーダは、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した永久磁石製で、上記回転円輪部の他側面に支持されており、
   上記エンコーダの上記静止輪側の周縁を、上記回転円輪部のこの静止輪側の周縁よりもこの静止輪側に突出させると共に、上記エンコーダのこの静止輪側の周縁に、上記固定円輪部側の端縁を上記回転円輪部の片側面よりもこの固定円輪部側に突出させたシール用筒部を形成し、このシール用筒部の上記静止輪側の周面と、上記固定円筒部若しくはこの固定円筒部に添着された上記弾性材の上記回転輪側の周面とを全周に亙り近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを設けた事を特徴とするエンコーダ付組み合わせシールリング。
2. シール用筒部の静止輪側の周面に、固定円輪部に近づく程直径が小さくなる方向に傾斜したテーパ面部を設けている、請求項１に記載したエンコーダ付組み合わせシールリング。
3. シール用筒部の径方向厚さ寸法が、回転円輪部の軸方向厚さ寸法よりも小さい、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付組み合わせシールリング。

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