JP2018179161A

JP2018179161A - 金属環

Info

Publication number: JP2018179161A
Application number: JP2017080189A
Authority: JP
Inventors: 大介仲田; Daisuke Nakada
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2018-11-15

Abstract

【課題】相対的に同軸回転可能な内方部材又は外方部材に嵌合される円筒部を有する金属環をオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼によって構成することによって、省スペース化、軽量化、低コスト化を図ることを目的とする。【解決手段】相対的に同軸回転可能な内方部材５又は外方部材２に嵌合される円筒部１１１（１２１，２６１）を有する金属環であって、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、相対的に同軸回転可能な内方部材又は外方部材に嵌合される円筒部を有する金属環に関し、例えば、自動車等の車輪用軸受装置の一構成部に用いられる金属環に関する。

前記のような車輪用軸受装置には、密封装置を構成するシール部材（例えば、特許文献１参照）や、回転側部材の回転を検出するためのエンコーダ（例えば、特許文献２参照）が組付けられる。このようなシール部材やエンコーダは、軸受装置を構成する内方部材又は外方部材に嵌合される金属環を備えている。

特開昭６２−２０９２７１号公報特開２００８−１８０６１７号公報

ところで、前記のような金属環は、脱落や位置ずれを生じないようにするため、その嵌合対象部材に対して所定の締め代をもって嵌合されるように設計される。この場合、金属環として剛性（耐力）の大きくない金属を用いると、嵌合によって塑性変形を起こすことがあるため、前記のような所定の締め代を確保するためには板厚を厚くする必要がある。しかし、軸受装置のような限られたスペース内に取付ける場合にはそのスペース的制約が大きく、また、重量が大となり、特に回転側に取付ける場合は、回転トルクの増大をもたらし、さらには、コストアップにもつながる。特許文献１には、ステンレス等の耐力の高い金属からなる板厚０．３〜０．５ｍｍの補強環（金属環）を用いたオイルシールが開示されている。また、特許文献２においては、従動輪用の軸受装置における外輪に装着されるカバーや、シール部材の芯金（金属環）、さらには、磁気エンコーダを構成するスリンガ（金属環）の材質について言及されている。さらに、例示していない先行文献にも、これら金属環の適性材料についての言及が散見される。

本発明者は、前記実情に鑑みなされたもので、適正な材料の選択によって、一層の省スペース化、軽量化、低コスト化を図ることができる金属環を提供することを目的としている。

本発明に係る金属環は、相対的に同軸回転可能な内方部材又は外方部材に嵌合される円筒部を有する金属環であって、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなることを特徴とする。

本発明の金属環を構成するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼は、高強度のステンレス鋼であるから、板厚を薄くしても嵌合対象部位に対する所定の締め代で、所定の嵌合力を得るよう設計することができる。したがって、脱落や位置ずれが生じ難い安定した嵌合状態の金属環が得られ、これによって、当該金属環が適用される機構部等の省スペース化、軽量化及び低コスト化が図られる。しかも、含有されるクロムの量を２０〜２２重量％とし、ニッケルの量を１〜３重量％としているので、前記強度が顕著に発現される。また、板厚を従来の板厚とする場合には、所定の締め代で、従来よりも高い嵌合力を得ることができる。さらに、高強度のステンレス鋼であるので、従来の板厚とした場合でも、設計値（設計公差を除く）として、従来の締め代０．０６〜０．０９ｍｍよりも増加させた締め代０．１３〜０．１６ｍｍとすることができ、従来よりも高い嵌合力を得ることができる。

本発明の金属環において、０．２％耐力が５００Ｎ／ｍｍ^２以上であるものとしてもよい。
これによれば、板厚をさらに薄くしても、前記所定の締め代を得ることができ、前記機構部等の省スペース化等がより効果的になし得る。

本発明の金属環において、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上であるものとしてもよい。
これによれば、板厚を一層薄くしても、前記所定の締め代を得ることができ、前記機構部等の省スペース化等がより一層効果的になし得る。

本発明の金属環において、伸びが２５％以上であるものとしてもよい。
これによれば、金属間嵌合であっても、両者が互いに馴染みやすく嵌合が好適になされる。

本発明の金属環において、シールリップを有する弾性部材が一体とされて、前記内方部材及び外方部材間をシールするシール部材を構成するものとしてもよい。
これによれば、シール部材を構成する金属環が板厚を薄くしても所定の締め代をもって嵌合対象部材に嵌合されるから、シール部材の省スペース化等が図られる上に、所定のシール機能が安定的に維持される。

本発明の金属環において、前記内方部材及び外方部材の回転側の部材に嵌合されるスリンガを構成するものとしてもよい。
これによれば、スリンガとしての金属環が板厚を薄くしても所定の締め代をもって嵌合対象部材に嵌合されるから、回転側の部材の回転遠心力が作用するスリンガが安定した嵌合状態に維持される。
この場合、前記スリンガに多極磁石が一体とされ、当該スリンガと多極磁石とによって磁気エンコーダが構成されるものとしてもよい。
これによれば、スリンガが安定した嵌合状態に維持されることにより、多極磁石と多極磁石に対峙される磁気センサーとのエアギャップの変動が生じ難く、磁気センサーによる回転検出精度が高精度に維持される。

本発明によれば、相対的に同軸回転可能な内方部材又は外方部材に嵌合される円筒部を有する金属環をオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼によって構成することによって、省スペース化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

本発明に係る金属環が適用される軸受装置の一例を示す概略的縦断面図である。図１のＸ部の拡大図であって、本発明に係る金属環の適用例の一実施形態を示す図である。同実施形態の変形例を示す図２と同様図である。図１のＹ部の拡大図であって、本発明に係る金属環の適用例の別の実施形態を示す図である。同実施形態の変形例を示す図４と同様図である。本発明に係る金属環の適用例のさらに別の実施形態であって、図１のＸ部に適用した例を示す図である。同実施形態の変形例を示す図６と同様図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、自動車の車輪（不図示）を軸回転可能に支持する軸受装置１を示す。この軸受装置１は、駆動輪用のハブベアリングであって、大略的に、外輪（外方部材）２と、ハブ輪３と、ハブ輪３の車体側に嵌合一体とされる内輪部材４と、外輪２とハブ輪３及び内輪部材４との間に介装される２列の転動体（ボール）６…とを含んで構成される。この例では、ハブ輪３及び内輪部材４が内輪（内方部材）５を構成し、外輪２は、自動車の車体（不図示）に固定される。また、ハブ輪３にはドライブシャフト７が同軸的にスプライン嵌合され、ドライブシャフト７は等速ジョイント８を介して不図示の駆動源（駆動伝達部）に連結される。ドライブシャフト７はナット９によって、ハブ輪３と一体化され、ハブ輪３のドライブシャフト７からの抜脱が防止されている。回転側である内輪５（ハブ輪３及び内輪部材４）は固定側である外輪２に対して、軸Ｌ回りに同軸回転可能とされ、外輪２と、内輪５との間に環状空間（軸受空間）Ｓが形成される。環状空間としての軸受空間Ｓ内には、２列の転動体６…が、リテーナ６ａに保持された状態で、外輪２の軌道輪２ａ、ハブ輪３の軌道輪３ａ及び内輪部材４の軌道輪４ａを転動可能に介装されている。ハブ輪３は、円筒形状のハブ輪本体３０と、ハブ輪本体３０より立上基部３１を介して径方向外側に延出されたハブフランジ３２とを有し、ハブフランジ３２にボルト３３及び不図示のナットによって車輪（不図示）が取付固定される。本明細書において、軸Ｌ方向に沿って車輪に向く側（図１において左側を向く側）を車輪側、車体に向く側（同右側を向く側）を車体側と言う。
軸受空間Ｓの軸Ｌ方向に沿った両端部であって、外輪２とハブ輪３との間、及び、外輪２と内輪部材４との間には、ベアリングシール（密封装置）１０，２０が装着される。

図２は、本発明に係る金属環の一実施形態を示す。本実施形態では、ベアリングシール１０に本発明に係る金属環が適用されている。図２に示すベアリングシール１０は、内輪部材４の外周面４ｂに嵌合される断面Ｌ形のスリンガ１１と、外輪２の車体側内周面２ｂに嵌合される芯金１２と、前記芯金１２に一体に固着され前記スリンガ１１に弾接乃至近接する複数のシールリップ１３ａ〜１３ｄを有する弾性部材１３からなる。芯金１２と弾性部材１３とによりシール部材１４が構成され、さらにスリンガ１１とシール部材１４とが組み合わさってパックシールを構成する。

スリンガ１１は、内輪部材４の外周面４ｂに嵌合される円筒部（以下、スリンガ円筒部と言う）１１１と、スリンガ円筒部１１１の車体側端部１１１ａから外径側に連接された鍔部（以下、スリンガ鍔部と言う）１１２とからなる。また、芯金１２は、外輪２の車体側内周面２ｂに嵌合される円筒部（以下、芯金円筒部と言う）１２１と、芯金円筒部１２１の車輪側端部１２１ａから内径側に連接された鍔部（以下、芯金鍔部と言う）１２２とからなる。弾性部材１３は、芯金鍔部１２２の車輪側面１２２ａの一部から内径側端部１２２ｂを回り込み、芯金鍔部１２２の車体側面１２２ｃ及び芯金円筒部１２１の内周面１２１ｂの全面を覆い、さらに芯金円筒部１２１の車体側端部１２１ｃを回り込み、芯金円筒部１２１の外周面１２１ｄに至るように芯金１２に一体に固着されている。弾性部材１３は、ゴム材等のエラストマーからなり、インサート成型により芯金１２の前記所定部位に一体に固着されている。シール部材１４を構成するシールリップ１３ａ〜１３ｄは、スリンガ１１とシール部材１４とが組み合わさった状態で、弾性部材１３からスリンガ１１側に延びるよう一体に形成されている。本実施形態では、シールリップ１３ａ，１３ｂはアキシャルリップであって、これらの先端部は拡径するように延びてスリンガ鍔部１１２の車輪側面１１２ａに弾接する。また、シールリップ１３ｃ，１３ｄはラジアルリップであって、これらの先端部は互いに相反し、且つ縮径するように延びてスリンガ円筒部１１１の外周面１１１ｂに弾接する。シールリップ１３ａ〜１３ｄの２点鎖線は、いずれも弾性変形前の原形を示している。さらに、本実施形態では、弾性部材１３における芯金円筒部１２１の車体側端部１２１ｃを回り込んで外周面１２１ｄに至る部分に、外輪２の車体側内周面２ｂと芯金円筒部１２１の外周面１２１ｄとの間に圧縮状態で介在する環状突部１３ｅを有している。図２では、環状突部１３ｅの圧縮前の原形を２点鎖線で示している。

前記のように構成されるベアリングシール１０が組み込まれた軸受装置１において、ドライブシャフト７が軸Ｌ回りに回転すると、内輪５、車輪及びスリンガ１１が軸Ｌ回りに一体に回転する。この回転に伴い、シールリップ１３ａ〜１３ｄがスリンガ１１に弾性的に摺接する。したがって、車輪の回転稼動中も、軸受装置１における軸受空間Ｓの車体側端部が密封され、軸受空間Ｓにおける車体側端部から軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が防止される。また、軸受空間Ｓ内に充填された潤滑剤（グリース等）が軸受空間Ｓの車体側端部から外部へ漏出することが防止される。さらに、芯金円筒部１２１と外輪２との間には環状突部１３ｅが圧縮状態で介在しているから、金属同士の嵌合部への泥水等の浸入が阻止され、両嵌合面の錆の発生が抑えられる。

スリンガ１１及び芯金１２のいずれか一方又は両方は、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環からなる。スリンガ１１がクロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、スリンガ１１の強度が大であるから、スリンガ１１の板厚を薄くしても嵌合対象部位である内輪部材４に対する所定の締め代で、所定の嵌合力を得るよう設計することができる。また、スリンガ１１の板厚を従来の板厚とする場合には、所定の締め代で、従来よりも高い嵌合力を得ることができる。したがって、スリンガ１１の内輪部材４からの脱落や位置ずれが生じ難い安定した嵌合状態とされ、これによって、本実施形態のベアリングシール１０が適用される機構部等の省スペース化、軽量化及び低コスト化が図られる。特に、スリンガ１１には、内輪５の回転に伴う回転遠心力が作用するが、スリンガ１１は安定した嵌合状態に維持される。

また、芯金１２が前記二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、シール部材１４を構成する芯金１２が板厚を薄くしても所定の締め代をもって嵌合対象部材である外輪２に嵌合されるから、シール部材１４の省スペース化等が図られる。さらに、芯金１２が外輪２に対して安定した嵌合状態に維持されるから、シールリップ１３ａ〜１３ｄのスリンガ１１に対する弾接状態が安定し、所定のシール機能が安定的に維持される。加えて、スリンガ１１或いは芯金１２を構成する金属環に含有されるクロムの量を２０〜２２重量％とし、ニッケルの量を１〜３重量％としているので、前記強度が顕著に発現される。スリンガ１１及び芯金１２の両方が前記二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、両者の前記効果が相乗され、前記パックシールが適用される機構部等の省スペース化、軽量化及び低コスト化がより効果的に図られる。
因みに、クロムの含有量が２０重量％未満の場合、二相ステンレス鋼の引張強さ及び耐食性が低下する傾向となり、２２重量％を超えると、二相ステンレス鋼の加工性が低下する傾向となる。また、ニッケルの含有量が１重量％未満の場合、二相ステンレス鋼の引張強さが低下する傾向となり、３重量％を超えると、価格が増大する傾向となる。

また、本実施形態では、スリンガ１１及び／又は芯金１２を構成する金属環は、０．２％耐力が５００Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上となるように、クロム及びニッケルの含有量が設定される。これによって、板厚を一層薄くしても、前記所定の締め代を得ることができ、前記機構部等の省スペース化等がより一層効果的になし得る。さらに、スリンガ１１及び／又は芯金１２を構成する金属環の伸びが、２５％以上となるように、クロム及びニッケルの含有量が設定される。これによって、スリンガ１１と内輪部材４との嵌合或いは芯金１２と外輪２との嵌合のように金属間嵌合でありながら、互いに馴染みやすい金属間の嵌合が好適になされる。
因みに、０．２％耐力が、５００Ｎ／ｍｍ^２未満の場合、二相ステンレス鋼の弾性係数が小さくなって、嵌合力が低下する傾向となり、８００Ｎ／ｍｍ^２を超えると、二相ステンレス鋼の塑性変形が生じ易くなって、嵌合力が低下する傾向となる。また、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２未満の場合、二相ステンレス鋼の弾性変形が小さくなって、嵌合力が低下する傾向となり、１０００Ｎ／ｍｍ^２を超えると、二相ステンレス鋼の塑性変形が生じ易くなって、嵌合力が低下する傾向となる。さらに、伸びが、２５％未満の場合、二相ステンレス鋼の加工性が低下する傾向となり、５０％を超えると、二相ステンレス鋼の引張強さが低下する傾向となる。

図３は、前記実施形態の変形例を示す。この例では、前記実施形態のベアリングシール１０におけるリンガ１１に環状の多極磁石１５が一体とされて、スリンガ１１と多極磁石１５とにより磁気エンコーダ１６が構成される。そして、車体側に設置される磁気センサー１７と磁気エンコーダ１６とにより車輪の回転検出機構が構成される。具体的には、多極磁石１５は、磁性粉を含有したゴム材がスリンガ鍔部１１２の車体側面１１２ｂに一体に固着され、周方向に多数のＮ極及びＳ極が交互に着磁され、この着磁面に対峙するように磁気センサー１７が車体側に設置される。本例のスリンガ１１は、スリンガ鍔部１１２の外径側端部１１２ｃから車輪側に屈曲連接された外径側円筒部１１３をさらに有し、磁気エンコーダ１６は、この外径側円筒部１１３の外周面１１３ａをも覆うように形成されている。また、弾性部材１３は、シールリップとして、アキシャルリップ１３ａ，１３ｂと、先端部が車輪側（軸受空間Ｓ側）に向くラジアルリップ１３ｄとを有している。さらに、弾性部材１３における芯金鍔部１２２の車輪側面１２２ａに固着される部分には、車輪側に向く環状突部１３ｆが形成されている。

このように構成されるベアリングシール１０においては、スリンガ１１が外径側円筒部１１３を有していることにより、外部から当該ベアリングシール１０内に浸入しようとする泥水等の、アキシャルリップ１３ａ，１３ｂのスリンガ鍔部１２２に対する弾接部への到達が遅延される。また、外径側円筒部１１３の回転に伴う回転遠心力により、ベアリングシール１０内に浸入した泥水等の吐き出し作用が生じる。これらにより、アキシャルリップ１３ａ，１３ｂのスリンガ鍔部１２２に対する弾接部に、泥水等に含まれる異物の噛み込みが抑制され、アキシャルリップ１３ａ，１３ｂの弾接部の異物による摩耗が生じ難くなり、ベアリングシール１０のシール機能の経時的な低下が抑制される。さらに、弾性部材１３に設けられた環状突部１３ｆにより、軸受空間Ｓに充填された潤滑剤のラジアルリップ１３とスリンガ円筒部１１１との弾接部への到達が抑制され、潤滑剤の外部漏出防止機能が向上する。また、スリンガ１１が前記と同様のオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、スリンガ１１と内輪部材４との嵌合状態が安定する。したがって、多極磁石１５と磁気センサー１７とのエアギャップも安定し、磁気エンコーダ１６及び磁気センサー１７による回転検出精度が維持される。

図４は、本発明に係る金属環の適用例の別の実施形態を示す。本実施形態では、図１に示す車輪側のベアリングシール２０に、本発明に係る金属環が適用されている。ベアリングシール２０は、内輪（内方部材）５を構成するハブ輪３におけるハブ輪本体３０の車輪側外周面３０ａに嵌合されるデフレクター（スリンガとも言う）２１と、外輪２の車輪側内周面２ｃに嵌合される芯金２２と、前記芯金２２に一体に固着され前記デフレクター２１に弾接乃至近接する複数のシールリップ２３ａ〜２３ｃを有する弾性部材２３からなる。芯金２２と弾性部材２３とによりシール部材２４が構成される。

デフレクター２１は、ハブ輪本体３０の外周面３０ａに嵌合される円筒部（以下、デフレクター円筒部と言う）２１１と、デフレクター円筒部２１１の車輪側端部２１１ａからハブ輪３の立上基部３１に対応する湾曲形状の繋ぎ部２１２を介して外径側に連接されてハブフランジ３２に当接する鍔部（以下、デフレクター鍔部と言う）２１３とを有している。また、芯金２２は、外輪２の車輪側内周面２ｃに嵌合される円筒部（以下、芯金円筒部と言う）２２１と、芯金円筒部２２１の車輪側端部２２１ａから内径側に連接された鍔部（以下、芯金鍔部と言う）２２２とからなる。弾性部材２３は、芯金鍔部２２２の車体側面２２２ａの一部から内径側端部２２２ｂを回り込み、芯金鍔部２２２の車輪側面１２２ｃ及び芯金円筒部１２１の車輪側端部２２１ａの全面を覆い、さらに芯金円筒部２２１の車体側端部２２１ａと外輪２の車輪側内周面２ｃとの間に至るように芯金２２に一体に固着されている。弾性部材２３はゴム材等のエラストマーからなり、インサート成型により芯金２２の前記所定部位に一体に固着されている。

デフレクター２１及びシール部材２４が所定部位に装着された状態で、シール部材２４を構成するシールリップ２３ａ〜２３ｃは、弾性部材２３からデフレクター２１側に延びるよう一体に形成されている。本実施形態では、シールリップ２３ａ，２３ｂはアキシャルリップであって、これらの先端部は拡径するように延びてデフレクター鍔部２１３の車体側面２１３ａ及び繋ぎ部２１２の凹曲状外径面２１２ａにそれぞれ弾接し、また、シールリップ１３ｃはラジアルリップであって、その先端部は車体側（軸受空間Ｓ側）に且つ縮径するように延びてデフレクター円筒部２１１の外周面２１１ｂに弾接する。シールリップ１３ａ〜１３ｃの２点鎖線は、いずれも弾性変形前の原形を示している。さらに、本実施形態では、弾性部材２３における芯金円筒部２２１の車体側端部２２１ａと外輪２の車輪側内周面２ｃとの間の部分に圧縮状態で介在する環状突部２３ｄを有している。図４では、環状突部２３ｄの圧縮前の原形を２点鎖線で示している。さらにまた、本実施形態では、デフレクター鍔部２１３の外径側端部２１３ｂから車体側且つ外径側に屈曲状態で延びる屈曲部２１４が連接されており、この屈曲部２１４の外径側面２１４ａには、ゴム材等のエラストマーからなる弾性部材２５が一体に固着されている。この弾性部材２５には圧縮状態でハブフランジ３２に当接する環状突部２５１が形成されている。

前記のように構成されるベアリングシール２０が組み込まれた軸受装置１において、ドライブシャフト７が軸Ｌ回りに回転すると、内輪５、車輪及びデフレクター２１が軸Ｌ回りに一体に回転する。この回転に伴い、シールリップ１３ａ〜１３ｃがデフレクター２１に弾性的に摺接する。したがって、車輪の回転稼動中も、軸受装置１における軸受空間Ｓの車輪側端部が密封され、軸受空間Ｓにおける車輪側端部から軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が防止される。また、軸受空間Ｓ内に充填された潤滑剤（グリース等）が軸受空間Ｓの車体側端部から外部へ漏出することが防止される。さらに、芯金円筒部２２１と外輪２との間には環状突部２３ｄが圧縮状態で介在しているから、金属同士の嵌合部への泥水等の浸入が阻止され、両嵌合面の錆の発生が抑えられる。加えて、弾性部材２５の環状突部２５１が、ハブフランジ３２に圧縮状態で当接するから、ハブフランジ３２とデフレクター鍔部２１３との当接部に泥水等の浸入が防止され、当該当接部の錆の発生が抑えられる。

デフレクター２１及び芯金２２のいずれか一方又は両方は、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される。デフレクター２１が、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、デフレクター２１の強度が大であるから、デフレクター２１の板厚を薄くしても嵌合対象部位であるハブ輪３に対する所定の締め代で、所定の嵌合力を得るよう設計することができる。また、デフレクター２１の板厚を従来の板厚とする場合には、所定の締め代で、従来よりも高い嵌合力を得ることができる。したがって、デフレクター２１のハブ輪３からの脱落や位置ずれが生じ難い安定した嵌合状態とされ、これによって、本実施形態のベアリングシール２０が適用される機構部等の省スペース化、軽量化及び低コスト化が図られる。特に、デフレクター２１には、内輪５の回転に伴う回転遠心力が作用するが、デフレクター２１は安定した嵌合状態に維持される。

また、芯金２２が前記二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、シール部材２４を構成する芯金２２が板厚を薄くしても所定の締め代をもって嵌合対象部材である外輪２に嵌合されるから、シール部材２３の省スペース化等が図られる。さらに、芯金２２が外輪２に対して安定した嵌合状態に維持されるから、シールリップ１３ａ〜１３ｃのデフレクター２１に対する弾接状態が安定し、所定のシール機能が安定的に維持される。加えて、デフレクター２１、或いは、芯金２２を構成する金属環に含有されるクロムの量を２０〜２２重量％とし、ニッケルの量を１〜３重量％としているので、前記強度が顕著に発現される。デフレクター２１及び芯金２２の両方が前記二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される場合、両者の前記効果が相乗され、当該ベアリングシール２０が適用される機構部等の省スペース化、軽量化及び低コスト化がより効果的に図られる。

また、本実施形態では、デフレクター２１及び／又は芯金２２を構成する金属環は、０．２％耐力が５００Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上となるように、クロム及びニッケルの含有量が設定される。これによって、板厚を一層薄くしても、前記所定の締め代を得ることができ、前記機構部等の省スペース化等がより一層効果的になし得る。さらに、デフレクター２１及び／又は芯金２２を構成する金属環の伸びが、２５％以上となるように、クロム及びニッケルの含有量が設定される。これによって、デフレクター２１とハブ輪３との嵌合或いは芯金２２と外輪２２との嵌合のように金属間嵌合でありながら、互いに馴染みやすい金属間の嵌合が好適になされる。

図５は、図４に示す実施形態の変形例を示す。この例の芯金２２は、芯金円筒部２２１が外輪２の車輪側外周面２ｄに嵌合され、芯金鍔部２２２が外輪２の車輪側端面２ｅに当接するよう構成されている。そして、芯金２２に一体とされる弾性部材２３は、芯金鍔部２２２の車輪側面２２２ｃの全面と、芯金円筒部２２１の外周面２２１ｂの全面及び車体側端部２２１ｃを覆うように形成されている。さらに、弾性部材２３における芯金円筒部２２１の外周面２２１ｂを覆う部分は、外径側に突出する環状の堰部２３ｆと、ハブフランジ３２に近接するよう延びる環状の庇部２３ｇとを有している。また、弾性部材２３は前記例と同様のアキシャルリップ２３ａ，２３ｂと、デフレクター円筒部２１１の外周面２１２ｂに先端部が近接するラジアルリップ２３ｃを有している。アキシャルリップ２３ａはデフレクター鍔部２１３の車体側面２１３ａに弾接する。デフレクター２１におけるハブ輪３の立ち上がり基部３１に対応する部分は、車輪側に拡径するテーパ形状の繋ぎ部２１２とされており、アキシャルリップ２３ｂは、この繋ぎ部２１２の外径面２１２ａに弾接するように形成されている。さらに、デフレクター鍔部２１３の外径側端部２１３ｂから、弾性部材２３における芯金鍔部２２２を覆う部分に近接するよう延びる短寸円筒部２１５が形成されている。また、弾性部材２３には、この短寸円筒部２１５の内径側部に位置するリップ部２３ｈが外径側に向くよう形成されている。

本実施形態では、弾性部材２３に形成された堰部２３ｆによって、弾性部材２３の外径面を伝う泥水等が堰き止められ、芯金円筒部２２１と外輪２との金属嵌合部への泥水等の浸入が防止され、これによって、この金属嵌合部での錆の発生が抑制される。また、庇部２３ｇ、デフレクター２１の短寸円筒部２１５及びリップ部２３ｈによりジグザグのラビリンスが形成され、ハブフランジ３２を伝う泥水等のベアリングシール２０内への浸入が抑制される。これによって、アキシャルリップ２３ａ，２３ｂと、デフレクター２１との弾接部に泥水等が到達し難く、したがって、アキシャルリップ２３ａ，２３ｂの前記弾接部が泥水等に含まれる異物の噛み込みによる摩耗が生じ難くなる。
その他の構成は、図４に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。

図６は、本発明に係る金属環の適用例のさらに別の実施形態であって、図１のＸ部に適用した例を示す図である。本実施形態では、前記のような密封装置を構成せず、内輪部材４に嵌合された断面Ｌ形の支持環２６と該支持環２６に固着一体とされた環状の多極磁石１５とにより磁気エンコーダ１６が構成される。図例では、図２に示すベアリングシール１０の車体側に近接して当該磁気エンコーダ１６が設けられている。そして、車体側に設置される磁気センサー１７と磁気エンコーダ１６とにより車輪の回転検出機構が構成される。支持環２６は、内輪部材（内方部材）４のベアリングシール１０より車体側の外周面４ｂに嵌合される円筒部（以下、支持環円筒部と言う）２６１と、支持環円筒部２６１の車体側端部２６１ａから内径側に連接された鍔部（以下、支持環鍔部と言う）２６２とからなる。支持環２６は、前記と同様に、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される。

多極磁石１５は、図３に示す例と同様に、磁性粉を含有したゴム材が支持環鍔部２６２の車体側面１６２ａに一体に固着され、周方向に多数のＮ極及びＳ極が交互に着磁されて、この着磁面に対峙するように磁気センサー１７が車体側に設置される。図例の多極磁石１５は、さらに支持環円筒部２６１の外周面２６１ｂの全面をも覆うように支持環２６に一体に固着されている。

前記のように構成される磁気エンコーダ１６は、当該磁気エンコーダ１６を構成する支持環２６が前記と同様のオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環からなるから、内輪部材４に対する支持環円筒部２６１を介した嵌合状態が安定する。したがって、多極磁石１５と磁気センサー１７とのエアギャップも安定し、磁気エンコーダ１６及び磁気センサー１７による回転検出精度が維持される。
その他の構成は、図２に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛する。

図７は図６に示す例の変形例を示す。この例では、支持環２６が、内輪部材４の外周面４ｂに嵌合される支持環円筒部２６１と、支持環円筒部２６１の車体側端部２６１ａから外径側に連接された支持環鍔部２６３とからなり、支持環鍔部２６３の車体側面２６３ａに多極磁石１５が一体に固着されて、磁気エンコーダ１６が構成されている。この例の支持環２６も、前記と同様に、クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環によって構成される。磁気エンコーダ１６は、当該磁気エンコーダ１６を構成する支持環２６が前記と同様のオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなる金属環からなるから、これによって、内輪部材４に対する支持環円筒部２６１を介した嵌合状態が安定する。したがって、多極磁石１５と磁気センサー１７とのエアギャップも安定し、磁気エンコーダ１６及び磁気センサー１７による回転検出精度が維持される。
その他の構成は、図６に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛する。
なお、図６及び図７に示す例の磁気エンコーダ１６は、ベアリングシール１０が装着された内輪部材４に設けられているが、従動輪用の軸受装置の場合、ベアリングシール１０が存在しないことがある。このような軸受装置の場合、キャップ（不図示）が、外輪の車体側開口部に、多極磁石１５と磁気センサー１７とのエアギャップに介在した状態で装着され、キャップによって外輪の前記開口部及び軸受空間の車体側端部が密封されることになる。

なお、各実施形態におけるベアリングシール１０，２０は、図例のものに限定されず、他の形態のものであってもよい。また、シールリップ１３ａ〜３ｄは、スリンガ１１に対して単に接触或いは近接しているものであってもよく、その数や形状等も仕様等に応じて適宜変更が可能である。また、各実施形態では、外輪（外方部材）２が固定側、内輪（内方部材）５が回転側としたが、これに限らず、外輪２が回転側、内輪５が固定側であってもよい。さらに、軸受装置１をハブベアリングとしたが、他のタイプの軸受装置であってもよい。加えて、本発明の金属環が、自動車用の軸受装置に適用される例について述べたが、これに限らず、相対的に同軸回転する外方部材と内方部材と備えたものであれば、他の産業分野の軸受装置や機構部等にも好ましく適用される。

２外輪（外方部材）
５内輪（内方部材）
１１スリンガ（金属環）
１１１スリンガ円筒部（円筒部）
２１デフレクター（金属環）
２１１デフレクター円筒部（円筒部）
１２，２２芯金（金属環）
１２１，２２１芯金円筒部（円筒部）
１３，２３弾性部材
１３ａ〜１３ｄシールリップ
２３ａ〜２３ｃシールリップ
１４，２４シール部材
１５多極磁石
１６磁気エンコーダ
２６支持環（金属環）
２６１支持環円筒部（円筒部）

Claims

相対的に同軸回転可能な内方部材又は外方部材に嵌合される円筒部を有する金属環であって、
クロムを２０〜２２重量％及びニッケルを１〜３重量％含有するオーステナイトとフェライトとの二相ステンレス鋼からなることを特徴とする金属環。
請求項１に記載の金属環において、
０．２％耐力が５００Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする金属環。
請求項１又は請求項２に記載の金属環において、
引張強さが７００Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする金属環。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の金属環において、
伸びが２５％以上であることを特徴とする金属環。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の金属環において、
シールリップを有する弾性部材が一体とされて、前記内方部材及び外方部材間をシールするシール部材を構成するものあることを特徴とする金属環。
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の金属環において、
前記内方部材及び外方部材の回転側の部材に嵌合されるスリンガを構成するものであることを特徴とする金属環。
請求項６に記載の金属環において、
前記スリンガに多極磁石が一体とされ、当該スリンガと多極磁石とによって磁気エンコーダが構成されることを特徴とする金属環。