JP3968857B2 - 回転速度検出部のシール構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る回転速度検出部のシール構造は、自動車の車輪を懸架装置に回転自在に支持すると共に、この車輪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エンコーダ付転がり軸受ユニットの回転速度検出部をシールするものである。
【０００２】
【従来の技術】
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）、或は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のエンコーダ付転がり軸受ユニットが、従来から各種知られている。例えば、図８は、米国特許第５６２２４３７号明細書に記載された構造を示している。懸架装置を構成するナックル１に形成した取付孔２の内側には、固定輪である外輪３を内嵌固定している。そして、この外輪３の内径側に、ハブ４と共に回転輪５を構成する１対の内輪６、６を、それぞれ上記外輪３と同心に配置している。そして、この外輪３の内周面に形成した複列の外輪軌道７、７と、上記各内輪６、６の外周面に形成した内輪軌道８、８との間に、玉９、９、或は円すいころ等の転動体を設けて、上記外輪３の内側に上記回転輪５を回転自在に支持している。
【０００３】
又、上記ハブ４の中心孔１０には、等速ジョイント１１の出力軸１２をスプライン係合させて、上記回転輪５を回転駆動自在としている。更に、一方（図８の右方）の内輪６の端部外周には、エンコーダである永久磁石１３を、スリンガ１４を介して支持固定している。このスリンガ１４は、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、上記一方の内輪６の端部に外嵌固定している。又、上記永久磁石１３は、軸方向（図８の左右方向）に亙り着磁している。着磁方向は、交互に且つ等間隔で変化させている。従って、上記永久磁石１３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に存在する。又、上記外輪３の端部内周面に内嵌固定したシールリング１５を構成するシールリップの先端縁を、上記スリンガ１４に、全周に亙り摺接させている。
【０００４】
又、上記外輪３に対する前記ナックル１の支持部である、上記取付孔２の一部には、全体を円輪状に形成した支持板１６を支持固定している。そして、この支持板１６の一部に、ホールＩＣ等、磁束の変化に対応して出力を変化させる素子を包埋したセンサユニット３５を係止している。上記支持板１６の一部にこのセンサユニット３５を係止した状態で、このセンサユニット３５の先端部に設けた検出部は、上記永久磁石１３の側面と、微小隙間を介して対向する。
【０００５】
上述した様なエンコーダ付転がり軸受ユニットの使用時には、上記ハブ４の外周面に設けた回転フランジ１７に車輪を支持固定する。この車輪の回転に伴って、一方の内輪６に外嵌固定した永久磁石１３が回転すると、この永久磁石１３と対向したセンサの出力が変化する。このセンサの出力が変化する周波数は車輪の回転速度に比例する為、センサ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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する従来のエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合には、エンコーダである永久磁石１３と外部とを隔てる支持板１６の形状が複雑である。この為、この支持板１６を含むエンコーダ付転がり軸受ユニットの製作費が嵩んでしまう。又、この支持板１６は、車輪が回転する際にも特に回転する事はなく、更にこの支持板１６に支持するセンサユニット３５の先端部周辺に大きな隙間が存在する事を避けられない為、この支持板１６によるシール効果は小さい。具体的には、この支持板１６の存在に拘らず、上記車輪が巻き上げた雨水等が、上記永久磁石１３の設置部分に達し易い。この結果、この永久磁石１３に、磁性粉等の異物が付着して、回転速度検出装置の検出精度を悪化させる可能性がある。
本発明は、上述の様なエンコーダ付転がり軸受ユニットの回転速度検出部のシール構造の改良に関する。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明の回転速度検出部のシール構造は、回転輪に固定される小径の円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向け直角に曲がって形成された円輪部と、この円輪部の外径側端縁部から上記小径の円筒部とは軸方向に関して反対側に曲がって形成された筒部と、この筒部の先端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げる事により形成された外向フランジ状の鍔部とを備えた芯金と、この芯金の円輪部で、上記筒部側の面に固定された永久磁石と、この永久磁石に近接して配置される回転速度センサと、静止輪の一部に形成したこの回転速度センサを支持する円形凸部とを有するものである。
特に本発明の回転速度検出部のシール構造の場合、上記芯金を構成する筒部が、上記円形凸部の外周面に、同じく鍔部が、上記静止輪の一部でこの円形凸部の周囲に存在する側面に、それぞれ近接対向した状態で配置され、上記筒部及び鍔部が、上記回転速度センサの検出部及び上記永久磁石の周囲を覆っている。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出部のシール構造の場合、永久磁石に磁性粉等の異物が付着する事を防止して、異物の付着に基づく回転速度検出精度の劣化を防止できる。即ち、芯金を構成する筒部と鍔部とが上記永久磁石の周囲を覆う為、この永久磁石に雨水等が直接かかる事はない。又、上記筒部は円形凸部の外周面に、上記鍔部は円形凸部の周囲に存在する側面に、それぞれ近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを構成しているので、上記雨水等が上記永久磁石部分にまで入り込みにくい。しかも、上記芯金が、回転輪と共に回転するので、この芯金に付着した雨水等の異物は遠心力により直径方向外方に振り飛ばされる。従って、上記永久磁石への異物付着防止はより確実に図られて、上記回転速度検出精度の劣化防止作用がより優れたものになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。使用時に車輪と共に回転する回転輪であり、転がり軸受ユニットの外輪でもあるハブ４ａの内周面には複列の外輪軌道７、７を、スピンドル１８と共に静止輪１９を構成する１対の内輪６、６の外周面には複列の内輪軌道８、８を、それぞれ形成している。そして、これら各外輪軌道７、７と内輪軌道８、８との間にそれぞれ複数個ずつの玉９、９を、保持器２０、２０により保持した状態で転動自在に設けている。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、上記玉９、９に代えて、円すいころ等、他の転動体を使用する場合もある。
【００１０】
又、上記スピンドル１８の基端部（図１の右端部）には、上記静止輪１９を懸架装置に支持する為の結合部２１を設けている。この結合部２１の軸方向（図１の左右方向）両側面のうち、上記スピンドル１８側の側面には、このスピンドル１８と同心の円形凸部２２を形成している。これに対して、上記スピンドル１８と反対側の側面の一部外周縁寄り部分には、凹部２３を形成している。更に、上記円形凸部２２の中央部で上記スピンドル１８の基端部周囲には、突き当て段部２４を形成している。上記１対の内輪６、６は、この突き当て段部２４と、上記スピンドル１８の先端部（図１の左端部）に螺着したナット２５との間で軸方向両側から挟持して、上記スピンドル１８の周囲に支持固定している。車両への組み付け状態では、上記結合部２１を、図示しないボルト又はスタッドにより懸架装置に支持固定し、上記ハブ４ａの外周面に形成した回転フランジ１７に、図示しない車輪を固定する。
【００１１】
上記ハブ４ａの外端（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる側の端部を言い、図１の左端）側開口部は、図示しない蓋体により塞いで、上記ハブ４ａ内に、雨水等の異物が入り込むのを防止する。又、このハブ４ａの中間部内周面にはシールド板２６を内嵌固定すると共に、このシールド板２６の内周縁を外側（図１の左側）の内輪６の外端部外周面に近接対向させて、前記各玉９、９を設置した部分に充填したグリースの漏洩防止を図っている。
【００１２】
これに対して、上記ハブ４ａの内端（自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側の端部を言い、図１の右端）側開口部には、エンコーダ付環状部材２７を嵌合固定している。このエンコーダ付環状部材２７は、芯金２８とシールリップ２９とを備える。このうちの芯金２８は、ステンレス鋼板、亜鉛若しくはクロムメッキ鋼板等、耐蝕性を有する磁性金属板を折り曲げ加工する事により、全体を円輪状に形成している。即ち、上記芯金２８は、円輪部３０の直径方向中間部を外方（図１〜２の左方）に突出させると共に、この突出させた部分の中間部を１８０度折り返して、上記磁性金属板２枚分の厚さを有する嵌合筒部３１を形成している。更に、上記円輪部３０の外周縁部は、前記結合部２１側に向け直角に折り曲げて円筒部３２としている。そして、この円筒部３２の先半部（図１〜２の右半部）内周面を前記結合部２１の外側面に形成した円形凸部２２の外周面に、同じく先端縁を、この結合部２１の外側面（図１〜２の左側面）に、それぞれ近接対向させている。尚、図示の例では、上記円筒部３２の先端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げて、外向フランジ状の鍔部３３としている。この様な芯金２８は、上記嵌合筒部３１を上記ハブ４ａの内端部に、締り嵌めで内嵌する事により、このハブ４ａに対し固定している。本例の場合には、上記嵌合筒部３１が請求項に記載した「小径の円筒部」に相当し、上記円輪部３０の上記嵌合筒部３１よりも外径側部分が請求項に記載した「円輪部」に相当する。又、上記円筒部３２が、請求項に記載した「筒部」に相当する。
【００１３】
上述の様な芯金２８のうち、円輪部３０の内側面中間部には、エンコーダである永久磁石１３ａを、全周に亙って添着している。この永久磁石１３ａ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製で、軸方向（図１〜２の左右方向）に亙り着磁している。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、上記永久磁石１３ａの内側面（図１〜２の右側面）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に配置されている。この様な永久磁石１３ａは、上記芯金２８の内側面外径側半部に、自身の磁気吸着力により、或は接着剤若しくは焼き付けにより、添着固定している。従って上記永久磁石１３ａは、前記エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８を介して、前記ハブ４ａと共に回転する。
【００１４】
又、上記円輪部３０の内周縁部には、ニトリルゴム等のゴム、ビニール等のエラストマーの如き弾性材製のシールリップ２９を、焼き付け、接着等により、全周に亙って添着している。この様なシールリップ２９に設けた複数の端縁のうちの、内径側に突出した２個所の端縁は、前記１対の内輪６、６のうちの内側（図１の右側）の内輪６の内端部外周面に、全周に亙り摺接させている。これに対して、内方（図１〜２の左右方向で右方）に突出した１個所の端縁は、前記結合部２１の外側面に、やはり全周に亙り摺接させている。尚、上記円輪部３０の直径方向中間部に設ける嵌合筒部を、外方に突出させた部分の中間部を１８０度折り返して成る形状とせず、この中間部を直径方向内方に向け９０〜１４０度程度折り曲げた形状とし、この折り曲げた部分の内周縁部にシールリップ２９を全周に亙って添着させる事も可能ではある。但し、この様な構造では、ハブ４ａの内端部を軸方向に亙り長くするか、嵌合筒部３１の嵌合長さを小さくするかしない限り、上記芯金２８の一部で上記折り曲げた部分と玉９とが干渉し易くなる。これに対して、本例の構造によれば、この様な不都合を生じない。
【００１５】
更に、前記結合部２１の外周寄り部分で前記凹部２３及び上記永久磁石１３ａの内側面に整合する部分には、取付孔３４を形成している。そして、この取付孔３４内にセンサユニット３５の挿入部３６を挿入すると共に、このセンサユニット３５の基端部に設けた取付フランジ３７を上記結合部２１に、図示しない取付ねじにより結合固定している。この状態で、上記挿入部３６の先端部に設けた検出部は、上記永久磁石１３ａの内側面に、微小隙間を介して近接対向する。
【００１６】
上述の様に構成する本例の回転速度検出部のシール構造を組み込んだエンコーダ付転がり軸受ユニットにより、ハブ４ａの外周面に設けた回転フランジ１７に固定した車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する際の作用は、従来から知られているエンコーダ付転がり軸受ユニットと同様である。即ち、上記センサユニット３５に内蔵され、上記ハブ４ａと共に回転する永久磁石１３ａと対向したセンサの出力信号が、上記車輪の回転速度と比例する周波数で変化する。そこで、上記センサユニット３５に一端を接続したハーネス３８を介して上記出力信号を制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【００１７】
特に、本例の回転速度検出部のシール構造を組み込んだエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合、エンコーダである永久磁石１３ａに磁性粉等の異物が付着する事を防止して、異物の付着に基づく回転速度検出精度の劣化を防止できる。即ち、前記エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８の円輪部３０の外径側半部と円筒部３２とが上記永久磁石１３ａの周囲を覆う為、自動車の走行時にこの永久磁石１３ａに雨水等が直接かかる事はない。又、上記円筒部３２の先半部内周面は前記結合部２１の外側面に形成した円形凸部２２の外周面に、同じく先端縁（鍔部３３）はこの結合部２１の外側面に、それぞれ近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを構成しているので、上記雨水等が上記永久磁石１３ａ部分にまで入り込みにくい。しかも、自動車の走行時には上記芯金２８が、車輪を固定したハブ４ａと共に回転するので、この芯金２８に付着した雨水等の異物は遠心力により直径方向外方に振り飛ばされる。従って、上記永久磁石１３ａへの異物付着防止はより確実に図られて、上記回転速度検出精度の劣化防止作用がより優れたものになる。
【００１８】
尚、上記エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８は磁性材製であり磁石材製ではないが、この芯金２８に弱い磁性を帯びさせる事はできる。そして、この芯金２８を構成する円筒部３２に弱い磁性を帯びさせれば、自動車の走行時に磁性粉等の異物を、磁力によりこの円筒部３２に吸着させる事ができる。従って、上記異物が、上記円筒部３２と上記結合部２１の一部とにより構成するラビリンスシールを通じて転がり軸受ユニットの内部に進入する事を、より確実に防止し、上記磁性粉等の有害な異物が上記永久磁石１３ａに付着して、回転速度の検出精度が悪化する事を防止できる。又、若干高価にはなるが、上記円筒部３２の外周面に永久磁石を取り付け、上記有害な異物を確実に吸着させる事も可能である。
【００１９】
次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、結合部２１ａの外側面（図３〜４の左側面）で円形凸部２２を囲む部分に凹溝３９を、全周に亙って形成している。そして、エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８の円筒部３２の先端縁部に形成した鍔部３３を、上記凹溝３９内に緩く進入させて、これら鍔部３３と凹溝３９とによりラビリンスシールを構成している。本例の場合には、この様なラビリンスシールを構成する事により、エンコーダである永久磁石１３ａ部分への異物進入防止機能を、上述した第１例の場合よりも更に向上させている。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２０】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、内輪６と共に静止輪を構成するスピンドル１８の中間部外周面に、直接一方（図５の右方）の内輪軌道８ａを形成している。これに合わせて上記スピンドル１８には、内輪６を１個のみ外嵌固定している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２１】
次に、図６〜７は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合は、前述した各例と異なり、シールリング２７ａを構成する芯金２８ａとは別体の第二の芯金４１を設けて、この第二の芯金４１の一部に、エンコーダである永久磁石１３ａを設けている。即ち、上記第二の芯金４１は、前述した各例の芯金２８（図２、４）と同様に、ステンレス鋼板、亜鉛若しくはクロムメッキ鋼板等、耐食性を有する磁性金属板を折り曲げ加工する事により、全体を円環状に形成している。この第二の芯金４１は、円輪部３０ａと、この円輪部３０ａの内周縁部を、回転輪であるハブ４ａに向け直角に折り曲げて成る第二の嵌合筒部４２と、上記円輪部３０ａの外周縁部を静止輪の一部である結合部２１側に向け直角に折り曲げて成る円筒部３２ａとを備える。又、上記円筒部３２ａは、前述した各例の芯金２８に設けた円筒部３２（図２、４）と同様の役目を果たす。又、上記円筒部３２ａの先端縁は直径方向外方に向け直角に折り曲げて、外向フランジ状の鍔部３３ａとしている。そして、上記円輪部３０ａの内径寄り部分に上記永久磁石１３ａを、上記ハブ４ａと同心に、全周に亙って添着する事により、エンコーダ付環状部材４３を構成している。この様なエンコーダ付環状部材４３は、上記第二の嵌合筒部４２を上記ハブ４ａの内端部に締り嵌めで内嵌する事により、このハブ４ａに対し固定している。本例の場合には、上記第二の嵌合筒部４２が請求項に記載した「小径の円筒部」に相当し、上記円筒部３２ａが請求項に記載した「筒部」に相当する。
【００２２】
この様に永久磁石１３ａを支持する第二の芯金４１を、シールリング２７ａを構成する芯金２８ａと別体に設けた事に伴い、この芯金２８ａを次の様に構成している。即ち、この芯金２８ａは、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円輪部４４とこの円輪部４４の外周縁部を上記結合部２１と反対側に向け直角に折り曲げて成る第三の嵌合筒部４５とから成る。そして、このうちの第三の嵌合筒部４５を上記ハブ４ａの内端に内嵌した第二の嵌合筒部４２の内側に締り嵌めで内嵌する事により、上記芯金２８ａを上記ハブ４ａの内端部に、上記第二の芯金４１を介して支持している。又、上記芯金２８ａを構成する円輪部４４の内周縁部に、弾性材製のシールリップ２９を、焼き付け、接着等により、全周に亙って添着している。
【００２３】
尚、本例の場合、上記シールリング２７ａを構成する芯金２８ａは必ずしも磁性材製である必要はなく、非磁性材製であっても良い。但し、永久磁石１３ａから出る磁束の密度を高くして、センサの検出精度を高める為には、上記芯金２８ａも上記第二の芯金４１と同様に磁性材製である事が好ましい。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】 図１のＡ部拡大図。
【図３】 本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図４】 図３のＢ部拡大図。
【図５】 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。
【図６】 同第４例を示す断面図。
【図７】 図６のＣ部拡大図。
【図８】 従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ ナックル
２ 取付孔
３ 外輪
４、４ａ ハブ
５ 回転輪
６ 内輪
７ 外輪軌道
８、８ａ 内輪軌道
９ 玉
１０ 中心孔
１１ 等速ジョイント
１２ 出力軸
１３、１３ａ、１３ｂ 永久磁石
１４ スリンガ
１５ シールリング
１６ 支持板
１７ 回転フランジ
１８ スピンドル
１９ 静止輪
２０ 保持器
２１、２１ａ 結合部
２２ 円形凸部
２３ 凹部
２４ 突き当て段部
２５ ナット
２６ シールド板
２７ エンコーダ付環状部材
２７ａ シールリング
２８、２８ａ 芯金
２９、２９ａ シールリップ
３０、３０ａ 円輪部
３１ 嵌合筒部
３２、３２ａ 円筒部
３３、３３ａ 鍔部
３４ 取付孔
３５ センサユニット
３６ 挿入部
３７ 取付フランジ
３８ ハーネス
３９ 凹溝
４０ ガータベルト
４１ 第二の芯金
４２ 第二の嵌合筒部
４３ エンコーダ付環状部材
４４ 円輪部
４５ 第三の嵌合筒部
５１ 面取り部
【発明の属する技術分野】
この発明に係る回転速度検出部のシール構造は、自動車の車輪を懸架装置に回転自在に支持すると共に、この車輪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エンコーダ付転がり軸受ユニットの回転速度検出部をシールするものである。
【０００２】
【従来の技術】
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）、或は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のエンコーダ付転がり軸受ユニットが、従来から各種知られている。例えば、図８は、米国特許第５６２２４３７号明細書に記載された構造を示している。懸架装置を構成するナックル１に形成した取付孔２の内側には、固定輪である外輪３を内嵌固定している。そして、この外輪３の内径側に、ハブ４と共に回転輪５を構成する１対の内輪６、６を、それぞれ上記外輪３と同心に配置している。そして、この外輪３の内周面に形成した複列の外輪軌道７、７と、上記各内輪６、６の外周面に形成した内輪軌道８、８との間に、玉９、９、或は円すいころ等の転動体を設けて、上記外輪３の内側に上記回転輪５を回転自在に支持している。
【０００３】
又、上記ハブ４の中心孔１０には、等速ジョイント１１の出力軸１２をスプライン係合させて、上記回転輪５を回転駆動自在としている。更に、一方（図８の右方）の内輪６の端部外周には、エンコーダである永久磁石１３を、スリンガ１４を介して支持固定している。このスリンガ１４は、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、上記一方の内輪６の端部に外嵌固定している。又、上記永久磁石１３は、軸方向（図８の左右方向）に亙り着磁している。着磁方向は、交互に且つ等間隔で変化させている。従って、上記永久磁石１３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に存在する。又、上記外輪３の端部内周面に内嵌固定したシールリング１５を構成するシールリップの先端縁を、上記スリンガ１４に、全周に亙り摺接させている。
【０００４】
又、上記外輪３に対する前記ナックル１の支持部である、上記取付孔２の一部には、全体を円輪状に形成した支持板１６を支持固定している。そして、この支持板１６の一部に、ホールＩＣ等、磁束の変化に対応して出力を変化させる素子を包埋したセンサユニット３５を係止している。上記支持板１６の一部にこのセンサユニット３５を係止した状態で、このセンサユニット３５の先端部に設けた検出部は、上記永久磁石１３の側面と、微小隙間を介して対向する。
【０００５】
上述した様なエンコーダ付転がり軸受ユニットの使用時には、上記ハブ４の外周面に設けた回転フランジ１７に車輪を支持固定する。この車輪の回転に伴って、一方の内輪６に外嵌固定した永久磁石１３が回転すると、この永久磁石１３と対向したセンサの出力が変化する。このセンサの出力が変化する周波数は車輪の回転速度に比例する為、センサ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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する従来のエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合には、エンコーダである永久磁石１３と外部とを隔てる支持板１６の形状が複雑である。この為、この支持板１６を含むエンコーダ付転がり軸受ユニットの製作費が嵩んでしまう。又、この支持板１６は、車輪が回転する際にも特に回転する事はなく、更にこの支持板１６に支持するセンサユニット３５の先端部周辺に大きな隙間が存在する事を避けられない為、この支持板１６によるシール効果は小さい。具体的には、この支持板１６の存在に拘らず、上記車輪が巻き上げた雨水等が、上記永久磁石１３の設置部分に達し易い。この結果、この永久磁石１３に、磁性粉等の異物が付着して、回転速度検出装置の検出精度を悪化させる可能性がある。
本発明は、上述の様なエンコーダ付転がり軸受ユニットの回転速度検出部のシール構造の改良に関する。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明の回転速度検出部のシール構造は、回転輪に固定される小径の円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向け直角に曲がって形成された円輪部と、この円輪部の外径側端縁部から上記小径の円筒部とは軸方向に関して反対側に曲がって形成された筒部と、この筒部の先端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げる事により形成された外向フランジ状の鍔部とを備えた芯金と、この芯金の円輪部で、上記筒部側の面に固定された永久磁石と、この永久磁石に近接して配置される回転速度センサと、静止輪の一部に形成したこの回転速度センサを支持する円形凸部とを有するものである。
特に本発明の回転速度検出部のシール構造の場合、上記芯金を構成する筒部が、上記円形凸部の外周面に、同じく鍔部が、上記静止輪の一部でこの円形凸部の周囲に存在する側面に、それぞれ近接対向した状態で配置され、上記筒部及び鍔部が、上記回転速度センサの検出部及び上記永久磁石の周囲を覆っている。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の回転速度検出部のシール構造の場合、永久磁石に磁性粉等の異物が付着する事を防止して、異物の付着に基づく回転速度検出精度の劣化を防止できる。即ち、芯金を構成する筒部と鍔部とが上記永久磁石の周囲を覆う為、この永久磁石に雨水等が直接かかる事はない。又、上記筒部は円形凸部の外周面に、上記鍔部は円形凸部の周囲に存在する側面に、それぞれ近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを構成しているので、上記雨水等が上記永久磁石部分にまで入り込みにくい。しかも、上記芯金が、回転輪と共に回転するので、この芯金に付着した雨水等の異物は遠心力により直径方向外方に振り飛ばされる。従って、上記永久磁石への異物付着防止はより確実に図られて、上記回転速度検出精度の劣化防止作用がより優れたものになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。使用時に車輪と共に回転する回転輪であり、転がり軸受ユニットの外輪でもあるハブ４ａの内周面には複列の外輪軌道７、７を、スピンドル１８と共に静止輪１９を構成する１対の内輪６、６の外周面には複列の内輪軌道８、８を、それぞれ形成している。そして、これら各外輪軌道７、７と内輪軌道８、８との間にそれぞれ複数個ずつの玉９、９を、保持器２０、２０により保持した状態で転動自在に設けている。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、上記玉９、９に代えて、円すいころ等、他の転動体を使用する場合もある。
【００１０】
又、上記スピンドル１８の基端部（図１の右端部）には、上記静止輪１９を懸架装置に支持する為の結合部２１を設けている。この結合部２１の軸方向（図１の左右方向）両側面のうち、上記スピンドル１８側の側面には、このスピンドル１８と同心の円形凸部２２を形成している。これに対して、上記スピンドル１８と反対側の側面の一部外周縁寄り部分には、凹部２３を形成している。更に、上記円形凸部２２の中央部で上記スピンドル１８の基端部周囲には、突き当て段部２４を形成している。上記１対の内輪６、６は、この突き当て段部２４と、上記スピンドル１８の先端部（図１の左端部）に螺着したナット２５との間で軸方向両側から挟持して、上記スピンドル１８の周囲に支持固定している。車両への組み付け状態では、上記結合部２１を、図示しないボルト又はスタッドにより懸架装置に支持固定し、上記ハブ４ａの外周面に形成した回転フランジ１７に、図示しない車輪を固定する。
【００１１】
上記ハブ４ａの外端（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる側の端部を言い、図１の左端）側開口部は、図示しない蓋体により塞いで、上記ハブ４ａ内に、雨水等の異物が入り込むのを防止する。又、このハブ４ａの中間部内周面にはシールド板２６を内嵌固定すると共に、このシールド板２６の内周縁を外側（図１の左側）の内輪６の外端部外周面に近接対向させて、前記各玉９、９を設置した部分に充填したグリースの漏洩防止を図っている。
【００１２】
これに対して、上記ハブ４ａの内端（自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側の端部を言い、図１の右端）側開口部には、エンコーダ付環状部材２７を嵌合固定している。このエンコーダ付環状部材２７は、芯金２８とシールリップ２９とを備える。このうちの芯金２８は、ステンレス鋼板、亜鉛若しくはクロムメッキ鋼板等、耐蝕性を有する磁性金属板を折り曲げ加工する事により、全体を円輪状に形成している。即ち、上記芯金２８は、円輪部３０の直径方向中間部を外方（図１〜２の左方）に突出させると共に、この突出させた部分の中間部を１８０度折り返して、上記磁性金属板２枚分の厚さを有する嵌合筒部３１を形成している。更に、上記円輪部３０の外周縁部は、前記結合部２１側に向け直角に折り曲げて円筒部３２としている。そして、この円筒部３２の先半部（図１〜２の右半部）内周面を前記結合部２１の外側面に形成した円形凸部２２の外周面に、同じく先端縁を、この結合部２１の外側面（図１〜２の左側面）に、それぞれ近接対向させている。尚、図示の例では、上記円筒部３２の先端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げて、外向フランジ状の鍔部３３としている。この様な芯金２８は、上記嵌合筒部３１を上記ハブ４ａの内端部に、締り嵌めで内嵌する事により、このハブ４ａに対し固定している。本例の場合には、上記嵌合筒部３１が請求項に記載した「小径の円筒部」に相当し、上記円輪部３０の上記嵌合筒部３１よりも外径側部分が請求項に記載した「円輪部」に相当する。又、上記円筒部３２が、請求項に記載した「筒部」に相当する。
【００１３】
上述の様な芯金２８のうち、円輪部３０の内側面中間部には、エンコーダである永久磁石１３ａを、全周に亙って添着している。この永久磁石１３ａ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製で、軸方向（図１〜２の左右方向）に亙り着磁している。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、上記永久磁石１３ａの内側面（図１〜２の右側面）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に配置されている。この様な永久磁石１３ａは、上記芯金２８の内側面外径側半部に、自身の磁気吸着力により、或は接着剤若しくは焼き付けにより、添着固定している。従って上記永久磁石１３ａは、前記エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８を介して、前記ハブ４ａと共に回転する。
【００１４】
又、上記円輪部３０の内周縁部には、ニトリルゴム等のゴム、ビニール等のエラストマーの如き弾性材製のシールリップ２９を、焼き付け、接着等により、全周に亙って添着している。この様なシールリップ２９に設けた複数の端縁のうちの、内径側に突出した２個所の端縁は、前記１対の内輪６、６のうちの内側（図１の右側）の内輪６の内端部外周面に、全周に亙り摺接させている。これに対して、内方（図１〜２の左右方向で右方）に突出した１個所の端縁は、前記結合部２１の外側面に、やはり全周に亙り摺接させている。尚、上記円輪部３０の直径方向中間部に設ける嵌合筒部を、外方に突出させた部分の中間部を１８０度折り返して成る形状とせず、この中間部を直径方向内方に向け９０〜１４０度程度折り曲げた形状とし、この折り曲げた部分の内周縁部にシールリップ２９を全周に亙って添着させる事も可能ではある。但し、この様な構造では、ハブ４ａの内端部を軸方向に亙り長くするか、嵌合筒部３１の嵌合長さを小さくするかしない限り、上記芯金２８の一部で上記折り曲げた部分と玉９とが干渉し易くなる。これに対して、本例の構造によれば、この様な不都合を生じない。
【００１５】
更に、前記結合部２１の外周寄り部分で前記凹部２３及び上記永久磁石１３ａの内側面に整合する部分には、取付孔３４を形成している。そして、この取付孔３４内にセンサユニット３５の挿入部３６を挿入すると共に、このセンサユニット３５の基端部に設けた取付フランジ３７を上記結合部２１に、図示しない取付ねじにより結合固定している。この状態で、上記挿入部３６の先端部に設けた検出部は、上記永久磁石１３ａの内側面に、微小隙間を介して近接対向する。
【００１６】
上述の様に構成する本例の回転速度検出部のシール構造を組み込んだエンコーダ付転がり軸受ユニットにより、ハブ４ａの外周面に設けた回転フランジ１７に固定した車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する際の作用は、従来から知られているエンコーダ付転がり軸受ユニットと同様である。即ち、上記センサユニット３５に内蔵され、上記ハブ４ａと共に回転する永久磁石１３ａと対向したセンサの出力信号が、上記車輪の回転速度と比例する周波数で変化する。そこで、上記センサユニット３５に一端を接続したハーネス３８を介して上記出力信号を制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。
【００１７】
特に、本例の回転速度検出部のシール構造を組み込んだエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合、エンコーダである永久磁石１３ａに磁性粉等の異物が付着する事を防止して、異物の付着に基づく回転速度検出精度の劣化を防止できる。即ち、前記エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８の円輪部３０の外径側半部と円筒部３２とが上記永久磁石１３ａの周囲を覆う為、自動車の走行時にこの永久磁石１３ａに雨水等が直接かかる事はない。又、上記円筒部３２の先半部内周面は前記結合部２１の外側面に形成した円形凸部２２の外周面に、同じく先端縁（鍔部３３）はこの結合部２１の外側面に、それぞれ近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを構成しているので、上記雨水等が上記永久磁石１３ａ部分にまで入り込みにくい。しかも、自動車の走行時には上記芯金２８が、車輪を固定したハブ４ａと共に回転するので、この芯金２８に付着した雨水等の異物は遠心力により直径方向外方に振り飛ばされる。従って、上記永久磁石１３ａへの異物付着防止はより確実に図られて、上記回転速度検出精度の劣化防止作用がより優れたものになる。
【００１８】
尚、上記エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８は磁性材製であり磁石材製ではないが、この芯金２８に弱い磁性を帯びさせる事はできる。そして、この芯金２８を構成する円筒部３２に弱い磁性を帯びさせれば、自動車の走行時に磁性粉等の異物を、磁力によりこの円筒部３２に吸着させる事ができる。従って、上記異物が、上記円筒部３２と上記結合部２１の一部とにより構成するラビリンスシールを通じて転がり軸受ユニットの内部に進入する事を、より確実に防止し、上記磁性粉等の有害な異物が上記永久磁石１３ａに付着して、回転速度の検出精度が悪化する事を防止できる。又、若干高価にはなるが、上記円筒部３２の外周面に永久磁石を取り付け、上記有害な異物を確実に吸着させる事も可能である。
【００１９】
次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、結合部２１ａの外側面（図３〜４の左側面）で円形凸部２２を囲む部分に凹溝３９を、全周に亙って形成している。そして、エンコーダ付環状部材２７を構成する芯金２８の円筒部３２の先端縁部に形成した鍔部３３を、上記凹溝３９内に緩く進入させて、これら鍔部３３と凹溝３９とによりラビリンスシールを構成している。本例の場合には、この様なラビリンスシールを構成する事により、エンコーダである永久磁石１３ａ部分への異物進入防止機能を、上述した第１例の場合よりも更に向上させている。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２０】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、内輪６と共に静止輪を構成するスピンドル１８の中間部外周面に、直接一方（図５の右方）の内輪軌道８ａを形成している。これに合わせて上記スピンドル１８には、内輪６を１個のみ外嵌固定している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２１】
次に、図６〜７は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合は、前述した各例と異なり、シールリング２７ａを構成する芯金２８ａとは別体の第二の芯金４１を設けて、この第二の芯金４１の一部に、エンコーダである永久磁石１３ａを設けている。即ち、上記第二の芯金４１は、前述した各例の芯金２８（図２、４）と同様に、ステンレス鋼板、亜鉛若しくはクロムメッキ鋼板等、耐食性を有する磁性金属板を折り曲げ加工する事により、全体を円環状に形成している。この第二の芯金４１は、円輪部３０ａと、この円輪部３０ａの内周縁部を、回転輪であるハブ４ａに向け直角に折り曲げて成る第二の嵌合筒部４２と、上記円輪部３０ａの外周縁部を静止輪の一部である結合部２１側に向け直角に折り曲げて成る円筒部３２ａとを備える。又、上記円筒部３２ａは、前述した各例の芯金２８に設けた円筒部３２（図２、４）と同様の役目を果たす。又、上記円筒部３２ａの先端縁は直径方向外方に向け直角に折り曲げて、外向フランジ状の鍔部３３ａとしている。そして、上記円輪部３０ａの内径寄り部分に上記永久磁石１３ａを、上記ハブ４ａと同心に、全周に亙って添着する事により、エンコーダ付環状部材４３を構成している。この様なエンコーダ付環状部材４３は、上記第二の嵌合筒部４２を上記ハブ４ａの内端部に締り嵌めで内嵌する事により、このハブ４ａに対し固定している。本例の場合には、上記第二の嵌合筒部４２が請求項に記載した「小径の円筒部」に相当し、上記円筒部３２ａが請求項に記載した「筒部」に相当する。
【００２２】
この様に永久磁石１３ａを支持する第二の芯金４１を、シールリング２７ａを構成する芯金２８ａと別体に設けた事に伴い、この芯金２８ａを次の様に構成している。即ち、この芯金２８ａは、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円輪部４４とこの円輪部４４の外周縁部を上記結合部２１と反対側に向け直角に折り曲げて成る第三の嵌合筒部４５とから成る。そして、このうちの第三の嵌合筒部４５を上記ハブ４ａの内端に内嵌した第二の嵌合筒部４２の内側に締り嵌めで内嵌する事により、上記芯金２８ａを上記ハブ４ａの内端部に、上記第二の芯金４１を介して支持している。又、上記芯金２８ａを構成する円輪部４４の内周縁部に、弾性材製のシールリップ２９を、焼き付け、接着等により、全周に亙って添着している。
【００２３】
尚、本例の場合、上記シールリング２７ａを構成する芯金２８ａは必ずしも磁性材製である必要はなく、非磁性材製であっても良い。但し、永久磁石１３ａから出る磁束の密度を高くして、センサの検出精度を高める為には、上記芯金２８ａも上記第二の芯金４１と同様に磁性材製である事が好ましい。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】 図１のＡ部拡大図。
【図３】 本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図４】 図３のＢ部拡大図。
【図５】 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。
【図６】 同第４例を示す断面図。
【図７】 図６のＣ部拡大図。
【図８】 従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ ナックル
２ 取付孔
３ 外輪
４、４ａ ハブ
５ 回転輪
６ 内輪
７ 外輪軌道
８、８ａ 内輪軌道
９ 玉
１０ 中心孔
１１ 等速ジョイント
１２ 出力軸
１３、１３ａ、１３ｂ 永久磁石
１４ スリンガ
１５ シールリング
１６ 支持板
１７ 回転フランジ
１８ スピンドル
１９ 静止輪
２０ 保持器
２１、２１ａ 結合部
２２ 円形凸部
２３ 凹部
２４ 突き当て段部
２５ ナット
２６ シールド板
２７ エンコーダ付環状部材
２７ａ シールリング
２８、２８ａ 芯金
２９、２９ａ シールリップ
３０、３０ａ 円輪部
３１ 嵌合筒部
３２、３２ａ 円筒部
３３、３３ａ 鍔部
３４ 取付孔
３５ センサユニット
３６ 挿入部
３７ 取付フランジ
３８ ハーネス
３９ 凹溝
４０ ガータベルト
４１ 第二の芯金
４２ 第二の嵌合筒部
４３ エンコーダ付環状部材
４４ 円輪部
４５ 第三の嵌合筒部
５１ 面取り部
Claims (1)
- 回転輪に固定される小径の円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向け直角に曲がって形成された円輪部と、この円輪部の外径側端縁部から上記小径の円筒部とは軸方向に関して反対側に曲がって形成された筒部と、この筒部の先端部を直径方向外方に向け直角に折り曲げる事により形成された外向フランジ状の鍔部とを備えた芯金と、この芯金の円輪部で、上記筒部側の面に固定された永久磁石と、この永久磁石に近接して配置される回転速度センサと、静止輪の一部に形成したこの回転速度センサを支持する円形凸部とを有する回転速度検出部のシール構造であって、上記芯金を構成する筒部が、この円形凸部の外周面に、同じく鍔部が、上記静止輪の一部でこの円形凸部の周囲に存在する側面に、それぞれ近接対向した状態で配置され、上記筒部及び鍔部が、上記回転速度センサの検出部及び上記永久磁石の周囲を覆っている回転速度検出部のシール構造。
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