JP4155127B2 - 回転検出用のパルサリング、シール装置および転がり軸受装置 - Google Patents
回転検出用のパルサリング、シール装置および転がり軸受装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルサリング、これを備えたシール装置および転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の車軸を支持する転がり軸受装置の内部を密封するために用いるシール装置に、車輪等の回転状態を検出する回転検出装置を構成するパルサリングを組み込んだものがある（例えば、特許文献１参照。）。このシール装置は、車体側に非回転に取り付けられる外輪に固定される第１シールリングと、車軸と共に回転する内輪に固定される第２シールリングとを備え、第２シールリングに多極磁石ロータが接着されたものである。
【０００３】
パルサリングを構成する多極磁石ロータは、その回転に対応した磁気を発生させるべく、周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように磁化されている。そして、内輪と共に回転する多極磁石ロータの回転状態を、外輪側に取り付けられた磁気センサにより、非接触で検出している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５５３３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにパルサリングを組み込んだシール装置では、多極磁石ロータの被検出面が、シール装置の外部側に露出しているため、車両の走行に伴い路上等の小石や砂利等の異物が、多極磁石ロータの被検出面に直接に当りやすい構造であり、磁気センサと多極磁石ロータとの間に噛み込んだりして、被検出面が破損するおそれがある構造になっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転検出用のパルサリングは、回転輪に一体回転可能に取り付けられる非磁性の支持環と、磁気を発生する被検出面を備え且つこの被検出面が磁気センサと対向するように、前記支持環に取り付けられる多極磁石ロータとを備えた回転検出用のパルサリングに対して、前記支持環は、金属材をプレス成形により一体的に形成してなり、前記回転輪に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向外方側から径方向に延びる環状板部と、この環状板部から軸方向外方側に円筒状に延びる二重環状板部とから構成し、前記二重環状板部は、軸方向外方側に延びる第１円筒部と、この第１円筒部の外方側先端から径方向に延びる径方向部分を介して軸方向内方側に延びる第２円筒部とからなり、前記多極磁石ロータを筒状として前記第１円筒部と第２円筒部との間に収納固定したことにより、上述した課題を解決している。
【０００７】
上記において、回転輪に取り付ける支持環としては、シール装置における回転輪側に取り付けられるシールリングを兼用してもよく、シールリングとは別体の部材で構成してもよい。
【０００８】
本発明によれば、多極磁石ロータの被検出面を二重環状板部の第２円筒部で覆い隠しているため、小石等の異物が、多極磁石ロータの被検出面に直接当るようなことはなく、また異物が、磁気センサと多極磁石ロータの被検出面との間隙に侵入して噛み込んだ場合であっても、第２円筒部が多極磁石ロータの被検出面を保護することとなり、被検出面の破損がなくなる。これによって、多極磁石ロータからは磁力線が回転に対応して正確に発生できるようになり、磁気センサと共に構成される回転検出装置における回転検出精度を有効に維持できるようになる。
【０００９】
また、支持環の一部に二重環状板部の第１円筒部と第２円筒部とを一体的に形成することができるので、それらを別体で製造する場合に比し、部品点数の削減が可能となりコストダウンを図れる。
【００１０】
本発明の一実施態様として、前記支持環を前記回転輪に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向一方側から径方向に延びる環状板との形状に形成し、この環状板を互いに対して対向する少なくとも二重となった第１環状部分と第２環状部分とで構成し、前記第１環状部分を前記取り付け部とし、前記第２環状部分を前記被覆部として、両環状部分の対向面のうち第１環状部分の対向面に前記多極磁石ロータを接着し、前記第２環状部分の対向面でその接着した多極磁石ロータの被検出面を覆った構成とする。この実施態様では、多極磁石ロータが第１環状部分と第２環状部分の対向面間に挟持されることから、その周囲が被覆されたようになり、より多極磁石ロータの被検出面を異物等から保護することができるようになって好ましい。
【００１１】
本発明の一実施態様として前記支持環を非磁性の金属材により形成し、前記多極磁石ロータを、磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースにして周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように着磁したものにより構成する。この実施態様のように支持環を非磁性金属体により構成した場合、多極磁石ロータを支持環の被覆部で覆い隠しても、多極磁石ロータから磁気センサに向けて発生する磁力には何らの影響がなくなり、より安定した回転検出性能を発揮できるようになって好ましい。
【００１２】
本発明のシール装置は、非回転輪に第１シールリングを固定し、回転輪に第２シールリングを固定し、少なくとも一方のシールリングに備えるシールリップを他方のシールリングに対して接触させ、前記非回転輪側に取り付けられる磁気センサにより非接触で検出されるパルサリングを設け、このパルサリングを、前記回転輪側に取り付けられる非磁性の支持環と、この支持環における前記磁気センサと対向する位置に接着された多極磁石ロータとで構成したシール装置において、前記支持環の一部に、前記多極磁石ロータを取り付けるための取り付け部と前記多極磁石ロータの検出を覆い隠すための被覆部とを一体に設けるとともに、前記取り付け部に前記多極磁石ロータを取り付け、前記被覆部で前記多極磁石ロータの被検出面を被覆したことにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３を参照して本発明の実施の形態に係るシール装置を説明する。図１は、そのシール装置を備えた転がり軸受の要部拡大断面図、図２は、図１のシール装置が備える第１シールリングの金属環および多極磁石ロータの一部破断斜視図、図３は、図１のシール装置が備えるパルサリングの製造状態を示す断面図である。
【００１４】
図１を参照して、転がり軸受１は、非回転輪として軸受鋼等からなる外輪２と、回転輪として軸受鋼等からなる内輪３と、外輪２と内輪３の両軌道面間を転動する複数の玉からなる玉列４とを備え、かつ、軸受の内部空間である外輪と内輪３との対向環状空間を軸受端部側から密封するためのシール装置５を備えている。
【００１５】
シール装置５は、第１、第２シールリング１０、２０を備える。第１シールリング１０は、金属環１３に主、補助、サイドの各シールリップ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを被着した構成である。第１シールリング１０の金属環１３は、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の非磁性ステンレス鋼など、非磁性の金属板をその構成素材にしている。第１シールリング１０の金属環１３は、外輪２の内周面に対して軸方向に沿う外径を有する円筒部１３ａと、この円筒部１３ａの軸方向内端から径方向内向きに延び、その内周端が内輪３の外周面に所要の隙間を空けて対向している環状板部１３ｂとから構成される。第１シールリング１０は、その円筒部１３ａが軸方向に沿って外輪２の内周面に圧入されることにより該外輪２の内周面に嵌合した状態に固定される。
【００１６】
第２シールリング２０は、第１シールリング１０とは異なって、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の非磁性ステンレス鋼など、非磁性金属板を素材にした金属環だけで構成されている。第２シールリング２０は、第１シールリング１０とはさらに異なって、多極磁石ロータ３３を支持する支持環としての付加機能を有し、また、多極磁石ロータ３３と共に回転検出装置の一部であるパルサリング３１をも構成する。
【００１７】
詳しくは、図１と共に図２も参照して、第２シールリング２０は、内輪３の外周面に沿って軸方向に延びるとともにその外周面に第１シールリング１０の主シールリップ１４ａおよび補助シールリップ１４ｂが接触する軸方向の円筒部２１を備える。第２シールリング２０の円筒部２１は内輪３の外周面に嵌合して当該第２シールリング２０を支持する支持環本体として機能する。
【００１８】
また、第２シールリング２０においては、支持環本体となる円筒部２１の軸方向外端から径方向に延びて二重構造となった環状板部２２を備える。この環状板部２２は、その内側の面に、第１シールリング１０のサイドシールリップ１４ｃが接触すると共に、多極磁石ロータ３３を取り付けるための取り付け部として機能する第１環状部分２３と、この第１環状部分２３の外径端部から径方向内向きに延びかつ第１環状部分２３に対して軸方向に所定距離平行に離隔して多極磁石ロータ３３の被検出面としての被検出面３３ａを覆い隠す被覆部として機能する第２環状部分２４と、これら第１、第２環状部分２３，２４を一体化する、接続部分としての短い円筒部分２５とから構成されている。この場合、第２環状部分２４の内周端は、内輪３の外周面との間に所定の隙間をあけて非接触状態に対向している。
【００１９】
多極磁石ロータ３３は、例えば磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースにして周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように着磁してなるものである。
【００２０】
このように第１環状部分２３と第２環状部分２４とは互いの対向面の間で多極磁石ロータ３３を軸方向両側から挟み込み、多極磁石ロータ３３の側面の被検出面（着磁面）３３ａを覆い隠して該被検出面３３ａを異物から保護している。この意味で第２環状部分２４における第１環状部分２３との対向面は、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａを被覆する被覆部であり、かつ、被検出面３３ａを保護する保護部と称することができる。
【００２１】
多極磁石ロータ３を第１環状部分２３に取り付け、第２環状部分２４で被覆した状態において、第２環状部分２４の内周端面の内径Ｄ１は、多極磁石ロータ３３の内径Ｄ２と等しいかそれよりも小さく設定すると好ましいが、本実施の形態では、第２環状部分２４の内周端面の内径Ｄ１を、多極磁石ロータ３３の内径Ｄ２よりも小さく設定して、第２環状部分２４の内周端部を、多極磁石ロータ３３の内周端部よりも突出させている。このように第２環状部分２４の内周端部が、多極磁石ロータ３３の内周端部よりも突出していると、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａの全体が第２環状部分２４で完全に被覆された状態となるから、多極磁石ロータ３３を異物から覆い隠して保護するうえで好ましい。この場合、第２環状部分２４の内側の面２４ａは多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａに密着して異物の侵入をより効果的に防止している。
【００２２】
磁気センサ３０は、磁気を検出するセンサであり、例えばホール素子、ホールＩＣや磁気抵抗素子等の適宜のセンサからなり、そのセンサ出力を導出するリード線３０ａと共に、非磁性の素材、例えば非磁性の樹脂、からなる外装体３５でモールドされている。外装体３５は、磁気センサ３０と多極磁石ロータ３３とが軸方向に非接触な状態で対向しかつ磁気センサ３０からのリード線３０ａを不図示の電子回路に接続できるように、外輪２側に適宜に支持される。パルサリング３１と磁気センサ３０は、内輪３の回転状態を検出する回転検出装置を構成する。この回転状態は特に限定されないが、例えば、回転位相、回転速度、回転数、回転方向がある。
【００２３】
図３を参照して第２シールリング２０に対する多極磁石ロータ３３の取り付けを説明する。先ず、第２シールリング２０の素材となる金属材を第２シールリング２０の円筒部２１をプレス成形しておく。このプレス成形の状態で二重環状板部２２においては、図３の実線で示すように、円筒部２１の端部から径方向外向きに第１環状部分２３が延びているが、第１環状部分２３と第２環状部分２４とを接続する円筒部分２５と第２環状部分２４とが折り曲げられていない。
【００２４】
次に、多極磁石ロータ３３を図３に示すように第１環状部分２３の外側の面に加硫成型により接着し、その接着状態した状態でＮ極とＳ極の互いに異極が周方向交互に並ぶように公知の手段を用いて着磁する。その後、第２環状部分２４を図３の実線から二点鎖線で示すように折り曲げることで第２環状部分２４を第１環状部分２３に対して軸方向で対向させる。
【００２５】
第２シールリング２０に対する多極磁石ロータ３３の他の取り付け例としては、第２シールリング２０の素材となる金属材を第２シールリング２０の円筒部２１と二重環状板部２２の形状にプレス成形しておく。この場合、二重環状板部２２においては、図３の仮想線で示すように、第１環状部分２３に対して第２環状部分２４を折り曲げた状態に成形する。その成形の後で第１環状部分２３と第２環状部分２４との間に多極磁石ロータ３３を収納し第１環状部分部２３に接着し第２環状部分２４を介して多極磁石ロータ３３を着磁してもよい。
【００２６】
さらに、シール装置５を組み付ける場合、第１シールリング１０と第２シールリング２０を組み合せて一体とした状態で外輪２と内輪３との間に取り付ける。第２シールリング２０は、着磁された多極磁石ロータ３３が予め一体的にされているため、内輪３に容易にかつ迅速に取り付けることができる。
【００２７】
このような転がり軸受１において、内輪３が回転すると、内輪３と共に多極磁石ロータ３３も回転する。多極磁石ロータ３３はその回転に対応した磁力線を磁気センサ３０に対して発生する。磁気センサ３０は、その磁力線に基づいて多極磁石ロータ３３の回転状態に対応した検出出力を出力する。このような回転検出において多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａが第２シールリング２０の第２環状部分２４により覆い隠されていても、第２環状部分２４が非磁性の金属板により構成されているから、磁気センサ３０は多極磁石ロータ３３から発生する磁力線を検出できる。
【００２８】
また、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａは第２シールリング２０の第２環状部分２４によりその全面を覆われていることから、石やその他の異物により破損されるおそれはない。第２環状部分２４が多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａに密着していることから、異物が多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａと第２環状部分２４との間に侵入するのを防止でき、これによって、多極磁石ロータ３３からは回転に正確に対応した磁力線を発生し、磁気センサ３０で回転状態を高精度に検出できる。
【００２９】
しかも、第２シールリング２０は、第１シールリング１０と共に上記転がり軸受装置の内部を密封するシール装置を構成する部材と、多極磁石ロータ３３を支持する部材と、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａを保護する部材とを兼用するため、部品点数の減少を図れる。
【００３０】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３１】
図４に示されるシール装置は、駆動輪である車輪を支持するための転がり軸受装置に組み込まれている。図４では左側が車両アウター側を、右側が車両インナー側を示す。この転がり軸受装置６１は、外輪６２と、ハブ軸３２と、内輪６３と、複数の玉列４４、４４と、車両アウター側の第１保持器６ａと、車両インナー側の第２保持器６ｂとを備えている。
【００３２】
外輪６２は、軸方向２列の冠形保持器６ａ、６ｂそれぞれでもって軸方向２列の玉列４４、４４それぞれを介して、ハブ軸３２および内輪６３を軸心Ｏの回りに回転自在に支持している。外輪６２は、径方向外向きのフランジ６２ａが車体のナックル９に対してボルト８で固定されることによって、車体に非回転に固定される。
【００３３】
ハブ軸３２は、その外周面の車両アウター側に径方向外向きに突出したフランジ３２ａを備え、このフランジ３２ａに、不図示のブレーキディスクロータならびに車輪が取付けられる。ハブ軸３２は、軸方向に貫通されかつ内周に雌スプラインが形成された中心孔を備える。このハブ軸３２の中心孔に、等速ジョイントの椀形形状をした外輪３９に一体的に形成された軸部４０が挿入されてスプライン嵌合され、また、軸部４０の端部にナット４１が螺合されることにより、等速ジョイントの外輪３９とハブ軸３２とが一体化されている。
【００３４】
内輪６３は、ハブ軸３２の車両インナー側の外周面に取り付けられ、ハブ軸３２の車両インナー側端部のかしめつけでハブ軸３２に固定されている。外輪６２と内輪６３との間の環状空間は、車両アウター側と車両インナー側それぞれに装着されたシール装置５、３８により密封される。
【００３５】
車両インナー側のシール装置５は、図１から図３に示したシール装置とされる。そして、このシール装置５の第１シールリング１０の金属環１３が外輪６２に固定され、第２シールリング２０の円筒部２１が内輪６３に固定される。
【００３６】
このようなシール装置５を用いた場合、等速ジョイントの軸部４０が回転すると、内輪６３と共に多極磁石ロータ３３も軸心Ｏ回りに回転するため、外輪６２側（車体）に樹脂製の外装体３５を介して固定された磁気センサ３０が、車輪の回転状態を確実に検出できる。磁気センサ３０は、外輪６２に直接取り付けても良い。
【００３７】
図５に示されるシール装置においては、多極磁石ロータ３３と磁気センサ３０とを直径方向に配置したラジアルタイプである。具体的には、第２シールリング２０は、円筒部２１と、この円筒部２１から径方向外向きに延びる環状板部２６と、この環状板部２６から軸方向一方にほぼ水平に延びる二重環状板部２２とから構成されている。二重環状板部２２は、軸方向一方に延びる第１円筒部２３ａと、径方向の短い円筒部分２５ａと、軸方向他方に延びる第２円筒部２４ａとからなる。
【００３８】
多極磁石ロータ３３は、筒状に形成され、第２シールリング２０の第１円筒部２３ａに接着されると共に、第１円筒部２３ａと第２円筒部２４ａとの間に収納されている。磁気センサ３０は、多極磁石ロータ３３に対して径方向に配置されている。かかる実施の形態も第２円筒部（被覆部）２４ａで多極磁石ロータ３３の被検出面を覆い隠して異物から有効に保護できる。
【００３９】
図６に示されるシール装置５においては、当該シール装置５とは別体にパルサリング３１を取り付けている。具体的には、前記第２シールリング２０は、円筒部２１と環状板部２７とからなる。
【００４０】
パルサリング３１は、第２シールリング２０とは別体とされて支持環（支持環）５０に、多極磁石ロータ３３を接着したものである。この支持環５０は、内輪３に嵌合固定される円筒部５１と、二重環状板部５２からなる。二重環状板部５２は、円筒部５１から径方向外向きに延びる第１環状部分５３と、この第１環状部分５３から軸方向一方に短く延びる円筒部分５４と、円筒部分５４の軸方向一方から径方向内向きに延びて第１環状部分５４と軸方向から所定の距離を隔てて対向する第２環状部分５５とから構成されている。多極磁石ロータ３３は、第１環状部分５３に接着され、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａは第２環状部分５５で被覆されて保護されている。
【００４１】
この実施の形態は、シール装置５とは別体にパルサリング３１を取り付けた構成であるから、パルサリング３１は、シール装置５側とは無関係に、取り付け位置やスペースに応じて支持環５０および多極磁石ロータ３３の大きさや形状を任意に設定できる利点がある。
【００４２】
図７に示されるシール装置は、例えば自動車の従動輪側に用いる転がり軸受装置に組み込まれる。この転がり軸受装置は、内輪３が非回転輪ないしは固定輪とされ、外輪２が回転輪とされる。具体的には、パルサリング３１は外輪２側に取り付けられている。パルサリング３１の支持環５０は、外輪２の内側端部に嵌合固定される円筒部５１と、二重環状板部５２からなる。二重環状板部５２は、円筒部５１から径方向内向きに延びる第１環状部分５３と、この第１環状部分５３から円筒部分５４を介して径方向外向きに延びる第２環状部分５５とから構成されている。
【００４３】
多極磁石ロータ３３は、第１環状部分５３に接着されると共に、その被検出面を第２環状部分５５により被覆されている。尚、第１環状部分５３は、外輪２の端面に当接し、支持環５０の軸方向の位置決めがなされている。
【００４４】
本発明は、前記それぞれの実施の形態に限定されず、本発明の回転検出器、シール装置や軸受装置の使用対象は特に限定されるものではない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、多極磁石ロータの被検出面を覆い隠しているため、異物によりその被検出面が破損されるおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシール装置を含む転がり軸受の要部拡大断面図
【図２】同第１シールリングの金属環および多極磁石ロータの一部破断を含む斜視図
【図３】同パルサリングの製造状態を示す断面図
【図４】本発明の実施形態に係るシール装置を組み込んだ転がり軸受装置の断面図
【図５】本発明の他の実施形態を示し、図１に対応する図
【図６】本発明のさらに他の実施形態を示し、図１に対応する図
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示し、図１に対応する図
【符号の説明】
２ 外輪
３ 内輪
５ シール装置
１０ 第１シールリング
２０ 第２シールリング
２４ 被覆部（第２環状部分）
３０ 磁気センサ
３１ パルサリング
３３ 多極磁石ロータ
３３ａ 被検出面
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルサリング、これを備えたシール装置および転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の車軸を支持する転がり軸受装置の内部を密封するために用いるシール装置に、車輪等の回転状態を検出する回転検出装置を構成するパルサリングを組み込んだものがある（例えば、特許文献１参照。）。このシール装置は、車体側に非回転に取り付けられる外輪に固定される第１シールリングと、車軸と共に回転する内輪に固定される第２シールリングとを備え、第２シールリングに多極磁石ロータが接着されたものである。
【０００３】
パルサリングを構成する多極磁石ロータは、その回転に対応した磁気を発生させるべく、周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように磁化されている。そして、内輪と共に回転する多極磁石ロータの回転状態を、外輪側に取り付けられた磁気センサにより、非接触で検出している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５５３３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにパルサリングを組み込んだシール装置では、多極磁石ロータの被検出面が、シール装置の外部側に露出しているため、車両の走行に伴い路上等の小石や砂利等の異物が、多極磁石ロータの被検出面に直接に当りやすい構造であり、磁気センサと多極磁石ロータとの間に噛み込んだりして、被検出面が破損するおそれがある構造になっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転検出用のパルサリングは、回転輪に一体回転可能に取り付けられる非磁性の支持環と、磁気を発生する被検出面を備え且つこの被検出面が磁気センサと対向するように、前記支持環に取り付けられる多極磁石ロータとを備えた回転検出用のパルサリングに対して、前記支持環は、金属材をプレス成形により一体的に形成してなり、前記回転輪に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向外方側から径方向に延びる環状板部と、この環状板部から軸方向外方側に円筒状に延びる二重環状板部とから構成し、前記二重環状板部は、軸方向外方側に延びる第１円筒部と、この第１円筒部の外方側先端から径方向に延びる径方向部分を介して軸方向内方側に延びる第２円筒部とからなり、前記多極磁石ロータを筒状として前記第１円筒部と第２円筒部との間に収納固定したことにより、上述した課題を解決している。
【０００７】
上記において、回転輪に取り付ける支持環としては、シール装置における回転輪側に取り付けられるシールリングを兼用してもよく、シールリングとは別体の部材で構成してもよい。
【０００８】
本発明によれば、多極磁石ロータの被検出面を二重環状板部の第２円筒部で覆い隠しているため、小石等の異物が、多極磁石ロータの被検出面に直接当るようなことはなく、また異物が、磁気センサと多極磁石ロータの被検出面との間隙に侵入して噛み込んだ場合であっても、第２円筒部が多極磁石ロータの被検出面を保護することとなり、被検出面の破損がなくなる。これによって、多極磁石ロータからは磁力線が回転に対応して正確に発生できるようになり、磁気センサと共に構成される回転検出装置における回転検出精度を有効に維持できるようになる。
【０００９】
また、支持環の一部に二重環状板部の第１円筒部と第２円筒部とを一体的に形成することができるので、それらを別体で製造する場合に比し、部品点数の削減が可能となりコストダウンを図れる。
【００１０】
本発明の一実施態様として、前記支持環を前記回転輪に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向一方側から径方向に延びる環状板との形状に形成し、この環状板を互いに対して対向する少なくとも二重となった第１環状部分と第２環状部分とで構成し、前記第１環状部分を前記取り付け部とし、前記第２環状部分を前記被覆部として、両環状部分の対向面のうち第１環状部分の対向面に前記多極磁石ロータを接着し、前記第２環状部分の対向面でその接着した多極磁石ロータの被検出面を覆った構成とする。この実施態様では、多極磁石ロータが第１環状部分と第２環状部分の対向面間に挟持されることから、その周囲が被覆されたようになり、より多極磁石ロータの被検出面を異物等から保護することができるようになって好ましい。
【００１１】
本発明の一実施態様として前記支持環を非磁性の金属材により形成し、前記多極磁石ロータを、磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースにして周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように着磁したものにより構成する。この実施態様のように支持環を非磁性金属体により構成した場合、多極磁石ロータを支持環の被覆部で覆い隠しても、多極磁石ロータから磁気センサに向けて発生する磁力には何らの影響がなくなり、より安定した回転検出性能を発揮できるようになって好ましい。
【００１２】
本発明のシール装置は、非回転輪に第１シールリングを固定し、回転輪に第２シールリングを固定し、少なくとも一方のシールリングに備えるシールリップを他方のシールリングに対して接触させ、前記非回転輪側に取り付けられる磁気センサにより非接触で検出されるパルサリングを設け、このパルサリングを、前記回転輪側に取り付けられる非磁性の支持環と、この支持環における前記磁気センサと対向する位置に接着された多極磁石ロータとで構成したシール装置において、前記支持環の一部に、前記多極磁石ロータを取り付けるための取り付け部と前記多極磁石ロータの検出を覆い隠すための被覆部とを一体に設けるとともに、前記取り付け部に前記多極磁石ロータを取り付け、前記被覆部で前記多極磁石ロータの被検出面を被覆したことにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３を参照して本発明の実施の形態に係るシール装置を説明する。図１は、そのシール装置を備えた転がり軸受の要部拡大断面図、図２は、図１のシール装置が備える第１シールリングの金属環および多極磁石ロータの一部破断斜視図、図３は、図１のシール装置が備えるパルサリングの製造状態を示す断面図である。
【００１４】
図１を参照して、転がり軸受１は、非回転輪として軸受鋼等からなる外輪２と、回転輪として軸受鋼等からなる内輪３と、外輪２と内輪３の両軌道面間を転動する複数の玉からなる玉列４とを備え、かつ、軸受の内部空間である外輪と内輪３との対向環状空間を軸受端部側から密封するためのシール装置５を備えている。
【００１５】
シール装置５は、第１、第２シールリング１０、２０を備える。第１シールリング１０は、金属環１３に主、補助、サイドの各シールリップ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを被着した構成である。第１シールリング１０の金属環１３は、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の非磁性ステンレス鋼など、非磁性の金属板をその構成素材にしている。第１シールリング１０の金属環１３は、外輪２の内周面に対して軸方向に沿う外径を有する円筒部１３ａと、この円筒部１３ａの軸方向内端から径方向内向きに延び、その内周端が内輪３の外周面に所要の隙間を空けて対向している環状板部１３ｂとから構成される。第１シールリング１０は、その円筒部１３ａが軸方向に沿って外輪２の内周面に圧入されることにより該外輪２の内周面に嵌合した状態に固定される。
【００１６】
第２シールリング２０は、第１シールリング１０とは異なって、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の非磁性ステンレス鋼など、非磁性金属板を素材にした金属環だけで構成されている。第２シールリング２０は、第１シールリング１０とはさらに異なって、多極磁石ロータ３３を支持する支持環としての付加機能を有し、また、多極磁石ロータ３３と共に回転検出装置の一部であるパルサリング３１をも構成する。
【００１７】
詳しくは、図１と共に図２も参照して、第２シールリング２０は、内輪３の外周面に沿って軸方向に延びるとともにその外周面に第１シールリング１０の主シールリップ１４ａおよび補助シールリップ１４ｂが接触する軸方向の円筒部２１を備える。第２シールリング２０の円筒部２１は内輪３の外周面に嵌合して当該第２シールリング２０を支持する支持環本体として機能する。
【００１８】
また、第２シールリング２０においては、支持環本体となる円筒部２１の軸方向外端から径方向に延びて二重構造となった環状板部２２を備える。この環状板部２２は、その内側の面に、第１シールリング１０のサイドシールリップ１４ｃが接触すると共に、多極磁石ロータ３３を取り付けるための取り付け部として機能する第１環状部分２３と、この第１環状部分２３の外径端部から径方向内向きに延びかつ第１環状部分２３に対して軸方向に所定距離平行に離隔して多極磁石ロータ３３の被検出面としての被検出面３３ａを覆い隠す被覆部として機能する第２環状部分２４と、これら第１、第２環状部分２３，２４を一体化する、接続部分としての短い円筒部分２５とから構成されている。この場合、第２環状部分２４の内周端は、内輪３の外周面との間に所定の隙間をあけて非接触状態に対向している。
【００１９】
多極磁石ロータ３３は、例えば磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースにして周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように着磁してなるものである。
【００２０】
このように第１環状部分２３と第２環状部分２４とは互いの対向面の間で多極磁石ロータ３３を軸方向両側から挟み込み、多極磁石ロータ３３の側面の被検出面（着磁面）３３ａを覆い隠して該被検出面３３ａを異物から保護している。この意味で第２環状部分２４における第１環状部分２３との対向面は、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａを被覆する被覆部であり、かつ、被検出面３３ａを保護する保護部と称することができる。
【００２１】
多極磁石ロータ３を第１環状部分２３に取り付け、第２環状部分２４で被覆した状態において、第２環状部分２４の内周端面の内径Ｄ１は、多極磁石ロータ３３の内径Ｄ２と等しいかそれよりも小さく設定すると好ましいが、本実施の形態では、第２環状部分２４の内周端面の内径Ｄ１を、多極磁石ロータ３３の内径Ｄ２よりも小さく設定して、第２環状部分２４の内周端部を、多極磁石ロータ３３の内周端部よりも突出させている。このように第２環状部分２４の内周端部が、多極磁石ロータ３３の内周端部よりも突出していると、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａの全体が第２環状部分２４で完全に被覆された状態となるから、多極磁石ロータ３３を異物から覆い隠して保護するうえで好ましい。この場合、第２環状部分２４の内側の面２４ａは多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａに密着して異物の侵入をより効果的に防止している。
【００２２】
磁気センサ３０は、磁気を検出するセンサであり、例えばホール素子、ホールＩＣや磁気抵抗素子等の適宜のセンサからなり、そのセンサ出力を導出するリード線３０ａと共に、非磁性の素材、例えば非磁性の樹脂、からなる外装体３５でモールドされている。外装体３５は、磁気センサ３０と多極磁石ロータ３３とが軸方向に非接触な状態で対向しかつ磁気センサ３０からのリード線３０ａを不図示の電子回路に接続できるように、外輪２側に適宜に支持される。パルサリング３１と磁気センサ３０は、内輪３の回転状態を検出する回転検出装置を構成する。この回転状態は特に限定されないが、例えば、回転位相、回転速度、回転数、回転方向がある。
【００２３】
図３を参照して第２シールリング２０に対する多極磁石ロータ３３の取り付けを説明する。先ず、第２シールリング２０の素材となる金属材を第２シールリング２０の円筒部２１をプレス成形しておく。このプレス成形の状態で二重環状板部２２においては、図３の実線で示すように、円筒部２１の端部から径方向外向きに第１環状部分２３が延びているが、第１環状部分２３と第２環状部分２４とを接続する円筒部分２５と第２環状部分２４とが折り曲げられていない。
【００２４】
次に、多極磁石ロータ３３を図３に示すように第１環状部分２３の外側の面に加硫成型により接着し、その接着状態した状態でＮ極とＳ極の互いに異極が周方向交互に並ぶように公知の手段を用いて着磁する。その後、第２環状部分２４を図３の実線から二点鎖線で示すように折り曲げることで第２環状部分２４を第１環状部分２３に対して軸方向で対向させる。
【００２５】
第２シールリング２０に対する多極磁石ロータ３３の他の取り付け例としては、第２シールリング２０の素材となる金属材を第２シールリング２０の円筒部２１と二重環状板部２２の形状にプレス成形しておく。この場合、二重環状板部２２においては、図３の仮想線で示すように、第１環状部分２３に対して第２環状部分２４を折り曲げた状態に成形する。その成形の後で第１環状部分２３と第２環状部分２４との間に多極磁石ロータ３３を収納し第１環状部分部２３に接着し第２環状部分２４を介して多極磁石ロータ３３を着磁してもよい。
【００２６】
さらに、シール装置５を組み付ける場合、第１シールリング１０と第２シールリング２０を組み合せて一体とした状態で外輪２と内輪３との間に取り付ける。第２シールリング２０は、着磁された多極磁石ロータ３３が予め一体的にされているため、内輪３に容易にかつ迅速に取り付けることができる。
【００２７】
このような転がり軸受１において、内輪３が回転すると、内輪３と共に多極磁石ロータ３３も回転する。多極磁石ロータ３３はその回転に対応した磁力線を磁気センサ３０に対して発生する。磁気センサ３０は、その磁力線に基づいて多極磁石ロータ３３の回転状態に対応した検出出力を出力する。このような回転検出において多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａが第２シールリング２０の第２環状部分２４により覆い隠されていても、第２環状部分２４が非磁性の金属板により構成されているから、磁気センサ３０は多極磁石ロータ３３から発生する磁力線を検出できる。
【００２８】
また、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａは第２シールリング２０の第２環状部分２４によりその全面を覆われていることから、石やその他の異物により破損されるおそれはない。第２環状部分２４が多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａに密着していることから、異物が多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａと第２環状部分２４との間に侵入するのを防止でき、これによって、多極磁石ロータ３３からは回転に正確に対応した磁力線を発生し、磁気センサ３０で回転状態を高精度に検出できる。
【００２９】
しかも、第２シールリング２０は、第１シールリング１０と共に上記転がり軸受装置の内部を密封するシール装置を構成する部材と、多極磁石ロータ３３を支持する部材と、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａを保護する部材とを兼用するため、部品点数の減少を図れる。
【００３０】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３１】
図４に示されるシール装置は、駆動輪である車輪を支持するための転がり軸受装置に組み込まれている。図４では左側が車両アウター側を、右側が車両インナー側を示す。この転がり軸受装置６１は、外輪６２と、ハブ軸３２と、内輪６３と、複数の玉列４４、４４と、車両アウター側の第１保持器６ａと、車両インナー側の第２保持器６ｂとを備えている。
【００３２】
外輪６２は、軸方向２列の冠形保持器６ａ、６ｂそれぞれでもって軸方向２列の玉列４４、４４それぞれを介して、ハブ軸３２および内輪６３を軸心Ｏの回りに回転自在に支持している。外輪６２は、径方向外向きのフランジ６２ａが車体のナックル９に対してボルト８で固定されることによって、車体に非回転に固定される。
【００３３】
ハブ軸３２は、その外周面の車両アウター側に径方向外向きに突出したフランジ３２ａを備え、このフランジ３２ａに、不図示のブレーキディスクロータならびに車輪が取付けられる。ハブ軸３２は、軸方向に貫通されかつ内周に雌スプラインが形成された中心孔を備える。このハブ軸３２の中心孔に、等速ジョイントの椀形形状をした外輪３９に一体的に形成された軸部４０が挿入されてスプライン嵌合され、また、軸部４０の端部にナット４１が螺合されることにより、等速ジョイントの外輪３９とハブ軸３２とが一体化されている。
【００３４】
内輪６３は、ハブ軸３２の車両インナー側の外周面に取り付けられ、ハブ軸３２の車両インナー側端部のかしめつけでハブ軸３２に固定されている。外輪６２と内輪６３との間の環状空間は、車両アウター側と車両インナー側それぞれに装着されたシール装置５、３８により密封される。
【００３５】
車両インナー側のシール装置５は、図１から図３に示したシール装置とされる。そして、このシール装置５の第１シールリング１０の金属環１３が外輪６２に固定され、第２シールリング２０の円筒部２１が内輪６３に固定される。
【００３６】
このようなシール装置５を用いた場合、等速ジョイントの軸部４０が回転すると、内輪６３と共に多極磁石ロータ３３も軸心Ｏ回りに回転するため、外輪６２側（車体）に樹脂製の外装体３５を介して固定された磁気センサ３０が、車輪の回転状態を確実に検出できる。磁気センサ３０は、外輪６２に直接取り付けても良い。
【００３７】
図５に示されるシール装置においては、多極磁石ロータ３３と磁気センサ３０とを直径方向に配置したラジアルタイプである。具体的には、第２シールリング２０は、円筒部２１と、この円筒部２１から径方向外向きに延びる環状板部２６と、この環状板部２６から軸方向一方にほぼ水平に延びる二重環状板部２２とから構成されている。二重環状板部２２は、軸方向一方に延びる第１円筒部２３ａと、径方向の短い円筒部分２５ａと、軸方向他方に延びる第２円筒部２４ａとからなる。
【００３８】
多極磁石ロータ３３は、筒状に形成され、第２シールリング２０の第１円筒部２３ａに接着されると共に、第１円筒部２３ａと第２円筒部２４ａとの間に収納されている。磁気センサ３０は、多極磁石ロータ３３に対して径方向に配置されている。かかる実施の形態も第２円筒部（被覆部）２４ａで多極磁石ロータ３３の被検出面を覆い隠して異物から有効に保護できる。
【００３９】
図６に示されるシール装置５においては、当該シール装置５とは別体にパルサリング３１を取り付けている。具体的には、前記第２シールリング２０は、円筒部２１と環状板部２７とからなる。
【００４０】
パルサリング３１は、第２シールリング２０とは別体とされて支持環（支持環）５０に、多極磁石ロータ３３を接着したものである。この支持環５０は、内輪３に嵌合固定される円筒部５１と、二重環状板部５２からなる。二重環状板部５２は、円筒部５１から径方向外向きに延びる第１環状部分５３と、この第１環状部分５３から軸方向一方に短く延びる円筒部分５４と、円筒部分５４の軸方向一方から径方向内向きに延びて第１環状部分５４と軸方向から所定の距離を隔てて対向する第２環状部分５５とから構成されている。多極磁石ロータ３３は、第１環状部分５３に接着され、多極磁石ロータ３３の被検出面３３ａは第２環状部分５５で被覆されて保護されている。
【００４１】
この実施の形態は、シール装置５とは別体にパルサリング３１を取り付けた構成であるから、パルサリング３１は、シール装置５側とは無関係に、取り付け位置やスペースに応じて支持環５０および多極磁石ロータ３３の大きさや形状を任意に設定できる利点がある。
【００４２】
図７に示されるシール装置は、例えば自動車の従動輪側に用いる転がり軸受装置に組み込まれる。この転がり軸受装置は、内輪３が非回転輪ないしは固定輪とされ、外輪２が回転輪とされる。具体的には、パルサリング３１は外輪２側に取り付けられている。パルサリング３１の支持環５０は、外輪２の内側端部に嵌合固定される円筒部５１と、二重環状板部５２からなる。二重環状板部５２は、円筒部５１から径方向内向きに延びる第１環状部分５３と、この第１環状部分５３から円筒部分５４を介して径方向外向きに延びる第２環状部分５５とから構成されている。
【００４３】
多極磁石ロータ３３は、第１環状部分５３に接着されると共に、その被検出面を第２環状部分５５により被覆されている。尚、第１環状部分５３は、外輪２の端面に当接し、支持環５０の軸方向の位置決めがなされている。
【００４４】
本発明は、前記それぞれの実施の形態に限定されず、本発明の回転検出器、シール装置や軸受装置の使用対象は特に限定されるものではない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、多極磁石ロータの被検出面を覆い隠しているため、異物によりその被検出面が破損されるおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシール装置を含む転がり軸受の要部拡大断面図
【図２】同第１シールリングの金属環および多極磁石ロータの一部破断を含む斜視図
【図３】同パルサリングの製造状態を示す断面図
【図４】本発明の実施形態に係るシール装置を組み込んだ転がり軸受装置の断面図
【図５】本発明の他の実施形態を示し、図１に対応する図
【図６】本発明のさらに他の実施形態を示し、図１に対応する図
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示し、図１に対応する図
【符号の説明】
２ 外輪
３ 内輪
５ シール装置
１０ 第１シールリング
２０ 第２シールリング
２４ 被覆部（第２環状部分）
３０ 磁気センサ
３１ パルサリング
３３ 多極磁石ロータ
３３ａ 被検出面
Claims (4)
- 回転輪に一体回転可能に取り付けられる非磁性の支持環と、磁気を発生する被検出面を備え且つこの被検出面が磁気センサと対向するように、前記支持環に取り付けられる多極磁石ロータとを備えた回転検出用のパルサリングにおいて、
前記支持環は、金属材をプレス成形により一体的に形成してなり、前記回転輪に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向外方側から径方向に延びる環状板部と、この環状板部から軸方向外方側に円筒状に延びる二重環状板部とから構成し、前記二重環状板部は、軸方向外方側に延びる第１円筒部と、この第１円筒部の外方側先端から径方向に延びる径方向部分を介して軸方向内方側に延びる第２円筒部とからなり、前記多極磁石ロータを筒状として前記第１円筒部と第２円筒部との間に収納固定した、回転検出用のパルサリング。 - 請求項１に記載の回転検出用のパルサリングにおいて、前記支持環を非磁性の金属材により形成し、前記多極磁石ロータを、磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースにして周方向交互にＮ極、Ｓ極を配置するように着磁したものにより構成した、回転検出用のパルサリング。
- 非回転輪に第１シールリングを固定し、回転輪に第２シールリングを固定し、少なくとも一方のシールリングに備えるシールリップを他方のシールリングに対して接触させ、前記回転輪には、前記非回転輪側に取り付けられる磁気センサにより非接触で検出されるパルサリングを設け、このパルサリングを、前記回転輪側に取り付けられる非磁性の支持環と、この支持環における前記磁気センサと対向する位置に接着された多極磁石ロータとで構成したシール装置において、
前記支持環は、金属材をプレス成形により一体的に形成してなり、前記回転輪に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向外方側から径方向に延びる環状板部と、この環状板部から軸方向外方側に円筒状に延びる二重環状板部とから構成し、前記二重環状板部は、軸方向外方側に延びる第１円筒部と、この第１円筒部の外方側先端から径方向に延びる径方向部分を介して軸方向内方側に延びる第２円筒部とからなり、前記多極磁石ロータを筒状として前記第１円筒部と第２円筒部との間に収納固定した、シール装置。 - 車体に非回転に固定される外輪と、この外輪の内周に複数の転動体により回転自在に設けられ、車両アウター側にはブレーキディスクロータおよび車輪取付け用のフランジを有するハブ軸と、このハブ軸の外周に固定される内輪を備え、前記外輪の車両インナー側の部分と前記内輪との間に、請求項３に記載のシール装置を装着した、転がり軸受装置。
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