JP5196253B2 - センサー付き転がり軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ABSセンサー等のセンサー付き転がり軸受装置に関する。
特開2002−286739号公報
一般に、自動車のハブユニットには車輪の回転速度を検出する回転速度検出装置(回転検出装置)が取り付けられている。その回転検出装置は、例えば自動車のアンチロックブレーキシステム(ABS)の情報入力手段として用いられる。例えば回転検出装置は、ハブユニットの内輪側に固定される環状の磁気エンコーダと、この磁気エンコーダの周方向の一部区間と対面する形で外輪側に固定されるセンサーとを有し、車輪の回転に伴い内輪と共に一体回転する磁気エンコーダの回転変化をセンサーによって検出するように構成されたものが知られている(特許文献1参照)。
ところで、上記のような磁気エンコーダには、磁性材料の粉末(例えばフェライトパウダー)をゴムに混ぜて固められた、いわゆるゴム磁石と称されるものが使用される傾向があった。この場合、磁気エンコーダは、内輪に嵌装される芯金に対し加硫接着により固定されるが、近年、ゴムを主成分とするものではなく、より弾性変形能の低い樹脂や金属を主材料とする磁石に材料変更する要望がある。
しかしながら、樹脂ないし金属を主材料として構成される磁気エンコーダ(磁性体)は、異物の表面接触により磨耗や傷がつきやすいという課題がある。磁気エンコーダが使用される環境や、あるいはその製造過程等において、異物が直接的に付着したり衝突したりすると、上記のような表面劣化が生じてセンシング精度の低下を招いたり、場合によっては磁気エンコーダそのものが破損するといった可能性も考えられる。
また、樹脂ないし金属を主材料として構成される磁気エンコーダ(磁性体)は、芯金等の金属製の環状部材に対し、従来のように簡易に可能な加硫接着ができるはずもなく、より効率的な固定方法を新たに検討する必要がある。そして、仮に磁気エンコーダの接着力が低下したとしても、最低限それが脱落しない構造が必要である。
さらに、磁気エンコーダが固定された環状部材を内輪に組み付ける際に、特許文献1のようなかしめによる固定においては、製造時にかしめ工程を要するため工数増の課題があるし、例えば圧入嵌合により簡易に組み付けを行うにしても、その固定力及び軸方向における位置決め精度のさらなる向上が求められる。
本発明の課題は、樹脂ないし金属を主材料として構成される磁気エンコーダをシール装置の芯金に対しより強固にかつより高い精度で固定保持するとともに、外部からの異物の影響を受け難い形で、なおかつ仮に固定保持力が弱まったとしても該磁気エンコーダが脱落しない構造を有したセンサー付き転がり軸受装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を解決するために、本発明のセンサー付き転がり軸受装置は、
外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に介在される転動体と、内輪に一体回転可能に取り付けられる環状の磁気エンコーダと、外輪側に固定され、磁気エンコーダの回転に伴う磁気変化を検出する回転検出センサーと、内輪と外輪との間に形成される転動体配置空隙の軸方向外方端側をシールするシール装置とを備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、
磁気エンコーダは、磁性材料を含有する熱可塑性樹脂からなる樹脂製の磁性体又は鉄粉を磁性材料と共に焼結させた金属製の磁性体のいずれかであって周方向で磁気特性が交互に変化するよう磁化された環状磁性体であり、
シール装置は、径方向外向きに延出して回転検出センサー側の端面に磁気エンコーダが接触配置される円盤状のセンサー対向壁部と、該センサー対向壁部の径方向外端から続く形で回転検出センサーの配置側とは逆側に向けて軸方向に延出する外周側筒状部とを有し、
外周側筒状部の外周に嵌合固定される嵌合筒状部と、該嵌合筒状部から続く形で回転検出センサー側に延出して少なくとも磁気エンコーダの外周側と回転検出センサー側の面を被覆する磁気エンコーダ被覆部と、を有した非磁性の金属材料からなる環状の磁気エンコーダ保護部材と、
磁気エンコーダ保護部材の径方向内方側の先端に一体化され、内輪の外周面に対し摺動可能に配置されたシールリップと、
を備えるとともに、外周側筒状部の軸方向における延出先端側には、径方向外側に折れ曲がって延出する先端突出部が形成され、該先端突出部が、磁気エンコーダ保護部材における嵌合筒状部の軸方向先端面が磁気エンコーダの配置側の端面に当接する形で、該磁気エンコーダ保護部材の軸方向位置を規定する軸方向位置決め部となっていることを特徴とする。
上記本発明の構成によると、樹脂ないし金属を主材料として構成される磁気エンコーダが、シール装置のセンサー対向壁部と、磁気エンコーダ保護部材と、シールリップと、内輪との間に形成される密閉空間内に配置されるので、外部からの異物の影響を受けることがない。これにより、軸受装置の性能悪化、低寿命化を抑制できる。また、磁気エンコーダ保護部材は、嵌合によりシール装置のセンサー対向壁部に対し簡易に固定することができ、例えばかしめ等による固定と比較して、組み付けが容易である。センサー対向壁部と磁気エンコーダとの間の線膨張係数差とは無関係に固定できる点も利点である。また、仮に磁気エンコーダ保護部材とセンサー対向壁部との間で磁気エンコーダを固定する力が弱まったとしても、これが直ちに脱落して外部に抜け落ちる心配もない。また、シール装置の外周側筒状部と磁気エンコーダ保護部材の嵌合筒状部はいずれも軸方向内向き(回転検出センサーとは逆側)に突出する庇のような形状となるので、泥水浸入防止効果も期待できる。
さらに、上記本発明の構成によると、シール装置のセンサー対向壁部と磁気エンコーダ保護部材との接触面積(嵌合長)が軸方向に長く取れるので、嵌合による固定力が増し、両者をより安定的に固定できる。
また、外周側筒状部の延出先端側には、径方向外方側に折れ曲がって延出する先端突出部を形成することができる。そして、この先端突出部は、磁気エンコーダ保護部材における嵌合筒状部の軸方向先端面を磁気エンコーダの配置側の端面に当接させる形で、該磁気エンコーダ保護部材の軸方向位置を規定する軸方向位置決め部とすることができる。この構成によると、シール装置のセンサー対向壁部に対し嵌合固定される磁気エンコーダ保護部材の軸方向における固定位置を高い精度で規定できる。このセンサー対向壁部と磁気エンコーダ保護部材との嵌合固定力を一定以上の得るために必要な嵌合長(センサー対向壁部と磁気エンコーダ保護部材との軸方向における接触長さ)が決まれば、少なくともその長さが確保される位置に軸方向位置決め部を形成すればよく、その上で、センサー対向壁部に対し磁気エンコーダ保護部材を軸方向位置決め部に当接するまで押し込めば、上記した一定以上の嵌合固定力を必ず確保することができ、両者はより安定的に固定保持される。
また、磁気エンコーダとセンサー対向壁部とを接着固定することにより、両者を安定的に固定できる。さらには、磁気エンコーダと、磁気エンコーダ被覆部の少なくとも一部とを接着固定することにより、三者をより安定的に固定でき、磁気エンコーダの脱落を予防できる。
磁気エンコーダ保護部材は、板金材により形成することができる。この場合、磁気エンコーダ保護部材は、自身の軸線に垂直な断面において断面がL字型をなすよう曲げ加工することができる。これにより、磁気エンコーダ保護部材は、板金材の曲げ加工により簡易に製造することができる。また、形状が極めてシンプルであるから、その製造は一層容易なものとなる。
なお、シールリップは、ゴム弾性体又はフェルトにより形成することができる。磁気エンコーダ保護部材に対し容易に固定できるし、十分なシール性能を確保することもできる。
また、径方向において磁気エンコーダの外周面と磁気エンコーダ被覆部の内周面との間に環状の隙間を形成することができる。これにより、磁気エンコーダ保護部材をシール装置に嵌合する際に、その内周面と磁気エンコーダの外周面が接触することがない。接触が生じると内径方向に磁気エンコーダが位置ずれしてしまう可能性があって、こうした場合、検出径が小さくなって磁極数が増やせなくなることもあるから分解能が低下してしまう。
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図1は、本発明に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態の断面図、図2は、同装置の回転検出装置の部分拡大図である。図1において、センサー付き転がり軸受装置1は、固定輪としての外輪2aと、回転輪としての内輪2bと、該内輪2bと外輪2aとの間に介在される複数列で配列される転動体2cから構成される転がり軸受2を備えている。
転がり軸受2は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材3の取付口3aに接続される。この接続は転がり軸受2の外輪2aを取付口3a内に挿入して嵌装するとともに、外輪2aから外方へ突設されるフランジ部2dをボルト・ナットなどのファスナー2eを介して車両固定部材3の取付口3aの周辺面(車両アウター側)に固定させている。
転がり軸受2の内輪2bはハブ4と接続されている。ハブ4は車両アウター側に車輪(図示せず)を装着するためのハブボルト4aを有している。ハブ4の車両インナー側には、転がり軸受2の内輪2bに圧入嵌装される圧入軸部4bを有しており、該圧入軸部4bを内輪2bに圧入してハブ4を内輪2bとともに回転可能に設けている。ハブ4は、ドライブシャフト5に対しスプライン結合され、ドライブシャフト5の一端側をハブ4の圧入軸部4bに形成される挿通孔4cに通し、この端部にナット6を螺合することにより固定されている。
転がり軸受2の車両インナー側端部には、車輪の回転変化を検出する回転検出装置7が取付られている。回転検出装置7は、図2、3に示すように、転がり軸受2の内輪2bと外輪2aとの間を外部から密封するためのシール装置8と、磁気エンコーダ部10と、該磁気エンコーダ部10の回転による磁気変化を検出する回転検出センサーとして機能するABSセンサー9と、を備えた複合構造となしている。なお、本発明の磁気エンコーダは、磁気エンコーダ部10のみならずシール装置部(場合によっては、そのうちの内輪2bへの固定部材のみ)8を備えた構成とされている。
シール装置8は、内輪2bと外輪2aとの間に形成される空隙C3の軸方向外方端側をシールするものであって、図2、3に示すように、内輪2bの外周に嵌装される環状のインナーケース(芯金)8bと、外輪2aの内周に嵌装される環状のアウターケース(芯金)8aを有しており、それらアウターケース8a及びインナーケース8bのうちいずれか一方に一体化されたシール部材8cが他方と協働してシール機能を発揮するものである。ここでは、シール部材8cがゴム状弾性体からなり、該アウターケース8aに加硫接着され、インナーケース8bに摺動自在に接触している。インナーケース8b,8aとは、互いが同心をなして対向する形で、外輪2aと内輪2bとに振り分けて嵌装されている。
アウターケース8aは、外輪2aの軸方向Z内方側(車両アウター側)に向けて延設される筒部(外輪嵌装部)8a1と、該筒部8a1の軸方向Z内方側(車両アウター側)の端部から径方向X内方側に折り曲がって延設される壁部8a2とを、板金材によって屈曲形成させている。この筒部8a1は外輪2aの内周に圧入嵌装される部位である。アウターケース8aは、筒部8a1を外輪2aの内周に押し込むようにして圧入嵌装することにより外輪2aに組み付けられる。アウターケース8aは、非磁性の金属板材のプレス加工で製作できるため、加工コストが安価となる。
インナーケース8bは、内輪2bの軸方向Z外方側に延設されて、内輪2bの外周に圧入嵌装される筒部(内輪嵌装部)8b1と、該筒部8b1の軸方向Z外方側の端部から折り曲がって径方向X外方側に延設される壁部8b2と、を有して形成されている。この壁部8b2は、磁気エンコーダ部10を固定する部位であって、ABSセンサー9と非接触対向する(ここでは軸方向Zに対向する)センサー対向壁部である。
また、インナーケース8bには、このセンサー対向壁部8b2の外周側の端部が磁気エンコーダ12の配置側とは逆側に折り曲がって軸方向Zに延出する外周側筒状部8b3が形成されている。磁気エンコーダ保護部材11は、この外周側筒状部の外周面8b31に嵌合固定する。さらに、この外周側筒状部8b3の軸方向Zにおける延出先端側には、径方向X外方側に折れ曲がって径方向X外方に延出する先端突出部8b4が形成されている。この先端突出部8b4は、磁気エンコーダ保護部材11における嵌合筒状部11Aの軸方向先端面11A2を磁気エンコーダ12の配置側の端面に当接させる形で、該磁気エンコーダ保護部材11の軸方向Z位置を規定する軸方向位置決め部となる。
このインナーケース8bは、筒部8b1を内輪2aの外周に押し込むようにして圧入嵌装することにより内輪2aに組み付けられる。なお、本実施形態のインナーケース8bは、筒部(内輪嵌装部)8b1とセンサー対向壁部8b2と外周側筒状部8b3とが板金材によって屈曲形成させている。非磁性の金属板材のプレス加工で製作できるため、加工コストが安価となる。
また、アウターケース8aには、シール部材8cが一体化されており、インナーケース8bと協働して接触方式のシール機能を発揮している。ここでのシール部材8cはゴム状弾性体として形成され、アウターケース8aのインナーケース8b側の主表面に加硫接着されて一体化される。このシール部材8cには、ゴム状弾性体の一部を、軸方向Z外方や、その軸方向Zと交差する方向の内方に突出させたシールリップ部8c1を備えている。
このシールリップ部8c1は、その先端がインナーケース8bの壁部8b2に摺接する軸方向Zのシールとなすアキシャルリップ8c2と、先端がインナーケース8bの筒部8b1に摺接する軸方向Zと交差する方向のシールとなすラジアルリップ8c3,8c4とを有し、インナーケース8bとシール部材8cとが協働して接触方式のシール機能を発揮させている。
磁気エンコーダ部10は、図3にてより詳細に示されているように、筒状に形成され、異なる極性の磁極(N極,S極)が周方向Yに交互並ぶようにして形成される。そして、磁気エンコーダ部10は、インナーケース8bの一部として壁部8b2の軸方向Z外方側の外周に互いに同心をなす形で固定されている。
図4は、図3(b)のA−A断面図である。この磁気エンコーダ部10は、図5に示すような磁気エンコーダ(ここでは円盤状の磁気エンコーダとして形成されている)13と、該磁気エンコーダ12が外部空間から切り離された密閉空間内に閉じ込めた状態に保持されるようインナーケース8bの外周面に嵌合する形で圧入嵌装され、非磁性の金属材料からなる環状の磁気エンコーダ保護部材11とを備えて形成されている。
この磁気エンコーダ12は、周方向で磁気特性(N極,S極)が交互に変化するよう磁化されたものである。具体的には、磁性材料を含有する熱可塑性樹脂からなる樹脂製の磁性体又は金属粉を磁性材料と共に焼結された金属製の磁性体のいずれかである。本実施形態においては、プラスチックであるナイロンに、磁性粉末であるフェライトを練りこんだ後、磁化されたプラスチック製の磁性体である。なお、磁気エンコーダ12を構成する樹脂材料としては、ナイロン等のポリアミド、ポリエステル等がある。金属粉を用いる場合には、鉄の他にもステンレス、スズ等を使用することができる。磁性材料としては、フェライトの他にもNd−Fe−B、Sm−Co、Sm−Fe等の希土類磁性粉を使用することができる。
磁気エンコーダ保護部材11は、全体が非磁性の金属材料からなり、インナーケース8bにおけるセンサー対向壁部8b2の外周側の端面8b23に嵌合固定される嵌合筒状部11Aと、該嵌合筒状部11Aから続く形でABSセンサー9側に延出して磁気エンコーダ12の外周側を被覆するエンコーダ外周被覆部11bと、さらに該エンコーダ外周被覆部11bの延出先端側で折り曲がって径方向内向きに延出し、磁気エンコーダ12のABSセンサー側の端面を被覆するエンコーダ主表面被覆部11cと、を有して構成されている。この磁気エンコーダ保護部材11は、非磁性の金属板材のプレス加工で製作できるため、加工コストが安価となる。本実施形態においては、エンコーダ外周被覆部11bとエンコーダ主表面被覆部11cとが磁気エンコーダ被覆部として機能しており、自身の軸線に垂直な断面において断面がL字型をなす。また、磁気エンコーダ保護部材11のL字断面形状は、インナーケース8bへの組み付け前の段階で予め曲げ形成されたものであり、曲げ形成された状態のものがインナーケース8bに嵌合固定される。
さらに、磁気エンコーダ保護部材11の嵌合筒状部11Aは、インナーケース8bの外周側筒状部8b3の外周面8b31に嵌合固定している。図4の嵌合面8b31,11A1は、センサー対向壁部8b2からさらに軸方向Z内方側まで延びており、より軸方向Zに長く形成されている。これにより、インナーケース8bと磁気エンコーダ保護部材11との嵌合面8b31,11A1の長さ(嵌合長)をより長く確保することができ、結果としてインナーケース8bと磁気エンコーダ保護部材11との嵌合固定力が増し、両者がより安定的に固定することができる。また、このように磁気エンコーダ保護部材11の嵌合筒状部11Aとインナーケース8bの外周側筒状部8b3とが嵌合状態で軸方向内向きに延びていることで、アウターケース8aの筒部(外輪嵌装部)8a1と径方向Xに対向する軸方向距離が長くなっている。つまり、シール装置8の開口位置からシール装置8内部のシール部材8cに到達するまでの軸方向距離が長くなっており、外部から浸入する泥水は一度その距離を進んでからでなければシール部材8cに到達することができない構造になっているので、泥水浸入阻止効果が期待できる。特に、嵌合状態で軸方向内向きに延びている軸方向内方延出部11A,8b3の先端は、アウターケース8aの壁部8a2に接近した構造になっているので、シール部材8cに到達するための最終的な開口が小さくなり、より優れた泥水浸入阻止効果が期待できる。
さらに、磁気エンコーダ保護部材11における嵌合筒状部11Aの軸方向先端面11A2は、インナーケース8bにおける先端突出部8b4の磁気エンコーダ12の配置側端面8b41に当接している。こうした当接構造は省略することもできるが、これが存在することにより、磁気エンコーダ保護部材11の軸方向Z位置を規定することが可能となる。つまり、先端突出部8b4は軸方向位置決め部として機能し、インナーケース8bに対し嵌合固定される磁気エンコーダ保護部材11の軸方向Zにおける固定位置を高い精度で規定できる。そして、この位置まで達するよう嵌合されることで、一定以上の嵌合固定力を必ず確保することが可能となり、インナーケース8bと磁気エンコーダ保護部材11とはより安定的に固定保持される。
なお、少なくともインナーケース8bに外周側筒状部8b3が形成されていれば、先端突出部8b4が無くとも、従来よりも高い嵌合固定力を得ることができる。逆に、インナーケース8bに先端突出部8b4が形成されていれば、外周側筒状部8b3が無くとも、磁気エンコーダ保護部材11の軸方向Zにおける固定位置を従来よりも高い精度で規定できる。
また、シールリップ13は、ゴム弾性を有する材料(ゴム、エラストマー、樹脂、合成樹脂)又はフェルトによって非磁性に形成されたものであり、エンコーダ主表面被覆部11cの径方向内方側の先端に一体化されている。そして、このシールリップ13は、内輪2bの軸方向外方側端部(車両インナー側端部)の外周面2b1に対し当接しており(ここでは摺動可能に配置されており)、内輪2bとの間をシールしている。本実施形態のシールリップ13はPTFE等によって形成され、エンコーダ主表面被覆部11cの軸方向Z外方側の側方端面11c2と先端面11c3との双方に対し加硫接着されている。なお、内輪2bは、インナーケース6bの壁部8bよりも軸方向Z外方側(車両インナー側)に突出する軸方向外方側端部を有しており、シールリップ13は、その軸方向Z外方側の先端面2b2から軸方向Z外方側に突出しないように配置されている。
磁気エンコーダ保護部材11は、インナーケース8b、シールリップ13、内輪2bとともに外部から隔絶された環状空間Cを形成しており、この環状空間C内に磁気エンコーダ12が配置されているので、磁気エンコーダ12は、外部から侵入する異物との接触から守られている。
なお、本実施形態においては、磁気エンコーダ12は、その主裏面12aが、インナーケース8bのセンサー対向壁部8bにおけるABSセンサー9側の端面8b21に接着剤により接着固定されている。接着固定部分はこの箇所だけでもよいが、本実施形態においてはさらに、磁気エンコーダ12の主正面12cも、磁気エンコーダ保護部材11のエンコーダ主表面被覆部11cにおけるABSセンサー9とは逆側の端面11c1に対し接着剤により接着固定されている。これにより、インナーケース8b、磁気エンコーダ12、磁気エンコーダ保護部材11の三者が強固に固定されている。
また、径方向Xにおいて磁気エンコーダ12の外周面12bと磁気エンコーダ外周被覆部11bの内周面11b1との間には、環状の隙間が形成されている。これにより、磁気エンコーダ保護部材11をインナーケース8bに固定する際に、内包される磁気エンコーダ12の外周面と、磁気エンコーダ保護部材11の内周面とが接触しないようになっている。
ABSセンサー9は、磁気エンコーダ部10の回転による磁気変化を検出する検出体(図示せず)を、樹脂モールドによってパッケージングして、その断面形状を矩形状となした簡素な柱状にセンサー本体9aが形成されている。なお、ABSセンサー9から車両に搭載されたECUへ接続する信号ケーブルは、軸方向Zへ引き出される形態となしている(図示なし)。なお、ABSセンサー9は、外輪2aや該外輪2aと一体回転可能に組み付けられるアウターケース8a等に固定することもできる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
以下、本発明とは異なる実施形態について説明する。なお、同様の構造については同一の符号を付することでその説明を省略する。
図6は、磁気エンコーダ12の脱落を防止可能な実施形態である。この実施形態においても、上記と同様の樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12が使用されることは、図4の実施形態と同様である。
磁気エンコーダ保護部材15は、非磁性材料からなり、図6(a)に示すように、インナーケース8bの筒部8b1の内周面に圧入嵌合されている。さらに、その圧入嵌合部15aの軸方向Z外方側(車両インナー側)の先端から折り曲がって径方向X外方に延出し、磁気エンコーダ12の主表面(ABSセンサー9側の面)を被覆するエンコーダ主表面被覆部15bと、該被覆部15bの径方向X外方側の先端から折り曲がって軸方向Z内方に延出して磁気エンコーダ12の外周面を被うエンコーダ外周面被覆部15cと、を備える。さらに、被覆部15cの内周面と、磁気エンコーダ12及びインナーケース8bのセンサー対向壁部2bの外周面との間には隙間が形成されており、その隙間の開口が、被覆部15cの軸方向Z内方側の先端に一体化(ここでは加硫接着)されたシールリップ15lにより塞がれている。このシールリップ15lは、磁気エンコーダ保護部材15が、図6(b)のようにしてインナーケース8b2に対し嵌合固定され、図6(a)のような固定状態となると、該インナーケース8bにおけるセンサー対向壁部8b2の軸方向Z内方側(磁気エンコーダ12が配置される側とは逆側)の先端縁(径方向Xの外方側の先端縁)ないしは側端面と接触する。これによって、磁気エンコーダ12が密閉空間内に配置され、外部から侵入する異物から守られている。
なお、この実施形態においては、シール装置8のインナーケース8bに対し、樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12が接着固定されている。
図7も、磁気エンコーダ12の脱落を防止可能な実施形態であり、上記と同様の樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12が使用される。
磁気エンコーダ12は、インナーケース8bにおけるセンサー対向壁部8b2のABSセンサー9側とは逆側の端面に接触する形で配置されている。さらに、インナーケース8bは、非磁性の金属材料(例えばSUS304材等)からなり、図7(a)のように、センサー対向壁部8b2の径方向外方側先端が折り曲がって磁気エンコーダ12の外周を被覆するエンコーダ外周面被覆部16aと、該被覆部16aの軸方向Zにおける延出先端が折り曲がって径方向X内方側に延出して磁気エンコーダ12のセンサー対向壁部8b2とは反対側の面(主裏面:ABSセンサー9とは逆側の面)を被覆するエンコーダ主裏面被覆部16bと、該被覆部16bの径方向Xにおける内方側先端が折り曲がって磁気エンコーダ12の内周を被覆するように軸方向Zに延出するエンコーダ内周面被覆部16cと、を備える。これにより、磁気エンコーダ12を露出させる開口は、シール装置8内に形成され、少なくともアウターケース8aに一体化されたシール部材8cによって外部からは遮断されているので、外部から侵入する異物が磁気エンコーダ12まで達することは無い。
また、この場合、図7(b)のような形状でインナーケースを予め形成しておく。つまり、エンコーダ外周面被覆部16aとエンコーダ主裏面被覆部16bとが直線状となるように予め形成しておく。その上で、この部分に対し曲げ加工を加えることにより形成する。なお、曲げ加工を加える前に、エンコーダ外周面被覆部16aとセンサー対向壁部8b2とに磁気エンコーダ12を押し付けることで位置決めすることができる。
なお、この実施形態においては、センサー対向壁部8b2と磁気エンコーダ12とを接着固定しておいてもよいが、接着固定を省略することもできる。
なお、図7の実施形態は、図8のような変形例を考えることができる。図8の実施形態では、磁気エンコーダ12が、図7とは逆になっており、インナーケース8bにおけるセンサー対向壁部8b2の軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端面に接触して配置されている。ただし、この場合、磁気エンコーダ12を露出させる開口が形成されるので、図8(a)に示すように、エンコーダ主表面被覆部(図7のエンコーダ主裏面被覆部に相当する)16bと、エンコーダ内周面被覆部16cとにより形成される角部にゴム状弾性体からなるシールリップ16lが形成されている。シールリップ16lは、図8(b)に示すように、内輪2bの外周面と接触(摺動自在に接触)するように形成されており、これにより、上記開口が外部に対し非露出とされ、磁気エンコーダ12が外部から保護される。
図9は、シール装置8に対し磁気エンコーダ12を接着固定しなくてもよい実施形態であるが、上記と同様の樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12を使用することは共通する。
シール装置8のインナーケース8bは、内輪2bに嵌装される筒状の内輪嵌装部8b1と、その軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端部から径方向X外方側に折れ曲がる形で延出する中間壁部8b6と、その径方向X外方側にて軸方向Z内方側に折れ曲がる形で延出する中間筒部8b7と、その軸方向Z内方側にて径方向X外方側に折れ曲がる形で延出し、ABSセンサー9の軸方向Zにおいて非接触対向するセンサー対向壁部8b2とを有し、これらが板金材の曲げ加工により形成されている。
なお、中間筒部8b7は、その外周面に環状の磁気エンコーダを載置・位置決め(径方向X)する平坦面が形成されたエンコーダ載置部をなす。磁気エンコーダ12は、センサー対向壁部8b2の軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端面に接触し、軸方向Zの位置決めが成された形で、エンコーダ載置部8b7上に載置されている。
さらに、磁気エンコーダ12及びセンサー対向壁部8b2の径方向Xの先端部の径方向外方側には、これら双方を軸方向Zに挟み込む形で保持する挟み込みリング(抜け防止リング)14が固定されており、インナーケース8bに磁気エンコーダ12を取り付けている。挟み込みリング14は、磁気エンコーダ12の軸方向Z内方側(ABSセンサー9とは逆側)の端面に接触してこれを軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)に押圧する第一挟圧部14cと、センサー対向壁部8b2の軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端面に接触してこれを軸方向Z内方側(ABSセンサー9とは逆側)に押圧する第二挟圧部14aと、磁気エンコーダ12及びセンサー対向壁部8b2の径方向X先端面(外周面)側においてそれら挟圧部14a,14cを連結する連結部14bとにより形成されている。
また、アウターケース8aは、筒部(外輪嵌装部)8a1の軸方向Z内方側(ABSセンサー9とは逆側)の端部から径方向X内方側に折れ曲がる形で延出する壁部8a2’が、第二挟圧部14aをかわすような形で、軸方向Z内方側に窪む形で形成されている。シール部材8c1は、当該窪み部よりも径方向X内方側に一体化されている。
図10も、シール装置8に対し磁気エンコーダ12を接着固定しなくてもよい実施形態であるが、上記と同様の樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12を使用することは共通する。
図10の実施形態では、インナーケース8bのセンサー対向壁部8b2に係り凹部8b30が形成されており、これが磁気エンコーダ12に形成された係り爪部12dと係合する形で双方が係合固定されている。
磁気エンコーダ12は、センサー対向壁部8b2の軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端面外周側と接触する形で、ABSセンサー9に対し非接触対向するエンコーダ本体部12aと、その径方向X外方側の端部がセンサー対向壁部8b2の先端を被う形で軸方向Z内方側(ABSセンサー9とは逆側)の端面外周側に回り込むエンコーダ外周部12bとを有して形成されている。さらに、磁気エンコーダ12には、回り込んだエンコーダ外周部12bの径方向X内方側の先端部において軸方向Z外方側に突出する形で形成され、センサー対向壁部8b2の係り凹部8b3に対し径方向Xにおいて当接する係り爪部12dが形成されている。ここでの係り爪部12dは、楔断面形状を有する形で形成されている。
なお、センサー対向壁部8b2は、係り爪部12dと対応する楔断面形状を有した凹部(係り爪部12dと径方向Xにおいて当接する当接面8b28と傾斜面8b29を有する)として形成されていてもよいが、図11のように、少なくとも係り爪部12dに対し径方向Xにおいて当接する当接面8b28を有していれば、例えば軸方向Zに貫通する窓部として形成されていてもよい。
図12は、シール装置8に対し磁気エンコーダ12を接着固定しなくてもよい実施形態であり、上記と同様の樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12を使用することは共通する。この実施形態は、シール装置8のインナーケース8bに対し直接、磁気エンコーダ12’が形成された実施形態である。
ただし、ここでの磁気エンコーダ12’は、磁性材料からなるギアロータであって、ABSセンサー9のセンサー対向面上に周方向に凹凸を形成している。ここでは、周方向において平坦面と、板圧方向に貫通する貫通窓部8hとが所定間隔おきに繰り返された形で形成されている。ABSセンサー9はパッシブタイプのものとなる。
さらに、シール部材8c’は、アウターケース8aにのみ一体化されているが、それとは異なる別のシール部材8dがインナーケースにも一体化されている。このシール部材8dは、インナーケース8bのセンサー対向壁部8b2のセンサー対向面を被覆するとともに、該センサー対向壁部8b2の径方向X外方側から、さらには貫通窓部8hを通ってその裏面に回りこむ形で形成され、該センサー対向壁部8b2の表裏面において一体化(ここでは加硫接着)されている。シール部材8dは、ギアロータ12’を被覆し保護するゴム状弾性体として形成されており、アウターケース8aに対し摺接するシールリップ8dlを有している。これにより、シール部材8dとアウターケース8aとが協働して接触方式のシール機能を発揮する。一方、アウターケース8aに一体化されているシール部材8c’は、本実施形態においては、他の実施形態のシール部材8cとは異なり、インナーケース8bのセンサー対向壁部8b2に摺接するシールリップが上記シールリップ8dlが存在するために省略され、筒部8b1に摺接するシールリップ8c3,8c4のみが設けられている。
図13は、シール装置8に対し磁気エンコーダ12を接着固定しなくてもよい実施形態であり、上記と同様の樹脂製ないし金属製の磁気エンコーダ12を使用することは共通する。この実施形態では、シール装置8が図9と同様の形状をしているが、インナーケース8bと磁気エンコーダ12の固定形態において違いがある。
図13のインナーケースは、図9と同様、内輪嵌装部8b1と、中間壁部8b6と、中間筒部8b7と、センサー対向壁部8b2とを有して形成され、センサー対向壁部8b2のABSセンサー9の配置側端面に磁気エンコーダ12が接触配置(接着固定されていてもよい)されている。ただし、図13(a)に示すように、この実施形態では、センサー対向壁部8b2の径方向X外方側の先端がABSセンサー9側に折り曲がる形で軸方向Zに延出する筒状の外周部8b7を有し、さらにその先端から径方向内向きに折り曲がって磁気エンコーダ12のABSセンサー9側の端面の径方向外側部分まで回り込んだ環状の係止突起部8b9を有している。磁気エンコーダ12は、センサー対向壁部8b2の軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端面に接触し、軸方向Zの位置決めが成された形で、エンコーダ載置部8b7上に載置されており、係止突起部8b9によってABSセンサー9側への抜けが防止されている。
また、この係止突起部8b9は、図13(b)に示すように、磁気エンコーダ12を、センサー対向壁部8b2の軸方向Z外方側(ABSセンサー9側)の端面に接触させる形でエンコーダ載置部8b7上に載置し、その状態で、筒状の外周部8b8の軸方向Z外方側の先端を径方向X内向きに曲げ加工する(かしめる)形で形成されている。
本発明の一実施形態に係るセンサー付き転がり軸受装置の取付状態を示す断面図。 図1の回転検出装置を示す部分拡大断面図。 図1の回転検出装置を示す部分分解図。 図2の回転検出装置を示す部分拡大断面図。 環状磁性体を示す斜視図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。 センサー付き転がり軸受装置の別実施形態における回転検出装置を示す部分拡大断面図。
符号の説明
1 センサー付き転がり軸受装置
2a 外輪
2b 内輪
2c 転動体
8 密封装置部(シール装置)
8a アウターケース
8b インナーケース
9 ABSセンサー(回転検出センサー)
10 磁気エンコーダ部
11 磁気エンコーダ保護部材
12 磁気エンコーダ(環状磁性体)
13 シールリップ

Claims (2)

  1. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介在される転動体と、前記内輪に一体回転可能に取り付けられる環状の磁気エンコーダと、前記外輪側に固定され、前記磁気エンコーダの回転に伴う磁気変化を検出する回転検出センサーと、前記内輪と前記外輪との間に形成される転動体配置空隙の軸方向外方端側をシールするシール装置とを備えるセンサー付き転がり軸受装置であって、
    前記磁気エンコーダは、磁性材料を含有する熱可塑性樹脂からなる樹脂製の磁性体又は鉄粉を磁性材料と共に焼結させた金属製の磁性体のいずれかであって周方向で磁気特性が交互に変化するよう磁化された環状磁性体であり、
    前記シール装置は、径方向外向きに延出して前記回転検出センサー側の端面に前記磁気エンコーダが接触配置される円盤状のセンサー対向壁部と、該センサー対向壁部の径方向外端から続く形で前記回転検出センサーの配置側とは逆側に向けて軸方向に延出する外周側筒状部とを有し、
    前記外周側筒状部の外周に嵌合固定される嵌合筒状部と、該嵌合筒状部から続く形で前記回転検出センサー側に延出して少なくとも前記磁気エンコーダの外周側と前記回転検出センサー側の面を被覆する磁気エンコーダ被覆部と、を有した非磁性の金属材料からなる環状の磁気エンコーダ保護部材と、
    前記磁気エンコーダ保護部材の径方向内方側の先端に一体化され、前記内輪の外周面に対し摺動可能に配置されたシールリップと、
    を備えるとともに、前記外周側筒状部の軸方向における延出先端側には、径方向外側に折れ曲がって延出する先端突出部が形成され、該先端突出部が、前記磁気エンコーダ保護部材における前記嵌合筒状部の軸方向先端面が前記磁気エンコーダの配置側の端面に当接する形で、該磁気エンコーダ保護部材の軸方向位置を規定する軸方向位置決め部となっていることを特徴とするセンサー付き転がり軸受装置。
  2. 前記磁気エンコーダと前記センサー対向壁部とが接着固定されている請求項1に記載のセンサー付き転がり軸受装置。
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