JP5196253B2

JP5196253B2 - センサー付き転がり軸受装置

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Publication number: JP5196253B2
Application number: JP2008194636A
Authority: JP
Inventors: 善紀増田; 淑人 ▲高▼田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-07-29
Also published as: JP2010031961A

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
９ＡＢＳ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

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。
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。