JP6383550B2

JP6383550B2 - 軸受用キャップ

Info

Publication number: JP6383550B2
Application number: JP2014065860A
Authority: JP
Inventors: 孝明上池
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2015190482A

Description

本発明は、軸受用キャップに関し、さらに具体的には、環状磁石を一体に備えた内輪を軸回転自在に支持する外輪の軸方向一端側開口部の内径部に装着されて、磁気センサと前記環状磁石との間に位置する状態で前記一端側開口部を封止する軸受用キャップに関する。

近時、自動車には、車輪の回転を検出して走行制御を行うＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）が広く採用されるようになった。前記のような回転を検出する機構として、周方向に多数のＮ極及びＳ極が着磁された環状磁石を、軸受装置の内輪に固定し、外輪或いは車体に磁気センサを設置し、この環状磁石の回転に伴う磁気変化を磁気センサによって検出する機構が挙げられる。特許文献１或いは特許文献２には、自動車の従動輪を回転自在に支持する転がり軸受の内輪にパルサーリング或いはエンコーダ（環状磁石）を配設し、この環状磁石に対向して磁気センサを配置した回転検出装置が開示されている。そして、本特許文献１或いは特許文献２では、磁気センサに対向して配置される環状磁石を保護し、泥水が付着しないようにするべく、外輪にセンサカバー（キャップ）が取り付けられている。このキャップとしては、環状磁石を保護でき、環状磁石から発生する磁気に影響を及ぼさないようにするため、非磁性金属材が用いられている。このようなキャップは、外輪の内径面に嵌合により装着され、これによって、外輪の軸方向に沿った一端側開口部が封止され、軸受空間内への泥水の浸入や、軸受空間内に充填された潤滑剤（グリース等）の外部への漏出が防止される。前記のような軸受装置の場合、内輪の回転に伴う軸受空間内の温度上昇によって、軸受空間の内圧が高くなる。そのため、キャップの外輪に対する嵌合は、この内圧によってもキャップが外れないような嵌合強度が求められる。

また、特許文献３には、前記のようなキャップではなく、外輪と内輪との間の環状の軸受空間の一端部に取り付けられるシールの取付構造が開示されている。そして、本特許文献３には、シール機能を確保し、且つ、外輪に対する取付け強度を大とする方策が記載されている。

特許第４２４４６３１号公報特開２０１２−２３２７０８号公報実用新案登録第２５６２３２８号公報

特許文献１に開示されたキャップは、金属材のみからなり、外輪に対する嵌合円筒部を求心方向に撓ませた状態で外輪の内径面に嵌合させ、嵌合円筒部の嵌合後の遠心方向への復元反力によって嵌合強度を高める例が記載されている。ところで、特許文献１のキャップは金属材のみからなるから、外輪との嵌合部は金属同士の嵌合となり、この金属嵌合部のシール機能を確保するには、キャップに高精度の加工が求められる。しかし、板金加工や絞り加工でこのような高精度な加工を行おうとすると、加工に時間と技量を要し、加工コストの高騰をきたすことにもなる。
また、特許文献２に開示されたキャップは、金属板製のキャップ本体と、その外周部に全周に亙り固定された弾性材製の円環状の係止部とを有し、外輪に装着された状態では、外輪の内径面に形成された係止溝に係止部が係止されるように構成されている。この場合、弾性材製の係止部が係止溝に弾性的に係止し、金属板製のキャップ本体は外輪に対して金属同士の嵌合を構成しない。そのため、金属同士の嵌合のみの場合に比べてシール性は確保されるが、キャップ本体が係止溝に嵌り込まないため、外輪に対する装着強度は強くなく、軸受空間の内圧の上昇等によって、外れる懸念があることは否めない。

さらに、特許文献３に開示されたシール構造では、シールを外輪に取付ける際、芯金リングの外周縁及びこの部分に被着してある弾性部材が、取付治具の作用を受けて拡径し、外輪の内径面に形成された周溝内に没入するよう構成されている。これによって、シールが外輪に一体に固定される。このシール構造の場合、芯金リングの内周縁部は、弾性リップを介して内輪の外径面に弾性的に摺接する。そのため、芯金リングは摺接抵抗に対して変形しない程度の強度が必要とされ、自ずと厚みの大きな金属板材によって構成されることになる。そのため、これを特許文献１及び２に示すように、環状磁石と磁気センサとの間に位置する状態で設けられるキャップに適用しようとすると、環状磁石と磁気センサとのエアギャップが大となり、磁気センサによる磁気検出精度が低下することになる。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、外輪に対する装着安定性及び密封性に優れ、しかも、環状磁石と磁気センサとの間のエアギャップを極力小さくすることができる軸受用キャップを提供することを目的としている。

本発明に係る軸受用キャップは、環状磁石を一体に備える内輪と、該内輪を軸回転自在に支持する外輪とを備える軸受装置における前記外輪の軸方向一端側開口部の内径部に装着されて、磁気センサと前記環状磁石との間に位置する状態で前記一端側開口部を前記内輪の軸方向一端側部及び前記環状磁石を非接触で覆うように封止する軸受用キャップであって、前記外輪は、前記内径部に周溝を備え、非磁性の金属製板材からなる円形のキャップ本体と、前記キャップ本体の外周縁部に固着された弾性体製の環状シール部とを備え、前記キャップ本体における前記外周縁部の径方向内側部分は圧入治具の被作用部とされ、該被作用部に前記圧入治具を作用させて当該軸受用キャップを前記内径部に装着させる際、前記キャップ本体の外周縁部は前記環状シール部と共に拡径して前記周溝内に嵌入され、これによって前記外輪に一体に装着されるよう構成され、前記キャップ本体における前記被作用部の径方向内側部であって、前記環状磁石と前記磁気センサとの間に位置する部分は、環状円板部からなり、前記被作用部における前記圧入治具が作用する面は、前記環状シール部を構成する弾性体が一体に固着されるも、前記環状円板部には当該弾性体が固着されておらず、前記被作用部と前記環状円板部との間には、当該環状円板部と前記被作用部とを段差状に連接する連接部が介在し、且つ、当該連接部は前記圧入治具による圧入方向に沿って漸次径大化した形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、軸受用キャップは、外輪の軸方向一端側開口部に装着されて当該開口部を封止するから、軸受における軌道輪を含む軸受空間が密封され、軸受空間内への泥水等の浸入や軸受空間内に充填される潤滑剤の漏出等が防止される。また、当該軸受用キャップは、内輪に一体に備えられる環状磁石と、磁気センサとの間に位置する状態で外輪に装着されるから、環状磁石に対する泥水や塵埃等のアタックが阻止され、これら泥水や塵埃等による環状磁石の傷つきが抑えられる。さらに、当該軸受用キャップの外輪に対する圧入治具による装着時には、キャップ本体の外周縁部は弾性体製の環状シール部と共に拡径して前記周溝内に嵌入されるから、装着部は金属同士の嵌合ではなく前記環状シール部を介した弾性的な密嵌状態となり、優れた密封性が確保される。しかも、キャップ本体の外周縁部は拡径して周溝に嵌入した状態とされるから、外周縁部が周溝に拘束され、安定した装着性が得られる。したがって、金属同士の嵌合のように、嵌合強度を確保するためキャップ本体の板厚を大きくする必要がなく、また、特許文献３のように、摺接抵抗を生じるような弾性リップを持たないため、摺接抵抗による変形が生じないように板厚を大きくする必要もなく、可能な限りキャップ本体を板厚の小さな金属製板材で作製することができる。このように、キャップ本体の板厚を小さくすることにより、環状磁石と磁気センサとのエアギャップを小さくすることができ、加えて、金属製板材が非磁性であるから、回転検出精度の高い回転検出装置を構成することができる。

また、キャップ本体における磁気センサによる磁気検出に関与する部分が、環状円板部からなるから、環状磁石の軸回転に伴う軸方向に沿った設計公差によるぶれを考慮した前記エアギャップの設計上の自由度が向上する。これによって、エアギャップを小さくすることができ、磁気センサによる回転検出精度をより高めることができる。
さらに、環状円板部と被作用部との間に段差状の連接部が介在していることにより、被作用部に圧入治具を作用させて、当該軸受用キャップを外輪に装着させる際、圧入に伴う応力が環状円板部におよび難く、環状円板部の波打ち等の変形の発生を抑えることができる。これによって、キャップ本体をより薄手の金属製板材で作製することができ、エアギャップをより小さくすることができる。

本発明の軸受用キャップにおいて、前記被作用部は、前記圧入治具による圧入方向に沿って漸次径大化する円錐台形状部とされていても良い。
これによれば、被作用部が圧入治具による圧入方向に沿って漸次径大化する円錐台形状部とされているから、圧入治具による圧入力が被作用部を押し広げるように作用し、これにより前記外周縁部の径大化が円滑になされる。

本発明の軸受用キャップにおいて、前記被作用部は、前記外周縁部から折り返された折返部とされ、当該折返部は、前記圧入治具による圧入作用を受けて、折り畳まれるように変形するものであっても良い。
これによれば、被作用部が、前記圧入治具による圧入作用を受けて、折り畳まれるように変形する折返部とされているから、この折り畳みによる変形に伴い、外周縁部の拡径が円滑になされる。

本発明の軸受用キャップによれば、外輪に対する装着安定性及び密封性に優れ、しかも、環状磁石と磁気センサとの間のエアギャップを極力小さくすることができる。

本発明に係る第一の実施形態の軸受用キャップが装着された軸受装置の一例を示す概略的断面図である。図１のＸ部の拡大図である。同実施形態の軸受用キャップを外輪に装着する過程を示す図である。本発明に係る第二の実施形態の軸受用キャップを示す図２と同様図である。同実施形態の軸受用キャップを外輪に装着する過程を示す図３と同様図である。本発明に係る第三の実施形態の軸受用キャップを示す図２と同様図である。同実施形態の軸受用キャップを外輪に装着する過程を示す図３と同様図である。本発明に係る第四の実施形態の軸受用キャップを示す図２と同様図である。同実施形態の軸受用キャップを外輪に装着する過程を示す図３と同様図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。先ず、図１及び図２を参照して、本発明に係る第一の実施形態の軸受用キャップが装着された軸受装置について説明する。図１に示す軸受装置は、自動車の従動輪を回転自在に支持する軸受装置の一例としてのハブベアリングを示している。図例のハブベアリング（軸受装置）１は、車体（不図示）に固定される外輪２の内径部に２列の転動体（玉）３…を介して、ハブ輪４及び内輪部材（単に環状部材ということもある）５が軸Ｌの回りに回転自在に支持されている。ハブ輪４は、ハブフランジ４１を有し、該ハブフランジ４１に、不図示の従動輪（タイヤホイール）がボルト４１ａによって取付けられる。ハブ輪４と内輪部材５とにより回転部材としての内輪６が構成され、前記外輪２とこの内輪６との間に、前記転動体３…がリテーナ３ａに保持された状態で介装されている。転動体３…の介装部分を含む外輪２と内輪６との間が軸受空間Ｓとされ、この軸受空間Ｓには、転動体３…の転動を円滑にするための潤滑剤（例えば、グリース）が充填される。
以下において、図１の紙面左側を車輪側、右側を車体側と言う。

前記軸受空間Ｓの車輪側端部（他端部）における外輪２と内輪６（ハブ輪４）との間には、軸シールタイプのシールリング７が、内輪６（ハブ輪４）に対して摺接可能に装着されている。また、内輪６（内輪部材５）の車体側端部（一端部）の外径面５ａには、断面Ｌ形の金属製補強環８が、円筒部８ａをして嵌合一体とされ、内輪６とともに軸Ｌの回りに回転可能とされ、回転部材の一部を構成している。補強環８の円筒部８ａの一端部には該円筒部８ａに垂直な円板部８ｂが連成され、該円板部８ｂは、外向鍔状に形成されるとともに、該円板部８ｂの車体側の板面に環状磁石９が固着されている。この環状磁石９としては、例えば、ゴム材或いは樹脂材（図例はゴム材）に磁性粉を混練して環状に成型し、その周方向に多数のＮ極及びＳ極を交互に着磁した環状多極磁石が用いられるが、焼結体からなる環状多極磁石も使用可能である。環状磁石９としては、周方向１８０°の範囲のそれぞれに、Ｎ極及びＳ極を着磁したものであっても良い。そして、前記外輪２の車体側開口部（軸方向一端側開口部）２０の内径部２１に形成された周溝２２には、非磁性の金属製板材からなる軸受用キャップ１０が、前記環状磁石９に近接し、かつ、この環状磁石９を覆うように装着されている。車体側（固定側）には磁気センサ３０が、軸受用キャップ１０を介して、環状磁石９に対峙するよう設置され、環状磁石９と磁気センサ３０とにより、ハブ輪４に取付けられる車輪（従動輪）の回転検出装置３１が構成される。

図例の軸受用キャップ１０は、非磁性の金属製板材（例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板）からなる円形のキャップ本体１１と、キャップ本体１１の外周縁部１１ａに固着された弾性体（図例ではゴム）製の環状シール部１２とを備えている。キャップ本体１１における外周縁部１１ａの径方向内側部分は、円環状の圧入治具４０（図３参照）の被作用部１１ｂとされ、この被作用部１１ｂの径方向内側部には、環状円板部１１ｄが連接部１１ｃを介して段差状に連接されている。また、環状円板部１１ｄは、第２のテーパ状連接部１１ｅを介して軸Ｌを中心とする円板部１１ｆに連接されている。この環状円板部１１ｄは、当該軸受用キャップ１０が図１に示すようにハブベアリング１に装着された状態では、この環状磁石９と磁気センサ３０との間に位置するように設定される。また、被作用部１１ｂは、当該軸受用キャップ１０が図１に示すようにハブベアリング１に装着された状態では、平ワッシャ状の環状体であるが、ハブベアリング１に装着される前の状態（製品としての軸受用キャップ１０の状態）では、後記するように圧入治具４０による前記軸Ｌに平行な圧入方向（図３の白抜矢印ａ参照）に沿って漸次径大化する円錐台形状（テーパ形状）とされている。前記環状シール部１２は、連接部１１ｃ及び被作用部１１ｂの車体側の面から、外周縁部１１ａを車輪側に回り込むようにキャップ本体１１に固着され、この回り込み部分が厚肉のリップ部１２ａとされている。なお、環状シール部１２は、外周縁部１１ａを回り込む部分にのみ固着されていても良い。

前記のように構成される軸受用キャップ１０をハブベアリング１に装着する要領を、図３も参照して説明する。図３は、軸受用キャップ１０を外輪２に対して車体側開口部２０に軸受空間Ｓ側（車輪側）に向け装着する過程であって、キャップ本体１１の外周縁部１１ａ及び環状シール部１２のリップ部１２ａが、前記周溝２２の車体側溝壁２２ａを通過した状態を示している。図３において、軸受用キャップ１０は略原形状であることを示している。そして、キャップ本体１１の外周縁部１１ａの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小さく、さらに、環状シール部１２のリップ部１２ａの最大径ｄ３は周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小内径ｄ１より大で、溝底壁２２ｂの内径ｄ４より小とされている。軸受用キャップ１０の被作用部１１ｂに固着されている環状シール部１２に圧入治具４０を宛がい、当該圧入治具４０を白抜矢印ａ方向に圧入操作させることによって、環状シール部１２のリップ部１２ａが、車体側溝壁２２ａの車体側角部が面取されたテーパ状の外壁面２２ａａに当接し、その後、外壁面２２ａａの相対作用を受けて縮径方向に弾性変形して、車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を弾接しながら通過する。このとき、キャップ本体１１の外周縁部１１ａの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小とされているから、外周縁部１１ａがこの通過の障害とならず、リップ部１２ａと共に車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を通過する。この通過がなされると、図３に示すように、リップ部１２ａが弾性復元して、車体側溝壁２２ａのテーパ状内壁面２２ａｂに沿って周溝２２内に嵌り込んだ状態となる。

周溝２２の車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５は、外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされており、圧入治具４０による圧入操作をさらに継続すると、リップ部１２ａが車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａに当接する。その後さらに、圧入操作を継続すると、車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５が外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされ、且つ、内壁面２２ｃａが圧入方向ａに直交するよう形成されているので、被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが、車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａによって規制され、車輪側への変位が阻止される。このように被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが車輪側への変位が阻止された状態で、さらに圧入治具４０による圧入操作を継続すると、圧入力の分力が被作用部１１ｂの径大化方向に作用し、円錐台形状の被作用部１１ｂの底角が小さくなって外周縁部１１ａが環状シール部１２のリップ部１２ａと共に拡径して被作用部１１ｂが変形する。そして、この拡径によって、図２に示すように、リップ部１２ａが弾性変形を伴い周溝２２の底壁部２２ｂに圧接した状態で被作用部１１ｂの外周縁部１１ｂとリップ部１２ａが周溝２２内に嵌入する。図２の２点鎖線部は、リップ部１２ａの原形状を示している。これによって、軸受用キャップ１０が、外輪２の車体側内径部２１に安定的に装着され、外輪２の車体側開口部２０が密封される。この装着部は、金属同士の嵌合ではなく、リップ部１２ａを介した弾性的な密嵌状態となり、優れた密封性が確保される。しかも、キャップ本体１１の外周縁部１１ａは拡径して周溝２２に嵌入した状態とされるから、外周縁部１１ａが周溝２２に拘束され、安定した装着性が得られる。したがって、金属同士の嵌合のように、嵌合強度を確保するためにキャップ本体１１の板厚を大きくする必要がない。

前記のように軸受用キャップ１０が装着された状態で図１及び図２に示すようなハブベアリング１が構成され、軸受用キャップ１０の環状円板部１１ｄを介して環状磁石９に対峙するよう車体側に磁気センサ３０が設置される。これによって、車輪の回転検出装置が構成されると共に、環状磁石９に対する泥水や塵埃等のアタックが阻止され、これらによる環状磁石の傷つきが抑えられる。しかも、キャップ本体１１の板厚を小さくすることができるから、環状磁石９と磁気センサ３０とのエアギャップを小さくすることができ、加えて、キャップ本体１１が非磁性の金属製板材製であるから、回転検出精度の高い回転検出装置を構成することができる。また、環状円板部１１ｄと被作用部１１ｂとの間に段差状の連接部１１ｃが介在していることにより、圧入治具４０による圧入操作の際、圧入に伴う応力が環状円板部１１ｄにおよび難く、環状円板部１１ｄの波打ち等の変形の発生を抑えることができる。これによって、キャップ本体１１をより薄手の金属製板材で作製することができ、エアギャップをより小さくすることができる。特に、自動車用のハブベアリング１のような軸受装置の場合、稼働（内輪６の回転）中に軸受空間Ｓの内圧が高くなり、この内圧が軸受用キャップ１０に対して車体側に作用するが、前記のように安定した装着性によって、この内圧の上昇によっても軸受用キャップ１０が外れる懸念がない。

なお、本実施形態の軸受用キャップ１０において、被作用部１１ｂに圧入治具４０を宛がいながら圧入することによって、被作用部１１ｂの拡径変形を伴い外輪２に装着するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、全体形状が本実施形態と同じキャップ本体１１において、被作用部１１ｂから連接部１１ｃと環状円板部１１ｄとの屈曲部までを被作用部とし、この屈曲部に圧入治具４０を宛がって同様に圧入操作をし、屈曲部から外径側部分を拡径変形させて装着するようにしても良い。また、キャップ本体１１を外径側のテーパ形状部と内径側の円形平板部とからなるものとし、このテーパ形状部又はテーパ形状部と円形平板部との屈曲部に圧入治具４０を宛がって同様に圧入操作をし、外径側部分を拡径変形させて装着するようにしても良い。この場合は、円形平板部が、環状磁石９と磁気センサ３０との間に位置することになる。

図４及び図５は、本発明に係る軸受用キャップの第二の実施形態を示している。本実施形態の軸受用キャップ１０Ａにおけるキャップ本体１１では、圧入治具の被作用部１１ｂが、キャップ本体１１の外周縁部１１ａから折り返された折返部とされ、別言すれば、折返部の最外周部が外周縁部１１ａとされている。さらに詳しくは、被作用部１１ｂは、連接部１１ｃを介して前記と同様の環状円板部１１ｄに連接される折返基部１１ｂａと、該折返基部１１ｂａの外径側から外周縁部１１ａを含む湾曲部１１ｂｂを経て車体側に折り返された折返部片１１ｂｃとからなる。そして、環状シール部１２は、連接部１１ｃ及び被作用部１１ｂの車体側の面（湾曲部１１ｂｂの内面も含む）から、湾曲部１１ｂｂの外面に沿い外周縁部１１ａを車輪側に回り込むようにキャップ本体１１に固着され、この回り込み部分が厚肉のリップ部１２ａとされている。なお、環状シール部１２は、前記と同様に、外周縁部１１ａを回り込む部分にのみ固着されていても良い。その他の構成は第一の実施形態と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、以下では一部その説明を省略する。

前記のように構成される軸受用キャップ１０Ａをハブベアリング１に装着する要領を説明する。図５は、軸受用キャップ１０Ａを外輪２の車体側開口部２０に軸受空間Ｓ側（車輪側）に向け装着する過程であって、キャップ本体１１の外周縁部１１ａ及び環状シール部１２のリップ部１２ａが、前記周溝２２の車体側溝壁２２ａを通過した状態を示している。図５において、軸受用キャップ１０Ａは原形状であることを示している。そして、キャップ本体１１の外周縁部１１ａの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小さく、さらに、環状シール部１２のリップ部１２ａの最大径ｄ３は周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小内径ｄ１より大で、溝底壁２２ｂの内径ｄ４より小とされている。軸受用キャップ１０Ａの被作用部１１ｂに固着されている環状シール部１２に圧入治具４０を宛がい、当該圧入治具４０を白抜矢印ａ方向に圧入操作させることによって、環状シール部１２のリップ部１２ａが車体側溝壁２２ａの車体側角部が面取されたテーパ状の外壁面２２ａａに当接し、その後、外壁面２２ａａの相対作用を受けて縮径方向に弾性変形して、車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を弾接しながら通過する。このとき、キャップ本体１１の外周縁部１１ａの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小とされているから、外周縁部１１ａがこの通過の障害とならず、リップ部１２ａと共に車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を通過する。この通過がなされると、図５に示すように、リップ部１２ａが弾性復元して、車体側溝壁２２ａのテーパ状内壁面２２ａｂに沿って周溝２２内に嵌り込んだ状態となる。

周溝２２の車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５は、外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされており、圧入治具４０による圧入操作をさらに継続すると、リップ部１２ａが車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａに当接する。その後さらに、圧入操作を継続すると、車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５が外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされ、且つ、内壁面２２ｃａが圧入方向ａに直交するよう形成されているので、被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが、車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａによって規制され、車輪側への変位が阻止される。このように被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが車輪側への変位が阻止された状態で、さらに圧入治具４０による圧入操作を継続すると、被作用部１１ｂの折返基部１１ｂａに対して折返部片１１ｂｃが折り畳まれるように変形する。この折り畳みによる変形は、湾曲部１１ｂｂの曲率半径を小さくするようになされ、これに伴い外周縁部１１ａは、周溝２２の溝底部２２ｂに向かって拡径する。そして、この外周縁部１１ａの拡径によって、リップ部１２ａが周溝２２の溝底部２２ｂ及び車体側溝壁２２ａの内壁面２２ａｂに弾性変形を伴い弾接する。図４における２点鎖線部はリップ部１２ａの原形状を示している。これによって、軸受用キャップ１０Ａが、外輪２の車体側内径部２１に安定的に装着され、外輪２の車体側開口部２０が密封される。この装着部は、前記と同様に金属同士の嵌合ではなく、リップ部１２ａを介した弾性的な密嵌状態となり、優れた密封性が確保される。しかも、キャップ本体１１の外周縁部１１ａは拡径して周溝２２に嵌入した状態とされるから、外周縁部１１ａが周溝２２に拘束され、安定した装着性が得られる。したがって、金属同士の嵌合のように、嵌合強度を確保するためにキャップ本体１１の板厚を大きくする必要がない。

前記のように軸受用キャップ１０Ａが装着された状態で図４に示すようなハブベアリング１が構成され、軸受用キャップ１０Ａの環状円板部１１ｄを介して環状磁石９に対峙するよう車体側に磁気センサ３０が設置される。これによって、車輪の回転検出装置が構成されると共に、環状磁石９に対する泥水や塵埃等のアタックが阻止され、これらによる環状磁石の傷つきが抑えられる。しかも、キャップ本体１１の板厚を小さくすることができるから、環状磁石９と磁気センサ３０とのエアギャップを小さくすることができ、加えて、キャップ本体１１が前記と同様に非磁性の金属製板材製であるから、回転検出精度の高い回転検出装置を構成することができる。また、本実施形態においても、環状円板部１１ｄと被作用部１１ｂとの間に段差状の連接部１１ｃが介在していることにより、圧入治具４０による圧入操作の際、圧入に伴う応力が環状円板部１１ｄにおよび難く、環状円板部１１ｄの波打ち等の変形の発生を抑えることができる。これによって、キャップ本体１１をより薄手の金属製板材で作製することができ、エアギャップをより小さくすることができる。また、本実施形態の軸受用キャップ１０Ａおいても、稼働中の軸受空間Ｓの内圧の上昇によって外れる懸念がない。

図６及び図７は、本発明に係る軸受用キャップの第三の実施形態を示す。本実施形態の軸受用キャップ１０Ｂにおけるキャップ本体１１では、圧入治具の被作用部１１ｂが、キャップ本体１１の外周縁部１１ａから折り返された折返部とされ、第二の実施形態と同様に、折返部の最外周部が外周縁部１１ａとされている。さらに詳しくは、被作用部１１ｂは、図７の原形に示すように、連接部１１ｃを介して前記と同様の環状円板部１１ｄに連接される折返基部１１ｂａと、該折返基部１１ｂａの外径側から外周縁部１１ａを含む円筒部１１ｂｄを経て車体側からさらに車輪側に折り返された円弧状の折返部片１１ｂｅとからなる。そして、環状シール部１２は、連接部１１ｃ及び被作用部１１ｂの車体側の面（円筒部１１ｂｄ及び折返部片１１ｂｅの内面も含む）から、円筒部１１ｂｄの外面に沿い外周縁部１１ａを車輪側に回り込むようにキャップ本体１１に固着され、この回り込み部分の一部が厚肉のリップ部１２ａとされている。この実施形態では、折返部片１１ｂｅから円筒部１１ｂｄに及ぶスリット（不図示）を周方向に沿って適宜間隔毎に設けるようにしても良い。このようなスリットを設けることによって、環状シール部１２の形成時に、円筒部１１ｂｄ及び折返部片１１ｂｅの内外面間に環状シール部１２を効果的に行き渡らせることができる。また、後記するように、圧入治具４０による圧入操作の際の、折返部片１１ｂｅ及び円筒部１１ｂｄのかしめを伴った拡径変形が生じやすくなる。さらに、図例では、回り込み部分の一部を厚肉のリップ部１２ａとしているが、回り込み部を薄肉の被覆層の状態としても良い。
なお、環状シール部１２は、前記と同様に、外周縁部１１ａを回り込む部分にのみ固着されていても良い。その他の構成は第一及び第二の実施形態と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、以下では一部その説明を省略する。

前記のように構成される軸受用キャップ１０Ｂをハブベアリング１に装着する要領を説明する。図７は、軸受用キャップ１０Ｂを外輪２の車体側開口部２０に軸受空間Ｓ側（車輪側）に向け装着する過程であって、キャップ本体１１の外周縁部１１ａ及び環状シール部１２のリップ部１２ａの一部が、前記周溝２２の車体側溝壁２２ａを通過した状態を示している。図７において、軸受用キャップ１０Ｂは原形状であることを示している。そして、キャップ本体１１の外周縁部１１ａの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小さく、さらに、環状シール部１２のリップ部１２ａの最大径ｄ３は周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小内径ｄ１より大で、溝底壁２２ｂの内径ｄ４より小とされている。軸受用キャップ１０Ｂの被作用部１１ｂに固着されている環状シール部１２に圧入治具４０を宛がい、当該圧入治具４０を白抜矢印ａ方向に圧入操作させることによって、環状シール部１２のリップ部１２ａが車体側溝壁２２ａの車体側角部が面取されたテーパ状の外壁面２２ａａに当接し、その後、外壁面２２ａａの相対作用を受けて縮径方向に弾性変形して、車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を弾接しながら通過する。このとき、キャップ本体１１の外周縁部１１ａの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小とされているから、外周縁部１１ａがこの通過の障害とならず、リップ部１２ａと共に車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を通過しようとする。ここで用いられる圧入治具４０は、先端部の内径側が車輪側に突出した形状とされ、この突出部の外径側が車輪側に向け漸次縮径するテーパ面４０ａとされている。

周溝２２の車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５は、外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされており、圧入治具４０による圧入操作をさらに継続すると、リップ部１２ａが車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａに当接する。その後さらに、圧入操作を継続すると、車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５が外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされ、且つ、内壁面２２ｃａが圧入方向ａに直交するよう形成されているので、被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが、車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａによって規制され、車輪側への変位が阻止される。このように被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが車輪側への変位が阻止された状態で、さらに圧入治具４０による圧入操作を継続すると、圧入治具４０のテーパ部４０ａが、折返部片１１ｂｅを外径側に押しやるように作用する。これに伴い、折返部片１１ｂｅがこの部分を覆うリップ部１２ａと共に、周溝２２内に没入される。この没入は、円筒部１１ｂｄの一部がかしめられ、折返基部１１ｂａの外径側に連続するように変形し、このかしめ変形に伴い外周縁部１１ａは、周溝２２の溝底部２２ｂに向かって拡径変位する。そして、この外周縁部１１ａの拡径によって、リップ部１２ａが周溝２２の溝底部２２ｂ及び車体側溝壁２２ａの内壁面２２ａｂに弾性変形を伴い弾接する。これによって、軸受用キャップ１０Ｂが、外輪２の車体側内径部２１に安定的に装着され、外輪２の車体側開口部２０が密封される。この装着部は、前記と同様に金属同士の嵌合ではなく、リップ部１２ａを介した弾性的な密嵌状態となり、優れた密封性が確保される。しかも、キャップ本体１１の外周縁部１１ａは拡径して周溝２２に嵌入した状態とされるから、外周縁部１１ａが周溝２２に拘束され、安定した装着性が得られる。したがって、金属同士の嵌合のように、嵌合強度を確保するためにキャップ本体１１の板厚を大きくする必要がない。

前記のように軸受用キャップ１０Ｂが装着された状態で図６に示すようなハブベアリング１が構成され、軸受用キャップ１０Ｂの環状円板部１１ｄを介して環状磁石９に対峙するよう車体側に磁気センサ３０が設置される。これによって、車輪の回転検出装置が構成されると共に、環状磁石９に対する泥水や塵埃等のアタックが阻止され、これらによる環状磁石の傷つきが抑えられる。しかも、キャップ本体１１の板厚を小さくすることができるから、環状磁石９と磁気センサ３０とのエアギャップを小さくすることができ、加えて、キャップ本体１１が前記と同様に非磁性の金属製板材製であるから、回転検出精度の高い回転検出装置を構成することができる。また、本実施形態においても、環状円板部１１ｄと被作用部１１ｂとの間に段差状の連接部１１ｃが介在していることにより、圧入治具４０による圧入操作の際、圧入に伴う応力が環状円板部１１ｄにおよび難く、環状円板部１１ｄの波打ち等の変形の発生を抑えることができる。これによって、キャップ本体１１をより薄手の金属製板材で作製することができ、エアギャップをより小さくすることができる。また、本実施形態の軸受用キャップ１０Ｂおいても、稼働中の軸受空間Ｓの内圧の上昇によって外れる懸念がない。

図８及び図９は、本発明に係る軸受用キャップの第四の実施形態を示す。本実施形態の軸受用キャップ１０Ｃにおけるキャップ本体１１では、圧入治具の被作用部１１ｂが、キャップ本体１１の外周縁部１１ａから折り返された折返部とされ、第二の実施形態と同様に、折返部の最外周部が外周縁部１１ａとされている。さらに詳しくは、被作用部１１ｂは、図９の原形に示すように、連接部１１ｃを介して前記と同様の環状円板部１１ｄに連接される折返基部１１ｂａと、該折返基部１１ｂａの外径側から屈曲部１１ｂｆを経て車体側に鋭角に折り返された、後記するように外周縁部１１ａとなる部分を含むテーパ形状の折返部片１１ｂｇとからなる。そして、環状シール部１２は、連接部１１ｃ及び被作用部１１ｂの車体側の面（屈曲部１１ｂｆ及び折返部片１１ｂｇの内面も含む）から、折返部片１１ｂｇ及び屈曲部１１ｂｆの外面に沿い車輪側に回り込むようにキャップ本体１１に固着され、この回り込み部分の一部が厚肉のリップ部１２ａとされている。この実施形態では、折返部片１１ｂｇから屈曲部１１ｂｆに及ぶスリット（不図示）を周方向に沿って適宜間隔毎に設けるようにしても良い。このようなスリットを設けることによって、環状シール部１２の形成時に、円筒部１１ｂｄ及び折返部片１１ｂｅの内外面間に環状シール部１２を効果的に行き渡らせることができる。また、後記するように、圧入治具４０による圧入操作の際の、折返部片１１ｂｇ及び屈曲部１１ｂｆのかしめを伴った拡径変形が生じやすくなる。さらに、図例では、回り込み部分の一部を厚肉のリップ部１２ａとしているが、この実施形態でも回り込み部を薄肉の被覆層の状態としても良い。
なお、環状シール部１２は、前記と同様に、外周縁部１１ａを回り込む部分にのみ固着されていても良い。その他の構成は第一から第三の実施形態と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、以下では一部その説明を省略する。

前記のように構成される軸受用キャップ１０Ｃをハブベアリング１に装着する要領を説明する。図９は、軸受用キャップ１０Ｃを外輪２の車体側開口部２０に軸受空間Ｓ側（車輪側）に向け装着する過程であって、キャップ本体１１の外周縁部１１ａ及び環状シール部１２のリップ部１２ａの一部が、前記周溝２２の車体側溝壁２２ａを通過した状態を示している。図９において、軸受用キャップ１０Ｂは原形状であることを示している。そして、キャップ本体１１の屈曲部１１ｂｆの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小さく、さらに、環状シール部１２のリップ部１２ａの最大径ｄ３は周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小内径ｄ１よりやや大で、溝底壁２２ｂの内径ｄ４より小とされている。軸受用キャップ１０Ｃの被作用部１１ｂに固着されている環状シール部１２に圧入治具４０を宛がい、当該圧入治具４０を白抜矢印ａ方向に圧入操作させることによって、環状シール部１２のリップ部１２ａが車体側溝壁２２ａの車体側角部が面取されたテーパ状の外壁面２２ａａに当接し、その後、外壁面２２ａａの相対作用を受けて縮径方向に弾性変形して、車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を弾接しながら通過する。このとき、キャップ本体１１の屈曲部１１ｂｆの最大径ｄ２は、周溝２２の車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１より小とされているから、屈曲部１１ｂｆがこの通過の障害とならず、リップ部１２ａと共に車体側溝壁２２ａの最小径ｄ１部を通過しようとする。ここで用いられる圧入治具４０は、第三の実施形態と同様に先端部の内径側が車輪側に突出した形状とされ、この突出部の外径側が車輪側に向け漸次縮径するテーパ面４０ａとされている。

周溝２２の車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５は、外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされており、圧入治具４０による圧入操作をさらに継続すると、リップ部１２ａが車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａに当接する。その後さらに、圧入操作を継続すると、車輪側溝壁２２ｃの内径ｄ５が外周縁部１１ａの最大径ｄ２より小とされ、且つ、内壁面２２ｃａが圧入方向ａに直交するよう形成されているので、被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが、車輪側溝壁２２ｃの内壁面２２ｃａによって規制され、車輪側への変位が阻止される。このように被作用部１１ｂ及びリップ部１２ａが車輪側への変位が阻止された状態で、さらに圧入治具４０による圧入操作を継続すると、圧入治具４０のテーパ部４０ａが、折返部片１１ｂｇを外径側に押しやるように作用する。これに伴い、折返部片１１ｂｇの一部がかしめられ、折返基部１１ｂａの外径側に連続するように変形し、この変形に伴い屈曲部１１ｂｆが原形位置より外径側に変位した位置に形成される。これにより外周縁部１１ａは、実質的に周溝２２の溝底部２２ｂに向かって拡径するように変位する。そして、この外周縁部１１ａの拡径変位によって、リップ部１２ａが周溝２２の溝底部２２ｂ及び車体側溝壁２２ａの内壁面２２ａｂに弾性変形を伴い弾接する。これによって、軸受用キャップ１０Ｃが、外輪２の車体側内径部２１に安定的に装着され、外輪２の車体側開口部２０が密封される。この装着部は、前記と同様に金属同士の嵌合ではなく、リップ部１２ａを介した弾性的な密嵌状態となり、優れた密封性が確保される。しかも、キャップ本体１１の外周縁部１１ａは拡径して周溝２２に嵌入した状態とされるから、外周縁部１１ａが周溝２２に拘束され、安定した装着性が得られる。したがって、金属同士の嵌合のように、嵌合強度を確保するためにキャップ本体１１の板厚を大きくする必要がない。

前記のように軸受用キャップ１０Ｃが装着された状態で図８に示すようなハブベアリング１が構成され、軸受用キャップ１０Ｃの環状円板部１１ｄを介して環状磁石９に対峙するよう車体側に磁気センサ３０が設置される。これによって、車輪の回転検出装置が構成されると共に、環状磁石９に対する泥水や塵埃等のアタックが阻止され、これらによる環状磁石の傷つきが抑えられる。しかも、キャップ本体１１の板厚を小さくすることができるから、環状磁石９と磁気センサ３０とのエアギャップを小さくすることができ、加えて、キャップ本体１１が前記と同様に非磁性の金属製板材製であるから、回転検出精度の高い回転検出装置を構成することができる。また、本実施形態においても、環状円板部１１ｄと被作用部１１ｂとの間に段差状の連接部１１ｃが介在していることにより、圧入治具４０による圧入操作の際、圧入に伴う応力が環状円板部１１ｄにおよび難く、環状円板部１１ｄの波打ち等の変形の発生を抑えることができる。これによって、キャップ本体１１をより薄手の金属製板材で作製することができ、エアギャップをより小さくすることができる。また、本実施形態の軸受用キャップ１０Ｃおいても、稼働中の軸受空間Ｓの内圧の上昇によって外れる懸念がない。

なお、前記実施形態において、キャップ本体１１の形状は、上述のものに限定されず、圧入冶具４０を作用させることによって、外周縁部１１ａを含む外径側部分が拡径変形して、環状シール部１２と共に外輪２の周溝２２に嵌入して、外輪２に一体に装着されるものであれば、キャップ本体１１は他の形状のものであっても良い。また、本発明に係る軸受用キャップが適用される軸受装置としてハブベアリングを例示したがこれに限定されず、外輪の一端部側開口部が密封されることが必要とされる軸受装置であれば、他の軸受装置にも望ましく適用可能である。さらに、当該軸受用キャップを構成する環状シール部１２も図例のものに限定されず、少なくともキャップ本体１１の外周縁部１１ａに固着される部分を含むものであれば他の形状のものであっても良い。加えて、キャップ本体１１を構成する非磁性の金属製板材としてオーステナイト系ステンレス鋼板を例示したが、他の非磁性の金属製板材によって構成するようにしても良い。

１ハブベアリング（軸受装置）
２外輪
２０一端側開口部
２１内径部
２２周溝
６内輪
９環状磁石
１０，１０Ａ〜１０Ｃ軸受用キャップ
１１キャップ本体
１１ａ外周縁部
１１ｂ被作用部
１１ｃ連接部
１１ｄ環状円板部
１２環状シール部
３０磁気センサ
４０圧入治具
ａ圧入方向
Ｌ軸

Claims

環状磁石を一体に備える内輪と、該内輪を軸回転自在に支持する外輪とを備える軸受装置における前記外輪の軸方向一端側開口部の内径部に装着されて、磁気センサと前記環状磁石との間に位置する状態で前記一端側開口部を前記内輪の軸方向一端側部及び前記環状磁石を非接触で覆うように封止する軸受用キャップであって、
前記外輪は、前記内径部に周溝を備え、
非磁性の金属製板材からなる円形のキャップ本体と、
前記キャップ本体の外周縁部に固着された弾性体製の環状シール部とを備え、
前記キャップ本体における前記外周縁部の径方向内側部分は圧入治具の被作用部とされ、該被作用部に前記圧入治具を作用させて当該軸受用キャップを前記内径部に装着させる際、前記キャップ本体の外周縁部は前記環状シール部と共に拡径して前記周溝内に嵌入され、これによって前記外輪に一体に装着されるよう構成され、
前記キャップ本体における前記被作用部の径方向内側部であって、前記環状磁石と前記磁気センサとの間に位置する部分は、環状円板部からなり、
前記被作用部における前記圧入治具が作用する面は、前記環状シール部を構成する弾性体が一体に固着されるも、前記環状円板部には当該弾性体が固着されておらず、
前記被作用部と前記環状円板部との間には、当該環状円板部と前記被作用部とを段差状に連接する連接部が介在し、且つ、当該連接部は前記圧入治具による圧入方向に沿って漸次径大化した形状とされていることを特徴とする軸受用キャップ。
請求項１に記載の軸受用キャップにおいて、
前記被作用部は、前記圧入治具による圧入方向に沿って漸次径大化する円錐台形状部とされていることを特徴とする軸受用キャップ。
請求項１に記載の軸受用キャップにおいて、
前記被作用部は、前記外周縁部から折り返された折返部とされ、当該折返部は、前記圧入治具による圧入作用を受けて、折り畳まれるように変形することを特徴とする軸受用キャップ。