JP6817618B2 - 磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両における車輪支持部の車両用軸受に用いられる磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置に関する。

前記のような磁気エンコーダとしては、内輪の外周面に嵌合されるスリンガ（これと同等の部材も含む）に、周方向に複数の磁極（Ｎ極、Ｓ極）が交互に着磁された磁性ゴム（環状磁石）が固着されて回転検出用の磁気エンコーダが構成される例が示されている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１にも示されているように、前記のような磁気エンコーダと、外輪の内周面に嵌合される芯金及び該芯金に固着されて前記スリンガに弾接するシールリップを有するシール部材とが組み合わさって密封装置が構成される例も知られている。

特開２００７−２８５３７４号公報

ところで、特許文献１に示された磁気エンコーダにおいて、環状磁石を一体に備える金属環としてのスリンガは、内輪の外周面にのみ所定の締め代をもって嵌合されている。しかし、例えば車両走行に伴い、内輪が荷重を受けて変形を生じた場合、スリンガの内輪に対する嵌合力の偏りが生じ、エンコーダと車体側に設置された磁気センサとの相対的な位置ずれが生じて回転検出機能の精度が低下することにもなる。また、内輪の変形が大きい場合には、スリンガの内輪に対する嵌合力が弱まってエンコーダが内輪から外れる可能性も予想される。さらに、内輪に限らず、外輪の場合でも同様に変形すると、シール部材の金属環としての芯金の外輪に対する嵌合力の偏りが生じて、シールリップのスリンガに対する周方向の弾接状態が不均等になり、シール機能が低下したり回転トルクに変動を来したりすることにもなる。また、外輪の変形が大きい場合には、芯金の外輪に対する嵌合力が弱まってシール部材が外輪から外れることも予想される。このようにスリンガや芯金等の金属環は、嵌合対象の部材（回転側部材、固定側部材）が、車両走行に伴い変形した際でも、前記のような懸念が少なくなるように、スリンガや芯金を構成する金属環の取付け位置の安定化を図ることが求められていた。

本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、車両用軸受における取付け対象の部材に、嵌合によって取付けられる金属環の取付け位置が安定的に維持される磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置を提供することを目的としている。

本発明に係る磁気エンコーダは、 車両に固定される固定側部材と、前記固定側部材に対して径方向内側に設けられるとともに該固定側部材に対して軸回転可能に支持される回転側部材とを備える車両用軸受に用いられる磁気エンコーダであって、前記回転側部材に取付けられる金属環と、周方向にＮ極及びＳ極を交互に有して前記金属環に一体に固着される環状磁石とを備え、
前記金属環は、前記回転側部材の内周面に嵌合される内側筒部と、前記回転側部材の外周面に嵌合される外側筒部と、前記内側筒部及び前記外側筒部を一体に接続する接続部と、前記外側筒部の一端部より前記回転側部材の端面側に折り返す折返し筒部と、前記折返し筒部の前記端面側の端部より径方向外向きに延出され前記環状磁石が固着される円輪部とを有し、前記外側筒部と前記内側筒部とが、径方向に延びるとともに前記接続部を構成する円板部を介して連続的に形成され、前記内側筒部及び前記外側筒部が前記回転側部材に対して嵌合された状態では前記円板部が前記端面に密着して配置され、前記環状磁石の着磁面が前記端面側に配備されていることを特徴とする。

本発明の磁気エンコーダによれば、例えば車両走行時等に、回転側部材に荷重が作用して、回転側部材が径方向に変形した場合、金属環における内側筒部及び外側筒部の一方の筒部の回転側部材に対する締め代が小さくなる。しかし、内側筒部及び外側筒部の他方の筒部の回転側部材に対する締め代は大きくなる。したがって、回転側部材が径方向に変形しても、金属環に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、回転側部材に対する金属環の取付け位置が安定的に維持され、金属環が回転側部材から外れることが抑制される。そして、環状磁石を備える金属環の回転側部材に対する取付け位置が安定的に維持される。その結果、磁気センサによる回転検出精度が低下することを抑制できる。また金属環を一部材で構成できるため、部品点数を増大させることなく、回転側部材に対する取付け位置が安定した磁気エンコーダとすることができる。

本発明の密封装置によれば、車両に固定される固定側部材と、該固定側部材に対して軸回転可能に支持される回転側部材との間に存在する環状空間を密封する車両用軸受に用いられる密封装置であって、前記固定側部材に取付けられる芯金と、請求項１に記載の金属環に近接乃至は弾接するシールリップを有して前記芯金に一体に固着されたシール体とを備えたシール部材と、請求項１に記載された磁気エンコーダとが組み合わさって構成されることを特徴とする。

本発明によれば、車両用軸受における取付け対象の部材に、嵌合によって取付けられる金属環の取付け位置が安定的に維持される磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置を提供することができる。

本発明に係る磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置が適用される軸受装置の一例を示す概略的縦断面図である。 図１のＸ部の拡大図であって、本発明に係る磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置の一実施形態を示す図である。 同実施形態における回転側部材に対する磁気エンコーダの取付け態様の第一の変形例を示す要部の断面図である。 同第二の変形例を示す図３と同様図である。 同第三の変形例を示す図３と同様図である。 同第四の変形例を示す図３と同様図である。 同第五の変形例を示す図３と同様図である。 本発明に係る磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置が適用される軸受装置の他の例を示す概略的縦断面図である。 図８のＹ部の拡大図であって、本発明に係る磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置の別の実施形態を示す図である。 同実施形態の磁気エンコーダであって、密封装置を構成しない場合の例を示す図９と同様図である。 同実施形態のシール部材であって、磁気エンコーダと組み合されずに密封装置を構成する例を示す図９と同様図である。 図８のＺ部の拡大図であって、本発明に係るシール部材のさらに別の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、自動車の車輪（不図示）を軸回転可能に支持する車両用軸受（軸受装置）１を示す。この軸受装置１は、外輪回転のハブベアリングであって、大略的に、ハブ輪からなる外輪（回転側部材）２と、内輪（固定側部材）３と、内輪３の車体側に嵌合一体とされる内輪部材４と、外輪２と内輪３及び内輪部材４との間に介装される２列の転動体（ボール）５…とを含んで構成される。この例では、内輪３及び内輪部材４が固定側部材とされ、内輪３が固定シャフト６にスプライン嵌合され、ナット７によって固定シャフト６に抜脱不能に一体化されている。回転側部材としての外輪２は、固定側部材としての内輪３及び内輪部材４に対して軸Ｌ回りに軸回転可能に支持され、外輪２と内輪３及び内輪部材４との間に環状空間（軸受空間）Ｓが形成される。環状空間としての軸受空間Ｓ内には、２列の転動体５…が、リテーナ５ａに保持された状態で、外輪２の軌道輪２ａ、内輪３及び内輪部材４の軌道輪３ａ，４ａを転動可能に介装されている。外輪２は、円筒形状のハブ輪本体２０と、ハブ輪本体２０より立上基部２１を介して径方向外側に延出するよう形成されたハブフランジ２２を有し、ハブフランジ２２にボルト２３及び不図示のナットによって従動用車輪（不図示）が取付固定される。以下において、軸Ｌ方向に沿って車輪に向く側（図１において左側を向く側）を車輪側、車体に向く側（同右側を向く側）を車体側と言う。

軸受空間Ｓの軸Ｌ方向に沿った車体側端部であって、外輪２と内輪部材４との間には、ベアリングシール（密封装置）９が装着され、軸受空間Ｓの軸Ｌ方向に沿った車体側端部が密封される。また、ハブ輪本体２０における車輪側端部の開口部にはキャップ１０が装着され、軸受空間Ｓの車輪側端部を含むハブ輪本体２０における車輪側端部の開口部が密封される。これによって、軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入や軸受空間Ｓ内に充填される潤滑剤（グリース等）の外部への漏出が防止される。

図２は、本願の第一の発明に係る磁気エンコーダ、第二の発明に係るシール部材及び第三の発明に係る密封装置の一実施形態を示す。本実施形態の磁気エンコーダ５０は、ベアリングシール９の一構成部材とされている。本実施形態の磁気エンコーダ５０は、外輪２（ハブ輪本体２０）に取付けられる金属環６０と、周方向にＮ極及びＳ極を交互に有して金属環６０に一体に固着された環状磁石７０とを備える。金属環６０は、ハブ輪本体２０（外輪２）の内周面２ｂに嵌合される内側筒部６１と、ハブ輪本体２０の外周面２ｃに嵌合される外側筒部６２と、内側筒部６１及び外側筒部６２を一体に接続する接続部６３とを有する。本実施形態では、さらに、金属環６０は、第一部材６０Ａと第二部材６０Ｂとからなる。第一部材６０Ａは、内側筒部６１及び内側筒部６１の車体側端部（一端部）６１ａより径方向外向きに延出された第一接続部６３Ａを有する。第二部材６０Ｂは、外側筒部６２及び外側筒部６２の車体側端部（一端部）６２ａより径方向外向きに延びて折り返す折返し部６２ｂを介して径方向内向きに延出された第二接続部６３Ｂを有する。内側筒部６１からの第一接続部６３Ａの延出方向と、外側筒部６２からの第二接続部６３Ｂの延出方向とが互いに向き合う関係の逆方向となる。そして、第一接続部６３Ａが車輪側になるとともに、第二接続部６３Ｂが車体側になるように、接着剤６４によって軸Ｌ方向に重ね合わされて一体に固着され、これにより接続部６３が構成されている。このような金属環６０の構成により、ハブ輪本体２０の車体側の内周面２ｂ、車体側端面２ｄ及び車体側の外周面２ｃは、それぞれ金属環６０の内側筒部６１、接続部６３を構成する第一接続部６３Ａ及び外側筒部６２によって密着的に覆われている。

また、第一部材６０Ａは、内側筒部６１の車輪側端部６１ｂから径方向内向きに延出された鍔状部６５を有し、この鍔状部６５には、後記する内輪側（固定側）金属環８０に弾接するシールリップ６６ａ，６６ｂ，６６ｃを有するシール体６６が一体に固着されている。したがって、第一部材６０Ａを含む金属環６０とシール体６６とによりシール部材６７が構成される。内輪側金属環８０は、円筒部８１と、円筒部８１の車体側端部８１ａから径方向外向きに延出された円輪部８２とからなる断面Ｌ形に形成されている。内輪側金属環８０の円筒部８１は、内輪部材４の外周面４ａに嵌合されている。シール体６６は、ゴム等の弾性体からなり、金属環６０における鍔状部６５の車輪側面６５ａの一部から内径側端部６５ｂを回り込んで車体側面６５ｃ及び内側筒部６１の内周面６１ｃの全面に加硫成型により一体に固着されている。シールリップ６６ａはアキシャルリップであり、内輪側金属環８０における円輪部８２の車輪側面８２ａに弾接している。また、シールリップ６６ｂ，６６ｃはラジアルリップであり、円筒部８１の外周面８１ｂに先端部が互いに反方向に向くように弾接している。図２において２点鎖線で示すシールリップ６６ａ，６６ｂ，６６ｃは弾性変形前の原形状を示している（以下、同様）。このようにシール体６６を一体に固着する第一部材６０Ａは、シール体６６を支持する芯金の機能を奏するものとされる。

環状磁石７０は、磁性粉を含有するゴム磁石からなり、金属環６０における第二部材６０Ｂの第二接続部６３Ｂに加硫成型により一体に固着されている。さらに具体的には、第二接続部６３Ｂにおける車体側面６３Ｂａの外径側半部から折返し部６２ｂを回り込んで外側筒部６２の外周面６２ｃ及び車輪側端部６２ｄに至る部分が前記ゴム磁石によって覆われている。そして、前記ゴム磁石における第二接続部６３Ｂの車体側面６３Ｂａを覆う部分が環状磁石７０とされ、環状磁石７０の車体側面が周方向にＳ極及びＮ極が交互に着磁させれた着磁面７０ａとされている。この環状磁石７０と金属環６０とにより、磁気エンコーダ５０が構成される。車体側には、この磁気エンコーダ５０における環状磁石７０の着磁面７０ａに対峙するよう磁気センサ７１が設置され、磁気エンコーダ５０と磁気センサ７１とにより、車輪（不図示）の回転検出機構が構成される。

前記のように構成される磁気エンコーダ５０及びこれを一構成部材とするベアリンシール９を組付けた軸受装置１において、車両の走行に伴い車輪とともに外輪２及び磁気エンコーダ５０が軸Ｌ回りに一体的に回転する。この磁気エンコーダ５０の回転により、シールリップ６６ａ，６６ｂ，６６ｃが内輪側金属環８０に弾性的に摺接する。シールリップ６６ａ，６６ｂ，６６ｃの内輪側金属環８０に対する摺接により、外部から軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が阻止され、また、軸受空間Ｓ内に充填されている潤滑剤の外部漏出が防止される。また、磁気エンコーダ５０の回転により、磁気センサ７１が前記磁極（Ｓ極及びＮ極）の変化を検出し、この回転検出データが車輪の回転数や回転角度等の演算に供される。

そして、車両走行時等に、外輪２に荷重が作用して、外輪２が径方向に変形した場合、金属環６０における内側筒部６１及び外側筒部６２の一方の筒部の外輪２に対する締め代が小さくなる。しかし、内側筒部６１及び外側筒部６２の他方の筒部の外輪２に対する締め代は大きくなる。したがって、外輪２が径方向に変形しても、金属環６０に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、外輪２に対する金属環６０の取付け位置が安定的に維持され、金属環６０が外輪２から外れることが抑制される。また、環状磁石７０を備える金属環６０の外輪２に対する取付け位置も安定的に維持される。その結果、環状磁石７０と磁気センサ７１との相対位置関係も維持され、磁気センサ７１による回転検出精度が低下することを抑制することができる。さらに、環状磁石７０と磁気センサ７１とが干渉する懸念も生じ難くなる。

また、本実施形態では、金属環６０を構成する第一部材６０Ａ及び第二部材６０Ｂは互いに別部材とされる。したがって、第一部材６０Ａを構成する内側筒部６１及び／又は第二部材６０Ｂを構成する外側筒部６２の寸法精度（特に、外輪２に対する内側筒部６１及び／又は第二部材６０Ｂを構成する外側筒部６２の径）にばらつきがあっても、その影響を互いに受けることを抑制することができる。また、第一接続部６３Ａ及び第二接続部６３Ｂが軸Ｌ方向に重ね合わされ接着剤６４によって固着されて、第一部材６０Ａ及び第二部材６０Ｂが互いに一体に接続されているから、金属環６０が外輪２から外れることがより確実に抑制される。加えて、第一接続部６３Ａ及び第二接続部６３Ｂ間に接着剤６４が介在することにより、第一接続部６３Ａ及び第二接続部６３Ｂの間に泥水等が浸入することを抑制できる。さらに、本実施形態では、第二接続部６３Ｂが、外側筒部６２に対して折返し部６２ｂを介して延出されているから、その径方向幅が大きくなり、環状磁石７０の形成スペースを大きく確保できる。これにより、磁気センサ７１（図２参照）の設置位置に対応させるための設計の自由度が向上する。

なお、前記では、図２に示す例を本願の第一の発明に係る磁気エンコーダの一実施形態として述べたが、図２は、本願の第二の発明に係るシール部材さらには第三の発明に係る密封装置の一実施形態をも含んでいる。即ち、磁気エンコーダ５０を構成する金属環６０は、回転側部材及び固定側部材の一方の部材である外輪２に取付けられている。そして、当該金属環６０は、回転側部材及び固定側部材の他方の部材を構成する内輪側金属環８０に弾接するシールリップ６６ａ，６６ｂ，６６ｃを有するシール体６６を固着一体に備え、金属環６０とシール体６６とによりシール部材６７を構成している。したがって、当該シール部材６７は、本願の第二の発明に係るシール部材の一実施形態とみなすことができる。また、金属環６０は、磁気エンコーダ５０の一部を構成するものではあるが、シール部材６７をも構成することから、実質的に磁気エンコーダ５０とシール部材６７とが組み合わさってベアリングシール９を構成している。したがって、ベアリングシール９は本願の第三の発明に係る密封装置の一実施形態とみなすことができる。
また、図２に示す例において、シール体６６を第一部材６０Ａに代えて内輪側金属環８０に設け、シールリップ６６ａ，６６ｂ，６６ｃを第一部材６０Ａに近接乃至弾接させるようにして、金属環８０とシール体６６とによりシール部材を構成するようにしてもよい。

図３〜図７は、前記実施形態における外輪２に対する磁気エンコーダ５０の取付け態様の変形例を示す。このうち図３〜図５に示す例は、図２に示す例と同様に金属環６０が２部材からなり、図６及び図７に示す例は金属環６０が一部材からなる例を示している。
なお、図３〜図７に示す例でも、図２に示すようなシール体６６を有するシール部材６７が存在するが、便宜上その図示を省略している。また、図２及び図３〜図７に示す金属環の構造は、他の実施形態における金属環（芯金、スリンガ）の構造にも適用することは
可能である。

図３に示す例では、第二部材６０Ｂを構成する第二接続部６３Ｂが外側筒部６２の車体側端部６２ａより径方向内向きに延出されている。つまり、図３に示す第二部材６０Ｂは、折返し部６２（図２参照）を設けることなく、外側筒部６２の車体側端部６２ａが屈曲されて第二接続部６３Ｂが形成されている。また、環状磁石７０を構成するゴム磁石は、第二接続部６３Ｂの車体側面６３Ｂａと内径側端縁部６３Ｂｂとを連続的に覆っている。この例では、第一部材６０Ａ及び第二部材６０Ｂが径方向にコンパクトに構成されるから、磁気エンコーダ５０の径方向の設置スペースに制約がある場合等にも好ましく適用される。
その他の構成は、図２に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付して、その説明を割愛する。

図４に示す例では、第一部材６０Ａを構成する第一接続部６３Ａが内側筒部６１の車体側端部６１ａから径方向内向きに延出され、第二部材６０Ｂを構成する第二接続部６３Ｂが外側筒部６２の車体側端部６２ａから径方向内向きに延出されている。即ち、第一接続部６３Ａ及び第二接続部６３Ｂの延出方向が互いに同方向で、外輪２の内周面２ｂより内径側に突出する部分で第一接続部６３Ａ及び第二接続部６３Ｂが軸Ｌ方向で重なり、この重なり部分で接着剤６４を介して一体に固着されて接続部を構成している。また、環状磁石７０を構成するゴム磁石は、第二接続部６３Ｂの車体側面６３Ｂａと内径側端縁部６３Ｂｂとを連続的に覆っている。この例では、第二接続部６３Ｂの径方向幅が大きくなり、環状磁石７０の形成スペースを大きく確保できる。これにより、磁気センサ７１（図２参照）の設置位置に対応させるための設計の自由度が向上する。
その他の構成は、図２及び図３に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付して、その説明を割愛する。

図５に示す例では、図３に示す例における第二接続部６３Ｂの内径側端部が車輪側に延長されて屈折円筒部６３Ｂｃを有している。この屈折円筒部６３Ｂｃは、内側筒部６１の内周面６１ｃの一部にかしめられるよう形成され、このかしめによって、第一部材６０Ａと第二部材６０Ｂとが一体化されている。したがって、第一接続部６３Ａと第二接続部６３Ｂの軸Ｌ方向の重なり部分に接着剤６４（図２、図３参照）を介さなくてもよいが、一体化をより強固にするために接着剤６４を介することはもとより可能である。環状磁石７０を構成するゴム磁石は、第二接続部６３Ｂの車体側面６３Ｂａのみを覆っている。この例も、図３に示す例と同様に磁気エンコーダ５０の径方向の設置スペースに制約がある場合等にも好ましく適用される。
その他の構成は、図３に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付して、その説明を割愛する。

図６及び図７に示す例は、金属環６０が一部材からなる例を示し、さらに具体的には、外側筒部６２と内側筒部６１とが、径方向に延びる円板部６３Ｃを介して連続的に形成され、円板部６３Ｃが接続部６３を構成している。これらの例では、金属環６０が一部材から構成されるから、部品点数を増大させることなく、外輪２に対する取付け位置が安定した磁気エンコーダ５０とすることができる。
図６に示す例では、金属環６０は、内側筒部６１及び外側筒部６２の他に、内側筒部６１の車体側端部６１ａから径方向に内向きに延びて折り返す折返し部６１ｄと、折返し部６１ｄを介して径方向外向きに延出された円板部６３Ｃとを備える。円板部６３Ｃは、外側筒部６２の車体側端部６２ａに連続するように形成されている。そして、環状磁石７０を構成するゴム磁石は、円板部６３Ｃの車体側面６３Ｃａの全面から外側筒部６２の外周面６２ｃ及び車輪側端部６２ｄを覆っている。この例では、円板部６３Ｃが内側筒部６１の車体側端部６１ａより折返し部６１ｄを介して形成されているから、円板部６３Ｃの径方向幅が外輪２の車体側端面２ｄの径方向幅より大きく、環状磁石７０の形成スペースを大きく確保できる。これにより、磁気センサ７１（図２参照）の設置位置に対応させるための設計の自由度が向上する。

図７に示す例では、金属環６０は、内側筒部６１及び外側筒部６２の他に、外側筒部６２の車体側端部６２ａから径方向に外向きに延びて折り返す折返し部６２ｂと、折返し部６２ｂを介して径方向内向きに延出された円板部６３Ｃとを備える。円板部６３Ｃは、内側筒部６１の車体側端部６１ａに連続するように形成されている。そして、環状磁石７０を構成するゴム磁石は、円板部６３Ｃの車体側面６３Ｃａの全面から折返し部６２ｂを回り込むように覆っている。この例では、円板部６３Ｃが外側筒部６２の車体側端部６２ａより折返し部６２ｂを介して形成されているから、円板部６３Ｃの径方向幅が外輪２の車体側端面２ｄの径方向幅より大きく、図６の例と同様に環状磁石７０の形成スペースを大きく確保できる。これにより、磁気センサ７１（図２参照）の設置位置に対応させるための設計の自由度が向上する。
なお、図６及び図７に示す例において、折返し部６１ｄ（６２ｂ）を介さず内側筒部６１の車体側端部６１ａと外側筒部５２の車体側端部６２ａに直接連なる円板部を接続部としてもよい。図６及び図７に示す例のその他の構成は図２に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付して、その説明を割愛する。

図８は、本発明に係る磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置が適用される軸受装置の他の例を示す。この例の軸受装置１１は、内輪回転のハブベアリングであって、大略的に、外輪１２と、ハブ輪１３と、ハブ輪１３の車体側に嵌合一体とされる内輪部材１４と、外輪１２とハブ輪１３及び内輪部材１４との間に介装される２列の転動体（ボール）１６…とを含んで構成される。この例では、ハブ輪１３及び内輪部材１４が内輪１５を構成し、外輪１２は、自動車の車体（不図示）に固定される。また、ハブ輪１３にはドライブシャフト１７が同軸的にスプライン嵌合され、ドライブシャフト１７は等速ジョイント１８を介して不図示の駆動源（駆動伝達部）に連結される。ドライブシャフト１７はナット１９によって、ハブ輪１３と一体化され、ハブ輪１３のドライブシャフト１７からの抜脱が防止されている。回転側部材としての内輪１５（ハブ輪１３及び内輪部材１４）は固定側部材としての外輪１２に対して、軸Ｌ１回りに回転（軸回転）可能とされ、外輪１２と、内輪１５との間に環状空間（軸受空間）Ｓ１が形成される。環状空間としての軸受空間Ｓ１内には、２列の転動体１６…が、リテーナ１６ａに保持された状態で、外輪１２の軌道輪１２ａ、ハブ輪１３の軌道輪１３ａ及び内輪部材１４の軌道輪１４ａを転動可能に介装されている。ハブ輪１３は、円筒形状のハブ輪本体１３０と、ハブ輪本体１３０より立上基部１３１を介して径方向外側に延出されたハブフランジ１３２を有し、ハブフランジ１３２にボルト１３３及び不図示のナットによって駆動用車輪が取付固定される。以下においても、軸Ｌ１方向に沿って車輪に向く側（図８において左側を向く側）を車輪側、車体に向く側（同右側を向く側）を車体側と言う。

内輪１５には、等速ジョイント１８及びドライブシャフト１７を介して駆動源から回転力が伝達され、これによって内輪１５及び車輪（駆動輪）が回転する。軸受空間Ｓ１の軸Ｌ１方向に沿った両端部であって、外輪１２とハブ輪１３との間、及び、外輪１２と内輪部材１４との間には、ベアリングシール９０，１００が装着され、軸受空間Ｓ１の軸Ｌ方向に沿った両端部が密封される。これによって、軸受空間Ｓ１内への泥水等の浸入や軸受空間Ｓ１内に充填される潤滑剤（グリース等）の外部への漏出が防止される。

図９は、本発明に係る磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置の別の実施形態を示す。図９におけるベアリングシール９０は、本願の第三の発明に係る密封装置の別の実施形態であることを示している。本実施形態のベアリングシール（密封装置）９０は、回転側部材としての内輪１５（内輪部材１４）に取り付けられた磁気エンコーダ９１と、外輪１２の車体側端部１２０に取り付けられたシール部材９５とから構成される。磁気エンコーダ９１は、本願の第一の発明に係る磁気エンコーダの別の実施であることを示している。また、シール部材９５は、本願の第二の発明に係るシール部材の別の実施であることを示している。

磁気エンコーダ９１は、内輪部材１４に取付けられる金属環としてのスリンガ９２と、スリンガ９２における後記する円輪部９２５の車体側面９２５ａに固着された環状磁石９３とからなる。金属環としてのスリンガ９２は、回転側部材としての内輪部材１４の内周面１４ａに嵌合される内側筒部９２１と、内輪部材１４の外周面１４ｂに嵌合される外側筒部９２２と、内側筒部９２１及び外側筒部９２２を一体に接続する接続部９２３とを有する。さらに本実施形態のスリンガ９２は、外側筒部９２２の車輪側端部９２２ｂより車体側に折り返す折返し筒部９２４と、折返し筒部９２４の車体側端部９２４ａより径方向外向きに延出された円輪部９２５とを有している。接続部９２３は、内側筒部９２１の車体側端部（一端部）９２１ａと外側筒部９２２の車体側端部（一端部）９２２ａとに連続する円板部とされ、内側筒部９２１及び外側筒部９２２の内輪部材１４に対する嵌合状態では内輪部材１４の車体側端面１４ｃに密着する。環状磁石９３は、磁性粉を含有するゴム磁石からなり、スリンガ９２における円輪部９２５の車体側面９２５ａに加硫成型により一体に固着され、その車体側面が、周方向に沿ってＮ極及びＳ極が交互に着磁された着磁面９３ａとされている。車体側には、環状磁石９３の着磁面９３ａに対峙するように磁気センサ９３１が設置されている。
なお、内輪部材１４におけるスリンガ９２が嵌合される部分は、車体側に突出する円筒形状をなすように形成されている。

シール部材９５は、回転側部材及び固定側部材の一方の部材である外輪１２の車体側端部１２０に取り付けられる金属環としての芯金９６と、芯金９６に一体に固着されたシール体９７とからなる。金属環としての芯金９６は、外輪１２における車体側端部１２０の内周面１２０ａに嵌合される内側筒部９６１と、車体側端部１２０の外周面１２０ｂに嵌合される外側筒部９６２と、内側筒部９６１及び外側筒部９６２を一体に接続する接続部９６３とを有する。さらに、本実施形態の芯金９６は、内側筒部９６１の車輪側端部９６１ｂから径方向内向きに延出された鍔状部９６５を有している。接続部９６３は、内側筒部９６１の車体側端部（一端部）９６１ａと外側筒部９６２の車体側端部（一端部）９６２ａとに連続する円板部とされる。接続部９６３は、内側筒部９６１及び外側筒部９６２の外輪１２における車体側端部１２０に対する嵌合状態では車体側端部１２０の車体側端面１２０ｃに密着する。シール体９７は、ゴム等の弾性体からなり、スリンガ９２における円輪部９２５の車輪側面９２５ｂに弾接するアキシャルリップ（シールリップ）９７ａと、折返し筒部９２４の外周面９２４ｂに先端部が互いに反方向に向くよう弾接する２個のラジアルリップ（シールリップ）９７ｂ，９７ｃとを有している。この場合、スリンガ９２は、回転側部材及び固定側部材の他方の部材の一部に相当する。シール体９７は、芯金９６における鍔状部９６５の車輪側面９６５ａの一部から内径側端部９６５ｂを回り込んで車体側面９６５ｃ及び内側筒部９６１の内周面９６１ｃの全面と、接続部９６３の車体側面９６３ａの一部に加硫成型により一体に固着されている。

前記のように構成されるベアリンシール９０を組付けた軸受装置１１において、ドライブシャフト１７（図８参照）の駆動回転に伴い内輪１５及び磁気エンコーダ９１が軸Ｌ１回りに一体的に回転する。この磁気エンコーダ９１の回転により、シールリップ９７ａ，９７ｂ，９７ｃがスリンガ９２に弾性的に相対摺接する。シールリップ９７ａ，９７ｂ，９７ｃのスリンガ９２に対する弾性的相対摺接により、外部から軸受空間Ｓ１内への泥水等の浸入が阻止され、また、軸受空間Ｓ１内に充填されている潤滑剤の外部漏出が防止される。また、磁気エンコーダ９１の回転により、磁気センサ９３１が前記磁極（Ｓ極及びＮ極）の変化を検出し、この回転検出データが車輪の回転数や回転角度等の演算に供される。

そして、車両走行時等に、内輪１５に荷重が作用して、内輪１５が径方向に変形した場合、スリンガ（金属環）９２における内側筒部９２１及び外側筒部９２２の一方の筒部の内輪１５（内輪部材１４）に対する締め代が小さくなる。しかし、内側筒部９２１及び外側筒部９２２の他方の筒部の内輪１５（内輪部材１４）に対する締め代が大きくなる。したがって、内輪１５が径方向に変形しても、スリンガ９２に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、内輪１５に対するスリンガ９２の取付け位置が安定的に維持され、スリンガ９２が内輪１５から外れることが抑制される。その結果、スリンガ９２に固着される環状磁石９３と磁気センサ９３１との相対位置も維持され、磁気センサ９３１による回転検出精度が低下することを抑制することができる。さらに、環状磁石９３と磁気センサ９３１とが干渉する懸念も生じ難くなる。

また、車両走行時に、外輪１２に荷重が作用して、外輪１２が径方向に変形した場合、芯金（金属環）９６における内側筒部９６１及び外側筒部９６２の一方の筒部の外輪１２に対する締め代が小さくなる。しかし、内側筒部９６１及び外側筒部９６２の他方の筒部の外輪１２に対する締め代は大きくなる。したがって、外輪１２が径方向に変形しても、芯金９６に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、外輪１２に対する芯金９６の取付け位置が安定的に維持され、芯金９６が外輪１２から外れることが抑制される。そして、シール体９７が固着される芯金９６の取付け位置が安定的に維持されるから、シールリップ９７ａ，９７ｂ，９７ｃが相対摺接するスリンガ９６との相対的位置関係も維持され、シールリップ９７ａ，９７ｂ，９７ｃによるシール機能が低下することが抑制され、シール体９７によるシール機能が精度よく維持される。また、シールリップ９７ａ，９７ｂ，９７ｃのスリンガ９６に対する相対摺接に伴う回転トルクの変動も生じ難くなる。

図１０は、本願の第一の発明に係る磁気エンコーダの別の実施形態であって、密封装置を構成しない磁気エンコーダの例を示している。内輪回転の軸受装置において、このように密封装置を構成しない磁気エンコーダ９１が採用される例としては、当該磁気エンコーダ９１より軸受空間Ｓ１側に別のベアリングシールが組付けられる場合が挙げられる。或いは、従動輪用軸受装置で外輪１２の車体側開口部が有底筒状のキャップで封止され、環状磁石９３と磁気センサ９３１と間にキャップが位置するように磁気センサ９３１が設置される場合等も挙げられる。
本実施形態の磁気エンコーダ９１の構成は、図９に示す例と同様である。したがって、この場合も、内輪１５（内輪部材１４）が径方向に変形しても、スリンガ９２に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、内輪１５に対するスリンガ９２の取付け位置が安定的に維持され、スリンガ９２が内輪１５から外れることが抑制される。その結果、スリンガ９２の固着される環状磁石９３と磁気センサ９３１との相対位置も維持され、磁気センサ９３１による回転検出精度が低下することを抑制することができる。さらに、環状磁石９３と磁気センサ９３１とが干渉する懸念も生じ難くなる。
その他の構成は、図９に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。

図１１は、本願の第二の発明に係るシール部材の別の実施形態であって、磁気エンコーダを構成しないスリンガと組み合わさって密封装置を構成するシール部材の例を示している。本実施形態のシール部材９５は、内輪部材１４に嵌合されるスリンガ９８と組合わさってベアリングシール（密封装置）９０Ａを構成する。スリンガ９８は、断面Ｌ字形状であり、内輪部材１４の外周面１４ｂに嵌合される円筒部９８１と、円筒部９８１の車体側端部９８１ａから径方向外向きに延びる円輪部９８２とからなる。

本実施形態のシール部材９５は、図９に示すシール部材とは、金属環としての芯金９６及びシール体９７の形成態様が若干異なる。即ち、本実施形態の芯金（金属環）９６は、内側筒部９６１及び内側筒部９６１の車体側端部（一端部）９６１ａから径方向外向きに延出された第一接続部９６３Ａを有する第一部材９６０Ａと、外側筒部９６２及び外側筒部９６２の車体側端部（一端部）９６２ａから径方向内向きに延出された第二部材９６０Ｂとからなる。そして、第一接続部９６３Ａ及び第二接続部９６３Ｂが、第二接続部９６３Ｂが車体側になるように軸Ｌ１（図８参照）方向に重なって接続部材９６３を構成している。第一接続部９６３Ａと第二接続部９６３Ｂとは接着剤９６４を介して一体に固着されている。この芯金９６の外輪１２（車体側端部１２０）に対する嵌合状態では、第一接続部９６３Ａが、車体側端部１２０の車体側端面１２０ｃに密着している。また、芯金９６は、図９に示す例と同様に、内側筒部９６１の車輪側端部９６１ｂから径方向内向きに延出された鍔状部９６５を有している。

一方、シール体９７は、前記芯金９６における鍔状部９６５の車輪側面９６５ａの一部から内径側端部９６５ｂを回り込んで車体側面９６５ｃ及び内側筒部９６１の内周面９６１ｃの全面と、第二接続部９６３Ｂの車体側面９６３Ｂａの全面に加硫成型により一体に固着されている。また、シール体９７は、スリンガ９８における円輪部９８２の車輪側面９８２ａに弾接するアキシャルリップ（シールリップ）９７ａと、円筒部９８１の外周面９８１ｂに、先端部が互いに反方向に向くよう弾接する２個のラジアルリップ（シールリップ）９７ｂ，９７ｃとを有している。さらに本実施形態では、シール体９７の最外径側部分に、車体側に向け拡径するリップ９７ｄを有しており、このリップ９７ｄは、図示を省略する車体の構成部分に近接乃至弾接して、ベアリングシール９０Ａ内への泥水等の浸入を防止するべく機能する。本例においても、外輪１２が回転側部材及び固定側部材の一方の部材であり、スリンガ９８を有する内輪１５（内輪部材１４）が回転側部材及び固定側部材の他方の部材である。
その他の構成は、図９に示すシール部材と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。

図１２は、図８のＺ部の拡大図であって、本発明に係るシール部材のさらに別の実施形態を示す。本実施形態のシール部材１０１は、ハブフランジ１３２側（車輪側）のベアリングシール（密封装置）１００を構成し、回転側部材及び固定側部材の一方の部材としての外輪１２に取付けられる芯金（金属環）１１０と、芯金１１０に一体に固着されたシール体１５０とを有する。芯金１１０は、外輪１２における車輪側端部１２１の内周面１２１ａに嵌合される内側筒部１１１と、車輪側端部１２１の外周面１２１ｂに嵌合される外側筒部１１２と、内側筒部１１１及び外側筒部１１２を一体に接続する接続部１１３とを有する。接続部１１３は、内側筒部１１１の車輪側端部（一端部）１１１ａと外側筒部１１２の車輪側端部（一端部）１１２ａとに連続して径方向に延びる円板部をなす。接続部１１３は、当該芯金１１０における外輪１２の車輪側端部１２１に対する嵌合状態では、車輪側端部１２１の車輪側端面１２１ｃに密着する。芯金１１０は、さらに、内側筒部１１１の車体側端部１１１ｂから径方向内向きに延出された鍔状部１１４を有している。

シール体１５０は、ゴム等の弾性体からなり、芯金１１０における鍔状部１１４の車体側面１１４ａの一部から内径側端部１１４ｂを回り込んで、車輪側面１１４ｃの全面に加硫成型により一体に固着されている。シール体１５０は、ハブ輪１３における立上基部１３１からハブフランジ１３２にかけての部分に嵌合によって取付けられたスリンガ部材（デフレクタ）１６０に弾接する３個のシールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃを有している。本実施形態においては、スリンガ部材１６０を備えるハブ輪１３（内輪１５）が、回転側部材及び固定側部材の他方の部材に相当する。

スリンガ部材１６０は、ハブ輪１３におけるハブ輪本体１３０と立ち上がり基部との間に車体側に向け形成された円筒状突部１３３の内周面１３３ａに嵌合される内側筒部１６１と、円筒状突部１３３の外周面１３３ｂに嵌合される外側筒部１６２と、内側筒部１６１及び外側筒部１６２を一体に接続する接続部１６３とを有する。接続部１６３は、内側筒部１６１の車輪側端部１６１ａと外側筒部１６２の車輪側端部１６２ａとに連続して径方向に延びる円板部をなす。接続部１６３は、円筒状突部１３３に対するスリンガ部材１６０の嵌合状態では、円筒状突部１３３の車輪側端面１３３ｃに密着する。スリンガ部材１６０は、さらに、外側筒部１６２の車輪側端部１６２ｂから拡径するように延びるテーパ部１６４と、テーパ部１６４の外径側端部１６４ａから径方向外向きに延びる円輪部１６５とを有している。円輪部１６５は、円筒状突部１３３に対するスリンガ部材１６０の嵌合状態では、ハブフランジ１３２のフランジ面１３２ａに密着する。シールリップ１５０ａは、スリンガ部材１６０における円輪部１６５の車体側面１６５ａに弾接するアキシャルリップである。シールリップ１５０ｂは、テーパ部１６４の車体側面１６４ｂに弾接するアキシャルリップであり、さらに、シールリップ１５０ｃは外側筒部１６２の外周面１６２ｃに弾接するラジアルリップである。

本実施形態のシール部材１０１は、スリンガ部材１６０と組合わさってベアリングシール１００を構成する。このように構成されるベアリンシール１００を組付けた軸受装置１１において、ドライブシャフト１７（図８参照）の駆動回転に伴い内輪１５が軸Ｌ１回りに一体的に回転する。この内輪１５の回転により、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃがスリンガ部材１６０に弾性的に相対摺接する。シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃのスリンガ部材１６０に対する弾性的相対摺接により、ハブフランジ１３２側からの軸受空間Ｓ１内へ泥水等が浸入することが阻止され、また、軸受空間Ｓ１内に充填されている潤滑剤の外部漏出が防止される。
なお、本実施形態において、ハブ輪１３がスリンガ部材１６０を備えず、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃがハブ輪１３に近接乃至弾接して、シール部材１０１自体がベアリングシール１００を構成するものとしてもよい。

そして、車両走行時に、外輪１２に荷重が作用して、外輪１２が径方向に変形した場合、芯金（金属環）１１０における内側筒部１１１及び外側筒部１１２の一方の筒部の外輪１２に対する締め代が小さくなる。しかし、内側筒部１１１及び外側筒部１１２の他方の筒部の外輪１２に対する締め代は大きくなる。したがって、外輪１２が径方向に変形しても、芯金１１０に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、外輪１２に対する芯金１１０の取付け位置が安定的に維持され、芯金１１０が外輪１２から外れることが抑制される。そして、シール体１５０が固着される芯金１１０の取付け位置が安定的に維持されるから、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃが相対摺接するスリンガ部材１６０との相対的位置関係も維持され、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃによるシール機能が低下することが抑制され、シール体１５０によるシール機能が精度よく維持される。また、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃのスリンガ部材１６０に対する相対摺接に伴う回転トルクの変動も生じ難くなる。

また、本実施形態では、前記のよう構成されたスリンガ部材１６０が、回転側部材及び固定側部材の他方の部材の一部を構成しているから、車両走行時に内輪１５に荷重が作用して、内輪１５が径方向に変形した場合、スリンガ部材１６０における内側筒部１６１及び外側筒部１６２の一方の筒部の内輪１５（ハブ輪１３）に対する締め代が小さくなる。しかし、内側筒部１６１及び外側筒部１６２の他方の筒部の内輪１５（ハブ輪１３）に対する締め代が大きくなる。したがって、内輪１５が径方向に変形しても、スリンガ部材１６０に作用する嵌合力の総和が低下することが抑制され、内輪１５に対するスリンガ部材１６０の取付け位置が安定的に維持され、スリンガ部材１６０が内輪１５から外れることが抑制される。その結果、スリンガ部材１６０とシールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃとの相対的な位置関係も維持され、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃによるシール機能が低下することが抑制され、シール体１５０によるシール機能が精度よく維持される。また、シールリップ１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃのスリンガ部材１６０に対する相対摺接に伴う回転トルクの変動も生じ難くなる。

なお、図２〜図４、図１１に示す例では、第一接続部６３Ａと第二接続部６３Ｂとが、接着剤６４によって一体化されているが、これに限らない。例えば、第一接続部６３Ａと第二接続部６３Ｂとをスポット溶接やリベット止め等により一体化を図るようにしてもよい。また、各実施形態において、シールリップが相手部材に対して弾接する例について述べたが、これに限らず、シールリップが相手部材に対してラビリンスを形成する程度に近接或いは単に当接するように構成されるものであってもよい。シールリップの数や形成態様も図例に限定されるものではない。さらに、磁気エンコーダを構成する環状磁石として、ゴム材に磁性粉を含有させて成型したゴム磁石を例示したが、これに限らず、樹脂材に磁性粉を含有させて成型した樹脂磁石、或いは焼結磁石であってもよい。磁気エンコーダを構成する環状磁石は、Ｎ極及びＳ極が一定幅で複数形成されたものに限らない。例えば、Ｎ極及びＳ極が一定でない不等ピッチとなるように形成された形成された環状磁石で構成してもよいし、Ｎ極及びＳ極がそれぞれ一つずつ形成されているだけの環状磁石を構成してもよい。さらにまた、本発明の磁気エンコーダ、シール部材及び密封装置が適用される車両用軸受として、図示した以外のタイプの車両用軸受も適用対象とすることはもとより可能であり、産業車両や鉄道車両の軸受を適用対象としてもよい。

１，１１ 軸受装置（車両用軸受）
９，９０ ベアリングシール（密封装置）
２ 外輪（回転側部材又は固定側部材）
２ｂ 内周面
２ｃ 外周面
３ 内輪（回転側部材又は固定側部材）
４ 内輪部材（回転側部材又は固定側部材）
５０ 磁気エンコーダ
６０ 金属環
６０Ａ 第一部材（芯金）
６０Ｂ 第二部材
６１ 内側筒部
６１ａ 一端部
６２ 外側筒部
６２ａ 一端部
６３ 接続部
６３Ａ 第一接続部
６３Ｂ 第二接続部
６３Ｃ 円板部
６４ 接着剤
６６ シール体
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ シールリップ
６７ シール部材
７０ 環状磁石
１２ 外輪（回転側部材又は固定側部材）
１２０ａ，１２１ａ 内周面
１２０ｂ，１２１ｂ 外周面
１３ ハブ輪（回転側部材又は固定側部材）
１４ 内輪部材（回転側部材又は固定側部材）
１４ａ 内周面
１４ｂ 外周面
１５ 内輪（回転側部材又は固定側部材）
９１ 磁気エンコーダ
９２ スリンガ（金属環）
９２１ 内側筒部
９２２ 外側筒部
９２３ 接続部（円板部）
９３ 環状磁石
９５ シール部材
９６ 芯金（金属環）
９６１ 内側筒部
９６１ａ 一端部
９６２ 外側筒部
９６３ａ 一端部
９６３ 接続部（円板部）
９６４ 接着剤
９７ シール体
９７ａ，９７ｂ，９７ｃ シールリップ
１０１ シール部材
１１０ 芯金（金属環）
１１１ 内側筒部
１１１ａ 一端部
１１２ 外側筒部
１１２ａ 一端部
１１３ 接続部（円板部）
１５０ シール体
１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ シールリップ
Ｓ，Ｓ１ 軸受空間（環状空間）
Ｌ，Ｌ１ 軸

Claims (2)

1. 車両に固定される固定側部材と、前記固定側部材に対して径方向内側に設けられるとともに該固定側部材に対して軸回転可能に支持される回転側部材とを備える車両用軸受に用いられる磁気エンコーダであって、
   前記回転側部材に取付けられる金属環と、周方向にＮ極及びＳ極を交互に有して前記金属環に一体に固着される環状磁石とを備え、
   前記金属環は、前記回転側部材の内周面に嵌合される内側筒部と、前記回転側部材の外周面に嵌合される外側筒部と、前記内側筒部及び前記外側筒部を一体に接続する接続部と、前記外側筒部の一端部より前記回転側部材の端面側に折り返す折返し筒部と、前記折返し筒部の前記端面側の端部より径方向外向きに延出され前記環状磁石が固着される円輪部とを有し、
   前記外側筒部と前記内側筒部とが、径方向に延びるとともに前記接続部を構成する円板部を介して連続的に形成され、前記内側筒部及び前記外側筒部が前記回転側部材に対して嵌合された状態では前記円板部が前記端面に密着して配置され、前記環状磁石の着磁面が前記端面側に配備されていることを特徴とする磁気エンコーダ。
2. 車両に固定される固定側部材と、該固定側部材に対して軸回転可能に支持される回転側部材との間に存在する環状空間を密封する車両用軸受に用いられる密封装置であって、
   前記固定側部材に取付けられる芯金と、請求項１に記載の金属環に近接乃至は弾接するシールリップを有して前記芯金に一体に固着されたシール体とを備えたシール部材と、請求項１に記載された磁気エンコーダとが組み合わさって構成されることを特徴とする密封装置。

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