JPH0649826U - 軸受用シール装置及び軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付容易で正確なパルス信号を発するコード
信号発生要素を有する軸受用シール装置及び軸受装置を
提供することを目的とする。 【構成】 シール装置は軸受の非回転部材に取り付けら
れ永久磁石を支持する環状の第一部材（８）と、軸受の
回転部材に取り付けられ、パルス発生器（９ｂ，９ｅ）
を形成する環状部及び第一部材に摩擦接触する可撓性シ
ール部（１５）を有する第二部材（９）とを有し、作動
中、軸受の一側端における回転部材と非回転部材との間
のラジアル空間に取り付けられた第一部材及び第二部材
は外部環境に対し軸受にシールを提供し、永久磁石（１
４）は、非回転部材に取り付けられたセンサー（１１）
に対向するように配設され、パルス発生器は、永久磁石
と共に、上記コード信号発生要素を形成し、軸受の回転
部材の回転中、永久磁石とセンサーとの間を通過するよ
うになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、特に軸受を密封するために用いられるシール装置に関するものであ る。

【０００２】 かかる装置は、軸受の非回転部材に対する軸受の回転部材の回転特性を決定す るために組み込まれたコード信号発生要素を有していることがある。本考案は、 かかるシール装置を有する軸受にも関する。

【０００３】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

特別な応用例の場合、一体化されたコード信号発生要素をもつシール装置は自 動車の車輪用軸受にアンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ）の車輪を備え るように構成するために採用される。

【０００４】 米国特許第４，８５０，７２２号とフランス国特許第２，６２９，１５５号に は、受動センサーの近傍の磁界に磁力線の変化を発生させるコード信号発生要素 が組み込まれた軸受のためのシール装置が開示されている。後者にあっては、軸 受の非回転部材に対しての回転速度、角加速度、あるいは回転角等の軸受の回転 部材の回転特性を決定することを可能とする信号としての電流変化の形で信号を 発生している。

【０００５】 これらの従来装置の主たる問題は、通常、磁石、磁心そしてコイルを有する受 動センサーと相互作用をもってしまうことであり、これらを用いると、比較的大 型になり、センサーと磁界での磁力線の変化を生じさせる目標部材との間の空隙 の変化に影響され易いということである。これに加え、この種の装置では、セン サーにより発せられる信号の振幅が低すぎて、零に近い回転速度では、すなわち 、ＡＢＳを備えた軸受をもつ車輪で、自動車の速度が約５ｋｍ／ｈよりも遅い場 合には使えないということである。

【０００６】 上記問題を解決するために知られている方法は、ホール効果プローブあるいは 磁気抵抗センサー等のセンサーを用いることである。この種のセンサーと相互作 用をもつコード信号発生要素は、回転中において、磁界強度の変化を生ずる。こ れを実施するには、多極リングが軸受の回転部材に取り付けられてセンサーの前 を回転して通過するようにして用いられる。

【０００７】 しかしながら、コード信号発生要素として多極リングを用いることは、該リン グの製造の点で、そして軸受の回転部材での保持の点で問題がある。これらは、 例えば、多極リングの製造の際、あるいは多極リングのセグメントの磁化の際に おける精度の問題であり、又、該多極リングの支持についての温度に関する挙動 あるいは部位により異なった熱膨張をするといった問題である。

【０００８】 さらに、欧州特許出願第０，３２０，３２２号は、軸受の非回転部材に取り付 けられた永久磁石の組み合わせにより、また透磁性で軸受の回転部材に取り付け られるラジアルフィンをもった環状要素により発生される磁界強度の変化におけ る磁界検出器をもつ軸受を開示している。磁界センサーは永久磁石と軸方向に対 向する軸受の非回転部材に取り付けられており、フィンをもつ環状要素は永久磁 石とセンサーとの間を回転しながら通過する。

【０００９】 欧州特許出願第０，３２０，３２２号による検知装置によると、永久磁石とセ ンサーとの間の空隙には変動がなくその距離が一定しているので、安定した信号 を得られるという利点がある。しかしながら、この検知装置は、外部環境に対し て軸受をシールするということが考慮されていない回転軸を有する回転部材をも つ特殊な軸受構造のために設計されている。さらに、この装置にあっては、回転 軸とこれを囲繞する固定部材との間に多くの要素が存在する。これは、組み立て 、要素の正確な位置付け、センサーの電気的接続（この電気的接続については上 記欧州特許出願第０，３２０，３２２号は何も述べていない）を困難にしてしま う。

【００１０】 本考案の目的は、上述の問題を解決し、磁界の変化を生じさせるコード信号発 生要素を組み込んだ軸受のシール装置を提供することにある。

【００１１】 特に、シール機能、軸受の回転特性の検出機能を向上させることも目的として いる。

【００１２】 さらには、軸受へ簡単に取り付けられるコンパクトなシール装置を提供するこ とも目的としている。

【００１３】 さらにこれに加えて、特に軸受の低回転速度における信頼できかつ有用な信号 を発生できるような組込コード信号発生要素をもつシール装置を提供することも 目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段、作用及び考案の効果】

本考案によると、軸受のためのシール装置は、軸受の回転中に磁界強さの変化 を生ずるために組み込まれたコード信号発生要素を有し、軸受は回転部材と、該 回転部材と同心の非回転部材と、回転部材と非回転部材との間に配された転動要 素とを備えている。シール装置は一方が他方に対して回転する略環状をなす第一 及び第二の二つの部材を有している。第一部材は軸受の非回転部材に取り付けら れ永久磁石を支持する。第二部材は軸受の回転部材に取り付けられる。該部材は 磁界強さの変化を生じさせるためのパルス発生器の形態の環状部を有している。 作動中、軸受の一側端における回転部材と非回転部材との間のラジアル空間に取 り付けられた第一部材及び第二部材は外部環境に対し軸受にシールを提供する。 永久磁石は、非回転部材に取り付けられたセンサーに対向するように配設されて いる。パルス発生器は、永久磁石と共に、シール装置の上記コード信号発生要素 を形成し、軸受の回転部材の回転中、永久磁石とセンサーとの間を通過する。

【００１５】 第一部材及び第二部材は、軸受に対し軸方向から取り付けられるようにフラン ジの形に作ることができる。第二部材は、好ましくは、周方向に均一に設けられ た複数の開口もしくはノッチを有している。可撓性をもつシールは、上記第二部 材の開口あるいはノッチを塞ぐようにしてプラスチックあるいはゴムをモールド して形成すると有利である。

【００１６】 本考案のシール装置が軸受の一側端に取り付けられると、該軸受の一側端にて 半径方向に延びる接続ヘッドを経て、上記センサーは中央信号処理ユニットに接 続される。この接続ヘッドは、軸受の上記一側端から軸方向に突出する第一部材 の一部をコーティングするプラスチックで形成するのが有利である。

【００１７】 本考案装置の作動中、永久磁石とセンサーは互いに対向するように軸受の非回 転部材に取り付けられている。パルス発生器は、軸受の回転部材に取り付けられ た第二部材の一部をなし、強磁性材料から作られ、永久磁石とセンサーとの間を 回転して通過する。ホール効果プローブあるいは磁気抵抗センサーから成るであ ろう磁界センサーは、永久磁石から発しセンサーに到達する磁力線を検出する。 パルス発生器が永久磁石の前を通過すると、永久磁石がパルス発生器の連続せる 二つの開口を分離する開口あるいはバーに対向して位置しているかどうかにより 、磁力線はセンサーに達しているかあるいはパルス発生器の上記バーに偏位して 入るようになる。これは、パルス発生器が回転しているときは交互する形で、軸 受の回転部材の回転速度に比例する周波数の電気矩形波に変換を行なうセンサー の位置にて、磁界強度の変化を生ずる。

【００１８】 永久磁石は、温度に関する特性を良くするために、基本的に希土で作られるの が好ましい。本考案によると、永久磁石とセンサーの間は一定である。永久磁石 とセンサーとの間の空隙には変動はなく、その結果、軸受の回転速度の全範囲に おける検知信号は安定し、信頼できる。

【００１９】

【実施例】

以下、添付図面にもとづき、本考案の実施例を説明する。

【００２０】 図１及び図２に示されるように、本考案のシール装置１は、図示していない自 動車用車輪のための軸受２の一側端部に取り付けられている。該軸受２は、回転 部材たる回転外輪３、非回転部材たる二つに分割された半内輪４、そして上記外 輪３と内輪４との間で周方向に間隔をもって保持器６により保持される二列の転 動体としてのボール５を備えている。半内輪４は非回転軸あるいはスタッブアク スル（図示せず）に軸方向で側面同士が接面するように組み込まれている。回転 せる外輪３は、車輪あるいはブレーキディスク（図示せず）を外輪３に対して芯 出しするための円筒状の支持面３ｂ，３ｄにより軸方向に延出せる部分を有する ラジアルカラー３ａを備えている。上記ラジアルカラー３ａでのねじ孔３ｃへね じ部材（図示せず）を締めることにより、車輪、ブレーキディスクそして外輪を 固定する。

【００２１】 軸受２の車輪側の側面は、外輪３の支持面３ｂを有する円筒状部の円筒状内面 に取り付けられた環状フランジ７によって、外部環境に対してシールされている 。上記軸受２の他方の側面には本考案のシール装置１を備えている。

【００２２】 シール装置を図１、図２、図３そして図４のもとづき、詳しく説明する。

【００２３】 シール装置１は、非回転の内輪４にしっかりと取り付けられた全体が環状をな す第一部材８と、軸受の回転内輪３にしっかりと取り付けられた全体が環状をな す第二部材９とを有している。図３に見られるように、シール装置の第一部材８ は、軸受２の非回転内輪４の上に該第一部材８を取り付けることにより、単純な タブ８ｂの形態か、あるいは剛性を高めるために周方向に連続せるカラー（図示 せず）の形態をなす永久磁石用サポートを組み込むための支持面として機能する 軸方向円筒部８ａを有している。第一部材８は軸方向円筒部８ａから軸方向ある いは半径方向に突出する単純なタブ８ｂの形態のセンサーサポートをも有してい る。センサーサポート８ｃは、センサー１１とその信号を増幅及び波形修正を行 なう組込み回路、干渉保護のための回路１２、そして金属の電気コネクタ１３（ 図４参照）を収容する接続ヘッド１０のための固定域として機能するのが望まし い。剛性を高めるためには、センサーサポートあるいは固定域８ｃは第一部材８ の軸方向円筒部８ａを軸方向に延長し周方向に連続させた形とするのが良い（図 １、図２そして図４参照）。この場合、接続ヘッド１０は、この周方向に連続す る固定域８ｃの先端部に位置する。

【００２４】 図４にさらに詳細に図示するように、第一部材８は強磁性の板材から作られる 金属のフランジの形態となっている。軸方向円筒部８ａは非回転内輪４の円筒状 の支持面に軸方向から取り付けられる。タブ８ｂは半径方向に延びていて、軸受 のボール５と反対側のラジアル面で永久磁石１４を受けている。永久磁石１４は 実質的に直方体の形態をなし、接着、クリッピング、モールディング等の公知の 適宜方法により固定される。プラスチックによる上記第一部材８のセンサーサポ ート８ｃ上へのモールドにより、半径方向外方に延びる接続ヘッド１０が形成さ れる。軸方向に磁化された永久磁石１４に対し軸方向に対向するセンサー１１は 接続ヘッド１０の中に固定される。永久磁石１４に対し軸方向に対向して位置付 けられたセンサー１１は接続線１１ａを経て電気回路１２と電気的に接続されて いる。電気回路１２の出力は接続線１２ａを経て電気コネクタ１３に電気的に接 続されている。電気コネクタ１３は、シール装置１と図示せぬ中央信号処理ユニ ットとの間の電気的接続を行ない、取外し自在となっている。

【００２５】 シール装置１の第二部材９は、軸方向に取り付けることにより軸受の回転外輪 ３上に該第二部材を組み込む支持面として機能する軸方向円筒部９ａと、周方向 に等間隔に形成された複数の開口９ｃあるいはノッチをもつ実質平坦なワッシャ の形態をなすラジアル部９ｂとを有している。ラジアル部９ｂは磁界強度の変化 を生ずるパルス発生器を形成し、第二部材９は強磁性材料から作られるフランジ の形態となっている。パルス発生器９ｂ（すなわち、ラジアル部）は半径方向に 延びていて、センサー１１と永久磁石１４との間の軸方向空間を通っている。

【００２６】 半径方向に延びるパルス発生器９ｂの自由端は、シール装置の第一部材８の軸 方向円筒部８ａを圧するシール１５を形成するエラストマーモールドを含有して いる。シール１５は、互いに軸方向にずれて位置し半径面に対し傾斜している二 つのシールリップを有している。好ましくは、一方のシールリップは、圧力の均 衡を保つために少なくとも一つの貫通孔１５ａを有している。密封を行なうため には、好ましくは、パルス発生器９ｂの開口もしくはノッチは、シール１５と同 じ材料、同じ方法でモールドされ、閉じられる。

【００２７】 かかる本考案によると、外輪と内輪との間に、単に軸方向に圧入するだけで軸 受に取り付けられる、全体として環状のカートリッジの形態のシール装置１を得 ることができる。これによると、軸受へのシール及び検知装置をきわめて簡単に 組み込むことができるようになる。

【００２８】 図１及び図４にそれぞれ示された実施例は、永久磁石１４が磁石のサポート８ ｂに固定されている点を除くと、実質的に同一である。図４によると、永久磁石 １４は、該永久磁石１４をプラスチックコーティングする層１６を単にモールド 形成するだけで、上記サポート８ｂに固定される。

【００２９】 図５から図９に示されるシール装置１の他の実施例は、上述の本考案と同じ概 念から発している。図において、既述の例と相違する部分についてのみ説明し、 同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。

【００３０】 図５に示される実施例は、シール装置１の第一部材８のセンサーサポート８ｃ を除いては、図１及び図２に図示されたものと実質的に同じである。ここで、セ ンサーサポートは、永久磁石１４と反対側でセンサー１１の後方位置で延びるラ ジアルタブ８ｄの形に作られている。この形態によると、ラジアルタブ８ｄが第 一部材８の残部と同様に強磁性材料から作られていて磁力線集束手段として作用 し、またセンサーがラジアルパルス発生器９ｂの開口に対向したときにセンサー １１の磁力線を閉じるようにするので、センサー１１により検知された信号を強 化することが可能になる。

【００３１】 図６は、互いに半径方向にて対向して配置されたセンサー１１と永久磁石１４ とをもつシール装置１の他の実施例を示している。第一部材８と第二部材９はし たがって変更が加えられている。第一部材８は、非回転内輪４上に取り付けられ る軸方向円筒部８ａと、軸受のボール５の方に向けて軸方向に延びる磁石用サポ ート８ｂの一部に続くラジアル部８ｆを有していて、半径面での断面において実 質的にＵ字状を成している。半径外方に位置したセンサー１１が、半径方向に磁 化された永久磁石１４に対向して、軸方向円筒部８ａ上に設けられている。プラ スチックの接続ヘッド１０が、センサー１１に組まれた第一部材８にモールドさ れている。第一部材８のラジアル部８ｆは、センサー１１と電気回路１２とを接 続する接続線１１ａと通すための開口８ｇを有している。

【００３２】 シール装置１の第二部材９は、回転外輪３に軸方向に取り付けることにより組 み込まれる軸方向円筒部９ａを有しており、該軸方向円筒部９ａは軸受のボール ５の側に延びて環状のラジアル部９ｄを形成し、引き続き、周方向に等間隔に分 布せる複数の開口あるいはノッチ９ｆが設けられている軸方向円筒部９ｅに至っ ている。第二部材９の軸方向円筒部９ｅは、磁界に変化をもたらすように、セン サー１１と永久磁石１４との間のラジアル空間を通ることができるようになって いる。軸方向円筒部９ｅにモールドされたエラストマーシール１５は第一部材８ の環状のラジアル部８ｆの面を圧する。

【００３３】 図１から図６に図示されたシール装置は、外輪が回転する軸受の場合である。 本考案のシール装置は、図７から図９に示されるような、非回転の外輪をもつ軸 受にも適用できる。

【００３４】 図７によると、軸受２の外輪３０は非回転で、一方、内輪４０は回転している 。したがって、これは、図１の実施例を第一部材と第二部材が逆になるようにす ることにより図７のごとく得られる。シール装置１の第一部材８は、非回転の外 輪３０に軸方向に取り付けられ、第二部材９は軸受の回転内輪４０に取り付けら れる。

【００３５】 同様にして、図８の実施例は、シール装置の第一部材８と第二部材９の位置を 入れ替えることにより、図５に示されている実施例に対し対称となる。装置の第 一部材８は軸受２の非回転外輪に取り付けられ、第二部材９は軸受２の回転内輪 ４０に軸方向から取り付けられている。

【００３６】 図９に示される実施例は図６の実施例に対応している。この実施例では、第一 部材８の軸方向円筒部８ａは、接続ヘッド１０のための実質的軸方向の固定域８ ｈの形成のために折り曲げられて二倍の厚さとなっている。第一部材８は軸受２ の非回転外輪３０に軸方向に取り付けられている。また、第二部材９は、軸受２ の回転内輪に軸方向に取り付けられている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例としてのシール装置をもっ
た自動車用車輪の軸受装置の軸方向での断面図である。

【図２】図１装置において、パルス発生器の開口のモー
ルドを除外したときの軸方向での断面図である。

【図３】図１装置の永久磁石とセンサーを支持する部材
の斜視図である。

【図４】第二実施例装置の要部を示す断面図である。

【図５】第三実施例装置の要部を示す断面図である。

【図６】第四実施例装置の要部を示す断面図である。

【図７】第五実施例装置の要部を示す断面図である。

【図８】第六実施例装置の要部を示す断面図である。

【図９】第七実施例装置の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シール装置 ２ 軸受 ３；４０ 回転部材 ４；３０ 非回転部材 ５ 転動要素（ボール） ８ 第一部材 ８ａ 軸方向円筒部 ８ｂ 磁石用サポート ８ｃ センサーサポート ８ｆ センサーサポート（ラジアル部） ９ 第二部材 ９ｂ パルス発生器 ９ｃ 開口 ９ｅ パルス発生器 ９ｆ 開口 １１ センサー １４ 永久磁石 １５ 可撓性シール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 クロード シャロール フランス共和国、 37390 サーン ロー シュ、ル ドゥ ラベニール 10 (72)考案者 クリストファー オーデアール フランス共和国、 37000 トゥール、 ル ジョルジュ ブラセン 14

Claims (10)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受の回転中に磁界強さの変化を生ずる
   ために組み込まれたコード信号発生要素を有し、軸受は
   回転部材（３；４０）と、該回転部材と同心の非回転部
   材（４；３０）と、回転部材と非回転部材との間に配さ
   れた転動要素（５）とを備えているシール装置におい
   て、シール装置は軸受の非回転部材に取り付けられ永久
   磁石を支持する全体として環状の第一部材（８）と、軸
   受の回転部材に取り付けられ、パルス発生器（９ｂ，９
   ｅ）を形成する環状部及び第一部材に摩擦接触する可撓
   性シール部（１５）を有する第二部材（９）とを有し、
   作動中、軸受の一側端における回転部材と非回転部材と
   の間のラジアル空間に取り付けられた第一部材及び第二
   部材は外部環境に対し軸受にシールを提供し、永久磁石
   （１４）は、非回転部材に取り付けられたセンサー（１
   １）に対向するように配設され、パルス発生器は、永久
   磁石と共に、上記コード信号発生要素を形成し、軸受の
   回転部材の回転中、永久磁石とセンサーとの間を通過す
   るようになっていることを特徴とする軸受用シール装
   置。
2. 【請求項２】 第一部材（８）及び第二部材（９）は、
   軸受に対し軸方向から取り付けられる強磁性材料で成る
   フランジを有し、第二部材のパルス発生器は、周方向に
   均一に設けられた複数の開口（９ｃ，９ｆ）もしくはノ
   ッチを有していることとする請求項１に記載の軸受用シ
   ール装置。
3. 【請求項３】 可撓性シール部（１５）は、パルス発生
   器にエラストマーをモールドすることにより形成され、
   パルス発生器の開口はモールドされたエラストマーによ
   り塞がれていることとする請求項２に記載の軸受用シー
   ル装置。
4. 【請求項４】 可撓性シール部（１５）は第一部材
   （８）の支持面と摩擦接触する少なくとも一つの環状の
   シールリップを有していることとする請求項１ないし請
   求項３のうちの一つに記載の軸受用シール装置。
5. 【請求項５】 第一部材（８）は、軸受の非回転部材
   （４；３０）に組み込むための支持面として、また可撓
   性シール部（１５）のシール支持面として機能する軸方
   向円筒部（８ａ）を有し、タブあるいはカラーとして形
   成された磁石用サポート（８ｂ）とセンサーサポート
   （８ｃ，８ｆ）もセンサー（１１）を収容するプラスチ
   ック接続ヘッド（１０）をモールド形成するための固定
   域となっていることとする請求項１ないし請求項４のう
   ちの一つに記載の軸受用シール装置。
6. 【請求項６】 第一部材（８）は、磁力線を集束し、セ
   ンサーがパルス発生器の開口（９ｃ，９ｆ）に対向する
   ときにセンサーの磁力線を閉じるように機能する部分
   （８ｄ，８ａ）を、永久磁石（１４）の反対側にてセン
   サー（１１）の後方に有していることとする請求項１な
   いし請求項５のうちの一つに記載の軸受用シール装置。
7. 【請求項７】 永久磁石（１４）は、該永久磁石をコー
   ティングするプラスチック層のモールドによって第一部
   材（８）に固定されていることとする請求項１ないし請
   求項６のうちの一つに記載の軸受用シール装置。
8. 【請求項８】 永久磁石（１４）とセンサー（１１）は
   軸方向にて互いに対向するように配設され、可撓性シー
   ル部（１５）は第一部材（８）の軸方向円筒部を圧して
   いることとする請求項１ないし請求項７のうちの一つに
   記載の軸受用シール装置。
9. 【請求項９】 永久磁石（１４）とセンサー（１１）は
   半径方向にて互いに対向するように配設され、可撓性シ
   ール部（１５）は第一部材（８）の半径方向円筒部を圧
   していることとする請求項１ないし請求項７のうちの一
   つに記載の軸受用シール装置。
10. 【請求項１０】 回転部材（３；４０）と、非回転部材
    （４；３０）と、回転部材と非回転部材の間に配される
    転動要素（５）とを有し、請求項１ないし請求項９のう
    ちの一つに記載のシール装置を有していることとする軸
    受装置。