WO2008059788A1

WO2008059788A1 - Dispositif d'étanchéité équipé d'un capteur, et dispositif de palier à roulement apte à être utilisé dans un véhicule et utilisant le dispositif d'étanchéité

Info

Publication number: WO2008059788A1
Application number: PCT/JP2007/071905
Authority: WO
Inventors: Katsura Koyagi; Tetsuaki Numata; Nobutsuna Motohashi; Naoki Morimura
Original assignee: Jtekt Corporation
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2008-05-22
Also published as: EP2085630A1; US20100027927A1; EP2085630A4

Description

明細書

センサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置技術分野

[0001] 本発明は、例えば、自動車等の車輪を支持する転がり軸受装置等に用いられる転力り軸受用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置に関す

背景技術

[0002] 特許文献;!〜 3には、車輪が取り付けられる内輪（回転側軌道輪）と、車体に固定される外輪（固定側軌道輪)と、内外輪の間に配置された転動体とを有するハブュニット（転がり軸受装置）に、センサ装置を設けることが提案されている。

自動車などの車輪を支持する転がり軸受装置には、アンチロックブレーキシステム等を制御するために、当該車輪の回転速度を検出するためのセンサ装置が組み込まれたものがある。このような従来のセンサ付きの転がり軸受装置は、例えば下記特許文献 1に記載されているように、内軸（回転輪)側に設置された磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対向する磁気センサとを有して!/、る。上記磁気エンコーダは、ゴム等からなる弾性部材にフェライト等の磁性粉末を混入するとともに、その弾性部材を内外輪間の環状開口部を密封する密封装置の回転輪側の部材 (スリンガ）の軸方向外側面に加硫接着することで当該回転輪側に一体回転可能に取り付けられている。また、この磁気エンコーダには、複数の N' S極が周方向周りに交互に配設されている。一方、磁気センサは、磁気検出素子を備えたものであり、その検出面が磁気エンコーダの被検出面に対向するように回転輪の軸方向外側に配置されている。特許文献 2及び 3では、外輪に、内輪との間をシールするシール部材を取り付けるための環状の芯金を固定し、この芯金に磁気センサを埋設した樹脂部材をインサート成型により一体化して形成されている。そして、磁気センサが、回転輪の回転に応じた磁気エンコーダからの磁界の変化を検出することにより、回転輪の回転速度を検出するように構成されている。

[0003] 特許文献 1：特開 2006— 220270号公報特許文献 2：特開 2005— 133772号公報

特許文献 3：特開 2004— 264056号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記従来の転がり軸受装置は、磁気センサを回転輪の軸方向外側に配置するように構成されているため、軸方向の長さ寸法が比較的大きくなつてしまい、コンパクト化が要求されるこの種の転がり軸受装置においては、その適用が困難となる場合があつた。

そこで、例えば、図 10に示すように、磁気エンコーダ 101を外周側に備えるとともに内輪 102の外周側に固定されたスリンガ 107と、磁気センサ 103を埋包した環状の本体部 104、及び芯金 105とを一体的に構成したセンサ部 106とを有する密封装置 10 9を用いることで、転がり軸受装置としての軸方向寸法を抑えて、コンパクト化を図る試みがなされている。

[0005] し力、し、上記密封装置 109において、磁気センサ 103は、芯金 105が固定された本体部 104に埋包されているので、例えば図 10のように磁気エンコーダ 101とセンサ部 106との間に芯金 105が介在してしまう等、そのレイアウト上の自由度が低くなり、磁気エンコーダ 101とセンサ部 106とのギャップを大きくせざるを得ない場合があつた。このように、両者間のギャップが大きくなると、磁気センサ 103が磁気エンコーダ 1 01による磁極の変化を検出するのに十分な磁力が確保できなくなる場合がある。

[0006] 一方、磁気センサ側に関して言えば、特許文献 2の技術では、芯金は、磁気センサと磁気エンコーダとの間に介在されないようにその形状が設定され、逆に、特許文献 3の技術では、芯金の一部が磁気センサとエンコーダとの間に介在されるようになつている。

[0007] 特許文献 3のように、磁気センサと磁気エンコーダとの間に芯金が存在すると、芯金が有する磁性によってセンサの検出精度に悪影響を及ぼす可能性がある。したがつて、特許文献 3には、芯金として、非磁性体の材料を用いることが開示されている。

[0008] このような構成の芯金は、弾性シールを内輪側に接触させるために屈曲した形状となっており、かかる形状を得るためにはプレス加工等の塑性加工が必要である。一方、芯金の材料となり得る非磁性体の金属としては、例えば、オーステナイト系ステンレスである SUS304が知られている力 SUS304は、プレス加工により加工硬化するとともに磁性を帯びる性質がある。したがって、このような材料を芯金に用いると、加工によって生じた磁性により磁気センサの検知精度が悪化しないように、非磁性化が求められる。

[0009] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、センサに対して十分な磁力を確保することができる転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 上記目的を達成するための本発明の一の観点では、回転輪に固定される円環状のスリンガと、このスリンガに一体回転可能に固定された磁気エンコーダと、固定輪に固定されるとともに、前記スリンガに摺接するシール部材を備えた芯金、及び前記磁気エンコーダによる磁極の変化によって前記固定輪と前記回転輪との相対回転を検出する磁気センサを備えたセンサ部と、を備えた転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置において、前記磁気エンコーダは、所定の方向に磁場配向された状態で磁性粉末を含有してレ、るプラスチック磁石よりなることを特徴として!/、る。

[0011] 上記のように構成されたセンサ付き密封装置によれば、磁気エンコーダを構成するプラスチック磁石に含有されてレ、る磁性粉末が磁場配向された状態であるため、当該プラスチック磁石は、着磁した際に、磁場配向された方向への磁束密度が高くなり

、高い磁力が付与される。すなわち、当該プラスチック磁石に対して、磁気エンコーダとしての機能を付与するために周方向に多数の磁極を配列して着磁した場合、高い磁力を有する磁気エンコーダとすることができる。

従って、例えば、上記従来例のように、磁気エンコーダとセンサ部との間に芯金が介在して両者間のギャップが大きくなつたとしても、磁気エンコーダの高い磁力によつて、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。

[0012] 上記センサ付き密封装置において、磁気エンコーダとの間の熱膨張係数が大きく異なる場合には、前記磁気エンコーダは、前記スリンガとの間に弾性体からなる緩衝部材を介在して固定されて!/、ることが好ましレ、。このようにすることで、スリンガ及び磁気エンコーダが温度変化に伴って膨張収縮変形したときに、スリンガと磁気エンコーダとの間に生じる変形量の差を、緩衝部材が許容し、比較的脆いプラスチック磁石からなる磁気エンコーダの破損を防止することができる。

[0013] また、上記センサ付き密封装置にお!/、て、前記スリンガには、前記磁気エンコーダが軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部が形成されていてもよい。この場合、磁気エンコーダをスリンガに対して高い圧入しろをもって強固に固定せずとも、スリンガに設けられた段部によって、磁気エンコーダがスリンガに対して相対移動するのを防止でき、磁気エンコーダをスリンガに対して確実に一体回転可能に固定すること力 Sできる。従って、上記のように磁気エンコーダとスリンガとの間に緩衝部材を介在させた場合にも、磁気エンコーダをスリンガに対して確実に一体回転可能に固定することができる。

[0014] また、上記センサ付き密封装置において、前記スリンガは、その周面に固定され前記磁気エンコーダを支持する円環状の支持部材を有しており、この支持部材に前記段部が形成されてレ、ることが好まし!/、。

この場合、回転輪に固定されるスリンガとは別部材である支持部材に段差面を形成するので、当該段差面の形成が容易となる。

[0015] また本発明は、車体側に固定される固定輪と、車輪が固定される回転輪と、両輪間に介在する複数の転動体と、両輪間の間を閉塞するとともに両輪間の相対回転を検出するためのセンサを有するセンサ付き密封装置と、を備えた車両用転がり軸受装置において、前記センサ付き密封装置は、上述のセンサ付き密封装置であることを特徴としている。

上記のように構成された車両用転がり軸受装置によれば、上述のように、前記磁気エンコーダに高レ、磁力を付与することができるので、前記磁気エンコーダと前記センサ部との間のギャップが大きくなつたとしても、当該磁気エンコーダの高い磁力によつて、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。

[0016] 本発明の別の観点においては、回転輪に固定される円環状のスリンガと、

このスリンガに一体回転可能に固定された磁気エンコーダと、固定輪に固定されるとともに、前記スリンガに摺接するシール部材を備えた芯金、及び前記磁気エンコーダによる磁極の変化によって前記固定輪と前記回転輪との相対回転を検出する磁気センサを備えたセンサ部と、を備えた転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置におレ、て、

前記芯金が、塑性加工によって成形されるとともに、その少なくとも一部が前記磁気センサと前記磁気エンコーダとの間に介在され、さらに、前記塑性加工によって磁性化し難い非磁性材料よりなることを特徴とする。

[0017] さらに、車体側に固定される固定輪と、

車輪が固定される回転輪と、両輪間に介在する複数の転動体と、両輪間の間を閉塞するとともに両輪間の相対回転を検出するためのセンサを有するセンサ付き密封装置と、を備えた車両用転がり軸受装置において、

前記センサ付き密封装置は、上述のセンサ付き密封装置であることを特徴とする車両用転がり軸受装置であることを特徴とする。

[0018] これによれば、芯金が、例えばプレス加工等により成形されるものであっても、当該加工によって磁性化せず、磁気センサの検知精度に悪影響を及ぼすことがない。

[0019] 前記芯金を構成する非磁性材料としては、例えば、 SUS304Lや、 SUS305を用いること力 Sでさる。

[0020] 前記芯金は、前記固定輪に嵌合固定される外周側円筒部と、この外周側円筒部の軸方向内側端部から径方向内方に延びる第 1フランジ部と、第 1フランジ部の径方向内端部から軸方向外側へ前記磁気センサと前記パルサとの間を通って延びる内周側円筒部と、この内周側円筒部の軸方向外側端部から回転側軌道輪に向けて延びる第 2フランジ部とを備え、前記第 2フランジ部には、前記回転輪側との間をシールするシール体が設けられて!/、ることが好まし!/、。

[0021] この場合、磁気エンコーダが第 2フランジ部及びシール体により軸方向外側から覆われることになり、軸受装置内へ浸入しょうとする水等から磁気エンコーダを保護すること力 Sでさる。

[0022] 上記の構成によれば、磁気センサと磁気エンコーダとの間に介在された芯金により、磁気センサの検知精度に悪影響を及ぼすことがなぐ磁気センサに対して磁気ェンコーダの十分な磁力を確保することができる。

発明の効果

[0023] 本発明の転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置によれば、磁気エンコーダに高い磁力を付与することができるので、前記磁気エンコーダと前記センサ部との間のギャップが大きくなつたとしても、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の第一の実施形態であるセンサ付き密封装置を備えた車両用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。

[図 2]図 1中の要部を拡大した部分断面図である。

[図 3] (a)は、支持部材の一部を示した部分外観図であり、（b)は、図 2中 A— A線要部矢視断面図である。

[図 4]プラスチック磁石中に磁場配向されて含有されている磁性粉末の態様を模式的に示した図である。

[図 5] (a)は、本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き密封装置の要部の部分断面図であり、（b)は、支持部材の一部を示した部分外観図である。

[図 6]第二の実施形態に係るセンサ付き密封装置の変形例を示した部分断面図であ

[図 7]本発明の第三の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。

[図 8]第三の実施形態の転がり軸受装置の正面図である。

[図 9]本発明の第三の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。

[図 10]従来のセンサ付き密封装置を示す部分断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図 1 は本発明の第一の実施形態であるセンサ付き密封装置を備えた車両用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。車両用転がり軸受装置 1は、自動車などの車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するものである。

[0026] 図 1において、車両用転がり軸受装置 1は、複列のアンギユラ玉軸受を構成しており、一端部に図示しない車輪が取り付けられるフランジ部 2aを有する内軸 2と、内軸 2 の外周側に同心に配置された外輪 3と、内軸 2と外輪 3の間に介在した転動体としての複数の玉 4と、これら玉 4を周方向に等配に保持する保持器 5とを備えている。また、この車両用転がり軸受装置 1は、さらに、軸方向一端側の内軸 2と外輪 3との間の環状隙間を密封するシール 6と、軸方向他端側の環状隙間を密封するセンサ付き密封装置 7とを備えている。

[0027] 外輪 3は、車両側に固定される固定輪であり、外周面には車両の懸架装置に取り付けるための取付フランジ 3aが形成されている。また、その内周面には玉 4が転動する第一及び第二の外輪軌道 3b, 3cが形成されている。

[0028] 内軸 2は、前記車輪が取り付けられる車軸であるとともに、当該車両用転がり軸受装置 1の回転輪を構成している。この内軸 2の一端部に形成されたフランジ部 2aには、前記車輪を当該フランジ部 2aに固定するための複数のハブボルト 2alが固定されている。また、内軸 2の外周面には、第一の外輪軌道 3bに対向する第一の内輪軌道 2 bが形成されている。内軸 2の他端部には、内軸 2の外周面より小径の小径部 8が形成されており、この小径部 8には、第二の外輪軌道 3cに対向する第二の内輪軌道 2c が外周面に形成された円環状の内輪部材 9が外嵌されている。

[0029] 第一の内輪軌道 2bと、第一の外輪軌道 3bとの間、及び、第二の内輪軌道 2cと、第二の外輪軌道 3cとの間には、それぞれ上述の複数の玉 4が転動自在に配置されている。

上記構成によって、車両用転がり軸受装置 1は、内軸 2を外輪 3に対して回転自在に支持しており、内軸 2に固定される車輪を回転自在に支持する。

[0030] 内軸 2と外輪 3との間の環状隙間を密封しているセンサ付き密封装置 7は、

内輪部材 9の外周面に外嵌固定された円環状のスリンガ 10と、このスリンガ 10に一体回転可能に固定された円環状の磁気エンコーダ 11と、外輪 3の他端部側の内周面 3dに内嵌固定されたセンサ部 12とを有している。

[0031] センサ部 12は、樹脂等によって円環状に形成されるとともに内部に後述する磁気センサ 13が埋包されている円環状の本体部 12aと、本体部 12aに固定された円環状の芯金 14と、本体部 12aから径外方向に突出して形成されたコネクタ 12bとを有している。このコネクタ 12bには、当該車両用転がり軸受装置 1が搭載される車両の制御装置からのハーネスが接続され、磁気センサ 13の検出信号を前記制御装置に出力すること力 Sでさるように構成されて!/、る。

また、本体部 12aには、その内径端部の周縁に沿って軸方向一端側に突出した突出部 12alが形成されており、この突出部 12alの内外周面及び端面に沿うように芯金 14が固定されている。

[0032] 図 2は、図 1中の要部を拡大した部分断面図である。図において、芯金 14は、 SPC C, SPCD, SPCE等の冷延鋼板やステンレス鋼板をプレス加工することによって形成されており、突出部 12alの外周面に沿う外筒部 14aと、突出部 12alの内周面に沿う内筒部 14bと、突出部 12alの端面に沿うとともに両筒部 14a, 14bの軸方向一端側端部を繋ぐ円環部 14cとを有することで断面ほぼ U字型に形成されている。芯金 14の材質としては、上述のもののうちでも特に、プレス加工によっても磁性化し難い材料を選択することが好ましい。また、内筒部 14bの他端側端部には、径内方向に延びる縁部 14dが形成されており、縁部 14dの内周端部には、スリンガ 10とセンサ部 1 2との間をシールするためのシール部材 15が加硫接着等によって固定されている。シール部材 15は、ゴム等の弾性体によって円環状に形成された部材であり、内輪部材 9に固定されたスリンガ 10の外周面に摺接する複数のシールリップ 15aを有している。

[0033] また、センサ部 12の突出部 12alの内部には、上述の磁気センサ 13が埋包配置されている。この磁気センサ 13は、後述する磁気エンコーダ 11が内軸 2とともに一体回転することにより生じる磁極の変化を検知しその検知信号を出力する。磁気センサ 13 は、突出部 12alの内部に配置されることで、両筒部 14a, 14bの間に位置している。

[0034] スリンガ 10は、内輪部材 9に外嵌された円筒部 16a、及びこの円筒部 16aの軸方向他端部から径外方向に延びる環状部 16bを有する断面 L型に形成された本体部 16 を有している。この本体部 16の環状部 16bは、芯金 14の縁部 14dに対して対向配置するように形成されている。上述の縁部 14dに固定されたシール部材 15の複数のシールリップ 15aは、その先端が環状部 16bの側面、及び円筒部 16の外周面に摺接するように形成されており、このシール部材 15によって、スリンガ 10と芯金 14との間をシールしている。

また、スリンガ 10は、円筒部 16aの外周面に外嵌固定されるとともにその外周側で磁気エンコーダ 11を支持してレ、る円環状の支持部材 17をさらに有して!/、る。この支持部材 17は、芯金 14の内筒部 14bの内周側に配置されるように円筒部 16aに固定されており、円筒部 16aの外周面に外嵌された内筒部 17aと、この内筒部 17aの外周側に配置された外筒部 17bと、これら両筒部 17a, 17bの軸方向一方側を繋ぐ円環部 17cとを有することで断面 U型に形成されている。

[0035] 図 3 (a)は、支持部材 17の一部を示した部分外観図である。図のように支持部材 1 7の外筒部 17bの軸方向他端部側の端部には、周方向に所定の間隔をおいて軸方向に切り欠いた切り欠き部 18が形成されている。さらに、外筒部 17bの軸方向他端部側の端部には、外筒部 17bの内周面よりも径内方向に突出する突出部 19が形成されている。

なお、スリンガ 10の本体部 16及び支持部材 17は、芯金 14と同様、 SPCC, SPCD , SPCE等の冷延鋼板やステンレス鋼板をプレス加工することによって形成されてい

[0036] 図 2に戻って、上記支持部材 17によって一体回転可能に支持されている磁気ェンコーダ 11は、プラスチック磁石を用いて円環状に形成されており、支持部材 17の外筒部 17bの外周面側に配置された筒部 11aと、この筒部 11aの端部から延ばされ外筒部 17bの端部及びその内周面側の突出部 19を覆うように形成された回り込み部 1 lbとを有している。

磁気エンコーダ 11の筒部 11aは、芯金 14の内筒部 14bに対して僅かな隙間を置いて対向するように配置されており、センサ部 12の本体部 12aの突出部 12alに埋方されている磁気センサ 13の内方側に、本体部 12aの一部、内筒部 14b、及び前記隙間を介して配置されている。また、筒部 11aは、周方向に沿って N極と S極が所定位置に配列されるように着磁されている。このため、内軸 2と一体回転する磁気ェンコ一ダ 11は、磁気センサ 13に対して、内軸 2の回転に応じて磁極を変化させることができる。磁気センサ 13は、内軸 2の回転に応じて変化する磁極を検出し、その検出信号を前記車両の制御装置に出力する。前記制御装置は、磁気センサ 13の検出信号に基づいて、内輪 2の回転速度を認識し、車両のアンチロックブレーキシステム等の制御に反映する。

[0037] また、磁気エンコーダ 11の筒部 11aは、支持部材 17の外筒部 17bとの間に、ゴム等の弾性体からなる緩衝部材 20を介在して配置されている。鋼板からなるスリンガ 1 0側の支持部材 17と、プラスチック磁石からなる磁気エンコーダ 11との間には、熱膨張係数が大きく異なる場合があり、これらが温度変化に伴って膨張収縮変形したときに、支持部材 17と、磁気エンコーダ 11との間には変形量の差が生じる。上記のように緩衝部材 20を磁気エンコーダ 11と支持部材 17との間に介在することで、両者の間に生じる変形量の差を許容することができ、比較的脆いプラスチック磁石からなる磁気エンコーダ 11の破損を防止することができる。

また、熱膨張係数の差によって支持部材 17と磁気エンコーダ 11とが、互いに離間する方向に変形した場合にも、磁気エンコーダ 11と支持部材 17との間に介在した緩衝部材 20によって、両者の間に隙間が生じるのを防止でき、両者間に異物が侵入するのを防止すること力 Sできる。この結果、磁気エンコーダ 11の劣化等を防止できる。

[0038] また、回り込み部 l ibの軸方向先端部には、径外方向に突出して外筒部 17bの突出部 19の側部 19aに当接している突起 l lblが形成されている。回り込み部 l ibは、外筒部 17bの端部にも当接している。このように、回り込み部 l ibを突出部 19の側部 19a及び外筒部 17bの端部に当接させることで、磁気エンコーダ 11と、支持部材 17 とが軸方向に相対移動するのを防止することができる。

[0039] また、回り込み部 l ibの支持部材 17に向く内側面には、外筒部 17bの切り欠き部 1 8に嵌め込まれた嵌め込み部 1 lb2が形成されて!/、る。

図 3 (b)は、図 2中 A— A線矢視要部断面図である。嵌め込み部 l lb2は、切り欠き部 18に対応して径方向に突出しており、切り欠き部 18の壁部 18aに当接している。このように嵌め込み部 l lb2を壁部 18aに当接させることで、磁気エンコーダ 11と、支持部材 17とが径方向に相対移動するのを防止することができる。

上記突出部 19の側部 19a及び外筒部 17bに形成された切り欠き部 18の壁部 18a は、それぞれ磁気エンコーダ 11が、スリンガ 10に対して軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部を構成しており、これら、側部 19a、及び壁部 18aによって、磁気エンコーダ 11を外筒部 17bに対して高い圧入しろをもって強固に固定せずとも、磁気エンコーダ 11の相対移動を防止できる。従って、本実施形態のように、磁気ェンコーダ 11と支持部材 17との間に弾性体からなる緩衝部材 20を介在した場合にお V、て、磁気エンコーダ 11を固定するのに特に有効である。

[0040] また、上記支持部材 17を有していない構成のスリンガ 10である場合、軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部に相当する部分をスリンガ 10の本体部 16 に形成する必要が生じる力本実施形態では、本体部 16とは別部材である支持部材 17に、上記突出部 19の側部 19a及び切り欠き部 18の壁部 18aを設けたので、これら段部を構成する側部 19a、壁部 18aの形成が容易となる。

[0041] 磁気エンコーダ 11に用いられているプラスチック磁石は、多数の磁性粉末を含有しており、この磁性粉末によって磁石としての機能が付与されている。具体的には、磁性粉末としてのフェライト粉末を、ポリフエ二レンサルファイド (PPS)樹脂やポリアミド（ PA)樹脂等の樹脂材料に混合した後、所定の形状に形成されている。

また本実施形態の磁気エンコーダ 11を構成するプラスチック磁石に含有される磁性粉末は、所定の方向に磁場配向された状態とされている。

[0042] 以下、磁場配向された状態の磁性粉末とこれを含有するプラスチック磁石について説明する。図 4は、プラスチック磁石中に磁場配向されて含有されている磁性粉末の態様を模式的に示した図である。図において、プラスチック磁石 Mは、当該プラスチック磁石 Mを形作っている樹脂部 Jと、多数の磁性粉末 Pとからなり、プラスチック磁石 Mは、多数の磁性粉末 Pを含有している。

多数の磁性粉末 Pには、それぞれ磁気的 (もしくは形状的）な異方性を有するフェライト粉末等が用いられている。図 4においては、この異方性を楕円形状で模式的に示しており、一端部が N極、他端部が S極となるように示している。これら磁性粉末 Pは、当該磁性粉末 Pと、樹脂材料を混合して所定形状に形成する際に、例えば、図 4中、所定の方向としての矢印 Hの方向に向かって磁場を作用させながら形成する。このように、形成時に磁場を作用させると、磁気的異方性を有する磁性粉末 Pは、図 4に示すように、磁界の方向に沿って配向し、この磁場配向した状態で、プラスチック磁石 Mとして形成される。この結果、所定の方向に磁場配向された状態の磁性粉末 Pを含有して!/、るプラスチック磁石 Mを得ること力 Sできる。

なお、樹脂部 Jの樹脂材料としては、ポリアミド 6、ポリアミド 12が好ましぐこれら樹脂は、形成時における粘度が比較的低ぐ磁性粉末 Pが配向する際の抵抗を低く抑えることができ、効果的に磁性粉末 Pを配向させることができる。

[0043] 上記プラスチック磁石は、磁性粉末 Pを所定の方向に配向した状態で含有しているので、その後着磁された場合に、磁性粉末 Pが磁場配向されていないものと比較して、所定方向に向力、う磁束密度を高めることができ、所定方向に対して高い磁力を得ること力 Sでさる。

図 4において、例えば、図中のプラスチック磁石 Mの上面が筒部 17bの外周面、下面が内周面、磁場配向の方向を径外方向に沿う方向であるとした場合、含有されている磁性粉末 Pは径外方向に沿う方向に配向しているため、その後着磁されたプラスチック磁石 Mは、径外方向に向力、う磁束密度を高めることができ、これによつて、径外方向に向けて高い磁力が得られる。

[0044] 上記のように構成されたセンサ付き密封装置 7及び車両用転がり軸受装置 1によれば、磁気エンコーダ 11を構成するプラスチック磁石に含有されている磁性粉末が磁場配向された状態であるため、当該プラスチック磁石は、着磁した際に、磁場配向された方向への磁束密度が高くなり、高い磁力が付与される。すなわち、当該プラスチック磁石に対して、磁気エンコーダ 11としての機能を付与するために周方向に多数の磁極を配列して着磁した場合、高い磁力を有する磁気エンコーダとすることができ従って、磁気エンコーダ 11と磁気センサ 13との間に、芯金 14等が介在して両者間のギャップが大きくなつたとしても、磁気エンコーダ 11の高い磁力によって、磁気センサ 13に対して十分な磁力を確保することができる。

[0045] また、例えば、当該車両用転がり軸受装置 1をより小型化しょうとする場合、当然密封装置 7も小型化する必要があり、これに伴って、磁気エンコーダ 11についても小型化する必要が生じる。磁気エンコーダ 11を小型化すると、当該磁気エンコーダ 11が磁気を発生するための実面積が減少するのでその磁力が弱まり、センサとして必要な磁力を確保できなレヽとレ、うおそれがあった。このような場合においても、本実施形態では、磁気エンコーダ 11に高い磁力を付与することで、十分な磁力を確保できるため、車両用転がり軸受装置 1、及びセンサ付き密封装置 7のさらなる小型化を図ることもできる。

[0046] 図 5 (a)は、本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き密封装置の要部の部分断面図であり、図 5 (b)は、支持部材の一部を示した部分外観図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、磁気エンコーダ 1 1が断面ほぼ矩形の円環状とされている点、及び支持部材 17が磁気エンコーダ 11の外面に沿う断面 L型とされている点である。その他の構成については、第一の実施形態と同一であるので説明を省略する。

[0047] 本実施形態によるセンサ付き密封装置 7のスリンガ 10における支持部材 17は、本体部 16に外嵌固定された筒部 17dと、この筒部 17dの軸方向一端部から径外方向に延びる円環部 17eとを有する断面 L型に形成されている。磁気エンコーダ 11は、筒部 17dの外周面に外嵌固定されるとともに、円環部 17eの側面に沿うように配置されている。このため、断面 U型とされた支持部材 17を有する第一の実施形態のものと比較して、磁気エンコーダ 11の厚み寸法が大きく設定されて!/、る。

[0048] また、筒部 17dの先端部には、筒部 17dの外周面よりも径外方向に突出する突出部 21が形成されている。磁気エンコーダ 11の内周面には、突出部 21に対応する段差部 11cが形成されており、磁気エンコーダ 11は、突出部 21の側部 21aと、円環部 17eとの間で嵌め込まれて保持されている。つまり、突出部 21の段部としての側部 2 laによって、磁気エンコーダ 11と、支持部材 17とが軸方向に相対移動するのを防止できる。

また、円環部 17eの外周端部には、周方向に所定の間隔をおいて径方向内方に切り欠いた切り欠き部 22が形成されている。これに対して、磁気エンコーダ 11の軸方向一端側の端面には、上記第一の実施形態と同様に、切り欠き部 22に嵌め込まれた嵌め込み部 l lb2が形成されており、嵌め込み部 l lb2を切り欠き部 22の段部としての壁部 22aに当接させることで、磁気エンコーダ 11と、支持部材 17とが径方向に相対移動するのを防止することができる。

[0049] 上記構成のセンサ付き密封装置 7によれば、支持部材 17を断面 L型とし、磁気ェンコーダ 11の厚み寸法を大きく設定したので、磁気エンコーダ 11の剛性が高めることができる。このため、第一の実施形態にて示した、磁気エンコーダ 11の破損を防止するための緩衝部材を、磁気エンコーダ 11と支持部材 17との間に介在させる必要がなぐ簡易な構造することができ、コストの低減化を図ることができる。

また、本実施形態では、上記のように緩衝部材を要しないので、磁気エンコーダ 11 を構成するプラスチック磁石を支持部材 17に対して直接射出成形することもできる。この場合、磁気エンコーダ 11をより確実にスリンガ 10 (支持部材 17)に一体に固定することができるとともに、支持部材 17に磁気エンコーダ 11を嵌め込む工程を省略できるので、当該密封装置 7の組み立て工程を簡略化することができる。

なお、コストや組み立て工程等が増加するが、第一の実施形態と同様に、支持部材 17と磁気エンコーダ 11との間に緩衝部材を介在させることができるのは言うまでもない。

[0050] なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、プラスチック磁石に含有される磁性粉末は、磁気的な異方性を有するもの磁場配向させた場合を例示したが、例えば、磁性粉末の有する形状的な異方性に基づいて磁性粉末を磁場配向させたものであってもよレ、。

また、上記各実施形態では、磁気エンコーダを構成するプラスチック磁石に用いる磁性粉末として、フェライト粉末を用いた場合を例示した力、ネオジゥムやサマリウム等の希土類系の磁性粉末を用いることもでき、この場合、当該磁気エンコーダにより高レヽ磁力を付与することができる。

また、芯金は、後述の実施形態で示すように、 SUS304L又は SUS305等の非磁性材料を用いることもができる。

[0051] また、上記第二実施形態では、スリンガ 10の本体部 16と、磁気エンコーダ 11との間に支持部材 17を介在した構成とした力例えば、図 6 (a) , (b)に示すように、スリンガ 10の本体部 16の円筒部 16aに直接外嵌固定した構成としてもよい。この場合、本体部 16の円筒部 16aに、突出部 23、及び切り欠き部 24を設けることで、磁気ェンコーダ 11の相対移動を規制する段部としての、突出部 23の側部 23a、及び切り欠き部 24の壁部 24aを設けることができる。もちろん、本体部 16に対して直接プラスチック磁石を射出成形することもできる。

図 6に示すセンサ付き密封装置によれば、上記各実施形態の有する支持部材 17 を有しないので、より簡易な構造にでき、さらなる低コスト化が可能となる。

[0052] 図 7は、本発明の第三の実施形態に係る転がり軸受装置 110の断面図、図 8は、転カり軸受装置 110の正面図である。転がり軸受装置 110は、ノ、ブユニット 111と、センサ装置 112とを備えている。ハブユニット 111は、車体側に固定される外輪（固定輪） 113と、車輪が取り付けられる内輪（回転輪） 114と、外輪 113及び内輪 114の間に配置された複数の玉 (転動体） 115と、玉 115を保持する保持器 116と、を備えてい

[0053] なお、図 7におレ、ては、ハブユニット 111の左側が車体側（インナ側）であり、右側が車輪側（ァウタ側）である。また、ハブユニット 111の軸方向の中央側から、インナ側及びァウタ側に向力、う方向を軸方向外方といい、インナ側及びァウタ側からハブュ二ットの軸方向中央側に向力、う方向を軸方向内方とレ、う。

[0054] 外輪 113は、内周面に 2列の軌道面 119Aを備えた円筒部 119と、円筒部 119の外周面から径方向外方に突出するフランジ部 120とを有している。外輪 113は、このフランジ部 120においてボルトにより車体に取り付けられる。

内輪 114は、ハブ輪 122と、このハブ輪 122のインナ側の外周面に嵌合される筒状輪 123とからなる。ハブ輪 122は、円筒部 124とこの円筒部 124の外周面から径方向外方へ突出するフランジ部 125とを有し、このフランジ部 125にボルトによって車輪が取り付けられる。円筒部 124の外周面と筒状輪 123の外周面とには、各 1列の軌道面 124A, 123Aが形成され、これら軌道面 124A, 123Aと、外輪 113に形成した軌道面 119Aとの間に複数の玉 115が軸方向 2列に配置されている。

[0055] 外輪 113のァウタ側端部の内周面と、ハブ輪 122の円筒部 124の外周面との間には、軸受内への泥土の浸入を防止する弾性シール 127が設けられている。また、外輪 113及び内輪 114のインナ側端部には、同じく泥土等の浸入を防止するシール装置 128が設けられている。

[0056] 図 9は、本発明の要部を拡大して示す断面図である。本実施形態におけるセンサ付き密封装置を構成するシール装置 128は、外輪 113に固定された固定側シール部材 130と、内輪 114に固定された回転側シール部材 131とからなる。固定側シール部材 130は、芯金 132と、インサート成形により芯金 132に一体化された樹脂部材 133と、樹脂部材 133内に配置された磁気センサ 134と、芯金 132に接着された弾性シール (シール体） 135とを備えている。

[0057] 芯金 132は、環状に形成されており、径方向の外端部に、軸方向に沿って延びる外周側円筒部 137を備え、この円筒部 137のァウタ側端部から径方向内方に延びるァウタ側フランジ部（第 1フランジ部） 138を備え、ァウタ側フランジ部 138の径方向内端部から軸方向に沿ってインナ側へ延びる内周側円筒部 139を備え、内周側円筒部 139のインナ側端部から径方向内方へ延びるインナ側フランジ部（第 2フランジ部） 140とを備えている。これら円筒部 137, 139及びフランジ部 138, 140は、金属板をプレス加工（深絞り加工）することによって一体成形されて!/、る。

[0058] 芯金 132の外周側円筒部 137は、外輪 113のインナ側端部の内周面に嵌合する嵌合部を構成しており、インナ側フランジ部 140は、回転側シール部材 131との間をシールする弾性シール 135を取り付けるためのシール取付部を構成している。

樹脂部材 133は、環状に形成され、芯金 132の外周側円筒部 137のインナ側端部力 Sインサート成形により一体化されている。また、樹脂部材 133は、芯金 132の外周側円筒部 137、ァウタ側フランジ部 138、内周側円筒部 139によって囲まれる空間 S 内に充填されている。

[0059] 図 7に示すように、樹脂部材 133の上部にはインナ側及び径方向外側に突出する突出部 141が設けられている。この突出部 141の上端には、車体側に設けられた信号処理手段と磁気センサ 134とを結ぶハーネスを取り付けるためのコネクタ部 142が一体に成形されている。コネクタ部 142には、信号用のコネクタピン 143が設けられ、磁気センサ 134とコネクタピン 143と力リード線 144等を介して接続されている。磁気センサ 134、コネクタ部 142、コネクタピン 143、リード線 144、信号処理手段等によって、センサ装置 112が構成されている。また、センサ装置 112は、 ABSセンサとしてハブユニット 111に組み込まれたものである。

[0060] 磁気センサ 134は、図 9に示すように、前記空間 Sにおいて樹脂部材 133内に配置されて、センサ部を構成している。そして、磁気センサ 134のセンシング面 134aは、径方向内方に向いている。

図 9に示すように、回転側シール部材 131は、内輪 114に固定されるスリンガー 14 6と、このスリンガー 146の外周面に固定されたパルサ 147とを有している。

[0061] スリンガー 146は、軸方向に沿って延びる円筒部 148と、この円筒部 148のインナ側端部から径方向外方へ延びるフランジ部 149とによって断面略 L字状に形成されている。円筒部 148のァウタ側は、内輪 114における筒状輪 123のインナ側外周面に嵌合されている。円筒部 148のインナ側は、筒状輪 123よりもインナ側へ軸方向に突出している。

[0062] ノ^レサ 147は、 N極と S極とが交互に配置されて回転信号を出力するものであり、支持咅才 150と、磁気エンコーダ 151と力、らなっている。支持咅才 150は、 SUS430 などの磁性を有する金属によって環状に形成されている。また、支持部材 150は、断面略コ字状に形成され、外周面に磁気エンコーダ 151が接着されるとともに、当該外周面の軸方向両側に磁気エンコーダ 151が内周方向に加締められて抜け止めされている。支持部材 150の内周面は、スリンガー 146の円筒部 148のァウタ側外周面に嵌合されている。磁気エンコーダ 151は、ゴムをバインダとする磁性粉が着磁されることにより形成され、樹脂部材 133に埋設された磁気センサ 134のセンシング面 13 4aに対向している。

[0063] スリンガー 146の円筒部 148のインナ側外周面と、フランジ部 149のァウタ側の側面とは、固定側シール部材 130の弾性シール 135が当接するシール受け面とされている。弓単十生シーノレ 135は、円筒きの外周面に当接するリップき 135a, 135bと、フランジ部 149のァウタ側側面に当接するリップ部 135cとを有し、樹脂部材 133の内周面とスリンガー 146の径方向外端部との間の隙間から軸受装置 110内への水等の浸入（矢印 aで示す）を防止するようになって!/、る。

[0064] ノノレサ 147は、芯金 132の内周側円筒部 139によって径方向外方が覆われ、芯金 132のインナ側フランジ部 140と弾性シール 135によってインナ側（軸方向外側）が覆われている。したがって、矢印 aの如く浸入する水等から完全に保護されている。

[0065] 芯金 132の外周側円筒部 137と、ァウタ側フランジ部 138と、内周側円筒部 139とは、樹脂部材 133に接着されている。そのため、芯金 132と樹脂部材 133とを、大きな接着面積で強固に接着することができる。

[0066] 芯金 132の内周側円筒部 139は、磁気センサ 134とパルサ 147の磁気エンコーダ 151との間に介在されるようになっている。そのため、芯金 132が磁性を帯びていると、磁気センサ 134による磁気エンコーダ 151の検知に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、本実施形態では、芯金 132として非磁性体の材料を用いている。

[0067] また、芯金 132は、上述のごとぐ外周側円筒部 137、ァウタ側フランジ部 138、内周側円筒部 139、インナ側フランジ部 140を形成するために複数箇所で屈曲しており、深絞り加工によって成形されるようになっている。金属には、非磁性体であっても塑性加工を行うことによって加工硬化を起こし、同時に磁性化するものがある。例えば、オーステナイト系ステンレスである SUS304は、深絞り等の冷間加工を行うと、組織がマルテンサイト変態化し、硬度及び磁性が増加する性質がある。

[0068] そのため、本実施形態では、芯金 132として単に非磁性体の材料を用いるのではなぐ塑性加工によって磁性化しがた!/、非磁性体の材料を用いるようになって!/、る。具体的には、オーステナイト系ステンレスである SUS304Lや SUS305等を用いている。したがって、本実施形態のように、芯金 132が、複雑に曲げ加工されて磁気センサ 134とパルサ 147 (特に磁気エンコーダ 151)との間に介在されていても、磁気センサ 134の検出精度に影響を及ぼすことがない。なお、 SUS304Lは、 SUS304に比ベて炭素量が少なぐニッケノレ量が多くなつている。

[0069] 本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、芯金 132の材料としては、上記実施形態で挙げたものに限定されず、塑性加工により磁性化しがたい材料であれば採用することができる。また、塑性加工の種類としては、プレス加工に分類される深絞り加工、曲げ加工などがあり、選択される芯金 132 の材料は、加工方法や温度等の加工条件に応じて選択することができる。また、芯金 132だけでなぐ支持部材 150及びスリンガー 146も非磁性材料で構成することができる。さらに、磁気エンコーダ 151を支持するための支持部材 150を省略し、当該支持部材 150を用いた場合と同じ外径となるように磁気エンコーダ 151の肉厚を大きくしてもよい。

また、磁気エンコーダ 151は、ゴムをバインダとする磁性粉が着磁されて形成される形態のみならず、第一、第二の実施形態と同様、ポリフエ二レンサルフイド樹脂やポリアミド樹脂でフェライト粉末等の磁性粉末をバインドして形成されたプラスチック磁石を用いても良い。

Claims

請求の範囲

[1] 回転輪に固定される円環状のスリンガと、

このスリンガに一体回転可能に固定された磁気エンコーダと、

固定輪に固定されるとともに、前記スリンガに摺接するシール部材を備えた芯金、及び前記磁気エンコーダによる磁極の変化によって前記固定輪と前記回転輪との相対回転を検出する磁気センサを備えたセンサ部と、を備えた転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置におレ、て、

前記磁気エンコーダは、所定の方向に磁場配向された状態で磁性粉末を含有しているプラスチック磁石よりなることを特徴とするセンサ付き密封装置。

[2] 前記磁気エンコーダは、前記スリンガとの間に弾性体からなる緩衝部材を介在して固定されて!/、る請求項 1に記載のセンサ付き密封装置。

[3] 前記スリンガには、前記磁気エンコーダが軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部が形成されて!/、る請求項 1に記載のセンサ付き密封装置。

[4] 前記スリンガは、その周面に固定され前記磁気エンコーダを支持する円環状の支持部材を有しており、この支持部材に前記段部が形成されている請求項 3に記載のセンサ付き密封装置。

[5] 車体側に固定される固定輪と、

前記センサ付き密封装置は、請求項 1に記載のセンサ付き密封装置であることを特徴とする車両用転がり軸受装置。

[6] 回転輪に固定される円環状のスリンガと、

固定輪に固定されるとともに、前記スリンガに摺接するシール部材を備えた芯金、及び前記磁気エンコーダによる磁極の変化によって前記固定輪と前記回転輪との相対回転を検出する磁気センサを備えたセンサ部と、を備えた転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置におレ、て、前記芯金が、塑性加工によって成形されるとともに、その少なくとも一部が前記磁気センサと前記磁気エンコーダとの間に介在され、さらに、前記塑性加工によって磁性化し難い非磁性材料よりなることを特徴とするセンサ付き密封装置。

[7] 前記芯金を構成する非磁性材料が、 SUS304L又は SUS305である、請求項 6記載のセンサ付き密封装置。

[8] 車体側に固定される固定輪と、

前記センサ付き密封装置は、請求項 6に記載のセンサ付き密封装置であることを特徴とする車両用転がり軸受装置。

[9] 前記芯金が、前記固定輪に嵌合固定される外周側円筒部と、この外周側円筒部の軸方向内側端部から径方向内方に延びる第 1フランジ部と、第 1フランジ部の径方向内端部から軸方向外側へ前記磁気センサと前記磁気エンコーダとの間を通って延びる内周側円筒部と、この内周側円筒部の軸方向外側端部から回転側軌道輪に向けて延びる第 2フランジ部とを備え、前記第 2フランジ部に、前記回転輪側との間をシールするシール体が設けられていることを特徴とする請求項 8記載の車両用転がり軸受装置。