WO2015056526A1 - エンコーダ付組み合わせシールリング及びエンコーダ付転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

　スリンガ（１５ｂ）は、断面略Ｌ字形で、回転円筒部（２２ｂ）と、回転円筒部（２２ｂ）の軸方向内端縁から径方向外方に折れ曲がった回転円輪部（２３ｂ）と、を有する。回転円筒部（２２ｂ）の内周面を、回転円輪部（２３ｂ）に近い側の端部に設けた大径部（２５）と、残部の小径部（２６）と、を段差部（２７）により連続させた段付円筒面とする。回転円輪部（２３ｂ）に支持するエンコーダ（１６ｂ）を、成形型を段差部（２７）に突き当てた状態で、溶融した永久磁石素材を凝固させて造る。ハブ（３）の外径寸法をφＤとし、小径部（２６）の自由状態での内径寸法をφｄ１とし、エンコーダ（１６ｂ）の自由状態での内径寸法をφｄ２とした場合に、φｄ１≦φｄ２＜φＤの関係を満たす。

Description

エンコーダ付組み合わせシールリング及びエンコーダ付転がり軸受ユニット

　この発明は、各種機械装置の回転支持部に組み込む転がり軸受の開口端部を塞ぐと共に、この転がり軸受に支持される回転部材の回転速度を検出する為のエンコーダ付組み合わせシールリング、及び、このエンコーダ付組み合わせシールリングを備えたエンコーダ付転がり軸受ユニットの改良に関する。具体的には、スリンガを構成する回転円筒部と内径側軌道輪部材の外周面との嵌合部の密封性を確保できる構造を実現するものである。各種機械装置の回転支持部としては、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニット等が挙げられる。

　自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、図９～１０に示す様な、エンコーダ付転がり軸受ユニット１が従来から広く知られている（例えば特許文献１、２参照）。エンコーダ付転がり軸受ユニット１は、外径側軌道輪部材である外輪２と、内径側軌道輪部材であるハブ３とを、互いに同心に配置している。そして、外輪２の内周面に設けた複列の外輪軌道４、４と、ハブ３の外周面に設けた複列の内輪軌道５、５との間に、それぞれが転動体である玉６、６を、両列毎に複数個ずつ配置している。各玉６、６は、それぞれ保持器７、７により、転動自在に保持されている。この様な構成により、懸架装置に支持固定される外輪２の内径側にハブ３を、回転自在に支持している。

　外輪２の内周面とハブ３の外周面との間で、各玉６、６を設置した環状空間８の軸方向両端開口は、それぞれシールリング９とエンコーダ付組み合わせシールリング１０とにより、全周に亙り塞がれている。シールリング９は、金属板製の芯金１１と弾性材製の複数本のシールリップ１２とを備える。そして、芯金１１を外輪２の軸方向外端部（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向外側で、各図の左側を言う。これに対して、各図の右側である、幅方向中央側を、軸方向に関して内と言う。本明細書全体で同じ。）に締り嵌めで内嵌した状態で、各シールリップ１２の先端縁をハブ３の軸方向中間部外周面に、全周に亙り摺接させている。

　エンコーダ付組み合わせシールリング１０は、組み合わせシールリング１３を構成するシールリング１４及びスリンガ１５と、エンコーダ１６とから成る。シールリング１４は、断面Ｌ字形で全体が円環状の芯金１７と、弾性材１８とから成る。芯金１７は、軟鋼板等の金属板により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成して成る。芯金１７は、外輪２の軸方向内端部内周面に締り嵌めにより内嵌固定される固定円筒部１９と、固定円筒部１９の軸方向外端縁から、ハブ３の外周面に向け、径方向内方に折れ曲がった固定円輪部２０とを有する。又、弾性材１８は、芯金１７の全周に亙って添着されたもので、１乃至複数本（図示の例では３本）のシールリップ２１ａ～２１ｃを有する。一般的には、弾性材１８は、ゴム製とし、芯金１７に対し焼き付けにより結合している。

　一方、スリンガ１５は、ハブ３（ハブ本体と共にこのハブ３を構成する内輪）の軸方向内端部外周面に締り嵌めにより外嵌固定される回転円筒部２２と、回転円筒部２２の軸方向内端縁から、外輪２の内周面に向け、径方向外方に折れ曲がった回転円輪部２３とを備える。又、スリンガ１５は、回転円筒部２２の外周面及びこの回転円輪部２３の軸方向外側面で、シールリップ２１ａ～２１ｃの先端縁を摺接させる部分を、それぞれ平滑面としている。

　エンコーダ１６は、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製であり、軸方向に着磁している。着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面であるエンコーダ１６の軸方向内側面には、Ｓ極とＮ極とが、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されている。この様なエンコーダ１６の被検出面には、センサの検出部を対向させて、ハブ３と共に回転する車輪の回転速度を測定可能とする。そして、測定した車輪の回転速度を表す信号を、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）等、車両の走行安定化装置の制御に利用する。

　上述した様な従来構造の第１例の場合、エンコーダ付組み合わせシールリング１０は、塵芥等の比較的大きな異物の進入は有効に防止する事ができるが、雨水や泥水等の進入を十分に防ぐ事は難しい。即ち、エンコーダ付組み合わせシールリング１０は、スリンガ１５の回転円筒部２２を、ハブ３の軸方向内端部外周面に外嵌固定しているだけであり、この嵌合部を密封する構造を設けていない。スリンガ１５の回転円筒部２２をハブ３の軸方向内端部外周面に締り嵌めで外嵌した状態でも、この嵌合部に微小隙間が生じる事は避けられない。この微小隙間に水分が侵入すると、両周面のうちの少なくとも一方の周面が腐食する事により当該部分の体積が増加し、この微小隙間が拡がる。そして、この拡がった隙間を通じて環状空間８内に水分が侵入する可能性がある。環状空間８内への水分の侵入は、グリースの劣化による軸受ユニットの耐久性低下の原因となり、好ましくない。この様に、従来構造のエンコーダ付組み合わせシールリング１０によっては、嵌合部の密封性を十分に確保する事は難しい。

　上述の様な雨水等の環状空間内への侵入を防ぐ事を目的として、例えば特許文献３には、図１１に示す様なエンコーダ付組み合わせシールリング１０ａを使用する事が提案されている。この従来構造の第２例では、エンコーダ１６ａの内周縁部に、スリンガ１５ａの回転円筒部２２ａの内径寸法よりも小さな内径寸法を有するリップ部２４を設けている。そして、スリンガ１５ａの回転円筒部２２ａをハブ３ａに外嵌固定した状態で、リップ部２４をこのハブ３ａの外周面に弾性的に当接させている。

　但し、上述した様な従来構造の第２例の場合にも、次の様な理由から、スリンガ１５ａの回転円筒部２２ａとハブ３ａの外周面との嵌合部の密封性を十分に確保する事は難しい。即ち、リップ部２４を構成する材料は、エンコーダ１６ａと同じであり、十分な磁性を確保する為に、フェライト等の強磁性材を多量（例えば８０～９０重量％）に含有している為、一般的なシール用の材料に比べて弾性変形しにくく脆い。一方、エンコーダ１６ａは、スリンガ１５ａを成形型（金型）内に配置し、永久磁石となるべき永久磁石素材（強磁性材を含有したゴム或いは合成樹脂等の高分子材料）をスリンガ１５ａに固定（加硫固定或いは射出成形により固定）する事により造られる。但し、この様にしてエンコーダ１６ａを造る場合には、成形型からスリンガ１５ａ及び凝固した永久磁石素材（未着磁のエンコーダ）を抜き出す際に、リップ部２４となるべき部分を、締め代の大きさに応じて大きく変形させなければならない（無理抜きしなければならない）。そして、リップ部２４となるべき部分をこの様に大きく変形させる事は困難である為、このリップ部２４の締め代を大きく確保する事は難しくなる。又、スリンガ１５ａの回転円筒部２２ａをハブ３ａに締り嵌めで外嵌固定した場合、回転円筒部２２ａは弾性的に拡径するが、回転円筒部２２ａと回転円輪部２３ａとは連続する状態で設けられている為、回転円筒部２２ａの拡径の影響は、回転円輪部２３ａに伝わり易くなる。この為、回転円輪部２３ａに支持固定されたエンコーダ１６ａも拡径し易くなり、リップ部２４の締め代の減少量が大きくなる。更に、リップ部２４による密封構造の場合、自身の曲げ変形量の大きさが緊迫力の大きさに影響する為、締め代を大きく確保して曲げ変形量を増やさなければ、十分な緊迫力を確保できない。しかし、リップ部２４を構成する材料が弾性変形しにくい為、たとえ締め代を確保できたとしても、十分な緊迫力を確保する事は難しい。この様に、従来構造の第２例の場合にも、スリンガ１５ａの回転円筒部２２ａとハブ３ａの外周面との嵌合部の密封性を十分に確保する事は難しい。

日本国特開２００８－２３３１１０号公報 日本国特開２００９－１８５９６５号公報 日本国特開２００７－５２０３６号公報

　本発明は、上述の様な事情に鑑みて、スリンガを構成する回転円筒部と内径側軌道輪部材の外周面との嵌合部の密封性を良好にできる、エンコーダ付シールリング及びエンコーダ付転がり軸受ユニットの構造を実現すべく発明したものである。

　本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングは、使用時に回転する内径側軌道輪部材の外周面と、使用時にも回転しない外径側軌道輪部材の内周面との間部分に存在する、環状空間の端部開口を塞ぐと共に、前記内径側軌道輪部材の回転速度を検出する為に使用するものであり、前記外径側軌道輪部材に内嵌固定されるシールリングと、前記内径側軌道輪部材に外嵌固定されるスリンガと、前記スリンガに支持固定されるエンコーダとを備える。
　前記シールリングは、芯金と、前記芯金の全周に亙って添着された、少なくとも１本のシールリップを有する弾性材とを備える。
　又、前記スリンガは、金属板を曲げ形成する事により、断面略Ｌ字形で全体を円環状に構成したものであり、前記内径側軌道輪部材に締り嵌めで外嵌固定される回転円筒部と、前記回転円筒部の軸方向一端縁から径方向外方に向けて折れ曲がった回転円輪部とを備える。
　又、前記エンコーダは、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した永久磁石製で、全体を円輪状に構成したものであり、前記回転円輪部のうち前記シールリップと対向する側面とは反対側の側面に支持固定されている。

　特に本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングの場合には、前記回転円筒部の内周面を、前記回転円筒部の軸方向一端側に設けられた大径部と、残部に設けられた小径部とを、段差部により連続させた段付円筒面としている。
　又、前記エンコーダを、その内周面にリップを有しておらず、前記スリンガを成形型内に、前記成形型の一部を前記段差部に突き当てて配置した状態で、溶融した永久磁石素材｛フェライト等の強磁性材を混入したゴム或いは合成樹脂（例えばプラスチック）等の高分子材料｝を凝固させ前記スリンガに固着して造られたものとしている。
　更に、前記内径側軌道輪部材の外周面のうち前記スリンガを外嵌固定する部分の外径寸法をφＤとし、前記小径部の自由状態での内径寸法をφｄ１とし、前記エンコーダの自由状態での内径寸法をφｄ２とした場合に、φｄ１≦φｄ２＜φＤの関係を満たしている。

　又、本発明のエンコーダ付組み合わせシールリングを実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記回転円筒部の径方向厚さ寸法（肉厚）を、軸方向に関して前記小径部に整合する部分に比べて前記大径部に整合する部分で小さくする。
　又、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記エンコーダの内周面のうちで最も内径寸法が小さくなった部分の少なくとも軸方向一部を、前記回転円輪部のうち前記エンコーダを支持固定した側面よりも、軸方向に関して前記固定円筒部から離れた側に位置させる。
　更に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記エンコーダの内周面のうちで最も内径寸法が小さくなった部分を、内径寸法（φｄ２）が軸方向に亙り変化しない単一円筒面状の円筒面部により構成する。

　本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、外周面に内輪軌道を有する内径側軌道輪部材（例えばハブ）と、内周面に外輪軌道を有する外径側軌道輪部材（例えば外輪）と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体（例えば玉、円筒ころ、円すいころ）と、前記内径側軌道輪部材の外周面と前記外径側軌道輪部材の内周面との間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐ組み合わせシールリングとを備える。
　そして特に、本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットの場合には、前記組み合わせシールリングを、請求項１～４のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付組み合わせシールリングとしている。

　上述の様に構成する本発明のエンコーダ付組み合わせシールリング及びエンコーダ付転がり軸受ユニットによれば、スリンガを構成する回転円筒部と内径側軌道輪部材の外周面との嵌合部の密封性を良好にできる。
　即ち、本発明の場合には、スリンガを構成する回転円筒部の内周面を、この回転円筒部の軸方向一端側に設けられた大径部と残部に設けられた小径部とを段差部により連続させた段付円筒面としている。この為、回転円筒部のうちの小径部を、内径側軌道輪部材に締り嵌めで外嵌固定する事で、この小径部に整合する部分が弾性的に拡径した場合にも、この小径部と回転円輪部との間部分に設けられた大径部に整合する部分を弾性変形させる事で、この小径部の拡径の影響が回転円輪部にまで伝わる事を有効に防止できる。又、この回転円輪部は、その形状故に径方向に関する剛性は高い。従って、エンコーダが拡径する事を有効に防止できる為、このエンコーダの内径寸法を、内径側軌道輪部材の外周面のうちスリンガを外嵌固定する部分の外径寸法よりも小さい状態に維持できる。この為、本発明によれば、エンコーダの内周面を内径側軌道輪部材の外周面に対し全周に亙り締め代を有する状態で当接させる事ができる。
　又、エンコーダとして、永久磁石素材を凝固させる事により造られたものを使用している為、締め代を増やす上で有利になる。即ち、成形型から取り出した後の未着磁エンコーダの内径寸法は、凝固に伴い、この成形型の内面のうちで、エンコーダの内周面を形成する部分の外径寸法よりも小さくなる。従って、成形型からスリンガ及び未着磁エンコーダを抜き出す際に、この未着磁エンコーダの内周縁部を、変形させないか、或いは、変形量を小さく抑えた場合にも、締め代を増やす事ができる。
　更に、本発明の場合には、エンコーダの内周面にリップを設けていない為、スリンガを内径側軌道輪部材に外嵌固定した際に、エンコーダの内周面のうち、最も内径寸法が小さくなった部分を含むその近傍部分が、内径側軌道輪部材の外周面との当接により径方向に圧縮される。そして、この様にしてエンコーダの内周縁部に発生する圧縮力は、リップの曲げ変形に基づき発生する緊迫力に比べて大きな緊迫力を発生させる。この為、リップを設けた場合に比べて締め代の大きさが小さくても、エンコーダの内周面によって十分に大きな緊迫力を発生させる事ができる。
　この結果、本発明によれば、スリンガを構成する回転円筒部と内径側軌道輪部材の外周面との嵌合部の密封性を良好にできる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、エンコーダ付組み合わせシールリングを取り出して示す部分断面図。 図１のＡ部に相当する部分の拡大図。 同じくエンコーダを製造する為にスリンガを成形型にセットした状態を示す部分断面図。 同じく別例を示す部分断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。 同じく図２と同様の図。 本発明の実施の形態の第３例を示す、図１と同様の図。 同じく図２と同様の図。 従来から知られているエンコーダ付転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。 図９のＢ部拡大図。 従来構造の第２例を示す、図１０に相当する部分断面図。

　［実施の形態の第１例］
　本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１～４により説明する。尚、本例の特徴は、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂとハブ３の外周面との嵌合部の密封性を、エンコーダ１６ｂの内周縁部を利用して向上させる部分の構造にある。エンコーダ付転がり軸受ユニットの全体構造を含め、その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前述した従来構造の第１例の場合と基本的には同じであるから、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

　本例のエンコーダ付組み合わせシールリング１０ｂは、組み合わせシールリング１３ａを構成するシールリング１４及びスリンガ１５ｂと、エンコーダ１６ｂとから成る。シールリング１４は、芯金１７と弾性材１８とを備える。芯金１７は、軟鋼板等の金属板をプレス加工により曲げ成形して、断面Ｌ字形で全体を円環状としたものである。芯金１７は、外径側軌道輪部材である外輪２の軸方向内端部内周面に締り嵌めにより内嵌固定される固定円筒部１９と、固定円筒部１９の軸方向外端縁から径方向内方に向けて折れ曲がった固定円輪部２０とを有する。又、弾性材１８は、ゴムの如きエラストマー製で、芯金１７の全周に亙って添着されており、３本のシールリップ２１ａ～２１ｃを有している。

　スリンガ１５ｂは、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼板等の金属板をプレス加工により曲げ成形して、断面Ｌ字形で全体を円環状としたものである。スリンガ１５ｂは、内径側軌道輪部材であるハブ３（ハブ本体と共にこのハブ３を構成する内輪）の軸方向内端部外周面に締り嵌めにより外嵌固定される回転円筒部２２ｂと、回転円筒部２２ｂの軸方向内端縁（特許請求の範囲に記載した軸方向一端縁に相当）から径方向外方に向けて折れ曲がった回転円輪部２３ｂとを備える。又、スリンガ１５ｂのうち、回転円筒部２２ｂの外周面及び回転円輪部２３ｂの軸方向外側面で、各シールリップ２１ａ～２１ｃの先端縁を摺接させる部分を、それぞれ平滑面としている。そして、各シールリップ２１ａ～２１ｃのうちで、最も径方向外側に配置され、軸方向内方に突出する状態で設けられた、サイドリップと呼ばれる外側シールリップ２１ａの先端縁を、回転円輪部２３ｂの軸方向外側面に全周に亙り摺接させている。これに対して、残り２本の中間及び内側シールリップ２１ｂ、２１ｃの先端縁を、回転円筒部２２ｂの外周面に全周に亙り摺接させている。

　特に本例の場合には、回転円筒部２２ｂの内周面を段付円筒面としている。この為に、回転円筒部２２ｂの内周面のうち、回転円筒部２２ｂの軸方向内端側に大径部２５を形成すると共に、残部（軸方向外端部乃至内端寄り部分）に小径部２６を形成している。そして、これら大径部２５と小径部２６とを円輪状の段差部２７により連続させている。又、回転円筒部２２ｂの径方向厚さ寸法（肉厚）を、軸方向に関して小径部２６に整合する部分（Ｔ）に比べて大径部２５に整合する部分（ｔ）で小さくしている（Ｔ＞ｔ）。又、回転円筒部２２ｂをハブ３に外嵌固定する以前の自由状態で、大径部２５の内径寸法（φｄ３）と小径部２６の内径寸法（φｄ１）との差の１／２の値｛（φｄ３－φｄ１）／２｝を、スリンガ１５ｂを構成する金属板（大径部２５以外の部分）の肉厚（Ｔ）のおよそ１／１０～１／４程度としている。又、本例の場合には、スリンガ１５ｂをハブ３に対して締り嵌めで内嵌固定する為、回転円筒部２２ｂのうちの小径部２６の内径寸法（φｄ１）を、ハブ３の軸方向内端部の外径寸法（φＤ）よりも小さくしている（φｄ１＜φＤ）。尚、段差部２７（及び大径部２５）は、スリンガ１５ｂをプレス加工により造る際に予め形成しておく事もできるし、後述する成形型（３２ａ）を利用してエンコーダ１６ｂを製造する際に加工する事もできる。

　エンコーダ１６ｂは、スリンガ１５ｂの回転円輪部２３ｂの軸方向内側面（シールリップ２１ａ～２１ｃと対向する側面とは反対側の側面）に、スリンガ１５ｂと同心に支持固定されている。又、エンコーダ１６ｂは、ゴム磁石製又はプラスチック磁石製等の永久磁石製で、全体を円輪状に構成しており、軸方向に着磁されている。着磁方向は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面であるエンコーダ１６ｂの軸方向内側面には、Ｓ極とＮ極とが円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されている。

　特に本例の場合には、エンコーダ１６ｂの内周面を、軸方向外端部乃至内端寄り部分に亙る範囲に形成された単一円筒面状の円筒面部２８と、軸方向内端部に形成された部分円すい筒面である面取り部２９とから構成しており、前述した従来構造の第２例の場合の様なリップ部２４（図１１参照）は設けていない。又、エンコーダ１６ｂの内周面において、最も内径寸法が小さくなった円筒面部２８のうちの軸方向内半部を、回転円輪部２３ｂの軸方向内側面よりも軸方向内方に位置させている。又、スリンガ１５ｂをハブ３に外嵌固定する以前の自由状態での、円筒面部２８の内径寸法（φｄ２）を、ハブ３の軸方向内端部の外径寸法（φＤ）よりも小さく、且つ、小径部２６の内径寸法（φｄ１）よりも大きくしている（φｄ１＜φｄ２＜φＤ）。一般的に、スリンガ１５ｂをハブ３に締り嵌めで外嵌固定する際の締め代の大きさは、ハブ３の外径寸法（φＤ）の０．１５～０．３％程度（０．９９７×φＤ＜φｄ１＜０．９９８５×φＤ）に設定する場合が多い。この為、エンコーダ１６ｂの内径寸法（φｄ２）を小径部２６の内径寸法（φｄ１）よりも大きくする程度（径差φｄ２－φｄ１）は、エンコーダ１６ｂの内径寸法（φｄ２）の０．０５～０．２５％程度（０．９９５×φｄ２＜φｄ１＜０．９９７５×φｄ２）とする事ができる。

　上述の様な構成を有するエンコーダ１６ｂは、それぞれが金属製で１対の上型３０（３０ａ）と下型３１とから成る成形型（金型）３２（３２ａ）を利用して製造する。特に、回転円筒部２２ｂの内周面に予め段差部２７（及び大径部２５）を形成している場合には、図３に示した様に、スリンガ１５ｂを、成形型３２の環状のキャビティ３３内に、段差部２７に上型３０の中央部外周縁部に設けた角部３４を突き当てた状態で配置する。これに対し、回転円筒部２２ｂの内周面に段差部２７（及び大径部２５）を予め形成していない場合には、図４に示す様に、スリンガ１５ｂを、成形型３２ａのキャビティ３３ａ内にセットする際に、超硬製の上型３０ａの中央部外周縁部に設けた角部３４ａを回転円筒部２２ｂの内周面に打ち込み、当該部分を塑性変形させる事で、回転円筒部２２ｂの内周面に段差部２７と大径部２５を形成し（残部を小径部２６とし）、段差部２７に角部３４ａを突き当てる。この様に、この段差部２７に上型３０（３０ａ）の角部３４（３４ａ）を突き当てる理由は、次述する様に、キャビティ３３（３３ａ）内に溶融した永久磁石素材を加圧した状態で送り込んだ際に、この永久磁石素材が、回転円筒部２２ｂの内周面のうちでエンコーダ１６ｂにより本来覆う必要のない部分にまで漏れ出すといった、フラッシングの発生を防止する為である。尚、図４に示した様に、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂの内周面を、上型３０ａの角部３４ａにより塑性変形させる場合には、回転円筒部２２ｂの内周面のうち段差部２７となる部分の前方（軸方向外方）に径方向内方に向けて突出した余肉部（バリ）３６が形成される。この為、本例の場合には、余肉部３６の内径寸法が、小径部２６の内径寸法よりも小さくならない様に、塑性変形量（塑性変形させる部分の径方向寸法及び軸方向長さ）を規制している。

　図３及び図４の何れの場合にも、キャビティ３３（３３ａ）にスリンガ１５ｂを配置したならば、このキャビティ３３（３３ａ）内に、溶融した永久磁石素材｛ゴム或いは合成樹脂（プラスチック）等の高分子材料中にフェライト等の強磁性材を例えば８０～９０重量％混入したもの｝を加圧した状態で送り込む。この際、アキシアル方向に磁場を加えて、永久磁石素材中の磁性材を配向する事により、着磁後の磁気強度を高められる様にする。そして、この永久磁石素材を凝固させる事で、スリンガ１５ｂの回転円輪部２３ｂの軸方向内側面に固着させる（加硫接着或いは射出成形により接着させる）。

　次いで、スリンガ１５ｂ及び未着磁エンコーダ（凝固した永久磁石素材）を、成形型３２（３２ａ）から抜き出し、この未着磁エンコーダに、オーブン等の炉を利用して二次加熱を行うアニーリング処理を施す（例えば室温から３～４時間かけて１５０～２００℃まで昇温し、上昇した温度で２～４時間保持し、その後３～５時間かけて室温まで除冷する）。これにより、永久磁石素材としてゴムを使用している場合には、加硫を進行させて架橋を増やし、強度を向上させる。これに対し、永久磁石素材として合成樹脂を使用している場合には、結晶化を進め、残留応力を低減させて、寸法安定性を得ると共に強度を向上させる。尚、アニーリング処理は、例えば永久磁石素材がニトリルゴムである場合には、加硫成形時に架橋の大部分が完了する為、他の種類のゴムと比較して実施の必要性は低いが、実施する事で架橋を増やし強度の向上を図れる。アクリルゴムやフッ素ゴムの場合には、必ず実施するようにする。

　アニーリング処理を施した後には、未着磁エンコーダを、図示しない着磁ヨークと対向させて、この未着磁エンコーダを軸方向に着磁する。この様な着磁作業は、着磁ヨークとして、未着磁エンコーダの被検出面を全周に亙り同時に着磁する（一発着磁を行う）円環状のもののほか、未着磁エンコーダを回転させながら、順次着磁を行う回転着磁式のものも使用できる。そして、この様な着磁作業により、被検出面である軸方向内側面に、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とが交互に且つ等間隔で配置された、円輪状で永久磁石製のエンコーダ１６ｂが得られる。

　以上の様な構成を有する本例のエンコーダ付組み合わせシールリング１０ａは、芯金１７の固定円筒部１９を、使用時にも回転しない外輪２に内嵌固定し、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂのうちの小径部２６を、使用時に回転するハブ３に外嵌固定する。そして、この状態で、各シールリップ２１ａ～２１ｃの先端縁を、スリンガ１５ｂの表面に、それぞれ全周に亙り摺接させて、環状空間８（図９参照）の軸方向内端開口を塞ぐ。

　特に本例の場合には、上述した様にエンコーダ付組み合わせシールリング１０ａを組み付けた状態で、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂとハブ３の外周面との嵌合部の密封性を良好にできる。
　即ち、本例の場合には、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂの内周面を、大径部２５と小径部２６とを段差部２７により連続させた段付円筒面としている。この為、小径部２６を、ハブ３の外周面に締り嵌めで外嵌固定する事で、軸方向に関して小径部２６に整合する部分が弾性的に拡径した場合にも、小径部２６と回転円輪部２３ｂとの間部分に設けられた、小径部２６に整合する部分と比べて径方向厚さ寸法が小さくなった、大径部２５に整合する部分を弾性変形させる事で、小径部２６の拡径の影響が回転円輪部２３ｂにまで伝わる事を有効に防止できる。又、回転円輪部２３ｂは、その形状故に径方向に関する剛性が高い。従って、エンコーダ１６ｂが拡径する事を有効に防止できる為、エンコーダ１６ｂの内径寸法を、ハブ３の外周面のうちスリンガ１５ｂを外嵌固定する部分の外径寸法よりも小さい状態に維持できる。又、本例の場合には、円筒面部２８のうちの軸方向内半部を、回転円輪部２３ｂの軸方向内側面よりも軸方向内方に位置させており、小径部２６から円筒面部２８のうちの軸方向内半部までの軸方向距離を大きくしている為、小径部２６の拡径の影響が、円筒面部２８の軸方向内半部にまで伝わりにくくできる。この為、本例の構造によれば、エンコーダ１６ｂの内周面のうちの円筒面部２８を、ハブ３の外周面に対し全周に亙り締め代を有する状態で当接させる事ができる（特に本例の場合には、円筒面部２８のうちの軸方向内半部の締め代が軸方向外半部の締め代よりも大きくなる）。

　又、本例の場合には、エンコーダ１６ｂとして、永久磁石素材を凝固させる事により造られたものを使用している為、締め代を増やす上で有利になる。
　即ち、成形型３２（３２ａ）から取り出した後の未着磁エンコーダの内径寸法は、凝固に伴い、この成形型３２（３２ａ）の内面のうち、エンコーダ１６ｂの内周面を形成する部分の外径寸法よりも小さくなる。従って、成形型３２（３２ａ）からスリンガ１５ｂ及び未着磁エンコーダを抜き出す際に、この未着磁エンコーダの内周縁部を、変形させないか、或いは、変形量を小さく抑えた場合にも、締め代を増やす事ができる。一般的に、永久磁石素材であるゴムや合成樹脂は、凝固によって体積が２～３％減少する為、磁性粉末を含有しておらず、スリンガ１５ｂにも固着していない状態では、内径寸法は０．５～１％程度小さくなるが、磁性材を８０～９０重量％程度含有し、スリンガ１５ｂに固着したものにあっては、内径寸法の縮小率は小さくなる。この為、エンコーダ１６ｂの内径寸法が、小径部２６の内径寸法よりも小さくなる事はない（φｄ１＜φｄ２の関係は維持される）。又、本例の場合には、凝固した永久磁石素材に対して、前述した様なアニーリング処理を施している為、締め代をより増やす事ができる。

　更に、本例の場合には、エンコーダ１６ｂの内周面にリップを設けていない為、スリンガ１５ｂをハブ３に外嵌固定した際に、エンコーダ１６ｂの内周面のうちの円筒面部２８の近傍部分（周辺部分）が、ハブ３の外周面との当接により径方向に圧縮される。そして、この様にしてエンコーダ１６ｂの内周縁部に発生する圧縮力は、リップの曲げ変形に基づき発生する緊迫力に比べて十分に大きな緊迫力を発生させる。この為、本例の場合には、リップを設けた場合に比べて締め代の大きさが小さくても、エンコーダ１６ｂの内周面によって十分に大きな緊迫力を発生させる事ができる。
　この結果、本発明によれば、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂとハブ３の外周面との嵌合部の密封性を良好にできる。
　その他の構成及び作用効果に就いては、前述した従来構造の第１例の場合と同様である。

　［実施の形態の第２例］
　本発明の実施の形態の第２例に就いて、図５～６により説明する。本例は、エンコーダ１６ｃを造る為の永久磁石素材として、上述した実施の形態の第１例の場合に比べて、磁性材の含有量が少ない（例えば５０～７０重量％含有する）場合に適した構造である。具体的には、エンコーダ１６ｃの内周面を、軸方向内側に向かう程内径寸法が小さくなる方向に傾斜した、軸方向外端部に設けられた部分円すい筒面部３５と、軸方向中間部に設けられた円筒面部２８ａと、軸方向内端部に設けられた面取り部２９とから構成している。そして、このうちの最も内径寸法（φｄ２）が小さくなった円筒面部２８ａの軸方向内半部を、スリンガ１５ｂの回転円輪部２３ｂの軸方向内側面よりも軸方向内方に位置させている。又、円筒面部２８ａの内径寸法（φｄ２）を、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂのうち、小径部２６の内径寸法（φｄ１）以上になる様に規制している（φｄ２≧φｄ１、図示の例ではφｄ２≒φｄ１としている）。そして、エンコーダ付組み合わせシールリング１０ｃの組み付け状態で、エンコーダ１６ｃの内周面のうちの円筒面部２８ａを、ハブ３（図１、９参照）の外周面に対して締め代を有する状態で当接させている。

　以上の様な構成を有する本例の場合には、エンコーダ１６ｃ（円筒面部２８ａ）の内径寸法を、実施の形態の第１例の場合に比べて小さくしている為、ハブ３の外周面に対する締め代を大きく確保でき、嵌合部の密封性の更なる向上を図れる。又、本例の場合には、スリンガ１５ｂ及び未着磁エンコーダを成形型から抜き出す際に、この未着磁エンコーダの内周縁部分（円筒面部２８ａに相当する部分）を僅かに変形（弾性変形）させる必要があるが、永久磁石素材中の磁性材の含有量を低く抑えている（弾性変形し易くなっている）と共に、成形型（上型）を部分円すい筒面部３５により抜き方向（図５、６の右側）に案内できる為、この様な作業は実質上問題なく行える。
　その他の構成及び作用効果に就いては、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

　［実施の形態の第３例］
　本発明の実施の形態の第３例に就いて、図７～８により説明する。本例の場合にも、上述した実施の形態の第２例の場合と同様に、エンコーダ１６ｄを造る為の永久磁石素材として、磁性材の含有量が少ない（例えば５０～７０重量％含有する）場合に適した構造である。そして、エンコーダ１６ｄの内周面を、軸方向内側に向かう程内径寸法が小さくなる方向に傾斜した、軸方向外端部に設けられた部分円すい筒面部３５ａと、軸方向中間部に設けられた円筒面部２８ｂと、軸方向内端部に設けられた面取り部２９とから構成している。特に本例の場合には、実施の形態の第２例の場合に比べて、部分円すい筒面部３５ａの軸方向寸法を大きくする（傾斜角度は小さくする）事で、円筒面部２８ｂ全体を、スリンガ１５ｂの回転円輪部２３ｂの軸方向内側面よりも軸方向内方に位置させている。そして、本例の場合にも、エンコーダ付組み合わせシールリング１０ｄの組み付け状態で、エンコーダ１６ｄの内周面のうちの円筒面部２８ｂを、ハブ３（図１、９参照）の外周面に対して締め代を有する状態で当接させている。

　以上の様な構成を有する本例の場合には、スリンガ１５ｂの回転円筒部２２ｂの小径部２６を、ハブ３に締り嵌めで外嵌固定する事で、軸方向に関して小径部２６に整合する部分が弾性的に拡径した場合にも、小径部２６から円筒面部２８ｂまでの軸方向距離が大きい事と、剛性の高い回転円輪部２３ｂの存在に基づき、小径部２６の拡径の影響が、円筒面部２８ｂにまで伝わる事を有効に防止できる。従って、ハブ３に対するこの円筒面部２８ｂの締め代をより大きく確保できて、嵌合部の密封性の更なる向上を図れる。
　その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第１例及び第２例の場合と同様である。

　本出願は、２０１３年１０月１６日出願の日本特許出願２０１３－２１５３５８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明を実施する場合に、弾性材に設けるシールリップの数は１本（好ましくは締め代の変化を生じ易いサイドリップのみ）でも良いし、２本或いは各例の場合の様に３本、又はそれ以上でも良い。更に、本発明のエンコーダ付転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットに限らず、工作機械、産業機械等、回転部材の回転速度を検出する必要がある、各種機械装置の回転支持部を構成する転がり軸受ユニット（転がり軸受）も対象になる。又、前述した実施の形態の各例では、エンコーダの内周面のうち最も内径寸法が小さくなった部分を、単一円筒面状の円筒面部により構成した場合に就いてのみ説明したが、当該部分の形状は、円筒面に限定されずに実施する事ができる。

　　１　　エンコーダ付転がり軸受ユニット
　　２　　外輪（外径側軌道輪部材）
　　３、３ａ　ハブ（内径側軌道輪部材）
　　４　　外輪軌道
　　５　　内輪軌道
　　６　　玉（転動体）
　　７　　保持器
　　８　　環状空間
　　９　　シールリング
　１０、１０ａ～１０ｄ　エンコーダ付組み合わせシールリング
　１１　　芯金
　１２　　シールリップ
　１３、１３ａ　　組み合わせシールリング
　１４　　シールリング
　１５、１５ａ、１５ｂ　スリンガ
　１６、１６ａ～１６ｄ　エンコーダ
　１７　　芯金
　１８　　弾性材
　１９　　固定円筒部
　２０　　固定円輪部
　２１ａ～２１ｃ　シールリップ
　２２、２２ａ、２２ｂ　回転円筒部
　２３、２３ａ、２３ｂ　回転円輪部
　２４　　リップ部
　２５　　大径部
　２６　　小径部
　２７　　段差部
　２８、２８ａ、２８ｂ　円筒面部
　２９　　面取り部
　３０、３０ａ　上型
　３１　　下型
　３２、３２ａ　成形型
　３３、３３ａ　キャビティ
　３４、３４ａ　角部
　３５　　部分円すい筒面部
　３６　　余肉部

Claims (5)

1. 　使用時に回転する内径側軌道輪部材の外周面と、使用時にも回転しない外径側軌道輪部材の内周面と、の間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐと共に、前記内径側軌道輪部材の回転速度を検出する為に使用するものであり、
   　前記外径側軌道輪部材に内嵌固定されるシールリングと、前記内径側軌道輪部材に外嵌固定されるスリンガと、前記スリンガに支持固定されるエンコーダとを備え、
   　前記シールリングは、芯金と、前記芯金の全周に亙って添着された、少なくとも１本のシールリップを有する弾性材とを備えており、
   　前記スリンガは、金属板製の断面略Ｌ字形で、全体を円環状に構成したものであり、前記内径側軌道輪部材に締り嵌めで外嵌固定される回転円筒部と、前記回転円筒部の軸方向一端縁から径方向外方に向けて折れ曲がった回転円輪部とを備えており、
   　前記エンコーダは、円周方向に亙ってＳ極とＮ極とを交互に配置した永久磁石製で、全体を円輪状に構成したものであり、前記回転円輪部のうち前記シールリップと対向する側面とは反対側の側面に支持固定されている、
   　エンコーダ付組み合わせシールリングであって、
   　前記回転円筒部の内周面が、前記回転円筒部の軸方向一端側に設けられた大径部と、残部に設けられた小径部と、を段差部により連続させた段付円筒面であり、
   　前記エンコーダが、その内周面にリップを有しておらず、前記スリンガを成形型内に前記成形型の一部を前記段差部に突き当てて配置した状態で、溶融した永久磁石素材を凝固させ前記スリンガに固着して造られたものであり、
   　前記内径側軌道輪部材の外周面のうち前記スリンガを外嵌固定する部分の外径寸法をφＤとし、前記小径部の自由状態での内径寸法をφｄ１とし、前記エンコーダの自由状態での内径寸法をφｄ２とした場合に、φｄ１≦φｄ２＜φＤの関係を満たす、
   　事を特徴とするエンコーダ付組み合わせシールリング。
2. 　前記回転円筒部の径方向厚さ寸法が、軸方向に関して前記小径部に整合する部分に比べて前記大径部に整合する部分で小さくなっている、請求項１に記載したエンコーダ付組み合わせシールリング。
3. 　前記エンコーダの内周面のうちで最も内径寸法が小さくなった部分の少なくとも軸方向一部が、前記回転円輪部のうち前記エンコーダを支持固定した側面よりも、軸方向に関して前記回転円筒部から離れた側に位置している、請求項１～２のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付組み合わせシールリング。
4. 　前記エンコーダの内周面のうちで最も内径寸法が小さくなった部分が、内径寸法が軸方向に亙り変化しない円筒面部により構成されている、請求項１～３のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付組み合わせシールリング。
5. 　外周面に内輪軌道を有する内径側軌道輪部材と、内周面に外輪軌道を有する外径側軌道輪部材と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記内径側軌道輪部材の外周面と前記外径側軌道輪部材の内周面との間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐ組み合わせシールリングとを備えたエンコーダ付転がり軸受ユニットであって、
   　前記組み合わせシールリングが、請求項１～４のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付組み合わせシールリングである事を特徴とするエンコーダ付転がり軸受ユニット。

Images