JP2004011827A - 車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】シール性能と低トルク性能を両立させることのできる車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造を提供する。
【解決手段】車両用軸受は、内方部材１および外方部材２と、これら内外の部材１，２間に介在した転動体３と、上記内外の部材１，２間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールド４とを備える。磁気エンコーダ付きシールド４は、芯金２１と磁気エンコーダ部材２２と円筒状シール形成壁部２３とを備える。芯金２１は、内方部材１および外方部材２のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部２１ａおよびこの嵌合筒部２１ａから立ち上がる立板部２１ｂを有する。磁気エンコーダ部材２２は、立板部２１ｂに設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ部材である。円筒状シール形成壁部２３は、立板部２１ｂの先端から軸方向の内側へ延びて、内方部材１および外方部材２のうちの他方の部材の周面に近接し、この周面との間に非接触シール隙間ｇを形成する。
【選択図】 図２
【解決手段】車両用軸受は、内方部材１および外方部材２と、これら内外の部材１，２間に介在した転動体３と、上記内外の部材１，２間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールド４とを備える。磁気エンコーダ付きシールド４は、芯金２１と磁気エンコーダ部材２２と円筒状シール形成壁部２３とを備える。芯金２１は、内方部材１および外方部材２のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部２１ａおよびこの嵌合筒部２１ａから立ち上がる立板部２１ｂを有する。磁気エンコーダ部材２２は、立板部２１ｂに設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ部材である。円筒状シール形成壁部２３は、立板部２１ｂの先端から軸方向の内側へ延びて、内方部材１および外方部材２のうちの他方の部材の周面に近接し、この周面との間に非接触シール隙間ｇを形成する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等における車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図８に示すように転動体１０３を介して転接する内方部材１０１および外方部材１０２間の端部環状空間にリング状のシールド１０４を設けた車輪用軸受において、そのシールド１０４に磁気エンコーダ１０５を一体化させたものが提案されている。シールド１０４は断面Ｌ字状とされ、その円筒部１０４ａを内方部材１０１に嵌合させ、外径側に延びる立片部１０４ｂはその先端を外方部材１０２の内径面に近接させている。磁気エンコーダ１０５は、磁性体粉が混入されたゴム材からなり、シールド１０４の立片部１０４ｂの軸受外方側に向く面に加硫接着されており、その一部はシールド立片部１０４ｂの先端を被覆している。磁気エンコーダ１０５は、円周方向に交互に磁極が形成されたものであり、対面配置された磁気センサ１１０で磁極が検出される。上記シールド１０４によるシール機能、例えば封入グリースの漏れ防止機能は、シールド立片部１０４ｂの先端と外方部材１０２の内径面との間に形成される非接触シール隙間ａによって得られる。この種の磁気エンコーダ付きシールド構造は、シールと磁気エンコーダの併用により、簡素でかつコンパクトな構成で、回転検出機能が得られるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシールド構造において、高速耐久試験を行ったところ、非接触シール隙間ａからグリース漏れが発生し、十分なシール性能の確保が難しいことがわかった。
シール性能に優れた磁気エンコーダ付きシールド構造としては、磁気エンコーダ付部材に接触型のシールを組み合わせたものが種々提案されている（例えば、特開２００１−２８９２５７、特開平９−２５７０４４等）。
しかし、このような接触シール併用のものは、シール機能には優れるが、シールリップが接触するために、回転トルクが増大するという問題点がある。回転トルクの増大は、自動車の燃費に影響し、環境面からも好ましくない。特に、従動輪側の車輪用軸受の場合、軸受端部の全体がエンドカバーで覆われるため、シールド部分で路面等からの泥水の影響は受けず、グリース漏れ防止が確実であれば良いため、グリース漏れ防止の向上のみのためにトルク増大を招くことは、避ける必要がある。
【０００４】
この発明の目的、このような課題を解消し、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることのできる車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明における第１の発明に係る車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に介在した転動体と、上記内外の部材間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールドとを備えた車輪用軸受であって、磁気エンコーダ付きシールドを次の構成としたことを特徴とする。
この磁気エンコーダ付きシールドは、上記内方部材および外方部材のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から立ち上がる立板部を有する芯金と、上記立板部に設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ磁気エンコーダ部材と、上記立板部の先端から軸方向の内側へ延びて上記内方部材および外方部材のうちの他方の部材の周面に近接し、この周面との間に非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部とを備える。
【０００６】
この構成によると、回転側の部材に取付けられる磁気エンコーダ付きシールドに、他方の部材の周面に近接してこの周面との間に非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部を設けたため、この円筒状シール形成壁部によって非接触シール隙間の軸方向幅を長く得ることができ、そのため高速回転時でもグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保される。また、非接触シールとしたため、低トルク性能も確保される。このように、円筒状シール形成壁部を磁気エンコーダ付きシールドの一部として付加しただけでシール性能の向上が得られ、部品点数の増加もなく、簡単な構成で、シール性能と低トルク性能を両立させることができる。回転検出については、磁気エンコーダ部材に磁気センサを対面して配置することで、回転に伴って磁極が検出され、回転検出される。
【０００７】
上記円筒状シール形成壁部は、上記芯金の立板部の先端から軸方向の内側へ延びるものであれば良く、立板部に設けられた磁気エンコーダ部材に一体化されたものであっても、また芯金と一体に形成されたものであっても良い。
例えば、上記磁気エンコーダ部材がゴム磁石またはプラスチック磁石からなる場合に、上記円筒状シール形成壁部は、上記磁気エンコーダ部材に一体に形成されたゴムまたはプラスチックの部分としてもよい。このゴムまたはプラスチックの部分は、磁性粉を含まないものであっても、含むものであっても良い。このように、磁気エンコーダ部材となるゴム磁石またはプラスチック磁石と一体に円筒状シール形成壁部を形成することにより、磁気エンコーダ部材の成形等を行うときに、同時に筒状シール形成壁部を形成することができて、簡単に筒状シール形成壁部の形成が行える。
【０００８】
磁気エンコーダ部材がゴム磁石またはプラスチック磁石からなり、円筒状シール形成壁部を、上記磁気エンコーダ部材に一体に形成されたゴムまたはプラスチックの部分とする場合に、上記芯金の上記立板部の先端が、上記ゴムまたはプラスチックの部分である円筒状シール形成壁部の基端に埋め込まれたものとしても良い。
このように立板部の先端を埋め込むことにより、磁気エンコーダ部材の芯金からの剥がれ防止性能が高められ、また円筒状シール形成壁部を芯金で支持して円筒状シール形成壁部の変形を防止する機能を併せ持つ持つことができる。
【０００９】
上記円筒状シール形成壁部を上記芯金と一体に形成した場合は、芯金形状の変更だけで円筒状シール形成壁部を得ることができる。例えば、芯金の断面コ字状とするだけで済む。そのため、簡単に円筒状シール形成壁部の付加が行える。
【００１０】
この発明における上記各構成の場合に、円筒状シール形成壁部の軸方向長さは３．０ｍｍ以上とすることが好ましい。
試験の結果、円筒状シール形成壁部の軸方向長さを３．０ｍｍ以上とすることにより、高速回転時においても、必要なグリース漏れ防止機能が確保できることが分かった。
【００１１】
この発明における第２の発明の車両用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に介在した転動体と、上記内外の部材間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールドとを備えた車輪用軸受であって、上記磁気エンコーダ付きシールドが、磁気エンコーダ付き部材とシールド部材とでなり、これら磁気エンコーダ付き部材とシールド部材を次の構成としたことを特徴とする。
上記磁気エンコーダ付き部材は、上記内方部材および外方部材のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から立ち上がる立板部を有する芯金と、上記立板部に設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ磁気エンコーダ部材とでなる。
上記シールド部材は、上記内方部材および外方部材のうちの固定側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から上記磁気エンコーダ付き部材の上記立板部の軸受内側に対向して立ち上がる対向板部を有し、この対向板部は、先端の周面が上記芯金の嵌合筒部に近接してこの嵌合筒部との間に非接触シール隙間を形成したものである。
また、上記磁気エンコーダ付き部材は、上記磁気エンコーダ部材または上記立板部の先端が上記固定側の部材の周面または上記シールド部材の周面に近接してこの周面との間に非接触シール隙間を形成する。
【００１２】
この構成の場合、上記２つの非接触シール隙間が、上記内外の部材間の端部環状空間の内径側と外径側とに位置し、断面がＺ字状となる複雑なラビリンス経路が形成される。そのため、高速回転時でも多量のグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保され、また非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。
【００１３】
この発明の第２の発明において、上記シールド部材の対向板部は、先端付近の側面が上記磁気エンコーダ付き部材の芯金の立板部に近接し基端付近の側面が上記立板部から遠ざかった屈曲形状のものであり、上記対向板部の先端付近の側面と上記磁気エンコーダ付き部材の芯金の立板部との間で非接触シール隙間を形成するものとしても良い。
このように構成した場合、上記ラビリンス経路の途中に広い滞留空間が形成され、グリース漏れの防止効果を上げることができる。
【００１４】
また、この発明の第２の発明において、上記シールド部材の対向板部を、平板状とし、この対向板部と上記磁気エンコーダ付き部材の上記立板部との間で非接触シール隙間を形成しても良い。
このように構成した場合は、上記ラビリンス経路の全経路が狭い経路となることで、グリース漏れの防止効果が高められる。
【００１５】
この発明における上記各構成の車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造において、上記回転側の部材が内方部材であり、この内方部材の端部の全体および磁気エンコーダ付きシールドを覆うエンドカバーを上記外方部材の端部に取付けてもよい。
この構成の場合は、軸受の端部環状空間がエンドカバーが覆われるため、軸受内部への塩泥水や塵埃の進入はエンドカバーで阻止される。そのため、磁気エンコーダ付きシールドは、シール機能として、グリース漏れを防止できるものであれば良い。このグリース漏れに対しては、上記のように十分な性能を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１〜図３と共に説明する。この実施形態は、内輪回転タイプであって、従動輪支持用の軸受に適用した例である。
この車輪用軸受は、外周に複列の転走面６，７を有する内方部材１と、これら転走面６，７にそれぞれ対面する転走面８，９を有する外方部材２と、転走面６，７間、および転走面８，９間に収容される複列の転動体３とを備える。内方部材１は、車輪取付フランジ１ａを有し、この車輪取付フランジ１ａに車輪５がボルト１２で取付けられる。外方部材２は、一端に車体取付フランジ２ａを有し、この車体取付フランジ２ａを介して車体のナックル１３に取付けられる。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受とされ、背面合わせとなるように各転走面６〜９の接触角が形成されている。転動体３は各列毎に保持器１０で保持されている。アウトボード側の転動体３の外側において、内方部材１と外方部材２との間の環状空間がシール部材１１によりシールされている。
【００１７】
内方部材１は、車輪取付フランジ１ａを一体に有するハブ輪１Ａと、他の内輪構成部材１Ｂとを加締等の塑性結合により一体に組合わせたものとされ、これらハブ輪１Ａおよび内輪構成部材１Ｂのそれぞれに、上記複列の転走面６，７のうちの各列の転走面６，７が形成されている。ハブ輪１Ａは従動輪用であるため、内径孔を有しない形状とされている。
外方部材２には、この車輪用軸受のインボード側の端部全体を覆うエンドカバー１４が取付けられている。このエンドカバー１４の内側において、内方部材１と外方部材２との間の端部環状空間にリング状の磁気エンコーダ付きシールド４が設置される。
【００１８】
図２は、磁気エンコーダ付きシールド４を拡大して示す。この磁気エンコーダ付きシールド４は、環状の芯金２１と、磁気エンコーダ部材２２と、円筒状形成壁部２３とからなる。芯金２１は、嵌合筒部２１ａと、この嵌合筒部２１ａから径方向に立ち上がる立板部２１ｂとでなり、断面形状がＬ字状されている。芯金２１は磁性体、特に強磁性体で形成するのが望ましい。環状の芯金２１は、その嵌合筒部２１ａによって、内方部材１および外方部材２のうちの回転側部材、すなわちここでは内方部材１の外径面に締まり嵌め状態に嵌合して固定される。芯金２１の板厚ｔは、例えば０．６ｍｍとされている。
【００１９】
磁気エンコーダ部材２２は、例えばゴム磁石からなり、芯金２１の立板部２１ｂにおける軸受インボード側に向く側面に加硫接着等で取付けられる。磁気エンコーダ部材２２は、この他に、プラスチック磁石や、焼石合金からなるものであっても良い。この磁気エンコーダ部材２２は、図３に正面図で示すように、周方向に交互に並ぶ磁極Ｎ，Ｓが多数形成されたものであり、磁極Ｎ，Ｓは、ピッチ円直径（ＰＣＤ）において、所定のピッチｐとなるように形成されている。この磁気エンコーダ部材２２に対面して、図１のように磁気センサ１５を配置することにより、車輪回転速度検出用のロータリエンコーダが構成される。磁気センサ１５は、内方部材１および外方部材２のうちの固定側部材、すなわちここでは外方部材２の内径面に固定される。磁気センサ１５はエンドカバー１４に固定しても良い。磁気センサ１５は、ホール素子等であっても良く、またコイルで形成されて磁気エンコーダ部材２２と共に発電機を構成するものであっても良い。
【００２０】
円筒状シール形成壁部２３は、芯金立板部２１ｂの先端２１ｂａから軸方向の内側へ延びて外方部材２の内径面に近接し、この内径面との間に非接触シール隙間ｇを形成するものである。この円筒状シール形成壁部２３は、磁気エンコーダ部材２２に一体に形成されたゴム部分であり、インサート形成等で芯金２１に接着された状態に、磁気エンコーダ部材２２と一体に形成される。芯金立板部２１ｂの先端２１ｂａは、円筒状シール形成壁部の基端に埋め込み状態とされる。円筒状シール形成壁部２３は、非接触シール隙間ｇの形成面となる外径面が円筒面とされ、内径面は基端側が厚肉となるテーパ面に形成されている。円筒状シール形成壁部２３は、磁性体とすることは不要であるが、磁気エンコーダ部材２２との一体成形の容易のために、磁気エンコーダ部材２２と同じ材質、つまりゴム材料に磁性粉を混入した材質のものとしても良い。非接触シール隙間ｇの径方向寸法ａは例えば０．５ｍｍとされ、その軸方向長さｂは３．０ｍｍ以上とされている。
【００２１】
この構成の車輪用軸受によると、回転側部材である内方部材１の外径面に環状の芯金２１を嵌合し、その芯金２１の立板部２１ｂに設けられた磁気エンコーダ部材２２と対面させて、磁気センサ１５を固定側部材である外方部材２に固定してロータリエンコーダが構成されているため、車輪５の回転に伴う磁気エンコーダ部材２２の磁極変化を磁気センサ１５で検出することにより、回転検出を行うことができる。
内外の部材１，２間のシールについては、円筒状シール形成壁部２３と、外方部材２の内径面との間に非接触シール隙間ｇが形成されているため、この隙間ｇで軸受封入グリースの漏れが防止される。非接触シール隙間ｇは、円筒状シール形成壁部２３によって軸方向に長く形成されているため、高速回転時でもこの部分からグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保される。また、非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。円筒状シール形成壁部２３は、磁気エンコーダ部材２２と一体のものであるため、簡単に形成することができる。このように、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることができる。外部からの泥水や塵埃の軸受内への進入は、軸受端部の全体を覆うエンドカバー１４（図１）によって防止される。
【００２２】
図４は、この発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、図１〜図３に示す第１の実施形態において、円筒状シール形成壁部２３を芯金２１と一体に形成したものである。芯金２１は、円筒状シール形成壁部２３となる部分を含めて、断面形状がコ字型に形成されている。磁気エンコーダ部材２２は、芯金２１の立板部２１ｂに複数の係合孔２５を形成した状態で、立板部２１ｂに加硫接着される。これにより、係合品２５に係合した状態の係合突部２４が磁気エンコーダ部材２２に形成され、芯金立板部２１ｂに対する耐剥離性が高められる。磁気エンコーダ部材２２の係合突部２４は、係合孔２５に挿通する小径部２４ａと、その先端の大径頭部２４ｂとを有する。
【００２３】
この実施形態の場合、上記のように円筒状シール形成壁部２３を芯金２１と一体に形成したため、円筒状シール形成壁部２３の形成が簡単で、磁気エンコーダ付きシールド４を簡単に構成できる。また、芯金立板部２１ｂへの磁気エンコーダ部材２２の固定を、上記のように係合突部２４と係合孔２５との係合構造としたことにより、芯金２１に対する磁気エンコーダ部材２２の耐剥離性を向上させることができる。その他の構成，効果は第１の実施形態と同じである。
【００２４】
図５は、この発明の第３の実施形態を示す。この実施形態は第２の発明に対応する。この実施形態は、第１の実施形態における磁気エンコーダ付きシールド４が、磁気エンコーダ付き部材２６とシールド部材２７とで構成されている。磁気エンコーダ付き部材２６は、環状の芯金３１と磁気エンコーダ部材３２とからなる。芯金３１は嵌合筒部３１ａとこの嵌合筒部３１ａから径方向に立ち上がる立板部３１ｂとを有し、断面形状がＬ字状に形成されている。芯金３１は、内方部材１および外方部材２のうち、回転側部材である内方部材１の外径面に嵌合筒部３１ａを締まり嵌め状態に嵌合して固定される。磁気エンコーダ部材３２が、周方向に交互に並ぶ磁極Ｎ，Ｓを多数形成したものであって、芯金３１の立板部３１ｂに固定されること、およびこの磁気エンコーダ部材３２に対面して、磁気センサ１５が配置されることは第１の実施形態と同じである。
【００２５】
シールド部材２７は、内方部材１および外方部材２のうち、固定側部材である外方部材２の内径面に嵌合する嵌合筒部２７ａと、この嵌合筒部２７ａから前記磁気エンコーダ付き部材２６の芯金立板部３１ｂの軸受内側に対向して径方向に立ち上がる対向板部２７ｂとを有する。シールド部材２７の対向板部２７ｂは、先端の周面が芯金３１の嵌合筒部３１ａに近接して、この嵌合筒部３１ａとの間に非接触シール隙間ｇｃを形成する。ここでは、この非接触シール隙間ｇｃの径方向寸法ｃを０．５ｍｍとしている。
【００２６】
また、前記磁気エンコーダ付き部材２６は、前記磁気エンコーダ部材３１の先端が、前記シールド部材２７の嵌合筒部２７ａ内径面に近接して、この内径面との間に非接触シール隙間ｇａを形成する。ここでは、この非接触シール隙間ｇａの径方向寸法ｄを０．５ｍｍとしている。なお、この例では、芯金立板部３１ｂの先端が磁気エンコーダ部材３２の一部で覆われているが、磁気エンコーダ部材３２で覆われていない場合には、芯金立板部３１ｂの先端とシールド部材２７の嵌合筒部２７ａとの間に非接触シール隙間ｇａが形成されることになる。芯金立板部３１ｂの先端にシールド部材２７の嵌合筒部２７ａが対向しない場合には、芯金立板部３１ｂの先端またはその先端を覆う磁気エンコーダ部材３１の一部と外方部材２の内径面との間に非接触シール隙間ｇａが形成されることになる。
【００２７】
シールド板部２７の対向板部２７ｂは、先端付近の側面が磁気エンコーダ付き部材２６の芯金立板部３１ｂに近接し、基端付近の側面が芯金立板部３１ｂから遠ざかった屈曲形状とされている。シールド板部２７の上記先端付近の部分と基端付近の部分とは、軸受中心に対して略垂直な平板状とされ、これら先端付近の部分と基端付近の部分とを繋ぐ部分がテーパ面状となっている。芯金立板部３１ｂの先端付近の側面と磁気エンコーダ付き部材２６の芯金立板部２６ｂとの間でも非接触シール隙間ｇｂが形成される。
【００２８】
この実施形態の場合、軸受端部環状空間の外周部および内周部に位置するラジアル方向の２か所の非接触シール隙間ｇａ，ｇｃと、シールド部材立板部２７ｂおよびこれに対向する芯金立板部３１ｂとの間に形成されるアキシアル方向の非接触シール隙間ｇｂとにより、断面がＺ字状の複雑なラビリンス経路が形成される。また、シールド板部２７の対向板部２７ｂの基端付近の側面が芯金立板部３１ｂから遠ざかった屈曲形状とされていて、上記ラビリンス経路の途中に広い滞留空間が形成される。これらのため、グリース漏れの防止効果をより高めることことができる。そのため、高速回転時でもこの部分からグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保される。また、非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。この実施形態におけるその他の構成，効果は第１の実施形態と同じである。
【００２９】
図６は、この発明の第４の実施形態を示す。この実施形態は、図５に示す第３の実施形態において、シールド部材２７の対向板部２７ｂを平板状としたものである。嵌合筒部２７ａは、対向板部２７ｂに対して軸受軸方向の内側へ延びる。この対向板部２７ｂと磁気エンコーダ付き部材２６における芯金立板部３１ｂとの間で、アキシアル方向の非接触シール隙間ｇｄが形成される。この非接触シール隙間ｇｄは、半径方向の各部において、隙間寸法が略一定とされる。この実施形態におけるその他の構成は図５に示す第３の実施形態と同じである。
【００３０】
この実施形態の場合は、各非接触シール隙間ｇａ，ｇｄ，ｇｃで形成されるラビリンス経路が全経路にわたって狭い経路となることにより、優れたシール性能が得られる。また、非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。
【００３１】
次に、高速耐久試験の試験例を説明する。図２に示す第１の実施形態、および図５に示す第３の実施形態につき、図８に示す従来例と共に、高速直進走行条件で各グリース漏れを評価した。供試体として用いた図８の従来例における非接触隙間ａの軸方向長さｂは１．７ｍｍであり、第１の実施形態における非接触隙間ｇ（図２）の軸方向長さｂは３．０ｍｍである。
〔試験条件〕
ラジアル荷重／アキシャル荷重：４．４５ｋＮ／０ｋＮ
内輪回転速度：２０２０ｒ／ｍｉｎ
強制風冷：無し
タイヤ半径／オフセット量：３０５ｍｍ／軸受中心よりインボード側へ５．８ｍｍ
試験結果は図７に比較して示す。
【００３２】
図７から明らかなように、従来例のものでは多量のグリース漏れが発生しシール性能不良となったが、第１および第３の実施形態のものは、いずれもグリース漏れが少なくシール性能が優れていることが判明した。
【００３３】
なお、試験の詳細は省略するが、第１の実施形態において、円筒状シール形成壁部２３により形成される非接触隙間ｇの軸方向長さｂを種々変えて試験したところ、軸方向長さｂを３．０ｍｍ以上とすると、グリース漏れについて満足できるシール性能が得られたが、３．０ｍｍ未満であると、３．０ｍｍ以上としたものに比べてシール性能が劣ることが確認された。
【００３４】
なお、上記各実施形態では、内方部材１が回転側部材で、外方部材２が固定側部材である場合について説明したが、これに限らず内方部材１が固定側部材で、外方部材２が回転側部材である場合にも、固定側部材に取付ける部材と回転側部材に取付ける部材を入れ換えることにより、同様に適用できる。また、上記各実施形態は、磁気エンコーダ部材３２を芯金３１の立板部３１ｂの外面に設けたが、この発明において、磁気エンコーダ部材３２は立板部３１ｂの内面に設けても良い。その場合、芯金３１は非磁性体とする。
【００３５】
【発明の効果】
この発明における第１の発明の車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、磁気エンコーダ部材を設けた芯金立板部の先端から軸方向の内側へ延びて非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部を有するものとしたため、高速回転時でもグリース漏れが発生することがなく、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることができる。
この発明における第２の発明の車両用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、磁気エンコーダ付きシールドを、磁気エンコーダ付き部材とシールド部材とでなるものとし、これら磁気エンコーダ付き部材およびシールド部材が内径側と外径側とにそれぞれ位置する２つの非接触シール隙間を形成するものとしたため、Ｚ字状の複雑なラビリンス経路が形成され、高速回転時でもグリース漏れが発生することがなく、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる磁気エンコーダ付きシールド構造を備えた車輪用軸受の断面図である。
【図２】同シールド構造の拡大断面図である。
【図３】同シールド構造における磁気エンコーダ部材の部分正面図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる磁気エンコーダ付きシールド構造の拡大断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる磁気センコーダ付きシールド構造の拡大断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる磁気センコーダ付きシールド構造の拡大断面図である。
【図７】各実施形態と従来例のグリース漏れ量の試験結果を示すグラフである。
【図８】従来例の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…内方部材
２…外方部材
３…転動体
４…磁気エンコーダ付きシールド
２１…芯金
２１ａ…嵌合筒部
２１ｂ…立板部
２２…磁気エンコーダ部材
２３…円筒状シール形成壁部
２６…磁気エンコーダ付き部材
２７…シールド部材
２７ａ…嵌合筒部
２７ｂ…対向板部
３１…芯金
３２…磁気エンコーダ部材
ｇ，ｇａ，ｇｂ，ｇｃ，ｇｄ…非接触シール隙間
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等における車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図８に示すように転動体１０３を介して転接する内方部材１０１および外方部材１０２間の端部環状空間にリング状のシールド１０４を設けた車輪用軸受において、そのシールド１０４に磁気エンコーダ１０５を一体化させたものが提案されている。シールド１０４は断面Ｌ字状とされ、その円筒部１０４ａを内方部材１０１に嵌合させ、外径側に延びる立片部１０４ｂはその先端を外方部材１０２の内径面に近接させている。磁気エンコーダ１０５は、磁性体粉が混入されたゴム材からなり、シールド１０４の立片部１０４ｂの軸受外方側に向く面に加硫接着されており、その一部はシールド立片部１０４ｂの先端を被覆している。磁気エンコーダ１０５は、円周方向に交互に磁極が形成されたものであり、対面配置された磁気センサ１１０で磁極が検出される。上記シールド１０４によるシール機能、例えば封入グリースの漏れ防止機能は、シールド立片部１０４ｂの先端と外方部材１０２の内径面との間に形成される非接触シール隙間ａによって得られる。この種の磁気エンコーダ付きシールド構造は、シールと磁気エンコーダの併用により、簡素でかつコンパクトな構成で、回転検出機能が得られるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシールド構造において、高速耐久試験を行ったところ、非接触シール隙間ａからグリース漏れが発生し、十分なシール性能の確保が難しいことがわかった。
シール性能に優れた磁気エンコーダ付きシールド構造としては、磁気エンコーダ付部材に接触型のシールを組み合わせたものが種々提案されている（例えば、特開２００１−２８９２５７、特開平９−２５７０４４等）。
しかし、このような接触シール併用のものは、シール機能には優れるが、シールリップが接触するために、回転トルクが増大するという問題点がある。回転トルクの増大は、自動車の燃費に影響し、環境面からも好ましくない。特に、従動輪側の車輪用軸受の場合、軸受端部の全体がエンドカバーで覆われるため、シールド部分で路面等からの泥水の影響は受けず、グリース漏れ防止が確実であれば良いため、グリース漏れ防止の向上のみのためにトルク増大を招くことは、避ける必要がある。
【０００４】
この発明の目的、このような課題を解消し、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることのできる車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明における第１の発明に係る車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に介在した転動体と、上記内外の部材間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールドとを備えた車輪用軸受であって、磁気エンコーダ付きシールドを次の構成としたことを特徴とする。
この磁気エンコーダ付きシールドは、上記内方部材および外方部材のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から立ち上がる立板部を有する芯金と、上記立板部に設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ磁気エンコーダ部材と、上記立板部の先端から軸方向の内側へ延びて上記内方部材および外方部材のうちの他方の部材の周面に近接し、この周面との間に非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部とを備える。
【０００６】
この構成によると、回転側の部材に取付けられる磁気エンコーダ付きシールドに、他方の部材の周面に近接してこの周面との間に非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部を設けたため、この円筒状シール形成壁部によって非接触シール隙間の軸方向幅を長く得ることができ、そのため高速回転時でもグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保される。また、非接触シールとしたため、低トルク性能も確保される。このように、円筒状シール形成壁部を磁気エンコーダ付きシールドの一部として付加しただけでシール性能の向上が得られ、部品点数の増加もなく、簡単な構成で、シール性能と低トルク性能を両立させることができる。回転検出については、磁気エンコーダ部材に磁気センサを対面して配置することで、回転に伴って磁極が検出され、回転検出される。
【０００７】
上記円筒状シール形成壁部は、上記芯金の立板部の先端から軸方向の内側へ延びるものであれば良く、立板部に設けられた磁気エンコーダ部材に一体化されたものであっても、また芯金と一体に形成されたものであっても良い。
例えば、上記磁気エンコーダ部材がゴム磁石またはプラスチック磁石からなる場合に、上記円筒状シール形成壁部は、上記磁気エンコーダ部材に一体に形成されたゴムまたはプラスチックの部分としてもよい。このゴムまたはプラスチックの部分は、磁性粉を含まないものであっても、含むものであっても良い。このように、磁気エンコーダ部材となるゴム磁石またはプラスチック磁石と一体に円筒状シール形成壁部を形成することにより、磁気エンコーダ部材の成形等を行うときに、同時に筒状シール形成壁部を形成することができて、簡単に筒状シール形成壁部の形成が行える。
【０００８】
磁気エンコーダ部材がゴム磁石またはプラスチック磁石からなり、円筒状シール形成壁部を、上記磁気エンコーダ部材に一体に形成されたゴムまたはプラスチックの部分とする場合に、上記芯金の上記立板部の先端が、上記ゴムまたはプラスチックの部分である円筒状シール形成壁部の基端に埋め込まれたものとしても良い。
このように立板部の先端を埋め込むことにより、磁気エンコーダ部材の芯金からの剥がれ防止性能が高められ、また円筒状シール形成壁部を芯金で支持して円筒状シール形成壁部の変形を防止する機能を併せ持つ持つことができる。
【０００９】
上記円筒状シール形成壁部を上記芯金と一体に形成した場合は、芯金形状の変更だけで円筒状シール形成壁部を得ることができる。例えば、芯金の断面コ字状とするだけで済む。そのため、簡単に円筒状シール形成壁部の付加が行える。
【００１０】
この発明における上記各構成の場合に、円筒状シール形成壁部の軸方向長さは３．０ｍｍ以上とすることが好ましい。
試験の結果、円筒状シール形成壁部の軸方向長さを３．０ｍｍ以上とすることにより、高速回転時においても、必要なグリース漏れ防止機能が確保できることが分かった。
【００１１】
この発明における第２の発明の車両用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に介在した転動体と、上記内外の部材間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールドとを備えた車輪用軸受であって、上記磁気エンコーダ付きシールドが、磁気エンコーダ付き部材とシールド部材とでなり、これら磁気エンコーダ付き部材とシールド部材を次の構成としたことを特徴とする。
上記磁気エンコーダ付き部材は、上記内方部材および外方部材のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から立ち上がる立板部を有する芯金と、上記立板部に設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ磁気エンコーダ部材とでなる。
上記シールド部材は、上記内方部材および外方部材のうちの固定側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から上記磁気エンコーダ付き部材の上記立板部の軸受内側に対向して立ち上がる対向板部を有し、この対向板部は、先端の周面が上記芯金の嵌合筒部に近接してこの嵌合筒部との間に非接触シール隙間を形成したものである。
また、上記磁気エンコーダ付き部材は、上記磁気エンコーダ部材または上記立板部の先端が上記固定側の部材の周面または上記シールド部材の周面に近接してこの周面との間に非接触シール隙間を形成する。
【００１２】
この構成の場合、上記２つの非接触シール隙間が、上記内外の部材間の端部環状空間の内径側と外径側とに位置し、断面がＺ字状となる複雑なラビリンス経路が形成される。そのため、高速回転時でも多量のグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保され、また非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。
【００１３】
この発明の第２の発明において、上記シールド部材の対向板部は、先端付近の側面が上記磁気エンコーダ付き部材の芯金の立板部に近接し基端付近の側面が上記立板部から遠ざかった屈曲形状のものであり、上記対向板部の先端付近の側面と上記磁気エンコーダ付き部材の芯金の立板部との間で非接触シール隙間を形成するものとしても良い。
このように構成した場合、上記ラビリンス経路の途中に広い滞留空間が形成され、グリース漏れの防止効果を上げることができる。
【００１４】
また、この発明の第２の発明において、上記シールド部材の対向板部を、平板状とし、この対向板部と上記磁気エンコーダ付き部材の上記立板部との間で非接触シール隙間を形成しても良い。
このように構成した場合は、上記ラビリンス経路の全経路が狭い経路となることで、グリース漏れの防止効果が高められる。
【００１５】
この発明における上記各構成の車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造において、上記回転側の部材が内方部材であり、この内方部材の端部の全体および磁気エンコーダ付きシールドを覆うエンドカバーを上記外方部材の端部に取付けてもよい。
この構成の場合は、軸受の端部環状空間がエンドカバーが覆われるため、軸受内部への塩泥水や塵埃の進入はエンドカバーで阻止される。そのため、磁気エンコーダ付きシールドは、シール機能として、グリース漏れを防止できるものであれば良い。このグリース漏れに対しては、上記のように十分な性能を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１〜図３と共に説明する。この実施形態は、内輪回転タイプであって、従動輪支持用の軸受に適用した例である。
この車輪用軸受は、外周に複列の転走面６，７を有する内方部材１と、これら転走面６，７にそれぞれ対面する転走面８，９を有する外方部材２と、転走面６，７間、および転走面８，９間に収容される複列の転動体３とを備える。内方部材１は、車輪取付フランジ１ａを有し、この車輪取付フランジ１ａに車輪５がボルト１２で取付けられる。外方部材２は、一端に車体取付フランジ２ａを有し、この車体取付フランジ２ａを介して車体のナックル１３に取付けられる。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受とされ、背面合わせとなるように各転走面６〜９の接触角が形成されている。転動体３は各列毎に保持器１０で保持されている。アウトボード側の転動体３の外側において、内方部材１と外方部材２との間の環状空間がシール部材１１によりシールされている。
【００１７】
内方部材１は、車輪取付フランジ１ａを一体に有するハブ輪１Ａと、他の内輪構成部材１Ｂとを加締等の塑性結合により一体に組合わせたものとされ、これらハブ輪１Ａおよび内輪構成部材１Ｂのそれぞれに、上記複列の転走面６，７のうちの各列の転走面６，７が形成されている。ハブ輪１Ａは従動輪用であるため、内径孔を有しない形状とされている。
外方部材２には、この車輪用軸受のインボード側の端部全体を覆うエンドカバー１４が取付けられている。このエンドカバー１４の内側において、内方部材１と外方部材２との間の端部環状空間にリング状の磁気エンコーダ付きシールド４が設置される。
【００１８】
図２は、磁気エンコーダ付きシールド４を拡大して示す。この磁気エンコーダ付きシールド４は、環状の芯金２１と、磁気エンコーダ部材２２と、円筒状形成壁部２３とからなる。芯金２１は、嵌合筒部２１ａと、この嵌合筒部２１ａから径方向に立ち上がる立板部２１ｂとでなり、断面形状がＬ字状されている。芯金２１は磁性体、特に強磁性体で形成するのが望ましい。環状の芯金２１は、その嵌合筒部２１ａによって、内方部材１および外方部材２のうちの回転側部材、すなわちここでは内方部材１の外径面に締まり嵌め状態に嵌合して固定される。芯金２１の板厚ｔは、例えば０．６ｍｍとされている。
【００１９】
磁気エンコーダ部材２２は、例えばゴム磁石からなり、芯金２１の立板部２１ｂにおける軸受インボード側に向く側面に加硫接着等で取付けられる。磁気エンコーダ部材２２は、この他に、プラスチック磁石や、焼石合金からなるものであっても良い。この磁気エンコーダ部材２２は、図３に正面図で示すように、周方向に交互に並ぶ磁極Ｎ，Ｓが多数形成されたものであり、磁極Ｎ，Ｓは、ピッチ円直径（ＰＣＤ）において、所定のピッチｐとなるように形成されている。この磁気エンコーダ部材２２に対面して、図１のように磁気センサ１５を配置することにより、車輪回転速度検出用のロータリエンコーダが構成される。磁気センサ１５は、内方部材１および外方部材２のうちの固定側部材、すなわちここでは外方部材２の内径面に固定される。磁気センサ１５はエンドカバー１４に固定しても良い。磁気センサ１５は、ホール素子等であっても良く、またコイルで形成されて磁気エンコーダ部材２２と共に発電機を構成するものであっても良い。
【００２０】
円筒状シール形成壁部２３は、芯金立板部２１ｂの先端２１ｂａから軸方向の内側へ延びて外方部材２の内径面に近接し、この内径面との間に非接触シール隙間ｇを形成するものである。この円筒状シール形成壁部２３は、磁気エンコーダ部材２２に一体に形成されたゴム部分であり、インサート形成等で芯金２１に接着された状態に、磁気エンコーダ部材２２と一体に形成される。芯金立板部２１ｂの先端２１ｂａは、円筒状シール形成壁部の基端に埋め込み状態とされる。円筒状シール形成壁部２３は、非接触シール隙間ｇの形成面となる外径面が円筒面とされ、内径面は基端側が厚肉となるテーパ面に形成されている。円筒状シール形成壁部２３は、磁性体とすることは不要であるが、磁気エンコーダ部材２２との一体成形の容易のために、磁気エンコーダ部材２２と同じ材質、つまりゴム材料に磁性粉を混入した材質のものとしても良い。非接触シール隙間ｇの径方向寸法ａは例えば０．５ｍｍとされ、その軸方向長さｂは３．０ｍｍ以上とされている。
【００２１】
この構成の車輪用軸受によると、回転側部材である内方部材１の外径面に環状の芯金２１を嵌合し、その芯金２１の立板部２１ｂに設けられた磁気エンコーダ部材２２と対面させて、磁気センサ１５を固定側部材である外方部材２に固定してロータリエンコーダが構成されているため、車輪５の回転に伴う磁気エンコーダ部材２２の磁極変化を磁気センサ１５で検出することにより、回転検出を行うことができる。
内外の部材１，２間のシールについては、円筒状シール形成壁部２３と、外方部材２の内径面との間に非接触シール隙間ｇが形成されているため、この隙間ｇで軸受封入グリースの漏れが防止される。非接触シール隙間ｇは、円筒状シール形成壁部２３によって軸方向に長く形成されているため、高速回転時でもこの部分からグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保される。また、非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。円筒状シール形成壁部２３は、磁気エンコーダ部材２２と一体のものであるため、簡単に形成することができる。このように、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることができる。外部からの泥水や塵埃の軸受内への進入は、軸受端部の全体を覆うエンドカバー１４（図１）によって防止される。
【００２２】
図４は、この発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、図１〜図３に示す第１の実施形態において、円筒状シール形成壁部２３を芯金２１と一体に形成したものである。芯金２１は、円筒状シール形成壁部２３となる部分を含めて、断面形状がコ字型に形成されている。磁気エンコーダ部材２２は、芯金２１の立板部２１ｂに複数の係合孔２５を形成した状態で、立板部２１ｂに加硫接着される。これにより、係合品２５に係合した状態の係合突部２４が磁気エンコーダ部材２２に形成され、芯金立板部２１ｂに対する耐剥離性が高められる。磁気エンコーダ部材２２の係合突部２４は、係合孔２５に挿通する小径部２４ａと、その先端の大径頭部２４ｂとを有する。
【００２３】
この実施形態の場合、上記のように円筒状シール形成壁部２３を芯金２１と一体に形成したため、円筒状シール形成壁部２３の形成が簡単で、磁気エンコーダ付きシールド４を簡単に構成できる。また、芯金立板部２１ｂへの磁気エンコーダ部材２２の固定を、上記のように係合突部２４と係合孔２５との係合構造としたことにより、芯金２１に対する磁気エンコーダ部材２２の耐剥離性を向上させることができる。その他の構成，効果は第１の実施形態と同じである。
【００２４】
図５は、この発明の第３の実施形態を示す。この実施形態は第２の発明に対応する。この実施形態は、第１の実施形態における磁気エンコーダ付きシールド４が、磁気エンコーダ付き部材２６とシールド部材２７とで構成されている。磁気エンコーダ付き部材２６は、環状の芯金３１と磁気エンコーダ部材３２とからなる。芯金３１は嵌合筒部３１ａとこの嵌合筒部３１ａから径方向に立ち上がる立板部３１ｂとを有し、断面形状がＬ字状に形成されている。芯金３１は、内方部材１および外方部材２のうち、回転側部材である内方部材１の外径面に嵌合筒部３１ａを締まり嵌め状態に嵌合して固定される。磁気エンコーダ部材３２が、周方向に交互に並ぶ磁極Ｎ，Ｓを多数形成したものであって、芯金３１の立板部３１ｂに固定されること、およびこの磁気エンコーダ部材３２に対面して、磁気センサ１５が配置されることは第１の実施形態と同じである。
【００２５】
シールド部材２７は、内方部材１および外方部材２のうち、固定側部材である外方部材２の内径面に嵌合する嵌合筒部２７ａと、この嵌合筒部２７ａから前記磁気エンコーダ付き部材２６の芯金立板部３１ｂの軸受内側に対向して径方向に立ち上がる対向板部２７ｂとを有する。シールド部材２７の対向板部２７ｂは、先端の周面が芯金３１の嵌合筒部３１ａに近接して、この嵌合筒部３１ａとの間に非接触シール隙間ｇｃを形成する。ここでは、この非接触シール隙間ｇｃの径方向寸法ｃを０．５ｍｍとしている。
【００２６】
また、前記磁気エンコーダ付き部材２６は、前記磁気エンコーダ部材３１の先端が、前記シールド部材２７の嵌合筒部２７ａ内径面に近接して、この内径面との間に非接触シール隙間ｇａを形成する。ここでは、この非接触シール隙間ｇａの径方向寸法ｄを０．５ｍｍとしている。なお、この例では、芯金立板部３１ｂの先端が磁気エンコーダ部材３２の一部で覆われているが、磁気エンコーダ部材３２で覆われていない場合には、芯金立板部３１ｂの先端とシールド部材２７の嵌合筒部２７ａとの間に非接触シール隙間ｇａが形成されることになる。芯金立板部３１ｂの先端にシールド部材２７の嵌合筒部２７ａが対向しない場合には、芯金立板部３１ｂの先端またはその先端を覆う磁気エンコーダ部材３１の一部と外方部材２の内径面との間に非接触シール隙間ｇａが形成されることになる。
【００２７】
シールド板部２７の対向板部２７ｂは、先端付近の側面が磁気エンコーダ付き部材２６の芯金立板部３１ｂに近接し、基端付近の側面が芯金立板部３１ｂから遠ざかった屈曲形状とされている。シールド板部２７の上記先端付近の部分と基端付近の部分とは、軸受中心に対して略垂直な平板状とされ、これら先端付近の部分と基端付近の部分とを繋ぐ部分がテーパ面状となっている。芯金立板部３１ｂの先端付近の側面と磁気エンコーダ付き部材２６の芯金立板部２６ｂとの間でも非接触シール隙間ｇｂが形成される。
【００２８】
この実施形態の場合、軸受端部環状空間の外周部および内周部に位置するラジアル方向の２か所の非接触シール隙間ｇａ，ｇｃと、シールド部材立板部２７ｂおよびこれに対向する芯金立板部３１ｂとの間に形成されるアキシアル方向の非接触シール隙間ｇｂとにより、断面がＺ字状の複雑なラビリンス経路が形成される。また、シールド板部２７の対向板部２７ｂの基端付近の側面が芯金立板部３１ｂから遠ざかった屈曲形状とされていて、上記ラビリンス経路の途中に広い滞留空間が形成される。これらのため、グリース漏れの防止効果をより高めることことができる。そのため、高速回転時でもこの部分からグリース漏れが発生することがなく、十分なシール性能が確保される。また、非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。この実施形態におけるその他の構成，効果は第１の実施形態と同じである。
【００２９】
図６は、この発明の第４の実施形態を示す。この実施形態は、図５に示す第３の実施形態において、シールド部材２７の対向板部２７ｂを平板状としたものである。嵌合筒部２７ａは、対向板部２７ｂに対して軸受軸方向の内側へ延びる。この対向板部２７ｂと磁気エンコーダ付き部材２６における芯金立板部３１ｂとの間で、アキシアル方向の非接触シール隙間ｇｄが形成される。この非接触シール隙間ｇｄは、半径方向の各部において、隙間寸法が略一定とされる。この実施形態におけるその他の構成は図５に示す第３の実施形態と同じである。
【００３０】
この実施形態の場合は、各非接触シール隙間ｇａ，ｇｄ，ｇｃで形成されるラビリンス経路が全経路にわたって狭い経路となることにより、優れたシール性能が得られる。また、非接触シールであるため、低トルク性能も確保される。
【００３１】
次に、高速耐久試験の試験例を説明する。図２に示す第１の実施形態、および図５に示す第３の実施形態につき、図８に示す従来例と共に、高速直進走行条件で各グリース漏れを評価した。供試体として用いた図８の従来例における非接触隙間ａの軸方向長さｂは１．７ｍｍであり、第１の実施形態における非接触隙間ｇ（図２）の軸方向長さｂは３．０ｍｍである。
〔試験条件〕
ラジアル荷重／アキシャル荷重：４．４５ｋＮ／０ｋＮ
内輪回転速度：２０２０ｒ／ｍｉｎ
強制風冷：無し
タイヤ半径／オフセット量：３０５ｍｍ／軸受中心よりインボード側へ５．８ｍｍ
試験結果は図７に比較して示す。
【００３２】
図７から明らかなように、従来例のものでは多量のグリース漏れが発生しシール性能不良となったが、第１および第３の実施形態のものは、いずれもグリース漏れが少なくシール性能が優れていることが判明した。
【００３３】
なお、試験の詳細は省略するが、第１の実施形態において、円筒状シール形成壁部２３により形成される非接触隙間ｇの軸方向長さｂを種々変えて試験したところ、軸方向長さｂを３．０ｍｍ以上とすると、グリース漏れについて満足できるシール性能が得られたが、３．０ｍｍ未満であると、３．０ｍｍ以上としたものに比べてシール性能が劣ることが確認された。
【００３４】
なお、上記各実施形態では、内方部材１が回転側部材で、外方部材２が固定側部材である場合について説明したが、これに限らず内方部材１が固定側部材で、外方部材２が回転側部材である場合にも、固定側部材に取付ける部材と回転側部材に取付ける部材を入れ換えることにより、同様に適用できる。また、上記各実施形態は、磁気エンコーダ部材３２を芯金３１の立板部３１ｂの外面に設けたが、この発明において、磁気エンコーダ部材３２は立板部３１ｂの内面に設けても良い。その場合、芯金３１は非磁性体とする。
【００３５】
【発明の効果】
この発明における第１の発明の車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、磁気エンコーダ部材を設けた芯金立板部の先端から軸方向の内側へ延びて非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部を有するものとしたため、高速回転時でもグリース漏れが発生することがなく、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることができる。
この発明における第２の発明の車両用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造は、磁気エンコーダ付きシールドを、磁気エンコーダ付き部材とシールド部材とでなるものとし、これら磁気エンコーダ付き部材およびシールド部材が内径側と外径側とにそれぞれ位置する２つの非接触シール隙間を形成するものとしたため、Ｚ字状の複雑なラビリンス経路が形成され、高速回転時でもグリース漏れが発生することがなく、シール性能と低トルク性能を簡単な構成で両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる磁気エンコーダ付きシールド構造を備えた車輪用軸受の断面図である。
【図２】同シールド構造の拡大断面図である。
【図３】同シールド構造における磁気エンコーダ部材の部分正面図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる磁気エンコーダ付きシールド構造の拡大断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる磁気センコーダ付きシールド構造の拡大断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる磁気センコーダ付きシールド構造の拡大断面図である。
【図７】各実施形態と従来例のグリース漏れ量の試験結果を示すグラフである。
【図８】従来例の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…内方部材
２…外方部材
３…転動体
４…磁気エンコーダ付きシールド
２１…芯金
２１ａ…嵌合筒部
２１ｂ…立板部
２２…磁気エンコーダ部材
２３…円筒状シール形成壁部
２６…磁気エンコーダ付き部材
２７…シールド部材
２７ａ…嵌合筒部
２７ｂ…対向板部
３１…芯金
３２…磁気エンコーダ部材
ｇ，ｇａ，ｇｂ，ｇｃ，ｇｄ…非接触シール隙間
Claims (9)
- 内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に介在した転動体と、上記内外の部材間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールドとを備えた車輪用軸受であって、
上記磁気エンコーダ付きシールドは、上記内方部材および外方部材のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から立ち上がる立板部を有する芯金と、上記立板部に設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ磁気エンコーダ部材と、上記立板部の先端から軸方向の内側へ延びて上記内方部材および外方部材のうちの他方の部材の周面に近接し、この周面との間に非接触シール隙間を形成する円筒状シール形成壁部とを備えることを特徴とする車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。 - 請求項１において、上記磁気エンコーダ部材がゴム磁石またはプラスチック磁石からなり、上記円筒状シール形成壁部は、上記磁気エンコーダ部材に一体に形成されたゴムまたはプラスチックの部分である車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
- 請求項２において、上記芯金の上記立板部の先端が、上記ゴムまたはプラスチックの部分である円筒状シール形成壁部の基端に埋め込まれている車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
- 請求項１において、上記円筒状シール形成壁部は、上記芯金と一体に形成されたものである車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
- 請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、円筒状シール形成壁部の軸方向長さを３．０ｍｍ以上とした車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
- 内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に介在した転動体と、上記内外の部材間の端部環状空間に配置したリング状の磁気エンコーダ付きシールドとを備えた車輪用軸受であって、
上記磁気エンコーダ付きシールドは、磁気エンコーダ付き部材とシールド部材とでなり、
上記磁気エンコーダ付き部材は、上記内方部材および外方部材のうちの回転側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から立ち上がる立板部を有する芯金と、上記立板部に設けられて円周方向に多数の磁極が並ぶ磁気エンコーダ部材とでなり、
上記シールド部材は、上記内方部材および外方部材のうちの固定側の部材の周面に嵌合する嵌合筒部およびこの嵌合筒部から上記磁気エンコーダ付き部材の上記立板部の軸受内側に対向して立ち上がる対向板部を有し、この対向板部は、先端の周面が上記芯金の嵌合筒部に近接してこの嵌合筒部との間に非接触シール隙間を形成したものであり、
上記磁気エンコーダ付き部材は、上記磁気エンコーダ部材または上記立板部の先端が上記固定側の部材の周面または上記シールド部材の周面に近接してこの周面との間に非接触シール隙間を形成することを特徴とする車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。 - 請求項６において、上記シールド部材の対向板部は、先端付近の側面が上記磁気エンコーダ付き部材の芯金の立板部に近接し基端付近の側面が上記立板部から遠ざかった屈曲形状のものであり、上記対向板部の先端付近の側面と上記磁気エンコーダ付き部材の芯金の立板部との間で非接触シール隙間を形成した車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
- 請求項６において、上記シールド部材の対向板部は、平板状であり、この対向板部と上記磁気エンコーダ付き部材の上記立板部との間で非接触シール隙間を形成した車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
- 請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、上記回転側の部材が内方部材であり、この内方部材の端部の全体および磁気エンコーダ付きシールドを覆うエンドカバーを上記外方部材の端部に取付けた車輪用軸受の磁気エンコーダ付きシールド構造。
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