JP2002539381A - 磁気封止ガスケットを形成する予備組立済みアセンブリ、および同アセンブリが組み込まれたベアリング - Google Patents
磁気封止ガスケットを形成する予備組立済みアセンブリ、および同アセンブリが組み込まれたベアリングInfo
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Abstract
Description
、封密性の損失がベアリング障害の主な原因となるベアリングのための封止手段
として、既に多くの形状が知られている。
同第051170号、同第053334号、同第082552号、同第0885
17号、同第098628号、同第129270号、同第140421号、同第
153768号、同第167700号、同第168092号、同第208881
号、同第235366号、同第260441号、同第286151号、同第33
7321号、同第458122号、同第458123号、同第464379号、
同第523614号、同第541036号、同第577912号、同第6006
59号、同第608672号、同第644345号、同第649762号、同第
656267号、同第661472号、同第661473号、同第676554
号、同第708263号、同第713021号、同第748968号、同第75
4873号、同第795702号、同第807775号、同第301731号、
同第303359号、同第304160号、同第508013号、同第5196
54号、同第737821号、および同第833089号、及び、 本出願人による欧州特許出願第378939号を参照し得る。
るための回転手段を備えるベアリング封止ガスケットに関するが、これに限定さ
れるものではない。
出願第371836号、同第376771号、同第378939号、同第495
323号、同第607719号、同第652438号、同第671628号、お
よび同第725281号を参照し得る。
な長期耐漏洩性を維持することにより提起されたいくつかの技術的な問題に対す
る満足のいく解決策はまだ見つかっていないという事実を例証している。
ィングを使用することにより、そのようなガスケットの動的封止リップの接触状
態に対する制御を改善することが可能となった。
接触に対してより良好な条件を提供する封止装置が依然要求されている。 本発明の目的はそのような要求を満たすことにある。 この目的のために、第1の態様においては、本発明は、組み込まれた磁気ディ
スクを有する封止ガスケットを形成し、かつベアリングの一部である固定支持体
と回転支持体との間に装着されるように形成された予備組立済みアセンブリを提
供する。前記アセンブリは、 固定支持体に固定された固定フレームと、 ディスクを保持し、かつ回転支持体に固定された可動フレームとを備え、 前記アセンブリは、封止ガスケットが、少なくとも固定フレームの封止支持壁
の外側面の一部を被覆することと、前記封止ガスケットは、 回転支持体と摩擦する少なくとも1つの動的封止手段と、 強磁性リングとを備え、該強磁性リングは、ディスクによって発生される磁界
の作用下で、ディスクに向かって引き付けられ、それによって、動的封止手段を
その当接面に押圧する押圧力が発揮されることとを特徴とする。
し、これらの特徴は単独で、または組み合わされて得られる。 ガスケットは、固定支持体の上端側壁と接触する少なくとも1つの静的封止ビ
ードをさらに備える。
壁とを備え、第1の壁は相互連結肩部によって、可動支持部上の可動フレームの
第1の円筒状当接セグメントに連結されており、第3の壁は磁気ディスクを保持
する。
略V字形である。 溝の外側面は、少なくとも1つの動的封止リップのための当接面を有する。 ディスクは、ストロンチウムフェライト、またはバリウムフェライト、または
それらの均等物で充填された複数のエラストマーのうちから選択される材料で形
成されている。
ムの面を圧迫するようになる。 ディスクは単極ディスクであるか、または、ディスクは多極エンコーダである
。
備える。 前記単極磁石または多極磁石は可動フレームの溝内に配置され、かつ、強磁性
リングに誘引力を作用させる。
、可動フレームの外側面とガスケットの内側面との間における摺動接触によって
封止が達成される。
る。 第2の態様においては、本発明は、固定支持体またはリングと、回転支持体ま
たはリングと、それらの上に装着された、上記に示されたような封止ガスケット
を形成する予備組立済みアセンブリとを備えるシールドベアリングを提供する。
線方向にある平面Pに関して内側に偏倚している。 別の実施形態においては、固定フレームの外表面が、ベアリング支持部または
リングの外側面に対して接線方向にある平面Pに実質的に含まれている。
形態の説明により明らかとなる。 まず、予備組立済みアセンブリ1の詳細図である図1を参照する。予備組立済
みアセンブリ1は、組み込まれた磁気ディスクまたは磁気エンコーダを有する封
止ガスケットを形成し、かつベアリングの一部である固定支持体2と回転支持体
3との間に装着されてなる。
には、示した構成において、固定支持体2はベアリングの外リングであり、また
、回転支持体3はベアリングの内リングである。
気エンコーダを保持するディスク6を備える可動フレーム5は回転支持体3に固
定される。
組立済みアセンブリ1が、可動外リングと固定内リングとを備えるベアリング内
に一体化され得ることが理解できる。
ト7によって回転支持体3に締まり嵌めされており、その結果、2つの部品は互
いに固定されている。
2に締まり嵌めされている。 他の実施形態(図示せず)では、固定フレーム及び/または可動フレームは、
それぞれ、固定支持体、および可動支持部に挟持されるか、または接合される。
される。 以下の説明においては、「内方」並びに「内側」、及び「外方」及び「外側」
という語は図1に示した「内」及び「外」という表示を参照して用いている。
場合、図1の可動フレーム5の左側に付された「内」の表示は、転がり本体を収
容するベアリングの内側に相当し、図1の固定フレーム4の右側に付された「外
」の表示は、固定支持体2の外側面9に対して接線方向の平面Pを越えて位置す
る空間に相当する。
記方向Rにおいて測定される寸法は「軸線方向」と呼ぶことにする。 方向Rに垂直な方向Vは、図1の断面平面を規定するために方向Rと協働する
。
寸法は「半径方向」と呼ぶことにする。 図1に示される実施形態においては、固定フレーム4の外側面10は、上記で
定義した平面Pに関して内側に偏倚され、かつ後退させられている。
て、それを外側に越えることなく、接線方向に延びる。 さらに別の実施形態(図示せず)においては、固定フレームの外側面は、前記
平面Pを越えて若干外側に突出している。
る基部11を有し、前記可動フレーム5は、 環状でかつ軸線に沿った第1の円筒状当接セグメント7と、 半径方向に延びる環状壁12とを備える。
る。 多極磁気エンコーダ6または単極磁石ディスクは、可動フレーム5の基部11
上にオーバーモールドされる。
リウムフェライトのようなフェライトで充填されたエラストマーで形成され得る
。これらの例は限定するものではない。
の半径方向の拡がり全体を覆う。 他の実施形態(図示せず)では、ディスクまたはエンコーダ6は、前記壁12
の一部分のみを覆う。
またはエンコーダ6と固定フレーム4との間におけるいかなる接触も回避するた
めに、ディスクまたはエンコーダ6は、動作隙間より大きな距離で保護的な固定
フレーム4から離間されている。
も、ディスク6の回転中におけるディスク6と当接セグメント8との間のいかな
る接触も回避するように、前記当接セグメント8と離間されている。
に延びる内方部分30を有し、 第2の円筒状当接セグメント8と、 封止支持部を形成する半径方向に拡がるデフレクター環状壁31とを備える。
磁性であり、ディスク6から発する磁力線を全く妨害しない。 したがって、ディスク6が多極磁気エンコーダである場合、センサーは固定フ
レーム4を介してエンコーダ6によって発生したパルスを読み取ることが可能で
ある。
方向に延びるとともに、 静的封止ビード36と、 壁31を被覆する環状被覆帯片37と、 動的封止リップ38とを備える。
れる。 封止ガスケットは、肉薄部のセグメント47と強磁性環状リング48とを有す
る。
は前記ガスケット33の内側面と同一平面上にある部分を有してもよい。リング
48は中断していても、中断していなくてもよい。
47がヒンジとなって、強磁性リング48はディスク6に向かって引き付けられ
る。
されないような大きさ及び種類のものである。 以下で図2について言及する。 多数の実施形態に共通の要素には同一の参照符号が付されている。 図2に示された実施形態に見られる可動フレーム5を以下により詳細に説明す
る。
って半径方向に延びる環状基部11を有する可動フレーム5は、 環状でかつ軸線方向に沿った第1の円筒状当接セグメント7と、 半径方向に拡がる第1の環状壁12と、 軸線方向に沿った第2の環状壁13と、 半径方向に拡がり、かつ第1の環状壁12に関して軸線方向の距離dだけ偏倚
している、第3の環状壁14とを備える。
形態における平面Pと平行である。 第1の円筒状当接セグメント7と第2の環状壁13とはほぼ同軸を有し、それ
らの軌跡は図1の平面における方向Rとほぼ平行である。
とを相互に連結させる。 第2の相互連結肩部16は半径方向に拡がる第1の環状壁12と軸線方向に沿
った第2の環状壁13とを相互に連結させる。
がる第3の環状壁14とを相互に連結させる。 基部11の第1の端部18は切頭円錐を形成する斜面19を備える。斜面19
の図1の平面における軌跡は水平に対して約5°〜30°の範囲の角度αで傾斜
している。
偏倚している半径方向に拡がる第4の環状壁を形成する、外側に延びるセットバ
ック21を備える。
斜角がつけられた第1の端部18以外は、可動フレーム5の環状基部11はほぼ
一定の厚さeを有する。
、相互連結肩部15,16と共に、その開口が外側に面した環状溝22を形成す
る。
2はU字形であり、U字形の最大の軸線方向の寸法はその最大半径方向寸法とほ
ぼ同一である。
、第1の環状壁12の半径方向寸法rとほぼ等しい。 環状溝22の外側面は軸線方向に沿った環状曲面23と半径方向に拡がる環状
曲面24とを有する。以下でより完全に明らかになるように、これらの表面は、
アセンブリ1の固定フレーム4上に配置された動的封止手段のための当接面を形
成する。
強磁性材料で形成され得る。 単極磁石または多極磁気エンコーダディスク6は、可動フレーム5の基部11
上にオーバーモールドされる。
ムフェライトのようなフェライトで充填されたエラストマーで形成され得る。こ
れらの例は限定しているわけではない。
ば、ネオジム−鉄−ホウ素またはサマリウム−コバルトの磁気合金が先験的に考
えら得る。しかしながら、フェライトは非常に安価であり、かつ非常に磁化し易
いため、一般に好まれる。
る各々の側面全体を覆い、かつ、前記基部11の第2の端部20上に形成された
セットバック21を被覆する。
の距離d’’だけ離間された交軸平面P’に位置するディスク8の環状内側面2
6とほぼ一列に整列して、かつ同環状内側面26から連続して配置される。
倍の軸線方向寸法だけ突出している。 ディスクの外側面27はほぼ垂直であり、ディスク6と固定フレーム4との間
のいかなる接触も回避するように、ディスク6を保護するための固定フレーム4
から動作隙間より大きな距離だけ離間されている。
28は、ディスク6の回転中におけるディスク6と前記当接セグメント8との間
のいかなる接触も回避するように、前記当接セグメント8と離間されている。
接セグメント7の軸線方向に沿った環状面23とほぼ同軸を有する環状面29と
によって半径方向に画定される。
されている。 その寸法が環状面28,29間の半径方向の距離で表される、ディスク6の最
大半径寸法r’は、考察中の実施形態において、上記で定義した距離rの約3倍
である。
延びる内方部分を有し、 第2の円筒状当接セグメント8と、 封止支持部を形成する半径方向に拡がるデフレクター環状壁31とを備える。
31とを相互に連結させる。 固定フレーム4の内方部分30はほぼ一定の厚さe’である。 図1または図2に示される軸線方向に沿った断面図では、内方部分30は、そ
の最大の半径方向寸法より大きな最大軸線方向寸法のL字形のプロフィールを有
する。
メント8における軸線方向の長さl’は、封止支持壁の半径方向寸法r’’より
大きい。
は小さい。 固定フレームの内方部分30は中実であっても、そうでなくてもよく、また該
内方部分30は、例えば、ポリマーまたは特定のステンレススチールのうちの1
つのような非磁性材料で形成されている。
する磁力線を全く妨害しない。 したがって、ディスク6がエンコーダである場合、センサーはエンコーダによ
って発生したパルスを読み取ることが可能である。
した平面Pおよび平面P’とほぼ平行である。オーバーモールドされた封止ガス
ケット33は、壁31の外側面34を覆い、前記壁の端部35を被覆する。
方向に延びるとともに、 静的封止ビード36と、 壁31を被覆する環状被覆帯片37と、 2つの動的封止リップ38,39とを備える。
発して、回転支持体3に向かって半径方向に延びるとともに、単に2つの動的封
止リップを有する。
止リップ38は回転支持体3の外側面40を圧迫するようになる。 ヒンジ41を中心として蝶番式に動かされる封止リップ39は、溝22内で、
可動フレーム5の基部の面23,24に対して抵触して圧迫する。
かじめ応力を加えられる。 動的封止リップ38,39の幾何学的形状が、2つの区画、すなわち、 リップ38と回転支持体3との間の接触点43と、リップ39と当接セグメン
ト7の表面23との間の接触点44とによって画定される第1の区画42と、 上記で定義した接触点44と、リップ39と壁12の表面24との間の接触点
46とによって画定される第2の区画45とによって「外」の外部環境から隔離
された、ディスク6の外側面27と固定フレーム4との間の空間を生じる。
るためのエアロックの役目を果たし得る。 封止ガスケット33は中実であっても、そうでなくともよい。また、封止ガス
ケット33は、用途の目的として選択される、ヴァイトン(Viton)、アク
リロニトリルまたは他の相当する材料のようなエラストマーで形成されている。
する。 強磁性リングは封止ガスケットの材料内に被覆されるか、または前記ガスケッ
トの内側面と同一平面上の少なくとも1つの部分を有してもよい。
。 他の実施形態(図示せず)では、環状リング48の図1または図2の軸線平面
における断面は、楕円形、円形、多角形、または他の形状の断面である。
するために、強磁性環状リング48の軸線方向に沿った厚さは、前記断面平面に
かかわらず一定であるか、または変化し得る。
覆われる。 ディスク6がエンコーダである場合、強磁性リングは磁力線を実質的に妨害し
ないような寸法のものである。
47がヒンジとなって、強磁性リング48はディスク6に向かって引き付けられ
る。
る押し付け力は、このようにディスク6によって引き付けられている強磁性リン
グ48に起因する。
を有し、それについては再度説明しない。 対照的に、半径方向に拡がる下端部は、内側に面するU字形の開口を有するU
字形であり、そのU字形は、単極磁石または多極磁石6’が配置される環状溝を
規定する。
単一の動的封止リップ38を備える封止ガスケットを有する。 封止ガスケットは可動フレーム5を半径方向寸法raの環状帯にわたって圧迫
する。可動フレーム5の外側面とガスケットの内側面とが摺動接触することによ
って封止が行われる。
部分48と可動フレーム5の金属表面との間に接触が存在する。 単極磁石または多極磁石6は、それに面して配置された強磁性部分48に誘引
力を作用させる。前記部分は封止ガスケット内に埋設されている。
の間で接触が維持されることを保証する。 したがって、図1および図2に示される実施形態におけるように、前記部分4
8を除いて、封止ガスケットは非磁性体で形成され得る。
て、エンコーダ6によって発生したパルスを読み取ることが可能である。 図3に示された、2つの組み込まれた磁気ディスクを有する封止ガスケットを
形成する予備組立済みアセンブリ1は、自動車両の駆動輪用に設計されたベアリ
ングの部分である固定支持体2と回転支持体3との間に装着され得る。
ルで形成され得る。 図4に示される実施形態は図3の実施形態と同じ型である。 可動フレーム5は、図2および図3の実施形態における可動フレームの上端部
と類似した第1の半径方向に拡がる端部を有しており、よってそれについては再
び説明しない。
あり、そのU字形は、図3の実施形態におけるように、単極磁石または多極磁石
6’が配置される環状溝を規定する。
トを有する。 封止リップ38は、可動フレーム5の外側の環状側面に抵触するように押し付
けられる。
半径方向寸法raの環状帯にわたって圧迫する。可動フレーム5の外側面とガス
ケットの内側面とが摺動接触することによって封止が行われる。
48に誘引力を及ぼし、前記部分48は単極磁石または多極磁石6’に面してい
る。
性体で形成され得る。 よって、マグネトレジスターまたはホールプローブのようなセンサーは、封止
ガスケットを介して、エンコーダによって発生したパルスを読み取ることが可能
である。
された2つの組み込まれた磁気ディスクを有する封止ガスケットを形成する予備
組立済みアセンブリ1は、より詳細には、自動車両の非駆動輪用ベアリングの一
部分となるのに適している。
ス生成手段によって構成される場合、マグネトレジスター型またはホール効果プ
ローブ型のセンサーは、たとえ小さな直径のベアリングにおいても、高いエアギ
ャップ値で適所に配置されることが可能である。前記センサーはベアリングから
分離されており、かつその幾何学的形状を変更しない。ベアリングはエンコーダ
を保護するための手段を備え、その結果、切屑のような強磁性粒子がエンコーダ
の保護体上に堆積する危険性が低くなり、いかなるこのような堆積物もセンサー
から来る信号を妨害しない。
ディスク6の面積との比率の様々な値について、エアギャップの関数として、リ
ップ38,39の付着力がどのように変化するかを示している。
と等しい対照標準に相当する。 図5および図6の曲線II,III,IVは、強磁性体リングの面積とエンコ
ーダ6の面積S0との比率が、それぞれ、1/2、1/4および1/10に等し
い場合に相当する。
とが可能なことを示している。
を有する封止ガスケットの軸線断面図。
ャップの関数としていかに変化するかを示すグラフ。
Claims (21)
- 【請求項1】 組み込まれた磁気ディスクを有する封止ガスケットを形成し
、かつベアリングの一部である固定支持体(2)と回転支持体(3)との間に装
着されるように形成された予備組立済みアセンブリ(1)であって、前記アセン
ブリは、 固定支持体(2)に固定された固定フレームと、 ディスクを保持し、かつ回転支持体(3)に固定された可動フレーム(5)と
を備え、 前記アセンブリは、封止要素(33)が、固定フレーム(4)の封止支持壁(3
1)の外側面(34)の少なくとも一部を被覆することと、前記封止要素は、 回転支持体(3)を摩擦する少なくとも1つの動的封止手段(38,39)と
、 強磁性リング(48)とを備え、その結果、強磁性リング(48)はディスク
(6)によって発生される磁界の作用下で、ディスクに向かって引き付けられ、
それにより、動的封止手段をその当接面に押圧する押圧力が発揮されることとを
特徴とする予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項2】 ガスケットは、固定支持体(2)の上端側壁と接触する少な
くとも1つの静的封止ビードをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の
予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項3】 可動フレーム(5)は、第1の壁(12)と、第1壁(12
)に関して軸線方向外側に偏倚した第3の壁(14)とを備え、第1の壁は相互
連結肩部によって、可動支持部(3)上の可動フレームの第1の円筒状当接セグ
メント(7)に連結されており、第3の壁は磁気ディスクを保持することを特徴
とする請求項1または2に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項4】 可動フレーム(5)の第1の環状壁(12)および第2の環
状壁(13)は、環状溝(22)を形成することを特徴とする請求項3に記載の
予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項5】 軸線方向における断面において、環状溝(22)はU字形、
略U字形、V字形、または略V字形であることを特徴とする請求項4に記載の予
備組立済みアセンブリ。 - 【請求項6】 溝(22)の外側面は、少なくとも1つの動的封止リップ(
38,39)のための当接面(23,24)を有することを特徴とする請求項5
に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項7】 ディスク(6)は、ストロンチウムフェライト、またはバリ
ウムフェライト、及びそれらの均等物で充填された複数のエラストマーのうちか
ら選択される材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
1項に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項8】 動的封止リップ(38)は、回転支持体(3)の外側面(4
0)を圧迫するようになることを特徴とする請求項5または6に記載の予備組立
済みアセンブリ。 - 【請求項9】 ヒンジ(41)に関して蝶番式に動かされる封止リップ(3
9)は、溝(22)内において、可動フレーム(5)の面(23,24)を圧迫
するようになることを特徴とする請求項8に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項10】 ディスク(6)が単極ディスクであることを特徴とする請
求項1乃至9のいずれか1項に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項11】 ディスク(6)が多極エンコーダであることを特徴とする
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項12】 多極エンコーダ(6)に加えて、単極磁石または多極磁石
(6’)をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記
載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項13】 単極磁石または多極磁石(6’)は可動フレーム(5)の
溝内に配置され、かつ、強磁性リング(48)に誘引力を及ぼすことを特徴とす
る請求項12に記載の予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項14】 封止ガスケットは、可動フレーム(5)を半径方向寸法r a の環状帯にわたって圧迫し、可動フレーム(5)の外側面とガスケットの内側
面との間における摺動接触によって封止が達成されることを特徴とする請求項1
乃至5、7、及び10乃至13のいずれか1項に記載の予備組立済みアセンブリ
。 - 【請求項15】 可動フレームが、磁石(6’)が配置される環状溝を規定
する端部を有することを特徴とする請求項14に記載の予備組立済みアセンブリ
。 - 【請求項16】 固定フレーム(4)が、単一の動的封止リップ(38)を
備える封止ガスケットを有することを特徴とする請求項14または15に記載の
予備組立済みアセンブリ。 - 【請求項17】 動的封止リップ(38)は、可動支持部(3)の外壁(4
0)に抵触するように押し付けられることを特徴とする請求項16に記載の予備
組立済みアセンブリ。 - 【請求項18】 動的封止リップ(38)は、可動フレーム(5)の環状外
側面に抵触するように押し付けられることを特徴とする請求項17に記載の予備
組立済みアセンブリ。 - 【請求項19】 固定支持体またはリングと、回転支持体またはリングと、
それらの上に装着された、請求項1乃至18のいずれか1項に記載の封止ガスケ
ットを形成する予備組立済みアセンブリとを備えるシールドベアリング。 - 【請求項20】 固定フレームの外側面は、ベアリング支持部またはリング
の外側面に対して接線方向にある平面Pに関して内側に偏倚していることを特徴
とする請求項19に記載のベアリング。 - 【請求項21】 固定フレームの外側面が、ベアリング支持部またはリング
の外側面に対して接線方向にある平面Pに実質的に含まれていることを特徴とす
る請求項20に記載のベアリング。
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