JP4867454B2 - 多極磁石エンコーダ付き密封装置該密封装置を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニット - Google Patents

Description

本発明は、各種車両の車輪を支持する転がり軸受に備えられ、車体側に備えた磁気センサにより車輪の回転速を検出するための多極磁石エンコーダを有した密封装置、その密封装置を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニットに関する。なお、本明細書において車輪とは、自動車の車輪にかかわらず鉄道車両の車輪などの全てを総称するものとする。

例えば自動車には、車輪の回転速（車輪速）を検出する回転検出装置が備えられており、回転側（車輪軸受側）に配した多極磁石エンコーダと、該多極磁石エンコーダに対向させるように車体側に配した磁気センサとからなるものが知られている。このような回転検出装置は、例えば、トラクションコントロールシステム（Traction Control System、略称TCS）や、カーナビゲーションシステム（Satellite navigation system）や、アンチロックブレーキシステム（Anti-lock brake system、略称ABS）などに利用されている。
従来、多極磁石エンコーダとして、図１２に示すような円環状に形成されたゴム製の多極磁石エンコーダ（例えばフェライト粉に結合材としてゴム材を混合したものに着磁し、周方向にＳ極とＮ極が交互に備えられる）１が知られており、転がり軸受に組み込まれている密封装置を構成する断面視逆Ｌ字形状のシール部材（例えばスリンガ）における軸受外方に向いた側周面に、その磁極を軸受外方に向けた状態で一体に備えていた。すなわち、多極磁石エンコーダ１は軸受外方にて露呈状に備えていたものがある。

このようにゴム製の多極磁石エンコーダ１が軸受外方にて露呈状に配されていると、土砂などの塵埃、さらには路面状況によっては鉄屑（磁性体の塵埃）などが多極磁石エンコーダ１の表面（軸受外方に向いている外面１ａ）に付着し易い。このように異物が付着することで多極磁石エンコーダの表面の摩耗を進行させてしまうという不都合が生じていた。多極磁石エンコーダ１の表面が摩耗すると、磁束密度の低下や、磁束信号の精度低下を招くこととなる。
また、磁性体の塵埃が表面に付着してしまうと、信号精度が低下してしまうという問題もあった。
このような不都合を解消するため、多極磁石エンコーダ１の周辺は、周辺部品を取り込んだ形でラビリンスが形成されるよう配慮された設計となっているものもあるが、多極磁石エンコーダ付きの密封装置又はその密封装置を組み込んだ転がり軸受と、足回り周辺部品の供給業者は別である。従って、ラビリンスの性能が十分でない場合が起こり得る。

このような不都合を解決する技術的手段として、多極磁石エンコーダ１を密封装置の内側に密閉して軸受内方に位置させ、軸受外方から多極磁石エンコーダ１の磁気信号をセンシングしたり、同一製造業社のもとで厳密に寸法管理されたラビリンスにより防御された空間内に配置させ、その空間の外から多極磁石エンコーダ１の磁気信号をセンシングしたりすることが考えられる。
そこで昨今、多極磁石エンコーダ付きの密封装置を組み込んだ転がり軸受で、塵埃の付着を防止し得る先行技術の一例として、例えば特許文献１又は２に開示の技術が提供されている。

特許文献１は、例えば図１０に示すように、多極磁石エンコーダ１を回転する内輪２の外径から径方向に一体に立ち上げて軸受内方に配置させるとともに、その多極磁石エンコーダ１の外方に、所定の隙間（エアギャップ）Ｇ１を介して内外輪２，３間の端部領域Ｆを軸受外方から遮蔽するように固定の外輪３に一体に取り付けたシール部材１００を備え、そのシール部材１００の外方から磁気センサＳによってセンシングする技術である。

特許文献２は、例えば図１１に示すように、円筒部５と、該円筒部５の軸受外方端部から周方向に連続して立ち上げられた円板部６とからなる断面視逆Ｌ字形状にプレス成形されたスリンガ４と、該スリンガ４の円板部外表面６ａに一体に配した多極磁石エンコーダ１と、スリンガ４の円筒部内径５ａに嵌合可能な外径８ａで軸受内輪２の外径２ａに嵌合可能な内径を有する円筒部８と、該円筒部８の軸受外方端部から周方向に連続して立ち上げられた円板部９とからなる断面視逆Ｌ字形状にプレス成形されたカバー部材７とで構成され、そのエンコーダ１の軸受外方に向いた面（外面）１ａを、前記カバー部材７で被覆してなる技術が開示されている。すなわち、スリンガ４の円筒部５をカバー部材７の円筒部８に嵌合させるとともに、スリンガ４の円板部６とカバー部材７の円板部９によって多極磁石エンコーダ１を挟持するようにしてカバーし、このようにセットされた状態でカバー部材７の円筒部内径８ｂを内輪外径２ａに嵌合させて軸受端部領域Ｆに配設していた。

しかし、特許文献１に開示の技術では、図１０（ｂ）に示すように、多極磁石エンコーダ１から磁気センサＳまでの間に、1)多極磁石エンコーダ１とシール部材１００との間の軸方向隙間（エアギャップ）Ｇ１と、2）シール部材（芯金）１００の厚さＷと、3)シール部材１００と磁気センサＳとの間の軸方向隙間（エアギャップ）Ｇ２が存在してしまう。
このように1)〜3)までの距離（Ｇ１＋Ｗ＋Ｇ２）が、多極磁石エンコーダ１と磁気センサＳとの間にあることで、磁気信号が弱くなり、磁気信号精度の信頼性が劣ってしまう。

また、このような先行技術によると、次のような課題も抱えていた。
すなわち、磁束は均一ではなく、中心部領域Ａ１が高めであることから、その高めの領域Ａ１に磁気センサＳを位置させてセンシングするのが精度上好ましいものである。このため精度を高めるためには検出領域を前記高めの領域Ａ１とする必要があった。
しかし、特許文献１に開示の技術によると、図１０に示すように、多極磁石エンコーダ１とシール部材１００のシールリップ領域が径方向に並んで配置されているものであるため、それぞれ径方向の制限を受けてしまい、狭い空間領域で多極磁石エンコーダ１を配設しなければならず、必然的に径方向幅の狭い多極磁石エンコーダ１しか配設し得ないのが現状である。
よって、精度の高い検出領域（中心部領域Ａ１）はさらに狭い領域となり、検出精度の信頼性が劣ってしまう虞もある。
さらに、シール１００の領域も径方向の制限を受けてしまい、狭い領域でシール性能を満たさなければならないという問題も抱えている。

また特許文献２に開示の技術では、スリンガ４とカバー部材７の２つのプレス部品を嵌合させるという加工難易度の高い技術が要求される。
特開平１０−１６０７４４号公報 特開２００２−３３３０３３号公報

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、簡易かつ安価な構造で信頼性及び耐久性に優れた多極磁石エンコーダ付き密封装置及びその密封装置を備えた転がり軸受、車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、同心円に配された回転部材と固定部材との間の端部領域で、前記回転部材と固定部材との間に形成される環状の内部空間を密閉する密封装置であって、回転部材側に固定されて回転し、固定部材との間で接触若しくは非接触のシール領域を形成する少なくとも一つの環状シール部を有し、該環状シール部には、ゴム材料に磁性粉を混入して円環状に成形され、かつ、周方向に交互に磁極が着磁されてなるゴム製の多極磁石エンコーダが、前記端部領域にてその磁極を軸受外方に向けた状態で備えられている密封装置において、前記環状シール部が非磁性材料で形成されているとともに、環状シール部は、回転部材側に固定される第一のシール部材と、固定部材側に固定される第二のシール部材とを有し、第一のシール部材は、回転部材に固定される第一円筒部と、該第一円筒部から径方向に延設される第一円板部とで構成され、第二のシール部材は、固定部材に固定される第二円筒部と、該第二円筒部から径方向に延設される第二円板部とで構成され、該第二円板部の端部が、前記第一円筒部の周面と回転部材の周面とのいずれか一方若しくは双方と接触若しくは非接触のシール領域を形成しており、第二のシール部材は、第二円筒部と第二円板部とで構成される断面視Ｌ字形状の芯金と、該芯金の一部若しくは全部を覆うゴム又は軟質樹脂材とを備え、該ゴム又は軟質樹脂材は、第二円板部の端部領域に一本又は複数本の円環状のシールリップを形成しており、第二のシール部材は、ゴム又は軟質樹脂材からなる円環状のシールリップが第二円筒部の軸受外方側の内径から突設され、該シールリップが、第一のシール部材を構成する第一円板部との間で接触のシール領域を形成しており、該第一のシール部材の第一円板部の内面に多極磁石エンコーダを接触させて配するとともに、その多極磁石エンコーダの内面側からバックヨークにより挟持させることで、該多極磁石エンコーダは、第一円板部とバックヨークとの間に挟持され、その磁極が軸受外方に露出しないように保護されており、バックヨークの内径と第一円筒部の外径は、同一径となっているとともに、バックヨークは、磁力によって多極磁石エンコーダに吸着されている。

また、本発明は、第一円板部が、多極磁石エンコーダよりも径方向に大径に形成され、第二円筒部から突設されたシールリップが、前記第一円板部の内面側領域に接触して接触のシール領域を形成する。

また、本発明は、多極磁石エンコーダの固定部材側の端面が、第一円板部の端面側で覆われ、バックヨークとの間で多極磁石エンコーダ全域が封入されており、第二円筒部から突設されたシールリップが、第一円板部に接触して接触のシール領域を形成する。

また、本発明は、回転部材が内輪、固定部材が外輪で、該内輪と外輪との間の端部領域に密封装置を組み込み、該密封装置の外方近傍に備えられる磁気センサにより車輪速を検出する転がり軸受において、前記密封装置として、上記した発明の多極磁石付き密封装置を用いた。

また、本発明は、一列若しくは複数列の軌道面を有したハブと、該ハブのインボード側外周に嵌め込まれ、前記軌道面と隣接する一列若しくは複数列の軌道面を有した内輪とで構成されるか、又はハブの外周に嵌め込まれ、複数列の軌道面を有した内輪とで構成される回転部材と、前記回転部材の複数列の軌道面と対向する複数列の軌道面を有した固定部材と、前記回転部材の軌道面と固定部材の軌道面との間に組み込まれる複数個の転動体と、前記回転部材と固定部材との間の端部領域に組み込んで軸受の内部空間を密閉する密封装置と、該密封装置の外方近傍に備えられる磁気センサにより車輪速を検出する車輪支持用軸受ユニットにおいて、前記密封装置として、上記した発明の多極磁石エンコーダ付き密封装置を用いた。

また、本発明は、少なくとも回転部材に、制動部材及びホイールが固定されるフランジを備えているか、固定部材に、車体側に固定されるフランジが備えられている。

本発明によれば、簡易かつ安価な構造で信頼性及び耐久性に優れた多極磁石エンコーダ付き密封装置及びその密封装置を備えた転がり軸受、車輪支持用軸受ユニットを提供できた。

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。本実施例では、車輪の一例として自動車の車輪をもって説明するが、単なる一例であって鉄道車両の車輪などその他の車輪であってもよい。
「実施例１」

図１は、本発明の転がり軸受の一例として自動車の車輪支持用転がり軸受を示す。
本実施例の転がり軸受は、同心円に配して相対回転可能とした回転部材としての内輪２と固定部材としての外輪３と、内輪２の外径２ａに備えた軌道面２ｂと、外輪３の内径３ａに備えた軌道面３ｂとの間で保持器１０を介して組み込まれた複数個の転動体（玉）１１と、内輪２と外輪３の端部領域Ｆに組み込まれて内外輪２，３間の環状の軸受内空間を密封する密封装置Ｍとで構成されている。なお、本実施例では、転動体１１として玉を採用しているが、ころを採用することも本発明の範囲内である。
また、図中破線は、多極磁石エンコーダ１に向けて固定側（車体側）に配置され、多極磁石エンコーダ１の磁気信号をセンシングする磁気センサＳを示す。
密封装置Ｍは、インボード側（車体側）とアウトボード側（ホイール側）に備えられ、インボード側の密封装置として本発明の多極磁石エンコーダ付き密封装置１２が採用されている。アウトボード側の密封装置２４は特に図示省略するが、軸受内に封入した潤滑剤(例えば、グリース、油)が軸受外部に漏洩したり、異物(例えば、水、塵埃)が軸受内部に侵入したりすることを防止可能な周知の密封装置、例えば接触シール、非接触シール（シールドを含む）が本発明の範囲内で適宜選択される。また、芯金やシールリップの有無なども設計変更可能である。
このように、本実施例の転がり軸受は、インボード側に組み込まれる多極磁石エンコーダ付き密封装置１２に特徴的な構成を有し、それ以外の軸受構成にあっては周知形態であるため、以下、本発明の特有構成である多極磁石エンコーダ付き密封装置１２について具体的に説明し、それ以外の軸受構成についての説明は上述の程度に留める。
なお、以下の実施例では第一のシール部材１３と第二のシール部材１７とからなる密封装置１２で説明するが、内輪（回転部材）２に固定されて回転し、外輪（固定部材）３との間で非接触のシール領域（ラビリンス隙間）を形成する少なくとも一つの環状シール部（本実施例でいうところの第一のシール部材１３）を有し、該環状シール部に、周方向に交互に磁極が形成された環状の多極磁石エンコーダ１が固着され、その内面側にバックヨーク１６を備えてなるものであれば本発明の範囲内である。
また、特に図示はしないが、背面組合せ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受又は複列円すいころ軸受（第一世代）に本発明を適用することも可能である。
また、本実施例では、内輪回転の形態であるが、外輪回転の場合であっても適用可能である。

図２（ａ）は、本発明の多極磁石エンコーダ付き密封装置１２の一例を示す部分拡大断面図である。
多極磁石エンコーダ付き密封装置１２は、内輪２に固定される第一のシール部材１３と、外輪３に固定される第二のシール部材１７とで構成されており、この第一のシール部材１３と第二のシール部材１７とを組み合わせて断面視略矩形状に構成される、いわゆるパックシールとして提供されるものである。

第一のシール部材１３は、非磁性材料にて形成され、内輪２の外径端部領域に固定される第一円筒部１４と、該第一円筒部１４から径方向に延設される第一円板部１５とで断面視逆Ｌ字形状に形成されている、いわゆるスリンガが本実施例では採用されている。

この第一のシール部材１３は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（SUS303等）などの非磁性材料からなり、第一円筒部１４は内輪外径２ａに嵌合可能な内径に形成され、第一円板部１５は、組み込み時において外輪内径３ａに固定される第二のシール部材１７との間に、所定の径方向隙間（ラビリンス隙間）Ｌ１が形成される円板形状とする。

そして、この第一のシール部材１３の第一円板部１５の内面１５ａに対して、該第一円板部１５の内面１５ａ領域と同一領域の円板形状に多極磁石エンコーダ１が加硫成形されている。すなわち、多極磁石エンコーダ１の内径は第一円板部１５の基端にて第一円筒部１４の外径に接し、径方向端部１ｂは、第一円板部１５の径方向端部１５ｂと同一平面とし、第一円板部１５と同様に第二のシール部材１７との間に所定の径方向隙間（ラビリンス隙間）Ｌ２が形成される。
また、多極磁石エンコーダ１は、前記軸受の端部領域Ｆにて、その磁極を軸受外方に向けた状態で備えられている。すなわち、磁極が第一円板部１５の内面１５ａに加硫成形されている加硫面（外面）１ａ側に存しているため、磁気センサＳは、第一円板部１５を通して磁気信号をセンシングする。
本実施例では、多極磁石エンコーダ１を第一円板部１５に加硫成形により一体に固着するものとしているため、第一円板部１５の内面１５ａに加硫成形した後に着磁させることとなる。多極磁石エンコーダ１は、図１２に示す従来構造と同様である。
なお、多極磁石エンコーダ１は、別途成形・着磁した後に、第一円板部１５の内面１５ａに接着剤などを介して固着させることも可能である。
また、本実施例では、この多極磁石エンコーダ１が、ゴム製の多極磁石エンコーダである実施の一例をもって説明するが、樹脂製であってもよく、その他周知の多極磁石エンコーダが仕様に応じて適宜選択可能である。

そして、前記第一円板部１５の内面１５ａに固着された多極磁石エンコーダを１、そのエンコーダ１の内面１ｃ側から円板状に形成されたバックヨーク１６により挟持する。
このバックヨーク１６は磁力を集中させるものであって、磁力によってエンコーダ内面１ｃに吸着されている。本実施例では、このバックヨーク１６が多極磁石エンコーダ１と同一の径方向幅に形成され、第一円板部１５・多極磁石エンコーダ１と同様に、第二のシール部材１７との間に所定の径方向隙間（ラビリンス隙間）Ｌ３を形成している。
また、このバックヨーク１６は接着剤を介して多極磁石エンコーダ１の内面１ｃに固着させてもよい。

第二のシール部材１７は、外輪３の内径端部領域に固定される第二円筒部１８と、該第二円筒部１８から径方向に延設される第二円板部１９とで断面視逆Ｌ字形状に形成されている芯金２０と、該芯金２０の第二円板部１９の内径端部１９ａに加硫成形したゴム製シールリップ２１とで構成されている。
シールリップ２１は本実施例によれば、ダストシールとして機能する第一リップ２１ａとオイルシールとして機能する第二リップ２１ｂを円環状にそれぞれ備え、それぞれのリップ２１ａ，２１ｂは、第一シール部材１３の第一円筒部１４の外径に接触し、接触のシール領域２２，２３を形成している。
なお、シールリップ２１の本数は一本又は複数本いずれでもよく本数は制限されない。シールリップ２１の形状は特に図示形態に限定解釈されるものではなく、周知の形態が適宜選択される。また本実施例では、シールリップ２１がゴム材からなるもので説明したが軟質樹脂材からなるものであってもよい。
本実施例では、それぞれのシールリップ２１ａ，２１ｂが第一円筒部１４の外径に接触してシール領域２２，２３を形成しているが、第一円筒部１４の軸方向長さを短く（又は第二円筒部１８の軸方向長さを長く）して、一方又は双方のシールリップ２１ａ，２１ｂを内輪外径２ａに接触させる形態を採用することも可能である。第二のシール部材１７は、芯金２０の全部をゴム又は軟質樹脂材で被覆するものであってもよい。

このような構成を採用しているため、多極磁石エンコーダ１は、第一のシール部材１３とバックヨーク１６との間に挟持され、その磁極が軸受外方に露出しないように保護されているため、磁極面への塵埃などの付着が防止される。

また、第一のシール部材１３（第一円板部１５の径方向端部１５ａ、多極磁石エンコーダ１の径方向端部１ｂ及びバックヨーク１６の径方向端部１６ｂで構成される端面全領域）と第二のシール部材１７（第二円筒部１８の内径）との間には径方向で極めて狭く、かつ軸方向で長いラビリンス隙間Ｌ１〜Ｌ３（非接触のシール領域３５）が形成されている。また、本実施例によれば、上述したラビリンス隙間Ｌ１〜Ｌ３からなる１つの非接触のシール領域３５と、２つの接触シールリップ２１ａ，２１ｂによる２つの接触のシール領域２２，２３により軸受内方が密封されている。

また、本実施例によれば、多極磁石エンコーダ１は第一円板部１５の内面１５ａに加硫成形されて備えられるため、磁気センサＳまでの距離が、第一のシール部材１３の厚さＷと、第一のシール部材１３と磁気センサＳとの間の軸方向隙間（エアギャップ）Ｇ２だけとなる。従って、多極磁石エンコーダ１と磁気センサＳとの間の距離を短くでき、磁気信号を弱めることもないため、磁気信号精度の信頼性が得られる。

さらに本実施例によれば、多極磁石エンコーダ１とシール部材（シールリップ２１ａ、２１ｂ）とが、軸方向に並設できる。従って、多極磁石エンコーダ１の径方向幅を、軸受端部領域にてスリンガの第一円板部１５内面領域で最大限確保できるため、径方向幅の広い多極磁石エンコーダ１が配設可能となる。よって、従来の中心部領域Ａ１を示す図１０（ｂ）と比較して見れば、本実施例の場合、図２に示すように精度の高い検出領域（中心部領域Ａ２）が広い領域となるため、検出精度の信頼性が得られる。
また、シール領域も径方向の制限を受けないため、シール性能を十分かつ容易に満たすことができる。
「変形例１」

図２（ｂ）は、第二のシール部材１７が、シールリップ２１ａ，２１ｂから芯金２０の外面領域及び第二円筒部１８の端部領域をゴムなどの弾性部材２５で被覆してなるノーズガスケットタイプの実施形態であるが、その他の形態および作用効果は図２（ａ）の形態と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。また、本実施例の場合、第二のシール部材１７の第二円筒部１８の内径がゴムなどの弾性材２５で被覆されているため、第一のシール部材１３（第一円板部１５の端部１５ｂ、多極磁石エンコーダ１の端部１ｂ及びバックヨーク１６の端部１６ｂで構成される端部全領域）と第二のシール部材１７（第二円筒部１８の内径）との間の径方向のラビリンス隙間Ｌ１〜Ｌ３は実施例１よりもさらに狭くなる。
「実施例２」

図３は、本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施例の一例を示す部分拡大断面図である。すなわち、本実施例では、第二のシール部材１７は、ゴム又は軟質樹脂材からなる円環状の第二円筒部側シールリップ２６が第二円筒部１８の内径から突設され、該シールリップ２６が、第一のシール部材１３を構成する第一円板部１５との間で接触のシール領域３６を形成している。なお、第二のシール部材１７の第二円筒部１８の内径から第二円筒部側シールリップ２６が突設され、第一のシール部材１３の第一円板部１５との間で接触のシール領域３６を形成し、シール性を向上している点以外のその他の形態および作用効果は図２の形態と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。なお、本実施例では、第二円筒部側シールリップ２６が接触のシール領域３６を形成している形態で説明するが、この第二円筒部側シールリップ２６は、非接触のシール領域を形成するものであってもよく本発明の範囲内で設計変更可能である。

図３（ａ）は、シールリップ２１ａ，２１ｂから芯金２０の外面領域及び第二円筒部１８の端部領域をゴムなどの弾性部材２５で被覆し、かつ第二円筒部１８の端部近傍を被覆している前記弾性部材２５から一体に円環状の第二円筒部側シールリップ２６が突設されているノーズガスケットタイプの一実施形態である。
また、本実施例では、第一のシール部材１３のスリンガを構成する第一円板部１５よりも、多極磁石エンコーダ１及びバックヨーク１６が小径で、それぞれの径方向端部１ｂ，１６ｂが第一円板部１５の径方向端部１５ｂよりも一段下がった形態としている。
この第二円筒部側シールリップ２６は、基端側よりも先端側がインボード側に向いた構造を採用したダストシールであって、多極磁石エンコーダ１及びバックヨーク１６が一段下がった形態を採用した結果、軸受内方向に露呈する第一円板部１５の端部近傍の内面１５ａ領域に、そのリップ先端２６ａが接触した接触のシール領域３６を形成している。
従って、本実施例によれば、第一円板部１５の端部１５ｂと、第二円筒部１８内径を被覆している弾性部材２５との間の１つのラビリンス隙間Ｌ１（非接触のシール領域３５）と、この第二円筒部側シールリップ２６を含む３つのシールリップ２１ａ，２１ｂ，２６の３つの接触のシール領域２２，２３，３６により軸受内方が密封されている。

図３（ｂ）は、第二のシール部材１７の第二円筒部１８の端部領域をゴムなどの弾性部材２５で被覆し、かつ前記弾性部材２５から一体に円環状の第二円筒部側シールリップ２６が突設されているノーズガスケットタイプの一実施形態である。第一のシール部材１３は、第一円板部１５、多極磁石エンコーダ１及びバックヨーク１６が、図２（ａ）に示したものよりもわずかに径方向で小径状に形成されている。
この第二円筒部側シールリップ２６は、基端側よりも先端側がインボード側に向いた構造を採用したダストシールであって、そのリップ先端２６ａが第一円板部１５の端部に接触した接触のシール領域３６を形成している。
従って、本実施例によれば、多極磁石エンコーダ１とバックヨーク１６のそれぞれの径方向端部１ｂ，１６ｂと、第二円筒部１８の内径の１つのラビリンス隙間Ｌ２〜Ｌ３（非接触のシール領域３５）と、この第二円筒部側シールリップ２６を含む３つのシールリップ２１ａ，２１ｂ，２６の３つの接触のシール領域２２，２３，３６により軸受内方が密封されている。

図３（ｃ）は、シールリップ２１ａ，２１ｂから芯金２０の外面領域及び第二円筒部１８の端部領域をゴムなどの弾性部材２５で被覆し、かつ第二円筒部１８の端部近傍を被覆している前記弾性部材２５から一体に円環状の第二円筒部側シールリップ２６が突設されているノーズガスケットタイプの一実施形態である。
また、本実施例では、第一のシール部材１３のスリンガを構成する第一円板部１５よりも、多極磁石エンコーダ１及びバックヨーク１６が小径で、かつ第一円板部１５の径方向端部１５ｂの周方向全域が、多極磁石エンコーダ１の径方向端部１ｂの周方向全域を被覆するように軸受内方に向けて折り曲げられている。
この第二円筒部側シールリップ２６は、基端側よりも先端側がインボード側に向いた構造を採用したダストシールであって、前記したように軸受内方に向けて折り曲げられている端部１５ｂの外面領域に、そのリップ先端２６ａが接触した接触のシール領域３６を形成している。
従って、本実施例によれば、この第二円筒部側シールリップ２６を含む３つのシールリップ２１ａ，２１ｂ，２６による３つの接触のシール領域２２，２３，３６によって軸受内方が密封されている。
また、本実施例によれば、多極磁石エンコーダ１は、第一円筒部１４、第一円板部１５及びバックヨーク１６によって、その全領域が外方に露呈されていない状態となる。
「実施例３」

図４は、本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施例の一例を示す部分拡大断面図である。すなわち、本実施例では、第二のシール部材１７は、第二円板部１９の軸受外方側の周面（外面）１９ｂ領域からゴム又は軟質樹脂材からなるサイドシールリップ２７を突設し、該サイドシールリップ２７により、バックヨーク１６の軸受内方側の周面（内面）１６ａと接触のシール領域３７を形成している。
なお、サイドシールリップ２７が突設され、バックヨーク１６との間で接触のシール領域３７を形成している点以外のその他の形態および作用効果は図１及び図２の形態と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。なお、本実施例では、サイドシールリップ２７が接触のシール領域３７を形成している形態で説明するが、このサイドシールリップ２７は、非接触のシール領域を形成するものであってもよく本発明の範囲内で設計変更可能である。

図４（ａ）は、図２（ｂ）のノーズガスケットタイプと略同一形状であるが、第二のシール部材１７の芯金２０の第二円板部外面１９ｂを被覆しているゴムなどの弾性部材２５の所定領域から、第二円筒部１８方向に向けて傾斜状に突設した円環状のサイドシールリップ（ダストシール）２７を備え、該サイドシールリップ２７が、バックヨーク１６の内面１６ａに接触して接触のシール領域３７を形成し、シール性をより向上している点で相違する。すなわち、バックヨーク１６をサイドシールリップ２７の摺動面として利用している。
従って、本実施例によれば、１つのラビリンス隙間Ｌ１〜Ｌ３（非接触のシール領域３５）と、３つの接触シールリップ２１ａ，２１ｂ，２７の３つの接触のシール領域２２，２３，３７により軸受内方が密封されている。
図４（ｂ）は、図３（ｃ）の形態と略同一であるが、前述したサイドシールリップ２７がバックヨーク１６の内面１６ａに接触して接触のシール領域３７を形成している点で相違する。
従って、本実施例によれば、１つのラビリンス隙間Ｌ１（非接触のシール領域３５）と、４つの接触シールリップ２１ａ，２１ｂ，２６，２７の４つの接触のシール領域２２，２３，３６，３７により軸受内方が密封されている。
なお、本実施例は、前述の実施例１（図２（ａ））や実施例２、３で説明した密封装置に採用することも可能である。
「実施例４」

図５は、本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施例の一例を示す部分拡大断面図である。すなわち、本実施例では、多極磁石エンコーダ１の径方向端部１ｂで、第一円板部１５の径方向端部１５ｂ近傍の外面領域を被覆している。その他の構成は実施例１と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例では、多極磁石エンコーダ１の端部１ｂを周方向全域で第一円板部１５の径方向端部１５ｂ近傍の外面全域を被覆することで、実施例１の変形例１（段落番号［００４１］参照）と同様ラビリンスを狭く設定できる効果を持たせたものもある。
本実施例の場合、この多極磁石エンコーダ１の径方向端部１ｂ及びバックヨーク１６の径方向端部１６ｂと、第二のシール部材１７の第二円筒部１８の内径との間に極めて狭いラビリンス隙間Ｌ１〜Ｌ３（非接触のシール領域３５）を形成している。シール領域数は、図２（ａ）の場合と同様である。
なお、本実施例は、前述の実施例１（図２（ａ））や実施例２、３で説明した密封装置に採用することも可能である。
「実施例５」

図６は本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施例の一例を示す部分拡大断面図である。すなわち、本実施例では、図５と略同様の形態であるが、本実施例は、さらに多極磁石エンコーダ１の径方向端部１ｂから、円環状のエンコーダ側シールリップ２８を突設し、第二円筒部１８との間で接触のシール領域３８を形成している点で相違する。その他の構成は実施例１と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。
また、このエンコーダ側シールリップ２８は、基端側よりも先端側がインボード側に向いた構造を採用したダストシールである。シール領域数は、図３（ｂ）の場合と同様である。
なお、本実施例は、前述の実施例１（図２（ａ））や実施例２、３で説明した密封装置に採用することも可能である。
「実施例６」

図７は、本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施例の一例を示す部分拡大断面図である。すなわち、本実施例では、多極磁石エンコーダ１と第一のシール部材１３との固着構造の他の形態を示す。
例えば、図７（ａ）は、第一円板部１５の内面１５ａの所定箇所に、円筒状などの所定形状のボス２９を一個乃至複数個突設し、該ボス２９を、別途成形・着磁してなる多極磁石エンコーダ１の外面所定箇所に備えた対応するボス孔３０に嵌合して、多極磁石エンコーダ１を第一円板部１５の内面１５ａに固着させる。この時、多極磁石エンコーダ１と第一円板部１５との接合面には接着剤を介在させるものとするとさらによい。
図７（ｂ）は、ボス孔３０を多極磁石エンコーダ１の内外面１ｃ，１ａに貫通して備え、該ボス孔３０に長尺のボス２９を貫通させて突出させるとともに、その突出部分を溶かしてボス孔３０よりも大径の抜け止め部２９ａを形成することにより、多極磁石エンコーダ１を第一円板部１５の内面１５ａに固着させている。この時、多極磁石エンコーダ１と第一円板部１５との接合面には接着剤を介在させるものとするとさらによい。この場合、第一のシール部材１３は樹脂材料からなるものとする。
なお、本実施例は、前述の実施例１乃至５で説明した密封装置に採用することが可能である。
「実施例７」

図８は、本発明の多極磁石エンコーダ付き密封装置を組み込んでなる本発明車輪支持用軸受ユニットの一例である。また、図中破線は、多極磁石エンコーダ１に向けて固定側（車体側）に配置され、多極磁石エンコーダ１の磁気信号をセンシングする磁気センサＳを示す。
本発明の車輪支持用軸受ユニットは、例えば自動車や鉄道車両などの各種車両に用いることができるが、ここでは一例として自動車の駆動輪に組込まれる車輪支持用軸受ユニットを想定して説明する。なお、従動輪に組込まれる車輪支持用軸受ユニットも対象である。

本実施例の車輪支持用軸受ユニットは、図８に示すように、一列の軌道面３１ａを有したハブ３１と、該ハブ３１のインボード側外周に嵌め込まれ、前記軌道面３１ａと隣接する一列の軌道面２ｂを有した内輪（別体内輪）２とで構成される内方部材３２と、前記内方部材３２の複数列の軌道面２ｂ，３２ａと対向する複数列の軌道面３３ａ，３３ａを有した外方部材３３と、前記内方部材３２の軌道面２ｂ，３２ａと外方部材３３の軌道面３３ａ，３３ａとの間に組み込まれる複数個の転動体（玉）１１とで構成され、その内方部材３２と外方部材３３のインボード側の端部領域Ｆに本発明の多極磁石エンコーダ付き密封装置１２が組み込まれる。
また、図示した本実施例の車輪支持用軸受ユニットは、内方部材３２と外方部材３３にそれぞれフランジ３２ｂ，３３ｂが備えられているいわゆる第三世代（ＨＵＢIIIともいう。）として区別される形式である。
具体的には、例えば前記実施例１乃至６に開示の多極磁石エンコーダ付き密封装置１２が組み込まれる。
なお、アウトボード側の密封装置２４にあっては、軸受内に封入した潤滑剤(例えば、グリース、油)が軸受外部に漏洩したり、異物(例えば、水、塵埃)が軸受内部に侵入したりすることを防止可能な周知の密封装置、例えば接触シール、非接触シール（シールドを含む）が本発明の範囲内で適宜選択される。また、芯金やシールリップの有無なども設計変更可能である。
また、車輪支持用軸受ユニットは、図示した本実施例形態に限定されるものではなく、本発明範囲内の全てのユニットが適用対象である。
なお、多極磁石エンコーダ付き密封装置１２の構造及び作用効果にあっては、実施例１乃至７で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。
なお、本実施例では、外方部材３３を静止輪、内方部材３２を回転輪とした実施の一例について説明するが、外方部材３３を回転輪、内方部材３２を静止輪とする形態であってもよく本発明の範囲内である。
「変形例１」

図９は、本発明車輪支持用軸受ユニットの他の実施例として、背面組合せ軸受の外輪３４（軌道面３４ａを備える）のアウトボード側外周にフランジ３４ｂを備えた複列円すいころ軸受（第二世代）を一例として挙げる。すなわち、本実施例におけるインボード側に組み込まれる密封装置にも、上述した実施例１乃至７に開示の多極磁石エンコーダ付き密封装置１２が適用可能である。なお、複列アンギュラ玉軸受の場合も同様である。

本発明転がり軸受の一実施例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の一実施例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施の一例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施の一例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施の一例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施の一例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明多極磁石エンコーダ付き密封装置の他の実施の一例を一部省略して示す概略断面図である。 本発明車輪支持用軸受ユニットの実施例の一例を示す概略断面図である。 本発明車輪支持用軸受ユニットの他の実施の一例を示す概略断面図である。 多極磁石エンコーダへの塵埃付着を防止する従来構造の一例を示す概略断面図である。 多極磁石エンコーダへの塵埃付着を防止する従来構造の一例を示す概略断面図である。 多極磁石エンコーダの概略図である。

符号の説明

１ 多極磁石エンコーダ
２ 回転部材（内輪）
３ 固定部材（外輪）
１２ 多極磁石エンコーダ付き密封装置
１３ 第一のシール部材（スリンガ）
１４ 第一円筒部
１５ 第一円板部
１６ バックヨーク
１７ 第二のシール部材
１８ 第二円筒部
１９ 第二円板部
２１ａ，２１ｂ シールリップ
２２，２３，３６，３７，３８ 接触のシール領域
３１ ハブ
３２ 内方部材
３３ 外方部材
Ｆ 端部領域
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 非接触のシール領域（ラビリンス隙間）
Ｓ 磁気センサ

Claims (6)

1. 同心円に配された回転部材と固定部材との間の端部領域で、前記回転部材と固定部材との間に形成される環状の内部空間を密閉する密封装置であって、回転部材側に固定されて回転し、固定部材との間で接触若しくは非接触のシール領域を形成する少なくとも一つの環状シール部を有し、該環状シール部には、ゴム材料に磁性粉を混入して円環状に成形され、かつ、周方向に交互に磁極が着磁されてなるゴム製の多極磁石エンコーダが、前記端部領域にてその磁極を軸受外方に向けた状態で備えられている密封装置において、
   前記環状シール部が非磁性材料で形成されているとともに、
   環状シール部は、回転部材側に固定される第一のシール部材と、固定部材側に固定される第二のシール部材とを有し、
   第一のシール部材は、回転部材に固定される第一円筒部と、該第一円筒部から径方向に延設される第一円板部とで構成され、
   第二のシール部材は、固定部材に固定される第二円筒部と、該第二円筒部から径方向に延設される第二円板部とで構成され、該第二円板部の端部が、前記第一円筒部の周面と回転部材の周面とのいずれか一方若しくは双方と接触若しくは非接触のシール領域を形成しており、
   第二のシール部材は、第二円筒部と第二円板部とで構成される断面視Ｌ字形状の芯金と、該芯金の一部若しくは全部を覆うゴム又は軟質樹脂材とを備え、
   該ゴム又は軟質樹脂材は、第二円板部の端部領域に一本又は複数本の円環状のシールリップを形成しており、
   第二のシール部材は、ゴム又は軟質樹脂材からなる円環状のシールリップが第二円筒部の軸受外方側の内径から突設され、
   該シールリップが、第一のシール部材を構成する第一円板部との間で接触のシール領域を形成しており、
   該第一のシール部材の第一円板部の内面に多極磁石エンコーダを接触させて配するとともに、その多極磁石エンコーダの内面側からバックヨークにより挟持させることで、該多極磁石エンコーダは、第一円板部とバックヨークとの間に挟持され、その磁極が軸受外方に露出しないように保護されており、
   バックヨークの内径と第一円筒部の外径は、同一径となっているとともに、バックヨークは、磁力によって多極磁石エンコーダに吸着されていることを特徴とする多極磁石エンコーダ付き密封装置。
2. 第一円板部が、多極磁石エンコーダよりも径方向に大径に形成され、
   第二円筒部から突設されたシールリップが、前記第一円板部の内面側領域に接触して接触のシール領域を形成することを特徴とする請求項１に記載の多極磁石エンコーダ付き密封装置。
3. 多極磁石エンコーダの固定部材側の端面が、第一円板部の端面側で覆われ、バックヨークとの間で多極磁石エンコーダ全域が封入されており、
   第二円筒部から突設されたシールリップが、第一円板部に接触して接触のシール領域を形成することを特徴とする請求項１に記載の多極磁石エンコーダ付き密封装置。
4. 回転部材が内輪、固定部材が外輪で、該内輪と外輪との間の端部領域に密封装置を組み込み、該密封装置の外方近傍に備えられる磁気センサにより車輪速を検出する転がり軸受において、
   前記密封装置として、請求項１乃至３のいずれかに記載の多極磁石付き密封装置を用いたことを特徴とする転がり軸受。
5. 一列若しくは複数列の軌道面を有したハブと、該ハブのインボード側外周に嵌め込まれ、前記軌道面と隣接する一列若しくは複数列の軌道面を有した内輪とで構成されるか、又はハブの外周に嵌め込まれ、複数列の軌道面を有した内輪とで構成される回転部材と、
   前記回転部材の複数列の軌道面と対向する複数列の軌道面を有した固定部材と、
   前記回転部材の軌道面と固定部材の軌道面との間に組み込まれる複数個の転動体と、
   前記回転部材と固定部材との間の端部領域に組み込んで軸受の内部空間を密閉する密封装置と、
   該密封装置の外方近傍に備えられる磁気センサにより車輪速を検出する車輪支持用軸受ユニットにおいて、
   前記密封装置として、請求項１乃至３のいずれかに記載の多極磁石エンコーダ付き密封装置を用いたことを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
6. 少なくとも回転部材に、制動部材及びホイールが固定されるフランジを備えているか、
   固定部材に、車体側に固定されるフランジが備えられていることを特徴とする請求項５に記載の車輪支持用軸受ユニット。
   

Images