(57)【要約】【課題】軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合されたエンコーダ部材が軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にする。【解決手段】エンコーダ部材２０を構成する芯金２２を、回転輪となる内輪２の段差面２ｂと芯金２２の筒部２３とが軸方向に突き当たった状態に圧入嵌合することにより、芯金２２に固着されたエンコーダ２１と磁気センサ１３間に適切なエアギャップＧｂを設けられるようにし、前記の外力を受けたときでも、段差面２ｂと筒部２３の突き当たりでエンコーダ２１が磁気センサ１３による検出範囲内に位置するエアギャップGb、及びシール７のリップ７ａ〜７ｃと芯金２２の適切な接触状態を維持し、内輪２の軌道を転がる転動体４との間に隙間を確保できるようにした。【選択図】図１
2011127688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受運転中に回転する軌道輪と、前記軌道輪の回転方向の変位量を磁気信号に変換するエンコーダ、及び該エンコーダが固定された芯金からなるエンコーダ部材とを備え、前記芯金は前記軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合された筒部と、この筒部から径方向に突き出たフランジ部とをもつ鋼板成形部品からなり、磁気センサにより前記磁気信号が検出されるエンコーダ付軸受において、
前記軌道輪のうち前記筒部よりも軸方向他方側の部分に、該筒部に軸方向に臨む段差面が形成されており、前記筒部が前記段差面に軸方向一方側から他方側へ突き当たる変位停止位置で、前記エンコーダが前記磁気センサによる検出範囲内に位置していることを特徴とするエンコーダ付軸受。
【請求項２】
前記軌道輪は内輪からなり、前記軌道輪の外径面に、前記筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より外径の大きい前記段差面とが形成されており、前記変位停止位置で、前記エンコーダ部材と、前記軌道輪の軌道を転がる転動体との間に隙間が確保されている請求項１に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項３】
前記軌道輪は外輪からなり、前記軌道輪の内径面に、前記筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より内径の小さい前記段差面とが形成されており、前記変位停止位置で、前記エンコーダ部材と、前記軌道輪の軌道を転がる転動体との間に隙間が確保されている請求項１に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項４】
前記軌道輪と内外に配置される別の軌道輪に固定されたシールを備え、前記筒部は前記段差面に突き当った状態に圧入嵌合されており、前記シールのリップが前記芯金に接触している請求項２又は３に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項５】
前記軌道輪は外輪からなり、前記軌道輪の外径面に、前記筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より外径の大きい前記段差面とが形成されている請求項１に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項６】
前記筒部は前記段差面に突き当った状態に圧入嵌合されている請求項１、２、３又は５に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項７】
前記エンコーダ部材はスリンガを兼ねるように設けられている請求項２に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項８】
前記エンコーダはゴム磁石からなる請求項１から７のいずれか１項に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項９】
前記エンコーダは前記筒部に嵌合された鋼板製の環状部品と、この環状部品に固着されたゴム磁石とからなる請求項１から７のいずれか１項に記載のエンコーダ付軸受。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のエンコーダ付軸受を含み、前記軌道輪が車輪側に固定され、前記軌道輪と内外に配置される別の軌道輪が車体側に固定される車輪軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌道輪の回転方向の変位を磁気信号に変換するエンコーダを備えたエンコーダ付軸受及び車輪軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受が支持する機械軸の回転により、内外輪の一方が軸受運転中に回転する軌道輪となる。その軌道輪の回転方向の変位を電気信号に変換し、回転速度、回転方向、回転角といった回転に関する適宜のパラメータを測定する磁気式ロータリエンコーダの出力を利用することにより、機械軸の回転に関連する所望の制御が実施されている。磁気式ロータリエンコーダは、ある部材の回転方向の変位を磁気信号に変換するエンコーダを備え、その磁気信号を磁気センサで電気信号に変換することにより回転速度等を測定するようになっている。例えば、車輪のロックを防止するアンチロックブレーキシステムを制御するため、車輪の回転速度を検出する磁気式ロータリエンコーダが車両に搭載されている。この種の回転速度検出用の磁気式ロータリエンコーダにおいては、車輪と一体に回転する部材にエンコーダが固定され、磁気センサがエンコーダとの間に適切なエアギャップをもつ位置で車体側に固定され、そのエンコーダの回転に伴う磁界の変化が磁気センサに対する磁気信号となり、その磁界の変化を磁気センサが感知することで、車輪の回転速度を検出するようになっている。
【０００３】
従来、エンコーダとして、多極着磁されたゴム磁石、歯車状の珪素鋼板等が用いられている。エンコーダの取り付けベースとして、鋼板成形部品からなる芯金が採用されている。芯金は、軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合された筒部と、この筒部から径方向に突き出たフランジ部とを有する。エンコーダは芯金に固定されている。エンコーダ及び芯金からなるエンコーダ部材は、軌道輪と芯金の筒部との摩擦により、軌道輪に対する軸方向位置決め及び回転方向の回り止めが図られている。
【０００４】
内輪にエンコーダ部材を備える場合、エンコーダ部材がスリンガを兼ねるように設けられる。スリンガは、一般に、異物の侵入に対する軸受の保護を遠心作用によって補足するために内輪に取り付けられている。例えば、図６に示すように、芯金６１の筒部６２は、内輪６３の外周面のうち軌道６４の縁と面取り６５間の円筒面状の部分に軸方向一方側から圧入嵌合されている。筒部６２から軸受外径側に突き出るように曲げられたフランジ部６６に、ゴム磁石からなるエンコーダ６７が固着されている。エンコーダ６７の側面が前記の遠心作用を生じるようになっている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなエンコーダ部材では、その側面を突いて軸方向に圧入嵌合することになる。この際、フランジ部が倒れたり、エンコーダが変形したりすると、エンコーダの固定位置や磁気信号の精度に悪影響が生じる。これらの問題が起きないよう、筒部と軌道輪間の締め代が設定されている。通常であれば、圧入嵌合によるエンコーダ部材の位置決めに問題はないが、図６（ａ）において矢線で例示するように、エンコーダ６７及び芯金６１からなるエンコーダ部材が、何らかの理由で軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けた結果、図６（ｂ）に例示するように、芯金６１が軸方向一方側から他方側に摺り動き、エンコーダ６７と磁気センサ６８との間のギャップｇが拡大し、磁気センサ６８による検出ができなくなってしまう恐れが懸念される。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合されたエンコーダ部材が軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明は、軸受運転中に回転する軌道輪と、前記軌道輪の回転方向の変位量を磁気信号に変換するエンコーダ、及び該エンコーダが固定された芯金からなるエンコーダ部材とを備え、前記芯金は前記軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合された筒部と、この筒部から径方向に突き出たフランジ部とをもつ鋼板成形部品からなり、磁気センサにより前記磁気信号が検出されるエンコーダ付軸受において、前記軌道輪のうち前記筒部よりも軸方向他方側の部分に、該筒部に軸方向に臨む段差面が形成されており、前記筒部が前記段差面に軸方向一方側から他方側へ突き当たる変位停止位置で、前記エンコーダが前記磁気センサによる検出範囲内に位置している構成を採用した。なお、前記軸方向とは、前記軌道輪の回転中心軸に沿った方向をいう。
【０００９】
芯金の筒部が軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合されるので、該軌道輪のうち該筒部よりも軸方向他方側の部分には、該筒部に軸方向に臨む段差面を形成することができる。エンコーダ部材を構成する芯金の軸方向一方側から他方側への変位と、エンコーダ部材を構成するエンコーダ及び磁気センサ間のギャップ変化とは対応する。したがって、芯金の筒部が軌道輪の段差面に軸方向一方側から他方側へ突き当たる変位停止位置の設定により、ギャップの限界を予め構造的に定め、芯金に固定されたエンコーダの位置を磁気センサによる検出範囲内に確保することができる。このように、芯金の軸方向一方側から他方側への変位停止位置でエンコーダが磁気センサによる検出範囲内に位置しているように予め設けておけば、エンコーダ部材が軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にすることができる。
【００１０】
例えば、前記軌道輪は内輪からなり、前記軌道輪の外径面に、前記筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より外径の大きい前記段差面とが形成されており、前記変位停止位置で、前記エンコーダ部材と、前記軌道輪の軌道を転がる転動体との間に隙間が確保されている構成を採用することができる。
【００１１】
内輪の外径面に筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より外径の大きい段差面とが形成されているので、内輪の外径面に装着したエンコーダ部材が前記の外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にすることができる。内輪の外径面にエンコーダ部材を装着する場合、芯金の軸方向一方側から他方側への変位は、エンコーダ部材が軌道輪の軌道に接近する変位となる。芯金の筒部と軌道輪の段差面による変位停止位置で、エンコーダ部材と、軌道輪の軌道を転がる転動体との間に隙間が確保されてるので、エンコーダ部材が前記の外力を受けたとき、エンコーダ部材と転動体の破損を防止することができる。
【００１２】
また、前記軌道輪は外輪からなり、前記軌道輪の内径面に、前記芯金が嵌る円筒面と、この円筒面より内径の小さい前記段差面とが形成されており、前記変位停止位置で、前記エンコーダ部材と、前記軌道輪の軌道を転がる転動体との間に隙間が確保されている構成を採用することもできる。
【００１３】
外輪の内径面に筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より内径の小さい段差面とが形成されているので、外輪の内径面に装着したエンコーダ部材が前記の外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にすることができる。外輪の内径面にエンコーダ部材を装着する場合、芯金の軸方向一方側から他方側への変位は、エンコーダ部材が軌道輪の軌道に接近する変位となる。芯金の筒部の端面と軌道輪の段差面による変位停止位置で、エンコーダ部材と、軌道輪の軌道を転がる転動体との間に隙間が確保されてるので、エンコーダ部材が前記の外力を受けたとき、エンコーダ部材と転動体の破損を防止することができる。
【００１４】
内輪の外径面又は外輪の内径面にエンコーダ部材を装着する場合、前記軌道輪と内外に配置される別の軌道輪に固定されたシールを備え、前記筒部は前記段差面に突き当った状態に圧入嵌合されており、前記シールのリップが前記芯金に接触している構成を採用することができる。
【００１５】
内輪の外径面又は外輪の内径面にエンコーダ部材を装着する場合、前記軌道輪と内外に配置される別の軌道輪に固定されたシールのリップを芯金に接触させることができる。筒部が段差面に突き当った状態に圧入嵌合されているので、エンコーダ部材が前記の外力を受けたとき、エンコーダ部材は軸方向一方側から他方側へ変位しない。したがって、前記の外力を受けることにより、シールのリップと芯金の接触状態が悪化し、シール性が低下することもない。
【００１６】
前記軌道輪は外輪からなり、前記軌道輪の外径面に、前記筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より外径の大きい前記段差面とが形成されている構成を採用することもできる。
【００１７】
外輪の外径面に筒部が嵌る円筒面と、この円筒面より外径の大きい段差面とが形成されているので、外輪の外径面に装着したエンコーダ部材が前記の外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にすることができる。
【００１８】
前記筒部は前記段差面に突き当った状態に圧入嵌合されていることが好ましい。
【００１９】
筒部を段差面に突き当てて芯金の圧入嵌合を止めることになるので、エンコーダを所望の位置に確実に固定することができる。筒部が段差面に突き当たった状態なので、エンコーダ部材が前記の外力を受けたときに同方向へ変位せず、圧入嵌合停止時の所望のエンコーダ位置を維持することができる。
【００２０】
この発明においても、内輪の外径面に装着されたエンコーダ部材はスリンガを兼ねるように設けられている構成を採用することができる。
【００２１】
前記エンコーダはゴム磁石からなる構成を採用することができる。
【００２２】
また、前記エンコーダは前記筒部に嵌合された鋼板製の環状部品と、この環状部品に固着されたゴム磁石とからなる構成を採用することもできる。
【００２３】
前記のエンコーダ付軸受を含み、前記軌道輪が車輪側に固定され、前記軌道輪と内外に配置される別の軌道輪が車体側に固定される車輪軸受装置を構成することができる。例えば、車両の運転中、車輪に巻き上げられた跳ね石がエンコーダ部材に軸方向一方側から当ったときでも、磁気センサによる検出を確実にすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように、この発明は、エンコーダ部材の芯金の筒部が圧入嵌合された軌道輪のうち筒部よりも軸方向他方側の部分に、該筒部に軸方向に臨む段差面が形成され、筒部が段差面に軸方向一方側から他方側へ突き当たる変位停止位置で、エンコーダが磁気センサによる検出範囲内に位置しているようにしたので、軌道輪に軸方向一方側から圧入嵌合されたエンコーダ部材が軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けたとき、磁気センサによる検出を確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態のエンコーダ部材付近をアキシアル平面の切断面で描いた断面図
【図２】この発明の第１実施形態の全体構成を示す縦断正面図
【図３】第２実施形態のエンコーダ部材付近をアキシアル平面の切断面で描いた断面図
【図４】第３実施形態のエンコーダ部材付近をアキシアル平面の切断面で描いた断面図
【図５】第４実施形態のエンコーダ部材付近をアキシアル平面の切断面で描いた断面図
【図６】（ａ）は、従来例の所定位置に圧入嵌合されたエンコーダ部材付近をアキシアル平面の切断面で描いた断面図、（ｂ）は、前記（ａ）の外力を受けたエンコーダ部材が変位した状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の第１実施形態に係る車輪軸受装置を図１，図２に基いて説明する。図２に示すように、この車輪軸受装置は、エンコーダ付軸受１０を含むいわゆる第３世代構造のものである。エンコーダ付軸受１０は、単列の軌道が形成された内輪１，２と、複列の軌道が形成され、かつ内輪１，２と内外に配置された外輪３とを備えた複列軸受に構成されている。
【００２７】
アウトボード側の内輪１は、ハブ輪を兼ねている。内輪２の小径側の端面が内輪１の肩部に突き合わされ、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受が構成されている。内輪１の外周面に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ１ａと、外輪３のアウトボード側の軌道に対応する軌道と、インボード側の内輪２を嵌める円筒状の小径段部１ｂとが一体に形成されている。内輪２は、内輪１の小径段部１ｂに所定の締め代により圧入され、内輪１に対して軸方向に固定されている。内輪１の内周面に、トルク伝達用のセレーション（またはスプライン）が形成されている。なお、車輪取付フランジ１ａの円周等配位置にハブボルトが固定されている。内輪１は、車輪取付けフランジ１ａと車輪の締結により車輪側に固定される。
【００２８】
外輪３の外周面に取付けフランジ３ａが一体に形成されている。外輪３は、取付けフランジ３ａと図示省略の懸架装置のナックルとを締結することにより車体側に固定される。
【００２９】
外輪３の複列の軌道と、内輪１，２の軌道間に組み込まれた各列の転動体４は、それぞれ保持器５，５により保持されている。
【００３０】
内輪１，２と外輪３との間に形成される環状空間の開口部は、外輪３に固定されたシール６，７により密封されている。シール６，７は、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩、及び外部から軸受内部への雨水、ダスト等の侵入を防止する。
【００３１】
内輪１に等速自在継手１１が連結される。等速自在継手１１の外側継手部材は、内輪１の内周面のセレーションに係合され、外側継手部材のねじ軸に螺着された固定ナット１２の締付けによって内輪１とトルク伝達可能に、かつ着脱自在に結合されている。
【００３２】
車輪側に固定された内輪１、２は、軸受運転中に回転する軌道輪となる。内輪２は、その回転方向の変位量を磁気信号に変換するエンコーダ２１、及びエンコーダ２１が固定された芯金２２からなるエンコーダ部材２０を備えている。
【００３３】
図１に示すように、芯金２２は、内輪２に軸方向一方側から圧入嵌合された筒部２３と、この筒部２３から径方向に突き出たフランジ部２４とをもつ鋼板成形部品からなる。なお、図示例では、軸方向一方側がインボード側に対応する。
【００３４】
芯金２２は、例えば、耐食性を有する鋼板、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、又は防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工により成形することができる。
【００３５】
エンコーダ２１は、例えば、エラストマに磁性体粉が混入されたゴム磁石からなる。ゴム磁石は、加硫接着によりフランジ部２４に一体に固着されている。エラストマとして、例えば、アクリロニトリル-ブタジエンゴム（ＮＢＲ），Ｈ−ＮＢＲ（水素添加ＮＢＲ）等を採用することができる。磁性粉として、例えば、フェライト粉末を採用することができる。
【００３６】
エンコーダ２１は、エンコーダ部材２０の軸方向一方側の側面を成し、軸受外部に面している。フランジ部２４に固着されたゴム磁石は、エンコーダ部材２０の軸方向一方側の側面において内輪２の回転方向にＮ極とＳ極が交互に並ぶように多極着磁されている。
【００３７】
内輪２の回転中、内輪２と一体に回転するエンコーダ部材２０の側面は、接した外気を軸受外径側に向わせる遠心作用を生じる。このように、エンコーダ部材２０は、スリンガを兼ねるように設けられている。
【００３８】
磁気センサ１３により前記磁気信号が検出される。磁気センサ１３は、内輪２に対して静止する部材に固定されている。エンコーダ部材２０及び磁気センサ１３間に設ける最も好ましいギャップは、エアギャップＧｂとなっている。磁気センサ１３は、エアギャップｇをもつ状態で磁気信号を電気信号に変換し、所定の検出信号を生成できるのは勿論、エアギャップＧｂよりも大きなエアギャップとなっても検出信号を生成することができる。運転中のフランジ部２４の倒れ変形に伴うエアギャップの変化を許容するためである。
【００３９】
磁気センサ１３として、例えば、エンコーダ２１の回転に伴う磁界の変化に応じた出力を生成するホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を用いることができる。磁気センサ１３が生成する電気信号は、例えば、回転速度、回転角、回転方向等の算出に利用される。この算出は、磁気センサ１３の磁気−電気変換回路や該変換回路の出力波形を整える波形成形回路と一体に集積された演算回路で行うことができる他、ケーブルで接続された外部演算装置で行うこともできる。
【００４０】
磁気センサ１３の固定先として、外輪３や図示省略のナックルを用いることができる。磁気センサ１３は、図２に示すように、センサホルダ１４に樹脂封止、インモールド成形等の適宜の手段により固定することができる。センサホルダ１４は、取付け具１５を介して外輪３等に固定することができる。例えば、外輪３に固定する取付け具１５は、外輪３の外周に圧入嵌合すると共に、外輪３の軸方向一方側の端面に突き当てる固定構造とすることができる。このような取付け具は、例えば、特開２００８−２４０７６０号に開示されている。取付け具１５を省略し、センサホルダを外輪３に直接に固定することもできる。磁気センサ１３の固定構造は特に限定されない。
【００４１】
エンコーダ付軸受１０を利用して構成される磁気式ロータリエンコーダは、芯金に固定されたエンコーダを利用できる限り、インクリメンタル方式、アブソリュート方式、アクティブタイプ、パッシブタイプ等の種類を問わない。図示例では、多極磁石とされたエンコーダ２１の回転に伴う磁気の強弱をホールＩＣからなる磁気センサ１３で読み取るアクティブタイプとしたが、金属製トーンリングからなるエンコーダに付けられた凹凸の動きを磁気の変化の大きさとして読み取るパッシブタイプにすることもできる。
【００４２】
図１に示すように、エンコーダ部材２０と同側のシール７は、外輪３の内周面に圧入嵌合により固定されている。シール７のリップ７ａ，７ｂ，７ｃは、芯金２２に接触している。シール７のラジアルリップ７ａ,７ｂは、筒部２３の外径面に接触している。シール７のサイドリップ７ｃは、フランジ部２４の軸方向他方側の側面に接触している。なお、芯金２２の任意のアキシアル平面上の断面形状において、芯金２２に形成された曲部は、筒部２３からフランジ部２４を軸受外径側に曲げたことに伴う隅Ｒ部のみとなっている。これは、軸受内部に面するフランジ部２４の軸方向他方側の側面をシール面に利用するためである。特許文献１のようにフランジ部に曲げ部を適宜に追加することにより、圧入嵌合に対する強度を向上させることもできる。
【００４３】
内輪２の外径面に、筒部２３が嵌る円筒面２ａと、この円筒面２ａより外径の大きい段差面２ｂとが形成されている。段差面２ｂは、内輪２のうち筒部２３よりも軸方向他方側の部分に、筒部２３に軸方向に臨むように形成されている。段差面２ｂは、円筒面２ａを内輪２の肩部外径より小径に削り加工することにより形成されている。削り加工は、必要な精度に応じて研削、切削を適宜に実施すればよい。
【００４４】
エンコーダ部材２０を内輪２の軸方向一方側に同心に配し、フランジ部２４に固着されたエンコーダ２１を軸方向一方側から他方側へ押して円筒面２ａに対して筒部２３を圧入嵌合することができる。筒部２３の軸方向他端部に形成されたラジアル平面部が段差面２ｂのラジアル平面部に軸方向一方側から他方側へ突き当たると、芯金２２の変位が止まり、圧入嵌合が完了する。筒部２３を段差面２ｂに突き当てて圧入嵌合を止めるので、エンコーダ２１を所望の位置に確実に固定することができる。
【００４５】
上述のように筒部２３が軸方向一方側から他方側へ段差面２ｂに突き当たる変位停止位置は、圧入嵌合の停止位置とされ、この位置では、磁気センサ１３の固定後、エンコーダ２１と磁気センサ１３間にエアギャップＧｂが設けられるようになっている。
【００４６】
図示例では、磁気センサ１３とエンコーダ２１の多極磁石とが軸方向に正対しているので、軸方向のエアギャップを最大許容間隔内に維持できるように前記の変位停止位置を設定することができる。エアギャップの最大許容間隔は、磁気センサ１３の感度、エンコーダ２１の磁界分布といった諸仕様から定まる。前記の変位停止位置で、最も好ましいエアギャップＧｂに設けられる態様に限定されず、エンコーダ２１が磁気センサ１３による検出範囲内に位置している限り、適宜のエアギャップとなるように設定することができる。
【００４７】
上述の構成を有する第１実施形態によれば、エンコーダ部材２０が軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けたとき、エンコーダ２１が磁気センサ１３による検出範囲内に位置している、すなわち、エンコーダ２１による磁気信号を磁気センサ１３の感磁部に対して電気信号に変換可能な信号品質で作用させ得るエンコーダ２１と磁気センサ１３の位置関係にあるので、磁気センサ１３による検出を確実にすることができる。
【００４８】
また、前記の外力を受けたとき、内輪２の段差面２ｂに筒部２３が突き当たった状態なので、芯金２２が軸方向一方側から他方側に変位することがなく、最も好ましいエアギャップＧｂとなるエンコーダ２１の圧入嵌合停止時の位置を維持することができ、磁気信号の品質が変位に伴って低下し、磁気センサ１３による検出精度が低下する心配もない。
【００４９】
なお、前記の変位停止位置を芯金２２の圧入嵌合の停止位置と一致させる必要はなく、エンコーダ２１が磁気センサ１３による検出範囲内に確保される限り、圧入嵌合の停止位置を段差面２ｂから離れた位置とし、前記の外力を受けたときに芯金２２の軸方向一方側から他方側への変位を許容することもできる。
【００５０】
前記段差面２ｂによる芯金２２の変位停止性能は、段差面２ｂの外径を、圧入嵌合された筒部２３の外径面の軸方向他端縁以上にすることで最大化できる。内輪２の肩部の外径を大径化すると転動体４付近の潤滑剤流動性が悪化するので、円筒面２ａを小径化することで前記の最大化を実現することが好ましい。円筒面２ａを悪戯に小径化すると、筒部２３の外径面をラジアルリップ７ａ，７ｂのシール面とするシール７の径方向寸法が大径化する。これらのことを踏まえ、図示例では、筒部２３が円筒面２ａに圧入嵌合された状態で、筒部２３の外径面は、内輪２の肩部外径面と同一径をもち、段差面２ｂの外径上に軸方向に突き当たり、筒部２３及び内輪２の肩部の外径面が実質的に同一面を形成するようにしている。
【００５１】
ラジアルリップ７ａ，７ｂは、筒部２３の円筒状の外径面をシール面とする。このため、前記の軸方向変位が生じても、比較的にラジアルリップ７ａ，７ｂのシール性への悪影響は小さい。変位するフランジ部２４にラジアルリップ７ｂが押されると、ラジアルリップ７ｂが変形し、シール性が低下する恐れがあるので、前記の軸方向変位を防ぐ方がよい。一方、フランジ部２４の側面をシール面とするサイドリップ７ｃは、フランジ部２４の側面のシール面に対して軸方向に傾いて接触する。前記の軸方向変位が生じると、サイドリップ７ｃの接触角度が狂い、比較的にシール性への悪影響が大きいので、やはり前記の軸方向変位を防ぐ方がよい。上述のように段差面２ｂに筒部２３が突き当たった状態なので、エンコーダ部材２０が前記の外力を受けても、芯金２２の前記の軸方向変位が生じないので、シール７の各リップ７ａ，７ｂ，７ｃと芯金２２間のシール性が低下することもない。
【００５２】
また、図１から明らかなように、前記の変位停止位置で、エンコーダ部材２０と、内輪２の軌道を転がる転動体４との間に、これらの接触が起り得ない隙間が確保されている。したがって、エンコーダ部材２０が軸方向一方側から他方側に向かう外力を受けたとき、エンコーダ部材２０と転動体４の破損を防止することができる。
【００５３】
第２実施形態を図３に基いて説明する。以下、第１実施形態と同じに考えられる構成要素の説明を省略し、相違点を中心に述べる。図示のように、軸受運転中に回転する軌道輪は、外輪３１からなる。外輪３１は、ハブ輪を兼ねている。外輪３１の内径面には、芯金の筒部３２が嵌る円筒面３１ａと、この円筒面３１ａより内径の小さい段差面３１ｂとが形成されている。筒部３２が段差面３１ｂに突き当たる変位停止位置で、エンコーダ部材３０と、外輪３１の軌道を転がる転動体４との間に隙間が確保されている。磁気センサ１３は、図示省略のナックルに固定される内輪３３、ナックル等に適宜に固定することができる。第２実施形態においても、筒部３２が段差面３１ｂに突き当たった状態に圧入嵌合されていることに伴い、磁気センサ１３による検出を確実にする効果、エアギャップ維持効果とシール性維持効果、エンコーダ部材３０と転動体４の破損防止効果が得られる。
【００５４】
第３実施形態を図４に基いて説明する。外輪４１は、軸受運転中に回転する。外輪４１は、ハブ輪を兼ねている。外輪４１の外径面に、エンコーダ部材２０の筒部２３が嵌る円筒面４１ａと、この円筒面４１ａより外径の大きい段差面４１ｂとが形成されている。磁気センサ１３は、図示省略のナックルに固定される内輪４２、図示省略のナックル等に適宜に固定することができる。第３実施形態においても、筒部２３が段差面４１ｂに突き当たった状態に圧入嵌合されていることに伴い、磁気センサ１３による検出を確実にする効果、エアギャップ維持効果が得られる。
【００５５】
第４実施形態を図５に基いて説明する。内輪２’は、軸受運転中に回転する。エンコーダ５１は、筒部２３に嵌合された鋼板製の環状部品５２と、この環状部品５２に固着されたゴム磁石５３とからなる。環状部品５２は、エンコーダ部材５０を構成する芯金２２の筒部２３に圧入嵌合された筒部５４と、筒部５４から径方向に突き出たフランジ部５５と、フランジ部５５から筒部５４と平行になるように曲げられた磁石支持環部５６とからなる。ゴム磁石５３は、磁石支持環部５６に固着されている。
【００５６】
磁気センサ１３は、ゴム磁石５３と径方向に対向している。センサホルダ５７は、外輪３’の内外径面及び軸方向一端側の端面に接するように圧入嵌合されることで固定されている。センサホルダ５７は、合成樹脂の射出成形により形成されている。
【００５７】
シール５８の芯金は、非磁性材からなり、センサホルダ５７の内径面に固着されている。シール５８のリップは、環状部材５２の筒部５４の外径面に接触している。芯金２２のフランジ部２４に、シール５８の芯金の内径面との間を密封するリップが固着されている。ゴム磁石５３は、シール５８のリップ及びフランジ部２４のリップにより密封された空間に配置されている。
【００５８】
上述のようなエンコーダ部材５０、磁気センサ１３の固定構造は、例えば、特開２００８−３０３９００号に開示されている。環状部材５２は、芯金２２の筒部２３に圧入嵌合されているだけなので、筒部２３の圧入嵌合のためにフランジ部２４を押したとき、環状部材５２が摺り動かないように配慮を要する。このため、フランジ部２４にエンコーダを固定したときと同じく、筒部２３と内輪２’間の締め代が制限される。エンコーダ部材５０が前記の外力を受けたとき、エンコーダ５１に同方向の軸方向変位を許すと、第１実施形態程ではないが、ゴム磁石５３が径方向に対向する磁気センサ１３の感磁部から遠ざかる。このため、内輪２’の段差面２ｂと筒部２３との突き当たりにより、磁気センサ１３による検出を確実化しておくことが好ましい。第４実施形態においても、筒部２３が段差面２ｂに突き当たった状態に圧入嵌合されていることに伴い、磁気センサ１３による検出を確実にする効果、エアギャップ維持効果、環状部材５２とシール５８のリップ間のシール性維持効果、エンコーダ部材５０と転動体の破損防止効果が得られる。第４実施形態では、芯金２２の筒部２３だけでなく、環状部品５２の筒部５４を内輪２’の段差面２ｂに突き当るようにすることもできる。図示省略するが、エンコーダ部材５０を外輪３に装着し、シール５８を内輪２’に装着し、センサホルダを内輪２’又はナックル等に固定することもできる。
【００５９】
この発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。例えば、エンコーダ付軸受は、玉軸受又はころ軸受のいずれでも良い。また、車輪軸受装置以外の装置にエンコーダ付軸受を適用する場合、単列軸受に構成することもできる。エンコーダ付軸受を含む車輪軸受装置は、内輪又は外輪をハブ輪とし、外輪又は内輪にナックル側への固定用の取付けフランジを一体に形成した第３世代構造に限定されず、例えば、外輪をハブ輪とし、又は外輪にナックル側への固定用の取付けフランジを一体に形成し、２つの内輪をナックル側、又はハブ輪に装着した第２世代構造にすることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１，２，２’，３３，４２  内輪
２ａ，３１ａ，４１ａ  円筒面
２ｂ，３１ｂ，４１ｂ  段差面
３，３’，３１，４１  外輪
４  転動体
６，７，５８  シール
７ａ，７ｂ  ラジアルリップ
７ｃ  サイドリップ
１０  エンコーダ付軸受
１３  磁気センサ
２０，３０，５０  エンコーダ部材
２１，５１  エンコーダ
２２  芯金
２３，３２  筒部
２４  フランジ部
５２  環状部品
５３  ゴム磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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