(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのエンコーダ（２）、少なくとも１つのセンサ（３）、回転軸線（１ａ）に対して同心的に設けられる密封片（４，２７）、及び車輪軸受装置（１）内に回転運動可能に支持されるボス（５）を有する車輪軸受装置（１）に関し、ボス（５）の放射状フランジ（６）が回転軸線（１ａ）から半径方向に離れるように向けられており、密封片（４，２７）が、ボス（５）の周りの少なくとも１つの環状間隙（１４）を放射状フランジ（６）の側で密封し、密封片（４，２７）が、強磁性でない材料から成る少なくとも１つの覆い環（１５）と少なくとも１つの弾性的な第１の密封リップ（１６）を持ち、第１の密封リップ（１６）が覆い環（１５）に固定しており、エンコーダ（２）に密封するように当接し、エンコーダ（２）の信号に関して能動的な少なくとも１つの部分（２ａ）が、密封片（４，２７）の内側に設けられ、ボス（５）と共に回転軸線（１ａ）の周りに回転運動可能である。
2008501096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪軸受装置（１）であって、少なくとも１つのエンコーダ（２）、少なくとも１つのセンサ（３）、回転軸線（１ａ）に対して同心的に設けられる密封片（４，２７）、及び車輪軸受装置（１）内に回転運動可能に支持されるボス（５）を有し、
ボス（５）の放射状フランジ（６）が回転軸線（１ａ）から半径方向に離れるように向けられており、
密封片（４，２７）が、ボス（５）の周りの少なくとも１つの環状間隙（１４）を放射状フランジ（６）の側で密封し、
密封片（４，２７）が、強磁性でない材料から成る覆い環（１５）、及び少なくとも１つの弾性的な第１の密封リップ（１６）を持ち、
第１の密封リップ（１６）が覆い環（１５）に固定しており、かつエンコーダ（２）に密封するように当接しており、
エンコーダ（２）の信号に関して能動的な部分（２ａ）が密封片（４，２７）の内側に設けられて、ボス（５）と共に回転軸線（１ａ）の周りに回転運動可能であり、
密封片（４，２７）が、放射状フランジ（６）に密封するように当接する少なくとも１つの第２の密封リップ（１７）を持ち、
センサ（３）が密封片（４，２７）の外側にエンコーダ（２）に対向して設けられ、覆い環（１５）が少なくともエンコーダ（２）とセンサ（３）との間に延びている
車輪軸受装置。
【請求項２】
覆い環（１５）が板から成っている、請求項１に記載の車輪軸受装置。
【請求項３】
覆い環（１５）に少なくとも１つの第１の環部分（１９）があって、ボス（５）に対して同心的に設けられ、かつ半径方向においてエンコーダ（２）とセンサ（３）との間に延びている、請求項１に記載の車輪軸受装置。
【請求項４】
覆い環（１５）の第１の円板部分（２４）があって、環状間隙（１４）から軸線方向に見て第１の環部分（１９）に続いており、少なくとも部分的に軸線方向において環状間隙（１４）と放射状フランジ（６）との間に形成されている、請求項１に記載の車輪軸受装置。
【請求項５】
覆い環（１５）に第２の環部分（２０）があり、覆い環（１５）の第２の環部分（２０）が第１の円板部分（２４）から続いて、ボス（５）に対して同心的に設けられ、周側を第１の環部分（１９）により包囲されている、請求項１に記載の車輪軸受装置。
【請求項６】
第２の環部分（２０）が、軸線方向に環状間隙（１４）と放射状フランジ（６）の間に延びている、請求項５に記載の車輪軸受装置。
【請求項７】
第１の密封リップ（１６）が第２の環部分（２０）に固定している、請求項５に記載の車輪軸受装置。
【請求項８】
エンコーダ（２）が中空円筒状でボス（５）の周りに延びかつボス（５）に対して固定した座（２１）により、ボス（５）に対してねじれず、第１の密封リップ（１６）が座に密封するように当接している、請求項７に記載の車輪軸受装置。
【請求項９】
エンコーダ（２）が、ボス（５）に対して同心的に設けられて中空円筒状で信号に関して能動的な部分（２ａ）を持ち、この部分（２ａ）が回転軸線（１ａ）に対して同心的にかつ少なくとも部分的に半径方向に第１の環部分（１９）と第２の環部分（２０）の間に設けられ、かつ座（２１）の周りに延びている、請求項８に記載の車輪軸受装置。
【請求項１０】
座（２１）及び信号に関して能動的な部分（２ａ）が板から一体に形成されている、請求項９に記載の車輪軸受装置。
【請求項１１】
信号に関して能動的な部分（２ａ）が保持板に固定しており、保持板が座（２１）を一体に備えている、請求項９に記載の車輪軸受装置。
【請求項１２】
座（２１）が、ボス（５）に対して固定した車輪軸受装置（１）の内レース（８）上にあり、内レース（８）が転動体（１１）用の少なくとも１つの外側転動面を持っている、請求項８に記載の車輪軸受装置。
【請求項１３】
覆い環（１５）が車輪軸受装置（１）の外レース（１０）に固定しており、外レース（１０）が転動体（１１）用の内側転動面を持っている、請求項１又は８に記載の車輪軸受装置。
【請求項１４】
第２の密封リップ（１７）が第１の円板部分（２４）に固定している、請求項８に記載の車輪軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、車輪軸受装置であって、少なくとも１つのエンコーダ、少なくとも１つのセンサ、回転軸線に対して同心的に設けられる密封片、及び車輪軸受装置内に回転運動可能に支持されるボスを有し、ボスの放射状フランジが回転軸線から半径方向に離れるように向けられており、密封片が、ボスの周りの少なくとも１つの環状間隙を放射状フランジの側で密封し、密封片が、強磁性でない材料から成る覆い環、及び少なくとも１つの弾性的な第１の密封リップを持ち、第１の密封リップが覆い環に固定しており、かつエンコーダに密封するように当接しており、エンコーダが密封片の内側に設けられて、ボスと共に回転軸線の周りに回転運動可能であるものに関する。
【背景技術】
【０００２】  このような車輪保持装置は米国特許第４，８６４，２３１号明細書に記載されている。車輪軸受内にはボスが回転可能に支持されている。ボスには、車輪を取付けるための放射状フランジが設けられている。密封装置は、車輪の方へ向く車輪軸受装置の側にある。車輪軸受装置に統合されるセンサは、空隙を介してエンコーダに対向している。そのためセンサは車輪軸受の外レースにある貫通穴に組込まれている。センサの取付け及び修理する場合センサの交換の際、汚れが密封片の内側従って転動体と転動体との転がり接触部へ達するおそれがある。エンコーダに当接する密封片に、軸受の短いか又は長い運転時間において、周囲からの汚れが入り込んで、密封が行われなくなる。いずれの場合も車輪軸受の寿命が不利に短くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従って本発明の課題は、周囲の影響に対して一層よく保護する、最初にあげた種類の車輪軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  この課題は、少なくとも１つのエンコーダ、少なくとも１つのセンサ、密封片、及び車輪軸受の回転軸線の周りに回転可能に支持されるボスを有する車輪軸受装置のための請求項１の特徴によって解決される。本発明による車輪軸受装置は次の特徴及び構成を持っている。【０００５】  本発明は、例えば定置外レース及び外レース内に回転運動可能に支持されるボスを持つようなすべての公知の形式の車輪軸受に適用される。車輪軸受には、車輪軸受の転動体用の少なくとも１つの内側転動面及び外側転動面が形成され、外側転動面はボスと共に外レースの内側転動面に対して回転軸線の周りに回転運動可能である。このことは、とりわけ転動体としてころ又は玉を持つ２列又は４列車輪軸受ユニット、特にアンギュラコンタクトころ軸受構造又はアンギュラコンタクト玉軸受構造の車輪軸受に該当する。【０００６】  車輪軸受ユニットは、選択的にすべての列に対して転動面を持つ一体のレース、分割されたレース、又は各列に対して１つのレース、及びこれらの構成の組合わせを持っている。内レースはなるべくボス上にあり、軸受はなるべく曲げ縁により、ボスに又は考えられるすべての種類を使用してボスに遊びなく寄せかけられている。転動体用の転動面は、分割された内レース又は外レースに形成されるか、又は少なくとも２つの転動面を一体に備えたレースに形成されている。外レースは、車両側に取付けられている車輪保持体にある。１つ又は複数の内レースはボス上にある。その代わりに、１つ又は複数の転動面が直接ボスに形成されている。フランジを持つ車輪保持体の形の外レースもある。このような外レースには、内側転動面の少なくとも１つが直接形成されている。外レースにあるフランジは、車輪軸受の車両側取付けに役立つ。ボスにある放射状フランジは、ボスに１つ又は複数の車輪を取付けるために役立つ。【０００７】  密封装置は、車輪フランジ側で車輪軸受の内部を外部からの環境の影響に対して保護する。車輪軸受の内部とは、少なくとも外レースと内レースとの間の環状間隙、及びその中に設けられる転動体、転動体を案内する保持器、車輪軸受のセンサ装置の部材、及び場合によっては主として内レースと外レースとの間に設けられる軸受の別の素子を意味する。【０００８】  密封片は回転軸線に対して同心的に設けられ、少なくとも１つの覆い環及び少なくとも２つの弾性密封リップを持っている。覆い環は、密封片の内部に設けられているエンコーダの信号に関して能動的な少なくとも１つの部分を覆っている。覆い環は、
大抵は回転対称で、蓋のように穴を形成され、
ボスを包囲し、車輪保持体に相対回転しないように固着しているが、なるべく外レースに相対回転しないように固着し、
なるべく強磁性でない板から成るか、又はその代わりにプラスチック及び軽金属のような強磁性でない１つ又は複数の材料から成り、
なるべく深絞り、プレス加工、スタンピング又はこれらの方法の組合わせのような冷間変形により製造され、
中空円筒状の座を持ち、この座により覆い環がなるべく外レース上又は外レース内又は車輪保持体に固定し、
センサと覆い環により覆われて信号に関して能動的なエンコーダとの間に延び、覆い環のなるべく中空円筒状の第１の環部分がセンサとエンコーダの間に延び、第１の環部分が座から出ており、
なるべく第１の環部分と第２の環部分との間に延びる円板部分を持ち、この円板部分が車輪軸受の内部を軸線方向に覆い、かつ放射状フランジに軸線方向に対向しており、
中空円筒状に形成されかつ第１の環部分のより包囲される第２の環部分を持っている。【０００９】  密封リップは環状に形成され、なるべく射出成形により覆い環に取付けられるか、又は覆い環に加硫接着されている。第１の密封リップはなるべく半径方向に回転軸線の方へ予荷重をかけられるか、その代わりにエンコーダへ向かって密封するように予荷重をかけられている。本発明の構成によれば、第１の密封リップは二重に密封するようにエンコーダに当接し、密封片の自由端が軸線方向に密封するようにエンコーダのウエブに当接し、自由端に先行する密封片の部分が半径方向に座に当接している。更に密封リップは、選択的に、少なくとも半径方向に座に当接する密封リップの部分に座の方へ向く予荷重をかける環状ばねにより予荷重をかけられている。その代わりに、２つの第１の密封リップも設けられ、そのうち一方が軸線方向にウエブに当接し、エンコーダの座に当接している。第２の密封リップは、ボスから半径方向に出る放射状フランジの部分に、密封するように当接している。【００１０】  本発明の構成によれば、第１の密封リップが第２の環部分に固定している。１つの第２の密封リップ又はなるべく２つの第２の密封リップがなるべく覆い環の円板部分に固定し、放射状フランジの軸線方向平面又はボスと放射状フランジとの間で少なくとも１つの半径により描かれる溝に当接している。密封リップは、一般に予荷重により、エンコーダ又は放射状フランジにある密封面に押付けられる。予荷重は実際には０．２ｍｍである。【００１１】  放射状フランジに当接する密封リップは、密封機能において、エンコーダに当接する密封リップに直列になっているので、両方の密封リップの間に環状空間が形成されている。この環状空間は選択的にグリースを充填されている。密封リップは、エラストマのような弾性密封材料又は同じか異なる材料の複数の成分から成っている。【００１２】  エンコーダは、ボスと共に第２の環部分に対して回転軸線の周りに回転運動可能であり、大体においてなるべく一体に、座、及び座と中空円筒状に形成されて信号に関して能動多岐な別のエンコーダ部分との間のウエブから成っている。従ってエンコーダは、回転するレース又は直接ボスに、なるべく板から形成されてウエブと座から成る保持体により保持されている。座は中空円筒状に形成され、直接ボス上に又はなるべく内レース上に圧力ばめされている。エンコーダに密封するように当接する密封リップは、なるべく座の周側密封面に当接している。能動的なエンコーダ部分は、回転軸線に対して同心的にかつ少なくとも部分的に第１の環部分と第２の環部分との間に設けられ、なるべく座の周りに延びている。エンコーダ用の好ましい材料は板である。【００１３】  エンコーダという概念は、回転軸線の周側に設けられる１つ又は複数の１つ又は複数部分から成るエンコーダを表わしている。信号に関して能動的なということは、この意味で信号を発信（パルスを発信）しかつ信号を反射するエンコーダのすべての配置及び構成を意味している。従ってエンコーダの信号に関して能動的な部分は、周方向に橋絡片によって区画される間隙を持つ板から成るパルス環であるか、又は周側を波状に形成される板環��ある。その代わりに、エンコーダは交互の極性を与えられる材料から成るか、又は磁化可能な付加片を持つ保持体材料から成っている。このような材料の例は、磁化可能な材料を添加されるブラスチック，又は磁化可能な挿入片を持つプラスチックである。その代わりにエンコーダは磁化可能な金属から成っている。従ってエンコーダは、パルス送信器、ウエブ及び座からなる板素子であるか、又は座及びウエブから成る板保持体上に設けられて交互の極性を持つパルス送信器である。【００１４】  覆い環のなるべく円板状の部分と外レースの端面との間隔によって、覆い環の端面と外レースの端面との間で密封片に、エンコーダ用の付加的な場所が与えられている。従ってエンコーダは、その半径方向寸法及び軸線方向寸法を大きく形成され、覆い環と外レースとの間の軸線方向空所へ半径方向に入り込んでいる。環状間隙外にエンコーダを設けると、この密封装置の密封片を設けるため多くの場所が利用可能である、という利点が与えられる。半径方向外方へ向くエンコーダと持つセンサ装置は、軸線方向に向くエンコーダに比較して、小さい半径方向構造高さしか必要としない。構造空間の利点は、更に密封片の最適な形成のために利用可能である。なぜならば、レースの間には、いずれにせよ密封片の取付けのために僅かな半径方向構造空間しか利用できないからである。【００１５】  センサは、密封片の外側でエンコーダに対向して設けられ、強磁性でない材料からなる覆い環が、少なくともエンコーダとセンサとの間に延びている。覆い環の半径方向外側に設けられる１つ又は複数のセンサは、エンコーダの信号の生じ得る別の方向の散乱に関係なく、エンコーダの信号を主として半径方向に検出するか、信号を半径方向にエンコーダの方へ送信する。そのためエンコーダは、その交互に信号を受信するか又は信号を反射するか又は信号を発生する側を、なるべく半径方向外方へ向けられている。１つ又は複数のセンサは、回転するボスに対して相対回転しないレース又は車輪保持体に固着しているか、又は別の方法で車両に対して固定している。センサの取付けは、取付け及び修理の場合密封片の中へ行われるのではなく、別個に密封片の外側で行われるので、軸受の汚れるおそれはない。【００１６】  密封装置はなるべくカセット密封片として構成されている。密封装置の重要な素子は、保持体、覆い環、密封片及びエンコーダからなる構造単位にまとめられている。それにより保管、輸送及び取付けが簡単である。密封装置は、軸受装置の構造の変更を行うことなしに、従来技術による密封装置と交換可能である。【００１７】  エンコーダの能動的で半径方向外方へ向く面は、なるべく円筒の周面の形に形成されるか、又は円錐台の外（周面）を形成している。エンコーダの半径方向外方へ向く能動的な（表）面は、なるべく回転対称な中空円筒又は円錐台の形の一体のエンコーダに形成されるか、又はこのような円筒又は円錐台の複数の部分からまとめられている。円錐台の周面を持つエンコーダの重要な利点は、全周における均一な磁界強さ及び磁化されるエンコーダの極性のピッチの高い精度である。エンコーダの円錐角はなるべく５°〜１５°である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  車輪軸受装置１は少なくとも１つのエンコーダ２、少なくとも１つのセンサ３、回転軸線１ａに対して同心的に設けられる密封片４、及び車輪軸受装置１内に回転運動可能に支持されるボス５を持っている。ボス５は、この場合ボス５と一体に形成されて回転軸線１ａから半径方向へ離れるように向く放射状フランジ６を持っている。放射状フランジ６は、図示してない車輪を図において左側に取付けるために役立つ。ボス５従って車輪は、車輪軸受７により回転軸線１ａの周りに回転運動可能に支持されている。この場合車輪軸受７は、２つの内レース８及び９、１つの外レース１０、及び保持器１２内の転動体１１から形成されている。外レース１０は車輪保持体として構成され、そのため車輪軸受１を介して車輪を車両側に取付けるためのフランジ１３を持っている。この場合車輪保持体に、玉の形の転動体１１用の２つの内側転動面が直接形成されている。【００１９】  密封片４は少なくとも内レース８，９と外レース１０との間の環状間隙１４を放射状フランジ６の側で密封し、強磁性でない材料からなる覆い環１５、弾性的な第１の密封リップ１６、及び弾性的な第２の密封リップ１７を持っている。【００２０】  覆い環１５は板成形部品として鉢状に構成され、中空円筒状の座１８で外レース１０の外側部分に固着している。中空円筒状の座１８は放射状カラー２５を持ち、このカラーは、鉢にするための絞り過程の結果として、密封片４を外レース１０へ押しはめるための補助手段であり、押しはめ用工具を支持する。座１８にまず軸線方向ストッパ２６が続き、それから第１の環部分１９がこのストッパに続いている。図２には密封片２７が示され、ここでは座１８が直接軸線方向に第１の環部分１９に移行している。図１による装置は、センサ３が保護されて環状溝にはまっている、という利点を持っている。【００２１】  第１の環部分１９はボス５に対して同心的に設けられ、エンコーダ２とセンサ３と間に延びている。環状間隙１４から軸線方向に見て第１の環部分１９に続いて、少なくとも部分的に軸線方向に環状間隙１４と放射状フランジ６との間に円板部分２４が形成されている。円板部分２４から、覆い環１５の第２の環部分２０が続いている。第２の環部分２０はボス５に対して同心的に設けられ、第１の環部分１９により包囲されている。【００２２】  エンコーダ２は、大部分密封片４の内側に設けられて、ボス５と共に回転軸線１ａの周りに回転運動可能である。そのためエンコーダ２は、ボス５の周り及び内レース８の周りに延びてボス５又はボス８に対して固定した中空円筒状の座２１により、ボスに対してねじれない。エンコーダの信号に関して能動的な部分２ａは、図２の破線で示されているように、座２１及び放射状ヴエブ２２と一体に形成されて板から成る信号送信器であるか、座２１及びウエブ２２を持つ保持板２８上に固定したエンコーダ２３である。【００２３】  第１の密封リップ１６は覆い環１５に固定しており、座２１に密封するように当接している。エンコーダ２に当接する密封リップ１６は、第２の環部分２０に固定している。直列接続される密封リップ１７は円板部分２４に固定し、放射状フランジ６に密封するように当接している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  車輪軸受装置を回転軸線に沿う断面図で示す。
【図２】  密封片を示す。
【符号の説明】
【００２５】  １      車輪軸受装置
１ａ    回転軸線
２      エンコーダ
２ａ    信号に関して能動的な部分
３      センサ
４      密封片
５      ボス
６      放射状フランジ
７      車輪軸受
８      内レース
９      内レース
１０    外レース
１１    転動体
１２    保持器
１３    フランジ
１４    環状間隙
１５    覆い環
１６    密封リップ
１７    密封リップ
１８    座
１９    環部分
２０    環部分
２１    座
２２    ウエブ
２３    エンコーダ
２４    円板部分
２５    カラー
２６    軸線方向ストッパ
２７    密封片
２８    保持板
【図１】
2008501096.tif 000003
【図２】
2008501096.tif 000004
【国際調査報告】
2008501096.tif 000005
2008501096.tif 000006
2008501096.tif 000007
2008501096.tif 000008
2008501096.tif 000009
2008501096.tif 000010