(57)【要約】【課題】加工精度、組付精度を左程必要としないにも拘わらずトーンホイールの保護が効果的になされる新規なトーンホイール付軸受装置の構造を提供する。【解決手段】転動体４と、該転動体４を介して相互に軸回転可能な内側及び外側部材２、３と、該内側及び外側部材２、３間に介装され相互の摺接関係を維持してシールする環状シール部材５とよりなる軸受装置であって、上記環状シール部材５は、上記内側及び外側部材２、３の内少なくとも回転側部材に嵌着されるシールリング５１を備え、このシールリング５１は上記回転側部材に嵌着される円筒部５１ａとこれに連なる鍔部５１ｂとからなり、該鍔部５１ｂの外端面には、トーンホイール７が添装され、このトーンホイール７の外側を上記回転側部材の端面と共に覆う保護カバー９が回転側部材に嵌装されているものとする。【選択図】図１
2005024017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体と、該転動体を介して相互に軸回転可能な内側及び外側部材と、該内側及び外側部材間に介装され相互の摺接関係を維持してシールする環状シール部材とよりなる軸受装置であって、
上記環状シール部材は、上記内側及び外側部材の内少なくとも回転側部材に嵌着されるシールリングを備え、このシールリングは上記回転側部材に嵌着される円筒部とこれに連なる鍔部とからなり、該鍔部の外端面には、トーンホイールが添装され、このトーンホイールの外側を上記回転側部材の端面と共に覆う保護カバーが回転側部材に嵌装されていることを特徴とするトーンホイール付軸受装置の構造。
【請求項２】
請求項１において、
上記保護カバーは、更に、上記内側及び外側部材の内の固定側部材の端面をも覆うよう構成されていることを特徴とするトーンホイール付軸受装置の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トーンホイール付軸受装置の構造、更に詳しくは、例えば、自動車のアンチブロックシステムにおける前後の車輪の回転数を検出する手段を備えた軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時においては、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するとともに、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御するため、回転側（例えば、軸受の内輪、或いは軸受のシールリング）にトーンホイールを取着し、車体側にセンサーを配置して、このトーンホイールとセンサーとにより車輪の回転速度を測定検出するためのエンコーダを構成することが広く採用されている。
【０００３】
上記トーンホイールとしては、ゴム材中に磁性剤を混在させ上記回転側支持体の形状に合わせて形成したゴムリング体からなり、且つその周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁させたゴム磁石からなるものが採用されるに至っている。このようなトーンホイールは、水や塵埃が付着すると退化することがあり、また砂粒等が衝当すれば、そのチッピング作用により傷付き、劣化して、エンコーダ機能が損傷を受けることもあった。そこで、これらの付着或いは衝当を防止する為の保護カバーを、トーンホイールの近傍に配置する試みもなされるようになっており、特許文献１はこのような例を示すものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３３３０３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１には、シール装置の内輪側（回転側）シール板（スリンガ）に多極磁石（トーンホイール）を添装し、その外側を保護カバーで覆うことが開示されている。この場合、保護カバーは、上記多極磁石を囲み、シール板の立板部（鍔部）に沿うよう配置される。その固定は、シール板の円筒部と内輪との間に圧入したり、或いは上記立板部の端縁にカシメるようにしてなされる。このように、保護カバーは、高い寸法精度が要求されるシール板に沿い、またシール板と関連付けて固定され、しかもシール板のシール機能を損なわないよう形成されるべきものであるから、保護カバー自体にも高レベルの加工精度、組付精度が求められ、それが部品コストの高騰の原因ともなる。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、加工精度、組付精度を左程必要としないにも拘わらずトーンホイールの保護が効果的になされる新規なトーンホイール付軸受装置の構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るトーンホイール付軸受装置の構造は、転動体と、該転動体を介して相互に軸回転可能な内側及び外側部材と、該内側及び外側部材間に介装され相互の摺接関係を維持してシールする環状シール部材とよりなる軸受装置であって、上記環状シール部材は、上記内側及び外側部材の内少なくとも回転側部材に嵌着されるシールリングを備え、このシールリングは上記回転側部材に嵌着される円筒部とこれに連なる鍔部とからなり、該鍔部の外端面には、トーンホイールが添装され、このトーンホイールの外側を上記回転側部材の端面と共に覆う保護カバーが回転側部材に嵌装されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成においては、保護カバーは、トーンホイールの外側を覆うよう設けられるから、トーンホイールに対する水や塵埃の付着或いは砂粒等の衝当を阻止し、トーンホイールの傷付きや劣化を抑えて、エンコーダ機能の永続的な維持を図ることができる。また、保護カバーは、トーンホイールを介してシールリングの鍔部に沿うよう配設されるが、その固定はシールリングとは無関係に回転側部材に嵌装することによってなされるから、シールリングに求められるような高度な寸法精度や組付精度が不要とされる。従って、保護カバーを設けることにより大幅にコストアップするような懸念もない。
【０００９】
更に、保護カバーは、トーンホイールがシールリングを介して一体化される回転側部材の端面をも覆うから、回転により水等を振り切り、シールリングと回転側部材との嵌着部に水等の浸入するのを阻止する。これにより、シールリングの回転側部材に対する嵌着一体化が損なわれるようなことがなく、シールリングの本来のシール機能が長く維持される。
【００１０】
請求項２に係る発明においては、上記保護カバーは、更に、上記内側及び外側部材の内の固定側部材の端面をも覆うよう構成されていることを特徴とする。このように、固定側部材の端面も保護カバーによって覆われていると、上記同様保護カバーの回転により水等が振り切られ、シールリングと固定側部材との嵌着部においても水等の浸入が阻止され、シールリングの本来のシール機能が更に長く維持される。
【００１１】
上記トーンホイ−ルとしては、基材中に磁性剤を混在させて形成した磁性環の周方向にＮ極とＳ極を交互に等間隔で着磁したものが採用され、また上記保護カバーとしては非磁性体材料が用いられる。従って、このトーンホイールと組み合わさってエンコーダを構成するセンサーは、Ｎ極とＳ極との交互の磁極変化を検出する磁気センサーであり、トーンホイールに対向して固定側に設置される。また、保護カバーは非磁性体からなるから、磁気センサーによる磁気検出の障害とはならない。
【００１２】
上記磁性環としては、ゴム材或いはプラスチック材に強磁性材料を混入させたボンド磁石や、鋳造磁石或いは焼結磁石等が採用可能であるが、これをゴムリング体により構成することが最も望ましい。このようなゴム材からなる磁性環は、射出成形等により簡易に作成することができ、特に、シールリングに一体化する場合は、シールリングを接着剤を塗布した上で射出成形金型内に配置し、ゴム材を射出して加硫接着する一連の工程で一体形成することができる。強磁性材料としては、フェライト、希土類、或いはＭＫ鋼やアルニコ等が、また、上記ゴム材としては、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＦＫＭから選ばれたいずれかが、更に、上記プラスチック材としてはナイロン樹脂或いはＰＰＳ等が、望ましく採用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明のトーンホイール付軸受装置の構造が採用された自動車のタイヤホイール懸架機構を示す断面図、図２は図１におけるＸ部の拡大図である。
【００１４】
図１において、１は等速ジョイント１１に連結された自動車のドライブシャフトであり、その外周にはハブ輪２１が一体嵌合され、該ハブ輪２１にはボルト２２を介して不図示のタイヤホイールが取付けられる。また、このハブ輪２１の外径面には２分割型の内輪部材２３、２４が嵌装され、ハブ輪２１とこの内輪部材２３、２４とにより内側部材２が構成される。３は外輪部材（外側部材）であり、車体（不図示）に一体化され、この外輪部材３と内輪部材２３、２４との間に２列の転動体（玉）４…がリテーナ４１で保持された状態で介装されている。また、両端部の上記内側及び外側部材２、３間には、潤滑用グリースの漏出や水・塵埃等の浸入を防止する為の環状シール部材５、６が、相互の摺接関係を維持した状態で圧入嵌装されており、これらによりアンギュラ型の玉軸受装置Ａが構成される。
【００１５】
上記環状シール部材５、６の内の、車体側環状シール部材５の外端面には、トーンホイール７が添装されており、このトーンホイール７と、これに対向して車体側に設置された磁気センサー８とによりタイヤホイールの回転数検出用エンコーダが構成される。該トーンホイール７は、上記ゴム材料に磁性粉末を混入させて成形したゴムリング体からなる磁性環であり、その周方向にＳ極、Ｎ極が交互に着磁されている。
【００１６】
環状シール部材５は、図２に示すように、内輪部材２４の外径面に圧嵌めされる内側シールリング（以下、スリンガと言う）５１と、外輪部材３の内径面に圧入される外側シールリング５２と、該外側シールリング５２に固着形成されスリンガ５１に弾性摺接するシールリップ５３とより構成される。更に、スリンガ５１は、内輪部材２４に外嵌される円筒部５１ａと、この円筒部５１ａの一端（車体側）に連成された外向鍔部５１ｂとよりなる。
【００１７】
この場合、スリンガ５１が回転側、外側シールリング５２が固定側であり、両者の摺接関係がシールリップ５３で維持され、また、このシールリップ５３により軸受装置Ａ内における転動体４…の転走部に充填された潤滑用グリースの漏出や、外部からの転走部への水や塵埃等の浸入を防止している。尚、他方の環状シール部材６も、左右逆ではあるが環状シール部材５と同様に構成されていることは言うまでもない。
【００１８】
上記スリンガ５１における外向鍔部５１ｂの外端面には、トーンホイール７が添装されている。この添装は、予めステンレス等の鋼板により所定形状に成形され且つ対応部位に接着剤が塗布されたスリンガ５１を射出成形金型内に配置し、磁性剤を混練した溶融ゴム材を射出して、加硫接着することによりなされる。図例のトーンホイール７は、外向鍔部５１ｂの外周縁部を巻き込むように形成されており、これにより、トーンホイール７と外向鍔部５１ｂとの接着一体化を強固にすると共に、上記シールリップ５３とのラビリンス隙間をできるだけ小さくなるよう設定されるが、このような形状は上記射出成形金型の任意設計によって適宜選択採用される。
【００１９】
上記トーンホイール７の外端面側には、保護カバー９が近接配置される。該保護カバー９は、非磁性の座金状の形状に加工された円環部材からなり、その内周部には、内径が上記ドライブシャフト１の外径に等しい短寸の円筒部９１が連成されている。一方、ハブ輪２１の車体側端部内周面には、上記保護カバー９の板厚に略等しい深さの大径部２１ａが掘削形成されている。保護カバー９の上記円筒部９１が、この大径部２１ａとドライブシャフト１との間に圧入され、これにより保護カバー９はハブ輪２１及びドライブシャフトに一体化されて、これらと共に回転するよう構成される。
【００２０】
保護カバー９は、トーンホイール７の外端面を覆うと共に、ハブ輪２１及び内輪部材２４の車体側端面をも覆う。従って、この保護カバー９の外面に付着する水や塵埃等は、その回転により振り払われ、トーンホイール７の外端面への付着はもとより、スリンガ５１と内輪部材２４との間や内輪部材２４とハブ輪２１との間への浸入、更にはこれらに対する砂粒等の衝当が阻止される。
【００２１】
これにより、トーンホイール７の機能低下を来たさず、またスリンガ５１と内輪部材２４或いは内輪部材２４とハブ輪２１間の嵌合関係をより強固に維持することができる。しかも、保護カバー９は、スリンガ５１とは無関係に単に圧入により内側部材２に取付けられるものであるから、スリンガ５１のように高度な加工精度、組付精度を必要とせず、保護カバー９を採用することによるコストの高騰を来たす懸念もない。トーンホイール７と保護カバー９とは接着剤で一体化することが望ましいが、単に面接触する状態であっても良い。
【００２２】
図３は他の実施形態を示すものであり、内輪部材２４とハブ輪２１との間で保護カバー９を保持せんとするものである。即ち、内輪部材２４の車体側端部内周面には、上記保護カバー９の板厚に略等しい深さの大径部２４ａが掘削形成されている。また、保護カバー９の内周部には、上記と同様に内径が上記ハブ輪２１の外径に等しい短寸の円筒部９１ａが連成されており、該円筒部９１ａが、この大径部２４ａとハブ輪２１との間に圧入され、これにより保護カバー９は内輪部材２４及びハブ輪２１に一体化されて、これらと共に回転するよう構成される。
【００２３】
この実施形態においても、保護カバー９の外面に付着する水や塵埃等は、その回転により振り払われ、トーンホイール７の外端面への付着はもとより、スリンガ５１と内輪部材２４との間への浸入、更にはこれらに対する砂粒等の衝当が阻止される。従って、トーンホイール７の機能低下を来たさず、またスリンガ５１と内輪部材２４間の嵌合関係をより強固に維持することができ、更に、保護カバー９は、高度な加工精度、組付精度を必要とせず、保護カバー９を採用することによるコストの高騰を来たさないことも上記と同様である。尚、その他の構成は上記第１の実施形態と同様であるので、共通部分には同一の符号を付し、ここではその説明を割愛する。
【００２４】
図４は更に他の実施形態を示すものであり、上記実施形態のようなハブ輪２１がなく、内輪部材２４（図示はしないが、図１のような２分割型の内輪部材２３、２４も含む）をドライブシャフト１に圧嵌めした軸受装置Ｂに適用した例を示すものである。内輪部材２４の車体側端部内周面には、上記同様保護カバー９の板厚に略等しい深さの大径部２４ｂが掘削形成されている。また、保護カバー９の内周部には、内径が上記ハブ輪２１の外径に等しい短寸の円筒部９１ｂが連成されており、該円筒部９１ｂが、この大径部２４ａとドライブシャフト１との間に圧入され、これにより保護カバー９は内輪部材２４及びドライブシャフト１に一体化されて、これらと共に回転するよう構成される。
【００２５】
本実施形態においても上記同様の効果を奏することは明らかであるが、本実施形態では、更に、保護カバー９の外周部に、スリンガ５１及びトーンホイール７の外周縁部を包持するカシメ部９２が形成されている。これにより、トーンホイール７の保護がより完全になされると共に、スリンガ５１とトーンホイール７との接着部に水が浸入することが完全に阻止されるから、トーンホイール７が剥れ落ちるような事態が殆ど生じない、等の効果が付加される。その他の構成は上記と同様であるので、ここでも共通部分に同一の符号を付して、その説明を割愛する。尚、ここではハブ輪がない例を述べたが、ハブ輪が内輪部材を兼ねるような軸受装置にも適用され得ることは言うまでもない。
【００２６】
図５は、保護カバー９が、更に外輪部材（固定側部材）３の車体側端面をも覆うよう構成された例を示すものである。即ち、保護カバー９の外周部には遠心方向に延出された延出部９３が形成されており、この延出部９３により外輪部材３の車体側端面も覆われることになる。従って、同様保護カバー９の回転により水等が振り切られ、シールリップ５３とスリンガ５１とのラビリンス隙間からシール部材５内への水等の浸入が阻止され、また外側シールリング５２と外輪部材３との嵌着部においても水等の浸入が阻止され、シール部材５の本来のシール機能が更に長く維持される。
【００２７】
尚、図５は、図３の例に、更に上記延出部９３を付加した例として示しているが、図２或いは図４の例にも適用し得ることは言うまでもない。その他の構成は上記と同様であるので、ここでも共通部分に同一の符号を付して、その説明を割愛する。
【００２８】
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図５に示す実施形態の変形例を示すものである。（ａ）においては、延出部９３の外周部に、外輪部材３の外径面より突出する大径部９３ａが連成され、（ｂ）においては、延出部９３ｂの外周部に、外輪部材３の外径面に沿う円環部９３ｂが連成され、更に（ｃ）においては、延出部９３ｂの外周部に、外輪部材３の反対方向に向く円環部９３ｃが連成されている。これらの例は、シール部材５に対する上記水等の浸入がより効果的に阻止されるものであり、上記同様望ましく採用される。
【００２９】
尚、上記各実施形態では、自動車用タイヤホイールの懸架機構に適用した例について述べたが、その他のエンコーダを構成する為のト−ンホイール付軸受装置にも採用可能であることは言うまでもない。また、内側部材が回転側である場合について述べたが、外側部材（外輪側）が回転する場合にも本発明が適用され得ることは言うまでもない。更に、図例では、トーンホイール７をスリンガ５１に一体接着しているが、トーンホイール７を保護カバー９に接着し、スリンガ５１には面接触するよう配置することも可能である。加えて、軸受装置の構造やシール部材の構造は、図例のものに限定されず、本発明の必須の構成を備えたものであれば、本発明の対象となることは当然である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係るトーンホイール付軸受装置の構造によれば、トーンホイールに対する水や塵埃の付着或いは砂粒等の衝当を阻止し、トーンホイールの傷付きや劣化を抑えて、エンコーダ機能の永続的な維持を図ることができる。また、保護カバーは、シールリングに求められるような高度な寸法精度や組付精度が不要とされる。従って、保護カバーを設けることにより大幅にコストアップするような懸念もない。更に、保護カバーは、トーンホイールがシールリングを介して一体化される回転側部材の端面をも覆うから、回転により水等を振り切り、シールリングと回転側部材との嵌着部に水等の浸入するのを阻止する。これにより、シールリングの回転側部材に対する嵌着一体化が損なわれるようなことがなく、シールリングの本来のシール機能が長く維持される（請求項１）。
【００３１】
また、請求項２の発明のように、保護カバーによって固定側部材の端面をも覆うようにすれば、上記同様保護カバーの回転により水等が振り切られ、環状シール部材への水等の浸入が阻止され、更にシールリングと固定側部材との嵌着部においても水等の浸入が阻止されるから、シールリングの本来のシール機能がより長く維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトーンホイール付軸受装置の構造が採用された自動車のタイヤホイール懸架機構を示す断面図である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大図である。
【図３】他の実施形態の図２と同様図である。
【図４】更に他の実施形態の図２と同様図である。
【図５】保護カバーの別の実施形態を示す図３と同様図である。
【図６】同変形例であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）はその種々の態様を示すものである。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ  軸受装置
２      内側部材
３      外側部材
４      転動体
５      環状シール部材
５１    シールリング
５１ａ  円筒部
５１ｂ  鍔部
６      環状シール部材
７      トーンホイール
９      保護カバー
【図１】
2005024017.tif 000003
【図２】
2005024017.tif 000004
【図３】
2005024017.tif 000005
【図４】
2005024017.tif 000006
【図５】
2005024017.tif 000007
【図６】
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