JP2017129430A - エンコーダ付スリンガ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダの損傷を防止して、回転速度検出の信頼性を高めたエンコーダ付スリンガを提供する。【解決手段】非磁性金属板製であるスリンガ２３ａを構成するスリンガ円輪部２５ａの軸方向内側面に、磁性金属板製のバックヨーク３０を覆う状態で、エンコーダ２６ａを加硫接着成形する。スリンガ２３ａの外径部に一体に設けられた複数の舌片部３３を内径側に折り曲げて、円周方向に亙って隙間無く配置する事により、エンコーダ２６ａの軸方向内側面に密着した状態で保護カバー３２を形成している。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する為のハブユニット軸受に装着され、車輪の回転速度を検出する為のエンコーダを備えた、エンコーダ付スリンガに関する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するハブユニット軸受として、特許文献１には、図６に示す様な構造が記載されている。ハブユニット軸受１は、静止側軌道輪である外輪２と回転側軌道輪であるハブ３とを互いに同心に配置している。そして、外輪２の内周面に設けた複列の外輪軌道４と、ハブ３の外周面に設けた複列の内輪軌道５との間に、転動体である玉６を、各列に複数個ずつ転動自在に配置している。外輪２の外周面には、ハブユニット軸受１を懸架装置のナックル（不図示）に支持固定する為の固定フランジ１１が設けられており、ハブ３の外周面には、車輪（不図示）を支持固定する為の回転フランジ７を設けている。本構成により、懸架装置に支持固定される外輪２の内径側に、車輪を固定したハブ３を回転自在に支持している。

外輪２の内周面とハブ３の外周面との間で、玉６を設置してグリースが封入された内部空間８は、軸方向外端開口をシールリング９により、軸方向内端開口をエンコーダ付組み合わせシールリング１０により、それぞれ全周に亙り塞がれている。尚、軸方向に関して「外」とは、車両に組み付け状態で車体の幅方向外側となる側を言い、各図の左側となる。反対に、車体の幅方向中央側となる、各図の右側を、軸方向に関して「内」と言う。

図７（特許文献１）に示すエンコーダ付組み合わせシールリング１０は、シールリング１４とエンコーダ付スリンガ１５とを組み合わせて成る。シールリング１４は、金属板製のシール芯金１６とシール部材１９とを備えている。シール芯金１６は、金属板を曲げ成形する事により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成したもので、シール円筒部１７と、シール円筒部１７の軸方向外端縁から径方向内側に折れ曲がったシール円輪部１８とから成る。シール部材１９は、３本のシールリップ（サイドリップ２０、メインリップ２１、グリースリップ２２）を備えている。この様なシールリング１４は、シール円筒部１７を外輪２の軸方向内端部の内周面に締り嵌めで内嵌固定されている。

エンコーダ付スリンガ１５は、スリンガ２３とエンコーダ２６と保護板２７とを備えている。スリンガ２３は、磁性金属板を曲げ成形する事により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成したもので、スリンガ円筒部２４と、スリンガ円筒部２４の軸方向内端縁から径方向外側に折れ曲がったスリンガ円輪部２５とから成る。エンコーダ２６は、フェライト等の磁性材を含有したゴム製の永久磁石であり、円周方向に交互に磁極が形成された状態で、スリンガ円輪部２５の軸方向内側面に取り付けられている。エンコーダ２６の被検出面である軸方向内側面は、非磁性体製の保護板２７で被覆されている。この様なエンコーダ付スリンガ１５は、スリンガ円筒部２４をハブ３の軸方向内端部の外周面に締り嵌めで外嵌固定されている。エンコーダ２６の被検出面には、保護板２７を介して速度センサ（不図示）の検出部を近接対向させて、ハブ３に結合固定した車輪の回転速度を検出自在としている。

シールリング１４とエンコーダ付スリンガ１５とを組み合わせた状態で、シールリング１４を構成するサイドリップ２０の先端縁を、スリンガ円輪部２５の軸方向外側面に、全周に亙り摺接させている。更に、メインリップ２１，グリースリップ２２の先端縁を、スリンガ円筒部２４の外周面に、それぞれ全周に亙り摺接、或いは近接対向させている。

ところで、エンコーダ付組み合わせシールリング１０を構成するゴム磁石製のエンコーダ２６は、フェライト等の磁性材を９０質量％程度含んでおり、ゴムの成分は残り１０質量％程度である為、シールリップを構成するゴム等に比べると脆い。従って、外部空間（泥水、粉塵等の異物が存在する周囲環境）に露出しているエンコーダ２６は、相対回転する速度センサとの間に異物等を噛み込んだ場合、損傷しやすい。エンコーダ２６が摩耗した場合には、エンコーダ２６の被検出面から出入りして速度センサの検出部を通過する磁束が低減し、速度センサによる回転速度検出の精度が低下する可能性がある。
図７に示した特許文献１の場合には、非磁性板製の保護板２７により、エンコーダ２６を覆って、外部空間に存在する異物がエンコーダ２６に付着する事を防止している。

しかしながら、保護板２７を介した状態でエンコーダ２６の着磁を行うと、エンコーダ２６と着磁型との距離が大きい為、磁極の周方向の交番の均一さが低下して、磁気信号の精度が低下する。また、車輪と伴に回転するゴム磁石製のエンコーダ２６に対して、別体の保護板２７を、着磁後に接着や加締め等にて確実に固定する事は困難であった。遠心力や車輪からの振動により、保護板２７が、エンコーダ２６に対して相対回転（クリープ）したり、脱落した場合には、回転速度検出の信頼性が低下する可能性がある。

特開２００２−３３３０３３号公報

本発明は、エンコーダの損傷を防止して、回転速度検出の信頼性を高めたエンコーダ付スリンガを提供する事を課題とする。

上記課題を解決する為に、本発明のエンコーダ付スリンガは、全体が円環状で円輪部を有する非磁性金属板製のスリンガと、磁性金属板製のバックヨークと、前記円輪部の側面に支持固定された永久磁石製のエンコーダと、を備えている。

特に、本発明のエンコーダ付スリンガは、前記エンコーダの側面全体を覆う非磁性金属板製の保護カバーを備えており、前記保護カバーは、前記スリンガと一体の部材である。
本発明のエンコーダ付スリンガを製造する場合は、前記スリンガを、断面クランク状で、外径側の全周に亙って複数の台形状の舌片部を有する形状に成形して、前記エンコーダを、前記バックヨークと共に前記円輪部の側面に加硫接着成形して、前記エンコーダを着磁した後、前記舌片部を内径側に折り曲げて、隣接する前記舌片部の斜辺同士を接触させて前記保護カバーを形成する。
更に、前記舌片部を１８０度折り曲げて鍔部を形成した後、前記鍔部を外部空間側へ倒して、前記エンコーダと前記保護カバーとを密着させている。

上述の様に構成する本発明のエンコーダ付スリンガによれば、エンコーダの損傷を防止して、回転速度検出の信頼性を高めたる事ができる。
即ち、保護カバーは、非磁性金属板製であるスリンガの一部を折り曲げて形成することにより、スリンガと一体的に構成されているので、振動や遠心力により、保護カバーがクリープしたり脱落する事はない。この結果、本発明のエンコーダ付スリンガを装着したハブユニット軸受は、長期間に亙り良好な回転検出機能を維持できる。

第１実施形態を示す、エンコーダ付組み合わせシールリングの断面図。 図１に示したエンコーダ付スリンガの製造方法の説明図で、（Ａ）舌片部を折り曲げる前、（Ｂ）舌片部を折り曲げて保護カバーを形成した状態。 第２実施形態を示す、エンコーダ付組み合わせシールリングの断面図。 第３実施形態を示す、エンコーダ付組み合わせシールリングの断面図。 図４に示したエンコーダ付スリンガの製造方法の説明図で、（Ａ）舌片部を折り曲げる前、（Ｂ）舌片部を折り曲げて保護カバーを形成した状態。 従来構造の１例を示す、ハブユニット軸受の断面図。 図６に示したエンコーダ付組み合わせシールリングの断面図。

［第１実施形態］
図１，２は、本発明の第１実施形態を示している。本実施形態を含めて、本発明のエンコーダ付組み合わせシールリング１０ａを構成するエンコーダ付スリンガ１５ａの特徴は、保護カバー３２をスリンガ２３ａと一体的に形成する事により、エンコーダ２６ａの耐久性を長期間に亙って良好に保ち、回転速度検出の信頼性を向上する構造にある。その他の部分の構成及び作用に就いては、前述の図６，７に示した従来構造の組み合わせシールリング１０及びハブユニット軸受１と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本実施形態のエンコーダ付組み合わせシールリング１０ａは、シールリング１４とエンコーダ付スリンガ１５ａとを組み合わせて、断面矩形で全体を円環状に構成している。シールリング１４は、シール芯金１６とシール部材１９とを備えている。シール芯金１６は、軟鋼板等の金属板を折り曲げる事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成しており、円筒形状であるシール円筒部１７と、シール円筒部１７の軸方向外端から径方向内側に延びるシール円輪部１８とから成る。シール材１９は、ゴムの如き弾性材製で、シール芯金１６に対して全周に亙って加硫接着成形されており、シール円輪部１８の軸方向内側面にサイドリップ２０に基部を有し、シール円輪部１８の内周縁にメインリップ２１とグリースリップ２２の基部を有している。シール円筒部１７の内径側はシール部材１９により全周が覆われており、この部分のシール部材１９の内周面は、軸方向内側に向かうに従い径方向外側に傾斜した、部分円錐面状に形成されている。

エンコーダ付スリンガ１５ａは、断面略Ｌ字形で全体を円環状に形成しており、スリンガ２３ａとエンコーダ２６ａとバックヨーク３０とを備えている。スリンガ２３ａは、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性金属板を折り曲げる事により形成されており、円筒形状であるスリンガ円筒部２４ａと、スリンガ円筒部２４ａの軸方向内端から径方向外側に延びる円輪形状のスリンガ円輪部２５ａと、スリンガ円輪部２５ａの径方向外端に形成された円筒形状の折り返し部３１と、折り返し部３１の軸方向内端から径方向内側に延びる円輪形状の保護カバー３２とから成る。磁性金属板製で円輪形状のバックヨーク３０は、スリンガ円輪部２５ａの軸方向内側面に密着した状態で固定されている。エンコーダ２６ａは、バックヨーク３０の軸方向内側と径方向両端部とを密着して覆う状態で、スリンガ円輪部２５ａの軸方向内側面に加硫接着成形されている。このエンコーダ２６ａは、ゴム磁石製又はプラスチック磁石製の永久磁石で、円輪形状に形成されており、円周方向に関してＮ極とＳ極とを交互、且つ等間隔に配置している。

保護カバー３２は、後述する複数の舌片部３３を円周方向に亙って隙間無く配置する事により、全体を円輪状に形成しており、エンコーダ２６ａの軸方向内側面（外部空間側の被検出面）に密着した状態で設けられている。
エンコーダ２６ａを、磁束密度を高める為のバックヨーク３０と共にスリンガ円輪部２５ａの軸方向内側面に固定した状態で、エンコーダ２６ａの外部空間側の側面全体を保護カバー３２で覆う事により、エンコーダ２６ａが外部空間に存在する異物により損傷を受けるのを防止している。

エンコーダ付スリンガ１５ａを製造する方法について説明する。本実施形態のスリンガ２３ａは、図２（Ａ）に示す様に、断面がクランク形状で、外径側に台形である複数の舌片部３３を設けた形状にプレス成形される。即ち、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレスの鋼板から円輪状のブランクを打ち抜き、台形である舌片部３３の底辺になる部分の近傍に、コイニングで薄肉化加工を施して薄肉部３５を形成する。その後、断面がクランク形状になる様にバーリング加工を施し、最後に径方向からパンチを入れて、外径側に複数の舌片部３３を打ち抜く事で、図２（Ａ）に示す様なスリンガ２３ａを得る。

次に、クランク形状であるスリンガ２３ａを構成するスリンガ円輪部２５ａの軸方向内側面に、鋼板等の磁性体から成る円環状のバックヨーク３０を設置する。バックヨーク３０は、外径寸法がスリンガ円輪部２５ａの外径側のＲ止まり径よりも小径で、且つ内径寸法がスリンガ円輪部２５ａの内径側のＲ止まり径よりも大径である。この状態で、加硫成形型でバックヨーク３０をガイドしつつ、スリンガ円輪部２５ａの軸方向内側面で、スリンガ円輪部２５ａの各Ｒ止まり部とバックヨーク３０の外内径部の間部分に、加硫成形型を強く押し付けてフラッシングを防止しながら、エンコーダ２６ａを加硫接着成形する。尚、エンコーダ２６ａの加硫接着成形は、スリンガ円輪部２５ａを水平方向に配置した状態（図２（Ａ）を反時計周りに９０度回転した状態）で行う。
その後、着磁型をエンコーダ２６ａに近接または密着させて、エンコーダ２６ａを着磁する。

着磁完了後、スリンガ２３ａの外径側に形成された各舌片部３３を、薄肉部３５を基点として内径側に折り曲げる。この時、各舌片部３３は、隣接する舌片部３３の両側の斜辺部３４同士が、全長に亙って接触する様に折り曲げられ、図２（Ｂ）に示す様に、全体が円輪形状である保護カバー３２を形成する。保護カバー３２は、エンコーダ２６ａの軸方向内側面に密着して、その全面を隙間無く覆っている。舌片部３３は、薄肉化された薄肉部３５を直角に折り曲げているので、スプリングバックの影響を抑制して、舌片部３３の軸方向外側面を隙間無くエンコーダ３３に密着させている。

上述した様なシールリング１４とエンコーダ付スリンガ１５ａとを組み合わせた状態では、シールリング１４を構成するサイドリップ２０の先端部が、スリンガ円輪部２５ａの軸方向外側面に、全周に亙って摺接すると共に、メインリップ２１及びグリースリップ２２の各先端部が、スリンガ円筒部２４ａの外周面に、それぞれ全周に亙って摺接、或いは近接対向している。
更に、非磁性体である保護カバー３２の軸方向内側に、速度センサ（不図示）を近接対向させる事により、ハブ３に固定される車輪の回転速度を検出可能としている。

組み合わせシールリング１０ａは、前述した図６に示したハブユニット軸受１の開口部を塞ぐ密封装置として、内部空間８の軸方向内端部開口に装着される。具体的には、外輪２の軸方向内端部の内周面にシールリング１４を構成するシール円筒部１７を内嵌固定し、ハブ３の軸方向内端部の外周面にエンコーダ付スリンガ１５ａを構成するスリンガ円筒部２４ａを外嵌固定している。これにより、内部空間８の軸方向内端開口部から、泥水等の異物が内部空間８の内部にまで侵入する事を防止している。

上述の様に構成する、本実施形態のエンコーダ付スリンガ１５ａ、及びエンコーダ付スリンガ１５ａを組み込んだ組み合わせシールリング１０ａによれば、エンコーダの損傷を防止して、回転速度検出の信頼性を高める事ができる。
即ち、エンコーダ２６ａの軸方向内側面は、保護カバー３２により外部空間と遮断されており、泥水、塵芥等の摩耗の原因となる異物がエンコーダ２６ａに付着する事はなく、エンコーダ２６ａの損傷防止を図れる。従って、エンコーダ２６ａの性能（磁束密度）を長期に亙り安定して維持できるので、回転速度検出の信頼性を高める事ができる。
保護カバー３２は、スリンガ２３ａの一部を折り曲げる事により形成された、スリンガ２３ａと一体の部材であり、振動等によりエンコーダ付スリンガ１５ａから脱落する事はない。更に、エンコーダ２６ａは、スリンガ円輪部２５ａに加硫接着成形されており、スリンガ２３ａに強固に固定されている為、保護カバー３２がクリープを起こす事はない。
又、前述の図７に示した従来構造の保護板２７の様な、エンコーダ２６に嵌合する別部材を不要にしているので、部品点数削減による低コスト化を図っている。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態のエンコーダ付スリンガ１５ｂの場合、スリンガ２３ｂを構成するスリンガ円輪部２５ｂのスリンガ円筒部２４ｂ側（径方向内側）部分に、軸方向内側に膨出する膨出部３６を全周に亙り設けている。断面が円弧形状である膨出部３６の軸方向内端部は、軸方向に関して保護カバー３２の軸方向内端面と、同一、或いは僅かに軸方向内側に位置している。この様なエンコーダ付組み合わせシールリング１０ｂは、平坦な圧入面を有する圧入治具により、シール円筒部１７の軸方向内端面と膨出部３６の軸方向内側部とを同時に押圧する事により、ハブユニット軸受（内部空間８）の軸方向内端開口部に圧入される。

本構成により、シールリング１４とエンコーダ付スリンガ１５ｂとの軸方向相対位置（サイドリップ２０の締め代）を精度良く設定可能としながら、エンコーダ付組み合わせシールリング１０ｂの、ハブユニット軸受への組み込みを容易にしている。
又、膨出部３６の断面を円弧形状に形成して、円輪形状であるスリンガ円輪部２５ｂによる径方向への剛性の影響を低減しているので、円筒形状であるスリンガ円筒部２４ｂの、ハブ３の外周面に対する接触面圧を、軸方向に亙って均一化している。その他の構成及び作用効果については、前述した第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図４，５は、本発明の第３実施形態を示している。本実施形態のエンコーダ付組み合わせシールリング１０ｃを構成するエンコーダ付スリンガ１５ｃの場合、スリンガ円輪部２５ｃの径方向外側部分に、断面がＬ字状の延設部３７を設けている。延設部３７の軸方向幅寸法は、エンコーダ２６ａの軸方向幅寸法と同一であり、延設部３７の径方向外端部に設けられた複数の舌片部３３を内径側に折り返す（１８０度曲げる）事により、保護カバー３２を形成している。延設部３７の円輪形状部分の軸方向内側面と、折り返された舌片部３３の径方向外側の軸方向外側面とは、薄肉部３５を除いた部分が密着しており、折り返し部３１ａは、鍔形状に形成されている。そして、折り返し部３１ａを、図５（Ｂ）の矢印Ａの方向に向けて僅かに倒し（或はひねる）ている。

プレス加工により舌片部３３を内径側に折り曲げた場合、スプリングバックの影響が不可避であるが、本実施形態の場合には、鍔形状である折り返し部３１ａを矢印Ａの方向に倒す（或はひねる）事で、エンコーダ２６ａと保護カバー３２の間に隙間が発生する事を有効に回避できる。その他の構成及び作用効果については、前述した第１実施形態と同様である。

本発明のエンコーダ付スリンガは、自動車の車輪を懸架装置に対して支持する為のハブユニット軸受に装着され、車輪の回転速度を検出するのに好適に使用できる。又、シールリングと組み合わせてエンコーダ付組み合わせシールリングを構成し、ハブユニット軸受の内部空間の端部開口を塞ぐ密封装置として実施する事が、その作用・効果を十分に得る面から好ましい。

１ ハブユニット軸受
２ 外輪
３ ハブ
４ 外輪軌道
５ 内輪軌道
６ 玉
７ 回転フランジ
８ 内部空間
９ シールリング
１０、１０ａ、１０ｂ，１０ｃ エンコーダ付組み合わせシールリング
１１ 固定フランジ
１４ シールリング
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ エンコーダ付スリンガ
１６ シール芯金
１７ シール円筒部
１８ シール円輪部
１９ シール部材
２０ サイドリップ
２１ メインリップ
２２ グリースリップ
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ スリンガ
２４，２４ａ，２４ｂ スリンガ円筒部
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ スリンガ円輪部
２６，２６ａ エンコーダ
２７ 保護板
３０ バックヨーク
３１，３１ａ 折り返し部
３２ 保護カバー
３３ 舌片部
３４ 斜辺部
３５ 薄肉部
３６ 膨出部
３７ 延設部

Claims (3)

1. 全体が円環状で円輪部を有する非磁性金属板製のスリンガと、磁性金属板製のバックヨークと、前記円輪部の側面に支持固定された永久磁石製のエンコーダと、を備えたエンコーダ付スリンガであって、
   前記エンコーダの側面全体を覆う非磁性金属板製の保護カバーを備えており、前記保護カバーは、前記スリンガと一体の部材である事を特徴とするエンコーダ付スリンガ。
2. 前記スリンガを、断面クランク状で、外径側の全周に亙って複数の台形状の舌片部を有する形状に成形して、
   前記エンコーダを、前記バックヨークと共に前記円輪部の側面に加硫接着成形して、前記エンコーダを着磁した後、
   前記舌片部を内径側に折り曲げて、隣接する前記舌片部の斜辺同士を接触させて前記保護カバーを形成する事を特徴とする請求項１に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法。
3. 前記舌片部を１８０度折り曲げて鍔部を形成した後、前記鍔部を外部空間側へ倒して、前記エンコーダと前記保護カバーとを密着させている請求項２に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法。

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