JP2000346673A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する回転側軌道輪と、
前記回転側軌道輪と組合う固定側軌道輪と、
前記回転側軌道輪と前記固定側軌道輪との間に介装された転動体と、
前記回転側軌道輪に取付けられた複数着磁されてなる被検出体と、
前記被検出体の磁束変化を検出する検出器とを有してなる転がり軸受において、
前記被検出体がボンド磁石から構成されることを特徴とした転がり軸受。
【請求項２】
前記ボンド磁石は、ゴムマグネット又はプラスチックマグネットのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記ボンド磁石は、ネオジウム系ボンド磁石、フェライト系ボンド磁石、希土類コバルト系ボンド磁石のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記ボンド磁石は、周面が前記検出器と対向するように、前記回転側軌道輪の軸心周りに設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記ボンド磁石は、前記前記検出器と０．２〜０．７mmの隙間を有して対向していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記転動体は、冠型保持器で保持され、
前記ボンド磁石は、前記転動体を挟んだ前記冠型保持器の連続する側とは反対となる回転側軌道輪の端面側に設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記ボンド磁石は、円周状にＮ極とＳ極が交互に着磁、あるいはＮ極とＳ極と極無し又はＳ極とＮ極と極無しが交互に着磁されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記回転側軌道輪と前記固定側軌道輪との端面間には、両者間を覆うシール部材又はシールド部材が設けられ、
前記検出器は、前記シール部材又はシールド部材に設けられ、
前記被検出体は、前記シール部材又はシールド部材より軌道面側に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の転がり軸受。

【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した転がり軸受は、回転側軌道輪に取付けらた被検出体を、焼結磁石でなく、ボンド磁石から構成したことにより、通常の軸受寸法、シール構造を変更せずに、回転パルスを発生させる被検出体、検出器を組込んだ軸受を実現するようにした。

ボンド磁石を用いることにより、被検出体の断面占有面積は小さく、限られた軸受空間に被検出体を配置することができ、通常の軸受（センサー無しの軸受）と同じ程度にコンパクトとなる。しかも、ボンド磁石だと、センサー用磁石として要求される性能、さらには取付けの容易性、耐久性の大、量産性の大など多くの性能をもつので、小型でありながら、必要な性能は充分に確保される。さらに述べれば、センサー用磁石で最も重要とされる精度は、磁気特性のばらつきが小さく、磁力調整が容易であるという特徴により、充分に満足する。また取付性の点は、焼結磁石だと、脆いので回転側軌道輪への取付けは難しいが、ボンド磁石だと回転側軌道輪への取付けは容易である。しかも、焼結磁石だと、回転中に生じる温度上昇や遠心力で発生する引っ張り応力により割れやすいが、ボンド磁石は、比重が小さく遠心力による影響が少ない上、弾性があるので多少の歪みが生じても弾性限度内で吸収するので、取付後の破損の心配はない。さらに低コストでの量産が可能なので、センサー用磁石としては充分な性能がもたらせられる。

好ましくは、ボンド磁石には、ゴムマグネット、プラスチックマグネット等があり、ネオジウム系ボンド磁石、フェライト系ボンド磁石、希土類コバルト系ボンド磁石のいずれかがよい。ゴムマグネット、プラスチックマグネットは、従来の焼結磁石に比べ、
ａ．軽い。 ｂ．割れ・欠けが生じにくい。 ｃ．機械的二次加工が容易。

このため、被検出体は、焼結磁石に比べ、格段に小形化した部品となり、同部品を利用して軸受空間スペースが広げられる。
好ましくは、ボンド磁石は、同磁石の周面と検出器とが対向（周対向）するように設置するのが望ましい。ボンド磁石は、通常の焼結磁石より密度が小さいため、回転中の遠心力による膨張が小さく、焼結磁石のときのような膨張による検出器との間の距離が小さくなり過ぎたり、検出器と接触したりすることが未然に回避される。またこうしたことにより、ボンド磁石の周面と検出器とは安定して小隙間に保てるから、小隙間が要求されるような着磁ピッチの細かい被検出体でも回転パルスの検出が行なえる。ボンド磁石と検出器との隙間は、０．２〜０．７mmが望ましい。またボンド磁石は、転動体を挟んだ冠型保持器の連続する側とは反対となる回転側軌道輪の端面側に設けることが望ましく、このようにすると、被検出体が中側へ設置しやすくなる。

好ましくは、円周状にＮ極、Ｓ極、極なし又はＳ極、Ｎ極、極無しが交互に着磁されたボンド磁石を用いることにより、１つのセンサーだけで、回転方向の識別が行なえる。

好ましくは、着磁は、回転側軌道輪に着磁前の被検出体を回転側軌道輪に取り付けた後、被検出体の外周面に対して行なうことが望ましい。このように取付後、着磁を行なうようにすると、着磁装置の取り外しに伴う着磁性能の劣化が防止される。また球状の転動体を用いた転がり軸受では、ボンド磁石および検出器を含めた高さが、転動体中心からの距離より内側に配置されるように設定することが望ましい。このようにすると、転動体の中央の出っ張りを避けて、軸受の幅方向中央寄りの空間を利用して中側で検出器の設置が行なえるので、軸受幅が広くなることが防げる。

図１は、本発明を適用した転がり軸受、例えば深溝玉軸受を示している。図中１は内輪、２は同内輪１の外周側に配置された外輪、３は両輪間を覆うシール部材、例えば薄板で環状に形成された一対のシール板である。そして、内輪１の外周面に形成された環状の凹面よりなる軌道面１ａと、これに向き合うよう外輪２の内周面に形成された環状の凹面よりなる軌道面２ａとの間には、保持器、例えば冠型保持器４で環状に配置された複数の転動体、例えば複数の球５が転動自在に介装してある。また外輪２の肩部内側には、周方向に沿って環状の凹溝６（係合溝）が形成されている。この凹溝６は、シール板３の組付性を考慮して、開口が外側に向くように形成されている。そして。この外向きの凹溝６とシール板３の外周端部とが係合して、軸受両側にそれぞれシール板３を取り付けている。具体的には、シール板３は、断面がＬ字状に形成されていて、短辺部には係止部、例えば爪部６ａが形成してある。またこの爪部６ａの中心から外側の長辺部で、両輪間を覆う支柱部６ｂを形成している。そして、このシール板３を直径方向に弾性変形させて爪部６ａを凹溝６に係合させることによって、支柱部６ｂを内外輪間の開口を遮る位置で固定させている。これにより、内外輪両側にシール板３が取り付けてある。この取付けにより、シール板３の内周側の端部は、内輪１の肩部と対向するように配置される。そして、この対向面間が、シール構造でシールされ、軸受の内部空間をシールしている。本実施形態では、シール構造として、例えば内輪１の肩部に周方向に沿って凹溝８ａを形成し、同凹溝８ａ内に支柱部６ｂの先端に形成してある環状のシール突起８ｂを挿入配置させてなるラビリンスシール８（非接触式のシール）を用いている。

この構造から、例えば内径φ２５ｍｍ、外径φ５２ｍｍ、幅１５ｍｍといった寸法をもつ、内輪２を回転側軌道輪とし、外輪３を固定側軌道輪とした深溝玉軸受を構成している。

このうちセンサー用磁石１０には、図２にも示されるように例えば円環状に成形され、外周面にＮ極とＳ極とが交互に着磁されたボンド磁石、例えばＮｄ（ネオジウム）系ボンド磁石が用いられている。

またシール板３に、ボンド磁石と周面対向するホール素子１１を組み付けたことにより、シール板３の取付け時に作用するモーメントの影響が回避される。
すなわち、シール板３を取付ける外輪２の凹溝６は、組付性を考慮して、外向きに形成してあることが多い。このとき、シール板３の組み付けは、直径方向に弾性変形させながら爪部６ａを凹溝６に係合させることにより行なわれるが、シール板３の支柱部６ｂは爪部６ａの中心から外側（軸方向）にあるので、組み付け時に発生するシール板３の反力を受けて、モーメント作用により図１中の矢印で示されるように支柱部６ｂ全体が爪部６を支点として外側へ開く方向に変位する。このとき、従来に見られるような被検出体と検出器とを軸受の軸心方向に対向させて組み付ける、いわゆる平面対向の組み合せだと、支柱部６ｂの変位で、被検出体と検出器との距離が大きくなり、信号の検出エラーが発生しやすくなるが、軸受の直径方向でボンド磁石（被検出体）とホール素子１１（検出器）を対向させる構造（周面対向）だと、逆に支柱部５の変位で、ボンド磁石とホール素子の距離が小さくなるので、シール板３の変位を要因とした信号の検出エラーが発生せずにすむようになる。なお、このシール板３が変位して隙間が小さくなっても良好なシール効果が保てるよう、本実施形態ではラビリンスシール８を採用してある。