JP2005214874A - Encoder, and rolling bearing equipped with encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転数を検出するために用いられるエンコーダ及び当該エンコーダを備えた転がり軸受に関する。 The present invention relates to an encoder used for detecting the rotational speed of a rotating body and a rolling bearing provided with the encoder.
従来、自動車のスキッド(車輪が略停止状態で滑る現象)を防止するためのアンチスキッド、または有効に駆動力を路面に伝えるためのトラクションコントロール(発進や加速時に生じやすい駆動輪の不要な空転の制御)などに用いられる車輪回転数検出装置としては、N極とS極とを円周方向に交互に着磁された円環状のエンコーダと、該エンコーダの近傍における磁場の変化を検出するセンサとを有し、車輪を支持する軸受を密封するための密封装置に前記エンコーダを併設して配置することにより車輪の回転と共に前記エンコーダを回転せしめ、車輪の回転に同期した磁場の変化を前記センサにより検出するものが知られている。(例えば、特許文献1参照)
特許文献1に開示されている車輪回転数検出装置は、図8に示すように、外輪1aに取り付けられたシール部材2と、内輪1bに嵌合されたスリンガ3と、スリンガ3の外面に取り付けられて内輪1bと共に回転するエンコーダ4と、エンコーダ4に近接して配置されたセンサ5とから構成されており、シール部材2とスリンガ3とにより、埃等の異物が軸受内部に進入することを防止し、軸受内部に充填された潤滑剤が軸受外部に漏洩することを防止している。そして、エンコーダ4は接着剤を塗布されたスリンガ3の前記外面に圧着して接合されている。エンコーダ4は、内輪1bが1回転する間に、極数に対応した数の磁気パルスを発生させ、この磁気パルスをセンサ5により検出することで内輪1bの回転数を検出している。一般に、エンコーダ4には磁性粉としてフェライトを含有したゴム磁石が用いられており、磁石材料をロールで圧延することによりフェライトを機械的に配向させている。
As shown in FIG. 8, the wheel rotation speed detection device disclosed in Patent Document 1 is attached to the
しかし、効率良くアンチスキッド、及びトラクションコントロールを行うためには、車輪の回転数を高精度に検出する必要があり、上記の車輪回転数検出装置においては、エンコーダをさらに多極に着磁して磁気パルスの間隔を密にすることにより実現される。しかし、一極当たりの磁束が減少して磁気パルスも微弱となるためエンコーダとセンサとの隙間(エアギャップ)を小さくする必要があり、両者の組み付けが困難となる虞があった。また、エンコーダの磁束密度等の磁気特性を向上させることにより、一極当たりの磁束の減少を防止することができるが、ゴム磁石においては、混入できる磁性粉がストロンチウムフェライトやバリウムフェライト等のフェライトに限定されると共に、フェライトを機械的に配向させるだけでは磁気特性を向上させることが困難であった。 However, in order to efficiently perform anti-skid and traction control, it is necessary to detect the rotational speed of the wheel with high accuracy. In the above-mentioned wheel rotational speed detection device, the encoder is further magnetized in multiple poles. This is realized by reducing the interval between magnetic pulses. However, since the magnetic flux per pole decreases and the magnetic pulse becomes weak, it is necessary to reduce the gap (air gap) between the encoder and the sensor, which may make it difficult to assemble the two. In addition, the magnetic properties such as the magnetic flux density of the encoder can be improved to prevent a decrease in magnetic flux per pole. However, in rubber magnets, magnetic powder that can be mixed into ferrite such as strontium ferrite and barium ferrite. In addition, it is difficult to improve the magnetic properties only by mechanically orienting the ferrite.
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、磁気特性を向上させることによりセンサとの組み付けを容易にすると共に、回転体の回転数を高精度に検出することができるエンコーダ及び当該エンコーダを備えた転がり軸受を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an encoder capable of facilitating assembly with a sensor by improving magnetic characteristics and detecting the number of rotations of a rotating body with high accuracy, and the encoder. It aims at providing the rolling bearing provided with.
前述した目的を達成するために、本発明に係るエンコーダは、下記の(1)〜(2)を特徴としている。 In order to achieve the above-described object, an encoder according to the present invention is characterized by the following (1) to (2).
(1) エンコーダであって、
磁性粉と、該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂と、を含有する磁石材料を円環状に形成したものであり、
円周方向に多極に着磁された着磁部を有し、
内周部からディスクゲート方式で射出成形されたものであること。
(2) 上記(1)に記載のエンコーダであって、
前記磁性粉を60〜80体積%含有していること。
(1) An encoder,
A magnet material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of the magnetic powder is formed in an annular shape,
Having a magnetized portion magnetized in multiple poles in the circumferential direction;
It must be injection-molded from the inner periphery using the disk gate method.
(2) The encoder according to (1) above,
60-80 volume% of said magnetic powder is contained.
また、本発明に係る転がり軸受は、下記の(3)を特徴としている。 The rolling bearing according to the present invention is characterized by the following (3).
(3) 上記(1)または(2)に記載のエンコーダを備える転がり軸受であって、
固定輪と、回転輪と、前記固定輪及び前記回転輪の間に形成される環状隙間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、前記回転輪に固定される磁性材料製のスリンガと、をさらに有し、
前記エンコーダが、前記スリンガに接合されていること。
(3) A rolling bearing comprising the encoder according to (1) or (2) above,
A fixed wheel, a rotating wheel, a plurality of rolling elements disposed in a circumferential direction by an annular gap formed between the fixed wheel and the rotating wheel, and a magnetic material fixed to the rotating wheel A slinger made of
The encoder is joined to the slinger.
本発明に係るエンコーダによれば、磁性粉と該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂とを含有する磁石材料を円環状に形成したものであり、内周部からディスクゲート方式で射出成形したものであるので、磁石材料は放射円状に射出成形され、エンコーダに含有される磁性粉の配向度が高く、磁気特性に優れる。ディスクゲート方式の射出成形では、エンコーダの形状に対応する金型の円環状空間の内周部に全周に亙って設けられた射出口(ゲート)から溶融した磁石材料を高圧で射出される。これにより、溶融した磁石材料が放射円状に均一に前記円環状空間に充填されると共に、磁石材料中の磁性粉がエンコーダの厚さ方向に配向される。更にウェルド部を生じないので、磁気特性に優れ、機械的強度の高いエンコーダの成形が可能である。また、射出成形時に、前記厚さ方向に磁場をかけるようにする(即ち、磁場配向する)と、磁性粉の配向度をより高めることができる。尚、ディスクゲート方式以外(例えば、ピンゲート方式等)のゲート方式による射出成形は、磁場配向を併せて行ったとしても、溶融した磁石材料同士が衝突して発生するウェルド部を完全に配向させることは困難であり、さらに、長期間の使用によりウェルド部に亀裂等が生じる虞があるため、好ましくない。 According to the encoder of the present invention, a magnet material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of the magnetic powder is formed in an annular shape, and is injection-molded by a disk gate method from the inner periphery. Therefore, the magnet material is injection-molded in a radial shape, the degree of orientation of the magnetic powder contained in the encoder is high, and the magnetic properties are excellent. In the disk gate type injection molding, molten magnet material is injected at a high pressure from an injection port (gate) provided over the entire circumference in the inner circumferential portion of the annular space of the mold corresponding to the shape of the encoder. . Thereby, the molten magnet material is uniformly filled in the annular space in a radial shape, and the magnetic powder in the magnet material is oriented in the thickness direction of the encoder. Furthermore, since no weld is formed, an encoder having excellent magnetic properties and high mechanical strength can be formed. In addition, when a magnetic field is applied in the thickness direction during injection molding (that is, magnetic field orientation), the degree of orientation of the magnetic powder can be further increased. In addition, injection molding by a gate system other than the disk gate system (for example, a pin gate system, etc.) completely aligns the weld portion generated by collision of molten magnet materials even if magnetic field alignment is performed. In addition, it is not preferable because there is a possibility that a crack or the like may occur in the welded portion due to long-term use.
さらに、磁性粉にはストロンチウムフェライトやバリウムフェライト等のフェライトの他、ネオジウム―鉄―ボロン、サマリウム―コバルト、サマリウム―鉄等の磁気特性に優れる希土類磁性粉を用いることができ、また、フェライトの磁気特性を向上させるためにランタン等の希土類元素を混入させたものを用いることもできるので、エンコーダの磁気特性をさらに向上させることができる。尚、磁性粉に希土類系の磁性粉を使用した場合、フェライト系に比べて耐酸化性が低いので、長期間に渡り安定した磁気特性を維持するために、電気ニッケルメッキ、無電解ニッケルメッキ、エポキシ樹脂塗膜、シリコン樹脂塗膜、またはフッ素樹脂塗膜等の表面処理層をエンコーダ表面に設けてもよい。 Furthermore, in addition to ferrites such as strontium ferrite and barium ferrite, rare earth magnetic powders with excellent magnetic properties such as neodymium-iron-boron, samarium-cobalt, and samarium-iron can be used as the magnetic powder. Since it is possible to use a material mixed with rare earth elements such as lanthanum in order to improve the characteristics, the magnetic characteristics of the encoder can be further improved. In addition, when rare earth magnetic powder is used for the magnetic powder, the oxidation resistance is lower than that of ferrite, so in order to maintain stable magnetic properties over a long period of time, electric nickel plating, electroless nickel plating, A surface treatment layer such as an epoxy resin coating, a silicon resin coating, or a fluororesin coating may be provided on the encoder surface.
また、バインダには、射出成形を可能とする熱可塑性樹脂を用いており、具体的には、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド612、ポリアミド11、またはポリフェニレンサルファイド(PPS)等を用いることができる。尚、融雪剤として使用される塩化カルシウムと水とが一緒にエンコーダにかかる虞があるので、吸水性に乏しいポリアミド12、ポリアミド612、ポリアミド11、またはポリフェニレンサルファイドが好ましい。
In addition, a thermoplastic resin that enables injection molding is used as the binder, and specifically, polyamide 6,
また、エンコーダの磁性粉の含有量を60〜80体積%とすることが好ましい。磁性粉の含有量が60体積%未満の場合には、磁気特性が劣ると共に狭ピッチで多極に着磁させることが困難になるためであり、一方、磁性粉の含有量が80体積%を越える場合には、バインダ量が不足してエンコーダ全体の機械的強度が低下すると共に成形が困難になるためである。尚、円周方向に着磁される着磁部の極数は、70〜130極程度、好ましくは90〜120極である。なぜなら、極数が70極未満の場合には、極数が少なすぎて回転体の回転数を精度良く検出することが困難となり、一方、極数が130極を越える場合には、ピッチが小さくなり過ぎて、単一ピッチ誤差を抑制することが困難となり実用性が低いためである。そして、エンコーダの磁気特性としては、最大エネルギー積(BHmax)で1.3〜15MGOe、より好ましくは1.8〜12MGOeの範囲が達成される。最大エネルギー積が1.3MGOe未満の場合は、磁気特性が低すぎるためにセンサをエンコーダにかなり接近させて配置する必要があり、従来のフェライトを含有するゴム磁石と大差がなく、性能向上が望めない。また、最大エネルギー積が15MGOeを越える場合は、過剰な磁気特性を有すると共に安価なフェライトを主成分とした組成では達成不能で、ネオジウム―鉄―ボロン等の高価な希土類磁性粉を多量に配合する必要があり、且つ成形性も悪く実用性が低い。 Moreover, it is preferable that content of the magnetic powder of an encoder shall be 60-80 volume%. This is because when the magnetic powder content is less than 60% by volume, the magnetic properties are inferior and it is difficult to magnetize multiple poles at a narrow pitch, while the magnetic powder content is 80% by volume. If it exceeds, the binder amount is insufficient, the mechanical strength of the entire encoder is lowered, and molding becomes difficult. Note that the number of poles of the magnetized portion magnetized in the circumferential direction is about 70 to 130, preferably 90 to 120. This is because if the number of poles is less than 70, the number of poles is too small to accurately detect the number of rotations of the rotating body, while if the number of poles exceeds 130, the pitch is small. This is because it becomes too difficult to suppress the single pitch error and the practicality is low. As the magnetic characteristics of the encoder, a maximum energy product (BHmax) of 1.3 to 15 MGOe, more preferably 1.8 to 12 MGOe is achieved. If the maximum energy product is less than 1.3 MGOe, the magnetic properties are too low, so the sensor must be placed very close to the encoder, which is not much different from the conventional rubber magnets containing ferrite and can be expected to improve performance. Absent. In addition, when the maximum energy product exceeds 15 MGOe, it is not possible to achieve with a composition having an excessive magnetic property and an inexpensive ferrite as a main component, and a large amount of expensive rare earth magnetic powder such as neodymium-iron-boron is blended. It is necessary and has poor moldability and low practicality.
また、本発明に係る転がり軸受によれば、エンコーダを磁性材料製のスリンガに接合して回転輪と共に回転させるようにしたので、エンコーダの磁気特性を低下させることがない。磁性材料としては、耐食性を有するフェライト系ステンレス(SUS430等)やマルテンサイト系ステンレス(SUS410等)などを好適に用いることができる。 Further, according to the rolling bearing according to the present invention, the encoder is joined to the slinger made of a magnetic material and rotated together with the rotating wheel, so that the magnetic characteristics of the encoder are not deteriorated. As a magnetic material, ferrite stainless steel (SUS430 etc.), martensitic stainless steel (SUS410 etc.) etc. which have corrosion resistance can be used conveniently.
尚、磁製粉のバインダにポリアミド6やポリアミド12等のポリアミド樹脂を用いた場合に、スリンガとエンコーダとの接合面にγ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤を塗布した後に高周波加熱を行うことにより、シランカップリング剤に含有されるメトキシ基の加水分解によって生成されるシラノール基(Si−OH)がスリンガ表面のヒドロキシル基(OH)と脱水縮合反応を起こして新たな結合を形成すると共に、エポキシ基がバインダのアミド結合と反応を起こして新たな結合を形成する。これにより、エンコーダとスリンガとが化学的に完全に接合され、エンコーダがスリンガから脱落することを確実に防止して、信頼性を向上させることができる。
When a polyamide resin such as polyamide 6 or
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明に係る第1実施形態であるエンコーダを組み付けられた転がり軸受の断面図、図2は図1に示すスリンガの正面図、図3は図2に示すスリンガのIII−III矢視断面と同一平面における図1に示す転がり軸受の要部断面図、図4は図2に示すスリンガのIV−IV矢視断面と同一平面における図1に示す転がり軸受の要部断面図、図5は図1に示すエンコーダの着磁部の着磁パターンを示す模式図、図6は図1に示すエンコーダの射出成形に用いられる金型の断面図、そして図7は本発明に係る第2実施形態であるエンコーダを組み付けられたハブユニットの断面図である。 1 is a sectional view of a rolling bearing assembled with an encoder according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the slinger shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the slinger shown in FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part of the rolling bearing shown in FIG. 1 in the same plane as the cross section, FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the rolling bearing shown in FIG. Is a schematic diagram showing a magnetizing pattern of a magnetized portion of the encoder shown in FIG. 1, FIG. 6 is a sectional view of a mold used for injection molding of the encoder shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a second embodiment according to the present invention. It is sectional drawing of the hub unit assembled | attached with the encoder which is a form.
図1〜図4に示すように、本発明の第1実施形態であるエンコーダを組み付けられた転がり軸受10は、固定輪である外輪11と、回転輪である内輪12と、外輪11及び内輪12により画成された環状隙間に転動自在に配置され且つ保持器14により円周方向に等間隔に保持された複数の転動体である玉13と、前記環状隙間の開口端部に配設された密封装置15と、内輪12の回転数を検出するためのエンコーダ30とを備えている。密封装置15は、外輪11の内周面に固定されたシール部材40と、シール部材40よりも開口端部外側に配置され且つ内輪12の外周面に固定されたスリンガ20とを有しており、シール部材40とスリンガ20とによって前記環状隙間の開口端部を塞ぎ、埃等の異物が軸受内部に進入することを防止すると共に軸受内部に充填された潤滑剤が軸受外部に漏洩することを防止している。そして、エンコーダ30はスリンガ20に接合されて内輪12と共に回転する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the rolling
スリンガ20は磁性材料を断面L字形の円環状に形成したものであり、内輪1bの外周面に外嵌する略円筒状の嵌合部22と、嵌合部22の前記開口端部側の一端から半径方向に伸びる略円板状のフランジ部21とを有している。そして、フランジ部21の外周縁部には、凹状に切欠かれた係止部23が円周方向に等間隔に複数設けられている。フランジ部21の開口端部外方の端面には、内輪12の回転に同期して近傍の磁場(例えば、磁束密度等)を変化させるエンコーダ30が接合されている。
The
エンコーダ30には、断面略矩形の円環状の着磁部31と、スリンガ20の係止部23と係合する複数の係止片と、該複数の係止片を連結する連結部32とが設けられている。エンコーダ30は、磁性粉を60〜80体積%の範囲内で適宜含有すると共に熱可塑性樹脂をバインダとした磁石材料を射出成形して形成されており、金型中のスリンガ20をコアとしてインサート成形されている。インサート成形とすることにより、溶融した磁石材料がスリンガ20の係止部23に充填されて係止片が形成されると共に、フランジ部21の開口端部内方の端面に隣接して、前記係止片を連結するように設けられた金型中の円環状の空間にも充填されて連結部32が形成される。係止部23と係止片とが係合し、且つエンコーダの着磁部31と連結部32とがフランジ部21を狭持することにより、エンコーダ30とスリンガ20とが機械的に接合されている。
The
図5に示すように、着磁部31は、円周方向に等間隔にS極とN極とが交互に(即ち、多極に)着磁されている。内輪12が一回転する間に、エンコーダ30近傍の一点における磁束密度が、着磁部31の極数に対応したピーク数を有して周期的に変化する。そして、軸受外方に面するエンコーダ30の軸方向端面に対向して配置された不図示のセンサにより前記磁束密度の変化を検出して内輪12の回転数を検出している。
As shown in FIG. 5, the
シール部材40は、図3または図4に示すように、断面略L字形の円環状に形成された芯金41により、同じく断面略L字形の円環状に形成されたシールリップ42を補強して構成されており、外輪11に内嵌して固定されている。シールリップ42の先端部は複数の摺接部に分岐しており、該複数の摺接部は、スリンガ20のフランジ部21の前記内方側面または嵌合部22の外周面に、全周に亙ってそれぞれ摺接している。これにより高い密封力を得ることができる。
As shown in FIG. 3 or 4, the
エンコーダ30は、図6を参照して、可動側型板51と、コア52と、固定側型板53と、スプル用エジェクタピン54aと、エジェクタピン54bとを有する射出成形機を用いて成形されている。可動側型板51は、射出成形機のノズルが接続されて溶融した磁石材料を注入されるノズル口55が上側面中央部に形成されおり、ノズル口55に連続して断面略円形状のスプル56が下側面まで貫通して形成されている。スプル56は射出成形機の前記ノズルからランナ57に至る磁石材料の流入経路であり、ノズル口55よりもランナ57側を大径としたテーパ状に形成されている。これにより、スプル56で固化した磁石材料(成形体)を抜き易くしている。ランナ57はスプル56からゲート58に至る樹脂の流入経路であり、固定側型板53に設けられた略円盤状の凹部と、可動側型板51の下側面とにより画成された空間である。また、ランナ57の底面中央部には、成形体の取り出し方向に対してストッパとなる逆テーパ状のスプルロックが設けられており、射出成形後、可動側型板51を取り外す際に可動側型板51と成形体とをスムーズに分離することができる。そして、スプルロックの下方にはスプル用エジェクタピン54aが設けられており、成形体を下方から突き上げて成形体を固定側型板53から分離する。
With reference to FIG. 6, the
ゲート58は磁石材料がランナ57からキャビティ59に流入する流入口であり、キャビティ59はエンコーダ30の形状を成形するための空間である。キャビティ59は、コア52に設けられたエンコーダ30の形状に対応した円環状の凹部と、固定側型板53の周面と、可動側型板51の下側面とにより画成された空間である。またキャビティ59の底面には周方向に複数のエジェクタピン54bが設けられており、射出成形後、エンコーダ30を下方から突き上げてエンコーダ30をコア52から分離する。ゲート58は、ランナ57とキャビティ59とを連通させるように、ランナ57の外周部とキャビティ59の内周部とを全周に亙って接続する円環状の空間であって、所謂ディスクゲートである。
The
エンコーダ30は、上記の射出成形機において、溶融した磁石材料がノズル口55からスプル56を経てランナ57に流入し、ディスクゲート58から高圧でキャビティ59に射出され、そして、急冷されて固化することにより成形されている。ディスクゲート58から高圧で射出された磁石材料は、キャビティ59の内周部から放射円状に広がって均一にキャビティ59内に充填されるため、溶融した磁石材料同士が衝突することも無く、磁石材料中に含有された燐片状(板状結晶)の各磁性粉が、面の法線方向(即ち、磁化容易方向)をエンコーダ30の厚み方向(言い換えれば、軸方向)と平行に整列させて配向されている。特に、センサによって走査される内周部近傍(即ち、着磁部)は配向度が高く、アキシアル異方性に非常に近い磁気特性を示す。尚、前記厚み方向に磁場をかけた状態で射出成形を行うことにより、磁石材料中の磁性粉をより完全に配向させることができる。
In the above-described injection molding machine, the
前述のエンコーダ30を組み付けられた転がり軸受10によれば、熱可塑性樹脂をバインダとして磁性粉を60〜80体積%の範囲で適宜含有した磁石材料をディスクゲート方式により内周部から放射円状に射出成形してエンコーダ30を円環状に成形したので、エンコーダ30に含有される磁性粉の配向度を高くすることができ、エンコーダ30の磁気特性を向上させることができる。これにより、エンコーダ30とセンサとの隙間を大きくとることができ、且つエンコーダ30の着磁部31をより多極に着磁させることができるので、センサとの組み付けを容易にすると共に内輪12の回転数を高精度に検出することができる。また、エンコーダ30は溶融した磁石材料同士が衝突して固化したウェルド部を有しておらず、機械的強度が高く、亀裂等が生じ難い。さらに、スリンガ20をコアとしてエンコーダ30をインサート成形したので、エンコーダ30とスリンガ20とを機械的に接合することができ、エンコーダ30がスリンガ20から脱落することを確実に防止して信頼性を向上させることができる。
According to the rolling
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態であるエンコーダを組み込んだハブユニットを説明する。尚、前述の転がり軸受10と共通する構成部分の説明は同一符号を付すことで簡略化あるいは省略する。 Next, a hub unit incorporating an encoder according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description of the component common to the above-mentioned rolling bearing 10 is simplified or abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
ハブユニット102は、ハブ107の取り付けフランジ112に固定された不図示の車輪を回転自在に支持するものである。外輪105の内周面には、互いに平行な2列の外輪軌道110a,110bが形成されており、また回転体であるハブ107及び内輪部材106の外周面には、外輪軌道110a,110bにそれぞれ対向する内輪軌道114a,114bが形成されている。外輪軌道110aと内輪軌道114aとの隙間、および外輪軌道110bと内輪軌道114bとの隙間には、保持器118によって円周方向に等間隔に保持された転動体117がそれぞれ転動自在に配置されている。外輪105の内周面と内輪部材106との隙間において、転動体117に関して車輪側とは反対側(即ち、車両側)の開口端部には密封装置15が組み付けられている。密封装置15のスリンガ20にはエンコーダ30が接合されている。そして、エンコーダ30の軸受外方に面する軸方向端面に対向してセンサ109が配置されており、センサ109により磁束密度の変化を検出することにより車輪の回転数を検出している。
The
尚、本発明の磁気エンコーダは、上述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。 The magnetic encoder of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications and improvements can be made.
例えば、バインダにポリアミド6、ポリアミド12等のポリアミド樹脂を用い、フランジ部21のエンコーダ30との接合面にエポキシ系シランカップリング剤を塗布し、金型中にスリンガ20を保持した状態でエンコーダ30をインサート成形した後、200〜350℃に瞬時に高周波加熱してエンコーダ30とスリンガ20とを接合してもよい。これにより、エンコーダ30とスリンガ20とを機械的にも化学的にも接合させることができ、エンコーダ30がスリンガ20から脱落することを確実に防止して信頼性を高めることができる。
For example, a polyamide resin such as polyamide 6 or
また、スリンガ20のフランジ部21の構造は、図2に示すものに限られず、例えば、半径方向中央部の円周上において円周方向に等間隔に貫通孔や係合凹部を複数設けてもよい。この場合に、エンコーダ30は、前記貫通孔又は係合凹部に溶融した磁石材料が充填されるようにインサート成形されて、スリンガ20と機械的に接合される。さらに、比較的硬質な樹脂系のエンコーダ30とフランジ部21との密着性を向上させるために、間にゴム等のフィルム状の弾性部材を介在させてもよい。また、ハブユニット102において、エンコーダ30は、互いに平行な2列の内輪軌道114aと114bとの間に配置され、取り付け部材を介して回転体に固定されてもよい。この場合、センサ109は、エンコーダ30の外周面と対向するように配置され、外輪105に保持される。また、スリンガ20や前記取り付け部材はフランジ部のない単純な円環形状としてもよい。そして、エンコーダ30をスリンガ20や前記取り付け部材とは別個に形成し、接着剤を用いてスリンガ20や前記取り付け部材と接合してもよい。また、エンコーダ30を、スリンガ20や前記取り付け部材、又は回転体に圧入して固定してもよく、接着剤による接合と圧入による固定とを併用してエンコーダ30を固定してもよい。
Further, the structure of the
次に、本発明に基づいて製作したエンコーダを説明する。第1〜第4の実施例のエンコーダは、円環状に射出成形した後、円周方向に着磁されたものである。尚、第1〜第4の実施例のエンコーダに用いた磁石材料を下記に示す。
試験用磁石材料:
戸田工業製ストロンチウムフェライト含有12ナイロン系異方性プラスチック磁石コンパウンド「FEROTOP TP−A27N」(ストロンチウムフェライトの含有量:75体積%)
Next, an encoder manufactured according to the present invention will be described. The encoders of the first to fourth embodiments are those which are magnetized in the circumferential direction after being injection-molded in an annular shape. In addition, the magnet material used for the encoder of the 1st-4th Example is shown below.
Magnet material for testing:
第1の実施例におけるエンコーダは、ディスクゲート方式の射出成形機により成形されたものであって、成形時に磁場配向はされていない。 The encoder in the first embodiment is molded by a disk gate type injection molding machine, and is not magnetically oriented during molding.
第2の実施例におけるエンコーダは、ディスクゲート方式の射出成形機により成形されたものであって、成形時に併せて磁場配向がされている。 The encoder in the second embodiment is formed by a disk gate type injection molding machine, and is magnetically oriented together with the molding.
第3の実施例におけるエンコーダは、4点ピンゲート方式の射出成形機により成形されたものであって、成形時に磁場配向はされていない。 The encoder in the third embodiment is molded by a four-point pin gate type injection molding machine, and is not magnetically oriented during molding.
第4の実施例におけるエンコーダは、4点ピンゲート方式の射出成形機により成形されたものであって、成形時に併せて磁場配向がされている。 The encoder in the fourth embodiment is formed by a four-point pin gate type injection molding machine, and is magnetically oriented at the time of molding.
BHトレーサーを用いて上記第1〜第4の実施例のエンコーダの磁気特性(最大エネルギー積 BHmax)を測定した結果を表1に示す。尚、第3及び第4の実施例の測定値については前記ウェルド部における磁気特性を測定したものである。 Table 1 shows the results of measuring the magnetic characteristics (maximum energy product BHmax) of the encoders of the first to fourth embodiments using a BH tracer. Incidentally, the measured values of the third and fourth examples are obtained by measuring the magnetic characteristics in the weld portion.
表1によれば、ディスクゲート方式により射出成形されたエンコーダは、磁場配向の有無にかかわらず、4点ピンゲート方式により射出成形されたものよりも優れた磁気特性を有することが判る。即ち、ディスクゲート方式によれば、各磁性粉の磁化容易方向を整列させて高い配向度を得ることができ、よって優れた磁気特性を得ることができる。一方、4点ピンゲート方式については、前記ウェルド部において、溶融した磁石材料中の磁性粉が互いに衝突し磁化容易方向がランダムとなる(等方性となる)ため、磁気特性が格段に低下する。また、4点ピンゲート方式による射出成形に磁場配向を併せて行った場合にも、前記ウェルドにおける磁性粉の配向を完全に行うことは困難であり、磁場配向せずにディスクゲート方式による射出成形のみで成形したエンコーダの磁気特性に及ばないことが判る。尚、SmFeN(サマリウム−鉄−窒素)等の希土類系の磁性粉を含有するプラスチック磁石材料を用いた場合にも、同様の結果となる。 According to Table 1, it can be seen that the encoder injection-molded by the disk gate method has magnetic characteristics superior to those by injection molding by the four-point pin gate method regardless of the presence or absence of magnetic field orientation. That is, according to the disk gate method, the easy magnetization directions of the magnetic powders can be aligned to obtain a high degree of orientation, and thus excellent magnetic properties can be obtained. On the other hand, in the four-point pin gate method, the magnetic properties in the melted magnet material collide with each other in the weld portion and the easy magnetization direction becomes random (isotropic), so that the magnetic characteristics are remarkably lowered. Even when the magnetic field orientation is performed together with the injection molding by the four-point pin gate method, it is difficult to completely align the magnetic powder in the weld, and only the injection molding by the disk gate method without the magnetic field orientation. It can be seen that the encoder does not reach the magnetic characteristics of the encoder formed by the above method. The same result is obtained when a plastic magnet material containing rare earth magnetic powder such as SmFeN (samarium-iron-nitrogen) is used.
10 転がり軸受
11 外輪
12 内輪
13 玉
14 保持器
15 密封装置
20 スリンガ
30 エンコーダ
31 着磁部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
磁性粉と、該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂と、を含有する磁石材料を円環状に形成したものであり、
円周方向に多極に着磁された着磁部を有し、
内周部からディスクゲート方式で射出成形されたものであることを特徴とするエンコーダ。 An encoder,
A magnet material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of the magnetic powder is formed in an annular shape,
Having a magnetized portion magnetized in multiple poles in the circumferential direction;
An encoder characterized by being injection-molded from the inner periphery by a disc gate method.
固定輪と、回転輪と、前記固定輪及び前記回転輪の間に形成される環状隙間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、前記回転輪に固定される磁性材料製のスリンガと、をさらに有し、
前記エンコーダが、前記スリンガに接合されていることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing comprising the encoder according to claim 1 or 2,
A fixed wheel, a rotating wheel, a plurality of rolling elements disposed in a circumferential direction by an annular gap formed between the fixed wheel and the rotating wheel, and a magnetic material fixed to the rotating wheel A slinger made of
The rolling bearing, wherein the encoder is joined to the slinger.
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