JP2005274436A - Encoder and rolling bearing equipped with encoder concerned - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受に関し、具体的には自動車のアンチロックブレーキシステムあるいはトラクションコントロールシステムなどにおける車輪の回転数(回転速度)を検出するための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 a rolling bearing, and more particularly to an encoder for detecting the number of rotations (rotational speed) of a wheel in an antilock brake system or a traction control system of an automobile 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、又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筒状の永久磁石と、該永久磁石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永久磁石を併設して配置することにより車輪の回転と共に前記永久磁石を回転せしめ、車輪の回転に同期した磁場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18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(保持部材)3と、スリンガ3に取り付けられて磁気パルスを発生するエンコーダ(永久磁石)4と、エンコーダ4に近接して配置されて磁気パルスを検出するセンサ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、接着剤を塗布されてスリンガ3のフランジ部3bに圧着して接合されている。エンコーダ4は、ゴムまたは樹脂等の弾性素材に磁性粉を混入した弾性磁性材料から形成されており、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。
As shown in FIG. 18, the wheel rotational speed detection device disclosed in
しかし、車輪用軸受は−40〜120℃の広範な温度環境や、泥水、塩水、等の過酷な条件下で使用され、上記の車輪回転数検出装置においてはエンコーダ4とスリンガ3とが接着層を介して接合されているのみであるため、前記接着層が初期の接着力を徐々に喪失し、ついには剥離を生じてエンコーダ4がスリンガ3から脱落してしまう可能性があった。また、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磁気パルスの発生間隔を短くする(即ち、エンコーダをさらに多極に着磁する)ことにより実現されるが、一極当たりの磁束が微弱となるため、エンコーダの磁束密度等の磁気特性を向上させる必要があった。
However, the wheel bearing is used under a wide temperature environment of −40 to 120 ° C. and severe conditions such as muddy water and salt water, and the encoder 4 and the
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、永久磁石が保持部材から脱落することを確実に防止すると共に、磁気特性を向上させることにより車輪の回転数(回転速度)の検出精度を高め、信頼性に優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を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and reliably prevents the permanent magnet from falling off the holding member and improves the magnetic characteristics, thereby improving the detection accuracy of the rotational speed (rotation speed) of the wheel. An object of the present invention is to provide an encoder with high reliability and a rolling bearing provided with the encoder.
前述した目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は、下記の(1)〜(4)を特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned object, the rolling bearing according to the present invention is characterized by the following (1) to (4).
(1) 円筒状に形成され且つ円周方向に多極に着磁された永久磁石と、前記永久磁石を保持する保持部材と、を備え、前記永久磁石と前記保持部材とが、加締められて一体とされていること。
(2) 上記(1)記載のエンコーダであって、
前記永久磁石が、磁性粉と、該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂と、を含む磁石材料から形成されていること。
(3) 上記(2)記載のエンコーダであって、
前記永久磁石が、前記磁性粉を60〜80体積%含有していること。
(4) 固定輪と、回転輪と、前記固定輪及び前記回転輪の間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、前記回転輪と共に回転するよう設けられたエンコーダと、を備える転がり軸受であって、
前記エンコーダが上記(1)から(3)のいずれかに記載のエンコーダであること。
(1) A permanent magnet that is formed in a cylindrical shape and is magnetized in multiple directions in a circumferential direction, and a holding member that holds the permanent magnet, and the permanent magnet and the holding member are crimped To be united.
(2) The encoder according to (1) above,
The said permanent magnet is formed from the magnet material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of this magnetic powder.
(3) The encoder according to (2) above,
The permanent magnet contains 60 to 80% by volume of the magnetic powder.
(4) a fixed wheel, a rotating wheel, a plurality of rolling elements disposed so as to be rotatable in a circumferential direction between the fixed wheel and the rotating wheel, and an encoder provided to rotate together with the rotating wheel; A rolling bearing comprising:
The encoder is the encoder according to any one of (1) to (3).
前記構成のエンコーダによれば、永久磁石と、該永久磁石を保持する保持部材とを、加締めることにより一体としており、永久磁石と保持部材とを容易に且つ確実に機械的に接合することができる。これにより、永久磁石が保持部材から脱落することを防止することができ、エンコーダの信頼性を高めることができる。 According to the encoder having the above configuration, the permanent magnet and the holding member that holds the permanent magnet are integrated by caulking, and the permanent magnet and the holding member can be mechanically joined easily and reliably. it can. As a result, the permanent magnet can be prevented from falling off the holding member, and the reliability of the encoder can be improved.
永久磁石と保持部材とを加締めにより一体とする場合に、例えば、円筒状の永久磁石の一対の磁極面(軸方向両端面、または、外周面および内周面)のうち、いずれか一方の磁極面の周縁部に係合する加締め部と、他方の磁極面を支持する支持部と、を保持部材に設け、保持部材の前記加締め部および支持部により永久磁石を狭持するように加締めてもよい。 When the permanent magnet and the holding member are integrated by caulking, for example, either one of a pair of magnetic pole faces (both axial end faces or outer peripheral face and inner peripheral face) of a cylindrical permanent magnet A holding member is provided with a caulking portion that engages with a peripheral portion of the magnetic pole surface and a support portion that supports the other magnetic pole surface, and the permanent magnet is sandwiched between the caulking portion and the supporting portion of the holding member. It may be crimped.
また、永久磁石を、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む磁石材料から形成するようにしており、永久磁石を磁場中で射出成形することにより永久磁石に含有される磁性粉を磁場配向させることができる。一般に磁場配向は機械配向に比べ磁性粉の配向度を高くすることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることができる。尚、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド612、ポリアミド11、又はポリフェニレンサルファイド(PPS)等を例示することができるが、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り、塩化カルシウムの加水発熱により永久磁石の磁気特性が低下する虞があるので、吸水性に乏しい熱可塑性樹脂(例えば、ポリアミド12、ポリアミド612、ポリアミド11、又はポリフェニレンサルファイド)を用いることが好ましい。また、磁性粉としては、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、又はネオジウム―鉄―ボロン、サマリウム―コバルト、サマリウム―鉄等の希土類の磁性粉を用いることができ、さらに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であってもよい。
In addition, the permanent magnet is made of a magnetic material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of the magnetic powder, and the permanent magnet is injection-molded in a magnetic field to contain the magnetic powder contained in the permanent magnet. Can be magnetically oriented. In general, the magnetic field orientation can increase the degree of orientation of the magnetic powder as compared with the mechanical orientation, and can improve the magnetic properties of the permanent magnet. Examples of the thermoplastic resin include polyamide 6,
また、永久磁石が、磁性粉のバインダとして樹脂を用いた、所謂プラスチック磁石であり、プラスチック磁石は弾性変形が可能であるため、加締め加工後の保持部材のスプリングバックを考慮した十分な加締めを行った場合にも破損する虞がない。よって、永久磁石を保持部材に強固に固定することができる。 In addition, the permanent magnet is a so-called plastic magnet using a resin as a binder for magnetic powder, and the plastic magnet can be elastically deformed. Therefore, sufficient caulking considering the spring back of the holding member after caulking is considered. There is no risk of damage even if the operation is performed. Therefore, the permanent magnet can be firmly fixed to the holding member.
また、磁性粉の含有量を60〜80体積%としており、永久磁石の磁気特性を向上させると共に機械的強度を確保して、エンコーダの信頼性を高めることができる。磁性粉の含有率が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となる。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永久磁石全体の機械的強度が低下すると共に成形が困難となる。 Further, the content of the magnetic powder is set to 60 to 80% by volume, so that the magnetic properties of the permanent magnet can be improved and the mechanical strength can be ensured to increase the reliability of the encoder. When the content of the magnetic powder is less than 60% by volume, the magnetic properties are inferior and it is difficult to magnetize multiple poles at a narrow pitch. On the other hand, when the content of the magnetic powder exceeds 80% by volume, the amount of the binder is insufficient, the mechanical strength of the entire permanent magnet is lowered, and molding becomes difficult.
尚、永久磁石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の範囲である。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永久磁石にかなり接近させて配置する必要があり、実用的でない。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あり、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。 In addition, as a magnetic characteristic of a permanent magnet, it is the range of 1.3-15MGOe by a maximum energy product (BHmax), More preferably, it is the range of 1.8-12MGOe. If the maximum energy product is less than 1.3 MGOe, the magnetic properties are too low and the sensor needs to be placed very close to the permanent magnet, which is not practical. In addition, when the maximum energy product exceeds 15 MGOe, it cannot be achieved with a composition mainly composed of inexpensive ferrite with excessive magnetic properties, and a large amount of expensive rare earth magnetic powder such as neodymium-iron-boron is blended. In addition, the moldability is poor and the practicality is low.
また、保持部材の材質としては、永久磁石の磁気特性を低下させず、且つ前述した使用環境を考慮して、耐食性を有するフェライト系ステンレス(例えばSUS430など)、マルテンサイト系ステンレス(例えばSUS410など)等の磁性材料が好ましい。そして、保持部材の(特に、前記加締め部の)肉厚は、好ましくは0.3〜1.2mm、より好ましくは0.4〜1.0mmとされる。保持部材の肉厚が0.3mm未満だと保持部材としての強度が不足する虞があり、また1.2mm以上だと加締め加工が困難になる虞があるためである。 Further, as the material of the holding member, in consideration of the use environment described above without deteriorating the magnetic characteristics of the permanent magnet, corrosion-resistant ferritic stainless steel (for example, SUS430) or martensitic stainless steel (for example, SUS410). A magnetic material such as is preferable. The thickness of the holding member (particularly, the caulking portion) is preferably 0.3 to 1.2 mm, more preferably 0.4 to 1.0 mm. This is because if the thickness of the holding member is less than 0.3 mm, the strength as the holding member may be insufficient, and if it is 1.2 mm or more, the caulking process may be difficult.
本発明によれば、永久磁石が保持部材から脱落することを確実に防止すると共に、永久磁石の磁気特性を向上させて回転体の回転速度を高精度に検出することができ、これにより、エンコーダ及び当該エンコーダを備えた転がり軸受の信頼性を高めることができるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to reliably prevent the permanent magnet from falling off the holding member, and to improve the magnetic characteristics of the permanent magnet to detect the rotational speed of the rotating body with high accuracy. And the effect that the reliability of the rolling bearing provided with the said encoder can be improved is acquired.
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。
図1は本発明に係る第1実施形態であるエンコーダを備えた転がり軸受の断面図、図2は図1における点線円IIで囲まれた部分の拡大断面図、図3は図1に示すエンコーダの平面図、図4は図3におけるIV-IV矢視断面図、図5は図1におけるエンコーダの永久磁石の斜視図であり且つ永久磁石の着磁パターンを示す模式図、図6は図1におけるエンコーダの変形例の平面図、図7は図6におけるVII-VII矢視断面図、図8は図1におけるエンコーダの変形例の断面図、図9は図8におけるエンコーダの変形例の平面図、図10は図9におけるX-X矢視断面図、図11は図10におけるエンコーダの変形例の断面図、図12は図10におけるエンコーダの変形例の断面図、図13は図10におけるエンコーダの変形例の断面図、図14は図1におけるエンコーダの変形例の断面図、図15は本発明に係る第2実施形態であるエンコーダを備えた車輪用軸受の断面図、図16は図15におけるエンコーダを備えた車輪用軸受の変形例を示す断面図、図17は本発明に係る第3の実施形態であるエンコーダを備えた車輪用軸受の断面図、図18は図17おけるエンコーダの平面図、図19は図18におけるIXX-IXX矢視断面図、図20は図17におけるエンコーダの永久磁石の斜視図であり且つ永久磁石の着磁パターンを示す模式図、図21は図17におけるエンコーダの変形例の平面図、図22は図21におけるXXII-XXII矢視断面図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a sectional view of a rolling bearing provided with an encoder according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion surrounded by a dotted circle II in FIG. 1, and FIG. 3 is an encoder shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a perspective view of the permanent magnet of the encoder in FIG. 1, and is a schematic diagram showing a magnetization pattern of the permanent magnet. FIG. 7 is a sectional view taken along arrow VII-VII in FIG. 6, FIG. 8 is a sectional view of the modified example of the encoder in FIG. 1, and FIG. 9 is a plan view of the modified example of the encoder in FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 9, FIG. 11 is a cross-sectional view of a modification of the encoder in FIG. 10, FIG. 12 is a cross-sectional view of the modification of the encoder in FIG. An example cross-sectional view, FIG. 15 is a sectional view of a wheel bearing provided with an encoder according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a modified example of the wheel bearing provided with the encoder in FIG. FIG. 17 is a sectional view of a wheel bearing provided with an encoder according to a third embodiment of the present invention, FIG. 18 is a plan view of the encoder in FIG. 17, and FIG. 19 is a view taken in the direction of arrows IXX-IXX in FIG. FIG. 20 is a perspective view of a permanent magnet of the encoder in FIG. 17 and a schematic view showing a magnetization pattern of the permanent magnet, FIG. 21 is a plan view of a modification of the encoder in FIG. 17, and FIG. It is XXII-XXII arrow sectional drawing.
(第1実施形態)
図1および図2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備えた転がり軸受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により画成された円環状隙間に円周方向に等間隔に配置され且つ保持器14により転動自在に保持された複数の転動体である玉列13と、前記円環状隙間の開口端部に配設された密封装置と、内輪12の回転数を検出するためのエンコーダ20とを備えている。前記密封装置は、スリンガ22と、スリンガ22よりも軸受内方側に配置されたシール部材から構成されており、前記シール部材をスリンガ22に摺接させることにより前記円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。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, a rolling bearing 10 having an encoder according to a first embodiment of the present invention includes an
さらに図3から図5を参照して、エンコーダ20は、スリンガ22を永久磁石21の保持部材として構成されている。永久磁石21は、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み且つ磁性粉を60〜80体積%の範囲で適宜含有した磁石材料を円筒状に射出成形したものであり、円周方向にN極とS極とが交互に(即ち、多極に)着磁されている。永久磁石21の射出成形の際には、厚み方向(軸方向)に磁場がかけられており、永久磁石21中の磁性粉は軸方向に配向されている。よって、永久磁石21はアキシャル異方性とされており、軸方向の両端面に一対の磁極面を有している。
Further, referring to FIGS. 3 to 5, the
スリンガ22は、磁性材料を全体として断面L字形の円環状に形成したものであり、前記円環状隙間において内輪12側から外輪11側に向けて半径方向に展開する鍔状のフランジ部24と、フランジ部24の内径側周縁部から略直角に屈曲して軸方向に延設された円筒部と、該円筒部の端部から内輪12側に略180度屈曲して軸方向に延設された円筒状の嵌合部23と、から構成されている。また、フランジ部24の外径側周縁部には、前記円筒部とは逆方向に略直角に屈曲して軸方向に延設された円筒状の外枠25が設けられており、さらに外枠25の端部には、円周方向に等間隔に複数の切欠きが設けられており、複数の係止爪27が軸方向に突出して形成されている。また、外枠25と半径方向に対向する嵌合部23の端部(以後、内枠と称する。)26には、円周方向に等間隔に複数の切欠きが設けられており、複数の係止爪28が軸方向に突出して形成されている。外枠25の内径は、永久磁石21の外径と略等しい径とされており、内枠26の外径は、永久磁石21の内径と略等しい径とされている。
The
永久磁石21は、フランジ部24と外枠25と内枠26とにより画成された円筒状の凹部に嵌合し、前記一対の磁極面のうち一方の磁極面をフランジ部24(即ち、支持部)に密着させた状態で仮支持される。そして、外枠25の係止爪27および内枠26の係止爪28が、永久磁石21の前記一対の磁極面のうち他方の磁極面の周縁部にそれぞれ係合するように折り曲げられ、さらに加締められる。これにより、永久磁石21はスリンガ22のフランジ部24と係止爪27,28とにより狭持され、永久磁石21とスリンガ22とが機械的に接合されている。
The
永久磁石21と一体とされたスリンガ22は、係止爪27,28と係合する永久磁石21の磁極面を軸受外方に露出させるように、前記環状隙間の開口端部において内輪12の外周面に固定され、内輪12と共に回転する。よって、内輪12が一回転する間に、永久磁石21近傍の一点における磁束密度は、永久磁石21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、永久磁石21の磁極面に対向して配置されたセンサ18により磁束密度の変化を検出して内輪12の回転数を検出する。
The
また、前記密封装置を構成するシール部材は、断面略L字形の円環状に形成された芯金15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16を補強してなり、外輪11に内嵌して固定されている。シールリップ16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22のフランジ部24の軸受内方側面または前記円筒部の外周面に、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性能を得ている。
The sealing member constituting the sealing device is formed by reinforcing a
上述の転がり軸受10によれば、永久磁石21は、スリンガ22のフランジ部24と係止爪27,28とにより狭持されるように加締めらて、スリンガ22に機械的に接合されているので、永久磁石21がスリンガ22から脱落することを容易に且つ確実に防止することができ、エンコーダ20の信頼性を高めることができる。さらに永久磁石21とフランジ部24との接着を併用して、永久磁石21の磁極面とフランジ部24の密着度を高め、スリンガ22による保持強度を向上させてもよい。また、密封装置を構成するスリンガ22を永久磁石21の保持部材とすることにより、永久磁石21を内輪12と共に回転させるための保持部材を別途必要とせず、さらに、スリンガ22を磁性材料から形成することにより、永久磁石21の磁気特性が低下することを防止することができ、内輪12の回転数(回転速度)を高精度に検出することができる。
According to the rolling
尚、上述した転がり軸受10において、円筒状の外枠25および内枠26に、それぞれ円周方向に等間隔に切欠きを設けて複数の係止爪27,28を形成し、係止爪27,28を折り曲げて加締める構成としているが、これに限定されるものではない。例えば、図6および図7に示すように、外枠25および内枠26に切欠きを設けずに単なる円筒状としておき、揺動加締め等の方法によりその突端を徐々に塑性変形させ、全周に亘って永久磁石側に折りこむようにしてもよい。この場合、外枠25および内枠26の突端に形成される係止部29,30が永久磁石21の前記磁極面の周縁部に全周に亘って係合し、フランジ部24と協働して永久磁石21を狭持するように加締められるので、永久磁石21とスリンガ22とをより強固に機械的に接合することができる。
In the rolling
また、上述した転がり軸受10において、保持部材であるスリンガ22は1個の部材として構成されているが、図8に示すように、フランジ部24と外枠25と係止爪27と前記円筒部とを有する第1スリンガ部材22a、および嵌合部23と内枠26と係止爪28とを有する第2スリンガ部材22b、の別個の部材から構成するようにしてもよい。これにより、スリンガ22において嵌合部23と前記円筒部とが連続する屈曲部をなくし、フランジ部24および永久磁石21の軸に対する垂直度を容易に確保することができる。よって、保持部材の成形性を高めると共に、内輪12の回転数(回転速度)を高精度に検出することができる。
Further, in the rolling
さらに、図9および図10に示すように、第2スリンガ部材22bの係止爪28の代替として、内枠26の突端を予め略直角に折り曲げて半径方向外方に展開する鍔状の係止部30を形成しておいてもよい。この場合、永久磁石21が、まず、第1スリンガ部材22aのフランジ部24に一方の磁極面を密着させた状態で外枠25に嵌合する。そして、外枠25の係止爪27が永久磁石21の他方の磁極面の外径側周縁部に係合するように折り曲げられて加締められる。その後、第2スリンガ部材22bが圧入され、内枠26の係止部30が永久磁石21の他方の磁極面の内径側周縁部に係合する。よって、係止爪27および係止部30がフランジ部24と協働して永久磁石21を狭持するように加締められ、永久磁石21とスリンガ22とが機械的に接合される。これにより、係止爪28を形成するために内枠26に複数の切欠きを設ける必要がなく、第2スリンガ部材22bの成形性を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, as an alternative to the locking
また、図9に示すように、第1スリンガ部材22aの前記円筒部の軸方向端部から略直角に折り曲がって半径方向内方に展開する鍔状のストッパ部31を設けてもよい。この場合、第2スリンガ部材22bの嵌合部23の軸方向長さは、第2スリンガ部材22bが圧入され、係止部30が永久磁石21の磁極面の内径側周縁部に係合した際に、第2スリンガ部材22bの嵌合部23の突端がストッパ部31に当接するように設定される。これにより、第2スリンガ部材22bの過度の圧入を防ぎ、永久磁石21の破損を防止することができる。
Moreover, as shown in FIG. 9, you may provide the hook-shaped
また、図12に示すように、第1スリンガ部材22aの前記円筒部において、フランジ部24に連続する軸方向端部を切削加工等により肉薄に成形して、内周面に円筒状の段部32を設け、また、第2スリンガ部材22bの嵌合部23を、段部32の外径と略等しい外径とし且つ段部31の半径方向の幅と略等しい肉厚としてもよい。この場合、第2フランジ部22bの嵌合部23の軸方向長さは、第2スリンガ部材22bが圧入され、係止部30が永久磁石21の磁極面の内径側周縁部に係合した際に、嵌合部23の突端が段部32に当接するように設定される。これにより、第2スリンガ部材22bの過度の圧入を防ぎ、永久磁石21の破損を防止することができると共に、エンコーダ20の取り付け空間(換言すれば、外輪11の内径および内輪12の外径)が制限される場合に、永久磁石21の半径方向の幅(面積)を大きくすることができる。
Also, as shown in FIG. 12, in the cylindrical portion of the
また、第1スリンガ部材22aの前記円筒部において、上述のようにフランジ部24と接続する一方の軸方向端部を切削加工等により肉薄に形成することに替えて、図13に示すように、フランジ部24と接続する軸方向端部が大径となるように、絞り加工等により段付きに成形して段部32を形成してもよい。
Further, in the cylindrical portion of the
また、図14に示すように、第1スリンガ部材22aのみで永久磁石21を保持してもよい。即ち、永久磁石21は、第1スリンガ部材22aのフランジ部24と係止爪27とにより狭持されて、保持されている。これにより、保持部材が1個で済み、係止爪の加締も永久磁石21の外径側周縁部のみでよいため、永久磁石21と保持部材との一体化が容易となると共に、エンコーダ20の取り付け空間が制限される場合に、永久磁石21の半径方向の幅(面積)をさらに大きくすることができる。好ましくは、永久磁石21の一方の磁極面とフランジ部24とは接着材等を用いて接合される。
Further, as shown in FIG. 14, the
上述した実施形態においては、スリンガ22を永久磁石21の保持部材としてエンコーダ20を構成するようにしたので、密封装置とエンコーダとでスリンガを共有して転がり軸受の部品点数を削減することができる。
In the embodiment described above, the
(第2実施形態)
次に、図15を参照して、本発明の第2実施形態であるエンコーダを備えた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。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 15, the hub unit provided with the encoder which is 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. 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駆動輪を回転自在に支持するものであり、ハブ107の取付フランジ112とは他方の端部は不図示の駆動装置に接続されている。外輪部材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118,118によって円周方向に等間隔に保持された複数の玉列117,117がそれぞれ転動自在に配置されている。外輪部材105と内輪部材106との隙間において、玉列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、内輪部材106の外周面に固定されたスリンガ22と、外輪部材105の内周面に固定された前記シール部材と、から構成された密封装置が組み付けられており、さらにスリンガ22を永久磁石21の保持部材としたエンコーダ20が配置されている。そして、軸受外方に露出した永久磁石21の前記磁極面に対向してセンサ18が配置されており、センサ18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、図16に示すように、ハブユニット102を従動輪に適用した場合には、エンコーダ20が設けられた前記開口端部(車両側の開口端部)は、外輪部材105に内嵌したハブキャップ125により密封されるので、スリンガ22に摺接する前記シール部材を別途設ける必要はなく、単独で使用されるスリンガ22を永久磁石21の保持部材としもよい。さらには、前記開口端部がハブキャップ125により密封されるので、遠心力により油やごみを飛ばし且つポンプの作用をして油の流出とごみの侵入を防ぐというスリンガの機能を必ずしも必要とせず、よって、永久磁石21の保持部材は、上述したような構造(例えば,係止爪や枠など)により永久磁石21を加締めることができるものであればよく、スリンガ22に限定されるものではない。
As shown in FIG. 16, when the
(第3実施形態)
次に、図17から図20を参照して、本発明の第3実施形態であるエンコーダを備えたハブユニットを説明する。尚、第2実施形態のハブユニット102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。
(Third embodiment)
Next, a hub unit including an encoder according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description of the component which is common in the
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118,118によって円周方向に等間隔に保持された複数の玉列117,117がそれぞれ転動自在に配置されている。玉列117,117の間において、エンコーダ40がハブ107の外周面に配置されている。
The
エンコーダ40は、永久磁石41と保持部材42から構成されており、永久磁石41は、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み且つ磁性粉を60〜80体積%の範囲で適宜含有した磁石材料を円筒状に射出成形したものであり、円周方向にN極とS極とが交互に(即ち、多極に)着磁されている。永久磁石41の射出成形の際には、中心から半径方向に磁場がかけられており、永久磁石41中の磁性粉は半径方向に配向されている。よって、永久磁石41はラジアル異方性とされており、内周面および外周面に一対の磁極面を有している。
The
保持部材42は、磁性金属材料を円筒状に形成したものであり、軸方向中央部には、内周面においてハブ107の外周面と嵌合し、且つ外周面において永久磁石41の内周面と嵌合する嵌合部43を有している。また、保持部材42の軸方向両側の端部にはそれぞれ円周方向に等間隔に複数の切欠きが設けられており、複数の係止爪44,45が軸方向に突出するように形成されている。
The holding
永久磁石41は、保持部材42の一方の軸方向端部から挿入され、内径側の磁極面を嵌合部43の外周面に密着させた状態で、保持部材42に仮支持される。そして、係止爪44,45が、永久磁石41の外径側の磁極面の周縁部にそれぞれ係合するように折り曲げられ、さらに加締められる。これにより、永久磁石41は保持部材42の嵌合部43と係止爪44,45とにより狭持され、永久磁石41と保持部材42とが機械的に接合されている。
The
永久磁石41と一体とされた保持部材42は、嵌合部43をハブ107の外周面に嵌着させて、ハブ107と共に回転する。よって、ハブ107が一回転する間に、永久磁石41近傍の一点における磁束密度は、永久磁石41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、永久磁石41の外周側の磁極面と半径方向に対向して配置されたセンサ18により磁束密度の変化を検出してハブ107(または、車輪)の回転数を検出する。
The holding
尚、上述したハブユニット102において、保持部材42の軸方向両側の端部に、円周方向に等間隔に切欠きを設けて複数の係止爪44,45をそれぞれ形成し、係止爪44,45を折り曲げて加締める構成としているが、これに限定されるものではない。例えば、保持部材42の一方の軸方向端部を、予め半径方向外方に180度屈曲させ断面略U字形の円環状に形成しておき、円環状の凹部に永久磁石41の一方の軸方向端部を嵌合させて仮支持し、その後、保持部材42の他方の軸方向端部に形成された係止爪を折り曲げてもよい。これにより、仮支持における永久磁石41の位置決めが容易となる。尚、この場合、保持部材42の断面略U字形の円環状に形成される一方の軸方向端部には切欠きを設けなくともよく、さらに、図21および図22に示すように、他方の軸方向端部にも切欠きを設けずに、揺動加締め等の方法によりその突端を徐々に塑性変形させ、全周に亘って永久磁石側に折りこむようにしてもよい。この場合、保持部材42の軸方向両側の端部が、永久磁石41の外径側の磁極面の周縁部に全周に亘って係合し、嵌合部43と協働して永久磁石41を狭持するように加締められるので、永久磁石41と保持部材42とをより強固に機械的に接合することができる。
In 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。 Next, an encoder manufactured according to the present invention will be described.
実施例1から実施例4のエンコーダの構成を表1に示す。実施例1から実施例4のエンコーダの永久磁石は、厚さ方向に磁場をかけた状態で円筒状に射出成形されたもので、アキシャル異方性とされており、円周方向にN極とS極とを交互に計96極に着磁されている。そして、上述した保持部材の構成により、永久磁石と保持部材とが一体とされている。 Table 1 shows the configuration of the encoders according to the first to fourth embodiments. The permanent magnets of the encoders of the first to fourth embodiments are injection-molded into a cylindrical shape with a magnetic field applied in the thickness direction, and are axially anisotropic, and have N poles in the circumferential direction. The south pole and the south pole are alternately magnetized to a total of 96 poles. And the permanent magnet and the holding member are united by the structure of the holding member mentioned above.
実施例5および実施例6のエンコーダの構成を表2に示す。実施例5および実施例6のエンコーダの永久磁石は、半径方向に磁場をかけた状態で円筒状に射出成形されたもので、ラジアル異方性とされており、円周方向にN極とS極とを交互に計96極に着磁されている。そして、上述した保持部材の構成により、永久磁石と保持部材とが一体とされている。 Table 2 shows the configurations of the encoders of the fifth and sixth embodiments. The permanent magnets of the encoders of the fifth and sixth embodiments are injection-molded in a cylindrical shape with a magnetic field applied in the radial direction, and have radial anisotropy, and have N poles and S in the circumferential direction. A total of 96 poles are alternately magnetized. And the permanent magnet and the holding member are united by the structure of the holding member mentioned above.
実施例1から実施例6のいずれにおいても、回転試験において永久磁石が保持部材から脱落することはなかった。尚、磁性粉の含有量によっては、従来では20mT程度であった磁束密度を26mT以上に向上させることが可能である。よって、永久磁石とセンサとのエアギャップを従来と同様に1mmとした場合に、従来では96極に多極磁化されていた永久磁石を、一極当たりの磁束を維持して120極以上に多極磁化することが可能である。この時、単一ピッチ誤差は±2%以下とできる。即ち、本発明に係るエンコーダによれば、従来と同等のエアギャップとした場合に、永久磁石の極数を増加させて車輪の回転速度の検出精度を向上させることができる。また、永久磁石を従来と同数の極数とした場合に、エアギャップを大きくとることができ、センサを配置する際の自由度を向上させることができる。 In any of Example 1 to Example 6, the permanent magnet did not fall off the holding member in the rotation test. Depending on the content of the magnetic powder, the magnetic flux density, which was conventionally about 20 mT, can be improved to 26 mT or more. Therefore, when the air gap between the permanent magnet and the sensor is set to 1 mm as in the conventional case, the permanent magnet that has been multipolarly magnetized to 96 poles in the past is increased to 120 poles or more while maintaining the magnetic flux per pole. Polar magnetization is possible. At this time, the single pitch error can be ± 2% or less. That is, according to the encoder of the present invention, when the air gap is the same as that of the prior art, the number of poles of the permanent magnet can be increased and the detection accuracy of the rotational speed of the wheel can be improved. In addition, when the permanent magnet has the same number of poles as the conventional one, the air gap can be made large, and the degree of freedom in arranging the sensor can be improved.
10 転がり軸受
11 外輪(固定輪)
12 内輪(回転輪)
13 玉(転動体)
20 エンコーダ
21 永久磁石
22 スリンガ(保持部材)
24 フランジ部(支持部)
27 係止爪
28 係止爪
10
12 Inner ring (rotating wheel)
13 balls (rolling elements)
20
24 Flange part (support part)
27
Claims (4)
前記永久磁石と前記保持部材とが、加締められて一体とされていることを特徴とするエンコーダ。 A permanent magnet formed in a cylindrical shape and magnetized in multiple directions in the circumferential direction, and a holding member for holding the permanent magnet,
The encoder, wherein the permanent magnet and the holding member are crimped and integrated.
前記エンコーダが請求項1から請求項3のいずれかに記載のエンコーダであることを特徴とする転がり軸受。 A fixed wheel, a rotating wheel, a plurality of rolling elements disposed so as to be rotatable in a circumferential direction between the fixed wheel and the rotating wheel, and an encoder provided to rotate together with the rotating wheel. A rolling bearing,
The rolling bearing according to claim 1, wherein the encoder is the encoder according to claim 1.
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