JP2005326256A - 回転センサ付軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転検出能力を向上させることができ、かつ回転センサの小型，軽量化が図れる回転センサ付軸受装置を提供する。
【解決手段】 この回転センサ付軸受装置は、内周に軌道面６，７を有する外方部材１と、この軌道面６，７に対向する軌道面８，９を外周に有する内方部材２と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体３とを備える。外方部材１および内方部材２のうちのいずれか一方の部材には、円周方向に磁極が並ぶリング状の磁気エンコーダ１５が設けられ、他方の部材には、コイル１９を内蔵したリング状の磁気ヨーク１６が前記磁気エンコーダ１５に対向して設けられる。これら磁気エンコーダ１５とコイル１９の内蔵の磁気ヨーク１６とにより、両者の相対回転によってコイル１９に誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサ４が構成される。
【選択図】 図２

Description

この発明は、一般軸受における回転検出や、自動車の車輪用軸受装置、例えばアンチロックブレーキシステムの制御のための回転検出等に用いられる回転センサ付軸受装置に関する。

アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）は、低摩擦路やパニックブレーキ時のタイヤロックを検知し、制動力を緩めてタイヤグリップを確保することで、操舵安定性を得るものである。タイヤロックを検知するＡＢＳセンサは、車輪用軸受装置に設けられる。
このような車輪用軸受装置に設けられるパッシブ型ＡＢＳセンサとして、アニューラ型回転センサが提案されている（例えば特許文献１）。このアニューラ型回転センサは、多極磁石を有する磁気エンコーダと、前記多極磁石に対向するコイルを内蔵した磁気ヨークとからなり、磁気エンコーダの回転に伴って磁気ヨークを通る磁束が変化することでコイルに電圧が誘起され、これにより車輪の回転が検出される。

上記アニューラ型回転センサの出力を大きくするために、一体部材からなる磁気ヨークの前記多極磁石に対向する位置に、多極磁石の磁極と同じピッチで櫛歯状に複数の爪を折り曲げて交互に形成することで、磁気ヨークの多極磁石に対向する面積を大きくしたものも提案されている（例えば特許文献２）。
また、回転センサの装着スペースを削減し感知性能を向上させるために、上記した磁気エンコーダとして、車輪用軸受装置のシール部材に使用するリング状のスリンガに、磁性体の混入された弾性部材（主としてゴム）を加硫接着し、そこに円周方向に交互に磁極を着磁したものが提案されている（例えば特許文献３）。

さらに別の磁気エンコーダの例として、円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石を芯金で支持し、上記多極磁石として、磁性粉と非磁性金属粉からなるバインダとの混合粉を焼結させた焼結体を用いたメタルエンコーダも提案されている（例えば特許文献４）。
特開平５−２６４５６２号公報 特開平８−２７８３１８号公報 特許２８１６７８３号公報 特開平２００４−０８４９２５公報

しかし、特許文献２に開示の回転センサでは、磁気ヨークが一体部材からなるため、磁気ヨーク内にコイルを収容した後から櫛歯状の爪を折り曲げ形成する必要がある。そのため、磁気エンコーダの多極磁石に対向する爪の面積をさほど大きくできず、コイルの発電電力を十分に高めることができない。
また、特許文献３に開示される回転センサでは、スリンガに弾性部材を接着して磁気エンコーダが構成されているので、磁束密度を強化しようとすると弾性部材の肉厚を厚くする必要がある。磁気エンコーダ周辺のスペースには制限があるため、設計が困難になる場合がある。
特許文献４に開示されるメタルエンコーダを用いた回転センサにおいても、磁気エンコーダの磁束密度を、いま一つ大きくすることができない。

この発明の目的は、回転検出能力を向上させることができ、かつ回転センサの小型，軽量化が図れる回転センサ付軸受装置を提供することである。

この発明の回転センサ付軸受装置は、内周に軌道面を有する外方部材と、この軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方の部材に、円周方向に磁極が並ぶリング状の磁気エンコーダが設けられ、他方の部材に、コイルを内蔵したリング状の磁気ヨークが前記磁気エンコーダに対向して設けられ、これら磁気エンコーダとコイル内蔵の磁気ヨークとにより、両者の相対回転によってコイルに誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサを構成した回転センサ付軸受装置である。この構成において、前記磁気エンコーダが、磁性粉とバインダとの混合粉を焼結させた焼結体に着磁を行った多極磁石で構成されるものであることを特徴とする。
前記磁気ヨークは、多極磁石と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪を有し、一方の周縁から伸びる爪と他方の周縁から伸びる爪とは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪は、前記一方の周縁から他方の周縁の近くまで伸びるものとしても良い。

この構成によると、磁気エンコーダの多極磁石は、磁性粉とバインダとの混合粉を焼結させた焼結体に着磁を行ったものであるため、磁気エンコーダとしてゴムエンコーダを用いた従来例に比べて磁束密度が増加し、磁気ヨークの前記構造の効果と相まって回転センサの出力をさらに大きくできる。
これにより、磁気ヨークにおけるコイルの巻き数を少なくしても、従来と同等のセンサ出力を得ることができるので、回転センサの小型・軽量化を図ることができ、また回転センサ周辺の設計の自由度も向上する。
また、回転センサにおける磁気ヨークの多極磁石と対面する側の櫛歯状の爪が、磁気ヨークの一方の周縁から他方の周縁近くまで伸びるものとした場合は、多極磁石の磁極Ｎ，Ｓと対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁気ヨークに導かれる磁束を多くすることができる。その結果、磁気ヨークにおけるコイルの発電電圧，発電電力を高めることができ、回転センサの出力を大きくできる。そのため、回転センサのより一層の小型・軽量化を図ることができる。

この発明において、前記焼結体における磁性粉とバインダとの配合比率を、
磁性粉：バインダ＝５５：４５〜８０：２０
としても良い。この配合比率は体積配合比率である。 磁性粉配合比をこのように５５／１００以上と多くしたため、磁気エンコーダの多極磁石とこれに対向する磁気ヨークとの間のエアギャップを同一とした場合に、従来例に比べて磁束密度が増加し、また同一の磁束密度を得るためのエアギャップは、従来例に比べて大きくなる。このため、この磁気エンコーダと組み合わせて使用される磁気ヨークの限界検出値を、従来例の場合に比べて増大させることができ、それだけ磁気ヨークのコストを低減できる。また、磁気エンコーダと磁気ヨークの間のエアギャップを大きくできることから、エアギャップの管理工数を削減できる。バインダの下限値は２０／１００としたため、バインダの混入による堅固性の向上効果が保持でき、焼結体からなる磁気エンコーダを、クラック等の生じない堅固なものとできる。

この発明において、前記磁気ヨークは、複数のリング状部材を互いに嵌合させたものであっても良い。
複数のリング状部材に分割して構成する場合、磁気ヨークを組み立てる前に櫛歯状の爪を折り曲げ形成できる。そのため、爪の面積を大きくし易く、この点からもコイルの発電電圧，発電電力を高めることができる。また、磁気ヨークの組立性も向上する。

この発明において、前記外方部材および内方部材が、前記軌道面を複列に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であっても良い。
自動車部品である車輪用軸受装置では、小型，軽量化が強く要望され、また各種制御の性能向上や信頼性向上のために、回転検出能力の向上の要望が強い。このため、この発明の回転センサ付軸受装置による優れた回転検出能力、および回転センサの小型，軽量化の利点が効果的に発揮される。

この発明の回転センサ付軸受装置は、内周に軌道面を有する外方部材と、この軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方の部材に、円周方向に磁極が並ぶリング状の磁気エンコーダが設けられ、他方の部材に、コイルを内蔵したリング状の磁気ヨークが前記磁気エンコーダに対向して設けられ、これら磁気エンコーダとコイル内蔵の磁気ヨークとにより、両者の相対回転によってコイルに誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサを構成した回転センサ付軸受装置であって、前記磁気エンコーダが、磁性粉とバインダとの混合粉を焼結させた焼結体に着磁を行った多極磁石で構成されるものであるため、回転検出能力を向上させることができ、かつ回転センサの小型，軽量化による軸受装置全体の小型，軽量化が達成される。
前記磁気ヨークが、多極磁石と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪を有し、一方の周縁から伸びる爪と他方の周縁から伸びる爪とは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪は、前記一方の周縁から他方の周縁の近くまで伸びるものとした場合は、回転センサのより一層の小型，軽量化による軸受装置全体の小型，軽量化が達成される。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この実施形態は第３世代の内輪回転タイプであって、従動輪支持用の軸受装置に適用した例である。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図１では、左側がアウトボー側、右側がインボード側となる。この回転センサ付軸受装置は、内周に複列の軌道面６，７を有する外方部材１と、これら軌道面６，７にそれぞれ対向する軌道面８，９を有する内方部材２と、軌道面６，８間、および軌道面７，９間に介在した複数の転動体３とを備える。外方部材１は、一端に車体取付フランジ１ａを有し、この車体取付フランジ１ａを介して車体のナックル（図示せず）等に取付けられる。

内方部材２は、車輪取付フランジ２ａを有し、この車輪取付フランジ２ａに車輪（図示せず）がボルト１４で取付けられる。この軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受とされ、背面合わせとなるように各軌道面６〜９の接触角が形成されている。転動体３は各列毎に保持器１０で保持されている。前記のアウトボード側の転動体３の外側において、外方部材１と内方部材２との間の環状空間がシール部材１１によりシールされている。

内方部材２は、車輪取付フランジ２ａを一体に有するハブ輪２Ａと、他のハブ内輪２Ｂとを加締等の塑性結合により一体に組合わせたものとされる。これらハブ輪２Ａおよびハブ内輪２Ｂのそれぞれに、上記複列の軌道面８，９のうちの各列の軌道面８，９が形成されている。
外方部材１には、この軸受装置のインボード側の端部全体を覆うキャップ１２が取付けられ、このキャップ１２の内側に、外方部材１と内方部材２の相対回転によって発電する回転センサ４が配置されている。このキャップ１２により、外部から軸受装置内への浸水が防止される。なお、この軸受装置は従動輪支持用であり、等速ジョイントなどに連結されないので、前記キャップ１２が他の部材と干渉することはない。

前記キャップ１２は、外径側に突出する鍔部１２ａを有する円筒状のものであり、一端部はコネクタ嵌合部１２ｂを除き閉鎖された端面部１２ｃとされている。このキャップ１２は、その鍔部１２ａを治具で軸方向に押すことにより、開放側の端部を外方部材１の内径面に嵌合させると共に、鍔部１２ａを外方部材１の端面に押し付けて外方部材１に取付けられる。キャップ鍔部１２ａの側面は、外方部材１の端面に密着させるために平坦面とされている。

回転センサ４はアニューラ型のもの、つまり環状のものであって、多極磁石１８を有する磁気エンコーダ１５と、コイル１９を内蔵した磁気ヨーク１６とで構成される。磁気ヨーク１６は、前記多極磁石１８に対して軸方向に向けて対面するアキシアル型とされている。磁気エンコーダ１５は、図３に示すように、金属製の環状の芯金１７と、この芯金１７の表面に周方向に沿って設けられた多極磁石１８とでなる。多極磁石１８は円周方向に多数の磁極Ｎ，Ｓが所定のピッチで交互に並ぶディスクからなる。芯金１７は、円筒部１７ａと、その一端から外径側へ延びる立板部１７ｂと、外径縁の他円筒部１７ｃとでなる断面概ね逆Ｚ字状の円環とされている。

多極磁石１８は、磁性粉と非磁性粉からなるバインダとの混合粉を加圧成形して、その圧粉体を焼結させた焼結体である。この多極磁石１８が上記芯金１７の立板部１７ｂの表面に加締によって固定される。芯金１７の外径縁の他円筒部１７ｃはこの場合の加締部とされる。多極磁石１８に混入する磁性粉は、バリウム系およびストロンチウム系などの等方性または異方性フェライト粉であっても良い。これらのフェライト粉は顆粒状粉体であっても、湿式異方性フェライトコアからなる粉砕粉であっても良い。この湿式異方性フェライトコアからなる粉砕粉を磁性粉とした場合、非磁性金属粉であるバインダとの混合粉を磁場中で成形された異方性のグリーン体とする必要がある。

上記磁性粉は、希土類系磁性材料であっても良い。例えば希土類系磁性材料であるサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉やネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉のそれぞれ単独磁性粉であっても良い。また、磁性粉はマンガンアルミ（ＭｎＡｌ）ガスアトマイズ粉であっても良い。

また、上記磁性粉は、サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉、ネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉、およびマンガンアルミ（ＭｎＡｌ）ガスアトマイズ粉のいずれか２種以上を混合させたものであっても良い。例えば、上記磁性粉はサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉とネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉とを混合させたもの、マンガンアルミガスアトマイズ粉とサマリウム鉄系磁性粉とを混合させたもの、およびサマリウム鉄系磁性粉とネオジウム鉄系磁性粉とマンガンアルミガスアトマイズ粉とを混合させたもの、のいずれかであっても良い。例えば、フェライト粉だけでは磁力が足りない場合に、フェライト粉に希土類系磁性材料であるサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉や、ネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉を必要量だけ混合し、磁力向上を図りつつ安価に製作することもできる。

多極磁石１８を形成するバインダである非磁性金属粉には、スズ、銅、アルミ、ニッケル、亜鉛、タングステン、マンガンなどの粉体、または非磁性のステンレス系金属粉のいずれか単独（１種）の粉体、もしくは２種以上からなる混合した粉体、もしくは２種以上からなる合金粉末を使用することができる。

芯金１７の材質となる金属は、磁性体、特に強磁性体となる金属が好ましく、例えば磁性体でかつ防錆性を有する鋼板が用いられる。このような鋼板として、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や、防錆処理された圧延鋼板等を用いることができる。

多極磁石１８の製造は、磁性粉とバインダとの混合粉を加圧成形して圧粉体を得る過程と、この圧粉体を焼結する過程と、得られた焼結体を着磁する過程とを含む。
前記混合粉における磁性粉とバインダの体積配合比について考察する。バインダ最大配合の例は、ゴム磁石と略同等の磁気特性を持つ配合比の例（実施例２）を用いた。このバインダ最大配合の実施例では、
磁性粉：バインダ＝５５：４５である。これに対して、実施例１では、
磁性粉：バンダイ＝７０：３０とした。

上記配合比による磁気エンコーダ１５につき、エアギャップと磁束密度の関係を求めたデータを図５に示す。同図において、記号◆でプロットしたグラフは従来例のゴムエンコーダによるものであり、記号■でプロットしたグラフは実施例２のメタルエンコーダによるものであり、記号▲でプロットしたグラフはこの実施例１のメタルエンコーダによるもの（磁性粉：バインダ＝７０：３０）である。
同図から、同一エアギャップにおいて、実施例２のメタルエンコーダによる磁気エンコーダは、従来例のゴムエンコーダによるものに比べて磁束密度が増加し、実施例１の磁気エンコーダ１５は、実施例２のメタルエンコーダによるものに比べて磁束密度が増加していることが分かる。また、同一の磁束密度を得るためのエアギャップは、従来例のゴムエンコーダによるものに比べて、実施例２のメタルエンコーダによるものの方が大きくなり、さらに実施例１の磁気エンコーダ１５の方が大きくなることが分かる。

なお、磁性粉とバインダの配合比率において、磁性粉：バインダ＝８０：２０よりも磁性粉の配合量をさらに増加させると磁束密度はさらに増加するが、この場合には、磁気エンコーダ１５を軸受に圧入嵌合させるときに、焼結体からなる多極磁石１８にクラックが発生する頻度が高くなる。そのため、磁気エンコーダ１５の品質を保証することが困難となる。また、磁性粉：バインダ＝８０：２０の配合比とした磁気エンコーダ１５の磁束密度は、磁性粉：バインダ＝７０：３０の配合比とした磁気エンコーダ１５に比べて約１０％増加するが、限界締め代（軸受に圧入嵌合させる時に多極磁石１８にクラックが発生しない最大締め代）は３０μｍ以上減少する。

このことから、上記構成の磁気エンコーダ１５では、これと組み合わせて使用される磁気ヨーク１６の限界検出値を、従来例の場合に比べて増大させることができる。例えば、従来例の磁気エンコーダに対して１０ｍＴ以上の磁束密度を検出できる磁気ヨーク１６を組み合わせて使用していた場合に、磁気エンコーダとしてこの実施形態の磁気エンコーダ１５を用いると、これに組み合わせて使用する磁気ヨーク１６は１５ｍＴ以上の磁束密度を検出できるものでよく、それだけ磁気ヨーク１６のコストを低減できる。また、磁気エンコーダ１５と磁気ヨーク１６の間のエアギャップを大きくできることから、回転センサ４の周辺の設計の自由度も増す。

磁気ヨーク１６は、図４（Ｂ）に拡大断面図で示すように、断面Ｌ字状の２つのリング状部材２０ａ，２０ｂと、軸方向に向けて開口する溝形の断面形状とされた１つのリング状部材２０ｃを互いに嵌合させることで、断面が略方形のリング体とされている。すなわち、リング状部材２０ａの外径部２０ａａをリング状部材２０ｃの外径部２０ｃａで互いに隙間ができないように嵌合させると共に、リング状部材２０ｂの内径部２０ｂａをリング状部材２０ｃの内径部２０ｃｂで互いに隙間ができないように嵌合させることで、断面形状が略矩形のリング体とされている。このようにリング状部材２０ａ〜２０ｃの嵌合部に隙間ができないようにすることで、磁気ヨーク１６の内部の磁気回路における前記嵌合部での磁気抵抗が小さく抑えられる。これら３つのリング状部材２０ａ〜２０ｃは、嵌合によらず、接着により組み立てても良く、また樹脂などで固めることにより組み立てても良い。

２つのリング状部材２０ａ，２０ｂの前記多極磁石１８と対面する側面部分には、図４（Ａ）に正面図で示すように、互いに径方向に対向して延びる櫛歯状の爪２１ａ，２１ｂが形成される。この２組の各爪２１ａ，２１ｂは円周方向に隙間を介して所定のピッチで交互に配列され、その配列ピッチは、対面する多極磁石１８の磁極Ｎ，Ｓと同じ配列ピッチとされている。すなわち、磁気ヨーク１６の外周側に配置されるリング状部材２０ａの爪２１ａは、磁気ヨーク１６の多極磁石対面側における外周縁から内周縁に向けて内周縁近くまで延びており、磁気ヨーク１６の内周側に配置されるリング状部材２０ｂの爪２１ｂは、内周縁から外周縁に向けて外周縁近くまで延びている。このように各爪２１ａ，２１ｂは、一方の周縁から他方の周縁近くまで延びているので、多極磁石１８の磁極Ｎ，Ｓと対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁気ヨーク１６に導かれる磁束を多くすることができる。

また、磁気ヨーク１６には、その内部から外側に向けてコネクタ２２の金属製コネクタピン２３が延びており、このコネクタピン２３の内端に磁気ヨーク１６内のコイル１９が接続されている。コネクタ２２は、キャップ１２のコネクタ嵌合部１２ｂに嵌合させて支持されている。コネクタピン２３は磁気ヨーク１６の外部で折り曲げられている。図４（Ｂ）に示すように、磁気ヨーク１６内のコイル１９はコイルボビン２４に巻かれており、このコイルボビン２４にコネクタピン２３が一体成形により取付けられている。コイル１９とコネクタピン２３の接続は、半田付けでも良く、別のコネクタを介しての接続でも良い。

上記構成の作用を説明する。回転センサ４の磁気エンコーダ１５が取付けられた内方部材２が車輪と一体に回転すると、磁気エンコーダ１５と磁気ヨーク１６の相対回転により、磁気ヨーク１６のコイル１９に車輪回転数に比例した周波数の電圧が誘起され、これが回転信号として磁気ヨーク１６から出力される。その出力はコネクタ２２を介して外部に取り出される。

この回転センサ付軸受装置では、回転センサ４における磁気ヨーク１６の多極磁石１８と対面する側の櫛歯状の爪２１ａ，２１ｂが、磁気ヨーク１６の一方の周縁から他方の周縁近くまで延びているので、多極磁石１８の磁極Ｎ，Ｓと対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁気ヨーク１６に導かれる磁束を多くすることができる。その結果、磁気ヨーク１６におけるコイル１９の発電電圧，発電電力を高めることができ、回転センサ４の出力を大きくできる。

また、磁気エンコーダ１５の多極磁石１８は、磁性粉とバインダとの混合粉を焼結させた焼結体に着磁を行ったものであるため、磁気エンコーダとしてゴムエンコーダを用いた従来例の場合に比べて磁束密度が増加し、磁気ヨーク１６の前記爪構造の効果と相まって回転センサ４の出力をさらに大きくできる。これにより、磁気ヨーク１６におけるコイル１９の巻き数を少なくしても、従来と同等のセンサ出力を得ることができるので、回転センサ４の小型・軽量化を図ることができ、また回転センサ４の周辺の設計の自由度も向上する。

さらに、前記多極磁石１８を構成する焼結体における磁性粉と非磁性金属粉からなるバインダとの体積配合比率を、
磁性粉：バインダ＝５５：４５〜８０：２０
としているため、従来例に比べて磁束密度がさらに増加する。その結果、この磁気エンコーダ１５と組み合わせて使用される磁気ヨーク１６の限界検出値を、従来例の場合に比べて増大させることができ、さらに回転センサ４の出力を大きくできる。また、磁気エンコーダ１５と磁気ヨーク１６の間のエアギャップを大きくできることから、エアギャップの管理工数を削減できる。

また、この実施形態では、磁気ヨーク１６を、複数のリング状部材２０ａ〜２０ｃを嵌合させて構成しているので、磁気ヨーク１６を組み立てる前に櫛歯状の爪２１ａ，２１ｂを折り曲げ形成でき、爪２１ａ，２１ｂの面積を大きくすることができる。この点からも十分にコイル１９の発電電圧，発電電力を高めることができる。また、磁気ヨーク１６の組立性も向上する。

またこの実施形態の回転センサ付軸受装置は、車輪用軸受に適用したものであるため、自動車部品である車輪用軸受装置に要望される小型，軽量化、および回転検出能力の向上に対応することができる。

図６および図７は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、第１の実施形態において、回転センサ４を、磁気エンコーダ１５と磁気ヨーク１６が径方向に対面するラジアル型としたものである。

磁気ヨーク１６は、図７に拡大して示すように、軸方向に対面して開口する２つのリング状部材３０ａ，３０ｂを互いに嵌合させることで、断面が略矩形のリング体とされている。

２つのリング状部材３０ａ，３０ｂの多極磁石１８と対面する内周側部分には、互いに軸方向に対向して延びる櫛歯状の爪３１ａ，３１ｂが形成され、この２組の各爪３１ａ，３１ｂは円周方向に隙間を介して所定のピッチで交互に配列され、その配列ピッチは対面する多極磁石２８の磁極Ｎ，Ｓと同じ配列ピッチとされている。すなわち、磁気ヨーク１６の内周側に配置される一方のリング状部材３０ａの爪３１ａは、磁気ヨーク１６の内周面における軸受内側周縁から軸受外側周縁に向けて外側周縁近くまで延びている。磁気ヨーク１６の内周側に配置される他方のリング状部材３０ｂの爪３１ｂは、軸受外側周縁から軸受内側周縁に向けて内側周縁近くまで延びている。このように各爪３１ａ，３１ｂは、一方の周縁から他方の周縁近くまで延びているので、多極磁石２８の磁極Ｎ，Ｓと対向する面積を大きくすることができ、それだけ磁気ヨーク１６に導かれる磁束を多くすることができる。

磁気エンコーダ１５は、金属製の環状の芯金２７と、この芯金２７の表面に周方向に沿って設けられた多極磁石２８とでなる。多極磁石２８は、磁性粉とバインダとの混合粉を焼結させた焼結体に着磁したものであり、磁性粉とバインダの混合比率は第１の実施形態の場合と同じである。芯金２７は大径部２７ａと小径部２７ｂとからなる断面Ｚ字状の段突き円筒部材とされ、その小径部２７ｂの外周に前記多極磁石２８が固定され、その大径部２７ａによってハブ内輪２Ｂの外径面に締まり嵌め状態に圧入嵌合して固定される。その他の構成、および効果は第１の実施形態の場合と同じである。

なお、上記各実施形態では、外方部材１が固定側で、内方部材２が回転側である軸受装置に適用した場合につき説明したが、逆に外方部材１が回転側で、内方部材２が固定側である軸受装置に適用することもできる。この場合は、回転センサ４の磁気エンコーダ１５を外方部材１に、磁気ヨーク１６を内方部材２にそれぞれ設置するのが、回転信号の取出し等の観点から好ましい。

また、上記各実施形態では、車輪用軸受装置に適用した場合につき説明したが、この発明は、これに限らず、単列や複列の玉軸受，ころ軸受など、各種の機器に使用される一般軸受への適用も可能である。

この発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付軸受装置の断面図である。 同軸受装置の部分拡大断面図である。 その回転センサにおける磁気エンコーダの一部を破断した斜視図である。 （Ａ）はその回転センサにおける磁気ヨークの正面図、（Ｂ）は同磁気ヨークの断面図である。 その回転センサにおける磁気エンコーダを従来例と比較して、エアギャップと磁束密度の関係を求めたデータのグラフである。 この発明の他の実施形態にかかる回転センサ付軸受装置の断面図である。 同軸受装置の部分拡大断面図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
３…転動体
４…回転センサ
６〜９…軌道面
１５…磁気エンコーダ
１６…磁気ヨーク
１８…多極磁石
１９…コイル
２０ａ〜２０ｃ…リング状部材
２１ａ，２１ｂ…櫛歯状の爪
２８…多極磁石
３０ａ〜３０ｃ…リング状部材
３１ａ，３１ｂ…櫛歯状の爪

Claims (5)

1. 内周に軌道面を有する外方部材と、この軌道面に対向する軌道面を外周に有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方の部材に、円周方向に磁極が並ぶリング状の磁気エンコーダが設けられ、他方の部材に、コイルを内蔵したリング状の磁気ヨークが前記磁気エンコーダに対向して設けられ、これら磁気エンコーダとコイル内蔵の磁気ヨークとにより、両者の相対回転によってコイルに誘起される発電電圧により回転を検出する回転センサを構成した回転センサ付軸受装置であって、
   前記磁気エンコーダが、磁性粉とバインダとの混合粉を焼結させた焼結体に着磁を行った多極磁石で構成されるものであることを特徴とする回転センサ付軸受装置。
2. 請求項１において、前記磁気ヨークが、多極磁石と対向する面に、この面の両側の周縁からそれぞれ伸びる複数の櫛歯状の爪を有し、一方の周縁から伸びる爪と他方の周縁から伸びる爪とは円周方向に所定の間隔で交互に並んでおり、これら各爪は、前記一方の周縁から他方の周縁の近くまで伸びるものとした回転センサ付軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記焼結体における磁性粉とバインダとの配合比率を、
   磁性粉：バインダ＝５５：４５〜８０：２０
   とした回転センサ付軸受装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記磁気ヨークは、複数のリング状部材を互いに嵌合させたものである回転センサ付軸受装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記外方部材および内方部材が、前記軌道面を複列に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置である回転センサ付軸受装置。

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