JP2006329750A - 磁気エンコーダ及びこれを用いた転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パルサリングの剥がれ落ちの問題を招来することなく、転がり軸受装置の製造コストを抑えることができるような磁気エンコーダを得る。
【解決手段】 パルサリング８をフランジ部の外側面ａ１に固定する固定手段は、外側面ａ１の周縁部から磁気センサ１０側に突設され、かつ、内周面に周溝１５が形成されたバックアップ部１３と、周溝１５から一部を突出させた状態で当該周溝１５に嵌め込み可能な押さえ部材１４とを有しており、この押さえ部材１４は、周溝１５からの突出部分でパルサリング８の縁部を外側から押さえるようにして当該周溝１５に嵌め込まれている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、自動車のＡＢＳなどで使用される回転速度検出装置を構成する磁気エンコーダ及びこれを用いた転がり軸受装置に関する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するために転がり軸受装置が使用されている。アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御するためには、上記車輪の回転速度を検出する必要があるため、上記転がり軸受装置に磁気エンコーダを備えた回転速度検出装置が組み込まれている。当該磁気エンコーダは、磁気センサと対向するように配置されたパルサリングを備えており、同パルサリングは例えば接着剤で環状の支持部材に固定されている。しかし、当該接着剤の経年劣化等によりパルサリングがフランジ部から剥がれ落ちるおそれがあり、そのため特許文献１において、パルサリングを芯金（支持部材）の加締により固定した磁気エンコーダが提案されている。この構成によると、パルサリングを加締によって芯金に固定することで、長期の使用によっても剥がれの問題が生じないものとされている。
特開２００４−０８４９２５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された磁気エンコーダは、芯金を加締めるための専用の加締機が必要であるため手間がかかり、転がり軸受装置の製造コストが嵩むという欠点がある。
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、パルサリングの剥がれ落ちの問題を招来することなく、転がり軸受装置の製造コストを抑えることができるような磁気エンコーダを得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、フランジ部を有する環状の支持部材と、円周方向へ交互に磁極が形成されたパルサリングと、このパルサリングを前記フランジ部の磁気センサ側となる外側面に固定している固定手段とを備えた磁気エンコーダにおいて、前記固定手段は、前記フランジ部の周縁部から磁気センサ側に突設され、かつ、前記パルサリングの周縁部に近接する周溝を有するバックアップ部と、前記周溝から一部を突出させた状態で当該周溝に嵌め込み可能な押さえ部材とを有しており、前記押さえ部材は、前記周溝からの突出部分で前記パルサリングの周縁部を外側から押さえるようにして当該周溝に嵌め込まれていることを特徴とする。

上記本発明の磁気エンコーダによれば、フランジ部に設けられたバックアップ部の周溝に押さえ部材が嵌め込まれていることで、パルサリングがフランジ部の外側面に押さえつけられて固定されており、従来のように接着剤の経年劣化という問題が生じる余地がなく、当該固定手段によりパルサリングの剥がれ落ちが長期に渡って防止される。また、上記固定手段でパルサリングが固定されているため、支持部材を加締機により変形させる必要がなく、さらに、接着剤の硬化待ち時間がないことによる製造時間の短縮が可能となる。これにより、磁気エンコーダが組み込まれた転がり軸受装置の製造コストを抑えることができる。

また、上記パルサリングをフランジ部に固定する他の固定手段として、フランジ部及びパルサリングの外周縁部を囲い込んでこれらを表裏両側から挟持するように形成された固定部材を使用してもよい。この場合、バックアップ部を設けた上記固定手段のようにフランジ部を特殊形状としなくてもよいので、上記転がり軸受装置の製造コストをさらに抑えることができる。

さらに、上記のような固定部材を使用しないパルサリングの固定手段としては、前記フランジ部に第一係合部を設けると共に、前記パルサリングに第二係合部を設け、これら第一係合部と第二係合部とを互いに係合させればよい。具体的には、前記第一係合部は、フランジ部の外側面に立設された係止部及びこの係止部の先端から周方向へ延設された押さえ部とよりなり、前記第二係合部は、パルサリングの周縁から径外方向又は径内方向へ突設され、かつ、前記係止部と前記押さえ部の内側に挿通可能な凸部よりなるものとすればよい。

また、上記固定手段の他の例として、前記フランジ部及び前記パルサリングに孔部を貫通形成し、各孔部を挿通するリベット又はネジを含む締結部材で当該パルサリングを固定してもよい。

また、上記磁気エンコーダを転がり軸受装置に組み入れる場合には、固定軌道輪及び回転軌道輪、これら両軌道輪間に転動自在に配設される転動体よりなる転がり軸受のうち、回転軌道輪に当該磁気エンコーダを一体回転可能に取り付ければよい。

上記の通り本発明によれば、接着剤を使用せず、かつ、支持部材を変形させる必要のない固定手段としたので、パルサリングの剥がれ落ちが長期に渡って防止され、それと共に転がり軸受装置の製造コストを抑えることができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置Ｂを示している。転がり軸受装置Ｂは、車両における駆動輪側の車軸に用いられる複列アンギュラ玉軸受タイプの軸受を具備した軸受装置であり、車体取付用フランジ３１を介してボルト３２によりシャフトケース３３に固定されるとともに、その内周面に複列の外輪軌道面３４を有する、固定輪である外輪部材３５と、この外輪部材３５の内径側において当該外輪軌道部材３５と同心に配置されるとともに、その外周面に複列の内輪軌道面３６を有する、回転軌道輪である内輪部材３７と、前記外輪部材３５および内輪部材３７の各軌道面３４，３６間に転動自在に配設された複列の転動体であるボール３８とを備えている。

内輪部材３７は、ハブ輪３９と、このハブ輪３９の車両インナ側（図１右側）端部外径に嵌合された別体の内輪構成部材４０とで構成されており、当該内輪部材３５は、複列のボール３６を介して前記外輪部材３３に対し回転自在となっている。前記ボール３８は保持器４１によって内輪軌道面３６において周方向に所定間隔で保持されており、また内輪部材３７と外輪部材３５との間の環状空間の両端はシール部４２及び密封装置２により密封されている。ドライブシャフト４４外周のスプライン部をハブ輪３９内周のスプライン部に嵌合させるとともに、当該ドライブシャフト４４の先端にナット４５を締め付けることで、内輪部材４７がドライブシャフト４４に固定されている。

図２は、転がり軸受装置Ｂに組み込まれた密封装置２近傍の拡大図である。密封装置２は、外輪部材３５に嵌着される環状部材５と、この環状部材５に装着された環状シール部材６と、磁気エンコーダ１の一部を構成する芯金７（支持部材）及びパルサリング８を備えている。このうち、芯金７は、環状部材５に対向して環状シール部材６に摺接され、かつ、内輪部材３７に嵌着されており、パルサリング８は、この芯金７の磁気センサ１０側となる外側面ａ１に固定されている。

また、密封装置２のパルサリング８との間に所要の間隔を隔ててこのパルサリング８と共に回転速度検出装置を構成する磁気センサ１０が対向配置されている。内輪構成部材４０と共にパルサリング８が回転すると、磁気センサ１０の検出面の近傍をＳ極とＮ極が交互に通過し、センサ内を流れる磁束の向きが変化する。この磁束の変化により、磁気センサ１０に内蔵した図示しないホール素子等の磁気検出素子の信号が変化する。この信号が変化する周波数は車軸の回転速度に比例し、当該信号を制御器に送信して回転速度を検出し、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）等を制御する。

図３に示すように上記密封装置２のうち環状部材５は、環状の金属板を屈曲して形成されたものであり、円筒部５１と、この円筒部５１の端縁から径方向内向きに延びる環状部５２とからなる断面Ｌ字形に形成されている。環状部材５の材料としては、例えば磁性体であるＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ（冷延鋼板）が用いられる。
芯金７は、防錆処理された圧延鋼板等の金属板を屈曲してなり、円筒部７１と、この円筒部７１の端縁から径方向外向きに延びるフランジ部７２とからなる断面Ｌ字形に形成されている。なお、この芯金７は、後述するパルサリング８の磁界強さが増大し、回転検出がし易くなるように磁性材料で形成することが望ましい。磁性材料としては、例えば、フェライト系ステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）が用いられる。

環状部材５と芯金７は、円筒部５１と円筒部７１とを、また、環状部５２とフランジ部７２とを対峙させて組み合わされ、パックシールと呼ばれる構成となっている。環状部材５には、ゴム製等の環状シール部材６が取付けられている。この環状シール部材６は、環状部材５の全周に渡って形成されたものであり、芯金７の円筒部７１の外周面に摺接する２つのラジアルリップと、フランジ部７２の内面に摺接するアキシャルリップとを有している。

パルサリング８は、ゴム、合成樹脂等の高分子材料中にフェライト等の強磁性材の粉末を混入して環状に成形されたものであり、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。このパルサリング８は、図３に示す固定手段１２によってフランジ部７２の磁気センサ側となる外側面ａ１に固定されている。この固定手段１２は、外側面ａ１の外縁部から磁気センサ１０側に突設された環状のバックアップ部１３と、押さえ部材１４とからなるものである。バックアップ部１３の内周面には全周にわたって断面円弧状の周溝１５が形成されており、この周溝１５に、押さえ部材１４がその内周側の一部を突出させた状態で嵌め込まれている。なお、バックアップ部１３は、フランジ部７２に固定されたパルサリング８の厚みよりも大きい幅寸法で芯金７と一体成形されたものである。

押さえ部材１４は、一部を欠いた断面円形のリング状金属材料からなり、周溝１５の底の径よりも若干大きめの径を有していることにより、図４に示すように周溝１５に嵌め込まれることで径外方向へ張った状態となっている。そして、同図に示すように、上記周溝１５の位置、すなわち押さえ部材１４の位置が、パルサリング８の被検出面ａ２に近接したところとなっており、かつ、当該押さえ部材１４の一部が突出されていることで、パルサリング８が外側から押さえつけられている。これにより、パルサリング８の外側方向への移動が規制されている。

図５は、パルサリングの本発明にかかる他の固定手段を示している。この固定手段１６は、フランジ部７２の内周縁部から磁気センサ側に延びる環状のバックアップ部１７と、押さえ部材１８とからなるものである。バックアップ部１７の外周面には全周にわたって断面矩形状の周溝１９が形成されており、この周溝１９に押さえ部材１８がその外周側の一部を突出させた状態で嵌め込まれている。なお、バックアップ部１７は、フランジ部７２に固定されたパルサリング８の厚みよりも大きい幅寸法で芯金７と一体成形されたものである。

押さえ部材１８は、断面矩形のＣ字状金属材料からなり、周溝１９の底の径よりも若干小さめの径を有していることにより、図４に示すように周溝１９に嵌め込まれることで径内方向へ張った状態となっている。なお、押さえ部材１８には、径外方向へ窪む凹部１８ａが二箇所形成されており、同押さえ部材１８を周溝１９へ嵌め込む際に、弾性変形させやすいようになっている。そして、同図に示すように、上記周溝１９の位置、すなわち押さえ部材１８の位置が、パルサリング８の被検出面ａ２に近接したところとなっており、それと共に当該押さえ部材１８の一部が突出されていることで、パルサリング８が外側から押さえられている。これにより、パルサリング８の外側方向への移動が規制されて、当該パルサリング８がフランジ部７２に固定されている。

さらに、図６において上記固定手段の他の例を示す。この固定手段は、断面コの字状に形成されたＣ字状金属材料からなるクリップ２１（固定部材）によるものであり、当該クリップ２１はフランジ部７２及びパルサリング８の外周面に沿う外周部２１ａと、この外周部２１ａ両端から径内方向に延びる両側の側部２１ｂとから構成されている。このクリップ２１が、互いに合わされたフランジ部７２及びパルサリング８の外縁部に嵌められることで、当該外縁部が外周部２１ａ及び両側部２１ｂに囲い込まれ、フランジ部７２及びパルサリング８が両側から挟持されている。この場合、バックアップ部を設けた上記固定手段のようにフランジ部を特殊形状としなくてもよい。

上記本実施形態の磁気エンコーダ１によれば、フランジ部７２に延設されたバックアップ部１３，１７及び押さえ部材１４，１８、あるいはクリップ２１によってパルサリング８を固定していることにより、接着剤の経年劣化という問題の生じる余地がないことからパルサリング８が剥がれることがない。また、従来技術のように専用の加締機により支持部材を変形させる必要がなく、さらに、接着剤の硬化待ち時間がないことによる製造時間の短縮が可能となる。これにより、パルサリング８の剥がれ落ちが長期に渡って防止され、それと共に転がり軸受装置の製造コストを抑えることができる。特に、上記クリップ２１を用いた固定手段の場合には、上述のようにフランジ部を特殊形状とする必要がないので、当該製造コストをさらに低減することができる。

図７（ａ）及び（ｂ）は、上記のような固定部材を使用しないパルサリング８の固定手段を示している。なお、上述した各発明と共通する部分の説明は省略する。図７（ａ）に示すようにフランジ部７２の外側面ａ１の外縁部から第一係合部２３が立設されており、それと共に図７（ｂ）に示すようにパルサリング８の外周面に第二係合部２４が設けられている。上記第一係合部２３は、フランジ部７２の外側面に立設された係止部２３ａと、この係止部２３ａの先端から周方向へ延設された押さえ部２３ｂとからなり、この押さえ部２３ｂの先端には外側面側に向かう突起ｂ１が形成されている。一方、第二係合部２４は、パルサリング８の外縁から径外方向へ凸状に形成されたものであり、図７に示すようにこの第二係合部２４が、フランジ部７２の係止部２３ａと押さえ部２３ｂの内側に挿通されている。なお、上記第一係合部２３及び第二係合２４は、それぞれフランジ部７２、パルサリング８と同じ材料で一体成形されている。

係止部２３ａと押さえ部２３ｂは、第二係合部２４が隙間なく挿通されるような寸法を有しており、押さえ部２３ｂに形成された突起ｂ１は、挿通された第二係合部２４の周方向への動きを規制するような位置に設けられている。また、上記第一係合部２３は、フランジ部７２の径方向の同じ位置で複数立設されていると共に、当該第一係合部２３と対応する位置で第二係合部２４もパルサリング８に同じ数だけ設けられている（図示せず）。これにより、パルサリング８はフランジ部７２に対する移動が規制されている。パルサリング８をフランジ部７２に固定する場合には、同パルサリング８をフランジ部７２の外側面ａ１に当てた状態で周方向にずらし、パルサリング８の第二係合部２４を第一係合部２３に係合させる。この際、第一係合部２３の突起ｂ１を若干撓ませながら、第二係合部２４を嵌め込めばよい。なお、第２係合部をパルサリング８の内縁から径内方向へ凸状に形成し、これと係合するように第１係合部をフランジ部７２の外側面ａ１の内縁部から立設するようにしてもよい。

さらに、図９にパルサリングの他の固定手段を示す。この固定手段は、締結部材としてのリベット２６によってパルサリング８を固定するものである。フランジ部７２及びパルサリング８は通常よりも径が大きめに形成されており、当該フランジ部７２及びパルサリング８の外周部にはリベット２６を挿通する孔７２ａ、８ａが周方向に所要間隔で貫通形成されている。なお、当該孔７２ａ、８ａは、磁気センサが検出する磁力に影響を及ぼさないような径方向位置に配置されている。なお、リベット２６は、磁気センサに影響を及ぼさないように非磁性部材で構成されている。そして、パルサリング８の被検出面ａ２から各孔７２ａ、８ａに挿通されたリベット２６は、フランジ部７２の内側面側でその先端部がかしめられ、これにより同パルサリング８がフランジ部７２に確実に固定される。

上記締結部材は上記リベット２６に限定されずネジを使用してもよい。この場合には、フランジ部の孔７２ａをネジ穴にしておき、ネジをパルサリング８の被検知面ａ２から挿通し当該ネジ穴に螺合させればよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば図４及び図５に示したバックアップ部８、１３の周溝１５、１９や、押さえ部材１４，１８の形状を変更してもよく、図６に示したクリップ２１の寸法や形状を変更してもよい。また、図７のように第一係合部２３と第二係合部２４を係合させる場合において、上述のものとは逆にしてフランジ部７２の外側面に凸部を形成すると共に、パルサリング８にこの凸部が挿通可能な上記実施形態のようなＬ字状の第二係合部を設けるようにしてもよい。なお、上記固定手段は、あらゆる磁気エンコーダに採用することができ、転がり軸受装置に組み込まれる回転速度検出装置の仕様に応じて適宜変更することができる。

転がり軸受装置の断面図である。 磁気エンコーダが組み込まれた密封装置の断面図である。 同密封装置が転がり軸受に組み込まれた状態の断面図である。 固定手段の説明斜視図である。 他の固定手段の説明斜視図である。 他の固定手段の説明斜視図である。 （ａ）はフランジ部の第一係合部を示す外周端面図であり、（ｂ）はパルサリングの第二係合部を示す側面図である。 第一係合部と第二係合部が係合している状態を示す斜視図である。 締結部材を使用してパルサリングを固定する状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 磁気エンコーダ
２ 密封装置
５ 環状部材
７ 芯金
８ パルサリング
１０ 磁気センサ
１３、１７ バックアップ部
１４、１８ 押さえ部材
１５，１９ 周溝
２１ クリップ
２３ 第一係合部
２４ 第二係合部
７２ フランジ部
ａ１ 外側面
Ｂ 転がり軸受装置

Claims (5)

1. フランジ部を有する環状の支持部材と、円周方向へ交互に磁極が形成されたパルサリングと、このパルサリングを前記フランジ部の磁気センサ側となる外側面に固定している固定手段とを備えた磁気エンコーダにおいて、
   前記固定手段は、前記フランジ部の周縁部から磁気センサ側に突設され、かつ、前記パルサリングの周縁部に近接する周溝を有する筒状のバックアップ部と、前記周溝から一部を突出させた状態で当該周溝に嵌め込み可能な押さえ部材とを有しており、
   前記押さえ部材は、前記周溝からの突出部分で前記パルサリングの周縁部を外側から押さえるようにして当該周溝に嵌め込まれていることを特徴とする磁気エンコーダ。
2. フランジ部を有する環状の支持部材と、円周方向へ交互に磁極が形成されたパルサリングと、このパルサリングを前記フランジ部の磁気センサ側となる外側面に固定している固定手段とを備えた磁気エンコーダにおいて、
   前記固定手段は、前記フランジ部及び前記パルサリングの外周縁部を囲い込んでこれらを表裏両側から挟持するように形成された固定部材を有していることを特徴とする磁気エンコーダ。
3. フランジ部を有する環状の支持部材と、円周方向へ交互に磁極が形成されたパルサリングと、このパルサリングを前記フランジ部の磁気センサ側となる外側面に固定している固定手段とを備えた磁気エンコーダにおいて、
   前記固定手段は、前記フランジ部の外側面に立設された係止部及びこの係止部の先端から周方向へ延設された押さえ部よりなる第一係合部と、前記パルサリングの周縁から径外方向又は径内方向へ突設され、かつ、前記係止部と前記押さえ部の内側に挿通可能な凸部よりなる第二係合部とを有しており、これら第一係合部と第二係合部とが互いに係合していることを特徴とする磁気エンコーダ。
4. フランジ部を有する環状の支持部材と、円周方向へ交互に磁極が形成されたパルサリングと、このパルサリングを前記フランジ部の磁気センサ側となる外側面に固定している固定手段とを備えた磁気エンコーダにおいて、
   前記固定手段は、前記フランジ部及び前記パルサリングに貫通形成された各孔部を挿通するリベット又はネジを含む締結部材を有していることを特徴とする磁気エンコーダ。
5. 固定軌道輪及び回転軌道輪、これら両軌道輪間に転動自在に配設される転動体よりなる転がり軸受と、前記回転軌道輪と一体回転可能に取り付けられた請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気エンコーダを含む回転速度検出装置とを備えていることを特徴とする転がり軸受装置。

Images