JP2007163395A

JP2007163395A - 着磁パルサリング

Info

Publication number: JP2007163395A
Application number: JP2005362727A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Ishii; 康彦石井; Naoki Morimura; 直樹森村; Katsura Koyagi; 桂小八木; Tetsuaki Numata; 哲明沼田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】着磁体を樹脂ボンド磁石として、支持部材に一体射出成形することにより、耐傷性を高めるとともに、製造工程を短縮化してコストを下げることを可能とし、樹脂ボンド磁石を使用した場合に問題となる着磁体の支持部材に対する相対回転を防止した着磁パルサリングを提供する。
【解決手段】支持部材11のフランジ部14に、着磁体12の相対回転を防止する相対回転防止用凹部16,17,18が形成されている。着磁体12は、樹脂ボンド磁石であり、着磁体12が支持部材11に一体射出成形されることによって、フランジ部14の相対回転防止用凹部16,17,18に嵌め合わされている相対回転防止用凸部19,20,21が着磁体に形成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、回転速度を検出することが可能なセンサ付き転がり軸受装置などにおいて使用される着磁パルサリングに関する。

鉄道車両や自動車において、車軸あるいは車軸に回転を伝達する回転軸を支持するとともに軸の回転速度を検出するために、図６に示すようなセンサ付き転がり軸受装置が使用されている（特許文献１参照）。

図６において、センサ付き転がり軸受装置は、転がり軸受(41)、ならびにそれに設けられたセンサ装置(42)および被検出部である着磁パルサリング(43)を備えている。

転がり軸受(41)は、固定輪である外輪(44)、回転輪である内輪(45)、これらの間に配置された複数の転動体である玉(46)を備えている。

着磁パルサリング(43)は、内輪(45)に固定された支持部材(47)と、支持部材(47)に設けられた着磁体(48)とよりなる。

センサ装置(42)は、外輪(44)に固定されたケース(49)と、ケース(49)内に設けられた磁気センサ(50)とを有しており、着磁パルサリング(43)に軸方向外側から対向させられている。

着磁パルサリング(43)の支持部材(47)は、内輪(45)の外周に嵌め被せられた円筒部(47a)と、円筒部(47a)の右端部に設けられた外向きフランジ部(47b)とよりなり、磁気センサ(50)に対して相対回転して磁束密度変化を生じさせる。

このような着磁パルサリングは、シール装置と一体化された形態とされることがあり、これを使用したセンサ付き転がり軸受装置としては、図７に示すように、固定輪(52)、回転輪(53)および両輪(52)(53)間に配置された転動体(54)を有する転がり軸受(51)と、固定輪(52)に嵌合固定された芯金(56)および芯金(56)に取り付けられた弾性シール(57)を有している固定側シール部材(55)と、回転輪(53)に嵌合固定された円筒部(59)および円筒部(59)の軸方向端部に連なって固定側シール部材(55)に向かってのびるフランジ部(60)を有する回転側シール部材(58)と、固定側シール部材(55)に樹脂(62)を介して支持されたセンサ(61)と、回転側シール部材(58)のフランジ部(60)側面に設けられている着磁体(63)とからなるものが知られている（特許文献２）。このセンサ付き転がり軸受装置では、回転側シール部材(58)および着磁体(63)が、着磁パルサリングに相当しており、センサ(61)付き固定側シール部材(55)と着磁体(62)付き回転側シール部材(58)（着磁パルサリング）とを予め組み立てておく（パック化しておく）ことができるという利点を有している。
特開２００３−２７９５８７号公報特開２００５−０９８３８７号公報

上記着磁パルサリングでは、ゴムをバインダとする磁性粉が着磁されることにより形成された着磁体は、異物などで傷つきやすいという問題があり、また、着磁体を支持部材に接着する工程が必要であることから、製造コストが高く付くという問題もあった。

そこで、着磁体を樹脂ボンド磁石として、支持部材に一体射出成形することにより、耐傷性を高めるとともに、製造工程を短縮化してコストを下げることが考えられるが、樹脂ボンド磁石を使用した場合には、着磁体が支持部材に対して相対回転しやすいため、センサが正確な回転数を読み取ることができなくなる可能性がある。

この発明の目的は、着磁体を樹脂ボンド磁石として、支持部材に一体射出成形することにより、耐傷性を高めるとともに、製造工程を短縮化してコストを下げることを可能とし、樹脂ボンド磁石を使用した場合に問題となる着磁体の支持部材に対する相対回転を防止した着磁パルサリングを提供することにある。

この発明による着磁パルサリングは、円筒部および円筒部の一端に設けられたフランジ部よりなる支持部材と、支持部材のフランジ部に設けられた円板状着磁体とよりなる着磁パルサリングにおいて、支持部材のフランジ部に、着磁体の相対回転を防止する相対回転防止用凹部または凸部が形成されており、着磁体は、樹脂ボンド磁石であり、着磁体が支持部材に一体射出成形されることによって、フランジ部の相対回転防止用凹部または凸部に嵌め合わされている相対回転防止用凸部または凹部が着磁体に形成されていることを特徴とするものである。

樹脂ボンド磁石としては、フェライト粉＋ＰＰＳ（ポリフェニールサルファイド樹脂）、フェライト粉＋ＰＡ６６（ポリアミド樹脂）、希土類磁性粉＋ＰＰＳ、希土類磁性粉＋ＰＡ６６、フェライト粉＋希土類磁性粉＋ＰＰＳ、フェライト粉＋希土類磁性粉＋ＰＡ６６などが適しており、これ以外の磁性粉および樹脂の組合せとすることもできる。また、樹脂にガラス繊維等の強化材を添加するようにしてもよい。支持部材としては、ＳＵＳ４３０のようなフェライト系ステンレス鋼が適している。

樹脂ボンド磁石は、支持部材（スリンガ）と一体射出成形され、その後に、着磁装置により、Ｎ極およびＳ極が等間隔となるように着磁される。

相対回転防止用凹部または凸部は、フランジ部の外周面に設けてもよく、フランジ部の側面に設けてもよい。支持部材のフランジ部の相対回転防止用凹部または凸部は、凹部とされて、円形のスリンガの外径の所定箇所（少なくとも１カ所）を直線状、円弧状、Ｖ字状などに取り除いて非円形とすることが好ましい。凹部は、複数として、周方向に等間隔で配置することが好ましい。

例えば、相対回転防止用凹部または凸部は、フランジ部の外周に設けられており、着磁体の外周に、フランジ部の外周部に係合する外れ防止部が形成されていることがある。

このようにすると、樹脂ボンド磁石を使用した場合に問題となる着磁体の外れやすさが解消される。

また、フランジ部の側面に環状の凹所が設けられ、着磁体の一方の側面が凹所内に嵌め入れられていることがある。

このようにすると、着磁パルサリングの軸方向寸法を変更することなく、着磁体の厚みを大きくすることができるので、他の構成部材の仕様を変更せずに、磁力を大きくすることができる。

また、着磁体とフランジ部との間に、弾性層が介在させられていることがある。

このようにすると、弾性層が変形量の違いを吸収することにより、外れ防止部に発生する応力が小さくなる。弾性層としては、ゴムシート、樹脂シート、接着剤などを使用することができる。

また、相対回転防止用凹部または凸部は、フランジ部の側面に設けられていることがある。

この場合に、着磁体の外周に設けられてフランジ部の外周部に係合する外れ防止部は、なくすことが可能であり、また、これを設けることもできる。図７に示したセンサ付き転がり軸受装置によると、一方の側面に着磁体が取り付けられ、他方の側面は、弾性シールの摺動面として使用されることから、フランジ部の外周部に係合する外れ防止部の厚みを大きくすることが難しいため、着磁体の外れ防止部が相対的に熱衝撃に弱いものとなる。相対回転防止用凹部または凸部は、着磁体と支持部材との接着性を向上させることができるので、このようなセンサ付き転がり軸受用として、外れ防止部をなくすようにしてもよい。外れ防止部を設けた場合には、相対回転の防止と外れ防止の両方が確実に行われることにより、極めて信頼性の高いものになる。

また、着磁体に、着磁体の線膨張率を支持部材の線膨張率に近づける線膨張率調整材が添加されていることがある。

このようにすると、熱膨張時または熱収縮時に着磁体と支持部材との変形量が同じとなり、外れ防止部に発生する応力が小さくなる。

また、射出ゲート位置の影響によって着磁体に発生するウェルドが着磁体の凸部に位置するようになされていることがある。

上述のように、この発明による着磁パルサリングは、一体射出成形により製造されるが、一体射出成形では、射出ゲート位置の影響によって、樹脂部分（着磁体）に必然的にウェルドが発生する。このウェルドは、他の部分に比べて強度的に弱い箇所であり、これが着磁体の凸部に位置するように製造条件を設定することにより、ウェルドが凸部によって補強され、着磁体の強度を向上させることができる。

この発明の着磁パルサリングによると、支持部材のフランジ部に、着磁体の相対回転を防止する相対回転防止用凹部または凸部が形成されており、着磁体は、樹脂ボンド磁石であり、着磁体が支持部材に一体射出成形されることによって、フランジ部の相対回転防止用凹部または凸部に嵌め合わされている相対回転防止用凸部または凹部が着磁体に形成されているので、耐傷性を高めるとともに、製造工程を短縮化してコストを下げることができ、しかも、樹脂ボンド磁石を使用した場合に問題となる着磁体の支持部材に対する相対回転が解消させられ、非常に信頼性の高い着磁パルサリングを得ることができる。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１および図２は、この発明による着磁パルサリングの第１実施形態を示している。以下の説明において、左右は図１についていうものとする。

図１において、着磁パルサリング(1)は、内輪に固定される支持部材(11)と、支持部材(11)に設けられた着磁体(12)とよりなる。

支持部材(11)は、内輪の外周に嵌め被せられる円筒部(13)と、円筒部(13)の右端部に設けられた外向きフランジ部(14)とよりなる。

着磁体(12)は、樹脂ボンド磁石であり、一体射出成形によって、支持部材(11)のフランジ部(14)右側面全周にわたって固定されている。

着磁体(12)の外周に、断面逆Ｌ字状でフランジ部(14)の外周部に係合する外れ防止部(15)が設けられており、この外れ防止部(15)によって着磁体(12)が支持部材(11)から外れることが防止されている。

支持部材(11)のフランジ部(14)の外周面(14a)は、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、円形ではなく、円周の一部が所定間隔で切り取られた形状とされており、これにより、支持部材(11)のフランジ部(14)には、着磁体(12)の相対回転を防止する相対回転防止用凹部(16)(17)(18)が形成されている。着磁体(12)には、着磁体(12)が支持部材(11)に一体射出成形されることによって、フランジ部(14)の相対回転防止用凹部(16)(17)(18)に嵌め合わされている相対回転防止用凸部(19)(20)(21)が形成されている。相対回転防止用凹部(16)(17)(18)は、図２（ａ）に示すように、フランジ部(14)の外周面(14a)を直線状にカットすることにより形成してもよく、図２（ｂ）に示すように、フランジ部(14)の外周面(14a)を円弧状にカットすることにより形成してもよく、図２（ｃ）に示すように、フランジ部(14)の外周面(14a)をＶ状にカットすることにより形成してもよく、要するに、フランジ部(14)の外周面(14a)を非円形にするものであれば、種々の形状とすることができる。また、相対回転防止用凹部(16)(17)(18)は、少なくとも１つあればよく、好ましくは、複数とされて、周方向に等間隔で設けられる。

図３は、この発明による着磁パルサリングの第２実施形態を示している。

同図において、着磁パルサリング(2)は、内輪に固定される支持部材(11)と、支持部材(11)に設けられた着磁体(12)とよりなる。

支持部材(11)のフランジ部(14)の外周面およびこれに対応する着磁体(12)の外れ防止部(15)は、第１実施形態のものと同様に、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように形成されている。

さらに、フランジ部(14)の右側面には、環状の凹所(22)が設けられている。凹所(22)の内径および外径は、着磁体(12)の内径および外径と同じとされており、着磁体(12)の一方の側面（左側面）がこの凹所(22)内に嵌め入れられている。

第２実施形態の着磁パルサリング(2)の軸方向寸法は、第１実施形態の着磁パルサリング(1)の軸方向寸法と同じとされており、両者は、フランジ部(14)の側面に凹所(22)が設けられているかいないかにおいて相違している。したがって、凹所(22)が設けられている第２実施形態のものでは、着磁体(12)の厚みが大きくなっており、その分、磁力が大きいものとなっている。円筒部(13)の厚みについては、同様とされており、第１実施形態の着磁パルサリング(1)に代えて、第２実施形態の着磁パルサリング(2)としても、着磁パルサリング(2)以外の部材の仕様を変更しなくてもよい。

図４は、この発明による着磁パルサリングの第３実施形態を示している。

図４において、着磁パルサリング(3)は、内輪に固定される支持部材(11)と、支持部材(11)に設けられた着磁体(12)とよりなる。

着磁体(12)とフランジ部(14)との間には、弾性層(23)が介在させられている。弾性層(23)は、薄いゴムシートとされ、着磁体(12)の側面とフランジ部(14)の側面との間だけでなく、フランジ部(14)の外周面と着磁体(12)の外れ防止部(15)との間にも設けられている。

フランジ部(14)の右側面には、環状の凹所(22)が設けられている。この凹所(22)の内径および外径は、着磁体(12)の内径および外径と同じとされるとともに、その深さが弾性層(23)の厚みと同じにされており、弾性層(23)がこの凹所(22)内に嵌め入れられている。

図５は、この発明による着磁パルサリングの第４実施形態を示している。

図５において、着磁パルサリング(4)は、内輪に固定される支持部材(11)と、支持部材(11)に設けられた着磁体(12)とよりなる。

この実施形態では、外れ防止部(15)が取り除かれている。そして、フランジ部(14)の右側面には、相対回転防止用凹部(24)が設けられている。相対回転防止用凹部(24)は、方形または扇形とされ、周方向に等間隔で複数（例えば４つ）設けられている。着磁体(12)には、着磁体(12)が支持部材(11)に一体射出成形されることによって、フランジ部(14)の相対回転防止用凹部(24)に嵌め合わされている相対回転防止用凸部(25)が形成されている。この実施形態において、外れ防止部(15)を設けるようにしてもちろんよい。

なお、着磁体(12)を構成する樹脂ボンド磁石は、希土類磁性粉（またはフェライト粉）＋樹脂からなるものとされるが、着磁体(12)の線膨張率を支持部材(11)の線膨張率に近づける線膨張率調整材（ガラス繊維、カーボン繊維など）が添加されているようにしてもよく、これにより、着磁体(12)の耐熱衝撃性などがさらに向上する。

上記各実施形態の着磁パルサリング(1)(2)(3)(4)は、金型に形成されたキャビティ内に支持部材(11)を配置し、金型に設けられた射出ゲートから樹脂ボンド磁石材料を射出する一体射出成形により製造されるが、この際、射出ゲート位置の影響によって着磁体(12)に発生するウェルドが着磁体(12)の凸部(19)(20)(21)に位置するように、製造条件が設定される。射出ゲートが１カ所に設けられて、樹脂が２方向に分かれてキャビティ内に充填される場合、射出ゲートの対向位置（１８０°離れた位置）付近に樹脂の合流部分が生じ、この合流部分（「ウェルド」と称す）は、他の部分に比べて強度が弱い箇所となる。上記各実施形態の着磁パルサリング(1)(2)(3)(4)では、相対回転防止用凸部(19)(20)(21)が相対的に強度大であるため、これとウェルドとを位置合わせすることにより、強度的に弱い箇所がない着磁パルサリング(1)(2)(3)(4)を得ることができる。射出ゲートの数は１つに限られるものではなく、ウェルド発生位置は、製造条件によって変わってくるが、相対回転防止用凸部(19)(20)(21)の長さ、数および配置位置は、任意に設定できるものであり、ウェルドと容易に位置合わせすることができる。

図１は、この発明による着磁パルサリングの第１実施形態を示す断面図である。図２は、図１のII-II線に沿う断面図である。図３は、この発明による着磁パルサリングの第２実施形態を示す断面図である。図４は、この発明による着磁パルサリングの第３実施形態を示す断面図である。図５は、この発明による着磁パルサリングの第４実施形態を示す断面図である。図６は、この発明による着磁パルサリングが適用されるセンサ付き転がり軸受装置の１例を示す断面図である。図７は、この発明による着磁パルサリングが適用されるセンサ付き転がり軸受装置の他の例を示す断面図である。

符号の説明

(1)(2)(3)(4) 着磁パルサリング（着磁パルサリング）
(11) 支持部材
(12) 着磁体
(13) 円筒部
(14) フランジ部
(15) 外れ防止部
(16)(17)(18) 相対回転防止用凹部
(19)(20)(21) 相対回転防止用凸部
(22) 環状凹部
(23) 弾性層

Claims

円筒部および円筒部の一端に設けられたフランジ部よりなる支持部材と、支持部材のフランジ部に設けられた円板状着磁体とよりなる着磁パルサリングにおいて、支持部材のフランジ部に、着磁体の相対回転を防止する相対回転防止用凹部または凸部が形成されており、着磁体は、樹脂ボンド磁石であり、着磁体が支持部材に一体射出成形されることによって、フランジ部の相対回転防止用凹部または凸部に嵌め合わされている相対回転防止用凸部または凹部が着磁体に形成されていることを特徴とするパルサーリング。
相対回転防止用凹部または凸部は、フランジ部の外周に設けられており、着磁体の外周に、フランジ部の外周部に係合する外れ防止部が形成されている請求項１の着磁パルサリング。
フランジ部の側面に環状の凹所が設けられ、着磁体の一方の側面が凹所内に嵌め入れられている請求項１または２の着磁パルサリング。
着磁体とフランジ部との間に、弾性層が介在させられている請求項１〜３のいずれかの着磁パルサリング。
相対回転防止用凹部または凸部は、フランジ部の側面に設けられている請求項１の着磁パルサリング。
着磁体に、着磁体の線膨張率を支持部材の線膨張率に近づける線膨張率調整材が添加されている請求項１〜５のいずれかの着磁パルサリング。
射出ゲート位置の影響によって着磁体に発生するウェルドが着磁体の凸部に位置するようになされている請求項１〜６いずれかの着磁パルサリング。