JP2007309647A - 回転速度検出機構回転速度検出機構を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】多極磁石エンコーダと磁気センサとの隙間を極小に抑えながら、多極磁石エンコーダの磁極面に付着する異物から回転速度検出機構におけるセンシング領域を保護し得る回転速度検出機構及び回転速度検出機構を備えた転がり軸受、車輪支持用軸受ユニットを提供する。
【解決手段】回転部材2と固定部材3との間に組み込まれる複数個の転動体6とで回転支持装置を構成し、該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダ1からの磁気信号を、該多極磁石エンコーダ1と対向して固定部材3側に備えられた磁気センサSで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、多極磁石エンコーダ1は、磁気センサSと対向する磁極面1aの一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護するセンサ領域保護部材10を備えた。
【選択図】図1
【解決手段】回転部材2と固定部材3との間に組み込まれる複数個の転動体6とで回転支持装置を構成し、該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダ1からの磁気信号を、該多極磁石エンコーダ1と対向して固定部材3側に備えられた磁気センサSで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、多極磁石エンコーダ1は、磁気センサSと対向する磁極面1aの一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護するセンサ領域保護部材10を備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、各種車両の車輪を支持する転がり軸受に備えられ、車体側に備えた磁気センサにより車輪の回転速度を検出するための多極磁石エンコーダを有した回転速度検出機構、その回転速度検出機構を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニットに関する。なお、本明細書において車輪とは、自動車の車輪にかかわらず鉄道車両の車輪などの全てを総称するものとする。
例えば自動車には、車輪の回転速度(車輪速)を検出する回転速度検出装置が備えられており、回転側(車輪軸受側)に配した多極磁石エンコーダと、該多極磁石エンコーダに対向させるように車体側に配した磁気センサとからなるものが知られている。このような回転速度検出装置は、例えば、トラクションコントロールシステム(Traction Control System、略称TCS)や、カーナビゲーションシステム(Satellite navigation system)や、アンチロックブレーキシステム(Anti-lock brake system、略称ABS)などに利用されている。
従来、多極磁石エンコーダとして、図8に示すような円環状に形成された多極磁石エンコーダ(例えばフェライト粉に結合材としてゴム材を混合したものに着磁し、周方向にS極とN極が交互に備えられる)1が知られており、転がり軸受に組み込まれている密封装置を構成する断面視逆L字形状のシール部材(例えばスリンガ)における軸受外方に向いた側周面に、その磁極を軸受外方に向けた状態で一体に備えていた。すなわち、多極磁石エンコーダ1は軸受外方にて露呈状に備えていたものがある。
従来、多極磁石エンコーダとして、図8に示すような円環状に形成された多極磁石エンコーダ(例えばフェライト粉に結合材としてゴム材を混合したものに着磁し、周方向にS極とN極が交互に備えられる)1が知られており、転がり軸受に組み込まれている密封装置を構成する断面視逆L字形状のシール部材(例えばスリンガ)における軸受外方に向いた側周面に、その磁極を軸受外方に向けた状態で一体に備えていた。すなわち、多極磁石エンコーダ1は軸受外方にて露呈状に備えていたものがある。
このように多極磁石エンコーダ1が軸受外方にて露呈状に配されていると、土砂などの塵埃、さらには路面状況によっては鉄屑(磁性体の塵埃、例えば破砕された飲料水の缶の破片や釘等)などが多極磁石エンコーダ1の表面(軸受外方に向いている外面1a)に付着し易い。このように異物が付着することで多極磁石エンコーダの表面の摩耗を進行させてしまうという不都合が生じていた。多極磁石エンコーダ1の表面が摩耗すると、磁束密度の低下や、磁束信号の精度低下を招くこととなる。
特に、磁性体の塵埃が表面に付着してしまうと、磁気ショートが発生する虞れがあり、信号精度の低下を招くばかりか、著しい場合には磁束信号の欠落が発生してしまうという問題もあった。
このような不都合を解消するため、多極磁石エンコーダ1の周辺は、周辺部品を取り込んだ形でラビリンスが形成されるよう配慮された設計となっているものもあるが、小さい塵埃の場合には、ラビリンスを通過して多極磁石エンコーダの磁極面領域へと到達してしまう虞れが考えられる。
そこで昨今、多極磁石エンコーダ付きの転がり軸受で、該エンコーダの磁極面への塵埃の付着を防止し得る先行技術の一例として、例えば特許文献1に開示の技術が提供されている。
特に、磁性体の塵埃が表面に付着してしまうと、磁気ショートが発生する虞れがあり、信号精度の低下を招くばかりか、著しい場合には磁束信号の欠落が発生してしまうという問題もあった。
このような不都合を解消するため、多極磁石エンコーダ1の周辺は、周辺部品を取り込んだ形でラビリンスが形成されるよう配慮された設計となっているものもあるが、小さい塵埃の場合には、ラビリンスを通過して多極磁石エンコーダの磁極面領域へと到達してしまう虞れが考えられる。
そこで昨今、多極磁石エンコーダ付きの転がり軸受で、該エンコーダの磁極面への塵埃の付着を防止し得る先行技術の一例として、例えば特許文献1に開示の技術が提供されている。
特許文献1は、例えば図7に示すように、多極磁石エンコーダ1を回転する内輪2の外径から径方向に一体に立ち上げて軸受内方に配置させるとともに、その多極磁石エンコーダ1の外方に、所定の隙間(エアギャップ)G1を介して内外輪2,3間の端部領域Fを軸受外方から遮蔽するように固定の外輪3に一体に取り付けたシール部材100を備え、そのシール部材100の外方から磁気センサSによってセンシングする技術である。
しかし、特許文献1に開示の技術では、図7(b)に示すように、多極磁石エンコーダ1から磁気センサSまでの間に、1)多極磁石エンコーダ1とシール部材100との間の軸方向隙間(エアギャップ)G1と、2)シール部材(芯金)100の厚さWと、3)シール部材100と磁気センサSとの間の軸方向隙間(エアギャップ)G2が存在してしまう。
このように1)〜3)までの距離(G1+W+G2)が、多極磁石エンコーダ1と磁気センサSとの間にあることで、磁気信号が弱くなり、磁気信号精度の信頼性が劣ってしまう。
また、シールとエンコーダがラジアル方向に並んでいることにより、エンコーダの断面高さが減少し、その結果、エンコーダの磁力信号が減少する。
特開平10−160744号公報
このように1)〜3)までの距離(G1+W+G2)が、多極磁石エンコーダ1と磁気センサSとの間にあることで、磁気信号が弱くなり、磁気信号精度の信頼性が劣ってしまう。
また、シールとエンコーダがラジアル方向に並んでいることにより、エンコーダの断面高さが減少し、その結果、エンコーダの磁力信号が減少する。
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、多極磁石エンコーダと磁気センサとの隙間を極小に抑えながら、かつエンコーダの断面高さを減少させることなく多極磁石エンコーダの磁極面に付着する異物から回転速度検出機構におけるセンシング領域を保護し得る回転速度検出機構及び回転速度検出機構を備えた転がり軸受、車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明の第1の発明は、同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、多極磁石エンコーダは、磁気センサと対向する磁極面の一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構としたことである。
第2の発明は、同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、固定部材側に固定され、該固定部材と回転部材との間の端部領域を軸受け外方から遮蔽するカバー部材を備え、多極磁石エンコーダは、前記カバー部材によって、該カバー部材内面との間に所定の隙間を形成して軸受外方から遮蔽されており、磁気センサと対向する磁極面の一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構としたことである。
第3の発明は、第1又は第2に記載の発明において、センサ領域保護部材は、少なくとも多極磁石エンコーダの磁極面におけるセンシング領域に備えられている回転速度検出機構としたことである。
第4の発明は、同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、磁気センサは、読み取り面の先端外周に、多極磁石エンコーダの磁極面に付着した異物からセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構としたことである。
第5の発明は、同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、多極磁石エンコーダの磁極面の一部若しくは全部と、磁気センサの読み取り面の先端外周に、前記磁極面への異物付着からセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構としたことである。
第6の発明は、第1乃至第5のいずれかの発明において、回転支持装置には、少なくともインボード側における回転部材と固定部材との間の端部領域に密封板が組み込まれており、多極磁石エンコーダは、前記密封装置に一体に備えられていることを特徴とする回転速度検出機構としたことである。
第7の発明は、第1乃至第6のいずれかの発明において、センサ領域保護部材は、非磁性材からなる多数の細長繊維で構成されていることを特徴とする回転速度検出機構としたことである。
第8の発明は、回転輪と固定輪と、該回転輪と固定輪との間に組み込まれる転動体とで構成され、回転輪側に多極磁石エンコーダを備えるとともに、回転輪の近傍に備えられる磁気センサにより回転速度を検出する転がり軸受において、第1乃至第7のいずれかの回転速度検出機構を備えたことを特徴とする転がり軸受としたことである。
第9の発明は、一列若しくは複数列の軌道面を有したハブと、該ハブのインボード側外周に嵌め込まれ、前記軌道面と隣接する一列若しくは複数列の軌道面を有した内輪とで構成されるか、又はハブの外周に嵌め込まれ、複数列の軌道面を有した内輪とで構成される回転部材と、前記回転部材の複数列の軌道面と対向する複数列の軌道面を有した固定部材と、前記回転部材の軌道面と固定部材の軌道面との間に組み込まれる複数個の転動体と、前記回転部材側に備えられる多極磁石エンコーダとを備え、前記回転部材の近傍に備えられる磁気センサにより回転速度を検出する車輪支持用軸受ユニットにおいて、第1乃至第7のいずれかの回転速度検出機構を備えたことを特徴とする車輪支持用軸受ユニットとしたことである。
第10の発明は、第9の発明の車輪支持用軸受ユニットが、少なくとも回転部材に制動部材及びホイールが固定されるフランジを備えているか、固定部材に車体側に固定されるフランジが備えられていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニットとしたことである。
本発明によれば、多極磁石エンコーダと磁気センサとの隙間を極小に抑えながら、多極磁石エンコーダの磁極面に付着する異物から回転速度検出機構におけるセンシング領域を保護し得る回転速度検出機構及び回転速度検出機構を備えた転がり軸受、車輪支持用軸受ユニットが提供できた。
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。本実施例では回転支持装置の一例として自動車の車輪支持装置をもって説明するが、その他の回転支持装置であってもよい。また、車輪の一例として自動車の車輪をもって説明するが、単なる一例であって鉄道車両の車輪などその他の車輪であってもよい。
「実施例1」
「実施例1」
図1は、回転支持装置の一例として自動車の車輪支持用転がり軸受を示す。本実施例では、磁気センサSと対向する多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aの一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護するセンサ領域保護部材10を備えた点に特徴を有している。
本実施例の転がり軸受(回転支持装置)は、同心円に配して相対回転可能とした回転部材としての内輪2と固定部材としての外輪3と、内輪2の外径2aに備えた軌道面2cと、外輪3の内径3bに備えた軌道面3cとの間で保持器5を介して組み込まれた複数個の転動体6と、内輪2と外輪3の端部領域Fに組み込まれて内外輪2,3間の環状の軸受内空間を密封する密封装置Mと、内輪2のインボード側に備えられ、固定側(車体側)に配置された磁気センサSとともに回転速度検出機構を構成する多極磁石エンコーダ1で構成されている。
密封装置Mは、インボード側(車体側)とアウトボード側(ホイール側)に備えられ、インボード側(車体側)の密封装置として、本発明の多極磁石エンコーダ1を一体に備えた密封装置12(以下、インボード側の密封装置を符号12で説明する。)が採用されている。
なお、アウトボード側(車輪側)の密封装置Mは特に図示省略するが、軸受内に封入した潤滑剤(例えば、グリース、油)が軸受外部に漏洩したり、異物(例えば、水、塵埃)が軸受内部に侵入したりすることを防止可能な周知の密封装置、例えば接触シール、非接触シール(シールドを含む)が本発明の範囲内で適宜選択される。また、芯金やシールリップの有無なども設計変更可能である。
なお、アウトボード側(車輪側)の密封装置Mは特に図示省略するが、軸受内に封入した潤滑剤(例えば、グリース、油)が軸受外部に漏洩したり、異物(例えば、水、塵埃)が軸受内部に侵入したりすることを防止可能な周知の密封装置、例えば接触シール、非接触シール(シールドを含む)が本発明の範囲内で適宜選択される。また、芯金やシールリップの有無なども設計変更可能である。
このように、本実施例の転がり軸受は、インボード側に組み込まれる多極磁石エンコーダ付き密封装置12に特徴的な構成を有し、それ以外の軸受構成にあっては周知形態であるため、以下、本発明の特有構成である多極磁石エンコーダ付き密封装置12について具体的に説明し、それ以外の軸受構成についての説明は上述の程度に留める。
また、特に図示はしないが、背面組合せ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受又は複列円すいころ軸受(第一乃至第三世代以降も含む)に本発明を適用することも可能である。
また、本実施例では、内輪回転の形態であるが、外輪回転の場合であっても適用可能である。
また、特に図示はしないが、背面組合せ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受又は複列円すいころ軸受(第一乃至第三世代以降も含む)に本発明を適用することも可能である。
また、本実施例では、内輪回転の形態であるが、外輪回転の場合であっても適用可能である。
多極磁石エンコーダ付き密封装置12は、図2に示すように、内輪2に固定される第一のシール部材13と、外輪3に固定され、第一のシール部材13との間で接触のシール領域を形成する第二のシール部材17とで構成されている。
第一のシール部材13は、回転部材である内輪2に固定されて内輪2とともに回転するスリンガで、内輪2の外径端部領域に嵌合固定される内径に形成された第一円筒部14と、該第一円筒部14から外輪3の方向に向けて径方向に延設される環状の第一円板部15とを備えた断面視略L字形状に形成されている。なお、本実施例の第一のシール部材13は磁性材で形成されている。すなわち、この第一円板部15は、バックヨークとして機能することとなる。
また、第一円板部15の径方向端部15bは、第二のシール部材17との間に所定の径方向隙間(ラビリンス隙間)L1を形成している。
また、第一円板部15の径方向端部15bは、第二のシール部材17との間に所定の径方向隙間(ラビリンス隙間)L1を形成している。
そして、この第一のシール部材13の第一円板部15の軸方向外面15cに対して、該第一円板部15の外面15c領域と同一領域の円板形状に多極磁石エンコーダ1が加硫成形されている。
多極磁石エンコーダ1は、軸受の端部領域Fにて、内面1c側が第一円板部外面15cに固着されるとともにその磁極(外面1a側)を軸受外方に向けた状態で備えられている。多極磁石エンコーダ1の基本的な構造は、図8に示す従来構造と同様であるが、本実施例では、その磁極面(外面)1aの全領域に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材10を備えている。
センサ領域保護部材10は、例えば多極磁石エンコーダ1と磁気センサSの読み取り面S1の先端との間に形成されている隙間(エアギャップG3)と同程度の長さを有する細繊維群、例えば非磁性材で毛髪状の細長に形成された繊維材11を所定の密度でエンコーダ1の磁極面(外面)1aに植毛してブラシ形態に構成している。
多極磁石エンコーダ1の磁束信号に影響を及ぼす虞のある磁性体の塵埃は、ある程度の大きさをもったもので、例えば1片が0.5mm未満の磁性体片の場合、磁極面(外面)1aに付着しても磁束信号にほとんど影響が無く、砂鉄レベルになると、大量に付着しても問題ないということが実験により確認されている。
従って、センサ領域保護部材10を構成する毛髪状の細長繊維からなる繊維群は、0.5mm以下の間隔の密度で植毛されていればよい。
このようなセンサ領域保護部材10によれば、上記植毛密度間隔に引っ掛る塵埃(磁束信号に影響する塵埃)は、磁極面1aに付着することなく、自重で落下又は遠心力で飛散するか、あるいは繊維材11の表面に一時的に弱く留まり、磁気センサSと衝突して弾き飛ばされる。
従って、センサ領域保護部材10を構成する毛髪状の細長繊維からなる繊維群は、0.5mm以下の間隔の密度で植毛されていればよい。
このようなセンサ領域保護部材10によれば、上記植毛密度間隔に引っ掛る塵埃(磁束信号に影響する塵埃)は、磁極面1aに付着することなく、自重で落下又は遠心力で飛散するか、あるいは繊維材11の表面に一時的に弱く留まり、磁気センサSと衝突して弾き飛ばされる。
センサ領域保護部材10を構成する各毛髪状の繊維材11は、例えば磁極面(外面)1aにおける磁気センサSと対向する位置に植毛される繊維材と、それ以外の位置に植毛される繊維材の長さを変えると好ましい。すなわち、磁気センサSと対向する位置に植毛される繊維材にあっては、常時センサSの表面(読み取り面S1の先端)を摺動すると摩耗してしまうため、その位置に植毛される繊維群は、磁極面(外面)1aと磁気センサSとの間の隙間(エアギャップ)G3と同程度あるいは僅かに短く構成する。なお、それ以外の位置に植毛される繊維群は、これに限定されず長尺に構成してもよい。
なお、このセンサ領域保護部材10は、少なくとも多極磁石エンコーダ1の磁極面1aにおけるセンシング領域に備えられていればよく、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
また、本実施例では、磁極面(外面)1aに植毛する形態としているが、多極磁石エンコーダの成形時に一体成形するか、あるいは接着剤などで固定するものであってもよい。
なお、このセンサ領域保護部材10は、少なくとも多極磁石エンコーダ1の磁極面1aにおけるセンシング領域に備えられていればよく、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
また、本実施例では、磁極面(外面)1aに植毛する形態としているが、多極磁石エンコーダの成形時に一体成形するか、あるいは接着剤などで固定するものであってもよい。
多極磁石エンコーダ1の径方向端部1bは、第一円板部15の径方向端部15bと同一平面とし、第一円板部15と同様に第二のシール部材17との間に所定の径方向隙間(ラビリンス隙間)L2を形成している。
また、本実施例では、多極磁石エンコーダ1を第一円板部15に加硫成形により一体に固着するものとしているため、第一円板部15の外面15cに加硫成形した後に着磁させることとなるが、柔らかな毛を植毛すれば、エンコーダ表面を着磁型に密着させることができるので着磁に問題がない。
また、本実施例では、第一のシール部材13(第一円板部15)が磁性材で形成されているため、別途成形・着磁してなる多極磁石エンコーダを、その磁力により第一円板部15の外面15cに吸着させることが可能である。
また、本実施例では、第一のシール部材13(第一円板部15)が磁性材で形成されているため、別途成形・着磁してなる多極磁石エンコーダを、その磁力により第一円板部15の外面15cに吸着させることが可能である。
第二のシール部材17は、固定部材である外輪3に固定され、外輪3の内径端部領域に嵌合固定される外径に形成された第二円筒部18と、該第二円筒部18から径方向に延設される第二円板部19とで断面視逆L字形状に形成されている芯金20と、該芯金20の第二円板部19の内径端部19aから、該第二円板部19の軸方向外面全域及び第二円筒部18の内径全域を被覆して第二円筒部18の端部から外径側に周りこんだ状態に加硫成形されたゴム被覆部(弾性部材)25と、該ゴム被覆部25の所定箇所、例えば本実施例では、内径端部19aと第二円板部19の軸方向外面に、該ゴム被覆部25の加硫成形時にそれぞれ一体に加硫成形される円環状の複数個のゴム製シールリップ21とで構成されている。
シールリップ21は、本実施例によれば、ダストシールとして機能する第二リップ21bとオイルシールとして機能する第一リップ21aを、内径端部19aから円環状にそれぞれ突設し、そして、ダストシールとして機能する第三リップ21cを、第二円板部19の軸方向外面19bから外輪3の方向に向けて傾斜状に突設している。
第一リップ21a,第二リップ21bは、第一のシール部材13の第一円筒部14の外径に接触し、そして第三リップ21cは、第一のシール部材13の第一円板部15の軸方向内面15aに接触し、それぞれ接触のシール領域22,23,24を形成している。
第一リップ21a,第二リップ21bは、第一のシール部材13の第一円筒部14の外径に接触し、そして第三リップ21cは、第一のシール部材13の第一円板部15の軸方向内面15aに接触し、それぞれ接触のシール領域22,23,24を形成している。
なお、シールリップ21の本数は一本又は複数本いずれでもよく本数は制限されない。シールリップ21の形状や配設位置などは特に図示例に限定解釈されるものではなく、周知の形態・配設位置などが適宜本発明の範囲内で選択される。また本実施例では、シールリップ21がゴム材からなるもので説明したが軟質樹脂材からなるものであってもよい。
本実施例では、それぞれのリップ21a,21bが第一円筒部14の外径に接触してシール領域22,23を形成しているが、第一円筒部14の軸方向長さを短く(又は第二円筒部18の軸方向長さを長く)して、一方又は双方のリップ21a,21bを内輪外径2aに接触させる形態を採用することも可能である。第二のシール部材17は、芯金20の全部をゴム又は軟質樹脂材で被覆するものであってもよい。
さらに、第三リップ21cを備えない形態であってもよく本発明の範囲内である。また、第三リップ21cを複数リップとしてもよく、例えば図示はしないが、一方のリップが第一円板部の内面との間で接触のシール領域を形成し、他方のリップが第二円筒部の内径との間で接触若しくは非接触のシール領域を形成する構成が挙げられる。
本実施例では、それぞれのリップ21a,21bが第一円筒部14の外径に接触してシール領域22,23を形成しているが、第一円筒部14の軸方向長さを短く(又は第二円筒部18の軸方向長さを長く)して、一方又は双方のリップ21a,21bを内輪外径2aに接触させる形態を採用することも可能である。第二のシール部材17は、芯金20の全部をゴム又は軟質樹脂材で被覆するものであってもよい。
さらに、第三リップ21cを備えない形態であってもよく本発明の範囲内である。また、第三リップ21cを複数リップとしてもよく、例えば図示はしないが、一方のリップが第一円板部の内面との間で接触のシール領域を形成し、他方のリップが第二円筒部の内径との間で接触若しくは非接触のシール領域を形成する構成が挙げられる。
上述した実施例では、多極磁石エンコーダ1を密封装置12に一体に備えた一例をもって説明したが、多極磁石エンコーダ1は、別途成形・着磁した後に、第一円板部15の外面15cに接着剤などを介して固着させることも可能である。
また、この多極磁石エンコーダ1は、密封装置12とは別体で内輪2の端部領域、例えば内輪端面や内径に固着させることも可能で本発明の範囲内である。なお、内輪内径に固着させる場合、センサ領域保護部材10を備えた磁極面(外面)1a側が外輪3の内径方向に向くように配置され、軸受内の端部領域Fにてその磁極面(外面)1aに磁気センサSの読み取り面S1(先端面)が対向するように配置する。
また、上述した実施例では、この多極磁石エンコーダ1が、ゴム製の多極磁石エンコーダである実施の一例をもって説明するが、樹脂を磁性体粉のバインダとしたものであってもよく、その他周知の多極磁石エンコーダが仕様に応じて適宜選択可能である。
また、この多極磁石エンコーダ1は、密封装置12とは別体で内輪2の端部領域、例えば内輪端面や内径に固着させることも可能で本発明の範囲内である。なお、内輪内径に固着させる場合、センサ領域保護部材10を備えた磁極面(外面)1a側が外輪3の内径方向に向くように配置され、軸受内の端部領域Fにてその磁極面(外面)1aに磁気センサSの読み取り面S1(先端面)が対向するように配置する。
また、上述した実施例では、この多極磁石エンコーダ1が、ゴム製の多極磁石エンコーダである実施の一例をもって説明するが、樹脂を磁性体粉のバインダとしたものであってもよく、その他周知の多極磁石エンコーダが仕様に応じて適宜選択可能である。
従って、多極磁石エンコーダ1は、センサ領域保護部材10により、磁極面(外面)1aに塵埃などが付着しないように構成しているため、磁極面(外面)1aへの塵埃などの付着が防止される。これにより、センシング領域に塵埃などが付着しないため、塵埃などによる多極磁石エンコーダ1の表面の摩耗磁束密度の低下や、磁束信号の精度低下を招くこともない。特に、磁性体の塵埃であっても除去可能であるため、磁気ショート発生の虞れ、信号精度の低下、磁束信号の欠落などの不具合もない。
また、本実施例によれば、センサ領域保護部材10により磁極面(外面)1aへの異物の付着が防止されているため、多極磁石エンコーダ1を軸受外方から遮蔽するためのカバー部材を別途組み込む必要もなく、エンコーダの断面高さを減らす必要が無いため、部品点数の削減も図れ、施工容易で性能を落とすことなくコストも安価である。
さらに、本実施例の場合、センサ領域保護部材10によりセンサ領域への異物の侵入が防止されるため、多極磁石エンコーダ1を軸受外方に臨ませることが可能となる。多極磁石エンコーダ1から発生する磁束は、磁極面(外面)1aから離れるに従い急激に弱くなるため、磁極面(外面)1aと磁気センサSの読み取り面S1の先端との間の隙間は可能な限り狭い方が好ましい。よって、本実施例によれば、磁極面(外面)1aと磁気センサSの読み取り面S1との間には、細長繊維群からなるセンサ領域保護部材10が備えられているため、センサ領域への異物の付着・侵入を防止しつつ磁気センサSを磁極面(外面)1aに近接させることができる。従って、磁気信号精度の信頼性も高い。
「実施例2」
「実施例2」
図3は、本発明の実施例2を示す概略断面図である。
本実施例では、端部領域Fを外方から遮蔽する円環状のカバー部材4を外輪3の外径3aに固定し、該カバー部材内面4aと多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aとの間にセンサ領域保護部材10を備えた実施の一例である。本実施例の場合、カバー部材4の外方から磁気センサSによってセンシングする。
本実施例では、端部領域Fを外方から遮蔽する円環状のカバー部材4を外輪3の外径3aに固定し、該カバー部材内面4aと多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aとの間にセンサ領域保護部材10を備えた実施の一例である。本実施例の場合、カバー部材4の外方から磁気センサSによってセンシングする。
本実施例が採用される背景は以下の通りである。
すなわち、軸受にモーメント荷重が掛かった場合には、内輪2と外輪3との間に相対傾きが発生する。そのため、カバー部材4と、多極磁石エンコーダ1や内輪端面2dとの間には、干渉(接触)が発生しないだけの開口(隙間、エアーギャップ)G1が必要となる。
従って、このようなカバー部材4を備えた場合には、上述したように、カバー部材4と、多極磁石エンコーダ1(あるいは内輪端面2d)との間には、干渉を避けるための大きな開口(隙間、エアーギャップ)G1が形成されてしまい、その開口(隙間、エアーギャップ)G1から塵埃などが侵入し、多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aに付着する可能性がある。また、その開口(隙間、エアーギャップ)G1を塞ぐためにカバー部材4の内径側端面4bにシールリップを設けることも考えられるが、このような形態を採用する場合、シールのしめしろを大きくする必要があり、摩耗損失が大きくなるという不具合がある。
そこで、本実施例のように、カバー部材4と多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aとの間にセンサ領域保護部材10を備えるものとすれば、摩耗損失を最小限に抑えつつ塵埃などの磁極面1aへの付着が抑制されるため、センサ領域が保護される。
すなわち、軸受にモーメント荷重が掛かった場合には、内輪2と外輪3との間に相対傾きが発生する。そのため、カバー部材4と、多極磁石エンコーダ1や内輪端面2dとの間には、干渉(接触)が発生しないだけの開口(隙間、エアーギャップ)G1が必要となる。
従って、このようなカバー部材4を備えた場合には、上述したように、カバー部材4と、多極磁石エンコーダ1(あるいは内輪端面2d)との間には、干渉を避けるための大きな開口(隙間、エアーギャップ)G1が形成されてしまい、その開口(隙間、エアーギャップ)G1から塵埃などが侵入し、多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aに付着する可能性がある。また、その開口(隙間、エアーギャップ)G1を塞ぐためにカバー部材4の内径側端面4bにシールリップを設けることも考えられるが、このような形態を採用する場合、シールのしめしろを大きくする必要があり、摩耗損失が大きくなるという不具合がある。
そこで、本実施例のように、カバー部材4と多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aとの間にセンサ領域保護部材10を備えるものとすれば、摩耗損失を最小限に抑えつつ塵埃などの磁極面1aへの付着が抑制されるため、センサ領域が保護される。
本実施例においてセンサ領域保護部材10は、実施例1と同様に多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aの全域に植毛されている。
センサ領域保護部材10を構成する繊維材11の長さは、本実施例の場合、例えば磁極面(外面)1aとカバー部材内面4aとの間の隙間(エアギャップ)G1の軸方向距離と同程度若しくは僅かに長尺に形成されるものとする。カバー部材内面4aに摺接することで擦り切れが発生し、自然に好ましい長さとなる。
センサ領域保護部材10を構成する繊維材11の長さは、本実施例の場合、例えば磁極面(外面)1aとカバー部材内面4aとの間の隙間(エアギャップ)G1の軸方向距離と同程度若しくは僅かに長尺に形成されるものとする。カバー部材内面4aに摺接することで擦り切れが発生し、自然に好ましい長さとなる。
なお、カバー部材4の内径側端面4bを内輪端面2d方向へと曲げ加工し、内輪端面2dとの間の隙間G1を狭くすることや、端面4bにシールリップを設け、内輪端面2dとの間に接触若しくは非接触のシール領域を形成することを妨げるものではない。
その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるため同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。なお、図中符号4cは、外輪内径の端部領域F近傍でカバー部材の内外面に連通して設けた一個乃至複数個の水抜き用の孔である。
「実施例3」
その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるため同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。なお、図中符号4cは、外輪内径の端部領域F近傍でカバー部材の内外面に連通して設けた一個乃至複数個の水抜き用の孔である。
「実施例3」
図4は、本発明の実施例3を示す概略断面図である。
本実施例では、磁気センサSの読み取り面S1の先端外周にセンサ領域保護部材10を備えた実施の一例である。センサ領域保護部材10を構成する繊維材11の長さは、例えば磁極面(外面)1aと読み取り面S1先端との間の隙間(エアギャップ)G3の軸方向距離と同程度若しくは僅かに短い長さとする。磁極面(外面)1aに摺接する長さとすると、回転時に摺接して摩耗(繊維及び磁極面の摩耗)を招く虞があるからである。
センサ領域保護部材10を構成する細長の繊維材11は、例えば読み取り面S1の先端外周に直接接着剤などを用いて一体に植毛させるか、別途その先端外周と同径に成形した円環状ゴム部材に植毛若しくは一体に成形し、そのゴム部材を読み取り面S1の先端外周に固着させることが考えられる。また、読み取り面S1の先端外径に嵌合可能な内径の円環状ゴム部材を形成し、そのゴム部材の先端に植毛若しくは一体に成形することも考えられる。
なお、その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してここでの説明は省略する。
「実施例4」
本実施例では、磁気センサSの読み取り面S1の先端外周にセンサ領域保護部材10を備えた実施の一例である。センサ領域保護部材10を構成する繊維材11の長さは、例えば磁極面(外面)1aと読み取り面S1先端との間の隙間(エアギャップ)G3の軸方向距離と同程度若しくは僅かに短い長さとする。磁極面(外面)1aに摺接する長さとすると、回転時に摺接して摩耗(繊維及び磁極面の摩耗)を招く虞があるからである。
センサ領域保護部材10を構成する細長の繊維材11は、例えば読み取り面S1の先端外周に直接接着剤などを用いて一体に植毛させるか、別途その先端外周と同径に成形した円環状ゴム部材に植毛若しくは一体に成形し、そのゴム部材を読み取り面S1の先端外周に固着させることが考えられる。また、読み取り面S1の先端外径に嵌合可能な内径の円環状ゴム部材を形成し、そのゴム部材の先端に植毛若しくは一体に成形することも考えられる。
なお、その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してここでの説明は省略する。
「実施例4」
特に図示はしないが、次のような形態を採用することもできる。
上記実施例1乃至3では、多極磁石エンコーダ1と磁気センサSのいずれか一方にセンサ領域保護部材10を備えた一例について説明したが、実施例1と実施例3あるいは実施例2と実施例3を組み合わせた形態を採用することも本発明の範囲内である。すなわち、多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aと、磁気センサSの読み取り面S1の先端の双方にセンサ領域保護部材10を備えることができる。この場合のセンサ領域保護部材10は、上述した実施例で説明した形態が採用される。
このように構成することで、多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aに備えたセンサ領域保護部材10と、磁気センサSの読み取り面S1の先端に備えたセンサ領域保護部材10との相互作用で、能動的に塵埃を弾き飛ばすことができる。
「実施例5」
上記実施例1乃至3では、多極磁石エンコーダ1と磁気センサSのいずれか一方にセンサ領域保護部材10を備えた一例について説明したが、実施例1と実施例3あるいは実施例2と実施例3を組み合わせた形態を採用することも本発明の範囲内である。すなわち、多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aと、磁気センサSの読み取り面S1の先端の双方にセンサ領域保護部材10を備えることができる。この場合のセンサ領域保護部材10は、上述した実施例で説明した形態が採用される。
このように構成することで、多極磁石エンコーダ1の磁極面(外面)1aに備えたセンサ領域保護部材10と、磁気センサSの読み取り面S1の先端に備えたセンサ領域保護部材10との相互作用で、能動的に塵埃を弾き飛ばすことができる。
「実施例5」
図5は、本発明の多極磁石エンコーダ1を一体に備えた密封装置12を組み込んでなる本発明車輪支持用軸受ユニットの一例である。また、図中破線は、多極磁石エンコーダ1に向けて固定側(車体側)に配置され、多極磁石エンコーダ1の磁気信号をセンシングする磁気センサSを示す。
本実施例の車輪支持用軸受ユニットは、図5に示すように、一列の軌道面31cを有したハブ31と、該ハブ31のインボード側外周に嵌め込まれ、前記軌道面31cと隣接する一列の軌道面2cを有した内輪(別体内輪)2とで構成される内方部材32と、前記内方部材32の複数列の軌道面2c,31cと対向する複数列の軌道面33c,33cを有した外方部材33と、前記内方部材32の軌道面2c,31cと外方部材33の軌道面33c,33cとの間に組み込まれる複数個の転動体(玉)6とで構成され、その内方部材32と外方部材33のインボード側の端部領域Fに本発明の多極磁石エンコーダ1を一体に備えた密封装置12が組み込まれる。具体的には、例えば前記実施例1乃至3のいずれかに開示の回転速度検出機構が適用される。なお、アウトボード側に組み込まれる密封装置27(M)にあっては、実施例1で説明したアウトボード側の密封装置と同様である。
また、図示した本実施例の車輪支持用軸受ユニットは、内方部材32と外方部材33にそれぞれフランジ32b,33bが備えられているいわゆる第三世代(HUBIIIともいう。)として区別される形式である。
また、図示した本実施例の車輪支持用軸受ユニットは、内方部材32と外方部材33にそれぞれフランジ32b,33bが備えられているいわゆる第三世代(HUBIIIともいう。)として区別される形式である。
また、車輪支持用軸受ユニットは、図示した本実施例形態に限定されるものではなく、本発明範囲内の全てのユニットが適用対象である。
なお、多極磁石エンコーダ付き密封装置12、センサ領域保護部材10などのその他の構造及び作用効果にあっては、実施例1乃至3で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。
なお、本実施例では、外方部材33を静止輪、内方部材32を回転輪とした実施の一例について説明するが、外方部材33を回転輪、内方部材32を静止輪とする形態であってもよく本発明の範囲内である。
「実施例5」
なお、多極磁石エンコーダ付き密封装置12、センサ領域保護部材10などのその他の構造及び作用効果にあっては、実施例1乃至3で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。
なお、本実施例では、外方部材33を静止輪、内方部材32を回転輪とした実施の一例について説明するが、外方部材33を回転輪、内方部材32を静止輪とする形態であってもよく本発明の範囲内である。
「実施例5」
図6は、本発明車輪支持用軸受ユニットの他の実施例として、背面組合せ軸受の外輪34(軌道面34aを備える)のアウトボード側外周にフランジ34bを備えた複列円すいころ軸受(第二世代)を一例として挙げる。すなわち、本実施例におけるインボード側に組み込まれる密封装置にも、上述した実施例1に開示の多極磁石エンコーダ付き密封装置12が適用可能である。具体的には、例えば前記実施例1乃至3のいずれかに開示の回転速度検出機構が適用される。複列アンギュラ玉軸受の場合も同様である。
なお、多極磁石エンコーダ付き密封装置12、センサ領域保護部材10などのその他の構造及び作用効果にあっては、実施例1乃至3で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。
なお、多極磁石エンコーダ付き密封装置12、センサ領域保護部材10などのその他の構造及び作用効果にあっては、実施例1乃至3で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。
1 多極磁石エンコーダ
1a 磁極面(外面)
2 回転部材(内輪)
3 固定部材(外輪)
4 カバー部材
10 センサ領域保護部材
11 繊維材
S 磁気センサ
1a 磁極面(外面)
2 回転部材(内輪)
3 固定部材(外輪)
4 カバー部材
10 センサ領域保護部材
11 繊維材
S 磁気センサ
Claims (10)
- 同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、
該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、
多極磁石エンコーダは、磁気センサと対向する磁極面の一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構。 - 同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、
該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、
固定部材側に固定され、該固定部材と回転部材との間の端部領域を軸受け外方から遮蔽するカバー部材を備え、
多極磁石エンコーダは、前記カバー部材によって、該カバー部材内面との間に所定の隙間を形成して軸受外方から遮蔽されており、
磁気センサと対向する磁極面の一部若しくは全部に、異物の付着を防止してセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構。 - センサ領域保護部材は、少なくとも多極磁石エンコーダの磁極面におけるセンシング領域に備えられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転速度検出機構。
- 同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、
該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、
磁気センサは、読み取り面の先端外周に、多極磁石エンコーダの磁極面に付着した異物からセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構。 - 同心円に配された回転部材と固定部材と、該回転部材と固定部材との間に組み込まれる複数個の転動体とで回転支持装置を構成し、
該回転支持装置の回転部材側に備えた環状の多極磁石エンコーダからの磁気信号を、
該多極磁石エンコーダと対向して固定部材側に備えられた磁気センサで読み取ることにより回転速度を検出する回転速度検出機構であって、
多極磁石エンコーダの磁極面の一部若しくは全部と、磁気センサの読み取り面の先端外周に、前記磁極面への異物付着からセンシング領域を保護する非磁性のセンサ領域保護部材を備えたことを特徴とする回転速度検出機構。 - 回転支持装置には、少なくともインボード側における回転部材と固定部材との間の端部領域に密封板が組み込まれており、
多極磁石エンコーダは、前記密封装置に一体に備えられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の回転速度検出機構。 - センサ領域保護部材は、非磁性材からなる多数の細長繊維で構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の回転速度検出機構。
- 回転輪と固定輪と、該回転輪と固定輪との間に組み込まれる転動体とで構成され、回転輪側に多極磁石エンコーダを備えるとともに、回転輪の近傍に備えられる磁気センサにより回転速度を検出する転がり軸受において、
請求項1乃至7のいずれかに記載の回転速度検出機構を備えたことを特徴とする転がり軸受。 - 一列若しくは複数列の軌道面を有したハブと、該ハブのインボード側外周に嵌め込まれ、前記軌道面と隣接する一列若しくは複数列の軌道面を有した内輪とで構成されるか、又はハブの外周に嵌め込まれ、複数列の軌道面を有した内輪とで構成される回転部材と、
前記回転部材の複数列の軌道面と対向する複数列の軌道面を有した固定部材と、
前記回転部材の軌道面と固定部材の軌道面との間に組み込まれる複数個の転動体と、
前記回転部材側に備えられる多極磁石エンコーダとを備え、
前記回転部材の近傍に備えられる磁気センサにより回転速度を検出する車輪支持用軸受ユニットにおいて、
請求項1乃至7のいずれかに記載の回転速度検出機構を備えたことを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。 - 少なくとも回転部材に、制動部材及びホイールが固定されるフランジを備えているか、
固定部材に、車体側に固定されるフランジが備えられていることを特徴とする請求項9に記載の車輪支持用軸受ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006123773A JP2007309647A (ja) | 2006-04-21 | 2006-04-27 | 回転速度検出機構回転速度検出機構を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニット |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006118489 | 2006-04-21 | ||
JP2006123773A JP2007309647A (ja) | 2006-04-21 | 2006-04-27 | 回転速度検出機構回転速度検出機構を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007309647A true JP2007309647A (ja) | 2007-11-29 |
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ID=38842656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006123773A Pending JP2007309647A (ja) | 2006-04-21 | 2006-04-27 | 回転速度検出機構回転速度検出機構を備えた転がり軸受及び車輪支持用軸受ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007309647A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016158434A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | Ntn株式会社 | 転がり軸受 |
WO2017026300A1 (ja) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | Ntn株式会社 | 軸受ハウジング用密封装置 |
-
2006
- 2006-04-27 JP JP2006123773A patent/JP2007309647A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016158434A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | Ntn株式会社 | 転がり軸受 |
WO2017026300A1 (ja) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | Ntn株式会社 | 軸受ハウジング用密封装置 |
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