JP2008089140A - 磁気エンコーダおよび転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】防食性を向上した磁気エンコーダを提供する。
【解決手段】磁気エンコーダ１６は、周方向に交互に磁極が配置される多極磁石２３と、多極磁石２３を保持するスリンガ２４とを含む。多極磁石２３は、希土類系磁性粉と、希土類系磁性粉を結着するバインダとしてのプラスチックとを含むプラスチック製である。ここで、多極磁石２３の表面には、防錆処理被膜としてのメッキの被膜３０が形成されている。このように構成することにより、多極磁石２３の表面を、メッキの被膜３０で覆うことができる。そうすると、多極磁石２３に含まれる希土類系磁性粉の発錆を抑制することができる。したがって、このような多極磁石２３を含む磁気エンコーダ１６の防食性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、磁気エンコーダおよび転がり軸受に関し、特に、回転軸を支持する転がり軸受に備えられる磁気エンコーダおよびこのような磁気エンコーダを備える転がり軸受に関するものである。

従来、自動車のＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）装置に使用される軸受として、磁気エンコーダを備えたシール付きの転がり軸受がある。このような転がり軸受は、例えば、特開２００１−２５５３３７号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、回転数や回転方向を検出する回転検出装置は、磁気エンコーダと回転センサ（回転数検出センサー）とから構成される。磁気エンコーダは、周方向に交互に磁極を形成した多極磁石と、これを支持する芯金（スリンガー）とからなる。回転センサは、回転軸と共に回転する磁気エンコーダの交互に配置される磁極を検出する。このようにして、回転検出装置は、回転数等を検出している。
特開２００１−２５５３３７号公報（段落番号０００２〜０００３、図２）

従来における磁気エンコーダを備えたシール付き転がり軸受の基本的な構成について、簡単に説明する。図６は、従来における磁気エンコーダを備えたシール付きの転がり軸受の一部を示す断面図である。図６を参照して、転がり軸受１０１は、外輪１０２と、内輪１０３と、玉１０４と、玉１０４を保持する保持器１０５と、軸受内部を密封するシール１０６と、回転数等を検出するための磁気エンコーダ１０７とを含む。磁気エンコーダ１０７は、内輪１０３に固定されたスリンガ１０８と、スリンガ１０８の外方側に取り付けられた多極磁石１０９とを含む。多極磁石１０９とスリンガ１０８は、それぞれの接触面１１０ａ、１１０ｂにおいて、接着剤によって接着されている。このようにして、多極磁石１０９は、スリンガ１０８に保持されている。

従来の磁気エンコーダとしては、磁性粉としてフェライトを使用し、フェライトを結着するバインダとしてゴムを使用するゴム製の多極磁石を使用するのが、一般的であった。ここで、磁気特性の優れた希土類系の磁性粉を、フェライトの代替として使用することにより、回転数を高精度に検出することが可能になる。このような希土類系磁性粉を結着するバインダには、プラスチックが使用される。このようなプラスチック製の多極磁石は、磁気エンコーダとして好適である。

しかし、希土類系磁性粉を含む多極磁石は、発錆しやすい。ここで、磁気エンコーダが自動車用軸受として使用されると、塩水や泥水等に曝される場合が多い。そうすると、磁気エンコーダが発錆してしまう恐れがある。

この発明の目的は、防食性を向上した磁気エンコーダを提供することである。

この発明の他の目的は、長寿命を図ることができる転がり軸受を提供することである。

この発明に係る磁気エンコーダは、周方向に交互に磁極が配置される多極磁石と、多極磁石を保持するスリンガとを含む。多極磁石は、希土類系磁性粉と、希土類系磁性粉を結着するバインダとしてのプラスチックとを含むプラスチック製である。ここで、多極磁石の表面には、防錆処理被膜が形成されている。

このように構成することにより、希土類系磁性粉を含む多極磁石の表面を、防錆処理被膜で覆うことができる。そうすると、多極磁石に含まれる希土類系磁性粉の発錆を抑制することができる。したがって、このような多極磁石を含む磁気エンコーダの防食性を向上させることができる。

好ましくは、磁気エンコーダの表面には、防錆処理被膜が形成されている。こうすることにより、多極磁石とスリンガとを含む磁気エンコーダの表面全体を、防錆処理被膜で覆うことができる。そうすると、さらに、防食性を向上させることができる。また、多極磁石とスリンガとを一体化してから防錆処理被膜を形成することができ、磁気エンコーダの生産性を向上させることができる。

さらに好ましくは、防錆処理被膜は、メッキの被膜である。こうすることにより、より適切に、防食性を向上させることができる。

また、防錆処理被膜は、電着塗装により形成されていてもよい。こうすることにより、より均一に防錆処理被膜を形成することができるため、寸法精度を良好にすることができる。また、防錆処理被膜と多極磁石との結着性を向上させることもできる。

好ましくは、電着塗装は、カチオン電着塗装である。こうすることにより、被塗物となる多極磁石側の金属イオンの溶出を防止することができ、より適切に防錆処理被膜を形成することができる。

この発明の他の局面においては、転がり軸受は、上記したいずれかの磁気エンコーダを備える。このような転がり軸受は、防食性が向上された磁気エンコーダを含むため、長寿命を図ることができる。

この発明によれば、希土類系磁性粉を含む多極磁石の表面を、防錆処理被膜で覆うことができる。そうすると、多極磁石に含まれる希土類系磁性粉の発錆を抑制することができる。したがって、このような多極磁石を含む磁気エンコーダの防食性を向上させることができる。

また、このような転がり軸受は、防食性が向上された磁気エンコーダを含むため、長寿命を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部を示す断面図である。図２を参照して、転がり軸受１１は、転動体としての玉１２と、回転軸（図示せず）と共に回転し、玉１２の内径側に配置される内輪１３と、ハウジング（図示せず）等に固定され、玉１２の外径側に配置される外輪１４と、玉１２を保持する保持器１５と、回転軸の回転数や回転方向を検出するための磁気エンコーダ１６と、軸受内部を密封するためのシール１７とを備える。転がり軸受１１は、回転軸を支持する。玉１２は、内輪１３および外輪１４に設けられた軌道面１８ａ、１８ｂ上を転動する。

シール１７は、剛性を有する芯金３１と、弾性を有するゴム部３２とを含む。芯金３１は、外輪１４に取り付けられ、固定されている。ゴム部３２は、芯金３１の一部を覆うように構成されている。ゴム部３２の一部と後述するスリンガ２４とは適当な圧力で接触している。具体的には、シール１７を転がり軸受１１に取り付けた際に、内径側や、軸受外部側に突出する複数のリップ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃが、スリンガ２４と接触している。このようにして、転がり軸受１１の内部１９を密封する。こうすることにより、内部１９に封入した潤滑油の漏れの防止や転がり軸受１１の内部１９内への異物の混入の防止を図っている。

回転軸の回転数等を検出する回転検出装置２１は、転がり軸受１１に含まれる磁気エンコーダ１６と、回転センサ２２とを含む。磁気エンコーダ１６と回転センサ２２は、互いに対向する位置に設けられている。回転センサ２２は、例えば、外輪１４等と共にハウジングに取り付けられ、固定されている。

図１は、磁気エンコーダ１６の一部を示す断面図である。また、図３は、磁気エンコーダ１６に含まれる多極磁石２３を示す概念図である。図１〜図３を参照して、磁気エンコーダ１６は、周方向に交互に磁極が配置された多極磁石２３と、多極磁石２３を保持する金属製のスリンガ２４とを含む。多極磁石２３は、環状であり、その中央に貫通孔を有する。多極磁石２３は周方向に多極に磁化され、ＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ピッチ円直径）２６上において、Ｎ極２７ａおよびＳ極２７ｂを交互に配置するように構成されている。

スリンガ２４は、円筒部２８ａと、円筒部２８ａの一方端から外径側に延びるフランジ２８ｂとを含む。スリンガ２４の断面は、略Ｌ字状である。スリンガ２４の円筒部２８ａは、内輪１３に圧入されている。

多極磁石２３は、軸受内側の面２９ｂとフランジ２８ｂの軸受外側の面２９ａとを接着剤等により接着して、スリンガ２４に保持されている。スリンガ２４に保持された多極磁石２３は、回転軸の回転に伴って、内輪１３と共に回転する。このとき、軸方向外側に配置され、多極磁石２３に対向する位置に設けられた回転センサ２２の検出部２５により、多極磁石２３のＮ極２７ａおよびＳ極２７ｂの磁力の変化を読取る。このようにして、回転検出装置２１は、回転軸の回転数等を検出する。

ここで、多極磁石２３の具体的な構成について説明する。多極磁石２３は、希土類系磁性粉と、希土類系磁性粉を結着するバインダとしてのプラスチックとを含むプラスチック製である。すなわち、多極磁石２３は、希土類系の磁性粉に、バインダとして熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いている。希土類系の磁性粉は、例えば、サマリウム鉄系磁性粉やネオジウム鉄系磁性粉が挙げられる。このような希土類系の磁性粉により、効率的に磁力を検出することができる多極磁石２３を得ることができる。また、磁性粉は、上記した材料の組合せ、具体的には、サマリウム鉄系磁性粉とネオジウム鉄系磁性粉とを混合したものであってもよい。

なお、希土類系磁性粉を結着するバインダとしてのプラスチックは、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）や、ＰＡ（ポリアミド）のような熱可塑性樹脂でもよいし、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよい。バインダとして熱可塑性樹脂を用いる場合には、所定量の希土類系磁性粉を熱可塑性樹脂に添加して混練、分散し、射出成形等によって成形することにより、最終的な多極磁石２３の形状とすることができる。また、熱硬化性樹脂を用いる場合には、所定量の希土類系磁性粉を熱硬化性樹脂に添加して混練、分散し、加熱圧縮成形等によって成形することにより、最終的な多極磁石２３の形状とすることができる。

ここで、多極磁石２３の表面には、防錆処理被膜としてのメッキの被膜３０が形成されている。このように構成することにより、多極磁石２３の表面を、防食性が良好なメッキの被膜３０で覆うことができる。そうすると、多極磁石２３に含まれる希土類系磁性粉の発錆を抑制することができる。したがって、多極磁石２３の防食性を向上させることができる。その結果、多極磁石２３を含む磁気エンコーダの防食性を向上させることができる。このようなメッキには、例えば、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、亜鉛―ニッケルメッキ等の金属メッキがある。なお、メッキの被膜３０は、数μｍ〜数十μｍ程度の膜厚であるが、図１等においては、理解の容易の観点から、メッキの被膜３０の膜厚を厚くして図示している。

上記の実施の形態においては、磁気エンコーダに含まれた多極磁石にのみ、メッキの被膜を形成することにしたが、これに限らず、多極磁石とスリンガを接着して一体化した後、この表面にメッキの被膜を形成することにしてもよい。すなわち、磁気エンコーダの表面全体にメッキの被膜を形成することにしてもよい。図４は、この場合の、磁気エンコーダの一部を示す断面図である。図４を参照して、磁気エンコーダ３６は、まず、多極磁石３７の軸受内側の面３９ａとスリンガ３８の軸受外側の面３９ｂとが接着され、一体化される。この多極磁石３７とスリンガ３８とが一体化されたものの表面に、メッキの被膜４０が形成されている。このように構成することにより、磁気エンコーダ３６の表面全体を、メッキの被膜４０で覆うことができる。そうすると、さらに、磁気エンコーダ３６の防食性を向上させることができる。

また、防錆処理被膜は、電着塗装により形成することにしてもよい。電着塗装によって防錆処理被膜を形成することで、防錆処理被膜と多極磁石との結着性が良好となる。さらに、防錆処理被膜の膜厚を均一に形成することができる。したがって、多極磁石の寸法精度を良好にすることができる。

ここで、電着塗装には、被塗物、すなわち、ここでは多極磁石となるが、多極磁石側をプラス極側とするアニオンタイプの電着塗装と、多極磁石側をマイナス極側にするカチオンタイプの２つがある。この場合、電着塗装を行うには、多極磁石側をマイナス極側とするカチオン電着塗装が好ましい。こうすることにより、多極磁石側の金属イオンの溶出を防止することができるため、適切に防錆処理被膜を形成することができる。

上記した磁気エンコーダを含む転がり軸受は、自動車用の車軸の支持構造に備えられる。図５は、車軸支持構造を示す概略断面図である。図５を参照して、車軸支持構造４１は、車軸（図示せず）と共に回転するハブ輪４２と、車軸を支持する転がり軸受５１とを含む。ハブ輪４２のフランジ４４は、ボルト４３によって車輪（図示せず）に固定されている。転がり軸受５１は、複列アンギュラ玉軸受であり、複列に配置される玉５２と、内輪５３と、外輪５４と、保持器５５と、シール５６と、磁気エンコーダ（図示せず）とを含む。

内輪５３はハブ輪４２に固定され、車軸の回転と共に回転する。外輪５４は、外径側に配置されるハウジング（図示せず）に固定される。また、シール５６には、多極磁石およびスリンガを含む磁気エンコーダが含まれており、回転センサ５７により、回転数を検出することができる。

このように、車軸支持構造４１は構成されている。このような車軸支持構造４１は、防食性を向上した磁気エンコーダを含むため、長寿命を図ることができる。

なお、スリンガの形状は、断面が略Ｌ字状、または略Ｚ字状であってもよい。さらに円筒部が周方向に連なっていてもよいし、部分的に切り欠きが設けられた舌片状であってもよい。

なお、上記の実施の形態においては、転動体として玉を使用した場合について説明したが、転動体として、円錐ころを使用した場合についても適用される。また、シールを備えないタイプの転がり軸受や、外輪、内輪等の軌道輪を備えない転がり軸受についても適用される。

また、上記した磁気エンコーダは、転がり軸受に備えられることにしたが、これに限らず、滑り軸受に備えられることにしてもよい。さらに、回転軸等に限らず、他の回転部材の回転数等を検出する際にも適用され、検出センサと共に、回転部材の回転数等を検出する回転検出装置を構成することにしてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係る磁気エンコーダは、防食性が向上されているため、自動車用車軸等に、有効に利用される。

この発明に係る転がり軸受は、破損の恐れを低減した磁気エンコーダを備えるため、長寿命が要求される場合に、有効に利用される。

この発明の一実施形態に係る磁気エンコーダの一部を示す断面図である。 この発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部を示す断面図である。 多極磁石の構成を示す概念図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気エンコーダの一部を示す断面図である。 この発明の一実施形態に係る転がり軸受を含む車軸支持構造を示す概略断面図である。 従来における磁気エンコーダを備えたシール付きの転がり軸受の一部を示す断面図である。

符号の説明

１１，５１ 転がり軸受、１２，５２ 玉、１３，５３ 内輪、１４，５４ 外輪、１５，５５ 保持器、１６，３６ 磁気エンコーダ、１７，５６ シール、１８ａ，１８ｂ 軌道面、１９ 内部、２１ 回転検出装置、２２，５７ 回転センサ、２３，３７ 多極磁石、２４，３８ スリンガ、２５ 検出部、２６ ＰＣＤ、２７ａ Ｎ極、２７ｂ Ｓ極、２８ａ 円筒部、２８ｂ，４４ フランジ、２９ａ，２９ｂ，３９ａ，３９ｂ 面、３０，４０ 被膜、３１ 芯金、３２ ゴム部、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ リップ部、４１ 車軸支持構造、４２ ハブ輪、４３ ボルト。

Claims (6)

1. 周方向に交互に磁極が配置される多極磁石と、前記多極磁石を保持するスリンガとを含む磁気エンコーダであって、
   前記多極磁石は、希土類系磁性粉と、前記希土類系磁性粉を結着するバインダとしてのプラスチックとを含むプラスチック製であり、
   前記多極磁石の表面には、防錆処理被膜が形成されている、磁気エンコーダ。
2. 前記磁気エンコーダの表面には、防錆処理被膜が形成されている、請求項１に記載の磁気エンコーダ。
3. 前記防錆処理被膜は、メッキの被膜である、請求項１または２に記載の磁気エンコーダ。
4. 前記防錆処理被膜は、電着塗装により形成されている、請求項１または２に記載の磁気エンコーダ。
5. 前記電着塗装は、カチオン電着塗装である、請求項４に記載の磁気エンコーダ。
6. 請求項１〜５のいずれかの磁気エンコーダを含む、転がり軸受。

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