JP2008215920A - センサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 センサに対して十分な磁力を確保することができる転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 本発明の車両用転がり軸受装置1は、内軸2に固定される円環状のスリンガ10と、このスリンガ10に一体回転可能に固定された磁気エンコーダ11と、外輪3に固定されるとともに、スリンガ10に摺接するシール部材15を備えた芯金14、及び磁気エンコーダ11による磁極の変化によって外輪3と内軸2との相対回転を検出する磁気センサ13を備えたセンサ部12と、を備えたセンサ付き密封装置を有している。磁気エンコーダ11は、所定の方向に磁場配向された状態で磁性粉末を含有しているプラスチック磁石により形成されている。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明の車両用転がり軸受装置1は、内軸2に固定される円環状のスリンガ10と、このスリンガ10に一体回転可能に固定された磁気エンコーダ11と、外輪3に固定されるとともに、スリンガ10に摺接するシール部材15を備えた芯金14、及び磁気エンコーダ11による磁極の変化によって外輪3と内軸2との相対回転を検出する磁気センサ13を備えたセンサ部12と、を備えたセンサ付き密封装置を有している。磁気エンコーダ11は、所定の方向に磁場配向された状態で磁性粉末を含有しているプラスチック磁石により形成されている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、例えば、自動車等の車輪を支持する転がり軸受装置等に用いられる転がり軸受用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置に関する。
自動車などの車輪を支持する転がり軸受装置には、アンチロックブレーキシステム等を制御するために、当該車輪の回転速度を検出するためのセンサ装置が組み込まれたものがある。このような従来のセンサ付きの転がり軸受装置は、例えば下記特許文献1に記載されているように、内軸(回転輪)側に設置された磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対向する磁気センサとを有している。上記磁気エンコーダは、ゴム等からなる弾性部材にフェライト等の磁性粉末を混入するとともに、その弾性部材を内外輪間の環状開口部を密封する密封装置の回転輪側の部材(スリンガ)の軸方向外側面に加硫接着することで当該回転輪側に一体回転可能に取り付けられている。また、この磁気エンコーダには、複数のN・S極が周方向周りに交互に配設されている。一方、磁気センサは、磁気検出素子を備えたものであり、その検出面が磁気エンコーダの被検出面に対向するように回転輪の軸方向外側に配置されている。そして、磁気センサが、回転輪の回転に応じた磁気エンコーダからの磁界の変化を検出することにより、回転輪の回転速度を検出するように構成されている。
上記従来の転がり軸受装置は、磁気センサを回転輪の軸方向外側に配置するように構成されているため、軸方向の長さ寸法が比較的大きくなってしまい、コンパクト化が要求されるこの種の転がり軸受装置においては、その適用が困難となる場合があった。
そこで、例えば、図7に示すように、磁気エンコーダ101を外周側に備えるとともに内輪102の外周側に固定されたスリンガ107と、磁気センサ103を埋包した環状の本体部104、及び芯金105とを一体的に構成したセンサ部106とを有する密封装置110を用いることで、転がり軸受装置としての軸方向寸法を抑えて、コンパクト化を図る試みがなされている。
そこで、例えば、図7に示すように、磁気エンコーダ101を外周側に備えるとともに内輪102の外周側に固定されたスリンガ107と、磁気センサ103を埋包した環状の本体部104、及び芯金105とを一体的に構成したセンサ部106とを有する密封装置110を用いることで、転がり軸受装置としての軸方向寸法を抑えて、コンパクト化を図る試みがなされている。
しかし、上記密封装置110において、磁気センサ103は、芯金105が固定された本体部104に埋包されているので、例えば図7のように磁気エンコーダ101とセンサ部106との間に芯金105が介在してしまう等、そのレイアウト上の自由度が低くなり、磁気エンコーダ101とセンサ部106とのギャップを大きくせざるを得ない場合があった。このように、両者間のギャップが大きくなると、磁気センサ103が磁気エンコーダ101による磁極の変化を検出するのに十分な磁力が確保できなくなる場合がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、センサに対して十分な磁力を確保することができる転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置を提供することを目的とする。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、センサに対して十分な磁力を確保することができる転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、回転輪に固定される円環状のスリンガと、このスリンガに一体回転可能に固定された磁気エンコーダと、固定輪に固定されるとともに、前記スリンガに摺接するシール部材を備えた芯金、及び前記磁気エンコーダによる磁極の変化によって前記固定輪と前記回転輪との相対回転を検出する磁気センサを備えたセンサ部と、を備えた転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置において、前記磁気エンコーダは、所定の方向に磁場配向された状態で磁性粉末を含有しているプラスチック磁石よりなることを特徴としている。
上記のように構成されたセンサ付き密封装置によれば、磁気エンコーダを構成するプラスチック磁石に含有されている磁性粉末が磁場配向された状態であるため、当該プラスチック磁石は、着磁した際に、磁場配向された方向への磁束密度が高くなり、高い磁力が付与される。すなわち、当該プラスチック磁石に対して、磁気エンコーダとしての機能を付与するために周方向に多数の磁極を配列して着磁した場合、高い磁力を有する磁気エンコーダとすることができる。
従って、例えば、上記従来例のように、磁気エンコーダとセンサ部との間に芯金が介在して両者間のギャップが大きくなったとしても、磁気エンコーダの高い磁力によって、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。
従って、例えば、上記従来例のように、磁気エンコーダとセンサ部との間に芯金が介在して両者間のギャップが大きくなったとしても、磁気エンコーダの高い磁力によって、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。
上記センサ付き密封装置において、磁気エンコーダとの間の熱膨張係数が大きく異なる場合には、前記磁気エンコーダは、前記スリンガとの間に弾性体からなる緩衝部材を介在して固定されていることが好ましい。
このようにすることで、スリンガ及び磁気エンコーダが温度変化に伴って膨張収縮変形したときに、スリンガと磁気エンコーダとの間に生じる変形量の差を、緩衝部材が許容し、比較的脆いプラスチック磁石からなる磁気エンコーダの破損を防止することができる。
このようにすることで、スリンガ及び磁気エンコーダが温度変化に伴って膨張収縮変形したときに、スリンガと磁気エンコーダとの間に生じる変形量の差を、緩衝部材が許容し、比較的脆いプラスチック磁石からなる磁気エンコーダの破損を防止することができる。
また、上記センサ付き密封装置において、前記スリンガには、前記磁気エンコーダが軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部が形成されていてもよい。
この場合、磁気エンコーダをスリンガに対して高い圧入しろをもって強固に固定せずとも、スリンガに設けられた段部によって、磁気エンコーダがスリンガに対して相対移動するのを防止でき、磁気エンコーダをスリンガに対して確実に一体回転可能に固定することができる。従って、上記のように磁気エンコーダとスリンガとの間に緩衝部材を介在させた場合にも、磁気エンコーダをスリンガに対して確実に一体回転可能に固定することができる。
この場合、磁気エンコーダをスリンガに対して高い圧入しろをもって強固に固定せずとも、スリンガに設けられた段部によって、磁気エンコーダがスリンガに対して相対移動するのを防止でき、磁気エンコーダをスリンガに対して確実に一体回転可能に固定することができる。従って、上記のように磁気エンコーダとスリンガとの間に緩衝部材を介在させた場合にも、磁気エンコーダをスリンガに対して確実に一体回転可能に固定することができる。
また、上記センサ付き密封装置において、前記スリンガは、その周面に固定され前記磁気エンコーダを支持する円環状の支持部材を有しており、この支持部材に前記段部が形成されていることが好ましい。
この場合、回転輪に固定されるスリンガとは別部材である支持部材に段差面を形成するので、当該段差面の形成が容易となる。
この場合、回転輪に固定されるスリンガとは別部材である支持部材に段差面を形成するので、当該段差面の形成が容易となる。
また本発明は、車体側に固定される固定輪と、車輪が固定される回転輪と、両輪間に介在する複数の転動体と、両輪間の間を閉塞するとともに両輪間の相対回転を検出するためのセンサを有するセンサ付き密封装置と、を備えた車両用転がり軸受装置において、前記センサ付き密封装置は、上述のセンサ付き密封装置であることを特徴としている。
上記のように構成された車両用転がり軸受装置によれば、上述のように、前記磁気エンコーダに高い磁力を付与することができるので、前記磁気エンコーダと前記センサ部との間のギャップが大きくなったとしても、当該磁気エンコーダの高い磁力によって、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。
上記のように構成された車両用転がり軸受装置によれば、上述のように、前記磁気エンコーダに高い磁力を付与することができるので、前記磁気エンコーダと前記センサ部との間のギャップが大きくなったとしても、当該磁気エンコーダの高い磁力によって、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。
本発明の転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置によれば、磁気エンコーダに高い磁力を付与することができるので、前記磁気エンコーダと前記センサ部との間のギャップが大きくなったとしても、センサ部に対して十分な磁力を確保することができる。
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第一の実施形態であるセンサ付き密封装置を備えた車両用転がり軸受装置の構成を示す断面図である。車両用転がり軸受装置1は、自動車などの車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するものである。
図1において、車両用転がり軸受装置1は、複列のアンギュラ玉軸受を構成しており、一端部に図示しない車輪が取り付けられるフランジ部2aを有する内軸2と、内軸2の外周側に同心に配置された外輪3と、内軸2と外輪3の間に介在した転動体としての複数の玉4と、これら玉4を周方向に等配に保持する保持器5とを備えている。また、この車両用転がり軸受装置1は、さらに、軸方向一端側の内軸2と外輪3との間の環状隙間を密封するシール6と、軸方向他端側の環状隙間を密封するセンサ付き密封装置7とを備えている。
外輪3は、車両側に固定される固定輪であり、外周面には車両の懸架装置に取り付けるための取付フランジ3aが形成されている。また、その内周面には玉4が転動する第一及び第二の外輪軌道3b,3cが形成されている。
内軸2は、前記車輪が取り付けられる車軸であるとともに、当該車両用転がり軸受装置1の回転輪を構成している。この内軸2の一端部に形成されたフランジ部2aには、前記車輪を当該フランジ部2aに固定するための複数のハブボルト2a1が固定されている。また、内軸2の外周面には、第一の外輪軌道3bに対向する第一の内輪軌道2bが形成されている。内軸2の他端部には、内軸2の外周面より小径の小径部8が形成されており、この小径部8には、第二の外輪軌道3cに対向する第二の内輪軌道2cが外周面に形成された円環状の内輪部材9が外嵌されている。
第一の内輪軌道2bと、第一の外輪軌道3bとの間、及び、第二の内輪軌道2cと、第二の外輪軌道3cとの間には、それぞれ上述の複数の玉4が転動自在に配置されている。
上記構成によって、車両用転がり軸受装置1は、内軸2を外輪3に対して回転自在に支持しており、内軸2に固定される車輪を回転自在に支持する。
上記構成によって、車両用転がり軸受装置1は、内軸2を外輪3に対して回転自在に支持しており、内軸2に固定される車輪を回転自在に支持する。
内軸2と外輪3との間の環状隙間を密封しているセンサ付き密封装置7は、
内輪部材9の外周面に外嵌固定された円環状のスリンガ10と、このスリンガ10に一体回転可能に固定された円環状の磁気エンコーダ11と、外輪3の他端部側の内周面3dに内嵌固定されたセンサ部12とを有している。
内輪部材9の外周面に外嵌固定された円環状のスリンガ10と、このスリンガ10に一体回転可能に固定された円環状の磁気エンコーダ11と、外輪3の他端部側の内周面3dに内嵌固定されたセンサ部12とを有している。
センサ部12は、樹脂等によって円環状に形成されるとともに内部に後述する磁気センサ13が埋包されている円環状の本体部12aと、本体部12aに固定された円環状の芯金14と、本体部12aから径外方向に突出して形成されたコネクタ12bとを有している。このコネクタ12bには、当該車両用転がり軸受装置1が搭載される車両の制御装置からのハーネスが接続され、磁気センサ13の検出信号を前記制御装置に出力することができるように構成されている。
また、本体部12aには、その内径端部の周縁に沿って軸方向一端側に突出した突出部12a1が形成されており、この突出部12a1の内外周面及び端面に沿うように芯金14が固定されている。
また、本体部12aには、その内径端部の周縁に沿って軸方向一端側に突出した突出部12a1が形成されており、この突出部12a1の内外周面及び端面に沿うように芯金14が固定されている。
図2は、図1中の要部を拡大した部分断面図である。図において、芯金14は、SPCC,SPCD,SPCE等の冷延鋼板やステンレス鋼板をプレス加工することによって形成されており、突出部12a1の外周面に沿う外筒部14aと、突出部12a1の内周面に沿う内筒部14bと、突出部12a1の端面に沿うとともに両筒部14a,14bの軸方向一端側端部を繋ぐ円環部14cとを有することで断面ほぼU字型に形成されている。また、内筒部14bの他端側端部には、径内方向に延びる縁部14dが形成されており、縁部14dの内周端部には、スリンガ10とセンサ部12との間をシールするためのシール部材15が加硫接着等によって固定されている。
シール部材15は、ゴム等の弾性体によって円環状に形成された部材であり、内輪部材9に固定されたスリンガ10の外周面に摺接する複数のシールリップ15aを有している。
シール部材15は、ゴム等の弾性体によって円環状に形成された部材であり、内輪部材9に固定されたスリンガ10の外周面に摺接する複数のシールリップ15aを有している。
また、センサ部12の突出部12a1の内部には、上述の磁気センサ13が埋包配置されている。この磁気センサ13は、後述する磁気エンコーダ11が内軸2とともに一体回転することにより生じる磁極の変化を検知しその検知信号を出力する。磁気センサ13は、突出部12a1の内部に配置されることで、両筒部14a,14bの間に位置している。
スリンガ10は、内輪部材9に外嵌された円筒部16a、及びこの円筒部16aの軸方向他端部から径外方向に延びる環状部16bを有する断面L型に形成された本体部16を有している。この本体部16の環状部16bは、芯金14の縁部14dに対して対向配置するように形成されている。上述の縁部14dに固定されたシール部材15の複数のシールリップ15aは、その先端が環状部16bの側面、及び円筒部16の外周面に摺接するように形成されており、このシール部材15によって、スリンガ10と芯金14との間をシールしている。
また、スリンガ10は、円筒部16aの外周面に外嵌固定されるとともにその外周側で磁気エンコーダ11を支持している円環状の支持部材17をさらに有している。この支持部材17は、芯金14の内筒部14bの内周側に配置されるように円筒部16aに固定されており、円筒部16aの外周面に外嵌された内筒部17aと、この内筒部17aの外周側に配置された外筒部17bと、これら両筒部17a,17bの軸方向一方側を繋ぐ円環部17cとを有することで断面U型に形成されている。
また、スリンガ10は、円筒部16aの外周面に外嵌固定されるとともにその外周側で磁気エンコーダ11を支持している円環状の支持部材17をさらに有している。この支持部材17は、芯金14の内筒部14bの内周側に配置されるように円筒部16aに固定されており、円筒部16aの外周面に外嵌された内筒部17aと、この内筒部17aの外周側に配置された外筒部17bと、これら両筒部17a,17bの軸方向一方側を繋ぐ円環部17cとを有することで断面U型に形成されている。
図3(a)は、支持部材17の一部を示した部分外観図である。図のように支持部材17の外筒部17bの軸方向他端部側の端部には、周方向に所定の間隔をおいて軸方向に切り欠いた切り欠き部18が形成されている。さらに、外筒部17bの軸方向他端部側の端部には、外筒部17bの内周面よりも径内方向に突出する突出部19が形成されている。
なお、スリンガ10の本体部16及び支持部材17は、芯金14と同様、SPCC,SPCD,SPCE等の冷延鋼板やステンレス鋼板をプレス加工することによって形成されている。
なお、スリンガ10の本体部16及び支持部材17は、芯金14と同様、SPCC,SPCD,SPCE等の冷延鋼板やステンレス鋼板をプレス加工することによって形成されている。
図2に戻って、上記支持部材17によって一体回転可能に支持されている磁気エンコーダ11は、プラスチック磁石を用いて円環状に形成されており、支持部材17の外筒部17bの外周面側に配置された筒部11aと、この筒部11aの端部から延ばされ外筒部17bの端部及びその内周面側の突出部19を覆うように形成された回り込み部11bとを有している。
磁気エンコーダ11の筒部11aは、芯金14の内筒部14bに対して僅かな隙間を置いて対向するように配置されており、センサ部12の本体部12aの突出部12a1に埋方されている磁気センサ13の内方側に、本体部12aの一部、内筒部14b、及び前記隙間を介して配置されている。また、筒部11aは、周方向に沿ってN極とS極が所定位置に配列されるように着磁されている。このため、内軸2と一体回転する磁気エンコーダ11は、磁気センサ13に対して、内軸2の回転に応じて磁極を変化させることができる。磁気センサ13は、内軸2の回転に応じて変化する磁極を検出し、その検出信号を前記車両の制御装置に出力する。前記制御装置は、磁気センサ13の検出信号に基づいて、内輪2の回転速度を認識し、車両のアンチロックブレーキシステム等の制御に反映する。
磁気エンコーダ11の筒部11aは、芯金14の内筒部14bに対して僅かな隙間を置いて対向するように配置されており、センサ部12の本体部12aの突出部12a1に埋方されている磁気センサ13の内方側に、本体部12aの一部、内筒部14b、及び前記隙間を介して配置されている。また、筒部11aは、周方向に沿ってN極とS極が所定位置に配列されるように着磁されている。このため、内軸2と一体回転する磁気エンコーダ11は、磁気センサ13に対して、内軸2の回転に応じて磁極を変化させることができる。磁気センサ13は、内軸2の回転に応じて変化する磁極を検出し、その検出信号を前記車両の制御装置に出力する。前記制御装置は、磁気センサ13の検出信号に基づいて、内輪2の回転速度を認識し、車両のアンチロックブレーキシステム等の制御に反映する。
また、磁気エンコーダ11の筒部11aは、支持部材17の外筒部17bとの間に、ゴム等の弾性体からなる緩衝部材20を介在して配置されている。鋼板からなるスリンガ10側の支持部材17と、プラスチック磁石からなる磁気エンコーダ11との間には、熱膨張係数が大きく異なる場合があり、これらが温度変化に伴って膨張収縮変形したときに、支持部材17と、磁気エンコーダ11との間には変形量の差が生じる。上記のように緩衝部材20を磁気エンコーダ11と支持部材17との間に介在することで、両者の間に生じる変形量の差を許容することができ、比較的脆いプラスチック磁石からなる磁気エンコーダ11の破損を防止することができる。
また、熱膨張係数の差によって支持部材17と磁気エンコーダ11とが、互いに離間する方向に変形した場合にも、磁気エンコーダ11と支持部材17との間に介在した緩衝部材20によって、両者の間に隙間が生じるのを防止でき、両者間に異物が侵入するのを防止することができる。この結果、磁気エンコーダ11の劣化等を防止できる。
また、熱膨張係数の差によって支持部材17と磁気エンコーダ11とが、互いに離間する方向に変形した場合にも、磁気エンコーダ11と支持部材17との間に介在した緩衝部材20によって、両者の間に隙間が生じるのを防止でき、両者間に異物が侵入するのを防止することができる。この結果、磁気エンコーダ11の劣化等を防止できる。
また、回り込み部11bの軸方向先端部には、径外方向に突出して外筒部17bの突出部19の側部19aに当接している突起11b1が形成されている。回り込み部11bは、外筒部17bの端部にも当接している。このように、回り込み部11bを突出部19の側部19a及び外筒部17bの端部に当接させることで、磁気エンコーダ11と、支持部材17とが軸方向に相対移動するのを防止することができる。
また、回り込み部11bの支持部材17に向く内側面には、外筒部17bの切り欠き部18に嵌め込まれた嵌め込み部11b2が形成されている。
図3(b)は、図2中A−A線矢視要部断面図である。嵌め込み部11b2は、切り欠き部18に対応して径方向に突出しており、切り欠き部18の壁部18aに当接している。このように嵌め込み部11b2を壁部18aに当接させることで、磁気エンコーダ11と、支持部材17とが径方向に相対移動するのを防止することができる。
上記突出部19の側部19a及び外筒部17bに形成された切り欠き部18の壁部18aは、それぞれ磁気エンコーダ11が、スリンガ10に対して軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部を構成しており、これら、側部19a、及び壁部18aによって、磁気エンコーダ11を外筒部17bに対して高い圧入しろをもって強固に固定せずとも、磁気エンコーダ11の相対移動を防止できる。従って、本実施形態のように、磁気エンコーダ11と支持部材17との間に弾性体からなる緩衝部材20を介在した場合において、磁気エンコーダ11を固定するのに特に有効である。
図3(b)は、図2中A−A線矢視要部断面図である。嵌め込み部11b2は、切り欠き部18に対応して径方向に突出しており、切り欠き部18の壁部18aに当接している。このように嵌め込み部11b2を壁部18aに当接させることで、磁気エンコーダ11と、支持部材17とが径方向に相対移動するのを防止することができる。
上記突出部19の側部19a及び外筒部17bに形成された切り欠き部18の壁部18aは、それぞれ磁気エンコーダ11が、スリンガ10に対して軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部を構成しており、これら、側部19a、及び壁部18aによって、磁気エンコーダ11を外筒部17bに対して高い圧入しろをもって強固に固定せずとも、磁気エンコーダ11の相対移動を防止できる。従って、本実施形態のように、磁気エンコーダ11と支持部材17との間に弾性体からなる緩衝部材20を介在した場合において、磁気エンコーダ11を固定するのに特に有効である。
また、上記支持部材17を有していない構成のスリンガ10である場合、軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部に相当する部分をスリンガ10の本体部16に形成する必要が生じるが、本実施形態では、本体部16とは別部材である支持部材17に、上記突出部19の側部19a及び切り欠き部18の壁部18aを設けたので、これら段部を構成する側部19a、壁部18aの形成が容易となる。
磁気エンコーダ11に用いられているプラスチック磁石は、多数の磁性粉末を含有しており、この磁性粉末によって磁石としての機能が付与されている。具体的には、磁性粉末としてのフェライト粉末を、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂やポリアミド(PA)樹脂等の樹脂材料に混合した後、所定の形状に形成されている。
また本実施形態の磁気エンコーダ11を構成するプラスチック磁石に含有される磁性粉末は、所定の方向に磁場配向された状態とされている。
また本実施形態の磁気エンコーダ11を構成するプラスチック磁石に含有される磁性粉末は、所定の方向に磁場配向された状態とされている。
以下、磁場配向された状態の磁性粉末とこれを含有するプラスチック磁石について説明する。図4は、プラスチック磁石中に磁場配向されて含有されている磁性粉末の態様を模式的に示した図である。図において、プラスチック磁石Mは、当該プラスチック磁石Mを形作っている樹脂部Jと、多数の磁性粉末Pとからなり、プラスチック磁石Mは、多数の磁性粉末Pを含有している。
多数の磁性粉末Pには、それぞれ磁気的(もしくは形状的)な異方性を有するフェライト粉末等が用いられている。図4においては、この異方性を楕円形状で模式的に示しており、一端部がN極、他端部がS極となるように示している。これら磁性粉末Pは、当該磁性粉末Pと、樹脂材料を混合して所定形状に形成する際に、例えば、図4中、所定の方向としての矢印Hの方向に向かって磁場を作用させながら形成する。このように、形成時に磁場を作用させると、磁気的異方性を有する磁性粉末Pは、図4に示すように、磁界の方向に沿って配向し、この磁場配向した状態で、プラスチック磁石Mとして形成される。この結果、所定の方向に磁場配向された状態の磁性粉末Pを含有しているプラスチック磁石Mを得ることができる。
なお、樹脂部Jの樹脂材料としては、ポリアミド6、ポリアミド12が好ましく、これら樹脂は、形成時における粘度が比較的低く、磁性粉末Pが配向する際の抵抗を低く抑えることができ、効果的に磁性粉末Pを配向させることができる。
多数の磁性粉末Pには、それぞれ磁気的(もしくは形状的)な異方性を有するフェライト粉末等が用いられている。図4においては、この異方性を楕円形状で模式的に示しており、一端部がN極、他端部がS極となるように示している。これら磁性粉末Pは、当該磁性粉末Pと、樹脂材料を混合して所定形状に形成する際に、例えば、図4中、所定の方向としての矢印Hの方向に向かって磁場を作用させながら形成する。このように、形成時に磁場を作用させると、磁気的異方性を有する磁性粉末Pは、図4に示すように、磁界の方向に沿って配向し、この磁場配向した状態で、プラスチック磁石Mとして形成される。この結果、所定の方向に磁場配向された状態の磁性粉末Pを含有しているプラスチック磁石Mを得ることができる。
なお、樹脂部Jの樹脂材料としては、ポリアミド6、ポリアミド12が好ましく、これら樹脂は、形成時における粘度が比較的低く、磁性粉末Pが配向する際の抵抗を低く抑えることができ、効果的に磁性粉末Pを配向させることができる。
上記プラスチック磁石は、磁性粉末Pを所定の方向に配向した状態で含有しているので、その後着磁された場合に、磁性粉末Pが磁場配向されていないものと比較して、所定方向に向かう磁束密度を高めることができ、所定方向に対して高い磁力を得ることができる。
図4において、例えば、図中のプラスチック磁石Mの上面が筒部17bの外周面、下面が内周面、磁場配向の方向を径外方向に沿う方向であるとした場合、含有されている磁性粉末Pは径外方向に沿う方向に配向しているため、その後着磁されたプラスチック磁石Mは、径外方向に向かう磁束密度を高めることができ、これによって、径外方向に向けて高い磁力が得られる。
図4において、例えば、図中のプラスチック磁石Mの上面が筒部17bの外周面、下面が内周面、磁場配向の方向を径外方向に沿う方向であるとした場合、含有されている磁性粉末Pは径外方向に沿う方向に配向しているため、その後着磁されたプラスチック磁石Mは、径外方向に向かう磁束密度を高めることができ、これによって、径外方向に向けて高い磁力が得られる。
上記のように構成されたセンサ付き密封装置7及び車両用転がり軸受装置1によれば、磁気エンコーダ11を構成するプラスチック磁石に含有されている磁性粉末が磁場配向された状態であるため、当該プラスチック磁石は、着磁した際に、磁場配向された方向への磁束密度が高くなり、高い磁力が付与される。すなわち、当該プラスチック磁石に対して、磁気エンコーダ11としての機能を付与するために周方向に多数の磁極を配列して着磁した場合、高い磁力を有する磁気エンコーダとすることができる。
従って、磁気エンコーダ11と磁気センサ13との間に、芯金14等が介在して両者間のギャップが大きくなったとしても、磁気エンコーダ11の高い磁力によって、磁気センサ13に対して十分な磁力を確保することができる。
従って、磁気エンコーダ11と磁気センサ13との間に、芯金14等が介在して両者間のギャップが大きくなったとしても、磁気エンコーダ11の高い磁力によって、磁気センサ13に対して十分な磁力を確保することができる。
また、例えば、当該車両用転がり軸受装置1をより小型化しようとする場合、当然密封装置7も小型化する必要があり、これに伴って、磁気エンコーダ11についても小型化する必要が生じる。磁気エンコーダ11を小型化すると、当該磁気エンコーダ11が磁気を発生するための実面積が減少するのでその磁力が弱まり、センサとして必要な磁力を確保できないというおそれがあった。
このような場合においても、本実施形態では、磁気エンコーダ11に高い磁力を付与することで、十分な磁力を確保できるため、車両用転がり軸受装置1、及びセンサ付き密封装置7のさらなる小型化を図ることもできる。
このような場合においても、本実施形態では、磁気エンコーダ11に高い磁力を付与することで、十分な磁力を確保できるため、車両用転がり軸受装置1、及びセンサ付き密封装置7のさらなる小型化を図ることもできる。
図5(a)は、本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き密封装置の要部の部分断面図であり、図5(b)は、支持部材の一部を示した部分外観図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、磁気エンコーダ11が断面ほぼ矩形の円環状とされている点、及び支持部材17が磁気エンコーダ11の外面に沿う断面L型とされている点である。その他の構成については、第一の実施形態と同一であるので説明を省略する。
本実施形態によるセンサ付き密封装置7のスリンガ10における支持部材17は、本体部16に外嵌固定された筒部17dと、この筒部17dの軸方向一端部から径外方向に延びる円環部17eとを有する断面L型に形成されている。磁気エンコーダ11は、筒部17dの外周面に外嵌固定されるとともに、円環部17eの側面に沿うように配置されている。このため、断面U型とされた支持部材17を有する第一の実施形態のものと比較して、磁気エンコーダ11の厚み寸法が大きく設定されている。
また、筒部17dの先端部には、筒部17dの外周面よりも径外方向に突出する突出部21が形成されている。磁気エンコーダ11の内周面には、突出部21に対応する段差部11cが形成されており、磁気エンコーダ11は、突出部21の側部21aと、円環部17eとの間で嵌め込まれて保持されている。つまり、突出部21の段部としての側部21aによって、磁気エンコーダ11と、支持部材17とが軸方向に相対移動するのを防止できる。
また、円環部17eの外周端部には、周方向に所定の間隔をおいて径方向内方に切り欠いた切り欠き部22が形成されている。これに対して、磁気エンコーダ11の軸方向一端側の端面には、上記第一の実施形態と同様に、切り欠き部22に嵌め込まれた嵌め込み部11b2が形成されており、嵌め込み部11b2を切り欠き部22の段部としての壁部22aに当接させることで、磁気エンコーダ11と、支持部材17とが径方向に相対移動するのを防止することができる。
また、円環部17eの外周端部には、周方向に所定の間隔をおいて径方向内方に切り欠いた切り欠き部22が形成されている。これに対して、磁気エンコーダ11の軸方向一端側の端面には、上記第一の実施形態と同様に、切り欠き部22に嵌め込まれた嵌め込み部11b2が形成されており、嵌め込み部11b2を切り欠き部22の段部としての壁部22aに当接させることで、磁気エンコーダ11と、支持部材17とが径方向に相対移動するのを防止することができる。
上記構成のセンサ付き密封装置7によれば、支持部材17を断面L型とし、磁気エンコーダ11の厚み寸法を大きく設定したので、磁気エンコーダ11の剛性が高めることができる。このため、第一の実施形態にて示した、磁気エンコーダ11の破損を防止するための緩衝部材を、磁気エンコーダ11と支持部材17との間に介在させる必要がなく、簡易な構造することができ、コストの低減化を図ることができる。
また、本実施形態では、上記のように緩衝部材を要しないので、磁気エンコーダ11を構成するプラスチック磁石を支持部材17に対して直接射出成形することもできる。この場合、磁気エンコーダ11をより確実にスリンガ10(支持部材17)に一体に固定することができるとともに、支持部材17に磁気エンコーダ11を嵌め込む工程を省略できるので、当該密封装置7の組み立て工程を簡略化することができる。
なお、コストや組み立て工程等が増加するが、第一の実施形態と同様に、支持部材17と磁気エンコーダ11との間に緩衝部材を介在させることができるのは言うまでもない。
また、本実施形態では、上記のように緩衝部材を要しないので、磁気エンコーダ11を構成するプラスチック磁石を支持部材17に対して直接射出成形することもできる。この場合、磁気エンコーダ11をより確実にスリンガ10(支持部材17)に一体に固定することができるとともに、支持部材17に磁気エンコーダ11を嵌め込む工程を省略できるので、当該密封装置7の組み立て工程を簡略化することができる。
なお、コストや組み立て工程等が増加するが、第一の実施形態と同様に、支持部材17と磁気エンコーダ11との間に緩衝部材を介在させることができるのは言うまでもない。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、プラスチック磁石に含有される磁性粉末は、磁気的な異方性を有するもの磁場配向させた場合を例示したが、例えば、磁性粉末の有する形状的な異方性に基づいて磁性粉末を磁場配向させたものであってもよい。
また、上記各実施形態では、磁気エンコーダを構成するプラスチック磁石に用いる磁性粉末として、フェライト粉末を用いた場合を例示したが、ネオジウムやサマリウム等の希土類系の磁性粉末を用いることもでき、この場合、当該磁気エンコーダにより高い磁力を付与することができる。
また、上記各実施形態では、磁気エンコーダを構成するプラスチック磁石に用いる磁性粉末として、フェライト粉末を用いた場合を例示したが、ネオジウムやサマリウム等の希土類系の磁性粉末を用いることもでき、この場合、当該磁気エンコーダにより高い磁力を付与することができる。
また、上記第二実施形態では、スリンガ10の本体部16と、磁気エンコーダ11との間に支持部材17を介在した構成としたが、例えば、図6(a),(b)に示すように、スリンガ10の本体部16の円筒部16aに直接外嵌固定した構成としてもよい。この場合、本体部16の円筒部16aに、突出部23、及び切り欠き部24を設けることで、磁気エンコーダ11の相対移動を規制する段部としての、突出部23の側部23a、及び切り欠き部24の壁部24aを設けることができる。もちろん、本体部16に対して直接プラスチック磁石を射出成形することもできる。
図6に示すセンサ付き密封装置によれば、上記各実施形態の有する支持部材17を有しないので、より簡易な構造にでき、さらなる低コスト化が可能となる。
図6に示すセンサ付き密封装置によれば、上記各実施形態の有する支持部材17を有しないので、より簡易な構造にでき、さらなる低コスト化が可能となる。
1 車両用転がり軸受装置
2 内軸(回転輪)
3 外輪(固定輪)
4 玉(転動体)
7 センサ付き密封装置
10 スリンガ
11 磁気エンコーダ
12 センサ部
13 磁気センサ
14 芯金
15 シール部材
20 緩衝部材
18a,21a,23a 側部(段部)
19a,22a,24a 壁部(段部)
M プラスチック磁石
P 磁性粉末
2 内軸(回転輪)
3 外輪(固定輪)
4 玉(転動体)
7 センサ付き密封装置
10 スリンガ
11 磁気エンコーダ
12 センサ部
13 磁気センサ
14 芯金
15 シール部材
20 緩衝部材
18a,21a,23a 側部(段部)
19a,22a,24a 壁部(段部)
M プラスチック磁石
P 磁性粉末
Claims (5)
- 回転輪に固定される円環状のスリンガと、
このスリンガに一体回転可能に固定された磁気エンコーダと、
固定輪に固定されるとともに、前記スリンガに摺接するシール部材を備えた芯金、及び前記磁気エンコーダによる磁極の変化によって前記固定輪と前記回転輪との相対回転を検出する磁気センサを備えたセンサ部と、を備えた転がり軸受装置用のセンサ付き密封装置において、
前記磁気エンコーダは、所定の方向に磁場配向された状態で磁性粉末を含有しているプラスチック磁石よりなることを特徴とするセンサ付き密封装置。 - 前記磁気エンコーダは、前記スリンガとの間に弾性体からなる緩衝部材を介在して固定されている請求項1に記載のセンサ付き密封装置。
- 前記スリンガには、前記磁気エンコーダが軸方向及び径方向に相対移動するのを規制する段部が形成されている請求項1又は2に記載のセンサ付き密封装置。
- 前記スリンガは、その周面に固定され前記磁気エンコーダを支持する円環状の支持部材を有しており、この支持部材に前記段部が形成されている請求項3に記載のセンサ付き密封装置。
- 車体側に固定される固定輪と、
車輪が固定される回転輪と、両輪間に介在する複数の転動体と、両輪間の間を閉塞するとともに両輪間の相対回転を検出するためのセンサを有するセンサ付き密封装置と、を備えた車両用転がり軸受装置において、
前記センサ付き密封装置は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のセンサ付き密封装置であることを特徴とする車両用転がり軸受装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007051250A JP2008215920A (ja) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | センサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置 |
US11/792,435 US20100027927A1 (en) | 2006-11-16 | 2007-11-12 | Sensor attaching sealing device and vehicle rolling bearing using the same |
PCT/JP2007/071905 WO2008059788A1 (fr) | 2006-11-16 | 2007-11-12 | Dispositif d'étanchéité équipé d'un capteur, et dispositif de palier à roulement apte à être utilisé dans un véhicule et utilisant le dispositif d'étanchéité |
EP07831635A EP2085630A4 (en) | 2006-11-16 | 2007-11-12 | SEALING DEVICE EQUIPPED WITH A SENSOR AND A BEARING DEVICE APPLICABLE TO THE SEALING DEVICE AND FOR USE IN A VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007051250A JP2008215920A (ja) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | センサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008215920A true JP2008215920A (ja) | 2008-09-18 |
Family
ID=39836139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007051250A Pending JP2008215920A (ja) | 2006-11-16 | 2007-03-01 | センサ付き密封装置、及びこれを用いた車両用転がり軸受装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2008215920A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005214874A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Nsk Ltd | エンコーダ及び当該エンコーダを備えた転がり軸受 |
-
2007
- 2007-03-01 JP JP2007051250A patent/JP2008215920A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005214874A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Nsk Ltd | エンコーダ及び当該エンコーダを備えた転がり軸受 |
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