JP5082625B2 - 着磁パルサリング - Google Patents

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１２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１２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１３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、異物などで傷つく場合があった。

そこで、着磁体を樹脂ボンド磁石として、耐傷性を高め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、熱衝撃に相対的に弱いために割れやすく、着磁体の支持部材への固定が難しい。

この発明の目的は、着磁体を樹脂ボンド磁石として、耐傷性を高めるとともに、樹脂ボンド磁石を使用した場合の耐熱衝撃性の向上や着磁体の固定を確実に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、支持部材および支持部材に接着剤層を介して固定された着磁体よりなり、着磁体は、樹脂ボンド磁石であり、着磁体および支持部材の少なくとも一方に、接着剤層の厚みを規定する突起が設けられており、接着剤層の厚みが突起の高さに合わされていることを特徴とするものである。

この発明による着磁パルサリングにおいて、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。接着剤は、シリコン系接着剤とされることが好ましい。

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接着された円板状着磁体とよりなることがあり、また、着磁パルサリングは、円筒状の支持部材と、支持部材の内周または外周に接着された円筒状着磁体とよりなることがある。着磁体は、円板状または円筒状に成形された後に、支持部材に固定されていることがあり、また、着磁体は、そ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るように、一体射出成形により支持部材に固定されていることがある。樹脂ボンド磁石は、支持部材（スリンガ）に接着された後に、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ことがあり、着磁された後に、支持部材（スリンガ）に接着剤層を介して固定されることがある。

支持部材は、ステンレス鋼などの金属製とされ、これにより、樹脂ボンド磁石と支持部材とでは、線膨張率が異なったものとなる。そのため、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異なり、熱衝撃に対して着磁体が割れやすいものとなっている。この発明の着磁パルサリングによると、着磁体とフランジ部との間に、弾性層としての接着剤層が介在させられていることにより、接着剤層に変形量の違いが吸収され、これにより、着磁体に発生する応力が小さくなることで、着磁体の損傷が防止されている。

突起は、例えば、着磁体だけに設けられるが、支持部材だけに設けられてもよく、着磁体および支持部材の両方に設けるようにしてもよい。接着剤層の厚みは、１０〜２００μｍが適切であり、したがって、突起の高さは、１０〜２００μｍとされることが好ましい。

突起は、環状のものとしてもよく、周方向に所定間隔で配置された円形または方形の複数の突起としてもよい。いずれの場合でも、突起は、着磁体または支持部材の中間部に１本または１列とされてもよく、着磁体または支持部材の両側にそれぞれ１本または１列（合わせて２本または２列）とされてもよく、３本または３列以上としてもよい。複数の突起とする場合には、周方向および径方向に等間隔（格子状）に設けてもよく、等間隔としなくてもよい。また、突起は、径方向にのびる形状とし、これを周方向に等間隔で配置するようにしてもよい。

接着剤層は、１層だけでなく、２層以上とすることもでき、例えば、支持部材に接着される第１接着剤層および着磁体に接着される第２接着剤層を有している２層構造とされることがあり、また、支持部材に接着される第１接着剤層と着磁体に接着される第２接着剤層との間に、中間弾性層が介在させられることがある。この場合、着磁体に設けられる突起は、第２接着剤層の厚みに合わされ、支持部材に設けられる突起は、第１接着剤層の厚みに合わされる。中間弾性層には、ゴムシート（ゴム層）、樹脂シート（樹脂層）、接着剤（接着剤層）などを使用することができる。中間弾性層として使用されるゴム層の材料は、耐熱性に優れたものが好ましく、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＶＭＱ（シリコンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等が使用できる。

接着剤層間にゴム層が介在される場合、着磁体は、インサート成形により支持部材に一体化されることがあり、予め成形しておいてから、接着剤で支持部材に接着するようにしてもよい。また、支持部材にゴム層を第１接着剤層を介して接着する工程と、着磁体を第２接着剤層を介してゴム層に接着する工程とを別に行ってもよく、すべての接着を例えばインサート成形時に同時に行ってもよい。ゴム層と支持部材および／または着磁体との接着は、加硫接着によってもよい。

この発明の着磁パルサリングにおいて、着磁体が接着される支持部材の面に、所定深さの凹所が設けられているようにしてもよい。この場合、この凹所に突起が設けられているようにしてもよく、着磁体に突起が設けられているようにしてももちろんよい。このようにすると、着磁体を薄肉化する必要がなく、耐熱衝撃性の低下や着磁体の外れやすさが確実に防止される。接着剤層の厚みは、突起によって規定されるので、凹所の深さは、接着剤層の厚みに合わせる必要はない。

この発明の着磁パルサリングにおいて、支持部材の縁部および着磁体の縁部の少なくとも一方に、接着剤のはみ出し分を収容する凹部が形成されていることが好ましい。

支持部材および着磁体の少なくとも一方に接着剤を塗布して両者を突き合わせると、支持部材の接着剤が塗布されている面と着磁体の接着剤が塗布されている面との間隔が突起によって規定され、この際、接着剤の塗布量が多いと、接着剤の一部が塗布必要な部分からはみ出してくることがある。このはみ出し分が凹部内に収納されることにより、接着剤の不要な部分（支持部材の外周面や着磁体の外周面など）への付着が防止される。

凹部は、例えば、支持部材の角部およびこれに対向する着磁体の角部が面取りされることにより形成することができ、面取り（断面略三角形）に代えて、段差（断面略方形）によって凹部を形成してもよい。面取り部の形状は、平坦な傾斜面であってももちろんよいが、曲面とすることもできる。凹部は、支持部材および着磁体のいずれか一方にだけ設けるようにしてもよく、両方に設けるようにしてもよい。

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。着磁体の線膨張率は、支持部材の線膨張率の１〜２倍が好ましく、１〜１．５倍がより好ましい。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の差が小さくなり、着磁体に発生する応力が小さくなる。線膨張率調整材としては、ガラス繊維、カーボン繊維などが適している。

また、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確実に解消される。

この発明の着磁パルサリングによると、着磁体は、樹脂ボンド磁石であるので、耐傷性を高めることができ、接着剤層によって、支持部材と着磁体との変形量の違いを吸収することができるので、耐熱衝撃性が向上し、着磁体の固定が確実なものとなる。そして、支持部材に、接着剤層の厚みを規定する突起が設けられているので、接着剤層の厚みのばらつきが抑えられ、着磁体の固定を確実に行うことができる。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図１およびこれに相当する各図の左右をいうものとする。

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。

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、接着剤層(17)を介して支持部材(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。

接着剤層(17)は、着磁体(12)の変形量と支持部材(11)の変形量との違いを吸収し、これにより、着磁体(12)に発生する応力が小さくなっている。接着剤層(17)の厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、着磁体(12)の左側面（接着剤塗布面）には、接着剤層(11)の厚みを規定する突起(21)が設けられている。突起(21)は、着磁体(12)の径方向中間部に、環状に連続して形成されており、その高さは、１０〜２００μｍとされている。したがって、接着剤層(11)の厚みを突起(21)の高さに合わせることにより、接着剤層(11)の適切な厚みが精度よく確保され、着磁体(12)の固定を確実に行うことができる。

なお、図１に示す実施形態の突起(21)は、図３に示すように、複数の点状突起(22)として、所定間隔をおいて着磁体(12)の径方向中間部に形成されているようにしてもよい。

図４および図５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。

図４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)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、接着剤層(17)を介して支持部材(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。

接着剤層(17)は、着磁体(12)の変形量と支持部材(11)の変形量との違いを吸収し、これにより、着磁体(12)に発生する応力が小さくなっている。接着剤層(17)の厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、着磁体(12)の左側面（接着剤塗布面）には、接着剤層(11)の厚みを規定する突起(23)が設けられている。突起(23)は、着磁体(12)の径方向外縁部および内縁部に、それぞれ環状に連続して形成されており、その高さは、１０〜２００μｍとされている。したがって、接着剤層(11)の厚みを突起(23)(24)の高さに合わせることにより、接着剤層(11)の適切な厚みが精度よく確保され、着磁体(12)の固定を確実に行うことができる。また、突起(23)が着磁体(12)の径方向外縁部および内縁部の両方に設けられているので、支持部材(11)と着磁体(12)とを接着剤を介して貼り合わせる場合、接着剤の内外径方向へのはみ出しを防ぐことができる。

なお、図４に示す実施形態の突起(23)は、図６に示すように、複数の点状突起(24)として、着磁体(12)の径方向外縁部および内縁部に所定間隔をおいて形成されているようにしてもよい。

図７および図８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７は、図１に相当する図を上から見たものになっている。

図７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。

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、接着剤層(17)を介して支持部材(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。

接着剤層(17)は、着磁体(12)の変形量と支持部材(11)の変形量との違いを吸収し、これにより、着磁体(12)に発生する応力が小さくなっている。接着剤層(17)の厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、着磁体(12)の左側面（接着剤塗布面）には、接着剤層(11)の厚みを規定する突起(25)が設けられている。突起(25)は、着磁体(12)の径方向外縁部から内縁部までのびており、この突起(25)が、周方向に所定間隔をおいて配置されており、その高さは、１０〜２００μｍとされている。したがって、接着剤層(11)の厚みを突起(25)の高さに合わせることにより、接着剤層(11)の適切な厚みが精度よく確保され、着磁体(12)の固定を確実に行うことができる。

図９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。

この実施形態は、例えば、第１実施形態と組み合わされるもので、図９の着磁パルサリング(4)において、支持部材(11)のフランジ部(14)の外縁部および着磁体(12)の径方向外縁部に、それぞれ面取り(14a)(12a)が施されることにより、両者の間に、全体として断面が三角形をなし、接着剤のはみ出し分を収容する環状の凹部(25)が形成されている。第１実施形態の着磁パルサリング(1)において、支持部材(11)および着磁体(12)の少なくとも一方に接着剤を塗布して両者を突き合わせると、支持部材(11)の接着剤が塗布されている面と着磁体(11)の接着剤が塗布されている面との間隔が突起(21)によって規定され、この際、接着剤の塗布量が多いと、接着剤の一部が塗布必要な部分からはみ出してくることがある。このはみ出し分は、図９に示すように、凹部(25)内に収納されることにより、接着剤が支持部材(11)の外周面や着磁体(12)の外周面に付着することが防止される。

なお、凹部の形状は図９のものに限られるものではなく、図１０に示すように、支持部材(11)のフランジ部(14)の外縁部および着磁体(12)の径方向外縁部をそれぞれ断面方形状(14b)(12b)に切り取ることにより、両者の間に、全体として断面が四角形をなし、接着剤のはみ出し分を収容する環状の凹部(26)が形成されているようにしてもよい。

第４実施形態は、第３実施形態とも組み合わせることができ、また、径方向外縁部の突起(23)を径方向内方に寄せることで、第２実施形態とも組み合わせることができる。

図１１は、この発明による着磁パルサリングの第５実施形態を示している。

図１１において、着磁パルサリング(5)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、接着剤層(17)を介して支持部材(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。

接着剤層(17)は、着磁体(12)の変形量と支持部材(11)の変形量との違いを吸収し、これにより、着磁体(12)に発生する応力が小さくなっている。接着剤層(17)の厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、着磁体(12)の左側面（接着剤塗布面）には、接着剤層(11)の厚みを規定する突起(21)が設けられている。突起(21)は、第１実施形態と同じものとされており、接着剤層(11)の厚みを突起(21)の高さに合わせることにより、接着剤層(11)の適切な厚みが精度よく確保され、着磁体(12)の固定を確実に行うことができる。

なお、図示省略するが、各接着剤層(17)は、１層に限定されるものではなく、例えば２層として、支持部材(11)の外向きフランジ部(14)に接触している接着剤を金属に相性のよい接着剤に、着磁体(12)に接触している接着剤層を樹脂に相性のよい接着剤にするようにしてもよい。

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、要部の側面図である。 図３は、第１実施形態の変形例を示す要部の側面図である。 図４は、この発明による着磁パルサリングの第２実施形態を示す断面図である。 図５は、要部の側面図である。 図６は、第２実施形態の変形例を示す要部の側面図である。 図７は、この発明による着磁パルサリングの第３実施形態を示す径方向外方から見た図である。 図８は、図７のVIII-VIII線に沿う断面図である。 図９は、この発明による着磁パルサリングの第４実施形態を示す要部の断面図である。 図１０は、第４実施形態の変形例を示す要部の断面図である。 図１１は、この発明による着磁パルサリングの第５実施形態を示す断面図である。 図１２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１３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)(5) 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
(17) 接着剤層
(21)(22)(23)(24) 突起
(25)(26) 凹部

Claims (2)

1. 支持部材および支持部材に接着剤層を介して固定された着磁体よりなり、着磁体は、樹脂ボンド磁石であり、着磁体および支持部材の少なくとも一方に、接着剤層の厚みを規定する突起が設けられており、接着剤層の厚みが突起の高さに合わされていることを特徴とする着磁パルサリング。
2. 支持部材の縁部および着磁体の縁部の少なくとも一方に、接着剤のはみ出し分を収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１の着磁パルサリング。

Images