WO2006035616A1 - 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受装置 - Google Patents

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cored bar
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Kikuo Fukada
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    • F16C19/186Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
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    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic encoder used in a rotation detecting device for a bearing portion that rotates relatively.
  • the present invention relates to a wheel bearing device including the same and, for example, to a magnetic encoder mounted on a rotation detection device that detects front and rear wheel rotation speeds in an antilock brake system of an automobile.
  • a multi-pole magnet 24 made of a sintered body is fixed to a cored bar 21 by caulking as shown in FIG. 7 (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the sintered body to be the multipolar magnet 24 is manufactured as a single unit separate from the cored bar 21, and after this sintered body 24 'is arranged on the cored bar 21 as shown in FIG. As shown in B), the end 21a of the cored bar 21 is fastened and fixed to the cored bar 21.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004- 37441
  • Patent Document 2 JP 2004-84925 A
  • the caulking portion 21a (FIG. 8 (B)) of the core metal 21 may protrude from the surface of the multipolar magnet 24, and when the magnetic encoder is press-fitted into the bearing in this state, In addition, there is a problem that the multipolar magnet 24 is damaged due to the occurrence of an offset load. That is, when the magnetic encoder is press-fitted into the bearing inner ring, for example, the surface of the multipolar magnet 24 is pushed in with a press-fitting jig.
  • An object of the present invention is to prevent the multipolar magnet from being damaged at the time of manufacture and attached to a bearing or the like, thereby avoiding the thickening of the multipolar magnet due to a problem in fixing work. Is to provide a Qi encoder.
  • Another object of the present invention is to provide a wheel bearing device excellent in the fixability of a multipolar magnet in a magnetic encoder.
  • the magnetic encoder of the present invention comprises an annular cored bar and an annular multipole magnet integrally fixed to the cored bar, wherein the multipole magnet is made of a material mixed with magnetic powder. It is molded in a single piece with gold, solidified, and magnetized in an integrated state with the cored bar. According to this configuration, since the multipolar magnet is formed integrally with the core bar and solidified, the step of crimping and fixing the multipole magnet to the core bar is not necessary. For this reason, the multipolar magnet is prevented from being damaged by the eccentric load generated during caulking and fixing.
  • the cored metal crimping part does not protrude from the surface of the multipolar magnet, so the cored metal crimping part interferes with the press-fitting jig when the magnetic encoder is press-fitted into a rotating member such as a bearing inner ring. It is avoided that the multi-pole magnet is damaged due to the eccentric load generated by doing so. For this reason, it is possible to avoid increasing the thickness of the multipolar magnet due to problems in the fixing operation, and it is possible to reduce the thickness of the magnetic encoder if the magnetic characteristics can be secured. By thinning the magnetic encoder, it is possible to mount the magnetic encoder compactly on bearings.
  • the multipolar magnet is a sintered magnet, and a mixed powder of magnetic powder and nonmagnetic powder is molded integrally with the core metal, sintered, and magnetized. It may be a thing.
  • the mixed powder which is the material of the multipolar magnet
  • the sintered body is molded integrally with the cored bar and sintered. Therefore, unlike the case where the sintered body is molded as a single unit, the sintered body is damaged during handling. There is nothing.
  • excellent magnetic properties can be ensured by increasing the ratio of magnetic powder, so if damage during the manufacturing process can be avoided as described above, the multipolar magnet can be thinned, and the magnetic encoder Compactness is possible. As a result, when this magnetic encoder is fixed to a rotating member such as a bearing inner ring, the rotating member can be reduced in size.
  • the multipolar magnet is a rubber magnet, and magnetic powder and a rubber material are kneaded.
  • the material may be formed into a finished shape integrally with the core metal at a time.
  • a fluid material is prepared by forming it into a string shape, and this string-shaped magnetic powder-mixed rubber material is added to the core bar and re-formed by heating. The process of forming into a string can be omitted, and the fluid material strength can be directly formed into a finished shape integrally with the core.
  • the core metal has a drop-off preventing shape portion for preventing the multipolar magnet from floating from a main fixing surface to which the multipolar magnet is fixed.
  • it may be molded integrally with the core metal having the drop-off prevention shape portion and solidified.
  • the core bar is provided with a drop-off prevention shape portion, the core bar can be prevented from falling off without providing a caulking portion or the like, and the reliability of the multi-pole magnet having a core metal force can be prevented.
  • the cored bar is formed of a cylindrical portion, a vertical plate portion extending toward the outer diameter side of the cylindrical portion, and an outer diameter edge of the vertical plate portion.
  • the multipolar magnet may be fixed to the standing plate portion and the flange portion with the standing plate portion as a main fixing surface.
  • the drop-off preventing shape portion may be formed by inclining the collar portion so that the tip side has a small diameter.
  • this magnetic encoder can be mounted by fitting it to a bearing inner ring or the like at the cylindrical portion, and can detect rotation by facing a magnetic sensor in the axial direction.
  • the core bar of this magnetic encoder can function as a slinger, and the effect of preventing the entry of water or the like into the bearing can be obtained.
  • the cored bar includes a cylindrical portion, a standing plate portion extending from one end of the cylindrical portion to the outer diameter side, and an outer diameter of the standing plate portion.
  • a cylindrical flange extending from an edge; and an extended cylindrical portion obtained by extending the cylindrical portion from the standing plate portion.
  • the multipolar magnet has the standing plate portion as a main fixing surface.
  • the drop-off preventing shape part may be a U-shaped part provided with the extension cylinder part in addition to the collar part.
  • the cored bar is formed with a U-shaped part consisting of a standing plate part, a collar part, and an extension cylinder part, so that a collar part is provided only on one end side inside or outside the standing plate part.
  • the multi-pole magnet integrally formed in the U-shaped portion is difficult to come off.
  • a mixed powder of magnetic powder and non-magnetic powder is used to form a multipolar magnet, for example, with a core of a sintered body.
  • One-piece molding can be easily performed by filling the part.
  • a wheel bearing device of the present invention includes the magnetic encoder having any one of the above-described configurations of the present invention.
  • another wheel bearing device of the present invention includes an outer member having a double row raceway surface on the inner periphery, an inner member having a double row raceway surface facing these raceway surfaces, and an opposing raceway surface.
  • a magnetic encoder is fitted to the outer periphery of one end of the inner member, and the magnetic encoder is The magnetic encoder having any one of the configurations of the present invention is provided.
  • the multipolar magnet can be prevented from being damaged at the time of manufacture and attached to the bearing or the like.
  • the advantage that it is possible to avoid the increase in thickness is effectively exhibited, and a wheel bearing device in which a magnetic encoder is installed on the compact can be obtained.
  • the magnetic encoder of the present invention includes an annular cored bar and an annular multipole magnet fixed integrally to the cored bar, and the multipole magnet is made of a material mixed with magnetic powder. Since it is molded and solidified with gold and magnetized in a state of being integrated with the core, it can prevent damage to the multipolar magnet when it is mounted on a bearing, etc. As a result, it is possible to avoid increasing the thickness of the multi-pole magnet due to problems in fixing work.
  • wheel bearing device of the present invention includes the magnetic encoder of the present invention
  • FIG. 1 is a partial perspective view of a magnetic encoder that works according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (A) and (B) are explanatory views showing a manufacturing process of the magnetic encoder.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of a magnetic encoder that works according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 (A) and (B) are explanatory views showing manufacturing steps of the magnetic encoder.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the entire wheel bearing device including the magnetic encoder according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of the wheel bearing device.
  • FIG. 7 is a partial perspective view of a conventional magnetic encoder.
  • FIGS. 8A and 8B are explanatory views showing a caulking process of the magnetic encoder of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the magnetic encoder 10 includes a metal annular cored bar 11 and an annular multipole magnet 14 fixed integrally to the cored bar 11.
  • the shape of the core bar 11 includes a cylindrical portion 1 la that serves as a press-fit portion, an end force of the cylindrical portion 1 la, a vertical plate portion l ib that extends to the outer diameter side, and the vertical plate
  • the section formed by the cylindrical flange 11c extending from the outer diameter edge of the portion l ib has a generally inverted Z-shape.
  • the multipolar magnet 14 is made of a material that is mixed with magnetic powder and has fluidity at room temperature or in a heated state.
  • the multipole magnet 14 is molded integrally with the core 11 and solidified, and is integrated with the core 11. It is magnetized with.
  • the multipolar magnet 14 is a sintered magnet, and a mixed powder of magnetic powder and non-magnetic powder at room temperature is mixed with the vertical part 11 ib from the standing plate part l ib of the core metal 11 as shown in Fig. 2 (B). Span It is pressed into a part and molded integrally with the cored bar 11 and then sintered by heating to obtain a sintered body 14 ′.
  • the sintered body 14 ′ is fixed to the standing plate portion l ib and the flange portion 11c with the standing plate portion l ib as a main fixing surface.
  • a multipolar magnet 14 is obtained.
  • the sintered body 14 ' is magnetized in multiple poles so that the magnetic poles N and S are alternately formed at a predetermined pitch in the circumferential direction.
  • the core metal 11 has a drop-off preventing shape portion l ie for preventing the multipolar magnet 14 from being lifted from the main fixing surface to which the multipolar magnet 14 is fixed.
  • the drop-off preventing shape portion l ie is inclined so that the distal end side of the flange portion 11c has a small diameter.
  • This magnetic encoder 10 is attached to a rotating member (not shown), and is used for rotation detection with a multi-pole magnet 14 facing a magnetic sensor (not shown).
  • a rotation detection device is constituted by the magnetic sensor.
  • a magnetic material is mixed and a material having fluidity at room temperature or in a heated state (here, a mixed powder of magnetic powder and nonmagnetic powder) is integrally formed with the core metal 11.
  • the sintered magnet formed, sintered, and magnetized is the multipole magnet 14, so there is no need to crimp and fix the multipole magnet to the core metal as in the conventional example. It is possible to prevent the multipolar magnet 14 from being damaged due to the unbalanced load.
  • the core metal add-on is also used when the magnetic encoder 10 is press-fitted and fixed to a rotating member such as a bearing inner ring. It is possible to prevent the multipolar magnet 14 from being damaged due to the eccentric load caused by the interference of the tightening portion with the press-fitting jig.
  • the sintered body to be the multipolar magnet 14 is molded as a single body, there are limitations on the processing process such as handling the sintered body! Although 14 cannot be thinned, in this embodiment, it can be thinned as follows. That is, as shown in FIG. 2 (B), a mixed powder of magnetic powder and nonmagnetic powder is molded integrally with the cored bar 11 and sintered to form a sintered body 14 ', which is magnetized. Since the multipolar magnet 14 is used, the multipolar magnet 14 can be thinned. Thereby, the compactness of the magnetic encoder 10 becomes possible. As a result, when the magnetic encoder 10 is fixed to a rotating member such as a bearing inner ring, the rotating member can be downsized.
  • the cored bar 11 is inclined so that the flange part 11c has a small diameter at the distal end side, so that the cored bar 11c is tapered, so that the cored bar 11 is not provided with a crimping part or the like. It is possible to reliably prevent the multipolar magnet 14 from falling off.
  • the drop-off prevention shape portion l ie can be configured easily.
  • the core metal 11 includes the cylindrical portion 11a, the standing plate portion l ib extending from one end of the cylindrical portion 11a to the outer diameter side, and the outer diameter edge of the standing plate portion l ib as described above.
  • the cylindrical pole part 11c extending from the cylindrical part 11c also has a substantially reverse Z-shaped annular force
  • the multipolar magnet 14 has the vertical part 1 lb as a main fixing surface and the vertical part 1 lb and the flange part. Fixed to 1 lc. Therefore, when the magnetic encoder 10 is press-fitted and fixed to the inner ring of the bearing, for example, the cored bar 11 also functions as a slinger, and water or the like can be prevented from entering the bearing.
  • the core metal 11 is separated from the cylindrical portion 1 la, the standing plate portion l lb, and the flange portion 11c.
  • the cylindrical portion 11a has an extended cylindrical portion l id that extends from the standing plate portion l ib.
  • the multipole magnet 14 is fixed to the standing plate portion l lb, the flange portion l lc, and the extension tube portion l id with the standing plate portion l ib as a main fixing surface.
  • the main fixing surface force of the cored bar 11 is the falling-off preventing shape portion 1 le (FIG. 4 (A)) that prevents the multipole magnet 14 from floating, in addition to the flange portion 11c. It consists of a substantially U-shaped section with an extension cylinder part l id. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • an extension cylinder part l id is provided on the metal core 11 so as to cover the collar part 11c, and the vertical section l ib, the collar part 11c, and the extension cylinder part l id are substantially U-shaped in cross section.
  • the multipolar magnet 14 formed integrally in the U-shaped part is harder to come off than the case where the collar part 11c is provided only on the outer peripheral edge of the standing plate part l ib. It will be a thing.
  • the U-shaped portion is formed !, the mixed powder of magnetic powder and non-magnetic powder is mixed with the core powder 11 in the integral molding of the core 14 of the sintered body 14 'to be the multipolar magnet 14. It is possible to easily perform integral molding by filling the character part.
  • the force multipole magnet 14 described in the case where the multipole magnet 14 is a sintered magnet may be a rubber magnet.
  • an adhesive is applied in advance to the multipolar magnet fixing surface of the core 11 in each of the embodiments 1, and the magnetic powder and the rubber material are kneaded.
  • the material is heat-molded and formed into a finished shape integrally with the core metal 11 in a single process, and simultaneously vulcanized and bonded to the core metal 11, and then magnetized to form the multipolar magnet 14.
  • this wheel bearing device 9 includes an inner member 1 and an outer member 2, a plurality of rolling elements 3 accommodated between these inner and outer members 1, 2, and inner and outer members 1, 2. And sealing devices 6 and 13 for sealing the end annular space between the two.
  • the inboard side sealing device 6 has a magnetic encoder 10.
  • the inner member 1 and the outer member 2 have raceway surfaces la and 2a of the rolling element 3, and each raceway surface la and 2a is formed in a groove shape.
  • the inner member 1 and the outer member 2 are an inner peripheral member and an outer peripheral member that are rotatable with respect to each other via the rolling elements 3, and are independent bearing inner rings and outer bearing rings.
  • these bearing inner rings may be assembled parts that are a combination of bearing outer rings and other parts.
  • the inner member 1 may be a shaft.
  • the rolling element 3 is a ball or a roller force, and in this example, a ball is used.
  • This wheel bearing device 9 is a double row rolling bearing, more specifically, a double row anguillare ball bearing, and its inner member 1 is fitted to the hub wheel 4 and its shaft outer periphery.
  • the inner race 5 and the raceway surfaces la and la of the rolling element rows are formed on the outer circumferences of the hub wheel 4 and the inner race 5, respectively.
  • the hub wheel 4 has a flange portion 4a on the outer periphery of the end portion on the outboard side, and a wheel (not shown) is attached to the flange portion 4a with a bolt 7.
  • the outer member 2 also has a flange portion 2b on the outer periphery, and is attached to a housing (not shown) that also has a knuckle equal force in the suspension device via the flange portion 2b.
  • the rolling elements 3 are held by a cage 8 for each row.
  • FIG. 6 shows an enlarged view of the sealing device 6 with a magnetic encoder.
  • the sealing device 6 is attached to the rotating member of the inner member 1 and the outer member 2 with the magnetic encoder 10 or its core 11 serving as a slinger.
  • the magnetic encoder 10 is attached to the inner member 1.
  • the sealing device 6 includes first and second metal annular seal plates (11) and 12 attached to the inner member 1 and the outer member 2, respectively.
  • the first seal plate (11) is the core metal 11 in the magnetic encoder 10, and will be described as the core metal 11 below.
  • the second seal plate 12 is formed by integrating a side lip 16a that is in sliding contact with the standing plate portion l ib of the core 11 that is the first seal plate, and a radial lip 16b, 16c that is in sliding contact with the cylindrical portion 11a. Yes.
  • the lips 16a to 16c are provided as a part of the elastic member 16 vulcanized and bonded to the second seal plate 12.
  • the number of the lips 16a to 16c may be arbitrary, but in the example of FIG. 6, one side lip 16a and two radial lips 16c and 16b positioned inside and outside in the axial direction are provided.
  • the second seal plate 12 is configured such that the elastic member 16 is held in a fitting portion with the outer member 2 which is a fixed side member. That is, the elastic member 16 has a tip cover portion 16d that covers up to the inner diameter surface force tip end outer diameter of the cylindrical portion 12a, and the tip cover portion 16d includes the second seal plate 12 and the outer member 2. It intervenes in the fitting part.
  • the cylindrical portion 12a of the second seal plate 12 and the flange portion 11c of the metal core 11 as the first seal plate are opposed to each other with a slight radial gap, and the labyrinth seal 17 is configured by the gap.
  • the rotation of the inner member 1 that rotates together with the wheel is detected by the magnetic sensor 15 via the magnetic encoder 10 attached to the inner member 1, Wheel rotation speed is detected.
  • the magnetic encoder 10 is a component of the sealing device 6, it can detect the rotation of the wheel without increasing the number of parts.
  • the wheel bearing device 9 is generally exposed to a road surface environment, and a force that may cause particles such as sand particles to be trapped between the magnetic encoder 10 and the magnetic sensor 15 facing the magnetic encoder 10 as described above.
  • the multipole magnet 14 of the magnetic encoder 10 has a sintered body force and is hard, wear damage on the surface of the multipole magnet 14 is greatly reduced as compared with that made of an elastic body.
  • the space at the end of the inboard side in the wheel bearing device 9 is a limited space with a constant velocity joint and a bearing support member (both not shown) in the periphery, but the magnetic encoder 10 Since the multipolar magnet 14 can be thinned as described above, the rotation detector 20 can be easily arranged.
  • the seal lips 16a to 16c provided on the second seal plate 12 are in sliding contact with the cylindrical portion 12a of the second seal plate 12.
  • the labyrinth seal 17 formed by the flange portions 11c of the core metal 11 serving as the first seal plate facing each other with a slight radial gap is obtained.
  • the magnetic encoder 10 is shown in the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG.
  • the magnetic encoder 1 OA of the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4 may be used.

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Abstract

 製造時や軸受等への取付け時における多極磁石の破損を防止でき、これにより固定作業上の問題で多極磁石を厚肉化することが回避できる磁気エンコーダを提供する。この磁気エンコーダ10は、環状の芯金11と、この芯金11に一体に固定された環状の多極磁石14とからなる。多極磁石14は焼結磁石等からなり、芯金11と一体に成形されて固形化され、かつ芯金11と一体化された状態で着磁されたものである。芯金11は、脱落阻止用形状部分11eを有するものとする。脱落阻止用形状部分11eは、例えば、芯金11の鍔部11cを先端側が小径となるように傾けた形状部分である。

Description

明 細 書
磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受装置
技術分野
[0001] この発明は、相対回転する軸受部の回転検出装置等に用いられる磁気エンコーダ
、およびそれを備えた車輪用軸受装置に関し、例えば自動車のアンチロックブレーキ システムにおける前後の車輪回転数を検出する回転検出装置に装着される磁気ェ ンコーダに関する。
背景技術
[0002] この種の磁気エンコーダとして、図 7のように焼結体からなる多極磁石 24を加締に より芯金 21に固定したものが知られている(例えば特許文献 1, 2)。この場合、多極 磁石 24となる焼結体は芯金 21と別の単体として製造され、図 8 (A)のようにこの焼結 体 24 'を芯金 21に配置した後に、図 8 (B)のように芯金 21の端部 21aを加締めること で芯金 21に固定される。
特許文献 1:特開 2004— 37441号公報
特許文献 2 :特開 2004— 84925号公報
[0003] しかし、このような構造の磁気エンコーダでは、加締工程において焼結体 24'に偏 荷重がかかり、焼結体 24'が破損する場合がある。
また、上記構成の磁気エンコーダでは、芯金 21の加締部 21a (図 8 (B) )が多極磁 石 24の表面より突出する場合が有り、この状態で磁気エンコーダを軸受に圧入する 際に、偏荷重が発生して多極磁石 24が破損するという問題もある。すなわち、磁気ェ ンコーダを例えば軸受内輪に圧入する場合、多極磁石 24の表面を圧入治具で押し 込む。このとき、芯金加締部 21aの一部が多極磁石 24の表面に突出していると、治 具が多極磁石 24を面で押さずに芯金加締部 21aと、その対向位置にある多極磁石 表面の一部との 2点で押すことになる。これにより偏荷重が発生して多極磁石 24が破 損する。これを避けるために、芯金加締部 21aを逃がすような形状をした圧入治具を 用いることも可能である力 この場合には圧入治具の多極磁石 24との接触面が小さ くなつて、焼結体を圧壊させる恐れがある。 発明の開示
[0004] この発明の目的は、製造時ゃ軸受等への取付け時における多極磁石の破損を防 止でき、これにより固定作業上の問題で多極磁石を厚肉化することが回避できる磁 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、磁気エンコーダにおける多極磁石の固定性に優れた車輪 用軸受装置を提供することである。
[0005] この発明の磁気エンコーダは、環状の芯金と、この芯金に一体に固定された環状 の多極磁石とからなり、前記多極磁石は、磁性粉が混入された素材が前記芯金と一 体に成形されて固形化され、かつ芯金と一体化された状態で着磁されたものである。 この構成によると、多極磁石が芯金と一体に成形されて固形化されたものであるた め、芯金に多極磁石を加締固定する工程が不要となる。そのため、加締固定の際に 生じる偏荷重で多極磁石が破損することが回避される。また、多極磁石の表面に芯 金の加締部が突出することがないので、磁気エンコーダを軸受内輪などの回転部材 へ圧入固定する際にも、芯金加締部が圧入治具と干渉することで生じる偏荷重により 多極磁石が破損することが回避される。これらのため、固定作業上の問題で多極磁 石を厚肉化することが避けられ、磁気特性さえ確保できれば、磁気エンコーダの薄肉 化を図ることが可能になる。磁気エンコーダの薄肉化により、軸受等にコンパクトに磁 気エンコーダを装着することができる。
[0006] この発明にお 、て、前記多極磁石が焼結磁石であって、磁性粉と非磁性粉との混 合粉を前記芯金と一体に成型し、焼結し、着磁したものであっても良い。
この構成の場合、多極磁石の素材となる混合粉を芯金と一体に成型し、焼結する ため、焼結体を単体として成型する場合と異なり、焼結体の取扱い時に破損するとい つたことがない。焼結磁石の場合、磁性粉の比率を多くして優れた磁気特性が確保 できるため、上記のように製造過程での破損が回避できれば、多極磁石を薄肉化す ることができ、磁気エンコーダのコンパクトィ匕が可能となる。その結果、この磁気ェンコ ーダを例えば軸受内輪などの回転部材に固定する場合、回転部材の小型化も可能 となる。
[0007] この発明にお 、て、前記多極磁石がゴム磁石であって、磁性粉とゴム材とを混練し た素材を、 1回で前記芯金と一体に仕上がり形状に成型したものであっても良い。 ゴム磁石の場合、一般的には流動性の素材を紐状に成形して準備しておき、この 紐状の磁性粉混入ゴム材を芯金に添わせて加熱成形し直すが、上記のような紐状に 成形する過程を省き、流動性の素材力 直接に芯金と一体に仕上がり形状に成型し ても良い。
[0008] この発明において、前記芯金が、前記多極磁石を固着した主な固着面から前記多 極磁石が浮き上がることを阻止する脱落阻止用形状部分を有するものであり、前記 多極磁石は、この脱落阻止用形状部分を有する芯金と一体に成型されて固形化さ れたものであっても良い。
このように芯金に脱落阻止用形状部分を設けると、芯金に加締部等を設けることな く、芯金力もの多極磁石の脱落防止の確実性を高めることができる。
[0009] 上記脱落阻止用形状部分を設ける場合に、前記芯金は、円筒状部分と、この円筒 状部分の一端力 外径側へ延びる立板部分と、この立板部分の外径縁から延びる 円筒状の鍔部とを有し、前記多極磁石は、前記立板部分を主な固着面としてこの立 板部分および前記鍔部に固着されたものであっても良い。その場合に、前記脱落阻 止用形状部分は、前記鍔部を先端側が小径となるように傾きを持たせたものであって も良い。
この構成の場合、前記鍔部が、先端側窄まりとなるように傾きを持たせたものとされ ているため、立板部分の側面に固着された多極磁石力 この立板部分力 離れるこ とが、前記鍔部の傾きで防止される。そのため、芯金と一体に成形されて固形化され た多極磁石が芯金力も外れ難いものとなる。また、この磁気エンコーダは、前記円筒 状部分で軸受内輪等へ嵌合させて取付け、軸方向に磁気センサを対向させて回転 検出を行うことができる。この場合に、この磁気エンコーダの芯金は、スリンガとして機 能させ、軸受内への水等の浸入を防止する効果を得ることもできる。
[0010] また、上記脱落阻止用形状部分を設ける場合に、前記芯金は、円筒状部分と、この 円筒状部分の一端から外径側へ延びる立板部分と、この立板部分の外径縁から延 びる円筒状の鍔部と、前記円筒状部分を前記立板部分よりも延長させた延長筒部と を有し、前記多極磁石は、前記立板部分を主な固着面としてこの立板部分、前記鍔 部、および前記延長筒部に固着されたものであり、前記脱落阻止用形状部分は、前 記鍔部に加えて前記延長筒部を設けたコ字状部分であっても良い。
この構成の場合、芯金に、立板部分,鍔部,延長筒部でなるコ字状部分を形成して いるので、立板部分の内外いずれか一端側のみに鍔部を設けたものに比べて、上記 コ字状部分内に一体成形された多極磁石が外れ難いものとなる。また、上記コ字状 部分が形成されて ヽるため、多極磁石となる例えば焼結体の芯金との一体成型にお いて、磁性粉と非磁性粉との混合粉を前記コ字状部分に充填することで、容易に一 体成型を行うことができる。
[0011] この発明の車輪用軸受装置は、この発明の上記いずれかの構成の磁気エンコーダ を備えたものである。
例えば、この発明の他の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方 部材と、これら軌道面に対向する複列の軌道面を有する内方部材と、対向する軌道 面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車 輪用軸受において、前記内方部材の一端の外周に磁気エンコーダを嵌合させ、この 磁気エンコーダをこの発明の前記いずれかの構成の磁気エンコーダとしたものとされ る。
[0012] この構成の車輪用軸受装置によると、この発明の磁気エンコーダにおける、製造時 ゃ軸受等への取付け時における多極磁石の破損を防止でき、これにより固定作業上 の問題で多極磁石を厚肉化することが回避できるという利点が効果的に発揮され、コ ンパタトに磁気エンコーダの設置された車輪用軸受装置とすることができる。
[0013] この発明の磁気エンコーダは、環状の芯金と、この芯金に一体に固定された環状 の多極磁石とからなり、前記多極磁石は、磁性粉が混入された素材が前記芯金と一 体に成形されて固形化され、かつ芯金と一体化された状態で着磁されたものである ため、製造時ゃ軸受等への取付け時における多極磁石の破損を防止でき、これによ り固定作業上の問題で多極磁石を厚肉化することが回避できる。
この発明の車輪用軸受装置は、この発明の磁気エンコーダを備えたものであるため
、この発明の磁気エンコーダの上記各効果が効果的に発揮され、コンパクトに磁気ェ ンコーダが設置された車輪用軸受装置とすることができる。 図面の簡単な説明
[0014] この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭 に理解されるであろう。し力しながら、実施例および図面は単なる図示および説明の ためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この 発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面に おける同一の部品番号は、同一部分を示す。
[図 1]この発明の第 1実施形態に力かる磁気エンコーダの部分斜視図である。
[図 2] (A)および (B)は同磁気エンコーダの製造工程を示す説明図である。
[図 3]この発明の第 2の実施形態に力かる磁気エンコーダの部分斜視図である。
[図 4] (A)および (B)は同磁気エンコーダの製造工程を示す説明図である。
[図 5]第 1実施形態にカゝかる磁気エンコーダを備えた車輪用軸受装置の全体の断面 図である。
[図 6]同車輪用軸受装置の部分拡大断面図である。
[図 7]従来の磁気エンコーダの部分斜視図である。
[図 8] (A)および (B)は図 7の磁気エンコーダの加締工程を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
[0015] この発明の第 1実施形態を図 1および図 2と共に説明する。図 1に示すように、この 磁気エンコーダ 10は、金属製の環状の芯金 11と、この芯金 11に一体に固定された 環状の多極磁石 14とでなる。
芯金 11の材質となる金属は、磁性体、特に強磁性体となる金属が好ましぐ例えば 磁性体でかつ防鲭性を有する鋼板が用いられる。芯金 11の形状は、図 2 (A)のよう に圧入部となる円筒状部分 1 laと、この円筒状部分 1 laの一端力 外径側へ延びる 立板部分 l ibと、この立板部分 l ibの外径縁から延びる円筒状の鍔部 11cとでなる 断面概ね逆 Z字状とされて 、る。
[0016] 多極磁石 14は、磁性粉が混入され常温または加熱状態で流動性を持つ素材から なり、芯金 11と一体に成型されて固形化され、かつ芯金 11と一体化された状態で着 磁されたものである。ここでは、多極磁石 14が焼結磁石であって、常温で磁性粉と非 磁性粉との混合粉を、図 2 (B)のように芯金 11の立板部分 l ibから鍔部 11cにわたる 部分に押し固めて芯金 11と一体に成型し、その後に加熱焼結をすることで焼結体 1 4'となる。これにより、焼結体 14'は前記立板部分 l ibを主な固着面として、この立 板部分 l ibおよび前記鍔部 11cに固着される。この焼結体 14'を着磁することで多 極磁石 14とされる。焼結体 14'の着磁は、その周方向に交互に磁極 N, Sが所定の ピッチで形成されるように多極に磁ィ匕するものである。
[0017] また、前記芯金 11は、多極磁石 14を固着した主な固着面から多極磁石 14が浮き 上がることを阻止する脱落阻止用形状部分 l ieを有する。ここでは、前記脱落阻止 用形状部分 l ieとして、前記鍔部 11cの先端側が小径となるように傾きを持たせてい る。
[0018] この磁気エンコーダ 10は回転部材(図示せず)に取付けられ、多極磁石 14に磁気 センサ(図示せず)を対面させて回転検出に使用されるものであり、磁気エンコーダ 1 0と磁気センサとで回転検出装置が構成される。
[0019] この構成の磁気エンコーダ 10によると、磁性粉が混入され常温または加熱状態で 流動性を持つ素材 (ここでは磁性粉と非磁性粉との混合粉)を、芯金 11と一体に成 型し、焼結し、着磁してなる焼結磁石を多極磁石 14としているので、従来例のように 芯金に多極磁石を加締固定する工程が要らず、加締固定の際の偏荷重で生じる多 極磁石 14の破損を防止できる。また、多極磁石 14の表面に従来例のように芯金 11 の加締部が突出することがないので、磁気エンコーダ 10を軸受内輪などの回転部材 へ圧入固定する際にも、芯金加締部が圧入治具と干渉することで生じる偏荷重により 多極磁石 14が破損することも防止できる。
[0020] また、多極磁石 14となる焼結体を単体として成型する場合には、焼結体の取扱!/、 時に破損する等の加工工程上での制限があることから、多極磁石 14を薄肉化するこ とはできないが、この実施形態では、次のように薄肉化が可能である。すなわち、図 2 (B)に示すように、磁性粉と非磁性粉との混合粉を芯金 11と一体に成型して焼結し てなる焼結体 14'とし、これに着磁して多極磁石 14としているので、多極磁石 14を薄 肉化することができる。これにより、磁気エンコーダ 10のコンパクトィ匕が可能となる。そ の結果、この磁気エンコーダ 10を、例えば軸受内輪などの回転部材に固定する場合 、回転部材の小型化も可能となる。 [0021] また、芯金 11は、鍔部 11cを先端側が小径となるように傾きを持たせ、先窄まりとし て 、るので、芯金 11に加締部などを設けることなく芯金 11からの多極磁石 14の脱落 を確実に防止できる。また、脱落阻止用形状部分 l ieを簡単に構成できる。
[0022] また、芯金 11は、上記のように円筒状部分 11aと、この円筒状部分 11aの一端から 外径側へ延びる立板部分 l ibと、この立板部分 l ibの外径縁から延びる円筒状の鍔 部 11cとを有する断面概ね逆 Z字状の環体力もなり、多極磁石 14は、前記立板部分 1 lbを主な固着面としてこの立板部分 1 lbおよび鍔部 1 lcに固着されて 、る。そのた め、この磁気エンコーダ 10を例えば軸受内輪に圧入固定した場合、芯金 11がスリン ガとしても機能することになり、軸受内への水等の浸入を防止できる。
[0023] 図 3および図 4は、この発明の第 2実施形態を示す。この実施形態の磁気ェンコ一 ダ 10Aは、図 1および図 2に示した第 1実施形態において、芯金 11が、円筒状部分 1 la,立板部分 l lb、および鍔部 11cとは別に、前記円筒状部分 11aを立板部分 l ib よりも延長させた延長筒部 l idを有するものとしている。また、多極磁石 14は、前記 立板部分 l ibを主な固着面として、この立板部分 l lb、前記鍔部 l lc、および前記 延長筒部 l idに固着されたものとしている。この実施形態の場合、芯金 11の主な固 着面力も多極磁石 14が浮き上がることを阻止する脱落阻止用形状部分 1 le (図 4 (A ) )は、前記鍔部 11cに加えて前記延長筒部 l idを設けてなる断面概ねコ字状部分よ りなる。その他の構成は第 1実施形態の場合と同じである。
[0024] この実施形態では、芯金 11に、鍔部 11cにカ卩えて延長筒部 l idを設けて、立板部 分 l ib,鍔部 11c,延長筒部 l idで断面概ねコ字状部分を形成しているので、立板 部分 l ibの外周縁のみに鍔部 11cを設けたものに比べて、上記コ字状部分内に一 体成形された多極磁石 14が外れ難 、ものとなる。また前記コ字状部分を形成して!/ヽ るので、多極磁石 14となる焼結体 14'の芯金 11との一体成型において、磁性粉と非 磁性粉との混合粉を前記コ字状部分に充填することで容易に一体成型を行うことが できる。
[0025] なお、上記各実施形態では、多極磁石 14が焼結磁石である場合につき説明した 力 多極磁石 14はゴム磁石であっても良い。この場合、前記各実施形態における芯 金 11の多極磁石固着面に予め接着剤を塗布してお 1、て、磁性粉とゴム材とを混練し た素材を加熱成型する 1回の工程で芯金 11と一体に仕上がり形状に成型することで 、同時に芯金 11に加硫接着させ、その後に着磁して多極磁石 14とする。
[0026] つぎに、図 1および図 2に示す第 1実施形態の磁気エンコーダ 10を備えた車輪用 軸受装置の一例を、図 5,図 6と共に説明する。なお、この説明において、車両に取 付けた状態で車両の車幅方向外輪寄りとなる側をアウトボード側と言!、、車両の中央 寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図 5では、左側がアウトボード側、右側がインボー ド側となる。図 5に示すように、この車輪用軸受装置 9は、内方部材 1および外方部材 2と、これら内外の部材 1, 2間に収容される複数の転動体 3と、内外の部材 1, 2間の 端部環状空間を密封するシール装置 6, 13とを備える。インボード側のシール装置 6 は、磁気エンコーダ 10付きのものである。内方部材 1および外方部材 2は、転動体 3 の軌道面 la, 2aを有しており、各軌道面 la, 2aは溝状に形成されている。内方部材 1および外方部材 2は、各々転動体 3を介して互いに回転自在となった内周側の部 材および外周側の部材のことであり、軸受内輪および軸受外輪の単独であっても、こ れら軸受内輪ゃ軸受外輪と別の部品が組み合わさった組立部材であっても良 、。ま た、内方部材 1は、軸であっても良い。転動体 3は、ボールまたはころ力 なり、この例 ではボールが用いられて 、る。
[0027] この車輪用軸受装置 9は、複列の転がり軸受、詳しくは複列のアンギユラ玉軸受とさ れていて、その内方部材 1は、ハブ輪 4とその軸部外周に嵌合する内輪 5とでなり、各 転動体列の軌道面 la, laがハブ輪 4および内輪 5の各外周にそれぞれ形成されて いる。
[0028] ハブ輪 4はそのアウトボード側端部の外周にフランジ部 4aを有し、このフランジ部 4a に車輪(図示せず)がボルト 7で取付けられる。外方部材 2も外周にフランジ部 2bを有 し、このフランジ部 2bを介して懸架装置におけるナックル等力もなるハウジング(図示 せず)に取付けられる。転動体 3は各列毎に保持器 8で保持されている。
[0029] 図 6は、磁気エンコーダ付きのシール装置 6を拡大して示す。このシール装置 6は、 磁気エンコーダ 10またはその芯金 11がスリンガとなり、内方部材 1および外方部材 2 のうちの回転側の部材に取付けられる。この例では、回転側の部材は内方部材 1で あるため、磁気エンコーダ 10は内方部材 1に取付けられる。 [0030] このシール装置 6は、内方部材 1と外方部材 2に各々取付けられた第 1および第 2の 金属製の環状のシール板(11) , 12を有する。第 1のシール板(11)は、上記磁気ェ ンコーダ 10における芯金 11のことであり、以下、芯金 11として説明する。この磁気ェ ンコーダ 10における多極磁石 14に対面して磁気センサ 15を配置することにより、車 輪回転速度の検出用の回転検出装置 20が構成される。
[0031] 第 2のシール板 12は、第 1のシール板である芯金 11の立板部分 l ibに摺接するサ イドリップ 16aと円筒状部分 11aに摺接するラジアルリップ 16b, 16cとを一体に有す る。これらリップ 16a〜16cは、第 2のシール板 12に加硫接着された弾性部材 16の一 部として設けられている。これらリップ 16a〜16cの枚数は任意で良いが、図 6の例で は、 1枚のサイドリップ 16aと、軸方向の内外に位置する 2枚のラジアルリップ 16c, 16 bとを設けている。第 2のシール板 12は、固定側部材である外方部材 2との嵌合部に 弾性部材 16を抱持したものとしてある。すなわち、弾性部材 16は、円筒部 12aの内 径面力 先端部外径までを覆う先端覆い部 16dを有するものとし、この先端覆い部 1 6dが、第 2のシール板 12と外方部材 2との嵌合部に介在する。
第 2のシール板 12の円筒部 12aと第 1のシール板である芯金 11の鍔部 11cとは僅 力な径方向隙間をもって対畤させ、その隙間でラビリンスシール 17を構成している。
[0032] この構成の車輪用軸受装置 9によると、車輪と共に回転する内方部材 1の回転が、 この内方部材 1に取付けられた磁気エンコーダ 10を介して、磁気センサ 15で検出さ れ、車輪回転速度が検出される。磁気エンコーダ 10は、シール装置 6の構成要素と したため、部品点数を増やすことなぐ車輪の回転を検出することができる。車輪用軸 受装置 9は、一般に路面の環境下にさらされた状態となり、磁気エンコーダ 10とこれ に対面させる磁気センサ 15との間に砂粒等の粒子が嚙み込むことがある力 上記の ように磁気エンコーダ 10の多極磁石 14は焼結体力もなるものであって硬質であるた め、多極磁石 14の表面の磨耗損傷は弾性体製のものに比べて大幅に低減される。 また、車輪用軸受装置 9におけるインボード側端部の空間は、周辺に等速ジョイント ゃ軸受支持部材 (いずれも図示せず)があって限られた狭い空間となるが、磁気ェン コーダ 10の多極磁石 14を上記のように薄肉化できるため、回転検出装置 20の配置 が容易になる。 内外の部材 1, 2間のインボード側端部でのシールについては、第 2のシール板 12 に設けられた各シールリップ 16a〜16cの摺接と、第 2のシール板 12の円筒部 12aに 第 1のシール板である芯金 11の鍔部 11cが僅かな径方向隙間で対畤することで構成 されるラビリンスシール 17とで得られる。
なお、図 5および図 6に示す車輪用軸受装置 9では、磁気エンコーダ 10を、図 1お よび図 2に示した第 1実施形態のものとした場合にっ 、て示して!/、るが、図 3および図 4に示した第 2実施形態の磁気ェンコーダ 1 OAを用いても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 環状の芯金と、この芯金に一体に固定された環状の多極磁石とからなり、前記多極 磁石は、磁性粉が混入された素材が前記芯金と一体に成形されて固形化され、かつ 芯金と一体化された状態で着磁されたものである磁気エンコーダ。
[2] 請求項 1にお 、て、前記多極磁石が焼結磁石であって、磁性粉と非磁性粉との混 合粉を前記芯金と一体に成型し、焼結し、着磁したものである磁気エンコーダ。
[3] 請求項 1にお 、て、前記多極磁石がゴム磁石であって、磁性粉とゴム材とを混練し た素材を、 1回で前記芯金と一体に仕上がり形状に成型したものである磁気ェンコ一 ダ。
[4] 請求項 1において、前記芯金が、前記多極磁石を固着した主な固着面から前記多 極磁石が浮き上がることを阻止する脱落阻止用形状部分を有するものであり、前記 多極磁石は、この脱落阻止用形状部分を有する芯金と一体に成型されて固形化さ れたものである磁気エンコーダ。
[5] 請求項 4において、前記芯金は、円筒状部分と、この円筒状部分の一端から外径 側へ延びる立板部分と、この立板部分の外径縁から延びる円筒状の鍔部とを有し、 前記多極磁石は、前記立板部分を主な固着面としてこの立板部分および前記鍔部 に固着されたものであり、前記脱落阻止用形状部分は、前記鍔部を先端側が小径と なるように傾きを持たせたものである磁気エンコーダ。
[6] 請求項 4において、前記芯金は、円筒状部分と、この円筒状部分の一端から外径 側へ延びる立板部分と、この立板部分の外径縁から延びる円筒状の鍔部と、前記円 筒状部分を前記立板部分よりも延長させた延長筒部とを有し、前記多極磁石は、前 記立板部分を主な固着面としてこの立板部分、前記鍔部、および前記円筒筒部に固 着されたものであり、前記脱落阻止用形状部分は、前記鍔部に加えて前記延長筒部 を設けたコ字状部分である磁気エンコーダ。
[7] 請求項 1に記載の磁気エンコーダを備えた車輪用軸受装置。
[8] 内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する複列の軌道面 を有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に 対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受にお 、て、前記内方部材の一端の外 周に、請求項 1に記載の磁気エンコーダを嵌合させた車輪用軸受装置。
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