(57)【要約】【課題】多極磁石の脱落を防止した磁気エンコーダを提供することである。【解決手段】磁気エンコーダ１６は、円板状であって、その中央に貫通孔を有し、周方向に交互に磁極が配置されるプラスチック製の多極磁石２３と、円筒部２８ａと、円筒部２８ａの一方の端部から外径側に延びるフランジ２８ｂと、フランジ２８ｂの外径側の端部から軸方向に延びる鍔部２８ｃとを備え、その断面が略逆Ｚ字状であるスリンガ２４とを含む。ここで、多極磁石２３は、鍔部２８ｃの内径側に圧入され、スリンガ２４に保持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状であって、その中央に貫通孔を有し、周方向に交互に磁極が配置されるプラスチック製の多極磁石と、
円筒部と、前記円筒部の一方の端部から外径側に延びるフランジと、前記フランジの外径側の端部から軸方向に延びる鍔部とを備え、その断面が略逆Ｚ字状であ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、前記鍔部の内径側に圧入され、前記スリンガに保持されている、磁気エンコーダ。
【請求項２】
前記鍔部の軸方向の端部は、内径側に加締められている、請求項１に記載の磁気エンコーダ。
【請求項３】
内径側に加締められた加締め部は、周方向に連なっている、請求項２に記載の磁気エンコーダ。
【請求項４】
前記鍔部には、周方向の複数の箇所に、軸方向に延びる切り欠きが設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の磁気エンコーダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの磁気エンコーダを含む、転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００１−２５５３３７号公報（段落番号０００２〜０００３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、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。
【０００４】
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。
【０００５】
しかし、プラスチック製の多極磁石は、接着剤との接着強度が低い。したがって、図６に示すような構成の磁気エンコーダに含まれる場合、多極磁石がスリンガから脱落する恐れがある。特に、自動車用の転がり軸受など、泥水や塩水、高低温等の苛酷な環境で使用される転がり軸受に備えられる場合には、その傾向は顕著である。
【０００６】
この発明の目的は、多極磁石の脱落を防止した磁気エンコーダを提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、破損の恐れを低減した転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る磁気エンコーダは、円板状であって、その中央に貫通孔を有し、周方向に交互に磁極が配置されるプラスチック製の多極磁石と、円筒部と、円筒部の一方の端部から外径側に延びるフランジと、フランジの外径側の端部から軸方向に延びる鍔部とを備え、その断面が略逆Ｚ字状であるスリンガとを含む。ここで、多極磁石は、鍔部の内径側に圧入され、スリンガに保持されている。
【０００９】
このように構成することにより、スリンガに設けられた鍔部の内径側部分を利用して、多極磁石を圧入して保持することができる。この場合、接着剤等を利用した接着による保持ではないため、プラスチック製の多極磁石であっても、保持力が弱まることはない。したがって、多極磁石の脱落を防止することができる。
【００１０】
好ましくは、鍔部の軸方向の端部は、内径側に加締められている。こうすることにより、圧入に加えて、加締めによっても多極磁石を保持することができ、より確実に多極磁石の脱落を防止することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、内径側に加締められた加締め部は、周方向に連なっている。こうすることにより、さらに確実に多極磁石の脱落を防止することができる。
【００１２】
さらに好ましくは、鍔部には、周方向の複数の箇所に、軸方向に延びる切り欠きが設けられている。こうすることにより、圧入時に必要な力を少なくすることができ、容易に、圧入することができる。
【００１３】
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含む。このような転がり軸受は、多極磁石の脱落を防止した磁気エンコーダを含むため、破損の恐れが少ない。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、このように、スリンガに側部の外径側の端部から軸方向に延びる鍔部を設けることにより、鍔部の内径側部分を利用して、多極磁石を圧入することができる。プラスチック製の多極磁石は、鍔部の内径側に圧入されているため、容易に脱落することはない。したがって、多極磁石の脱落を防止することができる。
【００１５】
また、このような転がり軸受は、多極磁石の脱落を防止した磁気エンコーダを含むため、破損の恐れが少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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１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１を参照して、転がり軸受１１は、回転軸（図示せず）を支持する。転がり軸受１１は、転動体としての玉１２と、玉１２の内径側に配置される内方部材１３と、玉１２の外径側に配置される外方部材１４と、玉１２を保持する保持器１５と、回転軸の回転数等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とを含む。内方部材１３は、回転軸に固定されており、回転軸と共に回転する。一方、外方部材１４は、ハウジング（図示せず）に固定されている。玉１２は、回転軸の回転時において、内方部材１３および外方部材１４に設けられた軌道面１８ａ、１８ｂ上を転動する。
【００１７】
シール１７は、剛性を有する芯金３１と、弾性を有する弾性部材３２とを含む。芯金３１は、外方部材１４に取り付けられ、固定されている。弾性部材３２は、芯金３１の一部を覆うように構成されている。弾性部材３２は、後述する磁気エンコーダ１６に含まれるスリンガ２４と適当な圧力で、複数の箇所において接触している。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に封入され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。
【００１８】
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、外方部材１４等と共にハウジングに取り付けられ、固定されている。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を保持するスリンガ２４とを含む。
【００１９】
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、内方部材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極およびＳ極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。
【００２０】
ここで、磁気エンコーダ１６を構成する各部材について説明する。まず、多極磁石２３の構成について説明する。図２は、多極磁石２３の構成を示す概念図である。図１および図２を参照して、多極磁石２３は、円板状の部材であり、その中央に貫通孔を有する。多極磁石２３は、周方向において多極に磁化されており、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。
【００２１】
多極磁石２３は、希土類系の磁性粉に、バインダとしてプラスチックを用いたプラスチック製の磁石である。希土類系の磁性粉は、例えば、サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉やネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）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。
【００２２】
さらに、磁性粉は、上記した材料の組合せであってもよい。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等が挙げられる。
【００２３】
次に、スリンガ２４の構成について説明する。スリンガ２４は、円筒部２８ａと、円筒部２８ａの一方の端部から外径側に延びるフランジ２８ｂと、フランジ２８ｂの外径側の端部から軸方向に延びる鍔部２８ｃとを備え、その断面が略逆Ｚ字状である。ここで、鍔部２８ｃの内径を、多極磁石２３の最大の外径よりも若干小さくするよう構成する。こうすることにより、多極磁石２３を鍔部２８ｃの内径側に圧入することができる。スリンガ２４は、金属製である。スリンガ２４は、円筒部２８ａの内径面を内方部材１３の外径面に圧入するようにして、内方部材１３に固定される。
【００２４】
次に、多極磁石２３とスリンガ２４との配置状態について説明する。多極磁石２３は、スリンガ２４に取り付けられている。具体的には、多極磁石２３のうち、内方側に位置する面２９ａと、フランジ２８ｂの外方側に位置する面２９ｂとが接するように取り付けられる。
【００２５】
ここで、多極磁石２３は、鍔部２８ｃの内径側に圧入され、スリンガ２４に保持されている。また、鍔部２８ｃの軸方向の端部２８ｄは、内径側に折り曲げられ、加締められている。すなわち、圧入時においては、図３に示すように、鍔部２８ｃの軸方向の端部２８ｄは、軸方向に真直ぐである。多極磁石２３をスリンガ２４に圧入した後に、この端部２８ｄを内径側に折り曲げて加締め、図４に示す状態にする。このような加締めは、周方向に連なって形成されている。
【００２６】
このように構成することにより、鍔部２８ｃの内径側部分を利用して、多極磁石２３を圧入することができる。多極磁石２３は、鍔部２８ｃの内径側に圧入されているため、容易に脱落することはない。この場合、接着剤等を利用した接着による保持ではないため、プラスチック製の多極磁石であっても、保持力が弱まることはない。したがって、多極磁石２３の脱落を防止することができる。また、このような磁気エンコーダ１６を含む転がり軸受１１は、多極磁石２３の脱落が防止されているため、破損の恐れが少ない。
【００２７】
なお、鍔部２８ｃの軸方向の端部２８ｄは、内径側に加締められているため、より確実に多極磁石２３の脱落を防止することができる。
【００２８】
また、鍔部２８ｃは、周方向に連なっていなくともよい。すなわち、鍔部２８ｃの周方向の複数の位置に軸方向に延びる切り欠きを設け、この切り欠き間に位置する爪状の部分の内径側に圧入するようにしてもよい。こうすることにより、圧入時に必要な力を少なくすることができ、容易に、圧入することができる。なお、この場合、切り欠きを周方向に略等配に設け、爪状の部分を周方向に偏りなく位置させることにより、多極磁石をより適切に保持することができる。
【００２９】
また、この場合も同様に、圧入後において爪部を内径側に折り曲げ、加締めることにしてもよい。この場合、爪状の部分は、周方向に連なっていないため、容易に加締めることができる。
【００３０】
このような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６１は、車軸（図示せず）と共に回転するハブ輪６２と、車軸を支持する転がり軸受７１とを含む。ハブ輪６２のフランジ６４は、ボルト６３によって車輪（図示せず）に固定されている。転がり軸受７１は、複列アンギュラ玉軸受であり、複列に配置される玉７２と、内輪７３と、外輪７４と、保持器７５と、シール７６と、磁気エンコーダ（図示せず）とを含む。
【００３１】
内輪７３はハブ輪６２に固定されてハブ輪６２と共に内方部材を構成し、車軸の回転と共に回転する。外輪７４は、外径側に配置されるハウジング（図示せず）に固定され、外方部材を構成する。また、シール７６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７７により、回転数を検出することができる。
【００３２】
このように、車軸支持構造６１は構成されている。このような車軸支持構造６１は、磁気エンコーダに含まれる多極磁石のスリンガからの脱落を防止することができるため、車軸の回転数等を確実に検出することができる。
【００３３】
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、シールを含まないタイプの転がり軸受や、外輪、内輪等の軌道輪を含む転がり軸受についても適用される。
【００３４】
また、上記した磁気エンコーダは、転がり軸受に含まれることにしたが、これに限らず、滑り軸受に含ま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。
【００３５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明に係る磁気エンコーダは、自動車用の転がり軸受等に有効に利用される。
【００３７】
この発明に係る転がり軸受についても、自動車用等に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】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】多極磁石の構成を示す概念図である。
【図３】端部を加締める前の磁気エンコーダの一部を示す断面図である。
【図４】端部を加締めた後の磁気エンコーダの一部を示す断面図である。
【図５】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。
【図６】従来における転がり軸受の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１，７１  転がり軸受、１２，７２  玉、１３  内方部材、１４  外方部材、１５，７５  保持器、１６  磁気エンコーダ、１７，７６  シール、１８ａ，１８ｂ  軌道面、１９  内部、２１  回転検出装置、２２，７７  回転センサ、２３  多極磁石、２４  スリンガ、２５  検出部、２６  ＰＣＤ、２７ａ  Ｎ極、２７ｂ  Ｓ極、２８ａ  円筒部、２８ｂ，６４  フランジ、２８ｃ  鍔部、２８ｄ  端部、２９ａ，２９ｂ  面、３１  芯金、３２  弾性部材、６１  車軸支持構造、６２  ハブ輪、６３  ボルト、７３  内輪、７４  外輪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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