(57)【要約】【課題】  パルサ部材がセンサ部材と接触することがあっても、両者に摩耗や損傷が生じないようにして、パルサ部材とセンサ部材との対向間隔を狭くできるようにする。【解決手段】  本転がり軸受装置は、回転輪（内輪４）にパルサ部材９を、固定輪（外輪３）にセンサ部材１０をそれぞれ取付けている。センサ部材１０のパルサ部材９に対向する部分には、多孔質樹脂からなる潤滑剤保持層を形成している。表面に微細な凹凸を有する層からなる潤滑剤保持層を設けてもよい。【選択図】  図１
2005233401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受装置に対してパルサ部材と対向した位置に組み込まれるセンサ部材であって、
少なくとも上記組み込み状態でパルサ部材と対向する部分に、潤滑剤保持層を形成した、ことを特徴とするセンサ部材。
【請求項２】
回転側部材にパルサ部材を、固定側部材にセンサ部材をそれぞれ固定した転がり軸受装置であって、
センサ部材の少なくともパルサ部材と対向する部分に、潤滑剤保持層を形成した、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項３】
潤滑剤保持層が、多孔質樹脂からなる層である、請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
潤滑剤保持層が、表面に微細な凹凸を有する層である、請求項２に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転を検出するためのセンサ部材、およびこれを備える転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から転がり軸受装置の内輪側と外輪側それぞれに、回転検出装置を構成するパルサ部材とセンサ部材とをそれぞれ取り付け、内輪の回転に対応してパルサ部材から磁気信号を発生させ、この磁気信号をセンサ部材で検出して、当該内輪の回転状態を検出できるようにしたものがある。
【０００３】
パルサ部材は、一般に、磁性を有する弾性部材を、プレス加工した芯金に取り付けて構成されており、センサ部材は、ホール素子等により構成されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−９７５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した転がり軸受装置においては、パルサ部材とセンサ部材とを互いに近づけて配置すると、パルサ部材からセンサ部材に入力する磁気信号のレベルが大きくなり、かつ、その信号に重畳するノイズも少なくて済むので、内輪の回転検出を高精度に行えることになる。
【０００５】
そのため、回転検出を高精度に行う上では、パルサ部材とセンサ部材とを相互に接近させて配置するとよいが、パルサ部材が、上記したように、弾性部材を芯金に取り付けた構造になっているため、内輪側への取り付け時や、使用中に受ける回転遠心力により変形しやすく、センサ部材に接触するおそれがある。また、単列の玉軸受の場合、固定輪が固定されるハウジングに対して回転軸が傾くことによっても、パルサ部材とセンサ部材とが接触するおそれがある。
【０００６】
このようなパルサ部材とセンサ部材との接触で、センサ部材が摩耗したり損傷を受けたりするほか、センサ部材に対して軟質のパルサ側の弾性部材も摩耗する。
【０００７】
そのため、パルサ部材とセンサ部材との接触を避けるため、両部材を互いに接近させて取り付けるには一定の限界があり、そのことが回転検出の精度向上の限界となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるセンサ部材は、転がり軸受装置に対してパルサ部材と対向した位置に組み込まれるセンサ部材であって、少なくとも上記組み込み状態でパルサ部材と対向する部分に、潤滑剤保持層を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成において、グリース等の潤滑剤は、潤滑剤保持層に予め保持させておいてもよいし、センサ部材およびパルサ部材とが、潤滑剤が浸透してくる個所に組み込まれる場合は、このように浸透してくる潤滑剤を利用して、これを潤滑剤保持層に捕捉、保持させるようにしてもよい。
【００１０】
本発明によるセンサ部材では、当該転がり軸受装置に、パルサ部材が変形してセンサ部材に接触する程度に両部材を接近させて組み込んでも、潤滑剤保持層に保持される潤滑剤により、その接触面での摩耗を抑制できるから、両部材による回転検出精度を向上させるように用いることができる。
【００１１】
本発明による転がり軸受装置は、回転側部材にパルサ部材を、固定側部材にセンサ部材をそれぞれ固定した転がり軸受装置であって、センサ部材の少なくともパルサ部材と対向する部分に、潤滑剤保持層を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によると、センサ部材とパルサ部材とを接近させて対向配置した場合、使用中にパルサ部材の回転遠心膨張や熱膨張、その他の理由でセンサ部材に接触しても、その接触によりセンサ部材やパルサ部材が受ける摩耗の程度は小さくて済む。
【００１３】
その結果、パルサ部材とセンサ部材とをできるかぎり接近させて対向配置させて、パルサ部材からの磁気信号をセンサ部材で高精度に検出することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、潤滑剤保持層は、多孔質樹脂からなる層であることが好ましい。この構成では、多孔質樹脂の層に予め充分な量の潤滑剤を保持させておくと、センサ部材とパルサ部材とが強く接触するときには、その接触圧に応じて多くの潤滑剤が浸出してきて接触面を潤滑するから、接触圧の大小にかかわらず、摩擦を減少させて、摩耗を効果的に抑制することができる。
【００１５】
上記構成の転がり軸受装置において、潤滑剤保持層は、表面に微細な凹凸を有する層であってもよい。微細な凹凸のうち、凹部には潤滑剤が保持され、この潤滑剤が全体として膜状に広がり、センサ部材とパルサ部材との接触面を潤滑する。
【００１６】
実験によれば、微細な凹凸を有する層の表面は、中心線平均粗さＲａで２０〜３５μｍの粗面であればよい。これより粗い表面では、センサ部材とパルサ部材との接触面で生じる摩擦が大きくなる。前記の粗面より平滑な面では、多くの潤滑剤を保持できず、いわゆる油切れを生じる。
【００１７】
微細な凹凸のうち、凹部に着目すれば、その凹部は深さ１〜５０μｍで、径が５〜５００μｍのディンプルであることが望ましい。ディンプルがこれより小さいと、充分な量の潤滑剤を保持できず、これより大きいディンプルであると、ディンプル内に保持される潤滑剤の量が増えすぎ、ディンプル間の表面部に存在する潤滑剤の量が不足する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、センサ部材とパルサ部材とが接触するようなことがあっても、センサ部材やパルサ部材の摩耗を小さく抑制できるから、センサ部材とパルサ部材との対向間隔を狭くして回転検出の精度を高く設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の最良の実施形態を図面を参照して説明すると、図１は最良の実施形態に係る転がり軸受装置の軸方向断面図であり、図２は、図１の装置の要部の拡大断面図である。
【００２０】
これらの図を参照して、本実施形態の転がり軸受装置は、玉軸受１と、これに組み込まれた回転検出装置２とからなる。
【００２１】
玉軸受１は、固定側部材としての外輪３と、回転側部材としての内輪４と、これら内外輪３，４の間に配置された複数の玉５と、玉５を保持する保持器６と、内外輪３，４の間の軸受空間７の一方側（図１で左側）を密封するシール８とを備えている。軸受空間７にはグリースのような潤滑剤が充填される。
【００２２】
回転検出装置２は、内輪４の外周面側に取付けられたパルサ部材９と、外輪３の内周面側に取付けられたセンサ部材１０とからなる。
【００２３】
パルサ部材９は、支持環９１と多極磁石ロータ９２とを一体に設けて構成されている。支持環９１は、プレス加工により環状に成形されたものであり、内輪４の肩部の外周に嵌着する円筒部９１ａと、この円筒部９１ａの端から径方向外向きに立ち上がる環状板部９１ｂと、この環状板部９１ｂの先端から軸方向外方に延出する円筒部９１ｃとからなり、円筒部９１ｃの外周面に多極磁石ロータ９２が接合されており、多極磁石ロータ９２の被検出面は、径方向外方に向いている。
【００２４】
多極磁石ロータ９２は、この実施形態では、アクリルゴム等のゴムをバインダとして磁性粉を配合した材料をシート状等の所定の形状に成形したもので、円周方向に沿って交互にＮＳ異なる方向に着磁されている。
【００２５】
センサ部材１０は、ホール効果素子もしくは磁気抵抗素子等からなるセンサ素子１１を所定の位置に保持固定するもので、センサ素子１１のほかに、外輪３の内周面に嵌着される外周ケース１２と、この外周ケース１２の内周側に設けられる内周ケース１３と、内外周両ケース１２，１３の軸方向内側において径方向に沿った断面がほほ内向きコ字形に成形された樹脂モールド部１４とを有する。樹脂モールド部１４のコ字形の内側において、センサ素子１１が樹脂モールド部１４の樹脂により、パルサ部材９の多極磁石ロータ９２の外周側に近接して対向する位置に保持されている。
【００２６】
本発明では、センサ部材１０の各部分のうち、パルサ部材９と対向する部分の構成に特徴があり、樹脂モールド部１４のコ字形内側面に、多孔質樹脂からなる潤滑剤保持層１５が形成されている。
【００２７】
多孔質樹脂からなる潤滑剤保持層１５は、別種の樹脂からなる樹脂モールド部１４の表面に形成してもよいが、図示の実施形態では、樹脂モールド部１４の全体が多孔質樹脂からなり、その表面層が潤滑剤保持層１５を構成している。潤滑剤保持層１５は、図２に拡大して示すように、樹脂モールド部１４のコ字形内側の表面部分１５ａと、センサ素子１１の検出面側の部分１５ｂとからなる。センサ素子１１の保持部分では、センサ素子１１の検出面が多孔質樹脂で層状に被覆されて、この層状の被覆部分により潤滑剤保持層１５の一部１５ｂが形成されている。
【００２８】
潤滑剤保持層１５を構成する多孔質樹脂としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）樹脂もしくはポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂を使用し、この樹脂の粉末の加圧焼成もしくは焼結成形により、図２のＡ部に示すように、内部に連続した気孔Ｂを有する成形体（樹脂モールド部１４）に成形される。ポリアミドイミド樹脂を使用した場合、平均粒径１５〜５０μｍに整粒した樹脂粉末を加圧焼成して、体積比５〜２０％の気孔Ｂを有する樹脂モールド部１４を成形することが望ましい。１５μｍ未満の粒子を用いると、気孔Ｂが塞がれてしまい、５０μｍより大きい粒子を用いると、気孔Ｂが大きくなりすぎ、いずれも潤滑剤の保持率が低下する。
【００２９】
このほか、潤滑剤保持層１５を構成する多孔質樹脂としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）等の樹脂が適当である。
【００３０】
上記構成によれば、パルサ部材９とセンサ部材１０の樹脂モールド部１４とが、使用中、接触することがあっても、多孔質樹脂の潤滑剤保持層１５に保持された潤滑剤により、接触面が潤滑されて、樹脂モールド部１４の摩耗やセンサ素子１１の損傷が防止され、また、相手部材であるパルサ部材９の摩耗も防止される。
【００３１】
特に、センサ部材１０とパルサ部材９とが強く接触するときには、その接触圧に応じて潤滑剤保持層１５から多くの潤滑剤が浸出してきて接触面を潤滑するから、接触圧の大小にかかわらず、摩耗を効果的に抑制することができる。
【００３２】
パルサ部材９とセンサ部材１０とのある程度の接触は許容されるので、パルサ部材９と、センサ素子１１との対向間隔を狭く設定して、回転検出の感度を高めることができる。
【００３３】
なお、センサ素子１１の検出面が、樹脂モールド部１４等の他の部分よりパルサ部材９の多極磁石ロータ９２に近接する側に突出している場合は、このセンサ素子１１の検出面にのみ、多孔質樹脂による潤滑剤保持層１５を設けるようにしてもよい。
【００３４】
図３は、本発明の他の形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図で、一部をＡ部として拡大して示している。この形態では、センサ部材１０の各部分のうち、パルサ部材９に近接して対向する部分、すなわち、樹脂モールド部１４のコ字形内側部分において、円筒状の内周面と、この内周面の軸方向一端から径方向内周側に広がる内端面とに、潤滑剤保持層として、表面に微細なディンプル１６を有するディンプル保有層１７が形成されている。ディンプル保有層１７は、樹脂モールド部１４のコ字形内側の内周面の部分１７ａと、内端面の部分１７ｂと、センサ素子１１の検出面側の部分１７ｃとからなる。樹脂モールド部１４のセンサ素子１１保持部分では、センサ素子１１の検出面が樹脂モールド部１４の樹脂で層状に被覆されて、この層状の被覆部分によりディンプル保有層１７の一部１７ｃが形成されている。
【００３５】
このディンプル保有層１７には、潤滑剤を塗布等の手段により予め付与してもよいが、このディンプル保有層１７を有するセンサ部材１０と、これに対応するパルサ部材９とが取付け固定される玉軸受１等の転がり軸受には、通常、グリースのような潤滑剤が充填されており、この潤滑剤はセンサ部材１０の側に浸出してくるから、この浸出してくる潤滑剤をディンプル保有層１７に捕捉、保持されるようにしてもよい。
【００３６】
上記構成の転がり軸受装置では、ディンプル保有層１７に保持された潤滑剤により、樹脂モールド部１４の摩耗やセンサ素子１１の損傷が防止され、また、相手部材であるパルサ部材９の摩耗も防止される。
【００３７】
ディンプル保有層１７の形成には、例えば、樹脂モールド部１４を成形する成形金型の表面に、放電加工等により微細な凹凸を形成した上で、この成形金型からの転写により、樹脂モールド部１４の内側面にディンプル保有層１７を形成すればよい。ディンプル保有層１７は、ショットブラストにより形成してもよい。
【００３８】
このディンプル保有層１７におけるディンプル１６は、実験によれば、深さＤが１〜５０μｍで、径Ｒが５〜５００μｍのディンプルであることが望ましい。ディンプル１６がこの範囲の大きさであると、ディンプル保有層１７の表面には、充分の量の潤滑剤が保持されて、その潤滑剤が表面全体に膜状に広がり、センサ部材１０とパルサ部材９との接触面を効果的に潤滑する。
【００３９】
潤滑剤保持層としては、前記のようなディンプル保有層１７のほかに、表面が所定の表面粗さの粗面となった層でもよい。その層の表面は、実験によれば、中心線平均粗さＲａで２０〜３５μｍの粗面であればよい。これより粗い表面では、センサ部材１０とパルサ部材９との接触面で生じる摩擦が大きくなり、平滑な面では、潤滑に充分な量の潤滑剤を保持できない。
【００４０】
なお、センサ素子１１の検出面が、樹脂モールド部１４等の他の部分よりパルサ部材９の多極磁石ロータ９２に近接する側に突出している場合は、このセンサ素子１１の検出面の側にのみ、層状の被覆樹脂からなるディンプル保有層１７を設けるようにしてもよい。また、センサ素子１１の検出面を樹脂で被覆せずに、検出面に直接微細なディンプルを形成することで、センサ素子１１の検出面側をディンプル保有層としてもよい。
【００４１】
本発明は、図１ないし図３の各実施形態に示した転がり軸受装置に限らず、図４に示すように、多極磁石ロータ９２の被検出面と、センサ素子１１の検出面とが軸方向に対向する転がり軸受装置にも適用することができる。
【００４２】
図４は、本発明のさらに他の形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った断面図で、一部をＡ部として拡大して示している。図４の形態では、パルサ部材９の多極磁石ロータ９２は、支持環９１の径方向外方への環状板部９１ｂの外側面に接合されており、多極磁石ロータ９２の被検出面は、軸方向外側に向いている。
【００４３】
センサ部材１０は、外周ケース１２と内周ケース１３との軸方向内側に樹脂モールド部１４を有しており、この樹脂モールド部１４の樹脂により、センサ素子１１が、多極磁石ロータ９２に軸方向に近接して対向する位置に保持されている。
【００４４】
このセンサ部材１０において、樹脂モールド部１４の全体が多孔質樹脂からなり、その表面層が潤滑剤保持層１５を構成している。潤滑剤保持層１５は、樹脂モールド部１４のコ字形内側の表面部分１５ｃと、センサ素子１１の検出面側の部分１５ｄとからなる。センサ素子１１の保持部分では、センサ素子１１の検出面が多孔質樹脂で層状に被覆されて、この層状の被覆部分により潤滑剤保持層１５の一部１５ｄが形成されている。その他の構成は、図１の転がり軸受装置と同じでよく、共通する部分は同一の符号で示している。
【００４５】
この構成では、パルサ部材９とセンサ部材１０の樹脂モールド部１４とが接触することがあっても、潤滑剤保持層１５に保持された潤滑剤により、樹脂モールド部１４やパルサ部材９の摩耗や、センサ素子１１の損傷が防止されることは言うまでもない。
【００４６】
多孔質樹脂からなる潤滑剤保持層１５に替えて、ディンプル保有層もしくは、表面が所定の表面粗さの粗面となった層を設けてもよい。
【００４７】
上記の各実施形態において、回転検出装置が組み込まれる転がり軸受は玉軸受１に限らず、円筒ころ等、他の転動体を含む転がり軸受でもよく、また、単列に限らず、複列の転がり軸受であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る転がり軸受装置の軸方向断面図。
【図２】図１の装置の要部の拡大断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の断面図。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った断面図。
【符号の説明】
【００４９】
３    外輪（固定側部材）
４    内輪（回転側部材）
９    パルサ部材
１０    センサ部材
１１    センサ素子
１５    （多孔質樹脂の）潤滑剤保持層
１６    ディンプル
１７    ディンプル保有層
【図１】
2005233401.tif 000003
【図２】
2005233401.tif 000004
【図３】
2005233401.tif 000005
【図４】
2005233401.tif 000006