(57)【要約】【課題】  パルサリングがセンサ素子側と接触することがあっても、センサ素子側の摩耗や損傷が生じないようにする。【解決手段】  本転がり軸受装置は、内輪４にパルサ部材９を、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に対向する部分にダイヤモンドライクカーボン膜等の低摩擦膜１５を形成している。【選択図】  図１
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【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低摩擦膜を形成した、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低摩擦膜を形成した、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項３】
低摩擦膜がダイヤモンドライクカーボン膜である、請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
低摩擦膜が、自己潤滑性を有する樹脂膜である、請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
低摩擦膜が、ポリフェニレンサルファイド樹脂に、フッ化エチレン樹脂と溶融フッ素樹脂とを添加した樹脂を含む、請求項４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、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。パルサ部材は、一般に、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】
【０００３】
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ことは、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などして、内輪の回転検出を高精度に行えることになる。そのため、回転検出を高精度に行ううえでは、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。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】
【０００４】
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低摩擦膜を形成したことを特徴とするものである。
【０００５】
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、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。
【０００６】
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低摩擦膜を形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によると、センサ部材においてパルサ部材と対向する部分に低摩擦膜を形成したから、固定側部材と回転側部材とにそれぞれ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が回転側部材の回転により受ける回転遠心力でセンサ部材に接触しても、その接触によりセンサ部材が受ける摩耗の程度は小さくて済む。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。
【０００８】
特に、パルサ部材は、弾性部材を芯金に取り付けた構造で変形しやすいから、これに極薄の低摩擦膜を設けた場合、パルサ部材の変形で容易に剥離してしまうことが考えられる。本発明では、極薄の低摩擦膜を設けたセンサ部材は固定側部材に取り付けられて静止状態であるから、低摩擦膜がセンサ部材から剥離することがなくなり、構造的に安定したものとなり、長期にわたり、センサ部材とパルサ部材との接触に伴う摩耗を抑制でき、回転検出の精度を高く維持することができるようになる。
【０００９】
上記低摩擦膜は、炭素系薄膜の１つであるダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）であることが好ましい。ＤＬＣ膜は、高い硬度を有している点、磁気特性に悪影響を及ぼさない点、摩擦係数が小さく、したがって、センサ部材とパルサ部材とが接触した場合でも両部材の動きに悪影響を及ぼさない点、および製造が容易な点等で優れている。
【００１０】
特に、パルサ部材とセンサ部材とを設けた転がり軸受装置では、必ずしも、潤滑剤であるグリース等を封入している構造ではない。そのため、両部材の接触面がドライな接触状態となっている場合、このような接触環境においては、ＤＬＣ膜は、相手部材であるパルサ部材に対する攻撃性が低くなって好ましい。
【００１１】
ＤＬＣ膜の形成は、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム形成法、イオン蒸着法等、いずれの方法によってもよい。ＤＬＣ膜の膜厚は、０．１〜１μｍ程度あればよいが、これに限定されるものではない。
【００１２】
上記低摩擦膜として炭素系薄膜である炭窒化ホウ素膜（ＢＣＮ膜）等の硬質低摩擦膜でもよい。ＤＬＣ膜の摩擦係数は、０．３程度であり、ＢＣＮ膜の摩擦係数は０．１程度である。低摩擦膜の摩擦係数としては、センサ部材とパルサ部材との接触に伴う摩耗を抑制できればよく、実験等により好ましい摩擦係数を選定することができる。
【００１３】
上記低摩擦膜は、自己潤滑性を有する樹脂膜であることが好ましい。この場合、センサ部材をセンサ素子とこれを保持する樹脂モールド部とで構成した場合、樹脂モールド部全体を、自己潤滑性を有する樹脂としてもよく、また、別の組成の樹脂からなる樹脂モールド部の表面に、自己潤滑性を有する樹脂の膜を形成してもよい。樹脂モールド部の全体を、自己潤滑性を有する樹脂で構成する場合は、別に低摩擦膜を形成する必要がなく、実施する際、工程上の負担が少ない。
【００１４】
低摩擦膜を構成する自己潤滑性樹脂には、４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリイミド等があるが、ポリフェニレンサルファイド樹脂に、フッ化エチレン樹脂と溶融フッ素樹脂とを添加した樹脂が好ましい。
【００１５】
このポリフェニレンサルファイド樹脂を主成分とする樹脂において、フッ化エチレン樹脂の添加比率は５〜４０重量％で、溶融フッ素樹脂の添加比率は３〜２０重量％であることが好ましい。各樹脂の添加比率が前記数値より低い場合は、潤滑性が不充分となり、前記数値を越える場合は、成形性や機械的強度が損なわれ、特に、樹脂モールド部の全体を自己潤滑性樹脂で構成する場合、有益である。
【発明の効果】
【００１６】
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】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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は、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。
【００２４】
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のコ字形内側面において、センサ素子１１の検出面を含む円筒状の内周面と、この内周面の一端から径方向内周側に広がる内端面とに、低摩擦膜として、ダイヤモンドライクカーボン膜(以下、ＤＬＣ膜と称する)１５が形成されている。したがって、ＤＬＣ膜１５は、図２に拡大して示すように、樹脂モールド部１４の円筒状の内周面を被覆する部分１５ａと、センサ素子１１の検出面を被覆する部分１５ｂと、樹脂モールド部１４の径方向に広がる内端面を被覆する部分１５ｃとからなる。
【００２５】
なお、センサ素子１１の検出面の側は、樹脂モールド部１４の樹脂の一部で薄く被覆した上で、その表面にＤＬＣ膜１５を形成してもよい。
【００２６】
ＤＬＣ膜１５は、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム形成法、イオン蒸着法等、いずれの方法で形成してもよい。ＤＬＣ膜１５の形成温度は、２００℃以下でも可能となっているので、樹脂モールド部１４には、２００℃を越える高融点で、射出成形可能な樹脂を用いればよい。ＤＬＣ膜１５の膜厚は、０．１〜１μｍ程度あればよいが、これに限定されるものではない。
【００２７】
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、ＤＬＣ膜１５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。特に、ＤＬＣ膜１５は、ダイヤモンドに近い硬度を有するので、パルサ部材９の金属部分（支持環９１）が接触しても、センサ素子１１や樹脂モールド部１４の損傷を確実に防止しうる。
【００２８】
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。
【００２９】
なお、パルサ部材９の多極磁石ロータ９２と支持環９１との表面にも、ＤＬＣ膜や、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、窒化クロム（ＣｒＮ）膜等の硬質膜を形成しておくと、センサ部材１０やセンサ素子１１、パルサ部材９の摩耗、損傷をより確実に防止することができる。
【００３０】
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拡大断面図である。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に、低摩擦膜として、自己潤滑性を有する樹脂の膜１６が形成されている。
【００３１】
自己潤滑性を有する樹脂の膜１６は、別の組成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、自己潤滑性を有する樹脂からなり、その表面層が低摩擦膜を形成している。したがって、樹脂モールド部１４のコ字形内側の表面全面に、自己潤滑性樹脂の膜１６ａがある。また、センサ素子１１の検出面も、自己潤滑性樹脂の膜１６ｂで被覆されている。その他の構成は、図１の転がり軸受装置と同じで、共通する部分は同一の符号で示している。
【００３２】
上記構成の転がり軸受装置では、自己潤滑性樹脂の膜１６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。
【００３３】
本実施形態において、自己潤滑性樹脂は、射出成形可能で耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイド樹脂に、フッ化エチレン樹脂を添加比率５〜４０重量％で、また溶融フッ素樹脂を添加比率３〜２０重量％で添加したものである。この組成の樹脂では、充分の潤滑性が得られる。
【００３４】
図１ないし図３の各実施形態では、パルサ部材９の多極磁石ロータ９２の被検出面と、センサ素子１１の検出面とが径方向に対向する転がり軸受装置を示したが、本発明は、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。
【００３５】
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ある。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。
【００３６】
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。
【００３７】
このセンサ部材１０において、樹脂モールド部１４の軸方向内側の全面に、低摩擦膜として、ＤＬＣ膜１５が形成されている。したがって、ＤＬＣ膜１５は、樹脂モールド部１４の円筒状の内周面を被覆する部分１５ｄと、センサ素子１１の検出面を被覆する部分１５ｅと、樹脂モールド部１４の径方向に広がる内端面を被覆する部分１５ｆとからなる。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。
【００３８】
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、ＤＬＣ膜１５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。ＤＬＣ膜１５に替えて、自己潤滑性を有する樹脂の膜を設けてもよい。
【００３９】
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】
【００４０】
【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拡大断面図。
【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】
【００４１】
３    外輪
４    内輪
９    パルサ部材
１０    センサ部材
１１    センサ素子
１５    ダイヤモンドライクカーボン膜
１６    自己潤滑性樹脂の膜
【図１】
2005233404.tif 000003
【図２】
2005233404.tif 000004
【図３】
2005233404.tif 000005
【図４】
2005233404.tif 000006