(57)【要約】      （修正有）【課題】  スリンガに脆性の高い磁石合金を用いたとしても、圧入嵌合することなく確実に固定することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  磁石合金からなるスリンガ２０は第二の内輪１３に固定される円筒部２３、及びこの円筒部２３の一端部から径方向に立設された磁気エンコーダの機能を有する円輪部２４を備えている。円筒部２３は、第二の内輪１３に対して遊嵌されるとともに、その内周面２３ｂには、径内方向に突出しかつ弾性体からなる突起部材２５が周方向に沿って設けられ、この突起部材２５を第二の内輪１３の小径面１３ａと円筒部２３の内周面２３ｂとの間に介在させつつ、第二の内輪１３の小径面１３ａに密着させることで、円筒部２３は第二の内輪１３に固定される。【選択図】  図２
2007040375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転輪及び固定輪と、
これらの間に介在する複数の転動体と、
前記回転輪に同心に固定された円筒部、及びこの円筒部の軸方向外側に位置する一端部から径方向に立設された円輪部を備え、この円輪部が周方向に沿ってＮ極とＳ極とを交互に配列状に着磁されて磁気エンコーダの機能を有する、磁石合金からなるスリンガと、
前記固定輪側に固定されて前記スリンガに摺接することで前記回転輪と前記固定輪との間の環状空間の端部開口を閉塞するシール部材と、
前記円輪部に対向配置されて前記回転輪の回転状態を検出するためのセンサとを備えたセンサ付き転がり軸受装置において、
前記円筒部は、前記回転輪に対して遊嵌されるとともに、その周面には、径方向に突出しかつ弾性体からなる突起部材が周方向に沿って設けられ、
この突起部材を前記回転輪の周面と前記円筒部の周面との間に介在させつつ、前記回転輪の周面に密着させることで、前記円筒部が前記回転輪に固定されていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項２】
前記回転輪の周面には、前記円筒部の他端部先端が当接する段差面が形成されている請求項１記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項３】
前記突起部材は、前記円筒部の他端部先端に設けられ、前記段差面及び前記回転輪の周面に介在している請求項２記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項４】
前記回転輪の周面には、前記突起部材が係合する溝部が形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転状態を検出するためのセンサを備えたセンサ付き転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車軸を支持する転がり軸受装置には、アンチロックブレーキシステム等を制御するために、車軸の回転状態を検出するためのセンサが取り付けられたものがある。このようなセンサ付き転がり軸受装置の内外輪間には、車軸の回転状態を検出するための磁気エンコーダを備えた密封装置が取り付けられているものがある。
図５は、上記のようなセンサ付き転がり軸受装置の一部を示した断面図である。このセンサ付き転がり軸受装置５０は、車両側に固定される外輪５１と、この外輪５１の内側に配置される内輪５２と、これら内外輪間に介在する玉５３と、内外輪間の環状の開口を閉塞するとともに磁気エンコーダ５４ａを備えた密封装置５４と、この磁気エンコーダ５４ａに対向配置され、磁束の変化を検知するためのセンサ５５とを備えている。
密封装置５４は、外輪５１に取り付けられた円環状の芯金５６と、芯金５６に対向配置されつつ内輪５２に圧入嵌合により固定された円環状のスリンガ５７と、ゴム等からなるとともに芯金５６に取り付けられてスリンガ５７と摺接するシール部材５８と、を有している。磁気エンコーダ５４ａは、磁性ゴム等をスリンガ５７の軸方向外側面に加硫接着した後、着磁することで、スリンガ５７に一体的に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記図５に示したセンサ付き転がり軸受装置５０において、磁性エンコーダ５４ａが加硫接着されたスリンガ５７は、その軸方向への厚みが増加するため、芯金５６や、シール部材５８の形状が制限されたり、当該センサ付き転がり軸受装置５０を小型化する際の妨げとなることがあった。
これに対し、スリンガ５７を磁石合金を用いて形成し、その軸方向外側面を着磁することで、スリンガ５７自体に磁性エンコーダとしての機能を付与することが考えられる。このようにすれば、スリンガ５７に磁性ゴムからなる磁性エンコーダ５４ａを接着する必要がないので、当該スリンガ５７の厚みを薄くすることができる。
一方、上記のようにスリンガ５７自体に磁性エンコーダの機能を付与する場合、磁石合金を用いてスリンガ５７を形成する必要がある。スリンガ５７のような形状に形成することができる加工性の高い磁石合金としては、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金が挙げられる。すなわち、この加工性の高いＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金の板材等をプレス成形等によってスリンガ５７の形状に形成し、その後着磁すれば、磁気エンコーダの機能が付与されたスリンガを得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４７４７４号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石合金を磁化させるためには、熱処理を行う必要があり、この熱処理後のＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ合金は、その硬さが７００Ｈｖ程度に硬化するという性質がある。一般に、金属材料は、その硬さが高くなれば、それに応じて変形能が低下し脆性が高いものとなる。このため、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ合金を用いて成形後、熱処理し、着磁したスリンガを内輪に固定すべく圧入嵌合しようとすると、その高い脆性によって、スリンガ自身に割れが発生する恐れがある等、圧入嵌合には適さないという問題が生じる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、スリンガに脆性の高い磁石合金を用いたとしても、圧入嵌合することなく確実に固定することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転輪及び固定輪と、これらの間に介在する複数の転動体と、前記回転輪に同心に固定された円筒部、及びこの円筒部の軸方向外側に位置する一端部から径方向に立設された円輪部を備え、この円輪部が周方向に沿ってＮ極とＳ極とを交互に配列状に着磁されて磁気エンコーダの機能を有する、磁石合金からなるスリンガと、前記固定輪側に固定されて前記スリンガに摺接することで前記回転輪と前記固定輪との間の環状空間の端部開口を閉塞するシール部材と、前記円輪部に対向配置されて前記回転輪の回転状態を検出するためのセンサとを備えたセンサ付き転がり軸受装置において、前記円筒部は、前記回転輪に対して遊嵌されるとともに、その周面には、径方向に突出しかつ弾性体からなる突起部材が周方向に沿って設けられ、この突起部材を前記回転輪の周面と前記円筒部の周面との間に介在させつつ、前記回転輪の周面に密着させることで、前記円筒部が前記回転輪に固定されていることを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成されたセンサ付き転がり軸受によれば、弾性体からなる突起部材を回転輪の周面に密着させつつ回転輪の周面と円筒部の周面との間に介在することで、回転輪に遊嵌された円筒部を回転輪に対して固定しているので、円筒部を回転輪に対して弾性的に保持固定することができる。
また、突起部材は回転輪の周面に密着しているので、外部に対する密封性を高めることができる。
【０００８】
上記センサ付き転がり軸受装置において、前記回転輪の周面には、前記円筒部の他端部先端が当接する段差面が形成されていてもよく、この場合、回転輪に対するスリンガの位置決めが容易となる。
【０００９】
さらに、前記突起部材は、前記円筒部の他端部先端に設けられ、前記段差面及び前記回転輪の周面に介在させることが好ましく、この場合、前記突起部材は、段差面と回転輪の周面に接触するので外部に対する密封性をより高めることができる。
【００１０】
また、前記回転輪の周面には、前記突起部材が係合する溝部が形成されていてもよく、突起部材を溝部に係合させることで、スリンガが軸方向に移動するのを防止できる。従って、回転輪に対して、スリンガをより確実に固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、スリンガの円筒部を弾性的に保持固定することができるので、脆性が高い磁石合金により形成されたスリンガを、圧入嵌合することなく確実に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明のセンサ付き転がり軸受装置を自動車の車軸を支持する転がり軸受装置に適用した場合を例示して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の構成を示す断面図である。
【００１３】
このセンサ付き転がり軸受装置１０は、複列のアンギュラ玉軸受を構成しており、外輪１１と、第一及び第二の内輪１２、１３と、外輪１１と両内輪１２、１３との間に介在する複数の転動体としての玉１４と、これらの玉１４をそれぞれ保持する保持器１５と、外輪１１と両内輪１２、１３との隙間に設けられて内部を密封する第一及び第二の密封装置１６、１７と、両内輪１２、１３の内周面側に固定された車軸１８と、車軸１８の回転状態を検出するためのセンサＳとを備えている。
【００１４】
外輪１１は、図示しない車両側の懸架装置のナックルに固定される固定輪であり、その内周側には、玉１４を介して回転輪である両内輪１２、１３が配置されている。両内輪１２、１３の内周側には、車軸１８が圧入状態で挿嵌されており、車軸１８と、両内輪１２、１３とは、一体回転可能に固定されている。
【００１５】
車軸１８の一端部には、車輪が取り付けられるフランジ部１８ａが形成されている。車軸１８の中心を軸方向に貫通する中心孔１８ｂには、車両側の駆動軸と連結するための等速ジョイントＴの一端部に設けられた軸部Ｔ１が挿入されており、車軸１８は、等速ジョイントＴと一体回転可能に結合されている。等速ジョイントＴの他端部側は、車両側の駆動軸に連結される。
上記の構成によって、センサ付き転がり軸受装置１０は、車両側の駆動軸によって駆動される車軸１８を回転自在に支持している。
【００１６】
図２は、本実施形態のセンサ付き転がり軸受装置１０における第二の密封装置１７の部分を拡大して示した断面図である。第二の密封装置１７は、等速ジョイントＴが取り付けられるセンサ付き転がり軸受装置１０の車両内方側に配置されており、第二の内輪１３に固定された円環状のスリンガ２０と、外輪１１の内周面に固定されるとともにスリンガ２０に摺接するシール部材２１を備えた芯金２２とを有している。シール部材２１は、スリンガ２０の外周面に摺接することで、スリンガ２０と芯金２２との間を密封し、第二の内輪１３と外輪１１との間の環状空間を密封している。
【００１７】
スリンガ２０は、その全体をＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金を用いて形成されるとともに、第二の内輪１３に同心に一体回転可能に固定された円筒部２３と、この円筒部２３の軸方向外側に位置する一端部から径外方向に立設された円輪部２４とを備えている。円輪部２４は、図３に示すようにその周方向に沿ってＮ極とＳ極とを交互に配列状に着磁されており、磁気エンコーダの機能を有している。
【００１８】
このスリンガ２０に用いるＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金は、塑性加工等の加工性が高い磁石合金であるが、着磁するためには、所定の熱処理を必要としており、この熱処理を行うとその硬さが７００Ｈｖ程度に硬化するため、脆性が高まるとともにその加工性が低下してしまう。このため、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金を用いてスリンガ２０を形成するには、まずＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金の板材をプレス成形等によって、上記のようなスリンガ２０としての形状に形成する。そして、所定の熱処理を行った後、円輪部２４に着磁を行う。このようにして、磁気エンコーダの機能を有するスリンガ２０を得ることができる。
【００１９】
スリンガ２０の円筒部２３は、第二の内輪１３の外周端部に形成された小径面１３ａに遊嵌されている。
スリンガ２０の円筒部２３の他端部側の先端２３ａには、当該円筒部２３の内周面２３ｂから径内方向に突出した突起部材２５が、その周方向に沿って全周に渡って設けられている。この突起部材２５は、ゴム等の弾性体を円筒部２３に加硫接着することによって、円筒部２３の先端２３ａを覆うように形成されている。突起部材２５は、互いに遊嵌された小径面１３ａと円筒部２３の内周面２３ｂとの間の僅かな隙間に押圧されて介在しており、小径面１３ａと密着している。このように突起部材２５が小径面１３ａと密着することで、円筒部２３は、第二の内輪１３に固定されている。
【００２０】
また、円筒部２３は、円筒部２３としての実質的な先端である突起部材２５の軸方向の先端が、第二の内輪１３の小径面１３ａと、この小径面１３ａより大径とされた大径面１３ｂとを繋ぐ段差面１３ｃに当接した状態で固定されており、このときに円輪部２４の外側面２４ａが第二の内輪１３の端面１３ｄと面一となるように円筒部２３は形成されている。
このように、円筒部２３に設けられた突起部材２５の先端が当接する段差面１３ｃを形成することで、第二の内輪１３に対するスリンガ２０の位置決めが容易となる。
【００２１】
センサＳは、スリンガ２０の円輪部２４に対して、僅かな隙間を空けて対向配置されて車両側に固定されている。スリンガ２０の円輪部２４は、上述したように磁気エンコーダとしての機能を有しており、車軸１８すなわち車輪が回転すると、センサＳに対して、磁界の変化を生じさせる。センサＳは、この磁界の変化を検知することによって、車輪の回転状態を検出できるように構成されている。
【００２２】
上記のように構成された本実施形態のセンサ付き転がり軸受装置１０によれば、ゴム等の弾性体からなる突起部材２５を、小径面１３ａと円筒部２３の内周面２３ｂとの間に介在させつつ、第二の内輪１３の小径面１３ａに密着させることで、円筒部２３は第二の内輪１３に固定されているので、円筒部２３を第二の内輪１３に対して弾性的に保持固定することができる。従って、脆性が高いＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金により形成されたスリンガ２０を、圧入嵌合することなく確実に固定することができる。
また、突起部材２５は、円筒部２３の周方向に沿って全周に渡って設けられ、小径面１３ａに密着しているので、外部に対する密封性を高めることができる。
【００２３】
また、上記実施形態において、第二の内輪１３には、円筒部２３に設けられた突起部材２５の先端が当接する段差面１３ｃが形成されており、この場合、突起部材２５を、小径部１３の外周面と段差面１３ｃの両方に接触させることができるので、外部に対する密封性がより高められる。
【００２４】
図４は、本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置１０における第二の密封装置１７の部分を拡大して示した断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、第二の内輪１３の小径面１３ａに突起部材２５が係合する溝部２６が形成されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００２５】
溝部２６は、段差面１３ｃに沿って全周に渡り形成されている。突起部材２５は、溝部２６の底部２６ａと、円筒部２３との間に押圧された状態で、底部２６ａに接触している。また、突起部材２５は、底部２６ａに接触した状態で、溝部２６の内側に、はまり込むことで係合している。
このように構成された本実施形態のセンサ付き転がり軸受装置１０によれば、突起部材２５が溝部２６に係合しているので、円筒部２３、すなわちスリンガ２０が軸方向に移動するのを防止できる。従って、第二の内輪１３に対して、スリンガ２０をより確実に固定することができる。
【００２６】
尚、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、突起部材２５は、円筒部２３の先端に形成したが、円筒部２３と第二の内輪１３との間に介在していればよく、先端に限らず、例えば円筒部２３の内周面２３ｂのほぼ全面に形成してもよいし、内周面２３ｂの一部に形成してもよい。また、上記実施形態では、外輪を固定輪、内輪を回転輪とした転がり軸受装置を例示したが、スリンガを外輪に固定する構成とすることで、外輪を回転輪とした転がり軸受に適用することもできる。
また、上記実施形態では、スリンガの材質として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の磁石合金を用いたが、これと同程度の加工性を有する磁石合金であれば、それを用いることもできる。
また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置は、自動車の車輪用の転がり軸受装置のみならず、磁気センサを用いるその他産業用軸受装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における密封装置の部分を拡大して示した断面図である。
【図３】スリンガの円輪部に着磁された磁極の配列を示した図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受装置における密封装置の部分を拡大して示した断面図である。
【図５】従来のセンサ付き転がり軸受装置の一部を示した断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    センサ付き転がり軸受装置
１１    外輪（固定輪）
１３    第二の内輪（回転輪）
１３ａ  小径面（周面）
１３ｃ  段差面
１４    玉（転動体）
２０    スリンガ
２１    シール部材
２３    円筒部
２３ａ  先端
２３ｂ  内周面
２４    円輪部
２５    突起部材
２６    溝部
Ｓ      センサ
【図１】
2007040375.tif 000003
【図２】
2007040375.tif 000004
【図３】
2007040375.tif 000005
【図４】
2007040375.tif 000006
【図５】
2007040375.tif 000007