(57)【要約】【課題】着磁体と固定部材との熱変形量の差によって着磁体が破損するのを防止する。【解決手段】パルサーリング２０は、金属材料からなり、円筒部１１ａ及びこの円筒部１１ａの軸方向一方側の端部から径方向外方に延びる環状の円環部１１ｃを有する固定部材１１と、磁性材が混入された合成樹脂材料からなり、円環部１１ｃの側面に取り付けられる着磁体１５とを備える。円環部１１ｃの前記側面には孔２１が形成され、着磁体１５には、孔２１に挿入されることによって円環部１１ｃと着磁体１５とを連結する突部１６が形成され、孔２１の内面と突部１６の外面との間には、着磁体１５と円環部１１ｃとの熱変形量の差を吸収する変形吸収体３０が設けられる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなり、円筒部及びこの円筒部の軸方向一方側の端部から径方向外方に延びる環状の円環部を有する固定部材と、磁性材が混入された合成樹脂材料からなり、前記円環部の軸方向の側面に取り付けられる着磁体と、を備えているパルサーリングであって、
前記円環部の前記側面には孔が形成され、
前記着磁体には、前記孔に挿入されることによって前記円環部と前記着磁体とを連結する突部が形成され、
前記孔の内面と前記突部の外面との間には、前記着磁体と前記円環部との熱変形量の差を吸収する変形吸収体が設けられていることを特徴とするパルサーリング。
【請求項２】
前記変形吸収体は、前記着磁体よりも弾性率の小さい高分子材料から形成されている請求項１に記載のパルサーリング。
【請求項３】
前記変形吸収体は、前記孔の内面に沿って配置される筒部と、この筒部の軸方向一端から径方向外方へ延び、前記円環部の前記側面に沿って配置される鍔部とから構成される請求項１又は２に記載のパルサーリング。
【請求項４】
前記孔は、前記円環部を軸方向に貫通して形成されており、
前記突部は、前記円環部における前記側面とは反対側の側面から突出している請求項１〜３のいずれか１項に記載のパルサーリング。
【請求項５】
前記孔及び前記突部が、それぞれ前記円環部及び前記着磁体に対して周方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載のパルサーリング。
【請求項６】
内輪と、
この内輪の径方向外方に配置される外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に転動可能に設けられる複数の転動体と、
前記内輪の外周面に取り付けられる請求項１〜５のいずれか１項に記載のパルサーリングと、を備えていることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪等の回転速度（回転数）を検出するためのセンサ装置を構成するパルサーリング、及びこのパルサーリングを備えた転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を備えた自動車等の車両には、車輪の回転速度を検出するためのセンサ装置が備えられている。このセンサ装置としては、車両に車輪を取り付けるためのハブユニットの内輪側（回転側）に設けられたパルサーリングと、外輪側（固定側）に設けられた磁気センサとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、上記センサ装置のパルサーリングは、環状の固定部材と、この固定部材に接着された着磁体とから構成されている。固定部材は、内輪の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の軸方向外端部から径方向外方へ屈曲して延びる円環部とを有して断面略Ｌ字形状に形成され、この円環部の軸方向外側面に着磁体が取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、パルサーリングの固定部材は金属材料から形成され、着磁体は、磁性材料を含むゴムや硬質樹脂から形成されている。また、着磁体が硬質樹脂から形成されている場合、接着剤を使用して着磁体を固定部材に接着することが行われている。
しかし、着磁体を接着剤によって固定部材に接着すると、両者の接着面に微量の油が残存していたり、着磁体に含まれる離型剤等がブリードアウトしたりすることによって、接着剤による接着強度が低下するという欠点がある。また、接着剤は、接着箇所によって接着強度が不均一になりやすいという欠点もある。そのため、接着剤を使用せずに着磁体を固定部材に取り付けることが望まれている。
【０００６】
特許文献１に記載されているパルサーリングは、着磁体がゴムから形成されており、この着磁体の背面に突部を形成し、固定部材に通孔を形成し、突部を通孔に弾性的に圧入することによって着磁体が固定部材に取り付けられている。そして、着磁体が合成樹脂製である場合にも、上記のような突部と通孔とを利用すれば接着剤を使用しなくても着磁体を固定部材に取り付けることが可能であると考えられる。
【０００７】
しかし、合成樹脂製の着磁体と金属製の固定部材とは熱膨張率が異なるため、パルサーリングが温度変化の激しい環境下で使用されると、着磁体と固定部材との熱変形量の差（熱膨張差、熱収縮差）によって通孔に挿入された突部周辺に大きな応力が生じ、突部の付け根部等を起点として着磁体に割れが発生する可能性が高くなる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、着磁体に形成した突部を固定部材に形成した孔に挿入して着磁体を固定部材に取り付ける場合において、着磁体と固定部材との熱変形量の差に起因して着磁体が破損するのを防止することができるパルサーリング及びこれを備えた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】
【０００９】
本発明に係るパルサーリングは、
金属材料からなり、円筒部及びこの円筒部の軸方向一方側の端部から径方向外方に延びる環状の円環部を有する固定部材と、磁性材が混入された合成樹脂材料からなり、前記円環部の軸方向の側面に取り付けられる着磁体と、を備えているパルサーリングであって、
前記円環部の前記側面には孔が形成され、
前記着磁体には、前記孔に挿入されることによって前記固定部材と前記着磁体とを連結する突部が形成され、
前記孔の内面と前記突部の外面との間には、前記着磁体と前記円環部との熱変形量の差を吸収する変形吸収体が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、パルサーリングが温度変化の激しい環境下で使用されることによって、着磁体と固定部材とが異なる熱変形量で変形したとしても、両者の連結部分である突部と孔との間に設けられた変形吸収体によって当該熱変形量の差が吸収される。そのため、突部の周辺に応力が集中するのを抑制することができ、着磁体の破損を防止することができる。
【００１１】
前記変形吸収体は、前記着磁体よりも弾性率の小さい高分子材料から形成することができる。これにより、着磁体と固定部材との変形量の差を適切に吸収することができる。
また、前記変形吸収体は、前記孔の内面に沿って配置される筒部と、この筒部の軸方向一端から径方向外方へ延び、前記円環部の前記側面に沿って配置される鍔部とから構成することができる。このような構成によって、突部は、その付け根部を含む範囲で変形吸収体によって覆われることになり、前記突部の付け根部を起点とする着磁体の破損をより確実に防止することができる。
【００１２】
前記孔は、前記円環部を軸方向に貫通して形成されており、前記突部は、前記円環部における前記側面とは反対側の側面から突出していてもよい。このような構成によって、突部が孔から離脱し難くなり、固定部材から着磁体が外れてしまうのを防止することができる。
【００１３】
前記孔及び前記突部は、それぞれ前記円環部及び前記着磁体に対して周方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。
このような構成によって、着磁体を周方向全体に渡って固定部材から脱落し難くすることができる。
【００１４】
本発明に係る転がり軸受装置は、
内輪と、
この内輪の径方向外方に配置される外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に転動可能に設けられる複数の転動体と、
前記内輪の外周面に取り付けられる上述のパルサーリングと、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、固定部材と着磁体との熱変形量の差に起因して固定部材に形成された孔に挿入された突部の周辺に応力が集中するのを抑制することができ、これにより着磁体の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパルサーリングを備えた転がり軸受装置を示す断面図である。
【図２】パルサーリングを示す断面図である。
【図３】パルサーリングの一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明のパルサーリング及び転がり軸受装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパルサーリングを備えた転がり軸受装置１を示す断面図である。図２は、図１におけるパルサーリングを示す断面図である。なお、これらの図における左右方向を軸方向といい、上下方向を径方向という。また、軸方向に関して、転がり軸受装置１の内部から外部へ向かう側（又は方向）を軸方向外側（又は軸方向外方）といい、転がり軸受装置１の外部から内部へ向かう側（又は方向）を軸方向内側（又は軸方向内方）という。
【００１８】
図１に示されるように、この転がり軸受装置１は、車両の車輪が取り付けられる内輪９と、この内輪９の径方向外方に設けられた外輪３と、内輪９と外輪３との間に設けられた複列の転動体４、５とを備えている。
【００１９】
内輪９は、内軸２と内輪構成部材６とからなり、内軸２は車両アウタ側（図１における左側）の端部に車輪側部材（図示せず）を取り付けるためのフランジ２ｃを有している。内軸２の車両インナ側（図１における右側）には、小径部２ｄが形成されており、その小径部２ｄに内輪構成部材６が外嵌されている。内輪構成部材６はその外周面に車両インナ側の転動体５用の内側軌道６ａが形成されている。また、内軸２の軸方向中間部の中径部２ｅに車両アウタ側の転動体４用の内側軌道２ａが形成されている。更に、内軸２は、車両インナ側の端部に、径方向外方へ拡開状に折曲されたかしめ部２ｆを有しており、このかしめ部２ｆによって内輪構成部材６が内軸２に対して抜け止め固定されている。
【００２０】
外輪３は、複列の転動体４、５を介して内輪９と同軸心状に設けられている。この外輪３の内周面には、複列の転動体４、５用の外側軌道３ａが形成されている。また、外輪３の外周面にはフランジ３ｃが形成されており、このフランジ３ｃが図示しない車体側部材に取り付けられることによって、転がり軸受装置１が車体側部材に固定される。したがって、外輪３が固定側とされ、内輪９が軸心回りに回転する回転側（回転部材）とされる。そして、内輪９と外輪３との間の環状空間Ｒを封止するために、軸方向両端部に環状の密封装置７が設けられている。
【００２１】
図２に示される密封装置７は、図１の車両インナ側（右側）の密封装置として用いることができるものである。この密封装置７は、外輪３の内周面３ｂと内輪構成部材６の外周面６ｂとの間に設けられ、転動体４、５側である転がり軸受装置１の内部からの潤滑剤の漏洩と、転がり軸受装置１の外部から転動体４、５側への泥水等の異物の侵入を防止する。
【００２２】
密封装置７は、外輪３に固定されるシール部材１０と、内輪構成部材６に固定されるスリンガ１１とを備えている。
シール部材１０は、芯金１２とシール部１３とからなる。芯金１２は、外輪３に内嵌される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａの軸方向内側（図２における左側）の端部１２ｂから径方向内方へ屈曲して延びる円環部１２ｃとからなり、断面略Ｌ字型に形成されている。芯金１２は全体が環状となっており、例えば、冷延鋼板であるＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ等をプレス加工することで形成される。そして、主として芯金１２の円筒部１２ａの外周面及び円環部１２ｃの軸方向外側（図２における右側）の側面には、ゴム等の弾性体からなるシール部１３が芯金１２と一体となるよう固着されている。
【００２３】
スリンガ１１は、内輪構成部材６の外周面６ｂに外嵌された円筒形状の円筒部１１ａと、この円筒部１１ａの軸方向外側の端部１１ｂから径方向外方へ略垂直に屈曲して延びる円環部１１ｃとからなり、断面略Ｌ字型に形成されている。このスリンガ１１は、全体が環状となっており、例えばステンレス鋼等の金属板をプレス加工（絞り加工）することで形成される。また、スリンガ１１の円筒部１１ａが芯金１２の円筒部１２ａに間隔をあけて対向し、スリンガ１１の円環部１１ｃが芯金１２の円環部１２ｃに間隔をあけて対向するように、密封装置７が転がり軸受装置１に組み付けられている。
【００２４】
シール部材１０のシール部１３は、芯金１２の円環部１２ｃの径方向内端部近傍に位置する基部１３ａからスリンガ１１の円筒部１１ａの外周面に向けて延び、当該外周面に摺接するラジアルリップ部１３ｂと、基部１３ａからスリンガ１１の円環部１１ｃの軸方向内側の側面に向けて延び、当該側面に摺接するアキシャルリップ部１３ｃとを備えている。
【００２５】
密封装置７のスリンガ１１は、内輪９の回転速度（回転数）を検出するためのセンサ装置１９の一構成要素としての機能も有している。具体的に、センサ装置１９は、パルサーリング２０とセンサ１８とからなる。パルサーリング２０は、前述したスリンガ１１によって構成される固定部材と、この固定部材１１の円環部１１ｃに設けられた着磁体１５とからなり、この着磁体１５の軸方向外側の側面（以下、「外側面」ともいう）１５ａに対向するようにセンサ１８が設けられている。
【００２６】
着磁体１５は円環状の磁石であり、例えば、ＰＡ１２、ＰＡ６、ＰＰＳ等の熱可塑性樹脂母材にフェライト系磁石等の粉末を混合したプラスチック磁石等が用いられる。また、着磁体１５は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。本実施形態の着磁体１５には、インサート成形によって固定部材１１が一体化されている。
センサ１８は、パルサーリング２０の回転に伴う磁界の変化を検出し、その検出信号を図示しない車両のＥＣＵ等の制御部に出力するように構成されている。
【００２７】
固定部材１１の円環部１１ｃにおいて、その径方向内側よりには、当該円環部１１ｃを軸方向に貫通する孔２１が形成されている。この孔２１は、円環部１１ｃの周方向に間隔をあけて複数個（好ましくは、８個以上）形成されている。
一方、着磁体１５における軸方向内側の側面（以下、「内側面」という）１５ｂには、複数（孔２１と同数）の突部１６が周方向に間隔をあけて突設されている。そして、各突部１６は、円環部１１ｃの各孔２１に挿入されている。
【００２８】
図３は、パルサーリング２０の一部を拡大して示す断面図である。
円環部１１ｃの孔２１と着磁体１５の突部１６とは、転がり軸受装置１の軸心Ｏ（図１参照）から半径Ｒｇの位置に形成されている。また、孔２１及び突部１６は、センサ１８（図２参照）による検出範囲よりも径方向内側に設けられている。また、孔２１の直径Ｄｈは、突部１６の直径Ｄｔよりも大きく形成されている。そして、孔２１の内周面と突起１６の外周面との間には、変形吸収体３０が設けられている。
【００２９】
この変形吸収体３０は、着磁体１５よりも弾性率が低い材料、例えば、２３℃における弾性率が４０００ＭＰａ以下のゴム、熱可塑性エラストマー、又は熱可塑性樹脂等の高分子材料から形成されている。変形吸収体３０の材料とすることができるゴムとしては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等を挙げることができる。また、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系（ＴＰＥＥ）、ウレタン系（ＴＰＵ）、アミド系（ＴＰＡ）、オレフィン系（ＴＰＯ）等を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を挙げることができ、特に、強化繊維を含まない熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。また、変形吸収体３０がゴムで形成されている場合、ショア硬さが、Ａ４０〜Ａ６０であることが好ましく、変形吸収体３０が合成樹脂で形成されている場合、ロックウェル硬さが、Ｂ６５〜８５であることが好ましい。
【００３０】
変形吸収体３０は、孔２１の内周面（突部１６の外周面）に沿って配置される筒部３０ａと、筒部３０ａの軸方向一端から径方向に延び、円環部１１ｃの外側面（着磁体１５の内側面１５ｂ）に沿って配置される鍔部３０ｂとからなる。そして、筒部３０ａが孔２１の内周面に圧入、又は接着剤で接着されることによって、変形吸収体３０が円環部１１ｃに取り付けられている。
【００３１】
そして、着磁体１５は、変形吸収体３０が取り付けられた固定部材１１の円環部１１ｃに対してインサート成形により一体化される。特に、着磁体１５は、円環部１１ｃの孔２１に突部１６が挿入されることによって円環部１１ｃに強固に連結される。
【００３２】
着磁体１５と固定部材１１とは異なる材質で形成されているため、熱膨張率が相互に異なり、周囲の温度変化に伴う熱変形（熱膨張、熱収縮）の量も異なっている。そのため、着磁体１５の突部１６が、円環部１１ｃの孔２１に直接的に当接していると、着磁体１５と固定部材１１との熱変形量の差によって突部１６に応力が集中し、突部１６を起点として着磁体１５に割れが生じてしまう可能性がある。しかし、本実施の形態では、突部１６と孔２１との間に変形吸収体３０が設けられているので、着磁体１５と固定部材１１との熱変形量の差を変形吸収体３０によって吸収することができ、突部１６に応力が集中するのを防止することができる。
【００３３】
また、変形吸収体３０は、筒部３０ａと鍔部３０ｂとからなっているため、突部１６は、その付け根部１６ａを含む範囲で覆われることになる。そのため、突部１６の付け根部１６ａ周辺に応力が集中するのを確実に防止することができ、当該付け根部１６ａを起点とした着磁体１５の割れを防止することができる。
【００３４】
さらに、突部１６は、孔２１の深さ（円環部１１ｃの厚さ）よりも長く形成され、その先端部１６ｂが円環部１１ｃの内側面（図３の左側面）から突出している。これにより、突部１６が孔２１から離脱し難くなり、着磁体１５を円環部１１ｃに強固に取り付けることができる。
また、孔２１と突部１６との間に高分子材料からなる変形吸収体３０が設けられることによって固定部材１１と着磁体１１との間に水分が浸入するのを防止することが可能となる。
【００３５】
なお、変形吸収体３０の各部の寸法は、次のように設定することができる。
変形吸収体３０の筒部３０ａ及び鍔部３０ｂの肉厚ｔｅは、式（１）により設定することができる。
Ｒｇ（ρｐ−ρｓ）（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）＜ｔｅ＜Ｄｈ／２  ・・・（１）
【００３６】
ここで、Ｒｇは、転がり軸受装置１の軸心Ｏ（図１参照）を中心とする孔２１及び突部１６の半径、ρｐは、着磁体１５の線膨張係数、ρｓは、固定部材１１の線膨張係数、Ｔｍａｘは、使用上限温度、Ｔｍｉｎは、使用下限温度、Ｄｈは、孔２１の直径である。
このように変形吸収体３０の肉厚ｔｅが設定されることによって、着磁体１５と固定部材１１との熱変形量の差を適切に吸収することができる。
【００３７】
また、変形吸収体３０の鍔部３０ｂの直径Ｄｅは、次の式（２）のように設定されることが好ましい。
Ｄｈ＜Ｄｅ＜Ｄｈ＋２ｔｓ  ・・・（２）
ここで、ｔｓは、固定部材１１の肉厚である。
【００３８】
このように鍔部３０ｂの直径Ｄｅが設定されることによって、孔２１の周縁角部が直接着磁体１５に接触することがなく、また、鍔部３０ｂが固定部材１１を超えて径方向内方に突出してしまうことがない。
【００３９】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
例えば、固定部材１１に形成された孔２１や着磁体１５に形成された突部１６の数は、適宜変更することができる。また、孔２１からの突部１６の離脱をより確実に防止するために、孔２１から突出する突部１６の先端部１６ｂに、筒部３０ａの外径又は孔２１の直径Ｄｈよりも大径の抜け止め部を形成してもよい。
【００４０】
また、孔２１は、円環部１１ｃを貫通していなくてもよく、突部１６は、円環部１１ｃの内側面から突出していなくてもよい。
変形吸収体３０は、筒部３０ａのみから構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１：転がり軸受装置、３：外輪、４：転動体、５：転動体、９：内輪（回転部材）、１１：スリンガ（固定部材）、１１ａ：円筒部、１１ｃ：円環部、１５：着磁体、１６：突部、２０：パルサーリング、２１：孔、３０：変形吸収体、３０ａ：筒部、３０ｂ：鍔部
【図１】
2012173205.tif 000003
【図２】
2012173205.tif 000004
【図３】
2012173205.tif 000005