(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の支持部材と、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されて支持部材の周面に巻き付けられて固着されている着磁体とを備えているパルサーリングにおいて、前記帯状着磁体の両端部は、同極であるとともに、長さ方向に直角な面以外の端面を有しており、前記端部同士を隙間なく突き合わせて、その突き合わせ部における磁極が他の磁極と等ピッチの１つの磁極を形成するとともに、前記突き合わせ部における極端な磁性変化を防止するように、前記帯状着磁体がその着磁面を外周に向けて支持部材の内周面に固着されていることを特徴とするパルサーリング。
【請求項２】
転がり軸受、ならびにそれに設けられたセンサーおよびパルサーリングを備えているセンサー付き転がり軸受ユニットにおいて、パルサーリングは、環状の支持部材と、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されて支持部材の周面に巻き付けられて固着されている着磁体とを備え、前記着磁体およびこれよりも外周側にあるセンサーが、前記支持部材を介して径方向に対向しており、前記帯状着磁体の両端部は、同極であるとともに、長さ方向に直角な面以外の端面を有しており、前記端部同士を隙間なく突き合わせて、その突き合わせ部における磁極が他の磁極と等ピッチの１つの磁極を形成するとともに、前記突き合わせ部における極端な磁性変化を防止するように、前記帯状着磁体がその着磁面を外周に向けて支持部材の内周面に固着されていることを特徴とするセンサー付き転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のＡＢＳなどで使用される回転速度センサーを構成するパルサーリングおよびセンサー付き転がり軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両や自動車において、車軸あるいは車軸に回転を伝達する回転軸を支持するとともに軸の回転速度を検出するために、転がり軸受、ならびにそれに設けられたセンサー装置および被検出部であるパルサーリングを備えたセンサー付き転がり軸受ユニットが使用されている。
【０００３】
パルサーリングは、軸受に対応して製作された環状の支持部材の周面にゴム磁性体を貼り付け、支持部材およびゴム磁性体の寸法に応じて製作された着磁用の型を用いて、ゴム磁性体を着磁することにより形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の磁気式パルサーリングでは、軸受が変わるごとに新たな着磁用の型を製作する必要があり、コストが高く付くという問題があった。
【０００５】
そこで、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されている着磁体を支持部材の外周に巻き付け、接着剤などで固定することを我々は特願２００１−２７４４８５号において提案している。しかしながら、このようにすると、パルサーリングが高速回転した場合に、遠心力により、着磁体がリングから剥離するなどのトラブルが起こる可能性がある。また、着磁体は、支持部材に巻き付けるための柔軟性確保のためには、ゴム磁石が好ましいが、この場合には、支持部材に巻き付けたときに着磁体が伸びることによる厚みの変化や、つなぎ目の部分が盛り上がることなどにより、着磁面外径が変化し、真円度の低下したがって検出精度が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
この発明の目的は、パルサーリングが取り付けられる軸受等の寸法・形状が変わった場合でも、新たな着磁用の型を製作せずに済むパルサーリングおよびこのようなパルサーリングを備えたセンサー付き転がり軸受ユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるパルサーリングは、環状の支持部材と、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されて支持部材の周面に巻き付けられて固着されている着磁体とを備えているパルサーリングにおいて、前記帯状着磁体の両端部は、同極であるとともに、長さ方向に直角な面以外の端面を有しており、前記端部同士を隙間なく突き合わせて、その突き合わせ部における磁極が他の磁極と等ピッチの１つの磁極を形成するとともに、前記突き合わせ部における極端な磁性変化を防止するように、前記帯状着磁体がその着磁面を外周に向けて支持部材の内周面に固着されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によるセンサー付き転がり軸受ユニットは、転がり軸受、ならびにそれに設けられたセンサーおよびパルサーリングを備えているセンサー付き転がり軸受ユニットにおいて、パルサーリングは、環状の支持部材と、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されて支持部材の周面に巻き付けられて固着されている着磁体とを備え、前記着磁体およびこれよりも外周側にあるセンサーが、前記支持部材を介して径方向に対向しており、前記帯状着磁体の両端部は、同極であるとともに、長さ方向に直角な面以外の端面を有しており、前記端部同士を隙間なく突き合わせて、その突き合わせ部における磁極が他の磁極と等ピッチの１つの磁極を形成するとともに、前記突き合わせ部における極端な磁性変化を防止するように、前記帯状着磁体がその着磁面を外周に向けて支持部材の内周面に固着されていることを特徴とするものである。
【０００９】
着磁体は、例えばゴム状弾性体のように、可撓性を有するものとされる。着磁体は、例えば、シート状のゴム磁性体を帯状に切断することにより得ることができる。この場合に、着磁は、シート状の磁性体に対して行ってもよいし、帯状に切断した後に行ってもよい。ここで、着磁面とは、着磁される際に着磁装置に対向させられ、その結果、磁力が大きい方の面をいうものとする。帯状の着磁体は、支持部材の周長に応じた長さとなるように切断された後、支持部材のほぼ全周にわたって貼り付けられる。
【００１０】
支持部材は、着磁リングの磁力に悪影響を及ぼさない材質、例えば、プラスチック等の非磁性体製とされることが好ましい。支持部材は、例えば、軸受の外輪および内輪のいずれか一方に嵌め入れられる第１の円筒部と、同他方に設けられたセンサーに対向させられる第２の円筒部と、両円筒部を連結する連結部とよりなるものとされ、上記着磁体は、第２の円筒部（センサーに対向させられている部分）の内周面に固着される。
【００１１】
この発明のパルサーリングによると、支持部材の寸法が変わった場合には、帯状に形成された着磁体を支持部材の寸法に応じた長さに切断することにより、新たな着磁用の型を製作せずに、新たなパルサーリングを製作することができる。また、パルサーリングが高速で回転し、着磁体に遠心力が作用した際には、着磁体は支持部材の内径に押し付けられるので、着磁体の剥がれを防止することができる。さらにまた、着磁面外径は、支持部材の内径精度で決まるので、支持部材に巻き付けたときに着磁体が伸びることによる厚みの変化や、つなぎ目の部分が盛り上がることなどの着磁体が要因となる着磁面外径変化をなくすことができる。
【００１２】
着磁体の端部同士が隙間なく突き合わされかつ突き合わせ部における磁性が等ピッチを維持するように、支持部材の周面の長さが着磁体の長さに対応させられる。
【００１３】
このようにするには、例えば、一端部がＮ極、他端部がＳ極で、端部の各磁極の長さが他の部分の磁極の長さと同じとなるように、帯状の着磁体を切断するとともに、この帯状の着磁体を貼り付けた際に端部間に隙間ができないように、支持部材を製作すればよい。また、着磁体は、その端部が両方とも同じ極であってもよく、この場合には、両端部の磁極を合わせた長さが他の部分の磁極の長さと同じとなるように、帯状の着磁体を切断すればよい。例えば、支持部材が円筒状であり、内側部材にはめ被せられる場合には、支持部材の内径は、内側部材の外径に応じて決められ、支持部材の外径は、着磁体の端部同士がちょうど突き合わせられるように微調整される。
【００１４】
これにより、突き合わせ部があるにもかかわらず、支持部材の周面には、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように磁極が形成される。
【００１５】
上記とは逆に、着磁体の突き合わせ部近傍における磁性が等ピッチから外れるようになされていることがある。
【００１６】
このようにするには、帯状の着磁体を端部間に隙間ができるように支持部材に貼り付ければよい。また、両端部の磁極を合わせた長さが他の部分の磁極の長さと異なるようにしておいて、端部間に隙間ができないように帯状の着磁体を支持部材に貼り付けてもよい。
【００１７】
このようにすると、１回転につき１箇所だけ不連続な信号を得ることができるので、この位置を１回転の基準位置などとして積極的に利用することができる。この場合には、支持部材の周面の長さを着磁体の長さに合わせる必要がないので、支持部材の寸法の制約がなくなり、軸受の仕様が変更された場合でも、極めて容易にかつ安価にこれに対応するパルサーリングを製造することができる。
【００１８】
着磁体の端部は、長さ方向に直角な面で切断されていてももちろんよいが、長さ方向に直角な面以外の端面を有していてもよい。長さ方向に直角な面以外の端面を有するようにするには、例えば、一方の端部を凸状に、他方の端部を凹状にしてもよく、また、両端部を斜めに切断するようにしてもよく、両端部を波形または鋸歯状に切断してもよい。
【００１９】
着磁体の端部同士が隙間なく突き合わされかつ突き合わせ部近傍における磁性が等ピッチを維持するようにする際には、着磁体の両端部は、長さ方向に直角な面以外の端面を有しており、互いの端面同士が重なり合うことなく突き合わされていることが好ましい。このようにすると、製造工程で誤差が生じた場合であっても、突き合わせ部分における極端な磁性変化が防止され、これにより、不連続部分に起因するノイズを低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、この発明のパルサーリングが使用される一例であるセンサー付き転がり軸受ユニットの上半部を示している。以下の説明において、左右は図１についていうものとする。
【００２２】
図１に示すように、センサー付き転がり軸受ユニットは、転がり軸受(1)，ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)および被検出部であるパルサーリング(3)を備えている。
【００２３】
転がり軸受(1)は、固定輪である外輪(4)、回転輪である内輪(5)、これらの間に配置された複数の転動体である玉(6)を備えている。図示は省略したが、外輪(4)はハウジングなどに固定され、内輪(5)には回転軸などが固定される。
【００２４】
パルサーリング(3)は、内輪(5)に固定された支持部材(7)と、支持部材(7)に固定された着磁体(8)とよりなる。支持部材(7)は、内輪(5)の外周に嵌め被せられた小径円筒部(7a)と、小径円筒部(7a)の右端から径方向外方にのびる穴あき円板部（フランジ部）(7b)と、穴あき円板部(7b)の外周縁部から右方にのびる大径円筒部(7c)とよりなり、全体として環状をなす。
【００２５】
外輪(4)の右端部の内径の肩部に、環状シールみぞ(9)が形成されている。このシールみぞ(9)に接触シール(10)の外周縁部が嵌合され、シール(10)の内周縁部がパルサーリング(3)の支持部材(7)の小径円筒部(7a)の左端部に接触している。
【００２６】
センサー装置(2)は、外輪(4)に固定されたケース(11)と、ケース(11)内に設けられたセンサー(12)およびセンサー制御部(13)とを有している。
【００２７】
ケース(11)は、短円筒状の外周壁(11a)および内周壁(11b)、ならびにこれらの右端部同士を連結する穴あき円板状の側壁(11c)よりなり、全体として環状をなし、その中空部分の断面は略コ字状をなす。外周壁(11a)の自由端部（左端部）は内周壁(11b)より左側にのびており、この外周壁(11a)の自由端が外輪(4)の右端部の肩部に密にはめ止められ、内周壁(11b)の自由端部が内輪(5)の内径寄りの右端面に近接している。
【００２８】
着磁体(8)は、図２に示すように、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されており、この着磁体(8)が着磁面を外周に向けかつその端部同士を突き合わせて支持部材(7)の大径円筒部(7c)内周面全面にわたって固着されることにより、パルサーリング(3)が形成されている。ここで、着磁体(8)の一端部がＮ極である場合には、他端部がＳ極とされて、着磁体(8)の突き合わせ部(J)における磁性が他の部分と同じになるように、着磁体(8)の端部同士が突き合わされる。着磁体(8)の突き合わせ部(J)における磁性を他の部分と同じにするためには、まず、支持部材(7)の概算寸法に対応して、Ｎ極およびＳ極を複数組含むように着磁体(8)の長さが決められ、次いで、支持部材(7)の着磁体貼り付け面の周長がこの着磁体(8)の長さに合うように微調整される。
【００２９】
支持部材(7)は、着磁体(8)の磁力に悪影響を及ぼさないよう、例えばプラスチック等の非磁性体とされることが好ましい。
【００３０】
上記のパルサーリング(3)において、支持部材(7)の大径円筒部(7c)内径を着磁体(8)のピッチに合わせて微調整することを止め、着磁体(8)の突き合わせ部(J)における磁性が他の部分と異なるようにしてもよい。すなわち、突き合わせ部(J)において、着磁体の一端部がＮ極で、他端部がＳ極である場合に、端部間に隙間が生じるように端部同士を突き合わせてもよく、突き合わせ部(J)のＮ極またはＳ極の面積が、他の部分と異なっているようにしてもよい。
【００３１】
なお、貼り付け前の着磁体(8)の端部同士の極性は、必ずしも異なっている必要はなく、図３に示すように、約２分の１の面積にされた同極性同士を突き合わせてもよい。図３の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）において、上側には、突き合わせ部(J)近傍の形状を示し、下側には、突き合わせ部(J)近傍における磁性を定性的に示している。
【００３２】
同図（ａ）（ｂ）に示されているものでは、磁性が着磁体(8)の突き合わせ部(J)においても他の部分と同じになるように、着磁体(8)の端部同士が突き合わされており、また、同図（ｃ）（ｄ）に示されているものでは、磁性が着磁体(8)の突き合わせ部(J)において他の部分と異なるように、着磁体(8)の端部同士が突き合わされている。前者の場合には、突き合わせ部(J)があるにもかかわらず、支持部材(7)の周面には、Ｎ極とＳ極とが交互にかつ等ピッチとなるように磁極が形成され、後者の場合には、他の部分と異なる不連続な磁性の部分ができ、この位置を１回転の基準位置などとして積極的に利用することができる。
【００３３】
なお、図３の（ａ）と（ｂ）との比較では、製造工程で誤差が生じた場合に、それぞれ同図の（ｃ）と（ｄ）のようにずれることになるが、（ｃ）では、不連続部分が鋭く、（ｄ）では、不連続部分がなだらかであることから、着磁体(8)の突き合わせ部(J)近傍における磁性が等ピッチを維持するようにする際には、図３（ｂ）のようにする方が好ましいと言える。すなわち、両端部を斜めに切断すると、製造工程で誤差が生じた場合であっても、突き合わせ部分(J)における極端な磁性変化が防止され、これにより、不連続部分に起因するノイズを低減することができる。
【００３４】
端部の切断の形態については、図３に示すような直線状の切断に限られず、種々のものが可能である。図４にその一例を示す。図４においても、上側には、突き合わせ部(J)近傍の形状を示し、下側には、突き合わせ部(J)近傍における磁性を定性的に示している。
【００３５】
図４（ａ）は、着磁体の一方の端部が凸円弧状で、他方の端部が凹円弧状とされたものである。凸円弧および凹円弧は、同じ半径であり、支持部材(7)の着磁体貼り付け面の周長と着磁体(8)の長さとが等しくなるように調整されることにより、同図に示すように、着磁体の端部同士が隙間なく突き合わされている。
【００３６】
図４（ｂ）は、着磁体の一方の端部が凸の三角形状で、他方の端部が、これにちょうど嵌まり合う凹の三角形状とされたものである。そして、支持部材(7)の着磁体貼り付け面の周長と着磁体(8)の長さとが等しくなるように調整されることにより、同図に示すように、着磁体の端部同士が隙間なく突き合わされている。
【００３７】
また、図４（ｃ）（ｄ）に示されているものでは、磁性が着磁体(8)の突き合わせ部(J)において他の部分と異なるように、着磁体(8)の端部同士が突き合わされている。このようにすると、突き合わせ部においては他の部分と異なる不連続な磁性の部分ができ、この位置を１回転の基準位置などとして積極的に利用することができる。
【００３８】
また、図４の（ａ）と（ｂ）では、製造工程で誤差が生じた場合に、それぞれ同図の（ｃ）と（ｄ）のようにずれることになるが、（ｃ）および（ｄ）は、いずれも不連続部分がなだらかであることから、製造工程で誤差が生じた場合であっても、突き合わせ部分における極端な磁性変化が防止され、これにより、不連続部分に起因するノイズを低減することができる。
【００３９】
なお、図１において、パルサーリング(3)は内輪(5)に固定されているが、この発明のパルサーリング(3)は、外輪(4)に固定して使用することもできる。この場合に、上記と同様に、支持部材の小径円筒部を外輪に嵌め合わせて、大径円筒部の内周面に着磁体を固着するようにしてももちろんよいが、支持部材の大径円筒部を外輪に嵌め合わせて、小径円筒部の内周面に着磁体を固着することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明によるパルサーリングが使用されるセンサー付き転がり軸受ユニットの１実施形態を示す横断面図である。
【図２】  この発明によるパルサーリングを示す斜視図である。
【図３】  この発明のパルサーリングの変形例を示す図である。
【図４】  この発明のパルサーリングのさらに他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
(1)  転がり軸受
(3)  パルサーリング
(7)  支持部材
(8)  着磁体
(12) センサー
【図１】
0004114360.tif 000002
【図２】
0004114360.tif 000003
【図３】
0004114360.tif 000004
【図４】
0004114360.tif 000005