JP4899404B2 - Rolling bearing with encoder - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車等の車両に組み込まれ、車輪を回転可能に支持すると共に車輪の回転数を検出可能なエンコーダ付き転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing with an encoder, which is incorporated in a vehicle such as an automobile, for example, and which supports a wheel rotatably and can detect the rotation speed of the wheel.
自動車では、スキッド（車輪が略停止状態で滑る現象）を防止するためのアンチスキッド、駆動力を有効に路面に伝えるためのトラクションコントロール（発進や加速時に生じやすい駆動輪の不要な空転の制御）、等を行うにあたり、車輪の回転数が検出されている。 In automobiles, anti-skid to prevent skid (a phenomenon in which the wheel slips in a substantially stopped state), traction control to effectively transmit the driving force to the road surface (control of unnecessary idling of the driving wheel, which is likely to occur when starting or accelerating) For example, the rotational speed of the wheel is detected.
車輪の回転数を検出するため、従来、Ｎ極とＳ極とが円周方向に交互に着磁された環状の磁石（磁気エンコーダ）を、車輪を回転可能に支持するハブユニットのハブ軸に固定し、該磁石を車輪と共に回転せしめるエンコーダ付き転がり軸受が知られており（例えば、特許文献１参照）、車輪の回転に同期した磁場の変化を磁気センサにより検出し、それにより、車輪の回転数を検出するようにしている。 Conventionally, in order to detect the rotation speed of a wheel, an annular magnet (magnetic encoder) in which N poles and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction is used as a hub shaft of a hub unit that rotatably supports a wheel. A rolling bearing with an encoder for fixing and rotating the magnet together with the wheel is known (see, for example, Patent Document 1), and a change in a magnetic field synchronized with the rotation of the wheel is detected by a magnetic sensor, thereby rotating the wheel. The number is detected.
特許文献１に開示されたエンコーダ付き転がり軸受は、図１３に示すように、外輪１と、外輪１との間に保持器２に転動可能に保持された転動体３が複列に配設されて回転可能とされたハブ軸４と、ハブ軸４の軸方向中間部に外嵌固定された磁気エンコーダ５と、を備えたハブユニットであって、磁気センサ６が磁気エンコーダ５に径方向に対向配置されている。
In the rolling bearing with an encoder disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 13,
尚、特許文献１に開示されたエンコーダ付き転がり軸受は、車輪の回転数の検出に加えて、ハブ軸４にアキシアル荷重が負荷された際の転動体３の接触角の変化に起因する各転動体３の公転速度の変化を検出することで、アキシアル荷重をも検出可能としている。
In addition, the rolling bearing with an encoder disclosed in Patent Document 1 is not limited to detecting the number of rotations of the wheel, but in addition to detecting the number of rotations of each wheel, An axial load can also be detected by detecting a change in the revolution speed of the moving
ところで、自動車の車輪を支持するハブユニットは、通常は、雨水、風雪、塵埃、等に曝されながら屋外で使用され、また、泥水等に水没した状態で使用される場合もあり、更に洗車時には洗浄水に曝される可能性もある。特許文献１において磁気エンコーダ５はハブ軸４に外嵌固定されているだけであり、磁気エンコーダ５の固定強度の向上が望まれるが、特に、上記した過酷な使用環境における耐久性が重要である。
By the way, the hub unit that supports the wheel of an automobile is usually used outdoors while exposed to rain water, wind and snow, dust, etc., and may be used in a state where it is submerged in muddy water. There is also the possibility of exposure to wash water. In Patent Document 1, the
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過酷な使用環境においても優れた耐久性を発揮するエンコーダ付き転がり軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a roller bearing with an encoder that exhibits excellent durability even in a harsh usage environment.
上記した目的は、本発明の下記（１），（２）を特徴とするエンコーダ付き転がり軸受により達成される。 The above object is achieved by a rolling bearing with an encoder characterized by the following (1) and (2) of the present invention.
（１）回転輪と、固定輪と、該回転輪と該固定輪との間に周方向に転動可能に介装される転動体と、該回転輪に取り付けられる磁気エンコーダと、磁気センサと、を備えるエンコーダ付き転がり軸受であって、前記磁気エンコーダが、円周方向に多極に着磁されて前記磁気センサと径方向に対向配置される着磁部を有する環状の磁石と、該磁石が固着される環状の円筒部及び前記回転輪の軸方向端部に嵌合固定される嵌合部を有するスリンガと、を含み、前記スリンガの少なくとも前記円筒部の内周面、外周面、及び軸方向端面を覆うように前記磁石が該円筒部に固着され、前記着磁部は、Ｎ極とＳ極との境界線が前記着磁部の軸方向略中央を通る円周に対し非垂直な部分を有するパターンに着磁され、前記磁気センサは、軸方向に離間して２つ配置されており、磁束密度の変化から前記回転輪の回転数を検出するとともに前記２つの磁気センサから出力される信号の位相差に基づいてアキシアル荷重を検出することを特徴とするエンコーダ付き転がり軸受。
（２）前記磁石が、磁性粉と、該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂と、を含有する磁石材料からなることを特徴とする（１）に記載のエンコーダ付き転がり軸受。
(1) A rotating wheel, a fixed wheel, a rolling element interposed between the rotating wheel and the fixed wheel so as to be able to roll in the circumferential direction, a magnetic encoder attached to the rotating wheel, a magnetic sensor, , an encoder rolling bearing provided with the magnetic encoder, an annular magnet having a magnetizing portion that are magnetized in multipolar circumferentially disposed opposite to the magnetic sensor in the radial direction, magnet And a slinger having a fitting portion that is fitted and fixed to an axial end portion of the rotating wheel, and an inner peripheral surface, an outer peripheral surface of at least the cylindrical portion of the slinger, and The magnet is fixed to the cylindrical portion so as to cover the end face in the axial direction, and the magnetized portion is non-perpendicular to a circumference in which a boundary line between the N pole and the S pole passes through substantially the center in the axial direction of the magnetized portion. The magnetic sensor is magnetized in a pattern having an irregular portion, and the magnetic sensor is spaced apart in the axial direction. One placed and, rolling with the encoder and detects the axial load based on the phase difference between the signals output from the two magnetic sensors detects the rotational speed of the rotary wheel from the change in magnetic flux density bearing.
(2) The rolling bearing with an encoder according to (1), wherein the magnet is made of a magnetic material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of the magnetic powder.
本発明によれば、磁石が固着されるスリンガの円筒部の内周面、外周面、及び軸方向端面が磁石により覆われている。雨水、風雪、塵埃、等の過酷な使用環境において、磁石とスリンガとの境界面が最も侵食されやすく、この境界面の周縁から剥がれや腐食が進行するが、上記した通り、スリンガの円筒部の内周面、外周面、及び軸方向端面が磁石により覆われているので、仮に境界面の周縁に剥がれや腐食が発生しても、磁気センサにより検出される着磁部に達するまでの時間を稼ぐことができる。これにより、エンコーダ付き転がり軸受の耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, the inner peripheral surface, outer peripheral surface, and axial end surface of the cylindrical portion of the slinger to which the magnet is fixed are covered with the magnet. In harsh usage environments such as rainwater, wind and snow, dust, etc., the boundary surface between the magnet and slinger is most easily eroded, and peeling or corrosion proceeds from the periphery of this boundary surface. Since the inner peripheral surface, outer peripheral surface, and axial end surface are covered with magnets, even if peeling or corrosion occurs on the peripheral edge of the boundary surface, it takes time to reach the magnetized portion detected by the magnetic sensor. You can earn. Thereby, durability of the rolling bearing with an encoder can be improved.
また、磁性粉と、該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂と、を含有する所謂プラスチック磁石材料で形成される磁石は、成形性及び加工性に優れ、上記した通り、スリンガの円筒部の内周面、外周面、及び軸方向端面を覆うように該円筒部に固着させるのに好適である。 Further, a magnet formed of a so-called plastic magnet material containing magnetic powder and a thermoplastic resin as a binder of the magnetic powder is excellent in moldability and workability, and as described above, the inner periphery of the cylindrical portion of the slinger It is suitable for fixing to the cylindrical portion so as to cover the surface, the outer peripheral surface, and the axial end surface.
以下、本発明に係るエンコーダ付き転がり軸受の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a rolling bearing with an encoder according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明のエンコーダ付き転がり軸受に係る一実施形態の要部断面図、図２は図１の磁気エンコーダの磁石の着磁パターンの一例を示す断面図、図３は図２の磁気エンコーダを用いて図１のエンコーダ付き転がり軸受に作用するアキシアル荷重の検出方法を説明するための図、図４は本発明のエンコーダ付き転がり軸受及び特許文献１に開示されたエンコーダ付き転がり軸受の荷重検出範囲の比較結果を示すグラフ、図５は本発明のエンコーダ付き転がり軸受及び特許文献１に開示されたエンコーダ付き転がり軸受の応答遅れの比較結果を示すグラフ、図６は図１のエンコーダ付き転がり軸受が適用されたハブユニットの断面図、図７は図６に示すハブユニットの変形例の断面図である。 1 is a cross-sectional view of an essential part of an embodiment of a rolling bearing with an encoder according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a magnetized pattern of a magnet of the magnetic encoder in FIG. 1, and FIG. 3 is a magnetic encoder in FIG. FIG. 4 is a view for explaining a method of detecting an axial load acting on the rolling bearing with an encoder of FIG. 1 using FIG. 4, and FIG. 4 is a load detection of the rolling bearing with an encoder of the present invention and the rolling bearing with an encoder disclosed in Patent Document 1. 5 is a graph showing comparison results of ranges, FIG. 5 is a graph showing comparison results of response delays of a rolling bearing with an encoder of the present invention and a rolling bearing with an encoder disclosed in Patent Document 1, and FIG. 6 is a rolling bearing with an encoder of FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a modified example of the hub unit shown in FIG.
図１に示すように、エンコーダ付き転がり軸受３０は、外輪（固定輪）２１と、外輪と同心に配置された内輪（回転輪）２２と、外輪２１と内輪２２との間に周方向に転動可能に配設された複数の転動体（図示せず）と、内輪２２に取り付けられた磁気エンコーダ１０と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the rolling bearing 30 with an encoder rotates in the circumferential direction between an outer ring (fixed ring) 21, an inner ring (rotating ring) 22 arranged concentrically with the outer ring, and the
磁気エンコーダ１０は、環状に形成された磁石１１と、磁石１１が固着され、該磁石１１が内輪２２と同心に配置されるように該内輪２２に固定されたスリンガ２３と、を含んでいる。そして、磁気センサ１２が、磁石１１の外周面に対向するように、外輪２１に固定されている。
The
スリンガ２３は、内輪２２の軸方向端部に嵌合固定される嵌合部２４と、該嵌合部２４の軸方向外側の端部から径方向外側に延びるフランジ部２５と、フランジ部２５の外周から径方向内側に折り曲げられた折り曲げ部２５ａと、該折り曲げ部２５ａの内周端から軸方向外側に延びる円筒部２６と、を有している。
The
スリンガ２３の嵌合部２４の外周面２４ａ及びフランジ部２５の軸方向内側面２５ｂには、外輪２１に固定されたシール部材２７が摺接している。スリンガ２３とシール部材２７とで軸受の密封装置が構成されており、該密封装置により軸受内部空間への埃等の異物の進入、及び軸受外部への潤滑剤の漏洩が防止されている。
A
磁石１１は、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、及び軸方向端面を覆い、さらには円筒部２６の外周面に連続する折り曲げ部２５ａの外面、円筒部２６の内周面に接続するフランジ部２５の外面をも覆うように形成されて、これらの面に固着されている。そして、磁石１１において、磁気センサ１２と径方向に対向している部位、即ち、スリンガ２３の円筒部２６の外周面に固着されている部位（着磁部）は、Ｎ極とＳ極とが円周方向に等間隔で交互に着磁されている。
The
磁気エンコーダ１０は内輪２２と共に回転し、内輪２２が一回転する間に磁石１１の着磁部近傍の点における磁束密度を極数に対応したピーク数を有して周期的に変化させる（換言すれば、磁気パルスを発生する）。この磁束密度の変化が磁気センサ１２により検出され、内輪２２の回転数が検出される。
The
ここで、本実施形態では、内輪２２の回転数に加え、内輪２２に作用するアキシアル荷重の検出を可能とするために、磁石１１の着磁部は、Ｎ極とＳ極との境界線が当該着磁部の軸方向略中央を通る円周に対し非垂直な部分を有するパターンに着磁されており、例えば図２に示すようにＮ極とＳ極との境界線が逆Ｖ字状（ハ字状）となるパターンに着磁されている。
Here, in the present embodiment, in order to detect the axial load acting on the
アキシアル荷重は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、軸方向に離間配置された２つの磁気センサ１２Ａ，１２Ｂから出力されるパルスの位相差に基づいて検出される。即ち、アキシアル荷重が作用して内輪２２が軸方向に変位すると、その変位に応じて磁気センサ１２Ａ，１２Ｂから出力される信号に位相差が生じ又は位相差に変化が生じ、この位相差に基づいてアキシアル荷重が検出される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the axial load is detected based on the phase difference between pulses output from the two magnetic sensors 12A and 12B spaced apart in the axial direction. That is, when the axial load is applied and the
本発明者等が実験等により確認したところ、上記したアキシアル荷重の検出方法（本実施形態）によれば、特許文献１に開示された転動体の公転速度から検出する方法（従来例）に比べて、荷重検出範囲については１．５倍以上（図４参照）であり、応答遅れについては１／２以下（図５参照）であり、検出範囲が拡大し、応答性が向上する。尚、図４及び図５は、いずれも従来例を１とした相対値で示してある。 When the present inventors confirmed by experiment etc., according to the detection method (this embodiment) of an axial load mentioned above, compared with the method (conventional example) detected from the revolution speed of the rolling element disclosed by patent document 1. FIG. Thus, the load detection range is 1.5 times or more (see FIG. 4), and the response delay is 1/2 or less (see FIG. 5), so that the detection range is expanded and the responsiveness is improved. 4 and 5 show relative values in which the conventional example is 1.
本発明のエンコーダ付き転がり軸受けは、例えば自動車などの車両において車輪を回転可能に支持するハブユニットにも適用可能である。 The rolling bearing with an encoder according to the present invention is also applicable to a hub unit that rotatably supports wheels in a vehicle such as an automobile.
図６に示すハブユニット３０ａは、ハブ３４の取り付けフランジ３５に締結された不図示の車輪を回転自在に支持するものであり、不図示の車体に固定された外輪３１と、外輪３１との間に複数の転動体３３を２列に介在させて回転自在とされたハブ軸３４及びハブ３４の車体側の軸方向端部に加締め固定された内輪部材３２とを備えている。そして、外輪３１と内輪部材３２との間には、上述したスリンガ２３とシール部材２７とで構成される密封装置が配設されている。
A
磁気エンコーダ１０は、上述した転がり軸受３０と同様に、そのスリンガ２３を内輪部材３２の軸方向端部に外嵌固定させ、磁石１１をスリンガ２３の円筒部２６に固着させて構成されており、そして、磁気センサ１２は、磁石１１の外周面に対向するように、外輪３１に固定されている。
Similar to the rolling
磁気エンコーダ１０は、内輪部材３２及びハブ軸３４と共に回転し、内輪部材３２及びハブ軸３４が一回転する間に磁石１１近傍の点における磁束密度を極数に対応したピーク数を有して周期的に変化させる。この磁束密度の変化が磁気センサ１２により検出され、内輪部材３２及びハブ軸３４の回転数、つまりは車輪の回転数が検出される。
The
尚、図６に示すハブユニット３０ａおいては、外輪３１と内輪部材３２との間の開口部が露出しているために、外輪３１と内輪部材３２との間にシール部材２７を含む密封装置が配設されているが、図７に示すハブユニット３０ｂのように、外輪３１と内輪部材３２との間の開口部を覆うハブキャップ３６が設けられる場合には、シール部材２７は必ずしも必要ではない。
In the
磁気エンコーダ１０の磁石１１は、例えば溶融した磁石材料を射出成形して製造される。磁石材料としては、異方性用の磁性粉と、当該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂とを含有した異方性磁石コンパウンドを好適に用いることができる。
The
磁性粉としては、ストロンチウムフェライトやバリウムフェライトなどのフェライトの他に、ネオジウム―鉄―ボロン、サマリウム―コバルト、サマリウム―鉄、等の磁気特性に優れる希土類磁性粉を用いることができる。また、フェライトの磁気特性を向上させるためにランタン等の希土類元素を混入させたものを用いることもできる。尚、希土類系のものはフェライト系のものに比べて耐酸化性が低いので、磁性粉に希土類系の磁性粉を使用する場合には、長期間にわたって安定した磁気特性を維持するために、電気ニッケルメッキ、無電解ニッケルメッキ、エポキシ樹脂塗膜、シリコン樹脂塗膜、フッ素樹脂塗膜、等の表面処理層を磁石１１の表面に設けてもよい。
As the magnetic powder, in addition to ferrite such as strontium ferrite and barium ferrite, rare earth magnetic powder having excellent magnetic properties such as neodymium-iron-boron, samarium-cobalt, and samarium-iron can be used. Moreover, in order to improve the magnetic characteristics of ferrite, a material mixed with a rare earth element such as lanthanum can also be used. In addition, since rare earth-based materials have lower oxidation resistance than ferrite-based materials, when using rare earth-based magnetic powders as magnetic powders, in order to maintain stable magnetic properties over a long period of time, A surface treatment layer such as nickel plating, electroless nickel plating, epoxy resin coating, silicon resin coating, or fluororesin coating may be provided on the surface of the
また、飛び石などによる磁石１１の損傷を考慮して、磁石１１にコーティングを施してもよい。この場合、磁石１１よりも柔軟であり、且つ耐水性、耐塩水性に優れた弾性材料によってコーティングすることが好ましい。このような弾性材料としては、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、等を例示することができる。また、磁石１１のみコーティングするようにしてもよいが、磁石１１をスリンガ２３に固着した後に磁気エンコーダ１０全体をコーティングすると両者の境界への異物の進入がなくなるので好ましい。
Further, the
バインダとしては、射出成形可能な熱可塑性樹脂を用いることができ、具体的には、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド１２からなるハードセグメントとポリエステル成分及びポリエーテル成分の少なくとも一つからなるソフトセグメントとを有するブロック共重合体である変性ポリアミド１２（以下、変性ポリアミド１２）、等を用いることができる。尚、使用環境によっては融雪剤として使用される塩化カルシウムと水とが一緒に磁石１１にかかる虞があるので、吸水性に乏しいポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ＰＰＳ、変性ポリアミド１２をバインダとして用いることが好ましい。さらに、磁気エンコーダ１０の使用環境で想定される急激な温度変化（熱衝撃）によって磁石１１に亀裂が発生することを防止するべく、添加することで曲げ撓み性、耐亀裂性を向上させることができる変性ポリアミド１２、あるいは変性ポリアミド１２とポリアミド１２との混合物をバインダとして用いることがより好ましい。
As the binder, an injection-moldable thermoplastic resin can be used. Specifically, a hard segment and a polyester component made of polyamide 6,
また、磁石材料中の磁性粉の含有量を６０〜８０体積％とすることが好ましい。磁性粉の含有量が６０体積％未満の場合には、磁気特性が劣ると共に狭ピッチで円周方向に多極に着磁させることが困難となる。一方、磁性粉の含有量が８０体積％を越える場合には、バインダが不足して磁石１１の機械的強度が低下すると共に成形が困難となり、実用性が低い。
Moreover, it is preferable that content of the magnetic powder in a magnet material shall be 60-80 volume%. When the content of the magnetic powder is less than 60% by volume, the magnetic properties are inferior and it is difficult to magnetize the magnetic poles in the circumferential direction at a narrow pitch. On the other hand, when the content of the magnetic powder exceeds 80% by volume, the binder is insufficient, the mechanical strength of the
磁石１１の磁気特性としては、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）で１．３〜１５ＭＧＯｅが好ましく、より好ましくは１．８〜１２ＭＧＯｅの範囲である。最大エネルギー積が１．３ＭＧＯｅ未満の場合は、磁気特性が低すぎるために磁気センサ１２を磁石１１にかなり接近させて配置する必要があり、組み付けが困難となる。また、最大エネルギー積が１５ＭＧＯｅを越える場合は、過剰な磁気特性を有すると共に安価なフェライトを主成分とした組成では達成不能で、ネオジウム―鉄―ボロン、等の高価な希土類磁性粉を多量に配合する必要があり、且つ成形性も悪く、実用性が低い。
As a magnetic characteristic of the
また、スリンガ２３の材料は、磁石１１の磁気特性を低下させることがないという点で、磁性材料が好ましい。磁性材料としては、その使用環境を考慮して、一定レベル以上の耐食性を有するフェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０等）やマルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４１０等）などを好適に用いることができる。また、上述のハブユニット３０ａのようにハブキャップ３６に覆われて露出しない場合には、耐食性をそれほど必要としないので、コストを考慮して、冷延鋼板（ＳＰＣＣ）などを用いてもよい。
The material of the
磁石１１は、単独で射出成形した後に接着剤を用いてスリンガ２３に固着されてもよく、また、射出成形用の金型中にスリンガ２３を保持したインサート成形とすることによりスリンガ２３に固着されてもよい。尚、インサート成形において接着剤を併用することもできる。
The
インサート成形において接着剤を併用する場合に、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、及び軸方向端面、さらには円筒部２６の外周面に連続する折り曲げ部２５ａの外面、円筒部２６の内周面に接続するフランジ部２５の外面に接着剤層が設けられるが、この接着剤層は、高圧で射出された磁石材料により流出しない程度まで半硬化状態とされる。この接着剤層を形成する接着剤としては、溶融した磁石材料からの熱、あるいは射出成形後の２次加熱によって完全に硬化状態となる接着剤を好適に用いることができ、さらに耐熱性、耐薬品性、ハンドリング性を考慮して、溶剤での希釈が可能であり且つほぼ２段階で硬化反応が進むフェノール樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤を用いることが好ましい。また、スリンガ２３と接着剤層との接着強度を向上させるために、スリンガ２３に、例えばショットブラスト処理などにより凹凸加工を施すようにしてもよい。
When an adhesive is used in insert molding, the inner surface, outer surface, and axial end surface of the
磁石１１を単独で射出成形した後に接着剤を用いて磁石１１をスリンガ２３に固着する場合には、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、及び軸方向端面、さらには円筒部２６の外周面に連続する折り曲げ部２５ａの外面、円筒部２６の内周面に接続するフランジ部２５の外面に設けられる接着剤層を形成する接着剤は、耐熱性、耐薬品性、ハンドリング性を考慮して適宜選定される。
In the case where the
上記した接着剤層の厚さは、２μｍ〜４０μｍ、好ましくは２μｍ〜３０μｍである。２μｍ未満だと、厳しい使用環境で剥離が生じる虞がある。４０μｍより大きいと、厚くなりすぎて磁石１１と磁気センサ１２とのギャップ等、設計の自由度が低下する。尚、接着剤層は、スリンガ２３の全面に設けてもよく（接着剤はスリンガ全面に塗布されていてもよく）、また、２層以上に設けてもよい。
The thickness of the adhesive layer described above is 2 μm to 40 μm, preferably 2 μm to 30 μm. If it is less than 2 μm, peeling may occur in a severe use environment. If it is larger than 40 μm, it becomes too thick and the degree of freedom in design such as a gap between the
磁石１１の射出成形にあたっては、磁力線が磁石１１の着磁部を半径方向に貫く（換言すれば、磁力線が磁石１１の着磁部の外周面と垂直に交わる）ような磁場を発生させて、磁場成形とすることが好ましい。これにより、磁性粉の配向度が向上し、磁石１１の着磁部はラジアル異方性に非常に近くなり、その磁気特性が向上する。
In the injection molding of the
さらに、磁場成形とする場合には、射出時には、上記した磁場を発生させるコイルに所定の電流を流し、極性が同一（磁力線の向きが一方向）の磁場をかけて磁石材料を着磁し、そして、冷却時には、射出時の電流値よりも高い電流値に始まって極性が交互に反転し且つ振幅が減衰する複数のパルス電流を前記コイルに流し、極性が交互に反転し（磁力線の向きが交互に反転し）且つ強度が減衰する磁場をかけて磁石材料を脱磁することが好ましい。このように磁場成形された磁石１１は、さらに磁性粉の配向度が高く、磁気特性に優れる。
Furthermore, in the case of magnetic field shaping, at the time of injection, a predetermined current is passed through the coil for generating the magnetic field described above, a magnetic material having the same polarity (the direction of the lines of magnetic force is one direction) is applied to magnetize the magnetic material, At the time of cooling, a plurality of pulse currents whose polarities are alternately reversed and whose amplitudes are attenuated start from a current value higher than the current value at the time of injection, and the polarities are alternately reversed (the direction of the magnetic lines of force is changed). It is preferable to demagnetize the magnet material by applying a magnetic field that reverses alternately) and whose strength decreases. The
このようにして成形された磁石１１は、着磁ヨークと重ね合わされて円周方向に外周多極に着磁される。磁石１１の極数は、好ましくは７０〜１３０極程度、より好ましくは９０〜１２０極程度である。極数が７０極未満の場合には、極数が少なすぎて回転部材の回転数を精度良く検出することが難しくなる。極数が１３０極を越える場合には、各ピッチが小さくなりすぎて、単一ピッチ誤差を小さく抑えることが難しく、実用性が低い。尚、磁石１１を回転させながら数極ずつ着磁する、所謂回転着磁としてもよい。
The
このように、本実施形態では、磁石１１が固着されるスリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、及び軸方向端面、さらには円筒部２６の外周面に連続する折り曲げ部２５ａの外面、円筒部２６の内周面に接続するフランジ部２５の外面にが磁石１１により覆われている。雨水、風雪、塵埃、等の過酷な使用環境において、磁石１１とスリンガ２３との境界面が最も侵食されやすく、この境界面の周縁から剥がれや腐食が進行するが、上記した通り、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、及び軸方向端面、さらには円筒部２６の外周面に連続する折り曲げ部２５ａの外面、円筒部２６の内周面に接続するフランジ部２５の外面が磁石１１により覆われているので、仮に境界面の周縁に剥がれや腐食が発生しても、磁気センサ１２により検出される着磁部に達するまでの時間を稼ぐことができる。これにより、エンコーダ付き転がり軸受３０の耐久性を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the outer peripheral surface of the
また、磁性粉と、該磁性粉のバインダとして熱可塑性樹脂と、を含有する所謂プラスチック磁石材料で形成される磁石１１は、機械的配向によって異方性を持たせていたフェライトを含有する従来のゴム磁石に比べて磁気特性を向上させやすく、成形性及び加工性に優れ、上記した通り、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、及び軸方向端面を覆うように該円筒部２６に固着させるのに好適である。
A
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
例えば、上述した実施形態では、スリンガ２３のフランジ部２５の外周から径方向内側に折り曲げられた折り曲げ部２５ａを設けているが、図８に示すように、スリンガ２３のフランジ部２５の外周から円筒部２６を軸方向外方に延設するようにしてもよい。この場合、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、軸方向端面が磁石１１により覆われ、さらには、図９に示すように、円筒部２６の内周面に連続するフランジ部２５の外面も磁石１１により覆われるようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、軸方向端面、折り曲げ部２５ａの外面、フランジ部２５の外面が磁石１１により覆われているが、図１０に示すように、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、軸方向端面のみ磁石１１により覆われるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the inner peripheral surface, outer peripheral surface, axial end surface, outer surface of the
また、上述した実施形態では、円筒部２６は嵌合部２４より大径とされているが、図１１に示すように、折り曲げ部２５ａの折り曲げ代を大きくして嵌合部２４より円筒部２６を小径としてもよい。この場合、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、軸方向端面、さらには円筒部２６の外周面に連続する折り曲げ部２５ａの外面も磁石１１により覆われるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、嵌合部２４からフランジ部２５を径方向外方に延設しているが、図１２に示すように、嵌合部２４から直接円筒部２６を軸方向外方に延設するようにしてもよい。この場合、スリンガ２３の円筒部２６の内周面、外周面、軸方向端面が磁石１１により覆われる。
In the above-described embodiment, the
１０ 磁気エンコーダ
１１ 磁石
１２ 磁気センサ
２１ 外輪（固定輪）
２２ 内輪（回転輪）
２３ スリンガ
２４ 嵌合部
２６ 円筒部
３０ エンコーダ付き転がり軸受
DESCRIPTION OF
22 Inner ring (rotating wheel)
23
Claims (2)
前記磁気エンコーダが、円周方向に多極に着磁されて前記磁気センサと径方向に対向配置される着磁部を有する環状の磁石と、該磁石が固着される環状の円筒部及び前記回転輪の軸方向端部に嵌合固定される嵌合部を有するスリンガと、を含み、
前記スリンガの少なくとも前記円筒部の内周面、外周面、及び軸方向端面を覆うように前記磁石が該円筒部に固着され、
前記着磁部は、Ｎ極とＳ極との境界線が前記着磁部の軸方向略中央を通る円周に対し非垂直な部分を有するパターンに着磁され、
前記磁気センサは、軸方向に離間して２つ配置されており、磁束密度の変化から前記回転輪の回転数を検出するとともに前記２つの磁気センサから出力される信号の位相差に基づいてアキシアル荷重を検出することを特徴とするエンコーダ付き転がり軸受。 A rotating wheel, a fixed wheel, a rolling element interposed between the rotating wheel and the fixed wheel so as to be able to roll in a circumferential direction, a magnetic encoder attached to the rotating wheel, and a magnetic sensor. A rolling bearing with an encoder,
The magnetic encoder, an annular magnet having a magnetizing portion that are magnetized in multipolar circumferentially disposed opposite to the magnetic sensor in the radial direction, the cylindrical portion and the rotation of the annular magnet is fixed A slinger having a fitting portion fitted and fixed to the axial end portion of the ring,
The magnet is fixed to the cylindrical portion so as to cover at least the inner peripheral surface, outer peripheral surface, and axial end surface of the cylindrical portion of the slinger ,
The magnetized portion is magnetized in a pattern in which a boundary line between the N pole and the S pole has a non-perpendicular portion with respect to a circumference passing through the substantially center in the axial direction of the magnetized portion,
The two magnetic sensors are arranged apart from each other in the axial direction, detect the rotational speed of the rotating wheel from the change in magnetic flux density, and based on the phase difference between the signals output from the two magnetic sensors. A rolling bearing with an encoder that detects the load .
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