エンコーダ付転がり軸受
【課題】小型の転がり軸受を構成する外輪９の回転速度を高い信頼性で検出できる構造を実現する。
【解決手段】外輪９の軸方向外端部内周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった内周面側大径部２１を設け、エンコーダ１２ｂの外周縁部をこの内周面側大径部２１に内嵌固定する。又、内輪１０ａの軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった外周面側小径部２５を設け、上記エンコーダ１２ｂの内周縁部をこの外周面側小径部２５に入り込ませる。これらの構成により、このエンコーダ１２ｂの被検出面の幅寸法を確保し、上記課題を解決する。
【解決手段】外輪９の軸方向外端部内周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった内周面側大径部２１を設け、エンコーダ１２ｂの外周縁部をこの内周面側大径部２１に内嵌固定する。又、内輪１０ａの軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった外周面側小径部２５を設け、上記エンコーダ１２ｂの内周縁部をこの外周面側小径部２５に入り込ませる。これらの構成により、このエンコーダ１２ｂの被検出面の幅寸法を確保し、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係るエンコーダ付転がり軸受は、例えばオートバイ、スクータ等の自動二輪車の車輪をフレームに対し回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を求める為に使用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の走行状態を安定させる為の装置として、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が広く使用されている。この様なＡＢＳは、従来は四輪自動車を中心に普及しているが、近年、自動二輪車にも採用され始めている。周知の様に、ＡＢＳの制御には、車輪の回転速度を求める必要がある為、車輪を懸架装置に回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込む事が、従来から広く実施されている。但し、四輪自動車用の回転速度検出装置の構造を、そのまま自動二輪車用に適用する事はできない。この主な理由は、次の(1)(2)の２通りである。
(1) 四輪自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットに比べて自動二輪車用の車輪支持用転がり軸受ユニットは相当に小型である。
(2) 四輪自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの多くは内輪回転型であるのに対して、自動二輪車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの多くは外輪回転型である。
【０００３】
図１０は、自動二輪車の車輪支持部の構造の１例として、スクータの如き、比較的小型の自動二輪車の前輪を回転自在に支持する部分の構造を示している。この構造では、懸架装置を構成する左右１対のホーク１、１の下端部に１対の支持板２、２を、互いに平行な状態で固定している。そして、これら両支持板２、２同士の間に、支持軸３の両端部を支持固定している。又、この支持軸３の中間部２個所位置に１対の転がり軸受４、４を設置している。具体的には、これら両転がり軸受４、４を構成する内輪を上記支持軸３に外嵌すると共に、内輪間座５ａ、５ｂ、５ｃにより、これら両内輪の軸方向位置を規制している。又、上記支持軸３の周囲に円筒状のハブ６を、この支持軸３と同心に配置している。そして、上記両転がり軸受４、４を構成する外輪を、上記ハブ６の内周面両端寄り部分に内嵌固定している。更に、上記ハブ６の外周面にホイール７を支持固定している。
【０００４】
一方、自動二輪車にＡＢＳを組み込むべく、車輪の回転速度を求める為の回転速度検出装置として従来から、特許文献１に記載された構造が知られている。この特許文献１に記載された構造は、自動二輪車用の回転速度検出装置ではあるが、内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブの回転速度を検出する事を意図している。この為に、車輪と共に回転する回転軸の中間部で１対の転がり軸受ユニットの間部分に、外周面を被検出面としたエンコーダを固定している。又、回転しない外輪に支持したセンサの検出部を、このエンコーダの外周面に近接対向させている。この様な構造は、比較的大型の自動二輪車には適用できても、小型の自動二輪車に多い、外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを使用した構造には適用できない。
【０００５】
これに対して、特許文献２、３には、転がり軸受ユニットの端部開口を塞ぐシールリングの一部にエンコーダを装着し、この転がり軸受ユニットを構成する回転側軌道輪の回転速度を測定可能とする構造が記載されている。上記特許文献２、３のうちの特許文献２には外輪回転型の構造が、特許文献３には内輪回転型の構造が、それぞれ記載されている。但し、これら特許文献２、３に記載されたエンコーダ付車輪支持用転がり軸受ユニットは、何れも四輪自動車の車輪の回転速度を検出する事を意図したものであって、転がり軸受ユニットが比較的大型である。この為、例えば外輪回転型である上記特許文献２に記載された構造を自動二輪車の車輪の回転速度を検出する場合に使用しても、径方向に関するエンコーダの幅寸法の確保が難しく、この回転速度検出に関する信頼性の確保が難しい等の問題を生じる。
【０００６】
特に、上記特許文献２に記載されたエンコーダ付転がり軸受の場合には、エンコーダとシールリップとを、径方向に関して直列に配置している為、外輪の内周面と内輪の外周面との間隔に対する、エンコーダの幅寸法の割合が小さくなる。自動二輪車の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記両周面同士の間隔が元々小さい為、上記割合が小さくなると、上記エンコーダの被検出面である軸方向側面の幅寸法の絶対値が相当に小さくなる。この結果、検出部をこの被検出面に対向させたセンサの出力信号の変化が小さくなり、回転速度検出の信頼性確保の面から不利になる。要するに、上記特許文献２、３に記載された構造は、そのまま自動二輪車の車輪の回転速度を検出する為に使用できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１０５１５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１６６９号公報
【特許文献３】特開２００５−２３３９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、自動二輪車の車輪の回転速度を高い信頼性で検出できるエンコーダ付転がり軸受を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエンコーダ付転がり軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体と、エンコーダとを備える。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転する。
又、上記内輪は、外周面に内輪軌道を有し、使用時にも回転しない。
又、上記各転動体は、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記エンコーダは、上記外輪と共に回転するもので、上記転動体と反対側の側面である軸方向外側面の磁気特性を、円周方向に関して交互に変化させている。
更に、上記エンコーダの外周縁部を上記外輪の軸方向外端部に、この外輪との間のシール性を確保した状態で支持固定されており、上記エンコーダ自体の内周縁を上記内輪に対し、全周に亙り摺接若しくは近接対向させている。
【００１０】
上述の様な本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記エンコーダとして、芯金と永久磁石とを備えたものを使用する。このうちの芯金は、鋼板、フェライト系或いはマルテンサイト系のステンレス鋼板等の磁性金属板を、全体を円輪状に形成したものとする。そして、上記芯金の外周縁に形成した円筒部を上記外輪の軸方向外端部内周面に、締り嵌めで内嵌固定する。
又、上記永久磁石は、ゴムの如きエラストマー、或いは合成樹脂の如きプラストマー等の高分子材料中に、鉄、フェライト等の磁性粉を分散させて成るもので、軸方向外側面にＳ極とＮ極とを、交互に配置する。この様な永久磁石は、上記芯金の軸方向外側面に添設する。
【００１１】
或いは、本発明を実施する場合に、例えば請求項３に記載した様に、エンコーダを、燒結材料製で円輪状の永久磁石を含んで構成する。そして、この永久磁石の軸方向外側面にＳ極とＮ極とを交互に配置し、且つ、この永久磁石の内周縁を内輪の外周面に、全周に亙り近接対向させる。言い換えれば、この永久磁石の内周縁と内輪の外周面とを摺接させず、これら内周縁と外周面との間にラビリンスシールを設ける。
【００１２】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、外輪の軸方向外端部内周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった内周面側大径部を設ける。そして、エンコーダの外周縁部を、この内周面側大径部に内嵌固定する。
或いは、請求項５に記載した様に、上記内周面側大径部を省略する代わりに、或いはこの内周面側大径部を設けると共に、内輪の軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった外周面側小径部を設ける。そして、エンコーダの内周縁部をこの外周面側小径部に入り込ませて、この内周縁部と上記軸方向内側に隣接する部分とを軸方向に関して互いに重畳させる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明によれば、例えば自動二輪車の車輪の回転速度を高い信頼性で検出できるエンコーダ付転がり軸受を実現できる。即ち、本発明の場合には、エンコーダの外周縁部を外輪の軸方向外端部に支持固定すると共に、このエンコーダ自体の内周縁を内輪に対し、全周に亙り摺接若しくは近接対向させているので、径方向に関する、このエンコーダの幅寸法を確保できる。この為、検出部をこのエンコーダの被検出面である軸方向側面に対向させたセンサの出力信号の変化を大きくできて、回転速度検出の信頼性を確保し易くなる。
例えば、請求項２、３に示した様な、円輪状の永久磁石を含むエンコーダを使用した場合、このエンコーダの被検出面から出入りする磁束を多くして、上記センサの出力信号の変化を大きくできる。
特に、請求項４、５に記載した構造を採用すれば、径方向に関するエンコーダの幅寸法を、外輪の内周面のうちで内周面側大径部に隣接する部分と、内輪の外周面のうちで外周面側小径部に隣接する部分との間隔よりも大きくできる。この為、上記エンコーダの幅寸法をより大きくして、上記センサの出力信号の変化をより大きくでき、回転速度検出の信頼性をより向上させられる。又、請求項４に記載した構造の場合には、上記効果に加えて、エンコーダの軸方向内側面の外径側端部を内周面側大径部の奥に存在する段部に突き合わせる事で、このエンコーダの軸方向位置を容易且つ確実に規制できる、と言った効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】同第２例を示す部分断面図。
【図３】同第３例を示す部分断面図。
【図４】同第４例を示す部分断面図。
【図５】同第５例を示す部分断面図。
【図６】同第６例を示す部分断面図。
【図７】同第７例を示す部分断面図。
【図８】同第８例を示す部分断面図。
【図９】同第９例を示す部分断面図。
【図１０】自動二輪車の車輪の回転支持部の１例を示す断面図。
【図１１】本発明の対象となるエンコーダの別例を示す、図１のＡ部に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のエンコーダ付転がり軸受８は、外輪９と、内輪１０と、複数個の転動体１１と、エンコーダ１２とを備える。このエンコーダ付転がり軸受８の（内輪１０の）内径Ｒは、例えば１２〜２５mm程度、同じく（外輪９の）外径Ｄは３５〜５０mm程度である。そして、使用時には、例えば前述の図１０に示した様に、支持軸３の外周面とハブ６の内周面との間に組み付けて、この支持軸３の周囲にこのハブ６を回転自在に支持する。尚、上記図１０の構造に関して本発明を適用する場合には、この図１０に示した１対の転がり軸受４、４のうちの一方の転がり軸受のみを、上記エンコーダ付転がり軸受８とする。他方の転がり軸受は、エンコーダを備えない、一般的な転がり軸受とする。
【００１６】
上述の様に、例えば上記支持軸３の外周面と上記ハブ６の内周面との間に組み付けられる、上記エンコーダ付転がり軸受８を構成する上記外輪９は、内周面に外輪軌道１３を有する。図示の例では、この外輪軌道１３を、断面円弧形の深溝型としている。この様な外輪９は、使用時には上記ハブ６に内嵌固定された状態で、このハブ６と共に回転する。
又、上記内輪１０は、外周面に内輪軌道１４を有する。図示の例では、この内輪軌道１４に就いても、深溝型としている。この様な内輪１０は、使用時には上記支持軸３に外嵌固定された状態のまま、回転しない。
又、上記各転動体１１は、保持器１５に保持された状態で、上記外輪軌道１３と上記内輪軌道１４との間に転動自在に設けられている。図示の例では、上記各転動体１１として、玉を使用している。
【００１７】
又、上記エンコーダ１２は、それぞれが円輪状である、芯金１６と永久磁石１７とを一体的に結合固定して成る。このうちの芯金１６は、鋼板、フェライト系或いはマルテンサイト系のステンレス鋼板等の磁性金属板製で、円輪部１８の外周縁部を軸方向外側（上記各転動体１１を設置した空間と反対側で、図１の左側）に向け直角に折り曲げる事により円筒部１９を形成し、断面Ｌ字形で全体を円輪状に形成している。
尚、上記エンコーダ１２を構成する芯金１６は、上記図１に示した構造に限らず、外輪９の端部内周面に嵌合する為の円筒部１９と、永久磁石１７を保持する為の円輪部１８とを備えた構造であれば良い。例えば図１１に示す様に、上記エンコーダ１２を構成する芯金１６を、円輪部１８の外周縁部と円筒部１９との間に、断面クランク形の係止部３２を設けた構成とする事もできる。この様な構成を採用した場合には、上記円筒部１９と上記外輪９の端部内周面とを直接（上記永久磁石１７を介さずに）嵌合させて、上記係止部３２とこの外輪９の内周面との間でこの永久磁石１７の径方向位置を規制できる為、回転速度検出に関する検出精度の向上を図れる。
【００１８】
一方、上記永久磁石１７は、ゴムの如きエラストマー、或いは合成樹脂の如きプラストマー等の高分子材料中に、鉄、フェライト等の磁性粉を分散させて成る。この様な永久磁石１７は、この磁性粉を含有した上記高分子材料を金型のキャビティ内に送り込む、射出成形により造るが、この射出成形時に、上記芯金１６をこのキャビティ内にセットしておく。又、この芯金１６のうちで上記永久磁石１７と当接する面には、予めプライマ（接着剤）を塗布しておく。従って、この永久磁石１７と上記芯金１６とは、この永久磁石１７の射出成形と同時に接合固定される。この永久磁石１７は、軸方向に着磁すると共に、着磁方向を、円周方向に関して交互に且つ等間隔に異ならせている。従って、被検出面である、上記永久磁石１７の軸方向外側面には、Ｓ極とＮ極とが、交互に、且つ、等間隔に配置されている。これらＳ極とＮ極との数は、ＡＢＳに要求される性能等により設計的に規制するが、最大で、永久磁石１７の全周で５０極ずつ（Ｓ極とＮ極との合計で１００極）程度になる。
【００１９】
尚、上記永久磁石１７の内周縁部は、上記芯金１６の内周縁よりも径方向内方に突出している。従って、上記エンコーダ１２全体としての内周縁は、上記永久磁石１７の内周縁となる。上述した様にこの永久磁石１７は、上記高分子材料の射出成形により造られるので、この永久磁石１７の内径、延ては、上記エンコーダ１２全体としての内径は、高精度に仕上げられる。又、上記永久磁石１７の軸方向外側面は、外径側端部で、中間部乃至内径側部分よりも軸方向内側（上記各転動体１１を設置した空間側で、図１の右側）に凹ませている。従って、上記エンコーダ１２の外側面の外径側端部に環状凹部２０が、全周に亙って存在する。そして、この環状凹部２０の底面に、上記永久磁石１７を射出成形する際のゲートを位置させて、このゲートの存在が、被検出面である、この永久磁石１７の外側面から出入りする磁束の密度に悪影響を及ぼす事を防止している。又、この永久磁石１７の軸方向外側面は、前記外輪９及び内輪１０の端面よりも、軸方向内方に凹んだ位置に存在する。従って、前記エンコーダ付転がり軸受８を前記ハブ６と前記支持軸３との間に組み込む以前の、このエンコーダ付転がり軸受８単体の状態で、上記エンコーダ１２が他の物体とぶつかって損傷する事を防止できる。
【００２０】
更に、上記外輪９の内周面の軸方向外端部には、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった、内周面側大径部２１を形成している。上述の様なエンコーダ１２は、上記芯金１６の外周縁部に形成した前記円筒部１９を上記内周面側大径部２１に、締り嵌めで内嵌する事により、上記外輪９の端部内周面に固定している。この状態で、この外輪９の端部内周面と上記エンコーダ１２の外周縁との間のシール性が確保される。又、このエンコーダ１２の内周縁が、上記内輪１０の端部外周面に、全周に亙り近接対向して、これら内周縁と外周面との間にラビリンスシールを構成する。上述の様に、上記エンコーダ１２の内径は十分高精度に加工でき、又、上記内輪１０の外径も精度良く加工される。従って、上記ラビリンスシールの、径方向に関する幅寸法は十分に小さくできて、このラビリンスシールのシール性能を十分良好にできる。
【００２１】
上述の様に構成する本例のエンコーダ付転がり軸受によれば、例えば自動二輪車の車輪の回転速度を高い信頼性で検出できる。即ち、本例の場合には、エンコーダ１２自体の内周縁を上記内輪１０の外周面に近接対向させて上記ラビリンスシールを構成している。従って、前述の特許文献２に記載された構造の如く、エンコーダとシールリップとを径方向に関して直列に配置した構造とは異なり、径方向に関する上記エンコーダ１２の幅寸法を大きくできる。この為、検出部をこのエンコーダ１２の被検出面である軸方向側面に対向させたセンサの出力信号の変化を大きくできる。即ち、上記エンコーダ１２を構成する前記永久磁石１７の軸方向外側面から出入りする磁束を多くして、上記センサの出力信号が変化する程度を大きくし、上記外輪９を内嵌固定した、前記ハブ６、延てはこのハブ６に結合固定した車輪の回転速度検出の信頼性を確保し易くなる。
【００２２】
しかも本例の場合には、上記外輪９の端部に形成した内周面側大径部２１に上記エンコーダ１２の外周縁部を内嵌している為、このエンコーダ１２の外径を上記外輪９のうちで上記内周面側大径部２１に隣接する部分の内径よりも大きくできる。この為、上記エンコーダ１２の幅寸法をより大きくして、上記センサの出力信号の変化をより大きくでき、回転速度検出の信頼性をより向上させられる。更に、上記エンコーダ１２の軸方向位置は、このエンコーダ１２の軸方向内側面の外径側端部を上記内周面側大径部２１の奥に存在する段部２２に突き合わせる事で、容易且つ確実に（高精度で）規制できる。この為、上記エンコーダ１２が前記保持器１５と干渉する事を確実に防止できる他、このエンコーダ１２の被検出面と上記センサの検出部との間隔を適正に規制して、この面からも、上記回転速度検出に関する信頼性向上を図れる。尚、上記エンコーダ１２がエラストマーにより構成したものであれば、このエンコーダの内周縁を内輪１０の外周面と摺接させても良い。
【００２３】
［実施の形態の第２例］
図２も、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、永久磁石１７ａの外側面内径寄り部分と内周縁とに凹溝２３、２４を、それぞれ全周に亙って形成している。これら両凹溝２３、２４のうち、外側面内径寄り部分の凹溝２３は、エンコーダ１２ａの外側面に付着してこの外側面を内径側に移動する異物を捕集し、この異物がこのエンコーダ１２ａの内周縁に迄達するのを防止する役目を有する。又、内周縁の凹溝２４は、この内周縁と内輪１０の外周面との間のラビリンスシールの絞り回数を多くして、このラビリンスシールのシール性能を向上させる役目を有する。従って本例の構造は、上述した第１例の構造に比べて、転動体１１を設置した空間内への異物進入防止効果が優れている。その他の部分の構造及び作用は、上述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２４】
［実施の形態の第３例］
図３は、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、内輪１０ａの軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった、外周面側小径部２５を設けている。そして、エンコーダ１２ｂの内周縁部をこの外周面側小径部２５に入り込ませて、この内周縁部と上記軸方向内側に隣接する部分とを軸方向に関して互いに重畳させている。又、上記エンコーダ１２ｂの軸方向内側面内径寄り部分と、上記外周面側小径部２５の奥に存在する段部２６とを近接対向させている。この様な本例の場合には、上記エンコーダ１２ｂの幅寸法を、前述した第１例及び上述した第２例のエンコーダ１２、１２ａの幅寸法よりも大きくして、回転速度検出に関する信頼性を、より一層向上させられる。又、上記エンコーダ１２ｂの内周縁部と上記内輪１０ａの表面との間に存在するラビリンスシールの長さを長くして、シール性能の向上を図れる。その他の部分の構造及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２５】
［実施の形態の第４例］
図４も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｃの内周縁の軸方向内半部の内径を軸方向外半部の内径よりも大きくして、この軸方向内半部に段部２７を、全周に亙って形成している。この為、この段部２７と、内輪１０ａの外端部外周面に設けた外周面側小径部２５との間の中間部に、両側部分に比べて容積が大きくなった部分が存在する。この結果、上記エンコーダ１２ｃの内周縁と上記内輪１０ａの外面との間のラビリンスシールの絞り回数を多くして、このラビリンスシールのシール性能を向上させる事ができる。従って本例の構造は、上述した第３例の構造に比べて、転動体１１を設置した空間内への異物進入防止効果が優れている。その他の部分の構造及び作用は、上述した第３例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２６】
［実施の形態の第５例］
図５も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｄの内周縁の軸方向内半部を、軸方向内側面に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい状凹面としている。又、内輪１０ｂの外端部外周面に形成した、外周面側小径部２５の奥端部に存在する段部２６ａを、この内輪１０ｂの中心に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい状凸面としている。そして、上記エンコーダ１２ｄの内周縁の軸方向内半部と上記段部２６ａとを近接対向させている。この様な本例の構造は、上記エンコーダ１２ｄの内周縁部の軸方向位置が多少ずれた場合でも、上記軸方向内半部と上記段部２６ａとがすれにくい（ラビリンスシール部分の隙間厚さを同じとした場合、軸方向位置のずれに対する許容度が大きくなる）。その他の部分の構造及び作用は、前述した第３例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２７】
［実施の形態の第６例］
図６も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｅの永久磁石１７ｂを構成する高分子材料により、芯金１６の内周縁部及び円筒部１９の内周面を覆っている。本例の場合には、この構成により、ラビリンスシールの長さを長くして、シール性の向上を図っている。併せて、上記芯金１６を、特に耐食性を持たない金属板により造った場合でも、この金属板が腐食する事を防止できる様にしている。その他の部分の構造及び作用は、前述した第５例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２８】
［実施の形態の第７例］
図７も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、内輪１０ｃの端部外周面に形成した外周面側小径部２５ａの軸方向内半部に凹溝２８を、全周に亙って形成している。又、エンコーダ１２ｆの内周縁部を二股状に形成し、この内周縁部に凹溝２４ａを、全周に亙って形成している。そして、この内周縁部のうちでこの凹溝２４ａよりも軸方向外側部分を、上記外周面側小径部２５ａの軸方向外半部外周面に近接対向させている。一方、上記内周縁部のうちで上記凹溝２４ａよりも軸方向内側部分の内側面を、上記外周面側小径部２５ａの奥端部に存在する段部２６ｂに近接対向させている。この様な本例の構造によれば、上記エンコーダ１２ｆの内周縁と上記内輪１０ｃの外面との間のラビリンスシールの絞り回数を多くすると共に、絞りの間に存在する空間の容積を大きくして、このラビリンスシールのシール性能を向上させる事ができる。その他の部分の構造及び作用は、前述した第５例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態の第８例］
図８も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｇの外側面の内径寄り部分に、外径側が深く、内径側が浅くなった凹溝２３ａを、全周に亙って形成している。この凹溝２３ａは、上記エンコーダ１２ｇの外側面に付着してこの外側面を内径側に移動する異物を捕集し、この異物がこのエンコーダ１２ｇの内周縁に迄達するのを防止する役目を有する。従って本例の構造は、上述した第７例の構造に比べて、転動体１１を設置した空間内への異物進入防止効果が優れている。その他の部分の構造及び作用は、上述した第７例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明を実施する場合に、エンコーダの被検出面（軸方向外側面）とセンサの検出部とを、他の部材を介する事なく、直接近接対向させる事が好ましい。この理由は、上記センサの検出部での磁気特性の変化を大きくしてこのセンサの出力信号の変化を大きくし、回転速度検出の信頼性向上を図り易い為である。但し、エンコーダの保護を図る為に、例えば図９に示す様に、エンコーダ１２の被検出面を非磁性材製の被覆膜２９により覆う事もできる。又は、この被覆膜２９を省略する代わりに、或いはこの被覆膜２９を設けると共に、内輪１０に支持固定した非磁性材製のカバー３０により、上記被検出面を覆う事もできる。この様な被覆膜２９又はカバー３０を設けた場合、この被検出面とセンサの検出部との間隔が大きくなる事が避けられない。この為、このセンサの出力信号の変化を確保する為には、上記エンコーダ１２の被検出面から出入りする磁束の量を多くする必要がある。この磁束の量を多くする為には、上記エンコーダ１２を、磁性粉を熱可塑性の合成樹脂により固めたプラスチック磁石とする事が考えられる。プラスチック磁石の場合には、ゴム磁石の場合に比べて磁性粉の量を多くできるので、上記磁束の量を多くし易い。尚、上記エンコーダ１２と反対側に設けるシールリング３１は、エンコーダを持たない、一般的なシールリングである。
【００３１】
又、エンコーダとして使用する永久磁石は、ゴム磁石、プラスチック磁石に代えて、フェライト、希土類等の磁性粉と、オーステナイト系ステンレス鋼、錫等の非磁性金属の粉末とを混合して燒結した、燒結磁石を使用する事もできる。この様な燒結磁石製のエンコーダの形状は、図１〜８の何れかのエンコーダの形状（芯金と永久磁石とを合わせた形状）の如くする。この様な燒結磁石製のエンコーダは、外輪の端部に内嵌固定する。燒結磁石製のエンコーダは、靱性は低いが、内嵌固定時には圧縮応力が加わるのみで、亀裂に結び付く引っ張り応力は加わらない。従って、燒結磁石単体でも、必要とする強度を確保できる。この様な燒結磁石製のエンコーダは、図１〜８に示す様な態様でも、或いは図９に示す様な態様でも、何れも使用可能である。即ち、燒結磁石は、硬度が高い為、異物により損傷を受けにくく、図１〜８に示した態様で実施しても、被検出面が損傷を受ける可能性は低い。一方、被検出面から出入りする磁束の量を多くし易い為、上記被検出面の保護をより充実させるべく、図９に示した態様で実施しても、センサの検出部に達する磁束の量を確保し易い。
【符号の説明】
【００３２】
１ ホーク
２ 支持板
３ 支持軸
４ 転がり軸受
５ａ、５ｂ、５ｃ 内輪間座
６ ハブ
７ ホイール
８ エンコーダ付転がり軸受
９ 外輪
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 内輪
１１ 転動体
１２、１２ａ〜１２ｇ エンコーダ
１３ 外輪軌道
１４ 内輪軌道
１５ 保持器
１６ 芯金
１７、１７ａ、１７ｂ 永久磁石
１８ 円輪部
１９ 円筒部
２０ 環状凹部
２１ 内周面側大径部
２２ 段部
２３、２３ａ 凹溝
２４、２４ａ 凹溝
２５、２５ａ 外周面側小径部
２６、２６ａ、２６ｂ 段部
２７ 段部
２８ 凹溝
２９ 被覆膜
３０ カバー
３１ シールリング
３２ 係止部
【技術分野】
【０００１】
この発明に係るエンコーダ付転がり軸受は、例えばオートバイ、スクータ等の自動二輪車の車輪をフレームに対し回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を求める為に使用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の走行状態を安定させる為の装置として、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が広く使用されている。この様なＡＢＳは、従来は四輪自動車を中心に普及しているが、近年、自動二輪車にも採用され始めている。周知の様に、ＡＢＳの制御には、車輪の回転速度を求める必要がある為、車輪を懸架装置に回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込む事が、従来から広く実施されている。但し、四輪自動車用の回転速度検出装置の構造を、そのまま自動二輪車用に適用する事はできない。この主な理由は、次の(1)(2)の２通りである。
(1) 四輪自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットに比べて自動二輪車用の車輪支持用転がり軸受ユニットは相当に小型である。
(2) 四輪自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの多くは内輪回転型であるのに対して、自動二輪車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの多くは外輪回転型である。
【０００３】
図１０は、自動二輪車の車輪支持部の構造の１例として、スクータの如き、比較的小型の自動二輪車の前輪を回転自在に支持する部分の構造を示している。この構造では、懸架装置を構成する左右１対のホーク１、１の下端部に１対の支持板２、２を、互いに平行な状態で固定している。そして、これら両支持板２、２同士の間に、支持軸３の両端部を支持固定している。又、この支持軸３の中間部２個所位置に１対の転がり軸受４、４を設置している。具体的には、これら両転がり軸受４、４を構成する内輪を上記支持軸３に外嵌すると共に、内輪間座５ａ、５ｂ、５ｃにより、これら両内輪の軸方向位置を規制している。又、上記支持軸３の周囲に円筒状のハブ６を、この支持軸３と同心に配置している。そして、上記両転がり軸受４、４を構成する外輪を、上記ハブ６の内周面両端寄り部分に内嵌固定している。更に、上記ハブ６の外周面にホイール７を支持固定している。
【０００４】
一方、自動二輪車にＡＢＳを組み込むべく、車輪の回転速度を求める為の回転速度検出装置として従来から、特許文献１に記載された構造が知られている。この特許文献１に記載された構造は、自動二輪車用の回転速度検出装置ではあるが、内輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブの回転速度を検出する事を意図している。この為に、車輪と共に回転する回転軸の中間部で１対の転がり軸受ユニットの間部分に、外周面を被検出面としたエンコーダを固定している。又、回転しない外輪に支持したセンサの検出部を、このエンコーダの外周面に近接対向させている。この様な構造は、比較的大型の自動二輪車には適用できても、小型の自動二輪車に多い、外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットを使用した構造には適用できない。
【０００５】
これに対して、特許文献２、３には、転がり軸受ユニットの端部開口を塞ぐシールリングの一部にエンコーダを装着し、この転がり軸受ユニットを構成する回転側軌道輪の回転速度を測定可能とする構造が記載されている。上記特許文献２、３のうちの特許文献２には外輪回転型の構造が、特許文献３には内輪回転型の構造が、それぞれ記載されている。但し、これら特許文献２、３に記載されたエンコーダ付車輪支持用転がり軸受ユニットは、何れも四輪自動車の車輪の回転速度を検出する事を意図したものであって、転がり軸受ユニットが比較的大型である。この為、例えば外輪回転型である上記特許文献２に記載された構造を自動二輪車の車輪の回転速度を検出する場合に使用しても、径方向に関するエンコーダの幅寸法の確保が難しく、この回転速度検出に関する信頼性の確保が難しい等の問題を生じる。
【０００６】
特に、上記特許文献２に記載されたエンコーダ付転がり軸受の場合には、エンコーダとシールリップとを、径方向に関して直列に配置している為、外輪の内周面と内輪の外周面との間隔に対する、エンコーダの幅寸法の割合が小さくなる。自動二輪車の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記両周面同士の間隔が元々小さい為、上記割合が小さくなると、上記エンコーダの被検出面である軸方向側面の幅寸法の絶対値が相当に小さくなる。この結果、検出部をこの被検出面に対向させたセンサの出力信号の変化が小さくなり、回転速度検出の信頼性確保の面から不利になる。要するに、上記特許文献２、３に記載された構造は、そのまま自動二輪車の車輪の回転速度を検出する為に使用できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１０５１５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１６６９号公報
【特許文献３】特開２００５−２３３９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、自動二輪車の車輪の回転速度を高い信頼性で検出できるエンコーダ付転がり軸受を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエンコーダ付転がり軸受は、外輪と、内輪と、複数個の転動体と、エンコーダとを備える。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転する。
又、上記内輪は、外周面に内輪軌道を有し、使用時にも回転しない。
又、上記各転動体は、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記エンコーダは、上記外輪と共に回転するもので、上記転動体と反対側の側面である軸方向外側面の磁気特性を、円周方向に関して交互に変化させている。
更に、上記エンコーダの外周縁部を上記外輪の軸方向外端部に、この外輪との間のシール性を確保した状態で支持固定されており、上記エンコーダ自体の内周縁を上記内輪に対し、全周に亙り摺接若しくは近接対向させている。
【００１０】
上述の様な本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記エンコーダとして、芯金と永久磁石とを備えたものを使用する。このうちの芯金は、鋼板、フェライト系或いはマルテンサイト系のステンレス鋼板等の磁性金属板を、全体を円輪状に形成したものとする。そして、上記芯金の外周縁に形成した円筒部を上記外輪の軸方向外端部内周面に、締り嵌めで内嵌固定する。
又、上記永久磁石は、ゴムの如きエラストマー、或いは合成樹脂の如きプラストマー等の高分子材料中に、鉄、フェライト等の磁性粉を分散させて成るもので、軸方向外側面にＳ極とＮ極とを、交互に配置する。この様な永久磁石は、上記芯金の軸方向外側面に添設する。
【００１１】
或いは、本発明を実施する場合に、例えば請求項３に記載した様に、エンコーダを、燒結材料製で円輪状の永久磁石を含んで構成する。そして、この永久磁石の軸方向外側面にＳ極とＮ極とを交互に配置し、且つ、この永久磁石の内周縁を内輪の外周面に、全周に亙り近接対向させる。言い換えれば、この永久磁石の内周縁と内輪の外周面とを摺接させず、これら内周縁と外周面との間にラビリンスシールを設ける。
【００１２】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、外輪の軸方向外端部内周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった内周面側大径部を設ける。そして、エンコーダの外周縁部を、この内周面側大径部に内嵌固定する。
或いは、請求項５に記載した様に、上記内周面側大径部を省略する代わりに、或いはこの内周面側大径部を設けると共に、内輪の軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった外周面側小径部を設ける。そして、エンコーダの内周縁部をこの外周面側小径部に入り込ませて、この内周縁部と上記軸方向内側に隣接する部分とを軸方向に関して互いに重畳させる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明によれば、例えば自動二輪車の車輪の回転速度を高い信頼性で検出できるエンコーダ付転がり軸受を実現できる。即ち、本発明の場合には、エンコーダの外周縁部を外輪の軸方向外端部に支持固定すると共に、このエンコーダ自体の内周縁を内輪に対し、全周に亙り摺接若しくは近接対向させているので、径方向に関する、このエンコーダの幅寸法を確保できる。この為、検出部をこのエンコーダの被検出面である軸方向側面に対向させたセンサの出力信号の変化を大きくできて、回転速度検出の信頼性を確保し易くなる。
例えば、請求項２、３に示した様な、円輪状の永久磁石を含むエンコーダを使用した場合、このエンコーダの被検出面から出入りする磁束を多くして、上記センサの出力信号の変化を大きくできる。
特に、請求項４、５に記載した構造を採用すれば、径方向に関するエンコーダの幅寸法を、外輪の内周面のうちで内周面側大径部に隣接する部分と、内輪の外周面のうちで外周面側小径部に隣接する部分との間隔よりも大きくできる。この為、上記エンコーダの幅寸法をより大きくして、上記センサの出力信号の変化をより大きくでき、回転速度検出の信頼性をより向上させられる。又、請求項４に記載した構造の場合には、上記効果に加えて、エンコーダの軸方向内側面の外径側端部を内周面側大径部の奥に存在する段部に突き合わせる事で、このエンコーダの軸方向位置を容易且つ確実に規制できる、と言った効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】同第２例を示す部分断面図。
【図３】同第３例を示す部分断面図。
【図４】同第４例を示す部分断面図。
【図５】同第５例を示す部分断面図。
【図６】同第６例を示す部分断面図。
【図７】同第７例を示す部分断面図。
【図８】同第８例を示す部分断面図。
【図９】同第９例を示す部分断面図。
【図１０】自動二輪車の車輪の回転支持部の１例を示す断面図。
【図１１】本発明の対象となるエンコーダの別例を示す、図１のＡ部に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のエンコーダ付転がり軸受８は、外輪９と、内輪１０と、複数個の転動体１１と、エンコーダ１２とを備える。このエンコーダ付転がり軸受８の（内輪１０の）内径Ｒは、例えば１２〜２５mm程度、同じく（外輪９の）外径Ｄは３５〜５０mm程度である。そして、使用時には、例えば前述の図１０に示した様に、支持軸３の外周面とハブ６の内周面との間に組み付けて、この支持軸３の周囲にこのハブ６を回転自在に支持する。尚、上記図１０の構造に関して本発明を適用する場合には、この図１０に示した１対の転がり軸受４、４のうちの一方の転がり軸受のみを、上記エンコーダ付転がり軸受８とする。他方の転がり軸受は、エンコーダを備えない、一般的な転がり軸受とする。
【００１６】
上述の様に、例えば上記支持軸３の外周面と上記ハブ６の内周面との間に組み付けられる、上記エンコーダ付転がり軸受８を構成する上記外輪９は、内周面に外輪軌道１３を有する。図示の例では、この外輪軌道１３を、断面円弧形の深溝型としている。この様な外輪９は、使用時には上記ハブ６に内嵌固定された状態で、このハブ６と共に回転する。
又、上記内輪１０は、外周面に内輪軌道１４を有する。図示の例では、この内輪軌道１４に就いても、深溝型としている。この様な内輪１０は、使用時には上記支持軸３に外嵌固定された状態のまま、回転しない。
又、上記各転動体１１は、保持器１５に保持された状態で、上記外輪軌道１３と上記内輪軌道１４との間に転動自在に設けられている。図示の例では、上記各転動体１１として、玉を使用している。
【００１７】
又、上記エンコーダ１２は、それぞれが円輪状である、芯金１６と永久磁石１７とを一体的に結合固定して成る。このうちの芯金１６は、鋼板、フェライト系或いはマルテンサイト系のステンレス鋼板等の磁性金属板製で、円輪部１８の外周縁部を軸方向外側（上記各転動体１１を設置した空間と反対側で、図１の左側）に向け直角に折り曲げる事により円筒部１９を形成し、断面Ｌ字形で全体を円輪状に形成している。
尚、上記エンコーダ１２を構成する芯金１６は、上記図１に示した構造に限らず、外輪９の端部内周面に嵌合する為の円筒部１９と、永久磁石１７を保持する為の円輪部１８とを備えた構造であれば良い。例えば図１１に示す様に、上記エンコーダ１２を構成する芯金１６を、円輪部１８の外周縁部と円筒部１９との間に、断面クランク形の係止部３２を設けた構成とする事もできる。この様な構成を採用した場合には、上記円筒部１９と上記外輪９の端部内周面とを直接（上記永久磁石１７を介さずに）嵌合させて、上記係止部３２とこの外輪９の内周面との間でこの永久磁石１７の径方向位置を規制できる為、回転速度検出に関する検出精度の向上を図れる。
【００１８】
一方、上記永久磁石１７は、ゴムの如きエラストマー、或いは合成樹脂の如きプラストマー等の高分子材料中に、鉄、フェライト等の磁性粉を分散させて成る。この様な永久磁石１７は、この磁性粉を含有した上記高分子材料を金型のキャビティ内に送り込む、射出成形により造るが、この射出成形時に、上記芯金１６をこのキャビティ内にセットしておく。又、この芯金１６のうちで上記永久磁石１７と当接する面には、予めプライマ（接着剤）を塗布しておく。従って、この永久磁石１７と上記芯金１６とは、この永久磁石１７の射出成形と同時に接合固定される。この永久磁石１７は、軸方向に着磁すると共に、着磁方向を、円周方向に関して交互に且つ等間隔に異ならせている。従って、被検出面である、上記永久磁石１７の軸方向外側面には、Ｓ極とＮ極とが、交互に、且つ、等間隔に配置されている。これらＳ極とＮ極との数は、ＡＢＳに要求される性能等により設計的に規制するが、最大で、永久磁石１７の全周で５０極ずつ（Ｓ極とＮ極との合計で１００極）程度になる。
【００１９】
尚、上記永久磁石１７の内周縁部は、上記芯金１６の内周縁よりも径方向内方に突出している。従って、上記エンコーダ１２全体としての内周縁は、上記永久磁石１７の内周縁となる。上述した様にこの永久磁石１７は、上記高分子材料の射出成形により造られるので、この永久磁石１７の内径、延ては、上記エンコーダ１２全体としての内径は、高精度に仕上げられる。又、上記永久磁石１７の軸方向外側面は、外径側端部で、中間部乃至内径側部分よりも軸方向内側（上記各転動体１１を設置した空間側で、図１の右側）に凹ませている。従って、上記エンコーダ１２の外側面の外径側端部に環状凹部２０が、全周に亙って存在する。そして、この環状凹部２０の底面に、上記永久磁石１７を射出成形する際のゲートを位置させて、このゲートの存在が、被検出面である、この永久磁石１７の外側面から出入りする磁束の密度に悪影響を及ぼす事を防止している。又、この永久磁石１７の軸方向外側面は、前記外輪９及び内輪１０の端面よりも、軸方向内方に凹んだ位置に存在する。従って、前記エンコーダ付転がり軸受８を前記ハブ６と前記支持軸３との間に組み込む以前の、このエンコーダ付転がり軸受８単体の状態で、上記エンコーダ１２が他の物体とぶつかって損傷する事を防止できる。
【００２０】
更に、上記外輪９の内周面の軸方向外端部には、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった、内周面側大径部２１を形成している。上述の様なエンコーダ１２は、上記芯金１６の外周縁部に形成した前記円筒部１９を上記内周面側大径部２１に、締り嵌めで内嵌する事により、上記外輪９の端部内周面に固定している。この状態で、この外輪９の端部内周面と上記エンコーダ１２の外周縁との間のシール性が確保される。又、このエンコーダ１２の内周縁が、上記内輪１０の端部外周面に、全周に亙り近接対向して、これら内周縁と外周面との間にラビリンスシールを構成する。上述の様に、上記エンコーダ１２の内径は十分高精度に加工でき、又、上記内輪１０の外径も精度良く加工される。従って、上記ラビリンスシールの、径方向に関する幅寸法は十分に小さくできて、このラビリンスシールのシール性能を十分良好にできる。
【００２１】
上述の様に構成する本例のエンコーダ付転がり軸受によれば、例えば自動二輪車の車輪の回転速度を高い信頼性で検出できる。即ち、本例の場合には、エンコーダ１２自体の内周縁を上記内輪１０の外周面に近接対向させて上記ラビリンスシールを構成している。従って、前述の特許文献２に記載された構造の如く、エンコーダとシールリップとを径方向に関して直列に配置した構造とは異なり、径方向に関する上記エンコーダ１２の幅寸法を大きくできる。この為、検出部をこのエンコーダ１２の被検出面である軸方向側面に対向させたセンサの出力信号の変化を大きくできる。即ち、上記エンコーダ１２を構成する前記永久磁石１７の軸方向外側面から出入りする磁束を多くして、上記センサの出力信号が変化する程度を大きくし、上記外輪９を内嵌固定した、前記ハブ６、延てはこのハブ６に結合固定した車輪の回転速度検出の信頼性を確保し易くなる。
【００２２】
しかも本例の場合には、上記外輪９の端部に形成した内周面側大径部２１に上記エンコーダ１２の外周縁部を内嵌している為、このエンコーダ１２の外径を上記外輪９のうちで上記内周面側大径部２１に隣接する部分の内径よりも大きくできる。この為、上記エンコーダ１２の幅寸法をより大きくして、上記センサの出力信号の変化をより大きくでき、回転速度検出の信頼性をより向上させられる。更に、上記エンコーダ１２の軸方向位置は、このエンコーダ１２の軸方向内側面の外径側端部を上記内周面側大径部２１の奥に存在する段部２２に突き合わせる事で、容易且つ確実に（高精度で）規制できる。この為、上記エンコーダ１２が前記保持器１５と干渉する事を確実に防止できる他、このエンコーダ１２の被検出面と上記センサの検出部との間隔を適正に規制して、この面からも、上記回転速度検出に関する信頼性向上を図れる。尚、上記エンコーダ１２がエラストマーにより構成したものであれば、このエンコーダの内周縁を内輪１０の外周面と摺接させても良い。
【００２３】
［実施の形態の第２例］
図２も、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、永久磁石１７ａの外側面内径寄り部分と内周縁とに凹溝２３、２４を、それぞれ全周に亙って形成している。これら両凹溝２３、２４のうち、外側面内径寄り部分の凹溝２３は、エンコーダ１２ａの外側面に付着してこの外側面を内径側に移動する異物を捕集し、この異物がこのエンコーダ１２ａの内周縁に迄達するのを防止する役目を有する。又、内周縁の凹溝２４は、この内周縁と内輪１０の外周面との間のラビリンスシールの絞り回数を多くして、このラビリンスシールのシール性能を向上させる役目を有する。従って本例の構造は、上述した第１例の構造に比べて、転動体１１を設置した空間内への異物進入防止効果が優れている。その他の部分の構造及び作用は、上述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２４】
［実施の形態の第３例］
図３は、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、内輪１０ａの軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった、外周面側小径部２５を設けている。そして、エンコーダ１２ｂの内周縁部をこの外周面側小径部２５に入り込ませて、この内周縁部と上記軸方向内側に隣接する部分とを軸方向に関して互いに重畳させている。又、上記エンコーダ１２ｂの軸方向内側面内径寄り部分と、上記外周面側小径部２５の奥に存在する段部２６とを近接対向させている。この様な本例の場合には、上記エンコーダ１２ｂの幅寸法を、前述した第１例及び上述した第２例のエンコーダ１２、１２ａの幅寸法よりも大きくして、回転速度検出に関する信頼性を、より一層向上させられる。又、上記エンコーダ１２ｂの内周縁部と上記内輪１０ａの表面との間に存在するラビリンスシールの長さを長くして、シール性能の向上を図れる。その他の部分の構造及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２５】
［実施の形態の第４例］
図４も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｃの内周縁の軸方向内半部の内径を軸方向外半部の内径よりも大きくして、この軸方向内半部に段部２７を、全周に亙って形成している。この為、この段部２７と、内輪１０ａの外端部外周面に設けた外周面側小径部２５との間の中間部に、両側部分に比べて容積が大きくなった部分が存在する。この結果、上記エンコーダ１２ｃの内周縁と上記内輪１０ａの外面との間のラビリンスシールの絞り回数を多くして、このラビリンスシールのシール性能を向上させる事ができる。従って本例の構造は、上述した第３例の構造に比べて、転動体１１を設置した空間内への異物進入防止効果が優れている。その他の部分の構造及び作用は、上述した第３例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２６】
［実施の形態の第５例］
図５も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｄの内周縁の軸方向内半部を、軸方向内側面に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい状凹面としている。又、内輪１０ｂの外端部外周面に形成した、外周面側小径部２５の奥端部に存在する段部２６ａを、この内輪１０ｂの中心に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい状凸面としている。そして、上記エンコーダ１２ｄの内周縁の軸方向内半部と上記段部２６ａとを近接対向させている。この様な本例の構造は、上記エンコーダ１２ｄの内周縁部の軸方向位置が多少ずれた場合でも、上記軸方向内半部と上記段部２６ａとがすれにくい（ラビリンスシール部分の隙間厚さを同じとした場合、軸方向位置のずれに対する許容度が大きくなる）。その他の部分の構造及び作用は、前述した第３例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２７】
［実施の形態の第６例］
図６も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｅの永久磁石１７ｂを構成する高分子材料により、芯金１６の内周縁部及び円筒部１９の内周面を覆っている。本例の場合には、この構成により、ラビリンスシールの長さを長くして、シール性の向上を図っている。併せて、上記芯金１６を、特に耐食性を持たない金属板により造った場合でも、この金属板が腐食する事を防止できる様にしている。その他の部分の構造及び作用は、前述した第５例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２８】
［実施の形態の第７例］
図７も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、内輪１０ｃの端部外周面に形成した外周面側小径部２５ａの軸方向内半部に凹溝２８を、全周に亙って形成している。又、エンコーダ１２ｆの内周縁部を二股状に形成し、この内周縁部に凹溝２４ａを、全周に亙って形成している。そして、この内周縁部のうちでこの凹溝２４ａよりも軸方向外側部分を、上記外周面側小径部２５ａの軸方向外半部外周面に近接対向させている。一方、上記内周縁部のうちで上記凹溝２４ａよりも軸方向内側部分の内側面を、上記外周面側小径部２５ａの奥端部に存在する段部２６ｂに近接対向させている。この様な本例の構造によれば、上記エンコーダ１２ｆの内周縁と上記内輪１０ｃの外面との間のラビリンスシールの絞り回数を多くすると共に、絞りの間に存在する空間の容積を大きくして、このラビリンスシールのシール性能を向上させる事ができる。その他の部分の構造及び作用は、前述した第５例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態の第８例］
図８も、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の場合には、エンコーダ１２ｇの外側面の内径寄り部分に、外径側が深く、内径側が浅くなった凹溝２３ａを、全周に亙って形成している。この凹溝２３ａは、上記エンコーダ１２ｇの外側面に付着してこの外側面を内径側に移動する異物を捕集し、この異物がこのエンコーダ１２ｇの内周縁に迄達するのを防止する役目を有する。従って本例の構造は、上述した第７例の構造に比べて、転動体１１を設置した空間内への異物進入防止効果が優れている。その他の部分の構造及び作用は、上述した第７例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明を実施する場合に、エンコーダの被検出面（軸方向外側面）とセンサの検出部とを、他の部材を介する事なく、直接近接対向させる事が好ましい。この理由は、上記センサの検出部での磁気特性の変化を大きくしてこのセンサの出力信号の変化を大きくし、回転速度検出の信頼性向上を図り易い為である。但し、エンコーダの保護を図る為に、例えば図９に示す様に、エンコーダ１２の被検出面を非磁性材製の被覆膜２９により覆う事もできる。又は、この被覆膜２９を省略する代わりに、或いはこの被覆膜２９を設けると共に、内輪１０に支持固定した非磁性材製のカバー３０により、上記被検出面を覆う事もできる。この様な被覆膜２９又はカバー３０を設けた場合、この被検出面とセンサの検出部との間隔が大きくなる事が避けられない。この為、このセンサの出力信号の変化を確保する為には、上記エンコーダ１２の被検出面から出入りする磁束の量を多くする必要がある。この磁束の量を多くする為には、上記エンコーダ１２を、磁性粉を熱可塑性の合成樹脂により固めたプラスチック磁石とする事が考えられる。プラスチック磁石の場合には、ゴム磁石の場合に比べて磁性粉の量を多くできるので、上記磁束の量を多くし易い。尚、上記エンコーダ１２と反対側に設けるシールリング３１は、エンコーダを持たない、一般的なシールリングである。
【００３１】
又、エンコーダとして使用する永久磁石は、ゴム磁石、プラスチック磁石に代えて、フェライト、希土類等の磁性粉と、オーステナイト系ステンレス鋼、錫等の非磁性金属の粉末とを混合して燒結した、燒結磁石を使用する事もできる。この様な燒結磁石製のエンコーダの形状は、図１〜８の何れかのエンコーダの形状（芯金と永久磁石とを合わせた形状）の如くする。この様な燒結磁石製のエンコーダは、外輪の端部に内嵌固定する。燒結磁石製のエンコーダは、靱性は低いが、内嵌固定時には圧縮応力が加わるのみで、亀裂に結び付く引っ張り応力は加わらない。従って、燒結磁石単体でも、必要とする強度を確保できる。この様な燒結磁石製のエンコーダは、図１〜８に示す様な態様でも、或いは図９に示す様な態様でも、何れも使用可能である。即ち、燒結磁石は、硬度が高い為、異物により損傷を受けにくく、図１〜８に示した態様で実施しても、被検出面が損傷を受ける可能性は低い。一方、被検出面から出入りする磁束の量を多くし易い為、上記被検出面の保護をより充実させるべく、図９に示した態様で実施しても、センサの検出部に達する磁束の量を確保し易い。
【符号の説明】
【００３２】
１ ホーク
２ 支持板
３ 支持軸
４ 転がり軸受
５ａ、５ｂ、５ｃ 内輪間座
６ ハブ
７ ホイール
８ エンコーダ付転がり軸受
９ 外輪
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 内輪
１１ 転動体
１２、１２ａ〜１２ｇ エンコーダ
１３ 外輪軌道
１４ 内輪軌道
１５ 保持器
１６ 芯金
１７、１７ａ、１７ｂ 永久磁石
１８ 円輪部
１９ 円筒部
２０ 環状凹部
２１ 内周面側大径部
２２ 段部
２３、２３ａ 凹溝
２４、２４ａ 凹溝
２５、２５ａ 外周面側小径部
２６、２６ａ、２６ｂ 段部
２７ 段部
２８ 凹溝
２９ 被覆膜
３０ カバー
３１ シールリング
３２ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有し使用時に回転する外輪と、外周面に内輪軌道を有し使用時にも回転しない内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪と共に回転する、軸方向外側面の磁気特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダとを備え、このエンコーダの外周縁部は上記外輪の軸方向外端部に、この外輪との間のシール性を確保した状態で支持固定されており、上記エンコーダ自体の内周縁が上記内輪に対し、全周に亙り摺接若しくは近接対向しているエンコーダ付転がり軸受。
【請求項２】
エンコーダは、磁性金属板により全体を円輪状に造られた芯金と、この芯金の軸方向外側面に添設された、高分子材料中に磁性粉を分散させて成る永久磁石とを備え、上記芯金の外周縁に形成された円筒部が外輪の軸方向外端部内周面に、締り嵌めで内嵌固定されており、上記永久磁石の軸方向外側面にＳ極とＮ極とが、交互に配置されている、請求項１に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項３】
エンコーダが、燒結材料製で円輪状の永久磁石を含んで構成されており、この永久磁石の軸方向外側面にＳ極とＮ極とが、交互に配置されており、且つ、この永久磁石の内周縁が内輪の外周面に、全周に亙り近接対向している、請求項１に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項４】
外輪の軸方向外端部内周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった内周面側大径部が設けられており、エンコーダの外周縁部がこの内周面側大径部に内嵌固定されている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項５】
内輪の軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった外周面側小径部が設けられており、エンコーダの内周縁部がこの外周面側小径部に入り込んで、この内周縁部と上記軸方向内側に隣接する部分とが軸方向に関して互いに重畳している、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有し使用時に回転する外輪と、外周面に内輪軌道を有し使用時にも回転しない内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪と共に回転する、軸方向外側面の磁気特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダとを備え、このエンコーダの外周縁部は上記外輪の軸方向外端部に、この外輪との間のシール性を確保した状態で支持固定されており、上記エンコーダ自体の内周縁が上記内輪に対し、全周に亙り摺接若しくは近接対向しているエンコーダ付転がり軸受。
【請求項２】
エンコーダは、磁性金属板により全体を円輪状に造られた芯金と、この芯金の軸方向外側面に添設された、高分子材料中に磁性粉を分散させて成る永久磁石とを備え、上記芯金の外周縁に形成された円筒部が外輪の軸方向外端部内周面に、締り嵌めで内嵌固定されており、上記永久磁石の軸方向外側面にＳ極とＮ極とが、交互に配置されている、請求項１に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項３】
エンコーダが、燒結材料製で円輪状の永久磁石を含んで構成されており、この永久磁石の軸方向外側面にＳ極とＮ極とが、交互に配置されており、且つ、この永久磁石の内周縁が内輪の外周面に、全周に亙り近接対向している、請求項１に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項４】
外輪の軸方向外端部内周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも内径が大きくなった内周面側大径部が設けられており、エンコーダの外周縁部がこの内周面側大径部に内嵌固定されている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【請求項５】
内輪の軸方向外端部外周面に、軸方向内側に隣接する部分よりも外径が小さくなった外周面側小径部が設けられており、エンコーダの内周縁部がこの外周面側小径部に入り込んで、この内周縁部と上記軸方向内側に隣接する部分とが軸方向に関して互いに重畳している、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３７１８８（Ｐ２０１２−１３７１８８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８３８８３（Ｐ２０１２−８３８８３）
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【分割の表示】特願２００６−７８８３７（Ｐ２００６−７８８３７）の分割
【原出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【分割の表示】特願２００６−７８８３７（Ｐ２００６−７８８３７）の分割
【原出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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