JP3009869U - 情報センサー組立体をもつころがり軸受のためのエンコーダ要素及びこれを有する軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化ができ精度のより情報センサー組立体
をもつころがり軸受のためのエンコーダ要素及びこれを
有する軸受を提供することを目的とする。 【構成】 情報センサー組立体をもつころがり軸受のた
めのエンコーダ要素であって、エンコーダ要素が軸受の
回転輪（１，１８）と一体になっていて軸受の回転速度
を検出するために情報センサー組立体のセンサー（７）
と協働するものにおいて、軸受の回転輪に取り付けられ
るための筒状支持面（１３ａ）及び周方向に均等に設け
られた複数の窓（１３ｃ）もしくはスロットが形成され
たディスク状のラジアル部（１３ｂ）を備えた強磁性体
から成る金属環（１３）と、上記窓もしくはスロットに
貫入し周方向に均一に分布する複数の歯状部（１４ｂ）
をもつ軸方向に磁化された二極リング（１４）とを有す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はころがり軸受のための情報センサー組立体及びこれを有する軸受の分 野に関するものである。さらに詳しくは、軸受の回転速度の検出の目的で、ホー ル効果や磁気抵抗プローブ等の能動型のセンサーと協働するエンコーダ要素に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

軸受のための 情報センサーは、近年、車輪のアンチロックブレーキシステム （ＡＢＳ）をもった車輌の軸受の回転速度を検出するために用いられている。情 報センサー組立体は、軸受の回転輪と一体となっているエンコーダ要素と、軸受 の非回転輪に対し静止せるセンサーとを有している。エンコーダ要素とセンサー は互いに軸方向あるいは半径方向で若干の空隙をもって対向している。エンコー ダ要素は回転輪により磁界に変動を生じる。センサーは磁界におけるこの変動を 検出し、これを軸受の回転速度を表わす周波数の電気信号へ変換する。センサー からの信号は電線を経て車輌の制御のプロセスユニットに伝達される。

【０００３】 フランス国特許出願第２，５９９，７９４号は、軸受のための情報センサー組 立体を開示している。この組立体では、エンコーダ要素は軸受の回転輪と一体化 された多極リングの形をなしていて、回転中にホール効果のプローブの形式の能 動センサーの前を通過する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、特に、多極リングが多くの交互磁極をもっているときには、上 記従来のエンコーダ要素にあっては、多極リングの製造は磁化の精度の点におい て比較的高度な技術を要する。多極リングの磁化の精度は、できるだけ寸法の面 と多極リングの磁極の磁気特性の面において小型化を要求するような良好な検知 信号を確保するためには、きわめて大切である。

【０００５】 本考案の目的は、寸法の点でも磁気特性からも小型化できる磁化領域をもつエ ンコーダ要素を提案する上記従来のものがかかえている問題を解決する点にある 。

【０００６】 本考案の他の目的は、磁化が簡単化されるような複合エンコーダ要素を得るこ とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】

本考案によると、情報センサーをもつ軸受のためのエンコーダ要素は、強磁性 体の金属環と、該金属環と一体となった軸方向に磁化された二極リングとを有し ている。

【０００８】 強磁性の金属環は、軸受の回転輪に組み込まれるための筒状支持面と、周方向 に均一に分布された同一の寸法の複数の窓もしくはスロットが形成された平らな ディスク状のラジアル部とを有している。

【０００９】 軸方向に磁化された二極リングはしっかりとしたベース部と該ベース部に均一 に分布された軸方向に突出せる歯状部とを有している。歯状部の自由端は同一磁 極を有し、これらは好ましくはＳ極となっている。上記ベース部はその自由表面 側でＮ極を有する。二極リングは強磁性の金属環のラジアル部と一体となってい て、二極リングの歯状部は金属環の窓もしくはスロットに軸方向に貫入している 。

【００１０】 情報センサー組立体のセンサーは、軸受の非回転輪に対して静止しているよう に組まれており、二極リングの歯状部が嵌め込まれた窓あるいはスロットを有す る強磁性のラジアル部に対向している。かくして、軸受の回転輪が回転すると、 エンコーダ要素はセンサーの前を通過し、二極リングの歯状部の磁化された自由 端と、各窓部間を仕切る金属環の強磁性の半径方向ストリップとが交互に上記セ ンサーの前を通過する。かくして、もたらされる磁界の変化はセンサーにより検 出されて電気信号に変換され、そのパルスの周波数はエンコーダ要素の回転速度 を示す。

【００１１】 かかるエンコーダ要素の構造により、磁極をもつ金属環への窓あるいはスロッ トは、例えば、強磁性の鋼板を打抜き加工することにより簡単に得られる。又、 同じ磁極をもつ歯状部を備えた二極リングを得るための軸方向磁化も簡単に行な える。金属環に窓を形成する際の機械的精度は、磁化された歯状部の各極の寸法 精度をも向上させる。この精度とは、各窓が同一寸法に作られ均一周方向に分布 していることである。

【００１２】 同様に、金属環の強磁性体は磁界のための磁気回路を形成し、金属環の各窓を 仕切る半径方向のストリップにおける磁力線の領域を狭くする。換言すれば、磁 力線はこの強磁性のストリップからセンサーの方に向けては逃げない。二極リン グのその部分的における軸方向の磁化は各窓における磁界の強さを確実に同じに する。磁化された歯状部と金属環の強磁性のストリップに関し磁界のレベルの差 がこのように強調され、そしてこれらの隣接領域内で明瞭な開路が形成されるの で、検出の精度と性能は向上する。

【００１３】

【実施例】

以下、添付図面にもとづき、本考案の実施例を説明する。

【００１４】 図１は車輌の車輪のためのころがり軸受を示している。該軸受は回転せる外輪 １、分割形成された二つの非回転の内輪２、そして上記回転せる外輪１と非回転 の内輪２の間にあって転動し環状の保持器４によって周方向に間隔をもって配さ れた二列のボール３を有している。回転せる外輪１は、実質的に円筒状をなす転 動部１ａ、ラジアルカラー１ｂ、そしてラジアルカラー１ｂに関し転動部１ａと 反対側にある筒状支持面１ｃとを有している。図示しない車輪は、ラジアルカラ ー１ｂに形成されたタップ孔１ｄを通る図示しないボルトによって筒状支持面１ ｃに取り付けられる。

【００１５】 図２に見られるように、センサー組立体５は、取付けのための筒状支持面９ａ を有する鋼板製の環状の金属サポート９を備えていて、上記筒状支持面９ａが非 回転の内輪２の一方の端部に軸方向に押し込まれている。センサー７は集積回路 １０に接続されており、該集積回路１０は電線１１によって電気コネクタ１２に 接続されている。エンコーダ要素８は、回転せる外輪の一端へ軸方向に押し込ま れていて、例えばホール効果プローブであるセンサー７における磁界に擾乱を生 ずるように外輪の回転により駆動される。

【００１６】 図１及び図２に図示される実施例によるエンコーダ要素８の構造は図３及び図 ４に拡大して示されている。エンコーダ要素８は主として金属環１３と二極リン グ１４により構成されている。好ましくは、エンコーダ要素８はシール１５をも 有している。金属環１３は強磁性体により板材を環状に曲げた形態に作られてい る。金属環１３は軸受の回転せる外輪１に軸方向に押し込まれる筒状支持面１３ ａと、実質的に矩形をなす複数の窓１３ｃが形成された平坦なディスクの形のラ ジアル部１３ｂとを有し、該複数の窓１３ｃは同一幅の複数のラジアルストリッ プ１３ｄによって互いに同一幅に形成されている。

【００１７】 金属環１３のラジアル部１３ｂの内縁は若干曲げられていて、シール１５の一 体モールドのための係止部として機能している。シール１５は、センサー支持体 ６（図２参照）の金属サポート９の上に摺接する内側シール部１５ａと、軸受（ 図２参照）の回転外輪１の端部と協働する静止した外側シール部１５ｂと、上記 内側シール部１５ａと外側シール部１５ｂとを連結するラジアルウェブ部１５ｃ と、そして周溝１５ｅをもつ軸方向支持面の形態をなす支持部１５ｄとを有して いる。

【００１８】 二極リング１４は磁化後の永久磁石を含有するものならばいかなる材料からで も作ることができる。燒結金属、フェライトが充填されたエラストマー、フェラ イト（プラストフェライト）が充填されたプラスチック等が例として挙げられる 。二極リング１４は、軸受の内方に指向するベース部１４ａと、センサー７の方 に向く複数の歯状部１４ｂとを有している。二極リング１４と金属環１３との間 の組立ては、上記歯状部１４ｂを窓１３ｃに貫入させることによりなされる。該 歯状部１４ｂは上記窓１３ｃに嵌着されるに適した寸法となっている。二極リン グ１４は、上記歯状部１４ｂでＳ極に、そしてベース部１４ａ側でＮ極にそれぞ れ軸方向に磁化されている。

【００１９】 図１から図４に示される例では、二極リング１４は金属環１３とは別体に作ら れている。二極リング１４の内縁には、該二極リング１４が金属環１３に組み込 まれるときにシール１５の周溝１５ｅにスナップ結合されるように環状のビード １４ｃもしくはラグが設けられている。金属環１３に二極リング１４を取り付け る他の適宜な手段、例えば、接着、結合のための金属部材の取付け等も適用可能 であることは言うまでもない。

【００２０】 金属環１３の上にモールド成形されたシールによると、二極リング１４は外部 の異物から効果的に保護される。

【００２１】 図５はエンコーダ要素８の実施例を示している。前出の実施例とは異なり、二 極リング１４が金属環１３に組み込まれた後にシール１５がモールドされており 、該シール１５は完全に二極リング１４を覆っていると共に二極リング１４を金 属環１３に固定しておくことに役立っている。この点の差異を除くと、図４と図 ５の実施例は実質的に同じである。

【００２２】 フェライトが充填されたプラスチックあるいはフェライトが充填されたエラス トマーが二極リング１４を作る際に用いられる場合には、金属環１３の上に直接 二極リング１４をモールドすることができ、歯状部１４ｂは窓１３ｃ内に埋設さ れあるいは窓部から軸方向に若干突出するようになる（図６（ａ），（ｂ）、図 ７（ａ），（ｂ）参照）。この場合、二極リング１４の軸方向の磁化は金属環１ ３へのモールド成形の後になされる。シール１５は、その後、内側シール部１５ ａにて縮径される。二極リング１４と金属環１３とが軸方向に一体化するために は、窓１３ｃにモールドされた歯状部１４ｂが金属環１３の窓に引っ掛かるよう な係止部１４ｄを形成するのがよい。

【００２３】 図６（ａ），（ｂ）に示された実施例は、金属環１３のラジアル部に対して軸 方向に突出せる歯状部１４ｂを有しており、該歯状部１４ｂの自由端の上方そし て下方の縁はラジアル方向に延びて引っ掛かりのための係止部１４ｄを形成して いる。図７（ａ），（ｂ）の例では、歯状部１４ｂは金属環１３のラジアル部に 対して突出していないが、歯状部１４ｂの自由端の上方及び下方の延長部のみが 金属環１３の窓１３ｃから軸方向そして半径方向に突出し、取付けのため係止部 １４ｄを形成している。

【００２４】 図８は図１から図４に図示された例との比較においてエンコーダ要素の変形例 を示している。この実施例では、摺接するシール１６は、軸受の回転せる外輪１ の端部の延長方向に設けられたセンサー支持体６の一部をなす環状の金属転向部 材１７と接触している。かかる形態では、シール１６によってセンサー組立体５ を外部の環境から保護する。

【００２５】 図９には、内輪１８が回転し外輪１９が非回転の軸受のためのエンコーダ要素 の他の例が示されている。金属環１３は取付けのための筒状の支持面１３ａとシ ールを備えていないラジアル部１３ｂとを有している。シール２０は軸受の非回 転外輪１９に取り付けられたフランジ２１の内リムにモールドされている。該シ ール２０は金属環１３と摺接する。二極リング１４は金属環１３に直接モールド されていて、図７の例と類似している。

【００２６】 図１０（ａ），（ｂ）は本考案による図９に示された形式のエンコーダ要素に より生ずる磁力線の様子を示すものである。前出の他の実施例の場合にも全く同 様となる。

【００２７】 図９も参照すると、符号１９，３，１８で示される磁気回路は軸受の非回転の 外輪１９、転動するボール３そして回転せる内輪１８により形成される。シール のための金属の支持部材をなすフランジ２１は、強磁性の金属環１３と同様に良 導磁性体をなしている。

【００２８】 センサー７が窓１３ｃの反対側、すなわち二極リング１４の歯状部１４ｂの反 対側にあると、センサー７を通る半径面で示される磁力線は図１０のごとくとな る。磁界の強さはその最大値がセンサー７によって検知される。

【００２９】 図１０（ｂ）に示される例では、強磁性の金属環１３の一連の窓１３ｃの隣接 せる二つを仕切る半径方向のストリップ１３ｄに対向している。強磁性の該スト リップ１３ｄの良導磁性のために、磁力線は外側に逃げずに上記強磁性のストリ ップ１３ｄの方に導かれる。その結果、センサー７は磁界の存在を検知しない。

【００３０】 二極リング１４と金属環１３から成るエンコーダ要素８を回転させると、エン コーダ要素８に軸方向で対向して位置するセンサー７で磁界に大きな変化が生ず る。その結果、センサー７は、窓１３ｃを通る極性をもった歯状部１４ｂにより 生ずる磁界と、金属環の半径方向のストリップ１３ｄにおける磁界の存在しない 空間とに交互に置かれる。それゆえに、センサー７は、パルス周波数がエンコー ダ要素８の回転速度に比例する電気信号を生ずるようになる。

【００３１】 二極リング１４の軸方向磁化は、二極リング１４の軸方向の簡単な二極磁化が 各歯状部１ｂにすべて十分に磁化できるので、特に簡単であり、歯状部１４ｂは 二極リングの周方向に沿った磁界の値の拡がりを確実に狭くすることができる。 本考案によるエンコーダ要素８の構造は、次のような他の利点もある。

【００３２】 窓１３ｃでの磁力線が存在する領域と、金属環１３の窓を区分する半径方向 のストリップ１３ｄにおける磁力線が存在する領域との間で非常に明瞭な開路が できる。

【００３３】 各窓の同一幅寸法と、これらの窓を区分する各ストリップ１３ｄの同一の幅 寸法により金属環１３の各窓１３ｃにおける同一の寸法及び磁気特性が得られ、 そのために、安定した信頼性の高い信号を得る。

【００３４】 さらに、二極リング１４は軸方向において強磁性の金属環１３に収められる ので上記金属環を作るために用いられる金属板はエンコーダ要素８の全体におけ る軸方向寸法を増加しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にもとづく情報センサー組立体をもつこ
ろがり軸受の軸方向での断面図である。

【図２】図１の情報センサー組立体を詳細に示す図であ
る。

【図３】図２のエンコーダ要素を分解して示す斜視図で
ある。

【図４】本考案のエンコーダ要素の他の例を示す図であ
る。

【図５】本考案のエンコーダ要素のさらに他の例を示す
図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は本考案のエンコーダ要素のさ
らに他の例を示す図である。

【図７】（ａ），（ｂ）は本考案のエンコーダ要素のさ
らに他の例を示す図である。

【図８】軸受に組み込まれたエンコーダ要素の変形例を
示す図である。

【図９】軸受に組み込まれたエンコーダ要素のさらなる
変形例を示す図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）は本考案のエンコーダ要素に
おける磁力線の様子を示す図である。

【符号の説明】

１ 回転輪 ７ センサー ８ エンコーダ要素 １３ 金属環 １３ｂ ラジアル部 １３ｃ 窓 １４ 二極リング １４ｂ 歯状部 １４ｃ ビード １５ シール １５ｂ シール １５ｅ 周溝 １８ 回転輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 パスカル ローテ フランス共和国、37540 サーン シル スア ロイヤ、 ル ドゥ プレジデント ケネディ ９ (72)考案者 クリストファー オーデアール フランス共和国、37000 トゥール、 ル ジョルジュ ブラセン 14

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報センサー組立体をもつころがり軸受
   のためのエンコーダ要素であって、エンコーダ要素が軸
   受の回転輪（１，１８）と一体になっていて軸受の回転
   速度を検出するために情報センサー組立体のセンサー
   （７）と協働するものにおいて、軸受の回転輪に取り付
   けられるための筒状支持面（１３ａ）及び周方向に均等
   に設けられた複数の窓（１３ｃ）もしくはスロットが形
   成されたディスク状のラジアル部（１３ｂ）を備えた強
   磁性体から成る金属環（１３）と、上記窓もしくはスロ
   ットに貫入し周方向に均一に分布する複数の歯状部（１
   ４ｂ）をもつ軸方向に磁化された二極リング（１４）と
   を有することを特徴とする情報センサー組立体をもつこ
   ろがり軸受のためのエンコーダ要素。
2. 【請求項２】 二極リング（１４）と強磁性の金属環
   （１３）のラジアル部（１３ｂ）にモールド成形された
   シール（１５ｂ）を有することとする請求項１に記載の
   情報センサー組立体をもつころがり軸受のためのエンコ
   ーダ要素。
3. 【請求項３】 強磁性の金属環（１３）のラジアル部
   （１３ｂ）にモールド成形され二極リング（１４）に対
   してのスナップ結合による組込のために環状の周縁（１
   ５ｅ）が形成されているシール（１５）を有し、該二極
   リング（１４）の内側リムが上記シールの周縁で係止す
   る環状のビード（１４ｃ）もしくはラグを有しているこ
   ととする請求項１に記載の情報センサー組立体をもつこ
   ろがり軸受のためのエンコーダ要素。
4. 【請求項４】 二極リング（１４）が強磁性の金属環
   （１３）に接着されていることとする請求項１ないし請
   求項３のうちの一つに記載の情報センサー組立体をもつ
   ころがり軸受のためのエンコーダ要素。
5. 【請求項５】 二極リング（１４）が強磁性の金属環
   （１３）に直接モールドされ、二極リングと軸方向で一
   体化するために歯状部の自由端が半径方向に突出してい
   ることとする請求項１に記載の情報センサー組立体をも
   つころがり軸受のためのエンコーダ要素。
6. 【請求項６】 各窓（１３ｃ）が矩形で同一寸法である
   こととする請求項１にないし請求項５のうちの一つに記
   載の情報センサー組立体をもつころがり軸受のためのエ
   ンコーダ要素。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のうちの一つに
   記載のエンコーダ要素（８）を備えた回転せる外輪
   （１）をもつ情報センサー組立体を有する軸受。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項６のうちの一つに
   記載のエンコーダ要素（８）を備えた回転せる内輪（１
   ８）をもつ情報センサー組立体を有する軸受。