JP2002181037A - Bearing with rotary sensor - Google Patents

Bearing with rotary sensor

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JP2002181037A
JP2002181037A JP2000375513A JP2000375513A JP2002181037A JP 2002181037 A JP2002181037 A JP 2002181037A JP 2000375513 A JP2000375513 A JP 2000375513A JP 2000375513 A JP2000375513 A JP 2000375513A JP 2002181037 A JP2002181037 A JP 2002181037A
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JP
Japan
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sensor
bearing
magnetic powder
output
ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000375513A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Iwamoto
憲市 岩本
Motoharu Niki
基晴 仁木
Takashi Koike
孝誌 小池
Kazuyuki Iguchi
和幸 井口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing with a rotary sensor capable of reducing unevenness of amplitude of a limited wave output by using isotropic magnetic powder if an encoder output is analog output. SOLUTION: A pulser ring 4 is fixed to an inner race 3, a magnetic sensor 5 is fixed to an outer race 1 through a sensor case 6, and a magnetic encoder is formed in the pulser ring 4. If encoder output is analog output, isotropic magnetic powder is used, and if encoder output is a rectangular wave signal, anisotropic magnetic powder is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】この発明は、回転センサ付き軸受に
関し、特に、回転数または回転方向を検出する機能を有
する回転センサ付き軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing with a rotation sensor, and more particularly to a bearing with a rotation sensor having a function of detecting a rotation speed or a rotation direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の回転センサ付き軸受の断面
図である。図3において、回転センサ付き軸受は、外輪
1と内輪3と転動体2とからなる転がり軸受であり、回
転側(たとえば内輪3)にパルサリング4を固定し、非
回転側(たとえば外輪1)に磁気センサ5をセンサケー
ス6を介して固定されている。パルサリング4の表面に
は磁気エンコーダが形成されている。このような回転セ
ンサ付き軸受は小型かつ組立調整が不要であり、さらに
堅牢などの特徴を有しており、モータ支持軸受などに利
用されている。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a sectional view of a conventional bearing with a rotation sensor. In FIG. 3, a bearing with a rotation sensor is a rolling bearing including an outer ring 1, an inner ring 3 and a rolling element 2. The magnetic sensor 5 is fixed via a sensor case 6. A magnetic encoder is formed on the surface of the pulsaring 4. Such a bearing with a rotation sensor is small in size, does not require assembly adjustment, has characteristics such as robustness, and is used as a motor support bearing or the like.

【0003】なお、外輪1を回転側とし、内輪3を非回
転側とする場合もある。このような回転センサ付き軸受
のセンサ出力としては、図4(a)に示すようなアナロ
グ出力と、図4(b)に示すような矩形波出力の2タイ
プがある。アナログ出力タイプでは正弦波波形の繰り返
し再現性が要求されるため、磁気エンコーダには着磁強
度の均一性が重要となる。矩形波出力タイプでは出力信
号が飽和した波形で使用されるため、着磁強度の均一性
よりは着磁強度が大きいことが要求される。着磁強度の
大きい方が波形の立ち上がりが急峻となり、ピッチ精度
が良好になる、あるいはセンサギャップを大きくとれる
メリットがあるからである。
[0003] In some cases, the outer ring 1 is on the rotating side and the inner ring 3 is on the non-rotating side. As the sensor output of such a bearing with a rotation sensor, there are two types, an analog output as shown in FIG. 4A and a rectangular wave output as shown in FIG. 4B. Since the analog output type requires reproducibility of a sinusoidal waveform, it is important for a magnetic encoder to have uniform magnetization strength. In the rectangular wave output type, since the output signal is used with a saturated waveform, the magnetization intensity is required to be larger than the magnetization intensity uniformity. This is because the higher the magnetization strength, the sharper the rise of the waveform, the better the pitch accuracy, or the larger the sensor gap.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来は出力信号に関わ
らず、磁気エンコーダの磁性粉には異方性のものが使用
されている。しかしながら、エンコーダ出力がアナログ
出力の場合には、異方性の磁性粉を使用すると、正弦波
出力の振幅のばらつきが大きい欠点があった。
Conventionally, regardless of the output signal, anisotropic magnetic powder has been used for the magnetic encoder. However, when the encoder output is an analog output, the use of anisotropic magnetic powder has a disadvantage that the amplitude of the sine wave output varies greatly.

【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、ア
ナログ出力の場合には等方性の磁性粉を用い、制限波出
力の振幅のばらつきを小さくし得る回転センサ付き軸受
を提供することである。
[0005] Therefore, a main object of the present invention is to provide a bearing with a rotation sensor that can use an isotropic magnetic powder in the case of an analog output and can reduce the variation in the amplitude of the limited wave output.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、内輪,外輪
および内輪と外輪との間に収容される複数の転動体を備
え、回転体の回転速度を検出するセンサを内蔵した回転
センサ付き軸受であって、内輪または外輪のいずれか一
方が回転側軌道輪を構成し、他方が固定側軌道輪を構成
し、回転側軌道輪の一端部に装着されるパルサリング
と、パルサリングに対向して固定側軌道輪に装着される
センサとを含み、パルサリングは磁性粉を混入したエラ
ストマからなる着磁エンコーダであり、このエンコーダ
出力がアナログ信号である場合、磁性粉に等方性を使用
し、矩形波信号である場合は磁性粉に異方性を使用する
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a bearing with a rotation sensor having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements housed between the inner ring and the outer ring, and having a built-in sensor for detecting the rotation speed of the rotating body. Wherein one of the inner ring and the outer ring constitutes a rotating raceway, the other constitutes a fixed raceway, and a pulsar ring mounted on one end of the rotating raceway and fixed opposite the pulsar ring. The pulsaring is a magnetized encoder made of an elastomer mixed with magnetic powder.If the encoder output is an analog signal, the isolator is used for the magnetic powder and a rectangular wave is used. In the case of a signal, the magnetic powder is characterized by using anisotropy.

【0007】これにより着磁強度のばらつきを小さくで
き、ひいてはセンサ出力の振幅のばらつきを小さくでき
る。
As a result, variations in the magnetization strength can be reduced, and thus variations in the amplitude of the sensor output can be reduced.

【0008】また、エンコーダ出力がアナログ信号であ
る場合、センサとしてMR素子を使用することを特徴と
する。
Further, when the encoder output is an analog signal, an MR element is used as a sensor.

【0009】さらに、磁性粉はフェライトであることを
特徴とする。
Further, the magnetic powder is a ferrite.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】まず、磁性粉には、着磁したとき
の磁化特性が等方性のものと、異方性のものとがあり、
等方性のものでは、どの方向の磁化強さが均一である反
面、磁化強度(着磁強度)が低い欠点がある。他方、異
方性のものでは、ある一方向に揃えてやると、着磁強度
が強くなる一方で均一に方向が揃わないと着磁強度にば
らつきが発生し易くなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, there are two types of magnetic powder, one having an isotropic magnetization property and the other having an anisotropic magnetization property when magnetized.
The isotropic one has a defect that the magnetization strength (magnetization strength) is low while the magnetization strength in any direction is uniform. On the other hand, in the case of an anisotropic material, if it is aligned in one direction, the magnetization strength is increased, but if the directions are not uniformly aligned, the magnetization strength tends to vary.

【0011】一例として、等方性のフェライト磁性粉
は、多結晶体を形成していると見なすことができ、粒径
は数μmである。他方、異方性のフェライトは単結晶で
六角柱状または六角板状をなし、その大きさは1μm程
度である。
As an example, isotropic ferrite magnetic powder can be regarded as forming a polycrystal, and has a particle size of several μm. On the other hand, anisotropic ferrite is a single crystal in the shape of a hexagonal prism or a hexagonal plate, and its size is about 1 μm.

【0012】図1および図2は、この発明に用いられる
等方性フェライトと、異方性フェライトの着磁強度変動
を測定した結果を示す。図1および図2を対比すれば明
らかなように、着磁強度変動は、図1に示す等方性フェ
ライトにすると、図2に示す異方性フェライトに比べて
1/2程度に抑えることが可能なことが分かる。したが
って、等方性フェライトを採用した方が、センサ出力の
変動も小さくすることができる。
FIG. 1 and FIG. 2 show the results of measuring the variation in the magnetization strength of the isotropic ferrite used in the present invention and the anisotropic ferrite. As is clear from the comparison between FIGS. 1 and 2, when the isotropic ferrite shown in FIG. 1 is used, the variation in the magnetization strength can be suppressed to about 1/2 as compared with the anisotropic ferrite shown in FIG. We see what is possible. Therefore, when the isotropic ferrite is adopted, the fluctuation of the sensor output can be reduced.

【0013】なお、等方性フェライトは表1に示すよう
に、異方性フェライトに比べて30%程度着磁強度が低
下するため、磁気センサとしてはMR素子のような高感
度のセンサを使用する場合には、着磁強度が最強である
必要がなくなるため、好適である。
As shown in Table 1, the magnetization strength of isotropic ferrite is reduced by about 30% as compared with anisotropic ferrite, and a high-sensitivity sensor such as an MR element is used as a magnetic sensor. In this case, it is not necessary for the magnetization strength to be the strongest, which is preferable.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、内輪
または外輪のいずれか一方が回転側軌道輪を構成し、他
方が固定側軌道輪を構成し、回転側軌道輪の一端部に装
着されるパルサリングと、パルサリングに対向して固定
側軌道輪に装着されるセンサとを含み、パルサリングは
磁性粉を混入したエラストマからなる着磁エンコーダで
あり、このエンコーダ出力がアナログ信号である場合、
磁性粉に等方性を使用し、矩形波信号である場合は磁性
粉に異方性を使用することにより、着磁強度のばらつき
を小さくできる。これにより、センサ出力の振幅もばら
つきを小さくできる。
As described above, according to the present invention, one of the inner race and the outer race constitutes the rotating race, and the other constitutes the fixed race, and one end of the rotating race is provided at one end of the rotating race. Including a pulsar ring to be mounted and a sensor to be mounted on the fixed side bearing ring facing the pulsar ring, the pulsar ring is a magnetized encoder made of an elastomer mixed with magnetic powder, and when this encoder output is an analog signal,
By using isotropic magnetic powder and using anisotropic magnetic powder in the case of a rectangular wave signal, the variation in magnetization strength can be reduced. Thereby, the variation of the amplitude of the sensor output can be reduced.

【0017】また、センサ出力が高感度なMR素子の場
合には、着磁強度の弱さが欠点とならないため、さらに
好適である。
Further, in the case of an MR element having a high sensor output, it is more preferable because the weak magnetizing strength does not become a disadvantage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明に用いられる等方性フェライトの着
磁強度変動を測定した結果を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a result of measuring a variation in magnetization strength of an isotropic ferrite used in the present invention.

【図2】 この発明に用いられる異方性フェライトの着
磁強度変動を測定した結果を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a result of measuring a variation in magnetization strength of an anisotropic ferrite used in the present invention.

【図3】 従来の回転センサ付き軸受の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional bearing with a rotation sensor.

【図4】 回転センサ付き軸受のセンサ出力波形を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a sensor output waveform of a bearing with a rotation sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外輪、2 転動体、3 内輪、4 パルサリング、
5 磁気センサ、6センサケース。
1 outer ring, 2 rolling element, 3 inner ring, 4 pulsaring,
5 Magnetic sensor, 6 sensor case.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 孝誌 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 井口 和幸 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Fターム(参考) 2F077 AA11 CC02 NN04 NN24 PP14 QQ03 VV02 VV11 VV13 3J101 AA02 AA42 AA62 FA23 GA24 5H611 AA01 BB01 PP05 QQ01 QQ02 RR03 UA05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takashi Koike 1578 Higashikaizuka, Iwata City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Kazuyuki Iguchi 1578 Higashikaizuka, Iwata City, Shizuoka Prefecture F Term (in reference) 2F077 AA11 CC02 NN04 NN24 PP14 QQ03 VV02 VV11 VV13 3J101 AA02 AA42 AA62 FA23 GA24 5H611 AA01 BB01 PP05 QQ01 QQ02 RR03 UA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内輪,外輪および前記内輪と前記外輪と
の間に収容される複数の転動体を備え、回転体の回転速
度を検出するセンサを内蔵した回転センサ付き軸受であ
って、 前記内輪または前記外輪のいずれか一方が回転側軌道輪
を構成し、他方が固定側軌道輪を構成し、 前記回転側軌道輪の一端部に装着されるパルサリング
と、 前記パルサリングに対向して前記固定側軌道輪に装着さ
れるセンサとを含み、 前記パルサリングは磁性粉を混入したエラストマからな
る着磁エンコーダであり、このエンコーダ出力がアナロ
グ信号である場合、前記磁性粉に等方性を使用し、矩形
波信号である場合は前記磁性粉に異方性を使用すること
を特徴とする、回転センサ付き軸受。
1. A bearing with a rotation sensor, comprising: an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements housed between the inner ring and the outer ring, the sensor having a built-in sensor for detecting a rotation speed of the rotating body. Alternatively, one of the outer rings constitutes a rotating raceway, the other constitutes a fixed raceway, and a pulsar ring attached to one end of the rotating raceway; and the fixed side facing the pulsar ring. A sensor mounted on a bearing ring, wherein the pulsar ring is a magnetized encoder made of an elastomer mixed with magnetic powder, and when the encoder output is an analog signal, the magnetic powder is isotropic and rectangular. A bearing with a rotation sensor, wherein the magnetic powder uses anisotropy when the signal is a wave signal.
【請求項2】 前記エンコーダ出力がアナログ信号であ
る場合、前記センサとしてMR素子を使用することを特
徴とする、請求項1に記載の回転センサ付き軸受
2. The bearing with a rotation sensor according to claim 1, wherein when the encoder output is an analog signal, an MR element is used as the sensor.
【請求項3】 前記磁性粉はフェライトであることを特
徴とする、請求項1または2に記載の回転センサ付き軸
受。
3. The bearing with a rotation sensor according to claim 1, wherein the magnetic powder is ferrite.
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