JP2002349556A - 回転センサ付き軸受 - Google Patents

回転センサ付き軸受

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JP2002349556A
JP2002349556A JP2001156720A JP2001156720A JP2002349556A JP 2002349556 A JP2002349556 A JP 2002349556A JP 2001156720 A JP2001156720 A JP 2001156720A JP 2001156720 A JP2001156720 A JP 2001156720A JP 2002349556 A JP2002349556 A JP 2002349556A
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magnetic encoder
magnetic
bearing
heat
rubber
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Hiroyoshi Ito
浩義 伊藤
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温もしくは高温環境下や繰返し温度変化の
ある環境下に放置された場合でも磁気的精度の劣化を抑
制でき、製作時や温度変化の大きい環境下もしくは高温
環境下での使用時の割れを抑制することができる回転セ
ンサ付き軸受を提供する。 【解決手段】 外輪4、内輪5および転動体6が転がり
軸受を構成して、内輪5の外周面に芯金2が取付けら
れ、芯金2の外周面に周上に磁気エンコーダ1が取付け
られ、この磁気エンコーダ1に対向するようにセンサ素
子9が芯金7を介して外輪4の内周面に取付けられてい
る。磁気エンコーダ1は、磁性材料を結合剤によって結
合した構成を有しており、その結合剤が耐熱性ニトリル
ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムからなる耐熱性ゴム
よりなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転センサ付き軸
受に関し、特に磁気エンコーダ磁性材の結合剤に特徴を
有する回転センサ付き軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】軸受の回転速度(回転数)を検出する場
合、その検出は、軸受に接近して設置された回転センサ
を用いることによって行なわれていた。しかしながら、
最近では、設置の容易性およびスペースの有効活用のた
めに、回転センサを軸受に固定した、回転センサ付き軸
受が提案されている。以下、従来の回転センサ付き軸受
について説明する。
【0003】図6は、従来の回転センサ付き軸受の断面
図であり、径方向の半分は図示を省略している。図6を
参照して、回転センサ付き軸受110は外輪4と内輪5
と転動体6とからなる転がり軸受であり、内輪5が回転
側軌道輪になっている。内輪5には芯金102が取付け
られている。芯金102は固定部102aとフランジ部
102bとを含み、固定部102aは内輪5の外周面に
取付けられ、フランジ部102bの外周面には磁気エン
コーダ101が固定されている。この磁気エンコーダ1
01は、磁性材料(フェライトなど)を結合剤によって
結合した構成を有している。
【0004】また、固定部である外輪4にはセンサハウ
ジング8を取付けるためのS字形状の芯金7が固定され
ている。センサハウジング8にはセンサ素子9が内蔵さ
れており、センサ素子9は磁気エンコーダ101の磁気
変化を検出する。ここでは、センシング方向がラジアル
方向とされる。
【0005】上記磁気エンコーダ101の結合剤として
一般的にポリアミド(PA)、ポリフェニレンサルファ
イド(PPS)などのような熱可塑性樹脂(プラスチッ
ク)や、ニトリルゴム(NBR)が用いられることがあ
る。
【0006】なお、磁気エンコーダ101の結合剤に熱
可塑性樹脂(プラスチック)を用いる場合、磁気エンコ
ーダ101は、芯金102と同時成形されたり、成形後
に芯金102に圧入または接着されたりする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術のように、磁気エンコーダ101の磁性材料の結合剤
にポリアミド、ポリフェニレンサルファイドなどのよう
な熱可塑性樹脂を用いると、広い使用温度範囲(たとえ
ば−40℃〜130℃)において、低温環境下や、高温
環境下に放置されたり、高温から低温に繰返し温度変化
がある環境下に放置される場合、磁気エンコーダ101
の磁気的精度が劣化することがある。
【0008】また、磁気エンコーダ101を芯金102
に圧入した製品や、磁気エンコーダ101を芯金102
と同時成形した製品では、その製作の時、または温度変
化が大きい環境下において使用した時に割れが発生する
ことがある。
【0009】また、磁気エンコーダ101の結合剤とし
てニトリルゴムを用いた場合には、上記温度範囲の上限
値で使用する環境下において割れが発生する場合があ
る。
【0010】それゆえ、本発明の主たる目的は、低温も
しくは高温環境下や繰返し温度変化のある環境下に放置
された場合でも磁気的精度の劣化を抑制でき、かつ製作
時や温度変化の大きい環境下もしくは高温環境下での使
用時においても割れを抑制できる回転センサ付き軸受を
提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の回転センサ付き
軸受は、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、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、固定側軌道輪にセンサ素子を含むセンサハウジング
を固着した芯金を装着し、回転側軌道輪に着磁された磁
気エンコーダを固着した芯金を装着して、回転側軌道輪
の回転をセンサ素子に対向する磁気エンコーダのセンサ
感受面が受ける磁極の変化によって検出する回転センサ
付き軸受において、磁気エンコーダの磁性材料の結合剤
が耐熱性ゴムからなることを特徴とするものである。
【0012】本発明の回転センサ付き軸受によれば、磁
気エンコーダの磁性材料の結合剤に耐熱性ゴムを用いた
ことにより、磁気エンコーダの温度特性を向上させるこ
とができるとともに、磁気エンコーダの割れを抑制する
こともできる。これにより、低温もしくは高温環境下や
繰返し温度変化のある環境下に放置された場合でも磁気
的精度の劣化を抑制でき、かつ製作時や温度変化の大き
い環境下もしくは高温環境下での使用時の割れを抑制す
ることもできる。
【0013】上記の回転センサ付き軸受において好まし
くは、耐熱性ゴムが耐熱性ニトリルゴム、フッ素ゴム、
シリコーンゴムよりなる群から選ばれる1種以上の材質
からなる。
【0014】このように各種の耐熱性ゴムの材質を適宜
選択することが可能であり、このような材質を単独で、
または任意の組合せで用いた場合でも、磁気エンコーダ
の温度特性を向上させるとともに磁気エンコーダの割れ
を抑制することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施の形態における回
転センサ付き軸受の構成を概略的に示す断面図である。
図1を参照して、本実施の形態の回転センサ付き軸受1
0は、磁気エンコーダ1と、芯金2と、外輪4と、内輪
5と、転動体6と、芯金7と、センサハウジング8と、
センサ素子9とを有している。
【0017】外輪4と内輪5と転動体6とは転がり軸受
を構成しており、内輪5がたとえば回転側軌道輪となっ
ている。この内輪5には芯金2が取付けられており、芯
金2は固定部2aとフランジ部2bとを含み、固定部2
aは内輪5の外周面に取付けられ、フランジ部2bの外
周面には磁気エンコーダ1が固定されている。
【0018】外輪4はたとえば固定側軌道輪となってお
り、この外輪4にはセンサハウジング8を取付けるため
のS字断面形状の芯金7が固定されている。センサハウ
ジング8には、センサ素子9が内蔵されており、センサ
素子9は磁気エンコーダ1に対向している。このセンサ
素子9に対向する磁気エンコーダ1のセンサ感受面が受
ける磁極の変化によって内輪5の回転が検出される。こ
こでは、センシング方向はラジアル方向とされている。
【0019】なお芯金2は、図2に示すように円環形状
を有しており、磁気エンコーダ1はその芯金2の外周面
に周上に配置されている。この磁気エンコーダ1は、図
3に示すように、その周方向にN極とS極とが交互に磁
化された、いわゆる多極磁化された構成を有している。
【0020】本実施の形態においては、磁気エンコーダ
1は磁性材料(フェライトなど)を結合剤によって結合
した構成を有しており、その結合剤として、たとえば耐
熱性ゴムが用いられている。また、磁気エンコーダ1
は、この耐熱性ゴムを芯金2に加硫接着することで固定
されている。
【0021】耐熱性ゴムの材質には、一般的に耐熱性ニ
トリルゴム(HNBR)、フッ素ゴム(FKM)、シリ
コーンゴム(VMQ)が挙げられ、本実施の形態におい
てはこれらの材質が単独でまたは任意の組合せで用いら
れる。
【0022】本願発明者らは、磁気エンコーダの材質を
変えた場合における、熱衝撃試験による磁気エンコーダ
の着磁ピッチ誤差の変化について調べた。結合剤として
ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、耐熱性ニト
リルゴムを用いて、図4に示す熱サイクルを、250サ
イクルおよび500サイクル加え、その熱衝撃試験後の
着磁ピッチ誤差を測定した。その結果を図5に示す。
【0023】図5を参照して、ポリアミドやポリフェニ
レンサルファイドを結合剤として用いた場合、耐熱性ニ
トリルゴムを用いた場合よりも、熱衝撃試験後の着磁ピ
ッチ誤差が著しく劣化していることがわかる。
【0024】また、耐熱性ニトリルゴムでは、磁気エン
コーダ1が芯金2に対して加硫接着することができるた
め、ポリアミドやポリフェニレンサルファイドのように
磁気エンコーダを芯金に圧入によって取付ける際の割れ
は発生しない。また、耐熱性ニトリルゴムを温度の高い
環境下で使用しても、耐熱温度が高いため、割れの発生
はない。
【0025】なお、上記試験においては、耐熱性ニトリ
ルゴムについて説明したが、フッ素ゴムやシリコーンゴ
ムであっても同様の結果が得られた。
【0026】また、本実施の形態においては耐熱性ゴム
として、たとえば耐熱性ニトリルゴム、フッ素ゴムおよ
びシリコーンゴムについて説明したが、この材質に限定
されず、これ以外であっても、低温もしくは高温環境下
や繰返し温度変化のある環境下に放置された場合でも磁
気的精度の劣化を抑制でき、かつ製作時や温度変化の大
きい環境下もしくは高温環境下での使用時においても割
れを抑制できる耐熱性ゴム材料であれば用いることがで
きる。
【0027】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。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転セン
サ付き軸受では、磁気エンコーダの磁性材料の結合剤に
耐熱性ゴムを用いることにより、磁気エンコーダの温度
特性を向上させることができるとともに、磁気エンコー
ダの割れを防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態における回転センサ付
き軸受の構成を概略的に示す断面図である。
【図2】 芯金および磁気エンコーダの構成を示す正面
図である。
【図3】 図2の領域Rを拡大して示す図である。
【図4】 熱衝撃試験におけるサイクル条件を示す図で
ある。
【図5】 熱衝撃試験の結果を示す図である。
【図6】 従来の回転センサ付き軸受の構成を示す部分
断面図である。
【符号の説明】
1 磁気エンコーダ、2,7 芯金、4 外輪、5 内
輪、6 転動体、8センサハウジング、9 センサ素
子、10 回転センサ付き軸受。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01P 3/487 G01P 3/487 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、前記内輪または
    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、前記固定側軌道輪にセンサ素子を
    含むセンサハウジングを固着した芯金を装着し、前記回
    転側軌道輪に着磁された磁気エンコーダを固着した芯金
    を装着して、前記回転側軌道輪の回転を前記センサ素子
    に対向する前記磁気エンコーダのセンサ感受面が受ける
    磁極の変化によって検出する回転センサ付き軸受におい
    て、前記磁気エンコーダの磁性材料の結合剤が耐熱性ゴ
    ムからなることを特徴とする、回転センサ付き軸受。
  2. 【請求項2】 前記耐熱性ゴムは、耐熱性ニトリルゴ
    ム、フッ素ゴムおよびシリコーンゴムよりなる群から選
    ばれる1種以上の材質からな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。
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EP02006923A EP1245958A3 (en) 2001-03-28 2002-03-26 Rolling bearing with rotation sensor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299713A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Ntn Corp 自動変速機
DE112007000136T5 (de) 2006-01-12 2008-11-20 Ntn Corporation Rolllager mit einem Drehgeschwindigkeitssensor
JP2011174548A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Nsk Ltd センサ付軸受ユニット

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