JP2003156060A - センサ付き転がり軸受 - Google Patents

センサ付き転がり軸受

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JP2003156060A JP2001357696A JP2001357696A JP2003156060A JP 2003156060 A JP2003156060 A JP 2003156060A JP 2001357696 A JP2001357696 A JP 2001357696A JP 2001357696 A JP2001357696 A JP 2001357696A JP 2003156060 A JP2003156060 A JP 2003156060A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道輪端面を押すような荷重が作用しても正
確な検出精度を維持可能なセンサ付き転がり軸受を提供
する。 【解決手段】 内輪12と、外輪11と、内外輪間に介
在された転動体13と、内外輪の軸方向一方側に設けら
れたセンサ16と、センサ16によってセンシングされ
る被検出部材19とを備えたセンサ付き転がり軸受10
であって、センサ16及び被検出部材19のうち一方が
第一保持部材15を介して外輪11に保持され、他方が
第二保持部材18を介して内輪12に保持され、第一保
持部材15及び第二保持部材18が設けられた側の内輪
端面及び外輪端面の少なくとも一方が、センサ16又は
被検出部材19を介することなく軸方向に押圧可能にな
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、回転数等を検出す
るためのセンサを備えたセンサ付き転がり軸受に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、センサ付き転がり軸受として、例
えば特開平7−311212号公報や特開平10−31
1740号公報に開示されたものがある。これらの構成
はいずれも、静止輪である外輪に保持部材を介してセン
サを取り付け、回転輪である内輪に多極磁石等の被検出
部材を取り付けたものである。
【0003】前記特開平7−311212号公報に開示
されたセンサ付き転がり軸受90を図6に示す。転がり
軸受90は、外輪91と内輪92との間に玉93を転動
自在に保持している。軸方向一方側には、シール部材9
4が設けられている。シール部材94が設けられた側と
反対側の端面には、外輪91に保持部材95を介してセ
ンサ96が設けられ、内輪92に保持部材98を介して
被検出部材99が設けられている。
【0004】外輪91に取り付けられた保持部材95
は、外輪91の内径面に嵌合された取付部95aと、取
付部95aに接続されて径方向外方に延びたフランジ部
95bと、フランジ部95に接続されて軸方向に延びた
センサ保持部95cとを有している。フランジ部95b
は、外輪91の端面全域を覆っている。センサ保持部9
5cの内径面にセンサ96が保持されている。内輪92
に取り付けられた保持部材98は、内輪92外径面に嵌
合する筒部と、筒部から径方向外方に立ち上げられた被
検出部材保持部とを有する断面L字状に形成され、セン
サ96に対して微小間隔をあけて軸方向に対向するよう
に被検出部材99を保持している。
【0005】このようなセンサ付き転がり軸受90は、
通常、所定のハウジング(図示略)内に圧入されて使用
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6に示したようなセ
ンサ付き転がり軸受90では、ハウジング内に圧入する
ために図6に矢印Pで示すように荷重をかけ、センサ9
6を介して外輪91を軸方向へ押した際に、センサ96
と被検出部材99との間隔がずれて、回転数等の正確な
検出ができなくなる可能性がある。また、転がり軸受9
0に予圧を設定するために荷重Pがかけられることもあ
り、その際に、センサ96と被検出部材99との間隔が
ずれることもある。保持部材95とセンサ96の間はセ
ンサ96を固定するために通常樹脂で成形されているた
め、荷重Pによって破損したり変形したりしやすい。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、軌道輪端面を押すような荷重が作用しても正確な検
出精度を維持可能なセンサ付き転がり軸受を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成により達成される。 (1) 内輪と、外輪と、前記内外輪間に介在された転
動体と、前記内外輪の軸方向一方側に設けられたセンサ
と、前記センサによってセンシングされる被検出部材と
を備えたセンサ付き転がり軸受であって、前記センサ及
び前記被検出部材のうち一方が第一保持部材を介して前
記外輪に保持され、他方が第二保持部材を介して前記内
輪に保持され、前記第一保持部材及び前記第二保持部材
が設けられた側の内輪端面及び外輪端面の少なくとも一
方が、前記センサ又は前記被検出部材を介することなく
軸方向に押圧可能になっていることを特徴とするセンサ
付き転がり軸受。 (2) 前記内輪端面及び前記外輪端面の少なくとも一
方は、前記第一保持部材又は前記第二保持部材に設けら
れてその内輪端面又は外輪端面に接しつつ径方向に延び
たフランジ部を介して、軸方向に押圧可能になっている
前記(1)に記載のセンサ付き転がり軸受。 (3) 前記フランジ部が設けられた前記第一又は第二
保持部材が、前記内輪又は前記外輪のうち静止輪となる
方に、その静止輪の端面に前記フランジ部が当接するよ
うに取り付けられて、前記センサを保持している前記
(2)に記載のセンサ付き転がり軸受。 (4) 前記内輪又は前記外輪のうち静止輪となる方に
取り付けられた前記第一又は第二保持部材の、前記静止
輪の内径面又は外径面に嵌合された取付部の先端に、径
方向に立ち上がるように折り曲げられた折曲げ部を有し
ている前記(1)〜(3)のいずれかに記載のセンサ付
き転がり軸受。 (5) 前記折曲げ部の先端が、前記内輪又は前記外輪
のうち回転輪となる方に取り付けられた前記第一又は第
二保持部材の径方向に延びた壁の前記転動体側の面よ
り、反転動体側に突出している前記(4)に記載のセン
サ付き転がり軸受。 (6) 前記センサ及び前記被検出部材が径方向に対向
するように、それらが前記第一保持部材及び前記第二保
持部材によって保持されている前記(1)〜(5)のい
ずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。 (7) 前記センサ及び前記被検出部材のうち、前記第
一保持部材により保持された一方が、前記第二保持部材
により保持された他方の内径側に配されている前記
(6)に記載のセンサ付き転がり軸受。
【0008】上記構成のセンサ付き転がり軸受によれ
ば、内輪端面及び外輪端面の少なくとも一方が、センサ
や被検出部材を介することなく軸方向に押圧可能になっ
ている。例えば、内輪端面及び外輪端面の少なくとも一
部が露呈して、そこを直接軸方向へ押圧できるようにな
っている。したがって、組付け時や予圧設定時等にセン
サ及び被検出部材の位置がずれて、検出精度が落ちるよ
うなことがない。また、内輪端面や外輪端面が、第一保
持部材又は第二保持部材に設けられてその内輪端面又は
外輪端面に接しつつ径方向に延びたフランジ部を介して
軸方向に押圧可能になっている場合も、フランジ部が、
内輪端面又は外輪端面に支えられていることから破損し
たり変形したりしない。したがって、上記と同様に、組
付け時や予圧設定時等にセンサ及び被検出部材の位置が
ずれて、検出精度が落ちるようなことがない。また、フ
ランジ部によって、そのフランジ部が設けられた第一又
は第二保持部材の軸方向の位置決めを行うことができる
ので、そのフランジ部が設けられた第一又は第二保持部
材の軸受への取り付けを正確かつ容易に行える。
【0009】上記構成において、フランジ部が設けられ
た第一又は第二保持部材を、静止輪に、その静止輪の端
面にフランジ部が当接するように取り付け、その保持部
材にセンサを保持させれば、センサを正確に作動させる
ことができる。また、静止輪に取り付けられた保持部材
の、静止輪の内径面又は外径面に嵌合された取付部の先
端に折曲げ部を形成しておけば、軸受空間から潤滑剤が
外部に漏出するのを顕著に防止できる。特に、折曲げ部
の先端を、他の保持部材の径方向に延びた壁の転動体側
の面より反転動体側に突出させれば、潤滑剤の漏出を一
層顕著に防止できる。さらに、第一及び第二保持部材
に、センサ及び被検出部材が径方向に対向するようにそ
れらを保持させれば、センサ及び被検出部材の位置ずれ
に伴い検出精度が低下するのを確実に防止できる。それ
らのうち、外輪に固定した第一保持部材により保持され
た一方を、第二保持部材により保持された他方の内周側
に配置することで、ラビリンス部を構成でき、塵埃等の
異物の浸入を顕著に防止できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1に、本発明の第1実施形
態のセンサ付き転がり軸受10を示す。センサ付き転が
り軸受10は、外輪11と内輪12との間に複数の玉
(転動体)13が介在されている。複数の玉13は、保
持器13aによって周方向に間隔をあけて転動自在に保
持されている。ここでは、外輪11が静止輪となり、内
輪12が回転輪となる。
【0011】転がり軸受10の軸方向一方側(図では左
側)には、シール部材としてのシールド14が設けられ
ている。シールド14は、基端部(外周部)を外輪11
に固定されている。シールド14の先端部(内周部)
は、内輪12に接しておらず、シールド14は非接触式
のシール部材である。図6に示したような、接触式のシ
ール部材を用いることも可能である。
【0012】転がり軸受10の軸方向他方側(図では右
側)には、外輪11に第一保持部材15が固定され、内
輪12に第二保持部材18が固定されている。第一保持
部材15及び第二保持部材18は、金属製とすることが
でき、これらは板金加工等によって形成できる。
【0013】第一保持部材15は、外輪11の内径面に
嵌合された円筒状の取付部15aと、取付部15aに接
続されて径方向外方に延びたフランジ部15bと、取付
部15aと同様な径方向位置でフランジ部15bに接続
されて軸方向に延びた延長部15cと、延長部15cの
軸方向端部に接続されて径方向内方に延びたセンサ保持
部15dとを有している。さらに、取付部15aの、フ
ランジ部15bが接続された側とは反対側(図では左
側)には、径方向内方に立ち上げられた折曲げ部15e
が設けられている。第二保持部材18は、径方向に延び
てその基端部(内周部)を内輪12外径面に形成された
溝に加締め固定された接続部18aと、接続部18aの
先端部(外周部)に接続されて軸方向に延びた被検出部
材保持部18bとを有している。
【0014】第二保持部材18の被検出部材保持部18
bの内周面に、被検出部材としての円環状の多極磁石1
9が保持されている。第一保持部材15のセンサ保持部
15dの先端は、多極磁石19より内周側へ突出して延
びており、そこに別体のセンサ保持環17が取り付けら
れている。センサ保持環17の外周面に、センサとして
の磁気感応センサ16が保持されている。磁気感応セン
サ16は、多極磁石19の内周側に微小間隔をあけて配
されており、両者は径方向に対向している。第一保持部
材15は、第二保持部材18及び多極磁石19に接して
おらず、第二保持部材18は、第一保持部材15及び磁
気感応センサ16に接していない。
【0015】ここでは、多極磁石16として、着磁パタ
ーンの異なる、第一部分19aと、第一部分19aに軸
方向に隣接した第二部分19bとを有するものを用いて
いる。第一部分19aは、S極及びN極を周方向に交互
に複数(例えば合計64極)配置した構成になってい
る。第二部分19bは、周方向に1箇所のみS極及びN
極を配置した構成になっている。磁気感応センサ16
も、第一部分16aと第二部分16bとを有し、それぞ
れ、多極磁石19の第一部分19a及び第二部分19b
と径方向に対向している。磁気感応センサ16の第一部
分16aにおいて、内輪12の回転速度を観察すること
ができ、第二部分16bにおいて、内輪12の回転位相
を観察することができる。
【0016】図2は、図1の要部拡大図である。図2に
示すように、第一保持部材15のフランジ部15bは、
隙間無くU字状に折り曲げられて径方向に延びるように
形成されており、その一方の側面が外輪11の端面に接
している。フランジ部15bの他方の側面に、図中矢印
P1で示すように押圧荷重がかけられても、フランジ部
15bは外輪端面に支えられるため、全く変形せず、押
圧荷重P1がそのまま外輪11に伝わる。前述したとお
り、第一保持部材15の延長部15cは、取付部15a
と同様な径方向位置において軸方向に延びているため、
押圧荷重P1をフランジ部15bを介して外輪端面にか
ける際に、延長部15cが邪魔になることはない。ま
た、本実施形態では、内輪12の端面のほぼ全域が、磁
気感応センサ16及びセンサ保持環17より内周側に位
置している。すなわち、内輪12の端面のほぼ全域が露
呈しており、図中矢印P2で示すように押圧荷重をかけ
る際に、磁気感応センサ16ないしセンサ保持環17が
邪魔になることはない。
【0017】また、図2に示すように、第一保持部材1
5の取付部15aに設けられた折曲げ部15eの先端
は、第二保持部材18の径方向に延びた壁である接続部
18aの、玉13側の側面より反玉側へ突出している
(突出量A)。内輪12及び第二保持部材18の回転に
伴う遠心力により、内輪12側にあったグリース等の潤
滑剤が、接続部18aの玉13側の側面を伝って外輪1
1側へ流れていく。その潤滑剤は、折曲げ部15eに当
たり、玉13側へと案内される。すなわち、潤滑剤は折
曲げ部15eによってせき止められて、軸受空間から漏
出しない。
【0018】以上のような構成のセンサ付き転がり軸受
10によれば、内輪端面を直接軸方向に押圧でき、か
つ、外輪端面を第一保持部材15のフランジ部15bの
みを介して軸方向に押圧できる。また、多極磁石19と
磁気感応センサ16とが径方向に対向するように保持さ
れている。したがって、組付け時や予圧設定時等に多極
磁石19及び磁気感応センサ16の位置が軸方向にずれ
て、検出精度が落ちるようなことがない。玉軸受のアキ
シアルすきまはラジアルすきまに比べて大きいため、図
6のような従来の構成ではセンサと被検出部材との位置
ずれが大きくなりやすかったが、本実施形態によればそ
のような心配が全くない。
【0019】また、本実施形態によれば、フランジ部1
5bによって、第一保持部材15の軸方向の位置決めを
行うことができるので、第一保持部材15の軸受への取
り付けを正確かつ容易に行える。また、フランジ部15
bが設けられた第一保持部材15を、静止輪である外輪
11に、その外輪11の端面にフランジ部15bが当接
するように取り付け、その第一保持部材15に磁気感応
センサ16を保持させているので、磁気感応センサ16
を極めて正確に作動させることができる。また、第一保
持部材15に設けた折曲げ部15eにより、潤滑剤の漏
出を顕著に防止できる。さらに、第一保持部材15、磁
気感応センサ16及びセンサ保持環17と、第二保持部
材18及び多極磁石19とにより、ラビリンス部が構成
されており、軸受空間への塵埃等の異物の浸入を顕著に
防止できる。
【0020】図3に、本発明の第2実施形態のセンサ付
き転がり軸受20の要部拡大図を示す。なお、以下に説
明する実施形態において、既に説明した部材等と同様な
構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号
又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省
略する。図3に示す第2実施形態は、第1実施形態にお
ける第一保持部材15の折曲げ部15e先端に、更にシ
ールリップ21を設けたものである。図3に示すよう
に、折曲げ部15eの先端に設けられた、ゴム等の弾性
部材からなるシールリップ21は、第二保持部材18に
接している。シールリップ21は、第一保持部材15と
第二保持部材18との間の隙間を密封している。
【0021】図4に、本発明の第3実施形態のセンサ付
き転がり軸受30の要部拡大図を示す。本実施形態で
も、外輪11が静止輪となり、内輪12が回転輪とな
る。図4に示す第3実施形態では、外輪11に固定され
た第一保持部材35にセンサとしての磁気感応センサ1
6が保持され、内輪12に固定された第二保持部材38
に被検出部材としての多極磁石19が保持されている。
第一保持部材35は、外輪11内径面に嵌合された取付
部35aと、取付部35aに接続されて外輪端面に接し
つつ径方向に延びたフランジ部35bと、フランジ部3
5bに接続されて取付部35aと同様な径方向位置で軸
方向に延びたセンサ保持部35cと、取付部35aのフ
ランジ部35b側とは反対側に設けられた折曲げ部35
eとを有している。センサ保持部35cの内周面にセン
サ保持環17が取り付けられ、センサ保持環17の内周
面に磁気感応センサ16が保持されている。第二保持部
材38は、径方向に延びてその基端部(内周部)を内輪
12外径面に形成された溝に加締め固定された接続部3
8aと、接続部38aの先端部(外周部)より内周側の
径方向位置で軸方向に延びた被検出部材保持部38bと
を有している。接続部38aは、隙間無くU字状に折り
曲げられて径方向に延びており、シール部材としての機
能も果たす。被検出部材保持部38bの外周面に多極磁
石19が保持されている。
【0022】図5に、本発明の第4実施形態のセンサ付
き転がり軸受40の要部拡大図を示す。本実施形態で
も、外輪41が静止輪となり、内輪12が回転輪とな
る。図5に示す第4実施形態では、外輪41が、軸方向
に延長された外輪延長部41aを有している。外輪延長
部41aの端面は、第二保持部材18に保持された多極
磁石19の端面より反玉側(図では右側)に位置してい
る。第一保持部材45は、径方向に延びてその基端部
(外周部)を外輪延長部41の内径面に形成された溝に
加締め固定されている。第一保持部材45の先端部(内
周部)に、センサ保持環17が取り付けられている。セ
ンサ保持環17の外周面に、磁気感応センサ16が保持
されている。
【0023】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、適宜な変形、改良等が可能であ
る。例えば、センサとして、温度センサや振動センサを
用いてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軌道輪端面を押すような荷重が作用しても正確な検出精
度を維持可能なセンサ付き転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の全体概略図である。
【図2】第1実施形態の要部拡大図である。
【図3】第2実施形態の要部拡大図である。
【図4】第3実施形態の要部拡大図である。
【図5】第4実施形態の要部拡大図である。
【図6】従来のセンサ付き転がり軸受を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
10 センサ付き転がり軸受 11 外輪 12 内輪 13 玉(転動体) 15 第一保持部材 15a 取付部 15b フランジ部 15e 折曲げ部 16 磁気感応センサ(センサ) 18 第二保持部材 19 多極磁石(被検出部材)
───────────────────────────────────────────────────── 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 L

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内輪と、外輪と、前記内外輪間に介在さ
    れた転動体と、前記内外輪の軸方向一方側に設けられた
    センサと、前記センサによってセンシングされる被検出
    部材とを備えたセンサ付き転がり軸受であって、 前記センサ及び前記被検出部材のうち一方が第一保持部
    材を介して前記外輪に保持され、他方が第二保持部材を
    介して前記内輪に保持され、前記第一保持部材及び前記
    第二保持部材が設けられた側の内輪端面及び外輪端面の
    少なくとも一方が、前記センサ又は前記被検出部材を介
    することなく軸方向に押圧可能になっていることを特徴
    とするセンサ付き転がり軸受。
  2. 【請求項2】 前記内輪端面及び前記外輪端面の少なく
    とも一方は、前記第一保持部材又は前記第二保持部材に
    設けられてその内輪端面又は外輪端面に接しつつ径方向
    に延びたフランジ部を介して、軸方向に押圧可能になっ
    ている請求項1に記載のセンサ付き転がり軸受。
  3. 【請求項3】 前記フランジ部が設けられた前記第一又
    は第二保持部材が、前記内輪又は前記外輪のうち静止輪
    となる方に、その静止輪の端面に前記フランジ部が当接
    するように取り付けられて、前記センサを保持している
    請求項2に記載のセンサ付き転がり軸受。
  4. 【請求項4】 前記内輪又は前記外輪のうち静止輪とな
    る方に取り付けられた前記第一又は第二保持部材の、前
    記静止輪の内径面又は外径面に嵌合された取付部の先端
    に、径方向に立ち上がるように折り曲げられた折曲げ部
    を有している請求項1〜3のいずれかに記載のセンサ付
    き転がり軸受。
  5. 【請求項5】 前記折曲げ部の先端が、前記内輪又は前
    記外輪のうち回転輪となる方に取り付けられた前記第一
    又は第二保持部材の径方向に延びた壁の前記転動体側の
    面より、反転動体側に突出している請求項4に記載のセ
    ンサ付き転がり軸受。
  6. 【請求項6】 前記センサ及び前記被検出部材が径方向
    に対向するように、それらが前記第一保持部材及び前記
    第二保持部材によって保持されている請求項1〜5のい
    ずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。
  7. 【請求項7】 前記センサ及び前記被検出部材のうち、
    前記第一保持部材により保持された一方が、前記第二保
    持部材により保持された他方の内径側に配されている請
    求項6に記載のセンサ付き転がり軸受。
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