JP2003254347A

JP2003254347A - センサー付き軸受ユニット

Info

Publication number: JP2003254347A
Application number: JP2002061404A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yukitake; 康博行竹; Hideaki Ishii; 秀明石井
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】エアギャップを大きく取る必要がなく、した
がって、検出精度の高いセンサー付き軸受ユニットを提
供する。【解決手段】センサー付き軸受ユニットは、軸部材1
と、これの外側に接触状態で配置された軸受部材2と、
軸部材1に設けられかつ交互に異なる磁気特性を有する
磁気パルサー3と、軸受部材2に設けられかつ磁気パルサ
ー3からのパルスを検出する磁気センサー5とを備えてい
る。磁気パルサー3は、例えば、周方向に交互に着磁さ
れた着磁パターンを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、センサー付き軸
受ユニット、さらに詳しくは、軸受ユニットの一方に磁
気パルサーが、他方に磁気センサーが設けられたセンサ
ー付き軸受ユニットに関する。

【０００２】センサー付き軸受ユニットは、たとえば、
鉄道車両や自動車において、車軸あるいは車軸に回転を
伝達する回転軸を支持するとともに、軸の回転速度など
を検出するために用いられる。

【０００３】

【従来の技術】軸の回転速度を検出するには、外輪、内
輪およびこれらの間に配置された複数の転動体を有する
転がり軸受と、外輪および内輪のいずれか一方に設けら
れかつ周方向に等間隔をおいて交互に異なる磁気特性を
有する磁気パルサーと、同他方に設けられかつ磁気セン
サー、センサー支持部材およびセンサーカバーを有する
センサー装置とを備えているセンサー付き転がり軸受ユ
ニットが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のセンサー付
き軸受ユニットでは、各部品の精度およびラジアル隙間
を考慮して、磁気パルサーと磁気センサーとが接触しな
いように、これらの間に回転時のラジアル隙間のばらつ
きを考慮した所定のエアギャップが必要である。しかし
ながら、着磁リングの磁束密度が小さかったり、磁気セ
ンサーの感度が鈍かったりすると、必要なエアギャップ
を確保することが難しくなるという問題があった。

【０００５】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
エアギャップを大きく取る必要がなく、したがって、検
出精度の高いセンサー付き軸受ユニットを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明によるセンサー付き軸受ユニットは、軸部材と、これ
の外側に接触状態で配置された軸受部材と、軸部材およ
び軸受部材のいずれか一方に設けられかつ交互に異なる
磁気特性を有する磁気パルサーと、同他方に設けられか
つ磁気パルサーからのパルスを検出する磁気センサーと
を備えているものである。

【０００７】軸受部材は、軸部材を回転可能に支持する
静圧軸受または動圧軸受を構成するものでもよく、ま
た、軸部材が軸方向に移動する際のすべり軸受を構成す
るものであってもよい。

【０００８】磁気センサーとしては、ホール素子センサ
ー、磁気抵抗（ＭＲ）素子センサーなどが使用される。

【０００９】この発明のセンサー付き軸受ユニットによ
れば、軸部材と軸受部材とが接触するかあるいは微少な
隙間でかつ安定な状態で支持されているので、回転時の
ラジアル隙間のばらつきが極めて小さく、磁気パルサー
の着磁面と磁気センサーとの距離を小さくすることがで
き、この結果、軸部材に対する軸受部材の相対移動量を
高い精度で検出することができる。しかも、従来の転が
り軸受を主体としたセンサー付き軸受ユニットに比べ
て、構成部品の数を少なくすることができる。

【００１０】磁気センサーを軸受部材に設ける場合に
は、例えば、磁気センサー収納貫通孔を有する円筒状セ
ンサー支持部材を使用し、これを軸受部材の外径に嵌め
入れるとともに、磁気センサーを磁気パルサーに臨ませ
るための孔を軸受部材に設ければよい。磁気センサーを
軸部材に設ける場合には、例えば、軸部材の外径に磁気
センサー収納凹所を設け、この凹所に磁気センサーを嵌
め入れて固定すればよい。いずれの場合でも、磁気セン
サーと磁気パルサーとは径方向に対向させられてもよ
く、軸方向に対向させられてもよい。

【００１１】磁気パルサーは、周方向に交互に着磁され
た着磁パターンを有していることがある。このようにす
ると、回転数、回転方向および回転角などの情報を得る
ことができる。

【００１２】磁気パルサーは、軸方向に交互に着磁され
た着磁パターンを有していることがある。このようにす
ると、軸方向移動量、移動方向、軸方向移動速度などの
情報を得ることができる。

【００１３】周方向の着磁パターンを有する磁気パルサ
ーを形成するには、例えば、帯状の着磁体を製作し、こ
れを軸部材の外径または軸受部材の内径に設けた環状溝
に面一となるように嵌め入れて接着すればよい。また、
軸方向の着磁パターンを有する磁気パルサーを形成する
には、例えば、帯状の着磁体を製作し、これを軸部材の
外径または軸受部材の内径に設けた軸方向溝に面一とな
るように嵌め入れて接着すればよい。

【００１４】周方向の着磁パターンを有する磁気パルサ
ーを形成する場合および軸方向の着磁パターンを有する
磁気パルサーを形成する場合のいずれについても、軸部
材が磁性体であり、磁気パルサーは、軸部材の外径が着
磁されることによって形成されているようにしてもよ
い。このようにすると、さらに、帯状の着磁体が不要と
なる分、より簡単な構成のセンサー付き軸受ユニットが
得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。以下の説明において、左
右は図１の（ａ）および図２の（ａ）についていうもの
とする。

【００１６】図１は、この発明のセンサー付き軸受ユニ
ットの第１実施形態を示している。

【００１７】図１に示すこの発明によるセンサー付き軸
受ユニットは、円柱状の軸部材(1)と、これの外側に接
触状態で配置されかつ固定部（図示略）に固定された円
筒状の軸受部材(2)と、軸部材(1)の外径に設けられかつ
交互に異なる磁気特性を有する磁気パルサー(3)と、軸
受部材(2)の外径に設けられた環状溝に嵌め入れられた
円筒状のセンサー支持部材(4)と、センサー支持部材(4)
に保持されて磁気パルサー(3)からのパルスを検出する
磁気センサー(5)とを備えている。

【００１８】磁気パルサー(3)は、Ｎ極とＳ極とが交互
にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されている着磁
体を軸部材(1)の外径に設けられた環状溝に嵌め入れら
れて接着剤などで固定することにより形成されている。
磁気パルサー(3)の外周面は、軸部材(1)の外周面と面一
かわずかに小径に形成されている。着磁体は、例えばゴ
ム状弾性体のように、可撓性を有するものとされ、例え
ば、着磁されたシート状のゴム磁性体を帯状に切断する
ことにより得ることができる。

【００１９】センサー支持部材(4)は、周上の１箇所に
磁気センサー収納貫通孔(4a)を有している。センサー支
持部材(4)の外径は、軸受部材(2)の外径よりも小さくな
されている。磁気センサー収納貫通孔(4a)に対応する軸
受部材(2)の部分には、磁気センサー(5)を磁気パルサー
(3)に臨ませるための孔(2a)が設けられている。

【００２０】磁気センサー(5)は、センサー支持部材(4)
の磁気センサー収納貫通孔(4a)に嵌め入れられることに
より、磁気パルサー(3)の径方向外側からわずかな間隙
をおいて対向させられている。

【００２１】第１実施形態のセンサー付き軸受ユニット
によると、軸部材(1)の回転に伴って、相対的に回転さ
せられる磁気パルサー(3)の磁気特性の変化が、磁気セ
ンサー(5)に感知され、この信号が図示省略された処理
回路を経て発信される。これにより、回転数、回転方向
および回転角などの情報を得ることができる。

【００２２】図２に示すこの発明によるセンサー付き軸
受ユニットの第２実施形態は、すべり軸受タイプであ
り、円筒状の軸部材(11)と、これの外側に接触状態で配
置されかつ固定部（図示略）に固定された軸受部材(12)
と、軸部材(11)に設けられかつ交互に異なる磁気特性を
有する磁気パルサー(13)と、軸受部材(12)の外径に設け
られた環状溝に嵌め入れられた円筒状のセンサー支持部
材(14)と、センサー支持部材(14)に保持されて磁気パル
サー(13)からのパルスを検出する磁気センサー(15)とを
備えている。

【００２３】磁気パルサー(13)は、Ｎ極とＳ極とが交互
にかつ等ピッチとなるように帯状に形成されている着磁
体を軸部材(11)の外径に設けられた軸方向溝(11a)に嵌
め入れられて接着剤などで固定することにより形成され
ている。磁気パルサー(13)の外径は、軸部材(11)の外径
と同径かわずかに小径に形成されている。

【００２４】センサー支持部材(14)は、磁気パルサー
(3)に臨む位置に磁気センサー収納貫通孔(14a)を有して
いる。センサー支持部材(14)の外径は、軸受部材(12)の
外径よりも小さくなされている。

【００２５】磁気センサー(15)は、磁気センサー収納貫
通孔(14a)に嵌め入れられることにより、磁気パルサー
(13)の径方向外側からわずかな間隙をおいて対向させら
れている。

【００２６】第２実施形態のセンサー付き軸受ユニット
によると、軸部材(11)の軸方向移動に伴って、相対的に
移動させられる磁気パルサー(13)の磁気特性の変化が、
磁気センサー(15)に感知され、この信号が図示省略され
た処理回路を経て発信される。これにより、軸方向移動
量、移動方向、軸方向移動速度などの情報を得ることが
できる。

【００２７】なお、第１実施形態および第２実施形態に
おいて、軸部材(1)(11)および軸受部材(2)(12)の材質
は、摩耗性に優れているものであれば特に限定されるも
のではないが、軸部材(1)(11)が磁性体とされるととも
に、磁気パルサー(3)(13)を、着磁体の貼り付けでな
く、この軸部材(1)(11)の外径を着磁することによって
形成することもできる。また、軸部材(1)(11)に設けら
れた環状溝あるいは軸方向溝(11a)にゴム磁性体等の磁
性体を形成後、これを着磁するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のセンサー付き軸受ユニット
の第１実施形態を示す図で、（ａ）は一部（軸受部材）
を切り欠いた側面図、（ｂ）は（ａ）のb-b線に沿う断
面図である。

【図２】図２は、この発明のセンサー付き軸受ユニット
の第２実施形態を示す図で、（ａ）は一部（軸受部材）
を切り欠いた側面図、（ｂ）は（ａ）のb-b線に沿う断
面図である。

【符号の説明】

(1)(11) 軸部材 (2)(12) 軸受部材 (3)(13) 磁気パルサー (5)(15) 磁気センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F034 EA02 EA05 EA21 2F077 AA25 AA42 CC02 NN04 NN06 NN08 NN17 NN18 NN24 PP12 PP14 VV02 VV11 VV31 VV33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸部材と、これの外側に接触状態で配置
された軸受部材と、軸部材および軸受部材のいずれか一
方に設けられかつ交互に異なる磁気特性を有する磁気パ
ルサーと、同他方に設けられかつ磁気パルサーからのパ
ルスを検出する磁気センサーとを備えているセンサー付
き軸受ユニット。
【請求項２】磁気パルサーは、周方向に交互に着磁さ
れた着磁パターンを有している請求項１のセンサー付き
軸受ユニット。
【請求項３】磁気パルサーは、軸方向に交互に着磁さ
れた着磁パターンを有している請求項１のセンサー付き
軸受ユニット。
【請求項４】軸部材が磁性体であり、磁気パルサー
は、軸部材の外径が着磁されることによって形成されて
いる請求項２または３のセンサー付き軸受ユニット。