JP2004211841A - Bearing device with sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ付軸受装置に関し、詳しくは回転体の支持と同時に回転体の回転速度や位相状態を検出するためのセンサ付軸受装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図5及び図6に示すようなセンサ付軸受装置が知られている。図5は、センサ付軸受装置の全体断面図を示し、図6は、図5のセンサ付軸受装置のA−A線断面図を示している。センサ付軸受装置30は、センサ40の一端部41を静止側軌道輪31の基準面31aに直接接触させるとともに、センサ40の面取り部42をセンサ保持要素32の切欠面33で固定することにより、センサ40を位置決めするものが記載されている(例えば、特開平10−311740号公報)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−311740号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の情報センサ付き転がり軸受30では、接続出力部34や導体35に外部から力が加わり、又は振動が加わることによって、センサ40が円周方向に位置ずれしてしまうという問題があった。このとき、センサ40の円周方向の位置ずれに起因して、センサ40の出力誤差が発生する可能性があった。
【0005】
そこで上記公報には、センサ保持要素32と静止側軌道輪31の基準面31aとの間に樹脂をインサート成形することにより、センサ40の円周方向の位置ずれを抑制することも記載されている。しかし、樹脂のインサート成形等によると、複雑な加工を必要とするため、製造工数及びコスト増大を招くという点で改善の余地があった。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、樹脂のインサート成形等の複雑な加工を必要とすることなく、センサを容易かつ高精度に位置決めすることができ、これにより低コストで高い検出精度を有するセンサ付軸受装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組み込まれてなる転がり軸受において、支持する回転軸の状態又は転がり軸受の状態を検出するセンサと、固定側軌道輪の軸方向一端面に固定される環状のセンサカバーと、センサカバーに固定された環状のセンサ保持部材とを備え、センサが、センサ保持部材における円周方向に沿う所定の位置に設けられたセンサ取付溝に、センサ保持部材の弾性変形によって所定の締め代で嵌合されることを特徴とするセンサ付軸受装置によって達成される。
【0008】
上記のセンサ付軸受装置によれば、センサは、センサ保持部材に設けられたセンサ取付溝に、締め代がセンサ保持部材の弾性変形を受けることで、センサ保持部材に固定される。このため、センサを固定するために樹脂のインサートや接着等を用いる必要がない。したがって、容易かつ高精度に位置決めされる。
【0009】
上記センサ付軸受装置は、センサ保持部材が、センサカバーの内方に所定のすきまをもって嵌合されることが好ましい。こうすれば、温度変化によるセンサ保持部材の膨張収縮によるセンサカバーの変形を防止することができ、センサカバーが固定側軌道輪(例えば、外輪)から脱落したり、固定側軌道輪を変形させることを防止することができる。
【0010】
上記センサ付軸受装置は、センサ保持部材には、複数の位置決めピンが円周方向に所定の間隔をあけて、それぞれ軸方向に沿って突出するように形成され、かつ、センサカバーの、複数の位置決めピンに対応するそれぞれの位置には、複数の嵌合孔が形成され、複数の位置決めピンがそれぞれ対応する複数の嵌合孔に嵌挿されることにより、センサカバーとセンサ保持部材とが位置決めされることが好ましい。
こうすれば、各位置決めピンを対応する嵌合孔にそれぞれ嵌挿すると、インサート成形等の複雑な加工を必要とすることなく、センサカバーとセンサ保持部材とが高精度に位置決めすることができる。
【0011】
上記のセンサ付軸受装置は、複数の位置決めピンが、複数の嵌合孔にそれぞれ挿通され、複数の嵌合孔を貫通した複数の位置決めピンの先端部がそれぞれ塑性変形されることにより、センサカバーとセンサ保持部材とが固定されることが好ましい。
ここで、塑性変形の具体例としては、加熱による熱変形、レーザ溶着、超音波溶着等が挙げられる。
こうすれば、塑性変形された箇所によって位置決めピンが嵌合孔から脱落することが防止される。したがって、上記のセンサ付軸受装置は、振動等の外力が加わった場合でも、センサの脱落や位置ずれが確実に防止できる。
【0012】
上記のセンサ付軸受装置は、複数の嵌合孔の周縁部が、センサ保持部材側に突出する突部を形成し、突部でのみ、センサカバーとセンサ保持部材とが係合されることが好ましい。
こうすれば、各嵌合孔周囲の係合圧が高く保持され、位置決めピンの機能が高められる。
【0013】
上記のセンサ付軸受装置は、センサカバーとセンサ保持部材との間には、センサの回路基板が挟持されており、センサ保持部材の複数の位置決めピンが、回路基板における対応する位置に設けられた貫通孔を貫通して、各嵌合孔に嵌挿されることが好ましい。
こうすれば、センサカバーとセンサ保持部材とが位置決めされるとともに、回路基板に形成された貫通孔に位置決めピンが挿通されるため、回路基板が、センサカバーとセンサ保持部材との間に高精度に位置決めされ、保持される。
また、センサカバーとセンサ保持部材又は回路基板とが嵌合孔の周縁部の突部においてのみ係合する構成である。このため、回路基板とセンサカバーとが互いに接触する部位を、例えば回路基板の回路以外の部位に限定することが可能となる。したがって、回路基板の回路とセンサカバーとの接触による短絡を確実に防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態により、本発明を説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるセンサ付軸受装置を示す断面図であり、図2は、図1のセンサ付軸受装置の要部拡大断面図、図3は、図1のセンサ付軸受装置のセンサカバー、センサ保持部材及び回路基板を示す分解斜視図、図4は、センサ保持部材のセンサ取付溝付近を示す要部拡大斜視図である。
【0015】
図1に示すように、センサ付軸受装置10は、保持器14にそれぞれ保持された複数の転動体11を、回転側軌道輪である内輪12及び固定側軌道輪である外輪13間に組み込まれて構成される。センサ付軸受装置10における軸方向一端面側(図1中右端面側)には、センサ20が設けられる。
【0016】
センサ20は、円環状のセンサ保持部材21に支持されたセンサ本体22と、後述する回路基板23と、磁性材からなる芯金24を介して内輪(可動側の軌道輪)12に固定された多極マグネット(エンコーダ)25とを備えており、センサカバー26内に収容されている。
多極マグネット25は、内輪12と一体的に回転する。センサ本体22は、多極マグネット25の回転方向の移動と回転数が検出可能となるように2つのホールICが所定の角度を持って取り付けられている。なお、2つのホールICの角度は出力波形の位相が電気角で90°になるように設置するのが好ましい。
【0017】
図2に示すように、センサカバー26は、例えば磁性材である金属板を板金加工して成形されており、内方にセンサ20を収容可能な環状部26aと、環状部26aの軸方向一端側(図2中左側)に設けられたフランジ部26bと、環状部26aの軸方向他端側(図2中右側)に設けられた側面部26cとから構成されている。センサカバー26は、フランジ部26bを転がり軸受10の外輪(固定側の軌動輪)13の外周縁部に嵌合されることにより、外輪13に固定される。
【0018】
センサ保持部材21は、例えば合成樹脂からなり、所定の弾性を有し、センサカバー26の内方に嵌合される。このとき、センサ保持部材21の外径面がセンサカバー26の内周面に所定のすきまを持って嵌合する。センサ保持部材21には、図4に示すように、センサ取付溝21aが、円周方向に沿う所定の位置に設けられる。センサ取付溝21aには、センサ本体22の軸方向位置を制限する段部21cが設けられている。センサ取付溝21aには、センサ本体22が、センサ保持部材21の弾性変形により、所定の締め代をもって嵌合(スナップ係合)される。センサ本体22は、底面22b、側面22c及び傾斜面22dを、センサ取付溝21aのそれぞれ対応する面に係合するように嵌合された状態で取り付けられる。このとき、センサ本体22は、先端面22aがセンサ保持部材21におけるセンサ取付溝21a縁部の面21bより僅かに突出するように取り付けられている。このため、図1に示すように、センサ22の先端面22aが径方向において内輪12の多極マグネット25側に近づくので、センサ22の検出精度がより一層向上する。
【0019】
図1から図3に示すように、センサ保持部材21には、複数の位置決めピン27が、円周方向に所定の間隔をあけて、それぞれ軸方向に沿って突出するように設けられている。センサカバー26には、複数の嵌合孔26dが円周方向に所定の間隔をあけて設けられている。各位置決めピン27は、対応する嵌合孔26dにそれぞれ嵌挿される。そして、各位置決めピン27が各嵌合孔26dを貫通することにより、センサカバー26とセンサ保持部材21とが位置決めされる。また、各嵌合孔26dに貫通された各位置決めピン27の先端部(図2中右端部)がそれぞれ塑性変形されることにより、センサカバー26とセンサ保持部材21とが互いに固定される。
なお、各位置決めピン27の先端部はそれぞれ、塑性変形により平面部27aを有する半球状となる。このとき、平面部27aは、センサカバー26の側面部26cより僅かに内側(図2中左側)に位置する。また、塑性変形の具体例としては、加熱による熱変形、レーザ溶着、超音波溶着等が挙げられる。
【0020】
各嵌合孔26dはそれぞれ、センサカバー26における各位置決めピン27に対応する位置に、軸方向(図1中左右方向)に沿って複数穿設されている。センサカバー26における各嵌合孔26dの周縁部は、センサ保持部材21側(図1中左側)に突出する突部26eを形成する。この突部26eにおいて、センサカバー26とセンサ保持部材21又は回路基板23とが係合し、突部26e以外の箇所に接触しないように構成される。
【0021】
また図1及び図3を参照すると、回路基板23は、センサカバー26の嵌合孔26dに嵌挿されるセンサ保持部材21の位置決めピン27を、対応する位置に穿設された貫通孔23aに貫通され、センサカバー26とセンサ保持部材21との間に挟持される。回路基板23には、センサ本体22による検出信号を処理する電子回路(図示しない)が実装されている。回路基板23とセンサカバー26との接触部位は、センサカバー26における各嵌合孔26dの周縁部に形成された突部26eによって、回路基板23の電子回路以外の部位に限定されている。これにより、回路基板23の電子回路とセンサカバー26との接触による短絡が防止される。
【0022】
本実施形態のセンサ付軸受装置の作用を説明する。
センサ20のセンサ本体22は、センサ保持部材21における円周方向に沿う所定の位置に設けられたセンサ取付溝21aに、センサ保持部材21の弾性変形に伴って所定の締め代を以って嵌合され、容易かつ高精度に位置決めされる。センサ保持部材は、センサカバーの内方に、所定のすきまをもって嵌合されている。
また、センサ保持部材21の各位置決めピン27が、対応するセンサカバー26の嵌合孔26dにそれぞれ嵌挿され、インサート成形等の複雑な加工を必要とすることなく、センサカバー26とセンサ保持部材21とが高精度に位置決めされる。
さらに、センサ保持部材21の各位置決めピン27が、センサカバー26の各嵌合孔26dにそれぞれ嵌挿された状態で各嵌合孔26dを貫通しており、かつ、貫通した各位置決めピン27の先端部がそれぞれ塑性変形される。したがって、振動等の外力が加わった場合でも、センサ本体22の脱落や位置ずれが確実に防止される。
【0023】
センサ保持部材21の各位置決めピン27は、回路基板23における対応する位置に設けられた貫通孔23aを貫通して、センサカバー26の対応する各嵌合孔26dに嵌挿される。したがって回路基板23が、センサカバー26とセンサ保持部材21との間に高精度に位置決めされ、保持される。
また、センサカバー26における各嵌合孔26dの周縁部が、センサ保持部材21側に突出する突部26eを形成し、該突部26eでのみ、センサカバー26とセンサ保持部材21又は回路基板23とが係合される。したがって、センサカバー26と回路基板23との接触部位は、回路基板23の電子回路以外の部位に限定される。これにより、回路基板23の電子回路とセンサカバー26との接触による短絡が確実に防止される。
【0024】
本実施形態のセンサ付軸受装置10において、センサ20のセンサ本体22が、センサ保持部材21における円周方向に沿う所定の位置に設けられたセンサ取付溝21aに、センサ保持部材21の弾性変形により、所定の締め代で嵌合される。したがって、樹脂のインサート成形等の複雑な加工を必要とすることなく、センサ本体22を容易かつ高精度に位置決めすることができ、これにより低コストで高い検出精度を有するセンサ付軸受装置10を提供することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂のインサート成形等の複雑な加工を必要とすることなく、センサを容易かつ高精度に位置決めすることができ、これにより低コストで高い検出精度を有するセンサ付軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるセンサ付軸受装置を示す断面図である。
【図2】図1のセンサ付軸受装置の要部拡大断面図である。
【図3】図1のセンサ付軸受装置のセンサカバー、センサ保持部材及び回路基板を示す分解斜視図である。
【図4】センサ保持部材のセンサ取付溝付近を示す要部拡大斜視図である。
【図5】従来のセンサ付軸受装置を示す断面図である。
【図6】図5のセンサ付軸受装置のA―A線断面図である。
【符号の説明】
10 センサ付軸受装置
11 転動体
12 可動側の軌道輪(内輪)
13 固定側の軌道輪(外輪)
14 保持器
20 センサ
21 センサ保持部材
21a センサ取付溝
21b 縁部の面
21c 段部
22 センサ本体
22a 先端面
22b 底面
22c 側面
22d 傾斜面
23 回路基板
24 芯金
25 多極マグネット
26 センサカバー
26a 環状部
26b フランジ部
26c 側面部
26d 嵌合孔
26e 凸状部
27 位置決めピン
27a 平面部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing device with a sensor, and more particularly to an improvement of a bearing device with a sensor for detecting a rotation speed and a phase state of a rotating body while supporting the rotating body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a bearing device with a sensor as shown in FIGS. 5 and 6 is known. FIG. 5 is an overall sectional view of the bearing device with a sensor, and FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of the bearing device with the sensor of FIG. The sensor-equipped
[0003]
[Patent Document 1]
JP 10-31740 A
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional rolling
[0005]
Therefore, the above-mentioned publication also describes that the
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to position a sensor easily and with high accuracy without requiring complicated processing such as resin insert molding. An object of the present invention is to provide a sensor-equipped bearing device having high detection accuracy at a low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to detect a state of a rotating shaft to be supported or a state of a rolling bearing in a rolling bearing in which a plurality of rolling elements held by a cage are rollably incorporated between a pair of races. A sensor, an annular sensor cover fixed to one axial end surface of the fixed raceway, and an annular sensor holding member fixed to the sensor cover, wherein the sensor has a predetermined shape along a circumferential direction of the sensor holding member. This is achieved by a sensor-equipped bearing device characterized in that it is fitted into a sensor mounting groove provided at a predetermined position by a predetermined interference by elastic deformation of a sensor holding member.
[0008]
According to the above-described bearing device with a sensor, the sensor is fixed to the sensor holding member by receiving the interference in the sensor mounting groove provided in the sensor holding member by elastic deformation of the sensor holding member. For this reason, it is not necessary to use a resin insert or an adhesive for fixing the sensor. Therefore, positioning is performed easily and with high accuracy.
[0009]
In the bearing device with a sensor, it is preferable that the sensor holding member is fitted inside the sensor cover with a predetermined clearance. With this configuration, it is possible to prevent the sensor cover from being deformed due to expansion and contraction of the sensor holding member due to a temperature change. Can be prevented.
[0010]
In the sensor-equipped bearing device, a plurality of positioning pins are formed on the sensor holding member so as to protrude along the axial direction at predetermined intervals in the circumferential direction, and a plurality of sensor covers are provided. A plurality of fitting holes are formed at respective positions corresponding to the positioning pins, and the sensor cover and the sensor holding member are positioned by fitting the plurality of positioning pins into the corresponding plurality of fitting holes. Preferably.
With this configuration, when each positioning pin is inserted into the corresponding fitting hole, the sensor cover and the sensor holding member can be positioned with high accuracy without requiring complicated processing such as insert molding.
[0011]
In the above bearing device with a sensor, the plurality of positioning pins are respectively inserted into the plurality of fitting holes, and the distal ends of the plurality of positioning pins penetrating through the plurality of fitting holes are each plastically deformed, so that the sensor cover is provided. And the sensor holding member are preferably fixed.
Here, specific examples of the plastic deformation include thermal deformation by heating, laser welding, ultrasonic welding, and the like.
This prevents the positioning pin from dropping out of the fitting hole due to the plastically deformed portion. Therefore, the above-described bearing device with a sensor can reliably prevent the sensor from falling off or being displaced even when an external force such as vibration is applied.
[0012]
In the bearing device with a sensor described above, the periphery of the plurality of fitting holes may form a protrusion protruding toward the sensor holding member, and the sensor cover and the sensor holding member may be engaged only with the protrusion. preferable.
In this case, the engagement pressure around each fitting hole is kept high, and the function of the positioning pin is enhanced.
[0013]
In the above bearing device with a sensor, the circuit board of the sensor is sandwiched between the sensor cover and the sensor holding member, and a plurality of positioning pins of the sensor holding member are provided at corresponding positions on the circuit board. It is preferable to pass through the through hole and be fitted into each fitting hole.
With this configuration, the sensor cover and the sensor holding member are positioned, and the positioning pins are inserted into the through holes formed in the circuit board. Is positioned and held.
Further, the sensor cover and the sensor holding member or the circuit board are configured to engage with each other only at the protrusion at the peripheral edge of the fitting hole. For this reason, the part where the circuit board and the sensor cover contact each other can be limited to, for example, a part other than the circuit of the circuit board. Therefore, a short circuit due to contact between the circuit of the circuit board and the sensor cover can be reliably prevented.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.
FIG. 1 is a sectional view showing a bearing device with a sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the bearing device with a sensor of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a sensor cover, a sensor holding member, and a circuit board of the bearing device. FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part showing the vicinity of a sensor mounting groove of the sensor holding member.
[0015]
As shown in FIG. 1, in a bearing device with a
[0016]
The
The
[0017]
As shown in FIG. 2, the
[0018]
The
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of positioning pins 27 are provided on the
The tip of each
[0020]
A plurality of
[0021]
1 and 3, the
[0022]
The operation of the sensor-equipped bearing device of the present embodiment will be described.
The sensor
Further, the respective positioning pins 27 of the
Further, each
[0023]
Each
Further, a peripheral portion of each
[0024]
In the sensor-equipped
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the sensor can be positioned easily and with high accuracy without requiring complicated processing such as insert molding of a resin, thereby achieving high detection accuracy at low cost. A bearing device with a sensor having the above can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a bearing device with a sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the bearing device with a sensor of FIG. 1;
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a sensor cover, a sensor holding member, and a circuit board of the bearing device with a sensor of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part showing the vicinity of a sensor mounting groove of a sensor holding member.
FIG. 5 is a sectional view showing a conventional bearing device with a sensor.
FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of the bearing device with a sensor of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
13 Fixed side bearing ring (outer ring)
14
Claims (6)
支持する回転軸の状態又は転がり軸受の状態を検出するセンサと、
固定側軌道輪の軸方向一端面に固定される環状のセンサカバーと、
前記センサカバーに固定された環状のセンサ保持部材とを備え、
前記センサが、前記センサ保持部材における円周方向に沿う所定の位置に設けられたセンサ取付溝に、前記センサ保持部材の弾性変形によって所定の締め代で嵌合されることを特徴とするセンサ付軸受装置。In a rolling bearing in which a plurality of rolling elements held by a retainer are rollably incorporated between a pair of races,
A sensor for detecting the state of the rotating shaft to be supported or the state of the rolling bearing;
An annular sensor cover fixed to one axial end surface of the fixed side race,
An annular sensor holding member fixed to the sensor cover,
The sensor is provided, wherein the sensor is fitted into a sensor mounting groove provided at a predetermined position along a circumferential direction of the sensor holding member with a predetermined interference by elastic deformation of the sensor holding member. Bearing device.
前記複数の位置決めピンがそれぞれ対応する前記複数の嵌合孔に嵌挿されることにより、前記センサカバーと前記センサ保持部材とが位置決めされることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサ付軸受装置。A plurality of positioning pins are formed on the sensor holding member so as to protrude along the axial direction at predetermined intervals in a circumferential direction, and correspond to the plurality of positioning pins of the sensor cover. At each position, a plurality of fitting holes are formed,
The sensor with the sensor according to claim 1, wherein the sensor cover and the sensor holding member are positioned by fitting the plurality of positioning pins into the corresponding plurality of fitting holes. Bearing device.
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2003
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