JP2005076729A - Rolling bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転センサとしてレゾルバを備えた転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device including a resolver as a rotation sensor.
鉄道車両や自動車においては、車軸を回転自在に支持するとともに、その車軸の回転数や回転速度等を検出するために、回転センサ付きの転がり軸受装置が使用されている。 In railway vehicles and automobiles, a rolling bearing device with a rotation sensor is used in order to rotatably support an axle and to detect the rotational speed and rotational speed of the axle.
従来、この種の転がり軸受装置では、円周方向に沿って多数の磁極を有するパルサーリングを被検出部として、このパルサーリングに対して、磁気センサを設けたものがある(特許文献1参照)。
転がり軸受装置では、前記の磁気センサのほかに、回転センサとしてレゾルバを用いることが考えられるが、レゾルバによれば、非回転状態や、回転角度、回転方向も検出することができて、しかも分解能が高い。特に、バリアブル・リラクタンス型のレゾルバでは、被検出部には断面が非円形、もしくは偏心した円形のロータを設ければよく、実施が容易である。 In a rolling bearing device, it is conceivable to use a resolver as a rotation sensor in addition to the magnetic sensor described above. However, according to the resolver, a non-rotation state, a rotation angle, and a rotation direction can be detected, and resolution is also achieved. Is expensive. In particular, in a variable reluctance type resolver, it is only necessary to provide a non-circular or eccentric circular rotor in the section to be detected, which is easy to implement.
ところで、レゾルバの組み込みに当たっては、レゾルバのステータは、固定輪である外輪の側に取り付けられるが、その取り付け方は、一定しておらず、取り付け方によっては、ステータ、特にその鉄心が変形し応力が加わることがある。ステータに応力が加わると、透磁率が変化し、回転検出の精度に悪影響を及ぼす。 By the way, when the resolver is assembled, the resolver stator is attached to the outer ring side which is a fixed ring, but the attachment method is not constant, and depending on the attachment method, the stator, particularly its iron core, is deformed and stressed. May be added. When stress is applied to the stator, the permeability changes, which adversely affects the accuracy of rotation detection.
本発明は、外輪の軸方向一端を閉塞するカバーと、このカバーの内側で内輪の回転検出を行うレゾルバとを備え、前記レゾルバのステータが前記外輪側に設けられるとともに、前記レゾルバのロータが前記内輪側に設けられている転がり軸受装置であって、前記カバーは、前記外輪の内周面に圧入により嵌着される円筒部を有し、前記ステータは、前記カバーの円筒部の内周面もしくは前記外輪の内周面に、すきまばめもしくは中間ばめにより嵌合され、かつ前記外輪の内周面に形成されたステータ受け止め用の段部と、前記カバーの円筒部の内端側の部分との間に挟まれて軸方向に固定されている。 The present invention includes a cover that closes one axial end of the outer ring, and a resolver that detects rotation of the inner ring inside the cover, a stator of the resolver is provided on the outer ring side, and a rotor of the resolver is In the rolling bearing device provided on the inner ring side, the cover has a cylindrical portion that is press-fitted to the inner peripheral surface of the outer ring, and the stator has an inner peripheral surface of the cylindrical portion of the cover Alternatively, a stator receiving step formed on the inner peripheral surface of the outer ring and fitted on the inner peripheral surface of the outer ring by clearance fit or intermediate fit, and on the inner end side of the cylindrical portion of the cover It is sandwiched between the parts and fixed in the axial direction.
上記の構成において、ステータと外輪もしくはカバーとの嵌合は、すきまばめもしくは中間ばめとしているから、ステータには外径側から過大な力が作用せず、変形することがない。したがって、ステータの変形に伴う検出精度の低下は生じない。 In the above configuration, since the stator and the outer ring or the cover are fitted with a clearance fit or an intermediate fit, an excessive force is not applied to the stator from the outer diameter side and the stator is not deformed. Therefore, the detection accuracy is not lowered due to the deformation of the stator.
この場合、ステータの外周面は、外輪等の内周面に強固に固定されないが、ステータの側面部は、外輪の受け止め用の段部と、カバーの円筒部の内端もしくは円筒部の内端側の段部との間に挟まれて軸方向に固定されるから、ステータの位置が所要の位置に確定する。 In this case, the outer peripheral surface of the stator is not firmly fixed to the inner peripheral surface of the outer ring or the like, but the side surface portion of the stator includes the step for receiving the outer ring and the inner end of the cylindrical portion of the cover or the inner end of the cylindrical portion. Since it is sandwiched between the step portion on the side and fixed in the axial direction, the position of the stator is fixed at a required position.
また、ステータの軸方向外側はカバーで閉塞されており、このカバーの円筒部と外輪とは金属どうしの嵌合であるから、長く使用しても両者間にすきまができるおそれがなく、水密性が高く、ステータに対する防水が確実である。 Also, the outer side of the stator in the axial direction is closed with a cover, and the cylindrical part of the cover and the outer ring are fitted with metal, so there is no risk of a gap between them even if used for a long time. Is high and waterproof against the stator is certain.
上記構成の転がり軸受装置の一実施形態として、カバーの円筒部の内周面の軸方向内端部に、内周面よりも大きな内径を有する大径部が形成され、この大径部に前記ステータが嵌合され、前記大径部と内周面との間に形成された段部と、外輪の前記受け止め用の段部との間でステータを軸方向に挟み、前記外輪の内周面における前記カバーのステータ嵌合位置の外周に相当する個所には、カバーの拡径を許容する環状の凹部が形成されている場合がある。この実施形態では、ステータは、外輪内周の受け止め用の段部とカバーの内周面の段部との間に挟まれて軸方向位置が固定されるから、取り付け位置が確定する。 As one embodiment of the rolling bearing device having the above-described configuration, a large-diameter portion having an inner diameter larger than the inner peripheral surface is formed at the axially inner end portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the cover. A stator is fitted, and the stator is axially sandwiched between a step formed between the large-diameter portion and the inner peripheral surface and the receiving step of the outer ring, and the inner peripheral surface of the outer ring. In some cases, an annular recess that allows the cover to expand in diameter is formed at a position corresponding to the outer periphery of the stator fitting position of the cover. In this embodiment, the stator is sandwiched between the receiving step on the inner periphery of the outer ring and the step on the inner peripheral surface of the cover, and the axial position is fixed, so the mounting position is fixed.
この場合、ステータを保持しているカバーの円筒部を、外輪の内周面内に圧入する際、カバーの円筒部からステータには大きな力が作用するが、カバーの円筒部を所定位置まで圧入した状態では、円筒部の内端は、外径側に拡径変形しうるから、ステータには過大な力が作用せず、ステータが変形するおそれはない。 In this case, when the cylindrical portion of the cover holding the stator is pressed into the inner peripheral surface of the outer ring, a large force acts on the stator from the cylindrical portion of the cover, but the cylindrical portion of the cover is pressed into a predetermined position. In this state, the inner end of the cylindrical portion can be expanded and deformed to the outer diameter side, so that an excessive force does not act on the stator and there is no possibility that the stator will be deformed.
また、上記構成では、組み立てに際して、まず、カバーの円筒部の内周にある大径部にステータを嵌合し、そのステータのリード線の接続等、必要な配線処理をすべてカバーの側で済ませてから、そのステータ付きのカバーを外輪の内周面にはめ込めばよく、ステータとカバーとを各別に外輪に取り付ける場合に比べ、組み立て作業を効率よく行える。 In the above configuration, when assembling, first, the stator is fitted to the large diameter portion on the inner periphery of the cylindrical portion of the cover, and all necessary wiring processing such as connection of the lead wires of the stator is completed on the cover side. Then, it is only necessary to fit the cover with the stator to the inner peripheral surface of the outer ring, and the assembly work can be performed more efficiently than when the stator and the cover are separately attached to the outer ring.
本発明によれば、外輪の内周側にレゾルバのステータを取り付けるにもかかわらず、ステータには外径側から過大な力が作用せず、ステータが変形することがなく、ステータの変形と伴う検出精度の低下を防止することができる。 According to the present invention, although the resolver stator is attached to the inner peripheral side of the outer ring, an excessive force does not act on the stator from the outer diameter side, the stator is not deformed, and is accompanied by deformation of the stator. A decrease in detection accuracy can be prevented.
以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明すると、図1ないし図3は、本発明の最良の実施形態に係り、図1は転がり軸受装置の軸方向に沿った断面図、図2は、図1の(2)−(2)線での断面図、図3は、図1の要部の拡大断面図である。 Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 relate to the best embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view along the axial direction of a rolling bearing device, and FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
図1において、左側が車両アウタ側(車輪側)で、右側が車両インナ側(反車輪側)である。本実施形態の転がり軸受装置は、自動車の従動輪を支持する複列アンギュラ玉軸受タイプの転がり軸受装置であって、外輪1と、内軸2と、内輪3と、複数の玉からなる転動体4,5と、二つの保持器6,7と、単一のシール8と、カバー9と、回転センサとしてのレゾルバ10とを含むものである。
In FIG. 1, the left side is the vehicle outer side (wheel side), and the right side is the vehicle inner side (counter wheel side). The rolling bearing device of the present embodiment is a double-row angular ball bearing type rolling bearing device that supports a driven wheel of an automobile, and is a rolling element including an outer ring 1, an
外輪1は、キャリアのような車体側の部材に非回転に固定されるもので、内周に複列に軌道部1a,1bを有する。内軸2は、車両アウタ側にインロー部21と車輪取り付け用のフランジ部22とを有し、このフランジ部22より車両インナ側の外周面に、外輪1の車両アウタ側の軌道部1aに対応する軌道部2aが形成されている。フランジ部22には、これを貫通する状態で、車輪やブレーキ用のディスクロータ(いずれも図示せず)を固定するためのボルト11が圧入固定されている。
The outer ring 1 is non-rotatably fixed to a member on the vehicle body side such as a carrier, and has
内輪3は、外輪1の車両インナ側の軌道部1bに対応する軌道部3bを有するもので、内軸2の車両インナ側に形成された小径部23の外周に嵌着されて、小径部23より車両インナ側に形成されたねじ部24に螺合されたナット12の締め付けにより、内軸2に対して固定されている。転動体4,5は、複数の玉からなり、外輪1の一方の軌道部1aと内軸2の軌道部2aとの間、および外輪1の他方の軌道部1bと内輪3の軌道部3bとの間に、それぞれ介装されて、保持器6,7により転動自在に保持されている。シール8は、外輪1の車両アウタ側端部と内軸2との間に設けられている。
The
カバー9は、有底円筒形の形状により外輪1の車両インナ側の開放部を閉塞するもので、その円筒部91が、外輪1の車両インナ側に円筒状に形成された突出部11の内周に圧入により嵌着されている。
The
レゾルバ10は、ブラシレスタイプの1種であるバリアブル・リラクタンス型(磁気抵抗変化型)で、ステータ13とロータ14とからなり、カバー9の内側で内輪3の回転検出を行うよう、ステータ13が固定輪である外輪1の内周側に設けられ、ロータ14が回転輪である内輪3の側に設けられている。ステータ13は、図2に示すように、リング状で内径側に多数の極歯131aを有する鉄心131と、鉄心131の各極歯131aに巻装したコイル132とから構成されたもので、各コイル132は、励磁用の巻線部132aと検出用の巻線部132bとからなる。
The
本発明では、転がり軸受装置へのレゾルバ10の組み込み方、特に、ステータ13の外輪1への取り付け方に特徴がある。
The present invention is characterized by the manner in which the
外輪1の突出部11の内周には、図3に拡大して示すように、ステータ13に対応して、受け止め用段部11aが円周方向に沿って形成されている。この段部11aに受け止められる状態で、ステータ13は、外輪1の突出部11の内周に、すきまばめもしくは中間ばめにより嵌合されている。前記したカバー9は、このステータ13より軸方向外方で、外輪1の突出部11の内周に圧入により嵌着されている。そして、ステータ13は、外輪1の受け止め用の段部11aと、カバー9の円筒部91の内端部との間に挟み込まれて、その挟持により軸方向位置が固定されている。ステータ13のコイル132からのリード線132cは、カバー9に形成された孔9aから外部に引き出されるか、カバー9の前記孔9aに設けたコネクタに接続される。
On the inner periphery of the
レゾルバ10のロータ14は、内輪3の肩部を径方向断面が偏心した円形もしくは非円形になるよう切削することにより、内輪3に一体に設けられている。
The
上記の構成において、ステータ13と外輪1との嵌合は、すきまばめもしくは中間ばめとなっているから、外輪1からステータ13には過大な力が作用せず、変形することがない。したがって、ステータ13の変形に伴う検出精度の低下は防止される。
In the above configuration, since the fitting between the
この場合、ステータ13の側面部(軸方向内外に向く面部)は、外輪1の受け止め用の段部11aと、カバー9の円筒部91の内端との間に挟まれるから、ステータ13は軸方向に固定され、取り付け位置が確定する。
In this case, since the side surface portion (surface portion facing inward and outward in the axial direction) of the
また、ステータ13の軸方向外側を覆うカバー9は、外輪1の突出部11の内周に嵌合しており、カバー9と外輪1とは金属どうしの嵌合であるから、長く使用しても両者間にすきまができるおそれがなく、ステータ13に対する防水が確実である。
Further, the
図4および図5は、本発明の他の実施形態に係り、図4は、他の実施形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った半断面図、図5は、図4の要部の拡大断面図である。 4 and 5 relate to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a half sectional view along the axial direction of a rolling bearing device according to another embodiment, and FIG. It is an expanded sectional view.
この実施形態でも、レゾルバ10は、カバー9の内側で内輪3の回転検出を行うよう、ステータ13が外輪1の内周側に設けられ、ロータ14が内輪2の側に設けられるが、ステータ13は、カバー9を介して外輪1の突出部11の内周側に取り付けられている。
Also in this embodiment, in the
すなわち、カバー9の円筒部91の内端側の内周面には、円筒部91を内径側から薄肉に切削することにより、ステータ13嵌合用で円筒部91内周面の他の部分より大径の大径部91aが形成され、この大径部部91aの軸方向外側には、ステータ挟持用の段部91bが形成されている。そして、カバー9の大径部91aの内周に、ステータ13がすきまばめもしくは中間ばめにより嵌合されている。ステータ13のコイル132からのリード線132cは、カバー9に設けたコネクタ15に接続されている。ステータ13、リード線132c、およびコネクタ15のうち、少なくともリード線132cは、樹脂16で被覆され、カバー9の内面に対して固定されている。
That is, the
一方、外輪1の突出部11の内周には、図5に拡大して示すように、ステータ13に対応して、受け止め用段部11aが円周方向に沿って形成されるとともに、この段部11aより軸方向外側には、環状の凹部11bが形成されている。
On the other hand, on the inner periphery of the protruding
カバー9は、その円筒部91の内周にステータ13を保持する状態で、外輪1の突出部11の内周に所定深さまで圧入により嵌着されている。カバー9が外輪1の内周に所定深さまで圧入された状態では、ステータ13は、外輪1の受け止め用段部11aに受け止められ、この受け止め用段部11aと、カバー9の挟持用の段部91bとの間に挟まれて、軸方向位置が固定されている。
The
また、カバー9が外輪1の内周に所定深さまで圧入された状態では、カバー9のステータ嵌合用の大径部91aの外周には、環状の凹部11bが臨むようになっている。この環状の凹部11bは、カバー9の大径部91aの外径側への拡径変形を許容する部分である。他の構成は、図1ないし図3の実施形態のものと変わりがないので、共通する部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
When the
上記の構成において、ステータ13とカバー9との嵌合は、すきまばめもしくは中間ばめとなっており、しかも、カバー9の大径部91aは、拡径変形が許容されているから、カバー9からステータ13には過大な力が作用せず、ステータ13が変形することがない。この場合、ステータ13は、外輪1の受け止め用の段部11aと、カバー9の挟持用の段部91bとの間に挟まれるから、軸方向に固定され、取り付け位置に確定する。さらに、ステータ13の軸方向外側を覆うカバー9は、外輪1と金属どうしのはめあいとなるから、長く使用しても、両者間に水が浸入するすきまができるおそれがない。
In the above configuration, the fitting between the
組み立てに際しては、まず、カバー9の円筒部91の内周面にステータ13を嵌合し、そのステータ13のリード線132cの接続等、必要な配線処理をすべてカバー9の側で済ませてから、そのステータ13付きのカバー9を外輪1の内周面に圧入すればよく、ステータ13とカバー9とを各別に外輪1に取り付ける場合に比べ、組み立て作業を効率よく行える。
When assembling, first, the
上記の各実施形態では、内輪3の肩部を切削することにより、ロータ14を内輪3と一体に設けたが、ロータ14を内輪3とは別部材として構成し、これを内輪3に取り付けるようにしてもよい。また、各実施形態では、内軸2のねじ部24に螺合されるナット12の締め付けで、内輪3を内軸2に固定したが、内軸2の一部を外径側にかしめることで、内輪3を内軸2に固定するようにしてもよく、また、内軸2の中心部を貫通するねじ軸と、これに螺合するナットとで、内輪3を内軸2に固定するようにしてもよい。さらに、転動体は玉に限らず、円すいころであってもよい。
In each of the above embodiments, the
このほか、本発明は、内軸2の外周に単列の内輪3を設けるタイプの転がり軸受装置に限らず、内軸の外周に内輪を複列に設けるタイプの転がり軸受装置にも実施することができる。
In addition, the present invention is not limited to a type of rolling bearing device in which a single row of
1 外輪 11a 外輪の受け止め用段部
2 内軸 3 内輪
9 カバー 91 カバーの円筒部
10 レゾルバ 13 ステータ 14 ロータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記カバーは、前記外輪の内周面に圧入により嵌着される円筒部を有し、前記ステータは、前記カバーの円筒部の内周面もしくは前記外輪の内周面に、すきまばめもしくは中間ばめにより嵌合され、かつ前記外輪の内周面に形成されたステータ受け止め用の段部と、前記カバーの円筒部の内端側の部分との間に挟まれて軸方向に固定されている、転がり軸受装置。 A cover that closes one end of the outer ring in the axial direction; and a resolver that detects rotation of the inner ring inside the cover. A stator of the resolver is provided on the outer ring side, and a rotor of the resolver is provided on the inner ring side. A rolling bearing device,
The cover has a cylindrical portion that is press-fitted to the inner peripheral surface of the outer ring, and the stator has a clearance fit or intermediate fit on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the cover or the inner peripheral surface of the outer ring. Fitted with a fit and sandwiched between a stator receiving step formed on the inner peripheral surface of the outer ring and a portion on the inner end side of the cylindrical portion of the cover and fixed in the axial direction Rolling bearing device.
前記カバーの円筒部の内周面の軸方向内端部に、内周面よりも大きな内径を有する大径部が形成され、この大径部に前記ステータが嵌合され、前記大径部と内周面との間に形成された段部と、外輪の前記受け止め用の段部との間でステータを軸方向に挟み、前記外輪の内周面における前記カバーのステータ嵌合位置の外周に相当する個所には、カバーの拡径を許容する環状の凹部が形成されている、転がり軸受装置。
The rolling bearing device according to claim 1,
A large-diameter portion having an inner diameter larger than the inner peripheral surface is formed at an axially inner end portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the cover, and the stator is fitted to the large-diameter portion, The stator is axially sandwiched between a step formed between the inner peripheral surface and the receiving step of the outer ring, and on the outer periphery of the cover on the inner peripheral surface of the outer ring at the stator fitting position. A rolling bearing device in which an annular recess that allows the cover to expand in diameter is formed at a corresponding portion.
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JP4238676B2 (en) | 2009-03-18 |
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