JP2005188554A - 回転センサ付き軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度なセンサ出力を得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】 回転センサ付き軸受は、回転軸８と嵌合する内輪２と、静止した軸受ハウジング１０と嵌合する外輪４と、前記内輪２と前記外輪４との間に介在する複数の転動体６と、前記内輪２に装着した、外周にＮ極とＳ極を着磁した環状の磁気エンコーダ１２と、前記外輪４に装着した、前記磁気エンコーダ１２と対向するセンサ１６と、前記回転軸８に対する前記磁気エンコーダ１２の回転を防止する回り止め機構８ａ，１２ａとを具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は回転センサ付き軸受に関し、特に絶対位置検出が必要なアプリケーションにおいて利用することのできる回転センサ付き軸受に関する。

軸受の回転速度（回転数）を検出する場合、従来、軸受に接近して回転センサを設置して行っていた。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。

このような回転センサ付き軸受の従来例を、図面により説明する。図４（ａ）は回転センサ付き軸受の要部である回転センサ部分の正面図、図４（ｂ）は断面図である。図４において、軸受２１は、内輪２２と、外輪２３と、内輪２２と外輪２３との間に転動自在に配置された複数の転動体２４と、これらの転動体２４を所定ピッチで転動自在に収容する保持器２５とを有する。外輪２３は軸受ハウジング２６に装着されている。回転センサ２７は、内輪２２に固定された磁気エンコーダ等のエンコーダ２８と、外輪２３に心金２９を介して装着されたセンサハウジング３０と、このセンサハウジング３０内に固定されたセンサ３１と、センサ３１により得られる電気信号を処理する回路を組み込んだ回路基板３２と、この回路基板３２から検出した回転速度（回転数）を取り出す電線３３とを有し、センサハウジング３０内のセンサ３１、回路基板３２、電線３３の接続端部等は樹脂でモールドされている。また、押さえ蓋３４は円周方向の複数箇所でビス等の固定部材３５によって軸受ハウジング２６に取り付けてある。電線３３は、押さえ蓋３４に形成された切欠溝３４ａを通って、外部に取り出される。

そして、内輪２２が回転すると、この内輪２２に装着されているエンコーダ２８が内輪２２と共に回転することに伴い、センサ３１との相対位置が周期的に変化することによって、センサ３１が内輪２２の回転速度（回転数）を検出し、その検出した回転速度（回転数）が電線３３によって電気信号として外部に取り出される。
特開２００２−２１３４７２号公報（図２）

上記従来の回転センサ付き軸受においては、内輪２２が軸（図示せず）にはめあいによって装着されるため、内輪２２と軸との熱膨張差が原因で、内輪２２の内径と軸の外径との間のすきまが許容限度を越えて、内輪２２が外輪２３の回転に伴って、外輪２３の回転方向に沿って回転する場合がある。万一、内輪２２が回転すると、軸との間に滑りが生じるため、回転速度（回転数）や回転角度を検出に誤差が生じてしまう。すなわち、磁気エンコーダと磁気センサを用いたセンサシステムに限らず、回転する磁気エンコーダの磁束変化を検出して信号出力を行う磁気センサを用いる場合、回転輪と同調して回転する磁気コーダと、固定輪に固定される磁気センサのそれぞれの位置が変動してしまうと正確なセンサ出力が得られない。

本発明の目的は、高精度なセンサ出力を得ることができる回転センサ付き軸受を提供することにある。

本発明の回転センサ付き軸受は、回転軸８と嵌合する内輪２と、静止した軸受ハウジング１０と嵌合する外輪４と、前記内輪２と前記外輪４との間に介在する複数の転動体６と、前記内輪２に装着した、外周にＮ極とＳ極を着磁した環状の磁気エンコーダ１２と、前記外輪４に装着した、前記磁気エンコーダ１２と対向するセンサ１６と、前記回転軸８に対する前記磁気エンコーダ１２の回転を防止する回り止め機構（８ａ，１２ａ）とを具備したことを特徴とするものである。

前記回り止め機構は、たとえば、前記磁気エンコーダ１２の内径面から半径方向内向きに突出した突起１２ａを、前記回転軸８に設けた切り欠き溝８ａに係合させることによって構成させることができる。これにより、万一、回転軸８と軸受内輪２との間に回転力が発生した場合でも、回転軸８と磁気エンコーダ１２との相対回転を確実に阻止することができる。

また、前記センサ１６が環状のセンサハウジング１４に保持され、前記センサハウジング１４の外周から半径方向に突出したピン１８を設け、前記ピン１８を前記軸受ハウジング１０の内周面に形成した穴１０ａに係合させることにより、軸受ハウジング１０に対する外輪４の回転を確実に阻止することができる。

本発明は軸受形式を特に問うことなく適用することができるが、たとえば、深溝玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、単列多点接触玉軸受を挙げることができる。

本発明によれば、回転軸に対する磁気エンコーダの回り止め構造を設けたことにより、磁気エンコーダの空転が阻止され、その結果、高精度なセンサ出力を得ることが可能となる。また、磁気エンコーダと内輪とを強固に嵌合させると、内輪が回転しようとする場合や軸との間に滑りを生じさせ軸と内輪との回転差が生じようとする場合に、内輪と軸との回転や滑りを阻止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は回転センサ付き軸受の縦断面を示し、図２は図１のII−II断面を示す。軸受は内
輪２と、外輪４と、内・外輪２，４の軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体ここでは玉６と、玉６を円周方向で所定間隔に保持する保持器（図示省略）とを主要な構成要素として成り立っている。内輪２は回転軸８と嵌合させ、回転軸の雄ねじ部にナットを締め込んで、回転軸８の肩部との間で軸方向に固定してある。外輪４は軸受ハウジング１０の穴に嵌合させる。回転軸８に対して軸受ハウジング１０が静止しており、したがって、 軸受は内輪回転で使用される。ここでは深溝玉軸受の場合を例示してある。

内輪２の外径面に磁気エンコーダ１２が装着してある。図２および図３に示すように、磁気エンコーダ１２は環状で、円筒部と、円筒部の一端から半径方向内向きに延在する円板部とからなる。磁気エンコーダ１２の円筒部にＮ極とＳ極からなる着磁パターンが施してある。磁気エンコーダ１２の円板部の内周面には、半径方向内側に突出した突起１２ａが形成してある。この突起１２ａを回転軸８に形成した軸方向溝８ａに係合させることにより、回転軸８に対する磁気エンコーダの回り止め機構を構成する。

外輪４の内径面にセンサハウジング１４が装着してあり、このセンサハウジング１４にセンサ１６が取り付けてある。図２から分かるように、センサハウジング１４は内周面に軸方向に伸びるありみぞを有し、このありみぞ内にセンサ１６を圧入することにより保持させてある。図１における符号１７は、センサ１６で検出した電気信号を外部に取り出すための電線を指している。また、センサハウジング１４にはピン１８を植え込んであり、このピン１８がセンサハウジング１４の外周面から半径方向に突出している。一方、軸受ハウジング１０の内周面には軸方向に伸びる溝１０ａを形成してある。ピン１８を溝１０に係合させることにより、軸受ハウジング１０に対するセンサハウジング１４の回り止め機構を構成する。

尚、本発明のころ軸受は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施の形態を示す回転センサ付き軸受の縦断面図である。 図１のII−II断面図である。 ａは磁気エンコーダの縦断面図、ｂは側面図である。 ａは従来の回転センサ付き軸受の正面図、ｂは断面図である。

符号の説明

２ 内輪
４ 外輪
６ 転動体（玉）
８ 回転軸
８ａ 溝
１０ 軸受ハウジング
１０ａ 溝
１２ 磁気エンコーダ
１２ａ 突起
１４ センサハウジング
１６ センサ
１７ 電線
１８ ピン

Claims (4)

1. 回転軸と嵌合する内輪と、
   静止した軸受ハウジングと嵌合する外輪と、
   前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、
   前記内輪に装着した、外周にＮ極とＳ極を着磁した環状の磁気エンコーダと、
   前記外輪に装着した、前記磁気エンコーダと対向するセンサと、
   前記回転軸に対する前記磁気エンコーダの回転を防止する回り止め機構と
   を具備した回転センサ付き軸受。
2. 前記回り止め機構が、前記磁気エンコーダの内径面から半径方向内向きに突出した突起を、前記回転軸に設けた切り欠き溝に係合させることによって構成されていることを特徴とする請求項１の回転センサ付き軸受。
3. 前記センサが環状のセンサハウジングに保持され、前記センサハウジングの外周から半径方向に突出したピンを設け、前記ピンを前記軸受ハウジングの内周面に形成した穴に係合させたことを特徴とする請求項１または２の回転センサ付き軸受。
4. 軸受形式が深溝玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、単列多点接触玉軸受のうちから選ばれた一つである請求項１、２または３の回転センサ付き軸受。