JP2005321019A

JP2005321019A - 回転センサ付軸受装置

Info

Publication number: JP2005321019A
Application number: JP2004139354A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Harada; 裕嗣原田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】回転センサにおけるセンサ部の精度等の種類や、その検出信号処理用の回路ユニットの種類等の様々な組み合わせに自在に対応できて、多種多様な要望に低コストで応じることのできる回転センサ付軸受装置を提供する。
【解決手段】この回転センサ付軸受装置は、転がり軸受と、回転センサ１１と、この回転センサ１１の検出信号を処理する回路ユニット２１とを備える。回転センサ１１は、転がり軸受におけるいずれか一方の軌道輪２に設けられた被検出部、および他方の軌道輪に設けられて前記被検出部を検出するセンサ部８からなる。前記センサ部８および回路ユニット２１には、それぞれ精度や処理内容等の仕様の異なる複数種類のものを準備する。センサ部８および回路ユニット２１は互いに接続するコネクタ１３，２３を有し、このコネクタ１３，２３は複数種類のセンサ部８および回路ユニット２１に共通の仕様のものとする。これにより、準備された複数種類の中の任意のセンサ部８と回路ユニット２１とを選択して接続し、回転センサ１１を構成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、種々の機器に設置される回転センサ付軸受装置に関し、センサ部の精度や処理回路の種類等の様々なバリエーションの需要に対応する回転センサ付軸受装置に関するものである。

従来、回転センサ付軸受装置として、回転側となる内輪に被検出部となるエンコーダを取付け、固定側となる外輪にケース支持リングおよびセンサケースを介して磁気センサ等のセンサ部を取付けることで、回転パルス信号や回転方向の得られる回転センサを構成したものがある（例えば特許文献１）。この場合に、外輪にケース支持リングを介してセンサケースが支持され、このセンサケース内に前記センサ部とこれに接続された回路基板が収容され、樹脂モールドされている。センサ部による検出信号は回路基板に実装された処理回路で所定の処理を施されたうえで、回路基板に接続された電線を経て外部に出力される。
特開２００２−２１３４７２号公報

しかし、上記構成の回転センサ付軸受装置では、センサ部と、その検出信号の処理回路を実装した回路基板とがセンサケース内に一体となって収容されている。そのため、回転センサの品種によっては、センサ部の精度（耐漏洩磁束度）が決まらないと、回路基板（処理回路）の種類を決定できない場合があり、製造の段取りが悪いという問題点が有った。また、例えばセンサ部の精度として規定以上の値が得られな場合には、回転センサ全体を廃棄しなければならず、コスト増の要因ともなっている。さらに、ユーザ側で設計変更が生じた場合でも、回転センサの変更が容易でなかった。

この発明の目的は、回転センサにおけるセンサ部の精度等の種類や、その検出信号処理用の回路ユニットの種類等の様々な組み合わせに自在に対応できて、多種多様な要望に低コストで応じることのできる回転センサ付軸受装置を提供することである。

この発明の回転センサ付軸受装置は、一対の軌道輪、および両軌道輪間に介在した転動体を有する転がり軸受と、いずれか一方の軌道輪に設けられた被検出部、および他方の軌道輪に設けられて前記被検出部を検出するセンサ部からなる回転センサと、前記センサ部の検出信号を処理する回路ユニットとを備えた回転センサ付軸受装置において、前記センサ部および回路ユニットにそれぞれ仕様の異なる複数種類のものを準備し、これらセンサ部および回路ユニットは互いに接続するコネクタを有し、このコネクタは前記複数種類のセンサ部および回路ユニットに共通の仕様のものとし、準備された複数種類の中の任意のセンサ部と回路ユニットとを選択して接続したものである。
この構成によると、センサ部と回路ユニットとが共通仕様のコネクタで着脱自在であるため、１種類のセンサ部に対して、様々な種類の回路ユニットを選択でき、それらを接続することで回転センサ付軸受装置の機能を発揮できる。また、１種類の回路ユニットに対して、様々なセンサ部の種類を選択でき、それらを接続することで、回転センサ付軸受装置として機能を発揮できる。
その結果、ユーザ側の立場からは、回転センサの種類の選択設定が容易になる。すなわち、ユーザは、センサ部の精度等の種類と回路ユニットの種類を好きなように選定し、回転センサを組み合わせることが可能となる。また、メーカ側の立場からは、センサ部と回路ユニットを別々に製造できるので、生産時間を短縮でき、良品の歩留りも改善できて、コスト低減が可能となる。

この発明において、前記センサ部および回路ユニットのコネクタは、互いに差し込み接続される形式のものであっても良い。差し込み接続形式であると、任意に選択したセンサ部と回路ユニットの接続作業を容易に行うことができる。

この発明において、前記センサ部のコネクタはこのセンサ部にフレキシブルな配線を介して接続されたものであり、前記回路ユニットのコネクタは回路基板からフレキシブルな配線を介して接続されたものであっても良い。この構成の場合、センサ部および回路ユニットに対するコネクタの自由度が大きいので、コネクタによるセンサ部と回路ユニットの接続作業をより容易に行うことができる。

この発明において、前記センサ部のコネクタは、このセンサ部を構成するケースに設けられたものであり、前記回路ユニットのコネクタは回路基板からフレキシブルな配線を介して接続されたものであっても良い。この構成の場合も、回路ユニットに対するコネクタの自由度が大きいので、コネクタによるセンサ部と回路ユニットの接続作業をより容易に行うことができる。

この発明の回転センサ付軸受装置用センサ部・回路ユニット群は、一対の軌道輪、および両軌道輪間に介在した転動体を有する転がり軸受と、いずれか一方の軌道輪に設けられた被検出部、および他方の軌道輪に設けられて前記被検出部を検出するセンサ部からなる回転センサと、前記センサ部の検出信号を処理する回路ユニットとを備えた回転センサ付軸受装置を組み立てるためのセンサ部および回路ユニットの群であって、
それぞれ仕様の異なる複数種類の前記センサ部、およびそれぞれ仕様の異なる複数種類の回路ユニットを備え、これら各センサ部および各回路ユニットは互いに接続するコネクタを有し、このコネクタは前記複数種類のセンサ部および複数種類の回路ユニットに共通の仕様のものとし、前記複数種類のうちの任意のセンサ部と前記複数種類のうちの任意の回路ユニットとを選択して前記コネクタで接続可能なものであることを特徴とする。
この構成のセンサ部・回路ユニット群を準備しておくことで、この発明の回転センサ付軸受装置を容易に得ることができる。

この発明の回転センサ付軸受装置は、一対の軌道輪、および両軌道輪間に介在した転動体を有する転がり軸受と、いずれか一方の軌道輪に設けられた被検出部、および他方の軌道輪に設けられて前記被検出部を検出するセンサ部からなる回転センサと、前記センサ部の検出信号を処理する回路ユニットとを備えた回転センサ付軸受装置において、前記センサ部および回路ユニットにそれぞれ仕様の異なる複数種類のものを準備し、これらセンサ部および回路ユニットは互いに接続するコネクタを有し、このコネクタは前記複数種類のセンサ部および回路ユニットに共通の仕様のものとし、準備された複数種類の中の任意のセンサ部と回路ユニットとを選択して接続したものであるため、回転センサにおけるセンサ部の精度等の種類や、その検出信号処理用の回路ユニットの種類等の様々な組み合わせに自在に対応できて、多種多様な要望に低コストで応じることができる。

この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態の回転センサ付軸受装置は、転動体４を介して互いに回転自在な回転側軌道輪２および固定側軌道輪３を有する転がり軸受１と、この転がり軸受１の一端部に設けられた回転センサ１１と、回転センサ１１の検出信号を処理する回路ユニット２１とを備える。回転センサ１１は、前記回転側軌道輪２の一端部に設けられた被検出部７と、この被検出部７に対向して固定側軌道輪３の一端部に取付けられて被検出部７を検出するセンサ部８とでなる。
前記センサ部８は、ホール素子，ホールＩＣ，ＭＲ素子などの磁気センサ８ａを、樹脂ケース９内に収容した状態で樹脂モールド１２したものである。前記樹脂ケース９を、固定側軌道輪３の一端部の内径面に圧入嵌合させた金属製のケース支持リング１０で支持することにより、前記センサ部８が固定側軌道輪３に固定される。

前記転がり軸受１は、例えば深溝玉軸受からなり、その内輪が回転側軌道輪２となり、外輪が固定側軌道輪３となる。固定側軌道輪３は軸受ハウジング３０に固定される。回転側軌道輪２の外径面および固定側軌道輪３の内径面にはそれぞれ転動体４の軌道面２ａ，３ａが形成されており、転動体４は保持器５で保持されている。回転側軌道輪２と固定側軌道輪３の間の環状空間は、被検出部７およびセンサ部８の設置側とは反対側の端部がシール部材６で密封されている。

被検出部７はセンサ部８に対して径方向に対向するラジアル型のものであって、センサ部８に対する磁気特性が周方向に向けて連続的に変化する環状の部品とされている。具体的には、被検出部７は、環状のバックメタル７ｂと、そのバックメタル７ｂの外周側に設けられ周方向に向けて磁極Ｎ，Ｓを交互に複数極対着磁した磁性体７ａとを有する。この被検出部７は、前記バックメタル７ｂを介して回転側軌道輪２に固着されている。磁性体７ａには、例えばゴム磁石，プラスチック磁石，または焼結磁石等が用いられ、バックメタル７ｂに加硫接着等で一体化される。

前記センサ部８の外周部は、軸受ハウジング３０に固定される押さえ蓋２０で覆われている。センサ部８における樹脂ケース９の一部には、外径側に突出する回り止め部９ａが一体成形されており、この回り止め部９ａが押さえ蓋２０に形成された切欠溝２０ａに係合することで、固定側軌道輪３の回転が阻止される。センサ部８は前記回路ユニット２１と接続するためのコネクタ１３を有し、このコネクタ１３は前記樹脂ケース９の回止め部９ａを貫通するフレキシブルな配線１４を介して磁気センサ８ａに接続されている。

前記回路ユニット２１は、前記センサ部８から出力される検出信号に所定の処理を施す処理回路を実装した回路基板２２と、この回路基板２２にフレキシブルな配線２４を介して接続されたセンサ部接続用のコネクタ２３と、回路基板２２に設けられ処理回路で処理された検出信号を外部に出力するための出力コネクタ２５とを有する。この回路ユニット２１は、例えば軸受ハウジング３０の回転センサ１１に近い位置に設置される。上記両コネクタ１３，２３は、互いに差込み接続される形式のものであり、コネクタ１３，２３の一方がプラグ，他方がソケットとされる。これらコネクタ１３，２３は、差し込み後に回転させることで接続されるものとしても良い。差し込み後に回転させて接続する形式のものであると、接続が不測に外れることが防止される。

前記センサ部８および回路ユニット２１は、図２（Ｂ）にセンサ部準備群１０１および回路ユニット準備群１０２を示すように、それぞれ仕様の異なる複数種類のものが準備される。これらセンサ部８および回路ユニット２１における互いに接続するコネクタ１３，２３は、複数種類のセンサ部８および回路ユニット２１に共通の仕様のものとされている。このように準備された複数種類の中の任意のセンサ部８と回路ユニット２１とを選択して、図２（Ａ）のように一つの回転センサ１１が構成される。

この構成の回転センサ付軸受装置によると、１種類のセンサ部８に対して、複数種類の回路ユニット２１から任意の１種類の回路ユニット２１を選択してコネクタ１３，２３で互いに接続することで、回転センサ１１を構成できる。また、１種類の回路ユニット２１に対して、複数種類のセンサ部８から任意の１種類のセンサ部８を選択してコネクタ１３，２３で互いに接続することで、回転センサ１１を構成できる。その結果、ユーザ側の立場からは、回転センサ１１の種類の選択設定が容易になる。すなわち、ユーザは、センサ部８の精度（スペック）と回路ユニット２１の種類を好きなように選定して、回転センサ１１を組み合わせることが可能となる。また、メーカ側の立場からは、センサ部８と回路ユニット２１を別々に製造できるので、生産時間を短縮でき、良品の歩留りも改善できてコスト低減が可能となる。

また、センサ部８と回路ユニット２１の接続は、コネクタ１３，２３を互いに差し込むことにより可能であり、接続作業を容易に行うことができる。センサ部８のコネクタ１３はフレキシブルな配線１４を介してセンサ８ａに接続され、回路ユニット２１のコネクタ２３はフレキシブルな配線２４を介して回路基板２２に接続されているので、センサ部８および回路ユニット２１に対するコネクタ１３，２３の自由度が大きく、両コネクタ１３，２３の接続作業をより容易に行うことができる。

図３および図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の回転センサ付軸受は、図１および図２に示した第１の実施形態において、センサ部８のコネクタ１３を、センサ部８を構成する樹脂ケース９に設けたものである。ここでは、樹脂ケース９における回り止め部９ａの外端にコネクタ１３を設けており、コネクタ１３とセンサ８ａとは、回り止め部９ａを貫通する配線１４Ａによって接続し、その配線１４Ａは樹脂ケース９内で樹脂モールド１２されている。回路ユニット２１のコネクタ２３がフレキシブルな配線２４を介して回路基板２２に接続されていること、およびその他の構成は、第１の実施形態の場合と同じである。この実施形態においても、両コネクタ１３，２３は、互いに差込み接続される形式のものとされ、または差し込み後に回転させることで接続される形式のものとされる。

この実施形態の場合も、センサ部８と回路ユニット２１とが共通使用のコネクタ１３，２３で着脱自在であるため、種々準備された中の任意のセンサ部８に対して、種々準備された中の任意の回路ユニット２１を選択でき、それらを接続することで回転センサ付軸受装置の機能を発揮できる。回路ユニット２１のコネクタ２３がフレキシブルな配線２４を介して回路基板２２に接続されているので、回路ユニット２１に対するコネクタ２３の自由度が大きく、両コネクタ１３，２３の接続作業を容易に行うことができる。また、センサ部８から配線が延びていないので、センサ部８と回路ユニット２１の接続構成をコンパクトにできる。

この発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付軸受装置の断面図である。（Ａ）は同軸受装置におけるセンサ部と回路ユニットとの接続構成図、（Ｂ）はそのセンサ部準備群および回路ユニット準備群の説明図である。この発明の他の実施形態にかかる回転センサ付軸受装置の断面図である。（Ａ）は同軸受装置におけるセンサ部と回路ユニットとの接続構成図、（Ｂ）はそのセンサ部準備群および回路ユニット準備群の説明図である。

符号の説明

１…転がり軸受
２…回転側軌道輪
３…固定側軌道輪
４…転動体
７…被検出部
８…センサ部
１３…コネクタ
１４…フレキシブル配線
２１…回路ユニット
２２…回路基板
２３…コネクタ
２４…フレキシブル配線
１０１…センサ部準備群
１０２回路ユニット準備群

Claims

一対の軌道輪、および両軌道輪間に介在した転動体を有する転がり軸受と、いずれか一方の軌道輪に設けられた被検出部、および他方の軌道輪に設けられて前記被検出部を検出するセンサ部からなる回転センサと、前記センサ部の検出信号を処理する回路ユニットとを備えた回転センサ付軸受装置において、
前記センサ部および回路ユニットにそれぞれ仕様の異なる複数種類のものを準備し、これらセンサ部および回路ユニットは互いに接続するコネクタを有し、このコネクタは前記複数種類のセンサ部および回路ユニットに共通の仕様のものとし、準備された複数種類の中の任意のセンサ部と回路ユニットとを選択して接続した回転センサ付軸受装置。
請求項１において、前記センサ部および回路ユニットのコネクタは、互いに差し込み接続される形式のものである回転センサ付軸受装置。
請求項１または請求項２において、前記センサ部のコネクタはこのセンサ部にフレキシブルな配線を介して接続されたものであり、前記回路ユニットのコネクタは回路基板からフレキシブルな配線を介して接続されたものである回転センサ付軸受装置。
請求項１または請求項２において、前記センサ部のコネクタは、このセンサ部を構成するケースに設けられたものであり、前記回路ユニットのコネクタは回路基板からフレキシブルな配線を介して接続されたものである回転センサ付軸受装置。
一対の軌道輪、および両軌道輪間に介在した転動体を有する転がり軸受と、いずれか一方の軌道輪に設けられた被検出部、および他方の軌道輪に設けられて前記被検出部を検出するセンサ部からなる回転センサと、前記センサ部の検出信号を処理する回路ユニットとを備えた回転センサ付軸受装置を組み立てるためのセンサ部および回路ユニットの群であって、
それぞれ仕様の異なる複数種類のセンサ部、およびそれぞれ仕様の異なる複数種類の回路ユニットを備え、これら各センサ部および各回路ユニットは互いに接続するコネクタを有し、このコネクタは前記複数種類のセンサ部および複数種類の回路ユニットに共通の仕様のものとし、前記複数種類のうちの任意のセンサ部と前記複数種類のうちの任意の回路ユニットとを選択して前記コネクタで接続可能なものである回転センサ付軸受装置用センサ部・回路ユニット群。