JP2006214513A - Bearing with sensor - Google Patents
Bearing with sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006214513A JP2006214513A JP2005027981A JP2005027981A JP2006214513A JP 2006214513 A JP2006214513 A JP 2006214513A JP 2005027981 A JP2005027981 A JP 2005027981A JP 2005027981 A JP2005027981 A JP 2005027981A JP 2006214513 A JP2006214513 A JP 2006214513A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- bearing
- insert
- wiring
- molding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
Description
この発明は、回転センサ等のセンサを取付けたセンサ付軸受に関する。 The present invention relates to a sensor-equipped bearing to which a sensor such as a rotation sensor is attached.
従来、回転検出機能を有する回転センサ付軸受では、軸受に対するセンサ素子の取付角度・径方向位置・軸方向位置を確定するために、別体の樹脂ケースを用いていた(例えば特許文献1)。
このセンサ素子を樹脂ケースに固定した後、プリント基板や導線を配置・接合し、その上で、これらの回路部品を熱硬化性ウレタン樹脂で樹脂ケース内に封止することで、センサ回路部の絶縁を行っていた。
その後、センサ部と軸受部とを嵌合させる部分に円環状の芯金を用い、締め代を持たせて軸受部に圧入している。芯金を用いるのは、樹脂ケースを直接に軸受に嵌合させると、樹脂部が破損してしまうため、その対策である。
上記のように組み立てたセンサケースは、芯金に装着するが、この時にセンサケースと芯金の接触面に弾性接着剤を塗布することで、線膨張係数が互いに異なる材料間での熱クリープ破壊を防止している。
After this sensor element is fixed to the resin case, a printed circuit board and a conductive wire are placed and bonded, and then these circuit components are sealed in the resin case with a thermosetting urethane resin, thereby Insulation was performed.
After that, an annular cored bar is used in a portion where the sensor portion and the bearing portion are fitted, and the portion is press-fitted into the bearing portion with an allowance. The metal core is used to prevent the resin part from being damaged when the resin case is directly fitted to the bearing.
The sensor case assembled as described above is attached to the metal core. At this time, by applying an elastic adhesive to the contact surface between the sensor case and the metal core, thermal creep failure between materials having different linear expansion coefficients. Is preventing.
上記のように樹脂製のセンサケース内にセンサ素子を取付け、ウレタン樹脂による封止を行い、芯金に装着するものは、組立工数が多く、生産性が悪くて大量生産に向かない。 そこで、本発明者は、他の技術分野で採用されているインサート・アウトサート成形を適用することを考えた。 As described above, a sensor element mounted in a resin sensor case, sealed with urethane resin, and attached to a cored bar has a large number of assembly steps and is not suitable for mass production due to poor productivity. Therefore, the present inventor has considered applying insert / outsert molding adopted in other technical fields.
しかし、インサート・アウトサート成形を行う場合、従来の樹脂ケースに相当する部分と封止用の熱硬化性ウレタン樹脂とが同一工程で形成されることになるため、センサ素子の位置決めが別途必要になる。 However, when performing insert / outsert molding, the part corresponding to the conventional resin case and the thermosetting urethane resin for sealing are formed in the same process, so positioning of the sensor element is required separately. Become.
この発明の目的は、インサート・アウトサート成形の採用により組立工数が削減でき、また専用の位置決め手段が不要で、部品点数の削減が可能なセンサ付軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sensor-equipped bearing that can reduce the number of assembling steps by adopting insert / outsert molding, eliminates the need for dedicated positioning means, and can reduce the number of parts.
この発明における第1の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を自由に形状変更させ、この配線により、上記インサート・アウトサート成形における成形金型に対する位置決め機能を持たせたことを特徴とする。
この構成によると、インサート・アウトサート成形を採用し、従来におけるセンサケースの成形とモールド封止を同一工程で行うようにしたため、組立工数が削減される。また、センサ回路を構成する配線を、インサート・アウトサート成形時の成形金型に対するセンサ回路構成部品の位置決め手段に兼用している。そのため、専用の部材を用いることなくセンサの位置決めが可能で、部品点数の削減が可能となる。前記配線は、成形金型の内径形状または外径形状に合わせて自由に形状変更することで、センサ素子の取付角度、径方向位置、軸方向位置を確定することが可能になる。
The sensor-equipped bearing according to the first aspect of the present invention is a sensor-equipped bearing having a sensor unit in which an annular metal core and a sensor fitted to one bearing ring of the bearing are integrated by insert / outsert molding. The wiring for configuring the circuit is freely changed in shape, and the wiring has a positioning function for the molding die in the insert / outsert molding.
According to this configuration, since the insert / outsert molding is adopted and the conventional molding of the sensor case and the mold sealing are performed in the same process, the number of assembling steps can be reduced. The wiring constituting the sensor circuit is also used as a means for positioning the sensor circuit component with respect to the molding die at the time of insert / outsert molding. Therefore, the sensor can be positioned without using a dedicated member, and the number of parts can be reduced. By freely changing the shape of the wiring according to the inner diameter shape or outer diameter shape of the molding die, it becomes possible to determine the mounting angle, radial position, and axial position of the sensor element.
この発明の第2の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を、上記センサを構成するセンサ素子および半導体と直接に接合したことを特徴とする。
この構成によると、センサ素子および他の半導体素子と配線とが、上記成形に先立ち直接に接合されるので、プリント基板を省略できる。また、これらセンサ素子および他の半導体素子が、配線によって位置決めされる。そのため、インサート・アウトサート成形による組立工数の削減と共に、プリント基板や位置決め用の部品の省略による部品点数の削減が図れる。センサ回路を構成するための配線は、第1の発明と同様に、インサート・アウトサート成形時の成形金型に対する位置決め機能を持たせても良い。
A sensor-equipped bearing according to a second aspect of the present invention is a sensor-equipped bearing having a sensor unit in which an annular metal core and a sensor that are fitted to one bearing ring of the bearing are integrated by insert / outsert molding. The wiring for constituting the circuit is directly joined to the sensor element and the semiconductor constituting the sensor.
According to this configuration, the sensor element and other semiconductor elements and the wiring are directly joined prior to the molding, so that the printed board can be omitted. These sensor elements and other semiconductor elements are positioned by wiring. Therefore, the number of assembly steps can be reduced by insert / outsert molding, and the number of components can be reduced by omitting printed circuit boards and positioning components. The wiring for constituting the sensor circuit may have a positioning function with respect to the molding die at the time of insert / outsert molding, as in the first invention.
この発明における第3のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受であって、センサ回路を構成するための配線を板材とし、この板材により、上記インサート・アウトサート成形における成形金型との位置決め機能を持たせたことを特徴とする。
この構成によると、センサ回路を構成するための配線を板材とすることで、インサート・アウトサート成形における成形金型とセンサ回路構成部品との位置決め機能を持たせている。そのため、従来におけるセンサケースの成形とモールド封止を同一工程で行うことができて、組立工数が削減される。また、位置決め用に特別な部材を用いることなくセンサの位置決めが可能で、部品点数の削減が可能となる。
A third sensor-equipped bearing according to the present invention is a sensor-equipped bearing having a sensor unit in which an annular metal core fitted to one bearing ring of the bearing and a sensor are integrated by insert / outsert molding, The wiring for configuring the circuit is a plate material, and this plate material has a positioning function with the molding die in the insert / outsert molding.
According to this configuration, the wiring for configuring the sensor circuit is made of a plate material, thereby providing a positioning function between the molding die and the sensor circuit component in the insert / outsert molding. Therefore, conventional sensor case molding and mold sealing can be performed in the same process, and the number of assembly steps can be reduced. Further, the sensor can be positioned without using a special member for positioning, and the number of parts can be reduced.
この発明における前記第1ないし第3の発明において、前記センサが、前記軸受の他方の軌道輪に設けられた被検出部を検出するものであって、前記センサユニットと前記被検出部とで回転センサを構成するものであっても良い。この構成の場合、軸受の回転側軌道輪の回転を検出することができる。
また、この発明における前記第1ないし第3の発明において、前記センサは回転検出用途以外の用途のものであっても良い。
In the first to third aspects of the present invention, the sensor detects a detected portion provided on the other bearing ring of the bearing, and rotates between the sensor unit and the detected portion. It may constitute a sensor. In the case of this configuration, it is possible to detect the rotation of the bearing-side rotation ring.
In the first to third aspects of the invention, the sensor may be used for purposes other than rotation detection.
この発明における第1の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を自由形状に屈曲させ、この配線により、上記インサート・アウトサート成形の成形金型に対する位置決め機能を持たせたため、組立工数部および品点数の削減が可能となる。
この発明における第2の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を、上記センサを構成するセンサ素子および半導体と直接に接合したため、組立工数および部品点数の削減が可能となる。
この発明における第3の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を板材とし、この板材により上記インサート・アウトサート成形の成形金型に対する位置決め機能を持たせたため、部品点数および組立工数の削減が可能となる。
The sensor-equipped bearing according to the first aspect of the present invention is a sensor-equipped bearing having a sensor unit in which an annular metal core and a sensor fitted to one bearing ring of the bearing are integrated by insert / outsert molding. The wiring for constituting the circuit is bent into a free shape, and the wiring has a positioning function with respect to the insert / outsert molding die, so that the number of assembly steps and the number of parts can be reduced.
The sensor-equipped bearing according to the second aspect of the present invention is a sensor-equipped bearing having a sensor unit in which an annular metal core fitted to one of the bearing rings and a sensor are integrated by insert / outsert molding. Since the wiring for constituting the circuit is directly joined to the sensor element and the semiconductor constituting the sensor, the number of assembling steps and the number of parts can be reduced.
A sensor-equipped bearing according to a third aspect of the present invention is a sensor-equipped bearing having a sensor unit in which an annular metal core and a sensor fitted to one bearing ring of the bearing are integrated by insert / outsert molding. Since the wiring for constructing the circuit is a plate material, and this plate material has a positioning function for the insert / outsert molding die, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
この発明の一実施形態を図1ないし図6と共に説明する。このセンサ付軸受は、転動体4を介して互いに回転自在な内輪2および外輪3を有する軸受部1と、内輪2の一端部に設けた被検出部7と、この被検出部7に対向して外輪3の一端部に取付けられたセンサユニット8とを備える。被検出部7とセンサユニット8とで、内輪2の回転を検出する回転検出器6が構成されている。ここでは、内輪2が回転側軌道輪とされ、外輪3が固定側軌道輪とされている。内輪2の外径面および外輪3の内径面には転動体4の軌道面2a,3aが形成されており、円周方向に並ぶ複数の転動体4は、保持器5により保持されている。内輪2と外輪3の間の環状空間は、前記被検出部7およびセンサユニット8の設置側とは反対側の端部がシール部材9で密封されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This sensor-equipped bearing is opposed to the detected
被検出部7はラジアル型のものであって、図2に示すように周方向に多極磁化された環状とされる。具体的には、環状のバックメタル10と、その外周側に設けられ周方向に等間隔で交互に磁極N,Sが着磁された磁性体11とを有する。この被検出部7はバックメタル10を介して内輪2に圧入状態に固着されている。磁性体11は、例えばゴム磁石とされ、バックメタル10に加硫接着される。磁性体11はプラスチック磁石や焼結磁石で形成されたものであっても良く、その場合にはバックメタル10は必ずしも設けなくても良い。
The detected
センサユニット8は、外輪3の一端部に圧入嵌合する環状の芯金12およびセンサ13を、インサート・アウトサート成形により一体化させた環状のものである。芯金12は、詳しくは両端が開放された円筒状とされ、一端部に他の部分よりも段差を持って小径とさされた小径部12aを有している。この小径部12aが、外輪3(図1)の内径面に圧入される取付部となる。センサ13は、図2のように前記被検出部7を検出する2つセンサ素子13A,13Bからなる。
The
センサユニット8は、具体的には図4および図5に示すように、芯金12およびセンサ13のほかに、センサ13と共にセンサ回路を構成する図示しない他の半導体素子や抵抗素子、各配線14,15、および成形樹脂16とでなる。
このセンサユニット8は、図6のように成形金型17,18内に、アウトサートとなる芯金12と、インサートとなるセンサ13、および他のセンサ回路構成部品(図示せず)を配置して、樹脂16を流し込むことによりインサート・アウトサート成形される。この場合に、芯金12は成形金型17,18内の外径側に沿わせて配置される。芯金12の一部には、径方向に貫通する孔部19が設けられ、この孔部19に樹脂16が流れ込むことで、熱クリープによる芯金12の抜け止め・回り止めが図られている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
As shown in FIG. 6, the
センサ13および他の半導体素子や抵抗素子と、前記各配線14,15とは、上記成形に先立ち、ハンダ付け、ロウ付け、溶接、ワイヤラッピングなどで直接に接合される。配線14は、線材からなる絶縁被覆付き導体であり、成形金型17,18内の例えば内径側に合わせてコイル状に湾曲ないし屈曲形成され、これによりセンサ回路構成部品の径方向位置決め(センタリング)が図られる。他の配線15は、例えば外部引出し用の電線である。センサ回路構成部品の軸方向の位置決めは、センサ13の端面や、コイル状に屈曲形成された前記配線14を基準にして行われる。
Prior to the molding, the
センサ13を構成する2つのセンサ素子13A,13Bは、例えばホール素子やホールICからなる磁気センサである。これら両センサ素子13A,13Bは、出力位相差(電気角)が90°になるように、図2のように周方向に所定角度だけ隔てて被検出部7に対向配置される。このような配置とすることにより、内輪2の回転に伴う被検出部7の磁極変化をセンサ素子13A,13Bが検出し、それらの検出信号A,Bは図3のように位相が90°ずれたインクリメンタルなパルス信号となる。この信号から、内輪2の回転数や回転方向を知ることができる。なお、図5における4本の外部引出し用の配線15は、電源(Vcc)用、アース(GND)用、A相出力用、およびB相出力用である。
The two
この構成のセンサ付軸受によると、軸受の固定側軌道輪である外輪3に嵌合する環状の芯金12およびセンサ13を、インサート・アウトサート成形により一体化させてセンサユニット8を構成するため、従来におけるセンサケースの成形とモールド封止を同一工程で行うことができる。この場合に、センサ回路を構成するための絶縁被覆付き導体等の配線14を自由な形状(ここではコイル状)とすることで、インサート・アウトサート成形における成形金型17,18とセンサ回路構成部品との位置決め機能を持たせている。そのため、位置決め用に特別な部材を用いることなくセンサ13の位置決めが可能で、部品点数が減り工数削減が可能となる。
According to the sensor-equipped bearing with this configuration, the
また、このセンサ付軸受では、センサ13、他の半導体素子および抵抗素子と、前記各配線14,15とが、上記成形に先立ち、ハンダ付け、ロウ付け、溶接、ワイヤラッピングなどで直接に接合されるので、プリント基板を省略することができ、さらに部品点数を削減できる。
In this sensor-equipped bearing, the
なお、上記実施形態では、センサユニット8におけるセンサ回路の構成部品である配線14,15が線材であったが、例えば図7のように、板材からなる配線24を用いても良い。配線24がセンサユニット8の周方向に若干の幅を有する短冊状のものである場合、この配線24を成形金型17、18(図6)の例えば内径側に沿わせて配置することにより、配線24にセンサ回路構成部品の位置決め機能を持たせることができる。
In the above embodiment, the
なお、上記実施形態では、内輪2が回転側軌道輪、外輪3が固定側軌道輪であったが、これとは逆に、内輪2が固定側軌道輪、外輪3が回転側軌道輪である場合にも、この発明を適用することができる。その場合、センサユニットは内輪2に取付ける。
また、上記実施形態では、センサユニット8に封止されるセンサ13が回転検出用のものであったが、これに限らず角度検出センサや、位置検出センサ、温度検出センサなど別の用途のものであっても前記各実施形態と同様に適用することができる。
また、上記実施形態では、A,B相出力タイプとして説明したが、A相出力のみ、Z相出力のみ、A,B,Z相出力タイプなど、検出対象によってセンサ構成が異なる場合にもこの発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, although the
In the above embodiment, the A and B phase output types have been described. However, the present invention also applies to cases where the sensor configuration differs depending on the detection target, such as only the A phase output, only the Z phase output, and the A, B, and Z phase output types. Can be applied.
1…軸受部
2…内輪(回転側軌道輪)
3…外輪(固定側軌道輪)
6…回転検出器
7…被検出部
8…センサユニット
12…芯金
13…センサ
13A,13B…センサ素子
14,15…配線
16…成形樹脂
17,18…成形金型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bearing
3. Outer ring (fixed-side raceway)
6 ...
Claims (5)
The bearing with a sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor is used for applications other than a rotation detection application.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005027981A JP2006214513A (en) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | Bearing with sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005027981A JP2006214513A (en) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | Bearing with sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006214513A true JP2006214513A (en) | 2006-08-17 |
Family
ID=36977910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005027981A Pending JP2006214513A (en) | 2005-02-03 | 2005-02-03 | Bearing with sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006214513A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008224440A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Jtekt Corp | Bearing rotation detecting apparatus |
JP2010043888A (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Ntn Corp | Rotation detection sensor |
-
2005
- 2005-02-03 JP JP2005027981A patent/JP2006214513A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008224440A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Jtekt Corp | Bearing rotation detecting apparatus |
JP2010043888A (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Ntn Corp | Rotation detection sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8552675B2 (en) | Motor | |
US8258659B2 (en) | Shaft support system for electric motor, electric motor and method for making same | |
JP5063209B2 (en) | Rotation detection sensor / fixing member mounting body | |
JP2004257557A (en) | Rolling bearing device with measuring function, its detecting assembly, and electric motor equipped therewith | |
WO2010018661A1 (en) | Rotation sensor | |
JP2006214513A (en) | Bearing with sensor | |
JP2008215843A (en) | Rotation sensor | |
JP4916987B2 (en) | Rotation detection sensor | |
JP6713269B2 (en) | Bearing with rotation detector | |
JP2010048689A (en) | Rotation detection sensor | |
JP4304983B2 (en) | Bearing device with sensor | |
JP5458497B2 (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
JP2009036233A (en) | Bearing with sensor | |
JP4916986B2 (en) | Rotation detection sensor | |
WO2018079471A1 (en) | Angle detecting device | |
JP2007327575A (en) | Wheel supporting rolling bearing | |
JP6632825B2 (en) | Bearing with rotation detector | |
JP2010043889A (en) | Rotation detection sensor | |
JP2005233849A (en) | Rotation detecting system | |
JP2009025063A (en) | Rotation detection sensor | |
JP5137502B2 (en) | Method for manufacturing rotation detection device | |
JP2005331430A (en) | Bearing unit with rotation sensor | |
JP2009052936A (en) | Rotation detection sensor | |
JP2010043888A (en) | Rotation detection sensor | |
WO2009136478A1 (en) | Sensor unit |