JP2006266962A - 回転センサ付軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型の軸受の場合にも回転センサを容易に組込むことができる回転センサ付軸受を提供する。特に、滑り軸受の場合にも適用可能なものとする。複写機、プリンタ等の事務機器用の軸受等に適用される。
【解決手段】 この回転センサ付軸受は、エンコーダ２およびセンサ部３により構成される回転センサ１を備える。センサ部３が設置されたセンサハウジング４の内径部に軸受２０が設けられる。軸受２０に支持される軸２１に、軸受２０と並んで前記エンコーダ２が取付けられる。エンコーダ２の外周は前記センサハウジング４によって覆われる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、複写機、プリンタ、その他の事務機器等に組み込まれる回転センサ付軸受に関する。

回転センサ付軸受として、転がり軸受の内輪にエンコーダを設けると共に、静止輪である外輪にセンサハウジングを設け、センサハウジングで支持したセンサによりエンコーダの回転を検出するようにしたものがある（例えば特許文献１）。また、エンコーダを軸に取付けたものも提案されている。
特開平１０−３００５１６号公報

事務機器では動きが軽荷重のところが多いため、軸受鋼製等の転がり軸受以外に、樹脂材や焼結材からなる滑り軸受も多く使用されている。
しかし、従来の回転センサ付軸受の場合、転がり軸受の外・内輪にセンサハウジングおよびエンコーダを取付けているため、滑り軸受にセンサハウジングやエンコーダを取付けて一体化することが難しいと言う課題がある。転がり軸受の場合も、事務機器の軽荷重部分に用いられる小型のものでは、上記のように外・内輪にセンサハウジングおよびエンコーダを取付ける構成では、適用が困難である。

この発明の目的は、小型の軸受の場合にも回転センサを容易に組込むことができる回転センサ付軸受を提供することである。
この発明の目的は、滑り軸受の場合にも回転センサを容易に組込むことができるものとすることである。

この発明の回転センサ付軸受は、エンコーダおよびセンサ部により回転センサが構成される回転センサ付軸受において、前記センサ部が設置されたセンサハウジングの内径部に軸受を設けたものである。この構成において、前記エンコーダを、前記軸受に支持される軸に取付けられるものとし、このエンコーダを、前記軸受と軸方向に並んで前記センサハウジング内に組み込んだものとしても良い。
この構成によると、センサハウジングの内径部に軸受を設けたため、軸受が小型のものであっても、回転センサを容易に組込むことができる。また、軸受が滑り軸受の場合にも適用が容易である。
前記エンコーダを、前記軸受に支持される軸に、前記軸受と軸方向に並んで取付けられるものとした場合は、センサハウジングの内径部に軸受を設けた構成でありながら、エンコーダによって外径が大きくなることが回避される。また、エンコーダをセンサハウジング内に組み込んだものとした場合は、構成要素の全体がセンサハウジングに組み込まれたものとできて、回転センサ付軸受の一体化が得られる。この場合、軸受とエンコーダが軸方向に並び、その外周にセンサハウジングが設けられることになるため、外径が大きくならず、コンパクトな構成で一体化された回転センサ付軸受となる。

この発明において、前記エンコーダに、弾性体により内径側へ突出付勢されて軸に係合するストッパを設けても良い。この構成の場合、軸に対するエンコーダの滑りが生じないようにエンコーダを軸に容易に取付けることができる。このため、この回転センサ付軸受が例えば事務機器に取付けられる場合でも、事務機器の分解時に、回転センサ付軸受を機器から簡単に取り外すことが可能となる。

この発明において、前記エンコーダの外周に抜け止め手段を設け、この抜け止め手段に係合可能で前記センサハウジングの内周面と前記エンコーダとの間の空間を閉鎖する蓋部材を前記センサハウジングに設けても良い。前記抜け止め手段は、エンコーダと別体の部材であっても、またエンコーダに一体に設けられた突部であっても良い。この構成の場合、軸に対するエンコーダの軸方向の位置決めと、エンコーダとセンサ部の配置部への異物の侵入防止が可能で、回転センサの検出動作の信頼性が高めることができる。

この発明において、前記センサハウジングの外径部に位置決め部を設けても良い。センサハウジングの外径部に位置決め部があると、この回転センサ付軸受を事務機器等に組み込む場合に、上記位置決め部を機器のハウジング側に取付けることで、機器への組付けを容易に行うことができる。

この発明において、前記軸受が、前記センサハウジングの内径面で構成される滑り軸受であっても良い。この場合に、センサハウジングの材質が合成樹脂製であっても良い。
この構成の場合、センサハウジング自身が軸受となるため、別体の軸受を取付ける必要がなく、コンパクトで低コストの回転センサ付軸受となる。センサハウジングの材質が合成樹脂製であると、樹脂の持つ自己潤滑性により滑り軸受として機能でき、より一層の低コスト化が得られる。

また、前記軸受は、前記センサハウジングの内径面に取付けられた滑り軸受であっても良い。前記滑り軸受は、例えば含油軸受であっても良い。この構成の場合、センサハウジングは軸受ハウジングの役割を果たす。別体の滑り軸受を設けることで、トルク低減等の軸受機能の向上が図れる。
さらに、前記軸受は、前記センサハウジングの内径面に取付けられた転がり軸受であっても良い。センサハウジングの内径面に設けられる軸受が転がり軸受であると、より一層のトルクの低減が得られる。

この発明の回転センサ付軸受は、エンコーダおよびセンサ部により回転センサが構成される回転センサ付軸受において、前記センサ部が設置されたセンサハウジングの内径部に軸受を設けたものであるため、小型の軸受の場合にも回転センサを容易に組込むことができる。前記エンコーダを、前記軸受に支持される軸に取付けられるものとし、このエンコーダを、前記軸受と軸方向に並んで前記センサハウジング内に組み込んだ場合は、コンパクトな構成で一体化された回転センサ付軸受となる。
前記軸受を、前記センサハウジングの内径面で構成される滑り軸受とした場合は、より一層コンパクトで低コストの回転センサ付軸受とできる。

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は、エンコーダ２およびセンサ部３により構成される回転センサ１を備えたものであって、前記センサ部３が設置されたセンサハウジング４の内径部に軸受２０が設けられ、この軸受２０に回転自在に支持される軸２１に、軸受２０と軸方向に並んで前記エンコーダ２が取付けられる。

センサハウジング４は、エンコーダ２の外周を覆う概形が円筒状の部材であって、前記軸受２０は、センサハウジング４における軸方向の一端部の内径面で構成される滑り軸受からなる。センサハウジング４の材質は、軸受として機能可能な滑りの良い合成樹脂とされる。
センサハウジング４の外径部にはフランジ状の位置決め部５が、全周に渡り一体に設けられている。この回転センサ付軸受が組み込まれる機器のハウジング（図示せず）に前記位置決め部５を係合させることにより、センサハウジング４が軸方向に位置決めされる。センサハウジング４における軸受設置側端の外周部には、図１（Ｂ）に示すように、前記機器のハウジングに係合してセンサハウジング４の回転を阻止する回り止め６が、一体の突部として設けられている。

エンコーダ２は例えば磁気エンコーダであり、軸２１に外嵌する円筒状の支持体７と、この支持体７に外嵌固定され周方向に向けて磁極Ｎ，Ｓを交互に着磁した環状の磁性体８とを有する。
エンコーダ２の分解斜視図を図２（Ｂ）に示す。同図のように、前記支持体７は、前記磁性体８が外嵌固定される軸方向の半部７ａに対して残る半部７ｂが大径部とされ、その大径半部７ｂに、軸２１に係合する一対のストッパ９，９が一体に形成されている。これらストッパ９は、それぞれ支持体大径半部７ｂの外周部に沿って円弧状に延びる一対の片持ち状の弾性体１０，１０の各先端部に設けられて、弾性体１０により内径側に突出付勢される部材である。これら両ストッパ９を、軸２１の外径面に両ストッパ９に対応させて設けられた各係合孔１１（図１）に係合させることにより、エンコーダ２が軸２１に回転不能に取付けられる。
また、エンコーダ２は、センサハウジング４に覆われた位置から抜け出すのを阻止する抜け止め手段１２を有する。この抜け止め手段１２は、ここでは図２（Ｂ）のような環体からなり、前記支持体７の小径半部７ａに外嵌して、小径半部７ａと大径半部７ｂとの境界の段差面と磁性体８とで挟み付けることにより、支持体７に固定される。

センサ部３は、エンコーダ２における磁性体８の回転に伴う磁気変化を検出して回転信号を発生するものであり、例えばホール素子などの磁気センサからなる。このセンサ部３は、図２（Ａ）に回転センサ付軸受の分解斜視図を示すように、環状の基板１３に固定されている。このセンサ部３は、エンコーダ２の磁性体８に対して所定の隙間を隔てて径方向に対向するように、基板１３と共に前記センサハウジング４の内径面に取付られる。
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板１３は、センサ部３の設置側面とは反対側面に突出する電極１４を有し、この電極１４を介して、センサ部３への電源供給と検出信号の外部への取出しが行われる。センサハウジング４における電極１４の突出側の端部には、電極１４を露出させるための切欠部１５が形成されている。

センサハウジング４における電極１４の突出側とは反対側の端部の内径面には、センサハウジング４の内周面とエンコーダ２との間の空間を閉鎖する環状の蓋部材１６が係脱自在に設けられる。蓋部材１６は、外周の幅方向中央に環状の係合突部１６ａを有し、センサハウジング４の内径面の端部に設けられた環状の係合凹部１７に嵌合状態に係合することで、蓋部材１６のセンサハウジング４に対する止め付けが行われる。このように設けられた蓋部材１６に対して、エンコーダ２の抜け止め手段１２が係合可能であり、その係合により、エンコーダ２の抜け止めが図られる。

この構成の回転センサ付軸受によると、軸２１と一体にエンコーダ２が回転するとき、センサハウジング４に設けられたセンサ部３が、エンコーダ２における磁性体８の磁気変化を検出するので、この検出信号から軸２１の回転を検出することができる。

このように、この回転センサ付軸受では、センサ部３が設置されたセンサハウジング４の内径部に軸受２０を設け、この軸受２０に支持される軸２１に前記軸受２０と並んでエンコーダ２を取付け、このエンコーダ２の外周をセンサハウジング４で覆うようにしているので、軸受２０が滑り軸受であっても、回転センサ１を容易に、かつコンパクトに組込むことができ、コストの低減も可能となる。

また、この実施形態では、弾性体１０により内径側に突出付勢されて軸２１に係合するストッパ９を前記エンコーダ２に設けているので、軸２１に対するエンコーダ２の滑りが生じないようにエンコーダ２を軸２１に容易に取付けることができる。このため、この回転センサ付軸受が例えば事務機器に取付けられる場合でも、事務機器の分解時に、回転センサ付軸受を機器から簡単に取り外すことが可能となる。

この実施形態では、エンコーダ２の外周に抜け止め手段１２を設け、この抜け止め手段１２に係合可能でセンサハウジング５の内周面とエンコーダ２との間の空間を閉鎖する蓋部材１６をセンサハウジング５に設けたので、軸２１に対するエンコーダ２の軸方向の位置決めと、エンコーダ２とセンサ部３の配置部への異物の侵入防止が可能で、回転センサ１の検出動作の信頼性を高めることができる。

また、この実施形態では、センサハウジング５の外径部に位置決め部５を設けているので、この回転センサ付軸受を事務機器等に組み込む場合に、位置決め部５を機器のハウジング側に取付けることで、機器への組付けを容易に行うことができる。

図３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おび図２で示す第１の実施形態において、センサハウジング４の内径部に設けられる軸受を、センサハウジング４の内径面で構成される滑り軸受２０に代えて、センサハウジング４の内径面に取付けられた別体の滑り軸受２０Ａとしたものである。ここでは滑り軸受２０Ａは含油軸受からなる。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。

図４は、この発明のさらに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おび図２で示す第１の実施形態において、センサハウジング４の内径部に設けられる軸受を、センサハウジング４の内径面で構成される滑り軸受２０に代えて、センサハウジング４の内径面に取付けられたニードル軸受２０Ｂとしたものである。このニードル軸受２０Ｂは、両鍔付きのシェル型の外輪２０Ｂａとニードルころとでなるものとしてある。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
このようにセンサハウジング４の内径面にニードル軸受２０Ｂを取付けることにより、標準形式の軸受の組込みが可能で、さらなるコスト低減が可能となる。

図５は、この発明のさらに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で示す第１の実施形態において、センサハウジング４の内径部に設けられる軸受を、センサハウジング４の内径面で構成される滑り軸受２０に代えて、センサハウジング４の内径面に取付けられた転がり軸受２０Ｃとしたものである。この転がり軸受２０Ｃは、例えば深溝玉軸受等の玉軸受とされる。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
このように、センサハウジング４の内径面に転がり軸受２０Ｃを取付けた場合も、標準形状の軸受の組込みが可能で、さらなるコスト低減が可能となる。

（Ａ）はこの発明の第１の実施形態に係る回転センサ付軸受の断面図、（Ｂ）は同軸受の左側面図、（Ｃ）は同軸受の右側面図である。 （Ａ）は同回転センサ付軸受の分解斜視図、（Ｂ）は同回転センサ付軸受におけるエンコーダの分解斜視図である。 （Ａ）はこの発明の他の実施形態に係る回転センサ付軸受の断面図、（Ｂ）は同軸受の左側面図である。 （Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係る回転センサ付軸受の断面図、（Ｂ）は同軸受の左側面図である。 （Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係る回転センサ付軸受の断面図、（Ｂ）は同軸受の左側面図である。

符号の説明

１…回転センサ
２…エンコーダ
３…センサ部
４…センサハウジング
５…位置決め部
９…ストッパ
１０…弾性体
１２…抜け止め手段
１６…蓋部材
２０，２０Ａ〜２０Ｃ…軸受
２１…軸

Claims (8)

1. エンコーダおよびセンサ部により回転センサが構成される回転センサ付軸受において、前記センサ部が設置されたセンサハウジングの内径部に軸受を設けたことを特徴とする回転センサ付軸受。
2. 請求項１において、前記エンコーダを、前記軸受に支持される軸に取付けられるものとし、このエンコーダを、前記軸受と軸方向に並んで前記センサハウジング内に組み込んだエンコーダ付転がり軸受ユニット。
3. 請求項２において、前記エンコーダに、弾性体により内径側へ突出付勢されて軸に係合するストッパを設けた回転センサ付軸受。
4. 請求項２または請求項３において、前記エンコーダの外周に抜け止め手段を設け、この抜け止め手段に係合可能で前記センサハウジングの内周面と前記エンコーダとの間の空間を閉鎖する蓋部材を前記センサハウジングに設けた回転センサ付軸受。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記センサハウジングの外径部に位置決め部を設けた回転センサ付軸受。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記軸受は、前記センサハウジングの内径面で構成される滑り軸受である回転センサ付軸受。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記軸受は、前記センサハウジングの内径面に取付けられた滑り軸受である回転センサ付軸受。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記軸受は、前記センサハウジングの内径面に取付けられた転がり軸受である回転センサ付軸受。

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