JP2007057440A - 回転センサ付軸受および電線組み込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 水などが電線を伝って機器内に浸入するのを防止でき、防水効果を高めた回転センサ付軸受および電線組み込み方法を提供する。
【解決手段】 軸受内輪１１と、軸受外輪１２とを含む転がり軸受１０にセンサ１を備え、保護チューブ３３を被せたバラ電線３１の一端を磁気センサ２５に接続し、バラ電線３１の他端近傍にシリコーン剤３４を塗布し、バラ電線３１の他端側における保護チューブ３３の外周部の一部と、シリコーン剤３４とを覆うようにして熱収縮性の防水チューブ３５を被せる。
【選択図】 図１

Description

この発明は回転センサ付軸受および電線組み込み方法に関し、回転軸の回転数や回転速度や回転方向などを検出するためのセンサとして磁気感応素子を内蔵した回転センサ付軸受および電線組み込み方法に関する。

回転センサ付軸受は、鉄道車両，自動車，設備機械，工作機械などの回転数や回転速度や回転方向などを検出するために、ホール素子やホールＩＣやＭＲ素子やＭＩ素子などの磁気感応素子を内蔵している。回転センサ付軸受は、機器などに組み込まれるが、センサに電源を供給するための電線が必要であり、信号伝達用の電線を機器のハウジングなどから外部に導出する必要がある。しかし、回転センサが組み込まれる機器の種類によっては、機器に水などがかかるものもあるため、機器内部への水などが浸入しないように防水対策を施す必要がある。

特開平５−２１３１６７号公報（特許文献１）には、センサ部を軸受カバー部に取付け、センサハウジングと軸受カバー部との間で、圧入と溶接とによる防水対策を施すことが記載されている。
特開平５−２１３１６７号公報

特許文献１に記載された防水対策では、センサハウジングと軸受カバー部との間で、圧入と溶接による防水対策をとっているため、コストが高くなってしまう。

機器内部に組み込まれた回転センサ付軸受は、電線の被覆外表面と保護チューブ内表面の間を外部から水が浸入して、機器内部に達することで、機器内部の部材に錆を発生させたり、機能低下や機能不全を招いたりすることが心配されている。

また、回転センサ付軸受は、機器内部のハウジングに穴などを設けて、外部に電線などを導出する必要があるため、電線などと電線導出部のハウジング穴内径部との間で防水処理を必要とする。

そこで、この発明の目的は、水などが電線を伝って機器内に浸入するのを防止でき、防水効果を高めた回転センサ付軸受および電線組み込み方法を提供することである。

この発明は、内輪と外輪とを含む回転軸の回転数，回転方向，回転速度のいずれかを測定するためのセンサを備えた回転センサ付軸受において、一端がセンサに接続される電線と、電線の少なくとも他端側を保護する被覆と、電線の他端側近傍に塗布される密封剤と、電線の他端側における被覆外周部の一部と、密封剤とを覆うようにして被せられるチューブとを備える。

この発明では、電線の他端側が密封剤で覆われているので、電線を伝って水などが機器内に浸入するのを防止できる。

好ましくは、チューブは、熱を加えることによって、径方向に所定量収縮する熱収縮チューブである。チューブを熱収縮させることで、より防水効果を高めることができる。

好ましくは、密封剤は、シリコーン，ウレタン，エポキシのうちのいずれかの樹脂である。これらの樹脂を用いることで密封性を向上できる。

好ましくは、回転センサ付軸受は、ハウジングに組み込まれて電線がハウジングから引出され、ハウジングの電線を引出す部分に配置される弾性体からなるブッシュを含む。ブッシュを設けることで、ハウジングの電線引出し部分から水などが浸入するのを防止できる。

好ましくは、ハウジングは、開口部を含み、ハウジングの開口部を覆う蓋と、開口部と、蓋との間に設けられる板状の弾性体からなるパッキンとを含む。パッキンで蓋と開口部との間を封止することでハウジングと蓋との間から水などが浸入するのを防止できる。

好ましくは、ブッシュとパッキンとは一体形状からなる。一体形状とすることで製造が容易になりコストを下げることができる。

この発明の他の局面は、内輪と外輪とを含む回転軸の回転数，回転方向，回転速度のいずれかを測定するためのセンサを備えた回転センサ付軸受の電線組み込み方法であって、電線の一端をセンサに接続する工程と、電線の他端近傍に密封剤を塗布する工程と、電線の他端側における被覆外周部の一部と、密封剤とを覆うようにしてチューブを被せる工程とを備える。

このような電線組み込み方法により、容易に防水効果をもたせて電線を回転センサ付軸受に組み込むことができる。

電線の一端をセンサに接続し、電線の他端側近傍に密封剤を塗布し、電線の他端側における被覆外周部の一部と、密封剤とを覆うようにしてチューブを被せるようにしたので、水などが電線を伝って機器内に浸入するのを防止して防水効果を高めることができる。

図１はこの発明の一実施形態の回転センサ付軸受を示す図であり、特に、（Ａ）は（Ｂ）に示す線ＩＡ−Ｏ−ＩＡに沿う断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線ＩＢ−ＩＢ方向から見た図である。

転がり軸受１０は、例えば回転側の軸受内輪１１と、固定側の軸受外輪１２と、軸受内輪１１および軸受外輪１２との間に配置された複数の転動体１３とを有している。なお、軸受内輪１１が固定側であって、軸受外輪１２が回転側であってもよい。複数の転動体１３は、保持器１４によって保持されており、軸受内輪１１と軸受外輪１２との間における軸受空間の軸方向一方側は軸受シール１５によって密封されている。

軸受空間の軸方向他方側には、センサ１が装着されている。すなわち、軸受内輪１１の外周面にはエンコーダ取付部材２１が嵌め込まれており、エンコーダ取付部材２１の外周面にはリング状の磁気エンコーダ２２が装着されている。磁気エンコーダ２２の磁気センサ２５に対向する面には、周方向にＳ極とＮ極が交互に着磁されている。

磁気センサ２５は、例えばホール素子やホールＩＣやＭＲ素子やＭＩ素子などが用いられており、磁気エンコーダ２２に対向して基板２６に取付けられている。基板２６は図示しないが円弧状に形成されており、一端側には磁気センサ２５が取付けられており、他端側には図１（Ｂ）に示すバラ電線３１の一端が接続されている。基板２６には、図示しないが電磁波ノイズを除去するためにノイズフィルタが取付けられており、基板２６上はモールド樹脂２８によって封止されている。

磁気センサ２５は、防水のために樹脂などで形成されたセンサケース２４によって覆われており、センサケース２４の外周面は導電部材からなる外環２３によって保護され、センサケース２４の軸方向他方端面および内周面は側板２９で保護されている。

バラ電線３１の他端にはコネクタ３２が接続されている。バラ電線３１の他端側には、纏めかつ保護するために、被覆として保護チューブ３３が被せられている。この保護チューブ３３は熱収縮チューブからなる。保護チューブ３３の先端部およびその近傍のバラ電線３１の周りに密封剤としてシリコーン剤３４を塗布し、さらに熱収縮チューブからなる防水チューブ３５をシリコーン剤３４の塗布部を覆うようにして被せる。その後、熱を加えて保護チューブ３３および防水チューブ３５を径方向に所定量収縮させ、絞り込むことでシリコーン剤３４の保持と密封とを行う。または、保護チューブ３３を先に熱収縮させた後、シリコーン剤３４を塗布し、さらに防水チューブ３５を被せて熱収縮する。

上述のごとく、この実施形態によれば、バラ電線３１と保護チューブ３３との外周部にシリコーン剤３４を塗布し、さらにその上に防水チューブ３５を被せて熱収縮させることで、バラ電線３１と保護チューブ３３との間に水などが侵入するのを防止して防水効果を高めることができる。これにより、バラ電線３１を伝って機器外部から機器内部に水などが浸入するのを防止できるので、機器の信頼性および寿命を向上できる。

なお、密封剤としてシリコーン剤３４に代えて、ウレタンやエポキシ樹脂を用いてもよい。

図２は、この発明の他の実施形態における回転センサ付軸受の電線引出し部分を示す図である。図１に示した実施形態はバラ電線３１を用いたのに対して、この実施形態は、多芯電線４１を使用したものである。すなわち、多芯電線４１の一端は図１に示した基板２６に接続されており、他端はコネクタ３２に接続されている。多芯電線４１は被覆として外被線４２によって覆われており、多芯電線４１の他端側には図１と同様にして、シリコーン剤３４を塗布し、さらにその上に熱収縮性の防水チューブ３５を被せている。防水チューブ３５を熱収縮させることで、多芯電線４１と外被線４２との間に、水などが侵入するのを防止できる。

図３はこの発明のさらに他の実施形態の回転センサ付軸受を示す図であり、（Ａ）は側面断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線ＩＩＢ−ＩＩＢから見た側面図である。図４は図３に示したパッキンを示す斜視図である。

図３（Ａ）において、開口部を有する中空のハウジング５１内には、回転軸５２が転がり軸受１０によって支持されている。転がり軸受１０は、図１と同様にして、軸受内輪１１と、軸受外輪１２と、転動体１３と、保持器１４と、軸受シール１５とを含む。回転軸５２は、軸受内輪１１の内径部分に挿入されており、軸受外輪１２の外径部分がハウジング５１に挿入されている。センサ１は、図１と同様にして構成された磁気エンコーダ２２と、磁気センサ２５とを含む。

ハウジング５１には、防水シールとして図４に示すゴムパッキン５３を介して蓋５４が被せられており、ボルト５５によりねじ止めされている。ゴムパッキン５３は、耐油性に優れた例えばＮＢＲ（ニトリロゴム）や、耐熱性に優れたシリコーン系，フッ素系材料をリング状に形成し、４箇所にボルトを挿通するための穴５６を形成したものである。ゴムパッキン５３は、ハウジング５１と蓋５４との間に挟まれてゴムの弾力性によって、ハウジング５１と蓋５４との間からの水などの浸入を防止する。ゴムパッキン５３には、その一部に、ゴムブッシュ６２が一体的に形成されている。ゴムブッシュ６２は円筒形に形成されているが、多角形であってもよい。

ハウジング５１と蓋５４との連結部分には、貫通穴６１が形成されており、この貫通穴６１にはゴムブッシュ６２が嵌め込まれる。ゴムブッシュ６２には、保護チューブ３３によって覆われたバラ電線３１の一端が挿入されており、基板２６に接続されている。このために、ゴムブッシュ６２は、保護チューブ３３の外径部分をゴムの弾力性によって締め付ける寸法とし、同時にハウジング５１の貫通穴６１の内径部分に密着する寸法に選ばれている。バラ電線３１の他端にはコネクタ３２が接続されている。このコネクタ３２は、バラ電線３１をゴムブッシュ６２に通してからバラ電線３１の他端に接続するか、あるいは予めバラ電線３１の他端側にシリコーン剤３４を塗布して防水チューブ３５を被せておき、その多端側に接続しておいてもよい。

上述のごとく、この実施形態によれば、バラ電線３１の保護チューブ３３とハウジング５１の貫通穴６１の内径部分との間に、ゴムブッシュ６２を介在させることで、この部分での外部からの水などの浸入を防止できる。したがって、図１および図２の実施形態と同様にして、信頼性および寿命が向上する。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明の回転センサ付軸受は、鉄道車両，自動車，設備機械，工作機械などの水が浸入しやすい機器で回転数や回転速度や回転方向などを検出するために利用できる。

この発明の一実施形態の回転センサ付軸受を示す図である。 この発明の他の実施形態における回転センサ付軸受の電線引出し部分を示す図である。 この発明のさらに他の実施形態の回転センサ付軸受を示す図である。 図３に示したパッキンを示す斜視図である。

符号の説明

１ センサ、１０ 転がり軸受、１１ 軸受内輪、１２ 軸受外輪、１３ 転動体、１４ 保持器、１５ 軸受シール、２２ 磁気エンコーダ、２５ 磁気センサ、２６ 基板、２９ 側板、３１ バラ電線、３２ コネクタ、３３ 保護チューブ、３４ シリコーン剤、３５ 防水チューブ、４１ 多芯電線、４２ 外被線、５１ ハウジング、５２ 回転軸、５３ ゴムパッキン、５４ 蓋、５６，６１ 貫通穴、６２ ゴムブッシュ。

Claims (7)

1. 内輪と外輪とを含む回転軸の回転数，回転方向，回転速度のいずれかを測定するためのセンサを備えた回転センサ付軸受において、
   一端が前記センサに接続される電線と、
   前記電線の少なくとも他端側を保護する被覆と、
   前記電線の他端側近傍に塗布される密封剤と、
   前記電線の他端側における被覆の外周部の一部と、前記密封剤とを覆うようにして被せられるチューブとを備える、回転センサ付軸受。
2. 前記チューブは、熱を加えることによって、径方向に所定量収縮する熱収縮チューブである、請求項１に記載の回転センサ付軸受。
3. 前記密封剤は、シリコーン，ウレタン，エポキシのうちのいずれかの樹脂である、請求項１または２に記載の回転センサ付軸受。
4. 前記回転センサ付軸受は、ハウジングに組み込まれて前記電線が前記ハウジングから引出され、
   前記ハウジングの前記電線を引出す部分に配置される弾性体からなるブッシュを含む、請求項１から３のいずれかに記載の回転センサ付軸受。
5. 前記ハウジングは、開口部を含み、
   さらに、前記ハウジングの開口部を覆う蓋と、
   前記開口部と、前記蓋との間に設けられる板状の弾性体からなるパッキンとを含む、請求項４に記載の回転センサ付軸受。
6. 前記ブッシュと前記パッキンとは一体形状からなる、請求項４または５に記載の回転センサ付軸受。
7. 内輪と外輪とを含む回転軸の回転数，回転方向，回転速度のいずれかを測定するためのセンサを備えた回転センサ付軸受の電線組み込み方法であって、
   電線の一端を前記センサに接続する工程と、
   前記電線の他端近傍に密封剤を塗布する工程と、
   前記電線の他端側における被覆外周部の一部と、前記密封剤とを覆うようにしてチューブを被せる工程とを備える、回転センサ付軸受の電線組み込み方法。
   

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