JP2007198475A - 回転センサ付き転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ素子を組み込んだセンサケースを、コンパクトで容易に着脱できるように固定軌道輪に装着することである。
【解決手段】センサ素子８を組み込んだセンサケース１０を、固定軌道輪である外輪１の端面の円周方向で２箇所に設けられたピン穴１２に、自身の側端面の円周方向両端部に設けられた２つのピン状突起１３を係合させて位置決めし、外輪１の端面に設けられたタップ穴１４に、１本のねじ１５で中央部を固定することにより、環状の芯金を不要として、センサケース１０をコンパクトで容易に着脱できるように外輪１に装着できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転センサ付き転がり軸受に関する。

各種回転機器の回転軸等を支持する転がり軸受には、その回転速度（回転数）を検出するために回転センサ付き転がり軸受が使用されることがある。この回転センサ付き転がり軸受は、内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された環状の磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁極の変化を、円周方向の一箇所で検出するセンサ素子を組み込んだセンサケースを固定軌道輪に装着して、回転軌道輪の回転を検出するものである。センサケースには、センサ素子で検出される磁極の変化から回転速度を演算する電気回路基板も組み込まれることが多い。

従来、前記センサ素子を組み込んだセンサケースは、固定軌道輪端部の内径面または外径面に圧入される環状の芯金に取り付けて、固定軌道輪に装着されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたものでは、センサケースを芯金に接着するとともに、芯金に形成した凸部とセンサケースに設けた凹部を係合させて、センサケースを芯金に固定し、芯金を固定軌道輪としての外輪の端部の内径面に圧入している。なお、磁気エンコーダは、回転軌道輪としての内輪の端部の外径面に圧入された環状の芯金に取り付けられている。

特開２００２−２９５４６５号公報

上記センサ素子を組み込んだセンサケースは、電気回路基板も組み込まれることが多いので、磁気エンコーダよりも振動等によって故障する可能性が高い。このため、上述したように、センサケースを取り付けた環状の芯金を固定軌道輪端部の内径面または外径面に圧入した従来の回転センサ付き転がり軸受は、このような故障が発生したときに、センサケースを容易に取り外すことができず、分解修理や部品の交換を行うのが難しい問題がある。センサケースの着脱を容易にするために、芯金を圧入する締め代を少なくすれば、センサケースが芯金と一緒に脱落する恐れがある。

また、円周方向の一箇所で磁極の変化を検出するセンサ素子を組み込んだセンサケースを、環状の芯金を介して固定軌道輪に装着する方法は、環状の芯金のために余分なスペースを必要とし、コンパクトな設計を阻害する問題もある。

そこで、本発明の課題は、センサ素子を組み込んだセンサケースを、コンパクトで容易に着脱できるように固定軌道輪に装着することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された環状の磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁極の変化を検出するセンサ素子を組み込んだセンサケースを固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記センサ素子を組み込んだセンサケースを、前記固定軌道輪に２箇所で位置決めして、前記固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定した構成を採用した。

すなわち、センサ素子を組み込んだセンサケースを、固定軌道輪に２箇所で位置決めして、固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定することにより、環状の芯金を不要として、センサケースをコンパクトで容易に着脱できるように固定軌道輪に装着できるようにした。

前記センサケースを固定軌道輪に２箇所で位置決めする手段のうち、少なくとも１箇所で位置決めする手段を、ピン穴とピン状突起の係合によるものとすることにより、センサケースを簡単で精度よく固定軌道輪に位置決めすることができる。

前記ピン穴を前記固定軌道輪側に設け、このピン穴の径寸法を前記タップ穴の下穴径寸法と等しくすることにより、ドリルを交換することなく、ピン穴とタップ穴の下穴を効率よく短時間で加工することができる。

また、本発明は、内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された環状の磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁極の変化を検出するセンサ素子を組み込んだセンサケースを固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記センサ素子を組み込んだセンサケースを、前記固定軌道輪に設けた鍔部の内径面または肩部の外径面で位置決めして、前記固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定した構成も採用した。

すなわち、センサ素子を組み込んだセンサケースを、固定軌道輪に設けた鍔部の内径面または肩部の外径面で位置決めして、固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定することにより、環状の芯金を不要として、センサケースをコンパクトで容易に着脱できるように固定軌道輪に装着できるようにした。

前記センサケースを固定軌道輪に固定するねじの本数を１本とすることにより、センサケースをより容易に短時間で固定軌道輪に着脱することができる。

本発明の回転センサ付き転がり軸受は、センサ素子を組み込んだセンサケースを、固定軌道輪に２箇所で位置決めして、固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定するようにしたので、環状の芯金を不要として、センサケースをコンパクトで容易に着脱できるように固定軌道輪に装着でき、センサケース内で故障が発生したときに、センサケースを容易に取り外して、分解修理や部品の交換を行うことができる。

前記センサケースを固定軌道輪に２箇所で位置決めする手段のうち、少なくとも１箇所で位置決めする手段を、ピン穴とピン状突起の係合によるものとすることにより、センサケースを簡単で精度よく固定軌道輪に位置決めすることができる。

前記ピン穴を固定軌道輪側に設け、このピン穴の径寸法を前記タップ穴の下穴径寸法と等しくすることにより、ドリルを交換することなく、ピン穴とタップ穴の下穴を効率よく短時間で加工することができる。

また、本発明の回転センサ付き転がり軸受は、センサ素子を組み込んだセンサケースを、固定軌道輪に設けた鍔部の内径面または肩部の外径面で位置決めして、固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定するようにもしたので、環状の芯金を不要として、センサケースをコンパクトで容易に着脱できるように固定軌道輪に装着することができる。

前記センサケースを固定軌道輪に固定するねじの本数を１本とすることにより、センサケースをより容易に短時間で固定軌道輪に着脱することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この回転センサ付き転がり軸受は、図２に示すように、外輪１と２分割された内輪２ａ、２ｂの間に２列のボール３が保持器４で保持された複列玉軸受であり、外輪１が固定軌道輪、内輪２ａ、２ｂが回転軌道輪とされて、外輪１の両端部の内径面に軸受空間をシールするシール５ａ、５ｂが取り付けられている。外輪１の外周部にはハウジング等への固定用のボルト孔１ａが設けられ、右側の内輪２ａは、左側の内輪２ｂの外径段差部に外嵌され、後述する磁気エンコーダ７の芯金を兼ねる押さえリング６で、軸受内部に予圧を付与するように押さえ込まれている。押さえリング６はボルト孔６ａで内輪２ｂにボルト結合される。

図１乃至図３に示すように、前記内輪２ａ、２ｂと一緒に回転する押さえリング６の外径面には、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された環状の磁気エンコーダ７が固着されている。また、固定軌道輪である外輪１の端面には、磁気エンコーダ７の回転に伴う磁極の変化を検出するセンサ素子８と、センサ素子８で検出される磁極の変化から回転速度を演算する電気回路基板９とを組み込んだセンサケース１０が装着されている。センサ素子８と電気回路基板９は、センサ素子８が磁気エンコーダ７と対向するようにモールドで固定され、電気回路基板９には、演算された回転速度を出力する出力ケーブル１１が接続されている。

前記センサケース１０は、外輪１の端面の円周方向で２箇所に設けられたピン穴１２に、自身の側端面の円周方向両端部に設けられた２つのピン状突起１３を係合させて、センサ素子８が磁気エンコーダ７と所定の間隔で対向するように位置決めされ、外輪１の端面に設けられたタップ穴１４に、１本のねじ１５で中央部を固定されている。なお、外輪１の端面に設けられた各ピン穴１２の径寸法は、タップ穴１４の下穴径寸法と等しくされ、ドリルを交換することなく効率よく短時間で加工されるようになっている。

図４乃至図６は、第２の実施形態を示す。この回転センサ付き転がり軸受は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記センサケース１０が、円周方向一端部に設けられたピン状突起１３を、外輪１の端面に設けられた１つのピン穴１２に係合させるとともに、ピン状突起１３と反対側の円周方向端部の外径面に設けられた凸部１６を、外輪１の端面に設けられた鍔部１７の内径面に押し当てて、位置決めされている点が異なる。

図７および図８は、第３の実施形態を示す。この回転センサ付き転がり軸受も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記センサケース１０の外径面１８が円弧面で形成され、この円弧面で形成された外径面１８を外輪１の端面に設けられた鍔部１７の内径面に沿わせて、センサケース１０が位置決めされている点が異なる。

図９および図１０は、第４の実施形態を示す。この回転センサ付き転がり軸受も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記センサケース１０の側端面に、内径面が円弧面で形成された鍔部１９が設けられ、この円弧面で形成された鍔部１９の内径面を、外輪１の肩部２０の外径面に沿わせて、センサケース１０が位置決めされている点が異なる。

上述した各実施形態では、転がり軸受を内輪が回転軌道輪とされた複列玉軸受としたが、本発明に係る回転センサ付き転がり軸受は、単列の玉軸受やころ軸受等の他のタイプの転がり軸受にも適用することができる。また、外輪が回転軌道輪とされた転がり軸受にも適用でき、この場合は、回転センサの磁気エンコーダを外輪側に、センサ素子を内輪側に装着すればよい。

第１の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す一部省略側面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 第２の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す一部省略側面図 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図 図４のVI−VI線に沿った断面図 第３の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す一部省略側面図 図７のVIII−VIII線に沿った断面図 第４の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す一部省略側面図 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図

符号の説明

１ 外輪
１ａ ボルト孔
２ａ、２ｂ 内輪
３ ボール
４ 保持器
５ａ、５ｂ シール
６ 押さえリング
６ａ ボルト孔
７ 磁気エンコーダ
８ センサ素子
９ 電気回路基板
１０ センサケース
１１ 出力ケーブル
１２ ピン穴
１３ ピン状突起
１４ タップ穴
１５ ねじ
１６ 凸部
１７ 鍔部
１８ 外径面
１９ 鍔部
２０ 肩部

Claims (5)

1. 内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された環状の磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁極の変化を検出するセンサ素子を組み込んだセンサケースを固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記センサ素子を組み込んだセンサケースを、前記固定軌道輪に２箇所で位置決めして、前記固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。
2. 前記センサケースを固定軌道輪に２箇所で位置決めする手段のうち、少なくとも１箇所で位置決めする手段を、ピン穴とピン状突起の係合によるものとした請求項１に記載の回転センサ付き転がり軸受。
3. 前記ピン穴を前記固定軌道輪側に設け、このピン穴の径寸法を前記タップ穴の下穴径寸法と等しくした請求項１または２に記載の回転センサ付き転がり軸受。
4. 内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互に異なる磁極に着磁された環状の磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁極の変化を検出するセンサ素子を組み込んだセンサケースを固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記センサ素子を組み込んだセンサケースを、前記固定軌道輪に設けた鍔部の内径面または肩部の外径面で位置決めして、前記固定軌道輪に設けたタップ穴にねじで固定したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。
5. 前記センサケースを固定軌道輪に固定するねじの本数を１本とした請求項１乃至４のいずれかに記載の回転センサ付き転がり軸受。

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