JP2007198847A - Rolling bearing with rotation sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軌道輪の回転の原点を検出可能な回転センサ付き転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing with a rotation sensor capable of detecting the origin of rotation of a rotating raceway.
各種回転機器の回転軸等を支持する転がり軸受には、内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に磁気エンコーダを装着し、固定軌道輪に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装着して、回転軌道輪の回転を検出するようにした回転センサ付き転がり軸受がある。 A sensor that detects changes in magnetic poles associated with the rotation of a magnetic encoder on a fixed raceway, with a magnetic bearing attached to the rotary raceway of the inner and outer raceways. There is a rolling bearing with a rotation sensor in which an element is mounted to detect the rotation of a rotating race.
この回転センサ付き転がり軸受には、磁気エンコーダに同心のリング状で互いに隣接する第1および第2の被検出部を設け、第1の被検出部を円周方向で交互に異なる磁極に着磁するとともに、第2の被検出部を円周方向の1箇所で、回転軌道輪の回転の原点検出用に、いずれかの磁極に着磁し、この磁気エンコーダの第1および第2の被検出部からの各磁束の変化をそれぞれ検出する第1および第2のセンサ素子を固定軌道輪に装着して、第1のセンサ素子で回転軌道輪の回転速度(回転数)を検出し、第2のセンサ素子で回転軌道輪の回転の原点を検出するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In this rolling bearing with a rotation sensor, a magnetic encoder is provided with first and second detected portions adjacent to each other in a concentric ring shape, and the first detected portions are magnetized to magnetic poles that are alternately different in the circumferential direction. In addition, the second detected portion is magnetized to one of the magnetic poles at one place in the circumferential direction for detecting the origin of rotation of the rotating raceway, and the first and second detected portions of this magnetic encoder First and second sensor elements for detecting changes in each magnetic flux from the section are mounted on the fixed raceway, and the first sensor element detects the rotational speed (number of rotations) of the rotary raceway, and the second There is a sensor element that detects the origin of rotation of a rotating race (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されたものでは、磁気エンコーダの第2の被検出部の原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を薄肉に形成して、第2のセンサ素子との間隔を原点検出用着磁部よりも拡げ、第2のセンサ素子がこの残りの円周方向部分からの外乱磁束を誤検出しないようにしている。
In the device described in
特許文献1に記載された磁気エンコーダの第2の被検出部の原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を薄肉に形成した回転センサ付き転がり軸受は、第2の被検出部を容易に着磁して、回転軌道輪の回転の原点を検出できるが、モータ等の磁界が発生する機器に組み込まれて使用されると、機器から漏洩する磁束が第2の被検出部の薄肉に形成された残りの円周方向部分を通過することがあり、第2の被検出部からの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、本来は磁束を発生しない残りの円周方向部分を通過する漏洩磁束を検出して、回転の原点を誤検出する恐れがある。
The rolling sensor-equipped rolling bearing in which the remaining circumferential portion other than the origin detecting magnetized portion of the second detected portion of the magnetic encoder described in
そこで、本発明の課題は、磁界が発生する機器に組み込まれて使用されても、回転軌道輪の回転の原点を誤検出する恐れのない回転センサ付き転がり軸受を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing with a rotation sensor that does not have a possibility of erroneously detecting the origin of rotation of a rotating raceway even when incorporated in a device that generates a magnetic field.
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、同心のリング状で互いに隣接する第1および第2の被検出部を有し、第1の被検出部が円周方向で交互に異なる磁極に着磁され、第2の被検出部が円周方向の1箇所で、前記回転軌道輪の回転の原点検出用に、いずれかの磁極に着磁された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前記第1および第2の被検出部からの各磁束の変化をそれぞれ検出する第1および第2のセンサ素子を固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転速度を前記第1のセンサ素子で検出し、前記回転軌道輪の回転の原点を前記第2のセンサ素子で検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁した構成を採用した。 In order to solve the above-described problem, the present invention has a first and second detected parts adjacent to each other in a concentric ring shape on a rotating raceway of inner and outer raceways, The detected part is magnetized to different magnetic poles alternately in the circumferential direction, and the second detected part is attached to one of the magnetic poles for detecting the origin of rotation of the rotating raceway at one place in the circumferential direction. A magnetized magnetic encoder is mounted, and first and second sensor elements for detecting changes in magnetic fluxes from the first and second detected portions accompanying rotation of the magnetic encoder are mounted on the fixed track ring. In the rolling bearing with a rotation sensor, wherein the rotation speed of the rotating raceway is detected by the first sensor element, and the origin of rotation of the rotating raceway is detected by the second sensor element, Origin detection at one place in the circumferential direction of the second detected part The remaining circumferential portion other than the magnetized point detection magnetized portion of the adopted a configuration in which magnetized pole and different magnetic poles of the reference point detection magnetized portion.
すなわち、磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁することにより、残りの円周方向部分から原点検出用着磁部と異なる磁極の磁束を積極的に発生させ、磁界が発生する機器に組み込まれて使用され、その漏洩磁束が残りの円周方向部分を若干通過しても、第2の被検出部からの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、回転軌道輪の回転の原点を誤検出しないようにした。 That is, the remaining circumferential direction part other than the origin detection magnetized part magnetized for origin detection at one place in the circumferential direction of the second detected part of the magnetic encoder is used as the origin detection magnetized part. By magnetizing a magnetic pole different from that of the magnetic pole, a magnetic flux of a magnetic pole different from that of the origin detecting magnetized portion is positively generated from the remaining circumferential portion, and is used by being incorporated in a device that generates a magnetic field. The second sensor element that detects the change in the magnetic flux from the second detected part does not erroneously detect the origin of rotation of the rotating raceway even if the leakage magnetic flux passes through the remaining circumferential portion slightly. did.
前記第2の被検出部の原点検出用着磁部を別体で形成し、前記第2の被検出部の円周方向で前記原点検出用着磁部の相当部位に窪み部を設けて、この窪み部に前記別体で形成した原点検出用着磁部を接着することにより、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。また、原点検出用着磁部を接着前に効率よく着磁することもできる。 The origin detection magnetized portion of the second detected portion is formed separately, and a hollow portion is provided in a corresponding portion of the origin detected magnetized portion in the circumferential direction of the second detected portion, The position of the origin detecting magnetized portion in the circumferential direction can be visually confirmed by adhering the origin detecting magnetized portion formed separately to the hollow portion. Further, the origin detecting magnetized portion can be efficiently magnetized before bonding.
前記第2の被検出部の残りの円周方向部分を別体で形成し、前記第2の被検出部の円周方向で前記原点検出用着磁部を凸形状に段差を設けて形成して、この凸形状の段差以外の円周方向部分に、前記別体で形成した残りの円周方向部分を接着することによっても、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。また、残りの円周方向部分を接着前に効率よく着磁することもできる。 The remaining circumferential portion of the second detected portion is formed separately, and the origin detecting magnetized portion is formed in a convex shape in the circumferential direction of the second detected portion. In addition, the circumferential position of the origin detecting magnetized portion can be visually confirmed by adhering the remaining circumferential portion formed separately to the circumferential portion other than the convex step. be able to. Further, the remaining circumferential portion can be efficiently magnetized before bonding.
本発明の回転センサ付き転がり軸受は、磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁することにより、残りの円周方向部分から原点検出用着磁部と異なる磁極の磁束を積極的に発生させるようにしたので、磁界が発生する機器に組み込まれて使用され、その漏洩磁束が残りの円周方向部分を若干通過しても、第2の被検出部からの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、回転軌道輪の回転の原点を誤検出しないようにすることができる。 The rolling bearing with a rotation sensor according to the present invention has a remaining circumferential portion other than the origin detection magnetized portion magnetized for origin detection at one location in the circumferential direction of the second detected portion of the magnetic encoder. Since the magnetic poles different from the magnetic poles of the origin detecting magnetized portion are magnetized, the magnetic flux of the magnetic poles different from those of the origin detecting magnetized portion is positively generated from the remaining circumferential portion. The second sensor element that detects the change in the magnetic flux from the second detected portion is rotated even if the leakage magnetic flux passes through the remaining circumferential direction portion slightly. It is possible to prevent erroneous detection of the origin of rotation of the race.
前記第2の被検出部の原点検出用着磁部を別体で形成し、第2の被検出部の円周方向で原点検出用着磁部の相当部位に窪み部を設けて、この窪み部に別体で形成した原点検出用着磁部を接着することにより、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。原点検出用着磁部を接着前に効率よく着磁することもできる。 The origin detecting magnetized portion of the second detected portion is formed separately, and a recess is provided in a corresponding portion of the origin detecting magnetized portion in the circumferential direction of the second detected portion. By adhering the origin detecting magnetized part formed separately to the part, the circumferential position of the origin detecting magnetized part can be visually confirmed. The origin detecting magnetized portion can be efficiently magnetized before bonding.
前記第2の被検出部の残りの円周方向部分を別体で形成し、第2の被検出部の円周方向で原点検出用着磁部を凸形状に段差を設けて形成して、この凸形状の段差以外の円周方向部分に、別体で形成した残りの円周方向部分を接着することによっても、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。残りの円周方向部分を接着前に効率よく着磁することもできる。 The remaining circumferential portion of the second detected portion is formed separately, and the origin detecting magnetized portion is formed in a convex shape with a step in the circumferential direction of the second detected portion, The circumferential position of the origin detecting magnetized portion can also be visually confirmed by adhering the remaining circumferential part formed separately to the circumferential part other than the convex step. . The remaining circumferential portion can be efficiently magnetized before bonding.
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モータの主軸を支持する深溝玉軸受であり、図1に示すように、回転軌道輪としての内輪1と固定軌道輪としての外輪2の間の軸受空間に、ボール3が保持器4で保持されて、軸受空間の一端側がシール5でシールされており、シール5でシールされた側と反対側で、内輪1に磁気エンコーダ6が装着され、外輪2に磁気エンコーダ6の回転に伴う磁束の変化を検出するセンサユニット7が装着されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show a first embodiment. This rolling bearing with a rotation sensor is a deep groove ball bearing that supports the main shaft of the motor. As shown in FIG. 1, a
前記磁気エンコーダ6は、磁性材料をゴムで結合して円筒状に成形したものであり、内輪1の外径面端部に圧入で固定された芯金8の外径面に加硫接着されている。図2に示すように、磁気エンコーダ6は、互いに軸方向で隣接する第1の被検出部6aと第2の被検出部6bを有し、第1の被検出部6aは、円周方向で交互にN極とS極との異なる磁極に着磁され、第2の被検出部6bは、円周方向の1箇所が内輪1の回転の原点検出用着磁部9aとしてS極に着磁され、残りの円周方向部分9bがこれと異なるN極に着磁されている。第1および第2の被検出部6a、6bは同じ厚さに形成され、S極とされた第2の被検出部6bの原点検出用着磁部9aは、第1の被検出部6aの1つのS極と同じ幅で軸方向に連なっている。
The
前記センサユニット7は、図1に示したように、外輪2の内径面端部に圧入で固定された外径側の金属ケース10と内径側の樹脂ケース11の間に、第1および第2のセンサ素子12a、12bを組み込んだものであり、第1のセンサ素子12aが磁気エンコーダ6の第1の被検出部6aと、第2のセンサ素子12bが第2の被検出部6bと、それぞれ半径方向で対向するようにモールドで固定されている。なお、磁気エンコーダ6の芯金8と平行に沿う樹脂ケース11の先端部には内向きの鍔11aが設けられ、磁気エンコーダ6の芯金8とセンサユニット7の樹脂ケース11との間に、軸受空間をシールするラビリンス隙間が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図3(a)、(b)は、前記磁気エンコーダ6が内輪1と一緒に回転したときに、それぞれ第1および第2のセンサ素子12a、12bで検出される磁束の変化を示す。図3(a)に示すように、第1のセンサ素子12aで検出される磁束は、第1の被検出部6aのN極とS極が交互に通過する毎にN極側とS極側へ波状に変化し、磁束がN極側とS極側の各閾値WN1、WS1を越えたときに、回転単位が積算されて回転速度が検出される。
3A and 3B show changes in magnetic flux detected by the first and
また、図3(b)に示すように、第2のセンサ素子12bで検出される磁束は、第2の被検出部6bの原点検出用着磁部9aが通過するときだけS極側へ変化し、残りの円周方向部分9bが通過する間はN極側で一定に保持される。この場合は、磁束がS極側へ変化して閾値WS2を越え、さらに磁束がN極側へ戻って閾値WN2を越えたときに、原点の通過が検出される。
Further, as shown in FIG. 3B, the magnetic flux detected by the
図4は、前記磁気エンコーダ6の第1の変形例を示す。この変形例では、第2の被検出部6bのS極とされた原点検出用着磁部9aが、第1の被検出部6aの1つのN極と軸方向で隣接するように設けられている。
FIG. 4 shows a first modification of the
図5は、前記磁気エンコーダ6の第2の変形例を示す。この変形例では、第2の被検出部6bの原点検出用着磁部9aが、磁性材料をゴムで結合した別体で形成されるとともに、第2の被検出部6bの円周方向で1箇所に窪み部13が設けられ、別体で形成された原点検出用着磁部9aが窪み部13で芯金8に接着剤で接着されるようになっており、原点検出用着磁部9aは接着前にS極に着磁されている。原点検出用着磁部9aは接着後に着磁してもよい。
FIG. 5 shows a second modification of the
図6は、前記磁気エンコーダ6の第3の変形例を示す。この変形例では、第2の被検出部6bの残りの円周方向部分9bが、磁性材料をゴムで結合した別体で形成されるとともに、第2の被検出部6bで原点検出用着磁部9aが凸形状に段差を設けて形成され、別体で形成された残りの円周方向部分9bが原点検出用着磁部9a以外の円周方向の凹段差部14で芯金8に接着剤で接着されるようになっており、残りの円周方向部分9bは、接着前にN極に着磁されている。残りの円周方向部分9bは接着後に着磁してもよい。
FIG. 6 shows a third modification of the
図7および図8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もモータの主軸を支持する深溝玉軸受であり、図7に示すように、回転軌道輪になる内輪1と固定軌道輪になる外輪2の間の軸受空間に、ボール3が保持器4で保持されて、軸受空間の一端側がシール5でシールされている。
7 and 8 show a second embodiment. This rolling bearing with a rotation sensor is also a deep groove ball bearing that supports the main shaft of the motor. As shown in FIG. 7, a
この実施形態では、前記内輪1の外径面の段差部1aに圧入で固定されたL字断面の芯金8の側面に、磁性材料をゴムで結合して円板状に成形した磁気エンコーダ6が加硫接着されている。図8に示すように、磁気エンコーダ6は、円周方向で交互にN極とS極とに着磁された第1の被検出部6aと、円周方向の1箇所が原点検出用着磁部9aとしてS極に着磁され、残りの円周方向部分9bがN極に着磁された第2の被検出部6bとが、外周側と内周側に半径方向で隣接するように形成されている。なお、原点検出用着磁部9aまたは残りの円周方向部分9bは、第1の実施形態のものと同様に、別体で形成することもできる。
In this embodiment, a
また、前記センサユニット7は、図7に示したように、外輪2の外径面端部に圧入で固定された金属ケース10に、第1および第2のセンサ素子12a、12bが組み込まれており、第1および第2のセンサ素子12a、12bは、磁気エンコーダ6の第1および第2の被検出部6a、6bと、それぞれ軸方向で対向するようにモールドで固定されている。この実施形態でも、磁気エンコーダ6のL字断面の芯金8とセンサユニット7との間に軸受空間をシールするラビリンス隙間が形成されている。
Further, as shown in FIG. 7, the
上述した各実施形態および変形例では、磁気エンコーダおよび、別体で形成した第2の被検出部の原点検出用着磁部や残りの円周方向部分を、磁性材料をゴムで結合して成形したものとしたが、これらを磁性材料を熱可塑性樹脂等の樹脂で結合して射出成形し、接着や圧入等によって芯金に取り付けてもよい。また、第2の被検出部の原点検出用着磁部をS極に、残りの円周方向部分をN極に着磁したが、原点検出用着磁部をN極に、残りの円周方向部分をS極に着磁してもよい。 In each of the above-described embodiments and modified examples, the magnetic encoder and the magnetized part for detecting the origin of the second detected part formed separately and the remaining circumferential part are formed by joining a magnetic material with rubber. However, these may be injection-molded by bonding a magnetic material with a resin such as a thermoplastic resin, and attached to the core metal by adhesion or press-fitting. In addition, the origin detection magnetized portion of the second detected portion is magnetized to the S pole and the remaining circumferential portion is magnetized to the N pole, but the origin detecting magnetized portion is the N pole and the remaining circumference The direction portion may be magnetized to the south pole.
さらに、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深溝玉軸受としたが、本発明に係る回転センサ付き転がり軸受は、ころ軸受等の他のタイプの転がり軸受や複列の転がり軸受にも適用することができ、外輪が回転軌道輪とされた転がり軸受にも適用することができる。 Further, in each of the above-described embodiments, the rolling bearing is a deep groove ball bearing whose inner ring is a rotating raceway. However, the rolling bearing with a rotation sensor according to the present invention is a roller bearing such as a roller bearing or a compound bearing. The present invention can also be applied to row rolling bearings, and can also be applied to rolling bearings in which the outer ring is a rotating race.
1 内輪
1a 段差部
2 外輪
3 ボール
4 保持器
5 シール
6 磁気エンコーダ
6a、6b 被検出部
7 センサユニット
8 芯金
9a 原点検出用着磁部
9b 残りの円周方向部分
10 金属ケース
11 樹脂ケース
11a 鍔
12a、12b センサ素子
13 窪み部
14 凹段差部
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