JP2007285337A

JP2007285337A - 回転センサ付き転がり軸受

Info

Publication number: JP2007285337A
Application number: JP2006110526A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田; Hiroyoshi Ito; 浩義伊藤; Shoji Itomi; 正二糸見
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】回転センサ付き転がり軸受に、シール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用可能とすることである。
【解決手段】回転軌道輪としての外輪２の内径面の一方のシール溝２ｂに芯金６を加締めて固定して、この芯金６に磁気エンコーダ７を装着し、固定軌道輪としての内輪１の端面に、この端面と軸部材１１ａの外径面を基準として、磁気エンコーダ７と対向するようにセンサ素子８ａを収納したセンサユニット８をナット９で締め付けて固定することにより、外輪２の一方のシール溝２ｂを除去することを不要として、シール溝２ｂが設けられた規格品の転がり軸受を使用可能とした。
【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。

回転センサ付き転がり軸受には、内輪と外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互にＮ極とＳ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磁束の変化を検出するセンサ素子を収納したセンサユニットを固定軌道輪に装着して、回転軌道輪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１参照）。センサユニットには、センサ素子の検出出力を処理する処理回路も収納されることが多い。

また、このような回転センサ付き転がり軸受には、磁気エンコーダのＮ極とＳ極を円周方向で１極ずつ設け、センサ素子を互いに９０°位相をずらして２つ配設して、回転軌道輪の回転角度を検出するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

従来、この種の回転センサ付き転がり軸受では、特許文献１、２に記載されたもののように、磁気エンコーダを回転軌道輪の軌道面側の径面端部に嵌合した芯金に装着し、センサユニットを固定軌道輪の軌道面側の径面端部に嵌合した芯金に装着したものが多い。

一方、深溝玉軸受等の転がり軸受には、軌道面が設けられた外輪の内径面の両端部にシールを装着するためのシール溝が設けられたものがある。軌道面が設けられた内輪の外径面の両端部にもシール溝を設け、外輪に装着したシールの先端を、この内輪のシール溝に摺接させたり、差し込んだりするようにしたものもある。

特許文献１、２に記載されたものでは、外輪の内径面や内輪の外径面の両端部に設けられるシール溝を片側で除去し、磁気エンコーダやセンサユニットを装着する芯金を、これらの径面の端部に嵌合によって強固に固定できるようにしている。なお、シールを磁気エンコーダ付きのものとし、センサ素子を収納したセンサユニットを、これと対向させて外部部材に取り付けたものもある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−３４９５５６号公報特開２００４−４０２８号公報特開２００４−１９７８７９号公報

特許文献１、２に記載された回転センサ付き転がり軸受は、磁気エンコーダやセンサユニットを装着する芯金を強固に固定するために、外輪や内輪のシール溝を片側で除去する必要があるので、規格品の転がり軸受を使用できず、高価なものとなる問題がある。なお、特許文献３に記載された回転センサ付き転がり軸受は、磁気エンコーダと外部部材に取り付けるセンサユニットのセンサ素子との隙間や位置合わせに手間がかかる問題がある。

そこで、本発明の課題は、回転センサ付き転がり軸受に、シール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用可能とすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、内輪が軸部材に外嵌され、外輪の内径面の両端部にシールを装着するためのシール溝が設けられた転がり軸受における、前記内輪と外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互にＮ極とＳ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磁束の変化を検出するセンサ素子を収納したセンサユニット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、前記外輪の内径面の一方のシール溝に芯金を加締めて固定し、この芯金に前記磁気エンコーダまたはセンサユニットを装着した構成を採用した。

すなわち、外輪の内径面の一方のシール溝に芯金を加締めて固定し、この芯金に磁気エンコーダまたはセンサユニットを装着することにより、外輪の一方のシール溝を除去することを不要として、シール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用可能とした。

前記芯金を固定した側の外輪のシール溝と対向する側の前記内輪の端面と、この内輪が外嵌された前記軸部材の外径面とを基準として、前記芯金に装着された磁気エンコーダまたはセンサユニットと対向するように、前記センサユニットまたは磁気エンコーダを固定することにより、内輪の外径面の両端部にシール溝があっても、その一方のシール溝を除去することを不要とすることができる。

前記外輪を回転軌道輪とする場合は、前記芯金に装着される磁気エンコーダを、芯金に磁性材を接着するかインサート成形した後に、円周方向で交互にＮ極とＳ極に着磁したものとすることができる。

前記センサ素子の出力ケーブルの途中、または、出力ケーブルの先端に取り付けたコネクタの内部に、センサ素子の検出出力を処理する処理回路を設けることにより、センサユニットをコンパクトなものとすることができる。

上述した各回転センサ付き転がり軸受は、前記磁気エンコーダのＮ極とＳ極を円周方向で１極ずつ設け、前記センサ素子を互いに９０°位相をずらして２つ配設し、前記回転軌道輪の回転角度を検出するものとすることができる。

本発明の回転センサ付き転がり軸受は、外輪の内径面の一方のシール溝に芯金を加締めて固定し、この芯金に磁気エンコーダまたはセンサユニットを装着したので、外輪の一方のシール溝を除去することを不要として、シール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用可能とし、安価なものとすることができる。

前記芯金を固定した側の外輪のシール溝と対向する側の内輪の端面と、この内輪が外嵌された軸部材の外径面とを基準として、芯金に装着された磁気エンコーダまたはセンサユニットと対向するように、センサユニットまたは磁気エンコーダを固定することにより、内輪の外径面の両端部にシール溝があっても、その一方のシール溝を除去することを不要とすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）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、固定された軸部材１１ａに外嵌された固定軌道輪としての内輪１の軌道面１ａと、回転するハウジング１２ａに内嵌された回転軌道輪としての外輪２の軌道面２ａとの間に、ボール３が保持器４で保持されて配列された深溝玉軸受であり、内輪１の外径面と外輪２の内径面の両端部には、それぞれシール溝１ｂ、２ｂが設けられて、外輪２の一端側のシール溝２ｂにシール５が装着され、その先端が対向する内輪１のシール溝１ｂに差し込まれている。

前記外輪２の他端側のシール溝２ｂには芯金６が加締めて固定され、この芯金６に磁気エンコーダ７が内向きに装着されている。また、磁気エンコーダ７が装着された側の内輪１の端面には、この端面と軸部材１１ａの外径面を基準として、磁気エンコーダ７と対向するように１つのセンサ素子８ａを収納したセンサユニット８が、ナット９で締め付けて固定されており、その出力ケーブル８ｂの途中に、センサ素子８ａの検出出力を処理する処理回路８ｃが設けられている。

前記磁気エンコーダ７は、磁性材料としての磁性ゴムを芯金６に加硫接着した後に、円周方向で複数のＮ極とＳ極とに交互に着磁したものである。センサ素子８ａは磁気エンコーダ７の回転に伴う磁束の変化を検出し、このセンサ素子８ａで検出される磁束の変化が処理回路８ｃで演算処理されて、磁気エンコーダ７と一緒に回転する外輪２の回転速度（回転数）が検出される。磁気エンコーダ７は、プラスチックマグネット等の磁性材料を、芯金６にインサート成形したり、接着剤で接着したものとしてもよい。

図２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、第１の実施形態のものと同様の深溝玉軸受であるが、内輪１が回転する軸部材１１ｂに外嵌された回転軌道輪とされ、外輪２が固定されたハウジング１２ｂに内嵌された固定軌道輪とされており、以下の点が第１の実施形態のものと異なる。

この実施形態では、前記外輪２の他端側のシール溝２ｂに加締めて固定された芯金６に、１つのセンサ素子８ａを収納したセンサユニット８が装着され、センサユニット８の出力ケーブル８ｂの先端に、センサ素子８ａの検出出力を処理する処理回路を内蔵するコネクタ８ｄが取り付けられている。また、センサユニット８が装着された側の内輪１の端面には、この端面と軸部材１１ｂの外径面を基準として、磁気エンコーダ７がナット９で締め付けて固定されている。この磁気エンコーダ７は環状の基材に磁性材としてのプラスチックマグネットをインサート成形したものであり、図示は省略するが、円周方向で複数のＮ極とＳ極とに交互に着磁されている。その他の部分は第１の実施形態のものと同じである。

図３（ａ）、（ｂ）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、前記磁気エンコーダ７のＮ極とＳ極が円周方向で１極ずつ設けられ、前記センサ素子が互いに９０°位相をずらして２つ配設されて、磁気エンコーダ７すなわち外輪２の回転角度を検出するようになっている点が異なる。その他の部分は第１の実施形態のものと同じである。

上述した各実施形態では、センサ素子の検出出力を処理する処理回路をセンサユニットの出力ケーブルに設けたが、この処理回路はセンサユニットの内部に収納してもよい。また、本発明に係る回転センサ付き転がり軸受は、深溝玉軸受に限定されることはなく、規格品の外輪にシール溝が設けられた他のタイプの転がり軸受にも適用することができる。

ａは第１の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す縦断面図、ｂはａのIb−Ib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縦断面図ａは第３の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す縦断面図、ｂはａのIIIb−IIIb線に沿った断面図

符号の説明

１内輪
２外輪
１ａ、２ａ軌道面
１ｂ、２ｂシール溝
３ボール
４保持器
５シール
６芯金
７磁気エンコーダ
８センサユニット
８ａセンサ素子
８ｂ出力ケーブル
８ｃ処理回路
８ｄコネクタ
９ナット
１１ａ、１１ｂ軸部材
１２ａ、１２ｂハウジング

Claims

内輪が軸部材に外嵌され、外輪の内径面の両端部にシールを装着するためのシール溝が設けられた転がり軸受における、前記内輪と外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互にＮ極とＳ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磁束の変化を検出するセンサ素子を収納したセンサユニット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、前記外輪の内径面の一方のシール溝に芯金を加締めて固定し、この芯金に前記磁気エンコーダまたはセンサユニットを装着したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。
前記芯金を固定した側の外輪のシール溝と対向する側の前記内輪の端面と、この内輪が外嵌された前記軸部材の外径面とを基準として、前記芯金に装着された磁気エンコーダまたはセンサユニットと対向するように、前記センサユニットまたは磁気エンコーダを固定した請求項１に記載の回転センサ付き転がり軸受。
前記外輪を回転軌道輪とし、前記芯金に装着される磁気エンコーダを、芯金に磁性材を接着するかインサート成形した後に、円周方向で交互にＮ極とＳ極に着磁したものとした請求項１または２に記載の回転センサ付き転がり軸受。
前記センサ素子の出力ケーブルの途中、または、出力ケーブルの先端に取り付けたコネクタの内部に、センサ素子の検出出力を処理する処理回路を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の回転センサ付き転がり軸受。
前記磁気エンコーダのＮ極とＳ極を円周方向で１極ずつ設け、前記センサ素子を互いに９０°位相をずらして２つ配設し、前記回転軌道輪の回転角度を検出するようにした請求項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。