JP2008196632A - 回転センサ付き転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】センサユニットと磁気エンコーダとの間の開口から、磁性異物がセンサユニットの内部に侵入しないようにすることである。
【解決手段】磁気センサ７が組み込まれたセンサユニット８の内部に通じる開口１０の近傍で、回転部材側のモータの主軸２１の外径面にリング状のゴム磁石１２を装着することにより、開口１０の近傍に来る磁性異物をゴム磁石１２で吸着し、磁性異物がセンサユニット８の内部に侵入しないようにした。
【選択図】図２

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部材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部材に取り付けられる回転軌道輪に、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、固定部材に取り付けられる固定軌道輪に、磁気エンコーダと対向させて、その回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサを組み込んだセンサユニットを装着して、回転部材の回転を検出するものである。

このような回転センサ付き転がり軸受では、通常、センサユニットと磁気エンコーダとの間に、磁気センサが組み込まれたセンサユニットの内部に通じる開口が形成される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３４９５５６号公報

特許文献１に記載されたように、センサユニットと磁気エンコーダとの間に、磁気センサが組み込まれたセンサユニットの内部に通じる開口が形成された回転センサ付き転がり軸受では、鉄粉等の外部の細かい磁性異物が、センサユニットと磁気エンコーダの間の開口からセンサユニットの内部に侵入し、センサユニットの内部に組み込まれた磁気センサの検出出力の外乱となる問題がある。このため、回転センサの検出精度が低下したり、場合によっては、磁気センサの検出出力が不安定となって、回転センサが誤動作する恐れもある。

そこで、本発明の課題は、センサユニットと磁気エンコーダとの間の開口から、磁性異物がセンサユニットの内部に侵入しないようにすることである。

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部材に取り付けられる回転軌道輪に、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、固定部材に取り付けられる固定軌道輪に、前記磁気エンコーダと対向させて、その回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサを組み込んだセンサユニットを装着し、このセンサユニットと前記磁気エンコーダとの間に、前記磁気センサが組み込まれたセンサユニットの内部に通じる開口が形成された回転センサ付き転がり軸受において、前記センサユニットの内部に通じる開口の近傍で、前記回転部材側または前記固定部材側に磁石を装着した構成を採用した。

すなわち、センサユニットの内部に通じる開口の近傍で、回転部材側または固定部材側に磁石を装着することにより、開口近傍に来る磁性異物を磁石で吸着し、磁性異物がセンサユニットの内部に侵入しないようにした。

前記磁石は、前記固定部材側の前記センサユニットの外側面に装着することができる。

前記磁石をリング状のものとし、このリング状の磁石と、その装着側と対向する前記固定部材側または回転部材側の対向部材との間で、前記センサユニットの内部に通じる開口の外側に、半径方向隙間または軸方向隙間を有する環状隙間を形成することにより、開口近傍に来る磁性異物をより確実に磁石で吸着することができる。

前記環状隙間は１ｍｍ以下とするのが好ましい。

前記リング状の磁石または前記対向部材に段差部を設け、前記環状隙間を半径方向隙間と軸方向隙間が連なるものとすることにより、さらに確実に磁性異物を磁石で吸着することができる。

前記リング状の磁石をゴム磁石とすることにより、リング状の磁石を容易に装着することができる。

前記リング状のゴム磁石を軸部材の外径面に装着されるものとする場合は、このゴム磁石をゴムの緊縛力で前記軸部材の外径面に装着することができる。

前記リング状のゴム磁石は、加硫接着または接着剤で装着することもできる。

本発明の回転センサ付き転がり軸受は、センサユニットの内部に通じる開口の近傍で、回転部材側または固定部材側に磁石を装着したので、開口近傍に来る磁性異物を磁石で吸着して、磁性異物がセンサユニットの内部に侵入しないようにすることができ、磁気センサの検出精度の低下や、回転センサの誤動作を防止することができる。

前記磁石をリング状のものとし、このリング状の磁石と、その装着側と対向する固定部材側または回転部材側の対向部材との間で、センサユニットの内部に通じる開口の外側に、半径方向隙間または軸方向隙間を有する環状隙間を形成することにより、開口近傍に来る磁性異物をより確実に磁石で吸着することができる。

前記リング状の磁石または対向部材に段差部を設け、環状隙間を半径方向隙間と軸方向隙間が連なるものとすることにより、さらに確実に磁性異物を磁石で吸着することができる。

前記リング状の磁石をゴム磁石とすることにより、リング状の磁石を容易に装着することができる。

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１に示すように、回転部材としてのモータの主軸２１の回転速度を検出する玉軸受であり、内輪１が主軸２１に外嵌された回転軌道輪、外輪２がモータのハウジング２２の蓋２２ａに内嵌された固定軌道輪とされ、これらの間に転動体としての複数のボール３が保持器４に保持されて、アウトボード側がシール部材５でシールされている。なお、モータのハウジング２２の内径面にはステータ２３が取り付けられ、主軸２１の外径面にはロータ２４が取り付けられている。

図２に示すように、前記内輪１のインボード側には、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６が装着され、外輪２のインボード側には、磁気エンコーダ６と対向し、その回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサ７を組み込んだセンサユニット８が装着されている。磁気エンコーダ６は芯金６ａで内輪１の外径面に嵌合固定され、センサユニット８は外環８ａで外輪２の内径面に嵌合固定されている。

前記センサユニット８は、外環８ａと、一体に形成された側板８ｂおよび内環８ｃで３方を覆われ、その内部に磁気センサ７と、その検出出力を処理する回路基板７ａが、モールド樹脂９で固定されている。磁気エンコーダ６とセンサユニット８の間には、センサユニット８の内部に通ずる開口１０が形成されており、この開口１０の近傍には、その軸方向外側で内環８ｃの内径面との間に径方向の環状隙間１１ａを形成するように、リング状のゴム磁石１２が、回転部材側である主軸２１の外径面に装着されている。ゴム磁石１２は、主軸２１の外径面に設けられた凹溝２１ａにゴムの緊縛力で装着されており、環状隙間１１ａの径方向隙間は１ｍｍ以下とされている。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、前記リング状のゴム磁石１２の着磁形態を示す。図３（ａ）は、Ｎ極とＳ極をゴム磁石１２の半径方向に着磁したもの、図３（ｂ）は、Ｎ極とＳ極をゴム磁石１２の軸方向に着磁したもの、図３（ｃ）は、Ｎ極とＳ極をゴム磁石１２の円周方向に交互に配して半径方向に着磁したものである。

図４乃至図６は、第１の実施形態の変形例を示す。図４の変形例は、前記主軸２１の凹溝２１ａがなく、前記リング状のゴム磁石１２を主軸２１の外径面に接着剤で接着したもの、図５の変形例は、前記リング状のゴム磁石１２に段差部１２ａを設け、この段差部１２ａと側板８ｂとの間で、前記径方向の環状隙間１１ａに連なる軸方向の環状隙間１１ｂを形成したもの、図６の変形例は、前記リング状のゴム磁石１２を厚肉にして、側板８ｂの軸方向外側で主軸２１の凹溝２１ａに装着し、側板８ｂとの間で軸方向の環状隙間１１ｂを形成したものである。

図７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、リング状のゴム磁石１２が、固定部材側であるセンサユニット８の内環８ｃの内径面に加硫接着で装着され、前記開口１０近傍の軸方向外側で、主軸２１の外径面との間に径方向の環状隙間１１ａが形成されている点が異なる。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。

図８および図９は、第２の実施形態の変形例を示す。図８の変形例は、前記主軸２１の外径面に段差部２１ｂを設け、前記リング状のゴム磁石１２と段差部２１ｂとの間で、前記径方向の環状隙間１１ａに連なる軸方向の環状隙間１１ｂを形成したもの、図９の変形例は、前記リング状のゴム磁石１２を径方向に細長断面のものとして側板８ｂに加硫接着し、主軸２１の外径面と段差部２１ｂとの間で、径方向の環状隙間１１ａと軸方向の環状隙間１１ｂが連なるように形成したものである。

上述した各実施形態と変形例では、磁石をリング状のゴム磁石としたが、この磁石はセンサユニットの内部に通ずる開口の近傍で磁性異物を吸着できるものであればよく、ゴム磁石に限定されることはなく、形状もリング状のものに限定されることはない。

また、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、磁気センサを組み込んだセンサユニットを内輪側に装着すればよい。

モータに取り付けた第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 図１の回転センサ付き転がり軸受を拡大して示す縦断面図 ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図２のゴム磁石の着磁形態を示す断面図または正面図 図２の変形例を示す縦断面図 図２の変形例を示す縦断面図 図２の変形例を示す縦断面図 第２の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を拡大して示す縦断面図 図７の変形例を示す縦断面図 図７の変形例を示す縦断面図

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ ボール
４ 保持器
５ シール部材
６ 磁気エンコーダ
６ａ 芯金
７ 磁気センサ
７ａ 回路基板
８ センサユニット
８ａ 外環
８ｂ 側板
８ｃ 内環
９ モールド樹脂
１０ 開口
１１ａ、１１ｂ 環状隙間
１２ ゴム磁石
１２ａ 段差部
２１ 主軸
２１ａ 凹溝
２１ｂ 段差部
２２ ハウジング
２２ａ 蓋
２３ ステータ
２４ ロータ

Claims (8)

1. 内外輪の軌道輪のうちの回転部材に取り付けられる回転軌道輪に、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、固定部材に取り付けられる固定軌道輪に、前記磁気エンコーダと対向させて、その回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサを組み込んだセンサユニットを装着し、このセンサユニットと前記磁気エンコーダとの間に、前記磁気センサが組み込まれたセンサユニットの内部に通ずる開口が形成された回転センサ付き転がり軸受において、前記センサユニットの内部に通じる開口の近傍で、前記回転部材側または前記固定部材側に磁石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。
2. 前記磁石を、前記固定部材側の前記センサユニットの外側面に装着した請求項１に記載の回転センサ付き転がり軸受。
3. 前記磁石をリング状のものとし、このリング状の磁石と、その装着側と対向する前記固定部材側または回転部材側の対向部材との間で、前記センサユニットの内部に通じる開口の外側に、半径方向隙間または軸方向隙間を有する環状隙間を形成した請求項１または２に記載の回転センサ付き転がり軸受。
4. 前記環状隙間を１ｍｍ以下とした請求項３に記載の回転センサ付き転がり軸受。
5. 前記リング状の磁石または前記対向部材に段差部を設け、前記環状隙間を半径方向隙間と軸方向隙間が連なるものとした請求項３または４に記載の回転センサ付き転がり軸受。
6. 前記リング状の磁石をゴム磁石とした請求項３乃至５のいずれかに記載の回転センサ付き転がり軸受。
7. 前記リング状のゴム磁石を軸部材の外径面に装着されるものとし、このゴム磁石をゴムの緊縛力で前記軸部材の外径面に装着した請求項６に記載の回転センサ付き転がり軸受。
8. 前記リング状のゴム磁石を、加硫接着または接着剤で装着した請求項６に記載の回転センサ付き転がり軸受。

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