JP2008232318A - 回転センサ付き転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転センサ付き転がり軸受に、軌道輪にシール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、部品点数の少ない回転センサ付き転がり軸受を提供することである。
【解決手段】固定軌道輪を軌道面１ａの両側に環状のシール溝１ｂが設けられた外輪１とし、環状のセンサ保持部材７に形成した突条７ａをこのシール溝１ｂの一方に嵌め込んで外輪１に装着することにより、外輪１にシール溝１ｂが設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、センサ保持部材７の芯金を不要として、部品点数も少なくできるようにした。
【選択図】図１
【解決手段】固定軌道輪を軌道面１ａの両側に環状のシール溝１ｂが設けられた外輪１とし、環状のセンサ保持部材７に形成した突条７ａをこのシール溝１ｂの一方に嵌め込んで外輪１に装着することにより、外輪１にシール溝１ｂが設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、センサ保持部材７の芯金を不要として、部品点数も少なくできるようにした。
【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。
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磁気センサを保持するセンサ保持部材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）。特許文献１に記載されたものでは、センサ保持部材を固定軌道輪の軌道面側の径面端部に嵌合する環状の芯金に固着し、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する環状の芯金に固着している。
一方、深溝玉軸受等の転がり軸受には、内輪と外輪の一方の軌道輪の軌道面の両側に、シールを装着する環状のシール溝を設けたものがある。また、他方の軌道輪の軌道面の両側に、このシールの先端を差し込んだり、摺接させたりする環状のシール溝を設けたものもある。
特許文献１に記載されたものでは、深溝玉軸受の内輪と外輪の軌道面の両側に設けられる環状のシール溝を片側でなくし、センサ保持部材を固着した芯金と磁気エンコーダを固着した芯金を、これらのシール溝をなくした径面端部に、嵌合によって装着している。
特許文献１に記載された回転センサ付き転がり軸受は、センサ保持部材や磁気エンコーダを固着した芯金を外輪や内輪に装着するために、軌道輪に設けられるシール溝を片側でなくす必要があるので、規格品の転がり軸受を使用できない問題がある。また、センサ保持部材や磁気エンコーダを環状の芯金を介して軌道輪に装着しているので、部品点数が多くなり、組立工数も多くなって、製造コストが高くなる問題もある。
そこで、本発明の課題は、回転センサ付き転がり軸受に、軌道輪にシール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、部品点数の少ない回転センサ付き転がり軸受を提供することである。
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磁気センサを保持するセンサ保持部材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、前記固定軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、前記センサ保持部材を、前記シール溝と係合する突条を有する環状に形成して、この突条を前記シール溝の一方に嵌め込んで前記固定軌道輪に装着した構成を採用した。
すなわち、固定軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、センサ保持部材を、シール溝と係合する突条を有する環状に形成して、この突条をシール溝の一方に嵌め込んで固定軌道輪に装着することにより、固定軌道輪にシール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、センサ保持部材の芯金を不要として、部品点数も少なくできるようにした。
前記センサ保持部材に軸方向外方に突出する突出部を形成し、この突出部の内部に前記磁気センサを収納するセンサ収納部を設けることにより、センサ収納部を形成するハウジングを不要として、より部品点数を少なくすることができる。
前記センサ収納部には、前記磁気センサの磁束検出用の径方向に向けた開口と、前記磁気センサの出力ケーブル導出用の軸方向外方に向けた開口を設けるとよい。
前記センサ保持部材を、円周方向の一箇所に間隔を開けた切断部を設けたものとすることにより、センサ保持部材の直径を拡縮可能として、容易にシール溝に嵌め込むことができる。
前記固定軌道輪を外輪とする場合は、前記切断部を設けたセンサ保持部材を、切断部の間隔を狭めるように縮径させて、前記シール溝に嵌め込むことができる。
前記縮径させてシール溝に嵌め込んだセンサ保持部材を、前記切断部の間隔を拡げる弾性体で拡径させて、前記シール溝に固定することにより、センサ保持部材を強固に固定することができる。
前記回転軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、前記磁気エンコーダをゴム磁石で形成して、このゴム磁石で形成した磁気エンコーダに前記シール溝と係合する突条を設け、前記磁気エンコーダを、前記センサ保持部材が装着される固定軌道輪のシール溝と同じ側の前記回転軌道輪のシール溝に、前記突条を嵌め込んで装着することにより、回転軌道輪にもシール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、磁気エンコーダの芯金を不要として、さらに部品点数も減らすことができる。
前記回転軌道輪を内輪とし、前記シール溝に装着したゴム磁石の磁気エンコーダを、ゴムの緊縛力でシール溝に固定することにより、磁気エンコーダを容易に強固に固定することができる。
本発明の回転センサ付き転がり軸受は、固定軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、センサ保持部材を、シール溝と係合する突条を有する環状に形成して、この突条をシール溝の一方に嵌め込んで固定軌道輪に装着するようにしたので、固定軌道輪にシール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用できるとともに、部品点数を少なくすることができ、組立工数も少なくして、製造コストを低減することができる。
前記センサ保持部材に軸方向外方に突出する突出部を形成し、この突出部の内部に磁気センサを収納するセンサ収納部を設けることにより、センサ収納部を形成するハウジングを不要として、より部品点数を少なくすることができる。
前記センサ保持部材を、円周方向の一箇所に間隔を開けた切断部を設けたものとすることにより、センサ保持部材の直径を拡縮可能として、容易にシール溝に嵌め込むことができる。
前記固定軌道輪を外輪とする場合は、前記切断部を設けたセンサ保持部材を、切断部の間隔を狭めるように縮径させて、シール溝に嵌め込むことができる。
前記縮径させてシール溝に嵌め込んだセンサ保持部材を、切断部の間隔を拡げる弾性体で拡径させて、シール溝に固定することにより、センサ保持部材を強固に固定することができる。
前記回転軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、磁気エンコーダをゴム磁石で形成して、このゴム磁石で形成した磁気エンコーダにシール溝と係合する突条を設け、磁気エンコーダを、センサ保持部材が装着される固定軌道輪のシール溝と同じ側の回転軌道輪のシール溝に、突条を嵌め込んで装着することにより、回転軌道輪にもシール溝が設けられた規格品の転がり軸受を使用でき、磁気エンコーダの芯金を不要として、さらに部品点数を減らすことができる。
前記回転軌道輪を内輪とし、シール溝に装着したゴム磁石の磁気エンコーダを、ゴムの緊縛力でシール溝に固定することにより、磁気エンコーダを容易に強固に固定することができる。
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４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および図２に示すように、固定軌道輪とされた外輪１の軌道面１ａと、回転軌道輪とされた内輪２の軌道面２ａとの間に、複数のボール３が保持器４で保持され、外輪１と内輪２の各軌道面１ａ、２ａの両側にシール溝１ｂ、２ｂが設けられた深溝玉軸受であり、外輪１の片側のシール溝１ｂにシール５が装着され、シール５の先端が対向する内輪２のシール溝２ｂに差し込まれている。
前記外輪１のシール５を装着した側と反対側のシール溝１ｂには、磁気センサ６を保持する環状に形成されたセンサ保持部材７が、外径側に設けられた突条７ａを嵌め込んで装着され、これと対向する内輪２のシール溝２ｂには、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８が、内径側に設けられた突条８ａを嵌め込んで装着され、磁気エンコーダ８と対向する磁気センサ６が、磁気エンコーダ８の回転に伴う磁束の変化を検出するようになっている。磁気センサ６には、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子等が使用される。
前記磁気エンコーダ８は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、耐熱ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ポリアクリレートゴム（ＡＣＭ）等のゴムに、フェライト系やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等の磁性材料を混合した磁性ゴムで形成され、ゴムの緊縛力でシール溝２ｂに強固に固定されている。なお、磁気エンコーダ８は、成形したものを環状の治具に取り付けて着磁してもよいし、単体の内輪２のシール溝２ｂに装着した状態で着磁してもよい。
前記環状のセンサ保持部材７は樹脂で形成され、図３に示すように、軸方向外方に突出する突出部７ｂが形成され、この突出部７ｂの内部に、磁気センサ６とその検出出力を処理する回路基板６ａを収納するセンサ収納部９が設けられている。センサ収納部９には、磁気センサ６の磁束検出用の径方向内方に向けた開口９ａと、磁気センサ６の出力ケーブル６ｂの導出用の軸方向外方に向けた開口９ｂが設けられている。センサ収納部９に収納される磁気センサ６と回路基板６ａは、図１に示したように、モールド樹脂１０で固定される。
また、前記センサ保持部材７は、円周方向の一箇所に間隔を開けた切断部７ｃが設けられ、この切断部７ｃの間隔を狭めるように縮径して、外輪１のシール溝１ｂに嵌め込まれる。シール溝１ｂに嵌め込まれたセンサ保持部材７は、ゴムで形成された弾性体１１を、切断部７ｃの間に内径側または軸方向の開放部側から挿入される。なお、センサ保持部材７は、切断部７ｃの間隔で縮径するように弾性変形するものであればよく、ステンレス鋼等の金属で形成することもできる。
前記センサ保持部材７の切断部７ｃの間に挿入された弾性体１１は、図４（ａ）に矢印で示すように、弾性復元力によって切断部７ｃの両端部を押圧し、センサ保持部材７を拡径して、シール溝１ｂに強固に固定する。また、弾性体１１は、Ｈ形に張り出す鍔１１ａで切断部７ｃの両端部を挟持するように係止される。図４（ｂ）は、弾性体１１で押圧される切断部７ｃの両端部の押圧面を傾斜させた変形例を示す。
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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、前記センサ保持部材７の切断部７ｃの両端部に、前記Ｈ形に張り出す鍔１１ａを有する弾性体１１を、内径側に抜け止めする突起部７ｄが設けら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り、内輪２の一方のシール溝２ｂには、磁性ゴムで形成された磁気エンコーダ８が装着されている。
上述した各実施形態では、転がり軸受を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、深溝玉軸受に限定されることはなく、規格品の少なくとも固定軌道輪にシール溝が設けられたものであればよく、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、外輪を固定軌道輪、内輪を回転軌道輪としたが、内輪を固定軌道輪、外輪を回転軌道輪として、内輪にセンサ保持部材を装着し、外輪に磁気エンコーダを装着することもできる。
１ 外輪
２ 内輪
１ａ、２ａ 軌道面
１ｂ、２ｂ シール溝
３ ボール
４ 保持器
５ シール
６ 磁気センサ
６ａ 回路基板
６ｂ 出力ケーブル
７ センサ保持部材
７ａ 突条
７ｂ 突出部
７ｃ 切断部
７ｄ 突起部
８ 磁気エンコーダ
８ａ 突条
９ センサ収納部
９ａ、９ｂ 開口
１０ モールド樹脂
１１ 弾性体
１１ａ 鍔
２ 内輪
１ａ、２ａ 軌道面
１ｂ、２ｂ シール溝
３ ボール
４ 保持器
５ シール
６ 磁気センサ
６ａ 回路基板
６ｂ 出力ケーブル
７ センサ保持部材
７ａ 突条
７ｂ 突出部
７ｃ 切断部
７ｄ 突起部
８ 磁気エンコーダ
８ａ 突条
９ センサ収納部
９ａ、９ｂ 開口
１０ モールド樹脂
１１ 弾性体
１１ａ 鍔
Claims (8)
- 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磁気センサを保持するセンサ保持部材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、前記固定軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、前記センサ保持部材を、前記シール溝と係合する突条を有する環状に形成して、この突条を前記シール溝の一方に嵌め込んで前記固定軌道輪に装着したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。
- 前記センサ保持部材に軸方向外方に突出する突出部を形成し、この突出部の内部に前記磁気センサを収納するセンサ収納部を設けた請求項１に記載の回転センサ付き転がり軸受。
- 前記センサ収納部に、前記磁気センサの磁束検出用の径方向に向けた開口と、前記磁気センサの出力ケーブル導出用の軸方向外方に向けた開口を設けた請求項２に記載の回転センサ付き転がり軸受。
- 前記センサ保持部材を、円周方向の一箇所に間隔を開けた切断部を設けたものとした請求項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。
- 前記固定軌道輪を外輪とし、前記切断部を設けたセンサ保持部材を、切断部の間隔を狭めるように縮径させて、前記シール溝に嵌め込むようにした請求項４に記載の回転センサ付き転がり軸受。
- 前記縮径させてシール溝に嵌め込んだセンサ保持部材を、前記切断部の間隔を拡げる弾性体で拡径させて、前記シール溝に固定するようにした請求項５に記載の回転センサ付き転がり軸受。
- 前記回転軌道輪を軌道面の両側に環状のシール溝が設けられたものとし、前記磁気エンコーダをゴム磁石で形成して、このゴム磁石で形成した磁気エンコーダに前記シール溝と係合する突条を設け、前記磁気エンコーダを、前記センサ保持部材が装着される固定軌道輪のシール溝と同じ側の前記回転軌道輪のシール溝に、前記突条を嵌め込んで装着した請求項１乃至６のいずれかに記載の回転センサ付き転がり軸受。
- 前記回転軌道輪を内輪とし、前記シール溝に装着したゴム磁石の磁気エンコーダを、ゴムの緊縛力でシール溝に固定した請求項７に記載の回転センサ付き転がり軸受。
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