JP2009036235A - 軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受を構成する環状体を静止部材の周面に嵌合し、軸方向に位置決めした状態でおいて、環状体のクリープをセンサホルダを用いることなく防止する。
【解決手段】静止部材１０の内周面に環状体としての静止側軌道輪２１の外周面を嵌合し、静止部材１０の内周面に形成した位置決め部１１に静止側軌道輪２１の一側面を突き当てて軸方向一方側に位置決めした状態で、静止側軌道輪２１の他側面に、静止部材１０の内周面に嵌めたスペーサリングからなる他方の位置決め部１２を当てた状態とし、この位置決め部１２の他側端部に当てた取付部材１３を静止部材１０の他側端部にねじ締結することにより、位置決め部１２が静止側軌道輪２１の他側面に押し付けられ、両位置決め部１１、１２により静止側軌道輪２１が両側からしっかりと挟まれるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、静止部材の周面に嵌合する環状体を備え、この環状体の反嵌合側の周面に回転軸の荷重が伝わる支持面を形成した軸受に関し、特に、環状体が静止部材に対して回転するクリープを防止することに関する。

この種の環状体としては、転がり軸受の静止側軌道輪、滑り軸受のブッシュが挙げられる。静止側軌道輪の支持面は、軌道面であり、ブッシュの支持面は、滑り接触面である。

この種の環状体は、回転軸の荷重を支持したり、回転軸を軸心上に放射点をおいた放射方向に位置決めしたりするため、静止部材に対して軸方向及び放射方向に位置決めされる。
環状体の放射方向の位置決めは、静止部材の周面に嵌合することで行なわれている。
また、環状体の軸方向の位置決めは、静止部材に、環状体の一側面と接する位置決め部と、環状体の他側面と接する位置決め部とを設け、両位置決め部を、環状体の対応する側面に沿った壁面で接触するものとし、前記静止部材に動かないように設けられた一方の位置決め部に環状体を当てた状態で、他方の位置決め部をその環状体の他側面に当たるように固定し、両位置決め部で環状体を軸方向両側に位置決めすることが行われている。

従来、上記の環状体に、回転検出、回転角検出、回転速度検出、回転加速度検出、回転方向検出、温度検出、振動検出等のためのセンサを備え付けた種々のセンサ付軸受が利用されている。
このセンサ付軸受においては、環状体の反嵌合側の周面にセンサホルダを一側方に突き出るように支持させ、環状体の両側面に両位置決め部を接触させることが行なわれている（例えば、特許文献１）。

例えば、前掲の特許文献１に記載のセンサ付き軸受は、磁気式エンコーダからなる回転センサを備えた転がり軸受であり、磁気センサを保持する環状のセンサホルダが環状体の反嵌合側の周面に嵌められ、回転側軌道輪の周面にエンコーダが嵌められている。センサホルダは、樹脂製であり、環状の芯金に嵌合固定されている。センサホルダと外部との間には、センサの入出力用の配線が施される。

上記のようなセンサ付軸受においては、環状体が静止部材に対して回転するクリープが生じると、環状体に固定支持されたセンサホルダも一体に回転する。その結果、センサホルダに保持されたセンサが所定の位置から回転方向にずれ動いたり、センサホルダから外部に取り出した配線が引っ張られて断線したりする恐れがある。したがって、センサ付軸受においては、環状体のクリープを防止することが要求される。

前掲の特許文献１に記載のセンサ付軸受は、樹脂製のセンサホルダの周方向一部を他の部分より径方向に突出する係合凸部を形成し、静止部材の周面に前記係合凸部が嵌る係合凹部を形成し、環状体のクリープをセンサホルダの係合凸部と静止部材の係合凹部の連結により防止したものとなっている。

特開２００４−１４２３４１号公報（図１〜図４、要約書）

しかしながら、前掲の特許文献１に記載されたセンサ付軸受に採用されたクリープ防止構造は、樹脂製のセンサホルダの係合凸部を静止部材の係合凹部に嵌めて周方向に係合させており、環状体に嵌るセンサホルダを採用すると、クリープの回転力によりセンサホルダが環状体に対して回転する恐れがある。また、樹脂製の係合凸部でクリープの回転力を受けており、係合凸部がせん断され易い。

そこで、この発明の課題は、軸受を構成する環状体を静止部材の周面に嵌合し、軸方向に位置決めした状態でおいて、環状体のクリープをセンサホルダを用いることなく防止することである。

上記の課題を達成するため、この発明は、静止部材の周面に嵌合する環状体を備え、この環状体の反嵌合側の周面に回転軸の荷重が伝わる支持面を形成し、前記静止部材に、前記環状体の一側面に接する位置決め部と、前記環状体の他側面に接する位置決め部とを設け、両位置決め部を、前記環状体の対応する側面に沿った壁面で接触するものとし、前記静止部材に動かないように設けられた一方の位置決め部に前記環状体の一側面を当てた状態で、他方の位置決め部をその環状体の他側面に当たるように固定し、両位置決め部で前記環状体を軸方向に位置決めする軸受を前提としている。

この発明に係る軸受は、前記他方の位置決め部を、前記環状体の他側面に軸方向に押し付けた状態に固定する構成を採用したものである。
この構成によれば、他方の位置決め部を環状体の他側面に押し付けて固定すると、静止部材に動かないように設けられた一方の位置決め部に、環状体の一側面が押し付けられる。このため、環状体は、両位置決め部により両側からしっかりと挟まれた状態に維持される。これにより、クリープが防止される。
したがって、この発明によれば、軸受を構成する環状体を静止部材の周面に嵌合し、軸方向に位置決めした状態でおいて、環状体のクリープをセンサホルダを用いることなく防止することができる。
なお、この発明は、センサホルダを備えない軸受に適用することができ、また、前掲の特許文献１のようにセンサホルダを利用したクリープ防止と併せて適用することもできる。

前記一方の位置決め部は、前記他方の位置決め部を前記環状体の他側面に当てるときに、静止部材に動かないように設けられていればよく、例えば、前記静止部材の周面に形成された肩、前記静止部材の周面に対して動かないように位置決めされた状態の間座等から構成することができる。

前記他方の位置決め部に係る具体的な構成としては、前記他方の位置決め部を、前記静止部材の周面に嵌めて前記環状体の他側面に突き当てるスペーサリングとし、前記静止部材に、前記環状体の他側面と自然状態で接する他方の位置決め部の他側端部に他側方から当てる取付部材を設け、その取付部材を、前記他方の位置決め部に当てた状態で前記静止部材の他側端部に対向するものとし、その対向状態の取付部材を前記静止部材の他側端部に押し付ける構成を採用することができる。
この構成によれば、他方の位置決め部を静止部材の周面に嵌めることで放射方向に位置決めし、環状体の他側面に当てた他方の位置決め部を、取付部材を静止部材の他側端部に押し付けることにより、他側方から押し込みながら、その状態を維持することができる。

また、前記他方の位置決め部に係る別の具体的な構成としては、前記他方の位置決め部を、前記静止部材の周面に嵌めて前記環状体の他側面に当てる環状壁と前記静止部材の他側端部に対向する鍔とを一体に設けた押さえ部材とし、その他方の位置決め部を、前記環状壁が前記環状体の他側面と自然状態で接する位置で前記鍔が前記静止部材の他側端部と対向するものとし、その対向状態の前記鍔を前記静止部材の他側端部に押し付ける構成を採用することができる。
この構成によれば、他方の位置決め部の環状壁を静止部材の周面に嵌めることで他方の位置決め部を放射方向に位置決めし、その他方の位置決め部の鍔を静止部材の他側端部に押し付けることにより環状壁を押し込みながら、その状態を維持することができる。
また、この構成によれば、他方の位置決め部の押し付けのみで済み、前記他方の位置決め部及び取付部材を要する構成と比して、部品数を１つ減らすことができる。

前記他方の位置決め部として前記スペーサリング又は前記押さえ部材に係る構成を採用する場合、前記スペーサリング又は前記押さえ部材の環状壁は、前記静止部材の周面で放射方向に位置決めすることが可能な限り、無端環状、又は、Ｃリング状のように周方向の離断空間を有する有端環状のいずれにも形成することができる。

また、前記取付部材又は前記鍔を、前記静止部材の他側端部に対して軸方向にねじ止めする構成を採用すれば、前記他方の位置決め部の押し込み具合をねじ締結力の増減や座金で容易に調整することができる。

前記環状体の反嵌合側の周面に、センサホルダを他側方に突き出るように支持させる場合、前記他方の位置決め部は、前記センサホルダと前記静止部材の周面との間に通す構成を採用することができる。
前記他方の位置決め部は、前記静止部材や回転軸と別体のため、これらと異なる素材から形成することができる。
ここで、センサホルダが磁気センサを保持する場合、前記他方の位置決め部を非磁性体から形成した構成を採用することができる。
非磁性体からなる他方の位置決め部を前記センサホルダと前記静止部材の周面との間に通しておけば、この間に、静止部材を透過した外部磁束を減衰させる磁気ギャップを設けることができる。
したがって、この構成によれば、他方の位置決め部により環状体のクリープを防止しながら、静止部材等の素材の影響によらず、磁気センサの外部ノイズ対策を図ることができる。

なお、センサホルダが保持するセンサの種類、磁気センサと他方の位置決め部との距離によっては、他方の位置決め部を磁性体で構成することも勿論可能である。

また、前記環状体の反嵌合側の周面に、センサホルダを他側方に突き出るように支持させる場合、前記他方の位置決め部を、前記環状体の他側面に有端環状の壁で接するものとし、前記センサホルダから取り出す配線を、前記他方の位置決め部の有端環状の周方向すき間に通す構成を採用すれば、他方の位置決め部を環状体の他側面に対して軸方向に当てるときに、配線との干渉を避けることができる。

なお、前記他方の位置決め部と、前記静止部材の周面又は前記回転軸の周面との間に、前記配線を他側方に通して取り出す空間がある場合、配線を他側方に取り出すことも可能である。
この場合、静止部材の周面に嵌める他方の位置決め部を環状体の他側面に当てる間に、配線が邪魔になり易いが、他方の位置決め部の環状体との接触部分を無端環状に形成することができる。
他方の位置決め部の環状体との接触部分は、その周方向長さが長くなる程に、放射方向の位置決めや環状体の挟み込みが容易になり、好ましい。

前記センサホルダを嵌めて支持させる構成を採用する場合、転動体や軌道を傷つけないようにするため、センサホルダの軸方向の嵌め込み位置を規制することが要求される。

因みに、上記の要求には、前記センサホルダに環状体の他側面に対向する頭部を設けることで応えることができる。しかしながら、環状体の他側面のうち、センサホルダの頭部と対向する部分は、前記他方の位置決め部を当てることができない。

そこで、前記環状体の反嵌合側の周面に、前記センサホルダが軸方向に突き当たる位置決め端部を形成した構成を採用することが好ましい。この構成によれば、位置決め端部でセンサホルダの嵌め込み位置が規制されるため、前記センサホルダの頭部を小型化し、又は頭部を省略することができる。したがって、この構成によれば、他方の位置決め部を、センサホルダと静止部材の周面との間に通して環状体の他側面に当て易くすることができる。

上述のように、この発明は、前記他方の位置決め部を、前記環状体の他側面に軸方向に押し付けた状態に固定する構成の採用により、軸受を構成する環状体を静止部材の周面に嵌合し、軸方向に位置決めした状態でおいて、環状体が前記一方の位置決め部と他方の位置決め部により両側からしっかりと挟まれた状態に維持されるので、環状体のクリープをセンサホルダを用いることなく防止することができる。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る軸受の全体構成をアキシアル平面の切断面で示している。図２は、図１中のＡ−Ａ線における切断面を示している。
図１、図２に示すように、第１実施形態に係る軸受は、静止部材１０の周面に嵌合する静止側軌道輪２１と、軸３０の周面に嵌合する回転側軌道輪２２と、両軌道輪２１、２２の間に介在する複数の転動体２３とを備え、複数の転動体２３を保持器２４で保持させた転がり軸受として構成され、静止側軌道輪２１の内周他側端部に、センサホルダ４０が他側方に突き出るように支持させたセンサ付軸受とされたものである。

静止部材１０は、固定されたハウジングとなっている。軸３０は、回転軸となっている。静止側軌道輪２１は外輪、回転側軌道輪２２は内輪となっている。
静止側軌道輪２１の外周に、静止部材１０の内周面に嵌合する円筒面が形成され、静止側軌道輪２１の内周に、回転側軌道輪２２及び転動体２３を介して軸３０の荷重が伝わる軌道面が形成されている。すなわち、静止側軌道輪２１は、この発明の構成における「環状体」に相当する。

この第１実施形態では、静止部材１０の内周、静止側軌道輪２１の外周、軸３０の外周、回転側軌道輪２２の内周に形成された嵌合側の周面は、軸３０の軸心上に中心線を設定した円筒面を基準に形成されている。以下、軸３０の軸心上に放射点をおいた放射方向を示すときは、単に径方向といい、軸３０の軸心に平行な方向を、単に軸方向という。

静止側軌道輪２１と回転側軌道輪２２の間の軸受内部は、グリース潤滑になっており、静止側軌道輪２１の内周一側端部にシール溝が形成され、そこにシールが圧入嵌合により固定されている。なお、図１においては、左方が一側方、右方が他側方となっている。

静止部材１０に、静止側軌道輪２１の一側面と接する位置決め部１１と、静止側軌道輪２１の他側面と接する位置決め部１２とが設けられている。

一方の位置決め部１１は、静止部材１０の内周小径部として形成された肩からなる。このため、位置決め部１１の他側端部は、静止側軌道輪２１の一側面に沿った壁面で接触することができる。なお、位置決め部１１は、例えば、外輪間座のように静止部材１０と別体に設けることもできる。

静止側軌道輪２１は、静止部材１０の内周他側端から位置決め部１１までの間に形成された内周面大径部に他側方から嵌合され、この嵌合により径方向に位置決めされる。この嵌合の締め代は適宜に決定することができる。

嵌合される静止側軌道輪２１の一側面は、やがて位置決め部１１に突き当たる。このとき、静止部材１０に一体の位置決め部１１は動くことがない。

他方の位置決め部１２は、スペーサリングからなる。位置決め部１２の一側端部は、静止側軌道輪２１の他側面に沿った壁面で接触するように形成されている。

位置決め部１１に静止側軌道輪２１を当てた後、位置決め部１２は、静止部材１０の内周面大径部に他側方から嵌合され、この嵌合により径方向に位置決めされる。

嵌合される位置決め部１２は、やがて静止側軌道輪２１の他側面に突き当る。位置決め部１２が静止側軌道輪２１の他側面と自然状態で接するときの、位置決め部１２の他側端部の位置を図１中に二点鎖線で示す。図１中に示すように、自然状態で接したときの位置決め部１２の他側端部は、静止部材１０の他側端部から他側方に突き出るようになっている。ここで、「自然状態」とは、位置決め部１２に軸方向の弾性圧縮が生じていない状態をいう。

この第１実施形態においては、静止部材１０に、前記自然状態で接する位置決め部１２の他側端部に他側方から当てる取付部材１３が設けられている。取付部材１３は、位置決め部１２に当てた状態で静止部材１０の他側端部に対向する座部を有している。この取付部材１３は、平板から形成され、軸３０に軸方向に通すための中央孔が空いたものとなっている。取付部材１３と位置決め部１２の他側端部とは、静止側軌道輪２１の他側面と平行な平面で当接することができる。

取付部材１３の座部と静止部材１０の他側端部とが対向する状態で、ボルト１４により、取付部材１３を静止部材１０の他側端部に対して軸方向にねじ止めすることができる。

ボルト１４を用いたねじ締結により、上記の対向状態の取付部材１３の座部は、静止部材１０の他側端部に押し付けられる。このねじ締結の間に、位置決め部１２の他側端部は、図１中の２点鎖線の位置から一側方に押され、位置決め部１２の一側端部が静止側軌道輪２１の他側面に押し付けられる。これに伴い、静止側軌道輪２１は、静止部材１０に動かないように設けられた位置決め部１１に押し付けられており、位置決め部１２は、静止側軌道輪２１の他側面と取付部材１３とに挟まれる。
取付部材１３が静止部材１０にねじ止めされるため、位置決め部１２は、その圧縮状態が維持されながら押し込まれ、やがて固定される。この固定は、静止部材１０の内周面による位置決め部１２の径方向の位置決めと、ボルト１４を用いたねじ締結の結果による位置決め部１２のアキシル方向の位置決めとによる。その結果、静止側軌道輪２１は、両位置決め部１１、１２により両側からしっかりと挟まれた状態に維持される。

位置決め部１２と取付部材１３間の摩擦接触は、位置決め部１２の弾性回復力により、静止側軌道輪２１と位置決め部１２間の摩擦接触と同じに強められる。
静止側軌道輪２１のクリープを防止するには、位置決め部１２と静止側軌道輪２１の他側面間の摩擦接触による静止側軌道輪２１側の回転抵抗と、位置決め部１２と静止部材１０及び取付部材１３との摩擦接触による位置決め部１２側の回転抵抗とを考えたとき、位置決め部１２側の回転抵抗を大きくすればよい。位置決め部１２側の回転抵抗が静止側軌道輪２１側の回転抵抗より小さいと、静止側軌道輪２１が生じる回転トルクを位置決め部１２側で受けることができないからである。

位置決め部１２は、静止側軌道輪２１の他側面と平行な平面で取付部材１３と当接するため、取付部材１３に対して回転することが可能である。静止側軌道輪２１が両位置決め部１１、１２との摩擦接触による回転抵抗に抗してのクリープを生じた場合、位置決め部１２はその回転トルクを受けて捻られる。位置決め部１２と取付部材１３間の摩擦接触による回転抵抗は、位置決め部１２と静止部材１０の周面間の摩擦接触がある分を利用した、前記静止部材１０の周面間の摩擦接触分と、前記位置決め部１２と取り付部材１３間の摩擦接触による回転抵抗の両方の場合と比して同じか、又は小さく設定することができる。このように設定しておけば、位置決め部１２は、クリープを生じた場合に上記取付部材１３に対して回転することができ、捻れ破壊され難くなる。

なお、取付部材１３と位置決め部１２との摩擦接触面で回転抵抗を得る構成に限定されず、取付部材１３と位置決め部１２とに回転方向の係合部を設けることも可能である。

センサホルダ４０は、樹脂製の環状体とされ、内鍔を有している。センサホルダ４０の外周は、環状の芯金４１に嵌合固定されている。芯金４１の内周に、断面逆Ｌ字状のカバー部材４２が嵌合され、芯金４１とカバー部材４２とが互いの係合部で一体化されている。

センサホルダ４０は、環状の芯金４１を静止側軌道輪２１の反嵌合側の周面である内周に一側方から圧入嵌合することにより芯金４１を介して静止側軌道輪２１に支持されている。この圧入嵌合の嵌め込み位置は、芯金４１の一部を静止側軌道輪２１の他側面に突き当てることで行なっている。
芯金４１のクリープ特性は、樹脂製のセンサホルダ４０より優れる。このため、芯金４１と静止側軌道輪２１間の締め代を比較的にきつく設定することが可能になり、これにより、芯金４１を介してセンサホルダ４０を静止側軌道輪２１にしっかりと支持させられる。

センサホルダ４０としては、樹脂製のものに代えて、ＳＵＳ４３０のように磁性や耐食性を有する板材からなるプレス加工品とし、上記芯金４１に圧入嵌合したものを採用することができる。
また、芯金４１は、ＳＰＣＣのような冷間圧延鋼板からなるプレス加工品にすることができる。この場合、芯金４１の表面に、化成処理、各種メッキ処理、窒化処理、レイデント処理（登録商標）等を施すことにより防錆を図ることが好ましい。

センサホルダ４０には、基板５１と、基板５１上に実装されたセンサ５２とを樹脂モールドにより封止するセンサ入れ部４３が形成されており、これにより、センサ５２等を保持する状態となっている。基板５１、センサ５２と、金属製の静止側軌道輪２１及び芯金４１、カバー部材４２との間は、センサホルダ４０の肉部、基板５１、及びセンサ５２を封止する樹脂モールドで絶縁されている。

センサホルダ４０から取り出す配線５３は、芯金４１の外周に露出する配線固定部５４を通っている。静止部材１０は、その他側端部に軸方向に開放され、かつ径方向に貫通する配線口１０ａを有している。センサホルダ４０を支持させた静止側軌道輪２１を静止部材１０の内周面に嵌合して位置決め部１２に突き当てる間に、配線５３及び配線固定部５４を配線口１０ａに通すことができる。

前記位置決め部１２は、Ｃリング状のスペーサリングとされており、静止側軌道輪２１の他側面に有端環状の壁で接するものとなっている。位置決め部１２の周方向すき間１２ａに、配線５３及び配線固定部５４を通すことができる。
配線口１０ａに通された配線５３及び配線固定部５４の他側方で、位置決め部１２の有端環状の周方向すき間１２ａとの周方向位置合わせを行なった後、位置決め部１２を静止側軌道輪２１の他側面に当てられるので、配線５３等との干渉を避けることができる。取付部材１３を静止部材１０の他側端部に押し付けることにより、配線口１０ａは、軸方向に閉じられる。

また、位置決め部１２は、非磁性体から形成されている。位置決め部１２は、センサホルダ４０の配線口１０ａの延長上から外れた部分と、静止部材１０の内周面との間に通されている。この第１実施形態においては、センサホルダ４０を芯金４１を介して支持させたため、位置決め部１２が、上記の間で芯金４１の外径側に通され、芯金４１と非接触に通されている。
その結果、配線口１０ａを除いたセンサホルダ４０の部分と、静止部材１０の内周面との間に、非磁性体からなる位置決め部１２により、静止部材１０を透過した外部磁束を減衰させる磁気ギャップが設けられている。

この磁気ギャップの内径側に、センサホルダ４０に保持する基板５１及びセンサ５２が位置するようになっている。前記センサ５２は、磁気センサとされている。磁気ギャップにより、センサ５２を用いた検出精度を高めることができる。
なお、センサ５２を磁気センサとしたため、位置決め部１２を非磁性体としたが、光学式、電波式等のセンサの検出原理に応じて、位置決め部１２の素材をセンサに対する外部ノイズを軽減させられるものに変更すればよい。

センサ５２を磁気センサとしたのは、磁気式エンコーダを利用した回転センサ付きの軸受とするためである。センサ５２と共に磁気式エンコーダを構成するエンコーダ６１は、回転側軌道輪２２の外周面の他側端部に他側方に突き出るように支持させられている。

この第１実施形態に係るセンサ５２は、Ａ相及びＢ相の２相出力方式で、Ａ相出力信号とＢ相出力信号の電気的な位相差が９０度になった磁気センサが採用されている。
上記磁気センサとしては、例えば、磁界を検出し、検出した磁界に基づくアナログ信号を出力するホール素子、ホール素子とアナログ−デジタル信号変換回路とを１パッケージ化し、検出した磁界に基づくデジタル信号を出力するホールＩＣ、ホール素子と増幅回路を１パッケージ化したリニアホールＩＣ、磁気抵抗効果のためにその抵抗値が磁界によって変化するＭＲ素子、ＭＲ素子とアナログ−デジタル信号変換回路とを１パッケージ化し、検出した抵抗値に基づくデジタル信号を出力するＭＲ−ＩＣ等が挙げられる。

エンコーダ６１は、環状の芯金６２の外径面の他側端部上に一体化された着磁磁石からなる。エンコーダ６１は、芯金６２を回転側軌道輪２２の外周面に圧入嵌合することにより、回転側軌道輪２２と一体回転するように支持させられている。エンコーダ６１は、回転側軌道輪２２の回転を符号化したパルス信号をセンサ５２に生じさせる。

エンコーダ６１に用いる着磁磁石としては、外径面にＮ極とＳ極を周方向に交互に多極着磁した多極着磁磁石、外径面の半周にＮ極を、残り半周にＳ極を着磁した単極着磁磁石を利用することができる。

芯金６２は、板材のプレス成形品となっているが、切削加工品でもよい。

エンコーダ６１は、ゴムに磁性粉を練り込んだ磁性材料と芯金６２とを加硫成形金型で加硫接着したものが利用されている。

加硫接着としては、芯金６２のうち、上記磁性材料を接着する表面に予め接着剤を塗布し、それを上記磁性材料と共に金型内に入れて加圧、加熱することにより芯金６２に上記磁性材料を機械的に結合させたり、接着剤を塗布済みの芯金６２のみを金型内に入れ、外部から上記磁性材料を高圧で金型内に注入したりする方法を採用することができる。加硫接着後、磁性材料に所要の着磁を行なうことになる。

なお、上記のゴムには、耐熱ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）などを所要に応じて使用することができる。

上記磁性粉には、フェライト系、希土類系、アルニコ系等のものを所要に応じて使用することができる。希土類系（ネオジウム系、サマリウム系）や、アルニコ系を用いることが望ましい。これらの希土類系又はアルニコ系磁性材料は従来のフェライト系のものより強い磁力が得られるので、モータ等に組み込んで用いる際にモータ等から発生する漏洩磁界の影響を受け難くなり、センサ５２の誤動作を避けることができる。

また、希土類系磁性粉又はアルニコ系磁性粉を用いる場合、エンコーダ６１を焼結製のリングにすることができる。
また、エンコーダ６１は、射出成形によって成形されるプラスチックマグネット製のリングにすることも可能である。
エンコーダ６１を、焼結製のリング、又はプラスチックマグネット製のリングにする場合、芯金６２に対する圧入嵌合、及び／又は接着剤により外嵌状態に固定されたエンコーダ６１とすることができる。

芯金６２は、磁性材料からなる。このため、芯金６２は、エンコーダ６１の外径部を内径側から取り囲む磁気シールドとして機能する。芯金６２の素材は、磁性材料であればよく、例えば、ＳＰＣＣ材を利用することができる。
芯金６２として、ＳＵＳ４３０のように磁性や耐食性を有する磁性ステンレス鋼を使用しない場合は、芯金６２表面に、化成処理、各種メッキ処理、窒化処理、レイデント処理（登録商標）等を施すことにより防錆を図ることが好ましい。

なお、エンコーダ６１には、例えば、磁性体からなる歯車、磁性体からなる円板にパルスを発生させる窓抜きを施したもの等、他の構成のものを利用することもできる。

上記センサ５２の検出方向は、径方向であり、エンコーダ６１の着磁表面と径方向に対向している。より具体的には、センサ５２の検出部は、非接触式であり、エンコーダ６１の外径面と径方向すき間をもって対向している。なお、センサ５２の検出方向は、限定されず、例えば軸方向にすることもできる。

なお、センサホルダ４０は、芯金４１、カバー部材４２、エンコーダ６１、及び芯金６２で囲まれた内側に位置し、外部から保護されている。センサホルダ４０等の取り付け上、静止側軌道輪２１の内周面の他側端部にシール溝を形成し、そこにシールを取り付けることが困難なことから、上記センサホルダ４０、芯金４１、カバー部材４２、エンコーダ６１、及び芯金６２は、静止側軌道輪２１と回転側軌道輪２２の軌道の他側方においてラビリンスすき間を形成するように設けられている。
このラビリンスすきまは、グリース漏れを抑制するための非接触型シールとして機能し、狭小路を屈曲させることで生じる圧力損失により、外部への漏れ量を減少させている。

上記の構成を有する第１実施形態に係る軸受は、静止側軌道輪２１を両位置決め部１１、１２で軸方向に位置決めした状態で、位置決め部１２の押し付けにより、静止側軌道輪２１と両位置決め部１１、１２との摩擦接触が強められ、静止側軌道輪２１は、両位置決め部１１、１２により両側からしっかりと挟まれた状態に維持される。これにより、クリープが防止される。
したがって、この第１実施形態に係る軸受は、静止側軌道輪２１のクリープを両位置決め部１１、１２を利用して防止することができ、センサホルダ４０を用いる必要はない。

静止側軌道輪２１の両側面、両位置決め部１１、１２等が塑性変形や摩耗しない限り、クリープ防止効果が継続する。摩耗等で両位置決め部１１、１２による静止側軌道輪２１の挟みが緩くなり、部品の寸法精度、支持荷重の変更等が生じた場合、ボルト１４の締め具合を変えれば、ボルト１４等の強度が許す範囲である程度の調整を行なうことができる。

なお、センサホルダ４０、センサ５２の種類、軸受形式等は、この発明の作用効果を奏する限り、適宜に変更することができる。上記第１実施形態の変形例として、この発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。なお、以下では、上記第１実施形態との相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成の説明を省略する。

図３に示すように、第２実施形態に係る軸受は、静止側軌道輪２１’とセンサホルダ４０’とをねじ部４０ａ、２１ａで、回転側軌道輪２２’と芯金６２’とをねじ部６２ａ、２２ａで螺合する締め付けにより固定することができる点で相違している。

より具体的には、このセンサホルダ４０’のねじ部４０ａは、静止側軌道輪２１’と同心のねじ軸を有している。静止側軌道輪２１’への平行な螺合として支持固定を容易にするためである。

センサホルダ４０’の鍔部は、ねじ部４０ａより他側方に延長した部分にあり、この延長部分において回転トルクを付与することができる。また、センサホルダ４０’の鍔部は、回転トルク付与に対する強度を十分に高めている。
これにより、センサホルダ４０’のねじ部４０ａを静止側軌道輪２１’のねじ部２１ａに他側方から螺合することができる。

静止側軌道輪２１’の内周面に、センサホルダ４０がねじ軸方向に突き当るねじ止め端部２１ｂが形成されている。このねじ止め端部２１ｂは、静止側軌道輪２１’の内周面に、ねじ部２１ａに対して全周に亘る径差を設けることで形成されている。ねじ止め端部２１ｂは、静止側軌道輪２１’の内周面の他側端部を軌道面の他側縁に比して大径に旋削することで形成されている。

このねじ止め端部２１ｂとねじ部２１ａとは、隅ぬすみ２１ｃを介して繋がれている。隅ぬすみ２１ｃのねじ軸方向の開放幅は、ねじ部２１ａの１ピッチ以上の長さを有し、その径方向深さは、谷径より深くなっており、ねじ部２１ａのねじ加工を行う工具を１ピッチ余分に送ることができる。したがって、工具とねじ止め端部２１ｂとの干渉が防止される。また、センサホルダ４０’を、確実にねじ止め端部２１ｂに突き当てることができる。

螺進するセンサホルダ４０’は、静止側軌道輪２１’のねじ止め端部２１ｂに突き当り、螺合位置、すなわち嵌め込み位置が決まる。螺合位置が決まった状態からの回転トルク付与に応じて、互いのねじ部４０ａ、２１ａの螺合による締め付けが得られる。この締め付けにより、センサホルダ４０’は、静止側軌道輪２１’の内周面に支持された状態に固定される。

センサホルダ４０’を螺合による締め付けで固定したため、静止側軌道輪２１’の内周面と円筒面同士で圧入嵌合した場合と比して、軸方向に強く固定されている。
また、静止側軌道輪２１’にセンサホルダ４０’が螺合されるので、軸回転による螺合緩みの心配はない。クリープで螺合が緩んだとしても、センサホルダ４０’は、静止側軌道輪２１’に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
したがって、この実施形態に係るセンサ付軸受は、センサ５２を保持する樹脂製のセンサホルダ４０’を、芯金を用いることなく、静止側軌道輪２１’の内周面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。

センサホルダ４０’のクリープは、螺合による固定のため、ねじ軸方向で主に生じ、圧入嵌合の場合と比して径方向で小さく生じる。したがって、センサ５２の検出方向が径方向であれば、センサホルダ４０’のクリープがセンサ５２の検出に影響し難くなる。

ここで、センサホルダ４０’は、熱硬化性樹脂からなり、射出成形されている。センサホルダ４０’の成形に利用する樹脂は、所望の機械的強度、絶縁性、クリープ特性等を満足するように適宜に選択することができる。
熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂と比して温度上昇に対する機械的強度に優る。このため、センサホルダ４０’が熱硬化性樹脂からなる構成を採用すれば、センサホルダ４０’のクリープが低減し、より安定した支持を得ることができる。

なお、センサホルダ４０’は、他の樹脂、ポリマーアロイ、繊維強化プラスチックから構成することもできる。例えばセンサホルダ４０’は、ポリアミド（ＰＡ）、ナイロン、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレフタレート・ガラス樹脂入り（ＰＥＴ−Ｇ）、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを使用して成形することができる。

一方、芯金６２’の回転側軌道輪２２’に対する固定においても、上記センサホルダ４０’と同様の螺合構造が採用されている。すなわち、芯金６２’の内周面の他側端部に、ねじ部６２ａが形成され、回転側軌道輪２２’の外周面の他側端部にねじ部２２ａが形成されている。ねじ軸方向は、軸方向に一致するように設定されている。

芯金６２’は、ねじ部６２ａより他側方に延長されており、この延長部分において回転トルクを付与することができる。これにより、ねじ部６２ａを回転側軌道輪２２’のねじ部２２ａに他側方から螺合することができる。なお、芯金６２’の延長部分はねじ部６２ａとの間で外径側に屈曲されており、これにより芯金６２’の回転トルク付与に対する強度が高められている。エンコーダ６１は、その延長部分の外径面上に一体化されており、回転トルク付与に伴う変形が防止されている。

回転側軌道輪２２’の外周面に、芯金６２’がねじ軸方向に突き当るねじ止め端部２２ｂが形成されている。このねじ止め端部２２ｂは、回転側軌道輪２２’の外周面に、ねじ部２２ａに対して全周に亘る径差を設けることで形成されている。ねじ止め端部２２ｂは、外径面の他側方側の端部を軌道他側縁に比して小径に旋削することで形成されている。

このねじ止め端部２２ｂとねじ部２２ａとは、隅ぬすみ２２ｃを介して繋がれている。隅ぬすみ２２ｃのねじ軸方向の開放幅は、ねじ部２２ａの１ピッチ以上の長さを有し、その径方向深さは、谷径より深くなっており、ねじ部２２ａのねじ加工を行う工具を１ピッチ余分に送ることができる。したがって、工具とねじ止め端部２２ｂとの干渉が防止される。また、エンコーダ６１を、確実にねじ止め端部２２ｂに突き当てることができる。

螺進する芯金６２’は、回転側軌道輪２２’のねじ止め端部２２ｂに突き当り、螺合位置が決まる。螺合位置が決まった状態からの回転トルク付与に応じて、互いのねじ部６２ａ、２２ａの螺合による締め付けが得られる。この締め付けにより、芯金６２’が回転側軌道輪２２’の外周面に固定される。

螺合による固定支持の採用に伴う副次的効果として、センサホルダ４０’や芯金６２’を螺着脱可能にすれば、センサ５２やエンコーダ６１の交換性を容易に実現することができる。

センサホルダ４０’や芯金６２’の確実な螺着を優先する場合、緩み止めのため、ねじ部２１ａ等に適宜に接着剤を塗布することができる。

芯金６２’は、回転側軌道輪２２’に螺合されるので、螺合が緩む方向に回転側軌道輪２２’が回転する場合、緩み止め手段を採用することが好ましい。簡単な緩み止め手段としては、ねじ部２２ａ等に接着剤を塗布することが挙げられる。

上記の接着剤としては、被着材の表面に多小の油分があっても接着可能なものを採用すれば、各軌道輪２１’、２２’や樹脂製のセンサホルダ４０’等の接着面の脱脂作業を省くことができる。
この種の接着剤としては、例えば、ウレタンメタクリレートを主原料とするものが挙げられ、その市販接着剤としては、例えば、日本ロックタイト社の商品「ロックタイト６０３」が挙げられる。

芯金６２’は、センサホルダ４０’の固定作業より先に回転側軌道輪２２’に固定される。その後、静止側軌道輪２１’にセンサホルダ４０’が固定されると、エンコーダ６１が、センサホルダ４０’の内周面と径方向に対向し、エンコーダ６１の他側端部がセンサホルダ４０’の鍔部と軸方向に対向するようになっている。

上記の対向空間は一連の狭小路を生じ、その狭小路が上記ラビリンスすき間となる。センサ５２等は、センサホルダ４０’のうち、ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に封止されている。そのような位置にセンサ５２等を封止しても、センサホルダ４０’等が螺合により固定されるので、センサ５２等をセンサホルダ４０’に予め保持させることができる。

上記第２実施形態の変形例として、この発明の第３実施形態を図４に基づいて説明する。なお、以下では、上記第１及び第２実施形態と相違する点を中心に述べ、同一に考えられる構成の説明を省略する。
図４に示すように、第３実施形態に係る軸受は、他方の位置決め部１５が、静止部材１０の内周面に嵌めて静止側軌道輪２１’の他側面に当てる環状壁１６と、静止部材１０の他側端部に対向する鍔１７とを一体に設けられた押さえ部材とされている点で相違している。

環状壁１６は、上記第１及び第２実施形態における他方の位置決め部１２に相当し、鍔１７は、上記第１及び第２実施形態における取付部材１３に相当する機能部となっている。

環状壁１６が静止側軌道輪２１’の他側面と自然状態で接するときの、鍔１７の一側端部の位置を図４中に二点鎖線で示す。図４中に示すように、位置決め部１５は、環状壁１６が静止側軌道輪２１’の他側面と自然状態で接する位置で鍔１７が静止部材１０の他側端部と対向するものとされている。自然状態の意味は上記第１実施形態と同じである。
その対向状態の鍔１７は、静止部材１０の他側端部に対してボルト１４を用いたねじ止めにより押し付けられる。このねじ締結の間に、環状壁１６は、図４中の２点鎖線の位置から一側方に押し込まれ、環状壁１６の一側端部が静止側軌道輪２１’の他側面に押し付けられる。これに伴い、静止側軌道輪２１’は、静止部材１０に動かないように設けられた位置決め部１１に押し付けられている。
鍔１７が静止部材１０にねじ止めされるため、位置決め部１５は、その圧縮状態が維持されながら押し込まれ、やがて固定される。この固定は、環状壁１６の静止部材１０への嵌合による径方向の位置決めと、位置決め部１５の鍔１７におけるアキシアル方向のねじ止めとによる。その結果、静止側軌道輪２１’は、両位置決め部１１、１５により両側からしっかりと挟まれた状態に維持され、これにより、クリープが防止される。

環状壁１６は、有端環状に形成されており、位置決め部１５を押し当てる間に、その周方向すき間１６ａに配線５３を通すことができる。

上記第２実施形態の別の変形例として、この発明の第４実施形態を説明する。
図５に示すように、第４実施形態に係る軸受は、上記第２実施形態と同様、静止側軌道輪７１の反嵌合側の周面である内周面に、ねじ部７１ａ、ねじ止め端部７１ｂ、及び隅ぬすみ７１ｃが形成され、センサホルダ８０に、ねじ部８０ａ、ねじ部８０ａから他側方への延長部分８１、この延長部分に形成された鍔部８２、及び基板５１、センサ５２等を封止するためのセンサ入れ部８３が形成され、センサホルダ８０等によりラビリンスすき間９０が構成されたものとなっている。

上記第２実施形態で述べたように、ねじ止め端部７１ｂは、静止側軌道輪７１の反嵌合側の周面である内周面に、センサホルダ８０が螺合により軸方向に突き当たる位置決め端部として機能している。すなわち、ねじ止め端部７１ｂは、この発明の構成における「位置決め端部」に相当する。ねじ止め端部７１ｂを形成したことに伴い、センサホルダ８０と静止側軌道輪７１の他側面とで軸方向に嵌め込み位置を決める必要がなくなる。

この第４実施形態においては、センサホルダ８０は、静止側軌道輪７１に固定された状態で、静止側軌道輪７１の他側面７１ｄと軸方向に対向する部分がないものとなっている。他方の位置決め部１８を静止側軌道輪７１の他側面に対して大きな径方向の幅の摩擦接触面でしっかりと当てられることができる。また、他方の位置決め部１８をセンサホルダ８０と静止部材１０との間に通すための空間も容易に得ることができる。

また、他方の位置決め部１８は、上記第２実施形態の位置決め部１２と同様、図示省略の静止部材の他側端部に押し付ける取付部材により固定されるものであるが、無端環状とされている点で相違している。これにより、位置決め部１８は、静止側軌道輪７１の他側面７１ｄに対して周方向接触長さがより長くなっている。したがって、この第４実施形態に係る軸受は、他方の位置決め部１８を静止側軌道輪７１の他側面７１ｄによりしっかりと押し当てることができる。

位置決め部１８を無端環状にしたことに伴い、配線５３は、センサホルダ８０から他側方に取り出すように変更されている。

センサ５２等をセンサホルダ８０に保持させる様子を図６に示している。図５、図６に示すように、センサホルダ８０のセンサ入れ部８３は、封止剤の充填空間となっている。さらに、センサ入れ部８３に、鍔部８２を軸方向に貫通するライン口８４が形成されている。そのライン口８４は、他側方に開放されているが、封止剤により塞がれている。

ライン口８４は、センサ５２の挿入口を兼ねており、センサ５２を実装した基板５１に半田付けにより配線５３の一端を接続した状態で、その基板５１等をセンサ５２を検出方向に向けた姿勢で他側方からセンサ入れ部８３内に挿入することができる。
センサ入れ部８３の内壁面は、センサ５２を検出に必要な範囲で検出方向に向くように基板５１を位置決めするように形成されている。具体的には、センサ入れ部８３の内壁面は、センサ５２を検出方向に向けたまま、基板５１等を挿入方向に案内し、挿入される基板５１等が挿入方向に突き当たり、その挿入位置が決まるようになっている。基板５１等の封止を容易にするためである。

静止側軌道輪７１がクリープを生じた場合でも、他側方から配線５３を取り出しておけば、クリープによる回転の影響は、径方向に取り出した場合よりも配線５３に作用し難くなり、断線を防止することができる。

ここで、センサ５２に、磁気センサ、光学センサのような非接触式センサを採用する場合、検出対象との間に障害物がない方が好ましい。また、センサを封止する封止剤は、ラビリンスすき間９０の路幅の減少を防止するため、センサ入れ部８３から食み出ない方が好ましい。このため、センサ入れ部８３に、センサ５２の検出方向に開放するセンサ窓８５が開放されている。センサ５２は、センサ窓８５から露出するように封止されている。

なお、この発明において、センサをセンサホルダに保持する構成は、センサの種類に応じて適宜に変更すればよい。例えば、非接触センサでは、センサホルダにインサート成形により保持することができる。検出精度に問題ない場合は、センサ入れ部を検出方向に開放させる必要はなく、センサ保護のため、センサホルダの肉部や封止剤で覆うこともできる。

前記封止剤は、機械的強度を優先する場合、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を採用することが好ましく、前記センサを振動から保護することを優先する場合、振動吸収性を有する充填剤、例えば、シリコーン系樹脂、シリコーンゴムを採用することが好ましい。なお、絶縁性、防水性を有する封止剤が好ましいことは勿論である。

なお、以上の各実施形態は、内輪回転型について説明したが、外輪を嵌合するハウジングが回転軸となり、内輪を嵌合する軸が静止部材となる外輪回転型の軸受にも同様に適用することができる。
例えば、前記他方の位置決め部の中央部を、軸の他端面に対向する部分とし、その外周部を静止側軌道輪の他端面に接する部分とし、その中央部を軸の他端面に対してねじ止めで押し付け、その外周部を静止側軌道輪の他端面に押し当てることができる。
また、前記他方の位置決め部を軸に嵌めるスペーサリングとし、前記取付部材を円板状とし、その中央部を軸の他端面に対してねじ止めで押し付け、その外周部で前記他方の位置決め部を静止側軌道輪の他端面に押し当てることができる。

第１実施形態に係る軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図 図１のＡ−Ａ線の断面図 第２実施形態に係る軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図 第３実施形態に係る軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図 ａは、第４実施形態に係る軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図、ｂは、ａのＢ−Ｂ線の切断面の拡大図 ａは、図５のセンサ入れ部を内径側から示した部分斜視図、ｂは、ａの状態からセンサ入れ部にセンサを入れた状態を示した部分斜視図

符号の説明

１０ 静止部材
１０ａ 配線口
１１、１２、１５、１８ 位置決め部
１２ａ、１６ａ 周方向すき間
１３ 取付部材
１４ ボルト
１６ 環状壁
１７ 鍔
２１、２１’、７１ 静止側軌道輪
２１ａ、２２ａ、４０ａ、６２ａ、７１ａ、８０ａ ねじ部
２１ｂ、２２ｂ、７１ｂ ねじ止め端部
２１ｃ、２２ｃ、７１ｃ 隅ぬすみ
２２、２２’ 回転側軌道輪
２３ 転動体
２４ 保持器
３０ 軸
４０、４０’、８０ センサホルダ
４１、６２、６２’ 芯金
４２ カバー部材
４３ センサ入れ部
５１ 基板
５２ センサ
５３ 配線
５４ 配線固定部
６１ エンコーダ
７１ｄ 他側面
８１ 延長部分
８２ 鍔部
９０ ラビリンスすき間

Claims (8)

1. 静止部材の周面に嵌合する環状体を備え、この環状体の反嵌合側の周面に回転軸の荷重が伝わる支持面を形成し、前記静止部材に、前記環状体の一側面に接する位置決め部と、前記環状体の他側面に接する位置決め部とを設け、両位置決め部を、前記環状体の対応する側面に沿った壁面で接触するものとし、前記静止部材に動かないように設けられた一方の位置決め部に前記環状体の一側面を当てた状態で、他方の位置決め部をその環状体の他側面に当たるように固定し、両位置決め部で前記環状体を軸方向に位置決めする軸受において、前記他方の位置決め部を、前記環状体の他側面に軸方向に押し付けた状態に固定することを特徴とする軸受。
2. 前記他方の位置決め部を、前記静止部材の周面に嵌めて前記環状体の他側面に突き当てるスペーサリングとし、前記静止部材に、前記環状体の他側面と自然状態で接するスペーサリングの他側端部に他側方から当てる取付部材を設け、その取付部材を、前記スペーサリングに当てた状態で前記静止部材の他側端部に対向するものとし、その対向状態の取付部材を前記静止部材の他側端部に押し付ける請求項１に記載の軸受。
3. 前記取付部材を、前記静止部材の他側端部に対して軸方向にねじ止めする請求項２に記載の軸受。
4. 前記他方の位置決め部を、前記静止部材の周面に嵌めて前記環状体の他側面に当てる環状壁と前記静止部材の他側端部に対向する鍔とを一体に設けた押さえ部材とし、その他方の位置決め部を、前記環状壁が前記環状体の他側面と自然状態で接する位置で前記鍔が前記静止部材の他側端部と対向するものとし、その対向状態の前記鍔を前記静止部材の他側端部に押し付ける請求項１に記載の軸受。
5. 前記鍔を、前記静止部材の他側端部に対して軸方向にねじ止めする請求項４に記載の軸受。
6. 前記環状体の反嵌合側の周面に、磁気センサを保持するセンサホルダを他側方に突き出るように支持させ、前記他方の位置決め部を、前記センサホルダと前記静止部材の周面との間に通し、前記他方の位置決め部を非磁性体から形成した請求項２から５のいずれかに記載の軸受。
7. 前記環状体の反嵌合側の周面に、センサホルダを他側方に突き出るように支持させ、前記他方の位置決め部を、前記環状体の他側面に有端環状の壁で接するものとし、前記センサホルダから取り出す配線を、前記他方の位置決め部の有端環状の周方向すき間に通す請求項２から６のいずれかに記載の軸受。
8. 前記センサホルダを、前記環状体の反嵌合側の周面に他側方から嵌めて支持させ、前記環状体の反嵌合側の周面に、前記センサホルダが軸方向に突き当たる位置決め端部を形成した請求項６又は７に記載の軸受。

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