JP2009228762A - 回転センサ付軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】センサアレイ及び入出力線を付けた回路基板を樹脂環の封止凹部に挿入するのと同時に入出力線を取り出すことを可能とし、かつセンサアレイを封止凹部で高精度に位置決めしながら、しかも封止凹部をコンパクト化する。
【解決手段】樹脂環３１に、センサアレイ４１、入出力線４３の付いた回路基板４２を一側面から固定基準面３５ａ上に挿入する封止凹部３５を形成し、回路基板４２の一端から離してセンサアレイ４１を実装し、回路基板４２の他端とセンサアレイ４１との間に入出力線４３を接続し、封止凹部３５に回路基板４２の一端部が挿入される間隙を固定基準面３５ａとの間に形成する突出部３５ｂを形成し、封止凹部３５の固定基準面３５ａ及び内壁他側端面３５ｃと回路基板４２との接触、かつ突出部３５ｂとセンサアレイ４１のパッケージの一端との接触により、磁気センサ４１ａ、４１ｂの感磁面がトラック２２とラジアル方向に対向させられる封止位置に決まるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受と、回転に関する物理量を出力信号に変換する回転センサとを備えた回転センサ付軸受に関する。

この種の回転センサ付軸受は、回転センサとして磁気式のロータリエンコーダを採用し、モータ軸や自動車の車軸等を支持する軸受として利用されている。磁気エンコーダは、転がり軸受で支持されたモータ軸等の回転軸と一体回転するように設置され、回転軸に装着されたり、回転側軌道輪に装着されたりする。磁気センサは、予めセンサケースに固定されており、そのセンサケースをモータハウジングや自動車の懸架装置のような静止部材に装着される静止側軌道輪に装着するようになっている。回転センサは、必要に応じて回転方向、回転速度、回転角、回転加速度等の検出を適宜に行うように構成され、その出力信号がモータ軸等の回転軸の回転制御に利用されている。近年、回転センサは、高分解能化のため、Ａ相、Ｂ相の２相出力方式を用いたカウント逓倍や、複列磁気エンコーダの読み取りに対応させられるよう、複数の磁気センサを備えるようになっている（例えば、特許文献１、非特許文献１）。

前掲の特許文献１のセンサケースは、複数の磁気センサが実装された回路基板を封止体で固定する樹脂環を有している。その回路基板は、樹脂環の封止凹部に樹脂モールドすることで封止されている。センサケースを装着すると、複数の磁気センサの感磁面は、磁気エンコーダのトラックとラジアル方向に対向させられる。感磁面とトラックの間にエアギャップが設けられる。なお、センシング方向をラジアル方向としたのは、両側方向に設定した場合と比して回転側軌道輪の回転振れによる影響で磁極幅の見かけ上の変動が生じ難く、高分解能化に好適だからである。

特開２００５−２４９５４５号公報（図１、段落００１３、００１５〜００１８） ＮＴＮ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ Ｎｏ．７５ 第３６頁〜第４１頁

前掲の特許文献１に記載された回転センサ付軸受は、複数の磁気センサを回路基板にそれぞれ実装するが、これらを個々に実装する手間を避けるため、複数の磁気センサを１パッケージに含めたセンサアレイを採用することがある。本願出願人は、センサケースの組み立てを簡単にするため、回路基板にセンサアレイを実装し、そのセンサアレイの一側面側に入出力線を半田付けし、その状態の回路基板を樹脂環の一側面に開放する入れ口から封止凹部に挿入可能とし、回路基板を挿入するのと同時に入出力線を取り出すことが可能な回転センサ付軸受を提案している（特願２００７−０４０６１６号、特願２００７−２１８３１６号）。この提案の封止凹部は、センサアレイ等の付いた回路基板を固定基準面上に挿入可能になっている。さらに、封止凹部には、回路基板の挿入方向と直交する両端とセンサアレイとの間の部分が挿入される間隙を固定基準面との間に形成する一対の突出部が形成されている。固定基準面に回路基板が支持された状態で、その回路基板の他側端を封止凹部の内壁に一側面側から接触させ、かつ突出部とセンサアレイのパッケージ両端とを接触させると、感磁面をトラックとラジアル方向に対向させられる封止位置に決めることができる。このように、センサアレイを採用すれば、そのパッケージを利用してセンサアレイを、全ての感磁面がトラックとラジアル方向に対向させられる封止位置に決めることができる。回路基板を介して感磁面を位置決めすると、センサアレイの実装位置の誤差、回路基板の端縁の成形誤差を含む間接的な位置決めになるため、パッケージを直接に位置決めする方が精度に優れる。

しかしながら、上記のように、回路基板のセンサアレイの一側面側に入出力線を半田付けすると、その分、封止凹部に両側方向の長さを要し、樹脂環の両側方向の大型化につながる。特に、近年では、非特許文献１のように、センサアレイがパッケージ内に高機能な信号処理回路を含むものが登場するに至っている。そのようなセンサアレイを採用すると、パッケージがより大型化するため、上記提案では封止凹部のスペースが問題になる。

上記の事情に鑑み、この発明の課題は、センサアレイ及び入出力線を付けた回路基板を樹脂環の封止凹部に挿入するのと同時に入出力線を取り出すことを可能とし、かつセンサアレイを封止凹部で高精度に位置決めしながら、しかも封止凹部をコンパクト化することにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、転がり軸受で支持する回転軸と一体回転させる磁気エンコーダと、前記転がり軸受の静止側軌道輪に一側面側から装着するセンサケースとを備え、前記センサケースは、磁気センサを付けた回路基板を封止体で固定する樹脂環を有し、前記磁気エンコーダに、円周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶトラックを形成し、前記複数の磁気センサの感磁面を前記トラックとラジアル方向に対向させるようにした回転センサ付軸受において、複数の前記磁気センサが１パッケージに含まれたセンサアレイを備え、前記樹脂環に、一側面に開放する入れ口から前記センサアレイ及び入出力線の付いた前記回路基板を他側面側に向かって固定基準面上に挿入可能な封止凹部を形成し、前記回路基板の挿入方向と直交する一端から離した部分に前記センサアレイを実装し、前記回路基板の他端と前記センサアレイとの間に入出力線を接続し、前記封止凹部に、前記回路基板の一端と前記センサアレイとの間の一端部が挿入される間隙を前記固定基準面との間に形成する突出部を形成し、前記固定基準面に前記回路基板が支持された状態で、その回路基板の他側端を前記封止凹部の内壁に一側面側から接触させ、かつ前記突出部と前記パッケージの一端とを接触させることにより、前記センサアレイを前記複数の感磁面が前記トラックとラジアル方向に対向させられる封止位置に決まる構成を採用した。
この発明において、「一側面」とは、静止側軌道輪の一側面と同側の側面のことをいい、「他側面」とは、静止側軌道輪の他側面と同側の側面のことをいう。また、「一端」は、全て、回路基板の挿入方向と直交する一端を意味する。

センサアレイを回路基板の挿入方向と直交する一端から離した部分に実装すれば、封止凹部に回路基板を挿入するとき、回路基板の一端とセンサアレイとの間の一端部が挿入される間隙を固定基準面との間に形成する突出部を形成することができる。
固定基準面に回路基板が支持された状態で、その回路基板の他側端を封止凹部の内壁に一側面側から接触させれば、回路基板を介して、センサアレイの封止位置を樹脂環に対して他側面側に決めることができる。すなわち、回転センサ付軸受が組み立てられた状態で考えると、複数の感磁面の両側方向の位置を決めることができる。
ここで、上記のように、円周方向に磁極が並ぶトラックに対して複数の感磁面を所定のエアギャップでラジアル方向に対向させるには、磁極配置とトラック形状からして、複数の感磁面がラジアル方向に向くことと、及びトラック形状からエアギャップに影響するセンサアレイの樹脂環における弦方向の位置とが特に重要である。
固定基準面で回路基板を支持すれば、その基板面の向き設定によって複数の感磁面の向きを決めることができ、回転センサ付軸受が組み立てられた状態で考えると、複数の感磁面がラジアル方向に向くようにセンサアレイの封止位置を決めることができる。パッケージの一端と突出部とを接触させれば、センサアレイの樹脂環に対する弦方向の位置を直接に決めることができる。このセンサアレイの弦方向の位置決めは、パッケージの一端のみで行っても、作業者が指で押さえながら封止凹部に充填を行えばその位置に固定することができるので、上記提案のようにパッケージの両端を利用する必要はない。
したがって、固定基準面に前記回路基板が支持された状態で、その回路基板の他側端を封止凹部の内壁に一側面側から接触させ、かつ突出部とパッケージの一端とを接触させるようにすれば、センサアレイを複数の感磁面が前記トラックとラジアル方向に対向させられる封止位置に決めることができる。
そして、上記のように、パッケージの一端のみで弦方向の位置決めを行うようにすれば、上記提案のようなパッケージの他端に接触させる突出部を無くすことができ、回路基板の他端とセンサアレイとの間に入出力線を接続しても、封止凹部に、センサアレイが封止位置に決まる状態で入出力線を一側面側やラジアル方向に取り出すための空間を形成することができ、センサアレイ及び入出力線を付けた回路基板を樹脂環の封止凹部に挿入するのと同時に入出力線を取り出すことができる。なお、入出力線を取り出すための空間形成によって封止凹部の樹脂環に対する弦方向の長さが大きくなるため、入出力線の接続位置をセンサアレイに近づける程よい。
上記のように、回路基板の他端とセンサアレイとの間に入出力線を接続すれば、センサアレイの一側面側に接続する構成と比して、その分、回路基板が両側方向にコンパクトになり、封止凹部を両側方向にコンパクトにすることができる。

上記のように、この発明によれば、センサアレイ及び入出力線を付けた回路基板を樹脂環の封止凹部に挿入するのと同時に入出力線を取り出すことができ、センサアレイを封止凹部で直接に高精度に位置決めすることができ、しかも封止凹部をコンパクト化することができる。

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（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態に係るセンサ付軸受は、転がり軸受１０と、回転軸（図示省略）と一体回転させる磁気エンコーダ２０と、静止側軌道輪１２に一側面側から装着するセンサケース３０とを備えている。センサケース３０は、センサアレイ４１を回路基板４２に実装し、その回路基板４２に入出力線４３を接続したセンサユニット４０を保持している。

転がり軸受１０の内輪１１は、回転軸に装着する回転側軌道輪に設定され、外輪１２は装着する静止側軌道輪に設定され、両輪１１、１２の間に複数の転動体１３、１３が介在させられている。

磁気エンコーダ２０は、内輪１１の外径に嵌着される芯金２１と、芯金２１の外周に磁性ゴム材料で形成されたトラック２２とを有している。磁気エンコーダ２０は、回転軸と一体回転する内輪１１に対する芯金２１の嵌着により回転軸と一体回転させられる。

芯金２１は、トラック２２の内径部を取り囲む磁気シールドとして機能させるため、磁性材料で形成されている。なお、芯金２１は、例えば、ＳＰＣＣ板材のプレス成形により形成することができる。

トラック２２としては、ゴムに磁性粉を練り込んだ磁性材料と芯金２１とが加硫接着され、円周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように着磁されたものが利用されている。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、トラック２２を焼結製のリングにすることができる。また、トラック２２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。トラック２２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２１に対する圧入、又は接着剤により外嵌状態に固定されたトラック２２とすることができる

上記センサケース３０は、センサユニット４０の回路基板４２を封止体で固定する樹脂環３１と、樹脂環３１に嵌合される磁性材料製の金属板環３２とを有している。センサケース３０は、金属板環３２を外輪１２の内径に一側面側から嵌着することにより外輪１２に固定されている。金属板環３２は、センサアレイ４１に外部磁界が影響することを防止する。

樹脂環３１は、外輪１２に嵌合することによりラジアル方向及び両側方向に位置決めされる。このため、転がり軸受１０の他側面側にシールやシールドを設けることはできても、一側面側にシールやシールドを設けることができない。そこで、樹脂環３１は、断面Ｌ字状とされており、センサケース３０を装着すると、樹脂環３１の鍔部が磁気エンコーダ２０の一側端に臨むようになっている。この樹脂環３１の鍔部は、軸受内部を一側面側から防護するシールドになる。また、磁気エンコーダ２０のトラック２２と樹脂環３１の内周及び鍔部との間に、ラビリンスシールが構成されている。

金属板環３２の径差部は、外輪１２の一側面に突き当ててセンサケース３０を両側方向に位置決めするために利用される。さらに、金属板環３２の径差部は、樹脂環３１を突き当てて他側面側に位置決めすることができる。金属板環３２は、周方向の複数個所に一側端から他側端に向かって切れ目を入れて形成された複数の曲げ爪３３を有している。樹脂環３１の金属板環３２に嵌合される筒部と鍔部とをつなぐ角部に、周方向の一部を面取り状とした凹部３４が複数個所に形成されている。金属板環３２の径差部に樹脂環３１を突き当てた状態で、各凹部３４に曲げ爪３３を塑性曲げさせて一側面側から掛けることにより、樹脂環３１が金属板環３２に保持される。

上記のように、樹脂環３１が金属板環３２の径差部に突き当たる状態で複数の曲げ爪３３を凹部３４に掛けるようにすれば、樹脂環３１が金属板環３２に対してラジアル方向、両側方向、及び円周方向に位置決めされるので、曲げ爪３３を曲げる単純な作業だけで樹脂環３１を金属板環３２に保持させることができる。

樹脂環３１は、製造コストや部品数を抑えるため、射出成形で一体に設けられている。樹脂環３１には、図２、図３に示すように、一側面に開放する入れ口からセンサユニット４０を、すなわち、センサアレイ４１及び入出力線４３、４３・・・の付いた回路基板４２を他側面側に向かって固定基準面上に挿入可能な封止凹部３５が形成されている。樹脂環３１の鍔部を避けて回路基板４２を樹脂環３１の内周側から挿入可能な封止凹部にすると、樹脂環３１が両側方向に長くなるためである。

具体的には、上記センサユニット４０のセンサアレイ４１は、複数の磁気センサ４１ａ、４１ｂ、及びこれら磁気センサ４１ａ、４１ｂの出力から前記回転軸の回転速度及び回転方向を検出可能な出力信号を生成する信号処理回路４１ｃが１パッケージに含まれたものが利用されている。複数の磁気センサ４１ａ、４１ｂ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度になっている。

信号処理回路４１ｃは、カウント逓倍やトラック２２の磁極幅に応じた分解能の設定を外部からプログラム可能になっている。センサアレイ４１は、例えば、トラック２２の磁極幅が変更されても、プログラミングで調整することができ、仕様変更に柔軟に対応することができる。

この実施形態では、上記の高機能を満足するセンサアレイ４１として、非特許文献１に開示されたＳＮＲ社製のＭＰＳ４０Ｓが採用されており、トラック２２もそれに対応させて形成されている。

なお、センサアレイ４１としては、他のものを採用することもでき、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複数のホール素子、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、複数の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、複数の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複数の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等を使用することができる。

回路基板４２は、センサアレイ４１をリフロー半田により実装可能なガラス入りエポキシ樹脂製とされている。センサアレイ４１は、回路基板４２に表面実装されている。リフロー半田を採用すれば、自動機で行うことができ、製造コストの削減に有利である。

センサアレイ４１は、回路基板４２の挿入方向と直交する一端から離した部分に、リードフレームが並ぶ長手方向が樹脂環３１の弦方向を向くように実装されている。回路基板４２が両側方向に大きくなるのを避けるためである。

各入出力線４３は、回路基板４２の他端とセンサアレイ４１との間に接続されている。その分、回路基板４２は、センサアレイ４１の一側面側に接続する構成と比して両側方向にコンパクトになっている。

各入出力線４３は、回路基板４２のセンサアレイ４１と反対側の基板面側からスルーホールに差し込まれた状態で半田付けされている。各入出力線４３をラジアル方向に取り出すためである。

入出力線４３は、多芯ケーブルで複数本がまとまっていてもよいし、それぞれが単芯ケーブルであってもよい。単芯ケーブルにする場合は、全てをまとめて熱収縮チューブで外部から保護することが好ましい。

上記センサアレイ４１等の実装に使用する半田として、環境への配慮から、鉛レス半田を使用することが好ましい。

一方、封止凹部３５に、回路基板４２の一端とセンサアレイ４１との間の一端部が挿入される間隙を固定基準面３５ａとの間に形成する突出部３５ｂと、固定基準面３５ａ上を滑らすようにして挿入される回路基板４２の他側端が突き当る内壁他側端面３５ｃとが形成されている。

固定基準面３５ａに回路基板４２が支持された状態で、その回路基板４２の他側端を封止凹部３５の内壁他側端面３５ｃに一側面側から接触させれば、回路基板４２を介して、センサアレイ４１の封止位置を樹脂環３１に対して他側面側に決めることができる。すなわち、図１（ａ）、（ｂ）のように、回転センサ付軸受が組み立てられた状態で、複数の磁気センサ４１ａ、４１ｂの感磁面の両側方向の位置を決めることができる。ここで、回路基板４２を内壁他側端面３５ｃに接触させるのは、センサアレイ４１のパッケージのリードフレーム配置が一側面及び他側面側となっており、内壁他側端面３５ｃにリードフレーム側を突き当てることができないからである。

さらに、図２、図３に示すように、固定基準面３５ａによる回路基板４２の基板面の向き決めにより、図１（ａ）、（ｂ）のように、回転センサ付軸受が組み立てられた状態で、複数の磁気センサ４１ａ、４１ｂの感磁面がラジアル方向に向くようにセンサアレイ４１の封止位置を決めることができる。

さらに、図２、図３に示すように、固定基準面３５ａに回路基板４２が支持された状態で、センサアレイ４１のパッケージの一端と突出部３５ｂとを接触させれば、センサアレイ４１の樹脂環３１に対する弦方向の位置を直接に決めることができる。

上記センサアレイ４１の直接及び回路基板４２を介した間接の位置決めにより、センサアレイ４１は、図１（ａ）、図３に示すように、複数の磁気センサ４１ａ、４１ｂの感磁面がトラック２２とラジアル方向に対向させられる封止位置に決めることができる。

上記のように、センサアレイ４１のパッケージの一端のみで弦方向の位置決めを行うようにすれば、回路基板４２の他端とセンサアレイ４１との間に各入出力線４３を接続しても、センサアレイ４１が封止位置に決まる状態で各入出力線４３をラジアル方向に取り出すための空間を封止凹部３５に形成することができる。

具体的には、図２、図３に示すように、樹脂環３１に、封止凹部３５と一連で一側面及び固定基準面３５aの他端側に開放するライン取出溝３６が形成されている。封止凹部３５と一連で一側面及び固定基準面３５aの他端側に開放するため、センサユニット４０を挿入することにより、各入出力線４３の基板接続部をライン取出溝３６に入れ、各入出力線４３を樹脂環３１からラジアル方向に取り出すことができる。なお、ライン取出溝３６は、各入出力線４３をラジアル方向に方向付けるため、金属板環３２の切欠きより外径側に突き出ている。

上記のように、この実施形態は、センサアレイ４１及び各入出力線４３を付けた回路基板４２を樹脂環３１の封止凹部３５に挿入するのと同時に各入出力線４３をライン取出溝３６から取り出すことができ、センサアレイ４１を封止凹部３５の突出部３５ｂで直接に高精度に位置決めすることができ、しかも封止凹部３５をコンパクト化することができる。

なお、ライン取出溝３６の両溝壁に、溝方向に沿ってカバー部材３８がスライド挿入される係止溝３７ａ、３７ｂが形成されている。係止溝３７ａ、３７ｂは、ライン取出溝３６の両溝壁の外径側端が開放され、内径側端が閉塞されている。カバー部材３８は、スライド挿入により、係止溝３７ａ、３７ｂに止まる。カバー部材３８を溝方向にスライド挿入させれば、ライン取出溝３６に入った各入出力線４３を噛み込み難い。上記のようにカバー部材３８を装着することにより、ライン取出溝３６が回路基板４２の一側面側で閉じられる。このため、各入出力線４３をライン取出溝３６とカバー部材３８とで取出方向に保持することができる。

カバー部材３８で各入出力線４３を保持した状態で、封止体の材料を封止凹部３５、ライン取出溝３６の残った開放部から充填することができる。形成された封止体により、封止凹部３５とライン取出溝３６は封され、センサユニット４０は樹脂環３１に固定される。なお、封止体の材料は、特に限定されないが、絶縁性、耐水性、衝撃吸収性、耐熱性等を考慮して適宜に選択することができ、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーンゴムなどを使用することができる。

さらに、ライン取出溝３６の他端側の溝壁３７は、回路基板４２の一端部と突出部３５ｂの接触高さ（図３（ａ）中に一点鎖線で示す。）と同高さで回路基板４２の他端を受け、かつ回路基板４２を他端側に位置決めするように形成されている。このようにライン取出溝３６の他端側の溝壁３７を形成すれば、回路基板４２の挿入時に他端側で案内を得られるため、作業を容易に行うことができる。すなわち、回路基板４２を挿入するとき、突出部３５ｂと他端側の溝壁３７とにより、回路基板４２の両端部において固定基準面３５ａからの遊離量が同じように規制され、突出部３５ｂとセンサアレイ４１のパッケージの一端との滑り接触、及び回路基板４２の他端と他端側の溝壁３７との滑り接触により回路基板４２が挿入方向に導かれる。

また、上記のようにライン取出溝３６の他端側の溝壁３７を形成すれば、回路基板４２の他端を介したセンサアレイ４１の他端側への封止位置決めを得られるため、センサアレイ４１の封止位置決めをより確実、簡単に行なうことができる。特にセンサアレイ４１を指で押さえずとも、上記の充填時にセンサユニット４０を封止位置に保持される。

また、この実施形態は、他端側の溝壁３７がないと仮定したとき、回路基板４２が樹脂環３１の外に突き出るほどに弦方向の長さを有しているが、そのような回路基板４２であっても、上記のようにライン取出溝３６の他端側の溝壁３７を形成すれば、ライン取出溝３６を利用して封止凹部３５を封止体の材料を充填可能な空間にすることができ、ライン取出溝３６の溝壁３７で樹脂環３１の強度も確保することができる。

なお、上記他端側の溝壁３７は、上記のように回路基板４２の他端と接触可能な傾斜壁としたが、例えば、段部で受けるような他の形態にすることもできる。溝壁３７を傾斜壁としたのは、溝方向に挿入されるライン取出溝３６の成形金型で上記のように回路基板４２の一側面側に及ぶ係止溝３７ａ、３７ｂを形成するためである。

なお、この実施形態においては、樹脂環３１の径と回路基板４２の弦方向の長さとの関係から許容される場合は、ライン取出溝３６を無くし、各入出力線４３を封止凹部３５から両側方向に取り出すようにすることもできる。また、この実施形態は、内外関係を逆にして外輪回転型にも同様に適用することができる。

ａは、実施形態に係る回転センサ付軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図、ｂは、実施形態に係る回転センサ付軸受の一側面図 図１の回転センサ付軸受のセンサケースを一側面側から示した分解斜視図 ａは、図１（ａ）の封止凹部付近の拡大図、ｂは、ａのｂ−ｂ線の切断面の拡大図

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ 内輪
１２ 外輪
２０ 磁気エンコーダ
２２ トラック
３０ センサケース
３１ 樹脂環
３２ 金属板環
３３ 曲げ爪
３４ 凹部
３５ 封止凹部
３５ａ 固定基準面
３５ｂ 突出部
３５ｃ 内壁他側端面
３６ ライン取出溝
３７ 他端側の溝壁
３７ａ、３７ｂ 係止溝
３８ カバー部材
４０ センサユニット
４１ センサアレイ
４１ａ、４１ｂ 磁気センサ
４１ｃ 信号処理回路
４２ 回路基板
４３ 入出力線

Claims (7)

1. 転がり軸受で支持する回転軸と一体回転させる磁気エンコーダと、前記転がり軸受の静止側軌道輪に一側面側から装着するセンサケースとを備え、前記センサケースは、磁気センサを付けた回路基板を封止体で固定する樹脂環を有し、前記磁気エンコーダに、円周方向にＳ極とＮ極とが交互に並ぶトラックを形成し、前記複数の磁気センサの感磁面を前記トラックとラジアル方向に対向させるようにした回転センサ付軸受において、複数の前記磁気センサが１パッケージに含まれたセンサアレイを備え、前記樹脂環に、一側面に開放する入れ口から前記センサアレイ及び入出力線の付いた前記回路基板を他側面側に向かって固定基準面上に挿入可能な封止凹部を形成し、前記回路基板の挿入方向と直交する一端から離した部分に前記センサアレイを実装し、前記回路基板の他端と前記センサアレイとの間に入出力線を接続し、前記封止凹部に、前記回路基板の一端と前記センサアレイとの間の一端部が挿入される間隙を前記固定基準面との間に形成する突出部を形成し、前記固定基準面に前記回路基板が支持された状態で、その回路基板の他側端を前記封止凹部の内壁に一側面側から接触させ、かつ前記突出部と前記パッケージの一端とを接触させることにより、前記センサアレイを前記複数の感磁面が前記トラックとラジアル方向に対向させられる封止位置に決まるようにしたことを特徴とする回転センサ付軸受。
2. 前記樹脂環に、前記封止凹部と一連で一側面及び前記固定基準面の他端側に開放するライン取出溝を形成し、このライン取出溝の両溝壁に、溝方向に沿ってカバー部材がスライド挿入される係止溝を形成し、この係止溝に止まる前記カバー部材により前記ライン取出溝が前記回路基板の一側面側で閉じられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回転センサ付軸受。
3. 前記センサアレイのパッケージに、分解能の設定を外部からプログラム可能な信号処理回路を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転センサ付き軸受。
4. 前記センサアレイのパッケージに、前記複数の磁気センサの出力から前記回転軸の回転速度及び回転方向を検出可能な出力信号を生成する信号処理回路を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の回転センサ付き軸受。
5. 前記センサアレイを前記回路基板に表面実装したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の回転センサ付軸受。
6. 前記回路基板をガラス入りエポキシ樹脂製とし、前記センサアレイをリフロー半田により実装したことを特徴とする請求項５に記載の回転センサ付軸受。
7. 前記センサケースが、前記樹脂環に嵌合される磁性材料製の金属板環を有し、この金属板環が、嵌合される前記樹脂環が突き当る径差部と、周方向の複数個所に一側端から他側端に向かって切れ目を入れて形成された複数の曲げ爪とを有し、前記樹脂環が前記径差部に突き当たる状態で前記複数の曲げ爪を樹脂環の凹部に掛けることにより該樹脂環が前記金属板環に保持されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の回転センサ付軸受。

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