JP2009534602A - 計測機能付きころがり軸受装置 - Google Patents

Abstract

回転輪５と、非回転輪４と、センサユニット１１を備えた検出組立体３とを有し、該センサユニットは外側環状部分１１ｂと該外側環状部分１１ｂで非回転輪上に位置しているセンサユニット１１を軸方向に保持する保持手段とを有している計測機能付きころがり軸受装置において、外側環状部分１１ｂの外径が非回転輪のラジアル端面４ｂの内径よりも小さいことを特徴とする計測機能付きころがり軸受装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受の回転輪に保持された要素の回転パラメータ、例えば角速度、角度変位等を検出するための計測機能付きころがり軸受に関する。

このような計測機能付きころがり軸受は、それ自体公知で、軸受の回転部分にあるいはころがり軸受の回転輪に接続された部材に取り付けられたエンコーダ要素と協働するセンサを備えたセンサユニットが設けられた能動的な軸受を有している。

センサユニットは、しばしば射出モールド成形されたプラスチックで作られ、信号処理を行なうプリント回路基板に電気的に接続されている一つもしくは複数のセンサを収容している。センサユニットは、しばしば、計測機能付きころがり軸受で発せられた信号の出力を外部の信号活用システムへ伝送するコネクタを有している。

センサユニットをころがり軸受の非回転輪に取り付けるために、該非回転輪の溝に嵌められる鉤タブ状のリングあるいは連続的な環状リブが広く提供されている。より詳しくは、例えば、この種のセンサユニットを有している計測機能付きころがり軸受を開示している特許文献１に記載されている。
ＦＲ−Ａ−２７２３６２１

上記ころがり軸受装置は、センサユニットがころがり軸受の非回転輪のラジアル端面に対して軸方向に当接する領域を必要としているという欠点を有している。これは、非常に大きな問題の原因となることがあり、特に、ラジアル端面が関連ハウジングの肩部や他の面と当接した基準面として用いられる小型のころがり軸受の場合である。

本発明の目的は、これらの欠点を解消することにある。

本発明の他の目的は、取付けが容易で、単純かつ経済的な計測機能付きころがり軸受を提供することである。

本発明のさらなる目的は、構成部品が互いに分離してしまうとリスクを小さくした計測機能付きころがり軸受を提供することである。

本発明の計測機能付きころがり軸受は、回転輪と、非回転輪と、センサユニットを備えた検出組立体とを有し、該センサユニットは外側環状部分と該外側環状部分で非回転輪上に位置しているセンサユニットを軸方向に保持する保持手段とを有している。上記外側環状部分の外径は非回転輪のラジアル端面の内径よりも小さい。

これによると、センサユニットが取り付けられた後でも、非回転輪のラジアル端面に何の障害物も存在していないころがり軸受を得る。

換言すれば、センサユニットの外側環状部分は、非回転輪の内側縁と外側縁との間に位置する要素を有していないということである。かくして、非回転輪のラジアル端面には何も障害物となるものは存在せず、ころがり軸受は関連ハウジングへの装着を一段と容易とする。

一つの形態では、軸方向での保持手段は、周方向に連続するラジアルリブを有し、該リブが非回転輪に形成された溝に摩擦接触している。

一つの形態では、リブは、溝入口面取り部より小さいあるいはこれと等しい角度で面取りされている。こうすることにより、リブはころがり軸受に入り易くなり、特に、非回転輪の溝に入り易くなり、又、センサユニットの装着を容易とする。

一つの形態では、外側環状部分は、溝と少なくとも一部で摩擦接触するラジアル面と、溝と少なくとも一部で摩擦接触する保持面とを有している。上記保持面とラジアル面はセンサユニットを非回転輪に対して位置付けして保持する手段を形成する。

かくして、追加的な部材を必要とすることなく、非回転輪に対して、センサユニットを、軸方向、半径方向そして周方向で保持することができる。換言すれば、外側環状部分のラジアル面とリブとが協働して、センサユニットと非回転輪が相対的に不動とする手段を構成する。

一つの形態では、センサユニットは、回転輪のラジアル端面とで狭い空隙を形成する内側環状部分と、該内側環状部分と外側環状部分との間に位置するラジアル部分とを有している。上記リブ、上記ラジアル部分そして上記内側及び外側環状部分がセンサ要素のためのシールされた環状空間を形成している。

一つの形態では、非回転輪は、リブと協働する溝と同形状の追加的溝を有し、該溝にシール板が取り付けられている。

一つの形態では、センサユニットは、コネクタと、該コネクタが内部に組み込まれる少なくとも一つの位置決め要素とを有している。該位置決め要素は、センサユニットのラジアル部分に対して、非回転輪そして回転輪から離れる方向に軸線方向に延びている。

一つの形態では、位置決め要素は、非回転輪のラジアル端面の内径よりも小さい外径を有している。

一つの形態では、センサユニットはプリント回路基板を有し、該センサユニットのラジアル部分がコネクタとプリント回路基板との間に位置する隔壁を形成している。

一つの形態では、センサユニットは、ポリブチレン テレフタレートで作られていて、好ましくは鉱物性繊維、例えばガラス繊維が充填されている。

計測機能付きころがり軸受装置は、同心に配されともに軌道面が形成された回転輪と非回転輪と、両軌道面間に配された一列をなすころがり要素と、センサユニットを備えた検出組立体とを有している。検出組立体は、導電ピンを備えかつセンサユニットの第一面と接面する後面が形成された取付けコネクタと、第一面と反対側でセンサユニットの第二面と接面するプリント回路基板とを有している。コネクタの導電ピンは、第一面と第二面との間で、プリント回路基板そしてセンサユニットに形成された孔を貫通している。半田材料がコネクタとプリント回路基板の間の軸方向での接続をなし、コネクタ、センサユニットそしてプリント回路基板の軸方向での接触を維持する。

プリント回路基板、センサユニットそしてコネクタは取付けがきわめて簡単であり、コネクタとプリント回路基板は色々な直径のころがり軸受に用いることができる。ころがり軸受自体は、標準のものでよく、大量生産可能な深溝型軸受でもよい。こうして、標準要素を用いたモジュラ型で単純な構造の多機能製品を得る。

本発明の一つの形態では、センサユニットはコネクタとプリント回路基板との間に位置する隔壁を有している。コネクタとプリント回路基板との間の軸方向接続はコネクタ、センサユニットの隔壁そしてプリント回路基板を一体に保持するリベットのごとく機能する。プリント回路基板は、隔壁の内側ラジアル面と接面していてもよい。

一つの形態では、プリント回路基板は回転輪に取付けられたエンコーダ要素と協働する少なくとも一つのセンサ要素を支持している。これに代えて、エンコーダ要素は、回転輪に保持された回転部材に取付けられていてもよい。

一つの形態では、センサユニットは環状のラジアル部分、環状の外側アキシャル部分と環状の内側アキシャル部分とを有している。環状のラジアル部分は、環状の外側アキシャル部と内側アキシャル部分との間に位置している。センサユニットは軸方向断面がＣ型をなしている。環状のラジアル部分はコネクタとプリント回路基板との間に位置する隔壁を形成することができる。センサユニットは一部材をなし、例えば、射出成形で作ることができる。

本発明の一形態では、センサユニットはプリント回路基板を軸方向で保持するタブを有している。

一つの形態では、センサユニットはコネクタの位置決めのための少なくとも一つの要素を有しており、該位置決め要素はセンサユニットの第一面に位置している。これはコネクタとセンサユニットとの組立てを容易にする。

一つの形態では、センサユニットの直径は、センサユニットを支持する軸受輪のラジアル端面の大径よりも小さい。検出組立体の全体の半径方向寸法は小さいままとなる。

一つの形態では、センサユニットは、プリント回路基板を保持するために少なくとも一つのスタッドを有しており、該スタッドはセンサユニットの内壁から発してプリント回路基板と接触するように半径方向に突出している。これはプリント回路基板とセンサユニットの予組立てを容易とする。センサユニットはプリント回路基板の保持用に二つのスタッドを有し、一方は内方にそして他方は外方に向けてプリント回路基板と接触するようにしてもよい。

一つの形態では、センサユニットの半径方法可撓性を増すようにセンサユニットの一つの壁に少なくとも一つの開口が形成されている。この開口は、一つもしくは複数のスタッドの近くに形成され、プリント回路基板とセンサユニットが予組立てされるときに、プリント回路基板をセンサユニットに対して軸方向に動きやすくする。

また、本発明は、同心に配されともに軌道面が形成された回転輪と非回転輪と、両軌道面間に配された一列をなすころがり要素と、センサユニットを備えた検出組立体とを有している計測機能付きころがり軸受の組立方法にも関している。

ピン型のコネクタが取り付けられると、センサユニットの二つの対向面の間で、センサユニットに形成されている孔をコネクタのピンが貫通することとなり、コネクタの後面がセンサユニットの第一面と接触して、プリント回路基板はセンサユニットの第二面に接触した状態で取り付けられ、コネクタのピンはプリント回路基板に形成された孔を貫通して、コネクタとプリント回路基板は、コネクタ、センサユニットそしてプリント回路基板を保持する点状での半田付けにより、軸方向に接続される。

これは、ころがり軸受の形式や直径とは独立して、また軸受方向に押し込むだけでころがり軸受に固着でき、自動化が容易となる複数の標準要素を有する検出組立体を実現可能とする。

一つの形態では、プリント回路基板はセンサユニットに対して軸方向に移動して装着され、これによって、センサユニットを保持し半径方向に離間変位可能なスタッド同士を一時的に離間せしめ、しかる後に原位置へ戻ることで、プリント回路基板を、半田接続前に、センサユニットに保持する。

一つの形態では、センサユニットのラジアル部分は、その第二面に、少なくとも一つのリブを有している。このリブは、センサユニットの強度を高めると共に、プリント回路基板を、その組込時に、初期の位置へ或る範囲内で大まかに位置づけるようになる。勿論、周方向あるいは半径方向、さらには両方向に延びるリブをさらに多くの数で設けることも可能である。又、リブは、プリント回路基板が最終的位置へ向け周方向にて容易に案内されるように、面取りされているようにすることも可能である。

本発明は、添付図面に図示そして説明されている。限定を受けない一つの実施形態を添付することにより、さらに良く理解できるであろう。

図からも判るように、計測機能付きころがり軸受装置１は、ころがり軸受２と、ころがり軸受２と協働する検出組立体３とを有している。ころがり軸受２は、外輪４、内輪５、一列の転動要素６（この場合、ボール）、転動要素６同士間の周方向間隔を均一に保つための保持器７、そして外輪４の溝９に取付けられ内輪５の軸方向に延びるランドとで狭い間隙を形成するシール板８とを有している。

外輪４と内輪５は、それぞれ内径面と外径面に軌道面４ａ，５ａが形成されている。軌道面４ａ，５ａはトロイダル形をなしていて、管状部材や環状ブランクの一部を機械加工することにより形成することができる。

外輪４は、該外輪４のラジアル端面に寄った位置に二つの溝９，１０を有している。溝９，１０は、複数の転動要素６の中心を通る面に対して、互いに対称となっている。

外輪４と内輪５は、複数の転動要素６の中心を通る面に対して対称である。外輪４と内輪５は、溝１０と同じ側にラジアル端面４ｂ，５ｂをそれぞれ有している。ラジアル端面４ｂ，５ｂは、実質的に同一面上に位置している。反対側にも、外輪４と内輪５は、ラジアル端面を有していて、これらの面も同一面上に位置している。内輪５は円筒内径面５ｃを有し、外輪４は円筒外径面４ｃを有している。外輪４と内輪５とは同心である。

検出組立体３は溝１０にて取付けられていて、全体の半径方向寸法はころがり軸受２の半径方向寸法より小さい。換言すれば、検出組立体３は、外輪４の外径面よりも小さい外形面を有し、内輪５の内径面５ｃよりも大きい内径面を有している。

検出組立体３は、センサユニット１１、コネクタ１２、そしてプリント回路基板１３を有している。センサユニット１１は、全体として環状をなし、Ｃ型断面形状を有していて、一つのラジアル部分１１ａが大径側のアキシャル部分１１ｂと小径側のアキシャル部分１１ｃとの間に存在している。小径側のアキシャル部分１１ｃは大径側のアキシャル部分１１ｂよりも短い。大径側のアキシャル部分１１ｂが、自由端部が設けられていて、この自由端部の外周面には膨出部あるいはリブ１１ｄが、好ましくは連続的な円弧形状に形成されていて、外輪４の溝１０の中に突入することによりセンサユニット１１を外輪４に対して正規の位置に保持し、又、外輪４のラジアル端面４ｂを何も障害物がない状態でそのまま残している。

換言すれば、大径側のアキシャル部分１１ｂは外輪４のラジアル端面４ｂの内径よりも小さい外径を有している。ころがり軸受２に対し軸方向で外側に位置している大径側のアキシャル部分１１ｂは半径方向外方に突出している要素は何もない。かくして、このラジアル端面４ｂは凹凸のない、すなわち滑らかな面を形成している。こうして、環状の大径側のアキシャル部分１１ｂは外輪４のラジアル端面４ｂを完全に何の障害もない面として残し、その結果、この面は、基準面として、あるいは、関連するハウジングの肩部や他の内側ラジアル面を支持する面として用いられることができる。

リブ１１ｄが外輪４の溝に入り易くするために、該リブ１１ｄに面取りが施され、面取り部１１ｅは、ここでは、外輪４の軸方向一端における面取り部４ｄの角度より小さいかこれと同じ角度で内方に延びる円錐台面の形状をなしている。面取り面１１ｅはリブ１１ｄの斜面をなす保持面１１ｇと出合っている。面取り部１１ｅは、リブ１１ｄが溝１０に入り易くするだけでなく、センサユニット１１を非回転の外輪４に取付け易くしていることにもなる。この例では、面取り部１１ｅの角度は２５°のオーダーであり、一方、面取り部４ｄは約４５°である。ここでの面取り部の角度は、水平方向に延びる面、例えば、大径側のアキシャル部分１１ｂの外周面と面取り部の面とがなす角度である。

リブ１１ｄの面取り部１１ｅの小径側縁は、軸方向で転動要素６と同じ側に位置している溝１０の実質的に半径方向に延びるラジアル壁１０ａと接触するようになっている大径側のアキシャル部分１１ｂの実質的に半径方向に延びるラジアル面１１ｆと出合っている。ここでは、ラジアル面１１ｆは軸方向で溝１０のラジアル壁１０ａで全面的に支持されている。勿論、これに代えて、ラジアル面１１ｆの一部だけがラジアル壁１０ａで支持されているようにしてもよい。リブ１１ｄは、軸方向で面取り部４ｄと同じ側に位置する壁部１０ｂと接触している。ラジアル壁１０ａと１０ｂは溝１０の底１０ｃに向け半径方向に収束している。したがって、半径方向で外輪４の内側の位置では、センサユニット１１の大径側（半径方向外側）のアキシャル部１１ｂがリブ１１ｄとラジアル面１１ｆで溝１０と摩擦接触により係合している。

かくして、大径側のアキシャル部１１ｂのリブ１１ｄは、軸方向で対向する溝１０の二つの壁部１０ａと１０ｂと干渉している。センサユニット１１は、該センサユニット１１を外輪４のラジアル端面４ｂに当接させなくとも、ころがり軸受のこの外輪４の溝１０によって芯出しされて軸方向で位置づけられる。

かくして、ラジアル面１１ｆは、センサユニット１１を外輪４の溝に対して軸方向位置付けのためのスラスト面を形成し、斜面たる保持面１１ｇは上記溝１０内にリブ１１ｄを保持するための保持面を形成する。一方ではラジアル面１１ｆと溝１０のラジアル壁１０ａが、他方では保持面１１ｇと溝１０のラジアル壁１０ｂが、センサユニット１１を芯出ししそして摩擦力をもって溝１０内で周方向に移動できないようにするために、互いに干渉している。

換言すれば、リブ１１ｄのラジアル面１１ｆと保持面１１ｇは、外輪４に形成されてラジアル壁１０ａと１０ｂをもつ補完保持手段と干渉して、センサユニット１１を外輪４に対して軸方向、半径方向そして周方向で保持する手段を形成する。

小径側のアキシャル部分１１ｃは内輪５のラジアル端面５ｂと共に狭い隙間を形成する。センサユニット１１はころがり軸受２の方に開口する環状空間を区画する。詳述すると、環状空間は、大径側のアキシャル部分１１ｂ、小径側のアキシャル部分１１ｃ、そしてこれらを結ぶラジアル部分１１ａとで限界づけられている。

プリント回路基板１３が上記環状空間内に配置されてセンサユニット１１のラジアル部分１１ａと接触している。プリント回路基板１３は、少なくとも一つのセンサ要素１４、例えばホール効果タイプのセンサ要素を支持している。

センサユニット１１は、コネクタ１２と協働する位置決め要素１５をも有している。位置決め要素１５は、コネクタ１２が配置される直方体形状空間を形成している。位置決め要素１５はセンサユニット１１のラジアル部分１１ａに対してころがり軸受２から離れる方向に軸方向に突出している。位置決め要素１５は周方向で限定された一部分のみを占めていて、環状をなして周方向の残部を占めるセンサユニットとは相違している。位置決め要素１５は、軸方向では、コネクタ１２よりもかなり短く延びていて、コネクタが嵌合されるときに、該コネクタを案内するようになっている。かくして、位置決め要素１５はコネクタ１２のための開口ハウジングを形成する。

このハウジングは、センサユニット１１のラジアル部分１１を貫通して形成された開口１７をも備え、この開口にプリント回路基板１３が取り付けられている。プリント回路基板１３には複数の孔１８が形成されていて、プリント回路基板が所定位置に配されたときには、これらの孔１８が開口１７の範囲に位置するようになっている。センサユニット１１は合成樹脂の射出モールド成形によって得られる。

コネクタ１２は絶縁部分１９と複数の導電ピン２０とを有している。絶縁部分１９は、センサユニット１１の位置決め要素１５間に挿入されるように全体的に直方体形状をなし、ラジアル部分１１ａと接触している。絶縁部分１９は、センサユニット１１のラジアル部分１１ａに対して反対側で開口されていて凹部を形成し、その凹部に電気プラグが嵌入されるようになっている。導電ピン２０は、絶縁部分１９のラジアル底壁１９ａに永久固定されていて、絶縁部分１９ａのラジアル底壁１９ａから両方向に突出している。

導電ピン２０は、ラジアル部分１１ａに形成された開口１７を貫通すると共に、プリント回路基板１３に形成された孔１８をも貫通してプリント回路基板１３から若干突出してそこで、例えば半田等２１によって固定されている。コネクタ１２の導電ピン２０は、このようにして、ラジアル部分１１ａの一方側でのラジアル底壁１９ａと、そして他方側でのプリント回路基板１３との間での機械的な軸方向結合が形成されている。したがって、コネクタの絶縁部分１９とプリント回路基板は、隔壁を形成する上記ラジアル部１１ａに接触して軸方向で保持されている。

さらには、内輪５にはエンコーダ要素２２が取り付けられている。詳述すると、エンコーダ要素２２は、例えば、Ｌ型断面の金属板カップの形をなし、検出組立体３と同じ側で、内輪５の外周面に嵌合されているサポート２３を有している。サポート２３は、嵌合されるアキシャル部分と該アキシャル部分から半径外方に向くラジアル部分とを有している。エンコーダ要素２２は、例えばオーバーモールディングにより、サポート２３のラジアル部分へ取り付けられた能動部２４を有している。この能動部２４は、例えば、プラストフェライトで作られていて、多極リングの形態をなしている。能動部２４は、軸方向では内輪５よりも突出し、半径方向ではセンサユニット１１の大径側のアキシャル部分１１ｂと小径側アキシャル部分１１ｃで限定される空間内に位置している。能動部２４は、軸方向で小さな空隙をもって、センサ要素１４とは離間している。エンコーダ要素２２は、内輪５に何の障害ともならないようにラジアル端面５ｂを残している。

これに代えて、ラジアル空隙を、能動部２４の内側あるいは外側で、センサ１４との間に形成することも可能である。

図３に見られるように、プリント回路基板１３は、センサユニット１１に形成された環状空間の限られた周方向セクタを占有している。該プリント回路基板１３は、取付時にセンサユニット１１に対して周方向で案内されることが望ましい。センサユニット１１は複数のリブ２５を有しており、該リブ２５はラジアル部分１１ａの内面から半径方向に延出し、換言すれば、ころがり軸受２の方向に向け延出している。リブ２５は、半径方向そして周方向の少なくとも一方に延びる弧状形状をなし、あるいは傾斜部分をなしていてもよい。リブ２５は上記環状空間にプリント回路基板１３を収容するのに十分な空間を残している。

図３そして図４に図示された例では、リブ２５は半径方向の短い連結部分で小径側のアキシャル部分１１ｃと連結されていて、こうして剛性を高めている。また、リブ２５はラジアル部分１１ａの剛性をも高めている。リブ２５は、センサユニット１１を全体的に強固としていると共に、一体型プリント回路基板１３の周方向での大まかな位置付けの点で機能している。

図３そして図４に示された実施形態では、リブ２５は三つ設けられており、隣接せるリブ同士間で、プリント回路基板１３を収めるには十分な大きさではない二つの周方向小セクタと、該プリント回路基板１３を収容するのに必要な空間よりも大きい一つの周方向大セクタとが形成されている。これは、プリント回路基板１３の周方向位置付けを簡単化し、自動あるいは手作業で実行される。

さらには、センサユニット１１は、小径側のアキシャル部分１１ｃから半径方向外方に突出するスタッド２６と、大径側のアキシャル部分１１ｂから半径方向内方に突出するスタッド２７の二つのスタッドを有している。これらのスタッド２６，２７は、プリント回路基板１３の挿入することを可能とする寸法の半径方向空間を残して局部的に空間を狭めるように丸味をもって若干突出するボス状をなしている。さらには、スタッド２６，２７は、プリント回路基板１３が収容されるための周方向セクタで、互いに対向して位置している。このスタッド２６，２７は、アキシャル部分１１ｂそして１１ｃの軸方向長さの一部にわたり軸方向に延びている。

スタッド２６，２７の領域における上記アキシャル部分１１ｂ，１１ｃに半径方向での或る程度の弾性をもたせるには、周方向でこのスタッド２６，２７の近傍に、ラジアル部分１１ａへ局部的な円弧状あるいは矢印状の二つの開口を形成するとよい。かくして、アキシャル部分１１ｂ，１１ｃは局部的に著しく大きな弾性を有するようになり、プリント回路基板１３が取付けのために挿入を可能とするように、スタッド２６，２７は若干離れることができ、原位置にもどると、該プリント回路基板の半田付け前でも、該プリント回路基板１３を所定位置にて保持するようになる。

コネクタ１２は、プリント回路基板の予組立の前でも後でもセンサユニットに組み込まれることができ、位置決め要素１５によって仮保持可能であり、該位置決め要素１５は、その形状から、非常に小さい可撓製を有し、コネクタ１２の絶縁部分１９で十分な摩擦力を生ずる。点状に半田接続２１ができる一方で、同時に、コネクタ１２と一体型プリント回路基板１３とを、これらの要素の間に隔壁として形成されるラジアル部分１１ａへ軽く当接してクランプすることができる。一旦半田接続がなされると、検出組立体３は分解不能な系を成し、部品の紛失のリスクがきわめて低くなる。

図３そして図４に見られるように、導電ピン２０がラジアル部分１１ａを貫通できるように開口１７が該ラジアル部分１１ａに形成されていて、該開口１７は周方向にてスタッド２６，２７そして開口２８からずれて位置しており、一方では、もし開口１７と開口２８が上記ラジアル部１１ａで互いに近過ぎて形成されたときの過度な脆弱化を回避し、他方では、周方向で或る程度の寸法を有し、かつ一端で半田接続２１によりそして他端でスタッド２６，２７で保持されて軸方向に保持されている一体型プリント回路基板１３の保持力を向上させている。これはプリント回路基板１３に作用する過度の捩りトルクの防止をも図っている。

半田接続２１と導電ピン２０は、二つの機能を有し、一つの機能は、センサ要素１４あるいは電子処理回路からの伝達信号のための電気的接続であり、他の機能は、コネクタ１２、センサユニット１１そしてプリント回路基板１３を一緒に保持するための機械的結合である。

大量生産されている標準型のコネクタを用いてコスト低減を図ることもできる。プリント回路基板も、又、種々の標準ころがり軸受に適合可能である。センサユニットのみが軸受の寸法に適合するように設計される。検出組立体は、当初はシールの取付けを目的としていたころがり軸受２の溝１０を用いて、深溝単列玉軸受型の従来のころがり軸受に、良好に適合する。外輪の溝１０へセンサユニット１０を取付けるための膨出部あるいはリブ１１ｄは、モールド成形によって得られ、これは比較的安価にできる。軸受の外輪４の溝１０を用いることにより、センサユニット１１は自ら軸方向位置出しそして芯出しがなされる。計測機能付きころがり軸受は半径方向が非常にコンパクトになりハウジングへ容易に挿入されるようになる。

さらには、センサユニット１１が外輪４のラジアル端面４ｂを何の障害物なしにそのまま残すので、このラジアル端面は基準面としても、ハウジングの肩部あるいは他の内部ラジアル面との当接に使用することもできる。

換言すると、内輪５のラジアル端面５ｂと実質的に同一面に位置する外輪４のラジアル端面４ｂが何の障害物もなくそのまま残る。センサユニットの外側前面にハウジングとして突出形成された位置決め要素１５により、該センサユニットはコネクタの正確な位置決めを可能とする。

さらには、大径側のアキシャル部分１１ｂは、比較的軸方向に長く、例えば、ころがり軸受の軸方向寸法の半分位でありそして薄い環状の壁をなしており、このような壁は容易に半径方向に弾性変形可能であり、リブ１１ｄを溝１０へ嵌め込むのを容易としている。

さらには、リブ１１ｄが溝１０へ一旦嵌着されると、大径側のアキシャル部分１１ｂは拡径するようにして、外輪４の内径にステップ状に形成された内径部へ該大径側のアキシャル部分の自己芯出しを行なうようになる。かくして、リブ１１ｄは溝１０に対し半径方向に予圧され、センサユニット１１と外輪４との間でのシールを形成できる。

ラジアル端面５ｂに対する小径側のアキシャル部分１１ｃのシール接続と軸方向位置付けによって、プリント回路基板１３、センサ要素１４そしてエンコーダ要素２２が取り付けられるための環状空間は、多少なりともシールされる。したがって、汚染物の侵入が規制される。

好ましくは、ポリブチレン テレフタレート（ＰＢＴ）、例えばガラス繊維あるいはカーボンが３０％充填されたものがセンサユニット１１の製造に用いられる。この材料は水分の吸収に対して高安定を示すとともに、鋼材に対して良好な密着性を示し、周方向においてでも、溝１０内でのセンサユニット１１の取付け効果を向上する。

雌型プラグがコネクタ１２に挿入されるとき、重大なリスクなく、大きな軸方向力を加えることが可能で、かかる力はコネクタを支持しているセンサユニット１１のラジアル部分１１ａによって反力を受ける。雌型プラグが引き抜かれるとき、半田接続部はセンサユニットのラジアル部分で支えられているプリント回路基板に軸方向力を伝える。したがって、プリント回路基板は、軸方向で完全に所定位置に留まり、一つのセンサあるいは複数のセンサとエンコーダリングとの間の空間が変動し、この変動が測定の信頼性を損なうとうリスクは非常に小さい。さらには、センサ要素は、センサユニットによって、そして内輪と共に形成される狭い空隙によって好適に保護される。

本発明は、溝と協働して摩擦力を生ずる少なくとも一つの手段によって、センサユニットを芯出ししそして外輪に対して該外輪のラジアル端面に何の障害物を残さないようにして軸方向に位置づけて、ころがり軸受が取り付けられるハウジングの肩部に対して全面的に当接できる計測機能付きころがり軸受を提供する。

計測機能付きころがり軸受の図３におけるＩ−Ｉ線での軸方向断面図である。 図１のころがり軸受の斜視図である。 図１のころがり軸受の検出組立体の正面図である。 図１のころがり軸受の検出組立体のセンサユニットを示す斜視図である。 図１の軸方向断面図の詳細図である。

Claims (10)

1. 回転輪（５）と、非回転輪（４）と、センサユニット（１１）を備えた検出組立体（３）とを有し、該センサユニットは外側環状部分（１１ｂ）と該外側環状部分（１１ｂ）で非回転輪上に位置しているセンサユニット（１１）を軸方向に保持する保持手段とを有している計測機能付きころがり軸受装置において、外側環状部分（１１ｂ）の外径が非回転輪のラジアル端面（４ｂ）の内径よりも小さいことを特徴とする計測機能付きころがり軸受装置。
2. 軸方向での保持手段は、周方向に連続するラジアルリブ（１１ｄ）を有し、該リブ（１１ｄ）が非回転輪（４）に形成された溝（１０）に接触していることとする請求項１に記載の計測機能付きころがり軸受装置。
3. リブ（１１ｄ）は、溝入口面取り部（４ｄ）より小さいあるいはこれと等しい角度で面取りされていることとする請求項２に記載の計測機能付きころがり軸受装置。
4. 外側環状部分（１１ｂ）は、溝（１０）と少なくとも一部で摩擦接触するラジアル面（１１ｆ）と、溝（１０）と少なくとも一部で摩擦接触する保持面（１１ｇ）とを有し、上記保持面（１１ｇ）とラジアル面（１１ｆ）がセンサユニットを非回転輪に対して位置付けして保持する手段を形成していることとする請求項２又は請求項３に記載の計測機能付きころがり軸受装置。
5. センサユニット（１１）は、回転輪（５）のラジアル端面（５ｂ）とで狭い空隙を形成する内側環状部分（１１ｃ）と、該内側環状部分（１１ｃ）と外側環状部分（１１ｂ）との間に位置するラジアル部分（１１ａ）とを有し、上記リブ（１１ｄ）、上記ラジアル部分（１１ａ）そして上記内側及び外側環状部分（１１ｃ，１１ｂ）がセンサ要素（１４）のためのシールされた環状空間を形成していることとする請求項２ないし請求項４のつちの一つに記載の計測機能付きころがり軸受装置。
6. 非回転輪（４）は、リブ（１１ｄ）と協働する溝（１０）と同形状の追加的溝（９）を有し、該溝（９）にシール板（８）が取り付けられていることとする請求項２ないし請求項５のうちの一つに記載の計測機能付きころがり軸受装置。
7. センサユニット（１１）は、コネクタ（１２）と、該コネクタ（１２）が内部に組み込まれる少なくとも一つの位置決め要素（１５）とを有し、該位置決め要素（１５）は、センサユニットのラジアル部分（１１ａ）に対して、非回転輪（４）そして回転輪（５）から離れる方向に軸線方向に延びていることとする請求項１ないし請求項６のうちの一つに記載の計測機能付きころがり軸受装置。
8. 位置決め要素（１５）は、非回転輪のラジアル端面（４ｂ）の内径よりも小さい外径を有していることとする請求項７に記載の計測機能付きころがり軸受装置。
9. センサユニット（１１）はプリント回路基板（１３）を有し、該センサユニットのラジアル部分（１１ａ）がコネクタ（１２）とプリント回路基板（１３）との間に位置する隔壁を形成していることとする請求項７又は請求項８に記載の計測機能付きころがり軸受装置。
10. センサユニット（１１）は、ポリブチレン テレフタレートで作られていて、好ましくは鉱物性繊維が充填されていることとする請求項１ないし請求項９のうちの一つに記載の計測機能付きころがり軸受装置。

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