JP2010101486A - センサー付転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】センサーを挟持してシールド溝タイプの転がり軸受の外輪及び内輪のシール溝のそれぞれに円筒形状の第一及び第二の円筒部材の一端部をシール溝に挟み込ことにより、センサーの軸方向の抜け止め及び転がり軸受とセンサー取付部材との供回りを防止する。
【解決手段】外輪１１の内周面、内輪１２の外周面の軸方向両端には、円環状の取付溝１４、１５が形成されている。センサー部材１６は、一端が外輪１１の取付溝１４に固着された側面を有する円筒状の第一のセンサーリング１７と、一端が内輪１２の取付溝１５に固着されると共に前記センサー保持部１７の内側に設けられた第二のセンサーリング１８と、前記センサーリング１７及び１８間に装着された円筒形状のセンサー部１９と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気モータ、自動車等に設けられる種々の回転部品に使用されるセンサー付転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受に回転センサー等を取り付けて回転速度等の情報を取得することができるセンサー付ころがり軸受は、センサー部を転がり軸受に取り付けるための挿嵌部の先端部分を鋭角に折り返すことで突起部を形成し、該突起部には先端側に向かって縮径した形状に形成されたテーパー部と取付溝に引っ掛かる抜け止め部とを備え、センサー部を転がり軸受に取り付ける際にも突起部がつぶれることなく取付溝に係合することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４０８３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているセンサー付転がり軸受はセンサー部を取り付けるセンサー取付部材を取付溝に引っ掛けるだけなので、転がり軸受は回転した際、該転がり軸受とセンサー取付部材とが供回りするおそれがあり、正確に回転速度が計測できないことがある。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、転がり軸受のシールド溝タイプ（ＺＺ）のシール溝を利用してセンサーを取り付けたセンサー付転がり軸受を提供するもので、センサーを挟持してシールド溝タイプの転がり軸受の外輪及び内輪のシール溝のそれぞれに円筒形状の第一及び第二のセンサー保持部の一端部をシール溝に挟み込ことにより、センサーの軸方向の抜け止め及び転がり軸受とセンサー取付部材との供回りを防止したセンサー付転がり軸受を提供することを目的とする。

さらに、本発明は樹脂製の回転センサー用の第一及び第二のセンサー保持部を軸受に組み込んだ際に軸受の外輪外径及び内輪内径に膨張を生じて軸受の寸法規格外れを発生することを防止するセンサー付転がり軸受を提供することを目的する。

さらに、本発明は樹脂製の回転センサー用の第一及び第二のセンサー保持部を高温で使用した際に軸受の内輪と第二のセンサー保持部との線膨張係数の違いにより内輪と第二のセンサー保持部間に発生する回転を防止するセンサー付転がり軸受を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、
転動体と、
前記転動体は転動する軌道面を有すると共に該軌道面側の周面に取付溝が形成されている外輪及び内輪と、
前記外輪の軌道面側の周面に挿嵌される挿嵌部を有すると共に前記取付溝に係合する突起部が該挿嵌部に形成されている円筒形状の第一のセンサー保持部と、
前記内輪の軌道面側の周面に挿嵌される挿嵌部を有すると共に前記取付溝に係合する突起部が該挿嵌部に形成されている円筒形状の第二のセンサー保持部と、
前記第一のセンサー保持部の内周面に固着されたステータと、
前記ステータに対向して第二のセンサー保持部の外周面に固着されたローターと、
前記第一及び前記第二のセンサー保持部の突起部に円周方向に対向して少なくとも２箇所に設けられた切割と、
を備え、
前記第一及び第二のセンサー保持部をそれぞれ前記外輪、前記内輪に嵌め込む際に前記切割により前記突起部を縮径して前記取付溝に挿嵌し、該突起部を軸心方向にかしめることを特徴とする。
この場合、前記突起部及び前挿嵌部には前記取付溝、前記軌道周面に嵌め込む際の圧入代が形成されたことを特徴とする。
本発明によれば、外輪及び内輪の取付溝に第一及び第二のセンサー保持部の突起部を嵌め込み方向（軸方向）に圧入代を設けることにより、第一及び第二のセンサー保持部の軸方向の抜け止め及び外輪軌道及び内輪軌道と第一及び第二のセンサー保持部との供回りを防止できる。

本発明は、第一及び第二のセンサー保持部の軸方向の抜け止め及び外輪及び内輪と第一及び第二のセンサー保持部との供回りを防止できるので、確実に回転数を計測することができる。

以下、本発明のセンサー付転がり軸受につき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受１０の概略構造断面図を示す。
図１のセンサー付転がり軸受１０は、外輪１１及び内輪１２と、前記外輪１１及び内輪１２との間で周方向に所定間隔を保って複数配置された転動体として玉１３と、を備える。
外輪１１の内周面、内輪１２の外周面の軸方向両端には、円環状の取付溝１４、１５が形成されている。

図２に示すように、取付溝１４、１５は玉１３を嵌挿する外輪１１、内輪１２の両側面の環状開口部をシールするためのシール部材（図示しない）を固定するための溝であり、一側にはセンサー部材１６が取り付けられている。
図１に示すようにセンサー部材１６は、一端が外輪１１の取付溝１４に固着された側面を有する樹脂製の円筒状の第一のセンサーリング（第一のセンサーリング１７）と、一端が内輪１２の取付溝１５に固着されると共に前記第センサー保持部１７の内側に設けられた樹脂製の円筒状の第二のセンサーリング（第二のセンサー保持部）１８と、前記センサーリング１７及び１８間に装着された円筒形状のセンサー部１９と、を備える。

第一のセンサーリング１７には外輪１１の取付溝１４に嵌め込みられる取付部２０が外周面端部に形成されている。取付部２０は取付溝１４に嵌め込まれる外周面端部に形成された突起部２１と、外輪１１の内周面端部２２に係合する挿嵌部２３と、を備える。
図３及び図４に示すように、前記突起部２１には円周方向に均等に複数箇所、例えば４箇所に切割２５が削成されている。切割２５は４箇所を設けたが少なくとも２箇所均等に
設ければよい。また、取付溝１４に嵌め込まれる突起部２１及び内周面端部２２に係合する挿嵌部２３には、圧入代３４及び３５が設けられている。

これにより、突起部２１を取付溝１４に嵌め込み、挿嵌部２３を内周面端部２２に挿入すると、切割２５により第一のセンサーリング１７の取付部２０が縮径して外輪１１の取付溝１４に軸方向に嵌め込まれ、外輪１１の内周面端部２２を挿嵌部２３に径方向に押圧されることにより第一のセンサーリング１７は外輪１１の側壁面に密着して該第一のセンサーリング１７の軸方向の抜け止めを防止し、外輪１１の内周面端部２２を挿嵌部２３に径方向に押圧されることにより第一のセンサーリング１７と供回りするのを防止している。
なお、第一のセンサーリング１７の取付部２０は径方向に側壁部２４を形成し、玉１３間に充填した潤滑剤、例えばグリース（図示しない）の漏れを防止している。

一方、第二のセンサーリング１８には内輪１２の取付溝１５に嵌め込みられる取付部２６が内周面端部に形成されている。取付部２６は取付溝１５に嵌め込まれる突起部２７と、内輪１２の内周面端部２８に係合する挿嵌部２９と、を備える。
図４及び図５に示すように、前記突起部２７には円周方向に均等に複数個、例えば４個の切割３１が削成されている。切割３１は４箇所を設けたが少なくとも２箇所均等に設ければよい。また、取付溝１５に嵌め込まれる突起部２７及び内周面端部２８に係合する挿嵌部２９には、圧入代３６及び３７が設けられている。

よって、突起部２７を取付溝１５に嵌め込み、挿嵌部２９に内周面端部２８を挿入すると、切割３１により第二のセンサーリング１８の取付部２６が内輪１２の取付溝１５に軸方向に嵌め込まれて第二のセンサーリング１８は内輪１２の側壁面に密着して該第二のセンサーリング１８の軸方向の抜け止めを防止し、内輪１２の内周面端部２８を挿嵌部２９に径方向に押圧されることにより第二のセンサーリング１８と供回りするのを防止している。

センサー部１９は第一及び第二のセンサーリング１７の内周面及び１８の外周面に装着されている。すなわち、センサー部１９は第一のセンサーリング１７の内周面に軸方向に指向して接着剤により固着されたステータ３２と、前記ステータ３２に対向して第二のセンサーリング１８の外周面に接着剤により固着されたローター３３と、を備え、ステータ３２の内周面にローター３３の外周面が僅かな隙間をもって遊嵌状態に保持されている。

次に外輪１１及び内輪１２のそれぞれに第一及び第二のセンサーリング１７、１８を組み付け、固定する手順について説明する。
先ず、外輪１１に第一のセンサーリング１７を固定する場合には、該センサーリング１７の外周面の突起部２１を工具（図示しない）にて把持し、突起部２１に形成された切割２５を閉じて該突起部２１を縮径して取付溝１４に嵌め込むと共に、挿嵌部２４を内周面端部２２に係合する。
次いで、外輪１１の一端及び第一のセンサーリング１７を挿嵌した他端を工具（図示しない）により軸心方向にかしめると、突起部２１及び挿嵌部２３は圧入代３４及び３５により取付溝１４及び内周面端部２２に挟み込む状態で保持される。
この状態で、第一のセンサーリング１７の内周面の略中央に軸心方向に指向して円筒形状のステータ３２を接着剤により固着する。

内輪１２に第二のセンサーリング１８を固定する場合には、先ず第二のセンサーリング１８の外周面に円筒形状のステータ３２に対応した位置にローター３３を接着剤により固着する。
次いで、第二のセンサーリング１８の内周面端部２８の突起部２７を工具（図示しない）にて把持し、突起部２７に形成された切割３１を開き、該突起部２７を拡径して取付溝１５に嵌め込むと共に、挿嵌部２９を内周面端部２８に係合する。
次いで、内輪１２の一端及び第二のセンサーリング１８を挿嵌した他端を工具（図示しない）により軸方向にかしめると、突起部２７及び挿嵌部２９は圧入代３６及び３７により取付溝１５及び内周面端部２８に挟み込む状態で保持される。

図７はセンサー付転がり軸受を主軸装置４０に装着した概略構造図である。図７に示すように、主軸台４１にはその両端部に装着された軸受４２，４３により駆動軸４４が回転自在に支持され、該軸受４２，４３はスペーサ４５〜４７、軸受ナット４８、４９に駆動軸４４を軸支している。この場合、軸受４３はセンサー付転がり軸受１０の機能を有している。参照符号５０は駆動源、例えば電動機に締結されたカップリングを示し、電動機により駆動軸４４が回転すると、第一のセンサーリング１７に取り付けられたステータ３２と軸受４３と協動する第二のセンサーリング１８に取り付けられたローター３３とにより駆動軸４４の回転数が計測される。

図８は第二の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受６０の概略構造の断面図を示す。
図８中、図２に示す構成要素と同一の構成要素については同一符号を示して詳細な説明を省略する。以下、同様とする。
センサー付転がり軸受６０において、軸受の外輪１１の外径及び内輪１２の内径の寸法公差は、一般的に例えばラジアル玉軸受６２０４では、１０μの範囲に管理されており、該軸受を樹脂製の第一及び第二のセンサーリング６１，６２を軸受に組み込んだ際に外輪１１の外径及び内輪１２の内径に膨張を生じて軸受の寸法規格外れを発生するおそれがある。
さらに、樹脂製の第一及び第二のセンサーリング６１，６２を高温、例えば７０℃以上で使用した際に軸受の内輪１２と第二のセンサーリング６２との線膨張係数の違いにより内輪１２と第二のセンサーリング６２間にすべりが発生する。

ここで、内輪１２と第二のセンサーリング６２間にすべりが発生してこれらの間に回転が発生することを課題にしたのは、第一のセンサーリング６１が外輪１１の内径側で嵌合しているに対して第二のセンサーリング６２が内輪１２の外径側に嵌合している。このため、第一センサーリング６１は外輪１１に対して外径方向にしめしろが発生するので第一センサーリング６１と外輪１１との間にスベリが発生しないが、第二のセンサーリング６２と内輪１２との間にスキマが生じて，内輪１２と第二のセンサーリング６２との間にすべりが発生するからである。

よって、図８に示すセンサー付転がり軸受６０の特徴は、樹脂製の第一及び第二のセンサーリング６１，６２を軸受に組み込んだ際に軸受の外輪１１の外径及び内輪１２の内径に膨張を生じて軸受の寸法規格外れを発生するのを防止すると共に、樹脂製の第一及び第二のセンサーリング６１，６２を高温、例えば７０℃以上で使用した際に軸受の内輪１２と第二のセンサーリング６２との線膨張係数の違いにより内輪１２と第二のセンサーリング６２間に回転が発生するのを防止することにある。

このため、図８に示すセンサー付転がり軸受６０では内輪１２に嵌め込む第二のセンサーリング６２の一部、例えば切割３１の外周面にリングスプリング６３を嵌め込む。
これによって、高温時に線膨脹係数の違いにより径方向への伸びようとする樹脂製の第二のセンサーリング６２を鉄製のリングスプリング６２または板ばね７１により押し込む

図９は第三の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受７０の概略構造の断面図を示す。
このセンサー付転がり軸受７０の特徴はリングスプリング６２に換わって板ばね７１を用いてことである。これによって、高温時に線膨脹係数の違いにより径方向への伸びようとする樹脂製の第二のセンサーリング６２を鉄製の板ばね７１により押し込むことにより内輪１２と第二のセンサーリング６２が回転することを防止している。

図１０は第四の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受８０の概略構造の断面図を示す。
図１０に示すセンサー付転がり軸受８０では、内輪１２の取付溝１５の傾斜角を該傾斜角に対向する第二のセンサーリング８２の切割３１の先端部の傾斜角より大きくすることにより、高温時に軸心方向へも第二のセンサーリング８２が伸びることを利用し内輪１２の取付溝１５の傾斜角のＡ部を第二のセンサーリング８２の切割の先端部Ｂに接触させて内輪１２と第二のセンサーリング８２が回転することを防止する。

以上説明したように、本発明は外輪及び内輪に形成されたシール部材を嵌入する取付溝にセンサー部材を固着したセンサーリングを嵌入後、かしめるにことにより、外輪及び内輪とセンサーリングと供回り、センサーリングの抜け止めを防止することができる。

本発明の第一の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受の概略構造を示す縦断面図である。 図１の外輪、内輪及びセンサーリングとの係合状態を示す拡大詳細図である。 図１の第一のセンサーリングの正面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 図１の第二のセンサーリングの正面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。 センサー付転がり軸受を主軸装置に装着した概略構造図である。 本発明の第二の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受の概略構造を示す縦断面図である。 本発明の第三の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受の概略構造を示す縦断面図である。 本発明の第四の実施の形態に係るセンサー付転がり軸受の概略構造を示す縦断面図である。

１０、６０，７０、８０ センサー付転がり軸受
１１ 外輪 １２ 内輪
１３ 玉 １４、１５ 取付溝
１６ センサー部材 １７、１８、６２、７２，８２ センサーリング
１９ センサー部 ２０、２６ 取付部
２１、２７ 突起部 ２２、２８ 内周面端部
２３，２９ 挿嵌部 ２４、３０ 側壁部
２５、３１ 切割 ３２ ステータ
３３ ローター ３４〜３７ 圧入代
４０ 主軸装置 ４２、４３ 軸受
４４ 駆動軸

Claims (2)

1. 転動体と、
   前記転動体は転動する軌道面を有すると共に該軌道面側の周面に取付溝が形成されている外輪及び内輪と、
   前記外輪の軌道面側の周面に挿嵌される挿嵌部を有すると共に前記取付溝に係合する突起部が該挿嵌部に形成されている円筒形状の第一のセンサー保持部と、
   前記内輪の軌道面側の周面に挿嵌される挿嵌部を有すると共に前記取付溝に係合する突起部が該挿嵌部に形成されている円筒形状の第二のセンサー保持部と、
   前記第一のセンサー保持部の内周面に固着されたステータと、
   前記ステータに対向して第二のセンサー保持部の外周面に固着されたローターと、
   前記第一及び前記第二のセンサー保持部の突起部に円周方向に対向して少なくとも２箇所に設けられた切割と、
   を備え、
   前記第一及び第二のセンサー保持部をそれぞれ前記外輪、前記内輪に嵌め込む際に前記切割により前記突起部を縮径して前記取付溝に挿嵌し、該突起部を軸心方向にかしめることを特徴とするセンサー付転がり軸受。
2. 請求項１記載のセンサー付転がり軸受において
   前記突起部及び前挿嵌部には前記取付溝、前記軌道周面に嵌め込む際の圧入代が形成されたことを特徴とするセンサー付転がり軸受。
   
   
   
   

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