JP2013007672A - センサ付き転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】深溝玉軸受10は、回転輪である内輪1の回転状態を測定するセンサ20を備えている。センサ20は、内輪1と一体に回転可能に内輪1に取り付けられた環状磁石であるエンコーダ22と、エンコーダ22とセンサギャップを空けて対向するように固定輪である外輪2に取り付けられた磁気検出素子24と、環状磁石であるエンコーダ22から生じる磁場のうちノイズ磁場であるラジアル方向磁場を磁気検出素子24から遮断する磁気シールド28と、を備えている。磁気シールド28は、磁気検出素子24の周方向両側に隙間を空けて対向するように設けられている。
【選択図】図3
Description
例えば特許文献1には、磁気経路を形成する磁性リングを備えたセンサ付き転がり軸受が開示されている。モータ等から発生する漏洩磁場は、最も磁気抵抗の小さい磁性リングを流れることになるため、この漏洩磁場が磁気センサに与える悪影響が抑制される。
例えば、回転輪に取り付けられた環状磁石と、固定輪(非回転輪)に取り付けられた磁気検出素子とをセンサギャップを空けて対向させて磁気センサを構成したセンサ付き転がり軸受においては、環状磁石のS極とN極との境界部分又はその近傍に磁気検出素子が位置している際には、磁気検出素子がノイズ磁場を検出してしまうおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、内部でノイズ磁場が発生する場合でも、ノイズ磁場の悪影響を受けにくく、回転輪の回転状態を高精度で測定することが可能なセンサ付き転がり軸受装置を提供することを課題とする。
条件B:前記被検出部は環状磁石である。
条件C:前記検出部は、磁気検出素子、又は、磁気検出素子及び該磁気検出素子からの出力信号を増幅する増幅器を備える磁気検出器である。
条件D:前記環状磁石から生じる磁場のうち、前記環状磁石の周方向に沿う方向の磁場以外の磁場を前記検出部から遮断する磁気シールドを、前記検出部の周方向両側の少なくとも一方に対向するように設けた。
また、磁気シールドは軟磁性体で構成することが好ましい。軟磁性体としてはパーマロイ、電磁軟鉄、又はケイ素鋼が好ましい。
さらに、前記検出部と前記被検出部とをセンサギャップを空けてアキシアル対向させてもよいし、ラジアル対向させてもよい。
さらに、前記環状磁石は、周方向にS極とN極の2極に着磁した2極着磁としてもよいし、周方向にS極とN極を交互に4極以上着磁した多極着磁としてもよい。
ここで、磁気検出素子24とエンコーダ22について、さらに説明する。本実施形態においては、センサ20は2個の磁気検出素子24を備えている。そして、図3に示すように、2個の磁気検出素子24は、エンコーダ22の周方向に間隔を空けて並べて隣接されている。
すなわち、深溝玉軸受10において、内輪1が回転すると、これとともに磁石ホルダ30及びエンコーダ22も回転し、磁気検出素子24に対する磁極(N極及びS極) の位置が交互に連続して変化する。このとき、磁気検出素子24を通過する磁束(より具体的には、磁束の磁束密度や磁束の向き) が連続的に変化し、かかる変化を磁気検出素子24により検出することで、エンコーダ22の位置や角度などの情報を得ることができる。
また、磁気検出素子24の周方向片側に磁気シールド28を設ければ、ノイズ磁場を磁気検出素子24から遮断することが可能であるが、磁気検出素子24の周方向両側に磁気シールド28を設ける方が、すなわち、磁気検出素子24を周方向両側から磁気シールド28で挟んだ方が、ノイズ磁場であるラジアル方向磁場を磁気検出素子24から遮断する効果が高い。
さらに、磁気検出素子24は、パルス信号を出力するタイプのものでもよいし、アナログ信号を出力するタイプのものでもよい。パルス信号を出力するタイプの場合は、エンコーダとして適用することができる。また、アナログ信号を出力するタイプの場合は、回転輪の回転角度を測定することができる。
2 外輪
3 転動体
10 深溝玉軸受
20 センサ
22 エンコーダ
24 磁気検出素子
26 センサカバー
28 磁気シールド
32 磁石ホルダ
Claims (14)
- 回転可能な回転輪と、前記回転輪を回転可能に支持する固定輪と、前記回転輪が有する軌道面と前記固定輪が有する軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記回転輪の回転状態を測定するセンサと、を備え、以下の4つの条件を満足することを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
条件A:前記センサは、前記回転輪と一体に回転可能に前記回転輪に取り付けられた被検出部と、前記被検出部とセンサギャップを空けて対向するように前記固定輪に取り付けられた検出部と、を有し、前記回転輪の回転に伴う前記被検出部の回転状態を前記検出部によって測定するようになっている。
条件B:前記被検出部は環状磁石である。
条件C:前記検出部は、磁気検出素子、又は、磁気検出素子及び該磁気検出素子からの出力信号を増幅する増幅器を備える磁気検出器である。
条件D:前記環状磁石から生じる磁場のうち、前記環状磁石の周方向に沿う方向の磁場以外の磁場を前記検出部から遮断する磁気シールドを、前記検出部の周方向両側の少なくとも一方に対向するように設けた。 - 複数個の前記検出部を周方向間隔を空けて前記固定輪に配したことを特徴とする請求項1に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 2個の前記検出部を周方向に並べて隣接させ、これら2個の前記検出部の間に前記磁気シールドを設けたことを特徴とする請求項2に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 2個の前記検出部を電気角90°又は180°の位相差を設けて前記固定輪に配したことを特徴とする請求項2に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記磁気シールドを軟磁性体で構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記軟磁性体がパーマロイ、電磁軟鉄、又はケイ素鋼であることを特徴とする請求項5に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記磁気検出素子が磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記磁気検出素子がホール素子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記磁気検出素子は、前記回転状態を示すパルス信号を出力することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記磁気検出素子は、前記回転状態を示すアナログ信号を出力することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記検出部と前記被検出部とをセンサギャップを空けてアキシアル対向させたことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記検出部と前記被検出部とをセンサギャップを空けてラジアル対向させたことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記環状磁石は、周方向にS極とN極の2極に着磁した2極着磁であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記環状磁石は、周方向にS極とN極を交互に4極以上着磁した多極着磁であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
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- 2011-06-24 JP JP2011140965A patent/JP5857470B2/ja active Active
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