JP2017101783A - Bearing with rotation detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing with a rotation detection device which exactly positions a magnetic sensor capable of detecting a high resolution or an absolute angle even if using a printed board having flexibility to a sensor housing, and can facilitate work for fixing the printed board to the sensor housing.SOLUTION: This bearing with a rotation detection sensor comprises a magnetic encoder 7 fixed to an inner ring 3, a sensor housing 9 fixed to an outer ring 2, and a flexible printed board 12. A reinforcing plate 16 is arranged at a rear surface 12b at a side opposite to a magnetic sensor mounting face of the printed board 12. A reference face 17 for pressing a surface 16a of the reinforcing plate is formed at the sensor housing 9. Positioning means for positioning a magnetic sensor 13 to an axial direction or a peripheral direction is arranged at the sensor housing 9. The printed board 12 or the reinforcing plate 16 is fixed to the sensor housing 9 in a state that the reinforcing plate 16 is pressed against the reference face 17.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、軸受に回転検出装置を装備した回転検出装置付き軸受に関し、特に、センサ素子を実装したフレキシブルなプリント基板を固定する際に適用される技術に関する。   The present invention relates to a bearing with a rotation detection device equipped with a rotation detection device on the bearing, and more particularly to a technique applied when fixing a flexible printed board on which a sensor element is mounted.

従来、回転センサ付き転がり軸受は、例えば、電気回路基板としてフレキシブルなプラスチック基板を用いることで、基板を湾曲させてセンサハウジングの周壁等の限られたスペースに装着でき、その軸方向長さを短縮することが可能となる(特許文献1)。
他の回転センサ付き転がり軸受は、電気回路基板をプラスチックフィルムで形成し、そのフィルムの厚さに対する軸受外輪の外径半径の比率を一定の範囲(50から200)に設定することにより、前記電気回路基板の断線等を防止している(特許文献2)。
Conventionally, a rolling bearing with a rotation sensor can be mounted in a limited space such as a peripheral wall of a sensor housing by bending the substrate by using a flexible plastic substrate as an electric circuit substrate, for example, and shortening its axial length (Patent Document 1).
In another rolling bearing with a rotation sensor, the electric circuit board is formed of a plastic film, and the ratio of the outer diameter radius of the bearing outer ring to the thickness of the film is set within a certain range (50 to 200). Circuit board disconnection and the like are prevented (Patent Document 2).

特開2002−296289号公報JP 2002-296289 A 特開2004−125455号公報JP 2004-125455 A

特許文献1,2に開示されている回転センサ付き軸受は、電気回路基板(プリント基板)としてフレキシブル性を有する基板を用いることで、センサハウジングの軸方向の長さを短縮することが可能とされる。フレキシブル性のある基板には検出素子(センサ素子)や電子部品が実装され、センサハウジングに設けた円弧状の溝に基板が嵌め込まれる。その後、通常、樹脂モールド材が溝内に流し込まれて、センサハウジング内に電気回路基板を固定する。   The bearings with rotation sensors disclosed in Patent Documents 1 and 2 can reduce the axial length of the sensor housing by using a flexible substrate as an electric circuit substrate (printed substrate). The A detection element (sensor element) and an electronic component are mounted on a flexible substrate, and the substrate is fitted into an arc-shaped groove provided in the sensor housing. Thereafter, a resin molding material is usually poured into the groove to fix the electric circuit board in the sensor housing.

しかしながら、フレキシブル性のある基板は薄くて柔軟性があるため、検出素子部で湾曲による応力が発生し、半田クラックが発生することも想定される。また、センサハウジングに設けた溝に、フレキシブル性を有する基板を挿入後、磁気センサ(検出素子)と磁気エンコーダとの隙間を調整しようとしても、センサの位置合わせが難しい。
特に、磁気センサの内部で磁気信号を処理して着磁極対数よりも多くのパルスを出力可能な高分解能検出、あるいは絶対角検出が可能な磁気センサを用いる場合、磁気センサと磁気エンコーダとの位置合わせ(隙間、偏心)が検出精度に影響するため、重要になる。
However, since the flexible substrate is thin and flexible, it is assumed that stress due to bending occurs in the detection element portion and solder cracks occur. Further, even if an attempt is made to adjust the gap between the magnetic sensor (detecting element) and the magnetic encoder after inserting a flexible substrate into the groove provided in the sensor housing, it is difficult to align the sensor.
In particular, when using a magnetic sensor capable of high-resolution detection or absolute angle detection that can process magnetic signals inside the magnetic sensor and output more pulses than the number of pole pairs, the position of the magnetic sensor and the magnetic encoder Matching (gap, eccentricity) is important because it affects detection accuracy.

また、検出素子や電子部品を実装したフレキシブル基板の厚みに合わせて形成した溝は、検出素子のがたつきを抑えるいわゆる「ガタ詰め」を考慮すると狭く設計される。このため、樹脂モールド材を溝内に流し込むには、ノズル径の小さな充填針を用いる必要があり、溝底までしっかり充填されない場合も想定される。   In addition, the groove formed in accordance with the thickness of the flexible substrate on which the detection element and the electronic component are mounted is designed to be narrow in consideration of so-called “backlash” that suppresses rattling of the detection element. For this reason, in order to pour the resin mold material into the groove, it is necessary to use a filling needle with a small nozzle diameter, and it is also assumed that the groove bottom may not be filled firmly.

この発明の目的は、フレキシブル性を有するプリント基板を用いても、高分解能検出または絶対角検出が可能な磁気センサをセンサハウジングに対して正確に位置決めすると共に、センサハウジングにプリント基板を固定する作業を容易化することが可能な回転検出装置付き軸受を提供することである。   An object of the present invention is to accurately position a magnetic sensor capable of high-resolution detection or absolute angle detection with respect to a sensor housing even when using a flexible printed circuit board, and to fix the printed circuit board to the sensor housing. It is an object of the present invention to provide a bearing with a rotation detection device that can facilitate the above.

この発明の回転検出装置付き軸受は、軸受の回転輪に固定された磁気エンコーダと、前記軸受の固定輪に固定されたセンサハウジングと、このセンサハウジングに設けられるフレキシブルなプリント基板とを備え、
前記磁気エンコーダはN極、S極が交互に着磁された磁気トラックを有し、この磁気トラックに隙間を空けて対峙する磁気センサが前記プリント基板に実装された回転検出装置付き軸受であって、
前記プリント基板における、前記磁気センサが実装される実装面とは反対側の裏面に、補強板が設けられ、
前記センサハウジングに前記補強板の表面を押し当てる基準面が形成され、
前記センサハウジングには、前記磁気センサを前記センサハウジングに対し軸方向および周方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、
前記補強板が基準面に押し当てられた状態で、前記プリント基板もしくは前記補強板は前記センサハウジングに固定されることを特徴とする。
A bearing with a rotation detector of the present invention includes a magnetic encoder fixed to a rotating ring of the bearing, a sensor housing fixed to the fixed ring of the bearing, and a flexible printed board provided in the sensor housing,
The magnetic encoder has a magnetic sensor having a magnetic track in which N poles and S poles are alternately magnetized, and a magnetic sensor facing the magnetic track with a gap is mounted on the printed circuit board. ,
A reinforcing plate is provided on the back surface of the printed circuit board opposite to the mounting surface on which the magnetic sensor is mounted,
A reference surface that presses the surface of the reinforcing plate against the sensor housing is formed,
The sensor housing is provided with positioning means for positioning the magnetic sensor in the axial direction and the circumferential direction with respect to the sensor housing,
The printed circuit board or the reinforcing plate is fixed to the sensor housing in a state where the reinforcing plate is pressed against a reference surface.

この構成によると、プリント基板における、磁気センサが実装される実装面とは反対側の裏面に、補強板が設けられるため、プリント基板が湾曲しても磁気センサの半田接続部に応力が発生せず、半田クラックの発生を回避することができる。またセンサハウジングの基準面に補強板の表面を押し当てるだけで、磁気トラックと磁気センサとの隙間が定められた大きさだけ確保される。このため、前記隙間を調整するのが容易になる。   According to this configuration, since the reinforcing plate is provided on the back surface of the printed circuit board opposite to the mounting surface on which the magnetic sensor is mounted, even if the printed circuit board is bent, stress is generated in the solder connection portion of the magnetic sensor. Therefore, the occurrence of solder cracks can be avoided. Further, only by pressing the surface of the reinforcing plate against the reference surface of the sensor housing, the gap between the magnetic track and the magnetic sensor is secured by a predetermined size. For this reason, it becomes easy to adjust the gap.

位置決め手段は、磁気センサをセンサハウジングに対し軸方向および周方向に位置決めする。このため、補強板をプリント基板に接着する際の位置調整は不要となり、工程を簡略化できる。位置決め手段により磁気センサの位置決め精度が向上するため、高分解能検出または絶対角検出が可能な磁気センサを用いる場合でも、精度良く出力される。
またセンサハウジングにプリント基板を固定すべく樹脂モールド材を充填する際、センサハウジングに設けた溝の幅は、補強板を挿入する箇所で広くなるので、充填作業が容易になる。
The positioning means positions the magnetic sensor relative to the sensor housing in the axial direction and the circumferential direction. For this reason, position adjustment at the time of adhering a reinforcement board to a printed circuit board becomes unnecessary, and a process can be simplified. Since positioning accuracy of the magnetic sensor is improved by the positioning means, even when a magnetic sensor capable of high resolution detection or absolute angle detection is used, it is output with high accuracy.
Further, when the resin mold material is filled in order to fix the printed circuit board to the sensor housing, the width of the groove provided in the sensor housing becomes wide at the portion where the reinforcing plate is inserted, so that the filling operation is facilitated.

前記補強板の表面と前記センサハウジングの前記基準面とは面接触するものとしても良い。この場合、センサハウジング基準面に対し磁気センサが不所望に傾くことを防止し、磁気エンコーダと磁気センサとの平行が保たれる。   The surface of the reinforcing plate and the reference surface of the sensor housing may be in surface contact. In this case, the magnetic sensor is prevented from being undesirably tilted with respect to the sensor housing reference plane, and the parallelism between the magnetic encoder and the magnetic sensor is maintained.

前記センサハウジングに前記磁気センサが挿入される開口部が形成され、前記位置決め手段は、前記磁気センサの軸方向一端面が当接する前記開口部における底面を成す軸方向位置決め部と、前記磁気センサの側面が当接する前記開口部における周方向側面を成す周方向位置決め部とを有するものとしても良い。
この場合、センサハウジングの開口部における底面に、磁気センサの軸方向一端面を当接させることで、センサハウジングに対する磁気センサの軸方向の位置決めを容易に行うことができる。センサハウジングの開口部における周方向側面に磁気センサの側面が当接することで、センサハウジングに対する磁気センサの周方向の位置決めを容易に行うことができる。
An opening for inserting the magnetic sensor is formed in the sensor housing, and the positioning means includes an axial positioning portion that forms a bottom surface of the opening that is in contact with one axial end surface of the magnetic sensor; It is good also as what has the circumferential direction positioning part which comprises the circumferential direction side surface in the said opening part which a side surface contacts.
In this case, the axial end of the magnetic sensor relative to the sensor housing can be easily positioned by bringing the axial end of the magnetic sensor into contact with the bottom surface of the opening of the sensor housing. Positioning of the magnetic sensor in the circumferential direction with respect to the sensor housing can be easily performed by contacting the side surface of the magnetic sensor with the circumferential side surface of the opening of the sensor housing.

前記プリント基板の前記実装面および前記裏面のいずれか一方の面に配線引き出し用パターン領域が設けられ、前記プリント基板における、前記配線引き出し用パターン領域とは反対側の面に補強部材が設けられても良い。
この場合、フレキシブルなプリント基板の剛性が高くなり配線の半田付け作業が容易になる。またセンサハウジングにプリント基板を固定すべく樹脂モールド材を充填する際、センサハウジングに設けた溝の幅は、補強部材を挿入する箇所でも広くなるので、充填作業が容易になる。
A wiring drawing pattern region is provided on one of the mounting surface and the back surface of the printed circuit board, and a reinforcing member is provided on a surface of the printed circuit board opposite to the wiring drawing pattern region. Also good.
In this case, the rigidity of the flexible printed circuit board is increased, and the wiring soldering operation is facilitated. Further, when the resin mold material is filled in order to fix the printed circuit board to the sensor housing, the width of the groove provided in the sensor housing becomes wide even at the portion where the reinforcing member is inserted, so that the filling operation is facilitated.

前記磁気センサは、電気的な補間を行って、前記N極、S極の極対数よりも多いパルス出力がされる補間手段を有するものとしても良い。位置決め手段により磁気センサの位置決め精度が向上するため、補間手段によりN極、S極の極対数よりも多いパルス出力がされても検出精度の向上を図ることができる。   The magnetic sensor may include interpolation means that performs electrical interpolation and outputs a pulse that is larger than the number of pole pairs of the N pole and the S pole. Since the positioning unit improves the positioning accuracy of the magnetic sensor, the detection accuracy can be improved even if the interpolating unit outputs more pulses than the N pole and S pole pairs.

前記磁気エンコーダは互いに異なる着磁極数に着磁された複数の磁気トラックを有し、前記磁気センサは、これら複数の磁気トラックから検出される磁気信号から、前記回転輪の絶対角を検出する機能を有するものとしても良い。この場合、センサハウジングに対する磁気センサの位置決め精度が絶対角の検出精度に影響するが、位置決め手段により磁気センサの位置決め精度が向上するため、絶対角の検出精度の向上を図ることができる。   The magnetic encoder has a plurality of magnetic tracks magnetized with different numbers of magnetic poles, and the magnetic sensor has a function of detecting an absolute angle of the rotating wheel from magnetic signals detected from the plurality of magnetic tracks. It is good also as what has. In this case, the positioning accuracy of the magnetic sensor with respect to the sensor housing affects the detection accuracy of the absolute angle. However, since the positioning accuracy of the magnetic sensor is improved by the positioning means, the detection accuracy of the absolute angle can be improved.

この発明の回転検出装置付き軸受は、軸受の回転輪に固定された磁気エンコーダと、前記軸受の固定輪に固定されたセンサハウジングと、このセンサハウジングに設けられるフレキシブルなプリント基板とを備え、前記磁気エンコーダはN極、S極が交互に着磁された磁気トラックを有し、この磁気トラックに隙間を空けて対峙する磁気センサが前記プリント基板に実装された回転検出装置付き軸受であって、前記プリント基板における、前記磁気センサが実装される実装面とは反対側の裏面に、補強板が設けられ、前記センサハウジングに前記補強板の表面を押し当てる基準面が形成され、前記センサハウジングには、前記磁気センサを前記センサハウジングに対し軸方向および周方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、前記補強板が基準面に押し当てられた状態で、前記プリント基板もしくは前記補強板は前記センサハウジングに固定される。このため、フレキシブル性を有するプリント基板を用いても、高分解能検出または絶対角検出が可能な磁気センサをセンサハウジングに対して正確に位置決めすると共に、センサハウジングにプリント基板を固定する作業を容易化することが可能となる。   A bearing with a rotation detection device of the present invention includes a magnetic encoder fixed to a rotating ring of the bearing, a sensor housing fixed to the fixed ring of the bearing, and a flexible printed circuit board provided on the sensor housing, The magnetic encoder has a magnetic track having a magnetic track in which N poles and S poles are alternately magnetized, and a magnetic sensor facing the magnetic track with a gap is mounted on the printed circuit board. A reinforcing plate is provided on the back surface of the printed board opposite to the mounting surface on which the magnetic sensor is mounted, and a reference surface for pressing the surface of the reinforcing plate against the sensor housing is formed on the sensor housing. Is provided with positioning means for positioning the magnetic sensor with respect to the sensor housing in an axial direction and a circumferential direction, and the reinforcing plate In a state of being pressed against the reference surface, the printed circuit board or the reinforcing plate is fixed to the sensor housing. For this reason, even when using a flexible printed circuit board, a magnetic sensor capable of high resolution detection or absolute angle detection is accurately positioned with respect to the sensor housing, and the work for fixing the printed circuit board to the sensor housing is facilitated. It becomes possible to do.

この発明の実施形態に係る回転検出装置付き軸受の断面図である。It is sectional drawing of the bearing with a rotation detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 同回転検出装置付き軸受のII-II線断面図である。It is II-II sectional view taken on the line of the bearing with the same rotation detection device. (A)は同回転検出装置付き軸受のプリント基板における部品実装面とは反対側から見た平面図、(B)は同プリント基板の側面図である。(A) is the top view seen from the component mounting surface in the printed circuit board of the bearing with the rotation detection apparatus from the opposite side, (B) is a side view of the printed circuit board. 図1の回転検出装置付き軸受からセンサハウジングのみを抜き出した断面図である。It is sectional drawing which extracted only the sensor housing from the bearing with a rotation detection apparatus of FIG. 図2からセンサハウジングのみを抜き出した断面図である。It is sectional drawing which extracted only the sensor housing from FIG. この発明の他の実施形態に係る回転検出装置付き軸受の断面図である。It is sectional drawing of the bearing with a rotation detection apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 同回転検出装置付き軸受において、絶対角検出を行う信号処理例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the signal processing example which performs absolute angle detection in the bearing with the rotation detection apparatus.

この発明の実施形態に係る回転検出装置付き軸受を図1ないし図5と共に説明する。図1に示すように、この回転検出装置付き軸受は、軸受1と、回転検出装置Ksとを有する。
先ず、軸受1について説明する。
軸受1は、この例では深溝玉軸受から成る転がり軸受が適用される。軸受1は、固定輪である外輪2と、回転輪である内輪3と、これら内外輪3,2間に介在された複数の転動体4と、これら転動体4を保持する保持器5と、シール6とを有する。
A bearing with a rotation detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the bearing with the rotation detection device includes a bearing 1 and a rotation detection device Ks.
First, the bearing 1 will be described.
In this example, the bearing 1 is a rolling bearing made of a deep groove ball bearing. The bearing 1 includes an outer ring 2 that is a fixed ring, an inner ring 3 that is a rotating ring, a plurality of rolling elements 4 interposed between the inner and outer rings 3 and 2, a cage 5 that holds the rolling elements 4, And a seal 6.

シール6は、回転検出装置Ksが設けられる反対側の面に設けられ、内輪3と外輪2との軸受空間を塞ぐ。シール6は、例えば、外輪2に取り付けられてシール先端が内輪3のシール溝に接触する接触シールである。但し、シール6は、内輪3の外径面に接触する形式でも良く、その他接触シールに限定されるものではなく非接触シールであっても良い。   The seal 6 is provided on the opposite surface where the rotation detection device Ks is provided, and closes the bearing space between the inner ring 3 and the outer ring 2. The seal 6 is, for example, a contact seal that is attached to the outer ring 2 and has a seal tip that contacts a seal groove of the inner ring 3. However, the seal 6 may be in contact with the outer diameter surface of the inner ring 3, and is not limited to other contact seals, and may be a non-contact seal.

回転検出装置Ksについて説明する。
図1および図2に示すように、回転検出装置Ksは、磁気エンコーダ7と、センサユニットSuとを有する。軸受1のうち、シール6とは軸方向反対側にこれら磁気エンコーダ7、センサユニットSuが設けられている。磁気エンコーダ7は、環状の芯金7aと、この芯金7aの外周の全周に設けられた磁気トラック7bとを有する。内輪3の外径面における軸方向一端側の部分に、芯金7aの内周面の先端部分が嵌着され固定されている。芯金7aは、例えば、焼結部材または他の金属部材で構成される。磁気トラック7bは、N極、S極が交互に着磁された回転素子であり、略円筒状に形成されている。
The rotation detection device Ks will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation detection device Ks includes a magnetic encoder 7 and a sensor unit Su. In the bearing 1, the magnetic encoder 7 and the sensor unit Su are provided on the side opposite to the seal 6 in the axial direction. The magnetic encoder 7 has an annular cored bar 7a and a magnetic track 7b provided on the entire outer periphery of the cored bar 7a. A tip portion of the inner peripheral surface of the cored bar 7a is fitted and fixed to a portion on one end side in the axial direction on the outer diameter surface of the inner ring 3. The cored bar 7a is made of, for example, a sintered member or another metal member. The magnetic track 7b is a rotating element in which N poles and S poles are alternately magnetized, and is formed in a substantially cylindrical shape.

センサユニットSuは、磁気センサ13を収納したセンサハウジング9を、金属環8に固定したものである。金属環8は、円筒状の金属環本体8aと、フランジ部8bと、嵌合筒部8cとを有する。フランジ部8bは、金属環本体8aの軸方向一端から内径側に延びる。このフランジ部8bの内径縁から嵌合筒部8cが軸方向軸受空間内に延びて段差形状を成している。外輪2の内径面における軸方向一端側の部分に、嵌合筒部8cの外周面が圧入されることで、センサユニットSuが外輪2に固定される。またフランジ部8bの一側面が外輪2の端面に当接することで、軸受1に対するセンサユニットSuの軸方向の位置決めが行われる。   The sensor unit Su is obtained by fixing a sensor housing 9 containing a magnetic sensor 13 to a metal ring 8. The metal ring 8 includes a cylindrical metal ring main body 8a, a flange portion 8b, and a fitting cylinder portion 8c. The flange portion 8b extends from the one end in the axial direction of the metal ring body 8a to the inner diameter side. The fitting tube portion 8c extends from the inner diameter edge of the flange portion 8b into the axial bearing space to form a step shape. The sensor unit Su is fixed to the outer ring 2 by press-fitting the outer peripheral surface of the fitting cylinder portion 8 c into a portion of the inner diameter surface of the outer ring 2 on one end side in the axial direction. Further, the one side surface of the flange portion 8b abuts against the end surface of the outer ring 2, whereby the sensor unit Su is positioned relative to the bearing 1 in the axial direction.

センサハウジング9は、例えば、樹脂製で環状に形成されている。金属環本体8aの内周面にセンサハウジング9が取り付けられ、金属環8とセンサハウジング9とが同芯状に設けられる。センサハウジング9には、有底円弧状の溝10と、この溝10に連通する凹状の開口部11が設けられている。センサハウジング9における溝10内に、フレキシブルなプリント基板12が湾曲して装着される。   The sensor housing 9 is made of, for example, an annular shape made of resin. A sensor housing 9 is attached to the inner peripheral surface of the metal ring body 8a, and the metal ring 8 and the sensor housing 9 are provided concentrically. The sensor housing 9 is provided with a bottomed arc-shaped groove 10 and a concave opening 11 communicating with the groove 10. A flexible printed circuit board 12 is mounted in a curved manner in the groove 10 in the sensor housing 9.

プリント基板12は、例えば、電気絶縁性に優れたポリエチレンテレフタレートからなる厚みがおよそ200μmのフィルム状である。このプリント基板12に、検出素子である磁気センサ13、その他の電気部品14、およびケーブル15がそれぞれ実装されている。電気部品14としては、例えば、抵抗、コンデンサ等の受動部品が挙げられる。ケーブル15は、磁気センサ13の信号を外部に出力するものである。   The printed circuit board 12 is, for example, a film having a thickness of approximately 200 μm made of polyethylene terephthalate having excellent electrical insulation. A magnetic sensor 13 that is a detection element, other electrical components 14, and a cable 15 are mounted on the printed circuit board 12. Examples of the electrical component 14 include passive components such as resistors and capacitors. The cable 15 outputs a signal from the magnetic sensor 13 to the outside.

センサハウジング9における凹状の開口部11に、磁気センサ13が挿入されて位置決めされる(後述する)。この磁気センサ13は、磁気トラック7bに径方向の定められた隙間δを空けて対峙する。磁気センサ13は、電気的な補間を行って、磁気トラック7bのN極、S極の極対数よりも多いパルス出力がされる補間手段13cを有する。   A magnetic sensor 13 is inserted and positioned in a concave opening 11 in the sensor housing 9 (described later). The magnetic sensor 13 faces the magnetic track 7b with a gap δ defined in the radial direction. The magnetic sensor 13 has interpolation means 13c that performs electrical interpolation and outputs a pulse that is larger than the number of pole pairs of the N pole and S pole of the magnetic track 7b.

プリント基板12における、磁気センサ13が実装される実装面12aとは反対側の裏面12bには、補強板16が設けられる。この補強板16は、例えば、ガラスエポキシ基板である。
図3(A)は、プリント基板12における部品実装面12aとは反対側から見た平面図であり、図3(B)はプリント基板12の側面図である。
A reinforcing plate 16 is provided on the back surface 12b of the printed board 12 opposite to the mounting surface 12a on which the magnetic sensor 13 is mounted. The reinforcing plate 16 is, for example, a glass epoxy substrate.
3A is a plan view of the printed circuit board 12 as viewed from the side opposite to the component mounting surface 12a, and FIG. 3B is a side view of the printed circuit board 12. FIG.

図3(A),(B)に示すように、補強板16は、磁気センサ13よりも一回り大きな面積を有し、且つ、磁気センサ13の位置に重なるようにプリント基板12の裏面12bに接着され固定される。
プリント基板12の部品実装面12aには、ケーブル15を半田付けする配線引き出し用パターン領域Paが設けられる。プリント基板12における、配線引き出し用パターン領域Paとは反対側の面つまり裏面12bに、補強部材18が固定されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the reinforcing plate 16 has a larger area than the magnetic sensor 13 and is formed on the back surface 12 b of the printed circuit board 12 so as to overlap the position of the magnetic sensor 13. Glued and fixed.
On the component mounting surface 12 a of the printed circuit board 12, a wiring drawing pattern area Pa for soldering the cable 15 is provided. A reinforcing member 18 is fixed to a surface of the printed board 12 opposite to the wiring drawing pattern area Pa, that is, the back surface 12b.

図1および図2に示すように、センサハウジング9には、有底円弧状の溝10における円周方向中間付近部に繋がる基準面17が設けられている。この基準面17は、補強板16の表面16aを押し当てる基準となる平坦面である。補強板16の表面16aとセンサハウジング9の基準面17とは面接触する。補強板16の厚さは、基準面17にこの補強板16を押し当てたとき、前記隙間δが定められた大きさ(設計隙間)だけ確保される大きさである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor housing 9 is provided with a reference surface 17 connected to the vicinity of the middle in the circumferential direction in the bottomed arc-shaped groove 10. The reference surface 17 is a flat surface that serves as a reference for pressing the surface 16 a of the reinforcing plate 16. The surface 16a of the reinforcing plate 16 and the reference surface 17 of the sensor housing 9 are in surface contact. The thickness of the reinforcing plate 16 is such that when the reinforcing plate 16 is pressed against the reference surface 17, the gap δ is secured by a predetermined size (design gap).

図4は、図1の回転検出装置付き軸受からセンサハウジング9のみを抜き出した断面図である。図5は、図2からセンサハウジング9のみを抜き出した断面図である。図4および図5に示すように、センサハウジング9には、フレキシブルなプリント基板12に実装した磁気センサ13(図1)をセンサハウジング9に対し軸方向L1および周方向L2に位置決めする位置決め手段21が設けられる。   4 is a cross-sectional view of only the sensor housing 9 extracted from the bearing with the rotation detection device of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of only the sensor housing 9 extracted from FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the sensor housing 9 includes a positioning means 21 for positioning the magnetic sensor 13 (FIG. 1) mounted on the flexible printed circuit board 12 in the axial direction L <b> 1 and the circumferential direction L <b> 2 with respect to the sensor housing 9. Is provided.

位置決め手段21は、軸方向位置決め部と、周方向位置決め部とを有する。図1および図4に示すように、軸方向位置決め部は、磁気センサ13の軸方向一端面13bが当接する開口部11における底面20を成す。磁気センサ13の軸方向一端面13bが、センサハウジング9における開口部11の底面20に当接することで、磁気センサ13がセンサハウジング9に対し深さ方向つまり前記軸方向L1に位置決めされる。   The positioning means 21 has an axial direction positioning part and a circumferential direction positioning part. As shown in FIGS. 1 and 4, the axial positioning portion forms a bottom surface 20 in the opening portion 11 with which the axial end surface 13 b of the magnetic sensor 13 abuts. The one end surface 13 b in the axial direction of the magnetic sensor 13 abuts against the bottom surface 20 of the opening 11 in the sensor housing 9, whereby the magnetic sensor 13 is positioned in the depth direction, that is, the axial direction L <b> 1 with respect to the sensor housing 9.

図2および図5に示すように、周方向位置決め部は、磁気センサ13の左右の側面13a,13aが当接する開口部11における左右の側壁(周方向側面)19,19を成す。磁気センサ13の左右の側面13a,13aが、センサハウジング9における開口部11の左右の側壁19,19に当接することで、磁気センサ13がセンサハウジング9に対し偏心方向つまり前記周方向L2に位置決めされる。   As shown in FIGS. 2 and 5, the circumferential positioning portion forms left and right side walls (circumferential side surfaces) 19, 19 in the opening portion 11 with which the left and right side surfaces 13 a, 13 a of the magnetic sensor 13 abut. The left and right side surfaces 13 a, 13 a of the magnetic sensor 13 abut on the left and right side walls 19, 19 of the opening 11 in the sensor housing 9, so that the magnetic sensor 13 is positioned in the eccentric direction, that is, the circumferential direction L 2 with respect to the sensor housing 9. Is done.

センサハウジング9の溝10のうち、円周方向中間付近部は、補強板16が収容される分、電気部品14が実装される円周方向付近部等よりも溝幅が広く設定されている。またセンサハウジング9の溝10のうち、補強部材18および配線引き出し用パターン領域Paが収容される付近部も、電気部品14が実装される円周方向付近部等よりも溝幅が広く設定されている。またセンサハウジング9にプリント基板12を固定するため、溝10に樹脂モールド材(図示せず)が充填されている。   Of the groove 10 of the sensor housing 9, the circumferentially middle portion is set to have a wider groove width than the circumferentially neighboring portion on which the electrical component 14 is mounted, because the reinforcing plate 16 is accommodated. Further, in the groove 10 of the sensor housing 9, the vicinity of the reinforcing member 18 and the wiring drawing pattern area Pa is also set to have a wider groove width than the vicinity of the circumferential direction where the electrical component 14 is mounted. Yes. Further, in order to fix the printed circuit board 12 to the sensor housing 9, the groove 10 is filled with a resin molding material (not shown).

作用効果について説明する。
プリント基板12における、磁気センサ13が実装される実装面12aとは反対側の裏面12bに、補強板16が設けられるため、プリント基板12が湾曲しても磁気センサ13の半田接続部に応力が発生せず、半田クラックの発生を回避することができる。またセンサハウジング9の基準面17に補強板16の表面16aを押し当てるだけで、磁気トラック7bと磁気センサ13との隙間δが定められた大きさだけ確保される。このため、前記隙間δを調整するのが容易になる。
The effect will be described.
Since the reinforcing plate 16 is provided on the back surface 12b of the printed circuit board 12 opposite to the mounting surface 12a on which the magnetic sensor 13 is mounted, stress is applied to the solder connection portion of the magnetic sensor 13 even if the printed circuit board 12 is curved. It does not occur, and the occurrence of solder cracks can be avoided. Further, only by pressing the surface 16a of the reinforcing plate 16 against the reference surface 17 of the sensor housing 9, the gap δ between the magnetic track 7b and the magnetic sensor 13 is ensured by a predetermined size. For this reason, it becomes easy to adjust the gap δ.

位置決め手段21は、磁気センサ13をセンサハウジング9に対し軸方向L1および周方向L2に位置決めする。すなわちセンサハウジング9の開口部11における底面20に、磁気センサ13の軸方向一端面13bを当接させることで、センサハウジング9に対する磁気センサ13の軸方向L1の位置決めを容易に行うことができる。センサハウジング9の開口部11における左右の側壁19,19に磁気センサ13の左右の側面13a,13aがそれぞれ当接することで、センサハウジング9に対する磁気センサ13の周方向L2の位置決めを容易に行うことができる。このため、補強板16をプリント基板12に接着する際の位置調整は不要となり、工程を簡略化できる。位置決め手段21により磁気センサ13の位置決め精度が向上するため、高分解能検出または絶対角検出が可能な磁気センサ13を用いる場合でも、精度良く出力される。   The positioning means 21 positions the magnetic sensor 13 with respect to the sensor housing 9 in the axial direction L1 and the circumferential direction L2. That is, the axial end L <b> 1 of the magnetic sensor 13 can be easily positioned with respect to the sensor housing 9 by contacting the bottom end 20 of the magnetic sensor 13 with the bottom surface 20 of the opening 11 of the sensor housing 9. By positioning the left and right side surfaces 13a and 13a of the magnetic sensor 13 in contact with the left and right side walls 19 and 19 in the opening 11 of the sensor housing 9, the positioning of the magnetic sensor 13 in the circumferential direction L2 with respect to the sensor housing 9 can be easily performed. Can do. For this reason, the position adjustment at the time of bonding the reinforcing plate 16 to the printed circuit board 12 becomes unnecessary, and the process can be simplified. Since positioning accuracy of the magnetic sensor 13 is improved by the positioning means 21, even when the magnetic sensor 13 capable of high resolution detection or absolute angle detection is used, the magnetic sensor 13 is output with high accuracy.

センサハウジング9にプリント基板12を固定すべく溝10に樹脂モールド材を充填する際、センサハウジング9に設けた溝10の幅は、補強板16を挿入する箇所で広くなっているので、充填作業が容易になる。補強板16が基準面17に押し当てられた状態で、樹脂モールド材が充填されてプリント基板12および補強板16がセンサハウジング9に固定される。このため磁気センサ13の位置決め精度の向上を図れるうえ、磁気センサ13がセンサハウジング9に確実に固定される。また前記の充填作業の工程を容易化できるため回転検出装置付き軸受の製造コストの低減を図ることができる。
補強板16の表面16aとセンサハウジング9の基準面17とは面接触するため、センサハウジング9の基準面17に対し磁気センサ13が不所望に傾くことを防止し、磁気エンコーダ7と磁気センサ13との平行が保たれる。
When the resin mold material is filled into the groove 10 to fix the printed circuit board 12 to the sensor housing 9, the width of the groove 10 provided in the sensor housing 9 is wide at the place where the reinforcing plate 16 is inserted. Becomes easier. In a state where the reinforcing plate 16 is pressed against the reference surface 17, the resin mold material is filled and the printed circuit board 12 and the reinforcing plate 16 are fixed to the sensor housing 9. Therefore, the positioning accuracy of the magnetic sensor 13 can be improved and the magnetic sensor 13 is securely fixed to the sensor housing 9. In addition, since the filling process can be facilitated, the manufacturing cost of the bearing with the rotation detecting device can be reduced.
Since the surface 16a of the reinforcing plate 16 and the reference surface 17 of the sensor housing 9 are in surface contact with each other, the magnetic sensor 13 is prevented from being undesirably inclined with respect to the reference surface 17 of the sensor housing 9, and the magnetic encoder 7 and the magnetic sensor 13 are prevented. The parallelism with is maintained.

プリント基板12の部品実装面12aに配線引き出し用パターン領域Paが設けられ、プリント基板12における、配線引き出し用パターン領域Paとは反対側の裏面12bに補強部材18が設けられている。このため、フレキシブルなプリント基板12の剛性が高くなり配線の半田付け作業が容易になる。またセンサハウジング9にプリント基板12を固定すべく樹脂モールド材を充填する際、センサハウジング9に設けた溝10の幅は、補強部材18を挿入する箇所でも広くなるので、充填作業が容易になる。   A wiring drawing pattern area Pa is provided on the component mounting surface 12a of the printed board 12, and a reinforcing member 18 is provided on the back surface 12b of the printed board 12 opposite to the wiring drawing pattern area Pa. For this reason, the rigidity of the flexible printed circuit board 12 becomes high and the soldering work of wiring becomes easy. Further, when filling the resin mold material to fix the printed circuit board 12 to the sensor housing 9, the width of the groove 10 provided in the sensor housing 9 is wide even at the portion where the reinforcing member 18 is inserted, so that the filling operation is facilitated. .

磁気センサ13は、電気的な補間を行って、N極、S極の極対数よりも多いパルス出力がされる補間手段13cを有する。位置決め手段21により磁気センサ13の位置決め精度が向上するため、補間手段13cによりN極、S極の極対数よりも多いパルス出力がされても検出精度の向上を図ることができる。   The magnetic sensor 13 includes an interpolation unit 13c that performs electrical interpolation and outputs a pulse that is larger than the number of pole pairs of N and S poles. Since the positioning unit 21 improves the positioning accuracy of the magnetic sensor 13, even if the interpolating unit 13c outputs more pulses than the number of pole pairs of the N pole and the S pole, the detection accuracy can be improved.

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Another embodiment will be described.
In the following description, the same reference numerals are assigned to portions corresponding to the matters described in the preceding embodiment, and overlapping descriptions are omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.

図6に示すように、磁気エンコーダ7が複数(この例では二列)の磁気トラック7b1,7b2を有し、これら磁気トラック7b1,7b2は互いに異なる着磁極数に着磁された構成としても良い。例えば、着磁極対数が32極対の第1磁気トラック7b1と、着磁極対数が31極対の第2磁気トラック7b2の構成とすることができる。但し、これらの着磁極対数に限定されるものではない。磁気センサ13は、第1,第2磁気トラック7b1,7b2から検出される磁気信号から、回転輪である内輪3の絶対角を検出し得る。   As shown in FIG. 6, the magnetic encoder 7 may have a plurality (two in this example) of magnetic tracks 7b1 and 7b2, and these magnetic tracks 7b1 and 7b2 may be magnetized with different numbers of magnetic poles. . For example, the first magnetic track 7b1 having 32 pole pairs and the second magnetic track 7b2 having 31 pole pairs can be used. However, it is not limited to the number of these magnetic pole pairs. The magnetic sensor 13 can detect the absolute angle of the inner ring 3 that is a rotating wheel from the magnetic signals detected from the first and second magnetic tracks 7b1 and 7b2.

図7は、図6の回転検出装置付き軸受において、絶対角検出を行う信号処理例を示す説明図である。二列の第1,第2磁気トラック7b1,7b2に対峙する磁気センサ13から得られる位相出力の位相差を取ると、1回転で電気角360度の信号が得られる。この値を元に絶対角を算出する。また第1磁気トラック7b1のNS極を合わせた1周期から得られる磁気信号を電気的に逓倍することで分解能を向上する。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of signal processing for performing absolute angle detection in the bearing with the rotation detection device of FIG. When the phase difference between the phase outputs obtained from the magnetic sensors 13 facing the first and second magnetic tracks 7b1 and 7b2 in two rows is taken, a signal with an electrical angle of 360 degrees is obtained in one rotation. Based on this value, the absolute angle is calculated. Further, the resolution is improved by electrically multiplying the magnetic signal obtained from one cycle including the NS poles of the first magnetic track 7b1.

プリント基板12としては、ポリエチレン、ポリイミドや塩化ビニル等の電気絶縁性に優れた他の熱可塑性のプラスチックフィルムを用いることができる。これらのプラスチックフィルムは、従来のロール加工や押出し加工によるフィルム成形方法により、成形することが可能である。
各実施形態において、プリント基板12から補強部材18を除いた構成としても良い。
回転輪を外輪2とし、固定輪を内輪3としても良い。
軸受は、深溝玉軸受以外の軸受形式も適用可能である。
As the printed circuit board 12, other thermoplastic plastic films excellent in electrical insulation, such as polyethylene, polyimide, and vinyl chloride, can be used. These plastic films can be formed by a conventional film forming method by roll processing or extrusion processing.
In each embodiment, the configuration may be such that the reinforcing member 18 is removed from the printed circuit board 12.
The rotating wheel may be the outer ring 2 and the fixed wheel may be the inner ring 3.
Bearing types other than deep groove ball bearings are also applicable.

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1…軸受
2…外輪(固定輪)
3…内輪(回転輪)
7…磁気エンコーダ
7b、7b1,7b2…磁気トラック
9…センサハウジング
11…開口部
12…プリント基板
13…磁気センサ
13c…補間手段
16…補強板
18…補強部材
21…位置決め手段
1 ... Bearing 2 ... Outer ring (fixed ring)
3 ... Inner ring (rotating wheel)
7 ... Magnetic encoders 7b, 7b1, 7b2 ... Magnetic track 9 ... Sensor housing 11 ... Opening 12 ... Printed circuit board 13 ... Magnetic sensor 13c ... Interpolating means 16 ... Reinforcing plate 18 ... Reinforcing member 21 ... Positioning means

Claims (6)

軸受の回転輪に固定された磁気エンコーダと、前記軸受の固定輪に固定されたセンサハウジングと、このセンサハウジングに設けられるフレキシブルなプリント基板とを備え、
前記磁気エンコーダはN極、S極が交互に着磁された磁気トラックを有し、この磁気トラックに隙間を空けて対峙する磁気センサが前記プリント基板に実装された回転検出装置付き軸受であって、
前記プリント基板における、前記磁気センサが実装される実装面とは反対側の裏面に、補強板が設けられ、
前記センサハウジングに前記補強板の表面を押し当てる基準面が形成され、
前記センサハウジングには、前記磁気センサを前記センサハウジングに対し軸方向および周方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、
前記補強板が基準面に押し当てられた状態で、前記プリント基板もしくは前記補強板は前記センサハウジングに固定されることを特徴とする回転検出装置付き軸受。
A magnetic encoder fixed to a rotating ring of the bearing, a sensor housing fixed to the fixed ring of the bearing, and a flexible printed circuit board provided in the sensor housing,
The magnetic encoder has a magnetic sensor having a magnetic track in which N poles and S poles are alternately magnetized, and a magnetic sensor facing the magnetic track with a gap is mounted on the printed circuit board. ,
A reinforcing plate is provided on the back surface of the printed circuit board opposite to the mounting surface on which the magnetic sensor is mounted,
A reference surface that presses the surface of the reinforcing plate against the sensor housing is formed,
The sensor housing is provided with positioning means for positioning the magnetic sensor in the axial direction and the circumferential direction with respect to the sensor housing,
A bearing with a rotation detecting device, wherein the printed circuit board or the reinforcing plate is fixed to the sensor housing in a state where the reinforcing plate is pressed against a reference surface.
請求項1に記載の回転検出装置付き軸受において、前記補強板の表面と前記センサハウジングの前記基準面とは面接触する回転検出装置付き軸受。   The bearing with a rotation detection device according to claim 1, wherein the surface of the reinforcing plate and the reference surface of the sensor housing are in surface contact. 請求項1または請求項2に記載の回転検出装置付き軸受において、前記センサハウジングに前記磁気センサが挿入される開口部が形成され、前記位置決め手段は、前記磁気センサの軸方向一端面が当接する前記開口部における底面を成す軸方向位置決め部と、前記磁気センサの側面が当接する前記開口部における周方向側面を成す周方向位置決め部とを有する回転検出装置付き軸受。   The bearing with a rotation detection device according to claim 1 or 2, wherein an opening for inserting the magnetic sensor is formed in the sensor housing, and the positioning means abuts one end surface in the axial direction of the magnetic sensor. A bearing with a rotation detection device, comprising: an axial positioning portion that forms a bottom surface of the opening portion; and a circumferential positioning portion that forms a circumferential side surface of the opening portion on which the side surface of the magnetic sensor abuts. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の回転検出装置付き軸受において、前記プリント基板の前記実装面および前記裏面のいずれか一方の面に配線引き出し用パターン領域が設けられ、前記プリント基板における、前記配線引き出し用パターン領域とは反対側の面に補強部材が設けられた回転検出装置付き軸受。   The bearing with a rotation detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein a pattern region for wiring drawing is provided on either one of the mounting surface and the back surface of the printed circuit board, A bearing with a rotation detecting device, wherein a reinforcing member is provided on a surface of the substrate opposite to the wiring drawing pattern region. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の回転検出装置付き軸受において、前記磁気センサは、電気的な補間を行って、前記N極、S極の極対数よりも多いパルス出力がされる補間手段を有する回転検出装置付き軸受。   5. The bearing with a rotation detection device according to claim 1, wherein the magnetic sensor performs electrical interpolation and outputs a pulse output larger than the number of pole pairs of the N pole and the S pole. Bearing with rotation detecting device having interpolated means. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の回転検出装置付き軸受において、前記磁気エンコーダは互いに異なる着磁極数に着磁された複数の磁気トラックを有し、前記磁気センサは、これら複数の磁気トラックから検出される磁気信号から、前記回転輪の絶対角を検出する機能を有する回転検出装置付き軸受。
The bearing with a rotation detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic encoder has a plurality of magnetic tracks magnetized with different numbers of magnetic poles, and the magnetic sensor includes: A bearing with a rotation detection device having a function of detecting an absolute angle of the rotating wheel from magnetic signals detected from a plurality of magnetic tracks.
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