JP2021063510A - センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】被取付部材に対する周方向の位置決めを簡単に行うことが可能なセンサユニットを提供する。【解決手段】センサユニットは、円環状の厚肉部と、厚肉部から径方向内側へ延び且つ厚肉部よりも厚さが薄い板状の薄肉部と、を有する支持体と、支持体の薄肉部に固定されるセンサと、を備え、厚肉部に、厚さ方向に延びる位置決め穴が設けられる。これによれば、位置決め穴を用いて、センサユニットの周方向の位置決めを行うことにより、センサの周方向の位相を一意に定めることができる。【選択図】図５

Description

本開示は、センサユニットに関する。

軸受装置において、センサを搭載した間座側のセンサユニットを軸受装置に隣接して被取付部材に装着する場合がある（例えば、特許文献１参照）。間座側のセンサユニットには、加速度センサや温度センサなどの状態を監視するセンサ類が設けられることがある。加速度センサは検出軸があり、測定したい振動方向とセンサの検出軸を合わせことで、精度の高い値を検出することができる。また、温度センサを測定したい位置（例えば、軸受の負荷圏）に合わせて設置することで、温度上昇の兆候をいち早く捉えることが出来る。このようにセンサの種類やアプリケーション等によってセンサユニットの位置を合わせる必要が発生する。

特開２０１３−０６０９９９号公報

しかしながら、センサユニットはリング形状を有する場合が多いため、形状のみでセンサユニットの周方向の位置を特定して被取付部材に装着することは難しい。また、加速度軸などをセンサ自体にマーキングすることは可能だが、マークを目印に被取付部材に装着することは、作業者への負担が大きく、またセンサユニットの位置（例えば検出軸の精度）を一定の範囲で保証することは困難である。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、被取付部材に対する周方向の位置決めを簡単に行うことが可能なセンサユニットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様のセンサユニットは、円環状の厚肉部と、前記厚肉部から径方向内側へ延び且つ前記厚肉部よりも厚さが薄い板状の薄肉部と、を有する、円環状の支持体と、前記支持体の前記薄肉部に固定されるセンサと、を備え、前記厚肉部に、前記径方向と直交する、軸方向に延びる位置決め穴が設けられる。これによれば、位置決め穴を用いて、センサユニットの周方向の位置決めを簡単に行うことができ、センサの周方向の位相を一意に定めることが容易となる。

上記のセンサユニットの他の態様として、前記支持体の前記厚肉部は、センサユニットが取り付けられる被取付部材に固定部材を介して固定され、前記固定部材には、前記支持体の前記位置決め穴と重なる位置決め用貫通孔が設けられることが望ましい。これによれば、支持体の位置決め穴の位置を定める場合に、固定部材の位置決め用貫通孔と重なる位置にすることにより、位置決め穴の正当な位置が定まる。よって、支持体の周方向の位置決め作業がより容易になる。

上記のセンサユニットの他の態様として、前記支持体の前記位置決め穴と前記固定部材の前記位置決め用貫通孔とには、前記位置決め穴の穴径及び前記位置決め用貫通孔の孔径よりも細い径を有する位置決めピンが挿入されていることが望ましい。これによれば、位置決めピンによって、固定部材の貫通孔と支持体の位置決め穴との位置が固定されるため、振動等の外部荷重が支持体に入力されても支持体の位置ズレが発生しにくいため、センシングデータの信頼性を向上することができる。また、位置決めピンは、支持体の位置決め穴の穴径及び固定部材の位置決め用貫通孔の孔径よりも細い径を有するため、位置決めピンを位置決め穴及び位置決め用貫通孔に容易に挿入することができる。

上記のセンサユニットの他の態様として、前記支持体の前記位置決め穴と前記固定部材の前記位置決め用貫通孔とには、圧入ピンが圧入されていることが望ましい。これによれば、固定部材の位置決め用貫通孔と支持体の位置決め穴との双方に圧入ピンが圧入されることにより、支持体を固定部材に強固に固定することができる。従って、支持体に振動等の外部荷重が入力されても支持体の位置ズレがより発生しにくい。

上記のセンサユニットの他の態様として、センサユニットが取り付けられる被取付部材には、位置決め用穴が設けられ、前記支持体の前記位置決め穴と前記被取付部材の前記位置決め用穴とには、圧入ピンが圧入されていることが望ましい。これによれば、被取付部材の位置決め用穴と支持体の位置決め穴との双方に圧入ピンが圧入されることにより、固定部材を用いずに支持体を被取付部材に固定することができる。また、圧入ピンを介して、支持体を被取付部材に固定するため、支持体の取付剛性が高くなり、支持体に振動等の外部荷重が入力されても支持体の位置ズレがより発生しにくい。

上記のセンサユニットの他の態様として、前記支持体の前記薄肉部は、径方向中央部に挿通孔が設けられた円環状の形状を有し、前記挿通孔には、回転シャフトが挿入され、前記回転シャフトは、軸受を介して、センサユニットが取り付けられる被取付部材に対して相対的に回転可能であり、前記センサは、加速度センサ及び温度センサの少なくともいずれかであることが望ましい。これによれば、加速度センサによって、例えば軸受の振動を検出することができ、温度センサによって、例えば軸受の周囲温度を検出することができる。

本開示に係るセンサユニットによれば、位置決め穴を用いて、支持体の周方向の位置決めを容易に行うことができ、センサの周方向の位相を一意に定めることができる。

図１は、第１実施形態のセンサユニットを備えるセンサ付き軸受の斜視図である。 図２は、図１のセンサ付き軸受の分解斜視図である。 図３は、図１のセンサ付き軸受の分解斜視図である。 図４は、第１実施形態のセンサユニットの背面図である。 図５は、回転シャフト、センサ付き軸受及び筐体の断面図である。 図６は、図５の一部を拡大した断面図である。 図７は、センサユニットの筐体に対する位置決め作業の途中の状態を示す断面図である。 図８は、センサユニットの筐体に対する位置決め作業の途中の状態を示す断面図である。 図９は、図６の一部を拡大した断面図である。 図１０は、リテーナ、マグネット及びスペーサの断面図である。 図１１は、第２実施形態のセンサ付き軸受の一部を拡大した断面図である。 図１２は、第１変形例のセンサ付き軸受の一部を拡大した断面図である。 図１３は、第２変形例のセンサ付き軸受の一部を拡大した断面図である。

発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

[第１実施形態]
図１は、第１実施形態のセンサユニットを備えるセンサ付き軸受の斜視図である。図２及び図３は、図１のセンサ付き軸受の分解斜視図である。図２はセンサ付き軸受をカバー側から見た図であり、図３はセンサ付き軸受を軸受側から見た図である。図１から図３に示すように、センサ付き軸受１００は、センサユニット１１０と、マグネット３１と、スペーサ３３と、シール材６０と、後述するリテーナ５０（図５等参照）と、軸受１２０と、を備える。図２及び図３に示すように、センサユニット１１０は、カバー１０（支持体）と、コイル基板２０と、回路基板４０と、を備える。

カバー１０（支持体）は、径方向外側（外周側）の端部に配置された円環状（リング状）の厚肉部１１と、厚肉部１１の径方向内側（内周側）に配置された薄肉部１２と、を有する。薄肉部１２は、厚肉部１１から径方向内側へ延びる板状の部位である。薄肉部１２の径方向中央部には、挿通孔Ｈ１２が設けられる。挿通孔Ｈ１２には、後述するように、図５に示す回転シャフト７０が挿入される。厚肉部１１は、薄肉部１２よりも厚い。換言すると、薄肉部１２の外周端部に、裏面１２ａ側（軸受１２０側）に向けて突出する厚肉部１１が設けられる。厚肉部１１には、詳細に後述する位置決め穴１１ｅが設けられる。図１に示すように、検出軸のＸ軸及びＹ軸がマーキングされている。Ｘ軸は、平面視で、軸心Ａｘから位置決め穴１１ｅに向かう径方向に延びる。Ｙ軸は、周方向に沿って直線状に延びる。なお、図示しないが、Ｚ軸は軸心Ａｘに沿って延びる。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する。カバー１０は、ケイ素鋼板、炭素鋼（ＪＩＳ規格 ＳＳ４００又はＳ４５Ｃ）、マルテンサイト系ステンレス（ＪＩＳ規格 ＳＵＳ４２０）又はフェライト系ステンレス（ＪＩＳ規格 ＳＵＳ４３０）のいずれかのような磁性を有する材料で形成される。

図３に示すように、回路基板４０及びコイル基板２０は、薄肉部１２の裏面１２ａに取り付けられている。ここで、裏面１２ａは、軸受１２０と対向する面である。後述する図５等で説明する薄肉部１２の表面１２ｄは、軸受１２０とは反対側の面である。回路基板４０は、電源基板４１と、センサ基板４２とを有する。例えば、図１及び図２に示すように、薄肉部１２に開けられた雌ねじ穴に、黄銅など非磁性材料のボルト１９Ｂが締結することで、電源基板４１とセンサ基板４２とが薄肉部１２の裏面１２ａに固定される。図１及び図２に示すように、ボルト１９Ｂは、カバー１０に取り付けられた状態で、カバー１０から突出しない長さを有する。

また、カバー１０には、孔が開けられ、樹脂などの非磁性材料で形成された非磁性蓋１７で密閉されている。後述するように、センサ基板４２には、アンテナ４７（図４参照）が実装される。

図４は、第１実施形態のセンサユニットの背面図である。図４に示すように、薄肉部１２の裏面１２ａには、電源基板４１とセンサ基板４２とが取り付けられている。電源基板４１とセンサ基板４２は、平面視で、厚肉部１１とコイル基板２０との間に位置する。電源基板４１には、電源部４３が実装されている。コイル基板２０とマグネット３１とで発電部が構成される。電源部４３は、発電部から供給された単相交流電力を直流電圧に変換して、センサ基板４２へ供給する。

センサ基板４２には、センサ４４と、通信回路を有する制御部４５と、アンテナ４７とが実装されている。電源部４３からの直流電力は、センサ４４及び制御部４５に供給される。センサ４４、制御部４５及びアンテナ４７は、別々のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップで構成されていてもよいし、それらの一部又は全部が１つのＩＣチップで構成されていてもよい。センサ４４は、供給される直流電力を使用して、各種の物理量又は化学量を検出する。例えば、センサ４４は、軸受１２０の振動を検出する加速度センサ４４１と、軸受１２０の周囲温度を検出する温度センサ４４２と、を含む。加速度センサ４４１は、センサ基板４２を薄肉部１２に固定するボルト１９Ｂの近くに配置している。センサ基板４２の部位のうち、ボルト１９Ｂの近傍部は振動等が少ないため、より正確な加速度を検出でき、加速度センサ４４１を設置する位置として好適である。

図４に示すように、コイル基板２０は、フレキシブル基板２１と、フレキシブル基板２１に設けられたコイルパターン２３と、フレキシブル基板２１に設けられた複数のヨーク２５と、を有する。フレキシブル基板２１の平面視による形状は、軸心Ａｘを中心とする正円のリング状である。コイルパターン２３は、フレキシブル基板２１の厚さ方向に積層された複数の平面コイルを有する。平面コイルとは、絶縁体の所定の面上にパターニングされて設けられた導電体のパターンである。本実施形態においては、導電体のパターンが絶縁体の複数の面上に形成されている。これに限られず、導電体のパターンが絶縁体の１つの面上に形成されていてもよい。

図４に示すように、コイルパターン２３の両端は、リード線１６を介して電源基板４１に接続される。なお、本実施形態において、コイルパターン２３と電源基板４１との接続は、リード線１６ではなく、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）コネクタを介して行われてもよい。または、コイル基板２０を延長して電源基板４１と直接接続されてもよい。

図４に示すように、コイルパターン２３は、複数の第１導電部２３１と、複数の第２導電部２３２と、を有する。第１導電部２３１は、軸心Ａｘを中心とする円の周方向に延びる。第２導電部２３２は、軸心Ａｘを中心とする円の径方向に延びる。第１導電部２３１と第２導電部２３２は、交互に直列に接続されている。

ヨーク２５は、平面視で、第１導電部２３１の一方の側に位置する第１ヨーク２５Ａと、第１導電部２３１の他方の側に位置する第２ヨーク２５Ｂとを有する。例えば、第１ヨーク２５Ａは、第１導電部２３１よりも軸心Ａｘから遠い側に位置する。第２ヨーク２５Ｂは、第１導電部２３１よりも軸心Ａｘから近い側に位置する。但し、第１ヨーク２５Ａと軸心Ａｘとの距離と、第２ヨーク２５Ｂと軸心Ａｘとの距離は、互いに同じ長さである。

例えば、コイルパターン２３は、平面視で、軸心Ａｘを中心とする円の円周方向に沿って凹凸が交互に並ぶように延設されている。この凹凸の凹部２３３にヨーク２５が１つずつ配置されている。

本実施形態では、マグネット３１は、磁気トラックと基材とが一体となったエンコーダマグネットである。例えば、エンコーダマグネットは、金属製の基材の一方の面にプラスチックマグネットが形成され、形成されたプラスチックマグネットの表面にＮ極とＳ極とが交互に着磁されることにより形成される。

図５は、回転シャフト、センサ付き軸受及び筐体の断面図である。図６は、図５の一部を拡大した断面図である。図７は、センサユニットの筐体に対する位置決め作業の途中の状態を示す断面図である。図８は、センサユニットの筐体に対する位置決め作業の途中の状態を示す断面図である。図９は、図６の一部を拡大した断面図である。図１０は、リテーナ、マグネット及びスペーサの断面図である。なお、以下において、「軸方向」は、回転シャフト７０の軸方向を示し、「径方向」は、回転シャフト７０の径方向を示す。軸方向と径方向は、交差（直交）する。「周方向」は、回転シャフト７０の軸心Ａｘの軸回り方向を示す。

図５に示すように、被取付部材となる筐体８０の縦壁面８０ｂと、固定部材８１と、の間に、センサユニット１１０と軸受１２０とが軸方向に挟持される。以下、順を追って説明する。

センサユニット１１０の径方向中央部には、図２、図３及び図６に示す挿通孔Ｈ１２が設けられる。挿通孔Ｈ１２には、図５に示すように、回転シャフト７０が挿入されている。回転シャフト７０は、軸心Ａｘを中心として回転可能である。回転シャフト７０は、大径部７１と、小径部７２と、を有する。小径部７２は、大径部７１よりも外径が小さい。よって、小径部７２の外周面７２ａは、大径部７１の外周面７１ａよりも径方向内側に位置する。大径部７１の外周面７１ａと小径部７２の外周面７２ａとの境界部には、第１壁７１ｂが設けられる。第１壁７１ｂは、大径部７１の外周面７１ａにおける小径部７２側の端縁と、小径部７２の外周面７２ａにおける大径部７１側の端縁と、を連結する。第１壁７１ｂは、径方向に延びる平坦な壁である。

筐体８０（被取付部材）は、回転シャフト７０の径方向外側に回転シャフト７０から離隔して配置される。筐体８０は、内周面８０ａと、縦壁面８０ｂと、を有する。内周面８０ａは、軸心Ａｘを中心として周方向に延びる。縦壁面８０ｂは、径方向に延びる。筐体８０は、例えば工作機械等の種々の設備に設けられたケースである。

軸受１２０は、外輪１２２と、内輪１２１と、転動体１２３と、を有する。

外輪１２２は、外周面１２２ａと、内周面１２２ｂと、外側壁１２２ｃと、内側壁１２２ｄと、を有する。外周面１２２ａ及び内周面１２２ｂは、軸心Ａｘを中心として周方向に延びる。外側壁１２２ｃ及び内側壁１２２ｄは、径方向に延びる平坦な壁である。外側壁１２２ｃと内周面１２２ｂとの角部には、切欠部１２２ｅが設けられる。内側壁１２２ｄと内周面１２２ｂとの角部には、切欠部１２２ｆが設けられる。

内輪１２１は、外周面１２１ｂ（径方向外側端）と、内周面１２１ａと、外側壁１２１ｃと、内側壁１２１ｄと、を有する。図７に示すように、内周面１２１ａと外側壁１２１ｃとの角部は、円弧状に湾曲した湾曲部１２１ｇの形状を有する。外周面１２１ｂ及び内周面１２１ａは、軸心Ａｘを中心として周方向に延びる。外側壁１２１ｃ及び内側壁１２１ｄは、径方向に延びる平坦な壁である。外側壁１２１ｃと外周面１２１ｂとの角部には、切欠部１２１ｅが設けられる。内側壁１２１ｄと外周面１２１ｂとの角部には、切欠部１２１ｆが設けられる。転動体１２３は、外輪１２２と内輪１２１との間に設けられる。また、シール材６０の外周端部は、切欠部１２２ｅに挿入されてはめ込み、加締め、あるいは溶接などで外輪１２２に固定される。シール材６１の外周端部は、切欠部１２２ｆに挿入されてはめ込み、加締め、あるいは溶接などで外輪１２２に固定される。

前述のように、図５及び図６に示すカバー１０は、薄肉部１２と、厚肉部１１とを有する。薄肉部１２の裏面１２ａには、コイル基板２０（発電コイル）と、回路基板４０と、が固定される。具体的には、裏面１２ａにおいて、径方向内側の端部にコイル基板２０が位置し、コイル基板２０よりも径方向外側に回路基板４０が位置する。薄肉部１２の裏面１２ａにコイル基板２０が固定されている。コイル基板２０は、例えば接着剤を介して固定される。図６及び図９に示すように、カバー１０の径方向内側端１２ｂは、大径部７１の外周面７１ａよりも径方向内側に位置する。具体的には、径方向内側端１２ｂと外周面７１ａとの径方向に沿った距離は、第１距離Ｄ１である。カバー１０の径方向内側の端部１０ａにおける径方向内側の端縁が径方向内側端１２ｂである。カバー１０の径方向内側の端部１０ａの表面１２ｄと第１壁７１ｂとは、軸方向に沿って第４距離Ｄ４だけ離隔される。この第４距離Ｄ４は、回転シャフト７０が回転する際に軸受１２０の外輪１２２と内輪１２１との軸方向の変位量以上の距離である。

内輪１２１の外側壁１２１ｃは、第１壁７１ｂから軸心Ａｘの軸方向に離隔して位置する。外側壁１２１ｃと、第１壁７１ｂとの間には、リテーナ５０と、マグネット３１と、スペーサ３３と、が設けられる。

リテーナ５０は、第３壁５４と、第４壁５５と、切欠底面５６と、底壁５１と、第１上壁５２と、第２上壁５３と、を有する。第４壁５５と切欠底面５６とで切欠部が構成される。第２上壁５３は、第１上壁５２よりも径方向外側に位置する。第３壁５４は、径方向に延びる平坦な壁である。第３壁５４は、第１壁７１ｂと接する。底壁５１は、小径部７２の外周面７２ａに接する。第４壁５５は、径方向に延びる平坦な壁である。第４壁５５は、マグネット３１における薄板部３１ｂと接する。

マグネット３１は、径方向内側の薄板部３１ｂと、径方向外側の厚板部３１ａと、を有する。マグネット３１の径方向外側端３１ｃと、コイル基板２０の径方向外側端２０ａとは、径方向の位置が略同一である。換言すると、径方向外側端３１ｃと径方向外側端２０ａとは、軸方向に並んで位置する。マグネット３１の径方向内側端３１ｄは、切欠底面５６の上に載置される。マグネット３１の径方向外側端３１ｃは、内輪１２１の外周面１２１ｂ（径方向外側端）よりも第２距離Ｄ２だけ径方向外側に位置する。

スペーサ３３は、軸方向の厚さが一定である平板状の形状を有する。スペーサ３３は、径方向に延びる。スペーサ３３の径方向外側端３３ａは、切欠部１２１ｅよりも径方向内側に位置する。スペーサ３３の径方向内側端３３ｂは、切欠底面５６に接する。スペーサ３３は、外側壁１２１ｃに接する。スペーサ３３と第４壁５５との間に、マグネット３１の薄板部３１ｂが挟まれる。

このように、軸受１２０の内輪１２１における外側壁１２１ｃと、回転シャフト７０の大径部７１における第１壁７１ｂとによって、リテーナ５０、マグネット３１及びスペーサ３３が軸方向に挟まれて固定される。なお、図１０に、リテーナ５０、マグネット３１及びスペーサ３３を組み付けた断面構造を示している。スペーサ３３の径方向内側端３３ｂと第１上壁５２との径方向に沿った距離は、第３距離Ｄ３である。また、軸受１２０の内輪１２１における内側壁１２１ｄは、図示しない固定手段によって軸方向に固定される。

また、図５に示すように、センサユニット１１０のカバー１０の厚肉部１１は、固定部材８１と、軸受１２０の外輪１２２と、で軸方向に挟持される。図６に示すように、厚肉部１１は、内側面１１ａと、外側面１１ｂと、外周面１１ｃと、内周面１１ｄと、を有する。厚肉部１１の内側面１１ａ及び外側面１１ｂは、径方向に延びる。外周面１１ｃ及び内周面１１ｄは、周方向に延びる。

固定部材８１は、内側面８１ｃと、外側面８１ｄと、外周面８１ａと、内周面８１ｂと、を有する。固定部材８１の内側面８１ｃ及び外側面８１ｄは、径方向に延びる。外周面８１ａ及び内周面８１ｂは、周方向に延びる。厚肉部１１の内側面１１ａは、外輪１２２の外側壁１２２ｃに接触する。厚肉部１１の外周面１１ｃは、筐体８０の内周面８０ａに接触する。厚肉部１１の外側面１１ｂは、固定部材８１の内側面８１ｃに接触する。なお、固定部材８１には、ボルト孔８１ｆが貫通して設けられる。

厚肉部１１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め穴１１ｅが設けられる。位置決め穴１１ｅは、径方向と直交する厚さ方向である軸方向に延びる円筒状の内周面の内側に設けられる。本実施形態では、位置決め穴１１ｅは厚さ方向（軸方向）に貫通するが、いわゆる止まり穴（凹部）であってもよい。この止まり穴（凹部）は、固定部材８１が開口し、軸受１２０側が閉じている。固定部材８１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め用貫通孔８１ｅが設けられる。位置決め用貫通孔８１ｅの径方向の位置及び周方向の位置は、位置決め穴１１ｅの径方向の位置及び周方向の位置と重なっている。位置決め用貫通孔８１ｅの孔径は、位置決め穴１１ｅの穴径と同じである。

次に、第１実施形態において、センサユニット１１０の位置決めを行う手順を簡単に説明する。まず、図７に示すように、細長い円柱状の位置決めピン２００を準備する。位置決めピン２００は、位置決め用貫通孔８１ｅの孔径及び位置決め穴１１ｅの穴径よりも径が小さい。図７に示すように、位置決めピン２００を固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅに挿入しておく。そして、ボルト８２を、固定部材８１のボルト孔８１ｆと筐体８０のねじ穴８０ｃとに締結する。このとき、ボルト８２を完全に締結しない仮締めの状態とする。この仮締めの状態では、カバー１０の厚肉部１１が固定部材８１と軸受１２０の外輪１２２とで強固に押圧されていないため、カバー１０を周方向に容易に移動することができる。固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅの位置は、正規な位置であるため、カバー１０を周方向に移動させて位置決め穴１１ｅを位置決め用貫通孔８１ｅに合致させる。

次に、位置決めピン２００をカバー１０に向けて押し込むと、図８に示すように位置決めピン２００は位置決め穴１１ｅに挿入される。このときは、カバー１０の周方向位置は固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅの位置と合致しているため、そのままボルト８２を本締めする。そして、最後に、位置決めピン２００を位置決め用貫通孔８１ｅ及び位置決め穴１１ｅから抜くと、図６の状態となる。

以上説明したように、第１実施形態に係るセンサユニット１１０は、厚肉部１１と薄肉部１２とを有するカバー１０（支持体）と、カバー１０の薄肉部１２に固定されるセンサと、を備える。厚肉部１１に、軸方向（厚さ方向）に延びる位置決め穴１１ｅが設けられる。これによれば、位置決め穴１１ｅを用いて、カバー１０の周方向の位置決めを行うことにより、センサ４４の周方向の位相を一意に定めることができる。

また、カバー１０の厚肉部１１は、センサユニット１１０が取り付けられる筐体８０（被取付部材）に固定部材８１を介して固定され、固定部材８１には、カバー１０の位置決め穴１１ｅと重なる位置決め用貫通孔８１ｅが設けられる。これによれば、カバー１０の位置決め穴１１ｅの位置を定める場合に、固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅと重なる位置にすることにより、位置決め穴１１ｅの正規な位置が定まる。よって、カバー１０の周方向の位置決め作業がより容易になる。

さらに、カバー１０の薄肉部１２は、径方向中央部に挿通孔Ｈ１２が設けられた円環状の形状を有し、挿通孔Ｈ１２には、回転シャフト７０が挿入される。回転シャフト７０は、軸受１２０を介して、筐体８０（被取付部材）に対して相対的に回転可能である。センサ４４は、加速度センサ４４１及び温度センサ４４２である。これによれば、加速度センサ４４１によって、例えば軸受１２０の振動を検出することができる。温度センサ４４２によって、例えば軸受１２０の周囲温度を検出することができる。また、センサ基板４２の部位のうち、ボルト１９Ｂの近傍部は振動等が少ないため、加速度センサ４４１をボルト１９Ｂの近傍部に配置することにより、正確な加速度を検出できる。

なお、本実施形態のセンサユニット１１０は、軸受１２０の側部に配置される関座型のセンサユニットである。周方向の位相を任意の位置に固定することで、センサユニット１１０に内蔵された加速度センサ４４１の検出軸や温度センサ４４２の位置を簡易的に且つ確実に合わせることが出来る。なお、加速度センサ４４１には、検出軸があり、測定したい振動方向とセンサの検出軸とを合わせることで精度が高い値を検出することができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。図１１は、第２実施形態のセンサ付き軸受の一部を拡大した断面図である。図１１に示すように、第２実施形態では、被取付部材となる筐体２８０の角部の切欠きにセンサユニット１１０Ａが固定される。以下、順を追って説明する。

第２実施形態によるセンサユニット１１０Ａは、第１実施形態によるセンサユニット１１０に対して厚肉部２１１の構成及びセンサユニット１１０Ａを筐体に固定する構成が相違する。図１１に示すように、カバー１０Ａ（支持体）の厚肉部２１１は、内側面２１１ａと、外側面２１１ｂと、外周面２１１ｃと、内周面２１１ｄと、を有する。厚肉部１１の内側面２１１ａ及び外側面２１１ｂは、径方向に延びる。外周面２１１ｃ及び内周面２１１ｄは、周方向に延びる。厚肉部２１１の外周面２１１ｃは、第１実施形態の厚肉部１１の外周面１１ｃよりも径方向外側に位置する。第１実施形態では、厚肉部１１の外周面１１ｃは、外輪１２２の外周面１２２ａの径方向位置と同じであるが、第２実施形態では、厚肉部２１１の外周面２１１ｃは、外輪１２２の外周面１２２ａの径方向位置よりも径方向外側に配置される。厚肉部２１１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め穴２１１ｅが貫通して設けられる。

筐体２８０の角部には、切欠きが設けられ、この切欠きにセンサユニット１１０Ａの厚肉部２１１が突き当てられて固定される。筐体２８０は、内周面２８０ａと、外周面２８０ｄと、側面２８０ｃと、切欠き内周面２８０ｅと、切欠き側面２８０ｆと、を有する。切欠き側面２８０ｆには、軸方向に延びる位置決め用穴２８０ｇが設けられる。位置決め用穴２８０ｇは、止まり穴である。センサユニット１１０Ａの厚肉部２１１の位置決め穴２１１ｅの穴径は、位置決め用穴２８０ｇの穴径と同じである。位置決め穴２１１ｅの径方向の位置及び周方向の位置は、位置決め用穴２８０ｇの径方向の位置及び周方向の位置と合致して重なっている。

次に、第２実施形態において、センサユニット１１０Ａの位置決めを行う手順を簡単に説明する。まず、図１１に示すように、位置決めピン２００よりも太い円柱状の圧入ピン２００Ａを準備する。圧入ピン２００Ａは、位置決め穴２１１ｅの穴径及び位置決め用穴２８０ｇの径よりも若干太い。

圧入ピン２００Ａをカバー１０Ａの厚肉部２１１の位置決め穴２１１ｅの途中部まで圧入した状態で、厚肉部２１１の位置決め穴２１１ｅと筐体２８０の位置決め用穴２８０ｇとの位置を合致させる。次に、圧入ピン２００Ａを切欠き側面２８０ｆに向けて押し込むと、図１１に示すように圧入ピン２００Ａは、位置決め穴２１１ｅ及び位置決め用穴２８０ｇの双方に圧入される。第２実施形態では、圧入ピン２００Ａが圧入された状態でセンサユニット１１０Ａを使用する。

以上説明したように、第２実施形態においては、センサユニット１１０Ａが取り付けられる筐体２８０（被取付部材）には、位置決め用穴２８０ｇが設けられ、カバー１０Ａ（支持体）の位置決め用穴２８０ｇと筐体２８０の位置決め用穴２８０ｇとには、圧入ピン２００Ａが圧入されている。これによれば、筐体２８０の位置決め用穴２８０ｇとカバー１０Ａの位置決め穴２１１ｅとの双方に圧入ピン２００Ａが圧入されることにより、固定部材を用いずにカバー１０Ａを筐体２８０に固定することができる。また、圧入ピン２００Ａを介して、カバー１０Ａを筐体２８０に固定するため、カバー１０Ａの取付剛性が高くなり、カバー１０Ａに振動等の外部荷重が入力されてもカバー１０Ａの位置ズレがより発生しにくい。

[第１変形例]
次に、第１変形例について説明する。図１２は、第１変形例のセンサ付き軸受の一部を拡大した断面図である。図１２に示すように、第１変形例では、第１実施形態に対して、位置決めピン２００を挿入したままの状態でセンサユニット１１０が使用される。以下、順を追って説明する。

第１変形例によるセンサユニット１１０は、第１実施形態によるセンサユニット１１０と同一構成を有する。即ち、厚肉部１１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め穴１１ｅが設けられる。固定部材８１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め用貫通孔８１ｅが設けられる。位置決めピン２００は、位置決め穴１１ｅ及び位置決め用貫通孔８１ｅの双方に挿入されている。

次に、第１変形例において、センサユニット１１０の位置決めを行う手順を簡単に説明する。第１実施形態と同様に、位置決めピン２００を固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅに挿入しておく。そして、ボルト８２を、固定部材８１のボルト孔８１ｆと筐体８０のねじ穴８０ｃとに仮締めし、カバー１０を周方向に移動させて位置決め穴１１ｅを位置決め用貫通孔８１ｅに合致させる。次に、位置決めピン２００をカバー１０に向けて押し込むと、図１２に示すように位置決めピン２００は位置決め穴１１ｅに挿入される。このときは、カバー１０の周方向位置は固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅの位置と合致しているため、そのままボルト８２を本締めし、図１２の状態となる。

以上説明したように、第１変形例では、カバー１０の位置決め穴１１ｅと固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅとには、位置決め穴１１ｅの穴径及び位置決め用貫通孔８１ｅの孔径よりも細い径を有する位置決めピン２００が挿入されている。これによれば、位置決めピン２００によって、固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅとカバー１０の位置決め穴１１ｅとの位置が固定されるため、振動等の外部荷重がカバー１０に入力されてもカバー１０の位置ズレが発生しにくい。また、位置決めピン２００は、カバー１０の位置決め穴１１ｅの穴径及び固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅの孔径よりも細い径を有するため、位置決めピン２００を位置決め穴１１ｅ及び位置決め用貫通孔８１ｅに容易に挿入することができる。

[第２変形例]
次に、第２変形例について説明する。図１３は、第２変形例のセンサ付き軸受の一部を拡大した断面図である。図１３に示すように、第２変形例では、第１実施形態に対して、圧入ピン２００Ａを挿入したままの状態でセンサユニット１１０が使用される。以下、順を追って説明する。

第２変形例によるセンサユニット１１０は、第１実施形態によるセンサユニット１１０と同一構成を有する。即ち、厚肉部１１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め穴１１ｅが設けられる。固定部材８１には、厚さ方向（回転シャフト７０の軸方向）に沿って位置決め用貫通孔８１ｅが設けられる。圧入ピン２００Ａは、位置決め穴１１ｅ及び位置決め用貫通孔８１ｅの双方に圧入されている。

次に、第２変形例において、センサユニット１１０の位置決めを行う手順を簡単に説明する。第１実施形態と同様に、まず、位置決めピン２００を固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅに挿入しておく。そして、ボルト８２を、固定部材８１のボルト孔８１ｆと筐体８０のねじ穴８０ｃとに仮締めをし、カバー１０を周方向に移動させて位置決め穴１１ｅを位置決め用貫通孔８１ｅに合致させる。次に、位置決めピン２００を位置決め穴１１ｅに挿入する。その後、位置決めピン２００を位置決め用貫通孔８１ｅ及び位置決め穴１１ｅから抜き、圧入ピン２００Ａを位置決め用貫通孔８１ｅ及び位置決め穴１１ｅに圧入する。最後に、圧入ピン２００Ａを位置決め用貫通孔８１ｅ及び位置決め穴１１ｅに圧入したのち、ボルト８２を本締めして、図１３の状態となる。

以上説明したように、第２変形例では、カバー１０の位置決め穴１１ｅと固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅとには、圧入ピン２００Ａが圧入されている。これによれば、固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅとカバー１０の位置決め穴１１ｅとの双方に圧入ピン２００Ａが圧入されることにより、カバー１０を固定部材８１に強固に固定することができる。従って、カバー１０に振動等の外部荷重が入力されてもカバー１０の位置ズレがより発生しにくい。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、種々の変更及び変形が可能である。例えば、カバー１０の位置決め穴１１ｅや固定部材８１の位置決め用貫通孔８１ｅは、それぞれ１つずつに設定したが、複数設けてもよい。複数にすることにより、カバー１０が周方向に荷重を受けた場合にカバー１０の回り止めの作用を奏する。

１０，１０Ａ カバー（支持体）
１１ 厚肉部
１１ｅ 位置決め穴
１２ 薄肉部
４４ センサ
７０ 回転シャフト
８０ 筐体（被取付部材）
８１ 固定部材
８１ｅ 位置決め用貫通孔
１１０，１１０Ａ センサユニット
１２０ 軸受
２００ 位置決めピン
２００Ａ 圧入ピン
２１１ 厚肉部
２１１ｅ 位置決め穴
２８０ 筐体
２８０ｇ 位置決め用穴
４４１ 加速度センサ
４４２ 温度センサ
Ｈ１２ 挿通孔

Claims (6)

1. 円環状の厚肉部と、前記厚肉部から径方向内側へ延び且つ前記厚肉部よりも厚さが薄い板状の薄肉部と、を有する、円環状の支持体と、
   前記支持体の前記薄肉部に固定されるセンサと、を備え、
   前記厚肉部に、前記径方向と直交する、軸方向に延びる位置決め穴が設けられる、
   センサユニット。
2. 前記支持体の前記厚肉部は、センサユニットが取り付けられる被取付部材に固定部材を介して固定され、
   前記固定部材には、前記支持体の前記位置決め穴と重なる位置決め用貫通孔が設けられる、
   請求項１に記載のセンサユニット。
3. 前記支持体の前記位置決め穴と前記固定部材の前記位置決め用貫通孔とには、前記位置決め穴の穴径及び前記位置決め用貫通孔の孔径よりも細い径を有する位置決めピンが挿入されている、
   請求項２に記載のセンサユニット。
4. 前記支持体の前記位置決め穴と前記固定部材の前記位置決め用貫通孔とには、圧入ピンが圧入されている、
   請求項２に記載のセンサユニット。
5. センサユニットが取り付けられる被取付部材には、位置決め用穴が設けられ、
   前記支持体の前記位置決め穴と前記被取付部材の前記位置決め用穴とには、圧入ピンが圧入されている、
   請求項１に記載のセンサユニット。
6. 前記支持体の前記薄肉部は、径方向中央部に挿通孔が設けられた円環状の形状を有し、
   前記挿通孔には、回転シャフトが挿入され、
   前記回転シャフトは、軸受を介して、センサユニットが取り付けられる被取付部材に対して相対的に回転可能であり、
   前記センサは、加速度センサ及び温度センサの少なくともいずれかである、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサユニット。

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