JP2023049958A - 回転検出装置付き転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、転がり軸受に固定された芯金に装着されるセンサハウジングに、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきおよび位置ずれが発生せず、精度良く回転速度等を測定できる回転検出装置付き転がり軸受を提供する。【解決手段】回転検出装置付き転がり軸受は、センサハウジング8の外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝14が設けられ、溝幅14wがセンサハウジング8の幅寸法8wの20~30%、溝深さ14dがセンサハウジング8の幅寸法8wの3~8%に形成され、溝14に充填された接着剤Gで芯金7にセンサハウジング8が接着されている。芯金7の周方向複数箇所に係止片12が設けられ、これら係止片12に対応した位置で係合される切欠き溝13がセンサハウジング8の周方向複数箇所に設けられる。【選択図】図1b
Description
本発明は、回転検出装置付き転がり軸受に関し、例えば、エンジンの出力軸またはモータの回転軸などの回転数または回転角を検出するためのセンサハウジングの転がり軸受への取り付け方法に関する。
前記の出力軸または回転軸の回転数または回転角の検出方法として、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁した回転素子の回転に伴う磁気の変化を、検出素子によって検出し、パルス信号として出力する回転センサを用いる方法が知られている。前記回転センサを転がり軸受に取り付ける技術が種々提案されている(特許文献1)。
従来、このような回転センサを、例えば、図11に示す内輪2と、外輪3と、転動体5とからなる転がり軸受1に取り付ける場合、回転軌道輪側の内輪2の端部外径面に、多極に着磁された回転素子6が嵌着される。そして、固定軌道輪側の外輪3の端部内径面に嵌着された芯金17に、周壁18aとその内方に延びるつば部18bとからなる合成樹脂製の環状のセンサハウジング18が締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定される。この環状のセンサハウジング18に装着された電気回路基板9に、前記回転素子6に近接し、対向して検出素子10が取り付けられ、回転センサが軸受に装備される。
しかし、前記回転センサ付き軸受の使用環境温度範囲が、例えば、-40℃から120℃までの範囲で変化するとすれば、低温側での使用環境温度では、圧入されたセンサハウジング18の外径及び幅、即ち周壁18aの軸方向の長さが収縮する。このため、芯金17とセンサハウジング18との間に半径方向の隙間を生じてセンサハウジング18が軸方向に対して傾いたり、半径方向にガタついたり、周方向に回転して、前記回転素子と検出素子との位置ずれ等を生じたり、甚だしい場合には、センサハウジングが芯金から抜け出たりして、回転素子の回転に伴う磁気変化を精度良く検出できず、検出素子からの精度良い出力波形を測定できないという問題がある。
このような問題を回避するために、使用環境温度が低温の場合でも、芯金17とセンサハウジング18との間に半径方向の隙間が発生しないように、圧入時の締め代を大きく設定すると、芯金17にセンサハウジング18が圧入しにくくなる。このため、センサハウジング18が圧入による大きな接触圧力を受けるおそれがある。
一方、使用環境温度が高温側の場合には、前記低温側の場合とは逆に、センサハウジング18の外径及び幅、即ち周壁18aの軸方向の長さが膨張するため、圧入による接触圧力が、半径方向の膨張によって増大し、過負荷応力状態となって、センサハウジング18に過度の力が作用するおそれが大きくなる。また、センサハウジング18の外径面は、高温域での前記接触圧力の作用下で、芯金17により拘束されているため、クリープ変形が生じ、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻ると、センサハウジングが収縮する上に、前記クリープ変形により、半径方向の締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジング18と芯金17との半径方向の隙間が大きくなって、前述の場合と同様に、センサハウジング18の傾き、半径方向のガタつき、周方向の位置ずれ等が生じるおそれが大きくなる。また、前記クリープ変形により、センサハウジング18は幅方向、即ち軸方向に膨張し、この方向に力が作用し、前記収縮時の熱応力との相乗作用によって、センサハウジング18が芯金から抜け出しやすくなる。
このようなセンサハウジングの芯金からの抜け出しを防止するために、図12に示すように、芯金17aの端部を、全周にわたってセンサハウジング18の内径側に、その外面に形成されたテーパ部に沿うように折り曲げて、センサハウジング18の軸方向の移動を抑制すれば、芯金からの抜け出しを防止することができる。しかし、このようにしても、前記の周方向の位置ずれは防止することができない。
本発明の目的は、低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、転がり軸受に固定された芯金に装着されるセンサハウジングに、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきおよび位置ずれが発生せず、精度良く回転速度等を測定できる回転検出装置付き転がり軸受を提供することである。
本発明の回転検出装置付き転がり軸受は、転がり軸受と、この転がり軸受に取り付けられた回転検出装置とを備えた回転検出装置付き転がり軸受であり、
前記回転検出装置は、前記転がり軸受の回転軌道輪に取り付けられた回転素子と、センサユニットとを有し、このセンサユニットが、前記転がり軸受の固定軌道輪に取り付けられた環状の芯金と、この芯金に装着された環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングに装着され前記回転素子に近接しかつ対向するように設けられる検出素子とを備え、
前記芯金の周方向複数箇所に第1係合部または第1被係合部が設けられ、前記センサハウジングの周方向複数箇所に前記第1係合部に対応した第2被係合部または第1被係合部に対応した第2係合部を備えた回転検出装置付き転がり軸受において、
前記センサハウジングの外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝が設けられ、前記溝には接着剤を備え、前記溝の溝幅が前記センサハウジングの幅寸法の20~30%、前記溝の溝深さが前記センサハウジングの幅寸法の3~8%としたことを特徴とする。
前記回転検出装置は、前記転がり軸受の回転軌道輪に取り付けられた回転素子と、センサユニットとを有し、このセンサユニットが、前記転がり軸受の固定軌道輪に取り付けられた環状の芯金と、この芯金に装着された環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングに装着され前記回転素子に近接しかつ対向するように設けられる検出素子とを備え、
前記芯金の周方向複数箇所に第1係合部または第1被係合部が設けられ、前記センサハウジングの周方向複数箇所に前記第1係合部に対応した第2被係合部または第1被係合部に対応した第2係合部を備えた回転検出装置付き転がり軸受において、
前記センサハウジングの外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝が設けられ、前記溝には接着剤を備え、前記溝の溝幅が前記センサハウジングの幅寸法の20~30%、前記溝の溝深さが前記センサハウジングの幅寸法の3~8%としたことを特徴とする。
この構成によると、使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジングが半径方向に収縮しても、前記溝に接着剤を備えているために、接着剤が弾性変形して芯金とセンサハウジングとの接着状態を維持でき、センサハウジングが半径方向にガタつかず、センサハウジングが傾くことを防止できる。センサハウジングの外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝に、接着剤が充填されているため、芯金とセンサハウジングとの総接着面積が広くなり、センサハウジングが半径方向にガタつくことを確実に防止できる。また芯金とセンサハウジングとの間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
そして、芯金とセンサハウジングとの間に、軸方向または周方向に、振動等により、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、前記芯金の各第1係合部または第1被係合部が前記センサハウジングの対応する第2被係合部または第2係合部にそれぞれ係合しているため、センサハウジングが軸方向に移動して抜けたり、周方向に回転して位置ずれすることを防止することができる。
そして、芯金とセンサハウジングとの間に、軸方向または周方向に、振動等により、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、前記芯金の各第1係合部または第1被係合部が前記センサハウジングの対応する第2被係合部または第2係合部にそれぞれ係合しているため、センサハウジングが軸方向に移動して抜けたり、周方向に回転して位置ずれすることを防止することができる。
また、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻った場合に、センサハウジングが収縮する上に、前記クリープ変形により、前記締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジングと芯金との半径方向の隙間が大きくなる場合でも、前記接着剤の弾性力によって、固定状態を維持でき、半径方向のガタつきを防止できる。さらに、前記クリープ変形による軸方向の膨張に伴う芯金とセンサハウジングとの軸方向のずれは、前記第1係合部と前記第2被係合部または前記第1被係合部と前記第2係合部との係合により抑制されるので、センサハウジングが芯金から抜け出ることを防止できる。そして、前記第1係合部と前記第2被係合部または前記第1被係合部と前記第2係合部との係合によって、センサハウジングの周方向の位置ずれをも防止できる。
また、溝幅がセンサハウジングの幅寸法の20~30%(20%以上30%以下)、溝深さがセンサハウジングの幅寸法の3~8%(3%以上8%以下)に形成される環状の溝部分において、芯金とセンサハウジングとが接着剤で接着され、溝部分以外(溝から溢れた部分を除く)が非接着状態となる。この接着構造を備えた構成により以下の(1)~(3)の効果を奏する。
(1)常温時等において、センサハウジングの膨張収縮が無いかまたは少ない場合は、センサハウジングは溝以外の部分において芯金に密着しているため、接着剤の影響を受けることなくセンサハウジングの径方向の位置決めが正確に行われる。
(2)センサハウジングが熱変形する場合、溝部分においてセンサハウジングの接着状態が維持されるので、半径方向の隙間の発生が防止され、センサハウジングの傾きおよびガタつきが防止される。
(3)接着剤が溝部分に集中的に充填され弾性変形した場合に周囲に分散することがないため、芯金とセンサハウジングの間に接着剤が薄く展張される場合に比べ、径方向の弾性変形量が大きくなる。
したがって、環状の溝内に充填された接着剤と、第1係合部と第2被係合部または第1被係合部と第2係合部の係合構造の協働作用により、低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、転がり軸受に固定された芯金に装着されるセンサハウジングに、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきおよび位置ずれが発生せず、精度良く回転速度および回転角(これらを総称して「回転速度等」を測定できる。
(1)常温時等において、センサハウジングの膨張収縮が無いかまたは少ない場合は、センサハウジングは溝以外の部分において芯金に密着しているため、接着剤の影響を受けることなくセンサハウジングの径方向の位置決めが正確に行われる。
(2)センサハウジングが熱変形する場合、溝部分においてセンサハウジングの接着状態が維持されるので、半径方向の隙間の発生が防止され、センサハウジングの傾きおよびガタつきが防止される。
(3)接着剤が溝部分に集中的に充填され弾性変形した場合に周囲に分散することがないため、芯金とセンサハウジングの間に接着剤が薄く展張される場合に比べ、径方向の弾性変形量が大きくなる。
したがって、環状の溝内に充填された接着剤と、第1係合部と第2被係合部または第1被係合部と第2係合部の係合構造の協働作用により、低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、転がり軸受に固定された芯金に装着されるセンサハウジングに、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきおよび位置ずれが発生せず、精度良く回転速度および回転角(これらを総称して「回転速度等」を測定できる。
溝幅がセンサハウジングの幅寸法の20%未満、または溝深さがセンサハウジングの幅寸法の3%未満であると、センサハウジングが熱変形する場合に、溝部分においてセンサハウジングの接着状態が維持されないおそれがある。溝幅がセンサハウジングの幅寸法の30%を超える、または溝深さがセンサハウジングの幅寸法の8%を超えると、溝以外の部分においてセンサハウジングと芯金とが密着する部分が低減し、接着剤の影響を受け過ぎてセンサハウジングの径方向の位置決めが正確に行われないおそれがある。
前記接着剤と前記芯金の引張せん断強さが70Kgf/cm2以上であり、前記接着剤と前記センサハウジングの引張せん断強さが73Kgf/cm2以上であってもよい。
前記引張せん断強さは、日本工業規格のJIS K6850により規定される。
この構成によると、芯金とセンサハウジングとの間で軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力をより確実に高めることができる。
前記引張せん断強さは、日本工業規格のJIS K6850により規定される。
この構成によると、芯金とセンサハウジングとの間で軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力をより確実に高めることができる。
前記第1係合部が、前記芯金の周壁に形成される爪状の係止片であり、前記第2被係合部が、前記センサハウジングに形成される切欠き溝であり、前記係止片が前記切欠き溝に折り曲げて嵌め込まれることにより、前記芯金と前記センサハウジングが固定されていてもよい。この構成によると、芯金に対するセンサハウジングの軸方向の位置ずれおよび周方向の位置ずれをより確実に防止し得る。
本発明の回転検出装置付き転がり軸受は、環状の溝内に充填された接着剤と、第1係合部と第2被係合部または第1被係合部と第2係合部の係合構造の協働作用により、使用環境温度の影響を受けることなく、精度の高い回転速度等の検出を行うことができる。
[第1の実施形態]
本発明の実施形態に係る回転検出装置付き転がり軸受を図1a,図1bおよび図2と共に説明する。この回転検出装置付き転がり軸受は、図1aおよび図1bに示すように、転がり軸受1と、この転がり軸受1に取り付けられた回転検出装置Ruとを備える。転がり軸受1の軸方向一端部に回転検出装置Ruが取り付けられている。
本発明の実施形態に係る回転検出装置付き転がり軸受を図1a,図1bおよび図2と共に説明する。この回転検出装置付き転がり軸受は、図1aおよび図1bに示すように、転がり軸受1と、この転がり軸受1に取り付けられた回転検出装置Ruとを備える。転がり軸受1の軸方向一端部に回転検出装置Ruが取り付けられている。
<転がり軸受1>
図1bに示すように、転がり軸受1は、回転軌道輪である内輪2と、固定軌道輪である外輪3と、これら内外輪2,3間に保持される複数の転動体5と、これら転動体5を保持する保持器4とを有する。この例の転がり軸受1は、深溝玉軸受であり各転動体5として玉が適用される。この転がり軸受1は内輪回転形である。
図1bに示すように、転がり軸受1は、回転軌道輪である内輪2と、固定軌道輪である外輪3と、これら内外輪2,3間に保持される複数の転動体5と、これら転動体5を保持する保持器4とを有する。この例の転がり軸受1は、深溝玉軸受であり各転動体5として玉が適用される。この転がり軸受1は内輪回転形である。
<回転検出装置Ru>
回転検出装置Ruは、回転素子6とセンサユニットSuとを有し、いわゆるラジアルギャップ型の回転検出装置である。この回転検出装置Ruは、転がり軸受1の回転速度または回転角を検出する。前記回転速度は、単位時間当たりの回転数と同義である。内輪2の端部外径面に、回転素子6が嵌着されている。この回転素子6は、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁されたものである。
回転検出装置Ruは、回転素子6とセンサユニットSuとを有し、いわゆるラジアルギャップ型の回転検出装置である。この回転検出装置Ruは、転がり軸受1の回転速度または回転角を検出する。前記回転速度は、単位時間当たりの回転数と同義である。内輪2の端部外径面に、回転素子6が嵌着されている。この回転素子6は、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁されたものである。
センサユニットSuは、環状の芯金7と、環状のセンサハウジング8と、電気回路基板9と、検出素子10と、電子回路部品11とを有する。
芯金7は、外輪3の端部内径面に嵌着されて取り付けられている。この芯金7にセンサハウジング8が装着されている。センサハウジング8は、周壁8aと、この周壁8aの軸方向外側端部から径方向内方に延びるつば部8bとを有する合成樹脂製である。芯金7に、センサハウジング8が締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定されている。
芯金7は、外輪3の端部内径面に嵌着されて取り付けられている。この芯金7にセンサハウジング8が装着されている。センサハウジング8は、周壁8aと、この周壁8aの軸方向外側端部から径方向内方に延びるつば部8bとを有する合成樹脂製である。芯金7に、センサハウジング8が締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定されている。
図1aに示すように、つば部8bの外側面に周方向に所定長さ延びる円弧状の溝8cが形成され、この溝8cに電気回路基板9が取り付けられている。図1bに示すように、検出素子10は、センサハウジング8に装着され回転素子6に近接しかつ径方向に対向するように設けられる。具体的には、電気回路基板9を介して、検出素子10が周壁8aの内周面に、センサハウジング8の半径方向に回転素子6に近接して対向するように装備され、電気回路基板9に電子回路部品11が装備されて回転センサが形成されている。検出素子10により、回転素子6の回転による磁気変化が検出されて出力波形、すなわちパルス信号が出力され、転がり軸受1の回転速度または回転角度が計測されるようになっている。
図1aに示すように、芯金7の周方向複数箇所(この例では3箇所)に第1係合部である係止片12が設けられ、これら係止片12に対応した位置で係止片12に係合される切欠き溝(第2被係合部)13がセンサハウジング8の周方向複数箇所(3箇所)に設けられている。
図2に示すように、芯金7の大径側の端部には、爪状の係止片12が周方向に3箇所(図1a)形成されている。図1bに示すセンサハウジング8の周壁8aからつば部8bにかけてのコーナー部の外面に、係止片12に対応した位置で、係止片12が嵌まり込む切欠き溝13が、同様に周方向に3箇所形成されている。係止片12が切欠き溝13に折り曲げて嵌め込まれることにより、芯金7とセンサハウジング8が固定されている。
図2に示すように、芯金7の大径側の端部には、爪状の係止片12が周方向に3箇所(図1a)形成されている。図1bに示すセンサハウジング8の周壁8aからつば部8bにかけてのコーナー部の外面に、係止片12に対応した位置で、係止片12が嵌まり込む切欠き溝13が、同様に周方向に3箇所形成されている。係止片12が切欠き溝13に折り曲げて嵌め込まれることにより、芯金7とセンサハウジング8が固定されている。
<充填用溝および接着剤>
センサハウジング8の周壁8aの外周には、周方向全周にわたって連続した環状の溝(「充填用溝」と称す場合がある)14が設けられている。充填用溝14は、断面矩形状の溝であり、この充填用溝14の溝幅14wがセンサハウジング8の幅寸法8wの20%以上30%以下、充填用溝14の溝深さ14dがセンサハウジング8の幅寸法8wの3%以上8%以下に形成されている。この例の充填用溝14は、例えば、周壁8aの外周における軸方向中間付近で、かつ、検出素子10の軸方向位置内に形成される。
センサハウジング8の周壁8aの外周には、周方向全周にわたって連続した環状の溝(「充填用溝」と称す場合がある)14が設けられている。充填用溝14は、断面矩形状の溝であり、この充填用溝14の溝幅14wがセンサハウジング8の幅寸法8wの20%以上30%以下、充填用溝14の溝深さ14dがセンサハウジング8の幅寸法8wの3%以上8%以下に形成されている。この例の充填用溝14は、例えば、周壁8aの外周における軸方向中間付近で、かつ、検出素子10の軸方向位置内に形成される。
充填用溝14に充填された弾性を有する接着剤Gで芯金7にセンサハウジング8が接着されている。接着剤Gは、シリコンポリマーとエポキシ樹脂を主成分とした接着剤である。
この接着剤Gの物性値等は以下の通りである。
<物性値>
最大引張り強さ(Kgf/cm2):65以上
伸び率(%):170以上
硬度(JIS):ショアA硬度で75以下
<接着強度>
接着剤Gと芯金7の引張せん断強さが70Kgf/cm2以上80Kgf/cm2以下であり、接着剤Gとセンサハウジング8の引張せん断強さが73Kgf/cm2以上83Kgf/cm2以下である。前記引張せん断強さは、日本工業規格のJIS K6850により規定される。
この接着剤Gの物性値等は以下の通りである。
<物性値>
最大引張り強さ(Kgf/cm2):65以上
伸び率(%):170以上
硬度(JIS):ショアA硬度で75以下
<接着強度>
接着剤Gと芯金7の引張せん断強さが70Kgf/cm2以上80Kgf/cm2以下であり、接着剤Gとセンサハウジング8の引張せん断強さが73Kgf/cm2以上83Kgf/cm2以下である。前記引張せん断強さは、日本工業規格のJIS K6850により規定される。
<接着剤充填率>
周方向に連続して形成された充填用溝14の溝深さ14dに対して、接着剤Gの充填率を100%以上とする。この場合、芯金7にセンサハウジング8を圧入する工程において、充填用溝14から溢れた接着剤Gを目視確認できる。このため、接着剤Gがセンサハウジング8と芯金7との間に、確実に充填されたことを保証することができ、品質および機能が向上する。
周方向に連続して形成された充填用溝14の溝深さ14dに対して、接着剤Gの充填率を100%以上とする。この場合、芯金7にセンサハウジング8を圧入する工程において、充填用溝14から溢れた接着剤Gを目視確認できる。このため、接着剤Gがセンサハウジング8と芯金7との間に、確実に充填されたことを保証することができ、品質および機能が向上する。
その他、接着剤Gは、2液混合タイプで室温硬化タイプを採用している。
前記2液混合タイプの接着剤Gは、主剤と硬化剤とを混合したものであり、1液タイプの接着剤と比べて、接着剤を保管する上で自然硬化しにくいため経済的であり、一般的に物性値が高い。紫外線(ultraviolet:略称UV)硬化タイプ(1液)では、本構造の場合UVを照射できない。また室温硬化タイプでは、熱硬化タイプの接着剤と比べて、加熱装置が不要なので、設備費用が削減できる。
前記2液混合タイプの接着剤Gは、主剤と硬化剤とを混合したものであり、1液タイプの接着剤と比べて、接着剤を保管する上で自然硬化しにくいため経済的であり、一般的に物性値が高い。紫外線(ultraviolet:略称UV)硬化タイプ(1液)では、本構造の場合UVを照射できない。また室温硬化タイプでは、熱硬化タイプの接着剤と比べて、加熱装置が不要なので、設備費用が削減できる。
以上説明したように、芯金7に形成した係止片12を折り曲げて形成した凸部を、センサハウジング8に形成した切欠き溝13、すなわち凹部に嵌め合わせ、さらに芯金7とセンサハウジング8とを前記接着剤Gで接着することにより、圧入されたセンサハウジング8が芯金7に固定されている。なお、前記芯金7は、前記外輪3の端部外径面に嵌着することもできる。
<作用効果>
以上説明した回転検出装置付き転がり軸受によると、芯金7に対して、弾力性を有する接着剤Gで接着されているため、転がり軸受1の使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジング8が半径方向に収縮しても、接着剤Gが弾性変形して芯金7とセンサハウジング8との接着状態を維持でき、センサハウジング8が半径方向にガタつかず、センサハウジング8が傾くことを防止できる。センサハウジング8の外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝14に、弾性を有する接着剤Gが充填されているため、芯金7とセンサハウジング8との総接着面積が広くなり、センサハウジング8が半径方向にガタつくことを確実に防止できる。また芯金7とセンサハウジング8との間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
そして、芯金7とセンサハウジング8との間に、軸方向または周方向に、振動等により、接着剤Gの接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、芯金7の各係止片12がセンサハウジング8の対応する切欠き溝13にそれぞれ嵌め合わされているために、センサハウジング8が軸方向に移動して抜けたり、周方向に回転して位置ずれすることを防止することができる。
以上説明した回転検出装置付き転がり軸受によると、芯金7に対して、弾力性を有する接着剤Gで接着されているため、転がり軸受1の使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジング8が半径方向に収縮しても、接着剤Gが弾性変形して芯金7とセンサハウジング8との接着状態を維持でき、センサハウジング8が半径方向にガタつかず、センサハウジング8が傾くことを防止できる。センサハウジング8の外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝14に、弾性を有する接着剤Gが充填されているため、芯金7とセンサハウジング8との総接着面積が広くなり、センサハウジング8が半径方向にガタつくことを確実に防止できる。また芯金7とセンサハウジング8との間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
そして、芯金7とセンサハウジング8との間に、軸方向または周方向に、振動等により、接着剤Gの接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、芯金7の各係止片12がセンサハウジング8の対応する切欠き溝13にそれぞれ嵌め合わされているために、センサハウジング8が軸方向に移動して抜けたり、周方向に回転して位置ずれすることを防止することができる。
また、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻った場合に、センサハウジング8が収縮する上に、前記クリープ変形により、前記締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジング8と芯金7との半径方向の隙間が大きくなる場合でも、前記接着剤Gの弾性力によって、固定状態を維持でき、半径方向のガタつきを防止できる。さらに、前記クリープ変形による軸方向の膨張に伴う芯金7とセンサハウジング8との軸方向のずれは、係止片12と切欠き溝13との嵌め合わせにより抑制されるので、センサハウジング8が芯金7から抜け出ることを防止できる。そして、係止片12と切欠き溝13との嵌め合わせによって、センサハウジング8の周方向の位置ずれをも防止できる。
芯金7に形成された爪状の係止片12を、センサハウジング8に形成された切欠き溝13に折り曲げて嵌め込むだけで、芯金7とセンサハウジング8とを容易に固定でき、前述のようなセンサハウジング8の軸方向の抜け出しおよび周方向の位置ずれを防止できる。
充填用溝14の溝幅14wがセンサハウジング8の幅寸法8wの20%以上30%以下、溝深さ14dがセンサハウジング8の幅寸法8wの3%以上8%以下に形成される環状の溝部分において、芯金7とセンサハウジング8とが接着剤Gで接着され、溝部分以外(溝から溢れた部分を除く)が非接着状態となる。この接着構造を備えた構成により以下の(1)~(3)の効果を奏する。
(1)常温時等において、センサハウジング8の膨張収縮が無いかまたは少ない場合は、センサハウジング8は溝以外の部分において芯金7に密着しているため、接着剤Gの影響を受けることなくセンサハウジング8の径方向の位置決めが正確に行われる。
(2)センサハウジング8が熱変形する場合、溝部分においてセンサハウジング8の接着状態が維持されるので、半径方向の隙間の発生が防止され、センサハウジング8の傾きおよびガタつきが防止される。
(3)接着剤Gが溝部分に集中的に充填され弾性変形した場合に周囲に分散することがないため、芯金とセンサハウジングの間に接着剤が薄く展張される場合に比べ、径方向の弾性変形量が大きくなる。
(1)常温時等において、センサハウジング8の膨張収縮が無いかまたは少ない場合は、センサハウジング8は溝以外の部分において芯金7に密着しているため、接着剤Gの影響を受けることなくセンサハウジング8の径方向の位置決めが正確に行われる。
(2)センサハウジング8が熱変形する場合、溝部分においてセンサハウジング8の接着状態が維持されるので、半径方向の隙間の発生が防止され、センサハウジング8の傾きおよびガタつきが防止される。
(3)接着剤Gが溝部分に集中的に充填され弾性変形した場合に周囲に分散することがないため、芯金とセンサハウジングの間に接着剤が薄く展張される場合に比べ、径方向の弾性変形量が大きくなる。
したがって、環状の溝内に充填された弾性を有する接着剤Gと、係止片12と切欠き溝13の係合構造の協働作用により、低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、転がり軸受1に固定された芯金7に装着されるセンサハウジング8に、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきおよび位置ずれが発生せず、精度良く回転速度および回転角を測定できる。
接着剤Gと芯金7の引張せん断強さが70Kgf/cm2以上であり、接着剤Gとセンサハウジング8の引張せん断強さが73Kgf/cm2以上であるため、芯金7とセンサハウジング8との間で軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力をより確実に高めることができる。
<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施形態で先行して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実施形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
以下の説明においては、各実施形態で先行して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実施形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
[第2の実施形態:図3a,図3b]
前記爪状の係止片12は、図3aおよび図3bに示すように、係止片12の折り曲げる先端側が、第1の実施形態とは逆に、転がり軸受1側になる係止片(第1係合部)12aのように形成することもできる。センサハウジング8側には、前記係止片12aに嵌め込まれる凹部(第2被係合部)13aが形成される。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
前記爪状の係止片12は、図3aおよび図3bに示すように、係止片12の折り曲げる先端側が、第1の実施形態とは逆に、転がり軸受1側になる係止片(第1係合部)12aのように形成することもできる。センサハウジング8側には、前記係止片12aに嵌め込まれる凹部(第2被係合部)13aが形成される。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
[第3の実施形態:図4a,図4b]
図4a,図4bに示すように、芯金7の周方向複数箇所に、径方向内方に突出しかつ軸方向に沿って湾曲する凸部(第1係合部)15を形成し、この凸部15を、センサハウジング8に形成され軸方向に沿って湾曲する凹部(第2被係合部)16に嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図4a,図4bに示すように、芯金7の周方向複数箇所に、径方向内方に突出しかつ軸方向に沿って湾曲する凸部(第1係合部)15を形成し、この凸部15を、センサハウジング8に形成され軸方向に沿って湾曲する凹部(第2被係合部)16に嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
[第4の実施形態:図5a,図5b]
図5a,図5bに示すように、芯金7に、その軸方向の断面形状がV字形の凸部(第1係合部)15aを周方向に複数形成し、この凸部15aをセンサハウジング8に形成した断面V字形状の凹部(第2被係合部)16aに嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図5a,図5bに示すように、芯金7に、その軸方向の断面形状がV字形の凸部(第1係合部)15aを周方向に複数形成し、この凸部15aをセンサハウジング8に形成した断面V字形状の凹部(第2被係合部)16aに嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
[第5の実施形態:図6a,図6b]
図6a,図6bに示すように、芯金7に、その軸方向の断面形状がコ字形の凸部(第1係合部)15bを周方向に複数形成し、この凸部15bをセンサハウジング8に形成した断面コ字形の凹部(第2被係合部)16bに嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図6a,図6bに示すように、芯金7に、その軸方向の断面形状がコ字形の凸部(第1係合部)15bを周方向に複数形成し、この凸部15bをセンサハウジング8に形成した断面コ字形の凹部(第2被係合部)16bに嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
前記の各凸部15(図4a)、15a(図5a)、15b(図6a)は、いずれも予め芯金7に形成した後に、これらの各凸部に対応した形状の凹部16(図4b)、16a(図5b)、16b(図6b)を外周面に形成したセンサハウジング8を圧入してもよい。また、センサハウジング8を芯金7に圧入した後に、前記芯金7を加締めて前記各凸部を形成し、前記各凹部に嵌め合わせるようにしてもよい。
[第6の実施形態:図6c]
図6cに示すように、芯金7の周方向複数箇所に、径方向外方に凹む凹み部(第1被係合部)7aを形成し、この凹み部7aを、センサハウジング8に形成され軸方向に沿って湾曲する係止部(第2係合部)8dに嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図6cに示すように、芯金7の周方向複数箇所に、径方向外方に凹む凹み部(第1被係合部)7aを形成し、この凹み部7aを、センサハウジング8に形成され軸方向に沿って湾曲する係止部(第2係合部)8dに嵌め合わせて、芯金7とセンサハウジング8とを固定することも可能である。この場合にも、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
[その他の実施形態]
センサハウジング8の外周面に形成される環状の充填用溝は、図7に示すように、径方向内方に凹みかつ軸方向に沿って湾曲する充填用溝14aとしてもよい。
図8aに示すように、センサハウジング8の外周に軸方向に湾曲して窪む断面V字形状の充填用溝14bとしてもよい。図8bに示すように、断面矩形状の充填用溝14cであってもよい。
センサハウジング8の外周面に形成される環状の充填用溝は、図7に示すように、径方向内方に凹みかつ軸方向に沿って湾曲する充填用溝14aとしてもよい。
図8aに示すように、センサハウジング8の外周に軸方向に湾曲して窪む断面V字形状の充填用溝14bとしてもよい。図8bに示すように、断面矩形状の充填用溝14cであってもよい。
各充填用溝14a(図7)、14b(図8a)および14c(図8b)を、センサハウジング8の外周面に複数本、例えば、図9および図10a、図10bに示すように、2本形成してもよい。また、これらの充填用溝14a(図7)、14b(図8a)、14c(図8b)と、芯金7に形成される前記の各凸部およびこれらの凸部の形状に対応した、センサハウジング8に形成される前記の各凹部とを、任意に組み合わせて、前述のように、芯金7とセンサハウジング8とを接着し、かつ、前記各凸部を各凹部に嵌め合わせて、センサハウジング8の半径方向のガタつき、軸方向の傾き、周方向の位置ずれ、および芯金7からの抜け出しを防止することができる。
以下、図示しないが、回転検出装置は、検出素子と回転素子とが軸方向に対向するいわゆるアキシアルギャップ型であってもよい。
転がり軸受は、外輪回転形であってもよい。この場合、回転軌道輪は外輪であり、固定軌道輪は内輪である。
転がり軸受は、深溝玉軸受に限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受および円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等の各種ころ軸受等を適用してもよい。
転がり軸受は、外輪回転形であってもよい。この場合、回転軌道輪は外輪であり、固定軌道輪は内輪である。
転がり軸受は、深溝玉軸受に限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受および円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等の各種ころ軸受等を適用してもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、今回開示された実施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。本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。
1…転がり軸受、2…内輪(回転軌道輪)、3…外輪(固定軌道輪)、6…回転素子、7…芯金、7a…凹み部(第1被係合部)、8…センサハウジング、8d…係止部(第2係合部)、10…検出素子、12…係止片(第1係合部)、13…切欠き溝(第2被係合部)、14,14a,14b,14c…充填用溝(溝)、15,15a,15b…凸部(第1係合部)、16,16a,16b…凹部(第2被係合部)、G…接着剤、Ru…回転検出装置、Su…センサユニット
Claims (3)
- 転がり軸受と、この転がり軸受に取り付けられた回転検出装置とを備えた回転検出装置付き転がり軸受であり、
前記回転検出装置は、前記転がり軸受の回転軌道輪に取り付けられた回転素子と、センサユニットとを有し、このセンサユニットが、前記転がり軸受の固定軌道輪に取り付けられた環状の芯金と、この芯金に装着された環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングに装着され前記回転素子に近接しかつ対向するように設けられる検出素子とを備え、
前記芯金の周方向複数箇所に第1係合部または第1被係合部が設けられ、前記センサハウジングの周方向複数箇所に前記第1係合部に対応した第2被係合部または第1被係合部に対応した第2係合部を備えた回転検出装置付き転がり軸受において、
前記センサハウジングの外周に周方向全周にわたって連続した環状の溝が設けられ、前記溝には接着剤を備え、前記溝の溝幅が前記センサハウジングの幅寸法の20~30%、前記溝の溝深さが前記センサハウジングの幅寸法の3~8%としたことを特徴とする回転検出装置付き転がり軸受。 - 請求項1に記載の回転検出装置付き転がり軸受において、前記接着剤と前記芯金の引張せん断強さが70Kgf/cm2以上であり、前記接着剤と前記センサハウジングの引張せん断強さが73Kgf/cm2以上である回転検出装置付き転がり軸受。
- 請求項1または請求項2に記載の回転検出装置付き転がり軸受において、前記第1係合部が、前記芯金の周壁に形成される爪状の係止片であり、前記第2被係合部が、前記センサハウジングに形成される切欠き溝であり、前記係止片が前記切欠き溝に折り曲げて嵌め込まれることにより、前記芯金と前記センサハウジングが固定されている回転検出装置付き転がり軸受。
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CN202280065164.5A CN118043568A (zh) | 2021-09-29 | 2022-09-20 | 带旋转检测装置的滚动轴承 |
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JP2021160037A JP2023049958A (ja) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 回転検出装置付き転がり軸受 |
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2021
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2022
- 2022-09-20 WO PCT/JP2022/034970 patent/WO2023054058A1/ja unknown
- 2022-09-20 CN CN202280065164.5A patent/CN118043568A/zh active Pending
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