JP5533027B2 - センサ付き軸受及び機械装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種の産業用機械（例えば、工作機械、組立機械及び計測機械等）などに備えられた回転軸を回転自在に支持する軸受において、当該軸受の回転状態（例えば、回転輪の回転速度、回転方向あるいは回転角度など）を計測するためのセンサ機能を有するセンサ付き軸受及びそのセンサ付き軸受を備えた機械装置の改良に関する。

従来から、各種の産業用機械（例えば、工作機械、組立機械及び計測機械等）などにおいて、当該機械装置に組み込まれた回転軸を適正な状態で回転させるべく、その回転状態（例えば、回転速度、回転方向あるいは回転角度など）を計測するため、当該回転軸を回転自在に支持する軸受に対し、所定のセンサ機能を設けた構成が知られている。例えば、特許文献１には、回転輪である内輪の回転速度、及び回転角度方向をそれぞれ計測するためのセンサ機能を有するセンサ付き軸受の構成が一例として開示されている。

図６には、かかるセンサ付き軸受（以下、単に軸受Ａという）の構成が示されており、当該軸受Ａは、相対回転可能に対向して配置された一対の回転輪１０１及び静止輪１０２と、当該回転輪１０１の回転状態を検出するセンサ１０８とを備えている。
この場合、内輪が軸受Ａの回転軸（図示しない）とともに回転する回転輪１０１として構成されているとともに、外輪が常時非回転状態に維持される静止輪１０２として構成されており、当該内外輪１０１、１０２間には、保持器１０３のポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、複数の転動体（玉）１０４が転動可能に組み込まれている。かかる内輪１０１の外周面、並びに外輪１０２の内周面には、それぞれ転動体（玉）１０４を転動させるための軌道面１０１ａ、１０２ａが全周に亘って形成されている。

さらに、図６（ｂ）に示す構成において、軸受Ａには、軸方向（図６（ｂ）の上下方向）の一方側（同図の下側）へ、環状を成すシール部材１０９が内外輪１０１、１０２間に介在されており、シール部材１０９の内径部には、弾性材で構成されたリップ部が形成され、その外径部が外輪１０２に形成された取付溝１０２ｍに固定され、その内径部が内輪１０１に形成されたシール溝１０１ｍに摺接するように位置決めされている。これにより、軸受Ａは軸方向の一方側（図６（ｂ）の下側）からの、軸受内部に封入された潤滑剤（例えば、潤滑油やグリース）の軸受外部への漏洩や、軸受外部から軸受内部への異物の侵入を防止することができるようになっている。

これに対し、軸受Ａの軸方向（図６（ｂ）の上下方向）の他方側（同図の上側）にはセンサ１０８が備えられており、当該センサ１０８には、回転輪である内輪１０１と同一の回転状態で回転する被検出体１０５、当該被検出体１０５の回転状態を検出する検出体１０８ａ、並びに当該検出体１０８ａを収容するセンサハウジング１０８ｂが設けられており、軸受Ａでは実施例として、被検出体１０５を多極に着磁された環状を成す磁石（以下、エンコーダ）１０５とし、検出体１０８ａを磁束密度の変動を検知する磁気センサ（以下、ホールＩＣ）とした構成が開示されている。

また、この従来技術では、エンジニアリングプラスチック製に代表される材質のセンサハウジング１０８ｂは、軸受Ａの端面（図６（ｂ）の上側の面）の周方向の領域を部分的に覆うように延在した非環状形を成して、具体的には、環の一部を成す所定形状（以下、部分環形という）を成して構成されており、一例として、図６（ａ）,（ｂ）に示す構成においてはセンサハウジング１０８ｂは、その外径が外輪１０２の外径よりも小径、且つ外輪１０２の内径よりも大径で、その内径が内輪１０１の外径よりも小径、且つ内輪１０１の内径よりも大径に設定された部分環形としている。

かかる軸受Ａにおいて、エンコーダ１０５は、内輪１０１に固定されて、当該内輪１０１とともに回転している。図６（ｂ）に示す構成においては、一例として、エンコーダ１０５のホルダ（以下、エンコーダホルダという）１０６の外径部１０６ｂに接着や溶接などで固定され、当該エンコーダホルダ１０６を内輪１０１に取り付けることで、当該内輪１０１に対して固定されている。この場合、エンコーダホルダ１０６は、その内径が内輪１０１の外径よりも若干小さく、その外径が外輪１０２の内径よりも小径で、且つ内輪１０１の外径よりも大径の環状に形成され、内径部が内輪１０１に固定された状態で、外径部１０６ｂと外輪１０２の内周面との間に所定の隙間が生じるように位置決めされている。なお、エンコーダホルダ外径部１０６ｂは、一例として、軸方向の一方側（図６（ａ）の上側）へ立ち上げられ、立ち上げた端部がエンコーダ１０５の端面と略面一となるとともに、当該端部がセンサハウジング１０８ｂと所定間隔を空けて対向するように、その立ち上げ高さが調整されている。 これにより、エンコーダ１０５は、外輪１０２及びセンサハウジング１０８ｂと接触することなく、内輪１０１とともに、当該内輪１０１と同一の回転状態で回転することができるようになっている。

この場合、内輪１０１の外周面には、その一方側の端部（図６（ｂ）の上端部）に全周に亘って凹状の溝（以下、エンコーダ取付部という）１０１ｂが形成されており、当該エンコーダ取付部１０１ｂにエンコーダホルダ内径部を嵌合させることで、当該エンコーダホルダ１０６を内輪１０１に対して固定させている。なお、図６（ｂ）では内輪１０１にエンコーダホルダ１０６を加締めているが、例えば、エンコーダ取付部１０１ｂに対して接着剤により接着固定させてもよいし、締結部材により締結固定させてもよい。あるいは、上述した各種の方法を任意に組み合わせて固定してもよい。また、内輪１０１にエンコーダ取付部１０１ｂを形成することなく、外周面に対してエンコーダホルダ１０６を直接嵌合させてもよいし、接着あるいは締結させてもよいということが開示されている。

また、かかる軸受Ａにおいて、ホールＩＣ１０８ａは、エンコーダ１０５と所定間隔を空けて対向可能となるように、回路基板１０８ｃと接続された状態でセンサハウジング１０８ｂに収容されており、当該センサハウジング１０８ｂを介して外輪１０２に固定されている。この際、ホールＩＣ１０８ａを収容したセンサハウジング１０８ｂは、環状を成すカバー部材（以下、センサカバーという）１０７に取り付けられ、当該センサカバー１０７を介して外輪１０２に対して位置決めされている。図６（ｂ）に示す構成においては、一例として、ホールＩＣ１０８ａの外側の面（具体的には、ホール素子の配設面（同図の右側の面））とエンコーダ１０５の内周面（磁極面）とが所定間隔を空けて対向可能となるように、ホールＩＣ１０８ａがエンコーダ１０５に対して位置付けられている。

図６（ａ）,（ｂ）に示す構成において、センサカバー１０７は、その外径が外輪１０２の外径と略同一で、その内径が内輪１０１の外径よりも小径、且つ内輪１０１の内径よりも大径の環状に形成されており、その外径部と内径部との間にセンサハウジング１０８ｂを取り付ける（収容する）ためのセンサカバー軸端部１０７ａが設けられた構造を成している。この場合、センサカバー１０７には、エンコーダ１０５及びホールＩＣ１０８ａが配設された空間部Ｓへの異物（例えば、金属粉（磁性材片）など）の侵入を防止するためのセンサカバー内径側裾部１０７ｂが設けられており、当該内径側裾部１０７ｂは、センサカバー１０７の内周側に周方向に沿って全周に亘って連続して形成され、空間部Ｓを全周に亘って閉塞している。なお、内径側裾部１０７bは、センサカバー１０７の内径部に連続し、軸受Ａへ向けて（図６（ｂ）の下方向へ）延出し、その先端部が内輪１０１の端面（同図の上側の面）と所定間隔を空けて対向する構成となっている。

これにより、空間部Ｓが軸受Ａの外部に対して完全に開放された状態となることを防止することができ、当該空間部Ｓへの異物の侵入が有効に防止され、例えば、異物によってエンコーダ１０５やホールＩＣ１０８ａが損傷されることを防止でき、長期に亘って精度よくホールＩＣ１０８ａによってエンコーダ１０５の回転による磁気状態の変化を検出することができ、結果として、内輪１０１の回転状態（回転速度、回転方向あるいは回転角度など）を高精度に計測することができるということが開示されている。

なお、センサカバー１０７に対する内径側裾部１０７ｂの配設方法は、一例として、センサカバー１０７の成形時にセンサカバー内径側裾部１０７ｂを当該センサカバー１０７と一体を成して同時に成形して構成する場合を想定しており、センサカバー内径側裾部１０７ｂは、センサカバー１０７とは別体構成とし、これらをそれぞれ別個に成形し、成形後のセンサカバー１０７の内周側にセンサカバー内径側裾部１０７ｂを取り付ける構成としてもよいと記載されている。この際、センサカバー１０７に対するセンサカバー内径側裾部１０７ｂの取り付けは、例えば、接着や溶接、嵌合、あるいは締結など各種の方法、若しくはこれらを組み合わせた方法で行えばよいとも記載されている。

また、センサカバー１０７及びセンサカバー内径側裾部１０７ｂの材質は磁性体である金属（電磁ステンレス鋼や低炭素鋼など）を使用し、このような構成にすることで、センサ１０８のホールＩＣ１０８ａ及び回路基板１０８ｃが金属製のセンサカバー１０７及びセンサカバー内径側裾部１０７ｂで覆われた構成とすることができ、当該センサカバー１０７及びセンサカバー内径側裾部１０７ｂが磁気シールドとしての機能を果たすため、センサ外部の磁界を遮断し、その影響を排除することができ、エンコーダ１０５の回転以外の要因により磁気状態が変化されることを防止し、当該エンコーダ１０５の回転による磁気状態の変化のみをホールＩＣ１０８ａで検出することができ、ホールＩＣ１０８ａにおいてかかる磁気状態の変化を正確、且つ確実に検出し易くなり、内輪１０１の回転状態（回転速度、回転方向あるいは回転角度など）の計測精度を高めることができることが開示されている。

またこの軸受Ａは、センサカバー内径側裾部１０７ｂをセンサカバー１０７の内周側に周方向へ沿って、その全周に亘って連続した環状に形成し、当該センサカバー１０７の内周側において、空間部Ｓを全周に亘って閉塞する構成としているが、センサカバー内径側裾部１０７ｂを環の一部を欠落して成る所定形状（略Ｃ字状）に構成し、当該環の欠落部分に部分環形のセンサハウジング１０８ｂを位置付けることで、前記内周側において、当該センサハウジング１０８ｂとともに空間部Ｓを全周に亘って閉塞する構成としてもよいことや、またセンサカバー１０７は、その外径側裾部１０７ｃが外輪１０２に固定された状態で、センサカバー内径部１０７ｂと軸受Ａの回転軸（図示しない）の外周面との間、並びに、当該内径側裾部１０７ｂの先端と内輪１０１の端面（図５（ｂ）の上側の面）との間に、それぞれ所定の隙間が生じるように位置決めし、エンコーダ１０５とホールＩＣ１０８ａを内外輪１０１、１０２に対して位置付けることで、センサ１０８は、エンコーダ１０５がホールＩＣ１０８ａと対向した状態、具体的には、エンコーダ１０５の内周面（磁極面）がホールＩＣ１０８ａの外側面（ホール素子配設面）と対向した状態で、内輪１０１とともに回転する構造とすることができることが開示されている。

以上のように開示された構成により、かかる軸受Ａにおいて、内輪１０１が回転すると、これとともにエンコーダ１０５も回転し、ホールＩＣ１０８ａ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、ホールＩＣ１０８ａを通過する磁束が連続的に変化し、かかる変化を当該ホールＩＣ１０８ａにより検知することで、エンコーダ１０５（すなわち、内輪１０１）の位置や角度などを検出することができる。そして、回路基板１０８ｃは、ホールＩＣ１０８ａが検知した磁束密度の変化を電気信号に変換するとともに、当該電気信号（データ）を信号処理部（図示しない）に送信し、当該信号処理部において、単位時間当たりのエンコーダ１０５の位置や角度などの変動量を演算処理することで、エンコーダ１０５が固定された内輪１０１の回転状態（例えば、回転速度、回転方向あるいは回転角度など）を計測することが可能となる。

またさらに、この場合、センサ１０８の回路基板１０８ｃ（ホールＩＣ１０８ａ）と信号処理部（図示しない）とは、所定の信号ケーブル（図示しない）で接続され、当該信号ケーブルを介して上述した電気信号が信号処理部（図示しない）へ送信（出力）されることが該特許文献には記載されている。

特開２００８−１９０６８９号公報

ところで、かかる軸受Ａの構成では、図６（ａ）,（ｂ）に示されるように、センサカバー１０７には、エンコーダ１０５及びホールＩＣ１０８ａが配設された空間部Ｓへの異物（例えば、金属粉（磁性材片）など）の侵入を防止するための異物侵入防止部としてのセンサカバー内径側裾部１０７ｂが設けられており、当該内径裾部１０７ｂは、センサカバー１０７の内周側に周方向に沿って全周に亘って連続して形成され、空間部Ｓを全周に亘って閉塞しており、また内径側裾部１０７ｂは、センサカバー１０７の内径部に連続し、軸受Ａへ向けて（図６（ｂ）の下方向へ）延出し、その先端部が内輪１０１の端面（同図の上側の面）と所定間隔を空けて対向する構成とすることで、空間部Ｓが軸受Ａの外部に対して完全に開放された状態となることを防止することを狙っている。

これは当該空間部Ｓへの異物の侵入を防止し、例えば、異物によってエンコーダ１０５やホールＩＣ１０８ａが損傷されることを防止し、長期に亘って精度よくホールＩＣ１０８ａによってエンコーダ１０５の回転による磁気状態の変化の検出を行い、結果として、内輪１０１の回転状態（回転速度、回転方向あるいは回転角度など）を高精度に計測することができるようにすることを目的としているが、回転輪である内輪１０１に回転していない状態で付着していた異物、もしくは図示しない回転軸（中心軸）を軸方向に伝って内輪１０１に到達した異物が、それらの回転によって生じる遠心力等によって、内輪１０１のセンサカバー側軸方向端面とセンサカバー内径側裾部１０７ｂの端面とで形成される空隙部から、軸受内部に侵入することの防止はしにくいという未解決の課題がある。
また、軸受Ａでは、軸受内への異物侵入対策としてセンサカバー内周側に、センサカバー軸端部１０７ａから軸方向に転動体１０４に向けてセンサカバー内径側裾部１０７ｂを略同一長さで環状に設けたため、センサハーネス１０８ｄを含むセンサ１０８のセンサカバー１０７への組立性が損なわれるという未解決な別の課題もある。そこで本発明は、上述した従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、センサカバー内径側から軸受内部へ異物が侵入し難く、またセンサ組立性を向上させたセンサ付き軸受及び機械装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明に係るセンサ付き軸受は、相対回転可能に対向して配置された回転輪及び静止輪と、当該回転輪の回転状態を検出するセンサを備え、前記センサには、前記回転輪と同一の回転状態で回転する被検出体、当該被検出体の回転状態を検出する検出体、並びに当該検出体を収容するセンサハウジングが設けられ、前記被検出体は、前記回転輪に固定されて当該回転輪とともに回転するのに対し、前記検出体は、前記被検出体と所定間隔を空けて対向可能となるように前記センサハウジングへ収容された状態で前記静止輪に固定され、前記検出体を収容し、軸受端面の周方向の領域を部分的に覆うように延在した非環状形を成したセンサハウジングが、環状を成すセンサカバーを介して前記静止輪に対して位置決めされ取り付けられるように構成されたセンサ付き軸受において、内輪に固定された前記検出体又は前記被検出体が、外輪に固定された前記被検出体又は前記検出体よりも径方向の外側に位置するように設けられ、前記被検出体としてのエンコーダを保持し前記回転輪に固定するエンコーダホルダ内径側裾部の周縁部を、前記サンサカバーの軸受中心側の端部より小径とし、かつ、前記センサカバーと接触無きよう所定の距離を設けて、軸方向に重なり代が生じるまで延伸させている。

また、本発明のセンサ付き軸受は、前記センサカバーの内径側裾部に少なくともひとつの切り欠き部を有し、この切り欠き部が、前記検出体に設けられたセンサハーネスの太さ以上の幅を有し、前記センサカバーの内径側裾部の軸方向終端縁から、該センサカバー軸端面に向けて、周方向長さが減少するように設けられる。

さらに、本発明のセンサ付き軸受は、前記センサカバー切り欠き部のうちの少なくともひとつの周方向位置と、その切り欠き部を有する前記センサカバーの内径側裾部に対向する前記センサカバー外径側裾部に設けるセンサハーネス取出し孔の周方向位置とが、前記軸受の中心点に対して概ね一直線上に位置させる。
更に、上述の請求項１に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記センサカバー内周面は、前記センサカバー内径側裾部により均一に、もしくは前記センサカバー内径側裾部と前記センサハウジングの一部との組合わせから構成されるようにする。
更にまた、上述の請求項１もしくは請求項２に記載した発明を実施する場合には、前記センサハウジング内周面に、前記センサカバー切り欠き部の面積を超えない面積の凸部を設けるようにする。
加えて、上述の請求項１、請求項２もしくは請求項３に記載した発明を実施する場合には、前記センサカバー切り欠き部および前記センサハウジング内周側の凸部はそれぞれ、前記センサカバー軸端部に向けて、その下端から上端であるセンサカバー軸端面に向けてその周方向長さが減少する形状とする。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る機械装置は、上述した請求項１〜４のうちの何れか１項に記載のセンサ付き軸受を備える。

本発明のセンサ付き軸受及び機械装置によれば、被検出体としてのエンコーダを保持し回転輪に固定するエンコーダホルダ内径側裾部の周縁部を、サンサカバーの軸受中心側の端部より小径とし、かつ、センサカバーと接触無きよう所定の距離を設けて、軸方向に重なり代が生じるまで延伸させる構成としているので、異物の侵入を効果的に防止することができ、長期に亘って高精度に回転輪の回転状態を計測可能な信頼性の高いセンサ付き軸受及び機械装置を提供することができる効果がある。

本発明の一実施形態に係るセンサ付軸受の構成例を示す図であって、（ａ）は全体構成を示す平面図、（ｂ）は平面図（ａ）におけるｋ−ｋ矢視断面図である。 本発明の構成要素であるセンサの外形の第二例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図（ａ）におけるｍ−ｍ矢視側面図である。 本発明の構成要素であるセンサカバー外形の例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２のセンサ外形第二例に対応する第二実施形態のセンサカバー断面図、（ｃ）は、図４のセンサ外形第一例に対応する第一実施形態のセンサカバー断面図であり、（ｂ）、（ｃ）はいずれも平面図（ａ）におけるｎ−ｎ矢視断面図である。 本発明の構成要素であるセンサの外形の第一例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は平面図（ａ）における、ｐ−ｐ矢視側面図である。 本発明の一例としての実施形態を示す斜視図で、特にセンサハウジング凸部８ｄ及びセンサカバー切り欠き部７ｅの相関形状を説明するための図である。 従来のセンサ付き軸受の構成例を示す図であって、（ａ）は全体構成を示す斜視図、（ｂ）は縦断面図である。

以下、図面を参照して、本発明を説明するが、本発明では、基本軸受構成（内輪１、外輪２、保持器３、転動体４、及びシール部材９）並びにセンサ機能に係る追加構成（エンコーダ５、エンコーダホルダ６、センサカバー７、及びセンサ８）は、以下に特段の説明した内容を除き、上記従来技術で説明した軸受Ａに準じた構成、材質、接合方法としているので、従来技術と同一の構成部分については説明を省略する。

図１〜図５は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態を示している。図１に示す本例の構造のセンサ付き軸受では、エンコーダ５は、上述した軸受Ａと同様の方法で内輪１に固定されたエンコーダホルダ６に、さらに上述した軸受Ａと同様の方法で固定（接合）されて、当該内輪１とともに回転するようになっている。図１（ｂ）に示す構成においては、エンコーダホルダ６の外径裾部６ａは、一例として、軸方向の一方側（図１（ｂ）の上側）へ立ち上げられ、立ち上げた端部がエンコーダ５の端面と略面一となるとともに、当該端部がセンサハウジング８ｂと所定間隔を空けて対向するように、その立ち上げ高さが調整されている。これにより、エンコーダ５は、外輪２及びセンサハウジング８ｂと接触することなく、内輪１とともに、当該内輪１と同一の回転状態で回転することができるようになっている。

ここで、図１（ｂ）に示すように、エンコーダホルダ６の内径側裾部６ｂの周縁部６ｃは、軸方向の一方側（図１（ｂ）の上側）へ環状に立ち上げられている。一方、上述した軸受Ａ同様にセンサハウジング８ｂが内装されるセンサカバー７は、センサカバー軸端面７ａから外輪２側に軸方向伸延したセンサカバー外径側裾部７ｄにおいて、一例として上述した軸受Ａと同様な構造及び方法にて、外輪２の外周部分に固定されている。またセンサカバー内径側裾部７ｂは、センサカバー軸端面７から上述したエンコーダホルダ内径側裾部６ｂの外径側に位置する（エンコーダホルダ内径側裾部６ｂの半径＜センサカバー内径側裾部７ｂの半径）ように、径方向の隙間Ｇを設け、更にまた、エンコーダホルダ内径側裾部６ｂの周縁部６ｃとセンサカバー内径側裾部周縁部７ｃとで軸方向にＬの重なり代が生じるように内輪１側に向かう軸方向に伸延させている。

上述した隙間Ｇ、及び、重なり代Ｌは、本発明のセンサ付き軸受の使用環境に応じて、適宜設定されれば良く、より細かい異物の軸受内侵入を防ぐためには、隙間Ｇを小さく、また重なり代を大きく取ることは言うまでもないが、径方向の隙間Ｇは、エンコーダホルダ内径側裾部６ｂとセンサカバー内径側裾部７ｂとが接触せず、エンコーダホルダ内径側裾部６ｂの周縁部６ｃとセンサカバー内径側裾部周縁部７ｃとの重なり代は、必ずプラス寸法となるように、本発明のセンサ付き軸受の実使用上の条件に応じて設定される。

なお、この実施例におけるセンサ８は、上述した軸受Ａのように、ホールＩＣ８ａ、センサハウジング８ｂ、回路基板８ｃ、及びセンサハーネス８ｅにて構成され、環状センサカバー７に収容できる形状であれば、非環状を成すセンサハウジング８ｂの具体的な形状は、かかる部分環形に限定されないのは、上述した軸受Ａのセンサ１０８と同様であり、センサハウジング８ｂの構成材の量を減らして低コスト化を図る観点からすれば、センサハウジング８ｂの形状は、回路基板８ｃと略同一の形状とすることにより、製造コスト削減メリットを最大限に得ることができ、特に軸受が大型化した場合、非常に有効な構成となるのは、また軸受Ａと同様である。

またこの実施例では、図１のようにセンサ８はセンサカバー７に組みつけて、外輪２に固定されるが、図３（ｃ）の「センサハーネス通し方向」に示すように、センサカバー７のセンサハーネス取り出し孔７ｆからセンサ８のセンサハーネス８ｅを通す場合の作業性向上を目的として、円環状のセンサカバー内径側裾部の一部に、サンサハーネス取り出し孔７ｆと円周方向略同一の部分を中心として、センサハーネス８ｅの太さ以上の幅を有するセンサカバー切り欠き部７ｅを、センサカバー軸端面７ａに向けて設けている。このように、サンサハーネス取り出し孔７ｆと周方向略同一部分のセンサカバー内径側裾部７ｂの周縁部の一部に、図３（ｃ）に示すようにセンサカバー軸端面７ａ側に向けて７ｂ’の様に切り欠いたセンサカバー切り欠き部７ｅを設けることにより、図３（ｂ）の「センサハーネス通し方向」と比較して、センサハーネス８ｅの屈曲程度を過大にすること無く、より容易にセンサをセンサカバー７に組み付けることが可能となる。

この実施例において、センサカバー切り欠き部７ｅは、図５に示すように、センサカバー７の内径側裾部の軸方向終端縁から、該センサカバー軸端面７ａに向けて、周方向長さが減少する形状（テーパ状等）に設ける。図５では、後述するセンサ８とセンサカバー７の軸方向の位置決め時に、軸方向の位置と同時にそれらの平行度（傾き）を規制する（防止する）ために、センサカバー軸端面７ａ側に周方向の長さを有する略台形としているが、略三角形としても良い。

一方で、また同時に図５に示すように、センサ８のセンサハウジング内周側には、センサカバー切り欠き部７ｅの形状に対応（呼応）して、その下端から上端（センサカバー軸端面７ａ）側に向けてその周方向長さが減少する形状のセンサハウジング凸部８ｄを設ける。センサカバー切り欠き部７ｅとセンサハウジング凸部８ｄとは、軸受中心から外側に向かって見た場合に、センサカバー切り欠き部７ｅに対してセンサハウジング凸部８ｄが略相似形となるように、またセンサハウジング凸部８ｄの内周面の軸受中心からの距離（半径）はセンサカバー内径側裾部７ｂの軸受中心側の半径と同一もしくは、センサハウジング凸部８ｄの内周面半径が、センサカバー内径側裾部７ｂの軸受中心側の半径より小さくならないようにする。好ましくは、センサハウジング凸部８ｄの内周面とセンサカバー内径側裾部７ｂの切り欠き部７ｅ以外の軸受中心側面と略同一面となるようにすると良い。
また、前記センサハウジング８ｂ内周面に設けるセンサハウジング凸部８ｄは、前記センサカバー切り欠き部７ｅの形状に合わせて、該切り欠き面積を超えない範囲の凸部面積とすると良い。
更に、センサカバー内径側裾部７ｂ’とセンサハウジング凸部８ｄとの隙間を、センサカバー内径側裾部７ｂとエンコーダホルダ内径側裾部６ｂとの隙間より小さくすることで、異物の侵入を防ぐようにすると良い。

また、図５には、一箇所のセンサカバー切り欠き部７ｅを有するセンサカバー７と、それに対応する一箇所のセンサハウジング凸部８ｄを有するセンサ８の一例を示したが、これらセンサカバー切り欠き部７ｅ及びセンサハウジング凸部８ｄは、円周方向に対して、必ずしも一箇所とする必要はなく、それぞれ対応する形状で、複数設けるようにしても良い。ただし、センサカバー切り欠き部７ｅは、センサ８、特にハーネスハーネス８ｅのセンサカバー７への組込み性向上を目的としているため、センサカバー切り欠き部７ｅを周方向に複数設ける際には、そのうちの少なくともひとつの周方向位置と、センサカバー外径側裾部７ｄに設けるセンサハーネス取出し孔７ｆの周方向位置が、軸受の中心点に対して概ね一直線上となるように設定する。

ところで、センサ付き軸受では、軸受の回転状態を正しく計測するために、軸受の使用される箇所に於いて、電磁ノイズ影響を受けないように考慮される必要がある。その様な必要性に対し、本実施形態では、上述したように、エンコーダホルダ内径側裾部と、センサカバー内径側裾部７ｂとの重なり代を設けていることで、異物の進入の防止が図れるとともに、同時に磁気シールド効果を有し、外部磁界の悪影響を遮断することも可能となる。

図１（ｂ）では、軸受軸方向に於いて、エンコーダホルダ内径裾部の周縁部６ｃに対し、センサカバー切り欠き部７ｅのみについては、重なり代がない設定となっている。内輪１に接合される回転軸（図示せず）は、磁性体であることも多く、磁気シールド効果はセンサ付き軸受全体の特性として使用環境下での要求レベルを満足すれば良いため、円環状のセンサ内径側裾部の一部であるセンサ切り欠部７ｅにおいて磁性体の重なり代を有しないということによって、それが直接的に問題となることではないが、エンコーダホルダ内径側裾部の周縁部を軸方向によりセンサカバー軸端面側に伸延させることより磁気シールド性を高めることができる。

なおこれまでは、センサハーネス８ｅを有するサンサ８をセンサカバー７に組み付ける組付け作業性の向上を目的に、センサカバー内径側裾部７ｂにセンサカバー切り欠き部７ｅを設けることを述べてきたが、例えばセンサハーネス８ｅに導線の芯材を含め、全体的に可とう性の高い材料を使用するなどして、センサ８のセンサカバー７への組立て作業性が問題にならない場合には、図３（ｃ）と比較して屈曲程度の大きいセンサ通し方向となる図３（ｂ）に示すようなセンサカバー内径側裾部７ｂにセンサカバー切り欠き部７ｅを設けないセンサカバー内径側裾部周縁部としても良い。

本発明を利用する場合に、軸受の回転状態を計測するためのセンサ機能を有するセンサ付き軸受及び機械装置を高い信頼性で低コストに提供することに利用可能である。

１ 内輪（回転輪）
１ａ エンコーダ取付部
２ 外輪（静止輪）
３ 保持器
４ 転動体
５ エンコーダ（磁石）
６ エンコーダホルダ
６ａ エンコーダホルダ外径側裾部（磁石保持部）
６ｂ エンコーダホルダ内径側裾部
６ｃ エンコーダホルダ内径側裾部の周縁部
７ センサカバー
７ａ センサカバー軸端面
７ｂ センサカバー内径側裾部
７ｂ’センサカバー内径側裾部（センサカバー切り欠き部）
７ｃ センサカバー内径側裾部周縁部
７ｄ センサカバー外径側裾部
７ｅ センサカバー切り欠き部
７ｆ センサカバーハーネス取出し孔
８ センサ
８ａ ホールＩＣ（磁気検出素子）
８ｂ センサハウジング
８ｃ 回路基板
８ｄ センサハウジング凸部
８ｅ センサハーネス
９ シール部材
１０１ 内輪（回転輪）
１０１ａ 内輪軌道面
１０１ｂ エンコーダ取付部
１０１ｍ シール溝
１０２ 外輪（静止輪）
１０２ａ 外輪軌道面
１０２ｍ 取付溝
１０３ 保持器
１０４ 転動体
１０５ エンコーダ（磁石）
１０６ エンコーダホルダ
１０６ｂ エンコーダホルダ外径部
１０７ センサカバー
１０７ａ センサカバー軸端部
１０７ｂ センサカバー内径側裾部
１０７ｃ センサカバー外径側裾部
１０８ センサ
１０８ａ ホールＩＣ（磁気検出素子）
１０８ｂ センサハウジング
１０８ｃ 回路基板
１０８ｄ センサハーネス
１０９ シール部材
Ａ センサ付き軸受（先行技術）
Ｓ 空間部
Ｌ 重なり代
Ｇ 隙間（径方向）

Claims (5)

1. 相対回転可能に対向して配置された回転輪及び静止輪と、当該回転輪の回転状態を検出するセンサを備え、前記センサには、前記回転輪と同一の回転状態で回転する被検出体、当該被検出体の回転状態を検出する検出体、並びに当該検出体を収容するセンサハウジングが設けられ、前記被検出体は、前記回転輪に固定されて当該回転輪とともに回転するのに対し、前記検出体は、前記被検出体と所定間隔を空けて対向可能となるように前記センサハウジングへ収容された状態で前記静止輪に固定され、前記検出体を収容し、軸受端面の周方向の領域を部分的に覆うように延在した非環状形を成した前記センサハウジングが、環状を成すセンサカバーを介して前記静止輪に対して位置決めされ取り付けられるように構成されたセンサ付き軸受において、
   内輪に固定された前記検出体又は前記被検出体が、外輪に固定された前記被検出体又は前記検出体よりも径方向の外側に位置するように設けられ、
   前記被検出体としてのエンコーダを保持し前記回転輪に固定するエンコーダホルダ内径側裾部の周縁部を、前記センサカバーの軸受中心側の端部より小径とし、かつ、前記センサカバーと接触無きよう所定の距離を設けて、軸方向に重なり代が生じるまで延伸させ、
   前記センサカバーの内径側裾部に少なくともひとつの切り欠き部を有し、
   この切り欠き部が、前記検出体に設けられたセンサハーネスの太さ以上の幅を有し、前記センサカバーの内径側裾部の軸方向終端縁から、該センサカバー軸端面に向けて、周方向長さが減少するように設けられ、
   前記切り欠き部のうちの少なくともひとつの周方向位置と、その切り欠き部を有する前記センサカバーの内径側裾部に対向する前記センサカバー外径側裾部に設けるセンサハーネス取出し孔の周方向位置とが、前記軸受の中心点に対して概ね一直線上に位置することを特徴とするセンサ付き軸受。
2. 前記センサカバー内周面は、前記センサカバー内径側裾部にて均一に、もしくは前記センサカバー内径側裾部と前記センサハウジングの一部との組合わせにより、構成されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付き軸受。
3. 前記センサハウジング内周側に、前記センサカバー切り欠き部の面積を超えない面積の凸部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ付き軸受。
4. 前記センサカバー切り欠き部および前記センサハウジング内周側の凸部はそれぞれ、前記センサカバー軸端部に向けて、その下端から上端であるセンサカバー軸端面に向けてその周方向長さが減少する形状であることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか1項に記載のセンサ付き軸受。
5. 請求項１〜４のうちの何れか１項に記載のセンサ付き軸受を備えたことを特徴とする機械装置。

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