WO2004038426A1 - センサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車や鉄道車両等の移動体や設備機械、工作機械等に使用されるセンサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受に関し、その一形態としては、転がり軸受の状態を検出可能なセンサと、センサを内方に収容し、固定側軌動輪に固定された環状のセンサカバーと、センサカバーの半径方向外方に設けられた軸受ハウジング又は軸に固定される環状の押え部材とを備え、センサカバーにおける所定の位置には開口部が設けられ、該開口部の周縁部には押え部材側に突設される突起部が設けられ、押え部材には突起部が挿入される切欠部が形成され、該切欠部に突起部が配されている。

Description

明 細 書 センサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受 ぐ技術分野 >

本発明は、 自動車や鉄道車両等の移動体や設備機械、 工作機械等に使用される センサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受に関し、 特に、 ホール素子やホール I Cを使用して回転速度や回転方向、 更には位相を検知するのに適するセンサ付軸 受装置及びセンサ付転がり軸受に関する。 <背景技術 >

例えば近年の自動車においては、 アンチロックブレーキシステム （A B S ) や トラクシヨンコントロールシステム （T C S ) の制御が広く行われており、 その 制御のためには車輪の回転速度を正確に検出する必要がある。 そのため、 車輪を 懸架装置に対して回転自在に支持する転がり軸受の回転速度 （回転数） を検出し ている。

転がり軸受の回転速度 （回転数） を検出する場合、 軸受に接近して回転センサ を設置したセンサ付転がり軸受が多用されている。 すなわちセンサ付転がり軸受 においては、 回転側に磁極を交互に多数形成した円筒状の磁石を固定し、 車輪と 共に回転する磁石の磁束を、 固定側に設けたホール素子やホール I Cを使用した センサにより検出することによって、 車輪の回転速度等の検出が行われる。 上述したセンサ付転がり軸受は、 上記のような自動車に限らず、 例えば鉄道車 両等の回転部材を備えた移動体において、 その移動体の速度を検出し、 また回転 方向を検出することにも広く用いられている。 また、 例えばモータ出力軸の回転 数検出、 ポンプの回転数検出等、 各種の設備機械において、 回転する部材の回転 数を検出するためにも用いられている。

このように、 産業上の広範囲の分野において、 回転する部材の回転数、 即ち回 転速度を検出するため、 また回転方向や位相等を検出するために、 回転部材の軸 受として、 センサ付転がり軸受が広く用いられている。

従来のセンサ付転がり軸受においては、 外輪が軸受ハウジングに嵌め合いによ つて装着されている。 このため、 外輪と軸受ハウジングとの熱膨張差等が原因で 外輪の外径と軸受ハウジングの内径との隙間が許容値を超えてしまい、 外輪が内 輪の回転に伴って内輪の回転方向に沿つて回転することがある。

外輪が内輪の回転に応じて回転すると、 外輪に装着されているセンサカバー及 びセンサハウジングも同時に回転する。 すると、 センサカバー及びセンサハウジ ングから外部に取り出されるセンサの入出力信号線は、 軸受ハウジングなどに固 定されている押え蓋に形成された切欠溝を通って外部に取り出されている関係で 剪断力が加わる。 したがって、 外輪が内輪の回転によって大きく回転する場合に は、 入出力信号線が断線するおそれがある。

そこで、 従来、 図 2 3及び図 2 4に示すような回転センサ付軸受 6 0 0が提案 されている。 回転センサ付軸受 6 0 0において、 センサハウジング 6 0 6におけ る外径面には、 回転センサ 6 0 5を収容するセンサカバー 6 0 7を貫通して半径 方向に向かって突き出した回り止め部材 6 0 6 aが設けられている。 回転センサ 付軸受 6 0 0は、 この回り止め部材 6 0 6 aを押えふた 6 0 9の切欠溝 6 0 9 a 内に配置することで、 内輪 6 0 1の回転に伴って外輪 6 0 2が回転することを防 止している （例えば、 特開 2 Q 0 2— 2 1 3 4 7 2号公報）。

しかし、 上述した従来のセンサ付軸受装置 6 0 0では、 回り止め部材 6 0 6 a とセンサカバー 6 0 7を固定する構成が複雑であり、 生産性が低かった。

また従来、 図 2 5及び図 2 6に示すようなセンサ付軸受装置 6 3 0が知られて いる。 図 2 5は、 センサ付軸受装置の全体断面図を示し、 図 2 6は、 図 2 5のセ ンサ付軸受装置の C一 C線断面図を示している。 センサ付軸受装置 6 3 0は、 セ ンサ 6 4 0の一端部 6 4 1を静止側軌道輪 6 3 1の基準面 6 3 1 aに直接接触さ せるとともに、 センサ 6 4 0の面取り部 6 4 2をセンサ保持要素 6 3 2の切欠面 6 3 3で固定することにより、 センサ 6 4 0を位置決めする構成である （例えば 、 特開平 1 0— 3 1 1 7 4 0号公報）。

上述した従来のセンサ付軸受装置 6 3 0では、 接続出力部 6 3 4や導体 6 3 5 に外部から力が加わり、 又は振動が加わることによって、 センサ 6 4 0が円周方 向に位置ずれしてしまうという問題があった。 このとき、 センサ 6 4 0の円周方 向の位置ずれに起因して、 センサ 6 4 0の出力誤差が発生する可能性があった。 そこでセンサ付軸受装置 6 3 0では、 センサ保持要素 6 3 2と静止側軌道輪 6

3 1の基準面 6 3 1 aとの間に樹脂をインサート成形することにより、 センサ 6

4 0の円周方向の位置ずれを抑制している。 しかし、 樹脂のインサート成形等に よると、 複雑な加工を必要とするため、 製造工数及びコスト増大を招くという点 で改善の余地があった。

図 2 7は、 従来のセンサ付転がり軸受を示す要部断面図である。 このセンサ付 転がり軸受 7 0 0は、 磁気感応センサ 7 2 1とマグネット等の被検出部材 7 2 0 を外輪 7 1 0又は内輪 7 1 1にそれぞれ固定して構成されている。

すなわち、 センサキャリア 7 2 3に埋設された磁気感応センサ 7 2 1は、 セン サ保持装置 7 2 5を介して外輪内径面に設けられた凹状溝 7 1 6に全周に！:つて ビーディング固定されて構成されている。 また、 被検出部材 7 2 0が、 内輪外径 面に圧入された L状部材 7 2 2の半径方向の平面部上に配置され、 センサ 7 2 1 と対向している。

上述した従来のセンサ付転がり軸受 7 0 0では、 軸受の径方向寸法が小さい場 合、 外輪 7 1 0内径面にセンサキヤリア 7 2 3を介して磁気感応センサ 7 2 1を 固定することが困難である。 また、 内輪 7 1 1外径面に L字状部材 7 2 2を介し て被検出部材 7 2 0を固定することも、 同様に寸法上難しい。

この問題を解決するためには、 図 2 8や図 2 9に示すように、 外輪外径や内輪 外径に段部を設けてセンサや被検出部材を固定することが考えられる。 しかし、 段部加工面は、 センタレス研磨できないため、 寸法のバラツキが大きくなり、 そ れぞれの部材を圧入固定することが難しい。

また一般に、 センサ付転がり軸受は、 モータ等の電気ノイズが発生する部材の 近傍に配置されることが多い。 そのため、 取り付け位置によっては、 外部のノィ ズに起因する外部磁界が、 被検出部材が形成する磁界を乱し、 センサが被検出部 材によって形成された磁界を正確に検出することができない可能性がある。 更に、 図 3 0に示すようなセンサ付軸受装置 8 0 0が知られている。 図 3 0は 、 従来のセンサ付軸受装置の要部断面図を示している。 図 3 0に示すように、 セ ンサ付軸受装置 8 0 0として、 回転センサ 8 0 1の磁気センサ 8 0 2及びパルサ 一リング （エンコーダ） 8 0 3を磁性体からなるセンサケース固定リング 8 0 4 及び磁気バイパス 8 0 5で被覆することにより、 外部の漏洩磁束をバイパスさせ る構成である （例えば、 特開 2 0 0 2— 1 7 4 2 5 8号公報）。

また、 上記従来のセンサ付軸受装置 8 0 0の別の形態としては、 図 3 1及ぴ図 3 2に示すものがある。 図 3 1は、 従来のセンサ付軸受装置 8 0 0の他の例を示 す全体断面図であり、 図 3 2は、 図 3 1の上方 （図中上側からみた） 部分平面図 である。

図 3 1及び図 3 2を参照すると、 従来のセンサ付軸受 8 5 0において、 転動体 8 5 3の図中右側における内輪 8 5 2の外周端部には、 芯金 8 5 6が固定されて おり、 芯金 8 5 6には、 永久磁石からなる円筒状のパルサーリング 8 5 7が配置 されている。 また磁気センサ 8 6 0は、 パルサーリング 8 5 7の外周面と間隙を もってセンサケース 8 5 8内に配置されており、 センサケース 8 5 8は、 外輪 8 5 1の内周面端部に設けられたセンサケース固定リング 8 6 1の内側に固定され ている。

センサ付軸受 8 5 0は、 外輪 8 5 1に固定したセンサケ^ "ス固定リング 8 6 1 の更に内側に、 磁性体からなる磁気バイパス 8 6 2を設けられており、 磁気セン サ 8 6 0に流れる外部のモータのコイル等からの漏洩磁束を遮断している。 また センサ付軸受 8 5 0は、 側板 8 6 3を設けられるとともに、 センサケース固定リ ング 8 6 1における磁気センサ 8 6 0上部に、 切欠窓 8 6 1 aを設けられること により、 磁気センサ 8 6 0への漏洩磁束のループを遮断している。

しかし、 上述した従来のセンサ付軸受 8 5 0では、 内輪 8 5 2の側部に突出す るように固定した円筒状のパルサーリング （磁石） 8 5 7の外周に、 パルサーリ ング 8 5 7と半径方向の間隙を介してホール素子等の磁気センサ 8 6 0が配置さ れている。 このため、 回転するパルサーリング 8 5 7の磁極変化を、 磁気センサ 8 6 0によって確実に検出するには、 磁気センサ 8 6 0に対向するパルサーリン グ 8 5 7の表面部分において、 特にセンサ付軸受 8 5 0の軸線方向に所定以上の 長さが必要とされる。 したがって、 磁気センサ 8 6◦に対向するパルサーリング 8 5 7の表面部分は、 センサ付軸受 8 5 0の軸線方向に所定以上の長さだけ突出 させざるを得ない。

その結果、 上記磁気センサ 8 6 0では、 センサ付軸受 8 5 0の軸線方向の長さ を短くするには限界があり、 自動車の車速検出を含め、 各種の装置にセンサ付軸 受を用いる際に要求される省スペースの要求に応えることができなかった。 また、 パルサーリング 8 5 7と磁気センサ 8 6 0の隙間が軸線方向に延びてい るため、 軸受空間内に充填されたグリースが、 その軸線方向の隙間に沿って流れ 、 そのまま外部に流出しやすい構造となっており、 改善が望まれていた。

更に、 センサ付軸受 8 5 0の内輪 8 5 2と外輪 8 5 1間に外部の強力な磁界に よって漏洩磁束が流れる場合は、 転動体 8 5 3を経由してパルサーリング 8 5 7 や磁気センサ 8 6 0側に磁束が漏れる。 このため、 磁気パイパス 8 6 2のような 遮蔽板を、 センサ付軸受 8 5 0と磁気センサ 8 6 0間の空間に設けるなどの別部 品が必要であり、 部品点数が増加して高価なものとなると共に、 組み立て工数が 増加する。 また、 その設置スペースを必要として小型化の制約となる問題もあつ た。

本発明の目的は、 高い生産性及びコスト削減効果を得られるとともに、 樹脂の インサート成形等の複雑な加工を必要とすることなく、 センサを容易かつ高精度 に位置決めすることができ、 また、 少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果 的にバイパスさせることで、 モータ等の電気ノイズ等に起因するセンサの誤作動 を防止することができ、 さらに、 必要十分な固定側軌動輪の回り止め性能の確保 及び軸線方向長さの短縮による小型化を図ることができるセンサ付軸受装置及び センサ付転がり軸受を提供することにある。 く発明の開示 >

本発明に係る上記目的は、 下記構成によって達成することができる。

( 1 ) 回転側軌道輪と固定側軌道輪との間に複数の転動体が組み込まれてなる 転がり軸受と、 前記転がり軸受の状態を検出可能なセンサと、 前記センサを内方 に収容し、 前記固定側軌動輪に固定された環状のセンサカバーと、 前記センサ力 バーの半径方向外方に設けられた軸受ハウジング又は軸に固定される環状の押え 部材とを備え、 前記センサカバーにおける所定の.位置には開口部が設けられ、 該 開口部の周縁部には前記押え部材側に突設される突起部が設けられ、 前記押え部 材には前記突起部が挿入される切欠部が形成され、 該切欠部に前記突起部が配さ れることで前記センサカバーの回転が規制されることを特徴とするセンサ付軸受 装置。

( 2 ) 前記センサに接続される信号線を前記開口部に揷通させたことを特徴と する上記 （1 ) に記載のセンサ付軸受装置。

( 3 ) 前記突起部は、 前記センサカバーの一部に形成された切込部を径方向に 突出するように折り曲げられてなることを特徴とする上記 （1 ) 又は （2 ) に記 載のセンサ付軸受装置。

( 4 ) 保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組み込 まれてなる転がり軸受おいて、 支持する回転軸の状態又は転がり軸受の状態を検 出するセンサと、 固定側軌道輪の軸方向一端面に固定される環状のセンサカバー と、 前記センサカバーに固定された環状のセンサ保持部材とを備え、 前記センサ が、 前記センサ保持部材における円周方向に沿う所定の位置に設けられたセンサ 取付溝に、 前記センサ保持部材の弾性変形によって所定の締め代で嵌合されるこ とを特徴とするセンサ付軸受装置。

( 5 ) 前記センサ保持部材が、 前記センサカバーの内方に、 所定のすきまをも つて嵌合されることを特徴とする上記 （4 ) に記載のセンサ付軸受装置。

( 6 ) 前記センサ保持部材には、 複数の位置決めピンが円周方向に所定の間隔 をあけて、 それぞれ軸方向に沿って突出するように形成され、 かつ、 前記センサ カバーの、 前記複数の位置決めピンに対応するそれぞれの位置には、 複数の嵌合 孔が形成され、 前記複数の位置決めピンがそれぞれ対応する前記複数の嵌合孔に 嵌揷されることにより、 前記センサ力バーと前記センサ保持部材とが位置決めさ れることを特徴とする上記 （4 ) 又は （5 ) に記載のセンサ付軸受装置。 ( 7 ) 前記複数の位置決めピンが、 前記複数の嵌合孔にそれぞれ揷通され、 該 複数の嵌合孔を貫通した前記複数の位置決めピンの先端部がそれぞれ塑性変形さ れることにより、 前記センサカバーと前記センサ保持部材とが固定されることを 特徴とする （6 ) に記載のセンサ付軸受装置。

( 8 ) 前記複数の嵌合孔の周縁部が、 前記センサ保持部材側に突出する突部を 形成し、 該突部でのみ、 前記センサカバーと前記センサ保持部材とが係合される ことを特徴とする上記 （6 ) 又は （7 ) に記載のセンサ付軸受装置。

( 9 ) 前記センサカバーと前記センサ保持部材との間には、 前記センサの回路 基板が挟持されており、 前記センサ保持部材の前記複数の位置決めピンが、 前記 回路基板における対応する位置に設けられた貫通孔を貫通して、 各嵌合孔に嵌揷 されることを特徴とする上記 （6 ) から （8 ) のいずれか 1つに記載のセンサ付 軸受装置。

( 1 0 ) 保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組み 込まれてなる転がり軸受において、 支持する回転軸の状態又は軸受の状態を検出 するセンサと、 固定側軌道輪の軸方向一端面に固定され、 磁性材からなる環状の センサカバーと、 前記センサカバーの内方に固定された状態で、 前記センサを内 方に保持し、 非磁性材からなる環状のセンサ保持部材と、 前記センサ保持部材の 少なくとも一部を覆うように設けられ、 電磁気シールド効果を有する導電性部材 とを備えることを特徴とするセンサ付軸受装置。

( 1 1 ) 保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組み 込まれてなる転がり軸受において、 支持する回転軸の状態又は軸受の状態を検出 するセンサと、 固定側軌道輪の軸方向一端面に固定され、 電磁気シールド効果を 有する導電性部材からなる環状のセンサカバーと、 前記センサカバーの内方に固 定された状態で、 前記センサを内方に保持し、 非磁性材からなる環状のセンサ保 持部材とを備えることを特徴とするセンサ付転がり軸受。

( 1 2 ) 前記導電性部材が前記センサ保持部材と一体的に設けられていること を特徴とする上記 （1 0 ) 又は （1 1 ) に記載のセンサ付軸受装置又はセンサ付 転がり軸受。 (1 3) 内輪と、 外輪と、 前記内輪及ぴ前記外輪の間に介在する転動体と、 前 記内輪及び前記外輪の一方に取り付けられた被磁気検出部と、 前記内輪及び前記 外輪の他方に取り付けられ、 前記被磁気検出部と対向する磁気感応センサと、 を 有し、 前記被磁気検出部と前記磁気感応センサの何れか一方は、 磁性体からなる 取り付け部材を介して、 前記内輪又は外輪に固定されていることを特徴とするセ ンサ付転がり軸受。

(14) 前記被磁気検出部を希土類の円環状の多極磁石としたことを特徴とす る上記 （1 3) に記載のセンサ付転がり軸受。

(1 5) 前記取り付け部材は、 前記内輪の外径面又は前記外輪の外径面に設け られた凹状溝に加締め固定されていることを特徴とする上記 （1 3) 又は （14 ) に記載のセンサ付転がり軸受。

(1 6) 前記凹状溝は、 前記内輪の外径面又は前記外輪の外径面に沿った円周 上に形成されており、 前記取り付け部材は、 前記円周上に沿って等間隔で複数箇 所加締められていることを特徴とする上記 （1 5) に記載のセンサ付転がり軸受

(1 7) 前記加締め箇所の数は、 以下の式に従うことを特徴とする上記 （1 6 ) に記載のセンサ付転がり軸受。

(加締め箇所の数) =n Z±X

ここで、

n ：正の整数

Z ：転動体の数

X ： 2以上の整数

(1 8) 前記加締め箇所の数は、 素数であることを特徴とする上記 （1 7) に 記載のセンサ付転がり軸受。

(1 9) 少なくとも外輪と内輪と転動体を有する転がり軸受であって、 外輪ま たは内輪のどちらかが回転輪であり、 他方が固定輪である転がり軸受において、 平板状磁石の端面を多極着磁して回転輪に固定し、 該磁石の平面状の多極着磁面 に対して、 軸受の軸線方向に間隙を有し対向させて磁気感応素子を固定輪に固定 したことを特徴とするセンサ付軸受。

( 2 0 ) 前記磁石を回転輪に取り付ける磁石取付部材は、 回転輪と固定輸間の 軸受空間を塞ぐように固定輪側に延出していることを特徴とする上記 （1 4 ) 又 は （1 9 ) に記載のセンサ付軸受。

( 2 1 ) 内輪が回転輪であり、 上記磁石取付部材は內輪内周面の段差部に固定 されていることを特徴とする上記 （2 0 ) に記載のセンサ付軸受。 上記 （1 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 転がり軸受の回転時において 、 センサカバーに設けられた突起部が押え部材の切欠部の内部に当接することに よって回転方向の移動が阻止される。 すると、 転がり軸受の回転側軌道輪の回転 に伴って、 センサカバー及びこのセンサカバーと一体の固定側軌道輪が回転する ことを阻止することができる。 したがって、 上記のセンサ付軸受装置によれば、 転がり軸受の固定側軌道輪に回転力が発生しても、 固定側軌道輪の回転を確実に 阻止することが可能であるとともに、 簡単な構造であるため生産性を低下させる ことがない。

上記 （2 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 センサカバーの開口部に揷通 されたセンサの信号線には、 切欠部の内部に当接することによる剪断力が作用す ることはなく、 信号線の断線等が確実に防止される。 また、 突起部に揷通された 信号線を接着や溶着あるいは樹脂モールドで固定する構造とすれば、 信号線の引 き抜き強度を向上することができ、 引張り荷重が負荷されたときに断線すること を防止することができる。

上記 （3 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 センサ付軸受装置における部 品点数及ぴ組付工数を削減し、 コストを低減させることができる。

上記 （4 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 センサは、 センサ保持部材に 設けられたセンサ取付溝に、 締め代がセンサ保持部材の弾性変形を受けることで

、 センサ保持部材に固定される。 このため、 センサを固定するために樹脂のイン サートや接着等を用いる必要がない。 したがって、 容易かつ高精度に位置決めさ れる。 上記 （5 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 温度変化によるセンサ保持部 材の膨張収縮によるセンサカバーの変形を防止することができ、 センサカバーが 固定側軌道輪 （例えば、 外輪） から脱落したり、 固定側軌道輪を変形させること を防止することができる。

上記 （6 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 各位置決めピンを対応する嵌 合孔にそれぞれ嵌揷すると、 ィンサート成形等の複雑な加工を必要とすることな く、 センサカバーとセンサ保持部材とが高精度に位置決めすることができる。 上記 （7 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 塑性変形された箇所によって 位置決めピンが嵌合孔から脱落することが防止される。 したがって、 上記のセン サ付軸受装置は、 振動等の外力が加わった場合でも、 センサの脱落や位置ずれが 確実に防止できる。

ここで、 塑性変形の具体例としては、 加熱による熱変形、 レーザ溶着、 超音波 溶着等が挙げられる。

上記 （8 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 各嵌合孔周囲の係合圧が高く 保持され、 位置決めピンの機能が高められる。

上記 （9 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 センサカバーとセンサ保持部 材とが位置決めされるとともに、 回路基板に形成された貫通孔に位置決めピンが 挿通されるため、 回路基板が、 センサカバーとセンサ保持部材との間に高精度に 位置決めされ、 保持される。

また、 センサカバーとセンサ保持部材又は回路基板とが嵌合孔の周縁部の突部 においてのみ係合する構成である。 このため、 回路基板とセンサカバーとが互い に接触する部位を、 例えば回路基板の回路以外の部位に限定することが可能とな る。 したがって、 回路基板の回路とセンサカバーとの接触による短絡を確実に防 止できる。

上記 （1 0 ) に記載のセンサ付軸受装置によれば、 センサは、 センサ保持部材 の少なくとも一部を覆うように設けられた電磁気シールド効果を有する導電性部 材によって、 電磁気からシールドされている。 したがって、 外部からの漏洩磁束 の流れは、 導電性部材による電磁気シールドによって効果的にバイパス （迂回） される。

また、 上記本発明にかかるセンサ付軸受装置は、 図 3 0から図 3 1に示したセ ンサ付軸受装置 8 0 0やセンサ付転がり軸受 8 5 0のように、 センサケース固定 リング 8 0 4， 8 6 1や磁気バイパス 8 0 5や側板 8 6 3を必要としない。 この ため、 部品手数を削減することができ、 組み立て工数を低減することが可能であ る。

上記 （1 1 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 センサカバーが電磁気シ 一ルド効果を有する導電性部材からなる。 したがって、 外部からの漏洩磁束の流 れは、 導電性部材による電磁気シールドによって効果的にバイパス （迂回） され る。 また、 部品点数をより一層削減させることができ、 組み立て工数を低減させ ることができる。

上記 （1 2 ) に記載のセンサ付軸受装置又はセンサ付転がり軸受によれば、 導 電性部材をより一層高い強度でセンサ保持部材に取り付けることができるととも に、 部品点数を削減することができ、 また、 組み立て工数を低減することができ る。

導電性部材とセンサ保持部材を一体で形成する方法としては、 導電性樹脂の 2 色成型や接着あるいは圧入固定等である。

導電性部材と..しては、 鉄粉、 磁性粉、 カーボンブラックを混入した樹脂やゴム 、 塗料あるいは接着剤を用いることができる。

上記 （1 3 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 磁性体である取り付け部 材は、 外部磁場に対する磁気シールドとして機能し、 被磁気検出部及び磁気感応 センサへの外部磁場の影響を低減する。 従って、 磁気感応センサの検出精度を向 上し、 正確な測定を行うことが可能となる。

上記 （1 4 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 強磁場環境にさらされて も被磁気検出部の性能を損なうことがなく、 正確に回転速度を検出することが可 能となる。 なお、 希土類の磁石材料としてはネオジゥム ·鉄 ·ボロン （Nd - Fe - B ) 材ゃサマリウム■ コバルト (Sm-Co) 材が挙げられ、 成形方法としては、 焼結、 圧縮成形、 射出成形、 いずれかの方法でも良いが、 望ましくは、 最大エネルギ積 が大きく、 外部磁界に対して耐性のあるネオジゥム、 鉄、 ボロン材が良く、 その 中でも強度的に優れたポンド磁石が良い。 また、 ボンド磁石の中でもエネルギ積 の大きい圧縮成形によるものが望ましい。

上記 （1 5 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 精密な加工が困難な段部 等を設けることなく、 正確に磁気感応センサ及び被検出部材を内輪及び外輪に取 り付けることが可能となる。

上記 （1 6 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 取り付け部材によるセン サの取付精度を向上させることが可能となる。

上記 （1 7 ) 又は （1 8 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 軸受に発生 する可能性のある異音や振動等を低減することが可能となる。

上記 （1 9 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 平板状で多極着磁した磁 石を使用し、 軸受の軸線方向に間隙を有して対向させた状態で磁気感応素子を配 置しているので、 このセンサ付軸受全体における軸線方向の厚さを薄くすること ができる。

上記 （2 0 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 回転輪と固定輪間の軸受 空間に別途シールを設けない場合でも、 軸受空間内のグリースの軸受外部への流 出を防止することができる。 更に、 この磁石取付部材を磁性材料で製作すること により、 周囲に強力な磁場発生部が存在するときでも、 転動体からの漏れ磁束が

、 磁石やホール I C等の磁気感応秦子の方に行くのを遮断することができる。 そ の結果、 磁気感応素子の誤動作による速度パルスのミスカウントが無くなり、 パ ルスの測定精度を向上することができる。 また、 磁石取付部材を磁束の遮断部材 として使用できるので、 別部品が不要であり、 低コスト化が図れる。

上記 （2 1 ) に記載のセンサ付転がり軸受によれば、 従来の軸受で用いられて いるシールをそのまま使用することが可能であり、 グリースの流出を標準軸受並 に減少させることができる。

<図面の簡単な説明〉

図 1は、 本発明の第 1の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す要部断面図で ある。

図 2は、 図 1のセンサ付軸受装置のセンサカバーを示す斜視図である。

図 3は、 図 1のセンサ付軸受装置の軸受ハウジングに固定された状態を示す要 部断面図である。

図 4は、 図 3の右側面図である。

図 5は、 図 1のセンサ付軸受装置の押え部材を示す図である。

図 6は、 本発明の第 2の実施形態であるセンサ付軸受装置のセンサカバーを示 す斜視図である。

図 7は、 本発明の第 3の実施形態であるセンサ付軸受装置のセンサカバーを示 す斜視図である。

図 8は、 本発明の第 4の実施形態であるセンサ付軸受装置のセンサカバーを示 す斜視図である。

図 9は、 本発明の第 5の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す断面図である 図 1 0は、 図 9のセンサ付軸受装置の要部拡大断面図である。

図 1 1は、 図 9のセンサ付軸受装置のセンサカバー、 センサ保持部材及び回路 基板を示す分解斜視図である。

図 1 2は、 センサ保持部材の.センサ取付溝付近を示す要部拡大斜視図.であ.る。 図 1 3は、 本発明の第 6の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す全体断面図 である。

図 1 4は、 本発明の第 7の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す全体断面図 である。

図 1 5は、 本発明の第 8の実施形態であるセンサ付転がり軸受を示す断面図で ある。

図 1 6は、 センサホルダの加締方法を示す図である。

図 1 7は、 磁気感応センサ及びセンサ位置決め部材を示す断面図である。 図 1 8は、 マグネットの構造を示す断面図である。

図 1 9は、 本発明の第 9の実施形態であるセンサ付転がり軸受を示す断面図で ある。

図 2 0は、 本発明の第 1 0の実施形態であるセンサ付軸受を示す断面図である 図 2 1は、 本発明の第 1 1の実施形態であるセンサ付軸受を示す断面図である 図 2 2は、 本発明の第 1 2の実施形態であるセンサ付軸受を示す一部断面図で ある。

図 2 3は、 従来の回転センサ付軸受の回り止め構造を示す正面図である。 図 2 4は、 図 2 3の回り止め構造の断面図である。

図 2 5は、 従来のセンサ付軸受装置を示す断面図である。

図 2 6は、 図 2 5のセンサ付軸受装置の C一 C断面図である。

図 2 7は、 従来のセンサ付転がり軸受を示す要部断面図である。

図 2 8は、 従来のセンサ付転がり軸受の他の例を示す全体断面図である。 図 2 9は、 従来のセンサ付転がり軸受の他の例を示す要部断面図である。 図 3 0は、 従来のセンサ付軸受装置の他の例を示す要部断面図である。

図 3 1は、 従来のセンサ付転がり軸受の例を示す要部断面図である。

図 3 2は、 図 3 0の部分平面図である。 く発明を実施するための最良の形態 >

以下、 本発明にかかるセンサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受の実施形態を 図面に基づいて詳しく説明する。 なお、 本発明にかかるセンサ付軸受装置及びセ ンサ付転がり軸受はこれら実施形態に限定されない。

(第 1の実施形態）

図 1は、 本発明にかかるセンサ付軸受装置の第 1の実施形態を示す要部断面図 である。 図 2は、 図 1のセンサ付軸受装置のセンサカバーを示す斜視図である。 また図 3は、 図 1の転がり軸受を軸受ハウジングに固定されたセンサ付軸受装置 を示す要部断面図であり、 図 4は、 図 3の右側面図、 図 5は、 図 3のセンサ付軸 受装置の押え部材を示す図である。 図 1に示すように、 センサ付軸受装置 1は、 転がり軸受 1 0を備えている。 転 がり軸受.1 0は、 回転側軌道輪である内輪 1 2と固定側軌道輪である外輪 1 3と 內輪 1 2及び外輪 1 3との間に転動自在に介揷された複数の転動体 1 1とを有し ている。 複数の転動体 1 1は、 図示しない保持器に周方向等間隔になるように保 持されている。

また、 センサ付軸受装置 1は、 転がり軸受 1 0の状態を検出可能なセンサ 2 0 を備えている。

センサ 2 0は、 センサ保持部材 2 1と、 センサ保持部材 2 1に支持されたセン サ本体 2 2と、 回路基板 2 3と、 転がり軸受 1 0の内輪 （可動側の軌道輪） 1 2 にブラケット 2 4を介して固定された多極マグネット (エンコーダ） 2 5と、 セ ンサカバ^" 2 6とを備えている。

多極マグネット 2 5は、 内輪 1 2とともに一体的に回転する。 センサ本体 2 2 は、 多極マグネット 2 5の回転方向の移動を検出可能な位置検出用ホール I C及 び回転数用ホール I Cからなる。 回路基板 2 3には、 センサ本体 2 2による検出 信号を処理する電子回路が実装されており、 入出力信号線 2 7の一端が接続され ている。

図 1及び図 2に示すように、 センサカバー 2 6は、 例えば金属板を板金加工し て成形されており、 内方にセンサを収容可能な環状部 2 6 aと、 環状部 2 6 aの 軸方向一端側 （図 2中左側） に設けられたフランジ部 2 6 bと、 環状部 2 6 aの 軸方向他端側 （図 2中右側） に設けられた側面部 2 6 cとから構成されている。 センサカバー 2 6は、 フランジ部 2 6 bを転がり軸受 1 0の外輪 1 3の外周縁 部に圧入嵌合きれることによって固定されている。

センサカバー 2 6の環状部 2 6 aにおける所定の位置には、 開口部 2 8が形成 されている。 開口部 2 8の周縁部は環状部 2 6 aから径方向に突設された一対の 突起部 2 6 dが設けられている。 一対の突起部 2 6 dはそれぞれ、 センサカバー

2 6の環状部 2 6 aにおける一部に形成された切込部を径方向に突出するように 折り曲げられてなる。 本実施形態において、 一対の突起部 2 6 dは切込部から観 音開き状に折り曲げられてなる。 センサカバー 2 6の側面部 2 6 c内側 （転がり軸受 1 0側） には回路基板 2 3 が密着されている。 開口部 2 8には、 回路基板 2 3に接続された入出力信号線 2 7が揷通されている。

図 3に示すように、 センサ付軸受装置 1において、 転がり軸受 1 0は押え部材 2及びボルト 3によって軸受ハウジング 4に装着される。 センサ 2 0は、 転がり 軸受 1 0における軸方向一端面側 （図 3中右端面側） に位置するように構成され ている。

図 4及び図 5に示すように、 押え部材 2は環状に形成され、 周方向に一部間隔 を有するように切り欠いた部位（以下、切欠部という。） 2 aを有するように構成 されている。 切欠部 2 aは、 その周方向の幅が突起部 2 6 dの周方向の幅よりも わずかに大きくなるように形成されている。

センサ付軸受装置 1は、 センサカバー 2 6の一対の突起部 2 6 dが押え部材 2 の切欠部 2 aの内側に位置するように構成されている。 このため、 センサ付軸受 装置 1は、 入出力信号線 2 7に干渉することなく転がり軸受 1 0の外輪 1 3が軸 受ハウジング 4に固定される。

また、 突起部 2 6 dの周方向の一方の縁部が切欠部 2 aの内壁面に当接するこ とにより、 センサカバー 2 6が回転不能に押え部材 2によって保持される。 言い 換えれば、 回転側軌道輪である内輪 1 2の回転に伴ってセンサカバー 2 6が回転 することが阻止されることで、 このセンサカバー 2 6が固定された外輪 1 3も同 様に回転することが阻止されるように構成されている。

突起部 2 6 d同士の間に、 信号線固定用樹脂 2 9を充填し、 信号線固定用樹脂 2 9によって、 開口部 2 8に揷通されるセンサ 2 0の入出力信号線 2 7をセンサ カバー 2 6に固定する構成としてもよい。 こうすれば、 センサカバー 2 6からの 入出力信号線 2 7の引き抜き強度が高められ、 引張り荷重が入出力信号線 2 7に 万一負荷された際の断線を確実に防止することができる。

なお、 突起部 2 6 dへ入出力信号線 2 7を固定する構成としては、 上述した樹 脂モールドによらず、 接着又は溶着によることもできる。 また、 入出力信号線 2 7を突起部 2 6 dに嵌め合わせる構成や突起部を塑性変形させることで入出力信 号線 2 7を挟み込む構成としてもよい。

本実施形態のセンサ付軸受装置 1によれば、 転がり軸受 1 0の回転時に、 セン サカバー 2 6に設けられた突起部 2 6 dが軸受ハウジング 4に固定された押え部 材 2の切欠部 2 aの内部に当接することによって回転方向の移動が阻止される。 すると、 転がり軸受 1 0の回転側軌道輪である内輪 1 2の回転に伴って、 センサ カバー 2 6及びこのセンサカバー 2 6と一体である外輪 （固定側軌道輪） 1 3が 回転することが阻止される。 したがって、 上記のセンサ付軸受装置 1によれば、 転がり軸受 1 0の外輪 1 3に回転力が発生しても、 外輪 1 3の回転を確実に阻止 することが可能である。

したがって、 センサカバー 2 6の開口部 2 8に揷通されたセンサ 2 0の入出力 信号線 2 7には、 剪断力、 引張り荷重等が作用することはない。 これにより、 入 出力信号線 2 7の断線等が確実に阻止されるため、 センサ 2 0の信頼性や寿命が 向上する。

また、 外輪 1 3の回転を阻止できるので、 外輪 1 3のクリープ現象を防止する ことができるため、 転がり軸受 1 0の信頼性や寿命が向上する。

さらに、 上記実施形態のように突起部 2 6 dを構成すれば、 外輪 1 3の回転を 阻止するための余分な溝や切り欠きを外輪 1 3に設ける必要がないので、 転がり 軸受 1 0の剛性の低下を回避す-ることができる。 加えて、 従来のように入出力信 号線を覆う回り止め部材等を新たに設置する必要がないので、 製造工数が少なく することができる。

以下、 突起部の形状の変形例として、 第 2の実施形態から第 4の実施形態につ いて図面に基づいて説明する。

(第 2の実施形態）

図 6は、 本発明にかかるセンサ付軸受装置の第 2の実施形態を説明する斜視図 である。 なお、 以下に説明する実施形態において、 すでに説明した部材などと同 等な構成 ·作用を有する部材等については、 図中に同一符号又は相当符号を付す ことにより、 説明を簡略化或いは省略する。

本実施形態において、 センサカバー 3 0の突起部 3 1が、 センサカバー 3 0の —部に形成された切込部を径方向に突出するように折り曲げることで、 片側開き 状に構成されている。

その他の構成及び作用については、 上記第 1の実施形態と同様である。

(第 3の実施形態）

図 7は、 本発明の第 3の実施形態であるセンサ付軸受装置の転がり軸受のセン サカバーを示す斜視図である。

本実施形態において、 センサカバー 4 0の突起部 4 1が、 センサカバー 4 0の 一部に形成された切込部を径方向に突出するように、 上記第 2の実施形態とは軸 方向反対側 （側面部 4 0 c側） に折り曲げることで、 片側開き状に構成されてい る。

その他の構成及ぴ作用については、 上記第 1の実施形態及び第 2の実施形態と 同様である。

(第 4の実施形態）

図 8は、 本発明の第 4の実施形態であるセンサ付軸受装置の転がり軸受のセン サカバーを示す斜視図である。

本実施形態において、 センサカバー 5 0には一対の突起部 5 1が、 センサカバ - 5 0の一部に形成された切込部を周方向に観音開き状に折り曲げられてなる。 その他の構成及び作用につ _いては、 上記第 1の実施形態から第 3の実施形態と 同様である。

なお、 本実施形態においても、 第 2の実施形態又は第 3の実施形態と同様に、 突起部をセンサカバーの周方向に片開き状に折り曲げてなる構成とすることもで さる。

以上のように、 上記第 2の実施形態から第 4の実施形態において、 センサカバ 一 3 0 , 4 0， 5 0は、 環状部 3 0 a， 0 a , 5 0 aに突設された突起部 3 1 ， 4 1， 5 1力 図 4及び図 5に示す押え部材 2の切欠部 2 aの内側に配される 構成である。 こうすれば、 突起部 3 1 , 4 1， 5 1が押え部材 2によって回転不 能に保持されるので、 外輪 1 3の回転力が作用した場合でも、 内輪 1 2の回転に 伴って外輪 1 3及ぴセンサカバー 2 6が回転することを阻止できる。 また、 従来のような回り止め部材 1 0 7 (図 2 3及び図 2 4参照） 等を必要と することなく、 必要十分な外輪 1 3 (固定側軌動輪） の回り止め性能を確保する ことができるとともに、 高い生産性を確保することができる。 これにより、 部品 点数及ぴ組付工数の削減を図ることができ、 コスト低減を図ることができる。 上記第 2の実施形態から第 4の実施形態のセンサ付軸受装置は、 外輪 1 3の回 転を確実に阻止することができるので、 センサカバー 3 0、 4 0、 5 0の開口部 3 2、 4 2、 5 2に揷通されるセンサ 2 0の入出力信号線 2 7への剪断力等の負 荷を防止することができる。 これにより、 入出力信号線 2 7の断線等を確実に防 止することができ、 センサ 2 0の信頼性及ぴ耐久性を向上させることができる。 また、 外輪 1 3のクリープ現象を防止することができ、 転がり軸受 1 0の信頼 性及び耐久性を向上させることができる。

さらに、 外輪 1 3の回転を阻止するための余分な溝や切り欠き等を外輪 1 3に 設ける必要がないので、 軸受の剛性の低下を回避することができる。

例えば、 内輪を固定側軌道輪とし、 外輪を回転側軌道輪とするセンサ付軸受装 置に適用することができる。

(第 5の実施形態）

図 9は、 本発明の第 5の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す断面図であり 、 図 1 0は、 図 9のセンサ付軸受装置の要部拡大断面図、 .図 1 1は、 図.9のセン サ付軸受装置のセンサカバー、 センサ保持部材及び回路基板を示す分解斜視図、 図 1 2は、 センサ保持部材のセンサ取付溝付近を示す要部拡大斜視図である。 図 9に示すように、 センサ付軸受装置 1 1 0において、 転がり軸受 1 1 1の基 本構成は、 図 1に示す第 1の実施形態と同様であり、 同一の符号を付して説明を 省略するが、 図 1では図示を省略された保持器 1 4が、 図 9では図示されており 、 複数の転動体 1 1が、 保持器 1 4によってそれぞれ周方向等間隔に保持されて いる。

転がり軸受 1 1 1における軸方向一端面側 （図 9中右端面側） には、 センサ 1 2 0が設けられる。

センサ 1 2 0は、円環状のセンサ保持 f部材 1 2 1に支持されたセンサ本体 1 2 2と、 後述する回路基板 1 2 3と、 磁性材からなる芯金 1 2 4を介して内輪 （可 動側の軌道輪） 1 2に固定された多極マグネット （エンコーダ） 1 2 5とを備え ており、 センサカバー 1 2 6内に収容されている。

多極マグネット 1 2 5は、 内輪 1 2と一体的に回転する。 センサ本体 1 2 2は 、 多極マグネット 1 2 5の回転方向の移動と回転数が検出可能となるように 2つ のホール I Cが所定の角度を持って取り付けられている。 なお、 2つのホール I Cの角度は出力波形の位相が電気角で 9 0 ° になるように設置するのが好ましい 図 1 0に示すように、 センサカバー 1 2 6は、 例えば磁性材である金属板を板 金加工して成形されており、 内方にセンサ 1 2 0を収容可能な環状部 1 2 6 aと 、 環状部 1 2 6 aの軸方向一端側 （図 1 0中左側） に設けられたフランジ部 1 2 6 bと、 環状部 1 2 6 aの軸方向他端側 （図 1 0中右側） に設けられた側面部 1 2 6 cとから構成されている。 センサ力パー 1 2 6は、 フランジ部 1 2 6 bを転 がり軸受 1 1 1 .の外輪 （固定側の軌動輪） 1 3の外周縁部に嵌合されることによ り、 外輪 1 3に固定される。

センサ保持部材 1 2 1は、 例えば合成樹脂からなり、 所定の弾性を有し、 セン サカバー 1 2 6の内方に嵌合される。 このとき、 センサ保持部材 1 2 1の外径面 がセンサカバ _一 1 2 6の内周面に所定のすきまを持って嵌合する。 センサ保持部 材 1 2 1には、 図 1 2に示すように、 センサ取付溝 1 2 1 a力 円周方向に沿う 所定の位置に設けられる。 センサ取付溝 1 2 1 aには、 センサ本体 1 2 2の軸方 向位置を制限する段部 1 2 1 cが設けられている。 センサ取付溝 1 2 1 aには、 センサ本体 1 2 2が、 センサ保持部材 1 2 1の弾性変形により、 所定の締め代を もって嵌合 （スナップ係合） される。 センサ本体 1 2 2は、 底面 1 2 2 b、 側面 1 2 2 c及び傾斜面 1 2 2 dを、 センサ取付溝 1 2 1 aのそれぞれ対応する面に 係合するように嵌合された状態で取り付けられる。 このとき、 センサ本体 1 2 2 は、 先端面 1 2 2 aがセンサ保持部材 1 2 1におけるセンサ取付溝 1 2 1 a縁部 の面 1 2 1 bより僅かに突出するように取り付けられている。 このため、 図 9に 示すように、 センサ 1 2 2の先端面 1 2 2 aが径方向において内輪 1 2の多極マ グネット 1 2 5側に近づくので、 センサ 1 2 2の検出精度がより一層向上する。 図 9から図 1 1に示すように、 センサ保持部材 1 2 1には、 複数の位置決めピ ン 1 2 7が、 円周方向に所定の間隔をあけて、 それぞれ軸方向に沿って突出する ように設けられている。 センサカバー 1 2 6には、 複数の嵌合孔 1 2 6 dが円周 方向に所定の間隔をあけて設けられている。 各位置決めピン 1 2 7は、 対応する 嵌合孔 1 2 6 dにそれぞれ嵌揷される。 そして、 各位置決めピン 1 2 7が各嵌合 孔 1 2 6 dを貫通することにより、 センサカバー 1 2 6とセンサ保持部材 1 2 1 とが位置決めされる。 また、 各嵌合孔 1 2 6 dに貫通された各位置決めピン 1 2 7の先端部 （図 1 0中右端部） がそれぞれ塑性変形されることにより、 センサ力 バー 1 2 6とセンサ保持部材 1 2 1とが互いに固定される。

なお、 各位置決めピン 1 2 7の先端部はそれぞれ、 塑性変形により平面部 1 2 7 aを有する半球状となる。 このとき、 平面部 1 2 7 aは、 センサカバー 1 2 6 の側面部 1 2 6 cより僅かに内側 （図 1 0中左側） に位置する。 また、 塑性変形 の具体例としては、 加熱による熱変形、 レーザ溶着、 超音波溶着等が挙げられる 各嵌合孔 1 2 6 dはそれぞれ、 センサカバー 1 2 6における各位置決めピン 1 2 7に対応する位置に、 軸方向 （図 9中左右方向） に沿って複数穿設されている 。 センサカバー.1 2 6 .における各嵌合孔 1 2 6 dの周縁部は、 センサ保持部材 1 2 1側 （図 9中左側） に突出する突部 1 2 6 eを形成する。 この突部 1 2 6 eに おいて、 センサカバー 1 2 6とセンサ保持部材 1 2 1又は回路基板 1 2 3とが係 合し、 突部 1 2 6 e以外の箇所に接触しないように構成される。

また図 9及び図 1 1を参照すると、 回路基板 1 2 3は、 センサカバー 1 2 6の 嵌合孔 1 2 6 dに嵌挿されるセンサ保持部材 1 2 1の位置決めピン 1 2 7を、 対 応する位置に穿設された貫通孔 1 2 3 aに貫通され、 センサカバー 1 2 6とセン サ保持部材 1 2 1との間に挟持される。 回路基板 1 2 3には、 センサ本体 1 2 2 による検出信号を処理する電子回路 （図示しない） が実装されている。 回路基板 1 2 3とセンサカバー 1 2 6との接触部位は、 センサカバー 1 2 6における各嵌 合孔 1 2 6 dの周縁部に形成された突部 1 2 6 eによって、 回路基板 1 2 3の電 子回路以外の部位に限定されている。 これにより、 回路基板 1 2 3の電子回路と センサカバー 1 2 6との接触による短絡が防止される。

本実施形態のセンサ付軸受装置の作用を説明する。

センサ 1 2 0のセンサ本体 1 2 2は、 センサ保持部材 1 2 1における円周方向 に沿う所定の位置に設けられたセンサ取付溝 1 2 1 aに、 センサ保持部材 1 2 1 の弾性変形に伴って所定の締め代を以つて嵌合され、 容易かつ高精度に位置決め される。 センサ保持部材 1 2 1は、 センサカバー 1 2 6の内方に、 所定のすきま をもって嵌合されている。

また、 センサ保持部材 1 2 1の各位置決めピン 1 2 7が、 対応するセンサカバ - 1 2 6の嵌合孔 1 2 6 dにそれぞれ嵌揷され、 インサート成形等の複雑な加工 を必要とすることなく、 センサカバー 1 2 6とセンサ保持部材 1 2 1とが高精度 に位置決めされる。

さらに、 センサ保持部材 1 2 1の各位置決めピン 1 2 7が、 センサカバー 1 2 6の各嵌合孔 1 2 6 dにそれぞれ嵌揷された状態で各嵌合孔 1 2 6 dを貫通して おり、 かつ、 貫通した各位置決めピン 1 2 7の先端部がそれぞれ塑性変形される 。 したがって、 振動等の外力が加わった場合でも、 センサ本体 1 2 2の脱落や位 Sずれが確実に防止される。

センサ保持部材 1 2 1の各位置決めピン 1 2 7は、 回路基板 1. 2 3における対- 応する位置に設けられた貫通孔 1 2 3 aを貫通して、 センサカバー 1 2 6の対応 する各嵌合孔 1 2 6 dに嵌挿される。 したがって回路基板 1 2 3が、 センサカバ - 1 2 6とセンサ保持部材 1 2 1との間に高精度に位置決めされ、 保持される。 また、 センサカバー 1 2 6における各嵌合孔 1 2 6 dの周縁部が、 センサ保持 部材 1 2 1側に突出する突部 1 2 6 eを形成し、 該突部 1 2 6 eでのみ、 センサ カバー 1 2 6とセンサ保持部材 1 2 1又は回路基板 1 2 3とが係合される。 した がって、 センサカバー 1 2 6と回路基板 1 2 3との接蝕部位は、 回路基板 1 2 3 の電子回路以外の部位に限定される。 これにより、 回路基板 1 2 3の電子回路と センサカバー 1 2 6との接触による短絡が確実に防止される。

本実施形態のセンサ付軸受装置 1 1◦において、 センサ 1 2 0のセンサ本体 1 2 2が、 センサ保持部材 1 2 1における円周方向に沿う所定の位置に設けられた センサ取付溝 1 2 1 aに、 センサ保持部材 1 2 1の弾性変形により、 所定の締め 代で嵌合される。 したがって、 樹脂のインサート成形等の複雑な加工を必要とす ることなく、 センサ本体 1 2 2を容易かつ高精度に位置決めすることができ、 こ れにより低コストで高い検出精度を有するセンサ付軸受装置 1 1 0を提供するこ とができる。

(第 6の実施形態）

図 1 3は、 本発明の第 6の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す全体断面図 である。

図 1 3に示すように、 センサ付軸受装置 2 1 0において、 転がり軸受 2 1 1に おける軸方向一端面側 （図 1 3中右端面側） には、 磁気感応センサ 2 2 0が設け られる。 転がり軸受 2 1 1及び磁気感応センサ 2 2 0の基本構成は、 以下に詳述 する部位を除いて図 9に示す第 5の実施形態と同様であり、 同一の符号を付して 説明を省略する。

磁気感応センサ 2 2 0において、 センサ保持部材 2 2 1の内周面には、 電磁気 シールド効果を有する導電性部材 2 2 8が、 センサ保持部材 1 2 1と一体的に形 成されている。 導電性部材 2 2 8は、 センサ保持部材 1 2 1の内周面を被覆して おり、 軸受内径側からセンサ本体 2 2 2方向への電磁気をシールドする。

センサ保持部材 1 2 1と導電性部材 2 2 8を一体的に形成する具体的方法とし ては、 導電性樹脂の 2色成形、 接着又は圧入固定等が挙げられる。 導電性部材 2 2 8としては、 鉄粉、 磁性粉、 カーボンブラックを混入された樹脂、 ゴム、 塗料 又は接着剤を用いることができる。

なお、 磁気感応センサ 2 2 0において、 2つのホール I Cが所定の角度を持つ て取り付ける代りに、 位置検出用ホール I C及び回転数用ホール I Cを設けられ た構成としてもよレ、。

本実施形態のセンサ付軸受装置 2 1 0において、 磁気感応センサ 2 2 0のセン サ本体 1 2 2の軸受内径側は、 センサ保持部材 1 2 1の内周面に設けられた電磁 気シールド効果を有する導電性部材 2 2 8によって電磁気からシールドされてい る。 また多極マグネット (エンコーダ) 1 2 5は、 センサ本体 1 2 2とセンサ保 持部材 1 2 1の間に配置されている。

従来のセンサ付軸受装置やセンサ付転がり軸受 （図 3 0及び図 3 1参照） では 、 図示しないモータに取り付けた場合、 磁界が生じ、 漏洩磁束が、 芯金→多極マ グネット→センサ本体→センサカバーと流れてしまう。

これに対し、 本発明にかかるセンサ付軸受装置 2 1 0において、 軸受内径側か ら外径側に向かう漏洩磁束が、 図 1 3中矢印 Aで示すように、 導電性部材 2 2 8 によってセンサカバー 1 2 6に入ることが妨げられ、 センサカバー 1 2 6の表面 に沿って迂回するようになる。 つまり、 センサ本体 1 2 2には、 漏洩磁束が流れ 込むことがないので、 漏洩磁束に影響した検出信号が生じることがない。

このため、 センサ本体 1 2 2及ぴ多極マグネット 1 2 5はそれぞれ、 軸受内径 側から外径側に向かう漏洩磁束から、 導電性部材 2 2 8によつてシールドされ、 漏洩磁束が効果的にバイパスされる。 したがって、 センサ付軸受装置 2 1 0は、 磁気感応センサ 2 2 0の誤作動を防止することができる。

また、 軸受内径側からセンサ本体 1 2 2、 多極マグネット 1 2 5、 センサカバ 一 1 2 6の順に配置され、 外部漏洩磁束が仮にセンサ部に侵入しても、 磁界の流 路として芯金 1 2 4一多極マグネット 1 2 5—センサ本体 1 2 2の部分で磁界の 流れが反転することから、 センサ部には流れにく—く、 侵入した漏洩磁束の大半は 他の部分にバイパスされる。

(第 7の実施形態〉

図 1 4は、 本発明の第 7の実施形態であるセンサ付軸受装置を示す全体断面図 である。 なお、 以下に説明する本実施形態において、 すでに説明した部材などと 同等な構成 ·作用を有する部材等については、 図中に同一符号又は相当符号を付 すことにより、 説明を簡略化或いは省略する。

図 1 4に示すように、 第 7の実施形態のセンサ付軸受装置 2 3 0において、 上 記センサ保持部材 1 2 1と一体的に形成された導電性部材 2 2 8 (図 1 3参照） に代えて、 センサカバー 2 3 1が、 導電性部材で形成されている。

すなわち、 センサカバー 2 3 1は、 内方に磁気感応センサ 2 2 0を収容可能な 外径環状部 2 3 1 aと、 外径環状部 2 3 1 aの軸方向一端側 （図 1 4中左側） に 設けられたフランジ部 2 3 1 bと、 外径環状部 2 3 1 aの軸方向他端側 （図 1 4 中右側） に設けられた側面部 2 3 1 cと、 側面部 2 3 1 cの軸受内径側端部に設 けられた内径環状部 2 3 1 dとを備える。 センサカバー 2 3 1は、 フランジ部 2

3 1 bをセンサ付軸受装置 2 3 0の外輪 （固定側の軌動輪） 1 3の内周縁部 1 3 bに嵌合されることにより、 外輪 1 3に固定される。

センサカバー 2 3 1は、 センサ保持部材 2 3 2の軸受側 （図 1 4中右側） を除 く外面全体を被覆しており、 磁気感応センサ 2 2 0のセンサ本体 1 2 2への電磁 気をシールドする。 つまり、 センサカバー 2 3 1は、 センサ本体 1 2 2を外輪 1

3に固定するとともに、 外部からの漏洩磁束のバイパスという機能を有している ここで、 センサ付軸受装置 2 3 0において、 軸受内径側から外径側に向かう漏 洩磁束が、 図 1 4中矢印 Bで示すように、 センサカバー （導電性部材） 2 3 1の 内径環状部 2 3 1 dによってセンサカバー 2 3 1内方に入り込むことが妨げられ 、 センサカバー 2 3 1の表面に沿って迂回するようになる。 つまり、 センサ本体 1 2 2には、 漏洩磁束が流れ込むことがないので、 漏洩磁束に影響した検出信号 が生じることがない。

さらに、 センサカバーと導電性部材とを別々に設ける必要が無いため、 部品点 数及び組付工数の更なる削減が可能となる。

その他の構成及び作用については、 上記第 6実施形態と同様である。

本実施形態のセンサ付軸受装置 2 3 0によれば、 磁気感応センサ 2 2 0のセン サ本体 1 2 2が、 導電性部材で形成されたセンサカバー 2 3 1によって電磁気か らシールドされており、 かつ、 多極マグネット 1 2 5が、 センサ本体 1 2 2とセ ンサ保持部材 2 3 2の間に配置されている。

したがって、 少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果的にバイパスさせる ことができる。 したがって、 センサ付軸受装置 2 3 0は、 磁気感応センサ 2 2 0 の誤作動を防止することができる。

なお、 本発明は、 前述した実施形態に限定されるものではなく、 適宜な変形、 改良などが可能である。

例えば、 上記の磁気感応センサ 2 2 0は、 その他の形式のセンサを用いること もできる。

(第 8の実施形態）

図 1 5は、 本発明の第 8の実施形態であるセンサ付転がり軸受を示す断面図で ある。 センサ付転がり軸受 3 1 0の基本構成は、 以下に詳述する部位を除いて図 9に示す第 5実施形態と同様であり、 同一の符号を付して説明を省略する。 すなわち、 センサ付転がり軸受 3 1 0において、 外輪 1 3の一側面近傍には、 シール 1 5力 内輪 1 2に向かって延設されており、 シール 1 5は、 内輪 1 2及 び外輪 1 3の双方に接触された状態で軸受空間をカバーする。 また、 外輪 1 3の 外径面 1 3 bの端部には、 凹状溝 1 6が、 外輪 1 3の周方向に沿って形成されて いる。

センサ付転がり軸受 3 1 0のセンサ部 3 3 0は、 取り付け部材としてのセンサ カバー 3 3 1と、 取り付け部材としてのマグネットホルダ 3 3 2と、 磁気感応セ ンサ 3 3 3と、 被磁気検出部としてのマグネット 3 3 4と、 スぺーサ 3 3 5と、 回路基板 3 3 6と、 センサ位置決め部材 3 3 7とから構成されている。

センサカバー 3 3 1は、 靳面視コの字型形状を有する円環状の磁性部材である 。 センサカバー 3 3 1は.、.一端部 3 3 1 aが外輪 1 2の外径面 1 2 bに形成され た凹状溝 1 6に加締められることにより固定されている。

図 1 6 ( a ) 及び図 1 6 ( b ) は、 外輪 1 2の外径面 1 2 bに形成された凹状 溝 1 6にセンサカバー 3 3 1の一端部 3 3 1 aを加締固定する一つの方法を示す 図である。 ここで、 加締め機 4 0 0には、 加締め用ねじ 4 0 1が、 環状のセンサ カバー 3 3 1の円周方向に沿って等間隔に、 すなわち等角度配置で n Z ± Xの箇 所設けられている。 加締め機 4 0 0は、 各加締めねじ 4 0 1を締め込むことで、 加締めねじ 4 0 1の先端 4 O l aがセンサカバー 3 3 1の一端部 3 3 1 aを凹状 溝 1 6に加締固定する。 ここで、 nは、 正の整数、 Zは、 軸受のボール数、 Xは 、 2以上の整数である。 すなわち加締め箇所の数は、 素数であることが好ましい 。 また、 加締め固定されるセンサカバーとしては、 図 1 6 ( c ) に示すように一 端部に切欠きが等間隔に設けられたセンサカバー 3 4 0を用いることも可能であ る。

転がり軸受において、 内輪軌道又は外輪軌道に比較的大きな山の高さを持った うねりがあると、 異音が発生したり一定周波数で軸受が振動したりすることがあ る。 このようなうねりがある軸受を軸に組み込んだ場合には、 軸は特殊なふれま わり運動を行ってしまい、 実用上好ましくない。 異音や振動は、 うねりの数が n Z、 n Z ± 1の場合に発生する。

加締めは、 軸受の外輪または内輪を変形させ、 内輪又は外輪に n Z、 n Z ± l 個のうねりを発生させる恐れがある。 従って、 本実施形態では、 n Z、 n Z ± l 個のうねりを生じさせないように、 加締め箇所数を n Z ± X ( Xは 2以上） とす ることにより、 振動の発生を予防している。

センサカバー 3 3 1は、 コの字形状の内側端部側面上にセンサ位置決め部材 3 3 7を介して所定箇所に、 磁気感応センサ 3 3 3を保持している。 磁気感応セン サ 3 3 3は、 同じくコの字形状の内側奥部側面上にスぺーサ 3 3 5を介して配置 された回路基板 3 3 6に接続されている。 回路基板 3 3 6には、 外部にセンサ本 体 3 3 3の出力を出力するケーブル線 3 3 8が接続されている。

一方、 マグネットホルダ 3 3 2は、 先端部がセンサカバー 3 3 1の先端部と対 向するように折り曲げられた円環状の磁性部材である。 本実施形態においては、 マグネットホルダ 3 3 2は、 内輪 1 2の外径面端部 1 2 bに圧入固定されている 。 マグネットホルダ 3 3 2は、 内輪 1 2から軸受空間を塞ぐように外輪 1 3側に 延出しており、 軸受空間を覆うカバーとしても機能している。

マグネットホルダ 3 3 2の先端部には、 磁気感応センサ 3 3 3と対向する位置 にマグネット 3 3 4が配置されている。 この配置により、 センサカバー 3 3 1と マグネットホルダ 3 3 2は、 磁気感応センサ 3 3 3とマグネット 3 3 4を外界に 曝されないような位置に保持している。 ここで、 センサカバー 3 3 1とマグネッ トホルダ 3 3 2は、 磁性材で構成されているため、 磁気ノイズに起因する磁界の 変化が磁気感応センサ 3 3 3とマグネット 3 3 4に伝達させないための磁気シー ルドとして機能する。 また、 マグネット 3 3 4の材料としてはネオジゥム '鉄■ ポロン （Nd- Fe- B) やサマリウム ' コバルト （Sm_Co) を使用することで、 外部の 磁気に対する耐性が更に向上する。

図 1 7は、 磁気感応センサ 3 3 3及びセンサ位置決め部材 3 3 7を示す断面図 である。 センサ位置決め部材 3 3 7は、 センサカバー 3 3 1上に配置された円環 状の部材である。 センサ位置決め部材 3 3 7は、 軸の回転中心と同心となるよう に配置されている。 本実施形態のセンサ位置決め部材 3 3 7は、 外径面に磁気感 応センサ 3 3 3を位置決め固定する 3つの凹み 3 3 7 aが形成されており、 各凹 み 3 3 7 a内には磁気感応センサ 3 3 3がそれぞれ内挿固定されている。 本実施 形態では、 磁気感応センサ 3 3 3は、 センサ位置決め部材 3 3 7の中心、 即ち軸 の回転中心に対して所定角度間隔で同一円周上に配置されている。

なお、 取り付けられる磁気感応センサ 3 3 3の数は、 センサ付転がり軸受の用 途に応じて任意数に変更可能であり、 センサ位置決め部材 3 3 7に形成される凹 み 3 3 7 aの数もセンサ数に応じて任意に変更可能である。 本実施形態の構成は 、 三相モータの各相の位相角を検出する構成であり、 軸の回転数を検出するため には、 センサが最低一つあれば良く、 回転方向もあわせて検出するためには、 セ ンサが二つあればよい。

図 1 8は、 マグネット 3 3 4の構造を示す断面図である。 マグネット 3 3 4は 、 その外径面がマグネットホルダ 3 3 2に固定され、 磁気感応センサ 3 3 3及び センサ位置決め部材 3 3 7と対向している。 本実施形態では、 マグネット 3 3 4 は、 それぞれ同一形状の 8個の N極 3 3 4 aと 8個の S極 3 3 4 bが同一円周上 に N極 3 3 4 aと S極 3 3 4 bが交互となるように環状に接続されて構成されて いる。 マグネット 3 3 4は、 センサ位置決め部材 3 3 7と同様に、 軸の回転中心 と同心となるように配置されており、 内輪 1 1の回転に伴い回転する。 マグネッ ト 3 3 4は、 センサ位置決め部材 3 3 7と同心であるため、 マグネット 3 3 4と 各磁気感応センサ 3 3 3との距離は、 マグネット 3 3 4の回転位置に関わらず変 化しない。 各 N極 3 3 4 a及び S極 3 3 4 bは、 磁束密度が磁気感応センサ 3 3 3の方向に強くなるように配置されている。

なお、 マグネット 3 3 4が有する磁極の数は、 磁気感応センサ 3 3 3の数同様 にセンサ付転がり軸受 3 1 0の使用状況に応じて任意数に変更可能である。

磁気感応センサ 3 3 3は、 軸の回転と共に回転し、 マグネット 3 3 4の各磁極 が形成する磁界の強さを検出し、 電気信号として出力する。 出力された電気信号 は、 信号線 3 3 9を介して回路基板 3 3 6に送られ、 所定の処理を施された後、 信号線 3 3 8を介して、 外部に設置された測定装置に出力される。 測定装置は、 受け取った電気信号を基に、 回転数、 回転方向、 三相の位相角等の情報を得る。 以上、 第 8の実施形態のセンサ付転がり軸受 3 1 0では、 磁気感応センサ 3 3 3を保持するセンサカバー 3 3 1が外輪 1 2の外径面上に形成された凹状溝 1 6 に複数箇所加締めることにより固定されている。 さらに、 マグネット 3 3 4を保 持するマグネットホルダ 3 3 2が、 内輪 1 1の端部に圧入固定されている。 従つ て、 寸法のバラツキの多い段部を設けることなく、 正確な位置に磁気感応センサ 3 3 3及びマグネット 3 3 4を配置することが可能となる。

また、 磁性材を素材とするセンサカバー 3 3 1及びマグネットホルダ 3 3 2は 、 外部磁界を遮蔽するため、 外部磁界の変化が磁気感応センサ 3 3 3及びマグネ ット 3 3 4に影響する心配がない。 よって、 外部磁界の変化に影響されることな く、 正確な測定を行うことが可能となる。

マグネット 3 3 4は、 磁気感応センサ 3 3 3の外径側に位置し、 マグネット 3 3 4の外径側は、 マグネットホルダ 3 3 2によって支持されている。 従って、 軸 が高速回転した場合に発生する強い遠心力によるマグネット 3 3 4の破壊を防止 する構造となっている。

加締め箇所数は、 n Z ± X ( Xは 2以上） とされているため、 加締めによる変 形により軸受の軌道面上に n Zまたは n Z ± 1個のうねりの発生を抑制すること が可能となる。 従って、 異音や振動の発生しない精度の高いセンサ付転がり軸受 を提供することが可能である。

なお、 本実施形態のセンサ付転がり軸受 3 1 0は、 自動車、 鉄道車両、 製鉄設 備、 工作機械等に用いられる軸の軸受として用い、 各装置の軸の回転速度を検出 することが可能である。

(第 9の実施形態） 図 1 9は、 本発明の第 9の実施形態であるセンサ付転がり軸受を示す断面図で ある。 センサ付転がり軸受 3 5 0は、 軸に外嵌する内輪 3 5 1と、 ハウジングに 内嵌する外輪 3 5 2と、 内輪 3 5 1の外径面及び外輪 3 5 2の内径面にそれぞれ 形成された内輪軌道 3 5 1 a及び外輪軌道 3 5 2 aに沿って転動する転動体であ る玉 3 5 3と、 玉 3 5 3を保持する保持器 3 5 4と、 外輪 3 5 2の一側面近傍か ら内輪 3 5 1に向かって立設して内輪 3 5 1及ぴ外輪 3 5 2間に形成される軸受 空間をカバーするシールド板 3 5 5とを有している。 本実施形態においては、 内 輪 3 5 1の外径面 3 5 1 bの一端部近傍に、 内輪 3 5 1の周方向に沿って凹状溝 3 5 1 bが形成されている。

センサ付転がり軸受 3 5 0のセンサ部 3 6 0は、 取り付け部材としてのセンサ カバー 3 6 1と、 取り付け部材としてのマグネットホルダ 3 6 2と、 磁気感応セ ンサ 3 6 3と、 被磁気検出部としてのマグネット 3 6 4と、 スぺーサ 3 6 5と、 回路基板 3 6 6と、 センサ位置決め部材 3 6 7とから構成されている。

センサカバー 3 6 1は、 L字型形状を有する円環状の磁性部材である。 センサ ホルダ 3 6 1は、 一端が外輪 3 5 2の端部 3 5 2 bの内径面上に周方向に沿って 形成された凹状溝 3 5 2 cに圧入固定されている。 センサカバー 3 6 1の L字形 状の他端には、 センサ位置決め部材 3 6 7が軸方向に平行に取り付けられている 。 センサ位置決め部材 3 6 7は、 所定箇所に磁気感応センサ 3 6 3を保持してい る。 磁気感応センサ 3 6 3は、 同じく L字形状の内側側面上にスぺーサ 3 6 5を 介して配置された回路基板 3 6 6に接続されている。 回路基板 3 6 6には、 外部 に磁気感応センサ 3 6 3の出力を出力するケーブル,線 3 6 8が接続されている。 一方、 マグネットホルダ 3 6 2は、 先端部がセンサカバー 3 6 1の先端部と対 向するように折り曲げられた円環状の磁性部材である。 本実施形態においては、 マグネットホルダ 3 6 2の一端部 3 6 2 aは、 内輪 3 5 1の外径面に沿って円周 方向に形成された凹状溝 3 5 1 bに加締固定されている。 加締め箇所数は、 振動 の発生を予防するため n Z ± X ( Xは 2以上) とされている。 また、 マグネット ホルダ 3 6 2は、 内輪 3 5 1から軸受空間を塞ぐように外輪 3 5 2側に延出して おり、 軸受空間を覆うカバーとしても機能している。 マグネットホルダ 3 6 2の先端部には、 磁気感応センサ 3 6 3と対向する位置 にマグネット 3 6 4が配置されている。 この配置により、 センサカバー 3 6 1と マグネットホルダ 3 6 2は、 磁気感応センサ 3 6 3とマグネット 3 6 4を外界に 曝されないような位置に保持している。 ここで、 センサカバー 3 6 1とマグネッ トホルダ 3 6 2は、 磁性材で構成されているため、 磁気ノイズに起因する磁界の 変化を磁気感応センサ 3 6 3とマグネット 3 6 4に伝達させないための磁気シー ルドとして機能する。

磁気感応センサ 3 6 3及ぴマグネット 3 6 4の構成は、 第 8の実施形態の磁気 感応センサ 3 3 3及ぴマグネット 3 3 4と同等である。

以上、 第 9実施形態のセンサ付転がり軸受 3 5 0においては、 磁気感応センサ 3 6 3を保持するセンサカバー 3 6 1は、 内輪 3 5 1の端部に圧入固定されてい る。 さらに、 マグネット 3 3 4を保持するマグネットホルダ 3 6 2は、 一端部 3 6 2 aを内輪 3 5 1の外径面上に形成された凹状溝 3 5 1 bに複数箇所加締める ことにより固定されている。 従って、 寸法のバラツキの多い段部を設けることな く、 正確な位置に磁気感応センサ 3 6 3及びマグネット 3 3 4を配置することが 可能となる。

また、 磁性材を素材とするセンサカバー 3 6 1及びマグネットホルダ 3 6 2は 、 外部磁界を遮蔽するため、 外部磁界の変化が磁気感応センサ 3 .6 3及びマグネ ット 3 6 4に影響する心配がない。 よって、 外部磁界の変化に影響されることな く、 正確な測定を行うことが可能となる。

マグネット 3 6 4は、 磁気感応センサ 3 6 3の外径側に位置し、 マグネット 3 6 4の外径側は、 マグネットホルダ 3 6 2によって支持されている。 従って、 軸 が高速回転した場合に発生する強い遠心力によるマグネット 3 6 4の破壌を防止 する構造となっている。

また、 加締め箇所数は、 n Z ± X ( Xは 2以上） とされているため、 加締めに よる変形により軸受の軌道面上に n Zまたは η Ζ ± 1個のうねりの発生を抑制す ることが可能となる。 従って、 異音や振動の発生しない精度の高いセンサ付転が り軸受 3 5 0を提供することが可能である。 なお、 本実施形態のセンサ付転がり軸受 3 5 0は、 自動車、 鉄道車両、 製鉄設 備、 工作機械等に用いられる軸の軸受として用い、 各装置の軸の回転速度を検出 することが可能である。

また、 センサカバー 3 6 1及ぴマグネットホルダ 3 6 2をそれぞれ内輪 3 5 1 及び外輪 3 5 2に加締めて固定しても同様の効果が得られる。

(第 1 0の実施形態）

本発明の第 1 0の実施形態であるセンサ付転がり軸受を図 2 0に示している。 図 2 0のセンサ付転がり軸受 5 0 0の転がり軸受 5 0 1の基本構成は、 以下に詳 述する部位を除いて図 9に示す第 5の実施形態と同様であり、 同一の符号を付し て説明を省略する。

図 2 0を参照すると、 保持器 1 4は、 プラスチック製の冠状のものを用いてお り、 この冠状の保持器 1 4の閉じた側であるリング部 1 4 aに対向する側に、 外 輪 1 3の嵌合溝 1 3 aに嵌合するリング状のシールド板 1 5を固定している。 シ ールド板 1 5は、 内輪 1 2とは非接触である。

磁石取付部材である芯金 1 2 4は、 その外周縁部に軸受の軸線方向に折り曲げ て形成した円筒部 5 1 7を形成しており、 この円筒部 5 1 7の外周面 5 1 8は外 輪 1 3の内周面端部 1 3 cにわずかの隙間をもって対向している。 芯金 1 2 4の 側面 5 2 1と円筒部 5 1 7の内周面 5 2 2に接する うに円環平板状の多極マグ ネット （多極磁石） 5 2 3を配置しており、 多極マグネット 5 2 3がこれらの側 面 5 2 1と内周面 5 2 2に当接する部分は接着剤を介在させ、 多極マグネット 5 2 3を芯金 1 2 4に対して強固に接着固定している。 多極マグネット 5 2 3は円 周方向に交互に磁極が変化するように多極着磁している。

—方、 外輪外周面 1 3 dの端部に形成した環状溝からなる段差部 5 2 4には、 磁性体からなるセンサカバー 5 2 5の固定筒部 5 2 6を嵌合して固定しており、 センサ力パー 5 2 5に形成した段部 5 2 7を外輪 1 3の側面に当接して位置決め を行っている。 センサカバー 5 2 5には軸受の軸線方向に延びる円筒状保持部 5 2 8と、 その円筒状保持部 5 2 8の先端から半径方向内側に延びる円板状保持部 5 2 9とを備え、 円筒状保持部 5 2 8と円板状保持部 5 2 9に接するように樹脂 製の基板固定部材 5 3 0を配置し、 それらの接触部に接着剤を介在させ、 センサ カバー 5 2 5に対して樹脂製の基板固定部材 5 3 0を接着固定している。 この基 板固定部材 5 3 0を形成する樹脂としては、 例えばガラス繊維入りの 6 6ナイ口 ン、 4 6ナイロン、 P P S、 などが使用できる。

基板固定部材 5 3 0における前記多極マグネット 5 2 3に対向する面には回路 基板 5 3 1を固定しており、 回路基板 5 3 1には多極マグネット 5 2 3の側面 5 3 2と所定の間隙を介してホール I C 5 3 3を半田付けしている。 図示実施形態 においてはこの回路基板 5 3 1に例えばノイズ除去用の抵抗やコンデンサ等の他 の各種電子部品 5 3 4も適宜半田付けしている。 図示実施形態においては、 基板 固定部材 5 3 0の一部分を延出することによりケーブル取出部 5 3 5としている 。 このケーブル取出部 5 3 5は別体のものとしても良いが、 前記のように一体化 した方が部品点数を少なくできるので好ましい。 上記のように、 回路基板 5 3 1 上にノイズ除去用の抵抗やコンデンサ等の電子部品を実装すると、 耐ノイズ性に 優れたセンサ付軸受とすることができる。

回路基板 5 3 1に半田付けされているホール I C 5 3 3はリードタイプのもの でも良いが、 表面実装タイプのホール I Cを利用することもでき、 その際には回 路基板 5 3 1への半田付けが容易であり、 低コスト化がはかれる。 特にホール素 子以外に前記のようなノィズ除去用の抵抗やコンデンサ等の他の各種電子部品 5 3 4を回路基板 5 3 1に実装する場合は、 表面実装タイプの抵抗やコンデンサを 使用すると、 1回の工程で全ての部品を半田付けできるので低コスト化でき、 更 に好ましい。

なお、 磁気感応素子としては、 ホール I C 5 3 3以外にホール素子、 M R素子 、 或いは M l素子など、 従来から用いられている各種磁気検出素子の任意のもの を適宜選択して使用することができる。

上記のような構成において、 芯金 1 2 4の外周端部に形成した円筒部 5 1 7の 外周面 5 1 8は、 外輪 1 3の内周面端部 1 3 cと僅かの間隙をもって対向してい るので、 軸受空間を塞ぐように配置されることとなり、 そのため軸受空間内のグ リースが外部に漏れにくくなる。 また、 芯金 1 2 4を磁性体で製作すると、 外部 に強力な磁気発生部が存在することにより転動体を通る漏れ磁束が、 多極マグネ ット 5 2 3やホール I C 5 3 3の方に行くのを遮断することができる。 その結果 、 ホール I C 5 3 3の誤作動による速度パルスのミスカウントが無くなり、 ノ ル スの測定精度を向上することができる。 また、 芯金 1 2 4を磁束の遮断部材とし て使用できるので、 別部品が不要であり、 低コス ト化がはかれる。 更に、 センサ カバー 5 2 5を磁性体によって製作すると、 外部磁束をこの磁性体のセンサカバ 一 5 2 5によって遮断することができる。 また、 多極マグネット 5 2 3の磁束の 外部への漏れを防止することができる。

また、 芯金 1 2 4の外周部に円筒部 5 1 7を形成し、 この円筒部 5 1 7の内側 に多極マグネット 5 2 3を配置する構造とすることにより、 多極マグネット 5 2 3接着時の位置決めが容易になるので好ましい。 更に、 隙間に接着剤などを充填 し、 多極マグネット 5 2 3外周部をこの円筒部 5 1 7で支える構造とすると、 多 極マグネット 5 2 3の遠心破壊を防止することができるので更に好ましい。 また、 上記のように、 平板状で多極着磁した多極マグネット 5 2 3を使用し、 転がり軸受 5 0 1の軸線方向に間隙を有して対向させた状態で、 ホール I C 5 3 3等の磁気感応素子を配置しているので、 転がり軸受 5 0 1全体における軸線方 向の厚さを薄くすることができるものであるが、 特に、 本来転がり軸受 5 0 1内 部を保護するシールを設ける部分に多極マグネット 5 2 3を配置することができ 、 多極マグネット 5 2 3の両平面の少なくともどちらか一方を転がり軸受 5 0 1 端面より内側に配置できるため、 センサュ-ットを備えた転がり軸受 5 0 1全体 の軸線方向寸法を更に短くすることができる。

なお、 保持器 1 4の形状により、 多極マグネット 5 2 3の軸受軸線方向の配置 位置が決まるが、 図 2 0に示すように、 冠形のプラスチック保持器を用いる場合 には、 保持器の冠の開いた方にセンサを配置すると、 軸方向寸法を小さくできる ので更に好ましい。

また芯金 1 2 4は、 後述するように磁気遮蔽作用を行わせるために磁性体を用 いることが好ましく、 鉄やマルチンサイ ト系のステンレス鋼、 フェライト系のス テンレス鋼を使用することができる。 前記のような鉄を用いる場合は、 鲭止めの ため、 亜鉛メツキやニッケルメツキ、 塗装などの処理を行うことが好ましい。 更に、 芯金 1 2 4を内輪 1 2に固定する構造としては、 上記のような内輪 1 2 の内周面に形成した嵌合溝 1 2 aに対して、 芯金 1 2 4の内周端部を嵌合する以 外に、 内輪 1 2に嵌合溝 1 2 aを形成することなく平坦な面とし、 その面に圧接 するフランジを芯金 1 2 4に形成して、 そのフランジを圧入する等により取り付 けても良い。

(第 1 1の実施形態）

図 2 1に本発明の第 1 1の実施形態を示す。 本実施形態では、 磁石取付部材と しての芯金 5 4 1の固定筒部 5 4 2を、 内輪 1 2の内輪内周面に形成した段差部 5 4 3に嵌合し固定している。 また、 転動体 1 1の図中左側に設けたシールド板 1 5と同様のシールド板 5 4 4を、 転動体 1 1の図中右側にも同様に設けている 。 なお、 前記芯金 5 4 1に取り付けた多極マグネット 5 2 3の側面 5 3 2に対し て所定の間隙を有するように、 センサカバー 5 2 5によって支持した回路基板 5 3 1に半田付けされているホール I C 5 3 3を配置する点は、 前記第 1 0の実施 形態と同様であるので、 その詳細な説明は省略する。

図 2 1に示す第 1 1の実施形態のセンサ付転がり軸受においては、 上記のよう に芯金 5 4 1を内輪 1 2の内輪内周面に固定し、 それにより転動体 1 1の左右に シールド板 1 5、 5 4 4を備える構成を採用しているので、 従来から用いられて いる軸受カバー （軸受シールド） をそのまま使用することができ、 軸受內部の保 護を確実に行うことができると共に、 内部に充填しているグリースが外部へ流出 することを防止することができる。

(第 1 2の実施形態）

図 2 2には本発明の第 1 2の実施形態を示す。 本実施形態では、 軸受シールに 接触式のゴムシール 5 4 6を使用している。 そのほかの多極マグネッ ト及びセン サの構成は、 前記図 2 1に示す第 1 1の実施形態と同様であるので、 その説明は 省略する。

図 2 2に示す第 1 2の実施形態のセンサ付転がり軸受においては、 図 2 1に示 す第 1 1の実施形態と同様に、 磁石取付部材である芯金 5 4 1を内輪 1 2の内輪 内周面に形成した段差部 5 4 3に固定しているので、 従来の軸受と同様のシール 構成を採用することができ、 それにより密封性の良いゴムシール 5 4 6を用いた 従来のシール構成を採用しつつ、 速度センサを軸受側部に大きく突出することな く取り付けることができる。

図 2 1に示す第 1 1の実施形態及び図 2 2に示す第 1 2の実施形態のセンサ付 転がり軸受において、 転がり軸受の軸線方向寸法は、 図 2 0に示す第 1 0の実施 形態のセンサ付転がり軸受に比べて長くなるが、 従来のものよりは短くすること ができ、 特に転がり軸受本来のシールをそのまま使用できるので、 転がり軸受の 密封性を損なうことはない。

また、 第 1 0〜第 1 2の実施形態のセンサ付転がり軸受において、 磁石取付部 材である芯金 1 2 4， 5 4 1は、軸受空間を塞ぐように配置されるので、 この部分 に軸受シールがない場合でもグリースの流出を防ぐことができる。 また、 転動体 1 1を経由して多極マグネット 5 2 3やホール I C 5 3 3側に漏れてくる磁束を 、これら芯金 1 2 4 , 5 4 1で遮断することができるので、速度パルス検出におけ る誤動作をなくすことができる。

なお、前記芯金 1 2 4 , 5 4 1としては、磁気遮蔽作用を行わせるために磁性体 を用いることが好ましいものであるが、 その際には、 鉄やマルチンサイト系のス テンレス鋼、 フェライト系のステンレス鋼を使用することができる。 また、 鉄を 用いる場合は、 亜鉛メツキやニッケルメツキ、 塗装などの鲭止め処理を行うこと が好ましい。

第 1 1の実施形態及ぴ第 1 2の実施形態においては、 平板状の多極マグネット 5 2 3を、 回転輪である内輪 1 2側に固定した例を示したが、 回転輪が外輪 1 3 の場合には、 芯金によって前記各実施形態と同様の手法によって、 多極マグネッ ト 5 2 3を外輪 1 3側に取り付けることにより、 本発明を前記と同様に適用する ことができる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、 本発明の精神と範 囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にと つて明らかである。 本出願は、 2002年 10月 28日出願の日本特許出願（特願 2002— 312772)、 2002年 12 月 13日出願の日本特許出願（特願 2002— 362635)、 2003年 1月 7日出願の日本特許出 願 （特願 2003— 001159)、 2003年 1月 10日出願の日本特許出願 （特願 2003— 004493 )、 2003年 8月 27日出願の日本特許出願（特願 2003— 303736)、 に基づくものであり 、 その内容はここに参照として取り込まれる。

<産業上の利用可能性 >

本発明のセンサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受によれば、 小型化、 高い生 産性及びコスト削減効果を得られるとともに、 樹脂のインサート成形等の複雑な 加工を必要とすることなく、 センサを容易かつ高精度に位置決めすることが可能 になり、 更に少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果的にバイパスさせるこ とで、 モータ等の電気 ·磁気ノイズ等に起因するセンサの誤作動を防止すること が可能になる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 回転側軌道輪と固定側軌道輪との間に複数の転動体が組み込まれてな る転がり軸受と、

前記転がり軸受の状態を検出可能なセンサと、

前記センサを内方に収容し、 前記固定側軌動輪に固定された環状のセンサカバ 一と、

前記センサ力パーの半径方向外方に設けられた軸受ハウジング又は軸に固定さ れる環状の押え部材とを備え、

前記センサカバーにおける所定の位置には開口部が設けられ、 該開口部の周縁 部には前記押え部材側に突設される突起部が設けられ、 前記押ぇ部材には前記突 起部が揷入される切欠部が形成され、 該切欠部に前記突起部が配されることで前 記センサカバーの回転が規制されることを特徴とするセンサ付軸受装置。

2 . 前記センサに接続される信号線を前記開口部に挿通させたことを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載のセンサ付軸受装置。

3 . 前記突起部は、 前記センサカバーの一部に形成された切込部を径方向 に突出するように折り曲げられてなることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のセンサ付軸受装置。 . ..

4 . 保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組み 込まれてなる転がり軸受おいて、

支持する回転軸の状態又は転がり軸受の状態を検出するセンサと、

固定側軌道輪の軸方向一端面に固定される環状のセンサカバーと、

前記センサカバーに固定された環状のセンサ保持部材とを備え、

前記センサが、 前記センサ保持部材における円周方向に沿う所定の位置に設け られたセンサ取付溝に、 前記センサ保持部材の弾性変形によって所定の締め代で 嵌合されることを特徴とするセンサ付軸受装置。

5 . 前記センサ保持部材が、 前記センサカバーの内方に、 所定のすきまを もって嵌合されることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のセンサ付軸受装置

6 . 前記センサ保持部材には、 複数の位置決めピンが円周方向に所定の間 隔をあけて、 それぞれ軸方向に沿って突出するように形成され、 かつ、 前記セン サカバーの、 前記複数の位置決めピンに対応するそれぞれの位置には、 複数の嵌 合孔が形成され、

前記複数の位置決めピンがそれぞれ対応する前記複数の嵌合孔に嵌揷されるこ とにより、 前記センサカバーと前記センサ保持部材とが位置決めされることを特 徴とする請求の範囲第 4項又は第 5項に記載のセンサ付軸受装置。

7 . 前記複数の位置決めピンが、 前記複数の嵌合孔にそれぞれ揷通され、 該複数の嵌合孔を貫通した前記複数の位置決めピンの先端部がそれぞれ塑性変形 されることにより、 前記センサカバーと前記センサ保持部材とが固定されること を特徴とする請求の範囲第 6項に記載のセンサ付軸受装置。

8 . 前記複数の嵌合孔の周縁部が、 前記センサ保持部材側に突出する突部 を形成し、 該突部でのみ、 前記センサカバーと前記センサ保持部材とが係合され ることを特徴とする請求の範囲第 6項又は第 7項に記載のセンサ付軸受装置。

9 . 前記センサカバーと前記センサ保持部材との間には、 前記センサの回 路基板が挟持されており、 前記センサ保持部材の前記複数の位置決めピンが、 前 記回路基板における対応する位置に設けられた貫通孔を貫通して、 各嵌合孔に嵌 揷されることを特徴とする請求の範囲第 6項から第 8項のいずれか 1つに記載の センサ付軸受装置。

1 0 . 保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組 み込まれてなる転がり軸受において、

支持する回転軸の状態又は軸受の状態を検出するセンサと、

固定側軌道輪の軸方向一端面に固定され、 磁性材からなる環状のセンサカバー と、

前記センサカバーの内方に固定された状態で、 前記センサを内方に保持し、 非 磁性材からなる環状のセンサ保持部材と、

前記センサ保持部材の少なくとも一部を覆うように設けられ、 電磁気シールド 効果を有する導電性部材とを備えることを特徴とするセンサ付軸受装置。

1 1 . 保持器に保持された複数の転動体を一対の軌道輪間に転動自在に組 み込まれてなる転がり軸受において、

支持する回転軸の状態又は軸受の状態を検出するセンサと、

固定側軌道輪の軸方向一端面に固定され、 電磁気シールド効果を有する導電性 部材からなる環状のセンサカバーと、

前記センサカバーの内方に固定された状態で、 前記センサを内方に保持し、 非 磁性材からなる環状のセンサ保持部材とを備えることを特徴とするセンサ付転が り軸受。

1 2 . 前記導電性部材が前記センサ保持部材と一体的に設けられているこ とを特徴とする請求の範囲第 1 0項又は第 1 1項に記載のセンサ付軸受装置又は センサ付転がり軸受。

1 3 . 内輪と、 外輪と、 前記内輪及び前記外輪の間に介在する転動体と、 前記内輪及び前記外輪の一方に取り付けられた被磁気検出部と、 前記内輪及ぴ前 記外輪の他方に取り付けられ、 前記被磁気検出部と対向する磁気感応センサと、 を有し、

前記被磁気検出部と前記磁気感応センサの何れか一方は、 磁性体からなる取り 付け部 を介して、 前記内輪又は外輪に固定されていることを特徴とするセンサ 付転がり軸受。

1 4 . 前記被磁気検出部を希土類の円環状の多極磁石としたことを特徴と する請求の範囲第 1 3項に記載のセンサ付転がり軸受。

1 5 . 前記取り付け部材は、 前記内輪の外径面又は前記外輪の外径面に設 けられた凹状溝に加締め固定されていることを特徴とする請求の範囲第 1 3項又 は第 1 4項に記載のセンサ付転がり軸受。

1 6 . 前記回状溝は、 前記内輪の外径面又は前記外輪の外径面に沿った円 周上に形成されており、 前記取り付け部材は、 前記円周上に沿って等間隔で複数 箇所加締められていることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のセンサ付転 がり軸受。

1 7 . 前記加締め箇所の数は、 以下の式に従うことを特徴とする請求の範 囲第 1 6項に記載のセンサ付転がり軸受。

(加締め箇所の数） = n Z ± X

ここで、

n ：正の整数

Z ：転動体の数

X ： 2以上の整数

1 8 . 前記加締め箇所の数は、 素数であることを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載のセンサ付転がり軸受。

1 9 . 少なくとも外輪と内輪と転動体を有する転がり軸受であって、 外輪 または内輪のどちらかが回転輪であり、 他方が固定輪である転がり軸受において 平板状磁石の端面を多極着磁して回転輪に固定し、

該磁石の平面状の多極着磁面に対して、 軸受の軸線方向に間隙を有し対向 させて磁気感応素子を固定輪に固定したことを特徴とするセンサ付転がり軸受。

2 0 . 前記磁石を回転輪に取り付ける磁石取付部材は、 回転輪と固定輪間 の軸受空間を塞ぐように固定輪側に延出していることを特徴とする請求の範囲第 1 4項叉は第 1 9項に記載のセンサ付転がり軸受。

2 1 . 內輪が回転輪であり、 上記磁石取付部材は內輪内周面の段差部に固 定されていることを特徴とする請求の範囲第 2 0項に記載のセンサ付転がり軸受