センサ付軸受
【課題】センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させる。
【解決手段】センサホルダ４０を熱硬化性樹脂からなる環状の一体射出成形品とし、センサホルダ４０の外径面にねじ部４１ａを形成し、静止側軌道輪１１の内径面に、ねじ部１１ｂとこのねじ部１１ｂに対して径差を設けてねじ止め端部１１ｃとを形成し、センサホルダ４０のねじ部４１ａを静止側軌道輪１１のねじ部１１ｂに一側方から螺合し、ねじ止め端部１１ｃにセンサホルダ４０を突き当てて締め付けることにより、センサホルダ４０を静止側軌道輪１１に固定するようにした。
【解決手段】センサホルダ４０を熱硬化性樹脂からなる環状の一体射出成形品とし、センサホルダ４０の外径面にねじ部４１ａを形成し、静止側軌道輪１１の内径面に、ねじ部１１ｂとこのねじ部１１ｂに対して径差を設けてねじ止め端部１１ｃとを形成し、センサホルダ４０のねじ部４１ａを静止側軌道輪１１のねじ部１１ｂに一側方から螺合し、ねじ止め端部１１ｃにセンサホルダ４０を突き当てて締め付けることにより、センサホルダ４０を静止側軌道輪１１に固定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受と、回転検出、回転速度検出、回転方向検出、温度検出、振動検出等のためのセンサとを備えたセンサ付軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり軸受の代表的なものとして、モータ軸、自動車の車軸の回転速度制御、回転方向制御、回転角度制御等に利用される回転センサ付き軸受がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来の回転センサ付き軸受は、転がり軸受を構成する一方の軌道輪を、モータハウジングや自動車の懸架装置のような静止部材側に嵌合される静止側軌道輪とし、他方の軌道輪を、回転軸側に嵌合される回転側軌道輪とし、ロータリエンコーダを構成するセンサとパルスリングのうち、センサを静止側軌道輪の径面に支持させ、パルスリングを回転側軌道輪に一体回転するように支持させたものとなっている。
上記ロータリエンコーダは、潤滑剤が軸受内部にあることから、光学エンコーダよりも磁気エンコーダが一般的である。
【０００４】
上記センサは、樹脂製の環状センサホルダに保持されており、そのセンサホルダが環状の芯金に嵌合固定され、センサと金属製の軌道輪及び芯金の間がセンサホルダの肉部で、場合によっては樹脂モールドを付加することで絶縁されている。センサホルダに保持されたセンサは、環状の芯金を上記の静止側軌道輪の径面に一側方から圧入嵌合することにより静止側軌道輪に支持されている。
樹脂製のセンサホルダを静止側軌道輪に圧入嵌合すると、径方向クリープで嵌合緩みが生じ、簡単に脱落する。芯金のクリープ特性は、樹脂製のセンサホルダより優れる。このため、芯金と静止側軌道輪間の締め代を比較的にきつく設定することが可能になり、これにより、芯金を介してセンサホルダを静止側軌道輪にしっかりと支持させられる。
【０００５】
なお、上記芯金の内周に、断面逆Ｌ字状のカバー部材が嵌合されており、センサホルダは、芯金、カバー部材及びパルスリングで囲まれた内側に位置し、外部から保護されている。静止側軌道輪にシール溝を形成し、そこにシールを取り付けることが困難なことから、上記芯金、カバー部材、パルスリング、及びセンサホルダは、ラビリンスすき間を形成するように設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４９５４５号公報（図１、段落００１３、００１５〜００１８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前掲の特許文献１に記載されたようなセンサ付軸受は、センサを静止側軌道輪に支持させるのに環状の芯金と、樹脂製のセンサホルダの２部品の組み立てを要しており、低コスト化の要求に応える上で改良の余地がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するため、この発明は、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に複数の転動体を介在させ、前記静止側軌道輪の径面に、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを支持させたセンサ付軸受において、前記センサホルダを環状の一体成形品とし、前記静止側軌道輪の径面と前記センサホルダとにねじ部を形成し、前記センサホルダのねじ部を前記静止側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのセンサホルダをこの静止側軌道輪に固定した特徴的構成を採用したものである。
【００１０】
上記の特徴的構成によれば、センサホルダは、静止側軌道輪に対して螺合による締め付け力で固定される。螺合で固定すれば、円筒面同士で圧入嵌合する場合と比して強い固定を得ることができる。静止側軌道輪にセンサホルダが螺合されるので、軸回転による緩みの心配はない。クリープで螺合が緩んだとしても、センサホルダは、静止側軌道輪に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
したがって、この発明は、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。
【００１１】
ここで、前記センサの検出方向が径方向である構成を採用することが好ましい。前記センサホルダのクリープは、螺合による固定のため、ねじ軸方向で主に生じ、圧入嵌合の場合と比して径方向で小さく生じる。したがって、センサの検出方向が径方向であれば、センサホルダのクリープがセンサの検出に影響し難くなる。
【００１２】
前記センサホルダの成形に利用する樹脂は、所望の機械的強度、絶縁性、クリープ特性等を満足するように適宜に選択することができる。
ここで、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂と比して温度上昇に対する機械的強度に優る。このため、前記センサホルダが熱硬化性樹脂からなる構成を採用すれば、センサホルダのクリープが低減し、より安定した支持を得ることができる。
【００１３】
前記静止側軌道輪の径面に、前記センサホルダがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した構成を採用すれば、センサホルダがねじ止め端部に突き当たるため、センサホルダに頭部がなくとも、螺合位置を決めることができる。
したがって、この構成によれば、センサホルダに頭を形成し、その頭と静止側軌道輪の一側方側の側面とを突き合わせる構成の場合と比して頭部が不要になり、センサホルダのコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
ここで、前記の頭部が不要になることを利用し、前記センサホルダを、前記静止側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした構成を採用すれば、静止側軌道輪を静止部材に対して軸方向に位置決めするための部材、例えば、軸受箱の蓋、スペーサ、間座等を、静止側軌道輪の一側方側の側面に突き当てる空間を容易に得ることができる。
【００１５】
上記特徴的構成においては、前記センサホルダを、回転側軌道輪側に延びる鍔部を有するものとし、前記回転側軌道輪に、前記鍔部と共にラビリンスすき間を形成するシール部を設けた構成を採用することができる。
この構成によれば、鍔部が上記従来例のカバー部材の代わりとなり、センサ付軸受の組み立て部品数をより減らすことができる。
【００１６】
前記鍔部に係る構成を採用する場合、前記センサホルダのうち、前記ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に、前記センサを封止するセンサ入れ部を形成し、そのセンサ入れ部に、前記センサの配線を外部に取り出すライン口を開放させ、そのライン口を封止剤で塞いだ構成を採用することが好ましい。
センサホルダのうち、前記ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に、前記センサを封止するセンサ入れ部を形成すれば、ラビリンスすき間で外部から保護された部分にセンサが位置するため、センサまで水や異物が達し難い。
そのような位置にセンサを位置させても、前記センサに接続された配線は、センサ入れ部に連通するライン口から外部に取り出すことができる。
センサ入れ部にセンサを封止する封止剤でライン口が塞がれるため、水や異物がライン口を通じてセンサに達することも防止される。
したがって、この構成を採用すれば、上記センサを外部から保護することができる。
【００１７】
前記封止剤は、機械的強度を優先する場合、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を採用することが好ましく、前記センサを振動から保護することを優先する場合、振動吸収性を有する充填剤、例えば、シリコーン系樹脂、シリコーンゴムを採用することが好ましい。なお、絶縁性、防水性を有する封止剤が好ましいことは勿論である。
【００１８】
前記センサと共にロータリエンコーダを構成するパルスリングを前記回転側軌道輪に備える場合、前記パルスリングと前記回転側軌道輪の径面とにねじ部を形成し、前記パルスリングのねじ部を前記回転側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのパルスリングをこの回転側軌道輪に固定した構成を採用することができる。
【００１９】
前記パルスリングは、樹脂製のものに限定されず、金属製、芯金上に樹脂成形したものを採用することができる。
前記ロータリエンコーダは、回転側軌道輪が軸と一体回転すると、回転角度に応じた出力信号を発生する装置である。前記ロータリエンコーダとしては、インクリメンタル形、アブソリュート形のいずれでもよく、検出方式として光学式、磁気式等の適宜のものを採用することができる。
【００２０】
前記パルスリングを回転側軌道輪に螺合により固定すれば、パルスリングは、回転側軌道輪に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
【００２１】
前記パルスリングは、回転側軌道輪に螺合されるので、螺合が緩む方向に回転する回転軸に回転側軌道輪が装着される場合、緩み止め手段を採用することが好ましい。簡単な緩み止め手段としては、ねじ部に接着剤を塗布することが挙げられる。
【００２２】
前記回転側軌道輪の径面に、前記パルスリングがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した構成を採用すれば、上記センサホルダの場合と同様、パルスリングの頭を回転側軌道輪の一側方側の側面に突き合わせる構成の場合と比して、パルスリングのコンパクト化を図ることができる。
前記パルスリングを、前記回転側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした構成を採用することも、勿論可能である。
【００２３】
前記ねじ止め端部を採用する場合、前記ねじ止め端部を、このねじ止め端部を形成する軌道輪のねじ部に対して全周に亘る径差を設けることで形成し、このねじ止め端部とこの軌道輪のねじ部とを隅ぬすみを介して繋いだ構成を採用することが好ましい。
軌道輪の径面に全周に亘る径差を設けることでねじ止め端部を形成すれば、軌道輪の旋削でねじ止め端部を簡単に形成することができる。全周に亘ってねじ止め端部を形成しても、ねじ部との間に隅ぬすみがあり、ねじ加工を行う工具とねじ止め端部との干渉が防止されるので、ねじ加工が容易になる。
また、センサホルダやパルスリングを、ねじ止め端部まで確実に螺合する事ができる。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように、この発明は、上記特徴的構成の採用により、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ａは、実施形態に係るセンサ付軸受の全体構成を図１ｂ中のＡ−Ａ切断線で示し、図１ｂは、実施形態に係るセンサ付軸受の外観を一側方から示している。
【００２６】
図１ａ、ｂに示すように、実施形態に係るセンサ付軸受は、静止側軌道輪１１と回転側軌道輪１２との間に複数の転動体１３を介在させ、各転動体１３を保持器１４に保持させた転がり軸受を備えている。
【００２７】
静止側軌道輪１１は、外輪とされ、静止部材２０側に嵌合されている。静止側軌道輪１１の内径面の一側方側の端部に、センサ３０を保持する樹脂製のセンサホルダ４０が支持させられる。
【００２８】
回転側軌道輪１２は、内輪とされ、図示省略の回転軸側に嵌合されている。回転側軌道輪１２の外径面の一側方側の端部に、センサ３０と共にロータリエンコーダを構成するパルスリング５０が支持させられる。
【００２９】
この転がり軸受は、グリース潤滑用となっている。静止側軌道輪１１と回転側軌道輪１２との間のグリース（図示省略）は、軌道の一側方において、センサホルダ４０とパルスリング５０とで構成されたラビリンスすき間６０でシールされ、軌道の他側方において、静止側軌道輪１１のシール溝に取り付けられたシール１５でシールされる。
【００３０】
図２は、センサ３０、センサホルダ４０、パルスリング５０を各取り付け対称部品から取り外し、センサホルダ４０、パルスリング５０の周方向一部を図１ｂ中の切断面が視えるように部分的に破断させた状態で示している。
図３ａは、図１ａのセンサ部分を拡大して示し、図３ｂは、センサ部分を図３ａ中のＢ−Ｂ切断線で示している。
【００３１】
図２、図３に示すセンサ３０とパルスリング５０とは、ロータリエンコーダの一種である磁気エンコーダを構成している。
【００３２】
センサ３０は、基板３１上に磁気センサ３２を実装し、基板３１に磁気センサ３２の配線３３を接続したものとなっている。このセンサ３０は、Ａ相及びＢ相の２相出力方式で、Ａ相出力信号とＢ相出力信号の電気的な位相差が９０度になっている。
【００３３】
上記の磁気センサ３２としては、例えば、磁界を検出し、検出した磁界に基づくアナログ信号を出力するホール素子、ホール素子とアナログ−デジタル信号変換回路とを１パッケージ化し、検出した磁界に基づくデジタル信号を出力するホールＩＣ、ホール素子と増幅回路を１パッケージ化したリニアホールＩＣ、磁気抵抗効果のためにその抵抗値が磁界によって変化するＭＲ素子、ＭＲ素子とアナログ−デジタル信号変換回路とを１パッケージ化し、検出した抵抗値に基づくデジタル信号を出力するＭＲ−ＩＣ等が挙げられる。
【００３４】
パルスリング５０は、外径面にＮ極とＳ極を周方向に交互に多極着磁した多極着磁磁石、外径面の半周にＮ極を、残り半周にＳ極を着磁した単極着磁磁石を利用することができる。
【００３５】
なお、パルスリング５０には、例えば、磁性体からなる歯車、磁性体からなる円板にパルスを発生させる窓抜きを施したもの等、他の構成のものを利用することもできる。
【００３６】
このパルスリング５０は、環状の芯金５１と、芯金５１の外径面の一側方側の端部上に一体化された着磁磁石５２とからなる。
【００３７】
芯金５１は、磁性材料からなる。このため、芯金５１は、多極着磁磁石５２の外径部を径方向に取り囲む磁気シールドとして機能する。
【００３８】
なお、芯金５１は、板材のプレス成形品となっている。芯金５１の板材は、磁性材料であればよく、例えば、ＳＰＣＣ材を利用することができる。
【００３９】
多極着磁磁石５２は、ゴムに磁性粉を練り込んだ磁性材料と芯金５１とを加硫成形金型で加硫接着したものが利用されている。
【００４０】
なお、上記のゴムには、耐熱ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）などを所要に応じて使用することができる。
【００４１】
上記磁性粉には、フェライト系、希土類系、アルニコ系等のものを所要に応じて使用することができる。希土類系（ネオジウム系、サマリウム系）や、アルニコ系を用いることが望ましい。これらの希土類系又はアルニコ系磁性材料は従来のフェライト系のものより強い磁力が得られるので、モータ等に組み込んで用いる際にモータ等から発生する漏洩磁界の影響を受け難くなり、センサ３０の誤動作を避けることができる。
【００４２】
また、希土類系磁性粉又はアルニコ系磁性粉を用いる場合、多極着磁磁石５２を焼結製のリングにすることができる。
また、多極着磁磁石５２は、射出成形によって成形されるプラスチックマグネット製のリングにすることも可能である。
多極着磁磁石５２を、焼結製のリング、又はプラスチックマグネット製のリングにする場合、芯金５１に対する圧入、又は接着剤により外嵌状態に固定された多極着磁磁石５２とすることができる。
【００４３】
上記センサ３０の検出方向は、径方向であり、パルスリング５０と径方向に対向している。より具体的には、センサ３０の検出部である磁気センサ３２は、非接触式であり、多極着磁磁石５２と径方向すき間をもって対向している。
【００４４】
上記センサ３０を保持するセンサホルダ４０は、環状の一体成形品とされている。
【００４５】
センサホルダ４０は、熱硬化性樹脂からなり、射出成形されている。
【００４６】
なお、センサホルダ４０は、他の樹脂、ポリマーアロイ、繊維強化プラスチックから構成することもできる。例えば、センサホルダ４０は、ポリアミド（ＰＡ）、ナイロン、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレフタレート・ガラス樹脂入り（ＰＥＴ−Ｇ）、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを使用して成形することができる。
【００４７】
このセンサホルダ４０は、静止側軌道輪１１と同心のねじ軸部４１と、回転側軌道輪１２側に延びる鍔部４２とを有している。
【００４８】
ねじ軸部４１は、回転軸を通せる筒状になっており、この外径面の他側方側の端部にねじ部４１ａが形成されている。
【００４９】
一方、静止側軌道輪１１の内径面に、一側方側の側面１１ａの内周縁から幅中央側に向かってねじ部１１ｂが形成されている。
ねじ軸方向は、軸方向に一致するように設定されている。静止側軌道輪１１への平行な螺合として支持固定を容易にするためである。
【００５０】
ねじ軸部４１は、ねじ部４１ａより一側方に延長されており、この延長部分において回転トルクを付与することができる。これにより、センサホルダ４０のねじ部４１ａを静止側軌道輪１１のねじ部１１ｂに一側方から螺合することができる。
鍔部４２は、ねじ軸部４１の延長部分の一側方端部から回転側軌道輪１２側に延長されている。ねじ軸部４１への回転トルク付与に対する強度は、鍔部４２の形成により高められている。
【００５１】
静止側軌道輪１１の内径面に、センサホルダ４０がねじ軸方向に突き当るねじ止め端部１１ｃが形成されている。このねじ止め端部１１ｃは、静止側軌道輪１１の内径面に、ねじ部１１ｂに対して全周に亘る径差を設けることで形成されている。ねじ止め端部１１ｃは、内径面の一側方側の端部を軌道一側縁に比して大径に旋削することで形成されている。
【００５２】
このねじ止め端部１１ｃとねじ部１１ｂとは、隅ぬすみ１１ｄを介して繋がれている。隅ぬすみ１１ｄのねじ軸方向の開放幅は、ねじ部１１ｂの１ピッチ以上の長さを有し、その径方向深さは、谷径より深くなっており、ねじ部１１ｂのねじ加工を行う工具を１ピッチ余分に送ることができる。したがって、工具とねじ止め端部１１ｃとの干渉が防止される。
また、センサホルダ４０を、ねじ止め端部１１ｃまで確実に螺合する事ができる。
【００５３】
螺進するセンサホルダ４０は、静止側軌道輪１１のねじ止め端部１１ｃに突き当り、螺合位置が決まる。螺合位置が決まった状態からの回転トルク付与に応じて、互いのねじ部４１ａ、１１ｂの螺合による締め付けが得られる。この締め付けにより、センサホルダ４０は、静止側軌道輪１１の内径面に支持された状態に固定される。
【００５４】
センサホルダ４０を螺合による締め付けで固定したため、静止側軌道輪１１の内径面と円筒面同士で圧入嵌合した場合と比して、軸方向に強く固定されている。
また、静止側軌道輪１１にセンサホルダ４０が螺合されるので、軸回転による螺合緩みの心配はない。クリープで螺合が緩んだとしても、センサホルダ４０は、静止側軌道輪１１に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
したがって、この実施形態に係るセンサ付軸受は、センサ３０を保持する樹脂製のセンサホルダ４０を、芯金を用いることなく、静止側軌道輪１１の内径面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。
【００５５】
センサホルダ４０は、静止側軌道輪１１に固定された状態で、静止側軌道輪１１及び回転側軌道輪１２の一側方側の側面１１ａ、１２ａと軸方向に対向する部分がないものとなっている。したがって、静止側軌道輪１１及び回転側軌道輪１２の一側方側の側面１１ａ、１２ａに対し、軌道輪の軸方向位置決め用の部材を一側方から支障なく突き合わせることができる。
【００５６】
一方、パルスリング５０の回転側軌道輪１２に対する固定においても、上記センサホルダ４０と同様の螺合構造が採用されている。
【００５７】
すなわち、芯金５１の内径面の他側方側の端部に、ねじ部５１ａが形成されている。芯金５１へのねじ部５１ａの形成において、芯金５１のプレス成形と同時に転造すれば、後加工する場合よりも製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５８】
一方、回転側軌道輪１２の内径面の一側方側の端部に、一側方側の側面１２ａの外周縁から幅中央側に向かってねじ部１２ｂが形成されている。
ねじ軸方向は、軸方向に一致するように設定されている。回転側軌道輪１２への平行な螺合として支持固定を容易にするためである。
【００５９】
芯金５１は、ねじ部５１ａより一側方に延長されており、この延長部分において回転トルクを付与することができる。これにより、パルスリング５０のねじ部５１ａを回転側軌道輪１２のねじ部１２ｂに一側方から螺合することができる。なお、芯金５１の延長部分はねじ部５１ａとの間で外径側に屈曲されており、これにより芯金５１の回転トルク付与に対する強度が高められている。着磁磁石５２は、その延長部分の外径面上に一体化されており、回転トルク付与に伴う変形が防止されている。
【００６０】
回転側軌道輪１２の外径面に、パルスリング５０がねじ軸方向に突き当るねじ止め端部１２ｃが形成されている。このねじ止め端部１２ｃは、回転側軌道輪１２の外径面に、ねじ部５１ｂに対して全周に亘る径差を設けることで形成されている。ねじ止め端部１２ｃは、外径面の一側方側の端部を軌道一側縁に比して小径に旋削することで形成されている。
【００６１】
このねじ止め端部１２ｃとねじ部１２ｂとは、隅ぬすみ１２ｄを介して繋がれている。隅ぬすみ１２ｄのねじ軸方向の開放幅は、ねじ部１２ｂの１ピッチ以上の長さを有し、その径方向深さは、谷径より深くなっており、ねじ部１２ｂのねじ加工を行う工具を１ピッチ余分に送ることができる。したがって、工具とねじ止め端部１２ｃとの干渉が防止される。
また、パルスリング５０を、ねじ止め端部１２ｃまで確実に螺合する事ができる。
【００６２】
螺進するパルスリング５０は、回転側軌道輪１２のねじ止め端部１２ｃに突き当り、螺合位置が決まる。螺合位置が決まった状態からの回転トルク付与に応じて、互いのねじ部５１ａ、１２ｂの螺合による締め付けが得られる。この締め付けにより、パルスリング５０は、回転側軌道輪１２の外径面に支持された状態に固定される。
【００６３】
螺合による固定支持の採用に伴う副次的効果として、センサホルダ４０やパルスリング５０を螺着脱可能にすれば、これらの交換性を容易に実現することができる。
【００６４】
センサホルダ４０やパルスリング５０の確実な螺着を優先する場合、緩み止めのため、ねじ部１１ｂ、１２ｂ、４１ａ、５１ａに適宜に接着剤を塗布することができる。
【００６５】
上記の接着剤としては、被着材の表面に多小の油分があっても接着可能なものを採用すれば、軌道輪１１、１２や樹脂製のセンサホルダ４０の接着面の脱脂作業を省くことができる。
この種の接着剤としては、例えば、ウレタンメタクリレートを主原料とするものが挙げられ、その市販接着剤としては、例えば、日本ロックタイト社の商品「ロックタイト６０３」が挙げられる。
【００６６】
パルスリング５０は、回転側軌道輪１２に固定された状態で、回転側軌道輪１２の一側方側の側面１２ａと軸方向に対向する部分がないものとなっている。したがって、回転側軌道輪１２の一側方側の側面１２ａに対し、軌道輪の軸方向位置決め用の部材を一側方から支障なく突き合わせることができる。
【００６７】
パルスリング５０は、センサホルダ４０より先に回転側軌道輪１２に固定される。その後、静止側軌道輪１１にセンサホルダ４０が固定されると、パルスリング５０の着磁磁石５２の外径面が、センサホルダ４０のねじ軸部４１の内径面と径方向に対向し、パルスリング５０の一側方端部がセンサホルダ４０の鍔部４２と軸方向に対向し、パルスリング５０の芯金５１の延長部分の内径面がセンサホルダ４０の鍔部４２の内径端部と径方向に対向するようになっている。
【００６８】
上記の対向空間は一連の狭小路を生じ、その狭小路が上記ラビリンスすき間６０となる。すなわち、この実施形態に係るセンサ付軸受は、パルスリング５０が鍔部４２と共にラビリンスすき間６０を形成するシール部を兼ねており、これにより、部品数の増加を抑えている。
【００６９】
ラビリンスすき間６０は、グリース漏れを抑制するための非接触型シールとして機能し、狭小路を屈曲させることで生じる圧力損失により、外部への漏れ量を減少させている。
【００７０】
なお、ラビリンスすき間は、センサホルダ４０の他側方側の端部を内径側に延長し、回転側軌道輪１２の外径面乃至パルスリング５０の外径面との間を狭めることで形成することも可能である。
【００７１】
センサホルダ４０のうち、ラビリンスすき間６０の出口より内側となる部分に、上記センサ３０を封止するセンサ入れ部４３が形成されている。センサ入れ部４３は、封止により保持させられたセンサ３０がパルスリング５０の着磁磁石５２と径方向に対向する位置にある。
そのような位置にセンサ入れ部４３を形成しても、センサホルダ４０が螺合により固定されるので、センサ３０をセンサホルダ４０に予め保持させることができる。
【００７２】
図４は、センサ３０をセンサ入れ部４３に保持させる様子を示している。
図３、図４に示すように、センサ入れ部４３は、封止剤の充填空間となっている。センサ入れ部４３の内壁面は、センサ３０を検出に必要な範囲で検出方向に向くように位置決めするように形成されている。
【００７３】
センサ入れ部４３は、配線３３を施したセンサ３０を外部から挿入可能なライン口４４が開放されている。そのライン口４４は、封止剤により塞がれている。
【００７４】
このライン口４４は、センサホルダ４０の一側面に開放しており、配線３３を一側方に取り出すことができる。
静止側軌道輪１１が静止部材の内周に対しクリープを生じた場合でも、一側方から配線３３を取り出しておけば、クリープによる回転の影響は、径方向に取り出した場合よりも配線３３に作用し難くなり、断線を防止することができる。
【００７５】
ライン口４４は、センサ３０の挿入口を兼ねており、センサ３０を検出方向に向けた姿勢で挿入することができる。
センサ入れ部４３の内壁面は、センサ３０の挿入を検出方向に向けたまま、挿入方向に案内し、挿入されるセンサ３０が挿入方向に突き当たり、その挿入位置が決まるようになっている。センサ３０の封止を容易にするためである。
【００７６】
ここで、磁気センサ３２のような非接触式センサでは、検出対象との間に障害物がない方が好ましい。また、センサ３０を封止する封止剤は、ラビリンスすき間６０の路幅の減少を防止するため、センサ入れ部４３から食み出ない方が好ましい。このため、センサ入れ部４３に、センサ３０の検出方向に開放するセンサ窓４５が開放されている。センサ３０の磁気センサ３２は、センサ窓４５から露出するように封止されている。
【００７７】
なお、センサをセンサホルダ４０に保持する構成は、センサの種類に応じて適宜に変更すればよい。例えば、非接触センサでは、センサホルダ４０にインサート成形により保持することができる。検出精度に問題ない場合は、センサ入れ部を検出方向に開放させる必要はなく、センサ保護のため、センサホルダの肉部や封止剤で覆うこともできる。
【００７８】
なお、以上の実施形態は内輪回転型のセンサ付軸受について説明したが、外輪回転型の軸受にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】ａは、実施形態に係るセンサ付軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図、ｂは、ａのセンサ付軸受の側面図
【図２】図１のセンサ付軸受のセンサ部分の分解斜視図
【図３】ａは、図１ａのセンサ部分の拡大図、ｂは、ａのＢ−Ｂ線の切断面の拡大図
【図４】ａは、図２のセンサ入れ部を内径側から示した部分斜視図、ｂは、ａの状態からセンサ入れ部にセンサを入れた状態を示した部分斜視図
【符号の説明】
【００８０】
１１ 静止側軌道輪
１１ａ、１２ａ 側面
１１ｂ、１２ｂ、４１ａ、５１ａ ねじ部
１１ｃ、１２ｃ ねじ止め端部
１１ｄ、１２ｄ 隅ぬすみ
１２ 回転側軌道輪
１３ 転動体
１４ 保持器
１５ シール
２０ 静止部材
３０ センサ
３１ 基板
３２ 磁気センサ
３３ 配線
４０ センサホルダ
４１ ねじ軸部
４２ 鍔部
４３ センサ入れ部
４４ ライン口
４５ センサ窓
５０ パルスリング
５１ 芯金
５２ 着磁磁石
６０ ラビリンスすき間
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受と、回転検出、回転速度検出、回転方向検出、温度検出、振動検出等のためのセンサとを備えたセンサ付軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の転がり軸受の代表的なものとして、モータ軸、自動車の車軸の回転速度制御、回転方向制御、回転角度制御等に利用される回転センサ付き軸受がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
従来の回転センサ付き軸受は、転がり軸受を構成する一方の軌道輪を、モータハウジングや自動車の懸架装置のような静止部材側に嵌合される静止側軌道輪とし、他方の軌道輪を、回転軸側に嵌合される回転側軌道輪とし、ロータリエンコーダを構成するセンサとパルスリングのうち、センサを静止側軌道輪の径面に支持させ、パルスリングを回転側軌道輪に一体回転するように支持させたものとなっている。
上記ロータリエンコーダは、潤滑剤が軸受内部にあることから、光学エンコーダよりも磁気エンコーダが一般的である。
【０００４】
上記センサは、樹脂製の環状センサホルダに保持されており、そのセンサホルダが環状の芯金に嵌合固定され、センサと金属製の軌道輪及び芯金の間がセンサホルダの肉部で、場合によっては樹脂モールドを付加することで絶縁されている。センサホルダに保持されたセンサは、環状の芯金を上記の静止側軌道輪の径面に一側方から圧入嵌合することにより静止側軌道輪に支持されている。
樹脂製のセンサホルダを静止側軌道輪に圧入嵌合すると、径方向クリープで嵌合緩みが生じ、簡単に脱落する。芯金のクリープ特性は、樹脂製のセンサホルダより優れる。このため、芯金と静止側軌道輪間の締め代を比較的にきつく設定することが可能になり、これにより、芯金を介してセンサホルダを静止側軌道輪にしっかりと支持させられる。
【０００５】
なお、上記芯金の内周に、断面逆Ｌ字状のカバー部材が嵌合されており、センサホルダは、芯金、カバー部材及びパルスリングで囲まれた内側に位置し、外部から保護されている。静止側軌道輪にシール溝を形成し、そこにシールを取り付けることが困難なことから、上記芯金、カバー部材、パルスリング、及びセンサホルダは、ラビリンスすき間を形成するように設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４９５４５号公報（図１、段落００１３、００１５〜００１８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前掲の特許文献１に記載されたようなセンサ付軸受は、センサを静止側軌道輪に支持させるのに環状の芯金と、樹脂製のセンサホルダの２部品の組み立てを要しており、低コスト化の要求に応える上で改良の余地がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するため、この発明は、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に複数の転動体を介在させ、前記静止側軌道輪の径面に、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを支持させたセンサ付軸受において、前記センサホルダを環状の一体成形品とし、前記静止側軌道輪の径面と前記センサホルダとにねじ部を形成し、前記センサホルダのねじ部を前記静止側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのセンサホルダをこの静止側軌道輪に固定した特徴的構成を採用したものである。
【００１０】
上記の特徴的構成によれば、センサホルダは、静止側軌道輪に対して螺合による締め付け力で固定される。螺合で固定すれば、円筒面同士で圧入嵌合する場合と比して強い固定を得ることができる。静止側軌道輪にセンサホルダが螺合されるので、軸回転による緩みの心配はない。クリープで螺合が緩んだとしても、センサホルダは、静止側軌道輪に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
したがって、この発明は、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。
【００１１】
ここで、前記センサの検出方向が径方向である構成を採用することが好ましい。前記センサホルダのクリープは、螺合による固定のため、ねじ軸方向で主に生じ、圧入嵌合の場合と比して径方向で小さく生じる。したがって、センサの検出方向が径方向であれば、センサホルダのクリープがセンサの検出に影響し難くなる。
【００１２】
前記センサホルダの成形に利用する樹脂は、所望の機械的強度、絶縁性、クリープ特性等を満足するように適宜に選択することができる。
ここで、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂と比して温度上昇に対する機械的強度に優る。このため、前記センサホルダが熱硬化性樹脂からなる構成を採用すれば、センサホルダのクリープが低減し、より安定した支持を得ることができる。
【００１３】
前記静止側軌道輪の径面に、前記センサホルダがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した構成を採用すれば、センサホルダがねじ止め端部に突き当たるため、センサホルダに頭部がなくとも、螺合位置を決めることができる。
したがって、この構成によれば、センサホルダに頭を形成し、その頭と静止側軌道輪の一側方側の側面とを突き合わせる構成の場合と比して頭部が不要になり、センサホルダのコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
ここで、前記の頭部が不要になることを利用し、前記センサホルダを、前記静止側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした構成を採用すれば、静止側軌道輪を静止部材に対して軸方向に位置決めするための部材、例えば、軸受箱の蓋、スペーサ、間座等を、静止側軌道輪の一側方側の側面に突き当てる空間を容易に得ることができる。
【００１５】
上記特徴的構成においては、前記センサホルダを、回転側軌道輪側に延びる鍔部を有するものとし、前記回転側軌道輪に、前記鍔部と共にラビリンスすき間を形成するシール部を設けた構成を採用することができる。
この構成によれば、鍔部が上記従来例のカバー部材の代わりとなり、センサ付軸受の組み立て部品数をより減らすことができる。
【００１６】
前記鍔部に係る構成を採用する場合、前記センサホルダのうち、前記ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に、前記センサを封止するセンサ入れ部を形成し、そのセンサ入れ部に、前記センサの配線を外部に取り出すライン口を開放させ、そのライン口を封止剤で塞いだ構成を採用することが好ましい。
センサホルダのうち、前記ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に、前記センサを封止するセンサ入れ部を形成すれば、ラビリンスすき間で外部から保護された部分にセンサが位置するため、センサまで水や異物が達し難い。
そのような位置にセンサを位置させても、前記センサに接続された配線は、センサ入れ部に連通するライン口から外部に取り出すことができる。
センサ入れ部にセンサを封止する封止剤でライン口が塞がれるため、水や異物がライン口を通じてセンサに達することも防止される。
したがって、この構成を採用すれば、上記センサを外部から保護することができる。
【００１７】
前記封止剤は、機械的強度を優先する場合、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を採用することが好ましく、前記センサを振動から保護することを優先する場合、振動吸収性を有する充填剤、例えば、シリコーン系樹脂、シリコーンゴムを採用することが好ましい。なお、絶縁性、防水性を有する封止剤が好ましいことは勿論である。
【００１８】
前記センサと共にロータリエンコーダを構成するパルスリングを前記回転側軌道輪に備える場合、前記パルスリングと前記回転側軌道輪の径面とにねじ部を形成し、前記パルスリングのねじ部を前記回転側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのパルスリングをこの回転側軌道輪に固定した構成を採用することができる。
【００１９】
前記パルスリングは、樹脂製のものに限定されず、金属製、芯金上に樹脂成形したものを採用することができる。
前記ロータリエンコーダは、回転側軌道輪が軸と一体回転すると、回転角度に応じた出力信号を発生する装置である。前記ロータリエンコーダとしては、インクリメンタル形、アブソリュート形のいずれでもよく、検出方式として光学式、磁気式等の適宜のものを採用することができる。
【００２０】
前記パルスリングを回転側軌道輪に螺合により固定すれば、パルスリングは、回転側軌道輪に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
【００２１】
前記パルスリングは、回転側軌道輪に螺合されるので、螺合が緩む方向に回転する回転軸に回転側軌道輪が装着される場合、緩み止め手段を採用することが好ましい。簡単な緩み止め手段としては、ねじ部に接着剤を塗布することが挙げられる。
【００２２】
前記回転側軌道輪の径面に、前記パルスリングがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した構成を採用すれば、上記センサホルダの場合と同様、パルスリングの頭を回転側軌道輪の一側方側の側面に突き合わせる構成の場合と比して、パルスリングのコンパクト化を図ることができる。
前記パルスリングを、前記回転側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした構成を採用することも、勿論可能である。
【００２３】
前記ねじ止め端部を採用する場合、前記ねじ止め端部を、このねじ止め端部を形成する軌道輪のねじ部に対して全周に亘る径差を設けることで形成し、このねじ止め端部とこの軌道輪のねじ部とを隅ぬすみを介して繋いだ構成を採用することが好ましい。
軌道輪の径面に全周に亘る径差を設けることでねじ止め端部を形成すれば、軌道輪の旋削でねじ止め端部を簡単に形成することができる。全周に亘ってねじ止め端部を形成しても、ねじ部との間に隅ぬすみがあり、ねじ加工を行う工具とねじ止め端部との干渉が防止されるので、ねじ加工が容易になる。
また、センサホルダやパルスリングを、ねじ止め端部まで確実に螺合する事ができる。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように、この発明は、上記特徴的構成の採用により、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを、芯金を用いることなく、静止側軌道輪の径面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ａは、実施形態に係るセンサ付軸受の全体構成を図１ｂ中のＡ−Ａ切断線で示し、図１ｂは、実施形態に係るセンサ付軸受の外観を一側方から示している。
【００２６】
図１ａ、ｂに示すように、実施形態に係るセンサ付軸受は、静止側軌道輪１１と回転側軌道輪１２との間に複数の転動体１３を介在させ、各転動体１３を保持器１４に保持させた転がり軸受を備えている。
【００２７】
静止側軌道輪１１は、外輪とされ、静止部材２０側に嵌合されている。静止側軌道輪１１の内径面の一側方側の端部に、センサ３０を保持する樹脂製のセンサホルダ４０が支持させられる。
【００２８】
回転側軌道輪１２は、内輪とされ、図示省略の回転軸側に嵌合されている。回転側軌道輪１２の外径面の一側方側の端部に、センサ３０と共にロータリエンコーダを構成するパルスリング５０が支持させられる。
【００２９】
この転がり軸受は、グリース潤滑用となっている。静止側軌道輪１１と回転側軌道輪１２との間のグリース（図示省略）は、軌道の一側方において、センサホルダ４０とパルスリング５０とで構成されたラビリンスすき間６０でシールされ、軌道の他側方において、静止側軌道輪１１のシール溝に取り付けられたシール１５でシールされる。
【００３０】
図２は、センサ３０、センサホルダ４０、パルスリング５０を各取り付け対称部品から取り外し、センサホルダ４０、パルスリング５０の周方向一部を図１ｂ中の切断面が視えるように部分的に破断させた状態で示している。
図３ａは、図１ａのセンサ部分を拡大して示し、図３ｂは、センサ部分を図３ａ中のＢ−Ｂ切断線で示している。
【００３１】
図２、図３に示すセンサ３０とパルスリング５０とは、ロータリエンコーダの一種である磁気エンコーダを構成している。
【００３２】
センサ３０は、基板３１上に磁気センサ３２を実装し、基板３１に磁気センサ３２の配線３３を接続したものとなっている。このセンサ３０は、Ａ相及びＢ相の２相出力方式で、Ａ相出力信号とＢ相出力信号の電気的な位相差が９０度になっている。
【００３３】
上記の磁気センサ３２としては、例えば、磁界を検出し、検出した磁界に基づくアナログ信号を出力するホール素子、ホール素子とアナログ−デジタル信号変換回路とを１パッケージ化し、検出した磁界に基づくデジタル信号を出力するホールＩＣ、ホール素子と増幅回路を１パッケージ化したリニアホールＩＣ、磁気抵抗効果のためにその抵抗値が磁界によって変化するＭＲ素子、ＭＲ素子とアナログ−デジタル信号変換回路とを１パッケージ化し、検出した抵抗値に基づくデジタル信号を出力するＭＲ−ＩＣ等が挙げられる。
【００３４】
パルスリング５０は、外径面にＮ極とＳ極を周方向に交互に多極着磁した多極着磁磁石、外径面の半周にＮ極を、残り半周にＳ極を着磁した単極着磁磁石を利用することができる。
【００３５】
なお、パルスリング５０には、例えば、磁性体からなる歯車、磁性体からなる円板にパルスを発生させる窓抜きを施したもの等、他の構成のものを利用することもできる。
【００３６】
このパルスリング５０は、環状の芯金５１と、芯金５１の外径面の一側方側の端部上に一体化された着磁磁石５２とからなる。
【００３７】
芯金５１は、磁性材料からなる。このため、芯金５１は、多極着磁磁石５２の外径部を径方向に取り囲む磁気シールドとして機能する。
【００３８】
なお、芯金５１は、板材のプレス成形品となっている。芯金５１の板材は、磁性材料であればよく、例えば、ＳＰＣＣ材を利用することができる。
【００３９】
多極着磁磁石５２は、ゴムに磁性粉を練り込んだ磁性材料と芯金５１とを加硫成形金型で加硫接着したものが利用されている。
【００４０】
なお、上記のゴムには、耐熱ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）などを所要に応じて使用することができる。
【００４１】
上記磁性粉には、フェライト系、希土類系、アルニコ系等のものを所要に応じて使用することができる。希土類系（ネオジウム系、サマリウム系）や、アルニコ系を用いることが望ましい。これらの希土類系又はアルニコ系磁性材料は従来のフェライト系のものより強い磁力が得られるので、モータ等に組み込んで用いる際にモータ等から発生する漏洩磁界の影響を受け難くなり、センサ３０の誤動作を避けることができる。
【００４２】
また、希土類系磁性粉又はアルニコ系磁性粉を用いる場合、多極着磁磁石５２を焼結製のリングにすることができる。
また、多極着磁磁石５２は、射出成形によって成形されるプラスチックマグネット製のリングにすることも可能である。
多極着磁磁石５２を、焼結製のリング、又はプラスチックマグネット製のリングにする場合、芯金５１に対する圧入、又は接着剤により外嵌状態に固定された多極着磁磁石５２とすることができる。
【００４３】
上記センサ３０の検出方向は、径方向であり、パルスリング５０と径方向に対向している。より具体的には、センサ３０の検出部である磁気センサ３２は、非接触式であり、多極着磁磁石５２と径方向すき間をもって対向している。
【００４４】
上記センサ３０を保持するセンサホルダ４０は、環状の一体成形品とされている。
【００４５】
センサホルダ４０は、熱硬化性樹脂からなり、射出成形されている。
【００４６】
なお、センサホルダ４０は、他の樹脂、ポリマーアロイ、繊維強化プラスチックから構成することもできる。例えば、センサホルダ４０は、ポリアミド（ＰＡ）、ナイロン、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレフタレート・ガラス樹脂入り（ＰＥＴ−Ｇ）、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを使用して成形することができる。
【００４７】
このセンサホルダ４０は、静止側軌道輪１１と同心のねじ軸部４１と、回転側軌道輪１２側に延びる鍔部４２とを有している。
【００４８】
ねじ軸部４１は、回転軸を通せる筒状になっており、この外径面の他側方側の端部にねじ部４１ａが形成されている。
【００４９】
一方、静止側軌道輪１１の内径面に、一側方側の側面１１ａの内周縁から幅中央側に向かってねじ部１１ｂが形成されている。
ねじ軸方向は、軸方向に一致するように設定されている。静止側軌道輪１１への平行な螺合として支持固定を容易にするためである。
【００５０】
ねじ軸部４１は、ねじ部４１ａより一側方に延長されており、この延長部分において回転トルクを付与することができる。これにより、センサホルダ４０のねじ部４１ａを静止側軌道輪１１のねじ部１１ｂに一側方から螺合することができる。
鍔部４２は、ねじ軸部４１の延長部分の一側方端部から回転側軌道輪１２側に延長されている。ねじ軸部４１への回転トルク付与に対する強度は、鍔部４２の形成により高められている。
【００５１】
静止側軌道輪１１の内径面に、センサホルダ４０がねじ軸方向に突き当るねじ止め端部１１ｃが形成されている。このねじ止め端部１１ｃは、静止側軌道輪１１の内径面に、ねじ部１１ｂに対して全周に亘る径差を設けることで形成されている。ねじ止め端部１１ｃは、内径面の一側方側の端部を軌道一側縁に比して大径に旋削することで形成されている。
【００５２】
このねじ止め端部１１ｃとねじ部１１ｂとは、隅ぬすみ１１ｄを介して繋がれている。隅ぬすみ１１ｄのねじ軸方向の開放幅は、ねじ部１１ｂの１ピッチ以上の長さを有し、その径方向深さは、谷径より深くなっており、ねじ部１１ｂのねじ加工を行う工具を１ピッチ余分に送ることができる。したがって、工具とねじ止め端部１１ｃとの干渉が防止される。
また、センサホルダ４０を、ねじ止め端部１１ｃまで確実に螺合する事ができる。
【００５３】
螺進するセンサホルダ４０は、静止側軌道輪１１のねじ止め端部１１ｃに突き当り、螺合位置が決まる。螺合位置が決まった状態からの回転トルク付与に応じて、互いのねじ部４１ａ、１１ｂの螺合による締め付けが得られる。この締め付けにより、センサホルダ４０は、静止側軌道輪１１の内径面に支持された状態に固定される。
【００５４】
センサホルダ４０を螺合による締め付けで固定したため、静止側軌道輪１１の内径面と円筒面同士で圧入嵌合した場合と比して、軸方向に強く固定されている。
また、静止側軌道輪１１にセンサホルダ４０が螺合されるので、軸回転による螺合緩みの心配はない。クリープで螺合が緩んだとしても、センサホルダ４０は、静止側軌道輪１１に螺合しているため、圧入嵌合の場合のように軸方向に直ちに変位することができず、簡単には脱落しない。
したがって、この実施形態に係るセンサ付軸受は、センサ３０を保持する樹脂製のセンサホルダ４０を、芯金を用いることなく、静止側軌道輪１１の内径面に対して簡単に脱落しないように支持させることができる。
【００５５】
センサホルダ４０は、静止側軌道輪１１に固定された状態で、静止側軌道輪１１及び回転側軌道輪１２の一側方側の側面１１ａ、１２ａと軸方向に対向する部分がないものとなっている。したがって、静止側軌道輪１１及び回転側軌道輪１２の一側方側の側面１１ａ、１２ａに対し、軌道輪の軸方向位置決め用の部材を一側方から支障なく突き合わせることができる。
【００５６】
一方、パルスリング５０の回転側軌道輪１２に対する固定においても、上記センサホルダ４０と同様の螺合構造が採用されている。
【００５７】
すなわち、芯金５１の内径面の他側方側の端部に、ねじ部５１ａが形成されている。芯金５１へのねじ部５１ａの形成において、芯金５１のプレス成形と同時に転造すれば、後加工する場合よりも製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５８】
一方、回転側軌道輪１２の内径面の一側方側の端部に、一側方側の側面１２ａの外周縁から幅中央側に向かってねじ部１２ｂが形成されている。
ねじ軸方向は、軸方向に一致するように設定されている。回転側軌道輪１２への平行な螺合として支持固定を容易にするためである。
【００５９】
芯金５１は、ねじ部５１ａより一側方に延長されており、この延長部分において回転トルクを付与することができる。これにより、パルスリング５０のねじ部５１ａを回転側軌道輪１２のねじ部１２ｂに一側方から螺合することができる。なお、芯金５１の延長部分はねじ部５１ａとの間で外径側に屈曲されており、これにより芯金５１の回転トルク付与に対する強度が高められている。着磁磁石５２は、その延長部分の外径面上に一体化されており、回転トルク付与に伴う変形が防止されている。
【００６０】
回転側軌道輪１２の外径面に、パルスリング５０がねじ軸方向に突き当るねじ止め端部１２ｃが形成されている。このねじ止め端部１２ｃは、回転側軌道輪１２の外径面に、ねじ部５１ｂに対して全周に亘る径差を設けることで形成されている。ねじ止め端部１２ｃは、外径面の一側方側の端部を軌道一側縁に比して小径に旋削することで形成されている。
【００６１】
このねじ止め端部１２ｃとねじ部１２ｂとは、隅ぬすみ１２ｄを介して繋がれている。隅ぬすみ１２ｄのねじ軸方向の開放幅は、ねじ部１２ｂの１ピッチ以上の長さを有し、その径方向深さは、谷径より深くなっており、ねじ部１２ｂのねじ加工を行う工具を１ピッチ余分に送ることができる。したがって、工具とねじ止め端部１２ｃとの干渉が防止される。
また、パルスリング５０を、ねじ止め端部１２ｃまで確実に螺合する事ができる。
【００６２】
螺進するパルスリング５０は、回転側軌道輪１２のねじ止め端部１２ｃに突き当り、螺合位置が決まる。螺合位置が決まった状態からの回転トルク付与に応じて、互いのねじ部５１ａ、１２ｂの螺合による締め付けが得られる。この締め付けにより、パルスリング５０は、回転側軌道輪１２の外径面に支持された状態に固定される。
【００６３】
螺合による固定支持の採用に伴う副次的効果として、センサホルダ４０やパルスリング５０を螺着脱可能にすれば、これらの交換性を容易に実現することができる。
【００６４】
センサホルダ４０やパルスリング５０の確実な螺着を優先する場合、緩み止めのため、ねじ部１１ｂ、１２ｂ、４１ａ、５１ａに適宜に接着剤を塗布することができる。
【００６５】
上記の接着剤としては、被着材の表面に多小の油分があっても接着可能なものを採用すれば、軌道輪１１、１２や樹脂製のセンサホルダ４０の接着面の脱脂作業を省くことができる。
この種の接着剤としては、例えば、ウレタンメタクリレートを主原料とするものが挙げられ、その市販接着剤としては、例えば、日本ロックタイト社の商品「ロックタイト６０３」が挙げられる。
【００６６】
パルスリング５０は、回転側軌道輪１２に固定された状態で、回転側軌道輪１２の一側方側の側面１２ａと軸方向に対向する部分がないものとなっている。したがって、回転側軌道輪１２の一側方側の側面１２ａに対し、軌道輪の軸方向位置決め用の部材を一側方から支障なく突き合わせることができる。
【００６７】
パルスリング５０は、センサホルダ４０より先に回転側軌道輪１２に固定される。その後、静止側軌道輪１１にセンサホルダ４０が固定されると、パルスリング５０の着磁磁石５２の外径面が、センサホルダ４０のねじ軸部４１の内径面と径方向に対向し、パルスリング５０の一側方端部がセンサホルダ４０の鍔部４２と軸方向に対向し、パルスリング５０の芯金５１の延長部分の内径面がセンサホルダ４０の鍔部４２の内径端部と径方向に対向するようになっている。
【００６８】
上記の対向空間は一連の狭小路を生じ、その狭小路が上記ラビリンスすき間６０となる。すなわち、この実施形態に係るセンサ付軸受は、パルスリング５０が鍔部４２と共にラビリンスすき間６０を形成するシール部を兼ねており、これにより、部品数の増加を抑えている。
【００６９】
ラビリンスすき間６０は、グリース漏れを抑制するための非接触型シールとして機能し、狭小路を屈曲させることで生じる圧力損失により、外部への漏れ量を減少させている。
【００７０】
なお、ラビリンスすき間は、センサホルダ４０の他側方側の端部を内径側に延長し、回転側軌道輪１２の外径面乃至パルスリング５０の外径面との間を狭めることで形成することも可能である。
【００７１】
センサホルダ４０のうち、ラビリンスすき間６０の出口より内側となる部分に、上記センサ３０を封止するセンサ入れ部４３が形成されている。センサ入れ部４３は、封止により保持させられたセンサ３０がパルスリング５０の着磁磁石５２と径方向に対向する位置にある。
そのような位置にセンサ入れ部４３を形成しても、センサホルダ４０が螺合により固定されるので、センサ３０をセンサホルダ４０に予め保持させることができる。
【００７２】
図４は、センサ３０をセンサ入れ部４３に保持させる様子を示している。
図３、図４に示すように、センサ入れ部４３は、封止剤の充填空間となっている。センサ入れ部４３の内壁面は、センサ３０を検出に必要な範囲で検出方向に向くように位置決めするように形成されている。
【００７３】
センサ入れ部４３は、配線３３を施したセンサ３０を外部から挿入可能なライン口４４が開放されている。そのライン口４４は、封止剤により塞がれている。
【００７４】
このライン口４４は、センサホルダ４０の一側面に開放しており、配線３３を一側方に取り出すことができる。
静止側軌道輪１１が静止部材の内周に対しクリープを生じた場合でも、一側方から配線３３を取り出しておけば、クリープによる回転の影響は、径方向に取り出した場合よりも配線３３に作用し難くなり、断線を防止することができる。
【００７５】
ライン口４４は、センサ３０の挿入口を兼ねており、センサ３０を検出方向に向けた姿勢で挿入することができる。
センサ入れ部４３の内壁面は、センサ３０の挿入を検出方向に向けたまま、挿入方向に案内し、挿入されるセンサ３０が挿入方向に突き当たり、その挿入位置が決まるようになっている。センサ３０の封止を容易にするためである。
【００７６】
ここで、磁気センサ３２のような非接触式センサでは、検出対象との間に障害物がない方が好ましい。また、センサ３０を封止する封止剤は、ラビリンスすき間６０の路幅の減少を防止するため、センサ入れ部４３から食み出ない方が好ましい。このため、センサ入れ部４３に、センサ３０の検出方向に開放するセンサ窓４５が開放されている。センサ３０の磁気センサ３２は、センサ窓４５から露出するように封止されている。
【００７７】
なお、センサをセンサホルダ４０に保持する構成は、センサの種類に応じて適宜に変更すればよい。例えば、非接触センサでは、センサホルダ４０にインサート成形により保持することができる。検出精度に問題ない場合は、センサ入れ部を検出方向に開放させる必要はなく、センサ保護のため、センサホルダの肉部や封止剤で覆うこともできる。
【００７８】
なお、以上の実施形態は内輪回転型のセンサ付軸受について説明したが、外輪回転型の軸受にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】ａは、実施形態に係るセンサ付軸受をアキシアル平面の切断面で示した断面図、ｂは、ａのセンサ付軸受の側面図
【図２】図１のセンサ付軸受のセンサ部分の分解斜視図
【図３】ａは、図１ａのセンサ部分の拡大図、ｂは、ａのＢ−Ｂ線の切断面の拡大図
【図４】ａは、図２のセンサ入れ部を内径側から示した部分斜視図、ｂは、ａの状態からセンサ入れ部にセンサを入れた状態を示した部分斜視図
【符号の説明】
【００８０】
１１ 静止側軌道輪
１１ａ、１２ａ 側面
１１ｂ、１２ｂ、４１ａ、５１ａ ねじ部
１１ｃ、１２ｃ ねじ止め端部
１１ｄ、１２ｄ 隅ぬすみ
１２ 回転側軌道輪
１３ 転動体
１４ 保持器
１５ シール
２０ 静止部材
３０ センサ
３１ 基板
３２ 磁気センサ
３３ 配線
４０ センサホルダ
４１ ねじ軸部
４２ 鍔部
４３ センサ入れ部
４４ ライン口
４５ センサ窓
５０ パルスリング
５１ 芯金
５２ 着磁磁石
６０ ラビリンスすき間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に複数の転動体を介在させ、前記静止側軌道輪の径面に、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを支持させたセンサ付軸受において、
前記センサホルダを環状の一体成形品とし、前記静止側軌道輪の径面と前記センサホルダとにねじ部を形成し、前記センサホルダのねじ部を前記静止側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのセンサホルダをこの静止側軌道輪に固定したことを特徴とするセンサ付軸受。
【請求項２】
前記センサの検出方向が径方向である請求項１に記載のセンサ付軸受。
【請求項３】
前記センサホルダが熱硬化性樹脂からなる請求項１又は２に記載のセンサ付軸受。
【請求項４】
前記静止側軌道輪の径面に、前記センサホルダがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した請求項１から３のいずれかに記載のセンサ付軸受。
【請求項５】
前記センサホルダを、前記静止側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした請求項４に記載のセンサ付軸受。
【請求項６】
前記センサホルダを、回転側軌道輪側に延びる鍔部を有するものとし、前記回転側軌道輪に、前記鍔部と共にラビリンスすき間を形成するシール部を設けた請求項１から５のいずれかに記載のセンサ付軸受。
【請求項７】
前記センサホルダのうち、前記ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に、センサを封止するセンサ入れ部を形成し、そのセンサ入れ部に、前記センサの配線を外部に取り出すライン口を開放させ、そのライン口を封止剤で塞いだ請求項６に記載のセンサ付軸受。
【請求項８】
前記センサと共にロータリエンコーダを構成するパルスリングを前記回転側軌道輪に備え、前記パルスリングと前記回転側軌道輪の径面とに螺合するねじ部を形成し、前記パルスリングのねじ部を前記回転側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのパルスリングをこの回転側軌道輪に固定した請求項１から７のいずれかに記載のセンサ付軸受。
【請求項９】
前記回転側軌道輪の径面に、前記パルスリングがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した請求項８に記載のセンサ付軸受。
【請求項１０】
前記パルスリングを、前記回転側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした請求項９に記載のセンサ付軸受。
【請求項１１】
前記ねじ止め端部を、このねじ止め端部を形成する軌道輪のねじ部に対して全周に亘る径差を設けることで形成し、このねじ止め端部とこの軌道輪のねじ部とを隅ぬすみを介して繋いだ請求項４又は９に記載のセンサ付軸受。
【請求項１】
静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に複数の転動体を介在させ、前記静止側軌道輪の径面に、センサを保持する樹脂製のセンサホルダを支持させたセンサ付軸受において、
前記センサホルダを環状の一体成形品とし、前記静止側軌道輪の径面と前記センサホルダとにねじ部を形成し、前記センサホルダのねじ部を前記静止側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのセンサホルダをこの静止側軌道輪に固定したことを特徴とするセンサ付軸受。
【請求項２】
前記センサの検出方向が径方向である請求項１に記載のセンサ付軸受。
【請求項３】
前記センサホルダが熱硬化性樹脂からなる請求項１又は２に記載のセンサ付軸受。
【請求項４】
前記静止側軌道輪の径面に、前記センサホルダがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した請求項１から３のいずれかに記載のセンサ付軸受。
【請求項５】
前記センサホルダを、前記静止側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした請求項４に記載のセンサ付軸受。
【請求項６】
前記センサホルダを、回転側軌道輪側に延びる鍔部を有するものとし、前記回転側軌道輪に、前記鍔部と共にラビリンスすき間を形成するシール部を設けた請求項１から５のいずれかに記載のセンサ付軸受。
【請求項７】
前記センサホルダのうち、前記ラビリンスすき間の出口より内側となる部分に、センサを封止するセンサ入れ部を形成し、そのセンサ入れ部に、前記センサの配線を外部に取り出すライン口を開放させ、そのライン口を封止剤で塞いだ請求項６に記載のセンサ付軸受。
【請求項８】
前記センサと共にロータリエンコーダを構成するパルスリングを前記回転側軌道輪に備え、前記パルスリングと前記回転側軌道輪の径面とに螺合するねじ部を形成し、前記パルスリングのねじ部を前記回転側軌道輪のねじ部に一側方から螺合する締め付けによりこのパルスリングをこの回転側軌道輪に固定した請求項１から７のいずれかに記載のセンサ付軸受。
【請求項９】
前記回転側軌道輪の径面に、前記パルスリングがねじ軸方向に突き当るねじ止め端部を形成した請求項８に記載のセンサ付軸受。
【請求項１０】
前記パルスリングを、前記回転側軌道輪の一側方側の側面と対向する部分がないものとした請求項９に記載のセンサ付軸受。
【請求項１１】
前記ねじ止め端部を、このねじ止め端部を形成する軌道輪のねじ部に対して全周に亘る径差を設けることで形成し、このねじ止め端部とこの軌道輪のねじ部とを隅ぬすみを介して繋いだ請求項４又は９に記載のセンサ付軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−３６２３３（Ｐ２００９−３６２３３Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８７４２（Ｐ２００７−１９８７４２）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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