回転検出機能付き転がり軸受装置
【課題】 容易に分解できて、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部分のみを交換し、他の部分の再利用が可能な回転検出機能付き転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 転がり軸受１と、センサハウジング２と、エンコーダ３と、センサ実装基板４とを備える。転がり軸受１は、軸５の外周面に接する。センサハウジング２は環状であって、軸方向の一部である軸受嵌合部２１に転がり軸受１の外輪１２が嵌合し、軸受嵌合部２１に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部２２の内周空間にエンコーダ３が収容される。エンコーダ３は、軸５と一体回転する。センサ実装基板４は、エンコーダ３を検出するセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが実装され、エンコーダ収容部２１とエンコーダ３間に設けられる。
【解決手段】 転がり軸受１と、センサハウジング２と、エンコーダ３と、センサ実装基板４とを備える。転がり軸受１は、軸５の外周面に接する。センサハウジング２は環状であって、軸方向の一部である軸受嵌合部２１に転がり軸受１の外輪１２が嵌合し、軸受嵌合部２１に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部２２の内周空間にエンコーダ３が収容される。エンコーダ３は、軸５と一体回転する。センサ実装基板４は、エンコーダ３を検出するセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが実装され、エンコーダ収容部２１とエンコーダ３間に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば複写機、プリンタ等の事務機器等に用いられ、支持する軸の回転を検出することができる回転検出機能付き転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転センサ付き軸受として、転がり軸受の回転部である内輪にエンコーダを設けると共に、静止部である外輪にセンサハウジングを設け、センサハウジングで支持したセンサによりエンコーダの回転を検出するようにしたものがある（例えば特許文献１，２）。また、すべり軸受にも、回転検出機能を備えたものがある（例えば特許文献３，４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２４９６８号公報
【特許文献２】特開平８−１８４６０３号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６９６２号公報
【特許文献４】特開２００３−２５４３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のように、転がり軸受に回転センサを取付ける場合、回転センサのエンコーダを内輪に圧入することとなり、エンコーダを取り外すことが難しい。そのため、転がり軸受および回転センサのどちらかに不良が生じた場合、不良が生じていない方を再利用することができず、回転センサ付き軸受全体を交換しなければならなかった。また、従来の回転センサ付き軸受は、センサへの電気配線が配線用コネクタを経由せずに直接センサに接続されているため、組立に手間がかかった。
【０００５】
すべり軸受の場合も、転がり軸受の場合と同様に、回転センサが取り外しできない構造でセンサハウジングに組み込まれるため、回転センサの再利用が不可能となっている。さらに、すべり軸受では、すべり面での発熱が大きく許容回転速度を大きくとれない。すべり面の摩耗は、一定荷重の条件下でも軸の材料や表面粗さ、および潤滑の状態に大きく左右され、多数の軸受が一定寿命を得ることが困難になる。また、長寿命を得ようとすると、すべり面に定期的な潤滑剤の供給が必要となる。これらのことから、複写機、プリンタ等の事務機器等に用いられる回転センサ付き軸受のように、比較的に軽負荷で、許容回転速度を大きくとる必要があり、長寿命が要求されるものについては、転がり軸受とするのが望ましい。
【０００６】
この発明の目的は、容易に分解できて、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部分のみを交換し、他の部分の再利用が可能な回転検出機能付き転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の回転検出機能付き転がり軸受装置は、軸の外周面に接する転がり軸受と、軸方向の一部である軸受嵌合部に前記転がり軸受の外輪が嵌合する環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングにおける前記軸受嵌合部に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部の内周空間に位置して、前記軸と一体回転するエンコーダと、このエンコーダを検出するセンサが実装され、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に設けたセンサ実装基板とを備える。
【０００８】
この構成によると、センサハウジングは互いに軸方向に並ぶ軸受嵌合部およびエンコーダ収容部を有し、軸受嵌合部に転がり軸受の外輪が嵌合し、エンコーダ収容部の内周空間にエンコーダおよびセンサ実装基板が配置される。そのため、転がり軸受とセンサ実装基板との相互の分離が容易であり、これら転がり軸受およびセンサ実装基板のいずれかが不良となった場合、不良となった方だけを交換して、不良でない方を再利用することができる。また、転がり軸受を用いたため、すべり軸受に比べて、許容回転速度を上げることが可能である。さらに、すべり軸受と異なり、軸の材質が寿命に影響を与えない。
【０００９】
この発明において、前記センサ実装基板における前記転がり軸受と反対側の端部に、前記センサと外部の電気配線とを電気的に接続する配線用コネクタを設け、このセンサ実装基板を前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に着脱可能とするのが良い。ここで言う「外部」は、回転検出機能付き転がり軸受全体に対する外部のことである。
センサ実装基板における転がり軸受と反対側の端部に配線用コネクタを設けることで、エンコーダ収容部とエンコーダ間へのセンサ実装基板の着脱が容易になる。
【００１０】
この発明において、前記センサ実装基板を、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に前記転がり軸受と反対側から着脱可能とするのが良い。
この構成の場合、転がり軸受に邪魔されることなく、センサ実装基板をエンコーダ収容部とエンコーダ間に着脱することができる。
【００１１】
この発明において、前記転がり軸受を、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能とするのが良い。
この構成の場合、エンコーダに邪魔されることなく、転がり軸受をセンサハウジングに着脱することができる。
【００１２】
前記転がり軸受が、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能である場合、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記転がり軸受が嵌合していない状態で、前記軸受嵌合部の内周空間を通して、前記エンコーダ収容部内に前記エンコーダを着脱可能とするのが良い。
この構成の場合、センサハウジングの軸受嵌合部から転がり軸受を取り外すことで、エンコーダ収容部のエンコーダを取り外すことができるようになる。
【００１３】
また、前記転がり軸受が、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能である場合、前記転がり軸受は、前記センサハウジングに設けた係止部が前記外輪の端面に係止することにより、軸方向に抜け止めされていても良い。または、前記転がり軸受は、前記外輪の外周面に設けた円周方向溝に、前記センサハウジングに設けた係合部を係合させることにより、軸方向に抜け止めされていても良い。または、前記転がり軸受は、前記外輪を前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に圧入することにより、軸方向に抜け止めされていても良い。
いずれの抜け止め構造であっても、転がり軸受を効果的に軸方向に抜け止めできる。
【００１４】
この発明において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダは、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合突部を前記平坦面部に係合させても良い。
このような平坦面部による嵌め合い、いわゆるＤカット部による嵌め合いとすると、軸に対するエンコーダの取付位相が定まる。
【００１５】
上記のように、Ｄカット部による嵌め合いとする場合、前記エンコーダの前記平坦面状係合突部の一部を、前記エンコーダの端面よりも軸方向に突出させるのが良い。
平坦面状係合凹部の一部をエンコーダの端面よりも軸方向の突出させると、この突出部が外部から良く見え、取付位相を目視で容易に確認できるようになる。
【００１６】
この発明において、前記エンコーダは、中心軸と垂直な断面形状がＣ字状であり、前記軸の外周に、弾性変形により径方向に拡大させた状態で嵌合されていても良い。
エンコーダの径方向の厚みと円周方向隙間の寸法とを適正に調整することにより、回転時の遠心膨張を抑制して嵌合力を保ちながら、エンコーダを軸に取付位相を定めて固定することができる。
【００１７】
エンコーダの断面形状がＣ字状である場合、前記エンコーダにおける円周方向隙間の部分に円周方向位相の原点を設定しても良い。
これにより、原点位置を目視で容易に確認できる。
【００１８】
この発明において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを有するものであっても良い。
この構成の場合、回転速度や回転位相の検出のみの単純回転検出機能を持たせることができる。
【００１９】
また、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを複数列有し、各回転検出用着磁トラックは、互いに位相またはピッチが異なっていて、前記センサとして、前記各回転検出用着磁トラックをそれぞれ検出する複数のセンサを設けても良い。
この構成の場合、単純回転検出機能に加え、両回転検出用着磁トラックの検出信号の位相のずれから、回転方向の検出機能を持たせることができる。
【００２０】
また、前記エンコーダは、円周方向の一部に原点検出用着磁部を有し、前記センサとして、前記原点検出用着磁部を検出するセンサを設けても良い。
この構成の場合、軸の１回転で１回となる原点の検出機能を持たせることができる。
【００２１】
この発明において、前記転がり軸受が、外輪と保持器ところとを有し、前記ころが軸と接するころ軸受であっても良い。そのため、比較的大きな荷重を受ける箇所に用いられる回転機能付き転がり軸受装置では、転がり軸受をころ軸受とすることができる。
【００２２】
この回転検出機能付き転がり軸受装置は、事務機器の軸の支持に用いられるものであっても良い。事務機器は、例えば複写機やプリンタ等である。
上記事務機器では、その軸受は比較的に軽荷重を受けることになるが、コスト低下の要求が強く、また構成部品の再利用が強く望まれる。そのため、この発明における、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部品のみを交換可能とした効果が、より一層効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の回転検出機能付き転がり軸受は、軸の外周面に接する転がり軸受と、軸方向の一部である軸受嵌合部に前記転がり軸受の外輪が嵌合する環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングにおける前記軸受嵌合部に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部の内周空間に位置して、前記軸と一体回転するエンコーダと、このエンコーダを検出するセンサが実装され、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に設けたセンサ実装基板とを備えるため、容易に分解できて、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部分のみを交換し、他の部分の再利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる回転検出機能付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図２】図１（Ａ）における軸受抜け止め部の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）は同回転検出機能付き転がり軸受装置のセンサハウジングの断面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図４】（Ａ）は同回転検出機能付き転がり軸受装置のエンコーダの正面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図５】（Ａ）は同回転検出機能付き転がり軸受装置のセンサ実装基板の正面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図６】軸受抜け止め部の異なる構造を示す断面図である。
【図７】軸受抜け止め部のさらに異なる構造を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は異なるエンコーダの正面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図９】（Ａ）はこの発明の異なる実施形態にかかる回転検出機能付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図１０】図９（Ａ）における軸受抜け止め部の部分拡大図である。
【図１１】軸受抜け止め部の異なる構造を示す断面図である。
【図１２】軸受抜け止め部のさらに異なる構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１に示すように、この回転検出機能付き転がり軸受装置は、転がり軸受１と、センサハウジング２と、エンコーダ３と、センサ実装基板４とでなる。この回転検出機能付き転がり軸受装置は、転がり軸受１により軸５を回転自在に支持する。
【００２６】
図１の部分拡大図である図２に示すように、転がり軸受１は、内輪１１、外輪１２、および内外輪１１，１２の各軌道面間に介在する複数の転動体１３を有する。図例の転がり軸受１は深溝玉軸受であり、転動体１３はボールからなる。各転動体１３は、保持器１４の円周方向に並ぶポケット内に保持される。内外輪１１，１２間の軸受空間の両端は、環状のシール部材１５により密封されている。シール部材１５は、外輪１２に取付けられて、内径側端が内輪１１に近接する金属板製の非接触シールである。転がり軸受１に密封型の軸受を用いることにより、潤滑剤を供給する必要がなくなる。
【００２７】
図３に示すように、センサハウジング２は環状の部材であって、転がり軸受１の外輪１２が嵌合する軸受嵌合部２１と、この軸受嵌合部２１に対し軸方向にずれた部分であり、エンコーダ３が収容されるエンコーダ収容部２２とを有する。軸受嵌合部２１の方がエンコーダ収容部２２よりも、内径が若干大きく形成されている。このため、軸受嵌合部２１に転がり軸受１が嵌合していない状態で、軸受嵌合部２１の内周空間を通して、エンコーダ収容部２２内にエンコーダ３を挿脱することができる。
【００２８】
軸受嵌合部２１の内周面におけるエンコーダ収容部２２と反対側の端部には、内径側に僅かに突き出た係止部２３が設けられている。図２のように、この係止部２３が、軸受嵌合部２１に嵌合した外輪１２の端面に係止することにより、転がり軸受１が軸方向に抜け止めされる。転がり軸受１の抜け止めとしては、図６のように、転がり軸受１の外輪１２の外周面に設けた円周方向溝１６に、センサハウジング２に設けた突起状の係合部２４を係合させることで行なっても良い。あるいは、図７のように、転がり軸受１の外輪１２を、センサハウジング２の軸受嵌合部２１に圧入させることで行なっても良い。
【００２９】
図３において、エンコーダ収容部２２の内周面における円周方向の一部に、軸方向に延びる溝状の基板収容部２５が形成されている。この基板収容部２５の底部（図３では上端部）の円周方向両側には、それぞれ軸方向に延びる一対の基板嵌め込み溝２６が形成されている。また、エンコーダ収容部２２の軸方向端には、内径側へ突出する内径つば部２７が設けられている。内径つば部２７における前記基板収容部２５と同じ円周位相の部分は切り欠かれており、基板収容部２５は内径つば部２７を突き抜けて軸方向に延びている。
【００３０】
前記基板収容部２５の開口側端には、基板収容部２５に収容されたセンサ実装基板４の抜け止めとなる抜け止め用突起２８が、基板収容部２５の内周面から内径側に突出させて設けられている。この抜け止め用突起２８の軸方向外側の面２８ａは、内側へ行くほど小径となる傾斜面とされ、軸方向内側の面２８ｂは、中心軸Ｏに対し垂直面とされている。軸受嵌合部２１とエンコーダ収容部２２の境界部の外周には、外径つば部２９が設けられている。
【００３１】
図１において、軸５は圧入等により、転がり軸受１の内輪１１と一体回転するように設けられる。軸５のエンコーダ３が装着される軸方向部分は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部５１が形成され、いわゆるＤカット形状とされている。平坦面部５１は、エンコーダ３を装着する部分から軸５の端面まで続いている。
【００３２】
図４にエンコーダ３を示す。エンコーダ３は、一つの環状の部品からなる。具体的には、円環状に形成されていて、軸５の外周に嵌合している（図１参照）。その状態で、エンコーダ３は、前記内径つば部２７により軸方向の位置決めがなされる。なお、エンコーダ３は、軸受嵌合部２１に転がり軸受１を嵌合する前に、軸受嵌合部２１の内周空間を通して、エンコーダ収容部２２内に挿入する。その後、エンコーダ３の内周に軸５を嵌合する。
【００３３】
エンコーダ３には、回り止めとして、内周面の円周方向の一部に、先端が平坦面の平坦面状係合突部３１が突出して設けられ、この平坦面状係合突部３１で軸５の平坦面部５１に全体が接触するように係合する。平坦面状係合突部３１の転がり軸受１と反対側の軸方向端は、エンコーダ３の端面よりも軸方向に突出した突出部３１ａとされている。
【００３４】
エンコーダ３は、全体が磁性材料からなるか、または樹脂や金属の母材に磁性材料層を塗布等で設けたものであり、後記センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃで検出可能な磁力を有している。具体的には、図４に示すように、外周に環状の第１および第２の回転検出用着磁トラック３２，３３と、原点検出用着磁トラック３４とが軸方向に並べて設けられている。
【００３５】
第１の回転検出用着磁トラック３２は、例えばＮ極とＳ極の磁極を円周方向に交互に等ピッチで設けたものである。第２の回転検出用着磁トラック３３は、第１の回転検出用着磁トラック３２と同様に、Ｎ極とＳ極の磁極を円周方向に交互に設けたものとされるが、第１の回転検出用着磁トラック３２とは、互いに位相またはピッチが異なるものとされる。例えば、円周方向の磁極のみを円周方向幅の広い磁極とし、残りの各磁極を等ピッチとしても良い。
【００３６】
原点検出用着磁トラック３４は、請求項で言う原点検出用着磁部であり、Ｎ極またはＳ極の単極の磁極からなる。この原点検出用着磁トラック３４は、平坦面状係合突部３１の突出部３１ａに設けても良い。
【００３７】
図５に示すように、センサ実装基板４は、矩形状の印刷配線基板４１にセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ、回路部品（図示せず）等を実装したものである。この例では、印刷配線基板４１は、内周側を向く面（図５（Ａ）の下面）に配線パターン（図示せず）を有し、この配線パターン上に、前記第１の回転検出用着磁トラック３２、第２の回転検出用着磁トラック３３、および原点検出用着磁トラック３４にそれぞれ対応するセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが設置されている。各センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、磁気センサからなる。
【００３８】
印刷配線基板４１における転がり軸受１と反対側の端部には、配線用コネクタ４３のソケット部品４３ａが実装されている。配線用コネクタ４３は、センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃと外部の電気配線４４とを電気的に接続するものであり、前記ソケット部品４３ａと、このソケット部品４３ａに対し差し込み接続されるプラグ部品４３ｂとでなる。プラグ部品４３ｂには、電気配線４４が接続されている。印刷配線基板４１には、センサハウジング２の前記抜け止め用突起２８が係合する貫通孔４５が設けられている。
【００３９】
センサ実装基板４は、エンコーダ収容部２２とエンコーダ３間に位置する前記基板収容部２５に、転がり軸受１と反対側から挿入して装着される。詳しくは、印刷配線基板４１の円周方向両端を前記一対の基板嵌め込み溝２６に嵌め込んだ状態で、センサ配線基板４を転がり軸受１側へ押し込む。センサ配線基板４が基板収容部２５の定められた軸方向位置まで押し込まれると、センサハウジング２の抜け止め用突起２８が印刷配線基板４１の貫通孔４５に嵌り込んで、センサ実装基板４が抜け止め状態となる、抜け止め用突起２８の軸方向外側の面２８ａは前記傾斜面であるため、センサ実装基板４の押し込みの障害とならず、また軸方向内側の面２８ｂは中心軸Ｏに対し垂直面とされているため、抜け止め用突起２８が貫通孔４５に嵌り込むと確実な抜け止めとなる。
【００４０】
この構成の回転検出機能付き転がり軸受装置は、センサハウジング２が互いに軸方向に並ぶ軸受嵌合部２１およびエンコーダ収容部２２を有し、軸受嵌合部２１に転がり軸受１の外輪１２が嵌合し、エンコーダ収容部２２の内周空間にエンコーダ３およびセンサ実装基板４が配置されている。そのため、転がり軸受１とセンサ実装基板４との相互の分離が容易であり、これら転がり軸受１およびセンサ実装基板４のいずれかが不良となった場合、不良となった方だけを交換して、不良でない方を再利用することができる。
【００４１】
より詳しくは、転がり軸受１は、センサハウジング２の軸受嵌合部２１に対してエンコーダ収容部２２と反対側から着脱するため、着脱時にエンコーダ３等が邪魔にならない。また、センサ実装基板４は、基板収容部２５に対して転がり軸受１と反対側から着脱するため、着脱時に転がり軸受１が邪魔にならない。さらに、センサ実装基板４における転がり軸受１と反対側の端部に配線用コネクタ４３が設けられているため、エンコーダ収容部２２とエンコーダ３間の基板収容部２５へのセンサ実装基板４の着脱が容易である。
【００４２】
エンコーダ３は、回り止め用の平坦面状係合突部３１の一部をエンコーダ３の端面よりも軸方向に突出させて突出部３１ａとしているため、軸５の位相合わせが容易で、かつこの突出部３１ａを目視による原点検出に利用できる。
【００４３】
図８に示すように、エンコーダ３の中心軸と垂直な断面形状をＣ字状とし、このエンコーダ３を、軸５（図１）の外周に、弾性変形により径方向に拡大させた状態で嵌合させても良い。この場合、エンコーダ３の径方向の厚みｔと円周方向隙間３５の寸法δとを適正に調整することにより、回転時の遠心膨張を抑制して嵌合力を保ちながら、エンコーダ３を軸５に取付位相を定めて固定することが可能になる。エンコーダ３における円周方向隙間３５の部分に円周方向位相の原点を設定すれば、原点位置を目視で容易に確認できる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、センサとして３つのセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを設けたが、センサ実装基板４に実装するセンサの個数、エンコーダ３の着磁トラックの数を変更することにより、単純回転検出機能のみのもの、単純回転検出機能に加えて回転方向検出機能を加えたもの、さらに原点検出機能を加えたものに変更できる。組合せ例として、次の表１に示すものがある。
【００４５】
【表１】
【００４６】
センサの個数や、着磁トラックの個数を種々変える場合に、センサ実装基板４の印刷配線基板４１の配線パターンを除く形状や、エンコーダ３の外観形状を統一したものを準備しておくと、互換性が得られる。そのため、センサ実装基板４とエンコーダ３を変える場合にも、センサハウジング２は共通品が使用できる。
【００４７】
図９および図１０は異なる実施形態を示す。この回転検出機能付き転がり軸受装置は、前記実施形態と同様に、転がり軸受１と、センサハウジング２と、エンコーダ３と、センサ実装基板４とでなるが、転がり軸受１が、内輪を有しない針状ころ軸受などのころ軸受である点が前記実施形態と異なる。他は、前記実施形態と同じであり、同様の作用・効果が得られる。
【００４８】
ころ軸受である転がり軸受１は、外輪１２と、針状ころ等のころからなる複数の転動体１３とを有する。各転動体１３は、保持器１４の円周方向に並ぶポケット１４ａ内に保持される。転がり軸受１は、その外輪１２がセンサハウジング２の軸受嵌合部２１に嵌合し、各転動体１３が軸５の外周面に転動自在に接する。
【００４９】
転がり軸受１が針状ころ軸受である場合も、深溝玉軸受等の玉軸受である場合と同様に、軸方向の抜け止めをすることができる。この例では、図１０のように、軸受嵌合部２１の内周面におけるエンコーダ収容部２２と反対側の端部に、内径側に僅かに突き出た係止部２３を設け、この係止部２３を外輪１２の端面に係止することにより、転がり軸受１の軸方向への抜け止めとしている。また、図１１のように、転がり軸受１の外輪１２の外周面に設けた円周方向溝１６に、センサハウジング２に設けた突起状の係合部２４を係合させることで、抜け止めとしても良い。図１１の例は、転動体１３が複列設けられているが、単列であっても良い。さらに、図１２のように、転がり軸受１の外輪１２を、センサハウジング２の軸受嵌合部２１に圧入させることで、抜け止めとしても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１…転がり軸受
１２…外輪
１４…保持器
１６…円周方向溝
２…センサハウジング
３…エンコーダ
４…センサ実装基板
５…軸
２１…軸受収容部
２２…エンコーダ収容部
２３…係止部
２４…係合部
３１…平坦面状係合突部
３１ａ…突出部
３２…第１の回転検出用着磁トラック
３３…第２の回転検出用着磁トラック
３４…原点検出用着磁トラック（原点検出用着磁部）
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…センサ
４３…配線用コネクタ
４４…電気配線
５１…平坦面部
Ｏ…中心軸
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば複写機、プリンタ等の事務機器等に用いられ、支持する軸の回転を検出することができる回転検出機能付き転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転センサ付き軸受として、転がり軸受の回転部である内輪にエンコーダを設けると共に、静止部である外輪にセンサハウジングを設け、センサハウジングで支持したセンサによりエンコーダの回転を検出するようにしたものがある（例えば特許文献１，２）。また、すべり軸受にも、回転検出機能を備えたものがある（例えば特許文献３，４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２４９６８号公報
【特許文献２】特開平８−１８４６０３号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６９６２号公報
【特許文献４】特開２００３−２５４３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のように、転がり軸受に回転センサを取付ける場合、回転センサのエンコーダを内輪に圧入することとなり、エンコーダを取り外すことが難しい。そのため、転がり軸受および回転センサのどちらかに不良が生じた場合、不良が生じていない方を再利用することができず、回転センサ付き軸受全体を交換しなければならなかった。また、従来の回転センサ付き軸受は、センサへの電気配線が配線用コネクタを経由せずに直接センサに接続されているため、組立に手間がかかった。
【０００５】
すべり軸受の場合も、転がり軸受の場合と同様に、回転センサが取り外しできない構造でセンサハウジングに組み込まれるため、回転センサの再利用が不可能となっている。さらに、すべり軸受では、すべり面での発熱が大きく許容回転速度を大きくとれない。すべり面の摩耗は、一定荷重の条件下でも軸の材料や表面粗さ、および潤滑の状態に大きく左右され、多数の軸受が一定寿命を得ることが困難になる。また、長寿命を得ようとすると、すべり面に定期的な潤滑剤の供給が必要となる。これらのことから、複写機、プリンタ等の事務機器等に用いられる回転センサ付き軸受のように、比較的に軽負荷で、許容回転速度を大きくとる必要があり、長寿命が要求されるものについては、転がり軸受とするのが望ましい。
【０００６】
この発明の目的は、容易に分解できて、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部分のみを交換し、他の部分の再利用が可能な回転検出機能付き転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の回転検出機能付き転がり軸受装置は、軸の外周面に接する転がり軸受と、軸方向の一部である軸受嵌合部に前記転がり軸受の外輪が嵌合する環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングにおける前記軸受嵌合部に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部の内周空間に位置して、前記軸と一体回転するエンコーダと、このエンコーダを検出するセンサが実装され、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に設けたセンサ実装基板とを備える。
【０００８】
この構成によると、センサハウジングは互いに軸方向に並ぶ軸受嵌合部およびエンコーダ収容部を有し、軸受嵌合部に転がり軸受の外輪が嵌合し、エンコーダ収容部の内周空間にエンコーダおよびセンサ実装基板が配置される。そのため、転がり軸受とセンサ実装基板との相互の分離が容易であり、これら転がり軸受およびセンサ実装基板のいずれかが不良となった場合、不良となった方だけを交換して、不良でない方を再利用することができる。また、転がり軸受を用いたため、すべり軸受に比べて、許容回転速度を上げることが可能である。さらに、すべり軸受と異なり、軸の材質が寿命に影響を与えない。
【０００９】
この発明において、前記センサ実装基板における前記転がり軸受と反対側の端部に、前記センサと外部の電気配線とを電気的に接続する配線用コネクタを設け、このセンサ実装基板を前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に着脱可能とするのが良い。ここで言う「外部」は、回転検出機能付き転がり軸受全体に対する外部のことである。
センサ実装基板における転がり軸受と反対側の端部に配線用コネクタを設けることで、エンコーダ収容部とエンコーダ間へのセンサ実装基板の着脱が容易になる。
【００１０】
この発明において、前記センサ実装基板を、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に前記転がり軸受と反対側から着脱可能とするのが良い。
この構成の場合、転がり軸受に邪魔されることなく、センサ実装基板をエンコーダ収容部とエンコーダ間に着脱することができる。
【００１１】
この発明において、前記転がり軸受を、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能とするのが良い。
この構成の場合、エンコーダに邪魔されることなく、転がり軸受をセンサハウジングに着脱することができる。
【００１２】
前記転がり軸受が、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能である場合、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記転がり軸受が嵌合していない状態で、前記軸受嵌合部の内周空間を通して、前記エンコーダ収容部内に前記エンコーダを着脱可能とするのが良い。
この構成の場合、センサハウジングの軸受嵌合部から転がり軸受を取り外すことで、エンコーダ収容部のエンコーダを取り外すことができるようになる。
【００１３】
また、前記転がり軸受が、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能である場合、前記転がり軸受は、前記センサハウジングに設けた係止部が前記外輪の端面に係止することにより、軸方向に抜け止めされていても良い。または、前記転がり軸受は、前記外輪の外周面に設けた円周方向溝に、前記センサハウジングに設けた係合部を係合させることにより、軸方向に抜け止めされていても良い。または、前記転がり軸受は、前記外輪を前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に圧入することにより、軸方向に抜け止めされていても良い。
いずれの抜け止め構造であっても、転がり軸受を効果的に軸方向に抜け止めできる。
【００１４】
この発明において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダは、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合突部を前記平坦面部に係合させても良い。
このような平坦面部による嵌め合い、いわゆるＤカット部による嵌め合いとすると、軸に対するエンコーダの取付位相が定まる。
【００１５】
上記のように、Ｄカット部による嵌め合いとする場合、前記エンコーダの前記平坦面状係合突部の一部を、前記エンコーダの端面よりも軸方向に突出させるのが良い。
平坦面状係合凹部の一部をエンコーダの端面よりも軸方向の突出させると、この突出部が外部から良く見え、取付位相を目視で容易に確認できるようになる。
【００１６】
この発明において、前記エンコーダは、中心軸と垂直な断面形状がＣ字状であり、前記軸の外周に、弾性変形により径方向に拡大させた状態で嵌合されていても良い。
エンコーダの径方向の厚みと円周方向隙間の寸法とを適正に調整することにより、回転時の遠心膨張を抑制して嵌合力を保ちながら、エンコーダを軸に取付位相を定めて固定することができる。
【００１７】
エンコーダの断面形状がＣ字状である場合、前記エンコーダにおける円周方向隙間の部分に円周方向位相の原点を設定しても良い。
これにより、原点位置を目視で容易に確認できる。
【００１８】
この発明において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを有するものであっても良い。
この構成の場合、回転速度や回転位相の検出のみの単純回転検出機能を持たせることができる。
【００１９】
また、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを複数列有し、各回転検出用着磁トラックは、互いに位相またはピッチが異なっていて、前記センサとして、前記各回転検出用着磁トラックをそれぞれ検出する複数のセンサを設けても良い。
この構成の場合、単純回転検出機能に加え、両回転検出用着磁トラックの検出信号の位相のずれから、回転方向の検出機能を持たせることができる。
【００２０】
また、前記エンコーダは、円周方向の一部に原点検出用着磁部を有し、前記センサとして、前記原点検出用着磁部を検出するセンサを設けても良い。
この構成の場合、軸の１回転で１回となる原点の検出機能を持たせることができる。
【００２１】
この発明において、前記転がり軸受が、外輪と保持器ところとを有し、前記ころが軸と接するころ軸受であっても良い。そのため、比較的大きな荷重を受ける箇所に用いられる回転機能付き転がり軸受装置では、転がり軸受をころ軸受とすることができる。
【００２２】
この回転検出機能付き転がり軸受装置は、事務機器の軸の支持に用いられるものであっても良い。事務機器は、例えば複写機やプリンタ等である。
上記事務機器では、その軸受は比較的に軽荷重を受けることになるが、コスト低下の要求が強く、また構成部品の再利用が強く望まれる。そのため、この発明における、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部品のみを交換可能とした効果が、より一層効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の回転検出機能付き転がり軸受は、軸の外周面に接する転がり軸受と、軸方向の一部である軸受嵌合部に前記転がり軸受の外輪が嵌合する環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングにおける前記軸受嵌合部に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部の内周空間に位置して、前記軸と一体回転するエンコーダと、このエンコーダを検出するセンサが実装され、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に設けたセンサ実装基板とを備えるため、容易に分解できて、転がり軸受かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部分のみを交換し、他の部分の再利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる回転検出機能付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図２】図１（Ａ）における軸受抜け止め部の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）は同回転検出機能付き転がり軸受装置のセンサハウジングの断面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図４】（Ａ）は同回転検出機能付き転がり軸受装置のエンコーダの正面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図５】（Ａ）は同回転検出機能付き転がり軸受装置のセンサ実装基板の正面図、（Ｂ）はその底面図である。
【図６】軸受抜け止め部の異なる構造を示す断面図である。
【図７】軸受抜け止め部のさらに異なる構造を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は異なるエンコーダの正面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図９】（Ａ）はこの発明の異なる実施形態にかかる回転検出機能付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその左側面図である。
【図１０】図９（Ａ）における軸受抜け止め部の部分拡大図である。
【図１１】軸受抜け止め部の異なる構造を示す断面図である。
【図１２】軸受抜け止め部のさらに異なる構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１に示すように、この回転検出機能付き転がり軸受装置は、転がり軸受１と、センサハウジング２と、エンコーダ３と、センサ実装基板４とでなる。この回転検出機能付き転がり軸受装置は、転がり軸受１により軸５を回転自在に支持する。
【００２６】
図１の部分拡大図である図２に示すように、転がり軸受１は、内輪１１、外輪１２、および内外輪１１，１２の各軌道面間に介在する複数の転動体１３を有する。図例の転がり軸受１は深溝玉軸受であり、転動体１３はボールからなる。各転動体１３は、保持器１４の円周方向に並ぶポケット内に保持される。内外輪１１，１２間の軸受空間の両端は、環状のシール部材１５により密封されている。シール部材１５は、外輪１２に取付けられて、内径側端が内輪１１に近接する金属板製の非接触シールである。転がり軸受１に密封型の軸受を用いることにより、潤滑剤を供給する必要がなくなる。
【００２７】
図３に示すように、センサハウジング２は環状の部材であって、転がり軸受１の外輪１２が嵌合する軸受嵌合部２１と、この軸受嵌合部２１に対し軸方向にずれた部分であり、エンコーダ３が収容されるエンコーダ収容部２２とを有する。軸受嵌合部２１の方がエンコーダ収容部２２よりも、内径が若干大きく形成されている。このため、軸受嵌合部２１に転がり軸受１が嵌合していない状態で、軸受嵌合部２１の内周空間を通して、エンコーダ収容部２２内にエンコーダ３を挿脱することができる。
【００２８】
軸受嵌合部２１の内周面におけるエンコーダ収容部２２と反対側の端部には、内径側に僅かに突き出た係止部２３が設けられている。図２のように、この係止部２３が、軸受嵌合部２１に嵌合した外輪１２の端面に係止することにより、転がり軸受１が軸方向に抜け止めされる。転がり軸受１の抜け止めとしては、図６のように、転がり軸受１の外輪１２の外周面に設けた円周方向溝１６に、センサハウジング２に設けた突起状の係合部２４を係合させることで行なっても良い。あるいは、図７のように、転がり軸受１の外輪１２を、センサハウジング２の軸受嵌合部２１に圧入させることで行なっても良い。
【００２９】
図３において、エンコーダ収容部２２の内周面における円周方向の一部に、軸方向に延びる溝状の基板収容部２５が形成されている。この基板収容部２５の底部（図３では上端部）の円周方向両側には、それぞれ軸方向に延びる一対の基板嵌め込み溝２６が形成されている。また、エンコーダ収容部２２の軸方向端には、内径側へ突出する内径つば部２７が設けられている。内径つば部２７における前記基板収容部２５と同じ円周位相の部分は切り欠かれており、基板収容部２５は内径つば部２７を突き抜けて軸方向に延びている。
【００３０】
前記基板収容部２５の開口側端には、基板収容部２５に収容されたセンサ実装基板４の抜け止めとなる抜け止め用突起２８が、基板収容部２５の内周面から内径側に突出させて設けられている。この抜け止め用突起２８の軸方向外側の面２８ａは、内側へ行くほど小径となる傾斜面とされ、軸方向内側の面２８ｂは、中心軸Ｏに対し垂直面とされている。軸受嵌合部２１とエンコーダ収容部２２の境界部の外周には、外径つば部２９が設けられている。
【００３１】
図１において、軸５は圧入等により、転がり軸受１の内輪１１と一体回転するように設けられる。軸５のエンコーダ３が装着される軸方向部分は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部５１が形成され、いわゆるＤカット形状とされている。平坦面部５１は、エンコーダ３を装着する部分から軸５の端面まで続いている。
【００３２】
図４にエンコーダ３を示す。エンコーダ３は、一つの環状の部品からなる。具体的には、円環状に形成されていて、軸５の外周に嵌合している（図１参照）。その状態で、エンコーダ３は、前記内径つば部２７により軸方向の位置決めがなされる。なお、エンコーダ３は、軸受嵌合部２１に転がり軸受１を嵌合する前に、軸受嵌合部２１の内周空間を通して、エンコーダ収容部２２内に挿入する。その後、エンコーダ３の内周に軸５を嵌合する。
【００３３】
エンコーダ３には、回り止めとして、内周面の円周方向の一部に、先端が平坦面の平坦面状係合突部３１が突出して設けられ、この平坦面状係合突部３１で軸５の平坦面部５１に全体が接触するように係合する。平坦面状係合突部３１の転がり軸受１と反対側の軸方向端は、エンコーダ３の端面よりも軸方向に突出した突出部３１ａとされている。
【００３４】
エンコーダ３は、全体が磁性材料からなるか、または樹脂や金属の母材に磁性材料層を塗布等で設けたものであり、後記センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃで検出可能な磁力を有している。具体的には、図４に示すように、外周に環状の第１および第２の回転検出用着磁トラック３２，３３と、原点検出用着磁トラック３４とが軸方向に並べて設けられている。
【００３５】
第１の回転検出用着磁トラック３２は、例えばＮ極とＳ極の磁極を円周方向に交互に等ピッチで設けたものである。第２の回転検出用着磁トラック３３は、第１の回転検出用着磁トラック３２と同様に、Ｎ極とＳ極の磁極を円周方向に交互に設けたものとされるが、第１の回転検出用着磁トラック３２とは、互いに位相またはピッチが異なるものとされる。例えば、円周方向の磁極のみを円周方向幅の広い磁極とし、残りの各磁極を等ピッチとしても良い。
【００３６】
原点検出用着磁トラック３４は、請求項で言う原点検出用着磁部であり、Ｎ極またはＳ極の単極の磁極からなる。この原点検出用着磁トラック３４は、平坦面状係合突部３１の突出部３１ａに設けても良い。
【００３７】
図５に示すように、センサ実装基板４は、矩形状の印刷配線基板４１にセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ、回路部品（図示せず）等を実装したものである。この例では、印刷配線基板４１は、内周側を向く面（図５（Ａ）の下面）に配線パターン（図示せず）を有し、この配線パターン上に、前記第１の回転検出用着磁トラック３２、第２の回転検出用着磁トラック３３、および原点検出用着磁トラック３４にそれぞれ対応するセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃが設置されている。各センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、磁気センサからなる。
【００３８】
印刷配線基板４１における転がり軸受１と反対側の端部には、配線用コネクタ４３のソケット部品４３ａが実装されている。配線用コネクタ４３は、センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃと外部の電気配線４４とを電気的に接続するものであり、前記ソケット部品４３ａと、このソケット部品４３ａに対し差し込み接続されるプラグ部品４３ｂとでなる。プラグ部品４３ｂには、電気配線４４が接続されている。印刷配線基板４１には、センサハウジング２の前記抜け止め用突起２８が係合する貫通孔４５が設けられている。
【００３９】
センサ実装基板４は、エンコーダ収容部２２とエンコーダ３間に位置する前記基板収容部２５に、転がり軸受１と反対側から挿入して装着される。詳しくは、印刷配線基板４１の円周方向両端を前記一対の基板嵌め込み溝２６に嵌め込んだ状態で、センサ配線基板４を転がり軸受１側へ押し込む。センサ配線基板４が基板収容部２５の定められた軸方向位置まで押し込まれると、センサハウジング２の抜け止め用突起２８が印刷配線基板４１の貫通孔４５に嵌り込んで、センサ実装基板４が抜け止め状態となる、抜け止め用突起２８の軸方向外側の面２８ａは前記傾斜面であるため、センサ実装基板４の押し込みの障害とならず、また軸方向内側の面２８ｂは中心軸Ｏに対し垂直面とされているため、抜け止め用突起２８が貫通孔４５に嵌り込むと確実な抜け止めとなる。
【００４０】
この構成の回転検出機能付き転がり軸受装置は、センサハウジング２が互いに軸方向に並ぶ軸受嵌合部２１およびエンコーダ収容部２２を有し、軸受嵌合部２１に転がり軸受１の外輪１２が嵌合し、エンコーダ収容部２２の内周空間にエンコーダ３およびセンサ実装基板４が配置されている。そのため、転がり軸受１とセンサ実装基板４との相互の分離が容易であり、これら転がり軸受１およびセンサ実装基板４のいずれかが不良となった場合、不良となった方だけを交換して、不良でない方を再利用することができる。
【００４１】
より詳しくは、転がり軸受１は、センサハウジング２の軸受嵌合部２１に対してエンコーダ収容部２２と反対側から着脱するため、着脱時にエンコーダ３等が邪魔にならない。また、センサ実装基板４は、基板収容部２５に対して転がり軸受１と反対側から着脱するため、着脱時に転がり軸受１が邪魔にならない。さらに、センサ実装基板４における転がり軸受１と反対側の端部に配線用コネクタ４３が設けられているため、エンコーダ収容部２２とエンコーダ３間の基板収容部２５へのセンサ実装基板４の着脱が容易である。
【００４２】
エンコーダ３は、回り止め用の平坦面状係合突部３１の一部をエンコーダ３の端面よりも軸方向に突出させて突出部３１ａとしているため、軸５の位相合わせが容易で、かつこの突出部３１ａを目視による原点検出に利用できる。
【００４３】
図８に示すように、エンコーダ３の中心軸と垂直な断面形状をＣ字状とし、このエンコーダ３を、軸５（図１）の外周に、弾性変形により径方向に拡大させた状態で嵌合させても良い。この場合、エンコーダ３の径方向の厚みｔと円周方向隙間３５の寸法δとを適正に調整することにより、回転時の遠心膨張を抑制して嵌合力を保ちながら、エンコーダ３を軸５に取付位相を定めて固定することが可能になる。エンコーダ３における円周方向隙間３５の部分に円周方向位相の原点を設定すれば、原点位置を目視で容易に確認できる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、センサとして３つのセンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを設けたが、センサ実装基板４に実装するセンサの個数、エンコーダ３の着磁トラックの数を変更することにより、単純回転検出機能のみのもの、単純回転検出機能に加えて回転方向検出機能を加えたもの、さらに原点検出機能を加えたものに変更できる。組合せ例として、次の表１に示すものがある。
【００４５】
【表１】
【００４６】
センサの個数や、着磁トラックの個数を種々変える場合に、センサ実装基板４の印刷配線基板４１の配線パターンを除く形状や、エンコーダ３の外観形状を統一したものを準備しておくと、互換性が得られる。そのため、センサ実装基板４とエンコーダ３を変える場合にも、センサハウジング２は共通品が使用できる。
【００４７】
図９および図１０は異なる実施形態を示す。この回転検出機能付き転がり軸受装置は、前記実施形態と同様に、転がり軸受１と、センサハウジング２と、エンコーダ３と、センサ実装基板４とでなるが、転がり軸受１が、内輪を有しない針状ころ軸受などのころ軸受である点が前記実施形態と異なる。他は、前記実施形態と同じであり、同様の作用・効果が得られる。
【００４８】
ころ軸受である転がり軸受１は、外輪１２と、針状ころ等のころからなる複数の転動体１３とを有する。各転動体１３は、保持器１４の円周方向に並ぶポケット１４ａ内に保持される。転がり軸受１は、その外輪１２がセンサハウジング２の軸受嵌合部２１に嵌合し、各転動体１３が軸５の外周面に転動自在に接する。
【００４９】
転がり軸受１が針状ころ軸受である場合も、深溝玉軸受等の玉軸受である場合と同様に、軸方向の抜け止めをすることができる。この例では、図１０のように、軸受嵌合部２１の内周面におけるエンコーダ収容部２２と反対側の端部に、内径側に僅かに突き出た係止部２３を設け、この係止部２３を外輪１２の端面に係止することにより、転がり軸受１の軸方向への抜け止めとしている。また、図１１のように、転がり軸受１の外輪１２の外周面に設けた円周方向溝１６に、センサハウジング２に設けた突起状の係合部２４を係合させることで、抜け止めとしても良い。図１１の例は、転動体１３が複列設けられているが、単列であっても良い。さらに、図１２のように、転がり軸受１の外輪１２を、センサハウジング２の軸受嵌合部２１に圧入させることで、抜け止めとしても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１…転がり軸受
１２…外輪
１４…保持器
１６…円周方向溝
２…センサハウジング
３…エンコーダ
４…センサ実装基板
５…軸
２１…軸受収容部
２２…エンコーダ収容部
２３…係止部
２４…係合部
３１…平坦面状係合突部
３１ａ…突出部
３２…第１の回転検出用着磁トラック
３３…第２の回転検出用着磁トラック
３４…原点検出用着磁トラック（原点検出用着磁部）
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…センサ
４３…配線用コネクタ
４４…電気配線
５１…平坦面部
Ｏ…中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸の外周面に接する転がり軸受と、軸方向の一部である軸受嵌合部に前記転がり軸受の外輪が嵌合する環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングにおける前記軸受嵌合部に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部の内周空間に位置して、前記軸と一体回転するエンコーダと、このエンコーダを検出するセンサが実装され、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に設けたセンサ実装基板とを備える回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記センサ実装基板における前記転がり軸受と反対側の端部に、前記センサと外部の電気配線とを電気的に接続する配線用コネクタを設け、このセンサ実装基板を前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記センサ実装基板を、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に前記転がり軸受と反対側から着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記転がり軸受を、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項４において、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記転がり軸受が嵌合していない状態で、前記軸受嵌合部の内周空間を通して、前記エンコーダ収容部内に前記エンコーダを着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記転がり軸受は、前記センサハウジングに設けた係止部が前記外輪の端面に係止することにより、軸方向に抜け止めされる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項４または請求項５において、前記転がり軸受は、前記外輪の外周面に設けた円周方向溝に、前記センサハウジングに設けた係合部を係合させることにより、軸方向に抜け止めされる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項４または請求項５において、前記転がり軸受は、前記外輪を前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に圧入することにより、軸方向に抜け止めされる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダは、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合突部を前記平坦面部に係合させた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記エンコーダの前記平坦面状係合突部の一部を、前記エンコーダの端面よりも軸方向に突出させた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記エンコーダは、中心軸と垂直な断面形状がＣ字状であり、前記軸の外周に、弾性変形により径方向に拡大させた状態で嵌合されている回転機能付き転がり軸受装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記エンコーダにおける円周方向隙間の部分に円周方向位相の原点を設定した回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを有する回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを複数列有し、各回転検出用着磁トラックは、互いに位相またはピッチが異なっていて、前記センサとして、前記各回転検出用着磁トラックをそれぞれ検出する複数のセンサを設けた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向の一部に原点検出用着磁部を有し、前記センサとして、前記原点検出用着磁部を検出するセンサを設けた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれか１項において、前記転がり軸受が、外輪と保持器ところとを有し、前記ころが軸と接するころ軸受である回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれか１項において、事務機器の軸の支持に用いられる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１】
軸の外周面に接する転がり軸受と、軸方向の一部である軸受嵌合部に前記転がり軸受の外輪が嵌合する環状のセンサハウジングと、このセンサハウジングにおける前記軸受嵌合部に対し軸方向にずれた部分であるエンコーダ収容部の内周空間に位置して、前記軸と一体回転するエンコーダと、このエンコーダを検出するセンサが実装され、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に設けたセンサ実装基板とを備える回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記センサ実装基板における前記転がり軸受と反対側の端部に、前記センサと外部の電気配線とを電気的に接続する配線用コネクタを設け、このセンサ実装基板を前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記センサ実装基板を、前記エンコーダ収容部と前記エンコーダ間に前記転がり軸受と反対側から着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記転がり軸受を、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記エンコーダ収容部と反対側から着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項４において、前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に前記転がり軸受が嵌合していない状態で、前記軸受嵌合部の内周空間を通して、前記エンコーダ収容部内に前記エンコーダを着脱可能とした回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記転がり軸受は、前記センサハウジングに設けた係止部が前記外輪の端面に係止することにより、軸方向に抜け止めされる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項４または請求項５において、前記転がり軸受は、前記外輪の外周面に設けた円周方向溝に、前記センサハウジングに設けた係合部を係合させることにより、軸方向に抜け止めされる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項４または請求項５において、前記転がり軸受は、前記外輪を前記センサハウジングの前記軸受嵌合部に圧入することにより、軸方向に抜け止めされる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダは、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合突部を前記平坦面部に係合させた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記エンコーダの前記平坦面状係合突部の一部を、前記エンコーダの端面よりも軸方向に突出させた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記エンコーダは、中心軸と垂直な断面形状がＣ字状であり、前記軸の外周に、弾性変形により径方向に拡大させた状態で嵌合されている回転機能付き転がり軸受装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記エンコーダにおける円周方向隙間の部分に円周方向位相の原点を設定した回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを有する回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを複数列有し、各回転検出用着磁トラックは、互いに位相またはピッチが異なっていて、前記センサとして、前記各回転検出用着磁トラックをそれぞれ検出する複数のセンサを設けた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向の一部に原点検出用着磁部を有し、前記センサとして、前記原点検出用着磁部を検出するセンサを設けた回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれか１項において、前記転がり軸受が、外輪と保持器ところとを有し、前記ころが軸と接するころ軸受である回転検出機能付き転がり軸受装置。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれか１項において、事務機器の軸の支持に用いられる回転検出機能付き転がり軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２０１９２（Ｐ２０１２−２２０１９２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２４１３（Ｐ２０１１−８２４１３）
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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