(57)【要約】【課題】新規な、機器を搭載されたベアリングを提供すること。【解決手段】機器を搭載されたベアリングは、ベアリングと、ベアリングの固定リングに対する回転リングの角度ポジションを感知するセンサユニットと、を備える。回転リングにはエンコーダ要素が固定され、固定リングには、回転リングの回転速度を示すパラメータを感知するよう構成された感知要素が固定される。感知要素（６４０）は、固定リング（４４）に固定されたケーシング（６６）に取り付けられる。ケーシング（６６）は、固定リングに取り付けられる周壁（６６６）を備え、かつ固定リングの表面の凹部に受容されるよう構成されたスナップ部分（６６６ｂ）と、ベアリングの回転軸線に直交して固定リングの側面に当接するよう構成された軸方向ブロッキング部分（６６６ａ）とを含む。スナップ部分（６６６ｂ）とブロッキング部分（６６６ａ）とは中心軸線（Ｘ６）の周囲に交互に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器を搭載されたベアリング（２）であって、
前記機器を搭載されたベアリング（２）は、ベアリング（４）と、前記ベアリング（４）の固定リング（４４）に対する回転リング（４２）の角度ポジションを感知するためのセンサユニット（６）と、を具備してなり、前記センサユニットは、前記回転リング（４２）に固定されたエンコーダ要素（６２）と、前記回転リング（４２）の回転速度を示すパラメータを感知するよう構成された、前記固定リング（４４）に固定された感知要素（６４０）と、を具備してなり、前記感知要素（６４０）は、前記固定リング（４４）に固定されたケーシング（６６）内に取り付けられており、
前記ケーシング（６６）は、前記固定リング（４４）に取り付けられる周壁（６６６；６６２）を具備してなり、かつ前記固定リング（４４）の表面（４４２）の凹部（４４４）に受容されるよう構成された少なくとも１つのスナップ部分（６６６ｂ）と、前記固定リング（４４）の側面（４４０）に当接するよう構成された少なくとも１つの軸方向ブロッキング部分（６６６ａ）と、を含み、かつ、
１つ以上の前記スナップ部分（６６６ｂ）と１つ以上の前記ブロッキング部分（６６６ａ）とは、前記ケーシング（６６）の中心軸線（６Ｘ）の周囲に交互に配置されていることを特徴とする機器を搭載されたベアリング。
【請求項２】
少なくとも２つのスナップ部分（６６６ｂ）と、少なくとも２つのブロッキング部分（６６６ａ）と、が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項３】
前記ブロッキング部分（６６６ａ）と前記スナップ部分（６６６ｂ）とは、交互に配置された角度セクタ上に延在することを特徴とする請求項２に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項４】
複数の前記スナップ部分（６６６ｂ）は、実質的に、円周方向における長さが等しいものとなっていることを特徴とする請求項３に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項５】
複数の前記ブロッキング部分（６６６ａ）は、実質的に、円周方向における長さが等しいものとなっていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項６】
前記ケーシング（６６）は、５つのスナップ部分（６６６ｂ）と５つのブロッキング部分（６６６ａ）とを具備してなり、かつ前記角度セクタの頂角（α，β）はそれぞれ、約３０°の値を有することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項７】
１つ以上の前記スナップ部分（６６６ｂ）と１つ以上の前記ブロッキング部分（６６６ａ）とは、前記ケーシング（６６）の同じ壁（６６６；６６２）に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項８】
前記壁（６６６，６６２）は、円筒状であり、かつ前記ケーシング（６６）の前記中心軸線（Ｘ６）を中心とすることを特徴とする請求項７に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項９】
前記固定リングは、前記ベアリング（４）の外側リング（４４）であり、前記凹部（４４４）は、前記外側リング（４４）の内側円筒面（４４２）に設けられており、かつ１つ以上の前記スナップ部分（６６６ｂ）と１つ以上の前記ブロッキング部分（６６６ａ）とは、前記ケーシング（６６）の外側円筒壁（６６６）に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項１０】
１つ以上の前記スナップ部分（６６６ｂ）の最大直径は、前記外側リング（４４）によって応力がかけられていない場合に、前記凹部（４４４）の最小直径より大きいことを特徴とする請求項９に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項１１】
前記凹部（４４４）は、前記ベアリング（４）の前記側面（４４０）から正中面（Ｐ）へ向かって増大する直径を有することを特徴とする請求項１０に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項１２】
１つ以上の前記スナップ部分（６６６ｂ）は、前記ベアリング（４）の正中面（Ｐ）へ向かって増大する直径を有することを特徴とする請求項１１に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項１３】
１つ以上の前記スナップ部分（６６６ｂ）は、前記凹部（４４４）のテーパー形状の入口縁部（４４４ａ）に対してスライドするよう構成された内側屈曲端部分（６６６ｂ２）を有することを特徴とする請求項１２に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項１４】
前記固定リングは、前記ベアリングの内側リング（４２）であり、前記凹部は、前記内側リング（４２）の外側円筒面に設けられており、かつ前記スナップ部分（６６６ｂ）と前記ブロッキング部分（６６６ａ）とは、前記ケーシング（６）の内側円筒壁（６６２）に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の機器を搭載されたベアリング。
【請求項１５】
前記ベアリング（４）は、ローリングタイプのものであり、かつ前記固定リング（４４）と前記回転リング（４２）との間に配置された回転要素（４５）を具備してなることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の機器を搭載されたベアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定要素に対する回転要素の角度ポジションを感知するためのセンサユニットを備える、機器を搭載されたベアリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機器を搭載されたベアリングは、ベアリングと、ベアリングの固定リングに対する回転リングの角度ポジションを感知するためのセンサユニットと、を備える。そうしたセンサユニットは多くの場合、磁場変動を引き起こすよう構成されたエンコーダ要素と、磁場変動に応じて回転リングの角度ポジションを特定するよう構成された感知要素と、を含む。感知要素は、通常、その中に感知要素が取り付けられるケーシングによってベアリングの固定リングに固定される。
【０００３】
正確な磁気検出および正確な回転速度の感知を保証するために、感知要素をベアリングに正確に取り付けることが必要である。特許文献１によれば、ベアリングの固定リングの表面に設けられた溝にセンサケーシングの筒状スナップ部分を取り付けることが知られている。そうした溝は概して旋削作業によって得られるため、当該溝は、その中心軸線に沿って相対的に低い寸法精度しか提供しない。そのため、このケーシングの取り付け精度は十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第1 431 071号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、固定要素に対する回転要素の角度ポジションを感知するためのセンサユニットを備える新規な機器を搭載されたベアリングを提供することであり、この機器を搭載されたベアリングは、ベアリングとセンサユニットとの間に改善された取り付け精度をもたらすことが可能な取り付けシステムを備える。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明は、ベアリングと、ベアリングの固定リングに対する回転リングの角度ポジションを感知するためのセンサユニットと、を備える機器を搭載されたベアリングに関するものであり、当該機器を搭載されたベアリングは、回転リングに固定されたエンコーダ要素と、固定リングに固定されて回転リングの回転速度の示すパラメータを感知するよう構成された感知要素と、を備える。感知要素は、固定要素に固定されたケーシングに取り付けられる。この機器を搭載されたベアリングは、ケーシングが、固定リングに取り付けられる周壁を備えており、かつケーシングが、固定リングの円筒面の凹部に受容されるよう構成された少なくとも１つのスナップ部分と、固定リングのうちの、機器を搭載されたベアリングの回転軸線に直交する側面に当接するよう構成された少なくとも１つの軸方向ブロッキング部分と、を含んでいる点、および１つ以上のスナップ部分と１つ以上のスナップ部分とが、ケーシングの中心軸線の周囲に交互に配置される点において特徴付けられる。
【０００７】
本発明によれば、ケーシングの軸線方向の位置決めは、ベアリングの側面に当接するブロッキング部分によって実現される。ブロッキング部分は、ベアリングの固定リングの溝に比べて、より正確に軸線方向に位置決めされる。これにより、回転リングに対する感知要素の取り付け精度が改善される。
【０００８】
有利ではあるが強制的ではない本発明のさらなる態様によれば、そうしたセンサユニットは、以下の１つ以上の特徴部を含んでもよい：
−  少なくとも２つのスナップ部分と、少なくとも２つのブロッキング部分と、が設けられる。
−  ブロッキング部分とスナップ部分とは、交互に配置された角度セクタ上に延在する。
−  これらスナップ部分は、実質的に、円周方向における長さが等しいものとなっている。
−  これらブロッキング部分は、実質的に、円周方向における長さが等しいものとなっている。
−  ケーシングは、５つのスナップ部分と５つのブロッキング部分とを備え、かつ上記角度セクタの頂角は、それぞれ約３０°の値を有する。
−  １つ以上のスナップ部分および１つ以上のスナップ部分が、ケーシングの同じ壁に設けられている。
−  この壁は、円筒形であり、かつケーシングの中心軸線を中心とする。
−  固定リングは、ベアリングの外側リングであり、凹部は、外側リングの内側円筒面に設けられており、かつ１つ以上のスナップ部分および１つ以上のブロッキング部分は、ケーシングの外側円筒壁に設けられている。
−  １つ以上のスナップ部分の最大直径は、外側リングによって応力がかけられていない場合には、凹部の最小直径より大きい。
−  凹部は、ベアリングの側面から正中面へ向かって増大する直径を有する。
−  １つ以上のスナップ部分は、ベアリングの正中面へ向かって増大する直径を有する。
−  １つ以上のスナップ部分は、凹部のテーパー形状の入口縁部に対してスライドするよう構成された内側屈曲端部分を有する。
−  固定リングは、ベアリングの内側リングであり、凹部が、内側リングの外側円筒面に設けられており、スナップ部分およびブロッキング部分が、ケーシングの内側円筒壁に設けられている。
−  ベアリングは、ローリングタイプのものであり、かつ固定リングと回転リングとの間に配置された回転要素を備える。
【０００９】
以下、本発明について、一例として、添付の図面と対応するように説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に基づく機器を搭載されたベアリングの正面図である。
【図２】図１の機器を搭載されたベアリングに配置されたセンサ本体およびケーシングの拡大斜視図である。
【図３】図１の機器を搭載されたベアリングの、線III−IIIに沿った断面図である。
【図４】図３における細部IVの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図示された機器を搭載されたベアリング２は、回転内側リング４２と固定外側リング４４とを含む回転ベアリング４を備える。保持器４６内に取り付けられた複数のボール４５が、内側リング４２と外側リング４４との間に配置される。図示しない代替実施形態においては、回転ベアリング４は、ローラーまたはニードルなどの他のタイプの回転要素を備えていてもよい。内側リング４２は、回転ベアリング４の中心回転軸線Ｘ−Ｘ’回りで外側リング４４に対して回転可能である。
【００１２】
機器を搭載されたベアリング２はまた、センサユニット６を備える。センサユニット６はエンコーダ要素６２を備え、エンコーダ要素６２は、内側リング４２に固定され、かつその角度ポジションに応じて磁場変動を引き起こすよう構成される。エンコーダ要素６２は、フレーム６２１と、磁性リング６２３とを備える。磁性リング６２３は、フレーム６２１に固定されており、フレーム６２１は、内側リング４２とともに回転するよう内側リング４２に固定される。
【００１３】
センサユニット６はさらにセンサ本体６４を備えており、センサ本体６４は、外側リング４４に固定された遮蔽ケーシングまたはヨーク６６内に取り付けられる。センサ本体６４は、センサ６の中心軸線Ｘ６を中心としており、中心軸線Ｘ６は、センサ本体６４が外側リング４４に取り付けられる際に軸線Ｘ−Ｘ’と一致させられる。センサ本体６４は、感知要素６４０を備える。感知要素６４０は、軸線Ｘ−Ｘ’回りでの磁性リング６２３の回転によって引き起こされる磁場変動を感知するよう構成されたトランスデューサである。感知要素６４０は、支持部材６４４によって、プリント基板すなわちＰＣＢ６４２上に取り付けられかつＰＣＢ６４２に接続されている。ＰＣＢ６４２は、遮蔽ケーシング６６内に取り付けられる。遮蔽ケーシング６６は、軸線Ｘ６を中心とする環状の金属部品であり、かつ内側円筒壁６６２と、軸線Ｘ６に直交する半径方向底壁６６４と、外側円筒壁６６６と、を備える。これら壁６６２および６６６は、軸線Ｘ６を中心としており、かつ軸線Ｘ６に平行である。
【００１４】
遮蔽ケーシング６６は、合成材料および／またはスチールまたはアルミニウムなどの金属材料から形成できる。軸線Ｘ６は、遮蔽ケーシング６６に関する中心軸線である。
【００１５】
ＰＣＢ６４２は、遮蔽ケーシング６６の形状と対応する半環形状を有し、かつ底壁６６４に取り付けられている。任意の特徴部として、センサ本体６４は、ＰＣＢ６４２が取り付けられる支持プレート６４６を備えていてもよく、この支持プレート６４６は、遮蔽ケーシング６６の底壁６６４に取り付けられる。感知要素６４０、支持体６４４、ＰＣＢ６４２および支持プレート６４６は、遮蔽ケーシング６６内に射出されたプラスチック材料からなる層６４８にオーバーモールドされる。あるいは、感知要素６４０およびＰＣＢ６４２のみが、プラスチック材料からなる層６４８にオーバーモールドされる；したがって当該要素は、遮蔽ケーシング６６上に、好ましくはその底壁６６４上に、さらに接着される。
【００１６】
遮蔽ケーシング６６は、外側円筒壁６６６を介して外側リング４４に直接固定される。外側円筒壁６６６は、交互に配置されたブロッキング部分６６６ａとスナップ部分６６６ｂとを備える。これらは、ケーシング６６の円周方向に沿って軸線Ｘ６４に対して均等な角度セクタ上に延在する。部分６６６ａおよび６６６ｂは、軸線Ｘ６の周囲に、つまりケーシング６６の円周方向に沿って、交互に配置されている。
【００１７】
参照符号αは、ブロッキング部分６６６ａを含む角度セクタの頂角を示し、参照符号βは、スナップ部分６６６ｂを含む角度セクタの頂角を示す。ブロッキング部分６６６ｂの数に応じて、角度αの値および角度βの値を変更できかつ適応できる。
【００１８】
図面の例では、ケーシング６６は、５つのブロッキング部分６６６ａと、５つのスナップ部分６６６ｂとを含み、かつ角度αおよびβは、いずれも約３０°に等しい。
【００１９】
任意で、これらスナップ部分６６６ｂは、実質的に円周方向における長さが等しいものとなっている。言い換えると、複数の頂角βは互いに等しい。同様に、ブロッキング部分６６６ａは、任意で、円周方向における長さが等しいものとなっている。言い換えると、複数の頂角αは互いに等しい。
【００２０】
ブロッキング部分６６６ａは、外側リング４４の側面４４０に対するケーシング６６の正確な位置決めを可能にする。任意の実施形態では、側面４４０は、好ましくは、軸線Ｘ−Ｘ’に直交するように延在する。各ブロッキング部分６６６ａの軸方向縁部６６６ａ１は、軸線Ｘ−Ｘ’に沿って面４４０に当接する。
【００２１】
スナップ部分６６６ｂは、軸線Ｘ６４に沿って延在し、かつボール４５へ向かって縁部６６６ａ１に対して軸方向に突出している。したがって、スナップ部分６６６ｂは、その内面４４２に凹部４４４を備える外側リング４４の内側に挿入できる。任意の実施形態では、面４４２は好ましくは円筒形である。参照符号Ｐはベアリング４の正中面を示しており、当該正中面は、軸線Ｘ−Ｘ’に直交し、かつ外側リング４４の側面４４０および４４２の間の途中に配置される。凹部４４４の直径は、側面４４０から面Ｐへ向かって増大する。図示しない代替実施形態においては、凹部４４４は、同じ機能を有する周溝によって置き換えることもできる。
【００２２】
スナップ部分６６６ｂは、凹部４４４に挿入されていない場合、その直径が壁６６６の環状部分からスナップ部分６６６ｂの自由端６６６ｂ１へ向かって増大するような放射状に広がる形状を有する。したがって、外側リング４４によって応力がかけられていない場合、スナップ部分６６６ｂの外面は、側面４４０の付近において最小値となる凹部４４４の直径より大きい最大直径を有する。そのため、スナップ部分６６６ｂは、外側に方向付けられた弾性力Ｆを凹部４４４に作用させる。これは、外側リング４４に対するケーシング６６の固定を保証する。より詳細には、スナップ部分６６６ｂは、摩擦によって、外側リング４４とケーシング６６との回転状態での固定を保証する。
【００２３】
スナップ部分６６６ｂはまた、エンコーダ要素６２に対するセンサ本体６４の正確な半径方向の位置決めを保証する。
【００２４】
これらスナップ部分には、外側リング４４内にケーシング６６を取り付ける際に凹部４４４のテーパー形状の入口縁部４４４ａと協働するよう構成された端部分またはノーズ６６６ｂ２が、自由端６６６ｂ１に隣接して、設けられる。内側屈曲ノーズ６６６ｂ２は、縁部４４４ａ上をスライドする湾曲した外面を規定しており、矢印Ａ１で示されるようにスナップ部分６６６ｂが軸線Ｘ−Ｘ’に平行な軸線方向に沿って凹部４４４内に挿入される際に、軸線Ｘ−Ｘ’へ向かうスナップ部分６６６ｂの弾性変形を引き起こす。縁部６６６ａ１が側面４４０に当接するまでスナップ部分６６６ｂの挿入がさらに実施される場合に、スナップ部分６６６ｂは、凹部４４４のより大きな部分へ広がる。
【００２５】
スナップ部分６６６ｂをブロッキング部分６６６ａと組み合わせることにより、ケーシング６６を回転状態で外側リング４４に固定すること、およびエンコーダ要素６２に対して感知要素６４０を正確に位置決めすることが可能となり、センサユニット６の感知精度が向上する。
【００２６】
ケーシング６６の円周方向に沿って、つまり軸線Ｘ６および軸線Ｘ−Ｘ’の周囲に、スナップ部分６６６ｂとブロッキング部分６６６ａとを交互に配置することにより、取り付けの安定性を十分なものとすることができる。この２つの機能を別々にすることにより、これら機能の両方に関してより良好な作用効果が得られる。
【００２７】
最適な取り付けを行うために、ケーシング６６は、５つのスナップ部分６６６ｂと交互に配置された５つのブロッキング部分６６６ａを備える。図示しない実施形態では、ケーシング６６は、さまざまな数のブロッキング部分およびスナップ部分を備えていてもよいが、少なくとも１つのブロッキング部分と１つのスナップ部分を、好ましくは２つのブロッキング部分と２つのスナップ部分とを備える。
【００２８】
代替実施形態において、スナップ部分６６６ｂは、外側リング４４の外側において、その外面、好ましくは円筒面に形成された凹部に挿入できる。
【００２９】
図示しない実施形態によれば、ケーシング６６は、外側円筒壁６６６を備えるが、半径方向底壁６６４も内側円筒壁６６２も含まない。
【００３０】
図示しない別の実施形態において、回転リングは、外側リング４４であってもよいが、一方で、ケーシング６６および感知要素は、非回転内側リング４２に固定されていてもよい。そうした場合において、スナップ部分およびブロッキング部分は、ケーシング６６の内側円筒壁６６２に設けることができ、かつ凹部は、内側リングの外側または内側の、好ましくは円筒状の面に設けられる。
【００３１】
上述した考えられる実施形態の技術的特徴部および変更点は組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００３２】
２  機器を搭載されたベアリング
４  ベアリング
６  センサユニット
６Ｘ  中心軸線
４２  回転リング
４４  固定リング
４５  ボール
４６  保持器
６２  エンコーダ要素
６４  センサ本体
６６  ケーシング
４４０  側面
４４２  内面
４４４  凹部
４４４ａ  入口縁部
６２１  フレーム
６２３  磁性リング
６４０  感知要素
６４４  支持体
６４６  支持プレート
６６２  内側円筒壁
６６４  底壁
６６６  外側円筒壁
６６６ａ  ブロッキング部分
６６６ａ１  軸方向縁部
６６６ｂ  スナップ部分
６６６ｂ１  自由端
６６６ｂ２  内側屈曲ノーズ
【図１】
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【図２】
2014016030.tif 000004
【図３】
2014016030.tif 000005
【図４】
2014016030.tif 000006
【外国語明細書】
2014016030000001.pdf