(57)【要約】【課題】  組立工数および部品点数の削減が可能な回転センサ等のセンサ付軸受を提供する。【解決手段】  このセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサ１３をインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニット８を有する。センサユニット８のインサート・アウトサート成形に先立ち、センサ回路を構成するための配線１４を自由形状に屈曲させ、この配線１４により、インサート・アウトサート成形における成形金型に対する位置決め機能を持たせる。センサ回路を構成するための配線１４は、センサ１３を構成するセンサ素子および半導体と直接に接合する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を自由に形状変更させ、この配線により、上記インサート・アウトサート成形における成形金型に対する位置決め機能を持たせたことを特徴とするセンサ付軸受。
【請求項２】
軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を、上記センサを構成するセンサ素子および半導体と直接に接合したことを特徴とするセンサ付軸受。
【請求項３】
軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を板材とし、この板材により、上記インサート・アウトサート成形における成形金型に対する位置決め機能を持たせたことを特徴とするセンサ付軸受。
【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、前記センサが、前記軸受の他方の軌道輪に設けられた被検出部を検出するものであって、前記センサユニットと前記被検出部とで回転センサを構成するものであるセンサ付軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記センサが回転検出用途以外の用途のものであるセンサ付軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転センサ等のセンサを取付けたセンサ付軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転検出機能を有する回転センサ付軸受では、軸受に対するセンサ素子の取付角度・径方向位置・軸方向位置を確定するために、別体の樹脂ケースを用いていた（例えば特許文献１）。
このセンサ素子を樹脂ケースに固定した後、プリント基板や導線を配置・接合し、その上で、これらの回路部品を熱硬化性ウレタン樹脂で樹脂ケース内に封止することで、センサ回路部の絶縁を行っていた。
その後、センサ部と軸受部とを嵌合させる部分に円環状の芯金を用い、締め代を持たせて軸受部に圧入している。芯金を用いるのは、樹脂ケースを直接に軸受に嵌合させると、樹脂部が破損してしまうため、その対策である。
上記のように組み立てたセンサケースは、芯金に装着するが、この時にセンサケースと芯金の接触面に弾性接着剤を塗布することで、線膨張係数が互いに異なる材料間での熱クリープ破壊を防止している。
【特許文献１】特開２００２−２９５４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように樹脂製のセンサケース内にセンサ素子を取付け、ウレタン樹脂による封止を行い、芯金に装着するものは、組立工数が多く、生産性が悪くて大量生産に向かない。  そこで、本発明者は、他の技術分野で採用されているインサート・アウトサート成形を適用することを考えた。
【０００４】
しかし、インサート・アウトサート成形を行う場合、従来の樹脂ケースに相当する部分と封止用の熱硬化性ウレタン樹脂とが同一工程で形成されることになるため、センサ素子の位置決めが別途必要になる。
【０００５】
この発明の目的は、インサート・アウトサート成形の採用により組立工数が削減でき、また専用の位置決め手段が不要で、部品点数の削減が可能なセンサ付軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明における第１の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を自由に形状変更させ、この配線により、上記インサート・アウトサート成形における成形金型に対する位置決め機能を持たせたことを特徴とする。
この構成によると、インサート・アウトサート成形を採用し、従来におけるセンサケースの成形とモールド封止を同一工程で行うようにしたため、組立工数が削減される。また、センサ回路を構成する配線を、インサート・アウトサート成形時の成形金型に対するセンサ回路構成部品の位置決め手段に兼用している。そのため、専用の部材を用いることなくセンサの位置決めが可能で、部品点数の削減が可能となる。前記配線は、成形金型の内径形状または外径形状に合わせて自由に形状変更することで、センサ素子の取付角度、径方向位置、軸方向位置を確定することが可能になる。
【０００７】
この発明の第２の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を、上記センサを構成するセンサ素子および半導体と直接に接合したことを特徴とする。
この構成によると、センサ素子および他の半導体素子と配線とが、上記成形に先立ち直接に接合されるので、プリント基板を省略できる。また、これらセンサ素子および他の半導体素子が、配線によって位置決めされる。そのため、インサート・アウトサート成形による組立工数の削減と共に、プリント基板や位置決め用の部品の省略による部品点数の削減が図れる。センサ回路を構成するための配線は、第１の発明と同様に、インサート・アウトサート成形時の成形金型に対する位置決め機能を持たせても良い。
【０００８】
この発明における第３のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受であって、センサ回路を構成するための配線を板材とし、この板材により、上記インサート・アウトサート成形における成形金型との位置決め機能を持たせたことを特徴とする。
この構成によると、センサ回路を構成するための配線を板材とすることで、インサート・アウトサート成形における成形金型とセンサ回路構成部品との位置決め機能を持たせている。そのため、従来におけるセンサケースの成形とモールド封止を同一工程で行うことができて、組立工数が削減される。また、位置決め用に特別な部材を用いることなくセンサの位置決めが可能で、部品点数の削減が可能となる。
【０００９】
この発明における前記第１ないし第３の発明において、前記センサが、前記軸受の他方の軌道輪に設けられた被検出部を検出するものであって、前記センサユニットと前記被検出部とで回転センサを構成するものであっても良い。この構成の場合、軸受の回転側軌道輪の回転を検出することができる。
また、この発明における前記第１ないし第３の発明において、前記センサは回転検出用途以外の用途のものであっても良い。
【発明の効果】
【００１０】
この発明における第１の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を自由形状に屈曲させ、この配線により、上記インサート・アウトサート成形の成形金型に対する位置決め機能を持たせたため、組立工数部および品点数の削減が可能となる。
この発明における第２の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を、上記センサを構成するセンサ素子および半導体と直接に接合したため、組立工数および部品点数の削減が可能となる。
この発明における第３の発明のセンサ付軸受は、軸受の一方の軌道輪に嵌合する環状の芯金およびセンサをインサート・アウトサート成形により一体化させたセンサユニットを有するセンサ付軸受とし、センサ回路を構成するための配線を板材とし、この板材により上記インサート・アウトサート成形の成形金型に対する位置決め機能を持たせたため、部品点数および組立工数の削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の一実施形態を図１ないし図６と共に説明する。このセンサ付軸受は、転動体４を介して互いに回転自在な内輪２および外輪３を有する軸受部１と、内輪２の一端部に設けた被検出部７と、この被検出部７に対向して外輪３の一端部に取付けられたセンサユニット８とを備える。被検出部７とセンサユニット８とで、内輪２の回転を検出する回転検出器６が構成されている。ここでは、内輪２が回転側軌道輪とされ、外輪３が固定側軌道輪とされている。内輪２の外径面および外輪３の内径面には転動体４の軌道面２ａ，３ａが形成されており、円周方向に並ぶ複数の転動体４は、保持器５により保持されている。内輪２と外輪３の間の環状空間は、前記被検出部７およびセンサユニット８の設置側とは反対側の端部がシール部材９で密封されている。
【００１２】
被検出部７はラジアル型のものであって、図２に示すように周方向に多極磁化された環状とされる。具体的には、環状のバックメタル１０と、その外周側に設けられ周方向に等間隔で交互に磁極Ｎ，Ｓが着磁された磁性体１１とを有する。この被検出部７はバックメタル１０を介して内輪２に圧入状態に固着されている。磁性体１１は、例えばゴム磁石とされ、バックメタル１０に加硫接着される。磁性体１１はプラスチック磁石や焼結磁石で形成されたものであっても良く、その場合にはバックメタル１０は必ずしも設けなくても良い。
【００１３】
センサユニット８は、外輪３の一端部に圧入嵌合する環状の芯金１２およびセンサ１３を、インサート・アウトサート成形により一体化させた環状のものである。芯金１２は、詳しくは両端が開放された円筒状とされ、一端部に他の部分よりも段差を持って小径とさされた小径部１２ａを有している。この小径部１２ａが、外輪３（図１）の内径面に圧入される取付部となる。センサ１３は、図２のように前記被検出部７を検出する２つセンサ素子１３Ａ，１３Ｂからなる。
【００１４】
センサユニット８は、具体的には図４および図５に示すように、芯金１２およびセンサ１３のほかに、センサ１３と共にセンサ回路を構成する図示しない他の半導体素子や抵抗素子、各配線１４，１５、および成形樹脂１６とでなる。
このセンサユニット８は、図６のように成形金型１７，１８内に、アウトサートとなる芯金１２と、インサートとなるセンサ１３、および他のセンサ回路構成部品（図示せず）を配置して、樹脂１６を流し込むことによりインサート・アウトサート成形される。この場合に、芯金１２は成形金型１７，１８内の外径側に沿わせて配置される。芯金１２の一部には、径方向に貫通する孔部１９が設けられ、この孔部１９に樹脂１６が流れ込むことで、熱クリープによる芯金１２の抜け止め・回り止めが図られている。
【００１５】
センサ１３および他の半導体素子や抵抗素子と、前記各配線１４，１５とは、上記成形に先立ち、ハンダ付け、ロウ付け、溶接、ワイヤラッピングなどで直接に接合される。配線１４は、線材からなる絶縁被覆付き導体であり、成形金型１７，１８内の例えば内径側に合わせてコイル状に湾曲ないし屈曲形成され、これによりセンサ回路構成部品の径方向位置決め（センタリング）が図られる。他の配線１５は、例えば外部引出し用の電線である。センサ回路構成部品の軸方向の位置決めは、センサ１３の端面や、コイル状に屈曲形成された前記配線１４を基準にして行われる。
【００１６】
センサ１３を構成する２つのセンサ素子１３Ａ，１３Ｂは、例えばホール素子やホールＩＣからなる磁気センサである。これら両センサ素子１３Ａ，１３Ｂは、出力位相差（電気角）が９０°になるように、図２のように周方向に所定角度だけ隔てて被検出部７に対向配置される。このような配置とすることにより、内輪２の回転に伴う被検出部７の磁極変化をセンサ素子１３Ａ，１３Ｂが検出し、それらの検出信号Ａ，Ｂは図３のように位相が９０°ずれたインクリメンタルなパルス信号となる。この信号から、内輪２の回転数や回転方向を知ることができる。なお、図５における４本の外部引出し用の配線１５は、電源（Ｖｃｃ）用、アース（ＧＮＤ）用、Ａ相出力用、およびＢ相出力用である。
【００１７】
この構成のセンサ付軸受によると、軸受の固定側軌道輪である外輪３に嵌合する環状の芯金１２およびセンサ１３を、インサート・アウトサート成形により一体化させてセンサユニット８を構成するため、従来におけるセンサケースの成形とモールド封止を同一工程で行うことができる。この場合に、センサ回路を構成するための絶縁被覆付き導体等の配線１４を自由な形状（ここではコイル状）とすることで、インサート・アウトサート成形における成形金型１７，１８とセンサ回路構成部品との位置決め機能を持たせている。そのため、位置決め用に特別な部材を用いることなくセンサ１３の位置決めが可能で、部品点数が減り工数削減が可能となる。
【００１８】
また、このセンサ付軸受では、センサ１３、他の半導体素子および抵抗素子と、前記各配線１４，１５とが、上記成形に先立ち、ハンダ付け、ロウ付け、溶接、ワイヤラッピングなどで直接に接合されるので、プリント基板を省略することができ、さらに部品点数を削減できる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、センサユニット８におけるセンサ回路の構成部品である配線１４，１５が線材であったが、例えば図７のように、板材からなる配線２４を用いても良い。配線２４がセンサユニット８の周方向に若干の幅を有する短冊状のものである場合、この配線２４を成形金型１７、１８（図６）の例えば内径側に沿わせて配置することにより、配線２４にセンサ回路構成部品の位置決め機能を持たせることができる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、内輪２が回転側軌道輪、外輪３が固定側軌道輪であったが、これとは逆に、内輪２が固定側軌道輪、外輪３が回転側軌道輪である場合にも、この発明を適用することができる。その場合、センサユニットは内輪２に取付ける。
また、上記実施形態では、センサユニット８に封止されるセンサ１３が回転検出用のものであったが、これに限らず角度検出センサや、位置検出センサ、温度検出センサなど別の用途のものであっても前記各実施形態と同様に適用することができる。
また、上記実施形態では、Ａ，Ｂ相出力タイプとして説明したが、Ａ相出力のみ、Ｚ相出力のみ、Ａ，Ｂ，Ｚ相出力タイプなど、検出対象によってセンサ構成が異なる場合にもこの発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態に係るセンサ付軸受の断面図である。
【図２】同センサ付軸受における被検出部とセンサの位置関係を示す説明図である。
【図３】同センサ付軸受による検出信号の波形図を示す。
【図４】同センサ付軸受におけるセンサユニットの断面図である。
【図５】同センサユニットにおける配線の構成を示す斜視図である。
【図６】同センサユニットの成形説明図である。
【図７】センサユニットの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…軸受部
２…内輪（回転側軌道輪）
３…外輪（固定側軌道輪）
６…回転検出器
７…被検出部
８…センサユニット
１２…芯金
１３…センサ
１３Ａ，１３Ｂ…センサ素子
１４，１５…配線
１６…成形樹脂
１７，１８…成形金型
【図１】
2006214513.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006214513.tif 000006
【図５】
2006214513.tif 000007
【図６】
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【図７】
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