(57)【要約】【課題】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し、低コストで高い検出精度を有するセンサ付軸受装置を提供する。【解決手段】本発明にかかるセンサ付軸受装置１０は、センサ２０のセンサ本体２２が、センサ保持部材２１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２１ａに、センサ保持部材２１の弾性変形によって所定の締め代で嵌合される構成である。【選択図】  図１
2004211841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項２】
前記センサ保持部材が、前記センサカバーの内方に該センサカバーの弾性変形により、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項１に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項３】
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挿されることにより、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項１又は２に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項４】
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挿通され、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項３に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項５】
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項３又は４に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項６】
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、各嵌合孔に嵌挿されることを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載のセンサ付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ付軸受装置に関し、詳しくは回転体の支持と同時に回転体の回転速度や位相状態を検出するためのセンサ付軸受装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５及び図６に示すようなセンサ付軸受装置が知られている。図５は、センサ付軸受装置の全体断面図を示し、図６は、図５のセンサ付軸受装置のＡ−Ａ線断面図を示している。センサ付軸受装置３０は、センサ４０の一端部４１を静止側軌道輪３１の基準面３１ａに直接接触させるとともに、センサ４０の面取り部４２をセンサ保持要素３２の切欠面３３で固定することにより、センサ４０を位置決めするものが記載されている（例えば、特開平１０−３１１７４０号公報）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３１１７４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の情報センサ付き転がり軸受３０では、接続出力部３４や導体３５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４０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４０の円周方向の位置ずれに起因して、センサ４０の出力誤差が発生する可能性があった。
【０００５】
そこで上記公報には、センサ保持要素３２と静止側軌道輪３１の基準面３１ａとの間に樹脂をインサート成形することにより、センサ４０の円周方向の位置ずれを抑制することも記載されている。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。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、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、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を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、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、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、センサが、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、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によって達成される。
【０００８】
上記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。
【０００９】
上記センサ付軸受装置は、センサ保持部材が、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が好ましい。こうすれば、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。
【００１０】
上記センサ付軸受装置は、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、センサカバーの、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、複数の位置決めピンがそれぞれ対応する複数の嵌合孔に嵌挿されることにより、センサカバーとセンサ保持部材とが位置決めされることが好ましい。
こうすれば、各位置決めピンを対応する嵌合孔にそれぞれ嵌挿すると、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。
【００１１】
上記のセンサ付軸受装置は、複数の位置決めピンが、複数の嵌合孔にそれぞれ挿通され、複数の嵌合孔を貫通した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、センサカバーとセンサ保持部材とが固定されることが好ましい。
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。
こうすれば、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。
【００１２】
上記のセンサ付軸受装置は、複数の嵌合孔の周縁部が、センサ保持部材側に突出する突部を形成し、突部でのみ、センサカバーとセンサ保持部材とが係合されることが好ましい。
こうすれば、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。
【００１３】
上記のセンサ付軸受装置は、センサカバーとセンサ保持部材との間には、センサの回路基板が挟持されており、センサ保持部材の複数の位置決めピンが、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、各嵌合孔に嵌挿されることが好ましい。
こうすれば、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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態により、本発明を説明する。
図１は、本発明の一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２は、図１のセンサ付軸受装置の要部拡大断面図、図３は、図１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４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。
【００１５】
図１に示すように、センサ付軸受装置１０は、保持器１４にそれぞれ保持された複数の転動体１１を、回転側軌道輪である内輪１２及び固定側軌道輪である外輪１３間に組み込まれて構成される。センサ付軸受装置１０における軸方向一端面側（図１中右端面側）には、センサ２０が設けられる。
【００１６】
センサ２０は、円環状のセンサ保持部材２１に支持されたセンサ本体２２と、後述する回路基板２３と、磁性材からなる芯金２４を介して内輪（可動側の軌道輪）１２に固定された多極マグネット（エンコーダ）２５とを備えており、センサカバー２６内に収容されている。
多極マグネット２５は、内輪１２と一体的に回転する。センサ本体２２は、多極マグネット２５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ＩＣ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ＩＣの角度は出力波形の位相が電気角で９０°になるように設置するのが好ましい。
【００１７】
図２に示すように、センサカバー２６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２０を収容可能な環状部２６ａと、環状部２６ａの軸方向一端側（図２中左側）に設けられたフランジ部２６ｂと、環状部２６ａの軸方向他端側（図２中右側）に設けられた側面部２６ｃとから構成されている。センサカバー２６は、フランジ部２６ｂを転がり軸受１０の外輪（固定側の軌動輪）１３の外周縁部に嵌合されることにより、外輪１３に固定される。
【００１８】
センサ保持部材２１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２６の内方に嵌合される。このとき、センサ保持部材２１の外径面がセンサカバー２６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２１には、図４に示すように、センサ取付溝２１ａが、円周方向に沿う所定の位置に設けられる。センサ取付溝２１ａには、センサ本体２２の軸方向位置を制限する段部２１ｃが設けられている。センサ取付溝２１ａには、センサ本体２２が、センサ保持部材２１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２２は、底面２２ｂ、側面２２ｃ及び傾斜面２２ｄを、センサ取付溝２１ａ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２２は、先端面２２ａがセンサ保持部材２１におけるセンサ取付溝２１ａ縁部の面２１ｂ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１に示すように、センサ２２の先端面２２ａが径方向において内輪１２の多極マグネット２５側に近づくので、センサ２２の検出精度がより一層向上する。
【００１９】
図１から図３に示すように、センサ保持部材２１には、複数の位置決めピン２７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２６には、複数の嵌合孔２６ｄ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２７は、対応する嵌合孔２６ｄにそれぞれ嵌挿される。そして、各位置決めピン２７が各嵌合孔２６ｄを貫通することにより、センサカバー２６とセンサ保持部材２１とが位置決めされる。また、各嵌合孔２６ｄに貫通された各位置決めピン２７の先端部（図２中右端部）がそれぞれ塑性変形されることにより、センサカバー２６とセンサ保持部材２１とが互いに固定される。
なお、各位置決めピン２７の先端部はそれぞれ、塑性変形により平面部２７ａを有する半球状となる。このとき、平面部２７ａは、センサカバー２６の側面部２６ｃより僅かに内側（図２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。
【００２０】
各嵌合孔２６ｄはそれぞれ、センサカバー２６における各位置決めピン２７に対応する位置に、軸方向（図１中左右方向）に沿って複数穿設されている。センサカバー２６における各嵌合孔２６ｄの周縁部は、センサ保持部材２１側（図１中左側）に突出する突部２６ｅを形成する。この突部２６ｅにおいて、センサカバー２６とセンサ保持部材２１又は回路基板２３とが係合し、突部２６ｅ以外の箇所に接触しないように構成される。
【００２１】
また図１及び図３を参照すると、回路基板２３は、センサカバー２６の嵌合孔２６ｄに嵌挿されるセンサ保持部材２１の位置決めピン２７を、対応する位置に穿設された貫通孔２３ａに貫通され、センサカバー２６とセンサ保持部材２１との間に挟持される。回路基板２３には、センサ本体２２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２３とセンサカバー２６との接触部位は、センサカバー２６における各嵌合孔２６ｄの周縁部に形成された突部２６ｅによって、回路基板２３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２３の電子回路とセンサカバー２６との接触による短絡が防止される。
【００２２】
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２０のセンサ本体２２は、センサ保持部材２１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２１ａに、センサ保持部材２１の弾性変形に伴って所定の締め代を以って嵌合され、容易かつ高精度に位置決めされる。センサ保持部材は、センサカバーの内方に、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２１の各位置決めピン２７が、対応するセンサカバー２６の嵌合孔２６ｄにそれぞれ嵌挿され、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２６とセンサ保持部材２１とが高精度に位置決めされる。
さらに、センサ保持部材２１の各位置決めピン２７が、センサカバー２６の各嵌合孔２６ｄにそれぞれ嵌挿された状態で各嵌合孔２６ｄを貫通しており、かつ、貫通した各位置決めピン２７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２２の脱落や位置ずれが確実に防止される。
【００２３】
センサ保持部材２１の各位置決めピン２７は、回路基板２３における対応する位置に設けられた貫通孔２３ａを貫通して、センサカバー２６の対応する各嵌合孔２６ｄに嵌挿される。したがって回路基板２３が、センサカバー２６とセンサ保持部材２１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２６における各嵌合孔２６ｄの周縁部が、センサ保持部材２１側に突出する突部２６ｅを形成し、該突部２６ｅでのみ、センサカバー２６とセンサ保持部材２１又は回路基板２３とが係合される。したがって、センサカバー２６と回路基板２３との接触部位は、回路基板２３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２３の電子回路とセンサカバー２６との接触による短絡が確実に防止される。
【００２４】
本実施形態のセンサ付軸受装置１０において、センサ２０のセンサ本体２２が、センサ保持部材２１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２１ａに、センサ保持部材２１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２２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１０を提供することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、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、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を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一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２】図１のセンサ付軸受装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１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４】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５】従来のセンサ付軸受装置を示す断面図である。
【図６】図５のセンサ付軸受装置のＡ―Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０  センサ付軸受装置
１１  転動体
１２  可動側の軌道輪（内輪）
１３  固定側の軌道輪（外輪）
１４  保持器
２０  センサ
２１  センサ保持部材
２１ａ  センサ取付溝
２１ｂ  縁部の面
２１ｃ  段部
２２  センサ本体
２２ａ  先端面
２２ｂ  底面
２２ｃ  側面
２２ｄ  傾斜面
２３  回路基板
２４  芯金
２５  多極マグネット
２６  センサカバー
２６ａ  環状部
２６ｂ  フランジ部
２６ｃ  側面部
２６ｄ  嵌合孔
２６ｅ  凸状部
２７  位置決めピン
２７ａ  平面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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