(57)【要約】【課題】磁気センサを固定する手段の部品点数を減らし、かつ組立を簡単化することにより、低コスト化を可能にした回転センサ付軸受を提供する。【解決手段】この回転センサ付軸受は、内輪２および外輪と、これら内外輪間に収容された複数の転動体とを備える。上記内輪２および外輪のうちの回転側輪である内輪２に、円周方向位置を示す磁気発生部材５を取付け、非回転側輪に上記磁気発生部材５の磁気を検出する磁気センサ６を配する。非回転側輪に嵌合される金属製リング部材９の円周方向の少なくとも１箇所に、ポケット１０を設ける。このポケット１０は、回転側輪に対向する側の周面に検出用開口１０ａを有し、この検出用開口１０ａよりも内部の円周方向幅が広がっていて、かつ軸方向の少なくとも片面が開放されたものである。上記ポケット１０内に上記磁気センサ６を固定する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪および外輪と、これら内外輪間に収容された複数の転動体とを備え、上記内輪および外輪のうちの回転側輪に、円周方向位置を示す磁気発生部材を取付け、非回転側輪に上記磁気発生部材の磁気を検出する磁気センサを配した回転センサ付軸受において、
非回転側輪に嵌合される金属製リング部材の円周方向の少なくとも１箇所にポケットを設け、このポケットは、回転側輪に対向する側の周面に検出用開口を有し、この検出用開口よりも内部の円周方向幅が広がっていて、かつ軸方向の少なくとも片面が開放されたものであり、上記ポケット内に上記磁気センサを固定したことを特徴とする回転センサ付軸受。
【請求項２】
請求項１において、上記ポケットの断面形状が、上記開口から奥側へ延びる一対の傾斜辺と、両傾斜辺に繋ぎ部分を介して、または直接に続く底辺との少なくとも３辺を有する形状である回転センサ付軸受。
【請求項３】
請求項２において、上記ポケットの断面形状が、上記傾斜辺と底辺とを円弧状の曲線で結んだ形状である回転センサ付軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、上記金属製リングがステンレス製である回転センサ付軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、磁気センサのポケット内への固定を樹脂モールドにより行った回転センサ付軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、磁気センサのポケット内への固定を、かしめにより行った回転センサ付軸受。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、上記磁気センサの端子と外部配線とが直接結合され、これら端子および外部配線が上記ポケット内で樹脂モールドされている回転センサ付軸受。
【請求項８】
請求項７において、磁気センサの端子と外部配線との直接結合を、圧着端子により行った回転センサ付軸受。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、磁気センサの複数の端子のうち、隣接する端子のいずれか一方を絶縁物で覆った回転センサ付軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータやエンジン等に設置される回転センサ付軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転センサ付軸受の従来例として、図９に示す構成のものが知られている。この軸受では、回転軸３１に嵌合される回転側輪である内輪３２にパルサリング３５を固定すると共に、非回転側輪である外輪３３に、ケース固定リング３７およびセンサケース３８を介して、例えばホール素子からなる磁気センサ３６を取付けることで、回転パルス信号や回転方向の得られる回転センサ付きの軸受としている。磁気センサ３６は、樹脂製のセンサケース３８内に挿入した後に樹脂モールドすることにより、センサケース３８内に固定される。このように構成することにより、回転センサ付軸受を簡単な構造で、かつ容易に組み立てることができる。この従来例と同様な例として、例えば特許文献１がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４００３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成では、非回転側輪３３に磁気センサ３６を固定するために、金型等でプレス加工されたケース固定リング３７と、射出成形して製作されたセンサケース３８が必要である。そのため、金型費用が嵩み部品点数も多くなってコスト高となり、組み立ても容易でないという課題がある。
【０００５】
この発明の目的は、磁気センサを固定する手段の部品点数を減らし、かつ組立を簡単化することにより、低コスト化を可能にした回転センサ付軸受を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明の回転センサ付軸受は、内輪および外輪と、これら内外輪間に収容された複数の転動体を備え、上記内輪および外輪のうちの回転側輪に、円周方向位置を示す磁気発生部材を取付け、非回転側輪に上記磁気発生部材の磁気を検出する磁気センサを配した軸受であって、
非回転側輪に嵌合される金属製リング部材の円周方向の少なくとも１箇所にポケットを設け、このポケットは、回転側輪に対向する側の周面に検出用開口を有し、この検出用開口よりも内部の円周方向幅が広がっていて、かつ軸方向の少なくとも片面が開放されたものであり、上記ポケット内に上記磁気センサを固定したことを特徴とする。
この構成によると、磁気センサを金属製リング部材のポケット内に固定するため、磁気センサを固定する部品が金属製リング部材の一つで済む。すなわち、従来はセンサケース固定リングと射出成形で作られたセンサケースとの２部材が使われていたが、これが、この発明では、金属製リング部材の一つで済む。また、金属製リング部材のポケットは、内部の円周方向幅が広がっていて、かつ軸方向の少なくとも片面が開放されたものであるため、脱落しないように組み込むことが容易である。そのため、少ない部品点数で簡単に磁気センサを組み込むことができ、低コスト化が可能になる。
【０００７】
この発明において、上記ポケットの断面形状を、上記開口から奥側へ延びる一対の傾斜辺と、両傾斜辺に繋ぎ部分を介して、または直接に続く底辺との少なくとも３辺を有する形状としても良い。上記３辺を有する断面形状のポケットとした場合、両側の傾斜辺と底辺とで磁気センサの位置決めができるため、ポケット内への磁気センサの位置決めおよび固定を容易に行うことができる。
また、上記３辺を有するポケットの断面形状とする場合に、上記傾斜辺と底辺とを円弧状の曲線で結んだ形状としても良い。このように、辺と辺を円弧状の曲線で結んだ断面形状とした場合、金属製リング部材をプレス等の加工で製作するときの金型の摩耗が少なくて済み、金型の寿命を延ばすことができる。この点でも回転センサ付軸受を安価に製造できる。
【０００８】
金属製リング部材の材質は、各種の鋼材や合金が使用でき、ステンレス製としても良い。ステンレス製とすると、防錆性に優れたものとなる。金属製リングの製造は、プレス加工によっても、焼結によっても良い。
【０００９】
この発明において、磁気センサのポケット内への固定を樹脂モールドにより行っても良い。この場合は、ポケットをモールド型として利用できるため、別途モールド型を用意することなく樹脂モールドを行うことができ、この点でも回転センサ付軸受の組立を安価かつ容易に行うことができる。
【００１０】
また、磁気センサのポケット内への固定は、かしめにより行っても良い。かしめによると、樹脂モールドのような煩雑な処理が不要であるため、ポケット内への磁気センサの固定をより簡単に行うことができる。
【００１１】
この発明において、上記磁気センサの端子と外部配線とが直接結合され、これら端子および外部配線が上記ポケット内で樹脂モールドされていても良い。このようにセンサ端子と外部配線とを直接結合すると、プリント基板が不要となる。また、この構成の場合、磁気センサの端子や、その端子と外部配線との結合部が樹脂で覆われるため、特別に端子間の短絡防止策を採る必要がない。外部配線のセンサ端子との結合部が樹脂モールドでポケット内に固定されることから、断線等の防止も図ることができる。
【００１２】
この発明において、磁気センサの端子と外部配線との直接結合を圧着端子により行っても良い。これにより、直接固定をかしめによって簡単に行うことができる。
【００１３】
この発明において、磁気センサの複数の端子のうち、隣接する端子のいずれか一方を絶縁物で覆っても良い。いずれか一方が絶縁物で覆われていると、端子間に絶縁物が介在することになり、短絡を防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この回転センサ付軸受１は、内輪２および外輪３と、これら内外輪２，３間に収容された複数の転動体４を備えた転がり軸受であって、上記内輪２および外輪３のうちの回転側輪に、円周方向位置を示す磁気発生部材５を設ける。非回転側輪には上記磁気発生部材５の磁気を検出する磁気センサ６を配置する。ここでは、内輪２が回転側輪、外輪３が非回転側輪とされ、内輪２に磁気発生部材５が、外輪３に磁気センサ６がそれぞれ配置される。
【００１５】
回転側輪である内輪２に配置される磁気発生部材５は、リング状の芯金７の周方向の一箇所に磁石８を設けてなる金属製の環体である。この磁気発生部材５は内輪２の一端部の外径面に、例えば圧入嵌合して固定される。
【００１６】
非回転側輪である外輪３に配置される磁気センサ６は、例えばホール素子などからなり、金属製リング部材９を介して外輪３に固定される。金属製リング部材９の材質は、例えばステンレス製とされる。金属製リング部材９の円周方向の一箇所には、内輪２に対向する側の周面である内径面に検出用開口１０ａを有するポケット１０が設けられ、このポケット１０内に上記磁気センサ６が固定される。この金属製リング部材９は、内輪２の磁気発生部材５が固定される一端部に対向する外輪３の一端部の内径面から端面にわたって嵌合させた状態に固定してある。これにより、金属製リング部材９を介して磁気センサ６が磁気発生部材５と径方向に対向するように外輪３側に配置される。なお、内外輪２，３の他端部における両輪間の空間は、外輪３に設けられるシール部材１１によってシールされる。
【００１７】
金属製リング部材９のポケット１０は、その検出用開口１０ａよりも内部の円周方向幅が広がった形状、いわゆる蟻形に形成され、軸方向の両面が開放されたものとされている。なお、ポケット１０は、その軸方向の片面だけが開放されたものとしてもよい。このポケット１０は、図３に拡大して示すように、その断面形状が、検出用開口１０ａから奥側（図示の例では外径側）へ延びる一対の傾斜辺１０ｂ，１０ｂと、これら両傾斜辺１０ｂに円弧状の曲線からなる繋ぎ部分１０ｃを介して続く底辺１０ｄを有する形状とされている。上記ポケット１０内に固定される磁気センサ６は、ポケット１０に嵌合する断面形状とされている。詳しくは、長方形の隣合う一対の角部を上記傾斜辺１０ｂに沿う傾斜辺で切り落とした６角形状の断面形状とされている。ポケット１０内へ収容した磁気センサ６は、エポキシ樹脂などで樹脂モールドすることにより、ポケット１０内に固定される。
【００１８】
一般的に、磁気センサの端子と外部配線とはプリント基板等を介して半田付けにより結合されるが、ここでは、上記ポケット１０内へ磁気センサ６を収容する前に、図４に示すように、磁気センサ６の端子１２と外部配線１３とを圧着端子１４により直接結合している。これにより、磁気センサ６の端子１２と外部配線１３との直接結合をかしめ処理により簡単に行うことができる。この場合の圧着端子１４は、その一端部を磁気センサ６の端子１２にかしめ、他端部を外部配線１３にかしめることで、磁気センサ６の端子１２と外部配線１３を接続するが、１回のかしめでセンサ端子１２と外部配線１３とを接続してもよい。このほか、圧着端子１４の一端部をセンサ端子１２および外部配線１３のいずれか一方にかしめ、圧着端子１４の他端部をセンサ端子１２および外部配線１３のいずれか他方に半田付けしてもよい。磁気センサ６は樹脂モールドしてポケット１０内に固定されることから、磁気センサ６の端子１２や、その端子１２と外部配線１３との結合部が樹脂で覆われることになり、特別に端子１２，１２間の短絡防止策を採る必要がない。また、外部配線１３のセンサ端子１２との結合部も樹脂モールドにより上記ポケット１０内に固定されるので、断線等の防止も図ることができる。なお、樹脂モールド時に磁気センサ６の端子１２，１２間で短絡の恐れがある場合には、例えば図５に示すように、３本並ぶ端子１２のうち中央の端子１２を、予め熱収縮チューブ等の絶縁物１５で覆っておくことにより、短絡を防止できる。外部配線１３は図示しない回転検出装置に接続され、磁気センサ６からの回転検出信号が外部配線１３を経て上記回転検出装置に送信される。
【００１９】
この構成の回転センサ付軸受１によると、内輪２の１回転ごとに、内輪２側の磁気発生部材５の磁石８からの磁気を、外輪３側の磁気センサ６が検出し、その回転検出信号が上記回転検出装置に送信される。これにより、内輪２の回転数を知ることができる。
【００２０】
上記したように、この回転センサ付軸受１は、金属製リング部材９のポケット１０内に磁気センサ６を収容して樹脂モールドにより固定し、その金属製リング部材９を外輪３に嵌合することにより、磁気センサ６を非回転側輪である外輪３に固定しているので、少ない部品点数で、簡単に回転センサ付軸受を組み立てることができ、低コスト化が図れる。
【００２１】
金属製リング部材９におけるポケット１０内への磁気センサ６の固定は、ポケット１０の断面形状を、検出用開口１０ａから奥側へ延びる一対の傾斜辺１０ｂ，１０ｂと、底辺１０ｄとの３辺を有する形状とし、このポケット１０に沿う断面形状の磁気センサ６をポケット１０内に挿入して固定するので、ポケット１０内への磁気センサ６の位置決めおよび固定を容易に行うことができる。
磁気センサ６を樹脂モールドによりポケット１０内に固定場合は、ポケット１０をモールド型として利用できるため、別途モールド型を用意することなく樹脂モールドを行うことができる。この点でも回転センサ付軸受１の組立を簡単にかつ安価に行うことができる。
【００２２】
さらに、上記ポケット１０の断面形状が、検出用開口１０ａから奥側（外径側）へ延びる一対の傾斜辺１０ｂ，１０ｂと底辺１０ｄとを円弧状の曲線からなる繋ぎ部分１０ｃで結んだ形状とされているので、金属製リング部材９をプレス等の加工で製作するときの金型の摩耗が少なくて済み、金型の寿命を延ばすことができる。この点でも回転センサ付軸受を安価に製造できる。
【００２３】
図６はこの発明の他の実施形態を示す縦断面図である。この回転センサ付軸受１は、図１〜図５に示した第１の実施形態において、１箇所のみに磁石８を設けた磁気発生部材５に代えて、リング状の芯金１７の外周面に、図７（Ａ），（Ｂ）に断面図および正面図で示すように、周方向にＮ極およびＳ極を所定のピッチで交互に着磁させた磁性体リング１８を設けてなる磁気発生部材５Ａを用いている。非回転側輪である外輪３への磁気センサ５の取付け構造は第１の実施形態と同じであり、ここではその説明を省略する。
【００２４】
この実施形態の回転センサ付軸受１の場合、内輪２の回転に伴い、磁気センサ６が磁気発生部材５Ａにおける磁性体リング１８の磁極変化を検出するので、この検出信号を回転パルス信号として内輪２の回転数を知ることができる。このため回転検出が精度良く行える。
【００２５】
図８はこの発明のさらに他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この回転センサ付軸受１は、図１〜図５に示した第１の実施形態において、金属製リング部材９のポケット１０内への磁気センサ６の固定を樹脂モールドにより行っていたのに代えて、かしめにより固定するようにしている。すなわち、この実施形態では、金属製リング部材９におけるポケット１０の近傍に、ポケット１０の１辺の傾斜辺１０ｂに沿って金属製リング部材９の内径面から奥側に延びるスリット１９を形成すると共に、このスリット１９の途中部分に治具挿入孔２０を形成している。ポケット１０内に磁気センサ６を挿入した後に、上記治具挿入孔２０に、この孔２０よりやや大きめの外径のピン等の治具２１を打ち込むことで、ポケット１０の傾斜辺１０ｂを塑性変形させる。この塑性変形で磁気センサ６をポケット１０内に固定する。なお、ポケット１０の両傾斜辺１０ｂは、底辺１０ｄに直接に続く形状とされている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２６】
この実施形態の場合、金属製リング部材９のポケット１０内へ磁気センサ６を固定するのに、樹脂モールドのような煩雑な処理が不要であるため、ポケット１０内への磁気センサ６の固定をより簡単に行うことができる。
【００２７】
なお、以上の各実施形態では、金属製リング部材９における周方向の１箇所に設けた１個の磁気センサ６で磁気発生部材５，５Ａの磁気を検出する場合について説明したが、これに限らず、金属製リング部材９の周方向に所定の位相差（例えば位相角９０°）をもって２箇の磁気センサ６を設けても良い。この場合、回転数のほかに回転方向も検出することができる。この場合の位相差とは、磁気センサ６による検出信号波形の位相差のことである。
【００２８】
【発明の効果】
この発明の回転センサ付軸受は、非回転側輪に嵌合される金属製リング部材の円周方向の少なくとも１箇所にポケットを設け、このポケットは、回転側輪に対向する側の周面に検出用開口を有し、この検出用開口よりも内部の円周方向幅が広がっていて、かつ軸方向の少なくとも片面が開放されたものとし、上記ポケット内に上記磁気センサを固定したため、少ない部品点数で、簡単に磁気センサを組み込むことができ、このため低コスト化が図れる。
上記ポケットの断面形状を、上記開口から奥側へ延びる一対の傾斜辺と、両傾斜辺に繋ぎ部分を介して、または直接に続く底辺との少なくとも３辺を有する形状とした場合は、ポケット内への磁気センサの位置決めおよび固定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる回転センサ付軸受の断面図である。
【図２】同軸受の側面図である。
【図３】同軸受の要部拡大側面図である。
【図４】同軸受における磁気センサの端子と外部配線の接続構造を示す平面図である。
【図５】同軸受における磁気センサの端子と外部配線の他の接続構造を示す平面図である。
【図６】この発明の他の実施形態にかかる回転センサ付軸受の断面図である。
【図７】（Ａ）は同軸受における磁気発生部材の磁性体リングを示す断面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる回転センサ付軸受の要部拡大側面図である。
【図９】従来例の断面図である。
【符号の説明】
２…内輪
３…外輪
４…転動体
５，５Ａ…磁気発生部材
６…磁気センサ
９…金属製リング部材
１０…ポケット
１０ａ…検出用開口
１０ｂ…傾斜辺
１０ｃ…繋ぎ部分
１０ｄ…底辺
１２…磁気センサの端子
１３…外部配線
１４…圧着端子
１５…絶縁物
１９…スリット
２０…治具挿入孔
２１…治具
【図１】
2004138458.tif 000003
【図２】
2004138458.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004138458.tif 000009
【図８】
2004138458.tif 000010
【図９】
2004138458.tif 000011