(57)【要約】【課題】少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果的にバイパスさせることで、センサの誤作動を防止でき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、磁気感応センサ２０のセンサ本体２２が、電磁気シールド効果を有する導電性部材２８によって電磁気からシールドされており、かつ、エンコーダ２５が、センサ本体２２とセンサ保持部材２１，３２の間に配置されている。【選択図】  図１
2004218684.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において、
支持する回転軸の状態又は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、磁性材からなる環状のセンサカバーと、
前記センサカバーの内方に固定された状態で、前記センサを内方に保持し、非磁性材からなる環状のセンサ保持部材と、
前記センサ保持部材の少なくとも一部を覆うように設けられ、電磁気シールド効果を有する導電性部材とを備えることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項２】
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、電磁気シールド効果を有する導電性部材からなる環状のセンサカバーと、
前記センサカバーの内方に固定された状態で、前記センサを内方に保持し、非磁性材からなる環状のセンサ保持部材とを備えることを特徴とするセンサ付軸受。
【請求項３】
前記導電性部材が前記センサ保持部材と一体的に設けられてい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受の回転速度や位相状態を検出するセンサを備えたセンサ付軸受装置に関し、特に、回転検出機能を必要とする汎用モータに用いられるセンサ付軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転を検出するセンサ等を備えた転がり軸受（センサ付軸受装置）をモータの回転軸の支持軸受として用いる場合、モータからの漏洩磁束による回転センサへの影響を抑制する必要がある。
【０００３】
従来、図３に示すようなセンサ付軸受装置が知られている。図３は、センサ付軸受装置の部分断面図を示している。図３に示すように、センサ付軸受装置１００として、回転センサ１０１の磁気センサ１０２及びエンコーダ（パルサーリング）１０３を磁性体からなるセンサケース固定リング１０４及び磁気バイパス１０５で被覆することにより、外部の漏洩磁束をバイパスさせるものが記載されている（例えば、特開２００２−１７４２５８号公報）。
【０００４】
また、上記のセンサ付軸受装置１００の別の形態としては、図４及び図５に示すものがある。図４は、センサ付軸受装置１００の別の形態を示す全体断面図であり、図５は、図４の矢印Ｃ方向視を示す図である。
図４及び図５に示すように、センサケース固定リング１０４に側板１０６を設けるとともに、センサケース固定リング１０４における磁気センサ１０２上部に、切欠窓１０４ａを設けることにより、磁気センサ１０２への漏洩磁束のループを遮断している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７４２５８号公報（第５頁、図１，３及び４参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の回転センサ付き軸受１００は、磁気センサ１０２やエンコーダ１０３の全面を別部材の磁性材からなるセンサケース固定リング１０４や磁気バイパス１０５や側板１０６で覆う構造であるため、磁性材の成形や組み立て上の理由から部品点数が増大し、製造工数及びコスト増大を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果的にバイパスさせることで、センサの誤作動を防止できるセンサ付軸受装置を提供することにある。
【０００８】
【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、磁性材からなる環状のセンサカバーと、センサカバーの内方に固定された状態で、センサを内方に保持し、非磁性材からなる環状のセンサ保持部材と、センサ保持部材の少なくとも一部を覆うように設けられ、電磁気シールド効果を有する導電性部材とを備え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。
【０００９】
また、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、電磁気シールド効果を有する導電性部材からなる環状のセンサカバーと、センサカバーの内方に固定された状態で、センサを内方に保持し、非磁性材からなる環状のセンサ保持部材とを備えることを特徴とするセンサ付軸受によって達成される。
【００１０】
上記のセンサ付軸受装置によれば、センサは、センサ保持部材の少なくとも一部を覆うように設けられた電磁気シールド効果を有する導電性部材によって、電磁気からシールドされている。したがって、外部からの漏洩磁束の流れは、導電性部材による電磁気シールドによって効果的にバイパス（迂回）される。
また、上記本発明にかかるセンサ付装置は、図３から図５に示したセンサ付軸受装置１００のように、センサケース固定リング１０４や磁気バイパス１０５や側板１０６を必要しない。このため、部品手数を削減することができ、組み立て工数を低減することが可能である。
さらに、センサカバーが電磁気シールド効果を有する導電性部材からなる構成とすれば、部品点数をより一層削減させることができ、組み立て工数を低減させることができる。
【００１１】
上記のセンサ付軸受装置によれば、導電性部材がセンサ保持部材と一体的に設けられていることが好ましい。こうすれば、導電性部材をより一層高い強度でセンサ保持部材に取り付けることができるとともに、部品点数を削減することができ、また、組み立て工数を低減することができる。
導電性部材とセンサ保持部材を一体で形成する方法としては、導電性樹脂の２色成型や接着あるいは圧入固定等である。
導電性部材としては、鉄粉、磁性粉、カーボンブラックを混入した樹脂やゴム、塗料あるいは接着剤を用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかるセンサ付軸受装置の第１の実施形態を示す全体断面図である。
図１に示すように、センサ付軸受装置１０は、可動側の軌道輪である内輪１２と、固定側の軌道輪である外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間に組み込まれた複数の転動体１１と、これら複数の転動体１１を周方向等間隔に保持する保持器１４とを備えている。
センサ付軸受１０における軸方向一端面側（図１中右端面側）には、磁気感応センサ２０が設けられる。
【００１３】
磁気感応センサ２０は、円環状のセンサ保持部材２１と、このセンサ保持部材２１に支持されたセンサ本体２２と、回路基板２３と、エンコーダ（多極マグネット）２５とを備え、センサカバー２６内に収容されている。エンコーダ２５は、磁性材からなる芯金２４を介して内輪（可動側の軌道輪）１２の外周縁部１２ａに固定されている。このため、エンコーダ２５は内輪１２と一体的に回転する。
センサ本体２２は、エンコーダ２５の回転方向の移動を検出可能な位置検出用ホールＩＣ及び回転数用ホールＩＣからなる。
なお、位置検出用ホールＩＣ及び回転数用ホールＩＣを設ける代りに、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構成としてもよい。この構成において、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。
【００１４】
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、内方に磁気感応センサ２０を収容可能な環状部２６ａと、環状部２６ａの軸方向一端側（図１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１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をセンサ付軸受１０の外輪（固定側の軌動輪）１３の外周縁部１３ａに嵌合されることにより、外輪１３に固定される。
【００１５】
センサ保持部材２１は、センサカバー２６の内方に嵌合されている。センサ保持部材２１の円周方向における所定の位置にはセンサ取付溝２１ａが設けられている。センサ取付溝２１ａにセンサ本体２２が嵌合固定される。
【００１６】
また、センサ保持部材２１の内周面には、電磁気シールド効果を有する導電性部材２８が、センサ保持部材２１と一体的に形成されている。導電性部材２８は、センサ保持部材２１の内周面を被覆しており、軸受内径側からセンサ本体２２方向への電磁気をシールドする。
【００１７】
なお、センサ保持部材２１と導電性部材２８を一体的に形成する具体的方法としては、導電性樹脂の２色成形、接着又は圧入固定等が挙げられる。また、導電性部材２８としては、鉄粉、磁性粉、カーボンブラックを混入された樹脂、ゴム、塗料又は接着剤を用いることができる。
【００１８】
センサ保持部材２１には、複数の位置決めピン２７が、円周方向において所定の間隔で、それぞれ軸方向に沿って突設されている。各位置決めピン２７は、センサカバー２６に穿設された対応する嵌合孔２６ｄにそれぞれ嵌挿され、各嵌合孔２６ｄを貫通する。これにより、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とともに、貫通した各位置決めピン２７の先端部（図１中右端部）がそれぞれ塑性変形され、センサカバー２６とセンサ保持部材２１とが固定される。
【００１９】
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。
【００２０】
本実施形態のセンサ付軸受装置１０において、磁気感応センサ２０のセンサ本体２２の軸受内径側は、センサ保持部材２１の内周面に設けられた電磁気シールド効果を有する導電性部材２８によって電磁気からシールドされている。またエンコーダ２５は、センサ本体２２とセンサ保持部材２１の間に配置されている。従来のセンサ付軸受装置（図３〜図５参照）では、図示しないモータに取り付けた場合、磁界が生じ、漏洩磁束が、芯金→エンコーダ→センサ本体→センサカバーと流れてしまう。
これに対し、本発明にかかるセンサ付軸受装置１０において、軸受内径側から外径側に向かう漏洩磁束が、図１中矢印Ａで示すように、導電性部材２８によってセンサカバー２６に入ることが妨げられ、センサカバー２６の表面に沿って迂回するようになる。つまり、センサ本体２２には、漏洩磁束が流れ込むことがないので、漏洩磁束に影響した検出信号が生じることがない。
このため、センサ本体２２及びエンコーダ２５はそれぞれ、軸受内径側から外径側に向かう漏洩磁束から、導電性部材２８によってシールドされ、漏洩磁束が効果的にバイパスされる。したがって、センサ付軸受装置は、センサの誤作動を防止することができる。
また、軸受内径側からセンサ本体２２、エンコーダ２５、センサカバー２６の順に配置され、外部漏洩磁束が仮にセンサ部に侵入しても、磁界の流路として芯金２４−エンコーダ２５−センサ本体２２の部分で磁界の流れが反転することから、センサ部には流れにくく、侵入した漏洩磁束の大半は他の部分にバイパスされる。
【００２１】
図２は、本発明にかかるセンサ付軸受装置の第２の実施形態を示す全体断面図である。なお、以下に説明する本実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
図２に示すように、本実施形態のセンサ付軸受３０において、センサ保持部材２１と一体的に形成された導電性部材２８（図１参照）に代えて、センサカバー３１が、導電性部材で形成されている。
【００２２】
すなわち、センサカバー３１は、内方に磁気感応センサ２０を収容可能な外径環状部３１ａと、外径環状部３１ａの軸方向一端側（図２中左側）に設けられたフランジ部３１ｂと、外径環状部３１ａの軸方向他端側（図２中右側）に設けられた側面部３１ｃと、側面部３１ｃの軸受内径側端部に設けられた内径環状部３１ｄとを備える。センサカバー３１は、フランジ部３１ｂをセンサ付軸受３０の外輪（固定側の軌動輪）１３の内周縁部１３ｂに嵌合されることにより、外輪１３に固定される。
【００２３】
センサカバー３１は、センサ保持部材３２の軸受側（図２中右側）を除く外面全体を被覆しており、磁気感応センサ２０のセンサ本体２２への電磁気をシールドする。つまり、センサカバー３１は、センサ本体２２を外輪１３に固定するとともに、外部からの漏洩磁束のバイパスという機能を有している。
ここで、センサ付軸受装置３０において、軸受内径側から外径側に向かう漏洩磁束が、図２中矢印Ｂで示すように、センサカバー（導電性部材）３１の内径環状部３１ｄによってセンサカバー３１内方に入り込むことが妨げられ、センサカバー５１の表面に沿って迂回するようになる。つまり、センサ本体２２には、漏洩磁束が流れ込むことがないので、漏洩磁束に影響した検出信号が生じることがない。
さらに、センサカバーと導電性部材とを別々に設ける必要が無いため、部品点数及び組付工数の更なる削減が可能となる。
その他の構成及び作用については、上記第１の実施形態と同様である。
【００２４】
本実施形態のセンサ付軸受装置３０によれば、磁気感応センサ２０のセンサ本体２２が、導電性部材で形成されたセンサカバー３１によって電磁気からシールドされており、かつ、エンコーダ２５が、センサ本体２２とセンサ保持部材２１，３２の間に配置されている。
したがって、少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果的にバイパスさせることができる。したがって、センサ付軸受装置は、センサの誤作動を防止することができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
例えば、上記の磁気感応センサは、その他の形式のセンサを用いることもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少ない部品点数で外部からの漏洩磁束を効果的にバイパスさせることで、センサの誤作動を防止できるセンサ付軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるセンサ付軸受装置の第１の実施形態を示す全体断面図である。
【図２】本発明にかかるセンサ付軸受装置の第２の実施形態を示す全体断面図である。
【図３】従来におけるセンサ付軸受装置を示す部分断面図である。
【図４】従来におけるセンサ付軸受装置の別の形態を示す部分断面図である。
【図５】図４のセンサ付軸受装置の矢印Ｂ方向視を示す図である。
【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    磁気感応センサ（センサ）
２１    センサ保持部材
２２    センサ本体
２３    回路基板
２４    芯金
２５    エンコーダ
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
２７    位置決めピン
２８    導電性部材
【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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