(57)【要約】【課題】回転センサ付き軸受において、軸受のクリープやスピンを防止して断線をなくする。【解決手段】軸受内輪２と、軸受外輪３と、軸受内輪２と軸受外輪３との間に収容される複数の転動体４と、軸受内輪２に装着されたエンコーダ８と軸受外輪３に装着されたセンサ１１とで構成される回転センサ７と、静止部材６に固定され前記センサ１１から引き出した電線１３を通すための切欠き溝１４ａを備えた押さえ蓋１４とを有する回転センサ付き軸受において、軸受外輪３の外周面または軸受内輪２の内周面に少なくとも２筋の周溝３１を設け、各周溝３１にリング状環３２を装着し、リング状環３２の間に画成された空間に粘性潤滑剤３３を充満させる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受内輪と、軸受外輪と、軸受内輪と軸受外輪との間に収容される複数の転動体と、軸受内輪に装着されたエンコーダと軸受外輪に装着されたセンサとで構成される回転センサと、静止部材に固定され前記センサから引き出した電線を通すための切欠き溝を備えた押さえ蓋とを有する回転センサ付き軸受において、軸受外輪を装着するための軸受ハウジングと軸受外輪との間、または、軸受内輪を固定するための軸と軸受内輪との間に、円周方向ずれを防止するための手段を設けたことを特徴とする回転センサ付き軸受。
【請求項２】
軸受外輪の外周面または軸受内輪の内周面に少なくとも２筋の周溝を設け、各周溝にリング状環を装着し、リング状環の間に画成された空間に粘性潤滑剤を充満させたことを特徴とする請求項１の回転センサ付き軸受。
【請求項３】
前記リング状環がゴム製のＯリングであることを特徴とする請求項１の回転センサ付き軸受。
【請求項４】
軸受ハウジングと軸受外輪、または、軸と軸受内輪との熱膨張率が異なるとき、軸受外輪の外周面または軸受内輪の内周面に少なくとも２筋の周溝を設け、各周溝にリング状環を固着したことを特徴とする請求項１の回転センサ付き軸受。
【請求項５】
前記リング状環が、熱膨張率が軸受ハウジングとほぼ同等の高分子材料を一体成形にて固着させたものであることを特徴とする請求項４の回転センサ付き軸受。
【請求項６】
前記円周方向ずれを防止するための手段が、軸受外輪を装着するための軸受ハウジングと軸受外輪との間、または、軸受内輪を固定するための軸と軸受内輪との間に介在するピンであることを特徴とする請求項１の回転センサ付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転センサ付き軸受に関し、特に軸受外輪の回転防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸受の回転速度（回転数）を検出する場合、従来、軸受に接近して回転センサを設置して行っていた。しかしながら、最近では、設置の容易性およびスペースの有効活用のために、回転センサを軸受に固定した、回転センサ付き軸受が提案されている（実公昭５２−８８９６号公報）。
【０００３】
このような回転センサ付き軸受の従来例を、図６により説明する。図６（Ａ）は回転センサ付き軸受の要部である回転センサ部分の正面を示し、図６（Ｂ）はその断面を示す。
【０００４】
図６において、軸受２１は、軸受内輪２２と、軸受外輪２３と、軸受内輪２２と軸受外輪２３との間に転動自在に配置された複数の転動体２４と、これらの転動体２４を所定ピッチで転動自在に収容する保持器２５とを有する。軸受外輪２３の外周面は軸受ハウジング２６の孔の内周面と嵌合している。
符合２７は回転センサを指し、内輪２２に固定された磁気エンコーダ等のエンコーダ２８と、外輪２３に装着された芯金２９と、この芯金２９に固定されたセンサハウジング３０と、センサハウジング３０内に固定されたセンサ３１と、センサ３１により得られる電気信号を処理する回路を組み込んだ回路基板３２と、この回路基板３２から検出した回転速度（回転数）を取り出す電線３３とを有し、センサハウジング３０内のセンサ３１、回路基板３２、電線３３の接続端部等は樹脂でモールドされている（図示省略）。また、押さえ蓋３４は円周方向の複数箇所でビス等の固定部材３５によって軸受ハウジング２６に取り付けられている。電線３３は、押さえ蓋３４に形成された切欠溝３４ａを通って外部に取り出される。
【０００５】
そして、内輪２２が回転すると、この内輪２２に装着されているエンコーダ２８が内輪２２とともに回転することに伴い、センサ３１との相対位置が周期的に変化することによって、センサ３１が内輪２２の回転速度（回転数）を検出し、その検出した回転速度（回転数）が電線３３によって電気信号として外部に取り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の回転センサ付き軸受においては、軸受外輪２３が軸受ハウジング２６にはめあいによって装着されている。ここで、軸中心と回転中心が偏心した場合、回転軸および軸受内輪２２にアンバランスが発生し、軸受内輪２２に回転荷重が発生する。同時に、アンバランスの発生方向にラジアル荷重が発生することにより、軸受外輪２３に軸受内輪２２とは反対方向に回転荷重が発生する。
軸受外輪２３と軸受ハウジング２６との間にすきまが発生した場合、軸受外輪２３に発生した回転荷重により、軸受外輪２３と軸受ハウジング２６との間で滑り現象が発生する（クリープ現象）。あるいは、軸受の発熱や環境温度によって、軸受外輪２３や軸受ハウジング２６が膨張する。軸受ハウジング２６が軽合金製などの場合、線膨張係数の差により軸受外輪２３と軸受ハウジング２６との間ですきまが許容値を越えることがあり、この場合、軸受内輪２２の回転に伴って、軸受外輪２３が軸受内輪２２の回転方向と同一方向に回転することがある（スピン現象）。万一、軸受外輪２３が回転すると、軸受外輪２３に装着されているセンサハウジング３０も同時に回転することになり、このセンサハウジング３０から取り出されている電線３３は、軸受ハウジング２６に固定されている押さえ蓋３４に形成された切欠き溝３４ａを通って外部に取り出されている関係で、せん断力を受ける。したがって、最悪の場合、電線３３が断線に至ることがある。
【０００７】
本発明の目的は、上述のような回転センサ付き軸受において、軸受外輪の回転を阻止してクリープやスピンを防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軸受内輪と、軸受外輪と、軸受内輪と軸受外輪との間に収容される複数の転動体と、軸受内輪に装着されたエンコーダと軸受外輪に装着されたセンサとで構成される回転センサと、静止部材に固定され前記センサから引き出した電線を通すための切欠き溝を備えた押さえ蓋とを有する回転センサ付き軸受において、軸受外輪を装着するための軸受ハウジングと軸受外輪との間、または、軸受内輪を固定するための軸と軸受内輪との間に、円周方向ずれを防止するための手段を設けることによって課題を解決したものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の回転センサ付き軸受において、軸受外輪の外周面または軸受内輪の内周面に少なくとも２筋の周溝を設け、各周溝にリング状環を装着し、リング状環の間に画成された空間に粘性潤滑剤を充満させることによって前記円周方向ずれを防止するための手段を構成したことを特徴とするものである。このような構成を採用することによって、使用時に、軸受外輪に荷重が加わり、軸受外輪が軸受ハウジングに対して荷重の方向に偏心されるに際し、軸受ハウジングと軸受外輪外周面との間に高圧流体薄膜を形成させ、この流体薄膜を介して軸受ハウジングが軸受外輪を支えるように作用し、軸受のクリープを防止する。また、軸受のクリープが防止される結果、電線にせん断力が加わらないため、電線の断線を防止することができる。
請求項３の発明は、請求項１の回転センサ付き軸受において、前記リング状環がゴム製のＯリングであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の回転センサ付き軸受において、軸受ハウジングと軸受外輪、または、軸と軸受内輪との熱膨張率が異なるとき、軸受外輪の外周面または軸受内輪の内周面に少なくとも２筋の周溝を設け、各周溝にリング状環を固着することによって前記円周方向ずれを防止するための手段を構成したことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項４の回転センサ付き軸受において、前記リング状環が、熱膨張率が軸受ハウジングとほぼ同等の高分子材料を一体成形にて固着させたものであることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１の回転センサ付き軸受において、前記円周方向ずれを防止するための手段が、軸受外輪を装着するための軸受ハウジングと軸受外輪との間、または、軸受内輪を固定するための軸と軸受内輪との間に介在するピンであることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、クリープ現象について説明する。軸受のクリープとは、内輪（外輪）回転荷重の場合、軸受の内径（外径）面と軸（ハウジング）の軸受座とのはめあい面にすきまを生じたとき、はめあい面の内側の面が外側の面に対して相対的に、内輪（外輪）回転荷重の回転方向と逆方向にずれる現象をいう。回転荷重を受ける軌道輪には、軸受の回転方向とは逆向きにはめあい面上を転がろうとする力が生じる。この転がろうとする力に比べて、しめしろが小さいと、はめあい面にすきまが生じ、軌道輪は軸上又はハウジング内で転がる。この現象をクリープという。はめあい面に摩耗を発生することが多く、軸受の故障の原因となる。広義には、回転方向に関係なく、はめあい面において駆動側が相手側に対して回転方向に滑るものを含めていうこともある（日本規格協会刊『転がり軸受用語』）。
図５に従って説明すると、図示するように軸中心と回転中心とが偏心することにより、回転軸および軸受内輪にアンバランスが発生する。このアンバランスにより、軸受内輪に回転荷重が発生する。同時に、アンバランスの発生方向にラジアル荷重が発生することにより、軸受外輪に軸受内輪とは反対方向に回転荷重が発生する。ここで、軸受外輪と軸受ハウジングとの間にすきまが発生した場合、上記軸受外輪に発生した回転荷重により、軸受外輪と軸受ハウジングとの間で滑り現象が発生する。
次に、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。
図２は回転センサ付き軸受の回転センサ部分の要部正面を示し、図１はその断面を示したものである。これらの図において、軸受は、軸受内輪２と、軸受外輪３と、軸受内輪２と軸受外輪３との間に転動自在に配置された複数個の転動体（ここでは玉）４と、これらの転動体４を所定ピッチで転動自在に収容する保持器５とを主要な構成要素としている。
符合７で概括的に指してあるのは回転センサであって、軸受内輪２に装着された磁気エンコーダ等のエンコーダ８と、軸受外輪３に装着された芯金９と、芯金９に圧入によって固定されたセンサハウジング１０と、センサハウジング１０の内部に組み込まれたセンサ１１と、センサ１１で検出した電気信号を処理する回路を組み込んだ回路基板１２と、回路基板１２から回転速度（回転数）を外部に取り出す電線１３とで構成され、センサハウジング１０の内部はポリウレタン、エポキシ等の熱硬化性樹脂（図示省略）でモールドされている。押さえ蓋１４を円周方向の複数箇所においてビス等の固定部材１５によって軸受ハウジング６に固定してある。この押さえ蓋１４に形成された切欠溝１４ａを通って電線１３が外部に取り出される。
【００１２】
そして、軸受内輪２が回転すると、軸受内輪２に装着されているエンコーダ８が軸受内輪２とともに回転し、センサ１１との相対位置が周期的に変化することによって、センサ１１が内輪２の回転速度（回転数）を検出し、その検出した回転速度（回転数）が電線１３を通じて電気信号として外部に取り出される。
【００１３】
なお、センサハウジング１０を固定するための芯金９を、軸受外輪３の内周面に装着する場合を図示してあるが、軸受外輪３の外周面や側面に装着するようにしてもよい。
【００１４】
また、上記の実施の形態においては、エンコーダ８とセンサ１１とによって構成される回転センサによる回転速度（回転数）の検出方向を軸受１の半径方向に設定しているが、軸受１の軸方向に設定してもよい。
【００１５】
図１に示されているように、軸受外輪３の外周面に所定の間隔をあけて２本の周溝３１を設け、各周溝３１にリング状環３２を装着してある。ここではリング状環３２はゴム製のＯリングである。２本のＯリング３２間に粘性潤滑剤３３を封入し、外部に漏れないようにする。軸受外輪３に回転荷重が加わったとき、封入された粘性潤滑剤３３が高圧流体薄膜を形成し、その潤滑膜によって回転荷重を受け、軸受外輪３が軸受ハウジング６に直接接触することを防止する。すなわち、軸受外輪３と軸受ハウジング６との間の摩擦係数を低下させ、クリープによる摩擦力を小さくする。一方、Ｏリング３２は軸受外輪３と軸受ハウジング６との間に摩擦力を与える。回転荷重が加わることによって、発生しようとするクリープ力は粘性潤滑剤３３の効果によって摩擦力が小さくなっているので、Ｏリング３２の摩擦力だけで容易に押さえることができ、同時にスピンによる回転力もＯリング３２の摩擦力によって押さえることができる。
次に、図３に本発明の第二の実施の形態を示す。この実施の形態では、軸受をＥＣ軸受（エヌティエヌ株式会社製の膨張補正軸受すなわちクリープ防止軸受の商品名）とし、軸受以外の構成は上述の第一の実施の形態と同じである。したがって、以下にクリープ防止に関してのみ記述する。
軸受外輪３の外周面に所定の間隔をあけて２本の周溝３４を設け、各周溝３４にリング状環３５を設ける。ここでは、リング状環３５は高分子材料を一体成形にて固着させたものである。高分子材料製リング状環３５の外径と軽合金製軸受ハウジング６の内径との熱膨張差がほぼ一致するように設計されている。そのような高分子材料としては、たとえばガラス繊維強化ポリアミド（ＰＡ）が挙げられる。したがって、この実施の形態の軸受を軽合金製の軸受ハウジング６に装着すると、広い温度範囲にわたって安定した締め代が得られ、軸受外輪３のクリープやスピンが発生しにくくなる。このように、軸受外輪３の回転を防止することによって、センサハウジング１０から取り出されている電線１３の断線を防止することができる。
【００１６】
図４に示す第三の実施の形態では、軸受外輪３の円周方向ずれを防止する手段として、軸受外輪３に植設したピン３６を、軸受ハウジング６に形成した凹部に係合させてある。これにより、軸受外輪３のクリープないしはスピンが防止されるばかりでなく、センサハウジング１０から取り出されている電線１３の断線を防止することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受のクリープを防止できるので、電線の断線を防止することができ、センサ部の信頼性や寿命が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す回転センサ付き軸受の断面図である。
【図２】図１の回転センサ付き軸受の要部正面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態を示す図２と類似の回転センサ付き軸受の断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施の形態を示す図２と類似の回転センサ付き軸受の断面図である。
【図５】クリープ現象を説明するための図である。
【図６】Ａは従来の回転センサ付き軸受の要部正面図、
Ｂはその断面図である。
【符号の説明】
２　軸受内輪
３　軸受外輪
３１　　周溝
３２　　リング状環（Ｏリング）
３３　　粘性潤滑剤
３４　　周溝
３５　　リング状環（高分子材料）
３６　　ピン
４　転動体
５　保持器
６　軸受ハウジング
７　回転センサ
８　エンコーダ
９　芯金
１０　センサハウジング
１１　センサ
１２　回路基板
１３　電線
１４　押さえ蓋
１４ａ　切欠き溝
【図１】
2004011846.tif 000003
【図２】
2004011846.tif 000004
【図３】
2004011846.tif 000005
【図４】
2004011846.tif 000006
【図５】
2004011846.tif 000007
【図６】
2004011846.tif 000008