(57)【要約】【課題】  センサを確実に固定できるセンサ付き転がり軸受を提供するを提供する。【解決手段】  本発明のセンサ付き転がり軸受は、センサ部Ｓを転がり軸受１１に取付けるための挿嵌部２２の先端部分を鋭角に折り返すことで突起部２２ａを形成した。この突起部２２ａには先端側に向かって次第に縮径した形状に形成されたテーパー部２２ａ１と取付溝１２ａに引っ掛かる抜け止め部２２ａ２とを備えており、これにより、センサ部Ｓを転がり軸受に取付ける際にも、突起部２２ａはつぶれることなく取付溝１２ａに係合することができ、センサ部Ｓを確実に固定できる。【選択図】      図１
2005240838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体と、この転動体が転動する軌道面を有するとともにこの軌道面側の周面に取付溝が形成されている軌道輪と、前記軌道面側の周面に挿嵌される挿嵌部を備えるとともに内部にセンサを保持しているセンサ部とを備え、前記軌道面側の周面に前記挿嵌部を挿嵌したときに前記取付溝に係合する突起部が当該挿嵌部に形成されているセンサ付き転がり軸受において、
前記突起部は、先端側に向かって次第に縮径した形状に形成されかつ径方向に弾性変形自在なテーパー部と、このテーパー部が前記取付溝内で径外方向に復元変形することによって当該取付溝の段差面に引っ掛かる抜け止め部とを備えていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受。
【請求項２】
前記突起部は、前記挿嵌部の先端部分を径外方向に鋭角に折り返すことによって形成されたテーパー部と、このテーパー部の先端縁よりなる抜け止め部とから構成されている請求項１記載のセンサ付き転がり軸受。
【請求項３】
前記突起部は、前記挿嵌部の先端部分を径外方向に折り返すことによって形成された抜け止め部と、この抜け止め部の径外部分を更に径内方向に折り返すことによって形成されたテーパー部とから構成されている請求項１記載のセンサ付き転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータ、自動車等における種々の回転部品に使用されるセンサ付き転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受に回転センサ等を取付けて回転速度等の情報を取得することができるセンサ付き転がり軸受は、その軌道輪にセンサを固定することにより構成されている。このようなセンサ付き転がり軸受では、例えば、センサが一体に固定されているセンサ部を軌道面側の周面に挿嵌することによって取付けられていた。（例えば特許文献１参照）
また、上記のようにセンサ部を軌道面側の周面に挿嵌するのみでは、その使用環境によっては、その取付け強度が不足する場合があった。このため、軌道面側の周面には取付溝を形成し、センサ部の挿嵌部には突起部を形成し、センサ部を軌道面側の周面に挿嵌した時に、前記突起部を前記取付溝に係合することで、センサ部の取付強度を高めるというものが提案されていた。（例えば特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９１６５０号公報（第３頁）
【特許文献２】特開２００３−９７５８０号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のセンサ付き転がり軸受（特許文献２に記載の軸受）において、突起部は、軌道面側の周面と接する挿嵌部外周面に対して突出しているため、センサ部を転がり軸受に挿嵌する際、取付溝に係合する前に軌道面側の周面の端部により窄められて、容易につぶれたり変形してしまうといったことが発生した。このように突起部が変形したセンサ部では、当該突起部を取付溝に充分係合できないので、充分な取付け強度が得られない場合があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、突起部をつぶすことなく取付溝に確実に係合させることにより、センサ部を転がり軸受に確実に固定できるセンサ付き転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のセンサ付き転がり軸受は、転動体と、この転動体が転動する軌道面を有するとともにこの軌道面側の周面に取付溝が形成されている軌道輪と、前記軌道面側の周面に挿嵌される挿嵌部を備えるとともに内部にセンサを保持しているセンサ部とを備え、前記軌道面側の周面に前記挿嵌部を挿嵌したときに前記取付溝に係合する突起部が当該挿嵌部に形成されているセンサ付き転がり軸受において、前記突起部は、先端側に向かって次第に縮径した形状に形成されかつ径方向に弾性変形自在なテーパー部と、このテーパー部が前記取付溝内で径外方向に復元変形することによって当該取付溝の段差面に引っ掛かる抜け止め部とを備えていることを特徴としている。
上記のように構成されたセンサ付き転がり軸受によれば、前記突起部には、先端側に向かって次第に縮径した形状に形成されかつ径方向に弾性変形自在なテーパー部を有しているので、前記挿嵌部が前記軌道面側の周面に挿嵌され窄まるように縮径される際にも、突起部は序々に弾性変形していく。よって、挿嵌部は、突起部をつぶすことなく容易に挿嵌することができる。さらに、前記突起部には、前記取付溝内で径外方向に復元変形することによって当該取付溝の段差面に引っ掛かる抜け止め部を有しているので、前記挿嵌部を前記軌道面側の周面に挿嵌し前記突起部が取付溝に到達した際に、前記抜け止め部が前記取付溝の段差面に引っ掛かるようにして当該突起部を取付溝に確実に係合することができる。
【０００７】
また、上記センサ付き転がり軸受において、前記突起部は、前記挿嵌部の先端部分を径外方向に鋭角に折り返すことによって形成されたテーパー部と、このテーパー部の先端縁よりなる抜け止め部とから構成されていることが好ましい。
この場合、前記突起部は、前記挿嵌部の先端部分を径外方向に鋭角に折り返しているので、前記テーパー部の先端縁よりなる前記抜け止め部は、挿嵌部が軌道面側の周面から抜かれる方向に作用する力に対しては、高い強度を有している。従って、当該抜け止め部を取付溝の段差面に引っ掛かけるようにして突起部を取付溝に係合させることで、挿嵌部を強固に固定することができる。
【０００８】
また、上記センサ付き転がり軸受において、前記突起部は、前記挿嵌部の先端部分を径外方向に折り返すことによって形成された抜け止め部と、この抜け止め部の径外部分を更に径内方向に折り返すことによって形成されたテーパー部とから構成されていることが好ましい。
この場合、この抜け止め部を形成するための折り返しは、テーパー部の形成を兼ねていないので、鋭角に折り返す必要がない。従って、抜け止め部を形成するための挿嵌部先端の折り返しの加工が容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明のセンサ付き転がり軸受は、挿嵌部を軌道面側の周面に挿嵌したときにも、突起部がつぶれることなく前記抜け止め部が前記取付溝の段差面に引っ掛かるように当該突起部を取付溝に確実に係合できるので、センサ部を転がり軸受に確実に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受の要部構成を示す軸方向断面図である。このセンサ付き転がり軸受１０は、玉軸受１１と、センサ３１を有するセンサ部Ｓと、磁気リング４２を保持しているエンコーダ部材４０とを備えている。そして、センサ部Ｓは、センサ３１を保持しているセンサ部材３０と、このセンサ部材３０を玉軸受１１に取付けているセンサ取付部材２０とを備えている。
【００１１】
玉軸受１１は、軌道面を有する内外輪１２，１３と、内外輪１２，１３との軌道面間に周方向に配置された転動体としての複数のボール１４と保持器１５とを備えている。この外輪１２の内周面の軸方向両端には、円環状の取付溝１２ａが形成されている。この取付溝１２ａは、玉軸受１１の環状開口部をシールするためのシール部材を固定するための溝であり、一方にはセンサ部材３０が取付けられており、他方には、環状開口部を閉塞するシール部材１６が取付けられている。
【００１２】
図２は、図１中センサ取付部材の要部を示した軸方向断面図である。センサ取付部材２０は、センサ部材３０を保持する円筒状のセンサ保持部２１と、前記センサ保持部２１よりも小径に成形されかつ外輪１２の内周面に挿嵌される挿嵌部２２と、センサ保持部２１と挿嵌部２２とをつなぐ段付部２３とを有している。挿嵌部２２には、挿嵌部２２の先端部を径外方向へ鋭角に折り返すことで突起部２２ａが形成されており、取付溝１２ａに係合している。この突起部２２ａは、挿嵌部２２端部側に向かって次第に縮径した形状であるテーパー部２２ａ１を有している。また、このテーパー部２２ａ１の先端縁によって、取付溝１２ａの段差面１２ａ１に引っ掛かる抜け止め部２２ａ２が形成されている。また、この突起部２２ａは、図３に示すように挿嵌部２２端部の略全周に形成されている。そして、挿嵌部２２の周方向に、一定間隔をおいてスリット２２ｂが複数個設けられている。
【００１３】
このセンサ取付部材２０は、例えば低炭素鋼板をプレス加工することにより成形される。この成形の際、まず挿嵌部２２は、略円筒形状に成形される。そして、挿嵌部２２にスリット２２ｂを複数箇所形成した後、挿嵌部２２の先端部から所定の長さ分を径外方向へ鋭角に折り返すことで突起部２２ａが形成される。このようにすることで、突起部２２ａには挿嵌部２２端部に向かって次第に縮径した形状のテーパー部２２ａ１が形成され、同時にテーパー部２２ａ１の先端縁よりなる抜け止め部２２ａ２が形成される。
また、スリット２２ｂは、挿嵌部２２の周方向に一定間隔で複数個形成され、挿嵌部２２を形成している周円を分割することで、挿嵌部２２端部を径外方向へ鋭角に折り返す加工を可能にしている。前記加工において、挿嵌部２２が円筒形状であると、挿嵌部２２の先端部には、大きな引張り応力が働き、センサ取付部材２０に使用している低炭素鋼板では前記引張り応力を許容する程度の延性を有しておらず、非常に困難なものとなるからである。
【００１４】
図２に戻って、センサ取付部材２０は、突起部２２ａが取付溝１２ａに係合することで段付部２３が外輪１２の端面１２ｂに密接するように取付けられており、センサ取付部材２０が玉軸受１１に対して軸方向に動かないように確実に位置決めされている。そしてセンサ取付部材２０を確実に位置決めすることで、センサ部Ｓを玉軸受１１に対して確実に位置決めしている。
【００１５】
図１を参照して、センサ部材３０は、センサ３１を樹脂でモールドして保持している樹脂モールド部材３２と、樹脂モールド部材３２の外部を覆うセンサハウジング３３とを有している。このセンサハウジング３３は円環状に形成されており、その外端屈曲部３３ｂは、前記センサ取付部材２０外端部の折曲部２１ａに接している。そしてセンサハウジング３３の側部３３ａは玉軸受１１の環状開口部を外方から覆うように形成されている。このセンサハウジング３３とセンサ取付部材２０とにより囲まれる部分に樹脂モールド部材３２が配置されている。
【００１６】
樹脂モールド部材３２において、その外周面は、センサハウジング３３内周面とセンサ取付部材２０内周面とに密接するようなリング状に形成されている。そしてその断面形状は、略コの字形状をしており、玉軸受１１の環状開口部側に向かって開口している環状の凹部３２ａが形成されている。この凹部３２ａの径方向内方に向いている面には、センサ面３１ａを露出するようにセンサ３１が保持されている。センサ３１は、例えば、ホール素子を備えた半導体磁気センサを用いている。樹脂モールド部材３２の外周面には、センサ３１から得られる信号を外部へ取り出すためのコネクタ部３４が、樹脂モールド部材３２の外周方向へ突出するように形成されている。このコネクタ部３４は、前記センサ取付部材２０に設けられている図示しない切り欠き部から、センサ取付部材２０の外部へ突出させている。
そして、前記センサ面３１ａに所定の間隔を隔てて対向するようにエンコーダ部材４０に固定された円環状の磁気リング４２が配置されている。エンコーダ部材４０は、磁気リング４２と円環状のエンコーダ支持部材４１とにより構成されており、エンコーダ支持部材４１を内輪１３の外周面の端部に挿嵌することで磁気リング４２を固定している。
【００１７】
上記説明したセンサ部材３０は、玉軸受１１に取付けられる前に、センサ取付部材２０の内周面に挿嵌され、センサ保持部２０の端部をセンサハウジング３３の外端屈曲部３３ｂに沿うように折り曲げ、センサ取付部材２０とセンサ部材３０とを一体に固定することでセンサ部Ｓとして構成される。そして、このセンサ部Ｓは、挿嵌部２２を外輪１２の内周面に挿嵌し、突起部２２ａを取付溝１２ａに係合することで玉軸受１１に対して取付けられる。
突起部２２ａは、図２に示すように取付溝１２ａに係合すべくその先端で形作られる接円の直径が外輪１２の内周面端部１２ｃよりやや大きい直径に設定されている。よって、挿嵌部２２が外輪１２の内周面に挿嵌される際、突起部２２ａは前記内周面端部１２ｃに押し縮められる。そして突起部２２ａが押し縮められると挿嵌部２２全体が窄められるように縮径される。このとき、突起部２２ａの突出高さは、挿嵌部２２が前記のように縮径された時の縮径量が当該挿嵌部２２の弾性変形領域内となるように設定されている。従って、突起部２２ａが縮径されるときには、常に弾性変形領域内で縮径され、突起部２２ａが取付溝１２ａに達すると、縮径されていた挿嵌部２２がその弾性により略元の状態まで拡径するので、突起部２２ａは取付溝１２ａと係合できる。
【００１８】
上記のように構成されたセンサ付き転がり軸受１０では、ホール素子を備えた半導体磁気センサによる回転センサを構成している。すなわち、外輪１２に対して内輪１３が相対回転した場合、磁気リング４２がセンサ３１に対して回転する。そして、センサ３１は、磁気リング４２より磁気信号を検出し、その信号をコネクタ部４４から出力するように構成されている。
【００１９】
上記のように構成された本実施形態に係るセンサ付き転がり軸受１０では、突起部２２ａには、突起部２２ａ端部側に向かって次第に縮径した形状に形成されかつ径方向に弾性変形自在なテーパー部２２ａ１を有しているので、挿嵌部２２が外輪１２の内周面に挿嵌され窄まるように縮径される際にも、突起部２２ａは序々に弾性変形していく。よって、挿嵌部２２は、突起部２２ａをつぶすことなく容易に挿嵌することができる。さらに、突起部２２ａには、取付溝１２ａ内で径外方向に復元変形することによって取付溝１２ａの段差面１２ａ１に引っ掛かる抜け止め部２２ａ２を有しているので、挿嵌部２２を外輪１２の内周面に挿嵌し、突起部２２ａが取付溝１２ａに到達した際に、抜け止め部２２ａ２が段差面１２ａ１に引っ掛かるようにして突起部２２ａを取付溝１２ａに確実に係合することができる。よって、センサ部Ｓは玉軸受１１に対して確実に固定される。
【００２０】
また、本実施形態のセンサ付き転がり軸受１０において、突起部２２ａは、挿嵌部２２の先端部分を径外方向に鋭角に折り返しているので、抜け止め部２２ａ２は、挿嵌部２２が外輪１２の内周面から抜かれる方向の力に対しては、高い強度を有している。従って、抜け止め部２２ａ２を取付溝１２ａの段差面１２ａ１に引っ掛かけるようにして突起部２２ａを取付溝１２ａに係合させることで、センサ部Ｓを強固に固定することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、突起部２２ａは、挿嵌部２２の端部を折り返して突出させているので、上記従来例のように薄板で成形された挿嵌部の一部を内周面側から外周方向へ押し出すように塑性変形させて形成している突起部と比較して、その強度はより高いものとなり、よりつぶれにくい突起部２２ａとすることができる。
さらに、本実施形態では、センサ部Ｓの挿嵌部２２を外輪１２の内周面に挿嵌すれば取付けることができる。よって、センサ部Ｓのみを組み立てて完成状態とすることができるので、センサ部Ｓ単体としての組み立てが容易となり、全体として、センサ付き転がり軸受の組み立て性が向上する。
【００２２】
図４は、本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受におけるセンサ取付部材の要部を示した軸方向断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、挿嵌部２２に形成されている突起部２２ａが２箇所折り返されることで形成されている点である。主要な構成については、第一の実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００２３】
図４中、本実施形態に係るセンサ付き転がり軸受１０の突起部２２ａは、挿嵌部２２の先端部分を径外方向に略直角に折り返すことによって形成された抜け止め部２２ａ２と、この抜け止め部２２ａ２の径外部分を更に径内方向に折り返すことによって形成されたテーパー部２２ａ１とから構成されており、挿嵌部２２端部の略全周に形成されている。
【００２４】
上記のように構成された本実施形態に係るセンサ付き転がり軸受１０において、抜け止め部２２ａ２を形成するための折り返しは、テーパー部２２ａ１の形成を兼ねていないので、鋭角に折り返す必要がなく略直角に折り返せば抜け止めとして機能する抜け止め部２２ａ２を形成することができる。よって、第一の実施形態と比較して抜け止め部２２ａ２を形成するための折り返しの加工が容易なものとなる。また、第一の実施形態では、スリット２２ｂを周方向に一定の間隔で複数個形成し、挿嵌部２２を形成している周円を分割しなければ、挿嵌部２２端部を折り返す加工は困難であったが、本実施形態によれば、当該スリット２２ｂは、少なくとも２箇所形成すれば突起部２２ａを形成することができるので、スリット２２ｂの加工箇所を少なくすることができる。
【００２５】
尚、上記の実施形態において、センサとして回転センサを構成した一例を示したが、温度センサ、振動センサ、圧力センサなどを用いてもよい。また、上記の実施形態では、転がり軸受として玉軸受を用いたが、ころ軸受等の玉軸受以外の転がり軸受を用いてもよい。
また、上記の実施形態では、センサ取付部材２０に低炭素鋼板を用いたが、りん青銅を用いてもよい。りん青銅はばね性に優れており、これを用いて挿嵌部２２を成形した場合、挿嵌部２２の弾性変形領域を増やすことができるので、挿嵌部２２の弾性変形領域内での縮径可能な量を大きくすることができる。よって、センサ部Ｓの取付強度をより高めるべく突起部２２ａの突出を高くしても、挿嵌部２２を塑性変形させることなく外輪１２の内周面に挿嵌することができ、突起部２２ａを取付溝１２ａに係合させることができる。
また、上記の実施形態では、突起部２２ａは挿嵌部２２端部の略全周に形成したが、所定の長さで部分的に折り返して形成した突起部２２ａを、挿嵌部２２端部の周方向に複数個配置してもよい。
【００２６】
また、本発明のセンサ付き転がり軸受は、上記各実施形態に限定されるものではなく、転がり軸受の構成や、突起部の材質、形状等は、本発明の趣旨に基づいて適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受の要部構成を示す軸方向断面図である。
【図２】図１中センサ取付部材の要部を示した軸方向断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受におけるセンサ部の側面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係るセンサ付き転がり軸受におけるセンサ取付部材の要部を示した軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    センサ付き転がり軸受
１２    外輪（軌道輪）
１２ａ  取付溝
１２ａ１  段差面
１２ｃ  内周面端部
１４    ボール（転動体）
２２    挿嵌部
２２ａ  突起部
２２ａ１  テーパー部
２２ａ２  抜け止め部
３１    センサ
Ｓ      センサ部
【図１】
2005240838.tif 000003
【図２】
2005240838.tif 000004
【図３】
2005240838.tif 000005
【図４】
2005240838.tif 000006