(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に設けられた突起部２４ａを弾性樹脂により成形した。これにより、センサ部Ｓを転がり軸受に取付ける際、突起部２４ａは押し縮められて内周面端部１２ｃを通過することができる。さらに、突起部２４ａが取付溝１２ａに到達した時には、突起部２４ａはその弾性により押し縮められる前の形状に戻るので、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
2005233376.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かつ前記取付溝に係合する突起部が形成されている円環状の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、を有するセンサ付き転がり軸受において、
前記突起部は、当該突起部先端で形作られる接円の直径が前記軌道面側の周面の直径となるまで押し縮められることを許容できる弾性を有する樹脂で形成されていることを特徴とする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】
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）では、突起部の高さが転がり軸受の取付溝の底部まで完全に係合できる程度に設定されていれば、センサ部の取付け強度を高めることができる。
しかしながら、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、ある程度以上に突起部を高くすると、センサ部を転がり軸受に挿嵌する際、突起部が取付溝に係合する前に、軌道面側の周面の端部により突起部が窄められて、つぶれたり、あるいは、挿嵌部が窄められて縮径されたりといったことが発生した。このように変形したセンサ部では、突起部が取付溝に充分係合できず、充分な取付け強度が得られない場合があった。そして、このような変形を防ぐために、突起部は、挿嵌部が弾性変形で窄まることが可能な程度の高さ以上には設定できず、当該転がり軸受の使用環境によってはセンサ部の取付け強度が不足する場合もあった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、センサ部の取付け強度を高めるべく、その突起部を充分に高くしても、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かつ前記取付溝に係合する突起部が形成されている円環状の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、を有するセンサ付き転がり軸受において、前記突起部は、当該突起部先端で形作られる接円の直径が前記軌道面側の周面の直径となるまで押し縮められることを許容できる弾性を有する樹脂で形成され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、前記突起部は、当該突起部先端で形作られる接円の直径が前記軌道面側の周面の直径となるまで押し縮められることを許容できる弾性を有する樹脂で成形されているので、前記挿嵌部を前記軌道面側の周面に挿嵌する際、前記突起部は押し縮められて前記軌道面側の周面を通過することができる。さらに、前記突起部が前記取付溝に到達した時には、当該突起部はその弾性により押し縮められる前の形状に戻るので、前記取付溝に確実に係合することができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明のセンサ付き転がり軸受は、センサ部の取付け強度を高めるべく、その突起部を高くしても、突起部をつぶすことなく、前記取付溝に確実に係合させることができるので、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】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、段付部２３側に大径部２２ａが、挿嵌部２２の外端部側に小径部２２ｂがそれぞれ設けられている。この大径部２２ａの外周面は、外輪１２の内周面端部１２ｃの内径と略同じ径で円筒状に形成されている。また、小径部２２ｂは、前記大径部２２ａよりやや小さい径で円筒状に形成されており、その外端部には、取付溝１２ａに係合する突起部２４ａが形成された樹脂部材２４が固定されている。この樹脂部材２４は、例えばシリコンゴムで成形されており、図３に示すように挿嵌部２２の周方向に所定の間隔を空けて複数個取付けられている。
【００１１】
図２に戻って、この樹脂部材２４には、断面が略台形状で径方向大径部２２ａより径方向外側に突出し、取付溝１２ａに係合している突起部２４ａが形成されている。この突起部２４ａは、取付溝１２ａに係合している状態で取付溝１２ａ底部に接する程度の高さに設定されており、突起部２４ａの突起部先端２４ａ１と突起部側面２４ａ２とを、取付溝１２ａの底面および側面に対してそれぞれ密接するような形状に成形されている。
また、樹脂部材２４には、小径部２２ｂの端部が嵌合される溝部２４ｂが形成されており、またこの溝部２４ｂ内には軸状の固定部２４ｃが形成されている。そして、当該溝部２４ｂに小径部２２ｂの端部を嵌めた後、固定部２４ｂを小径部２２ｂに設けられた取付孔２２ｃに挿通することで当該樹脂部材２４は小径部２２ｂに固定される。また、樹脂部材２４は、小径部２２ｂと大径部２２ａとをつないでいるテーパー部分に対して沿うように成形され、大径部２２ａと小径部２２ｂとの段差を無くし、挿嵌部２２が外輪１２の内周面端部１２ｃに密接するように成形されている。このようにして、樹脂部材２４は、小径部２２ｂの外端部に取付けられている。また、樹脂部材２４は、センサ取付部材２０を金型にインサートし、射出樹脂成形にて小径部２２ｂの端部に直接成形することで取付けてもよい。
また、センサ取付部材２０は、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、センサ保持部２１に挿嵌されているセンサ部材３０も玉軸受１１に対して確実に位置決めされている。
【００１２】
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。
【００１３】
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の外部方向へ突出させている。
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。
【００１４】
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を構成している。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、樹脂部材２４の突起部２４ａ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。
また、挿嵌部２２が外輪１２の内周面に挿嵌される時、突起部先端２４ａ１で形作られる接円の直径が取付溝１２ａの底面と略同じ径で成形されている突起部２４ａは、外輪１２の内周面端部１２ｃに押し縮められつつ挿嵌される。このとき、突起部２４ａが形成されている樹脂部材２４は、上述したようにシリコンゴムで成形されており、この弾性体であるシリコンゴムの伸縮性を利用して突起部２４ａが押し縮められることを許容できるようにしている。さらに、この樹脂部材２４は小径部２２ｂに固定されており、突起部２４ａが押し縮められる径と略同じである大径部２２ａより内径方向へシリコンゴムの厚みを増すように構成されている。これによって、シリコンゴムの厚みを突起部２４ａの縮む方向に増すことができ、突起部２４ａの伸縮幅を充分に確保できるようにしている。そして、突起部２４ａは取付溝１２ａに達すると、シリコンゴムの弾性によって押し縮められる前の形状に戻り、取付溝１２ａと係合することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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は、センサ取付部材２０の突起部２４ａが、シリコンゴムで成形されており、この弾性体であるシリコンゴムの伸縮性により、当該突起部２４ａにも伸縮性が付与される。これにより、当該突起部２４ａは、当該突起部先端２４ａ１で形作られる接円の直径が外輪１２の内周面端部１２ｃの内径となるまで押し縮められることが許容される。よって、挿嵌部２２を外輪１２の内周面に挿嵌する際、突起部２４ａは押し縮められて前記内周面端部１２ｃを通過することができる。
さらに、突起部２４ａが取付溝１２ａに到達した時には、突起部２４ａはその弾性により押し縮められる前の形状に戻るので、前記取付溝１２ａに確実に係合することができ、センサ部Ｓを玉軸受１１に確実に固定できる。
また、本実施形態では、突起部２４ａをシリコンゴムで成形したので、容易に取付溝１２ａの底面および側面に対してそれぞれ密接するような形状に成形することができる。従って、前記従来の金属による突起と比較して接触面積をより多く取れるのでセンサ部Ｓの取付強度を向上させることができる。また、突起部２４ａと取付溝１２ａとの接触面積をより多く取れるので、その摩擦抵抗はより高くなる。よって、センサ部Ｓの外輪１２に対する回転を防止できる。
また、本実施形態では、センサ部Ｓの挿嵌部２２を玉軸受１１の外輪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。
【００１７】
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部を表す側面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、センサ取付部材２０に取付けられている樹脂部材２４が円環形状とされ、突起部２４ａが全周に設けられている点である。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。
本実施形態では、取付溝１２ａに係合している突起部２４ａが挿嵌部２２の全周に形成されているため、突起部２４ａが取付溝１２ａに対する接触面積が第一の実施形態よりも大きく確保できる。従って、玉軸受１１に対するセンサ部Ｓの取付強度をより高いものとすることができる。
【００１８】
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、樹脂部材２４にシリコンゴムを用いたが、ナイロン６を用いても良い。また、上記の実施形態では、突起部２４ａは、取付溝１２ａに係合している状態で取付溝１２ａ底部に充分接する高さに設定したが、突起部２４ａをより高くして、取付溝１２ａに係合したときに突起部先端２４ａ１が取付溝１２ａ底面で、ややつぶされる程度に設定してもよい。突起部２４ａが有する弾性による反力により突起部先端２４ａ１が取付溝１２ａ底面に押し付けられるので、よりセンサ部Ｓの取付強度を高め、センサ部Ｓの外輪１２に対する回転の防止をすることができるからである。
【００１９】
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、挿嵌部の形状、突起部の材質、形状、数量等は、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】
【００２０】
【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部の側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    センサ付き転がり軸受
１２    外輪（軌道輪）
１２ａ  取付溝
１２ｃ  内周面端部
１４    ボール（転動体）
２２    挿嵌部
２４ａ  突起部
２４ａ１  突起部先端
３１    センサ
Ｓ      センサ部
【図１】
2005233376.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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