(57)【要約】【課題】回転センサ付き軸受において、外部から加えられる衝撃力により磁気エンコーダを構成する磁性ゴム層が損傷を受けることを防止し信頼性を向上させることである。【解決手段】芯金９の外周面に設けられた磁気エンコーダ１１をゴム等でなる弾性支持層１２と、一定ピッチで異極の磁極を交互に形成した磁性ゴム層１３との２層構造とし、外部からの衝撃力を弾性支持層１２で緩和し、直接磁性ゴム層１３に作用しないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪及び前記内輪と外輪の間に介在された複数の転動体を備え、前記内輪と外輪のいずれか一方を回転側軌道輪、他方を固定側軌道輪と定め、回転側軌道輪に装着した芯金に周方向に一定ピッチで異極の磁極を交互に着磁した磁性ゴムでなる磁気エンコーダを固着し、固定側軌道輪に前記磁気エンコーダに対向したセンサ素子を設けてなる回転センサ付き軸受において、前記磁気エンコーダを前記芯金に固着したゴム等でなる弾性支持層と、その弾性支持層上に積層され前記の磁極が着磁された磁性ゴム層との２層構造で形成されたことを特徴とする回転センサ付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転センサ付き軸受に関し、特にインパクトレンチ等の電動工具のように大きな衝撃力が発生する製品に適するものである。
【背景技術】
【０００２】
内輪、外輪及び前記内輪と外輪の間に介在された複数の転動体を備え、前記内輪と外輪のいずれか一方を回転側軌道輪、他方を固定側軌道輪となし、回転側軌道輪に装着した芯金に周方向に一定ピッチで異極の磁極を交互に着磁した磁気エンコーダを固着し、固定側軌道輪に装着した芯金に前記磁気エンコーダに対向したセンサ素子を取付けた回転センサ付き軸受は従来から知られている。また、前記の磁気エンコーダを、フェライト等の磁性材料の粉体を耐熱性ニトリルゴム等の耐熱性ゴムで結合した磁性ゴムにより形成し、前記芯金に加硫接着することも従来から知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
前記の回転センサ付き軸受は、モータの回転速度検出や回転方向検出の目的でモータハウジング内に組み込んで使用されることが多い。この場合、モータは外部から振動を受けることはあっても、特に大きな衝撃力を受けることはないので、従来の磁気エンコーダは格別に弾性力を考慮することなく、磁力が最大限に大きくなり、かつ加硫接着が可能な割合の磁性粉をゴムに混練した磁性ゴムが使用されていた。
【特許文献１】特開２００２−３４９５５６号公報（発明の実施の形態の項参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来の磁気エンコーダを構成する磁性ゴムは、加硫接着可能な範囲でもっぱら磁力を大きくすることを目的にして磁性粉を混練していたものであったので、純粋なゴムに比べてもろい傾向があった。このため、前記の回転センサ付き軸受をインパクトレンチのように回転方向に大きな衝撃力が発生する製品に組み込んで使用した場合、磁気エンコーダに繰返し加わる衝撃力によって磁性ゴムが芯金との境界面から剥離したり、内部で疲労破壊が生じて磁性ゴムが破壊したりするおそれがあった。
【０００５】
そこで、この発明は磁気エンコーダに対し耐衝撃性を付加することにより、インパクトレンチ等の電動工具その他に使用されるものとして、信頼性の高い回転センサ付き軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、この発明は、内輪、外輪及び前記内輪と外輪の間に介在された複数の転動体を備え、前記内輪と外輪のいずれか一方を回転側軌道輪、他方を固定側軌道輪と定め、回転側軌道輪に装着した芯金に周方向に一定ピッチで異極の磁極を交互に着磁した磁性ゴムでなる磁気エンコーダを固着し、固定側軌道輪に前記磁気エンコーダに対向したセンサ素子を設けてなる回転センサ付き軸受において、前記磁気エンコーダを前記芯金に固着したゴム等でなる弾性支持層と、その弾性支持層上に積層され前記の磁極が着磁された磁性ゴム層との２層構造で形成された構成を採用した。
【０００７】
なお、前記弾性支持層と磁性ゴム層の厚みを１：１〜２：１の範囲に設定した構成を採用することにより、弾性支持層による緩衝効果を高めることができる。また、前記磁性ゴム層の磁性材料の含有割合を４５vol％〜７０vol％に設定することができる。
【発明の効果】
【０００８】
前記の構成を備えた回転センサ付き軸受は、軸受外部から衝撃が加わった場合に、弾性支持層の弾性力により衝撃を吸収し、その上層に積層された磁性ゴム層へ加わる衝撃を緩和する。また、弾性支持層を磁性ゴム層に比べ相対的に厚く形成することにより緩衝効果を高め、さらに、磁性ゴム層の磁性材料の量を規制することにより磁性ゴム層自体の弾力性を高め、弾性支持層の緩衝効果と相まって、磁性ゴム層の耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示した回転センサ付き軸受は、内輪１を回転側軌道輪、外輪２を固定側軌道輪と定めた内輪回転型軸受であり、内輪１、外輪２及び両者の対向した軌道溝３、４の間に保持器５によって保持された複数の転動体６が介在される。前記内輪１と外輪２の一方の側面において、固定側の外輪２に装着したシール部材７を回転側の内輪１に接触させている。
【００１０】
前記のシール部材７を設けた側と反対側の端部において、内輪１の外径面に芯金９を固定している。芯金９の一部はアキシャル方向に突き出し、その突き出し部分の外径面に環状の磁気エンコーダ１１が設けられる。
【００１１】
前記の磁気エンコーダ１１に対向して、外輪２の内径面に環状の外環１４が固定される。外環１４は前記芯金９の突き出し部分と平行にこれより若干長く突き出した部分を有し、その部分の内径面に環状のセンサハウジング１５が圧入されるとともに、カシメ爪１６により固定される。センサハウジング１５は断面形状がＬ形をなし、その内径面の大径部分が前記磁気エンコーダ１１の外周面に所定のすき間をおいて対向する。また小径部分は前記芯金９と同程度の大きさであり、磁気エンコーダ１１の外端面に対し所要のすき間をおいて対向する。
【００１２】
前記のセンサハウジング１５の一部にその外端面に開放された円弧状の凹部１７が設けられ（図２参照）、その凹部１７に回路基板１８が装着される。その回路基板１８に設けられたセンサ素子１９（図１（ａ）参照）が前記センサハウジング１５内径面の大径部分に露出するように一体化される。これによりセンサ素子１９は磁気エンコーダ１１に所要のすき間をおいて対向する。また、回路基板１８からケーブル２０が外環１４の外部に引き出される。
【００１３】
なお、前記の凹部１７には樹脂モールド２１が施され、これにより回路基板１８が閉塞され保護される。
【００１４】
前記の磁気エンコーダ１１は２層構造であり、芯金９に固着された第１層の弾性支持層１２は磁性材料の混じらない純粋なゴム材料でなる。また、その外周面に加硫接着により積層された第２層の磁性ゴム層１３は、前記と同様のゴム材料に４５vol％〜７０vol％の含有割合で磁性粉末等の磁性材料を混入したものであり、従来の場合と同様に周方向に一定ピッチで異極の磁極が交互に着磁される。前記の弾性支持層１２と磁性ゴム層１３との加硫接着は、同時に行ってもよいし、また１層ずつ順番に行ってもよい。１層目の弾性支持層１２と２層目の磁性ゴム層１３の厚さの比は、１：１〜２：１の範囲とする。
【００１５】
前記のような２層構造を採用した場合、２層の合計厚さは従来の１層の磁気エンコーダ１１の厚さと同一であるので、両者の厚さの比を前記のように設定すると、磁性ゴム層１３は従来の場合より薄くなり、これと同等又はこれより厚い弾性支持層１２により支持され、外部からの衝撃力が弾性支持層１２で吸収される。弾性支持層１２と磁性ゴム層１３のゴム材料としては、耐熱性ニトリル系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム等を用いることができる。
【００１６】
また、磁性ゴム層１３における磁性粉の含有割合は４５vol％〜７０vol％に設定されるが、これは４５vol％よりも小さい場合は、センシングのための充分な磁束密度が得られず、７０vol％よりも大きい場合は、ゴム本来の柔軟性が極端に損なわれ、加硫接着が困難になるとともに衝撃力の吸収作用が低下する。
【００１７】
なお、磁性粉として希土類系を用いると、フェライト系に比べて磁性粉の含有割合を少なくしても同程度の表面磁束密度を得ることが可能となる。
【００１８】
実施形態の回転センサ付き軸受は以上のようなものであり、インパクトレンチ等に組み込んで使用に供される。内輪１の回転とともに磁気エンコーダ１１が回転するので、その回転数に応じて変化する出力信号がセンサ素子１９から得られる。外部からの衝撃力が作用すると、芯金９を通じて磁気エンコーダ１１に伝わるが、その途中において弾性支持層１２の部分においてその衝撃力が吸収緩和される。このため、磁性ゴム層１３に対しては大きな衝撃力が直接作用することが避けられる。このため、回転センサ付き軸受の信頼性が向上する。
【００１９】
なお、以上の実施形態は内輪回転型として説明したが、外輪回転型の場合は外輪２側に磁気エンコーダ１１が取り付けられ、これに対向したセンサ素子１９等を有するセンサハウジング１５が内輪１側に設けられる。磁気エンコーダ１１の２層構造は前記実施形態の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）実施形態の断面図、（ｂ）（ａ）図の一部拡大図
【図２】図１（ａ）の側面図
【符号の説明】
【００２１】
１  内輪
２  外輪
３  軌道溝
４  軌道溝
５  保持器
６  転動体
７  シール部材
９  芯金
１１  磁気エンコーダ
１２  弾性支持層
１３  磁性ゴム層
１４  外環
１５  センサハウジング
１６  カシメ爪
１７  凹部
１８  回路基板
１９  センサ素子
２０  ケーブル
２１  樹脂モールド
【図１】
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【図２】
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