(57)【要約】【課題】安価な回転センサで、磁性体や外部磁界が存在する環境で使用しても安定して内輪の回転を検出できる回転センサ付き転がり軸受を提供することである。【解決手段】回転軌道輪となる内輪１の一端側に、光を透過する多数のスリット６ａを外周部の円周方向に等間隔で設けた回転子６を装着し、固定軌道輪となる外輪２の回転子装着側と同じ一端側に、回転子６の外周部に向けて光を発光する発光素子７ａと、回転子６の回転に伴ってスリット６ａを透過する光を受光する受光素子７ｂとを対向させて配備し、受光素子７ｂで受光した光のパルス信号を出力するフォトインタラプタ７を装着して、内輪１の回転を検出する回転センサを構成することにより、安価な回転センサで、磁性体や外部磁界が存在する環境で使用しても安定して内輪１の回転を検出できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軌道輪となる内輪と固定軌道輪となる外輪の間に複数の転動体を配列し、前記内輪の一端側に、光を透過する多数のスリットを外周部の円周方向に等間隔で設けた回転子を装着し、前記外輪のこの回転子装着側と同じ一端側に、前記回転子の外周部に向けて光を発光する発光素子と、回転子の回転に伴って前記外周部のスリットを透過する光を受光する受光素子とを対向させて配備し、受光素子で受光した光のパルス信号を出力するフォトインタラプタを装着して回転センサを構成し、この回転センサで前記内輪の回転を検出するようにした回転センサ付き転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪を、前記フォトインタラプタが外輪に装着された側に拡幅し、この内輪の拡幅部の外径面に、前記回転子を圧入して装着した請求項１に記載の回転センサ付き転がり軸受。
【請求項３】
前記フォトインタラプタの軸方向寸法を、前記内輪の拡幅寸法以下とした請求項２に記載の回転センサ付き転がり軸受。
【請求項４】
前記内輪と外輪の間の軸受空間にグリースを充填し、少なくとも前記フォトインタラプタを装着した一端側に、前記軸受空間をシールするシール部材を装着した請求項１乃至３のいずれかに記載の回転センサ付き転がり軸受。
【請求項５】
前記グリースをポリアルオレフィン系グリースとした請求項４に記載の回転センサ付き転がり軸受。
【請求項６】
前記軸受空間へのグリースの充填率を、その静止空間容積の９０％以下とした請求項４または５に記載の回転センサ付き転がり軸受。
【請求項７】
前記内輪と外輪の間の軸受空間に、潤滑グリースまたは潤滑油と熱可塑性樹脂粉末とを混合して固形化した固形潤滑剤を充填した請求項１乃至３のいずれかに記載の回転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、内輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転センサ付き転がり軸受には、内輪と外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、円周方向で交互にＮ極とＳ極に着磁された磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサを、磁気エンコーダと対向するように保持するセンサ保持部材を固定軌道輪に装着して、回転軌道輪の回転を検出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。なお、転がり軸受は内輪が回転軌道輪となるものが多い。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４９５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたように、磁束の変化を検出する磁気センサで回転軌道輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受は、鉄粉等の磁性体や外部磁界が存在する環境で使用すると、これらの外乱によって回転センサの出力が不安定になる問題がある。また、磁気センサや多極に着磁された磁気エンコーダを備えた回転センサが高価なものとなる問題もある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、安価な回転センサで、磁性体や外部磁界が存在する環境で使用しても安定して内輪の回転を検出できる回転センサ付き転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の回転センサ付き転がり軸受は、回転軌道輪となる内輪と固定軌道輪となる外輪の間に複数の転動体を配列し、前記内輪の一端側に、光を透過する多数のスリットを外周部の円周方向に等間隔で設けた回転子を装着し、前記外輪のこの回転子装着側と同じ一端側に、前記回転子の外周部に向けて光を発光する発光素子と、回転子の回転に伴って前記外周部のスリットを透過する光を受光する受光素子とを対向させて配備し、受光素子で受光した光のパルス信号を出力するフォトインタラプタを装着して回転センサを構成し、この回転センサで前記内輪の回転を検出する構成を採用した。
【０００７】
すなわち、回転軌道輪となる内輪の一端側に、光を透過する多数のスリットを外周部の円周方向に等間隔で設けた回転子を装着し、固定軌道輪となる外輪の回転子装着側と同じ一端側に、回転子の外周部に向けて光を発光する発光素子と、回転子の回転に伴ってスリットを透過する光を受光する受光素子とを対向させて配備し、受光素子で受光した光のパルス信号を出力するフォトインタラプタを装着して回転センサを構成し、この回転センサで内輪の回転を検出することにより、安価な回転センサで、磁性体や外部磁界が存在する環境で使用しても安定して内輪の回転を検出できるようにした。
【０００８】
前記内輪を、前記フォトインタラプタが外輪に装着された側に拡幅し、この内輪の拡幅部の外径面に、前記回転子を圧入して装着することにより、回転子を簡単に装着することができる。
【０００９】
前記フォトインタラプタの軸方向寸法を、前記内輪の拡幅寸法以下とすることにより、回転センサ付き転がり軸受の幅寸法をコンパクトに設計することができる。
【００１０】
前記内輪と外輪の間の軸受空間にグリースを充填し、少なくとも前記フォトインタラプタを装着した一端側に、前記軸受空間をシールするシール部材を装着することにより、軸受空間に充填したグリースがフォトインタラプタ側へ漏れるのを防止して、光を検出するフォトインタラプタの出力の外乱となるのを防止することができる。
【００１１】
前記グリースをポリアルオレフィン（ＰＡＯ）系グリースとすることにより、グリースの油分の滲み出しを抑制して、フォトインタラプタ側への漏れをより確実に防止することができる。
【００１２】
前記軸受空間へのグリースの充填率は、その静止空間容積の９０％以下とするのが好ましい。
【００１３】
前記内輪と外輪の間の軸受空間に、潤滑グリースまたは潤滑油と熱可塑性樹脂粉末とを混合して固形化した固形潤滑剤を充填することによっても、軸受空間に充填した潤滑剤がフォトインタラプタ側へ漏れるのを防止して、光を検出するフォトインタラプタの出力の外乱となるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転センサ付き転がり軸受は、回転軌道輪となる内輪の一端側に、光を透過する多数のスリットを外周部の円周方向に等間隔で設けた回転子を装着し、固定軌道輪となる外輪の回転子装着側と同じ一端側に、回転子の外周部に向けて光を発光する発光素子と、回転子の回転に伴ってスリットを透過する光を受光する受光素子とを対向させて配備し、受光素子で受光した光のパルス信号を出力するフォトインタラプタを装着して回転センサを構成し、この回転センサで内輪の回転を検出するようにしたので、安価な回転センサで、磁性体や外部磁界が存在する環境で使用しても安定して内輪の回転を検出することができる。
【００１５】
前記内輪を、フォトインタラプタが外輪に装着された側に拡幅し、この内輪の拡幅部の外径面に、回転子を圧入して装着することにより、回転子を簡単に装着することができる。
【００１６】
前記フォトインタラプタの軸方向寸法を、内輪の拡幅寸法以下とすることにより、回転センサ付き転がり軸受の幅寸法をコンパクトに設計することができる。
【００１７】
前記内輪と外輪の間の軸受空間にグリースを充填し、少なくともフォトインタラプタを装着した一端側に、軸受空間をシールするシール部材を装着することにより、軸受空間に充填したグリースがフォトインタラプタ側へ漏れるのを防止して、光を検出するフォトインタラプタの出力の外乱となるのを防止することができる。
【００１８】
前記グリースをＰＡＯ系グリースとすることにより、グリースの油分の滲み出しを抑制して、フォトインタラプタ側への漏れをより確実に防止することができる。
【００１９】
前記内輪と外輪の間の軸受空間に、潤滑グリースまたは潤滑油と熱可塑性樹脂粉末とを混合して固形化した固形潤滑剤を充填することによっても、軸受空間に充填した潤滑剤がフォトインタラプタ側へ漏れるのを防止して、光を検出するフォトインタラプタの出力の外乱となるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。この回転センサ付き転がり軸受は、図１に示すように、回転軌道輪となる内輪１の軌道面１ａと、固定軌道輪となる外輪２の軌道面２ａとの間に、複数のボール３が保持器４で保持された深溝玉軸受であり、内輪１と外輪２の間の軸受空間に、ＰＡＯ系グリースＡがその静止空間容積の９０％以下の充填率で充填され、軸受空間の両側に、シール部材としてのシールド５が装着されている。シールド５は、外輪２の内径面に設けられたシール溝２ｂに装着され、先端が内輪１の外径面に設けられたシール溝１ｂに向けて内向きに屈曲している。
【００２１】
図１および図２に示すように、前記内輪１の一端側の端面には、光を透過する多数のスリット６ａを外周部の円周方向に等間隔で設けた回転子６が装着され、外輪２の同じ一端側の端面には、回転子６の両側に発光素子７ａと受光素子７ｂを対向させて配備したフォトインタラプタ７が装着されている。図示は省略するが、回転子６とフォトインタラプタ７は、接着やビス止め等によって装着される。
【００２２】
前記フォトインタラプタ７は、発光素子７ａが回転子６の外周部に向けて光を発光し、受光素子７ｂが回転子６の回転に伴ってスリット６ａを透過する光を受光して、光電作用によってパルス電流を発するものであり、このパルス電流をパルス信号としてハーネス７ｃから出力して、回転子６の回転、すなわち内輪１の回転を検出する。したがって、回転子６とフォトインタラプタ７で構成される回転センサは、鉄粉等の磁性体や外部磁界の影響を受けることはない。
【００２３】
図３は、第２の実施形態を示す。この回転センサ付き転がり軸受は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、内輪１がフォトインタラプタ７の装着側に拡幅され、内輪１の拡幅部の外径面に回転子６が圧入で装着されている点と、軸受空間に潤滑グリースまたは潤滑油と熱可塑性樹脂粉末とを混合して固形化した固形潤滑剤Ｂが充填され、軸受空間のシール部材が省略されている点とが異なる。なお、フォトインタラプタ７の軸方向寸法は、内輪１の拡幅寸法以下とされ、回転センサ付き転がり軸受の幅寸法がコンパクトに設計されている。
【００２４】
前記固形潤滑剤Ｂの成分となる潤滑グリースと潤滑油は、特に限定されるものではなく、潤滑グリースとしては、合成油や鉱油を石けんまたは非石けんで増ちょうしたものを用いることができ、潤滑油としては、一般に使用されている合成油や鉱油を用いることができる。また、固形潤滑剤Ｂの成分となる熱可塑性樹脂粉末の樹脂としては、超高分子量ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、メチルメタアクリル樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂等を挙げることができる。
【００２５】
上述した各実施形態では、転がり軸受を深溝玉軸受としたが、本発明に係る回転センサ付き転がり軸受は、深溝玉軸受に限定されることはなく、他の玉軸受やころ軸受にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す縦断面図
【図２】図１の側面図
【図３】第２の実施形態の回転センサ付き転がり軸受を示す縦断面図
【符号の説明】
【００２７】
１  内輪
２  外輪
１ａ、２ａ  軌道面
１ｂ、２ｂ  シール溝
３  ボール
４  保持器
５  シールド
６  回転子
６ａ  スリット
７  フォトインタラプタ
７ａ  発光素子
７ｂ  受光素子
７ｃ  ハーネス
【図１】
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【図２】
2009228738.tif 000004
【図３】
2009228738.tif 000005