JP2007121019A - 角度センサ一体型滑り軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、滑り軸受内にレゾルバを内蔵させることにより、モータを小型かつ簡略化させることを目的とする。
【解決手段】本発明による角度センサ一体型滑り軸受は、外輪(1)の内側に内輪(7)が設けられ、前記外輪(1)と内輪(7)が滑り面(14)を介して相対回転するようにした滑り軸受(4)を用い、前記滑り軸受(4)にはレゾルバ(15)が設けられている構成である。
【選択図】図２

Description

本発明は、角度センサ一体型滑り軸受に関し、特に、滑り軸受に角度センサを内蔵させることにより、電動パワーステアリング用モータ、発電機、スターターモータ、位置決め用モータ等の軸受の角度センサで回転検出し、小型化等を達成するための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種の滑り軸受としては、電動パワーステアリング等における滑り軸受には回転センサは内蔵されておらず、駆動用のモータが、例えば、特許文献１及び２で示されるモータエンコーダで構成されるか、又は、モータの外側に特許文献３で示されるＶＲレゾルバを設けることにより、パワーアシストを行っていた。
特開６２−２７８４０８号公報 米国特許第５９１２５４１号明細書 特開４−１６９８１６号公報
従来の滑り軸受は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、滑り軸受の中には角度センシング機能を有していなかったため、滑り軸受の周辺又はモータ自体に大型のセンサを組み込まなければならず、滑り軸受の周辺の大型化及びモータの大型化となり、近年のように、小型軽量のモータが求められると、このような要望には応えることが困難であった。
本発明による角度センサ一体型滑り軸受は、外輪の内側に内輪が設けられ、前記外輪と内輪が滑り面を介して相対回転するようにした滑り軸受を用い、前記滑り軸受にはレゾルバが内蔵して設けられている構成であり、また、前記外輪にはステータ又はロータが設けられ、前記内輪にはロータ又はステータが設けられている構成であり、また、前記外輪にはステータ巻線を有するステータが設けられ、前記内輪には前記ステータに対応するロータが設けられている構成であり、また、前記外輪にはロータが設けられ、前記内輪には前記ロータに対応するステータが設けられている構成であり、また、前記滑り軸受は樹脂で形成され、前記レゾルバは樹脂で一体成形されている構成であり、また、前記レゾルバの信号は、前記外輪又は内輪に接続されるリード線、端子、コネクタ及び無線通信手段の何れかによって入出力するようにした構成であり、また、前記外輪にはステータ巻線を有するステータが設けられ、前記内輪にはロータが設けられ、前記ステータのステータ外周が前記滑り軸受の取り付け面を形成している構成であり、また、前記外輪にはステータ巻線を有するステータが前記樹脂内に一体成形されて埋設され、前記ロータは前記樹脂内に一体成形されて埋設され、前記外輪の前記樹脂よりなる樹脂外周が前記滑り軸受の取り付け面を形成している構成であり、また、前記レゾルバのレゾルバ信号におけるｓｉｎ及びｃｏｓの電圧信号を、ｓｉｎ2α＋ｃｏｓ２α＝１でモニターし、前記１に対して一定の閾値を越えた場合は前記滑り面のクリアランスの異常を検出する構成である。
本発明による角度センサ一体型滑り軸受は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、滑り軸受内に角度センサであるレゾルバを内蔵することで、回転指示と角度検出の両方を実現することができ、センサを内蔵した上で大幅な小型化及び軽量化を達成することができる。
また、モータの部品点数の低減及びコストダウンが達成できる。
また、レゾルバの２相の出力信号の値をモニターすることによって、滑り部の摩耗等によるクリアランスの異常を検出することができる。
本発明は、滑り軸受に角度センサを内蔵させることにより、電動パワーステアリング用モータ、発電機、スターターモータ、位置決め用モータ等の軸受の角度センサで回転検出し、小型化等を達成するようにした角度センサ一体型滑り軸受を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明による角度センサ一体型滑り軸受の好適な実施の形態について説明する。
図１及び図２は、レゾルバのステータ外周を相手方に対する取り付け面とするインナーロータの内径回転タイプを示すための平面図と断面図であり、符号１で示されるものは輪状の鉄心からなるステータ２を一体モールドで有する外輪である。
前記ステータ２のステータ外周３は前記外輪１の外周１ａよりも大径で外側へ突出しており、前記ステータ外周３はこの滑り軸受４をモータ等の相手方へ取付ける時の取り付け面３ａを形成している。
前記外輪１のステータ２には、周知の励磁巻線と出力巻線とからなるステータ巻線５が設けられており、前記外輪１の内側には輪状の鉄心からなるロータ６を一体モールドで有する内輪７が滑り面１４を介して回転自在に設けられ、前記外輪１と内輪７とは滑り面１４を介して相対回転自在に構成されている。
尚、前述のステータ２とロータ６によりレゾルバ１５を構成している。
前記ロータ６の中心位置には、モータ等の回転軸を貫通させて取付けるための取付孔８が設けられており、前記外輪１の外周１ａの一端には、前記ステータ巻線５に対するレゾルバ信号である２相のｓｉｎ、ｃｏｓの電圧信号の取り出し及び励磁信号を印加するための端子１０を保持するための端子保持部１１が一体に形成されている。
従って、前述の構成において、図示しないモータに前記滑り軸受４を取り付ける場合、前記滑り軸受４のステータ外周３を相手方の取付穴内に嵌合させ、モータの回転軸を前記取付孔８に接続することにより、モータの一端にレゾルバ１５を有する滑り軸受４を取り付けることができる。
尚、前述の図１及び図２の構成においては、レゾルバ１５を樹脂の外輪１と内輪７に設けた場合について述べたが、樹脂に限ることなく、アルミ等の他の非磁性材を用いることもできる。
また、外輪１にステータ２、内輪７にロータ６を設けた場合について述べたが、外輪１にロータ６を設け、内輪７にステータ２を設けてアウタロータ型とすることもできる。
また、前記端子１０の代わりに、リード線、コネクタ及び送受信型の無線通信手段の何れかを用いて、信号の入出力を行うように構成されている。
また、前記レゾルバ１５のレゾルバ信号におけるｓｉｎ及びｃｏｓの電圧信号を、ｓｉｎ２α＋ｃｏｓ２α＝１で図示しない制御部によってモニターし、前記１に対して一定の閾値を越えた場合は前記滑り面１４のクリアランスの異常を検出することができる。
図３の構成は、図２の他の形態を示すもので、図２の構成と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、図２と異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、前記外輪１内に前記ステータ２が完全に埋設され、前記ロータ６は前記内輪７内に完全に埋設され、前記取付孔８は前記内輪７に形成されている。
また、前記取り付け面３ａは前記外輪１の樹脂外周１Ａに形成されている。
尚、図３の構成において、外輪１にロータ６、内輪７にステータ２を設けることも前述と同様に可能で、前述のレゾルバ信号を用いて滑り面１４のクリアランスの異常も同様に検出可能である。
本発明は、滑り軸受だけではなく、ボール軸受にも適用可能である。
本発明による角度センサ一体型滑り軸受を示す平面図である。 図１の断面図である。 図１の他の形態を示す断面図である。
符号の説明
１ 外輪
１Ａ 樹脂外周
２ ステータ
３ ステータ外周（取り付け面）
４ 滑り軸受
５ ステータ巻線
６ ロータ
７ 内輪
８ 取り付け孔
１０ 端子
１１ 保持部
１４ 滑り面
１５ レゾルバ

Claims (9)

  1. 外輪(1)の内側に内輪(7)が設けられ、前記外輪(1)と内輪(7)が滑り面(14)を介して相対回転するようにした滑り軸受(4)を用い、
    前記滑り軸受(4)にはレゾルバ(15)が内蔵して設けられていることを特徴とする角度センサ一体型滑り軸受。
  2. 前記外輪(1)にはステータ(2)又はロータ(6)が設けられ、前記内輪(7)にはロータ(6)又はステータ(2)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  3. 前記外輪(1)にはステータ巻線(5)を有するステータ(2)が設けられ、前記内輪(7)には前記ステータ(2)に対応するロータ(6)が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  4. 前記外輪(1)にはロータ(6)が設けられ、前記内輪(7)には前記ロータ(6)に対応するステータ(2)が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  5. 前記滑り軸受(4)は樹脂で形成され、前記レゾルバ(15)は樹脂で一体成形されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  6. 前記レゾルバ(15)の信号は、前記外輪(1)又は内輪(7)に接続されるリード線、端子(10)、コネクタ及び無線通信手段の何れかによって入出力するように構成したことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  7. 前記外輪(1)にはステータ巻線(5)を有するステータ(2)が設けられ、前記内輪(7)にはロータ(6)が設けられ、前記ステータ(2)のステータ外周(3)が前記滑り軸受(4)の取り付け面(3a)を形成していることを特徴とする請求項１、２、３、５、６の何れかに記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  8. 前記外輪(1)にはステータ巻線(5)を有するステータ(2)が前記樹脂内に一体成形されて埋設され、前記ロータ(6)は前記樹脂内に一体成形されて埋設され、前記外輪(1)の前記樹脂よりなる樹脂外周(1A)が前記滑り軸受(4)の取り付け面(3a)を形成していることを特徴とする請求項５記載の角度センサ一体型滑り軸受。
  9. 前記レゾルバ(15)のレゾルバ信号におけるｓｉｎ及びｃｏｓの電圧信号を、ｓｉｎ2α＋ｃｏｓ２α＝１でモニターし、前記１に対して一定の閾値を越えた場合は前記滑り面(14)のクリアランスの異常を検出することを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の角度センサ一体型滑り軸受。
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