JP2007198847A - 回転センサ付き転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁界が発生する機器に組み込まれて使用されても、回転軌道輪の回転の原点を誤検出する恐れのない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】磁気エンコーダ6の第2の被検出部6bの円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部9a以外の残りの円周方向部分9bを、原点検出用着磁部9aの磁極と異なる磁極に着磁することにより、残りの円周方向部分9bから原点検出用着磁部9aと異なる磁極の磁束を積極的に発生させ、磁界が発生する機器に組み込まれて使用され、その漏洩磁束が残りの円周方向部分を若干通過しても、第2の被検出部6bからの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、回転軌道輪の回転の原点を誤検出しないようにした。
【選択図】図2
【解決手段】磁気エンコーダ6の第2の被検出部6bの円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部9a以外の残りの円周方向部分9bを、原点検出用着磁部9aの磁極と異なる磁極に着磁することにより、残りの円周方向部分9bから原点検出用着磁部9aと異なる磁極の磁束を積極的に発生させ、磁界が発生する機器に組み込まれて使用され、その漏洩磁束が残りの円周方向部分を若干通過しても、第2の被検出部6bからの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、回転軌道輪の回転の原点を誤検出しないようにした。
【選択図】図2
Description
本発明は、回転軌道輪の回転の原点を検出可能な回転センサ付き転がり軸受に関する。
各種回転機器の回転軸等を支持する転がり軸受には、内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に磁気エンコーダを装着し、固定軌道輪に磁気エンコーダの回転に伴う磁極の変化を検出するセンサ素子を装着して、回転軌道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がある。
この回転センサ付き転がり軸受には、磁気エンコーダに同心のリング状で互いに隣接する第1および第2の被検出部を設け、第1の被検出部を円周方向で交互に異なる磁極に着磁するとともに、第2の被検出部を円周方向の1箇所で、回転軌道輪の回転の原点検出用に、いずれかの磁極に着磁し、この磁気エンコーダの第1および第2の被検出部からの各磁束の変化をそれぞれ検出する第1および第2のセンサ素子を固定軌道輪に装着して、第1のセンサ素子で回転軌道輪の回転速度(回転数)を検出し、第2のセンサ素子で回転軌道輪の回転の原点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)。
特許文献1に記載されたものでは、磁気エンコーダの第2の被検出部の原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を薄肉に形成して、第2のセンサ素子との間隔を原点検出用着磁部よりも拡げ、第2のセンサ素子がこの残りの円周方向部分からの外乱磁束を誤検出しないようにしている。
特許文献1に記載された磁気エンコーダの第2の被検出部の原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を薄肉に形成した回転センサ付き転がり軸受は、第2の被検出部を容易に着磁して、回転軌道輪の回転の原点を検出できるが、モータ等の磁界が発生する機器に組み込まれて使用されると、機器から漏洩する磁束が第2の被検出部の薄肉に形成された残りの円周方向部分を通過することがあり、第2の被検出部からの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、本来は磁束を発生しない残りの円周方向部分を通過する漏洩磁束を検出して、回転の原点を誤検出する恐れがある。
そこで、本発明の課題は、磁界が発生する機器に組み込まれて使用されても、回転軌道輪の回転の原点を誤検出する恐れのない回転センサ付き転がり軸受を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明は、内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、同心のリング状で互いに隣接する第1および第2の被検出部を有し、第1の被検出部が円周方向で交互に異なる磁極に着磁され、第2の被検出部が円周方向の1箇所で、前記回転軌道輪の回転の原点検出用に、いずれかの磁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前記第1および第2の被検出部からの各磁束の変化をそれぞれ検出する第1および第2のセンサ素子を固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転速度を前記第1のセンサ素子で検出し、前記回転軌道輪の回転の原点を前記第2のセンサ素子で検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁した構成を採用した。
すなわち、磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁することにより、残りの円周方向部分から原点検出用着磁部と異なる磁極の磁束を積極的に発生させ、磁界が発生する機器に組み込まれて使用され、その漏洩磁束が残りの円周方向部分を若干通過しても、第2の被検出部からの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、回転軌道輪の回転の原点を誤検出しないようにした。
前記第2の被検出部の原点検出用着磁部を別体で形成し、前記第2の被検出部の円周方向で前記原点検出用着磁部の相当部位に窪み部を設けて、この窪み部に前記別体で形成した原点検出用着磁部を接着することにより、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。また、原点検出用着磁部を接着前に効率よく着磁することもできる。
前記第2の被検出部の残りの円周方向部分を別体で形成し、前記第2の被検出部の円周方向で前記原点検出用着磁部を凸形状に段差を設けて形成して、この凸形状の段差以外の円周方向部分に、前記別体で形成した残りの円周方向部分を接着することによっても、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。また、残りの円周方向部分を接着前に効率よく着磁することもできる。
本発明の回転センサ付き転がり軸受は、磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁することにより、残りの円周方向部分から原点検出用着磁部と異なる磁極の磁束を積極的に発生させるようにしたので、磁界が発生する機器に組み込まれて使用され、その漏洩磁束が残りの円周方向部分を若干通過しても、第2の被検出部からの磁束の変化を検出する第2のセンサ素子が、回転軌道輪の回転の原点を誤検出しないようにすることができる。
前記第2の被検出部の原点検出用着磁部を別体で形成し、第2の被検出部の円周方向で原点検出用着磁部の相当部位に窪み部を設けて、この窪み部に別体で形成した原点検出用着磁部を接着することにより、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。原点検出用着磁部を接着前に効率よく着磁することもできる。
前記第2の被検出部の残りの円周方向部分を別体で形成し、第2の被検出部の円周方向で原点検出用着磁部を凸形状に段差を設けて形成して、この凸形状の段差以外の円周方向部分に、別体で形成した残りの円周方向部分を接着することによっても、原点検出用着磁部の円周方向位置を目視で確認することができる。残りの円周方向部分を接着前に効率よく着磁することもできる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1乃至図3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モータの主軸を支持する深溝玉軸受であり、図1に示すように、回転軌道輪としての内輪1と固定軌道輪としての外輪2の間の軸受空間に、ボール3が保持器4で保持されて、軸受空間の一端側がシール5でシールされており、シール5でシールされた側と反対側で、内輪1に磁気エンコーダ6が装着され、外輪2に磁気エンコーダ6の回転に伴う磁束の変化を検出するセンサユニット7が装着されている。
前記磁気エンコーダ6は、磁性材料をゴムで結合して円筒状に成形したものであり、内輪1の外径面端部に圧入で固定された芯金8の外径面に加硫接着されている。図2に示すように、磁気エンコーダ6は、互いに軸方向で隣接する第1の被検出部6aと第2の被検出部6bを有し、第1の被検出部6aは、円周方向で交互にN極とS極との異なる磁極に着磁され、第2の被検出部6bは、円周方向の1箇所が内輪1の回転の原点検出用着磁部9aとしてS極に着磁され、残りの円周方向部分9bがこれと異なるN極に着磁されている。第1および第2の被検出部6a、6bは同じ厚さに形成され、S極とされた第2の被検出部6bの原点検出用着磁部9aは、第1の被検出部6aの1つのS極と同じ幅で軸方向に連なっている。
前記センサユニット7は、図1に示したように、外輪2の内径面端部に圧入で固定された外径側の金属ケース10と内径側の樹脂ケース11の間に、第1および第2のセンサ素子12a、12bを組み込んだものであり、第1のセンサ素子12aが磁気エンコーダ6の第1の被検出部6aと、第2のセンサ素子12bが第2の被検出部6bと、それぞれ半径方向で対向するようにモールドで固定されている。なお、磁気エンコーダ6の芯金8と平行に沿う樹脂ケース11の先端部には内向きの鍔11aが設けられ、磁気エンコーダ6の芯金8とセンサユニット7の樹脂ケース11との間に、軸受空間をシールするラビリンス隙間が形成されている。
図3(a)、(b)は、前記磁気エンコーダ6が内輪1と一緒に回転したときに、それぞれ第1および第2のセンサ素子12a、12bで検出される磁束の変化を示す。図3(a)に示すように、第1のセンサ素子12aで検出される磁束は、第1の被検出部6aのN極とS極が交互に通過する毎にN極側とS極側へ波状に変化し、磁束がN極側とS極側の各閾値WN1、WS1を越えたときに、回転単位が積算されて回転速度が検出される。
また、図3(b)に示すように、第2のセンサ素子12bで検出される磁束は、第2の被検出部6bの原点検出用着磁部9aが通過するときだけS極側へ変化し、残りの円周方向部分9bが通過する間はN極側で一定に保持される。この場合は、磁束がS極側へ変化して閾値WS2を越え、さらに磁束がN極側へ戻って閾値WN2を越えたときに、原点の通過が検出される。
図4は、前記磁気エンコーダ6の第1の変形例を示す。この変形例では、第2の被検出部6bのS極とされた原点検出用着磁部9aが、第1の被検出部6aの1つのN極と軸方向で隣接するように設けられている。
図5は、前記磁気エンコーダ6の第2の変形例を示す。この変形例では、第2の被検出部6bの原点検出用着磁部9aが、磁性材料をゴムで結合した別体で形成されるとともに、第2の被検出部6bの円周方向で1箇所に窪み部13が設けられ、別体で形成された原点検出用着磁部9aが窪み部13で芯金8に接着剤で接着されるようになっており、原点検出用着磁部9aは接着前にS極に着磁されている。原点検出用着磁部9aは接着後に着磁してもよい。
図6は、前記磁気エンコーダ6の第3の変形例を示す。この変形例では、第2の被検出部6bの残りの円周方向部分9bが、磁性材料をゴムで結合した別体で形成されるとともに、第2の被検出部6bで原点検出用着磁部9aが凸形状に段差を設けて形成され、別体で形成された残りの円周方向部分9bが原点検出用着磁部9a以外の円周方向の凹段差部14で芯金8に接着剤で接着されるようになっており、残りの円周方向部分9bは、接着前にN極に着磁されている。残りの円周方向部分9bは接着後に着磁してもよい。
図7および図8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もモータの主軸を支持する深溝玉軸受であり、図7に示すように、回転軌道輪になる内輪1と固定軌道輪になる外輪2の間の軸受空間に、ボール3が保持器4で保持されて、軸受空間の一端側がシール5でシールされている。
この実施形態では、前記内輪1の外径面の段差部1aに圧入で固定されたL字断面の芯金8の側面に、磁性材料をゴムで結合して円板状に成形した磁気エンコーダ6が加硫接着されている。図8に示すように、磁気エンコーダ6は、円周方向で交互にN極とS極とに着磁された第1の被検出部6aと、円周方向の1箇所が原点検出用着磁部9aとしてS極に着磁され、残りの円周方向部分9bがN極に着磁された第2の被検出部6bとが、外周側と内周側に半径方向で隣接するように形成されている。なお、原点検出用着磁部9aまたは残りの円周方向部分9bは、第1の実施形態のものと同様に、別体で形成することもできる。
また、前記センサユニット7は、図7に示したように、外輪2の外径面端部に圧入で固定された金属ケース10に、第1および第2のセンサ素子12a、12bが組み込まれており、第1および第2のセンサ素子12a、12bは、磁気エンコーダ6の第1および第2の被検出部6a、6bと、それぞれ軸方向で対向するようにモールドで固定されている。この実施形態でも、磁気エンコーダ6のL字断面の芯金8とセンサユニット7との間に軸受空間をシールするラビリンス隙間が形成されている。
上述した各実施形態および変形例では、磁気エンコーダおよび、別体で形成した第2の被検出部の原点検出用着磁部や残りの円周方向部分を、磁性材料をゴムで結合して成形したものとしたが、これらを磁性材料を熱可塑性樹脂等の樹脂で結合して射出成形し、接着や圧入等によって芯金に取り付けてもよい。また、第2の被検出部の原点検出用着磁部をS極に、残りの円周方向部分をN極に着磁したが、原点検出用着磁部をN極に、残りの円周方向部分をS極に着磁してもよい。
さらに、上述した各実施形態では、転がり軸受を内輪が回転軌道輪とされた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、ころ軸受等の他のタイプの転がり軸受や複列の転がり軸受にも適用することができ、外輪が回転軌道輪とされた転がり軸受にも適用することができる。
1 内輪
1a 段差部
2 外輪
3 ボール
4 保持器
5 シール
6 磁気エンコーダ
6a、6b 被検出部
7 センサユニット
8 芯金
9a 原点検出用着磁部
9b 残りの円周方向部分
10 金属ケース
11 樹脂ケース
11a 鍔
12a、12b センサ素子
13 窪み部
14 凹段差部
1a 段差部
2 外輪
3 ボール
4 保持器
5 シール
6 磁気エンコーダ
6a、6b 被検出部
7 センサユニット
8 芯金
9a 原点検出用着磁部
9b 残りの円周方向部分
10 金属ケース
11 樹脂ケース
11a 鍔
12a、12b センサ素子
13 窪み部
14 凹段差部
Claims (3)
- 内外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪に、同心のリング状で互いに隣接する第1および第2の被検出部を有し、第1の被検出部が円周方向で交互に異なる磁極に着磁され、第2の被検出部が円周方向の1箇所で、前記回転軌道輪の回転の原点検出用に、いずれかの磁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前記第1および第2の被検出部からの各磁束の変化をそれぞれ検出する第1および第2のセンサ素子を固定軌道輪に装着して、前記回転軌道輪の回転速度を前記第1のセンサ素子で検出し、前記回転軌道輪の回転の原点を前記第2のセンサ素子で検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記磁気エンコーダの第2の被検出部の円周方向の1箇所で原点検出用に着磁された原点検出用着磁部以外の残りの円周方向部分を、この原点検出用着磁部の磁極と異なる磁極に着磁したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。
- 前記第2の被検出部の原点検出用着磁部を別体で形成し、前記第2の被検出部の円周方向で前記原点検出用着磁部の相当部位に窪み部を設けて、この窪み部に前記別体で形成した原点検出用着磁部を接着した請求項1に記載の回転センサ付き転がり軸受。
- 前記第2の被検出部の残りの円周方向部分を別体で形成し、前記第2の被検出部の円周方向で前記原点検出用着磁部を凸形状に段差を設けて形成して、この凸形状の段差以外の円周方向部分に、前記別体で形成した残りの円周方向部分を接着した請求項1に記載の回転センサ付き転がり軸受。
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