JP2011012796A - 回転センサ付軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板に板厚方向の位置決め用貫通孔を形成した静止部材を用いて回転センサ付軸受の転がり軸受の位置決めを行い、その外輪を簡単に回り止めする。
【解決手段】薄板に板厚方向の貫通孔７ａを形成することによって外輪４の外径部をラジアル方向に位置決め可能な内径部７ｂが形成された静止部材７と、外輪４の輪溝４ａに嵌着される止め輪８とを備え、静止部材７に、内径部７ｂと回転軸９間に転がり軸受１を組み込んだ状態で止め輪８又はセンサケース５の割り口に入る回り止め部７ｃを静止部材７に形成することにより、その回り止め部７ｃと止め輪８又はセンサケース５の割り口端部である回転方向端部８ａ、１５ｄの円周方向の係合により外輪４が回り止めされるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受に磁気式の回転センサを取り付けた回転センサ付軸受に関する。

この種の回転センサ付軸受として、内輪の一端側に取り付けられた磁気エンコーダ部材と、外輪の一端側に取り付けられたセンサケースと、センサケースに固定されたセンサ基板とを備え、磁気エンコーダ部材は、円周方向に亘る磁極配列部を有し、センサ基板は、回路基板と、回路基板に実装された磁気センサとを有し、センサケースが外輪に装着されることによって、磁気センサが磁極配列部に対向する位置に配置されるものがある（例えば、特許文献１）。

この種の回転センサ付軸受は、回転検出対象である回転軸を支持する状態で使用される。使用中は、磁気センサによる検出が実施されるため、外輪を静止させる必要がある。すなわち、磁気センサ及び磁気エンコーダの相対的な位置関係を安定させるため、内外輪をアキシアル方向の両方向及びラジアル方向に位置決めするだけでなく、外輪を回り止めすることも求められる。ハウジングのように外輪外径部の嵌合幅を十分に確保できる場合、締まり嵌めや負荷域の嵌合面同士の摩擦係合よって外輪を回り止めすることができる。内輪と回転軸の相対回転滑りは、一般に、締まり嵌めによって防止することが可能である。

特開２００５−２５６８９２号公報

しかしながら、この種の回転センサ付軸受の外輪を受ける静止部材として、薄板に板厚方向の貫通孔を形成することによって外輪の外径部をラジアル方向に位置決め可能な内径部が形成されたものを使用したいときがある。例えば、複写機、プリンター等の事務機器内に設けられる感光ドラム室の隔壁は薄板からなり、その隔壁に回転軸として感光ドラム軸が通されている。このような薄板製の静止部材を採用すると、外輪と静止部材の内径部の嵌合幅が不足し、外輪の回り止めに不安が生じる。

そこで、この発明の課題は、薄板に板厚方向の位置決め用貫通孔を形成した静止部材を用いて回転センサ付軸受の転がり軸受の位置決めを行い、その外輪を簡単に回り止めすることにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪の一端側に取り付けられた磁気エンコーダ部材と、前記転がり軸受の外輪の一端側に取り付けられたセンサケースと、前記センサケースに固定されたセンサ基板とを備え、前記磁気エンコーダ部材は、円周方向に亘る磁極配列部を有し、前記センサ基板は、回路基板と、回路基板に実装された磁気センサとを有し、前記センサケースが前記外輪に装着されることによって、前記磁気センサが前記磁極配列部に対向する位置に配置される回転センサ付軸受において、薄板に板厚方向の貫通孔を形成することによって前記外輪の外径部をラジアル方向に位置決め可能な内径部が形成された静止部材と、前記外輪の輪溝に嵌着される止め輪とを備え、前記静止部材の内径部と回転軸間に前記転がり軸受を組み込んだ状態で、前記止め輪又は前記センサケースと前記静止部材との係合により前記外輪が回り止めされる構成を採用した。ここで、「薄板」とは、圧延された厚さ５ｍｍ以下の板金をいう。

この発明は、薄板からなる静止部材の板厚方向の貫通孔内径部によって、静止輪とする外輪の外径部をラジアル方向に位置決め可能な程度のラジアル負荷を転がり軸受で受けるのであれば、外輪の回り止めに要する力よりも止め輪やセンサケースの外輪に対する固定強度が上回ることに着目し、止め輪等を適宜に利用することにより、外輪を簡単に回り止めするようにした。すなわち、外輪の輪溝に嵌着された止め輪は、外輪締め付けによって回転センサ付軸受をアキシアル方向に位置決めするのに十分な装着強度をもつ。また、外輪の一端側に取り付けられたセンサケースは、磁気センサの検出精度確保に十分な装着強度をもつ。いずれも外輪の回転力を受けることの可能な部材なので、止め輪又はセンサケースと静止部材との係合により、外輪を回り止めすることができる。静止部材と止め輪は、共に回転センサ付軸受の位置決めに用いる部材であり、センサケースはセンサ基板の配置に用いる部材である。したがって、薄板に板厚方向の位置決め用貫通孔を形成した静止部材を用いて転がり軸受の位置決めを行い、合わせて回転センサ付軸受の構成部品や位置決め用の部材を利用して外輪を回り止めすることができるので、その外輪を簡単に回り止めすることができる。

第１の外輪回り止め手段として、前記静止部材は、前記止め輪又は前記センサケース側に突き出た回り止め部を有し、前記止め輪又は前記センサケースに円周方向端部が形成されており、前記回り止め部と前記円周方向端部とが円周方向に係合することにより前記外輪が回り止めされる構成を採用することができる。前記止め輪又は前記センサケース側に突き出た静止部材の回り止め部と、止め輪又はセンサケースの円周方向端部との係合によるため、回り止め部と円周方向端部の円周方向位置関係を合わせて転がり軸受を組み込むだけで外輪の回り止めが得られる。

前記円周方向端部が前記止め輪の割り口端部からなり、前記回り止め部は、前記止め輪の割り口に入るように形成されていることが好ましい。止め輪の嵌着容易化のために形成された割り口端部を係合部に利用するため、静止部材に回り止め部を形成するだけで係合を実現することができる。

また、前記センサケースとして、円周方向一箇所に割り口をもった有端環状のケーシング部材と、固定補助部材とからなり、前記ケーシング部材は、前記外輪の一端側のシール溝に嵌め込む突部を有し、前記突部が前記シール溝に嵌め込まれた状態で前記固定補助部材が装着されることにより、該突部が該シール溝に維持されるように前記ケーシング部材の割り口間隔が狭まる変形を阻止可能なものを採用することできる。この場合、前記円周方向端部は、前記センサケースの割り口端部からなり、前記回り止め部は、前記センサケースの割り口に入るように形成されていることが好ましい。センサケースの嵌着容易化のために形成された割り口端部を係合部に利用するため、静止部材に回り止め部を形成するだけで係合を実現することができる。

第２の外輪回り止め手段として、前記静止部材は、前記貫通孔の内周に前記内径部から拡径する切欠き部を有し、前記止め輪又は前記センサケースに前記切欠き部に入る延長突部が形成されており、前記切欠き部と前記延長突部とが円周方向に係合することにより前記外輪が回り止めされる構成を採用することもできる。薄板に対する貫通孔の形成時に切欠き部を成形することができる。静止部材の貫通孔内周の切欠き部と、止め輪又はセンサケースの延長突部との係合によるため、切欠き部と延長突部の円周方向位置関係を合わせて転がり軸受を組み込むだけで外輪の回り止めが得られる。

第３の外輪回り止め手段として、前記静止部材の内径部と前記回転軸間に前記転がり軸受を挿入した状態で前記外輪の外周に嵌着される第２の止め輪を備え、前記静止部材の片側の板面に掛かる前記第２の止め輪と前記静止部材のもう片側の板面に掛かる前記止め輪とが前記静止部材を両側から挟持する摩擦係合により前記外輪が回り止めされる構成を採用することができる。両止め輪の挟持によるため、回り止め部や切欠き部のように、転がり軸受を静止部材に挿入する際の位置関係が制限されない。

前記内輪は、回転軸に装着されるので、十分な嵌合幅を得られるのが一般的である。嵌合に頼るか否かにかかわらず、内輪と回転軸の相対回転方向滑りを防止するため、適宜の手段を採用することができる。

例えば、前記磁気エンコーダ部は、前記内輪の外周から側方に支持された前記磁極配列部を有し、前記センサケースは、前記外輪の内周から側方に支持される外環部を有するものにすることができる。この場合、前記回転軸に嵌着される一対の軸側止め輪と、前記回転軸に嵌合されるスリーブとを備え、前記スリーブは、前記センサケース及び前記磁気エンコーダ部材と前記回転軸との間を通って前記内輪に突き当たるように設けられており、前記一対の軸側止め輪が前記内輪及び前記スリーブをまとめて両側から挟持する摩擦により該内輪と前記回転軸の相対回転滑りが防止される構成を採用することができる。上述のような磁気エンコーダ部材及びセンサケースを採用した場合においても、回転センサ付軸受のアキシアル方向の位置決めに用いる軸側止め輪を利用して内輪と回転軸の相対回転滑りを防止することができる。

別の滑り防止手段として、前記回転軸の外周円周溝に嵌着されるＯリングを備え、前記回転軸に嵌合された前記内輪の内径部と、該内径部に圧縮された前記Ｏリングとの摩擦により該内輪と該回転軸の相対回転滑りが防止される構成を採用することができる。この具体的構成は、センサケース等の構造と無関係に内輪と回転軸の相対回転滑りを防止することができる。

一般に、回転センサ付軸受を静止部材に挿入するとき、センサ基板に配線が接続されていると、配線が邪魔になり易い。

したがって、回路基板にセンサケースの外部から配線側コネクタが接続されるコネクタを設けることが好ましい。転がり軸受の挿入後に配線を接続可能なため、挿入の際に配線が邪魔にならないようにすることができる。

前記センサ基板は、前記磁気センサと前記コネクタとを前記回路基板の同じ基板面に表面実装されていることが好ましい。表面実装によれば、挿入実装と比して回路基板の半田付けに要する時間が短く、手間もかからない。

前記センサ基板には、各種の信号線、電源線といった配線が集合ケーブル又は個別のラインとして接続される。一般に、配線は、センサケースから回転軸を避けるように導くため、センサケースから側方に、又は回路基板に沿い、かつアキシアル方向に直交する一方側に導かれる。

前記回路基板は、前記コネクタの正面を側方に向けて実装可能な第１の回路パターンと、前記コネクタの正面をアキシアル方向に直交する一方側に向けて実装可能な第２の回路パターンとを有し、いずれの回路パターンの使用時でも前記磁気センサを前記センサケースに対して同じに固定可能な基板形状に設けられていることが好ましい。上記配線の汎用的な導き方向のいずれにも対応可能な仕様の回路基板になり、用意する部品数を減らすことができる。

磁気センサの実装位置は、磁極配列部との関係で決まり、コネクタの実装位置は、センサケースの外部に正面が上記２方向に向けて露出可能な範囲に決まる。片面基板に両回路パターンを設けるとき、回路基板のコネクタ実装部をセンサケースの外部に拡大させる程、回路結線が複雑になることは避けられる。上記の拡大を抑える方が回転センサ付軸受の設置に要する空間を小さくする上で有利である。

前記回路基板は、一方の基板面に前記磁気センサ及び前記コネクタを実装可能な前記第１の回路パターンを有し、他方の基板面に前記磁気センサ及び前記コネクタを実装可能な前記第２の回路パターンを有する両面基板からなることが好ましい。両面基板化により、上記の拡大を抑え、各基板面の回路結線の複雑化を避けることができる。

前記センサケース及び前記センサ基板は、アキシアル方向のいずれの側からでも前記静止部材の貫通孔を通過させられる外形に設けられていることが好ましい。転がり軸受を配線無しの状態で挿入する際、静止部材の貫通孔に対して転がり軸受側又はセンサケース側のいずれの側からでも挿入することができる。ひいては、作業空間を都合のよい方に得易くなる。

なお、上記コネクタや両回路パターンに係る構成要素は、この種の回転センサ付軸受において適用可能であり、このとき、外輪を回転輪、内輪を静止輪にすることも可能である。

上述のように、この発明は、薄板に板厚方向の貫通孔を形成することによって外輪の外径部をラジアル方向に位置決め可能な内径部が形成された静止部材と、外輪の輪溝に嵌着される止め輪とを備え、静止部材の内径部と回転軸間に転がり軸受を挿入した状態で、止め輪又はセンサケースと静止部材との係合により外輪が回り止めされる構成の採用により、薄板に板厚方向の位置決め用貫通孔を形成した静止部材を用いて回転センサ付軸受の転がり軸受の位置決めを行い、その外輪を簡単に回り止めすることができる。

第１実施形態に係る回転センサ付軸受の縦断正面図 図１の右側面図 第１実施形態に係るセンサケースの右側面図 第１実施形態に係るセンサ基板の一方の基板面を使用時の平面図 第１実施形態に係るセンサ基板の他方の基板面を使用時の平面図 第１実施形態においてセンサ基板の他方の基板面を使用時の縦断正面図 （ａ）は第１実施形態に係る静止部材の左側面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ線の断面図 図１の左側面図 第２実施形態に係る回転センサ付軸受の縦断正面図 図９の右側面図 第３実施形態に係る回転センサ付軸受の縦断正面図 （ａ）は第３実施形態に係る静止部材の左側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線の断面図 図１１の左側面図 図１１の右側面図 第４実施形態に係る回転センサ付軸受の縦断正面図 図１５の右側面図 （ａ）は第４実施形態に係る静止部材の左側面図、（ｂ）は（ａ）のｃ−ｃ線の断面図 第５実施形態に係る回転センサ付軸受の縦断正面図 図１８の左側面図 図１８の右側面図 第６実施形態に係る回転センサ付軸受の縦断正面図 図２１の右側面図 第６実施形態の変更例を示す縦断正面図

図１に示すように、第１実施形態に係る回転センサ付軸受は、転がり軸受１と、転がり軸受１の内輪２の一端側に取り付けられた磁気エンコーダ部材３と、転がり軸受１の外輪４の一端側に取り付けられたセンサケース５と、センサケース５に固定されたセンサ基板６と、薄板からなる静止部材７と、外輪４の輪溝４ａに嵌着される止め輪８と、回転軸９に嵌着される軸側止め輪１０と、回転軸９の外周円周溝９ａに嵌着されるＯリング１１とを備える。

転がり軸受１は、非分離形軸受とされ、ラジアル方向及びアキシアル方向の両方向の荷重を支持することが可能である。

外輪４は、内周の両端部にシール溝４ｂ、４ｃを有する。他端側のシール溝４ｂは、シール１２の嵌着に使用される。一端側のシール溝４ｃは、センサケース５の装着に使用される。

磁気エンコーダ部材３は、円環状の芯金１３に支持された磁極配列部１４を有する。
磁極配列部１４は、芯金１３の外径側に加硫成形されたゴム磁石からなる。ゴム磁石は、ゴム材料に磁性粉を混煉りした素材からなる。磁極配列部１４の磁極パターンは適宜に定めることができ、一般に、円周方向に亘ってＮ極とＳ極が交互に並ぶように着磁されている。円周方向は、軸受中心軸回りの円周方向である。

磁気エンコーダ部材３は、内輪２の外周一端部の外径面に芯金１３を嵌着することにより内輪２の一端側に取り付けられる。この取り付け状態では、内輪２を回転軸９に嵌めても磁気エンコーダ部材３が回転軸９側に接触することはなく、磁極配列部１４が芯金１３により内輪２の外周から側方に支持される。芯金１３を省略し、比較的に硬質なゴムで磁極配列部１４を支持してもよい。

センサケース５は、射出成形されたケーシング部材１５と、固定補助部材１６とからなる。ケーシング部材１５は、図１〜図３に示すように、円周方向一箇所に割り口をもった有端環状とされている。ケーシング部材１５は、外輪４の一端側のシール溝４ｃに嵌め込む突部１５ａと、突部１５ａがシール溝４ｃに嵌め込まれた状態で外輪４の内周から側方に支持される外環部１５ｂと、一端側に開放された輪溝１５ｃとを有する。

ケーシング部材１５の割り口両端からなる円周方向端部１５ｄ、１５ｄが接近するように全体的に弾性変形させると、ケーシング部材１５の他端外面に設けた円周方向に亘る突部１５ａをシール溝４ｃに容易に嵌め込むことができる。ケーシング部材１５は、熱可塑性樹脂を用いた射出成形、ホットメルト成形等で成形することが可能である。

固定補助部材１６は、上記弾性変形から回復したケーシング部材１５の輪溝１５ｃに嵌着される止め輪からなる。突部１５ａがシール溝４ｃに嵌め込まれた状態で固定補助部材１６が装着されることにより、ケーシング部材１５の割り口間隔が狭まる変形は、固定補助部材１６の抵抗で阻止される。このため、突部１５ａがシール溝４ｃに維持される。固定補助部材１６は、Ｃ形同心止め輪に限られず、断面形状も矩形、丸形等の適宜のものを採用することができる。固定補助部材１６は、ケーシング部材１５の円周方向端部１５ｄ、１５ｄ間に介在する挿入部材にすることもできる。

センサケース５は、適宜に変更可能であり、例えば、特許文献１のように、外輪の内周一端部に圧入嵌合される芯金と、芯金内周に組み込まれるセンサ基板保持用の樹脂環部材とからなるもの、固定補助部材を省略し、無端環状のケーシング部材から構成し、その突部をシール溝に押し込むことで外輪に取り付けるもの等が挙げられる。

センサ基板６は、図１、図２、図４に示すように、回路基板１７と、回路基板１７に実装された磁気センサ１８と、コネクタ１９とを有する。回路基板１７は、両面基板からなる。磁気センサ１８は、複数の磁気検出素子を含む集積回路になっている。磁気センサ１８は、周知の磁気検出素子、センサアレイを適宜に採用すればよい。コネクタ１９の正面１９ａは、センサケース５の外部から配線側コネクタ（図１中に二点鎖線で示す）が接続される接続部になっている。この例では、コネクタ１９の接続部が雌形のため、差込口に配線側コネクタが差し込まれるが、雄形でもよい。一度のコネクタ接続作業で済ますため、配線を信号線及び電源線をまとめた集合ケーブルにすることが好ましい。

コネクタ１９と磁気センサ１８とは、回路基板１７の同じ基板面に表面実装されている。半田は、環境への配慮から鉛フリー半田を使用することが好ましい。

ケーシング部材１５は、図１〜図３に示すように、その内径側及び一端側に開放された止まり穴１５ｅを有する。センサ基板６は、表面実装側の基板面を内径側に向けて一端側から止まり穴１５ｅへアキシアル方向に挿入される。センサ基板６の挿入部分が止まり穴１５ｅの壁面によってアキシアル方向、ラジアル方向及び円周方向に位置決めされる。

止まり穴１５ｅに挿入されたセンサ基板６は、樹脂モールドによって封止されている。ケーシング部材１５をホットメルト成形する場合、センサ基板６をケーシング部材１５と一体成形することができる。コネクタ１９を採用せず、回路基板１７のスルーホール等に配線の端子部を直接に半田付けする場合、係る接続部も止まり穴１５ｅ内に位置させ、固定後、センサ基板６の挿入部分を樹脂に埋没又は磁気センサ１８の感磁面が露出するように埋没させればよい。

回路基板１７は、図４に示すように、一方の基板面に磁気センサ１８及びコネクタ１９等を実装可能な第１の回路パターン１７ａを有し、図５に示すように、他方の基板面に磁気センサ１８及びコネクタ１９等を実装可能な第２の回路パターン１７ｂを有する。

第１の回路パターン１７ａは、図１、図４に示すように、コネクタ１９の正面１９ａを側方に向けて実装可能なプリント回路パターンになっている。第２の回路パターン１７ｂは、図５、図６に示すように、コネクタ１９の正面１９ａをアキシアル方向に直交する一方側に向けて実装可能なプリント回路パターンになっている。回路パターン１７ａ、１７ｂは、コネクタ１９の端子、表面実装用のパッド１７ｃ、磁気センサ１８等との素子との結線関係から適宜に決定すればよい。なお、コネクタ１９の実装可能方向を３方向以上にする場合、片面基板においてコネクタ１９の実装可能方向を複数方向にする場合、回路基板面積が不足する場合等、両面基板化で対応できないときは、回路基板を多層基板にして対応すればよい。

回路基板１７は、図１、図６を対比すれば明らかなように、いずれの回路パターン１７ａ、１７ｂの使用時でもセンサケース５に対して同じに固定可能な基板形状に設けられている。回路パターン１７ａ、１７ｂの使用において、回路基板１７のうちケーシング部材１５に保持される部分が共通化でき、かつ磁気センサ１８のセンサケース５に対する位置関係が変化しなければ、基板形状は自由である。図示例では、回路基板１７の被保持部分は、止まり穴１５ｅ内に位置する基板部分であり、両基板面で同じ形状とされている。コネクタ１９の実装部は、センサケース５の外部にあるため、センサケース５等への干渉で両面使いに支障がない限り両面で異なる形状にすることができる。具体的には、回路基板１７の基板形状は、単純化のために全体を矩形状とし、他端側半分の中央部を磁気センサ１８の実装用基板部とし、一端側をコネクタ１９の実装用基板部としている。

上述のように磁気エンコーダ部材３を内輪２の外周一端側に取り付け、センサ基板６が固定されたセンサケース５を外輪４の内周一端側に取り付けることにより、磁気センサ１８の感磁面が磁気エンコーダ部材３の磁極配列部１４に対向する位置に配置され、また、外環部１５ｂと磁気エンコーダ部材３とでラビリンスシールが形成される。これにより、転がり軸受１と、センサケース５と、センサ基板６とからなる検出ユニットの組立が完了する。検出ユニットは、コネクタ１９への配線接続を未実施の状態で静止部材７と回転軸９との間に組み込まれる。

静止部材７は、転がり軸受１に対して静止する部材である。静止部材７は、薄板からなる。薄板としては、例えば、熱間又は冷間圧延によって製造された鋼板で厚さ３．０ｍｍ未満ものや、均一な断面をもつ平たんに圧延されたコイル状又は切板状の製品であって、幅が６００ｍｍを超え、厚さが５ｍｍ以下の電磁軟鉄、鉄ニッケル軟質磁性材料等を用いることができる。

図１、図７に示すように、静止部材７に板厚方向の貫通孔７ａを形成することによって、外輪４の外径部４ｄをラジアル方向に位置決め可能な内径部７ｂが形成されている。内径部７ｂは、軸受中心軸と同心にある。上記外径部４ｄの位置決めが可能な限り、貫通孔７ａの内周に部分的な内径拡径部を形成することは自由である。貫通孔７ａの形成は、プレス加工が最も簡単だが、これに限定されない。

外輪４の外径部４ｄと静止部材７の内径部７ｂとの嵌め合いは、適宜に決定することができ、ゆるみ嵌め、ふつう嵌め、しまり嵌めのいずれでもよい。いずれにせよ静止部材７の内径部７ｂだけで検出ユニットの姿勢を安定させることが困難なため、回転軸９に検出ユニットの内輪２を装着し、回転軸９と共に検出ユニットを静止部材７の貫通孔７ａにアキシアル方向に挿入することにより、外輪４の外径部４ｄを内径部７ｂに挿入することが可能になっている。

センサケース５及びセンサ基板６は、アキシアル方向のいずれの側からでも静止部材７の貫通孔７ａを通過させられる外形に設けられている。図示例では、貫通孔７ａが軸受中心軸を中心にもつ丸孔なので、センサケース５及びセンサ基板６は、外輪４の外径と同心同径の円筒空間からラジアル方向に食み出ない大きさに設けられている。したがって、検出ユニットは、配線無しの状態で静止部材７の貫通孔７ａに対して転がり軸受１側又はセンサケース５側のいずれの側からでも挿入することができる。

図１、図８に示すように、検出ユニットは、外輪４の輪溝４ａに嵌着された止め輪８と、回転軸９の外周に形成された輪溝に嵌着された軸側止め輪１０とにより、アキシアル方向の両方向に位置決めされる。

止め輪８は、円周方向一箇所に割り口を有する。止め輪８の割り口形成に伴って止め輪８に円周方向端部８ａ、８ｂが形成されている。

静止部材７は、止め輪８側に突き出た回り止め部７ｃを有する。回り止め部７ｃは、薄板に対する貫通孔７ａの形成時に舌片部を成形し、その舌片部をアキシアル方向に沿うように折り曲げることにより形成されている。回り止め部７ｃは、止め輪８の円周方向端部８ａ、８ｂ間の割り口に対してアキシアル方向に挿入可能な円周方向幅であって、磁気センサ１８による検出に支障がない範囲の円周方向位置決めが得られる嵌め合いになっている。検出ユニットを貫通孔７ａにアキシアル方向に挿入する際、回り止め部７ｃと、予め外輪４に嵌着された止め輪８の割り口との円周方向位置を合わせ、挿入と同時に回り止め部７ｃを止め輪８の割り口に入れることができる。止め輪８は、検出ユニットの挿入後に外輪４に嵌着することも可能である。なお、回り止め部７ｃは、舌片部の折り曲げに限られず、板面の押し出しによって形成することもできる。

静止部材７の内径部７ｂと回転軸９間に転がり軸受１が位置し、外輪４に嵌着された止め輪８が静止部材７の一端側の板面に掛かり、回転軸９に嵌着された軸側止め輪１０が内輪２の他端面に掛かった状態すると、転がり軸受１がラジアル方向及びアキシアル方向に位置決めされた組み込み状態になる。このように静止部材７の内径部７ｂと回転軸９間に転がり軸受１を組み込んだ状態では、止め輪８の円周方向端部８ａ、８ｂと、止め輪８の割り口に入る回り止め部７ｃとが円周方向に上記の嵌め合い状態から外れることはない。止め輪８は、外輪４の回転トルクを受ける装着強度をもつ。このため、外輪４がいずれの方向に回転しようとしても、止め輪８の円周方向端部８ａ又は８ｂと、回り止め部７ｃとが円周方向に係合することにより外輪４が回り止めされる。係合時、止め輪８の締め付けが緩むが、止め輪８は、外輪４に対して回転することのない装着強度をもつ。止め輪８の装着強度は、ばね性、剛性の向上によって確保することができるので、外輪４の回転トルクに余裕をもって適合させればよい。なお、止め輪８は、止め輪付き軸受に採用されるＣ形同心止め輪となっているが、上述の回り止めと、検出ユニットのアキシアル方向の位置決めに有効な限り、特に形態を限定されない。

使用中における内輪２と回転軸９の相対回転滑りは、Ｏリング１１及び回転軸９の外周と内輪２の内径部２ａとの摩擦により防止されている。回転軸９の外周円周溝９ａにＯリング１１を嵌着した後、内輪２の内径部２ａを回転軸９に嵌合すると、Ｏリング１１が内径部２ａに圧縮される。ゴム弾性で反発するＯリング１１と内径部２ａとの摩擦により、内輪２と回転軸９の相対回転滑りがより確実に防止される。

上述のように、静止部材７と止め輪８は、共に回転センサ付軸受の位置決めに用いる部材であり、センサケース５はセンサ基板６の配置に用いる部材である。したがって、第１実施形態に係る回転センサ付軸受は、薄板に板厚方向の位置決め用貫通孔７ａを形成した静止部材７を用いて転がり軸受１の位置決めを行い、合わせて回転センサ付軸受の構成部品や位置決め用の部材を利用して外輪４を回り止めすることができるので、その外輪４を簡単に回り止めすることができる。

また、第１実施形態に係る回転センサ付軸受は、止め輪８側に突き出た回り止め部７ｃと止め輪８の円周方向端部８ａ、８ｂの円周方向位置関係を合わせて転がり軸受１を組み込むだけで外輪４の回り止めが得られる。

また、第１実施形態に係る回転センサ付軸受は、止め輪８の嵌着容易化のために形成された割り口端部を係合部に利用するため、静止部材７に回り止め部７ｃを形成するだけで係合を実現することができる。

第２実施形態に係る回転センサ付軸受を図９、図１０に基いて説明する。第２実施形態に係る回転センサ付軸受は、センサケース５を利用して外輪４の回り止めを行うように変更したものである。以下、第１実施形態との相違点を中心に述べる。

図示のように、センサケース５のケーシング部材１５の割り口形成に伴ってセンサケース５の円周方向端部１５ｄ、１５ｄが形成されている。静止部材２１は、センサケース５側に突き出た回り止め部２２を有する。回り止め部２２は、外輪４から側方に突き出たセンサケース５の円周方向端部１５ｄ、１５ｄにアキシアル方向に挿入されるため、外輪４の外径より軸受中心軸側に突き出るようにも曲げられている。回り止め部２２は、検出ユニットをセンサケース５側から静止部材２１の貫通孔２３に挿入することにより、ケーシング部材１５の割り口に入るように形成されている。回り止め部２２とケーシング部材１５の円周方向端部１５ｄ、１５ｄ間の円周方向の嵌め合いは第１実施形態と同じである。

静止部材２１の内径部２４と回転軸９間に転がり軸受１を組み込んだ状態で、回り止め部２２と円周方向端部１５ｄ、１５ｄとが円周方向に係合することにより外輪４が回り止めされる。センサケース５が外輪４の回転トルクを受けても、センサケース５と外輪４の内周一端側とが嵌着された状態なので、センサケース５と外輪４の嵌着部の摩擦強化がなされる。このため、脱落の恐れはなく、その摩擦強化によりセンサケース５の外輪４に対する回転を防止することができる。センサケース５の装着強度は、ケーシング部材１５や固定補助部材１６のばね性、剛性の向上によって確保することができるので、外輪４の回転トルクに余裕をもって適合させればよい。

第２実施形態に係る回転センサ付軸受は、センサケース５側に突き出た回り止め部２２とセンサケース５の円周方向端部１５ｄ、１５ｄの円周方向位置関係を合わせて転がり軸受１を組み込むだけで外輪４の回り止めが得られる。また、第２実施形態に係る回転センサ付軸受は、センサケース５の嵌着容易化のために形成された割り口端部を係合部に利用するため、静止部材２１に回り止め部２２を形成するだけで係合を実現することができる。

第３実施形態に係る回転センサ付軸受を図１１〜図１４に基いて説明する。図１１、図１２に示すように、第３実施形態の静止部材３１は、貫通孔３２の内周に内径部３３から拡径する切欠き部３４を有する。切欠き部３４は、貫通孔３２の形成時に成形することができる。止め輪３５には、検出ユニットの挿入時に切欠き部３４に入る延長突部３６が形成されている。延長突部３６は、止め輪３５の割り口と円周方向の反対位置に成形された舌片部を静止部材３１側に折り曲げることにより形成されている。

図１１、図１３、図１４に示すように、静止部材３１の内径部３３と回転軸９間に転がり軸受１を組み込んだ状態で、切欠き部３４と止め輪３５の延長突部３６とが円周方向に係合することにより外輪４が回り止めされる。

なお、外輪４の回転トルクを受けたときに止め輪３５の締め付けが最も緩み難くするため、延長突部３６を止め輪３５の割り口と円周方向の１８０度反対側に形成することが好ましい。

第３実施形態に係る回転センサ付軸受は、貫通孔３２の形成時に切欠き部３４を形成することができる。静止部材３１の貫通孔３２内周の切欠き部３４と、止め輪３５の延長突部３６との係合によるため、切欠き部３４と延長突部３６の円周方向位置関係を合わせて転がり軸受１を組み込むだけで外輪４の回り止めが得られる。

第４実施形態に係る回転センサ付軸受を図１５〜図１７に基いて説明する。第４実施形態に係る回転センサ付軸受は、第３実施形態の止め輪の延長突部に代えて、センサケース４１に延長突部４２を形成したものである。以下、第３実施形態との相違点を述べる。

図示のように、センサケース４１の延長突部４２は、静止部材４３の切欠き部４４にアキシアル方向に挿入するため、外輪４の外径部４ｄ上まで延長されている。延長突部４２は、ケーシング部材の一部として射出成形されている。

静止部材４３の内径部４５と回転軸９間に転がり軸受１を組み込んだ状態で、切欠き部４４と延長突部４２とが円周方向に係合することにより外輪４が回り止めされる。

なお、外輪４の回転トルクを受けたときにケーシング部材の円周方向半分が撓むことを避けるため、延長突部４２をケーシング部材の割り口と円周方向の１８０度反対側に形成することが好ましい。

第３実施形態及び第４実施形態と、第１実施形態及び第２実施形態とを比較すれば、第１実施形態及び第２実施形態は、薄板の貫通孔形成時の切り落とし量が回り止め部の形成分だけ減らすことができ、しかも止め輪やセンサケースに延長突部を形成することがなく、素材使用量が少ない点で優れる。

第５実施形態に係る回転センサ付軸受を図１８〜図２０に基いて説明する。図示のように、第５実施形態に係る回転センサ付軸受は、静止部材５１の内径部５２と回転軸９間に転がり軸受５３を挿入した状態で外輪５４の外周に嵌着される第２の止め輪５５を備える。静止部材５１に回り止め部や切欠き部は存在しない。止め輪８は、外輪５４の一端側の輪溝に嵌着されている。第２の止め輪５５は、無端環状のものであり、外輪５４の外径部５４ａに圧入されることにより、その内周に円周方向の３箇所以上に等配されたばね片部５５ａが弾性変形させられ、その外周部５５ｂが静止部材５１の板面に押し付けられるようになっている。

止め輪８を嵌着した状態で第２の止め輪５５を嵌着すると、第２の止め輪５５が止め輪８に向って静止部材５１の板面を押すことに伴って、静止部材５１の片側の板面に掛かる第２の止め輪５５と、静止部材５１のもう片側の板面に掛かる止め輪８とが静止部材５１を両側から挟持する。この挟持により、外輪５４がアキシアル方向の両方向に位置決めされ、その結果、転がり軸受１がアキシアル方向の両方向に位置決めされ、静止部材５１の内径部５２と回転軸９間に転がり軸受５３を組み込んだ状態となる。この状態では、両止め輪８、５５が静止部材５１を両側から挟持する摩擦係合により外輪５４が回り止めされる。

第５実施形態に係る回転センサ付軸受は、両止め輪８、５５の挟持によるため、第１実施形態〜第４実施形態の回り止め部と割り口や切欠き部と延長突部のように、転がり軸受５３を静止部材５１の貫通孔に挿入する際の円周方向の位置関係が制限されない。

なお、上記両止め輪８、５５による挟持は、第１実施形態〜第４実施形態に係る回り止め手段と併用することも可能である。

第６実施形態に係る回転センサ付軸受を図２１、図２２に基いて説明する。第６実施形態に係る回転センサ付軸受は、第５実施形態のＯリングに係る相対回転滑りの防止手段に代えて、一対の軸側止め輪１０、６１と、スリーブ６２とによる防止を実現したものである。

図示のように、第６実施形態に係る回転センサ付軸受は、回転軸６３に嵌着される一対の軸側止め輪１０、６１と、回転軸６３に嵌合されるスリーブ６２とを備える。追加の軸側止め輪６１も回転軸６３の外周に形成された輪溝に嵌着されるようになっている。スリーブ６２は、回転軸６３に嵌合された状態で磁気エンコーダ部材３の磁極配列部１４及びセンサケース５の外環部１５ｂと回転軸６３との間を通って内輪２の一端面に突き当たるように設けられている。スリーブ６２を嵌合するのは、内輪２を回転軸６３に嵌合する前後いずれの時期でもよい。スリーブ６２及び内輪２が回転軸６３に嵌合された後、一対の軸側止め輪１０、６１が装着されると、両軸側止め輪１０、６１が捩れる。その結果、両軸側止め輪１０、６１が内輪２及びスリーブ６２をまとめて両側から挟持する。この挟持によって得られる軸側止め輪１０と内輪２の他端面、内輪２の一端面とスリーブ６２の他端面との摩擦により、内輪２と回転軸６３の相対回転滑りが防止される。

内輪と回転軸の相対回転滑りの防止手段は、第１実施形態や第６実施形態のようなものに限定されず、また、外輪回り止め手段の態様と無関係に適宜の手段を採用することができる。例えば、第６実施形態に係る相対回転滑りの防止手段は、図２３に変更例を示すように、第４実施形態のセンサケース４１の延長突部４２及び切欠き部４４に係る外輪回り止め手段と併用することができる。

この発明の範囲は、上述の各実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内での全ての変更を含むものである。

１、５３ 転がり軸受
２ 内輪
２ａ 内径部
３ 磁気エンコーダ部材
４、５４ 外輪
４ａ 輪溝
４ｄ、５４ａ 外径部
５、４１ センサケース
６ センサ基板
７、２１、３１、４３、５１ 静止部材
７ａ、２３、３２ 貫通孔
７ｂ、２４、３３、４５、５２ 内径部
７ｃ、２２ 回り止め部
８、３５ 止め輪
９、６３ 回転軸
９ａ 外周円周溝
１０、６１ 軸側止め輪
１１ Ｏリング
１４ 磁極配列部
１５ ケーシング部材
１５ｂ 外環部
８ａ、８ｂ、１５ｄ 円周方向端部
１６ 固定補助部材
１７ 回路基板
１７ａ 第１の回路パターン
１７ｂ 第２の回路パターン
１８ 磁気センサ
１９ コネクタ
１９ａ 正面
３４、４４ 切欠き部
３６、４２ 延長突部
５５ 第２の止め輪
５５ａ ばね片部
５５ｂ 外周部
６２ スリーブ

Claims (12)

1. 転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪の一端側に取り付けられた磁気エンコーダ部材と、前記転がり軸受の外輪の一端側に取り付けられたセンサケースと、前記センサケースに固定されたセンサ基板とを備え、
   前記磁気エンコーダ部材は、円周方向に亘る磁極配列部を有し、
   前記センサ基板は、回路基板と、回路基板に実装された磁気センサとを有し、
   前記センサケースの取り付けによって前記磁気センサが前記磁極配列部に対向する位置に配置される回転センサ付軸受において、
   薄板に板厚方向の貫通孔を形成することによって前記外輪の外径部をラジアル方向に位置決め可能な内径部が形成された静止部材と、前記外輪の輪溝に嵌着される止め輪とを備え、
   前記静止部材の内径部と回転軸間に前記転がり軸受を組み込んだ状態で、前記止め輪又は前記センサケースと前記静止部材との係合により前記外輪が回り止めされることを特徴とする回転センサ付軸受。
2. 前記静止部材は、前記止め輪又は前記センサケース側に突き出た回り止め部を有し、
   前記止め輪又は前記センサケースに円周方向端部が形成されており、
   前記回り止め部と前記円周方向端部とが円周方向に係合することにより前記外輪が回り止めされる請求項１に記載の回転センサ付軸受。
3. 前記円周方向端部は、前記止め輪の割り口端部からなり、
   前記回り止め部は、前記止め輪の割り口に入るように形成されている請求項２に記載の回転センサ付軸受。
4. 前記センサケースは、円周方向一箇所に割り口をもった有端環状のケーシング部材と、固定補助部材とからなり、
   前記ケーシング部材は、前記外輪の一端側のシール溝に嵌め込む突部を有し、
   前記突部が前記シール溝に嵌め込まれた状態で前記固定補助部材が装着されることにより、該突部が該シール溝に維持されるように前記ケーシング部材の割り口間隔が狭まる変形を阻止可能であり、
   前記円周方向端部は、前記センサケースの割り口端部からなり、
   前記回り止め部は、前記センサケースの割り口に入るように形成されている請求項２に記載の回転センサ付軸受。
5. 前記静止部材は、前記貫通孔の内周に前記内径部から拡径する切欠き部を有し、
   前記止め輪又は前記センサケースに前記切欠き部に入る延長突部が形成されており、
   前記切欠き部と前記延長突部とが円周方向に係合することにより前記外輪が回り止めされる請求項１に記載の回転センサ付軸受。
6. 前記静止部材の内径部と前記回転軸間に前記転がり軸受を挿入した状態で前記外輪の外周に嵌着される第２の止め輪を備え、
   前記静止部材の片側の板面に掛かる前記第２の止め輪と前記静止部材のもう片側の板面に掛かる前記止め輪とが前記静止部材を両側から挟持する摩擦係合により前記外輪が回り止めされる請求項１に記載の回転センサ付軸受。
7. 前記磁気エンコーダ部は、前記内輪の外周から側方に支持された前記磁極配列部を有し、前記センサケースは、前記外輪の内周から側方に支持される外環部を有し、
   前記回転軸に嵌着される一対の軸側止め輪と、前記回転軸に嵌合されるスリーブとを備え、前記スリーブは、前記センサケース及び前記磁気エンコーダ部材と前記回転軸との間を通って前記内輪に突き当たるように設けられており、
   前記一対の軸側止め輪が前記内輪及び前記スリーブをまとめて両側から挟持する摩擦により該内輪と前記回転軸の相対回転滑りが防止される請求項１から６のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
8. 前記回転軸の外周円周溝に嵌着されるＯリングを備え、
   前記回転軸に嵌合された前記内輪の内径部と、該内径部に圧縮された前記Ｏリングとの摩擦により該内輪と該回転軸の相対回転滑りが防止される請求項１から７のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
9. 前記センサ基板は、前記センサケースの外部から配線側コネクタが接続されるコネクタと、前記磁気センサとを前記回路基板の同じ基板面に表面実装されている請求項１から８のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
10. 前記回路基板は、前記コネクタの正面を側方に向けて実装可能な第１の回路パターンと、前記コネクタの正面をアキシアル方向に直交する一方側に向けて実装可能な第２の回路パターンとを有し、いずれの回路パターンの使用時でも前記磁気センサを前記センサケースに対して同じに固定可能な基板形状に設けられている請求項９に記載の回転センサ付軸受。
11. 前記回路基板は、一方の基板面に前記磁気センサ及び前記コネクタを実装可能な前記第１の回路パターンを有し、他方の基板面に前記磁気センサ及び前記コネクタを実装可能な前記第２の回路パターンを有する両面基板からなる請求項１０に記載の回転センサ付軸受。
12. 前記センサケース及び前記センサ基板は、アキシアル方向のいずれの側からでも前記静止部材の貫通孔を通過させられる外形に設けられている請求項９から１１のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。

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