JP3998430B2 - 回転センサ付き転がり軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの出力軸やモータの回転軸などの回転数や回転角を検出するための回転センサ用ハウジングの転がり軸受への取り付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記の出力軸や回転軸の回転数や回転角の検出方法として、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁した回転素子の回転に伴う磁気の変化を、検出素子によって検出し、パルス信号として出力する回転センサを用いる方法が知られている。
【０００３】
従来、このような回転センサを、内輪２と、外輪３と、転動体５とからなる転がり軸受１に取り付ける場合、例えば、図１１に示すように、回転軌道輪側の内輪２の端部外径面に、多極に着磁された回転素子６が嵌着される。そして、固定軌道輪側の外輪３の端部内径面に嵌着された芯金１７に、周壁１８ａとその内方に延びるつば部１８ｂとからなる合成樹脂製の環状のセンサハウジング１８が締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定される。この環状のセンサハウジング１８に装着された電気回路基板９に、前記回転素子６に近接し、対向して検出素子１０が取り付けられ、回転センサが軸受に装備される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記回転センサ付き軸受の使用環境温度範囲が、例えば、−４０℃から１２０℃までの範囲で変化するとすれば、低温側での使用環境温度では、圧入されたセンサハウジング１８の外径及び幅、即ち周壁１８ａの軸方向の長さが収縮する。このため、芯金１７とセンサハウジング１８との間に半径方向の隙間を生じてセンサハウジング１８が軸方向に対して傾いたり、半径方向にガタついたり、周方向に回転して、前記回転素子と検出素子との位置ずれ等を生じたり、甚だしい場合には、センサハウジングが芯金から抜け出たりして、回転素子の回転に伴う磁気変化を精度良く検出できず、検出素子からの精度良い出力波形を測定できないという問題がある。
【０００５】
このような問題を回避するために、使用環境温度が低温の場合でも、芯金１７とセンサハウジング１８との間に半径方向の隙間が発生しないように、圧入時の締め代を大きく設定すると、芯金１７にセンサハウジング１８が圧入しにくくなる。このため、センサハウジングが圧入による大きな接触圧力を受けて、割れるおそれがある。
【０００６】
一方、使用環境温度が高温側の場合には、前記低温側の場合とは逆に、センサハウジング１８の外径及び幅、即ち周壁１８ａの軸方向の長さが膨張するため、圧入による接触圧力が、半径方向の膨張によって増大し、過負荷応力状態となって、センサハウジング１８が割れるおそれが大きくなる。また、センサハウジング１８の外径面は、高温域での前記接触圧力の作用下で、芯金１７により拘束されているため、クリープ変形が生じ、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻ると、センサハウジングが収縮する上に、前記クリープ変形により、半径方向の締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジング１８と芯金１７との半径方向の隙間が大きくなって、前述の場合と同様に、センサハウジング１８の傾き、半径方向のガタつき、周方向の位置ずれ等が生じるおそれが大きくなる。また、前記クリープ変形により、センサハウジング１８は幅方向、即ち軸方向に膨張し、この方向に力が作用し、前記収縮時の熱応力との相乗作用によって、センサハウジング１８が芯金から抜け出しやすくなる。
【０００７】
このようなセンサハウジングの芯金からの抜け出しを防止するために、図１２に示すように、芯金１７ａの端部を、全周にわたってセンサハウジング１８の内径側に、その外面に形成されたテーパ部に沿うように折り曲げて、センサハウジング１８の軸方向の移動を抑制すれば、芯金からの抜け出しを防止することができる。しかし、このようにしても、前記の周方向の位置ずれは防止することができない。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、前記転がり軸受に固定された芯金に装着されるセンサハウジングに、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきや位置ずれが発生せず、精度良く回転速度を測定できる回転センサ付き転がり軸受を実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【００１０】
即ち、転がり軸受の回転軌道輪側に回転素子を取り付け、前記軸受の固定軌道輪側に取り付けた芯金に環状のセンサハウジングを装着し、前記センサハウジングに検出素子を、前記回転素子に近接し、対向するように装備した回転センサ付き転がり軸受において、前記センサハウジングの外周に溝を設け、この溝に充填した弾性を有する接着剤で前記芯金にセンサハウジングを接着し、前記芯金とセンサハウジングとを、芯金に形成した凸部とセンサハウジングに形成した凹部との嵌め合わせにより固定したのである。
【００１１】
このようにすれば、使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジングが半径方向に収縮しても、前記接着剤が弾性を有するために、芯金とセンサハウジングとの固定状態を維持でき、半径方向にガタつかず、センサハウジングが傾くことを防止できる。そして、芯金とセンサハウジングとの間に、軸方向または周方向に、振動等により、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、前記芯金の凸部が前記センサハウジングの凹部に嵌合しているため、センサハウジングが軸方向に移動して抜けたり、周方向に回転して位置ずれすることを防止することができる。
【００１２】
また、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻った場合に、センサハウジングが収縮する上に、前記クリープ変形により、前記締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジングと芯金との半径方向の隙間が大きくなる場合でも、前記接着剤の弾性力によって、固定状態を維持でき、半径方向のガタつきを防止できる。さらに、前記クリープ変形による軸方向の膨張に伴う芯金とセンサハウジングとの軸方向のずれは、前記凸部と前記凹部との嵌合により抑制されるので、センサハウジングが芯金から抜け出ることを防止できる。そして、前述の場合と同様に、前記凹凸嵌合によって、センサハウジングの周方向の位置ずれをも防止できる。
【００１３】
前記センサハウジングに設けた溝を、周方向に連続して形成することが望ましい。
【００１４】
このようにすれば、前記芯金と前記センサハウジングとが周方向に連続して接着されるので、総接着面積が広くなり、半径方向のガタつきを確実に防止できる。また、芯金とセンサハウジングとの間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
【００１５】
前記凸部が前記芯金の周壁に設けた爪状の係止片であり、前記凹部が切欠き溝であり、前記係止片を前記切欠き溝に折り曲げて嵌め合わせることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、前記爪状の係止片を前記切欠き溝に折り曲げて嵌め込むことにより、芯金とセンサハウジングとを固定でき、前述のようなセンサハウジングの抜け出しや周方向の位置ずれを防止できる。
【００１７】
前記凸部を前記芯金の軸方向に沿って湾曲するようにその内周側に突出し、この凸部を芯金の周方向に複数形成し、前記センサハウジングの凹部を、前記凸部に対応した位置に周方向に複数形成することができる。
【００１８】
このように、前記凸部及び前記凹部をいずれも前記軸方向に湾曲した形状に形成することにより、前述のようなセンサハウジングの抜け出しを確実に防止することができる。また、前記凸部は周方向に複数設けているため、センサハウジングの周方向の位置ずれをも確実に防止できる。
【００１９】
前記凸部を前記芯金の軸方向の断面形状をＶ字形にして前記芯金の周方向に複数形成し、前記センサハウジングの凹部を、前記凸部に対応した位置に周方向に複数形成することができる。
【００２０】
このように、前記凸部及び前記凹部の前記軸方向の断面形状を、いずれもＶ字形に形成しても、これらの凹凸嵌合によって、センサハウジングの抜け出しや周方向の位置ずれを確実に防止できる。
【００２１】
前記凸部を前記芯金の軸方向の断面形状をコ字形にして前記芯金の周方向に複数形成し、前記センサハウジングの凹部をコ字形とし、前記凸部に対応した位置に周方向に複数形成することができる。
【００２２】
このように、前記凸部及び凹部の前記軸方向の断面形状を、いずれもコ字形に形成しても、これらの凹凸嵌合によって、前述のように、センサハウジングの抜け出しや周方向の位置ずれを確実に防止できる。
【００２３】
なお、前記の湾曲した凸部、Ｖ字形の凸部、及びコ字形の各凸部は、予め芯金に形成した後に、これらの各凸部に対応した形状の凹部を形成した前記センサハウジングを装着してもよく、また、前記センサハウジングを芯金に圧入した後に、前記芯金を加締めて前記凸部を形成し、前記凹部に嵌め合わせるようにしてもよい。
【００２４】
また、前記凸部を、前記軸方向に湾曲して、または軸方向の断面形状をＶ字形、コ字形に形成することにより、予めこれらの凸部を芯金に形成した場合に、センサハウジングを芯金に圧入しやすくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付の図１から図１０に基づいて説明する。
【００２６】
この発明の実施形態の回転センサ付き転がり軸受は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、内輪２と、外輪３と、保持器４に保持された転動体５とからなる転がり軸受１の回転軌道輪側の内輪２の端部外径面に、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁された回転素子６が嵌着されている。そして、固定軌道輪側の外輪３の端部内径面に嵌着された芯金７に、周壁８ａとつば部８ｂとからなる合成樹脂製の環状のセンサハウジング８が、締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定されている。このセンサハウジング８のつば部８ｂに形成された溝８ｃに電子回路基板９が取り付けられ、この電気回路基板９を介して、検出素子１０が前記周壁８ａの内周面に、センサハウジング８の半径方向に前記回転素子６に近接して対向するように装備され、前記回路基板９に電子回路部品１１が装備されて回転センサが形成されている。そして、この検出素子１０により、回転素子６の回転による磁気変化が検出されて出力波形、即ちパルス信号が出力され、前記転がり軸受１の回転速度が計測されるようになっている。
【００２７】
前記芯金７の大径側の端部には、図２に示すように、爪状の係止片１２が周方向に３箇所形成されており、この係止片１２に対応して、センサハウジング８の周壁８ａからつば部８ｂにかけてのコーナー部の外面に、係止片１２が嵌まり込む切欠き溝１３が、同様に周方向に３箇所形成され、係止片１２が折り曲げられて切欠き溝１３に嵌め込まれ、芯金７とセンサハウジング８とが固定されている。
【００２８】
前記センサハウジング８の周壁８ａの外周には、周方向に連続して接着剤の充填用溝１４が形成され、この充填用溝１４にシリコンポリマーとエポキシ樹脂を主成分とした弾性を有する接着剤が充填され、センサハウジング８が芯金７に接着されている。
【００２９】
このように、芯金７に形成した係止片１２を折り曲げて形成した凸部を、センサハウジング８に形成した切欠き溝１３、即ち凹部に嵌め合わせ、さらに芯金７とセンサハウジング８とを前記接着剤で接着することにより、圧入されたセンサハウジング８が芯金７に固定されている。なお、前記芯金７は、前記外輪３の端部外径面に嵌着することもできる。
【００３０】
この発明の実施形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。
【００３１】
前記センサハウジング８は、芯金７に対して、弾力性を有する接着剤で接着されているため、前記転がり軸受の使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジング８が半径方向に収縮しても、接着剤が弾性変形して芯金７とセンサハウジング８との接着状態が維持され、半径方向にガタづかず、センサハウジング８が傾くことを防止できる。そして、芯金７とセンサハウジング８との間に、振動などによって軸方向または周方向に、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、芯金７に形成した係止片１２がセンサハウジング８の切欠き溝１３に嵌め合わされているために、センサハウジング８が軸方向に移動して抜けたり、周方向に位置ずれすることを防止できる。
【００３２】
また、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻った場合に、センサハウジング８が収縮する上に、前記クリープ変形により、締め代の弾性回復がなくなり、センサハウジング８と芯金７との半径方向の隙間が大きくなる場合でも、前記接着剤の弾性力によって、前記固定状態が維持され、半径方向のガタつきを防止できる。そして、このような使用状態の場合でも、前記クリープ変形による軸方向の膨張に伴う芯金７とセンサハウジング８との軸方向のずれは、爪状の係止片１２と切欠き溝１３との嵌め込みにより抑制されるので、センサハウジング８が芯金７から抜け出ることを防止でき、かつセンサハウジング８の周方向の位置ずれをも防止できる。
【００３３】
前記接着剤の充填用溝１４は、センサハウジング８の外周に周方向に連続して形成されているので、総接着面積が広くなり、半径方向のガタつきを確実に防止できる。また、芯金７とセンサハウジング８との間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
【００３４】
前記芯金に形成された爪状の係止片１２をセンサハウジング８に形成された切欠き溝１３に折り曲げて嵌め込むだけで、芯金７とセンサハウジング８とを容易に固定でき、前述のようなセンサハウジング８の抜け出しや周方向の位置ずれを防止できる。
【００３５】
なお、前記爪状の係止片１２は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、係止片１２の折り曲げる先端側が、図１（ｂ）及び図２に示した場合とは逆に、転がり軸受１側になる係止片１２ａのように形成することもできる。センサハウジング８側には傾斜した凹部１３ａが形成される。
【００３６】
図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）、及び図６（ａ）、（ｂ）は、いずれも他の実施形態を示したものである。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金７に、その軸方向に湾曲した凸部１５を周方向に複数形成し、この凸部１５をセンサハウジング８に形成した前記軸方向に湾曲した凹部１６に嵌め合わせて、芯金７とセンサハウジング８とを固定することができる。
【００３８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金７に、その軸方向の断面形状がＶ字形の凸部１５ａを周方向に複数形成し、この凸部１５ａをセンサハウジング８に形成した前記軸方向の断面形状が同様にＶ字形の凹部１６ａに嵌め合わせ、芯金７とセンサハウジング８とを固定することもできる。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金７に、その軸方向の断面形状がコ字形の凸部１５ｂを周方向に複数形成し、この凸部１５ｂをセンサハウジング８に形成した前記軸方向の断面形状が同様にコ字形の凹部１５ｂに嵌め合わせ、芯金７とセンサハウジング８とを固定することもできる。
【００４０】
このように、いずれの場合も、前記凸部と凹部の凹凸嵌合により芯金７とセンサハウジング８とを固定することで、センサハウジング８の芯金７からの抜け出しを確実に防止することができる。また、前記各凸部１５、１５ａ、１５ｂはいずれも周方向に複数形成されているため、センサハウジング８の周方向の位置ずれをも確実に防止できる。そして、それぞれの場合に、センサハウジング８の外周面に形成された前記溝１４に弾力性を有する接着剤が充填されて芯金７とセンサハウジング８とが接着されているため、前述のように、使用環境温度の影響を受け、センサハウジング８が半径方向に収縮しても、この半径方向のガタつき及びセンサハウジングの傾きも防止できる。
【００４１】
前記の各凸部１５、１５ａ、１５ｂは、いずれも予め芯金７に形成した後に、これらの各凸部に対応した形状の凹部１６、１６ａ、１６ｂを外周面に形成した前記センサハウジング８を圧入してもよく、また、センサハウジング８を芯金７に圧入した後に、前記芯金７を加締めて前記各凸部を形成し、前記各凹部に嵌め合わせるようにしてもよい。
【００４２】
なお、前記センサハウジングの外周面に周方向に連続して形成される前記接着剤の充填用溝１４は、図７に示すように、センサハウジングの軸方向に湾曲して窪んだ断面形状の溝１４ａ、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記軸方向の断面形状が、Ｖ字形状の溝１４ｂ及び矩形状の溝１４ｃのいずれであってもよく、また、前記各溝１４ａ、１４ｂ及び１４ｃをセンサハウジング８の外周面に複数本、例えば、図９及び図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、２本形成してもよい。また、これらの充填用溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、芯金７に形成される前記の各凸部及びこれらの凸部の形状に対応した、センサハウジング８に形成される前記の各凹部とを、任意に組み合わせて、前述のように、芯金７とセンサハウジング８とを接着し、かつ、前記各凸部を前記各凹部に嵌め合わせて、センサハウジング８の半径方向のガタつき、軸方向の傾き、周方向の位置ずれ、及び芯金７からの抜け出しを防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、固定軌道輪側に取り付けた芯金と、回転センサの検出素子を取り付けたセンサハウジングとを、弾性を有する接着剤を用いて接着し、かつ、芯金に形成した凸部とセンサハウジングに形成した凹部との凹凸嵌合で固定したので、使用環境温度が低温であったり、また、高温状態から常温に戻ったりした場合に、センサハウジングが半径方向に収縮しても、前記接着剤の弾性変形により、芯金との接着状態が維持され、半径方向にガタつかず、センサハウジングが傾くことを防止できる。
【００４４】
また、振動などにより、芯金とセンサハウジングとの間に、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、前記の凹凸嵌合により、センサハウジングが芯金から抜け出したり、周方向に回転して位置ずれすることを防止できる。
【００４５】
これらにより、使用環境温度の影響を受けず、回転素子の回転に伴う検出素子からの精度良い出力波形を測定できる回転センサ付きころがり軸受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）この発明の実施形態の回転センサ付き転がり軸受の正面図
（ｂ）同上のＡ−Ａ線における縦断側面図
【図２】図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の要部を示す斜視図
【図３】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図４】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図５】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図６】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図７】この発明の実施形態の、センサハウジングに接着剤の充填用溝を形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図８】（ａ）同上の、図７とは異なる形状の充填用溝を形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
（ｂ）同上の、図８（ａ）とは異なる形状の充填用溝を形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図９】図７に示した充填用溝を２本形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図１０】（ａ）図８（ａ）に示した充填用溝を２本形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
（ｂ）図８（ｂ）に示した充填用溝を２本形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図１１】従来技術の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図１２】従来技術の他の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【符号の説明】
１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 保持器
５ 転動体
６ 回転素子
７ 芯金
８ センサハウジング
８ａ 周壁
８ｂ つば部
８ｃ 溝
９ 電気回路基板
１０ 検出素子
１１ 電子回路部品
１２ 係止片
１３ 切欠き溝
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 充填用溝
１５、１５ａ、１５ｂ 凸部
１６、１６ａ、１６ｂ 凹部
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの出力軸やモータの回転軸などの回転数や回転角を検出するための回転センサ用ハウジングの転がり軸受への取り付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記の出力軸や回転軸の回転数や回転角の検出方法として、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁した回転素子の回転に伴う磁気の変化を、検出素子によって検出し、パルス信号として出力する回転センサを用いる方法が知られている。
【０００３】
従来、このような回転センサを、内輪２と、外輪３と、転動体５とからなる転がり軸受１に取り付ける場合、例えば、図１１に示すように、回転軌道輪側の内輪２の端部外径面に、多極に着磁された回転素子６が嵌着される。そして、固定軌道輪側の外輪３の端部内径面に嵌着された芯金１７に、周壁１８ａとその内方に延びるつば部１８ｂとからなる合成樹脂製の環状のセンサハウジング１８が締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定される。この環状のセンサハウジング１８に装着された電気回路基板９に、前記回転素子６に近接し、対向して検出素子１０が取り付けられ、回転センサが軸受に装備される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記回転センサ付き軸受の使用環境温度範囲が、例えば、−４０℃から１２０℃までの範囲で変化するとすれば、低温側での使用環境温度では、圧入されたセンサハウジング１８の外径及び幅、即ち周壁１８ａの軸方向の長さが収縮する。このため、芯金１７とセンサハウジング１８との間に半径方向の隙間を生じてセンサハウジング１８が軸方向に対して傾いたり、半径方向にガタついたり、周方向に回転して、前記回転素子と検出素子との位置ずれ等を生じたり、甚だしい場合には、センサハウジングが芯金から抜け出たりして、回転素子の回転に伴う磁気変化を精度良く検出できず、検出素子からの精度良い出力波形を測定できないという問題がある。
【０００５】
このような問題を回避するために、使用環境温度が低温の場合でも、芯金１７とセンサハウジング１８との間に半径方向の隙間が発生しないように、圧入時の締め代を大きく設定すると、芯金１７にセンサハウジング１８が圧入しにくくなる。このため、センサハウジングが圧入による大きな接触圧力を受けて、割れるおそれがある。
【０００６】
一方、使用環境温度が高温側の場合には、前記低温側の場合とは逆に、センサハウジング１８の外径及び幅、即ち周壁１８ａの軸方向の長さが膨張するため、圧入による接触圧力が、半径方向の膨張によって増大し、過負荷応力状態となって、センサハウジング１８が割れるおそれが大きくなる。また、センサハウジング１８の外径面は、高温域での前記接触圧力の作用下で、芯金１７により拘束されているため、クリープ変形が生じ、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻ると、センサハウジングが収縮する上に、前記クリープ変形により、半径方向の締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジング１８と芯金１７との半径方向の隙間が大きくなって、前述の場合と同様に、センサハウジング１８の傾き、半径方向のガタつき、周方向の位置ずれ等が生じるおそれが大きくなる。また、前記クリープ変形により、センサハウジング１８は幅方向、即ち軸方向に膨張し、この方向に力が作用し、前記収縮時の熱応力との相乗作用によって、センサハウジング１８が芯金から抜け出しやすくなる。
【０００７】
このようなセンサハウジングの芯金からの抜け出しを防止するために、図１２に示すように、芯金１７ａの端部を、全周にわたってセンサハウジング１８の内径側に、その外面に形成されたテーパ部に沿うように折り曲げて、センサハウジング１８の軸方向の移動を抑制すれば、芯金からの抜け出しを防止することができる。しかし、このようにしても、前記の周方向の位置ずれは防止することができない。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、低温域から高温域にわたる使用環境温度においても、前記転がり軸受に固定された芯金に装着されるセンサハウジングに、軸方向、円周方向、半径方向のいずれの方向にもガタつきや位置ずれが発生せず、精度良く回転速度を測定できる回転センサ付き転がり軸受を実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【００１０】
即ち、転がり軸受の回転軌道輪側に回転素子を取り付け、前記軸受の固定軌道輪側に取り付けた芯金に環状のセンサハウジングを装着し、前記センサハウジングに検出素子を、前記回転素子に近接し、対向するように装備した回転センサ付き転がり軸受において、前記センサハウジングの外周に溝を設け、この溝に充填した弾性を有する接着剤で前記芯金にセンサハウジングを接着し、前記芯金とセンサハウジングとを、芯金に形成した凸部とセンサハウジングに形成した凹部との嵌め合わせにより固定したのである。
【００１１】
このようにすれば、使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジングが半径方向に収縮しても、前記接着剤が弾性を有するために、芯金とセンサハウジングとの固定状態を維持でき、半径方向にガタつかず、センサハウジングが傾くことを防止できる。そして、芯金とセンサハウジングとの間に、軸方向または周方向に、振動等により、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、前記芯金の凸部が前記センサハウジングの凹部に嵌合しているため、センサハウジングが軸方向に移動して抜けたり、周方向に回転して位置ずれすることを防止することができる。
【００１２】
また、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻った場合に、センサハウジングが収縮する上に、前記クリープ変形により、前記締め代の弾性回復がなくなるので、センサハウジングと芯金との半径方向の隙間が大きくなる場合でも、前記接着剤の弾性力によって、固定状態を維持でき、半径方向のガタつきを防止できる。さらに、前記クリープ変形による軸方向の膨張に伴う芯金とセンサハウジングとの軸方向のずれは、前記凸部と前記凹部との嵌合により抑制されるので、センサハウジングが芯金から抜け出ることを防止できる。そして、前述の場合と同様に、前記凹凸嵌合によって、センサハウジングの周方向の位置ずれをも防止できる。
【００１３】
前記センサハウジングに設けた溝を、周方向に連続して形成することが望ましい。
【００１４】
このようにすれば、前記芯金と前記センサハウジングとが周方向に連続して接着されるので、総接着面積が広くなり、半径方向のガタつきを確実に防止できる。また、芯金とセンサハウジングとの間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
【００１５】
前記凸部が前記芯金の周壁に設けた爪状の係止片であり、前記凹部が切欠き溝であり、前記係止片を前記切欠き溝に折り曲げて嵌め合わせることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、前記爪状の係止片を前記切欠き溝に折り曲げて嵌め込むことにより、芯金とセンサハウジングとを固定でき、前述のようなセンサハウジングの抜け出しや周方向の位置ずれを防止できる。
【００１７】
前記凸部を前記芯金の軸方向に沿って湾曲するようにその内周側に突出し、この凸部を芯金の周方向に複数形成し、前記センサハウジングの凹部を、前記凸部に対応した位置に周方向に複数形成することができる。
【００１８】
このように、前記凸部及び前記凹部をいずれも前記軸方向に湾曲した形状に形成することにより、前述のようなセンサハウジングの抜け出しを確実に防止することができる。また、前記凸部は周方向に複数設けているため、センサハウジングの周方向の位置ずれをも確実に防止できる。
【００１９】
前記凸部を前記芯金の軸方向の断面形状をＶ字形にして前記芯金の周方向に複数形成し、前記センサハウジングの凹部を、前記凸部に対応した位置に周方向に複数形成することができる。
【００２０】
このように、前記凸部及び前記凹部の前記軸方向の断面形状を、いずれもＶ字形に形成しても、これらの凹凸嵌合によって、センサハウジングの抜け出しや周方向の位置ずれを確実に防止できる。
【００２１】
前記凸部を前記芯金の軸方向の断面形状をコ字形にして前記芯金の周方向に複数形成し、前記センサハウジングの凹部をコ字形とし、前記凸部に対応した位置に周方向に複数形成することができる。
【００２２】
このように、前記凸部及び凹部の前記軸方向の断面形状を、いずれもコ字形に形成しても、これらの凹凸嵌合によって、前述のように、センサハウジングの抜け出しや周方向の位置ずれを確実に防止できる。
【００２３】
なお、前記の湾曲した凸部、Ｖ字形の凸部、及びコ字形の各凸部は、予め芯金に形成した後に、これらの各凸部に対応した形状の凹部を形成した前記センサハウジングを装着してもよく、また、前記センサハウジングを芯金に圧入した後に、前記芯金を加締めて前記凸部を形成し、前記凹部に嵌め合わせるようにしてもよい。
【００２４】
また、前記凸部を、前記軸方向に湾曲して、または軸方向の断面形状をＶ字形、コ字形に形成することにより、予めこれらの凸部を芯金に形成した場合に、センサハウジングを芯金に圧入しやすくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付の図１から図１０に基づいて説明する。
【００２６】
この発明の実施形態の回転センサ付き転がり軸受は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、内輪２と、外輪３と、保持器４に保持された転動体５とからなる転がり軸受１の回転軌道輪側の内輪２の端部外径面に、回転ドラムの周囲に強磁性薄膜などで多極に着磁された回転素子６が嵌着されている。そして、固定軌道輪側の外輪３の端部内径面に嵌着された芯金７に、周壁８ａとつば部８ｂとからなる合成樹脂製の環状のセンサハウジング８が、締め代を設けて油圧を使用して圧入され、固定されている。このセンサハウジング８のつば部８ｂに形成された溝８ｃに電子回路基板９が取り付けられ、この電気回路基板９を介して、検出素子１０が前記周壁８ａの内周面に、センサハウジング８の半径方向に前記回転素子６に近接して対向するように装備され、前記回路基板９に電子回路部品１１が装備されて回転センサが形成されている。そして、この検出素子１０により、回転素子６の回転による磁気変化が検出されて出力波形、即ちパルス信号が出力され、前記転がり軸受１の回転速度が計測されるようになっている。
【００２７】
前記芯金７の大径側の端部には、図２に示すように、爪状の係止片１２が周方向に３箇所形成されており、この係止片１２に対応して、センサハウジング８の周壁８ａからつば部８ｂにかけてのコーナー部の外面に、係止片１２が嵌まり込む切欠き溝１３が、同様に周方向に３箇所形成され、係止片１２が折り曲げられて切欠き溝１３に嵌め込まれ、芯金７とセンサハウジング８とが固定されている。
【００２８】
前記センサハウジング８の周壁８ａの外周には、周方向に連続して接着剤の充填用溝１４が形成され、この充填用溝１４にシリコンポリマーとエポキシ樹脂を主成分とした弾性を有する接着剤が充填され、センサハウジング８が芯金７に接着されている。
【００２９】
このように、芯金７に形成した係止片１２を折り曲げて形成した凸部を、センサハウジング８に形成した切欠き溝１３、即ち凹部に嵌め合わせ、さらに芯金７とセンサハウジング８とを前記接着剤で接着することにより、圧入されたセンサハウジング８が芯金７に固定されている。なお、前記芯金７は、前記外輪３の端部外径面に嵌着することもできる。
【００３０】
この発明の実施形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。
【００３１】
前記センサハウジング８は、芯金７に対して、弾力性を有する接着剤で接着されているため、前記転がり軸受の使用環境温度が低温域にある場合に、センサハウジング８が半径方向に収縮しても、接着剤が弾性変形して芯金７とセンサハウジング８との接着状態が維持され、半径方向にガタづかず、センサハウジング８が傾くことを防止できる。そして、芯金７とセンサハウジング８との間に、振動などによって軸方向または周方向に、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、芯金７に形成した係止片１２がセンサハウジング８の切欠き溝１３に嵌め合わされているために、センサハウジング８が軸方向に移動して抜けたり、周方向に位置ずれすることを防止できる。
【００３２】
また、使用環境温度が高温状態から常温状態に戻った場合に、センサハウジング８が収縮する上に、前記クリープ変形により、締め代の弾性回復がなくなり、センサハウジング８と芯金７との半径方向の隙間が大きくなる場合でも、前記接着剤の弾性力によって、前記固定状態が維持され、半径方向のガタつきを防止できる。そして、このような使用状態の場合でも、前記クリープ変形による軸方向の膨張に伴う芯金７とセンサハウジング８との軸方向のずれは、爪状の係止片１２と切欠き溝１３との嵌め込みにより抑制されるので、センサハウジング８が芯金７から抜け出ることを防止でき、かつセンサハウジング８の周方向の位置ずれをも防止できる。
【００３３】
前記接着剤の充填用溝１４は、センサハウジング８の外周に周方向に連続して形成されているので、総接着面積が広くなり、半径方向のガタつきを確実に防止できる。また、芯金７とセンサハウジング８との間に軸方向または周方向に作用する剪断力に対する接着能力が向上する。
【００３４】
前記芯金に形成された爪状の係止片１２をセンサハウジング８に形成された切欠き溝１３に折り曲げて嵌め込むだけで、芯金７とセンサハウジング８とを容易に固定でき、前述のようなセンサハウジング８の抜け出しや周方向の位置ずれを防止できる。
【００３５】
なお、前記爪状の係止片１２は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、係止片１２の折り曲げる先端側が、図１（ｂ）及び図２に示した場合とは逆に、転がり軸受１側になる係止片１２ａのように形成することもできる。センサハウジング８側には傾斜した凹部１３ａが形成される。
【００３６】
図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）、及び図６（ａ）、（ｂ）は、いずれも他の実施形態を示したものである。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金７に、その軸方向に湾曲した凸部１５を周方向に複数形成し、この凸部１５をセンサハウジング８に形成した前記軸方向に湾曲した凹部１６に嵌め合わせて、芯金７とセンサハウジング８とを固定することができる。
【００３８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金７に、その軸方向の断面形状がＶ字形の凸部１５ａを周方向に複数形成し、この凸部１５ａをセンサハウジング８に形成した前記軸方向の断面形状が同様にＶ字形の凹部１６ａに嵌め合わせ、芯金７とセンサハウジング８とを固定することもできる。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金７に、その軸方向の断面形状がコ字形の凸部１５ｂを周方向に複数形成し、この凸部１５ｂをセンサハウジング８に形成した前記軸方向の断面形状が同様にコ字形の凹部１５ｂに嵌め合わせ、芯金７とセンサハウジング８とを固定することもできる。
【００４０】
このように、いずれの場合も、前記凸部と凹部の凹凸嵌合により芯金７とセンサハウジング８とを固定することで、センサハウジング８の芯金７からの抜け出しを確実に防止することができる。また、前記各凸部１５、１５ａ、１５ｂはいずれも周方向に複数形成されているため、センサハウジング８の周方向の位置ずれをも確実に防止できる。そして、それぞれの場合に、センサハウジング８の外周面に形成された前記溝１４に弾力性を有する接着剤が充填されて芯金７とセンサハウジング８とが接着されているため、前述のように、使用環境温度の影響を受け、センサハウジング８が半径方向に収縮しても、この半径方向のガタつき及びセンサハウジングの傾きも防止できる。
【００４１】
前記の各凸部１５、１５ａ、１５ｂは、いずれも予め芯金７に形成した後に、これらの各凸部に対応した形状の凹部１６、１６ａ、１６ｂを外周面に形成した前記センサハウジング８を圧入してもよく、また、センサハウジング８を芯金７に圧入した後に、前記芯金７を加締めて前記各凸部を形成し、前記各凹部に嵌め合わせるようにしてもよい。
【００４２】
なお、前記センサハウジングの外周面に周方向に連続して形成される前記接着剤の充填用溝１４は、図７に示すように、センサハウジングの軸方向に湾曲して窪んだ断面形状の溝１４ａ、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記軸方向の断面形状が、Ｖ字形状の溝１４ｂ及び矩形状の溝１４ｃのいずれであってもよく、また、前記各溝１４ａ、１４ｂ及び１４ｃをセンサハウジング８の外周面に複数本、例えば、図９及び図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、２本形成してもよい。また、これらの充填用溝１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、芯金７に形成される前記の各凸部及びこれらの凸部の形状に対応した、センサハウジング８に形成される前記の各凹部とを、任意に組み合わせて、前述のように、芯金７とセンサハウジング８とを接着し、かつ、前記各凸部を前記各凹部に嵌め合わせて、センサハウジング８の半径方向のガタつき、軸方向の傾き、周方向の位置ずれ、及び芯金７からの抜け出しを防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、固定軌道輪側に取り付けた芯金と、回転センサの検出素子を取り付けたセンサハウジングとを、弾性を有する接着剤を用いて接着し、かつ、芯金に形成した凸部とセンサハウジングに形成した凹部との凹凸嵌合で固定したので、使用環境温度が低温であったり、また、高温状態から常温に戻ったりした場合に、センサハウジングが半径方向に収縮しても、前記接着剤の弾性変形により、芯金との接着状態が維持され、半径方向にガタつかず、センサハウジングが傾くことを防止できる。
【００４４】
また、振動などにより、芯金とセンサハウジングとの間に、前記接着剤の接着能力よりも大きな剪断力が作用した場合でも、前記の凹凸嵌合により、センサハウジングが芯金から抜け出したり、周方向に回転して位置ずれすることを防止できる。
【００４５】
これらにより、使用環境温度の影響を受けず、回転素子の回転に伴う検出素子からの精度良い出力波形を測定できる回転センサ付きころがり軸受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）この発明の実施形態の回転センサ付き転がり軸受の正面図
（ｂ）同上のＡ−Ａ線における縦断側面図
【図２】図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の要部を示す斜視図
【図３】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図４】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図５】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図６】（ａ）図１の回転センサ付き転がり軸受に取り付けた芯金とセンサハウジングとの固定の他の実施形態の要部を示す斜視図
（ｂ）同上の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図７】この発明の実施形態の、センサハウジングに接着剤の充填用溝を形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図８】（ａ）同上の、図７とは異なる形状の充填用溝を形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
（ｂ）同上の、図８（ａ）とは異なる形状の充填用溝を形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図９】図７に示した充填用溝を２本形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図１０】（ａ）図８（ａ）に示した充填用溝を２本形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
（ｂ）図８（ｂ）に示した充填用溝を２本形成した回転センサ付き転がり軸受の一部省略縦断側面図
【図１１】従来技術の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【図１２】従来技術の他の回転センサ付き転がり軸受の縦断側面図
【符号の説明】
１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 保持器
５ 転動体
６ 回転素子
７ 芯金
８ センサハウジング
８ａ 周壁
８ｂ つば部
８ｃ 溝
９ 電気回路基板
１０ 検出素子
１１ 電子回路部品
１２ 係止片
１３ 切欠き溝
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 充填用溝
１５、１５ａ、１５ｂ 凸部
１６、１６ａ、１６ｂ 凹部
Claims (4)
- 転がり軸受の回転軌道輪側に回転素子を取り付け、前記軸受の固定軌道輪側に取り付けた芯金に環状のセンサハウジングを装着し、前記センサハウジングに検出素子を、前記回転素子に近接し、対向するように装着した回転センサ付き転がり軸受において、
前記センサハウジングの外周に周方向に連続した溝を設け、この溝に充填した弾性を有する接着剤で前記芯金にセンサハウジングを接着し、前記芯金の周壁に爪状の係止片が芯金の周方向に複数形成され、前記センサハウジングに前記係止片に対応した位置に切欠き溝が周方向に複数形成され、前記係止片を前記切欠き溝に折り曲げて嵌め込むことにより、前記芯金とセンサハウジングを固定したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。 - 転がり軸受の回転軌道輪側に回転素子を取り付け、前記軸受の固定軌道輪側に取り付けた芯金に環状のセンサハウジングを装着し、前記センサハウジングに検出素子を、前記回転素子に近接し、対向するように装着した回転センサ付き転がり軸受において、
前記センサハウジングの外周に周方向に連続した溝を設け、この溝に充填した弾性を有する接着剤で前記芯金にセンサハウジングを接着し、前記芯金に該芯金の軸方向に沿って湾曲するようにその内周側に突出した凸部が該芯金の周方向に複数形成され、前記センサハウジングに前記凸部に対応した位置に凹部が周方向に複数形成され、前記凸部と凹部との嵌め合わせにより、前記芯金とセンサハウジングとを固定したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。 - 転がり軸受の回転軌道輪側に回転素子を取り付け、前記軸受の固定軌道輪側に取り付けた芯金に環状のセンサハウジングを装着し、前記センサハウジングに検出素子を、前記回転素子に近接し、対向するように装着した回転センサ付き転がり軸受において、
前記センサハウジングの外周に周方向に連続した溝を設け、この溝に充填した弾性を有する接着剤で前記芯金にセンサハウジングを接着し、前記芯金に該芯金の軸方向の断面形状がＶ字形の凸部が前記芯金の周方向に複数形成され、前記センサハウジングに前記凸部に対応した位置に凹部が周方向に複数形成され、前記凸部と凹部との嵌め合わせにより、前記芯金とセンサハウジングとを固定したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。 - 転がり軸受の回転軌道輪側に回転素子を取り付け、前記軸受の固定軌道輪側に取り付けた芯金に環状のセンサハウジングを装着し、前記センサハウジングに検出素子を、前記回転素子に近接し、対向するように装着した回転センサ付き転がり軸受において、前記センサハウジングの外周に周方向に連続した溝を設け、この溝に充填した弾性を有する接着剤で前記芯金にセンサハウジングを接着し、前記芯金に該芯金の軸方向の断面形状がコ字形の凸部が前記芯金の周方向に複数形成され、前記センサハウジングに前記凸部に対応した位置にコ字形の凹部が周方向に複数形成され、前記凸部と凹部との嵌め合わせにより、前記芯金とセンサハウジングとを固定したことを特徴とする回転センサ付き転がり軸受。
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