JP2003222149A - センサ付き転がり軸受 - Google Patents

センサ付き転がり軸受

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JP2003222149A JP2002022105A JP2002022105A JP2003222149A JP 2003222149 A JP2003222149 A JP 2003222149A JP 2002022105 A JP2002022105 A JP 2002022105A JP 2002022105 A JP2002022105 A JP 2002022105A JP 2003222149 A JP2003222149 A JP 2003222149A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏洩磁束等の外乱を遮断でき、高い検出精度
を維持可能としたセンサ付き転がり軸受を提供する。 【解決手段】 内輪12と、外輪11と、内外輪間に介
在された転動体13と、内外輪の軸方向一方側に設けら
れたセンサ19と、センサ19によってセンシングされ
る被検出部材21とを備えたセンサ付き転がり軸受10
であって、センサ19及び被検出部材21の近傍にノイ
ズ用シールド16,17,18が配されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転数等を検出す
るためのセンサを備えたセンサ付き転がり軸受に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、センサ付き転がり軸受として、例
えば特開平7−311212号公報や特開平10−31
1740号公報に開示されたものがある。これらの構成
はいずれも、静止輪である外輪に保持部材を介してセン
サを取り付け、回転輪である内輪に多極磁石等の被検出
部材を取り付けたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
センサ付き転がり軸受では、電動機や高周波電源等の磁
束を発生する機器の近傍に設置されると、これら機器か
ら漏洩した磁束がセンサを構成する回路に影響し、セン
サが誤作動することがあった。また、機器のハウジング
を通じて交流電源のアース接地がなされている機器に上
記のセンサ付き転がり軸受を取り付けて使用する場合、
ハウジングのアース接地が不完全であると、センサにも
交流電源の電圧が印加される。それに伴い微弱電流がセ
ンサに流れ、電源の周波数等に起因するノイズがセンサ
の出力信号に入ることがある。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、漏洩磁束等の外乱を遮断でき、高い検
出精度を維持可能としたセンサ付き転がり軸受を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成により達成される。 (1) 内輪と、外輪と、前記内外輪間に介在された転
動体と、前記内外輪の軸方向一方側に設けられたセンサ
と、前記センサによってセンシングされる被検出部材と
を備えたセンサ付き転がり軸受であって、前記センサ及
び前記被検出部材の近傍にノイズ用シールドが配された
ことを特徴とするセンサ付き転がり軸受。 (2) 前記センサが、前記被検出部材から発せられる
磁気を感知する磁気感応センサである前記(1)に記載
のセンサ付き転がり軸受。 (3) 前記センサ及び前記被検出部材のうち一方が磁
性材からなる第一保持部材を介して前記外輪に保持さ
れ、他方が磁性材からなる第二保持部材を介して前記内
輪に保持され、前記第一保持部材及び前記第二保持部材
が前記ノイズ用シールドとして機能する前記(1)又は
(2)に記載のセンサ付き転がり軸受。 (4) 前記第一保持部材及び第二保持部材の少なくと
も一方が、前記センサ及び前記被検出部材の反転動体側
で径方向に延びた側壁を有し、前記第一保持部材及び第
二保持部材が断面視においてコ字状を呈しつつ前記セン
サ及び前記被検出部材を覆っている前記(3)に記載の
センサ付き転がり軸受。 (5) 前記センサ及び前記被検出部材の転動体側で径
方向に延びた介在側壁を有し、該介在側壁もノイズ用シ
ールドとして機能する前記(3)又は(4)に記載のセ
ンサ付き転がり軸受。 (6) 前記センサ及び前記被検出部材が径方向に対向
するように、それらが前記第一保持部材及び前記第二保
持部材によって保持されている前記(3)〜(5)のい
ずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。
【0006】上記構成のセンサ付き転がり軸受によれ
ば、センサ及び被検出部材の近傍に配されたノイズ用シ
ールドにより、電動機や高周波電源等の機器から漏洩し
た磁束が遮断される。したがって、耐漏洩磁束性が向上
して、センサによる高い検出精度が維持される。また、
センサが磁気感応センサである場合、ノイズ用シールド
によって漏洩磁束が遮断されるため、被検出部材が発生
した磁気がセンサに確実に取り込まれる。したがって、
被検出部材からの情報を、センサにより高精度で検出で
きる。そして、センサ及び被検出部材のうち一方が磁性
材からなる第一保持部材を介して外輪に保持され、他方
が磁性材からなる第二保持部材を介して内輪に保持され
て、第一保持部材及び第二保持部材がノイズ用シールド
として機能する場合、別途のノイズシールド部材が不要
となり、コストダウンを図れる。また、第一保持部材及
び第二保持部材の少なくとも一方が、センサ及び被検出
部材の反転動体側で径方向に延びた側壁を有し、第一保
持部材及び第二保持部材が断面視においてコ字状を呈し
つつセンサ及び被検出部材を覆うようにすれば、第一保
持部材及び第二保持部材のみによって漏洩磁束をより確
実に遮断することができる。また、センサ及び被検出部
材の転動体側に径方向に延びた介在側壁を設けた場合、
転動体側からセンサ及び被検出部材に向く方向に作用す
る漏洩磁束も遮断できるとともに、軸受空間内の潤滑剤
がセンサに影響を及ぼすことも防止できる。そして、セ
ンサ及び被検出部材が径方向に対向するように、それら
が第一保持部材及び第二保持部材によって保持されるよ
うにすれば、センサ付き転がり軸受全体の軸方向の大き
さ(幅寸法)をコンパクトにすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1に、本発明の第1実施形
態のセンサ付き転がり軸受10を示す。センサ付き転が
り軸受10は、外輪11と内輪12との間に複数の玉
(転動体)13が介在されている。複数の玉13は、保
持器14によって周方向に間隔をあけて転動自在に保持
されている。ここでは、外輪11が静止輪となり、内輪
12が回転輪となる。
【0008】転がり軸受10の軸方向一方側(図では左
側)には、シール部材15が設けられている。シール部
材15は、基端部(外周部)を外輪11に固定されてい
る。シール部材15の先端部(内周部)は、内輪12に
接しておらず、このシール部材15は非接触式のシール
部材である。図示しないが、接触式のシール部材を用い
ることも可能である。
【0009】転がり軸受10の軸方向他方側(図では右
側)には、外輪11内径面から内輪12側に向かって径
方向に延びるように介在側壁16が設けられている。介
在側壁16は、円環状に形成され、その外周部が外輪1
1のシール溝内に嵌合している。また、外輪11に第一
保持部材17が固定され、内輪12に第二保持部材18
が固定されている。介在側壁16、第一保持部材17及
び第二保持部材18は、磁束を遮断できる磁性材等の材
料からなっている。磁性材としては、SPCC材やマル
テンサイト系あるいはフェライト系のステンレス鋼材等
が用いられる。
【0010】第一保持部材17は、外輪11の内径面に
嵌合された円筒状の取付部17aと、取付部17aに接
続されて外輪11端面に沿って径方向外方に延びたフラ
ンジ部17bと、取付部17aと同様な径方向位置でフ
ランジ部17bに接続されて軸方向に延びた延長部17
cと、延長部17cの軸方向端部に接続されて径方向内
方に延びた側壁部17dとを有している。取付部17a
の、フランジ部17bが接続された側とは反対側(図で
は左側)の先端は、介在側壁16の側面に当接してい
る。介在側壁16は、取付部17aの先端と外輪11の
シール溝の肩との間で挟持されている。
【0011】第一保持部材17の取付部17a及び延長
部17cの内周面には、センサとしての磁気感応センサ
19が保持されている。磁気感応センサ19は、樹脂ブ
ロック20を介して第一保持部材17に固定されてい
る。磁気感応センサ19は、軸方向の玉13側が介在側
壁16に、径方向外方が取付部17a及び延長部17c
に、軸方向の玉13とは反対側が側壁部17dによっ
て、その径方向内方を除く三方が囲まれている。磁気感
応センサ19は、後述する多極磁石21が発生する磁束
に基づいた電気信号を発生する。その電気信号は外部配
線22を通じて図示しない制御回路に伝送される。制御
回路では、その電気信号を増幅・波形整形してパルス状
の回転信号に変換し、内輪12の回転速度を検出するの
に用いる。
【0012】第二保持部材18は、内輪12の外径面に
嵌合された円筒状の取付部18aと、取付部18aに接
続されて内輪12端面に沿って径方向内方に延びたフラ
ンジ部18bと、取付部18aと同様な径方向位置でフ
ランジ部18bに接続されて軸方向に延びた延長部18
cとを有している。第二保持部材18の取付部18a及
び延長部18cの外周面に、被検出部材としての円環状
の多極磁石21が保持されている。
【0013】多極磁石21の外径面には、S極、N極が
周方向に交互に複数着磁されている。多極磁石21は、
磁気感応センサ19の径方向内方に所定の隙間を介して
磁気感応センサ19に非接触で対向配置されている。多
極磁石21は、軸方向の玉13とは反対側が第一保持部
材17の側壁部17dに、径方向内方が取付部18a及
び延長部18cによって、その径方向外方及び軸方向の
玉13側を除く二方が囲まれている。介在側壁16の内
径を小さくして(介在側壁16を内輪12側に延長させ
て)、多極磁石21の軸方向玉13側を介在側壁16に
よって遮断するようにしてもよい。多極磁石21は、外
周側に磁束を常時発生する。第一保持部材17の側壁部
17dの先端は、多極磁石21及び第二保持部材18に
接近しているが、接してはいない。こうして、介在側壁
16、第一保持部材17及び第二保持部材18は、断面
視においてロ字状を呈しつつ磁気感応センサ19及び多
極磁石21を覆っている。
【0014】第一保持部材17のフランジ部17bは、
隙間無くU字状に折り曲げられて径方向に延びるように
形成されており、その一方の側面が外輪11の端面に接
している。センサ付き転がり軸受10を図示しないハウ
ジング等に圧入するために、フランジ部17bの他方の
側面に押圧荷重がかけられても、フランジ部17bは外
輪端面に支えられるため、全く変形せず、押圧荷重がそ
のまま外輪11に伝わる。第二保持部材18のフランジ
部18bも、同様な作用を奏する。
【0015】以上のような構成のセンサ付き転がり軸受
10によれば、磁気感応センサ19及び多極磁石21
が、ノイズ用シールドとして機能する、介在側壁16、
第一保持部材17及び第二保持部材18によって囲まれ
たことにより、電動機や高周波電源等の機器から漏洩し
た磁束が遮断される。したがって、耐漏洩磁束性が向上
して、磁気感応センサ19による高い検出精度が得られ
る。また、多極磁石21が発生した磁気が磁気感応セン
サ19に確実に取り込まれるので、磁気感応センサ19
による高い検出精度が得られる。
【0016】また、磁気感応センサ19及び多極磁石2
1の玉13側に介在側壁16が設けられているので、玉
13側から磁気感応センサ19及び多極磁石21に向く
方向に作用する漏洩磁束も遮断できるとともに、軸受空
間内の潤滑剤が磁気感応センサ19に影響を及ぼすこと
も防止できる。そして、磁気感応センサ19及び多極磁
石21が径方向に対向するように、それらを第一保持部
材17及び第二保持部材18によって保持することで、
センサ付き転がり軸受10全体の軸方向の幅寸法をコン
パクトにしている。
【0017】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能であ
る。例えば、図2に示すセンサ付き転がり軸受30のよ
うに、介在側壁31eが第一保持部材31に一体成形さ
れていてもよい。また、図3に示すセンサ付き転がり軸
受40のように、介在側壁41eが第二保持部材41に
一体成形されていてもよい。例えば、磁気感応センサ1
9に発信機を設け、制御回路に受信機を設けて、無線通
信可能とすることで、信号伝送用の外部配線22を省略
するようにしてもよい。また、センサとして、温度セン
サや振動センサを用いてもよい。さらに、多極磁石とし
て、着磁パターンの異なる、第一部分と、第一部分に軸
方向に隣接した第二部分とを有するものを用いてもよ
い。第一部分は、S極及びN極を周方向に交互に複数配
置した構成とし、第二部分は、周方向に1箇所のみS極
及びN極を配置した構成とすることができる。この場
合、磁気感応センサも、第一部分と第二部分とを有する
構成にすることができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
漏洩磁束等の外乱を遮断でき、高い検出精度を維持可能
としたセンサ付き転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の要部断面図である。
【図2】第2実施形態の要部断面図である。
【図3】第3実施形態の要部断面図である。
【符号の説明】
10,30,40 センサ付き転がり軸受 11 内輪 12 外輪 13 玉(転動体) 16 介在側壁(ノイズ用シールド) 17,31 第一保持部材(ノイズ用シールド) 17d,31d 側壁部(側壁) 18,41 第二保持部材(ノイズ用シールド) 19 磁気感応センサ(センサ) 21 多極磁石(被検出部材)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内輪と、外輪と、前記内外輪間に介在さ
    れた転動体と、前記内外輪の軸方向一方側に設けられた
    センサと、前記センサによってセンシングされる被検出
    部材とを備えたセンサ付き転がり軸受であって、 前記センサ及び前記被検出部材の近傍にノイズ用シール
    ドが配されたことを特徴とするセンサ付き転がり軸受。
  2. 【請求項2】 前記センサが、前記被検出部材から発せ
    られる磁気を感知する磁気感応センサである請求項1に
    記載のセンサ付き転がり軸受。
  3. 【請求項3】 前記センサ及び前記被検出部材のうち一
    方が磁性材からなる第一保持部材を介して前記外輪に保
    持され、他方が磁性材からなる第二保持部材を介して前
    記内輪に保持され、前記第一保持部材及び前記第二保持
    部材が前記ノイズ用シールドとして機能する請求項1又
    は2に記載のセンサ付き転がり軸受。
  4. 【請求項4】 前記第一保持部材及び前記第二保持部材
    の少なくとも一方が、前記センサ及び前記被検出部材の
    反転動体側で径方向に延びた側壁を有し、前記第一保持
    部材及び前記第二保持部材が断面視においてコ字状を呈
    しつつ前記センサ及び前記被検出部材を覆っている請求
    項3に記載のセンサ付き転がり軸受。
  5. 【請求項5】 前記センサ及び前記被検出部材の転動体
    側で径方向に延びた介在側壁を有し、該介在側壁もノイ
    ズ用シールドとして機能する請求項3又は4に記載のセ
    ンサ付き転がり軸受。
  6. 【請求項6】 前記センサ及び前記被検出部材が径方向
    に対向するように、それらが前記第一保持部材及び前記
    第二保持部材によって保持されている請求項3〜5のい
    ずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。
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