特開 2023-149189 アブソリュート式回転センサ付軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023149189

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】アブソリュート式回転センサ付軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20231005BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022057624

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(72)【発明者】

【氏名】高田 声一

(72)【発明者】

【氏名】浜北 康之

【テーマコード（参考）】

3J217

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J217JA02

3J217JA12

3J217JA24

3J217JA34

3J217JA36

3J217JA38

3J217JB17

3J217JB26

3J217JB52

3J217JB56

3J217JB84

3J217JB87

3J701AA02

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA77

3J701FA26

3J701FA46

3J701GA60

(57)【要約】

【課題】複列トラック式の回転センサを有し、かつ組み立ておよび搬送が容易なアブソリュート式回転センサ付軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受（３）と、前記軸受に支持される回転軸に固定され、２列の磁気トラックを有する被検出部（１９）を有する環状の被検出部材（５）と、前記軸受（３）の固定側軌道輪（１１）に固定され、前記被検出部（１９）の回転を非接触で検知する回転センサ（７）と、前記回転センサ（７）が搭載されたセンサ基板（２３）と、前記センサ基板（２３）が取り付けられたセンサハウジング（２１）とを備えるアブソリュート式回転センサ付軸受装置（１）において、前記被検出部材５が前記軸受の回転側軌道輪に対して当接および当接解除可能となるように、前記軸受の軸心方向に平行な方向に進退可能に構成されたねじ部材（４３）を前記センサハウジング（２１）に設ける。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転側軌道輪、前記回転側軌道輪に対向するように配置された固定側軌道輪、および前記回転側軌道輪と前記固定側軌道輪との間に介在する転動体を有する軸受と、
前記軸受が支持する回転軸に固定される環状の被検出部材であって、環状の芯金と、前記芯金の周方向に渡って設けられた２列の磁気トラックを有する被検出部とを有する被検出部材と、
前記軸受の前記固定側軌道輪に固定された、前記被検出部の回転を非接触で検知する回転センサと、
前記回転センサが搭載されたセンサ基板と、
前記センサ基板が取り付けられたセンサハウジングと
前記センサハウジングに設けられたねじ部材であって、前記被検出部材が前記軸受の回転側軌道輪に対して当接および当接解除可能となるように、前記軸受の軸心方向に平行な方向に進退可能に構成されたねじ部材と、
を備える
アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【請求項2】

請求項１に記載のアブソリュート式回転センサ付軸受装置において、
前記被検出部と前記回転センサとは、互いに径方向に対向するように設けられており、
前記センサハウジングは、
前記固定側軌道輪に固定された円筒状部と、前記センサ基板を収容する収容部とを有する本体部と、
前記本体部に、前記軸受と反対側から取り付けられる蓋部と、
を備え、
前記ねじ部材は、前記蓋部に設けられたねじ部に螺合する環状部材として形成されている、
アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【請求項3】

請求項１に記載のアブソリュート式回転センサ付軸受装置において、
前記被検出部と前記回転センサとは、互いに軸心方向に対向するように設けられており、
前記センサハウジングは、前記固定側軌道輪に固定された、中央部分に貫通孔を有する円板状部と、前記センサ基板を収容する収容部とを備え、
前記ねじ部材は、前記円板状部の軸心方向の貫通孔として周方向に複数形成されたねじ孔に螺合している、
アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【請求項4】

請求項３に記載のアブソリュート式回転センサ付軸受装置において、前記センサハウジングの収容部の前記被検出部に対向する壁部に、軸心方向に貫通する貫通窓が形成されており、前記貫通窓に、前記回転センサの対向面が、前記壁部の前記軸受側壁面と同一面上に位置するように配置されている、アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【請求項5】

請求項４に記載のアブソリュート式回転センサ付軸受装置において、前記センサ基板における、前記壁部の前記軸受側壁面および前記回転センサの対向面と同一面上にない箇所に、前記回転センサからの信号を出力する信号出力ケーブルが取り付けられている、アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のアブソリュート式回転センサ付軸受装置において、
前記回転センサが、前記センサ基板に搭載された第１回転センサと、前記センサハウジングにおける前記第１回転センサから１８０°位相の異なる位置に配置された第２回転センサとを含み、
前記センサ基板に、前記第１回転センサからの信号を出力する第１信号出力ケーブルと、前記第２回転センサからの信号を出力する第２信号出力ケーブルと、前記第１回転センサからの信号と前記第２回転センサからの信号との合成信号を出力する第３信号出力ケーブルとが取り付けられている、
アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のアブソリュート式回転センサ付軸受装置において、
回転翼および該回転翼を回転させるモータを有する駆動部を複数備え、前記回転翼の回転によって飛行する電動垂直離着陸機に搭載される軸受装置であって、
前記駆動部の回転軸を回転可能に支持する軸受を備える、アブソリュート式回転センサ付軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アブソリュート式の回転センサを備える軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

産業用ロボットの関節部等を回転自在に支持する軸受として、高精度な制御が可能なアブソリュート式回転センサを備えた軸受装置が使用されている。アブソリュート式回転センサ付軸受装置として、例えば、１個の原点検出部と２個の絶対角度検出部を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

この軸受装置では、合計３個のセンサやこれらセンサに接続されるケーブル等が必要で部品点数が多いうえ、２個の絶対角度検出部は互いに９０°位相差を有するように位置決めされることが必要であることから、組み立て作業が煩雑化する。

【0004】

そこで、軸受と組み合わせるアブソリュート式回転センサとして、複列トラック式の回転センサを用いることが考えられる。この複列トラック式の回転センサは、環状の芯金の周面に角度検出用の磁気トラック（主トラック）と位相差検出用に磁気トラック（副トラック）の２列の磁気トラックを備えることにより、１個のセンサのみを用いた場合であっても回転角度、回転速度、回転方向等を高精度に検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４５８７６５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、複列トラック式の回転センサを軸受に組み合わせることにより、少ない部品点数で、かつ組み立てや搬送が容易なアブソリュート式回転センサ付軸受装置を実現できると期待される。しかし、複列トラック式の回転センサを軸受に組み合わせる場合の具体的な構成は提案されていない。

【0007】

そこで、本発明の目的は、複列トラック式の回転センサを軸受に組み合わせることにより、少ない部品点数で構成を簡素化でき、かつ組み立ておよび搬送が容易なアブソリュート式回転センサ付軸受装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記した目的を達成するために、本発明に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置は、
回転側軌道輪、前記回転側軌道輪に対向するように配置された固定側軌道輪、および前記回転側軌道輪と前記固定側軌道輪との間に介在する転動体を有する軸受と、
前記軸受が支持する回転軸に固定される環状の被検出部材であって、環状の芯金と、前記芯金の周方向に渡って設けられた２列の磁気トラックを有する被検出部とを有する被検出部材と、
前記軸受の前記固定側軌道輪に固定された、前記被検出部の回転を非接触で検知する回転センサと、
前記回転センサが搭載されたセンサ基板と、
前記センサ基板が取り付けられたセンサハウジングと
前記センサハウジングに設けられたねじ部材であって、前記被検出部材が前記軸受の回転側軌道輪に対して当接および当接解除可能となるように、前記軸受の軸心方向に平行な方向に進退可能に構成されたねじ部材と、
を備えている。
なお、本明細書において、「センサハウジングに設けられたねじ部材」とは、センサハウジングに設けられたねじ部に螺合するねじ部材、またはセンサハウジングに設けられた挿通孔に挿通されたねじ部材を意味する。

【0009】

この構成によれば、回転センサの被検出部を複列トラック式とするとともに、回転センサをセンサ基板に実装した状態でセンサハウジングに取り付けるので、少ない部品点数で軸受装置の構成が簡素化され、かつ組み立て作業が容易になる。しかも、被検出部材を軸受の回転側軌道輪ではなく回転軸に直接取り付けるので、軸受や軸受への取付部材の振れによる影響を受けることがなく、安定して精度の高いセンサ出力を確保することができる。さらに、上記構成では、軸受装置を回転軸に取り付ける前の段階においては、被検出部材はどこにも固定されていない状態であるが、センサハウジングに設けたねじ部材によって被検出部材を軸受側へ押し付けることができる。したがって、軸受装置の搬送時において被検出部材のがたつきを防止することができるので、軸受装置の搬送作業を容易化できる。さらに、軸受装置の回転軸への組込み時には、ねじ部材を後退させるという簡単な作業によって被検出部材の軸受への当接を解除できるので、軸受装置を回転軸へ組み込む作業も容易になる。

【0010】

本発明の一実施形態において、前記被検出部と前記回転センサとは、互いに径方向に対向するように設けられており、前記センサハウジングは、前記固定側軌道輪に固定された円筒状部と、前記センサ基板を収容する収容部とを有する本体部と、前記本体部に、前記軸受と反対側から取り付けられる蓋部とを備え、前記ねじ部材は、前記蓋部のねじ部に螺合する環状部材として形成されていてもよい。この構成によれば、いわゆるラジアルギャップ型の軸受装置において、簡易な構造によって上述した軸受装置の搬送作業を容易化を実現できる。

【0011】

本発明の一実施形態において、前記被検出部と前記回転センサとは、互いに軸心方向に対向するように設けられており、前記センサハウジングは、前記固定側軌道輪に固定された、中央部分に貫通孔を有する円板状部と、前記センサ基板を収容する収容部とを備え、前記ねじ部は、前記円板状部の軸心方向の貫通孔として周方向に複数形成されていてもよい。この構成によれば、いわゆるアキシアルギャップ型の軸受装置において、簡易な構造によって上述した軸受装置の搬送作業を容易化を実現できる。

【0012】

本発明の一実施形態において、前記センサハウジングの収容部の前記被検出部に対向する壁部に、軸心方向に貫通する貫通窓が形成されており、前記貫通窓に、前記回転センサの対向面が、前記壁部の前記軸受側壁面と同一面上に位置するように配置されていてもよい。この構成によれば、回転センサの対向面をセンサハウジングの壁面と同一面とすることにより、ねじ部材の突出長さを調整することで、高精度なアキシアルギャップの調整を容易に行うことが可能になる。

【0013】

本発明の一実施形態において、前記センサ基板における、前記壁部の前記軸受側壁面および前記回転センサの対向面と同一面上にない箇所に、前記回転センサからの信号を出力する信号出力ケーブルが取り付けられていてもよい。この構成によれば、高精度なアキシアルギャップの調整および信号出力ケーブルの配線を容易に行うことが可能になる。

【0014】

本発明の一実施形態において、前記回転センサが、前記センサ基板に搭載された第１回転センサと、前記センサハウジングにおける前記第１回転センサから１８０°位相の異なる位置に配置された第２回転センサとを含み、前記センサ基板に、前記第１回転センサからの信号を出力する第１信号出力ケーブルと、前記第２回転センサからの信号を出力する第２信号出力ケーブルと、前記第１回転センサからの信号と前記第２回転センサからの信号との合成信号を出力する第３信号出力ケーブルとが取り付けられていてもよい。この構成によれば、２つの回転センサの合成信号を用いることにより、単一の回転センサを設けた場合に比べて、一層回転センサによる検出精度を一層高めることができる。さらには、２つの回転センサの信号をそれぞれ出力することにより、検出系統に冗長性をもたせることができる。

【0015】

本発明の一実施形態に係る軸家装置は、回転翼および該回転翼を回転させるモータを有する駆動部を複数備え、前記回転翼の回転によって飛行する電動垂直離着陸機に搭載される軸受装置であって、前記駆動部の回転軸を回転可能に支持する軸受を備えていてもよい。この構成によれば、上記軸受装置を自動車に代わる移動手段として期待される電動垂直離着陸機（いわゆる空飛ぶクルマ）に適用した場合においても、上述した利点を得ることができる。

【発明の効果】

【0016】

以上のように、本発明に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置によれば、複列トラック式の回転センサを軸受に組み合わせることにより、少ない部品点数で構成を簡素化でき、かつ組み立てが容易な構成とすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図2】図１の軸受装置に用いられる被検出部材を示す縦断面図である。

【図3】図１の軸受装置に用いられる被検出部材を示す平面図である。

【図4】図１の軸受装置に用いられるセンサハウジングを示す正面図である。

【図5】図１の軸受装置の一変形例の概略構成を示す縦断面図である。

【図6A】図１の軸受装置に用いられる軸受のラジアル内部隙間を模式的に示す断面図である。

【図6B】図１の軸受装置に用いられる軸受のアキシアル内部隙間を模式的に示す断面図である。

【図6C】図１の軸受装置に用いられる軸受のアキシアル内部隙間を模式的に示す断面図である。

【図7】図１の軸受装置の組み立て方法の一例を示す模式図である。

【図8】図１の図７の組み立て方法に用いられる押し部材および台座を示す正面図である。

【図9】図１の軸受装置に用いられる回転センサの位置合わせ方法の一例を示す模式図である。

【図10】図１の軸受装置の一変形例の概略構成を示す縦断面図である。

【図11】図１の軸受装置の一変形例の概略構成を示す縦断面図である。

【図12】図１の軸受装置の一変形例の概略構成を示す正面図である。

【図13】図１の軸受装置の一変形例の概略構成を示す縦断面図である。

【図14】図１２の軸受装置の一適用例を示す概略図である。

【図15】図１の軸受装置の一変形例の概略構成を示す縦断面図である。

【図16】図９の軸受装置の組み立て方法の一例を示す模式図である。

【図17】本発明の他の実施形態に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図18】図１７の軸受装置に用いられる被検出部材を示す縦断面図である。

【図19】図１７の軸受装置に用いられるセンサハウジングを示す正面図である。

【図20】図１７の軸受装置の組み立て方法の一例を示す模式図である。

【図21】本発明のさらなる他の実施形態に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図22】図１７の軸受装置の組み立て方法の一例を示す模式図である。

【図23】図１７の軸受装置の一変形例の概略構成を示す縦断面図である。

【図24】本発明の一実施形態に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置が適用される電動垂直離着陸機を示す斜視図である。

【図25】図２４の電動垂直離着陸機の駆動部におけるモータの一部を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

【0019】

図１に、本発明の一実施形態に係るアブソリュート式回転センサ式軸受装置（以下、単に「軸受装置」という。）１を示す。軸受装置１は、軸受３と、回転検出の対象となる環状の被検出部材５と、回転センサ７とを備える。

【0020】

本実施形態の軸受３は、深溝玉軸受として構成されており、内輪９と、内輪９に対向するように配置された外輪１１と、内輪９と外輪１１との間に介在する転動体１３であるボールとを備えている。この例では、軸受３は内輪回転タイプとして構成されている。すなわち、内輪９が回転側軌道輪として、かつ外輪１１が固定側軌道輪として構成されている。

【0021】

なお、本明細書において、「径方向」，「軸心方向」，「周方向」とは、特に示した場合を除き、軸受３の径方向、軸心方向、周方向をそれぞれ意味する。

【0022】

被検出部材５は、軸受３が回転自在に支持する回転軸１５に取り付けられている。図２に示すように、被検出部材５は、環状の芯金１７と、芯金１７の周方向に渡って設けられた２列の磁気トラックを有する被検出部１９とを有する。より具体的には、芯金１７は、円筒状部１７ａと、円筒状部１７ａよりも小径の取付部１７ｂとを有しており、被検出部１９は円筒状部１７ａの外周面に形成されている。

【0023】

具体的には、本実施形態の被検出部材５は、芯金１７を含む円環状の未着磁の磁性部材を形成した後に、この未着磁の磁性部材の表面に着磁極対数の異なる複列（この例では２列）の磁気トラックを着磁して形成される。複列の磁気トラックが被検出部１９となる。前記未着磁の磁性部材は、例えば、金属環からなる芯金１７の外周面に磁性粉を混練したゴム材料を、芯金１７とともに金型に入れて加硫接着することや、またはプラスチック材料と磁性粉を混合したものと芯金１７とを一体成形することなどにより形成される。芯金１７は、例えば鉄系の圧延鋼板をプレス成形することにより形成される。

【0024】

芯金１７の円筒状部１７ａの外周面に被検出部１９が形成されている。図３に示すように、被検出部１９の２列の磁気トラックについて着磁パターンを異ならせ、例えば１回転で１極対の差を発生させることを利用して回転軸１５の絶対角の検出を可能にしている。被検出部材５としてこのような複列の着磁トラックを用いることにより、１つの回転センサ７のみによる高精度な回転検出が可能になる。

【0025】

図１に示すように、本実施形態では、軸受３の固定側軌道輪である外輪１１に、被検出部１９の回転を非接触で検知する１つの回転センサ７が取り付けられている。具体的には、センサハウジング２１に、回転センサ７が搭載されたセンサ基板２３が取り付けられている。

【0026】

本実施形態では、被検出部と回転センサ７とは、いわゆるラジアルギャップ型として構成されている。すなわち、被検出部と回転センサ７とは、互いに径方向に対向するように設けられている。図示の例では、回転センサ７は、被検出部材５の外周面の被検出部１９に対向するように、センサ基板２３の、径方向の内側を向く面に搭載されている。以下の説明では、センサ基板２３の回転センサ７が搭載されている面を表面と呼び、その反対側の面を裏面と呼ぶ。回転センサ７として、この例では、磁束密度に対応した出力信号を発生する磁気センサを用いている。センサ基板２３の裏面にはコネクタ２５が搭載されており、コネクタ２５を介して、回転センサ７に、回転センサ７の信号の外部への出力を行うための信号出力ケーブル２７が接続されている。なお、信号出力ケーブル２７は回転センサ７への給電等を行うためにも用いられる。

【0027】

図４に示すように、センサハウジング２１は、軸受３（図１）と同心状に配置された円筒状部２９と、円筒状部２９から径方向外方に突出する形状を有する収容部３１とを有する本体部３３を備える。収容部３１にセンサ基板２３が収容される。収容部３１は、円筒状部２９から突設された凸部として形成されている。収容部３１の内壁面に、センサ基板２３が挿入され、かつセンサ基板２３を軸心方向及び径方向に位置決めする取付溝３５が形成されている。

【0028】

収容部３１の外側の側壁面は、当該収容部３１に外嵌する部材を軸心方向に直交する方向にガイド可能なガイド面３７として形成されている。より具体的には、図４に示すように、センサハウジング２１の収容部３１は、円筒状部２９から突出する部分が略方形に形成されており、径方向外側覆う頂壁３１ａと、頂壁３１ａの軸心方向の一方側（軸受３側）端部の一辺から頂壁３１ａに直交する方向に延びる正面壁３１ｂ（図１）と、頂壁３１ａの両端部の各辺から頂壁３１ａに直交する方向に延びる２つの側壁３１ｃとを有する。すなわち、収容部３１の２つの側壁３１ｃは、正面壁３１ｂの両端部の各辺から軸受３と反対側に垂直に、互いに平行に延びる外側の側壁面を有する。これら２つの側壁面が、当該収容部３１に外嵌する部材を軸心方向に直交する方向にガイド可能なガイド面３７として機能する。また、収容部３１の上記２つの側壁３１ｃの各内壁面に、軸心方向に平行に延びる取付溝３５が形成されている。

【0029】

図１に示すように、センサハウジング２１は、本体部３３に、軸受３と反対側から着脱自在に取り付けられる蓋部３９を備えている。センサハウジング２１の軸受３と反対側の開口は、収容部３１も含めて、蓋部３９によって覆われている。

【0030】

さらに、図１に示すセンサハウジング２１には、ねじ部４１が設けられている。このねじ部４１に、ねじ部材４３が螺合する。具体的には、ねじ部材４３は、被検出部材５が軸受３の回転側軌道輪に対して当接および当接解除可能となるように、軸心方向に平行な方向に進退可能に構成されている。換言すれば、ねじ部材４３は、センサハウジング２１の軸受３側壁面から軸受３側に突出可能に構成されている。具体的には、ねじ部４１は、蓋部３９の軸心方向の貫通孔として形成されている。本実施形態では、ねじ部４１は、蓋部３９の中央部分において軸心方向に貫通する貫通孔の内周面に形成されており、ねじ部材４３は、このような蓋部３９のねじ部４１に内径側から螺合する環状部材として形成されている。

【0031】

本実施形態では、センサハウジング２１は、外環部材４５を介して軸受３の固定側部材である外輪１１に取り付けられている。具体的には、外環部材４５は、センサハウジング２１の円筒状部２９の外周面に嵌合する円筒状の大径部と、外輪１１の内周面に嵌合する円筒状の小径部とを有している。なお、センサハウジング２１は、軸受３の固定側部材（この例では外輪１１）に直接取り付けられてもよい。

【0032】

他方、この例では、被検出部材５が単一部材として形成され、上述のように回転軸１５に直接取り付けられているが、図５に示すように、被検出部材５は、その一部として環状のアダプタ部材４７を備えており、アダプタ部材４７を介して回転軸１５に取り付けられてもよい。

【0033】

センサハウジング２１の収容部３１が上記のように形成されていることにより、後述する軸受装置１の組み立て工程において、回転センサ７と被検出部１９の正確な位置決め作業が容易になる。

【0034】

図６Ａ～図６Ｃに示すように、玉軸受３においては、一般的に、転動体１３は、内輪９および外輪１１との間にラジアル内部隙間δおよびアキシアル内部隙間δ１，δ２が存するように組込まれている。なお、ラジアル内部隙間δ、アキシアル内部隙間δ１，δ２とは、内輪９または外輪１１のいずれか一方を固定し、他方にラジアル方向またはアキシアル方向に移動させたときの移動量のことである。一般的に、アキシアル内部隙間δ１，δ２はラジアル内部隙間δの８倍～１０倍の大きさになる。アキシアル内部隙間δ１，δ２が形成されていることにより、例えば玉軸受３の外輪１１を固定した場合、内輪９は、内輪９，外輪１１の軌道輪溝底を中心にアキシアル方向に同じ寸法だけ移動可能になる。

【0035】

そのため、軸受３が、内輪９，外輪１１の各軌道輪溝の中心が揃うようにセットされた状態で、図１の回転センサ７を軸受３の外輪１１側に固定したセンサハウジング２１に取付ける場合には、被検出部材５のアキシアル方向の移動量は、軌道輪の溝底を中心にラジアル内部隙間δの４倍～５倍に収まる。しかし、軸受３の内輪９，外輪１１の各軌道輪溝の中心が揃うようにセットされていない場合には、内輪９がアキシアル方向の一方向に偏った状態で回転センサ７が組込まれることがある。この場合、軸受３がこの反対方向へ移動すると最大でラジアル内部隙間δの８倍～１０倍の距離アキシアル方向に動くおそれがある。その結果、回転センサ７の中央と、被検出部１９の２列のトラックの中央の位置が大きくずれてしまい、回転センサ７が被検出部１９の回転を検知できない場合が生じ得る。

【0036】

このような不具合を回避するため、本実施形態の軸受装置１は、組立て工程において、図７に示すように、以下に説明する方法によって軸心方向の位置決めを行う。なお、図７において、各ステップの上部に平面図を、下部に縦断面図を示す。

【0037】

軸受３にセンサハウジング２１の本体部３３を組付けた状態で、台座４９に鉛直方向に取付けた位置決め用の仮軸５１に、軸受３の内輪９を嵌合させる。このとき、軸受３が下方に、本体部３３が上方に位置するように仮軸５１に挿入される。次に、このように配置された軸受３の上方から、被検出部１９に複列の磁気トラックが着磁された被検出部材５を仮軸５１に嵌合させる。これにより、被検出部材５が、センサハウジング２１の本体部３３の内方において、軸受３の回転側軌道輪である内輪に当接した状態となる。

【0038】

台座４９の上面には、平面視でセンサハウジング２１の収容部３１の中央を通過する軸受３の径方向に沿って延びるガイド溝５３が形成されている。台座４９のガイド溝５３上の位置に、全体として略方形の押し部材５５が設置される。図８に示すように、押し部材５５の底面には、ガイド溝５３に係合する形状のガイド凸部５７が設けられており、ガイド凸部５７がガイド溝５３に係合するように押し部材５５が設置される（ステップＡ）。

【0039】

この状態で、図７に示すように、押し部材５５の上側部分はセンサハウジング２１の収容部３１に対向している。押し部材５５の上側部分には、センサハウジング２１の収容部３１の外形に対応する形状の凹部であるガイド凹部５５ａが形成されている。このような構造を有する押し部材５５を、ガイド凹部５５ａを収容部３１のガイド面３７に沿わせるように、ガイド溝５３上を軸受３の中心に向けて押し込む。これにより、押し部材５５のガイド凹部５５ａの下方に形成された平面状の押圧部５７が、軸受３の外輪１１の外周面に押し付けられ、転動体１３が軸受３内輪９，外輪１１の各軌道輪溝底９ａ，１１ａに当接するので、軸受３の内輪９と外輪１１が軌道輪溝底９ａ，１１ａを基準に整列する（ステップＢ）。

【0040】

このように、センサハウジング２１の収容部３１に押し部材５５をガイド可能なガイド面３７を設けたことにより、ガイド面３７を利用して軸心方向に直交する方向に押し付ける作業を容易かつ確実に行うことが可能になる。これにより、軸受３内の転動体１３と軌道輪９，１１間の隙間の影響によるセンサ位置のずれが最小限となるような位置決めをすることが可能になる。したがって、精度の高い回転検出が可能な軸受装置１を簡易な作業で組み立てることができる。

【0041】

ここで、上記のように位置決めされた軸受３および被検出部材５に対して、回転センサ７の回転センサ７を軸心方向に位置決めする方法について説明する。この例では、被検出部材５の端部を基準としてセンサ基板２３が位置決めされる。具体的には、図２に示すように、被検出部材５の被検出部１９の２列のトラックの各幅寸法を同一のＬとする。さらに、図９に示すように、センサ基板２３の幅寸法（軸受３の軸心法寸法）を、被検出部１９全体の幅寸法と同一の２Ｌに設定したうえで、回転センサ７の中央位置Ｍのセンサ基板２３の端面からの距離がＬになるようにセンサ２１を実装してセンサ基板２３を用意する。このように作製したセンサ基板２３を、図７に示す、位置決めされた状態の軸受３に取り付けられたセンサハウジング２１の取付溝３５に挿入し、被検出部１９およびセンサ基板２３の、軸受３の反対側の各端面の位置を一致させる。これにより、軸受３の軌道輪溝底９ａ，１１ａを基準として、被検出部１９の２列のトラック間の境界線と回転センサ７の中央位置Ｍを一致させることができる。特に、被検出部材５の端部を基準とすることで、簡易的に回転センサ７の位置決めをすることができる。

【0042】

なお、本実施形態では、取付溝３５の軸心方向の内寸を、収容部３１の軸受３と反対側の端面から、センサ基板２３の幅寸法と同一長さに設定している。これにより、単にセンサ基板２３を取付溝３５に挿入し、軸受３側の端部まで押し込むことによって、被検出部１９と回転センサ７の位置決めを簡易的に行うことができる。

【0043】

また、センサハウジング２１の収容部３１は、軸受３と反対側から取付溝３５にセンサ基板２３を挿入可能に構成されている。具体的には、図１に示すように、収容部３１も含めてセンサハウジング２１の本体部３３の、軸受３と反対側の端部は開口しており、センサハウジング２１の蓋部３９は、上述したように、この端部に着脱自在に構成されている。したがって、上記の位置決め段階では、センサハウジング２１の蓋部３９を取り外しておくことで、収容部３１に、軸受３と反対側から取付溝３５にセンサ基板２３を挿入することが可能になっている。

【0044】

次に、回転センサ７と被検出部１９との間の径方向のギャップ（以下、「センサギャップ」という。）ΔＴを確保する方法について説明する。図４に示すように、センサハウジング２１の中央から取付溝３５の底面までの距離をＴ１、被検出部材５の被検出部１９の外周面の半径寸法をＴ２，センサ実装後のセンサ基板２３の表面２３ａからセンサ表面（被検出部１９に対向する面）までの距離をＴ３としたとき、下記の式を満足するように、取付溝３５の位置、回転センサ７及びセンサ基板２３の寸法を予め設定しておく。
ΔＴ=Ｔ１－Ｔ２－Ｔ３

【0045】

これにより、図７と共に説明した方法によって軸受３側の軸心方向の位置決めが成された状態で、単にセンサ基板２３をセンサハウジング２１の収容部３１の取付溝３５に挿入することによってセンサギャップΔＴを保持することが可能になる。

【0046】

次に、図７に示すように、軸受３に対して回転センサ７がこのように位置決めされた状態で、センサハウジング２１の本体部３３に蓋部３９を取り付ける。具体的には、本実施形態では、蓋部３９が本体部３３に取り付けられる前の時点で、蓋部３９のねじ部４１に、環状のねじ部材４３が、蓋部３９の軸受側端面からねじ部材４３が突出しない状態で螺合している。この状態の蓋部３９を、センサハウジング２１の本体部３３に嵌合させることによって固定する。なお、蓋部３９を本体部３３に固定する方法は、嵌合に限らず、例えば接着やボルト締結等、任意の方法であってよい。

【0047】

このように蓋部３９を本体部３３に固定した状態から、ねじ部材４３を回転させて、軸受３側に押し込む（ステップＣ）。これにより、ねじ部材４３と被検出部材５とが当接し、かつ被検出部材５と軸受３の内輪（回転側軌道輪）とが当接した状態となる。

【0048】

軸受装置１をこのように構成したことにより、軸受装置１を回転軸１５に取り付ける前の段階においては、被検出部材５はどこにも固定されていない状態であるが、センサハウジング２１に設けたねじ部材４３によって被検出部材５を軸受側へ押し付けることができる。したがって、軸受装置１の搬送時において被検出部材５のがたつきを防止することができるので、軸受装置１の搬送作業を容易化できる。さらに、軸受装置１の回転軸１５への組込み時には、ねじ部材４３を後退させるという簡単な作業によって被検出部材５の軸受３への当接を解除できるので、軸受装置１を回転軸１５へ組み込む作業も容易になる。

【0049】

なお、ねじ部材４３によって内輪９（回転側軌道輪）が押し込まれることによって外輪１１（固定側軌道輪）が脱落することを防止する構成を採用してもよい。具体的には、例えば、外環部材４５の外輪１１への圧入力を高めることによって脱落を防止してもよい。図１０に一変形例として示すように、外環部材４５の外輪１１への嵌合部に外径側に湾曲する凸部５９を設け、外輪１１の内周面に凸部が係合する凹部６１を設けてもよい。あるいは、図１１に他の変形例として示すように、外環部材４５の外輪１１への嵌合部表面の一部を、センサハウジング２１側から切り取り外径側に折り曲げて形成した爪部６３を設け、外輪１１の内周面に爪部６３が係合する凹部６５を設けてもよい。

【0050】

また、本実施形態においては、軸受装置１を組み立てた後のアキシアル隙間量を、転動体のボール径Ｂｒに対して所定の比率以下となるように設定している。具体的には、実用上使用される回転センサ７が検知可能な軸心方向の振れ幅の上限値Ｖｍと、種類の軸受のボール径Ｂｒに基づいて、アキシアル隙間量がボール径Ｂｒの（Ｖｍ／Ｂｒ）倍以下となるように設定している。

【0051】

また、図１に示すように、収容部３１は、収容部３１の内壁面とセンサ基板２３との間の空間に充填された樹脂材６７を有している。樹脂材６７は、センサ基板２３に搭載された回転センサ７も含めて覆っている。樹脂材６７を充填する方法としては、例えば、コネクタ２５に信号出力ケーブル２７を挿入し、回転センサ７と被検出部材５の間に樹脂材遮断板（図示せず）を挿入し、センサハウジング２１の収容部３１内部を樹脂材６７で固定する。その場合、コネクタ２５内部へ樹脂材６７の侵入を防止するために、コネクタ２５にコーキング剤を塗布してもよい。樹脂材遮断板を取り外した後に、センサハウジング２１の本体部３３を覆う蓋部３９を取り付ける。このように、樹脂材６７を充填することにより、センサハウジング２１に取り付けられた回転センサ７およびセンサ基板２３を確実に固定することができる。

【0052】

なお、上記実施形態においては、回転センサ７を１つのみ設けた例について説明したが、図１２に一変形例として示すように、センサハウジング２１に、１８０°位相の異なる２つの回転センサ７が設けられていてもよい。

【0053】

具体的には、回転センサ７として、収容部３１内のセンサ基板２３（同図の第１センサ基板２３Ａ）に搭載された第１回転センサ７Ａと、センサハウジング２１における第１回転センサ７Ａから１８０°位相の異なる位置に配置されたセンサ基板２３（同図の第２センサ基板２３Ｂ）に搭載された第２回転センサ７Ｂとが設けられている。

【0054】

図１３に示すように、センサ基板２３には、第１回転センサ７Ａからの信号を出力する第１信号出力ケーブル２７Ａと、第２回転センサ７Ｂからの信号を出力する第２信号出力ケーブル２７Ｂと、第１回転センサ７Ａからの信号と第２回転センサ７Ｂからの信号との合成信号を出力する第３信号出力ケーブル２７Ｃとが取り付けられている。すなわち、第２回転センサ７Ｂは、第２回転センサ７Ｂからの信号をセンサ基板２３上の処理装置（例えばマイコン）に送信する送信ケーブル６９を介してセンサ基板２３に接続されている。センサハウジング２１の本体部３３の外周面には、ケーブル溝７１が形成されており、このケーブル溝７１に送信ケーブル６９が配設されている。

【0055】

この構成によれば、２つの回転センサ７の合成信号を用いることにより、単一の回転センサ７を設けた場合に比べて、回転センサ７による検出精度を一層高めることができる。さらには、２つの回転センサ７の信号をそれぞれ出力することにより、検出系統に冗長性をもたせることができる。

【0056】

また、このように第１回転センサ７Ａと第２回転センサ７Ｂを設けた場合、以下に説明するように、事前に被検出部材５の回転軸１５への取付精度を確認することが可能になる。

【0057】

被検出部材５を回転軸１５へ取り付ける際、ラジアル振れやアキシアル振れが無いように被検出部材５を組込む必要がある。これらの振れが大きいと、被検出部１９と回転センサ７とのギャップ（被検出部１９と磁気センサ間の距離）が変化し、正確な検知が困難になる。もっとも、回転軸１５へ被検出部材５を取り付けた際に、測定器具の取付け箇所や測定に要するスペースの不足等の問題で被検出部材５の取付け精度の確認が行えない場合がある。そこで、このような場合に、図１４に示すように、軸受装置１から被検出部材５を除いた構成の取付け精度検知用軸受装置７３を作製して取付精度を事前に測定する。具体的には、取付け精度検知用軸受装置７３に、回転軸１５に組込んだ被検出部材５を挿入し、回転軸１５を回転させ、取付け精度検知用軸受装置７３の第１回転センサ７Ａと第２回転センサ７Ｂの合成信号と、第１回転センサ７Ａまたは第２回転センサ７Ｂの信号との精度比較を行い、この結果により被検出部材５の取付け精度の確認を行う。

【0058】

なお、上記実施形態においては、軸受３を内輪回転タイプとして構成した例について説明したが、図１５に他の変形例として示すように、軸受３が外輪回転タイプであっても本発明を適用することができる。なお、以下の説明では、図１～図１４と共に説明した実施形態と共通する点については説明を省略する。

【0059】

本実施形態に係る軸受３は、外輪回転タイプとして構成されている。すなわち、内輪９が固定側軌道輪として、外輪１１が回転側軌道輪として構成されている。また、本実施形態では、被検出部材５は、軸受３が支持する回転軸１５に取り付けられており、回転センサ７およびセンサユニットを含む回転センサ７は、固定側軌道輪である内輪９に取り付けられている。

【0060】

本実施形態では、センサハウジング２１の蓋部３９の外周面にねじ部４１が設けられており、このねじ部４１に、環状部材の内周面にねじ部を有するねじ部材４３が螺合する。

【0061】

センサハウジング２１には、軸心方向の軸受３と反対側に突出する全体として略方形のガイド部７５が設けられている。ガイド部７５は、センサハウジング２１に突設された凸部として形成されている。ガイド部７５の側面が、センサハウジング２１のガイド部７５に外嵌する部材（図１６に示す押し部材５５）を軸心方向に直交する方向にガイド可能なガイド面３７として形成されている。このような構成とすることにより、図１６に示すように、ガイド面３７を利用して、軸心方向に直交する方向に軸受３を押し付ける作業を容易かつ確実に行うことが可能になる。これにより、軸受３内の転動体１３と軌道輪９，１１間の隙間の影響によるセンサ位置のずれが最小限となるような位置決めをすることが可能になる。したがって、精度の高い回転検出が可能な軸受装置１を簡易な作業で組み立てることができる。

【0062】

次に、図１７に示す、本発明の他の実施形態に係るアブソリュート式回転センサ付軸受装置１について説明する。本実施形態では、被検出部１９と回転センサ７とは、いわゆるアキシアルギャップ型として構成されている。すなわち、被検出部１９と回転センサ７とは、互いに軸心方向に対向するように設けられている。なお、以下の説明では、図１～図１６と共に説明した実施形態と共通する点については説明を省略する場合がある。

【0063】

本実施形態においても、軸受装置１は、深溝玉軸受である軸受３と、回転検出の対象となる環状の被検出部材５と、回転センサ７とを備える。本実施形態の被検出部材５の芯金１７は、図１８に示すように、フランジ状部１７ｃと、フランジ状部１７ｃよりも小径の円筒状の取付部１７ｄとを有している。被検出部１９はフランジ状部１７ｃの軸受と反対側を向く面上に形成されている。

【0064】

図１９に示すように、センサハウジング２１は、固定側軌道輪である外輪１１に固定される、中央部分に貫通孔を有する円板状部７７と、センサ基板２３（図１７）を収容する収容部３１とを備えている。

【0065】

具体的には、本実施形態のセンサハウジング２１は、全体として、中央部分に回転軸１５を挿通させるための貫通孔を有するほぼ円板状に形成されており、その周方向の一部（図示の例では周方向の約１／４を占める部分）に収容部３１が形成されている。図１７に示すように、収容部３１は、円板状部７７から軸受と反対側に突設された凸部として形成されている。

【0066】

センサハウジング２１の収容部３１における、被検出部１９に対向する壁部３１ａに、軸心方向に貫通する貫通窓７９が形成されており、貫通窓７９に、センサ基板２３に搭載された回転センサ７の対向面７ａが、壁部３１ａの軸受側壁面と同一面上に位置するように配置されている。また、センサ基板２３における、壁部３１ａの軸受側壁面および回転センサ７の対向面７ａと同一面上にない箇所（この例では軸受３と反対側の面）に、コネクタ２５を介して、回転センサ７からの信号を出力する信号出力ケーブル２７が取り付けられている。

【0067】

本実施形態では、センサハウジング２１のねじ部４１は、図１９に示すように、円板状部７７に形成された軸心方向の貫通孔であるねじ孔として周方向に複数（図示の例では３つ）形成されている。各ねじ部４１に、無頭ねじであるねじ部材４３が螺合される。本実施形態においても、ねじ部材４３は、センサハウジング２１の軸受側壁面から軸受３側に突出可能に構成されている。

【0068】

このように構成された本実施形態の軸受装置１は、組立て工程において、図２０に示すように、以下に説明する方法によって軸心方向の位置決めを行う。なお、図２０において、各ステップの上部に平面図を、下部に縦断面図を示す。

【0069】

センサハウジング２１を固定するための外環部材４５が外輪１１に取り付けられた状態の軸受３の内輪９を、台座４９に鉛直方向に取付けた位置決め用の仮軸５１に嵌合させる。次に、このように配置された軸受３の上方から、被検出部材５を仮軸５１に嵌合させる。これにより、被検出部材５が、センサハウジング２１の本体部３３の内方において、軸受３の回転側軌道輪である内輪９に当接した状態となる（ステップＡ）。

【0070】

台座４９の上面には、平面視で軸受３の回転中心を通過する軸受径方向に沿って延びるガイド溝５３が形成されている。台座４９のガイド溝５３上の位置に、全体として略方形の押し部材５５が設置される。押し部材５５の底面には、ガイド溝５３に係合する形状のガイド凸部５７が設けられており、ガイド凸部５７がガイド溝５３に係合するように押し部材５５が設置される。なお、本実施形態に係る押し部材５５の上面には、後述する位置合せ部材８１が嵌合される嵌合突起８３が設けられている。

【0071】

このような構造を有する押し部材５５を、ガイド凹部５５ａを収容部３１のガイド面３７に沿わせるように、ガイド溝５３上を軸受３の中心に向けて押し込む。これにより、押し部材５５の押圧部５７が、軸受３の外輪１１の外周面に押し付けられ、転動体１３が軸受３の内輪９，外輪１１の各軌道輪溝底９ａ，１１ａに当接するので、軸受３の内輪９と外輪１１が軌道輪溝底９ａ，１１ａを基準に整列する。

【0072】

この状態で、被検出部材５の上方から、センサハウジング２１を仮軸５１に嵌合させる（ステップＢ）。センサハウジング２１には、仮軸５１に嵌合される前に、上述したように、センサ基板２３に搭載された回転センサ７の対向面が、壁部３１ａの軸受側壁面と同一面上に位置するようにセンサ基板２３が取り付けられている。さらに、センサハウジング２１のねじ部４１に、各ねじ部材４３が、センサハウジング２１の軸受３側端面から所定のアキシアルギャップに相当する長さ分突出した状態で螺合されている。

【0073】

このように被検出部材５の被検出部１９と回転センサ７の対向面との間のアキシアルギャップが確保された状態で、位置合せ部材８１を押し部材５５の上部に取り付けることによりセンサハウジング２１の収容部３１の周方向位置を調整したうえで、センサハウジング２１を軸受３の外輪１１（固定側軌道輪）に固定する（ステップＣ）。この例では、外環部材４５の軸受３と反対側の端部を径方向内側に折り曲げることにより、センサハウジング２１を外輪１１に固定する。

【0074】

その後、押し部材５５および位置合せ部材８１を軸受３およびセンサハウジング２１から外し、ねじ部材４３を増し締めすることにより、ねじ部材４３と被検出部材５とが当接し、かつ被検出部材５と軸受３の内輪９（回転側軌道輪）とが当接した状態となる（ステップＤ）。

【0075】

なお、軸受装置１が本実施形態に係るアキシアルギャップ型である場合にも、軸受３を外輪回転タイプとすることができる。

【0076】

上記の各実施形態では、軸受３が、軸心方向に対称の構造を有する玉軸受の一例である深溝玉軸受である例について説明したが、各実施形態が適用される軸受３の種類はこれに限定されない。例えば、各実施形態に係る軸受装置１は、軸心方向に非対称な構造を有する転がり軸受、例えば円すいころ軸受やアンギュラ玉軸受にも適用することができる。

【0077】

軸心方向に非対称な構造を有する転がり軸受については、ラジアルギャップ型とアキシアルギャップ型のいずれを適用することもできるが、被検出部材５側へ負荷がかかりにくいアキシアルギャップ型を適用することが好ましい。

【0078】

また、軸心方向に非対称な構造を有する転がり軸受に、各実施形態を適用した場合の軸受装置１の基本的な構造は、上記各実施形態で示したものと同様となるが、軸心方向に非対称な構造を有する転がり軸受の場合、対称構造の軸受と異なり、予圧方向、すなわちアキシアル内部隙間をなくす方向が決まっている。したがって、軸受装置１の組み立て工程において、軸心方向の位置決めをするための方法が、上記で説明した実施形態と異なる。以下、この点について詳細に説明する。

【0079】

本発明のさらなる他の実施形態として、図２１に、円すいころ軸受を軸受３として用いて、アキシアルギャップ型の軸受装置１を構成した例を示す。この軸受装置１は、上述した各実施形態と同様に、回転検出の対象となる環状の被検出部材５と、回転センサ７と、センサハウジング２１とを備える。

【0080】

なお、軸心方向に非対称な構造を有する転がり軸受については、ラジアルギャップ型とアキシアルギャップ型のいずれを適用することもできるが、円すいころ軸受の場合、転動体は円すいころ（ローラ）であり、ボールに比べて剛性が大きいため予圧量が大きくなる。このため、予圧負荷位置を被検出部材５の着磁位置から外して、予圧により着磁部である被検出部１９の変形を防止するためにアキシアルギャップ型とすることが好ましい。

【0081】

このような構成を有する本実施形態の軸受装置１は、組立て工程において、図２２に示すように、以下に説明する方法によって軸心方向の位置決めを行う。

【0082】

軸受側の前工程として、軸受３の外輪１１（固定側軌道輪）に、センサハウジング２１を固定するための外環部材４５を固定（この例では圧入）するとともに、センサハウジング２１の内方において、内輪９（回転側軌道輪）に被検出部材５を取付ける。被検出部材５における内輪９に当接する部分には、内輪の端部形状に対応する仮止め用凹部が形成されており、この仮止め用凹部を内輪９の端部に嵌合させることにより、内輪９に被検出部材５を取付ける。

【0083】

他方、センサハウジング２１側では、上述したように、センサ基板２３に搭載された回転センサ７の対向面が、壁部３ａの軸受側壁面と同一面上に位置するようにセンサ基板２３が取り付けられている。さらに、センサハウジング２１のねじ部４１に、各ねじ部材４３が、センサハウジング２１の軸受３側端面から所定のアキシアルギャップに相当する長さ分突出した状態で螺合されている。

【0084】

次に、上述の前工程を施した軸受３の内輪９を、台座４９に鉛直方向に取付けた位置決め用の仮軸５１に嵌合させる。このとき、軸受３における予圧が付与される向きが鉛直方向下向きとなるように、軸受３を仮軸５１に嵌合させる（ステップＡ）。この状態での内輪９の停止位置が軸心方向の基準となる。すなわち、予圧方向が定まっている、軸心方向に非対称な構造を有する軸受では、深溝玉軸受を使用した例と異なり、軸受３の内輪９，外輪１１の軌道輪溝底を基準として位置決めするための押し部材５５の使用を省略することができる。

【0085】

その後、被検出部材５の上方から、センサハウジング２１を仮軸５１に嵌合させる（ステップＢ）。このように被検出部材５の被検出部１９と回転センサ７の対向面との間のアキシアルギャップが確保された状態で、センサハウジング２１を軸受３の外輪１１（固定側軌道輪）に固定する。この例では、外環部材４５の軸受３と反対側の端部をセンサハウジング２１にボルト固定することにより、センサハウジング２１を外輪１１に固定している（ステップＣ）。

【0086】

次に、図２３に示す、本実施形態に係る軸受装置１をアンギュラ玉軸受に適用した変形例について説明する。この例では、アンギュラ玉軸受である軸受３によって機械装置のスピンドルである回転軸１５を回転自在に支持している。この軸受装置１では、センサハウジング２１の周方向に複数設けられたボルト挿通孔８７に挿通され、スピンドルハウジング８９のボルト孔９１に螺合する、ねじ部材４３であるボルトの締め付けによって、被検出部材５が軸受側に押し付けられる。

【0087】

アンギュラ玉軸受が２列背面組合せで用いられる場合、２列の軸受の外輪同士が、直接的、または間接的に当接している状態から、離間する内輪同士を押し合わせることにより、既定の予圧量（定位置予圧）が付与される。また、アンギュラ玉軸受が２列正面組合せで用いられる場合、２列の軸受の内輪同士が、直接的、または、間接的に当接している状態から、離間している外輪同士を押し合わせることにより、既定の予圧量（定位置予圧）が付与される。

【0088】

このように、アンギュラ玉軸受は、内輪端面と外輪端面の軸心方向の位置が一致した状態で使用される。この時、内輪に被検出部材５、外輪１１に回転センサ７を内蔵したセンサハウジング２１の蓋部３９をそれぞれ当接させることで、回転センサ７と被検出部材５を軸受の幅面を基準として組み込むことができ、両者の位置を高精度に保持できる。これにより、回転軸１５の回転情報の検出を正確に行うことができる。

【0089】

本回転センサ７付軸受がアキシアルギャップ型の場合には、外輪幅面を基準として、被検出部材５の着磁側端面の位置を設定し、その面に対向し、必要なギャップ量を考慮した位置に回転センサ７を設置する。径方向の基準は回転軸１５の中心とし、ここから被検出部１９の着磁トラックの境界位置を設定し、この境界位置に回転センサ７の中央部が対向するよう、蓋部３９への回転センサ７の取付け位置を設定する。

【0090】

上記の各実施形態において例示したように、軸受の種類に応じて適切な基準位置を容易に設定することができる。

【0091】

以上説明した各実施形態に係るアブソリュート式回転センサ付軸受装置１によれば、回転センサ７の被検出部１９を複列トラック式とするとともに、回転センサ７をセンサ基板２３に実装した状態でセンサハウジング２１に取り付けるので、少ない部品点数で軸受装置１の構成が簡素化され、かつ組み立て作業が容易になる。しかも、被検出部材５を軸受の回転側軌道輪ではなく回転軸１５に直接取り付けるので、軸受３や軸受３への取付部材の振れによる影響を受けることがなく、安定して精度の高いセンサ出力を確保することができる。さらに、上記構成では、軸受装置１を回転軸１５に取り付ける前の段階においては、被検出部材５はどこにも固定されていない状態であるが、センサハウジング２１に設けたねじ部材４３によって被検出部材５を軸受３側へ押し付けることができる。したがって、軸受装置１の搬送時において被検出部材５のがたつきを防止することができるので、軸受装置１の搬送作業を容易化できる。さらに、軸受装置１の回転軸１５への組込み時には、ねじ部材４３を後退させるという簡単な作業によって被検出部材５の軸受への当接を解除できるので、軸受装置１を回転軸１５へ組み込む作業も容易になる。

【0092】

次に、上記で説明した実施形態に係る軸受装置１の適用例について説明する。この軸受装置１の用途は特に限定されないが、例えば、図２４に示す、電動垂直離着陸機１０１に使用することができる。

【0093】

近年、自動車に代わる移動手段として飛行可能な自動車、いわゆる空飛ぶクルマが注目されている。空飛ぶクルマは、上記の社会的問題の解消に期待されており、地域内移動、地域間移動、観光・レジャー、救急医療、災害救助など、様々な場面での活用が期待されている。

【0094】

空飛ぶクルマとして、同図に示すような垂直離着陸機（ＶＴＯＬ；Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔａｋｅ－Ｏｆｆ ａｎｄ Ｌａｎｄｉｎｇ ａｉｒｃｒａｆｔ）が注目されている。垂直離着陸機は、空と離発着場を垂直に昇降できることから、滑走路が必要とならず、利便性に優れる。特に、近年ではＣＯ_２の削減に向けた社会的要請などからバッテリとモータで飛行するタイプの電動垂直離着陸機１０１（ｅＶＴＯＬ）が開発の主流となっている。

【0095】

図１１に示す電動垂直離着陸機１０１は、機体中央に位置する本体部１０３と、前後左右に配置された４つの駆動部１０５を有するマルチコプターである。駆動部１０５は、電動垂直離着陸機１０１の揚力および推進力を発生させる装置であり、駆動部１０５の駆動によって電動垂直離着陸機１０１が飛行する。電動垂直離着陸機１０１において駆動部１０５は複数あればよく、４つに限定されない。

【0096】

本体部１０３は乗員（例えば１～２名程度）が搭乗可能な居住空間を有している。この居住空間には、進行方向や高度などを決めるための操作系や、高度、速度、飛行位置などを示す計器類などが設けられている。本体部１０３からは４本のアーム１０７がそれぞれ延び、各アーム１０７の先端に駆動部１０５が設けられている。図示の例において、アーム１０７には、回転翼１０９を保護するため、回転翼１０９の回転周囲を覆う回転翼１１１が一体に設けられている。また、本体部１０３の下部には、着陸時に機体を支えるスキッド１１３が設けられている。

【0097】

駆動部１０５は、回転翼１０９と、該回転翼１０９を回転させるモータ１１５とを有する。駆動部１０５において、回転翼１０９はモータ１１５を挟んで軸方向両側に一対設けられている。各回転翼１０９は、径方向外側へ延びる２枚の羽根をそれぞれ有する。

【0098】

本体部１０３には、バッテリ（図示せず）および制御装置（図示せず）が設けられている。制御装置はフライトコントローラとも呼ばれる。電動垂直離着陸機１０１の制御は、制御装置によって、例えば以下のように実施される。制御装置が、現姿勢と目標姿勢の差から揚力を調整すべきモータ１１５に回転数変更の指令を出力する。その指令に基づいて、モータ１１５に備えられたインバータがバッテリからモータ１１５へ送る電力量を調整し、モータ１１５（および回転翼１０９）の回転数が変更される。また、モータ１１５の回転数の調整は、複数のモータ１１５に対して、同時に実施され、それによって機体の姿勢が決まる。

【0099】

図２５に、駆動部１０５におけるモータ１１５の一部断面図を示す。モータ１１５の回転軸１１７の一端側（図上側）には上述の回転翼１０９が取り付けられ、他端側（図下側）にはロータが取り付けられる。ロータは、ハウジング１１９に固定されたステータに対向配置され、該ステータに対して回転可能になっている。なお、モータ１１５は、アウターロータ型のブラシレスモータや、インナーロータ型のブラシレスモータの構成を採用できる。

【0100】

モータ１１５は、ハウジング（装置ハウジング）１１９と、ロータ（図示せず）と、ステータ（図示せず）と、インバータ（図示せず）と、２個の軸受３とを備える。この例では、軸受３として、内輪回転タイプの転がり軸受３（より具体的には深溝玉軸受）を用いている。

【0101】

ハウジング１１９は外筒１１９ａと内筒１１９ｂを有し、これらの間には冷却媒体流路１１９ｃが設けられている。この冷却媒体流路１１９ｃに冷却媒体を流すことにより、過度の温度上昇を防止できる。ハウジング１１９の材質は特に限定されず、例えば鉄系材料やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などを用いることができる。

【0102】

軸受３は、ハウジング１１９内で回転軸１１７を回転自在に支持している。図２５において、軸受３の外輪１１の外径形状は、ハウジング１１９内周の嵌合部と同一の形状であり、ハウジング１１９に対して、軸受ハウジングなどを介さずに直接嵌合される。２個の軸受３の間には内輪間座１２１、外輪間座１２３が挿入され、予圧が印加されている。

【0103】

なお、駆動部１０５における軸受３構成は、図２５の例に限定されない。図２５では、モータ１１５の回転軸１１７と回転翼１０９の回転軸とを同一の回転軸１１７とした例を示したが、モータ１１５の回転軸１１７と回転翼１０９の回転軸とが伝達機構を介して接続された構成であってもよい。この場合、駆動部１０５における回転軸１１７を支持する軸受３は、モータ１１５の回転軸１１７を支持する軸受３でもよく、回転翼１０９の回転軸を支持する軸受３でもよい。

【0104】

本実施形態においても、軸受３に、上記で説明した構成を有する被検出部材５と、回転センサ７とが取り付けられた軸受装置１が設けられており、高精度の回転検出を行うことができる。

【0105】

なお、本実施形態においても、軸受３は例示した深溝玉軸受に限定されず、例えばアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受を用いてもよい。

【0106】

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0107】

１ アブソリュート式回転センサ式軸受装置
３ 軸受
５ 被検出部材
７ 回転センサ
９ 内輪（回転側軌道輪）
１１ 外輪（固定側軌道輪）
１３ 転動体
１５ 回転軸
１７ 芯金
１９ 被検出部
２１ センサハウジング
２３ センサ基板
４１ ねじ部
４３ ねじ部材
１０１ 電動垂直離着陸機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】