JP2004101312A - Magnetic encoder with original position, and bearing - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの制御やロボットの関節等に用いることのできる原点付き磁気エンコーダ、およびこの磁気エンコーダを内蔵した回転検出機能付き軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転パルス信号と1回転に1回の原点信号とを出力するための磁気エンコーダの例として、例えば特許文献1に示すものがある。図9,図10に示すように、この例の磁気エンコーダ37では、回転パルス信号を得るために、円周方向に同一ピッチで多極着磁されている第1の被検出部37Aと、円周方向の1箇所にのみ、他の部分とは異なる磁極を配置し、原点信号を得る第2の被検出部37Bからなる構成とされている。第1の被検出部37Aに対向して2つの磁気センサ38A,38Bが、磁極ピッチの90°分の位相をずらせて配置され、回転方向の検出も可能とされている。磁気エンコーダ37は、軸受31における回転輪32に取付けられ、固定輪33に各磁気センサ38A〜38Cが設置されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−194009号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の磁気エンコーダ37では、パルス信号と原点検出のための被検出部37A,37Bの作成および着磁を別々に行うことになるため、製造が煩雑である。そのためコスト高になる。
【0005】
この発明の目的は、回転パルス信号と原点検出のための被検出部の作成および着磁が同時に行えて、製造が簡便であり、安価にできる原点付き磁気エンコーダ、および回転検出機能付き軸受を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明における第1の発明の原点付き磁気エンコーダは、回転検出に用いられる原点付き磁気エンコーダであって、互いに同心のリング状の第1の被検出部および第2の被検出部を有する。第1の被検出部は、円周方向の各部の厚さが一定で、円周方向に並ぶ複数の磁極が形成された永久磁石である。第2の被検出部は、第1の被検出部と繋がっていて、円周上の1箇所のみ第1の被検出部と厚さが同一でかつ磁極を有する厚肉部分とされ、他の部分が上記厚肉部分よりも薄い薄肉部分である。上記第1の被検出部および第2の被検出部は、例えば円筒状とされる。
この構成によると、第1の被検出部は円周方向に並ぶ磁極より回転パルス信号の検出が可能であり、第2の被検出部は円周上の1箇所の磁極により原点検出に用いられる。第1,第2の被検出部は互いに繋がっているため、着磁前までの作成が同時に行える。着磁についても、第2の被検出部は磁極形成部分が第1の被検出部と同じ厚肉部分であって、他の部分が薄肉部分とされているため、第1の被検出部と同時に全周に着磁のための磁界付与を行っても、薄肉部分はギャップが広くなることや、磁石となる部分の厚さが薄いことなどにより着磁強度が低くなる。そのため、薄肉部分は検出対象として無視できる着磁強度にでき、未着磁と同等に扱える。したがって、両被検出部の着磁が同時に行える。このように、回転パルス信号と原点検出のための被検出部の作成および着磁が同時に行えて、製造が簡便であり、安価にできる。また原点検出のための被検出部が独立した磁石でないため、芯金を用いる場合にその芯金への強固な接合が可能である。さらに、回転パルス信号と原点検出のための被検出部が一体であるため、コンパクトになる。
【0007】
上記第2の被検出部における上記厚肉部分の円周方向の幅寸法は、磁極幅と概ね同等以上でかつ3倍よりも小さいものとするのが好ましい。幅寸法が磁極幅より狭くなると、磁極検出信号自体が低くなり、また幅寸法が磁極幅の3倍を超えると、1回転に2つ以上の原点信号が発生する可能性がある。そのため、この範囲の幅寸法が好ましい。
第2の被検出部における厚肉部分と薄肉部分との段差は0.5mm以上とすることが好ましい。この段差が0.5mm以上であると、第1,第2の被検出部の同時着磁で薄肉部分の着磁強度がセンサ出力に影響しないようにすることが容易である。
第1の被検出部および第2の被検出部はゴム磁石であっても良い。ゴム磁石はこの種の磁気エンコーダに製造上や性能上の種々の利点があるが、ゴム磁石においても、第2の被検出部を厚肉部分と薄肉部分とで構成したことによる同時作成,同時着磁が容易に行える。
【0008】
この発明における回転検出機能付き軸受は、転動体を介して互いに回転自在な回転輪および静止輪と、上記回転輪に設けられた磁気エンコーダとを備え、この磁気エンコーダにこの発明の上記いずれかの構成の原点付き磁気エンコーダを用いたものである。
この構成によると、回転数検出だけでなく、原点検出も可能でかつ回転方向も検出できる回転検出機能付き軸受でありながら、回転数検出センサと原点検出センサを個別に設置する必要がなく、組立が簡単で、簡素でコンパクトな構造とすることができる。また、この発明の原点付き磁気エンコーダにおける製造簡便の効果により、高機能で安価な軸受とできる。
【0009】
この軸受において、原点付き磁気エンコーダにおける第2の被検出部の厚肉部分と円周方向位置が一致する原点位置表示マークを回転輪に設け、上記第2の被検出部を検出するセンサの円周方向の取付位置を示すセンサ取付位置表示マークを静止輪に設けても良い。
このように各表示マークを施すと、磁気エンコーダやセンサが内蔵されて外部から見えなくても、原点位置表示マークおよびセンサ取付位置表示マークを見ることで、磁気エンコーダの原点位置およびセンサ位置を、軸やハウジングに正しく組み込むことができ、軸受の組み込み作業が容易に精度良く行える。
上記原点位置表示マークおよびセンサ取付位置表示マークは刻印であっても良い。刻印であると、容易に施すことができ、かつ消え難い。
また、この発明の回転検出機能付き軸受において、上記第1の被検出部を検出するセンサおよび第2の被検出部を検出するセンサをセンサケースに設け、このセンサケースに、第2の被検出部の円周方向位置を示す表示マークを設けても良い。センサケースに第2の被検出部の円周方向位置を示しておいた場合も、第2の被検出部が外部から直接に見えなくても、軸受のハウジングへの組み込みが、センサ位置が正しく、容易に行える。
【0010】
この発明の原点付き磁気エンコーダの製造方法は、回転検出に用いられる原点付き磁気エンコーダの製造方法であって、互いに同心のリング状の第1の被検出部および第2の被検出部を有し、第1の被検出部は円周方向の各部の厚さが一定であり、第2の被検出部は第1の被検出部と繋がっていて、円周上の1箇所のみ第1の被検出部と厚さが同一の厚肉部分とされ、他の部分が上記厚肉部分よりも薄い薄肉部分である未着磁エンコーダ素材を製造する過程と、この未着磁エンコーダ素材の第1の被検出部に円周方向に並べて設ける複数の磁極、および第2の被検出部の厚肉部分に設ける磁極を同時に着磁する過程とを含む方法である。
この製造方法によると、第1の被検出部に円周方向に並べて複数の磁極N,Sが着磁されると同時に、第2の被検出部にも円周方向に並べて複数の磁極N,Sが着磁されるが、第2の被検出部では、厚肉部分において第1の被検出部と同じ磁力の磁極が着磁されるのに対して、薄肉部分においては、肉厚が薄いこと、および着磁時のギャップが大きい等の理由により、着磁強度が第1の被検出部に比べてかなり小さくなり、検出対象として無視できる磁力となる。これにより、第2の被検出部では、厚肉部分にのみ磁極が着磁されたと同等の結果が得られ、第1の被検出部と第2の被検出部の着磁を同時に行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明の第1の実施形態を図1ないし図5と共に説明する。図1は、この実施形態の原点付き磁気エンコーダを内蔵した回転検出機能付き軸受の断面図を示す。この回転検出機能付き軸受1は、転動体4を介して互いに回転自在な回転輪2および静止輪3を有するものであって、回転輪2に設けた原点付き磁気エンコーダ7と、静止輪3に設けた3つの磁気センサ8A,8B,8Cとで回転センサ6を構成している。回転輪2は内輪とされ、静止輪3は外輪とされている。内輪からなる回転輪2の外径面、および外輪からなる静止輪3の内径面には転動体4の軌道面2a,3aが形成されている。転動体4は保持器5で保持されている。回転輪2と静止輪3の間の環状空間は、回転センサ6の設置側とは反対側の端部がシール部材9で密封されている。
【0012】
回転センサ6を構成する磁気エンコーダ7はラジアル型のものであって、図2に示すように周方向に多極磁化された環状とされる。具体的には、環状のバックメタル10と、その外周側に設けられた2つの被検出部7A,7Bを有する。この磁気エンコーダ7はバックメタル10を介して回転輪2に固着されている。
上記両被検出部7A,7Bは、互いに同心のリング状、具体的には円筒状とされる。第1の被検出部7Aは円周方向の各部の厚さが一定で、円周方向に等間隔で交互に並ぶ複数の磁極N,Sが形成された永久磁石である。第2の被検出部7Bは第1の被検出部7Aと繋がっていて、円周上の1箇所のみ第1の被検出部7Aと厚さが同一で、かつ磁極を有する厚肉部分7Baとされ、他の部分が上記厚肉部分7Baよりも薄い薄肉部分7Bbとされている。ここでは、上記両被検出部7A,7Bはゴム磁石からなる。
【0013】
第2の被検出部7Bにおける上記厚肉部分7Baの円周方向の幅寸法Wは、磁極幅と概ね同等とされているが、図3(C)に示すように磁極幅の略3倍としても良い。厚肉部分7Baの円周方向の幅寸法Wが磁極幅より狭くなると、厚肉部分7Baの磁極の検出信号自体が低くなり、また上記幅寸法Wが磁極幅の3倍を超えると、回転輪2が1回転する間に2つ以上の原点信号が発生する可能性があるため、上記幅寸法Wは磁極幅と概ね同等以上でかつ3倍より小さくするのが好ましい。これにより、回転輪2が1回転する間に、第2の被検出部7Bが確実に1つの原点信号を発生することになり、原点位置の検出を正確に行うことができる。第2の被検出部7Bにおける厚肉部分7Baと薄肉部分7Bbとの段差dは0,5mm以上とするのが好ましい。
【0014】
磁気センサ8A,8B,8Cは例えばホール素子からなる。これらの磁気センサ8A,8B,8Cは、回転輪2の回転により、対向する磁気エンコーダ7の磁極N,Sの変化に対応して、インクリメンタルなパルス信号を出力する。1組となる2つの磁気センサ8A,8Bと他の1つの磁気センサ8Cとは、軸方向に分けて配置され、1組の磁気センサ8A,8Bとこれに対向する磁気エンコーダ7の第1の被検出部7Aとで第1の回転センサ部11が構成される。また、他の1つの磁気センサ8Cとこれに対向する第2の被検出部7Bとで第2の回転センサ部12が構成される。すなわち、1つの磁気エンコーダ7において、第1の被検出部7Aと第2の被検出部7Bが軸方向に並べた状態に配置される。このように1つの磁気エンコーダ7に2つの被検出部7A,7Bを軸方向に並べて配置し、また肉厚差を持たせることにより、両被検出部7A,7Bの着磁を同時に行うことができ、着磁のタクトタイムを短縮して、製造費用を削減することができる。また、第1の被検出部7Aと第2の被検出部7Bとは、磁極配列の繰り返し周期における位相を等しくしており、その着磁作業をより簡単に行うことができる。
【0015】
特に、第1の被検出部7Aは円周方向の各部の厚さが一定であり、第2の被検出部7Bは第1の被検出部7Aと繋がっていて、円周上の1箇所のみ第1の被検出部7Aと厚さが同一の厚肉部分7Baとされ、他の部分が上記厚肉部分7Baよりも薄い薄肉部分7Bbとされているので、両被検出部7A,7Bの着磁を以下のように1工程で同時に行うことができる。
すなわち、上記肉厚構造とした第1の被検出部7Aおよび第2の被検出部7Bを一体に有する未着磁エンコーダ素材に対して、複数の磁極N,Sを円周方向に並べて着磁する。これにより、第1の被検出部7Aに円周方向に並べて複数の磁極N,Sが着磁されると同時に、第2の被検出部7Bにも円周方向に並べて複数の磁極N,Sが着磁される。しかし、第2の被検出部7Bでは、厚肉部分7Baにおいて第1の被検出部7Aと同じ磁力の磁極が着磁されるのに対して、他の薄肉部分7Bbにおいては、肉厚が薄いこと、および着磁時のギャップが大きい等の理由により、着磁強度が第1の被検出部7Aに比べてかなり小さくなり、検出対象として無視できる磁力となる。これにより、第2の被検出部7Bでは、厚肉部分7Baにのみ磁極が着磁されたと同等の結果が得られる。このように、第1の被検出部7Aと第2の被検出部7Bの着磁を同時に行えるので、上記エンコーダ7を容易に製造できコスト低減が可能となる。また、第1の被検出部7Aと第2の被検出部7Bが分離独立していないので、バックメタル10への強固な接合も可能となるばかりか、コンパクトに磁気エンコーダ7を構成できる。
【0016】
上記3つの磁気センサ8A,8B,8Cは、樹脂ケース13内に挿入した後に樹脂モールドし、その樹脂ケース13を金属ケース14を介して静止輪3に固定することにより、静止輪3側に取り付けている。
【0017】
図3(A)は、第1の被検出部7Aと1組の磁気センサ8A,8Bとの位置関係を示し、図3(B)は第2の被検出部7Bと1つの磁気センサ8Cとの位置関係を示す。第2の被検出部7Bでは、その厚肉部分7Baに1つの磁極Nが着磁されている。また、磁気センサ8A,8Bの間では、磁極配列の繰り返し周期における位相の関係が、略90°の位相差を有する位置関係とされている。
図3(B)では、第2の被検出部7Bの厚肉部分7Baに1つの磁極Nが着磁された例を示しているが、厚肉部分7Bbの幅Wが磁極幅の3倍弱である場合には、図3(C)に示すように厚肉部分7Baにおいて、周方向に並ぶ3つの磁極(例えばS,N,S)が着磁されることになる。
【0018】
図4は、回転センサ6からの出力信号を示す波形図である。図4(A)は磁気センサ8Aからの出力信号波形を、図4(B)は磁気センサ8Bからの出力信号波形をそれぞれ示す。図4(C)は磁気センサ8Cからの出力信号波形である。これらのパルス信号により回転輪2の回転数、回転方向、および原点位置を検出することができる。すなわち、磁気センサ8A,8Bのいずれかの出力信号により回転数を検出することができる。また、磁気センサ8Aの出力信号と磁気センサ8Bの出力信号の位相差から回転方向を検出することができる。さらに、磁気センサ8Cの出力信号から原点位置を検出することができる。
【0019】
回転輪2における上記磁気エンコーダ7が設置される側の端面には、図5に示すように、磁気エンコーダ7の原点位置である第2の被検出部7Bの厚肉部分7Baと円周方向位置が一致する原点位置表示マーク15が刻印として設けられている。また、静止輪3における上記磁気センサ8A〜8Cが設置される側の端面には、磁気エンコーダ7における第2の被検出部7Bを検出する磁気センサ8Cの円周方向の取付位置を示すセンサ取付位置表示マーク16が刻印として設けられている。軸受1の組立時には、回転輪2の上記原点位置表示マーク15に上記第2の被検出部7Bの厚肉部分7Baが一致するように、磁気エンコーダ7が回転輪2に固定される。また、静止輪3の上記センサ取付位置表示マーク16に上記磁気センサ8Cが一致するように、磁気センサ8A,8B,8Cを内蔵する金属ケース14が静止輪3に固定される。
【0020】
このように、回転輪2および静止輪3に原点位置表示マーク15およびセンサ取付位置表示マーク16を設けることにより、この回転検出機能付き軸受1を回転軸およびハウジングに組み込む際に、磁気エンコーダ7の原点位置および原点位置検出用の磁気センサ8Cの位置を容易に確認できるので、軸受1の組込みを容易に行うことができる。
【0021】
なお、上記原点位置表示マーク15およびセンサ取付位置表示マーク16は、刻印によるものに限らず、回転輪2や静止輪3の円周上の1箇所に設けられたキー溝など外見で識別できるものをこれらのマークとして利用してもよい。また、上記原点位置表示マーク15およびセンサ取付位置表示マーク16は、回転輪2や静止輪3に設ける場合に限らず、原点位置表示マーク15は例えば磁気エンコーダ7のバックメタル10に設け、センサ取付位置表示マーク16は例えば樹脂ケース13や金属ケース14に設けても良い。
【0022】
この実施形態の回転検出機能付き軸受1によると、回転数検出だけでなく、原点検出も可能でかつ回転方向も検出できる回転センサ内蔵の軸受でありながら、回転数検出センサと原点検出センサを個別に設置する必要がない。そのため、組立が簡単で、簡素でコンパクトな構造になる。
【0023】
図6は、この発明の他の実施形態を示す断面図である。この実施形態にかかる回転検出機能付き軸受1は、図1〜図5に示した第1の実施形態において、回転センサ6を構成する磁気エンコーダ7をスラスト型としたものである。すなわち、磁気エンコーダ7は、断面L字状とされて内輪2の外径面に固定される環状のシール板20のフランジ状の立板部20aに設けられている。磁気エンコーダ7は、互いに同心のリング状の第1の被検出部7Aおよび第2の被検出部7Bを有し、第1の被検出部7Aは上記シール板20における立板部20aの外周側に設けられ、第2の被検出部7Bは第1の被検出部7Aの内周側に設けられる。図7に示すように、第1の被検出部7Aは、円周方向の各部の厚さが一定で、円周方向に並ぶ複数の磁極N,Sの形成された永久磁石とされている。第2の被検出部7Bは、第1の被検出部7Bと繋がっていて、円周上の1箇所のみ第1の被検出部7Aと厚さが同一で、かつ磁極(ここではN)を有する厚肉部分7Baとされ、他の部分が上記厚肉部分7Baよりも薄肉部分7Baとされている。
【0024】
前記磁気エンコーダ7の両被検出部7A,7Bを検出する磁気センサ8A〜8Cは、磁気エンコーダ7と軸方向に向けて対向するように配置される。すなわち、例えば樹脂モールドされて断面L字状の金属ケース24に取り付けられた磁気センサ8A〜8Cは、金属ケース24を静止輪3の外径面に固定することにより静止輪3側に取り付けられ、図8に示すように磁気センサ8A,8Bが第1の被検出部7Aに、磁気センサ8Cが第2の被検出部7Bに対向するように配置される。その他の構成および作用は第1の実施形態の場合と同様である。
【0025】
【発明の効果】
この発明の原点付き磁気エンコーダは、リング状の第1の被検出部および第2の被検出部を有し、第1の被検出部は円周方向の各部の厚さが一定で、円周方向に並ぶ複数の磁極の形成された永久磁石であり、第2の被検出部は第1の被検出部と繋がっていて、円周上の1箇所のみ第1の被検出部と厚さが同一でかつ磁極を有する厚肉部分とされ、他の部分が薄肉部分とされているため、回転パルス信号と原点検出のための被検出部の作成および着磁が同時に行えて、製造が簡便であり、安価に製造できる。
この発明の回転検出機能付き軸受は、この発明の原点付き磁気エンコーダを備えたものであるため、回転数検出および原点検出機能を備えながら、回転数検出センサと原点検出センサを個別に設置する必要がなく、組立が簡単で、簡素でコンパクトな構造とすることができる。しかも、この発明の原点付き磁気エンコーダにおける製造簡便の効果により、高機能で安価な軸受とできる。
この発明の原点付き磁気エンコーダの製造方法は、回転パルス信号と原点検出のための被検出部の作成および着磁が同時に行えるため、製造が簡便であり、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態にかかる原点付き磁気エンコーダを内蔵した回転検出機能付き軸受の断面図である。
【図2】同磁気エンコーダの斜視図である。
【図3】(A)は同磁気エンコーダの第1の被検出部と磁気センサの位置関係を示す説明図、(B)は同磁気エンコーダの第2の被検出部と磁気センサの位置関係を示す説明図、(C)は同磁気エンコーダの他の例の第2の被検出部と磁気センサの位置関係を示す説明図である。
【図4】(A)は第1の磁気センサの検出信号の波形図、(B)は第2の磁気センサの検出信号の波形図、(C)は第3の磁気センサの検出信号の波形図である。
【図5】上記回転検出機能付き軸受を一端側からみた部分正面図である。
【図6】この発明の他の実施形態にかかる原点付き磁気エンコーダを内蔵した回転検出機能付き軸受の断面図である。
【図7】同磁気エンコーダの一部を示す斜視図である。
【図8】同磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係を示す説明図である。
【図9】従来の回転検出機能付き軸受の断面図である。
【図10】同軸受に内蔵された磁気エンコーダと磁気センサとの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1…回転検出機能付き軸受
2…回転輪
3…静止輪
4…転動体
7…原点付き磁気エンコーダ
7A…第1の被検出部
7B…第2の被検出部
7Ba…厚肉部分
7Bb…薄肉部分
15…原点位置表示マーク
16…センサ取付位置表示マーク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic encoder with an origin that can be used for control of a motor, a joint of a robot, and the like, and a bearing with a rotation detection function incorporating the magnetic encoder.
[0002]
[Prior art]
An example of a magnetic encoder for outputting a rotation pulse signal and an origin signal once per rotation is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 10-163556. As shown in FIGS. 9 and 10, in the
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-194008
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic encoder with an origin and a bearing with a rotation detection function, which can simultaneously produce and magnetize a rotation pulse signal and a portion to be detected for detecting the origin, which are simple and inexpensive to manufacture. It is to be.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A magnetic encoder with a reference point according to a first aspect of the present invention is a magnetic encoder with a reference point used for rotation detection, and has a first detection target portion and a second detection target portion which are concentric with each other in a ring shape. The first portion to be detected is a permanent magnet in which the thickness of each portion in the circumferential direction is constant and a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction are formed. The second portion to be detected is connected to the first portion to be detected, and is a thick portion having the same thickness and the same magnetic pole as the first portion to be detected only at one location on the circumference. The portion is a thin portion thinner than the thick portion. The first detected portion and the second detected portion are, for example, cylindrical.
According to this configuration, the first detected portion can detect the rotation pulse signal from the magnetic poles arranged in the circumferential direction, and the second detected portion is used for detecting the origin by one magnetic pole on the circumference. . Since the first and second detected portions are connected to each other, they can be simultaneously created before magnetization. Regarding the magnetization, the second detected part has the same magnetic pole forming portion as the first detected part in the same thick part and the other part is the thin part. At the same time, even when a magnetic field for magnetizing is applied to the entire circumference, the magnetizing strength is reduced due to the wide gap in the thin portion and the small thickness of the portion to be a magnet. For this reason, the thin portion can have a negligible magnetization strength as a detection target, and can be treated as if it were not magnetized. Therefore, the magnetization of both detected parts can be performed simultaneously. As described above, the rotation pulse signal and the detection target portion for detecting the origin can be simultaneously formed and magnetized, so that the manufacturing is simple and inexpensive. In addition, since the detected portion for detecting the origin is not an independent magnet, when a core is used, it is possible to make a strong connection to the core. Further, since the rotation pulse signal and the detected part for detecting the origin are integrated, the size is reduced.
[0007]
It is preferable that the circumferential width of the thick portion in the second detection portion is substantially equal to or larger than the magnetic pole width and smaller than three times. When the width is smaller than the magnetic pole width, the magnetic pole detection signal itself becomes low. When the width exceeds three times the magnetic pole width, two or more origin signals may be generated in one rotation. Therefore, a width dimension in this range is preferable.
It is preferable that the step between the thick portion and the thin portion in the second detected portion is 0.5 mm or more. When this step is 0.5 mm or more, it is easy to prevent the magnetization intensity of the thin portion from affecting the sensor output by simultaneous magnetization of the first and second detected portions.
The first detected portion and the second detected portion may be rubber magnets. Rubber magnets have various advantages in manufacturing and performance of this type of magnetic encoder. However, in the case of rubber magnets as well, simultaneous formation and simultaneous formation of the second detected portion by forming the second portion to be detected with a thick portion and a thin portion are also possible. Magnetization can be performed easily.
[0008]
A bearing with a rotation detecting function according to the present invention includes a rotating wheel and a stationary wheel that are rotatable with each other via a rolling element, and a magnetic encoder provided on the rotating wheel. This uses a magnetic encoder with an origin having a configuration.
According to this configuration, it is possible to detect not only the rotation speed but also the origin, and the rotation detection function can also detect the rotation direction.However, there is no need to separately install the rotation speed detection sensor and the origin detection sensor. However, a simple, compact structure can be achieved. In addition, the high-performance and inexpensive bearing can be obtained by the effect of the simple manufacturing of the magnetic encoder with origin of the present invention.
[0009]
In this bearing, an origin position indicating mark whose circumferential direction coincides with the thick portion of the second detected portion of the magnetic encoder with the origin is provided on the rotating wheel, and the circle of the sensor for detecting the second detected portion is provided. A sensor mounting position display mark indicating the mounting position in the circumferential direction may be provided on the stationary wheel.
By applying each display mark in this way, even if the magnetic encoder and sensor are built in and cannot be seen from the outside, the origin position and sensor position of the magnetic encoder can be determined by looking at the origin position display mark and the sensor mounting position display mark. The bearing can be correctly assembled into a shaft or a housing, and the work of assembling the bearing can be easily and accurately performed.
The origin position display mark and the sensor mounting position display mark may be engraved marks. If it is a stamp, it can be easily applied and is not easily erased.
In the bearing with a rotation detecting function according to the present invention, a sensor for detecting the first detected portion and a sensor for detecting the second detected portion are provided in a sensor case, and the second detected portion is provided in the sensor case. A display mark indicating the circumferential position of the portion may be provided. Even when the circumferential position of the second detected portion is indicated in the sensor case, even if the second detected portion is not directly visible from the outside, the incorporation of the bearing into the housing can correct the sensor position. Easy to do.
[0010]
A method of manufacturing a magnetic encoder with an origin according to the present invention is a method of manufacturing a magnetic encoder with an origin used for rotation detection, comprising a first detected portion and a second detected portion which are concentric with each other and are in a ring shape. The thickness of each part in the circumferential direction of the first detected part is constant, and the second detected part is connected to the first detected part. A process of manufacturing an unmagnetized encoder material in which the detection portion is a thick portion having the same thickness as the other portion, and the other portion is a thin portion thinner than the thick portion; And a step of simultaneously magnetizing a plurality of magnetic poles provided in the detected portion in the circumferential direction and a magnetic pole provided in a thick portion of the second detected portion.
According to this manufacturing method, the plurality of magnetic poles N and S are magnetized in the first detected portion in the circumferential direction, and the plurality of magnetic poles N, S are also arranged in the second detected portion in the circumferential direction. S is magnetized. In the second detected portion, the magnetic pole having the same magnetic force as that of the first detected portion is magnetized in the thick portion, whereas in the thin portion, the thickness is small. Because of this, and because the gap at the time of magnetization is large, the magnetization strength is considerably smaller than that of the first detected portion, and the magnetic force is negligible as a detection target. As a result, in the second detected portion, the same result as when the magnetic pole is magnetized only in the thick portion can be obtained, and the magnetization of the first detected portion and the second detected portion can be performed simultaneously. it can.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a bearing with a rotation detecting function which incorporates a magnetic encoder with an origin according to this embodiment. The bearing 1 with a rotation detecting function has a
[0012]
The
The two detected
[0013]
The circumferential width W of the thick portion 7Ba in the second detected
[0014]
The
[0015]
In particular, the first detected
That is, a plurality of magnetic poles N and S are arranged in a circumferential direction on a non-magnetized encoder material integrally including the first detected
[0016]
The three
[0017]
FIG. 3A shows the positional relationship between the first detected
FIG. 3B shows an example in which one magnetic pole N is magnetized in the thick portion 7Ba of the second detected
[0018]
FIG. 4 is a waveform diagram showing an output signal from the
[0019]
As shown in FIG. 5, a thick portion 7Ba of the second detected
[0020]
By providing the origin
[0021]
In addition, the origin
[0022]
According to the bearing 1 with the rotation detecting function of this embodiment, not only the rotation speed detection but also the origin detection and the rotation sensor built-in bearing capable of detecting the rotation direction can be performed. There is no need to install it. Therefore, it is easy to assemble, and has a simple and compact structure.
[0023]
FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. The bearing 1 with a rotation detecting function according to this embodiment is the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 except that the
[0024]
The
[0025]
【The invention's effect】
A magnetic encoder with an origin according to the present invention has a ring-shaped first detected portion and a second detected portion, wherein the first detected portion has a constant thickness in each of the circumferential portions, and has a circular shape. The second detected portion is connected to the first detected portion, and the thickness of the first detected portion and the first detected portion is only one point on the circumference. It is the same thick part with magnetic poles and the other parts are thin parts, so the rotation pulse signal and the part to be detected for detecting the origin can be created and magnetized at the same time. Yes, and can be manufactured at low cost.
Since the bearing with the rotation detecting function of the present invention includes the magnetic encoder with the origin of the present invention, it is necessary to separately install the rotational speed detecting sensor and the origin detecting sensor while providing the rotational speed detecting and the origin detecting functions. And a simple and compact structure that is easy to assemble. In addition, a high-performance and inexpensive bearing can be provided by the simple manufacturing effect of the magnetic encoder with origin of the present invention.
In the method of manufacturing a magnetic encoder with an origin according to the present invention, the rotation pulse signal and the detection target portion for detecting the origin can be simultaneously formed and magnetized, so that the manufacturing is simple and inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a bearing with a rotation detection function incorporating a magnetic encoder with an origin according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the magnetic encoder.
3A is an explanatory diagram showing a positional relationship between a first detected portion of the magnetic encoder and the magnetic sensor, and FIG. 3B is a diagram showing a positional relationship between a second detected portion of the magnetic encoder and the magnetic sensor; FIG. 7C is an explanatory diagram showing a positional relationship between a second detected portion and a magnetic sensor in another example of the magnetic encoder.
4A is a waveform diagram of a detection signal of a first magnetic sensor, FIG. 4B is a waveform diagram of a detection signal of a second magnetic sensor, and FIG. 4C is a waveform diagram of a detection signal of a third magnetic sensor; FIG.
FIG. 5 is a partial front view of the bearing with a rotation detecting function as viewed from one end side.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a bearing with a rotation detection function incorporating a magnetic encoder with an origin according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a part of the magnetic encoder.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the magnetic encoder and a magnetic sensor.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional bearing with a rotation detection function.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a magnetic encoder and a magnetic sensor incorporated in the bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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