JP2004278732A - 磁気エンコーダー及び密封装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】互いに同軸的に相対回転自在な2部材のうちのいずれか一方の部材に環状に設けられる磁気エンコーダー10であって、センサー2に対向して円筒形状に設けられてセンサー2により検知される磁化されたエンコーダー部4と、エンコーダー部4の外周を覆うカバー部材3と、を有する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対回転する2部材の回転を検出する装置に用いられる磁気エンコーダー及び密封装置に関し、例えば、自動車や家電製品、産業機械、自転車等の回転及び往復動する箇所に用いることができる磁気エンコーダー及び密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の磁気エンコーダーとしては、例えば、自動車の車速を検出する車速センサーのような回転速度検出装置に用いるものが知られている。図8は、従来の磁気エンコーダーの概略断面図である。図9は、従来の磁気エンコーダーが適用されるホイールユニットの一部を示す概略部分断面図である。図10は、磁気エンコーダーを備えた従来の密封装置の概略断面図である。図11は、図10に示す密封装置のA矢視図であり、多極化された弾性部材を説明する概略図である。
【0003】
図8、図9に示す磁気エンコーダー110はラジアルタイプのエンコーダーであり、軸101(回転部位)の嵌合面101aに嵌着された環状部材103と、この環状部材103に焼き付け成形されたゴム材104とから構成されている。成形されたゴム材104は、周方向に磁極NSが交互になるように多磁極化されており、磁気抵抗効果素子等のセンサー部102により、回転速度等の検出を行う。
【0004】
また、図10に示すように、従来の磁気エンコーダーを備えた密封装置210は、互いに同軸的に相対回転自在に設けられる2部材としてのハウジング202とハウジング202の軸孔内に挿入される軸201間の環状隙間を密封するものであり、軸201の周面としての嵌合面Dに嵌着された環状部材206と、環状部材206に焼き付け成形され、多極化された被検知部を有する弾性部材としてのゴム材205(エンコーダー)と、ハウジング202の嵌合面Eに嵌着された環状部材208と、環状部材208に焼き付け成形されたゴム材207とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
そして、ゴム材205は、例えばフェライト(鉄)を分散させた磁化性ゴム材料からなり、図11に示すように、これを円周方向に磁極NSが交互になるように多磁極化させ、軸201に嵌着される環状部材206を構成する径方向部206bに焼き付け成形され、磁気抵抗効果素子等のセンサー部203により、回転するゴム材205から生じる磁化の変化を感知され回転速度等の検出が行われる。
【0006】
また、環状部材208に焼き付け成形されたゴム材207は、ゴム状弾性体製であり、環状部材208を構成する径方向部208bには、環状部材206を構成する円筒状部206aの外周面に摺動して軸方向を密封するシールリップ部207a、207bと、環状部材206を構成する径方向部206bに摺動して径方向を密封するシールリップ部207cとが備えられている。これにより、外部からのダスト及び内部のグリース流出を抑えることができる。
【0007】
また、密封装置210は軸受部を密封するもので、204はベアリングを示している。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−48247号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0010】
すなわち、上記従来の磁気エンコーダー110では、多磁極化されたゴム材104は、軸101の嵌合面101aと反対側である外側に剥き出しの状態で設けられており、外部の異物、汚水、外部磁界等による外乱の影響を受けやすい状態となっている。
【0011】
また、上記従来の密封装置210においても同様に、多磁極化されたゴム材205は、軸201に嵌着される環状部材206の径方向部206bに対して、センサー部203側に剥き出しの状態で設けられており、外部の異物、汚水、外部磁界等による外乱の影響を受けやすい状態となっている。
【0012】
そのため、磁気エンコーダー110、密封装置210はともに、磁力の低下、磁力の乱れ等が発生してしまい、安定した磁力の供給が難しく、センサー部102、203による検出精度の低下を招く結果となる。
【0013】
本発明は上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、その目的とするところは、センサー部による検出精度の高い磁気エンコーダー及び密封装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る磁気エンコーダーにあっては、
相対回転自在な2部材のうちのいずれか一方の部材に環状に設けられる磁気エンコーダーであって、
検知手段に対向して円筒形状に設けられて該検知手段により検知される磁化された被検知部と、
該検知部の外周を覆うカバー部材と、
を有することを特徴とする。
【0015】
これにより、検知手段と被検知部の間にカバー部材を設けることで、外部の異物、汚水、外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、検出精度の高い磁気エンコーダーを提供することができる。
【0016】
前記被検知部は、多磁極化されたゴム材であることが好適である。
【0017】
これにより、ゴム材が軽量であり加工性に富むので成型が容易となる。
【0018】
前記カバー部材は、前記被検知部の端面を覆う径方向部を備えることが好適である。
【0019】
これにより、被検知部の周面だけでなく端面をも覆うことで外乱の影響を受けることをより防ぐことができる。
【0020】
前記カバー部材は、前記一方の部材に嵌合する嵌合部を備え、
前記嵌合部の外径は、前記被検知部の外径より小さいことが好適である。
【0021】
これにより、部材への嵌着力が弱い被検知部であっても、別に嵌合部を備えることで、十分な嵌合力を確保しつつ、嵌合部の外径を被検知部の外径より小さくすることでコンパクトな磁気エンコーダーを提供することができる。また、被検知部とは別に嵌合部を設けることでゴム材等の弾性体から成形された被検知部の嵌合による変形を防止でき、磁気パターンを一定に保てるため、精度の高い検出が可能となる。
【0022】
また、本発明に係る密封装置にあっては、
互いに同軸的に相対回転自在に設けられる2部材間の環状隙間を密封するとともに、該2部材の相対回転を検出可能とする密封装置であって、
前記2部材のうちいずれか一方の部材の周面に嵌着される環状部材と、
前記環状部材に密封接触するシールリップを有するシール部材と、
前記環状部材の径方向部に検知手段に対向して円環状に設けられ、該検知手段により検知される磁化された被検知部と、を備え、
前記被検知部は、前記シールリップより密封対象側に設けられていることを特徴とする。
【0023】
これにより、前記環状部材と前記2以上のシールリップとにより囲まれた領域に設けられた被検知部は、外部の異物、汚水、外部磁界等による外乱の影響を直接受けることがなく、検出精度の高い被検知部を備えた密封装置を提供することができる。
【0024】
前記被検知部は、多磁極化されたゴム材であることが好適である。
【0025】
これにより、ゴム材が軽量であり加工性に富むので成型が容易となり、軽量な密封装置を簡便に製作、提供することができる。
【0026】
前記環状部材は、該環状部材の径方向部に環状の溝部が設けられ、該溝部に前記被検知部を一体的に成型することが好適である。
【0027】
これにより、コンパクトな密封装置を提供することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【0029】
(第1の実施の形態)
図1を参照して、第1の実施の形態に係る磁気エンコーダーについて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る磁気エンコーダーの概略部分断面図である。
【0030】
図1に示すように、磁気エンコーダー10は、回転部位である軸1に嵌着された環状部材3と、環状部材3に焼き付け成形されたエンコーダー部であるゴム材4とで構成されたラジアルタイプのエンコーダーである。
【0031】
環状部材3は、円筒部3aと円筒部3aから軸中心側に延びる径方向部3bとから構成されている。
【0032】
焼き付け成形されたゴム材4は、多磁極に磁化されており、センサー部2により、回転速度等の検出が行われる。ここで、多磁極化されたゴム材4は、環状部材3の円筒部3aの内側に設けられており、環状部材3の円筒部3aと軸1との間に挟持される形で軸1に嵌着している。
【0033】
そのため、エンコーダー部であるゴム材4は、環状部材3によりカバーされた形となり、外乱の影響を受けずに、安定した磁力の供給が可能となり、センサー部2による高い検出精度を安定して維持することができる。
【0034】
なお、環状部材3の内側に設定されたゴム材4の形状及び大きさは、軸1とセンサー部2との距離や環状部材3の厚さ等を考慮して、スペースの範囲内で任意に設定できる。
【0035】
(第2の実施の形態)
図2を参照して、第2の実施の形態に係る磁気エンコーダーについて説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係る磁気エンコーダーの概略部分断面図である。
【0036】
本実施の形態に係る磁気エンコーダーは、第1の実施の形態に係る磁気エンコーダーより更に嵌合力を得るために、金属材料で形成された嵌合部位3cを設けた点が異なる。
【0037】
嵌合部位3cは、軸1に嵌合させるために環状部材3の一部を軸1の外径とほぼ同じ内径とした円筒状の部位であり、ゴム材4と軸1との嵌着ではゴム材4が弾性体であるため嵌合力が不十分な場合であっても、金属材料で形成された嵌合部位3cが軸に対してゴム材4とは別に嵌合することで、十分な嵌合力を得ることができる。
【0038】
また、センサー部2に対向するように設けられているゴム材4の外径は、小さくしすぎるとゴム材4の多磁極化が困難となり、また、回転精度も低下するので、ある程度の大きさが必要であるが、一方嵌合部位3cは、そのような問題がないため外径をゴム材4の外径より小さくすることができる。
【0039】
そのため、センサー部2による検出精度に影響のあるゴム材4の外径は変えずに、嵌合部位3cの外径を小さくすることで、十分な嵌合力を確保しつつ高い検出精度を安定して維持することのできるコンパクトな磁気エンコーダー10を作製することができる。
【0040】
(第3の実施の形態)
図3を参照して、第2の実施の形態に係る磁気エンコーダーについて説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係る磁気エンコーダーの概略部分断面図である。
【0041】
本実施の形態に係る磁気エンコーダーは、第2の実施の形態に係る磁気エンコーダーの嵌合部位を被検知部側に折り曲げた点が異なる。
【0042】
嵌合部位3cは、軸1に嵌合させるために環状部材3の一部を軸1の外径とほぼ同じ内径とした円筒形状の部位であり、ゴム材4と軸1との嵌着では、ゴム材4が弾性体であり変形してしまうため、ゴム材4を嵌着せずに、径方向部3bの一端を被検知部であるゴム材4側に折り曲げて軸1に嵌着することで、ゴム材4の変形を防止することができる。その結果、ゴム材4から構成される被検知部の磁気パターンを一定に保つことができ、精度の高い検出が可能となる。
【0043】
また、環状部材3の両縁部をゴム材4を囲むように同じ側に折り曲げることで軸方向の寸法をコンパクトにでき、ゴム材4が、外部の異物、汚水、外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、検出精度の高い磁気エンコーダーを提供することができる。
【0044】
(第4の実施の形態)
図4〜図6を参照して、第4の実施の形態に係る磁気エンコーダーを備える密封装置について説明する。図4は、本発明の密封装置が適用されるABS車速センサー付きハブベアリングユニットの一部を示す概略部分断面図である。図5は、本発明の第4の実施の形態に係る密封装置の概略断面図である。図6は、図5に示す密封装置のA矢視図であり、多極化された弾性部材を説明する概略図である。
【0045】
本実施の形態に係る密封装置20は、図4に示すようにABS車速センサー付きハブベアリングユニットに好適に用いることができる磁気エンコーダー付きハブシールであり、ハブベアリングユニット(ハウジング)40とドライブシャフト(軸)11との間をシールする。
【0046】
磁気センサー13は、エンコーダー部の回転を検出するためのものであり、検出した回転数から車速が算出され、自動車の制御にフィードバックされる。
【0047】
次に図5を参照して、本実施の形態に係る密封装置をより詳細に説明する。
【0048】
密封装置20は、互いに同軸的に相対回転自在に設けられる2部材としてのハウジング22とハウジング22の軸孔内に挿入される軸21間の環状隙間を密封するものであり、軸21の周面としての嵌合面D’に嵌着された環状部材26と、環状部材26に焼き付け成形され、多極化された被検知部を有する弾性部材としてのゴム材25(エンコーダー)と、ハウジング22の嵌合面E’に嵌着された環状部材28と、環状部材28に焼き付け成形されたゴム材27とを備えている。
【0049】
そして、ゴム材25は、例えばフェライト(鉄)を分散させた磁化性ゴム材料からなり、図6に示すように、これを円周方向に磁極NSが交互になるように多磁極化させ、軸21に嵌着される環状部材26を構成する径方向部26bに設けられた円周状の溝部26cに焼き付け成形され、磁気抵抗効果素子等のセンサー部23により、回転するゴム材25から生じる磁化の変化を感知され回転速度等の検出が行われる。
【0050】
また、環状部材28に焼き付け成形されたシール部材であるゴム材27は、ゴム状弾性体製であり、環状部材26を構成する円筒状部26aの外周面に摺動して軸方向を密封するシールリップ部27a、27bと、環状部材206を構成する径方向部26bに摺動して径方向を密封するシールリップ部27cと、が備えられている。これにより、外部からのダスト及び内部のグリース流出を抑えることができる。また、24はベアリングを示している。
【0051】
本実施の形態に係る密封装置20では、上述のように、多磁極化されたエンコーダー部であるゴム材25が、環状部材26の径方向部26bの内側(密封対象側)に設けられており、更に、シールリップ部27a、27bにより囲まれ外部から遮断された領域に設けられている。
【0052】
すなわち、エンコーダー部(被検知部)であるゴム材25は、環状部材26とゴム材27の2以上のシールリップ部27a、27bとにより囲まれた領域に設けられているとよい。
【0053】
そのため、エンコーダー部であるゴム材25は、環状部材26及びゴム材27によりカバーされた形となり、外乱の影響を受けずに、安定した磁力の供給が可能となり、センサー部23による高い検出精度を安定して維持することができる。
【0054】
なお、環状部材26の内側に設定されたエンコーダー部25の形状及び大きさは、環状部材26の径方向部26bとセンサー部2との距離や環状部材26の厚さ等を考慮して、スペースの範囲内で任意に設定できる。
【0055】
(第5の実施の形態)
図7を参照して、第5の実施の形態に係る密封装置について説明する。図7は、本発明の第5の実施の形態に係る密封装置のエンコーダー部近傍の一部概略断面図である。
【0056】
本実施の形態に係る密封装置は、第4の実施の形態に係る密封装置における破線で囲まれた領域29と比較して(図5参照)、環状部材36の径方向部36bの外部側が破線で囲まれた領域39に示すように平坦な構造をとっている(図7参照)。
【0057】
このような構造を取ることにより、環状部材36は、第1の実施の形態における環状部材26と比較して、曲げ工程を少なくすることができるため作製コストの低減を図ることができる。しかも、エンコーダー部であるゴム材35がはめ込まれた領域における環状部材36の厚さを薄くすることができるため、感度の低下を抑えセンサー部の検出精度を向上することができる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部の異物、汚水、外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、検出精度の高い磁気エンコーダー及びそれを備えた密封装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る磁気エンコーダーの概略部分断面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る磁気エンコーダーの概略部分断面図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る磁気エンコーダーの概略部分断面図である。
【図4】本発明の密封装置が適用されるABS車速センサー付きハブベアリングユニットの一部を示す概略部分断面図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態に係る密封装置の概略断面図である。
【図6】図5に示す密封装置のA矢視図であり、多極化された弾性部材を説明する概略図である。
【図7】本発明の第5の実施の形態に係る密封装置のエンコーダー部近傍の一部概略断面図である。
【図8】従来の磁気エンコーダーの概略断面図である。
【図9】従来の磁気エンコーダーが適用されるホイールユニットの一部を示す概略部分断面図である。
【図10】磁気エンコーダーを備えた従来の密封装置の概略断面図である。
【図11】図10に示す密封装置のA矢視図であり、多極化された弾性部材を説明する概略図である。
【符号の説明】
1 軸
2 センサー部(検知手段)
3 カバー部材(環状部材)
3a 円筒部
3b 径方向部
3c 嵌合部位
4 ゴム材(エンコーダー部)
10 磁気エンコーダー
13 磁気センサー
20 密封装置
21 軸
22 ハウジング
23 センサー部
24 ベアリング
25 ゴム材(エンコーダー部)
26 環状部材
26a 円筒状部
26b 径方向部
26c 溝部
27 ゴム材
27a、27b、27c シールリップ部
28 環状部材
35 ゴム材
36 環状部材
101 軸
102 センサー部
103 環状部材
104 ゴム材
110 磁気エンコーダー
201 軸
202 ハウジング
203 センサー部
205 ゴム材
206 環状部材
207 ゴム材
208 環状部材
210 密封装置
Claims (7)
- 相対回転自在な2部材のうちのいずれか一方の部材に環状に設けられる磁気エンコーダーであって、
検知手段に対向して円筒形状に設けられて該検知手段により検知される磁化された被検知部と、
該検知部の外周を覆うカバー部材と、
を有することを特徴とする磁気エンコーダー。 - 前記被検知部は、多磁極化されたゴム材であることを特徴とする請求項1に記載の磁気エンコーダー。
- 前記カバー部材は、前記被検知部の端面を覆う径方向部を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気エンコーダー。
- 前記カバー部材は、前記一方の部材に嵌合する嵌合部を備え、
前記嵌合部の外径は、前記被検知部の外径より小さいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気エンコーダー。 - 互いに同軸的に相対回転自在に設けられる2部材間の環状隙間を密封するとともに、該2部材の相対回転を検出可能とする密封装置であって、
前記2部材のうちいずれか一方の部材の周面に嵌着される環状部材と、
前記環状部材に密封接触するシールリップを有するシール部材と、
前記環状部材の径方向部に検知手段に対向して円環状に設けられ、該検知手段により検知される磁化された被検知部と、を備え、
前記被検知部は、前記シールリップより密封対象側に設けられていることを特徴とする密封装置。 - 前記被検知部は、多磁極化されたゴム材であることを特徴とする請求項5に記載の密封装置。
- 前記環状部材は、該環状部材の径方向部に環状の溝部が設けられ、該溝部に前記被検知部を一体的に成型することを特徴とする請求項5又は6に記載の密封装置。
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JP2015001505A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | Dmg森精機株式会社 | ロータリーエンコーダ |
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2003
- 2003-03-18 JP JP2003073339A patent/JP2004278732A/ja active Pending
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Effective date: 20090210 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |