JP2005227000A - Optical rotation sensor and bearing with rotation sensor using the same - Google Patents
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Description
この発明は、広範な環境下で使用できるようにした光学式回転センサおよびこれを用いた回転センサ付き軸受に関する。 The present invention relates to an optical rotation sensor that can be used in a wide range of environments, and a bearing with a rotation sensor using the same.
回転センサとして磁気式と光学式とがあり、光学式の回転センサは磁気式の回転センサに比べて分解能に優れるという利点がある。
光学式回転センサには、反射型のものと透過型のものとがある。反射型の光学式回転センサは、非回転体に光源および受光体を取付け、光源から出た検出光を、回転側に取付けた反射板により反射させ、その反射光を上記受光体で受光することでセンシングするものである(例えば、特許文献1)。
透過型の光学式回転センサは、回転する透過板を挟んで非回転体に光源および受光体を対向配置し、上記光源から出て透過板を透過した光を受光体が受光することでセンシングするものである。
There are magnetic and optical rotation sensors, and the optical rotation sensor has an advantage that the resolution is superior to that of the magnetic rotation sensor.
Optical rotation sensors include a reflective type and a transmissive type. A reflective optical rotation sensor has a light source and a light receiver mounted on a non-rotating body, the detection light emitted from the light source is reflected by a reflecting plate mounted on the rotating side, and the reflected light is received by the light receiver. (For example, Patent Document 1).
A transmissive optical rotation sensor senses a light source and a light receiving member that are opposed to a non-rotating body with a rotating transmissive plate interposed therebetween, and that the light received from the light source and transmitted through the transmissive plate is sensed by the light receiving member. Is.
また、従来、特許文献2,3に示されるように、光学式回転センサを転がり軸受に設けたセンサ付き軸受が提案されている。このように軸受をセンサ付きのものとすると、別個に回転センサを取付ける必要がなく、軸受使用機器の組み立てが簡易となり、かつ省スペース化が図れる。
光学式回転センサは、反射板で反射した反射検出光や透過板を透過した透過検出光を受光することが必要である。しかし、これらの光学式回転センサを高温環境から低温環境に移した場合や、多湿環境下で使用する時に、反射板または透過板の表面に細かな水滴が付き、これが曇りとなって正常な反射光検出や透過光検出を得られず、センシングできない問題が発生する。
そのため、光学式回転センサは、磁気式の回転センサに比べて分解能に優れながら、その使用可能な環境が限られるという欠点がある。
回転センサ付き軸受では、湿度変化の多い環境や多湿環境に使用されることも多く、そのような場合、磁気式の回転センサを使用せざるを得ず、分解能の向上が難しいものとなっいる。
The optical rotation sensor needs to receive the reflection detection light reflected by the reflection plate and the transmission detection light transmitted through the transmission plate. However, when these optical rotation sensors are moved from a high temperature environment to a low temperature environment, or when used in a humid environment, fine water droplets form on the surface of the reflector or transmission plate, which becomes cloudy and normal reflection. There is a problem that light detection or transmitted light detection cannot be obtained and sensing cannot be performed.
For this reason, the optical rotation sensor has a disadvantage that the environment in which the optical rotation sensor can be used is limited while the resolution is superior to that of the magnetic rotation sensor.
A bearing with a rotation sensor is often used in an environment where humidity changes frequently or in a humid environment. In such a case, a magnetic rotation sensor must be used, and improvement in resolution is difficult.
この発明の目的は、温度変化の多い環境や多湿環境下で使用しても、コードホイール表面が曇り難く、曇りによる検出性の低下が生じ難い光学式回転センサおよびこれを備えた回転センサ付き軸受を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical rotation sensor in which the code wheel surface is less likely to be cloudy even when used in an environment with a high temperature change or in a humid environment, and a detection deterioration due to fogging does not easily occur, and a bearing with a rotation sensor provided with the optical rotation sensor Is to provide.
この発明における第1の発明の光学式回転センサは、光の反射または透過の状況を他の部分と異ならせる格子を円周方向に並べて設けたコードホイールと、このコードホイールに検出光を照射する光源と、前記コードホイールの反射光または透過光を検出する受光体とを有する光学式回転センサにおいて、前記コードホイールの格子の設けられた面に、親水性コーティングを施したことを特徴とする。上記格子はマークであっても、スリットであっても良い。
コードホイールに親水性コーティングが施されていると、水蒸気が水滴状態となってコードホイール表面に付くことが生じ難くなる。そのため、温度変化の多い環境や多湿環境下で使用しても、コードホイールの表面に曇りが生じ難く、曇りによる検出性の低下が緩和される。したがって、広い環境下で使用することができて、光学式回転センサによる優れた分解能を広範な環境下で得ることができる。
According to a first aspect of the present invention, the optical rotation sensor of the present invention irradiates the code wheel with detection light on the code wheel provided with a grid arranged in the circumferential direction that makes the reflection or transmission of light different from other parts. In the optical rotation sensor having a light source and a light receiving body for detecting reflected light or transmitted light of the code wheel, a hydrophilic coating is applied to a surface of the code wheel provided with a lattice. The lattice may be a mark or a slit.
If the code wheel is provided with a hydrophilic coating, it is difficult for water vapor to form a water droplet and adhere to the surface of the code wheel. Therefore, even when used in an environment where the temperature changes frequently or in a humid environment, the surface of the code wheel is less likely to be fogged, and the decrease in detectability due to fogging is mitigated. Therefore, it can be used in a wide environment, and an excellent resolution by the optical rotation sensor can be obtained in a wide range of environments.
前記親水性コーティングは光触媒超親水性コーティングすることが好ましい。その場合に、例えば前記光源に紫外線光を発光するものを用いる。
この構成の場合、使用中にコードホイールに紫外線が照射されるため、コードホイールの親水性コーティングが、その光触媒超親水性を発揮することができる。このため、光学式回転センサとして稼働しながら、コードホイールのコーティング表面が光触媒超親水性を発揮することができる。
ここで、表面に曇りが生じるのは、水蒸気が表面で冷却されて無数の水滴が付着するためであるが、超親水化した表面では水滴が形成されず、一様な水膜となるため、曇りの発生が防止される。なお、一般の光触媒超親水性コーティングは、400nmより短い波長の紫外線を照射することで、その光触媒作用により超親水性を発現する。そのため、光源には紫外線光を用いることが好ましい。
The hydrophilic coating is preferably a photocatalytic superhydrophilic coating. In that case, for example, the light source that emits ultraviolet light is used.
In the case of this configuration, since the code wheel is irradiated with ultraviolet rays during use, the hydrophilic coating of the code wheel can exhibit its photocatalytic super hydrophilicity. For this reason, while operating as an optical rotation sensor, the coating surface of the code wheel can exhibit photocatalytic superhydrophilicity.
Here, clouding occurs on the surface because water vapor is cooled on the surface and countless water droplets adhere, but on the superhydrophilic surface, water droplets are not formed, and a uniform water film is formed. Generation of cloudiness is prevented. A general photocatalytic superhydrophilic coating exhibits superhydrophilicity due to its photocatalytic action when irradiated with ultraviolet light having a wavelength shorter than 400 nm. Therefore, it is preferable to use ultraviolet light as the light source.
この発明において、前記親水性コーティングを光触媒超親水性コーティングとした場合に、前記光源とは別に、前記コードホイールの前記親水性コーティングに対して紫外線を照射する紫外線発光体を設けても良い。紫外線発光体は、例えば紫外線発光ダイオードとする。
検出用の光源に紫外線を発光するものを用いた場合は、コードホイールの格子に蛍光物質を用いるか、受光体に紫外線を受光できるものを用いる等の処置が必要となる。これに対して、回転検出用の光源とは別に紫外線発光体を設けた場合、検出用の光源に一般の可視光線を発光するものを用いても、光触媒超親水性コーティングにその光触媒超親水性を発揮させることができる。したがって、検出用の光源やこれと組み合わされる受光体、あるいはこれら検出用の光源と受光体とが一体部品やユニットとして組合せられたセンサ部に一般的なものを用いることができ、コードホイールの格子にも蛍光物質を用いる必要がなくて、コスト増を避けることがきる。紫外線発光体は別途に必要となるが、紫外線発光ダイオード等の簡易な部品の追加で済むため、受光体やコードホイールを勘案するとコスト増が少なくて済む。
In the present invention, when the hydrophilic coating is a photocatalytic superhydrophilic coating, an ultraviolet light emitter that irradiates ultraviolet light to the hydrophilic coating of the code wheel may be provided separately from the light source. The ultraviolet light emitter is, for example, an ultraviolet light emitting diode.
When a light source that emits ultraviolet rays is used as the light source for detection, it is necessary to take a measure such as using a fluorescent material for the grid of the code wheel or using a light receiver capable of receiving ultraviolet rays. On the other hand, when an ultraviolet light emitter is provided separately from the rotation detection light source, the photocatalytic superhydrophilic coating can be applied to the photocatalytic superhydrophilic coating even if a light source that emits general visible light is used as the detection light source. Can be demonstrated. Therefore, it is possible to use a general light source for detection, a light receiver combined with the light source, or a sensor unit in which the light source for detection and the light receiver are combined as an integral part or unit. In addition, it is not necessary to use a fluorescent material, and an increase in cost can be avoided. Although an ultraviolet light emitter is required separately, it is only necessary to add a simple component such as an ultraviolet light emitting diode, so that the cost increase can be reduced by taking the light receiver and code wheel into consideration.
この発明における他の光学式回転センサは、光の反射または透過の状況を他の部分と異ならせる格子を円周方向に並べて設けたコードホイールと、このコードホイールに検出光を照射する光源と、前記コードホイールの反射光または透過光を検出する受光体とを有する光学式回転センサにおいて、前記光源に紫外線光を発光するものを用いたことを特徴とする。
光源に紫外線光を発光するものを用いると、上記のようにコードホイールに光触媒超親水性コーティングを施すことなどにより、超親水性を得て曇り防止等を行うことが容易となる。コードホイールの表面に限らず、光源や受光体の表面に曇りが生じても、光源や受光体の表面に光触媒超親水性コーティングを施しておけば、上記光源の紫外線光によりその光触媒超親水性が発揮され、曇りによる検出性の低下が防止される。
Another optical rotation sensor according to the present invention includes a code wheel in which gratings that make the light reflection or transmission state different from other parts are arranged in the circumferential direction, a light source that irradiates the code wheel with detection light, An optical rotation sensor having a light receiving body for detecting reflected light or transmitted light of the code wheel, wherein the light source emits ultraviolet light.
When a light source that emits ultraviolet light is used, it becomes easy to obtain super hydrophilicity and prevent fogging by applying a photocatalytic super hydrophilic coating to the code wheel as described above. Even if fogging occurs on the surface of the light source and photoreceptor not only on the surface of the code wheel, if the photocatalytic superhydrophilic coating is applied to the surface of the light source or photoreceptor, the photocatalytic superhydrophilic property is generated by the ultraviolet light of the light source. Is prevented, and a decrease in detectability due to fogging is prevented.
この発明におけるさらに他の光学式回転センサは、光の反射または透過の状況を他の部分と異ならせる格子を円周方向に並べて設けたコードホイールと、このコードホイールに検出光を照射する光源と、前記コードホイールの反射光または透過光を検出する受光体とを有する光学式回転センサにおいて、前記コードホイールの格子の設けられた面に、撥水性コーティングを施したことを特徴とする。
この構成の場合、その撥水作用により、結露水や環境水がコードホイールの表面に付着することが防止され、コードホイール表面の曇りが原因の検出性の低下が緩和される。
Still another optical rotation sensor according to the present invention includes a code wheel in which gratings that make the reflection or transmission of light different from other parts are arranged in the circumferential direction, and a light source that irradiates the code wheel with detection light. An optical rotation sensor having a light receiving body for detecting reflected light or transmitted light of the code wheel, wherein a surface of the code wheel provided with a lattice is provided with a water repellent coating.
In the case of this configuration, the water-repellent action prevents condensation water or environmental water from adhering to the surface of the code wheel, and mitigates a decrease in detectability caused by fogging of the code wheel surface.
この発明におけるさらに他の光学式回転センサは、光の反射または透過の状況を他の部分と異ならせる格子を円周方向に並べて設けたコードホイールと、このコードホイールに検出光を照射する光源と、前記コードホイールの反射光または透過光を検出する受光体とを有する光学式回転センサにおいて、前記光源を取り付けた部材に、前記コードホイールの表面に接してコードホイールの回転によりその表面を拭き取る拭取部材を設けたことを特徴とする。
この構成の場合は、コードホイールの回転に伴い、コードホイールの表面に付着した結露水や環境水が拭取部材によって拭き取られる。そのため、コードホイール表面の曇りによる検出性の低下が緩和される。
Still another optical rotation sensor according to the present invention includes a code wheel in which gratings that make the reflection or transmission of light different from other parts are arranged in the circumferential direction, and a light source that irradiates the code wheel with detection light. And an optical rotation sensor having a light receiving body for detecting reflected light or transmitted light of the code wheel, and a member attached with the light source in contact with the surface of the code wheel and wiping the surface by rotating the code wheel. A collecting member is provided.
In the case of this configuration, with the rotation of the code wheel, the dew condensation water and the environmental water adhering to the surface of the code wheel are wiped off by the wiping member. Therefore, a decrease in detectability due to fogging of the code wheel surface is mitigated.
この発明の回転センサ付き軸受は、互いに回転自在な回転輪および固定輪を有する軸受と、この発明の上記いずれかの構成の光学式回転センサとを備えたものである。コードホイールは前記回転輪に取付け、前記光源および受光体は固定輪に取付ける。
この構成の回転センサ付き軸受によると、軸受に回転センサを取付けたため、回転センサを別個に取付ける必要がなく、軸受使用機器への組み立てが容易となる。また、この発明の光学式回転センサにおける曇りによる検出性低下の防止作用が効果的に発揮され,回転センサ付き軸受の使用が環境により制限されることが少なくなる。そのため、広範な環境下で、光学式回転センサの優れた分解能が得られる回転センサ付き軸受にできる。
A bearing with a rotation sensor according to the present invention includes a bearing having a rotating wheel and a fixed ring that are rotatable with respect to each other, and the optical rotation sensor having any one of the above-described configurations according to the present invention. The code wheel is attached to the rotating wheel, and the light source and the photoreceptor are attached to a fixed wheel.
According to the bearing with the rotation sensor of this configuration, since the rotation sensor is attached to the bearing, it is not necessary to attach the rotation sensor separately, and the assembly to the bearing using device becomes easy. In addition, the optical rotation sensor of the present invention effectively exhibits the effect of preventing the decrease in detectability due to fogging, and the use of the bearing with the rotation sensor is less restricted by the environment. Therefore, it can be a bearing with a rotation sensor capable of obtaining the excellent resolution of the optical rotation sensor in a wide range of environments.
この発明の回転センサ付き軸受において、前記光学式センサのコードホイールが反射型のものであっても良い。反射型であると、コードホイールに対して光源および受光体を同じ側に配置でき、回転センサ付き軸受とする場合に全体のコンパクト化が図り易い。 In the bearing with a rotation sensor according to the present invention, the code wheel of the optical sensor may be of a reflective type. If it is a reflection type, the light source and the light receiver can be arranged on the same side with respect to the code wheel, and when the bearing with a rotation sensor is used, it is easy to make the whole compact.
この発明の回転センサ付き軸受において、回転輪と固定輪間の軸受空間を密封する軸受シールを回転輪に取付け、この軸受シールを前記コードホイールとしても良い。
軸受シールをコードホイールに兼用すると、部品点数が削減され、またコンパクト化が図り易い。
In the bearing with a rotation sensor of the present invention, a bearing seal for sealing a bearing space between the rotating wheel and the fixed wheel may be attached to the rotating wheel, and the bearing seal may be used as the code wheel.
If the bearing seal is also used as a code wheel, the number of parts is reduced and it is easy to achieve compactness.
この発明における第1の発明の光学式回転センサは、コードホイールにおける格子の設けられた面に、親水性コーティングを施したため、温度変化の多い環境や多湿環境下で使用しても、コードホイール表面が曇り難く、曇りによる検出性の低下が生じ難いものとできる。これにより、広範な環境下において、光学式回転センサを使用して、その利点である分解能を発揮させることができる。
特に、前記親水性コーティングが光触媒超親水性コーティングであり、前記光源に紫外線光を発光するものを用いた場合、あるいは別の紫外線発光体を設けた場合は、光触媒超親水性が発揮されて、優れた曇り止め作用が得られ、温度変化の多い環境や多湿環境下での使用時にも曇りの生じない優れた検出性を得ることができる。
In the optical rotation sensor according to the first aspect of the present invention, since the hydrophilic coating is applied to the surface of the code wheel on which the grating is provided, the surface of the code wheel can be used even in an environment where the temperature changes frequently or in a humid environment. Is difficult to cloud and it is difficult to cause a decrease in detectability due to clouding. Thereby, the resolution which is the advantage can be exhibited in an extensive environment using an optical rotation sensor.
In particular, when the hydrophilic coating is a photocatalytic superhydrophilic coating and the light source emits ultraviolet light, or when another ultraviolet light emitter is provided, the photocatalytic superhydrophilicity is exhibited, An excellent anti-fogging action can be obtained, and an excellent detectability without fogging can be obtained even when used in an environment with many temperature changes or in a humid environment.
この発明の他の光学式回転センサは、光源に紫外線光を発光するものを用いたため、コードホイールや光源,受光体に光触媒超親水性コーティングを施すことなどで、曇りによる検出性の低下が生じ難いものとできる。
この発明のさらに他の光学式回転センサは、コードホイールの格子の設けられた面に、撥水性コーティングを施したため、その撥水作用により曇り防止作用が得られ、コードホイール表面の曇りに起因する検出性の低下が防止され、広範な環境下で使用することができる。
この発明のさらに他の光学式回転センサは、コードホイールの回転によりその表面を拭き取る拭取部材を設けたので、その拭き取り作用により曇り防止が行えて、曇りに起因する検出性低下が防止され、広範な環境下で使用することができる。
Since another optical rotation sensor according to the present invention uses a light source that emits ultraviolet light, a photocatalytic super-hydrophilic coating is applied to the code wheel, the light source, and the photoreceptor, etc., resulting in a decrease in detectability due to fogging. It can be difficult.
In another optical rotation sensor of the present invention, a water repellent coating is applied to the surface of the code wheel provided with a lattice, so that the water repellent effect provides a fog prevention effect, resulting in the code wheel surface being fogged. Decrease in detectability is prevented and it can be used in a wide range of environments.
Still another optical rotation sensor of the present invention is provided with a wiping member for wiping the surface by the rotation of the code wheel, so that the wiping action can prevent fogging and prevent a decrease in detectability due to fogging. Can be used in a wide range of environments.
この発明の回転センサ付き軸受は、この発明の光学式回転センサを取付けたものであるため、この光学式回転センサにおける曇りによる検出性低下の防止作用が効果的に発揮され、広範な環境下で、光学式回転センサの優れた分解能が得られる回転センサ付き軸受とできる。 Since the bearing with the rotation sensor of the present invention is mounted with the optical rotation sensor of the present invention, the optical rotation sensor effectively prevents the deterioration of detectability due to fogging, and can be used in a wide range of environments. Thus, it is possible to provide a bearing with a rotation sensor that can obtain the excellent resolution of the optical rotation sensor.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図3と共に説明する。図1は回転センサ付き軸受の縦断面図、図2は図1におけるV部の拡大図、図3は図2のW−W線における部分矢視図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a longitudinal sectional view of a bearing with a rotation sensor, FIG. 2 is an enlarged view of a portion V in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial arrow view taken along the line WW in FIG.
図1おいて、この回転センサ付き軸受Aは、転がり軸受1に光学式回転センサ11を取付けたものである。転がり軸受1は、回転輪となる内輪2と、固定輪となる外輪3の軌道面2a,3a間に複数の転動体4を介在させたものである。この例では、転がり軸受1は深溝玉軸受からなり、転動体4は保持器24に保持されている。
光学式回転センサ11は、転がり軸受1における一端に取付けられ、内外輪2,3間の軸受空間の他端が軸受シール5により密封されている。軸受シール5は、外輪3に取付けられた接触シールであり、シールリップ部5aが内輪2の外周面に摺接する。
In FIG. 1, this rotation sensor-equipped bearing A is obtained by attaching an
The
光学式回転センサ11は、内輪2に取付けられたコードホイール6と、外輪3に取付部材20を介して取付けられた反射式センサ部10とで構成される。
コードホイール6は、軸方向に向くリング状の円板からなり、内径部に一体に設けられた円筒部6aにより、内輪2の外径面に嵌合状態に取付けられている。コードホイール6は、図3に示すように円周方向に沿って多数の非反射部7aが一定間隔で設けられ、隣合う非反射部7aの間の部分が反射用の格子7となる。
The
The
反射式センサ部10は、光源10aと、この光源10aの発光する検出光がコードホイール6で反射された反射光を検出する受光体10bとを設けたものであり、これら光源10aと受光体10bとが共通のケース10dに収容されている。光源10aには発光ダイオード等が用いられ、受光体10bには半導体受光素子等が用いられる。
The
この実施形態では、光源10aには紫外線光を発光する発光体、例えば紫外線発光ダイオードが用いられる。
その場合に、受光体10bには紫外線光を検出可能なものとしても良く、また受光体10bに可視光線を受光するものを用い、コードホイール6における反射部である格子7を蛍光塗料または蛍光インク等の蛍光物質を塗布した部分としても良い。蛍光物質は、紫外線を吸収して可視光域の波長に変換し、再び放射する。このような光源10aを紫外線発光ダイオードとし、受光体10bを可視光域の受光を行うものとした反射式センサ部10としては、市販の紫外線反射センサが使用できる。
In this embodiment, a light emitter that emits ultraviolet light, such as an ultraviolet light emitting diode, is used as the
In that case, the
また、コードホイール6の格子7を設けた面は、親水性コーティング21(図3(B))を施す。この親水性コーティング21は、光触媒超親水性コーティングとする。超親水性は、全く、あるいは殆ど水を弾かないという性質である。光触媒超親水性は光触媒作用によって超親水性が得られる性質である。このような光触媒超親水性コーティングとしては、酸化チタン(TiO2)光触媒に適宜の材質を組み合わせた薄膜が使用できる。例えば、シリコーン樹脂に酸化チタン光触媒などの光触媒を組み合わせたコート剤を、親水性コーティング21に用いることができる。
The surface of the
図1において、反射式センサ部10を外輪3に取付ける取付部材20は、任意の構成のもので良いが、この実施形態では、図2に示すように、取付部材20とコードホイール6とで、内外輪2,3間の軸受空間の一端を密封するものとしてある。この密封のための構造として、コードホイール6が軸受シールを兼用するものとし、取付部材20とコードホイール6との間にラビリンスシールrを構成している。反射式センサ部10は、取付部材20内でラビリンスシールrよりも軸受空間に対して外側に配置される。反射式センサ部10を配置した取付部材20内の空間は、コードホイール6と取付部材20とで環状に形成された空間であり、外部に対して接触シール48により密封されている。
In FIG. 1, the
取付部材20の具体的形状例を説明する。この取付部材20は、支持用筒体8と支持用リング9とで構成される。支持用筒体8は、小径円筒部8aと、この小径円筒部8aに段差部8cを介して連なる大径円筒部8bとよりなり、小径円筒部8aで外輪3の内径面に嵌合状態に取付けられている。支持用リング9は断面コ字形のものであり、支持用筒体8の大径円筒部8bの内径面に嵌合状態に取付けられている。
反射式センサ部10は、取付部材20に対して、支持用リング9の正面板部の内面に、基板10cを介して取付けられている。基板10cは配線基板等となるものである。
A specific shape example of the mounting
The
コードホイール6の外周縁部には、円筒状の鍔部6bが設けられ、コードホイール6はその側面の外周縁付近から鍔部6bの外周に渡る部分が、支持用筒体8の段差部8cの側面および支持用リング9の外径側円筒部の内径面に対して、非接触シール用隙間を以って近接しており、この隙間の形成部分で上記ラビリンスシールrが構成される。
コードホイール6の内径部における外面には、支持用リング9の内径側円筒部の外径面に摺接する接触シール48が設けられ、この接触シール48が、取付部材20内の空間を外部に対して密封する上記接触シール48となる。接触シール48は、コードホイール6に取付ける代わりに、支持用リング9に取付けてコードホイール6に摺接するものとしても良い。
A
A
なお、図示は省略するが、反射式センサ部10は、格子7の並び方向に適宜の間隔を空けて2個設置しても良く、その場合、回転速度の他に回転方向も判定可能となる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, two reflection
この構成の回転センサ付き軸受Aによると、内輪2が回転すると、その回転が光学式回転センサ11により検出される。光学式回転センサ11は、反射式センサ部10の光源10aで発光した光線が、コードホイール6の回転により格子7で反射して受光部10cで受光され、受光毎にパルスを発生する。このパルスにより回転速度が検出される。
According to the bearing A with a rotation sensor having this configuration, when the
コードホイール6の格子7の形成面は、親水性コーティング21が施されているため、水蒸気が水滴状態となってコードホイール表面に付くことが生じにくくなる。そのため、曇りが生じ難い。特にこの実施形態では、親水性コーティング21は光触媒超親水性コーティングとし、光源10aに紫外線光を発光するものを用いているため、光触媒作用によって超親水性が得られ、曇りがより一層生じ難くなる。そのため、温度変化の多い環境や多湿環境下で使用しても、コードホイールの表面に曇りが生じ難く、曇りによる検出性の低下が緩和される。したがって、広い環境下で使用することができて、光学式回転センサによる優れた分解能を広範な環境で得ることができる。
Since the surface of the
ここで、表面に曇りが生じるのは、水蒸気が表面で冷却されて無数の水滴が付着するためであるが、超親水化した表面では水滴が形成されず、一様な水膜となるため、曇りの発生が防止される。なお、光触媒超親水性コーティングは、400nmより短い波長の紫外線を照射することで、その光触媒作用により超親水性を発現する。そのため、光源には紫外線光を用いることが好ましい。 Here, clouding occurs on the surface because water vapor is cooled on the surface and countless water droplets adhere, but on the superhydrophilic surface, water droplets are not formed, and a uniform water film is formed. Generation of cloudiness is prevented. The photocatalytic superhydrophilic coating exhibits superhydrophilicity due to its photocatalytic action when irradiated with ultraviolet rays having a wavelength shorter than 400 nm. Therefore, it is preferable to use ultraviolet light as the light source.
光触媒超親水性につき説明する。この実施形態では、親水性コーティング21として、酸化チタン光触媒に適宜の材質を組み合わせた薄膜を用いているが、この薄膜は次のような性質を示す。薄膜表面の水との接触角は、最初は数十度であるが、紫外線を当てると接触角が減少し、最後にほぼ0度となり、全く水を弾かなくなる。すなわち超親水化する。さらに、その後の数十時間は、紫外線を照射しなくても、接触角は数度程度を維持する。また、接触角が増加しても、再び紫外線を照射するだけで超親水化を回復する。
The photocatalytic superhydrophilic property will be described. In this embodiment, a thin film in which an appropriate material is combined with a titanium oxide photocatalyst is used as the
この光学式回転センサ11では、使用中にコードホイール6に紫外線が照射され、光触媒超親水性コーティング21の光触媒超親水性が発揮されることになる。このため、光学式回転センサ11として稼働しながら、コードホイール6のコーティング表面が光触媒超親水性を発揮することになる。また、超親水性は紫外線照射が途絶えても、長時間維持され、再度紫外線が照射されることで回復するため、通常の使用では、稼働停止時間を考量しても、コードホイール6の表面の超親水性が常に維持されることになる。
In the
また、この構成の回転センサ付き軸受Aによると、軸受1に光学式回転センサ11を取付けたため、光学式回転センサ11を別個に取付ける必要がなく、軸受使用機器への組み立てが容易となる。また、この光学式回転センサ11における曇りによる検出性低下の防止作用が効果的に発揮され,回転センサ付き軸受Aの使用が環境により制限されることが少なくなる。そのため、広範な環境下で、光学式回転センサ11の優れた分解能が得られる回転センサ付き軸受Aとできる。
Further, according to the bearing A with a rotation sensor having this configuration, since the
この実施形態では、光学式回転センサ11におけるコードホイール6の格子形成面、および反射式センサ部10は、取付部材20の環状空間内に配置され、軸受空間に対してはラビリンスシール部rによりシールされ、外部空間に対しては接触シール48により密封されている。そのため、塵埃や水等がコードホイール6の格子形成面や反射式センサ部10の設置空間に侵入し難く、塵埃や水の侵入により回転検出性が低下したり、反射式センサ部10が損傷することが防止される。
In this embodiment, the lattice forming surface of the
図4ないし図7は、それぞれこの発明の他の実施形態にかかる回転センサ付き軸受を示す。このうち、図4および図5の各実施形態は、図1ないし図3に示す第1の実施形態に対して、取付部材20およびコードホイール6の密封性確保のための形状を変えたものである。以下、第1の実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
4 to 7 each show a bearing with a rotation sensor according to another embodiment of the present invention. Among these, each embodiment of FIG.4 and FIG.5 changes the shape for ensuring the sealing performance of the
図4に示す回転センサ付き軸受Bは、コードホイール6の外周縁部に、軸受内方へ延びる大径円筒部6cが一体に設けられている。また、取付部材20における支持用筒体8の小径円筒部8aの先端に、内向鍔部8cが設けられ、この内向鍔部8cと、小径円筒部8aと、コードホイール6の大径円筒部6cとが対向する隙間部分により、ラビリンスシールrが構成されている。その他の構成,効果は第1の実施形態と同様である。
In the bearing B with a rotation sensor shown in FIG. 4, a large-diameter
図5に示す回転センサ付き軸受Cは、コードホイール6の外周縁部にゴム等からなる接触シール49を取付け、この接触シール49が支持用筒体8における小径円筒部8aの内周面に摺接するよう構成したのである。この実施形態の場合、接触シール49を設けたため、回転トルクは増大するが、シール性が向上する。その他の構成,効果は第1の実施形態と同様である。
A bearing C with a rotation sensor shown in FIG. 5 has a
図6に示す回転センサ付き軸受Dは、軸受シールと兼用させるコードホイール6を、一般的な芯金付きの接触式軸受シールと同様に、リング状の芯金36とこの芯金36に一体に設けられたゴム状弾性体37,38とでなるものとしている。コードホイール6における格子7(図3)は、芯金36の表面に設け、このコードホイール6の格子7の形成面は上記の光触媒超親水性コーティングからなる親水性コーティング21(図6には図示せず)を施している。
In a bearing D with a rotation sensor shown in FIG. 6, a
芯金36の内径部に一体化させたゴム状弾性体37は、内輪2の外径面に設けたシール取付溝39に嵌合させ、この嵌合によってコードホイール6を内輪2に取付けている。この内径側のゴム状弾性体37は、シール取付溝39に対する取付手段としての役割の他に、同図(B)に拡大して示すように、取付部材20における支持リング9の内径側円筒部の外周面にも摺接し、反射式センサ部10の設置空間の外部に対する密封手段を兼用している。芯金36の外径部に一体化させたゴム状弾性体38は、取付部材20における外輪内径面に嵌合した支持用筒体8の小径筒部8aの内径面に摺接し、軸受空間のシールを行う。
A rubber-like
この構成の場合、簡素でかつコンパクトな構成で、軸受の密封性を向上させることができる。その他の構成,効果は第1の実施形態と同様である。 In the case of this configuration, the sealing performance of the bearing can be improved with a simple and compact configuration. Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
図7の実施形態は、図6の実施形態において、軸受シール兼用のコードホイール6における芯金36の外径側に設けたゴム状弾性体38を、外輪3の内径面に設けられたシール溝40の付近に接触させるようにしたものである。この構成の場合、取付部材20は一体部品とし、外輪3の外径面に嵌合させて取付けるようにしている。その他の構成は図6に示す実施形態と同様である。
The embodiment shown in FIG. 7 is different from the embodiment shown in FIG. 6 in that a rubber-like
図8はこの発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の回転センサ付き軸受A′は、図1〜図3に示す第1の実施形態において、反射式センサ部10の検出用の光源10aとは別に、コードホイール6の光触媒超親水性コーティングからなる親水性コーティング21に対して紫外線を照射する紫外線発光体41を設けたものである。紫外線発光体41は、例えば紫外線発光ダイオードとする。紫外線発光体41は、検出用の光源10aに対してコードホイール6の円周方向に離れた位置、例えば180°離れた位置に配置される。反射式センサ部10の検出用の光源10aおよび受光体10bは、可視光線の発光および受光を行うものとされ、コードホイール6の格子7(図3)も可視光線の反射用のものとされる。この実施形態におけるその他の構成は、第1の実施形態と同様である。
FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention. In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the bearing A ′ with a rotation sensor of this embodiment is different from the
第1の実施形態のように、検出用の光源10aに紫外線光を発光するものを用いた場合は、コードホイール6の格子7に蛍光物質を用いるか、または受光体10bに紫外線を受光できるものを用いる等の処置が必要となる。
これに対して、この実施形態のように、回転検出用の光源10aとは別に紫外線発光体41を設けた場合は、検出用の光源10aに一般の可視光線を発光するものを用いても、光触媒超親水性コーティング21にその光触媒超親水性を発揮させることができる。したがって、検出用の光源10aやこれと組み合わされる受光体10b、あるいはこれら検出用の光源10aと受光体10bとが一体部品やユニットとして組合せられた反射式センサ部10に一般的なものを用いることができ、コードホイール6の格子7にも蛍光物質を用いる必要がなくて、コスト増を避けることがきる。紫外線発光体41は別途に設けることが必要となるが、紫外線発光ダイオード等の簡易な部品の追加で済むため、受光体10bやコードホイール7を勘案するとコスト増が少なくて済む。
As in the first embodiment, when a light source that emits ultraviolet light is used as the
On the other hand, when the ultraviolet light emitter 41 is provided separately from the rotation
なお、図4ないし図7に示す各実施形態においても、図8の実施形態と同様に、反射式センサ部10の検出用の光源10aとは別に、コードホイール6の光触媒超親水性コーティングからなる親水性コーティング21に対して紫外線を照射する紫外線発光体41を設けても良い。
4 to 7, as in the embodiment of FIG. 8, the photocatalytic superhydrophilic coating of the
また、上記各実施形態では親水性コーティング21を施したが、これに代えて、コードホイール6の格子7が形成された面に、撥水性コーティングを施しても良い。その場合、コーティング表面の撥水作用により結露水や環境水の付着が防止され、曇り発生抑止効果が得られる。撥水性コーティングとしては、フッ素系、シリコーン系のもの等を用いることができる。
また、このような親水性コーティング11や撥水性コーティングは、コードホイール6の格子7が形成された面に限らず、光源10aの発光面や受光体10bの受光面に施すことも好ましく、これにより光源10aや受光体10bの表面の曇りにより検出性の低下も防止される。
In each of the above embodiments, the
Further, the
また、上記各実施形態では回転センサ付き軸受11を反射型のものとしたが、透過型のものとしても良い。その場合、上記のように、ユニット化された反射式センサ部10に代えて、コードホイール6を挟むように発光体と受光体(いずれも図示せず)とを対向配置する。コードホイール6の格子7は貫通したスリットとし、または透明部とする。
In each of the above embodiments, the rotation sensor bearing 11 is of a reflective type, but may be of a transmissive type. In this case, as described above, instead of the unitized
図9ないし図11は、拭取部材を備えた回転センサ付き転がり軸受の実施形態を示す。この回転センサ付き軸受Fの基本構造は、図1,図2に示すものと略同様であるので共通部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施形態では、取付部材20における支持用リング9の内側に、複数の円柱状の拭取部材12が反射式センサ部10を周方向に挟むように設けられている。この拭取部材12の先端面はコードホイール6の格子7の形成面に摺接する。拭取部材12は、各種のゴム材、吸水性の高い多孔質な部材、吸水性ポリマ、または高吸水性樹脂等からなる。
FIG. 9 thru | or 11 shows embodiment of the rolling bearing with a rotation sensor provided with the wiping member. Since the basic structure of the rotation sensor bearing F is substantially the same as that shown in FIGS. 1 and 2, the same reference numerals are given to the common parts, and the description thereof is omitted. In this embodiment, a plurality of
この構成の場合、内輪2の回転に伴いコードホイール6が回転すると、コードホイール6における格子7の形成面が拭取部材12の先端面に絶えず摺接し、コードホイール表面に付着した水分は、拭取部材12によって常に拭き取られる。そのため、コードホイール6の格子7の形成面には曇りが生じず、また塵埃の付着もない。よって、格子7の形成面は常に清浄な状態に維持され、検出光の検出が阻害されず、光学式回転センサ11による回転検出が良好になされる。
In the case of this configuration, when the
なお、拭取部材12と、上記親水性コーティングたまは撥水性コーティングとを併用してもよい。このような併用により、曇り発生防止効果がより高められ、より信頼性の高い回転検出等がなされる。
Note that the wiping
この実施形態において各拭取部材12は円柱状としたが、拭取部材12は、例えば図12,図13に示すように、先端に二股状のリップ部12aが形成されたものとしても良い。これらリップ部12aは先端がコードホイール6における格子7の形成面に接するように構成される。拭取部材12のリップ部12aよりも基端側の部分の形状は角柱状等とされる。拭取部材12の材質は、図9〜図11に示す実施形態における拭取部材12と同じ材質ものが使用できる。
In this embodiment, each wiping
このように拭取部材12にリップ部12aを設けた場合は、リップ部12aの柔軟性のため、コードホイール6の表面の拭き取りが円滑に行われる。
Thus, when the lip | rip
これらの拭取部材12を設けた各実施形態においても、反射式に限らず、透過式の光学式回転センサ11としても良い。透過式の場合、コードホイール6における格子7となるスリット内に発生した水滴を除去することができる。
In each embodiment in which these wiping
なお、前記各実施形態では、いずれも光学式回転センサ11のコードホイール6および反射式センサ部10を転がり軸受1の内輪2および外輪3に取付けたが、コードホイール6および反射式センサ部10のいずれか一方を軸に取付けたもの、またはコードホイールを軸の一部としたものであっても良い。
図14,図15は、それぞれコードホイール6を、転がり軸受1の内輪2が嵌合する回転軸30に取付けた各実施形態を示す。このうち図14の回転センサ付き軸受Gは、コードホイール6と反射式センサ部10とを軸方向に対面させた例であり、図15の回転センサ付き軸受Hは、コードホイール6と反射式センサ部10とを径方向に対面させた例である。図16の回転センサ付き軸受Iは、回転軸30の一部をコードホイール6とし、コードホイール6と反射式センサ部10とを径方向に対面させた例である。図14〜図16の各実施形態の回転センサ付き軸受G〜Iにおいて、特に説明する事項を除き、図1〜図3と共に前述した第1の実施形態と同様である。
In each of the above embodiments, the
FIGS. 14 and 15 show the respective embodiments in which the
これら図14〜図16の実施形態の共通事項を説明する。各実施形態において、転がり軸受1は図1に示した実施形態と同様である。また、コードホイール6は、いずれも光の反射の状況を他の部分と異ならせる格子7を円周方向に並べて設けた部材であり、格子7の設けられた面に親水性コーティング21が施されている。親水性コーティング21は、第1の実施形態と同様に光触媒超親水性コーティングとされる。親水性コーティング21の代わりに、撥水性コーティングを施しても良い。
反射式センサ部10は、第1の実施形態と同様に光源および受光体(図14〜図16には図示せず)を共通のケースに入れて設けたものである。光源には紫外線発光ダイオード等の発光ダイオード等が用いられ、受光体には半導体受光素子等が用いられる。
Items common to the embodiments of FIGS. 14 to 16 will be described. In each embodiment, the rolling
The
図14〜図16の各実施形態の異なる構成を説明する。
図14の実施形態では、コードホイール6は、外輪2に嵌合する円筒部6eの反軸受側端の外周に鍔部6fを有する断面L字状のリングとして形成され、その鍔部6fの内面に格子7が設けられている。反射式センサ部10を取付けたリング状の取付部材20は、一端の階段状となった外径面部分が外輪2の階段状の内径面部分に取付けられている。取付部材20は、L字状の断面形状のコードホイール6の外径面および鍔部内面に隙間を介して対面しており、その隙間でラビリンスシールが構成される。取付部材20の外輪端面当接面とセンサ表面との距離aと、コードホイール6の円筒部における内輪端面当接面から鍔部内面までの距離bとの関係を管理することで、反射式センサ部10とコードホイール6の格子7との軸方向のギャップgが管理されている。
Different configurations of the embodiments of FIGS. 14 to 16 will be described.
In the embodiment of FIG. 14, the
図15の例は、図14の実施形態と同じく、コードホイール6が断面L字状とされて内輪2の端面に接した状態で回転軸30に嵌合し、リング状の取付部材20が外輪3の端部内径面に嵌合して取付けられているが、格子7はコードホイール6の円筒部の外径面に設けられ、反射式センサ部10は取付部材20の内径面に露出するように設けられている。反射式センサ部10と格子7との径方向のギャップgは、回転軸30の外径面に対する取付部材20の内径面の距離cと、回転軸30の外径面に対するコードホイール6の円筒部の外径面の距離dとによって管理されている。
In the example of FIG. 15, as in the embodiment of FIG. 14, the
図16の例は、回転軸30における内輪2に段差面を介して隣接する大径部分がコードホイール6とされ、その外周に格子7が設けられている。反射式センサ部10は、図15の実施形態と同様に取付部材20に取付けられ、取付部材20は外輪3の端部の内径面に取付けられている。
In the example of FIG. 16, the large diameter portion adjacent to the
なお、上記各実施例においては、内輪2を回転輪、外輪3を固定輪としたが、これとは逆に、内輪2を固定輪、外輪3を固定輪としても良い。その場合は、内輪2に反射式センサ部10、あるいは個別の光源10aおよび受光体10bを取付け、外輪3にコードホイール6を取付ける。また、この発明の回転センサ付き軸受は滑り軸受にも適用することもできる。
In each of the above embodiments, the
1…転がり軸受
2…内輪(回転輪)
3…外輪(固定輪)
6…コードホイール
7…格子
10…反射式センサ部
10a…光源
10b…受光体
11…光学式回転センサ
12…拭取部材
A〜F…回転センサ付き軸受
DESCRIPTION OF
3. Outer ring (fixed ring)
6 ...
Claims (9)
The rotation sensor according to claim 7 or 8, wherein the bearing is a rolling bearing, and a bearing seal that seals a bearing space between the rotating wheel and the fixed ring is attached to the rotating wheel, and the bearing seal is used as the code wheel. bearing.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007057030A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Ntn Corp | Bearing with seal device |
JP2008256079A (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Nsk Ltd | Wheel supporting bearing unit with sensor |
JP2009243661A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nsk Ltd | Bearing with sensor |
JP2012137489A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mitsutoyo Corp | Optical encoder and read head thereof |
JP2012177476A (en) * | 2012-04-17 | 2012-09-13 | Nsk Ltd | Bearing with sensor |
WO2018232682A1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-12-27 | 江苏徕兹测控科技有限公司 | Single-track rotary encoder |
-
2004
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007057030A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Ntn Corp | Bearing with seal device |
JP4652172B2 (en) * | 2005-08-25 | 2011-03-16 | Ntn株式会社 | Bearing with seal device |
JP2008256079A (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Nsk Ltd | Wheel supporting bearing unit with sensor |
JP2009243661A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nsk Ltd | Bearing with sensor |
JP2012137489A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mitsutoyo Corp | Optical encoder and read head thereof |
JP2012177476A (en) * | 2012-04-17 | 2012-09-13 | Nsk Ltd | Bearing with sensor |
WO2018232682A1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-12-27 | 江苏徕兹测控科技有限公司 | Single-track rotary encoder |
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