JP2005233870A - Optical rotation sensor with original position detecting function and bearing with the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転速度検出用のパルス信号だけでなく、原点信号も得ることができる原点検出機能付き光学式回転センサおよびこの回転センサを備えた軸受に関する。 The present invention relates to an optical rotation sensor with an origin detection function capable of obtaining not only a pulse signal for rotation speed detection but also an origin signal, and a bearing provided with the rotation sensor.
回転センサは、インクリメンタル式とアブソリュート式に大別されるが、一般のインクリメンタル式の回転センサはイニシャライズ処理が必要であり、またアブソリュート式の回転センサは構成が複雑で高価なものになる。そのため、インクリメンタル式の回転センサとして、原点信号を得られるようにしたものが提案されている。
例えば、インクリメンタル式の原点検出機能付き回転センサとして、磁気式では特許文献1に示されるものがある。これは、円筒状のホイールの外周面に、それぞれ着磁された回転検出用の格子配列と円周方向1か所の原点表示部とを、軸方向に並べて設けたものをエンコーダとしている。光学式では、円板状のホイールに、回転検出用の格子配列と円周方向1か所の原点表示部とを径方向に並べて設け、エンコーダとしたものがある。
The rotation sensor is roughly classified into an incremental type and an absolute type. However, a general incremental type rotation sensor requires an initialization process, and an absolute type rotation sensor has a complicated structure and is expensive. Therefore, an incremental rotation sensor that can obtain an origin signal has been proposed.
For example, as an incremental type rotation sensor with an origin detection function, there is a magnetic type disclosed in Patent Document 1. This is an encoder in which a rotation detection grid array magnetized and an origin display section at one circumferential direction are arranged in the axial direction on the outer peripheral surface of a cylindrical wheel. In the optical type, there is an encoder in which a rotation-detecting grid array and one origin display portion in the circumferential direction are arranged in a radial direction on a disk-shaped wheel.
また、従来、特許文献1に示されるように、回転センサを転がり軸受に設けた回転センサ付き軸受が提案されている。このように軸受を回転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。
従来の原点検出機能付き回転センサにおいて、特許文献1に示されるような回転検出用の格子配列と原点表示部とを軸方向に並べて設けたものは、エンコーダが軸方向に長くなるという問題がある。それに、磁気式のものは、分解能が低いという問題もある。また、前記光学式の原点検出機能付き回転センサにおけるような回転検出用の格子配列と原点表示部とを径方向に並べて設けたものは、エンコーダが径方向に大きくなるという問題がある。
またこのため、軸受を回転センサ付きとする場合に、回転センサ付き軸受におけるセンサ部分が大きくなるという問題がある。
A conventional rotation sensor with an origin detection function, in which a rotation detection grid array and an origin display unit are arranged side by side in the axial direction as shown in Patent Document 1, has a problem that the encoder is elongated in the axial direction. . In addition, the magnetic type has a problem of low resolution. Further, in the optical rotation sensor with the origin detection function, the rotation detection grid array and the origin display unit arranged in the radial direction have a problem that the encoder becomes larger in the radial direction.
For this reason, when a bearing is provided with a rotation sensor, there is a problem that the sensor portion of the bearing with a rotation sensor becomes large.
この発明の目的は、回転速度検出機能に加えて原点検出機能を備えながら、コンパクトな構成にできる原点検出機能付き光学式回転センサを提供することである。
この発明の他の目的は、この発明の原点検出機能付き光学式回転センサの利点が効果的に発揮されて、回転センサ部分がコンパクトに構成でき、かつ回転速度検出機能および原点検出機能を共に備えるものとできる回転センサ付き軸受を提供することである。
An object of the present invention is to provide an optical rotation sensor with an origin detection function that can have a compact configuration while having an origin detection function in addition to a rotation speed detection function.
Another object of the present invention is that the advantages of the optical rotation sensor with an origin detection function of the present invention are effectively exhibited, the rotation sensor portion can be made compact, and both the rotation speed detection function and the origin detection function are provided. It is to provide a bearing with a rotation sensor.
この発明の原点検出機能付き光学式回転センサは、円周方向に並ぶ回転検出用の複数の格子、および円周方向1か所の原点表示部を有するコードホイールと、このコードホイールの前記格子および原点表示部に検出光をそれぞれ照射する回転検出用の光源および原点検出用の光源と、それぞれ前記コードホイールの前記格子または格子間部分、および原点表示部の、反射光または透過光を検出する回転検出用の受光体および原点検出用の受光体とを有する光学式回転センサであって、前記回転検出用の光源および原点検出用の光源を、互いに異なる波長の光を発光するものとしたことを特徴とする。
前記回転検出用の複数の格子と前記原点表示部とは、前記コードホイールにおける同じ円周上に位置させても良い。
An optical rotation sensor with an origin detection function of the present invention includes a plurality of grids for rotation detection arranged in the circumferential direction, a code wheel having one origin display section in the circumferential direction, the grid of the code wheel, A light source for rotation detection and a light source for origin detection that respectively irradiates detection light to the origin display unit, and a rotation for detecting reflected light or transmitted light of the grid or inter-grating part of the code wheel and the origin display unit, respectively An optical rotation sensor having a light receiving body for detection and a light receiving body for origin detection, wherein the light source for rotation detection and the light source for origin detection emit light of mutually different wavelengths. Features.
The plurality of rotation detection gratings and the origin display unit may be positioned on the same circumference of the code wheel.
この構成によると、コードホイールにおける格子および原点表示部に検出光をそれぞれ照射する回転検出用の光源および原点検出用の光源を、互いに異なる波長の光を発光するものとしたので、これら格子と原点表示部が同じ円周上や近接した位置にあっても、回転検出用の光と原点検出用の光が干渉することなく区別して検出することができる。そのため、コードホイールが、回転検出用の格子の列と原点表示部の両方を有するものでありながら、コンパクトなものとできる。特に、回転検出用の格子と原点表示部を同じ円周上に配置した場合は、コードホイールが単なるインクリメンタル式のものと同じ大きさのもので済む。したがって、回転検出および原点検出の両機能を備えながらコンパクトな構成の回転センサの実現が可能となる。また、光学式としたため、磁気式のものに比べて分解能が高く、回転検出精度が高くなる。 According to this configuration, the light source for rotation detection and the light source for origin detection that irradiate detection light to the grating and the origin display unit in the code wheel emit light of different wavelengths, respectively. Even if the display units are on the same circumference or close to each other, the rotation detection light and the origin detection light can be distinguished and detected without interference. Therefore, the code wheel can be made compact while having both the row of the lattice for rotation detection and the origin display section. In particular, when the rotation detection grid and the origin display section are arranged on the same circumference, the code wheel can be of the same size as that of a simple incremental type. Therefore, it is possible to realize a rotation sensor having a compact configuration while having both functions of rotation detection and origin detection. Further, since the optical type is adopted, the resolution is higher than that of the magnetic type, and the rotation detection accuracy is high.
この発明の原点検出機能付き光学式回転センサにおいて、回転検出用の光源および受光体が、それぞれ赤外線光の発光および受光を行うものであり、原点検出用の光源および受光体が、それぞれ紫外線光の発光および可視光の受光を行うものであっても良い。原点表示部は蛍光部とする。
この構成の場合、回転検出は赤外線光で行い、原点検出は紫外線光が蛍光部で反射された可視光線で行うことになるため、回転検出と原点検出の確実な干渉回避が行える。また原点表示部は蛍光部とするため、コードホイールに回転検出用の格子と重ねて設けても、その格子と原点表示部から区別して反射光を得ることができ、回転検出用の格子と原点表示部とを同じ円周上に配置することの弊害を生じない。
In the optical rotation sensor with an origin detection function of the present invention, the rotation detection light source and the light receiving body emit and receive infrared light, respectively, and the origin detection light source and the light receiving body respectively receive ultraviolet light. It may be one that emits light and receives visible light. The origin display part is a fluorescent part.
In this configuration, rotation detection is performed using infrared light, and origin detection is performed using visible light reflected by the fluorescent portion, so that reliable interference between rotation detection and origin detection can be avoided. Since the origin display section is a fluorescent section, reflected light can be obtained separately from the grid and the origin display section even if it is provided on the code wheel so as to overlap the rotation detection grid. There is no adverse effect of disposing the display unit on the same circumference.
この発明の原点検出機能付き光学式回転センサにおいて、前記コードホイールの前記格子を設けた表面に、親水性コーティングを施しても良い。この親水性コーティングは、光触媒超親水性コーティングであっても良い。
親水性コーティングを施せば、格子を設けた表面の親水性が保たれ、コードホイール表面の曇りの発生が防止されて、精度の高い回転検出が維持される。特に、光触媒超親水性コーティングを採用した場合は、原点検出用光源等に紫外線光を発光させるものを用いたときに、その紫外線光の照射に基づく光触媒作用により、常時、超親水性が保たれる。したがって曇り発生の防止効果がより顕著となる。
In the optical rotation sensor with an origin detection function of the present invention, a hydrophilic coating may be applied to the surface of the code wheel provided with the lattice. This hydrophilic coating may be a photocatalytic superhydrophilic coating.
If the hydrophilic coating is applied, the hydrophilicity of the surface provided with the lattice is maintained, the occurrence of fogging on the surface of the code wheel is prevented, and high-precision rotation detection is maintained. In particular, when a photocatalytic superhydrophilic coating is used, when a light source for detecting ultraviolet light is used as the light source for detecting the origin, the superhydrophilicity is always maintained by the photocatalytic action based on the irradiation of the ultraviolet light. It is. Accordingly, the effect of preventing the occurrence of fogging becomes more prominent.
この発明における他の原点検出機能付き光学式回転センサは、円周方向に並ぶ回転検出用の透過型の格子、および円周方向1か所の反射型の原点表示部を有するコードホイールと、このコードホイールの円周方向に互いに離れて設けられそれぞれ前記格子および原点表示部に検出光を照射する回転検出用の光源および原点検出用の光源と、前記コードホイールの前記格子または格子間部分の透過光、および前記原点表示部の反射光をそれぞれ検出する回転検出用の受光体および原点検出用の受光体とを有するものである。 Another optical rotation sensor with an origin detection function according to the present invention includes a transmission type grating for rotation detection arranged in the circumferential direction, a code wheel having a reflection type origin display portion in one circumferential direction, A rotation detection light source and an origin detection light source that are provided apart from each other in the circumferential direction of the code wheel and irradiate detection light to the lattice and the origin display unit, respectively, and transmission through the lattice or interstitial part of the code wheel A rotation detection light-receiving body and an origin detection light-receiving body that respectively detect light and reflected light of the origin display section.
このように回転検出用の格子を透過型とし、原点表示部を反射型とした場合も、同じ円周上に回転検出用の格子と原点表示部とがあっても、回転検出用の光源および原点検出用の光源が円周方向に離れて配置されていれば、回転検出用の光と原点検出用の光が干渉することなく区別して検出できる。そのため、この構成の場合も、回転速度検出機能に加えて原点検出機能も備えながら、コンパクトな構成にできる。
なお、この構成の場合に、両光源が互いに異なる波長の光を発光するものであると、干渉の確実な回避のためにより好ましいが、同じ波長の光を発光するものを用いても、区別して検出することができる。
In this way, even if the rotation detection grid is a transmission type and the origin display unit is a reflection type, even if there is a rotation detection grid and an origin display unit on the same circumference, the rotation detection light source and If the light source for origin detection is arranged apart in the circumferential direction, the light for rotation detection and the light for origin detection can be distinguished and detected without interference. Therefore, even in this configuration, a compact configuration can be achieved while providing an origin detection function in addition to the rotation speed detection function.
In the case of this configuration, it is more preferable for both light sources to emit light having different wavelengths, so that interference can be reliably avoided. Can be detected.
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原点検出機能付き光学式回転センサとを備え、前記回転輪に前記コードホイールを取付け、固定輪に前記各光源および各受光体を取付けたものである。
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簡易となる。また、この発明における原点検出機能付き光学式回転センサにおけるコンパクトな構成で回転速度検出機能および原点検出機能も備えるという利点が効果的に発揮されて、回転センサ部分がコンパクトに構成でき、かつ回転速度検出機能および原点検出機能を共に備えるものとすることができる。
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 an optical rotation sensor with an origin detection function according to any one of the above-described configurations of the present invention. A wheel is attached, and the light sources and photoreceptors 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 is simplified. Further, the advantage of having a rotational speed detection function and an origin detection function with a compact configuration in the optical rotation sensor with an origin detection function according to the present invention is effectively exhibited, and the rotation sensor portion can be configured compactly, and the rotational speed Both the detection function and the origin detection function can be provided.
この発明の回転センサ付き軸受において、前記軸受が転がり軸受である場合に、回転輪と固定輪間の環状空間を密封するシールを回転輪に取付け、このシールを前記コードホイールとしても良い。この場合、前記格子および原点表示部はいずれも反射型のものとし、前記回転検出用の受光体および原点検出用の受光体は反射光を受光するものとする。
このように、シールをコードホイールに兼用させると、部品点数を増やすことなく回転センサ付き軸受を構成することができ、また回転センサ付き軸受の全体構成をより一層コンパクトなものとできる。
In the bearing with a rotation sensor according to the present invention, when the bearing is a rolling bearing, a seal that seals an annular space between the rotating wheel and the fixed wheel is attached to the rotating wheel, and the seal may be used as the code wheel. In this case, both the grating and the origin display unit are of a reflection type, and the rotation detection light receiver and the origin detection light receiver receive reflected light.
As described above, when the seal is also used as the code wheel, the bearing with the rotation sensor can be configured without increasing the number of parts, and the entire configuration of the bearing with the rotation sensor can be made more compact.
この発明の原点検出機能付き光学式回転センサは、コードホイールにおける格子および原点表示部に、検出光をそれぞれ照射する回転検出用の光源および原点検出用の光源を、互いに異なる波長の光を発光するものとしたので、回転速度検出機能に加えて原点検出機能を備えながら、コンパクトな構成の回転センサとできる。また、光学式であるため、分解能の高い回転検出が可能になる。
この発明の他の原点検出機能付き光学式回転センサは、回転検出を透過型とし、原点検出を反射型としたため、この構成の場合も、回転速度検出機能に加えて原点検出機能を備えながら、コンパクトな構成の回転センサとできる。また、光学式であるため、分解能の高い回転検出が可能になる。
An optical rotation sensor with an origin detection function according to the present invention emits light having different wavelengths from a light source for rotation detection and a light source for origin detection that respectively irradiates detection light to a lattice and an origin display section in a code wheel. As a result, it is possible to provide a rotation sensor with a compact configuration while having an origin detection function in addition to a rotation speed detection function. Moreover, since it is optical, rotation detection with high resolution becomes possible.
Since the optical rotation sensor with other origin detection function of the present invention is a transmission type for rotation detection and a reflection type for origin detection, even in this configuration, while having an origin detection function in addition to the rotation speed detection function, It can be a compact rotation sensor. Moreover, since it is optical, rotation detection with high resolution becomes possible.
この発明の回転センサ付き軸受は、この発明の原点検出機能付き光学式回転センサを備えたものであるため、回転センサ部分がコンパクトに構成でき、かつ回転速度検出機能および原点検出機能を共に備えるものとできる。 Since the bearing with a rotation sensor of the present invention includes the optical rotation sensor with an origin detection function of the present invention, the rotation sensor portion can be configured compactly and has both a rotation speed detection function and an origin detection function. And can.
この発明の第1の実施形態を図1と共に説明する。この回転センサAは、回転速度および回転方向の検出機能と原点検出機能とを備えたものであり、非透光性の円板状のコードホイール2を備える。コードホイール2は、回転軸1の先端に固定されている。このコードホイール2の外周部に、同一円周上に沿って回転検出用の多数の格子3が等間隔で1列に形成されている。これらの格子3は光の透過用のスリットからなる。コードホイール2の格子3の配列と同じ円周上における1箇所には原点表示部4が設けられている。原点表示部4は、上記円周上における格子間部分3a、つまり隣合う格子3間の部分に設けられている。この原点表示部4は、紫外線光の照射により可視光を発光する蛍光体を付着させた蛍光部からなる。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The rotation sensor A has a function of detecting the rotation speed and direction and a function of detecting the origin, and includes a non-transparent disk-
上記コードホイール2の片側には、格子3の形成された径方向位置に対向するように、2個の回転検出用の光源5,6が円周方向に所定の間隔を以って配設されている。上記所定の間隔は、格子3の配列ピッチの倍数に対して、所定の位相角度、例えば上記配列ピッチの1/4だけずれた位置であることが好ましい。これらの回転検出用光源5,6は、いずれも赤外線発光ダイオード等の赤外線光発光体からなる。これらの光源5,6のコードホイール2を挟んだ反対面側には、赤外線光のみを選択的に受光する回転検出用の受光体5a,6aが配設されている。
また、コードホイール2の前記片側に、原点表示部4の形成された径方向位置に対向して、原点検出用の光源7が配設され、その近傍に、前記光源7の光の原点表示部4による反射光を受光する原点検出用の受光体7aが配設されている。原点検出用の光源7は、紫外線発光ダイオード等の紫外線光発光体からなり、受光体7aには可視光のみを選択的に受光するものが用いられている。
On one side of the
Further, a
コードホイール2の原点表示部4を形成した面には親水性コーティング(図示せず)を施してある。この親水性コーティングは、例えば、紫外線の照射に基づく光触媒作用を生じる光触媒超親水性コーティングとすることが好ましい。この親水性コーティングは、コードホイール2の原点表示部4を形成した面の全体、または原点表示部4を設けた径方向部分の円周上の全体に渡って施すことが好ましいが、原点表示部4およびその周辺のみに施しても良い。
A hydrophilic coating (not shown) is applied to the surface of the
上記構成の回転センサAにおいて、コードホイール2が回転すると、原点表示部4が原点検出用の光源7の照射領域を通過する。このとき、光源7の照射する紫外線光が蛍光部からなる原点表示部4により可視光として反射され、その反射光が可視光の受光体7aにより受光され、原点信号が出力される。
また、コードホイール2の回転に伴い、回転検出用の光源5,6から発せられる赤外線光は、格子3を透過し、その透過光が受光体5a,6aによって受光される。この受光は格子3の形成パターンに対応して規則的になされ、各受光体5a,6aから、コードホイール2の回転速度に応じたインクリメンタルな回転パルス信号が出力される。このパルス信号により、コードホイール2の回転速度を得ることができる。
両受光体5a,6aのパルスパターンの位相を互いに例えば90°ずれるようにしておけば、2つのパルスのうちどちらが先であるかを簡単な回路で判別することによって、コードホイール2の回転方向も判定することができる。
In the rotation sensor A having the above configuration, when the
As the
If the phases of the pulse patterns of the two
この場合に、回転速度・回転方向の検出と、原点検出とが、波長の互いに異なる光によってなされるから、コードホイール2の回転検出用の格子3および原点表示部4や、これらに対向する光源5,6,7および受光体5a,6a,7aが同一の円周上にあっても、その検出光が互いに干渉することがなく、個々の検出信号が的確に区別して出力される。特に、回転検出用の光源5,6は赤外線を、原点検出用の光源7は紫外線をそれぞれ発光するものとし、その受光体5a,6a,7aに、赤外線および可視光線を選択的に受光するものとしたため、検出光の干渉回避がより一層確実になる。したがって、回転検出機能と原点検出機能を合わせ持ちながら、コードホイール2の径大化が不要で、回転センサがコンパクトなものとできる。
In this case, since the detection of the rotation speed and direction and the origin detection are performed by light having different wavelengths, the rotation detection grating 3 and the
また、コードホイール2の原点表示部4を施した面には親水性コーティングが施してあるため、コードホイール2の表面の親水性が保たれ、曇りの発生が防止される。そのため曇りによる検出不良を生じることなく、的確な原点検出、あるいは回転速度・回転方向の検出が行える。この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は、原点検出用の光源7の発光する紫外線の照射に基づく光触媒作用により、常時超親水性が保たれ、曇り発生の防止により有効である。このような親水性コーティングは、コードホイール2の表面に限らず、光源5,6,7の発光面や、受光体5a、6a、7aの受光面に施すことも好ましく、これにより、曇り発生による検出不良の防止効果がより確実に得られる。また、親水性コーティングに代えて撥水性コーティングを施しても、曇り防止効果が得られる。
Further, since the hydrophilic coating is applied to the surface of the
なお、上記実施形態では、回転検出用の光源5,6と原点検出用の光源7とを、互いに異なる波長の光を発光するものとしたが、この実施形態のように回転検出用の格子3を透過型とし、原点検出部4を反射型とした場合は、回転検出用の光源5,6と原点検出用の光源7とに同じ波長の光を発光するものを用いても良い。その場合も、回転検出用の光と原点検出用の光の干渉の問題を生じることなく、区別して検出が行える。回転検出用の光源および受光体は、回転方向の検出が不要な場合は、それぞれ1個としても良い。
In the above embodiment, the rotation
また、上記実施形態は、コードホイール2が非透光性の円板からなる例を述べたが、透光性の円板を用いても良い。その場合、透光性の円板の表面に、前記スリットからなる格子3に代え、塗料,薄膜等の非透光性材料を、小間隙を隔て円周方向に多数被着形成し、透光部と非透光部が繰り返す形成パターンによって前記と同様の格子とできる。
Moreover, although the said embodiment described the example in which the
図2は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態の回転センサBは、第1の実施形態において、回転検出用の格子3を反射型のものとした例である。この例では格子3が非反射部、格子間部分3aが反射部となる。これに伴い、回転検出用の各受光体5a,6aは、各光源5,6の発光した光の格子3による反射光を受光可能なように、光源5,6の近傍に配設されている。原点表示部4は第1の実施形態と同様に、蛍光部からなるものとしてあるが、この実施形態では非反射部である格子3の表面に原点表示部4となる蛍光部を設けている。その他の構成は第1の実施形態と同じである。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. The rotation sensor B of this embodiment is an example in which the rotation detection grating 3 is of a reflective type in the first embodiment. In this example, the
この実施形態の場合も、第1の実施形態と同様に、回転検出用と原点検出用とに、赤外線と紫外線等のように、別の波長の光を用いるため、コードホイール2の同じ円周上に回転検出用の格子3と原点表示部4とがあっても、干渉の問題なく回転検出と原点検出とを区別して行うことができる。また、この実施形態の場合も、回転検出用に2つの光源5,6および受光体5a,6aを設けたため、回転方向の検出が行える。
また、この実施形態においても、コードホイール2における格子3の形成面に光触媒超親水性コーティング等の親水性コーティングを施しているため、コードホイール2の表面の親水性が保たれ、曇り発生が防止される。特に、この実施形態の場合は、反射型であるため、コードホイール2に曇りが発生すると回転検出の不具合が生じ易いが、このような不具合が親水性コーティングよって防止される。
In the case of this embodiment as well, the same circumference of the
Also in this embodiment, since the hydrophilic surface such as the photocatalytic superhydrophilic coating is applied to the surface of the
なお、前記各実施形態においては、赤外線光と紫外線光とを用いるようにしたが、これに限らず他の波長の光を用いても良い。すなわち、回転検出用の受光体5a,6aと、原点検出用の受光体7aとで、波長の違いにより選択的に受光することができる範囲であれば、回転検出用の光源5,6と原点検出用の光源7とに、赤外線光や紫外線光とは異なる波長の光を発光するものを用いても良い。また、前記とは逆に、回転検出用に紫外線光を用い、原点検出用の赤外線光を用いてもよい。また、上記各実施形態は、いずれもコードホイール2を円板状としたが、コードホイール2は円筒状のものであっても良い。
In each of the above embodiments, infrared light and ultraviolet light are used. However, the present invention is not limited to this, and light of other wavelengths may be used. That is, the rotation
図3ないし図4は、回転センサ付き軸受の実施形態を示す。この実施形態は、軸受8の一端に回転センサ14を取付けたものである。軸受8は、ころがり軸受であり、内輪10と外輪11の軌道面10a,11a間に、ボールからなる複数の転動体9を介在させたものである。各転動体9は保持器12により保持されている。内輪10は回転輪となり、外輪11は固定輪となる。内輪10と外輪11の間の環状空間は、一端が上記回転センサ14で密封され、他端がシール部材13で密封されている。シール部材13は、外輪11に取付けられた接触シールであり、シールリップ13aが内輪10の外径面に摺接する。
3 to 4 show an embodiment of a bearing with a rotation sensor. In this embodiment, a
回転センサ14は、基本構成が図2の実施形態にかかる回転センサBと同様のものであり、次のように構成されている。内輪10の外径面に、非透光性の円環状のコードホイール2が、円筒部2aを介し嵌合状態に固定されている。図6に示すように、このコードホイール2の表面に、周方向に沿って多数の格子3が設けられている。格子3は非反射部となり、格子間部分3aは反射部となる。コードホイール2の格子3を形成した円周上の1箇所に、原点表示部4が設けられている。原点表示部4は蛍光体を塗布した蛍光部とし、一つの格子3にその蛍光体を塗布したものとしてある。コードホイール2の格子3および原点表示部4を設けた表面には、光触媒超親水性コーティング等の親水性コーティングが施してある。
The
図5に拡大して示すように、外輪11の内径面には取付具15Aの一部を構成する支持用筒体15が嵌合状態に取付けられる。支持用筒体15は光源5等を取付けるための部材であるが、コードホイール2と共にラビリンスシールの形成部材を兼用するものとされている。すなわち、内輪10に取付けられたコードホイール2の外周縁部が、支持用筒体15に対してラビリンス隙間rを以って近接状態に対向している。これにより内外輪10,11の相互の回転を許容しながら、上記環状空間のシールがなされる。支持用筒体15は、外輪11の内径面に内嵌一体とされる小径円筒部15aと、この小径円筒部15aに連なる大径円筒部15bとよりなる。大径円筒部15bの内筒部には、断面コの字形の発光体および受光体支持用リング16が内嵌一体とされている。この支持用リング16と上記支持用筒体15とで取付具15Aが構成される。
As shown in an enlarged view in FIG. 5, a
支持用リング16の内面に、コードホイール2の格子3の形成部位に対向するように、回転検出用の2つの光源5,6(図3)と、原点検出用の光源7と、これらの各光源5,6,7に対応する回転検出用の受光体5a,6aおよび原点検出用の受光体7aが、基板17(図5)を介して取付けられている。各光源5,6,7は、例えば図3のように、周方向に略90°の間隔を隔て配置されている。
Two
この構成の回転センサ付き軸受によると、内輪10が回転すると、その回転が回転センサ14で検出される。回転センサ14は、図2に示した実施形態と同様に、回転速度・回転方向の検出と、原点検出とが、波長の互いに異なる光によってなされることで、コードホイール2の回転検出用の格子3および原点表示部4や、これらに対向する光源5,6,7および受光体5a,6a,7aが同一の円周上にあっても、その検出光が互いに干渉することがなく、個々の検出信号が的確に区別して出力される。また、コードホイール2に施した親水性コーティングにより、曇りが防止され、安定した検出が行える。
According to the bearing with the rotation sensor of this configuration, when the
図7は、この発明における回転センサ付き軸受の他の実施形態を示す。この回転センサ付き軸受は、内輪10にシール13Aを取付け、このシール13Aを、コードホイールとしたものである。シール13Aは、芯金にゴム等の弾性体を設けた接触シールであり、内輪10に取付けられて外輪11の内径面に摺接する。このシール13Aの軸受外向きの面に、図4〜図6に示す実施形態におけるコードホイール2と同様に、回転検出用の格子3および原点表示部4(図7にはいずれも図示せず)を施している。また、このコードホイールとなるシール13Aの上記格子3および原点表示部4に対して、図4〜図6に示す実施形態と同様に、回転検出用の光源5,6、原点検出用の光源7、およびこれらに対応する受光部5a,6a,7aを設けている。これらの光源5,6,7および受光部5a,6a,7aは、リング状の取付具15Bを介して外輪11に取付けている。
FIG. 7 shows another embodiment of the bearing with a rotation sensor according to the present invention. In this bearing with a rotation sensor, a
この実施形態の場合、シール13Aをコードホイールに兼用したため、部品点数を増やすことなく回転センサ付き軸受を構成することができ、また回転センサ付き軸受の全体構成をより一層コンパクトなものとできる。この実施形態におけるその他の構成,効果は、図4〜図6に示す実施形態と同様である。
In the case of this embodiment, since the
なお、上記各実施形態の回転センサ付き軸受では内輪10を回転輪、外輪11を固定輪としたが、両者が逆であっても良い。その場合は、内輪10に光源5,6,7および受光体5a、6a、7aを取付け、外輪11にコードホイール2を取付ける。また、回転センサ14は、図2の実施形態の回転センサBと基本的に同じ構成としたが、これに限らず、図1の実施形態における回転センサAを用いても良い。
また、この実施形態では軸受8を単列の転がり軸受としたが、軸受8はころ軸受であっても良く、また複列の軸受であっても良い。例えば、軸受8は、自動車のハブユニット軸受等の車輪用軸受であっても良い。さらに、軸受8は、滑り軸受であっても良い。
In the bearing with a rotation sensor of each of the above embodiments, the
In this embodiment, the
2…コードホイール
3…格子
3a…格子間部分
4…原点表示部
5,6…回転検出用の光源
5a,6a…回転検出用の受光体
7…原点検出用の光源
7a…原点検出用の受光体
8…軸受
10…内輪(回転輪)
11…外輪(固定輪)
13A…コードホイールとなるシール
A,B,14…回転センサ
2 ...
11 ... Outer ring (fixed ring)
13A: Seals A, B, 14 ... rotation sensors that are code wheels
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JP2004045842A JP2005233870A (en) | 2004-02-23 | 2004-02-23 | Optical rotation sensor with original position detecting function and bearing with the same |
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- 2004-02-23 JP JP2004045842A patent/JP2005233870A/en active Pending
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