JP4408065B2

JP4408065B2 - エンコーダ

Info

Publication number: JP4408065B2
Application number: JP2004216100A
Authority: JP
Inventors: 啓史永田; 一仲嶋; 俊和佐土根
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: JP2006038530A

Description

本発明は、エンコーダに関するもので、特に、軸受から漏出する油分による回転符号板の汚損を防ぐものに関する。

従来のエンコーダは、基台に軸受を介して回転自在に設けられた回転軸に回転符号板を設け、前記回転符号板を挟むように光源と受光体が対向して設けられたエンコーダにおいて、前記回転軸の外周に同軸配置されると共に前記回転符号板と前記軸受間に位置する筒体と、前記筒体の外周面に形成された輪状溝とを備え、前記軸受から漏れた油性物質を前記輪状溝で受けるように構成していた（例えば、特許文献１参照）。

また、基台に軸受を介して回転自在に設けられた回転軸に直接又は取付体を介して回転符号板を設け、前記回転符号板を挟むように光源と受光体が対向して設けられたエンコーダにおいて、前記軸受の外輪側にフェルトからなる油性物質吸収体を設け、前記油性物質吸収体により前記軸受から漏れる油性物質を吸収する構成としたものもある（例えば、特許文献２参照）。

また、基台に軸受を介して回転自在に設けられた回転軸に直接又は取付体を介して回転符号板を設け、前記回転符号板を挟むように光源と受光体が対向して設けられたエンコーダにおいて、前記回転軸又は取付体の外周面にフェルトからなる油性物質吸収体を設け、前記油性物質吸収体により前記軸受から漏れる油性物質を吸収する構成としたものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２３５３４８号公報（請求項１、図１、２）特開２００１−２４９０３０号公報（請求項１、３、図１、２）

しかしながら、上記従来のエンコーダでは、いずれのものも、軸受の油性物質漏出部である外輪と内輪の間のシール部を覆っておらず、また、基板と輪状溝部の輪状突起との間には隙間があるので、高温・高速回転時にシール部から漏出する霧状の油分が、この隙間を通って回転符号板に到達してしまい、回転符号板が汚損されてしまうという問題があった。さらに、フェルトからなる油性物質吸収体は、軸等への取付けが難しく、また、高速回転時に回転軸から飛散する油分の捕獲・保持力が弱いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、高温・高速回転時に軸受のシール部から漏出する霧状の油分が回転符号板を汚損するのを防ぐことができるエンコーダを得ることである。その第２の目的は、高速回転時に軸等を伝って飛散する液状の油分を確実に捕獲・吸収すると共に、高速回転による遠心力に対しても油分を保持可能なエンコーダを得ることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエンコーダは、基台に、油分のシール部を有する軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に取付けられた回転符号板と、該回転符号板に光を照射する発光体及び該回転符号板からの光を受ける受光体と、前記軸受と回転符号板との間に位置し、該軸受とは所定距離離間して前記回転軸に隙間なく密着して取付けられ、前記回転符号板の外端部と前記軸受のシール部の内端部とを結ぶ線より外側に張り出すように形成され、その外周部に、前記軸受側に突出し先端は前記基台又は前記軸受と離間する環状の外周縁部を有するポーラス金属焼結体を含んで成るキャップと、を備える。

この発明によれば、ポーラス金属焼結体を含んで成るキャップが、回転軸の回転時に軸受のシール部から漏出する霧状の油分及び液状の油分を吸着・吸収し、回転符号板に到達するのを阻止する。また、ポーラス金属焼結体は、油分の保持力がフェルトに比べて強く、一度吸収された油分が高速回転時に漏出してしまうようなことはない。

この発明によれば、軸受から漏出する霧状の油分及び液状の油分双方がキャップにより捕獲・吸収され、回転符号板が汚損されることがなく、エンコーダ信号の精度低下を来たすことのないエンコーダが得られるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるエンコーダの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるエンコーダの実施の形態１の断面図であり、図２は、図１のＣ部拡大図で軸受のシール部２ｃの構造を示す図である。エンコーダ１００は、基台１に軸受２を介して回転自在に支持された回転軸３と、回転軸３の端部に取付体４を介して取付けられた回転符号板５と、基台１の外周部に固定されたベース９に設置され回転符号板５の一方側に位置する発光体７と、ベース９の端部に固定された基板１０に設置され、回転符号板５を挟んで発光体７と対向する受光体８とを備えている。軸受２を回転符号板５から遮蔽する遮蔽体としての円形キャップ６が、軸受２と回転符号板５との間の回転軸３の大径部のフランジ３ａに隙間なく密着して取付けられている。円形キャップ６は、軸受２とは所定距離離間して回転軸３に取付けられている。

軸受２の外輪２ｂが基台１に固定され、内輪２ａが回転軸３に固定され、ボール２ｄを潤滑する油分２ｇは、シール部２ｃのリング状に形成されたシール２ｆでシールされている。シール２ｆは、外輪２ｂに固定され、内輪２ａと滑り接触して油分２ｇをシールしているが、軸受２の高温・高速回転時には、シール部２ｃの内端部２ｅから液状の油分Ｂ及び霧状の油分Ａが漏出する。

円形キャップ６は、例えば、鉄やステンレスの粉末を主成分とし、これに銅、鉛、錫、ニッケル、炭素等を少量加えて焼結したポーラス構造を有する同種金属のポーラス金属焼結体で形成されている。また、銅粉末を主成分とするポーラス金属焼結体等も採用することができる。円形キャップ６の円板部６ｂの外径は軸受２の外輪２ｂの外径より大きくされ、円板部６ｂは、軸受２全体を覆っている。円形キャップ６は、円板部６ｂの外周部に、軸受２側に突出した円環状の外周縁部６ｄを有している。外周縁部６ｄは、円板部６ｂと軸受２との間の空間の外周部を封鎖している。基台１と外周縁部６ｄの先端とは離間し、その隙間は互いに接触しない程度の狭い隙間にされている。円板部６ｂの軸受２側の面には、環状のＶ字形の油溜溝６ｃが形成されている。円板部６ｂ及び外周縁部６ｄは、軸受２側の部分をポーラス金属焼結体で形成し、反対側の部分は、鉄、アルミニウム等の通常の材料で形成してもよい。

次に、実施の形態１のエンコーダ１００の作用を説明する。回転軸３の高温・高速回転時に、軸受２のシール部２ｃの内端部２ｅから漏出して飛散する霧状の油分Ａは、軸受２全体を覆うポーラス金属焼結体を含んで成る円形キャップ６の円板部６ｂにより吸着・吸収され、回転符号板５に向かって飛散するのを阻止される。また、シール部２ｃの内端部２ｅから漏出して回転軸３を伝って円板部６ｂに流れる液状の油分Ｂも円板部６ｂにより吸着・吸収される。さらに、霧状の油分Ａは、外周縁部６ｄにより遮蔽され、外周縁部６ｄにも吸着・吸収される。また、シール部２ｃから漏出して回転軸３に付着している液状の油分Ｂが回転軸３の高速回転により外側へ飛散しても、この油分は外周縁部６ｄにより捕獲され吸収される。

さらに、円形キャップ６の円板部６ｂに付着している油分は、円板部６ｂで徐々に吸収されるが、短時間のうちに吸収しきれない油分は、いったん油溜溝６ｃに貯留され、そこから円板部６ｂに吸収される。Ｖ字形の油溜溝６ｃは、溝底が鋭角になっていて遠心力が働いても油分を保持することができる。また、ポーラス金属焼結体は、油分の保持力がフェルトに比べて強く、一度吸収された油分が高速回転時に外側へ漏出してしまうようなことはない。

実施の形態１のエンコーダ１００によれば、軸受３から漏出する霧状の油分Ａ及び液状の油分Ｂ双方が円形キャップ６に捕獲・吸収され、回転符号板５が汚損されることはなく、エンコーダ信号の精度低下を防止することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明にかかるエンコーダの実施の形態２の断面図である。図３において、図１及び２に示すものと同等のものには同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。実施の形態２のエンコーダ２００は、回転軸２３に大径部及びフランジを設けておらず、回転軸２３はストレート軸となっている。円形キャップ２６は、ボス部６ａを有し、ボス部６ａで隙間なく密着して回転軸２３に取付けられると共に、回転符号板５の取付体４をボス部６ａで支持している。ボス部６ａ部分の材質は、必ずしもポーラス金属焼結体とする必要はなく、鉄、アルミニウム等の通常の材料を使用することができるが、ポーラス金属焼結体とすればボス部６ａでも油分を吸収するので吸収能率がよい。このように、円形キャップ２６を構造部材として用い、回転軸２３の構造を簡素化し、取付体４と軸受２間の距離を短縮してエンコーダ２００を小型化している。

円形キャップ２６の円板部６ｂに形成された環状の油溜溝２６ｃは、溝底部２６ｃａの環径Ｄａを溝開口部２６ｃｂの環径Ｄｂよりも大きくしている。また、外周縁部２６ｄの内壁２６ｄａを、内向きに傾斜させている。実施の形態２のエンコーダ２００は、上記以外の部分は実施の形態１のエンコーダ１００と変わるところはない。

油溜溝２６ｃは、溝底部２６ｃａの環径Ｄａを溝開口部２６ｃｂの環径Ｄｂよりも大きくしているので、遠心力が働くと油分が溝底部２６ｃａに押し込まれ、油分の保持力がいっそう向上する。また、外周縁部２６ｄの内壁２６ｄａを、内向きに傾斜させているので、内壁２６ｄａに付着した油分が遠心力により内壁２６ｄａの上方へ押し上げられ、同様に油分の保持力が向上する。

実施の形態２のエンコーダ２００によれば、軸受３から漏出する霧状の油分Ａ及び液状の油分Ｂ双方が円形キャップ６にいっそう確実に捕獲・吸収され、回転符号板５が汚損されることがなく、エンコーダ信号の精度低下を防止することができる。

実施の形態２の油溜溝２６ｃ及び外周縁部２６ｄの形状は、実施の形態１のエンコーダ１００にも適用することができる。また、実施の形態１及び２では、回転符号板５を挟んで発光体７及び受光体８を対向配置し、回転符号板５の透過光によりエンコーダ信号を受けるようにしたが、発光体７及び受光体８を回転符号板５のいずれか一方側に配置し、発光体７の照射光を回転符号板５で反射させ、反射光をエンコーダ信号として受光体８で受けるようにしてもよい。

また、実施の形態１及び２では、円形キャップ６、２６の円板部６ｂの外径は軸受２の外輪２ｂの外径より大きくされ、円板部６ｂは、軸受２全体を覆っていて、円形キャップ６、２６は、円板部６ｂの外周部に、軸受２側に突出した円環状の外周縁部６ｄ、２６ｄを有しているが、この発明においては、円形キャップ６、２６の円板部６ｂの外周部６ｅ（直径Ｄｃ）が、回転符号板５の外端部５ａと軸受２のシール部２ｃの内端部２ｅとを結ぶ直線１２の外側に張り出していればよい。また、環状の外周縁部６ｄ、２６ｄは、無くてもよい。このように円板部６ｂの外周部６ｅの直径Ｄｃが実施の形態１及び２のものより小さくても、シール部２ｃの内端部２ｅから漏出して回転符号板５へ向かって飛散する霧状の油分Ａを吸着・吸収し、回転符号板５に到達するのを阻止することができる。また、直径Ｄｃが小さい外周部６ｅに外周縁部６ｄ、２６ｄを設ける場合は、軸受２と外周縁部６ｄ、２６ｄの先端とは離間させ、その隙間は互いに接触しない程度の狭い隙間にする。さらに、キャップ６、２６は、円形キャップ状とするのがよいが、四角形、六角形等の多角形やその他の形状であってもよい。

以上のように、本発明にかかるエンコーダは、エンコーダ信号の精度を要求されるエンコーダに有用である。

本発明にかかるエンコーダの実施の形態１の断面図である。図１のＣ部拡大図である。本発明にかかるエンコーダの実施の形態２の断面図である。

符号の説明

１基台
２軸受
２ａ内輪
２ｂ外輪
２ｃシール部
２ｅ内端部
３，２３回転軸
５回転符号板
５ａ外端部
６，２６円形キャップ（キャップ）
６ｂ円板部
６ｃ，２６ｃ油溜溝
６ｄ，２６ｄ外周縁部
６ｅ外周部
７発光体
８受光体
１２直線

Claims

基台に、油分のシール部を有する軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、
該回転軸に取付けられた回転符号板と、
該回転符号板に光を照射する発光体及び該回転符号板からの光を受ける受光体と、
前記軸受と回転符号板との間に位置し、該軸受とは所定距離離間して前記回転軸に隙間なく密着して取付けられ、前記回転符号板の外端部と前記軸受のシール部の内端部とを結ぶ線より外側に張り出すように形成され、その外周部に、前記軸受側に突出し先端は前記基台又は前記軸受と離間する環状の外周縁部を有するポーラス金属焼結体を含んで成るキャップと、
を備えたエンコーダ。
前記外周縁部の内壁は、内向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
基台に、油分のシール部を有する軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、
該回転軸に取付けられた回転符号板と、
該回転符号板に光を照射する発光体及び該回転符号板からの光を受ける受光体と、
前記軸受と回転符号板との間に位置し、該軸受とは所定距離離間して前記回転軸に隙間なく密着して取付けられ、前記回転符号板の外端部と前記軸受のシール部の内端部とを結ぶ線より外側に張り出すように形成され、その円板部の前記軸受側の面には、環状の油溜溝が形成されたポーラス金属焼結体を含んで成るキャップと、
を備えたエンコーダ。
前記環状の油溜溝は、溝底部の環径が溝開口部の環径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ。
前記キャップは、円形キャップであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンコーダ。