JP2008039742A - Magnetic encoder and rolling bearing with rotation sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気エンコーダと磁気エンコーダを用いた回転センサ付き転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing with a rotation sensor using a magnetic encoder and a magnetic encoder.
回転センサ付き転がり軸受には、内輪と外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪側に、円周方向で交互にN極とS極に着磁された磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサを固定軌道輪側に装着して、回転軌道輪の回転を検出するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In the rolling bearing with rotation sensor, a magnetic encoder magnetized alternately in the N and S poles in the circumferential direction is mounted on the rotating raceway side of the inner and outer raceways. There is one in which a magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux accompanying the above is mounted on the stationary race ring side to detect the rotation of the rotary race ring (for example, see Patent Document 1).
前記磁気エンコーダには、ゴムをバインダとする磁性体を環状の芯金に固着し、円周方向で交互にN極とS極に着磁したものが多く用いられ、芯金の嵌合等によって回転軌道輪に装着されている。特許文献1に記載された実施形態では、ゴムをバインダとする磁性体を加硫接着で芯金に固着し、加硫接着した磁性体をN極とS極に着磁する方法で磁気エンコーダを製造している。 As the magnetic encoder, a magnetic material having a rubber binder is fixed to an annular cored bar and magnetized alternately in the circumferential direction in the N and S poles. It is mounted on a rotating raceway. In the embodiment described in Patent Document 1, a magnetic body using rubber as a binder is fixed to a core metal by vulcanization bonding, and the magnetic encoder is formed by magnetizing the vulcanization bonded magnetic body to N and S poles. Manufacture.
また、前記磁気エンコーダには、磁性体を芯金に加硫接着するための成形用金型費用を節約するために、磁性体を帯状に形成して、その両端面を突き合わせるように環状の芯金の周面に巻き付けて接着したものがある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the magnetic encoder has an annular shape so that the magnetic body is formed in a strip shape and both end faces thereof are abutted in order to save the molding die cost for vulcanizing and bonding the magnetic body to the core metal. There exists what was wound around the surrounding surface of the metal core and adhered (for example, refer to patent documents 2).
特許文献2に記載された磁気エンコーダは、成形用金型費用を節約して製造コストを低減できる利点があるが、帯状の磁性体の両端面の突き合わせ部に隙間が生じて、磁性体の突き合わせ部で磁束の乱れが発生しやすく、磁気センサで回転速度を正確に検出できなくなる問題がある。
The magnetic encoder described in
そこで、本発明の課題は、成形用金型費用を節約できる帯状または紐状の磁性体の突き合わせ部で、磁束の乱れが発生しないようにすることである。 Therefore, an object of the present invention is to prevent the magnetic flux from being disturbed at the butt portion of the band-like or string-like magnetic body that can save the molding die cost.
上記の課題を解決するために、本発明は、ゴムに磁性材料を混合して帯状または紐状に形成された磁性体を、その両端面を突き合わせるように環状の芯金の周面に巻き付けて接着し、円周方向で交互にN極とS極に着磁した磁気エンコーダにおいて、前記磁性体の両端面の突き合わせ部に、磁性材料を混ぜ込んだ接着剤を充填した構成を採用した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention wraps a magnetic material formed by mixing a magnetic material with rubber into a band shape or a string shape around a circumferential surface of an annular cored bar so that both end surfaces thereof abut each other. In the magnetic encoder in which the N pole and the S pole are alternately magnetized in the circumferential direction, a configuration in which an adhesive mixed with a magnetic material is filled in the abutting portions of both end faces of the magnetic body is adopted.
すなわち、帯状または紐状の磁性体の両端面の突き合わせ部に、磁性材料を混ぜ込んだ接着剤を充填することにより、磁性体の両端面の突き合わせ部での隙間を確実になくし、この突き合わせ部で磁束の乱れが発生しないようにした。 That is, by filling the abutting portions of both end faces of the belt-like or string-like magnetic body with an adhesive mixed with a magnetic material, the gaps at the abutting portions of both end faces of the magnetic body are surely eliminated, and In order not to disturb the magnetic flux.
前記接着剤に混ぜ込む磁性材料の配合割合を、前記磁性体に混合する磁性材料の配合割合と等しくすることにより、突き合わせ部で磁束の乱れをより発生しないようにすることができる。 By making the blending ratio of the magnetic material mixed in the adhesive equal to the blending ratio of the magnetic material mixed in the magnetic body, it is possible to prevent the magnetic flux from being disturbed more in the butt portion.
前記磁性体の突き合わせ部の両端面を、軸方向または厚み方向に傾斜させた傾斜面とすることにより、回転方向と垂直に形成される突き合わせ部をなくし、突き合わせ部での磁束の乱れをより確実に防止することができる。 By making the both end surfaces of the butt portion of the magnetic body into inclined surfaces that are inclined in the axial direction or thickness direction, the butt portion formed perpendicular to the rotation direction is eliminated, and magnetic flux disturbance at the butt portion is more reliably ensured. Can be prevented.
前記磁性体を前記芯金の周面に接着した後で、前記N極とS極に着磁することにより、磁極の着磁間隔の精度を高めることができる。 After the magnetic body is bonded to the peripheral surface of the cored bar, the accuracy of the magnetization interval between the magnetic poles can be increased by magnetizing the N pole and the S pole.
また、本発明は、内輪と外輪の軌道輪のうちの回転軌道輪側に、円周方向で交互にN極とS極に着磁された磁気エンコーダを装着し、この磁気エンコーダの回転に伴う磁束の変化を検出する磁気センサを固定軌道輪側に装着して、前記回転軌道輪の回転を検出する回転センサ付き転がり軸受において、前記磁気エンコーダに上述したいずれかの磁気エンコーダを用いた構成を採用することにより、磁気エンコーダの磁性体の突き合わせ部で磁束の乱れが発生しないようにし、磁気センサで回転速度を正確に検出できるようにした。 Further, according to the present invention, a magnetic encoder magnetized alternately with N and S poles in the circumferential direction is mounted on the rotating raceway side of the inner and outer raceways, and the magnetic encoder is rotated. In a rolling bearing with a rotation sensor for mounting a magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux on the fixed race ring side and detecting the rotation of the rotary race ring, a configuration using any one of the magnetic encoders described above as the magnetic encoder. By adopting it, magnetic flux disturbance is prevented from occurring at the abutting part of the magnetic body of the magnetic encoder, and the rotational speed can be accurately detected by the magnetic sensor.
本発明の磁気エンコーダは、帯状または紐状の磁性体の両端面の突き合わせ部に、磁性材料を混ぜ込んだ接着剤を充填したので、成形用金型費用を節約できるとともに、磁性体の両端面の突き合わせ部での隙間を確実になくして、この突き合わせ部で磁束の乱れが発生しないようにすることができ、回転センサで回転速度を正確に検出することができる。 In the magnetic encoder of the present invention, the adhesive portion mixed with the magnetic material is filled in the abutting portions of both end faces of the belt-like or string-like magnetic body, so that the molding die cost can be saved and both end faces of the magnetic body can be saved. It is possible to reliably eliminate the gap at the abutting portion so that the magnetic flux is not disturbed at the abutting portion, and the rotation speed can be accurately detected by the rotation sensor.
前記接着剤に混ぜ込む磁性材料の配合割合を、磁性体に混合する磁性材料の配合割合と等しくすることにより、突き合わせ部で磁束の乱れをより発生しないようにすることができる。 By making the blending ratio of the magnetic material mixed in the adhesive equal to the blending ratio of the magnetic material mixed in the magnetic body, it is possible to prevent the magnetic flux from being disturbed more in the butt portion.
前記磁性体の突き合わせ部の両端面を、軸方向または厚み方向に傾斜させた傾斜面とすることにより、回転方向と垂直に形成される突き合わせ部をなくし、突き合わせ部で磁束の乱れをより確実に防止することができる。 By making both end faces of the abutting portion of the magnetic body into inclined surfaces that are inclined in the axial direction or the thickness direction, the abutting portion formed perpendicular to the rotation direction is eliminated, and the turbulence is more reliably disturbed at the abutting portion. Can be prevented.
前記磁性体を芯金の周面に接着した後で、N極とS極に着磁することにより、磁極の着磁間隔の精度を高めることができる。 After adhering the magnetic body to the peripheral surface of the cored bar, the accuracy of the magnetizing interval between the magnetic poles can be increased by magnetizing the N pole and the S pole.
また、本発明の回転センサ付き転がり軸受は、磁気エンコーダに上述したいずれかの磁気エンコーダを用いたので、成形用金型費用を節約できるとともに、磁気エンコーダの磁性体の突き合わせ部での磁束の乱れを防止して、磁気センサで回転速度を正確に検出することができる。 In addition, since the rolling bearing with a rotation sensor of the present invention uses any one of the magnetic encoders described above as a magnetic encoder, it is possible to save the molding die cost and to disturb the magnetic flux at the butt portion of the magnetic body of the magnetic encoder. And the rotational speed can be accurately detected by the magnetic sensor.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明に係る磁気エンコーダ1を用いた回転センサ付き転がり軸受を示す。この回転センサ付き転がり軸受は、回転軌道輪としての内輪21と固定軌道輪としての外輪22の間に、複数のボール23が保持器24で保持された深溝玉軸受であり、一端側にシール25が装着され、その他端側で、磁気エンコーダ1の環状の芯金2が内輪21の外径面に嵌合され、外輪22の内径面に嵌合された外環4に、磁気エンコーダ1と対向する磁気センサ5を収納したセンサケース6が内嵌されている。センサケース6には、磁気センサ5で検出された磁束の変化を出力する出力ケーブル7が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a rolling bearing with a rotation sensor using a magnetic encoder 1 according to the present invention. This rolling bearing with a rotation sensor is a deep groove ball bearing in which a plurality of
図2(a)、(b)に示すように、前記磁気エンコーダ1は、ゴムに磁性材料を混合して矩形断面の紐状に加硫成形した磁性体3を、その両端面3aを突き合わせるように環状の芯金2の外周面に巻き付けて接着したものであり、磁性体3の両端面3aは軸方向に傾斜した傾斜面とされ、この傾斜面同士の両端面3aの突き合わせ部に、磁性材料を混ぜ込んだ接着剤Aが充填されて、両端面3aが隙間なく接着されている。接着剤Aに混ぜ込んだ磁性材料は、後述する磁性体3の磁性材料と同じものとされ、同じ配合割合で混ぜ込まれている。この接着剤Aとしては、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系等のものを使用することができ、特に限定されることはない。なお、磁性体3は、突き合わせ部の中心に、N極とS極の磁極の境界が合致するように、接着後に円周方向で交互にN極とS極に着磁されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the magnetic encoder 1 abuts both
図3(a)、(b)は、前記紐状の磁性体3を加硫成形した成形金型11を示す。この成形金型11は、上面に渦巻状の成形溝11aが設けられており、この成形溝11aに磁性材料とゴムを混合して流し込み、紐状の磁性体3を渦巻状に曲率を持たせて成形するようになっている。したがって、次の図4(a)、(b)に示すように、磁性体3を芯金2の外周面に沿わせて、スムーズに巻き付けることができる。なお、磁性体3に混合する磁性材料としては、フェライト系、サマリウム系、ネオジウム系、コバルト系等のものを使用することができ、ゴムにはニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等を使用することができる。
3A and 3B show a
図4(a)、(b)は、前記紐状の磁性体3を芯金2に巻き付けて接着する手順を示す。まず、図4(a)に示すように、紐状の磁性体3を芯金2の外周面に巻き付けて両端部を重ね合わせ、両端部近傍を除く3/4周程度を芯金2の外周面に接着する。この状態で、図4(b)に示すように、重ね合わせた両端部を軸方向に傾斜した斜めに切断し、残りの1/4周程度を芯金2の外周面に接着するとともに、図2(b)に示したように、斜めに切断された両端面3aの間に接着剤Aを充填して、これらの突き合わせ部を接着する。なお、両端面3a同士を接着したときに、突き合わせ部の外径面や側面に段差が生じた場合は、この段差を除去するように後加工するとよい。
4 (a) and 4 (b) show a procedure in which the string-like
実施例として、図2(a)、(b)に示した磁気エンコーダ1を図1に示した回転センサ付き転がり軸受に組み込み、磁気エンコーダ1が内輪21と一緒に回転したときに、磁気センサ5で検出される磁気波形を測定した。比較例として、磁性体3の突き合わせ部に接着剤Aを充填しない磁気エンコーダ1を組み込んだ場合の磁気波形も測定した。
As an example, when the magnetic encoder 1 shown in FIGS. 2A and 2B is incorporated in the rolling bearing with a rotation sensor shown in FIG. 1 and the magnetic encoder 1 rotates together with the
図5(a)、(b)は、それぞれ実施例と比較例において、磁性体3の突き合わせ部近傍で検出された磁気波形を示す。いずれの磁気波形も、磁気エンコーダ1のN極とS極が交互に磁気センサ5の前面を通過する毎に、磁束がN極側とS極側へ波状に変化しているが、図5(b)に示した、突き合わせ部に接着剤Aを充填していない比較例のものでは、突き合わせ部近傍で磁気波形に乱れが生じている。これに対して、図5(a)に示した、突き合わせ部に接着剤Aを充填した実施例のものでは、突き合わせ部近傍で磁気波形に乱れがなく、他の部位と全く同じ正常な磁気波形が検出されている。
FIGS. 5A and 5B show magnetic waveforms detected in the vicinity of the butt portion of the
上述した実施形態では、紐状の磁性体の突き合わせ部となる両端面を軸方向に傾斜させた傾斜面としたが、これらの両端面は厚み方向に傾斜させた傾斜面や、傾斜のない垂直面とすることもできる。磁性体は扁平な帯状のものとしてもよい。 In the above-described embodiment, both end surfaces that become the butt portion of the string-like magnetic body are inclined surfaces that are inclined in the axial direction. However, these both end surfaces are inclined surfaces that are inclined in the thickness direction, or vertical that has no inclination. It can also be a surface. The magnetic body may be a flat strip.
また、上述した実施形態では、回転センサ付き転がり軸受を深溝玉軸受として、内輪を回転軌道輪としたが、本発明に係る回転センサ付き転がり軸受は、ころ軸受等の他のタイプの転がり軸受にも適用することができ、外輪を回転軌道輪とすることもできる。 In the above-described embodiment, the rolling bearing with a rotation sensor is a deep groove ball bearing and the inner ring is a rotating raceway. However, the rolling bearing with a rotation sensor according to the present invention is suitable for other types of rolling bearings such as a roller bearing. The outer ring can also be a rotating raceway.
A 接着剤
1 磁気エンコーダ
2 芯金
3 磁性体
3a 端面
4 外環
5 磁気センサ
6 センサケース
7 出力ケーブル
11 成形金型
11a 成形溝
21 内輪
22 外輪
23 ボール
24 保持器
25 シール
A Adhesive 1
Claims (5)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2022117557A (en) * | 2021-02-01 | 2022-08-12 | 内山工業株式会社 | Magnetic encoder, magnet for magnetic encoder, and manufacturing method thereof |
| CN115762944A (en) * | 2022-11-28 | 2023-03-07 | 江西中石新材料有限公司 | A kind of high-precision encoder magnetic grid material and preparation method of encoder magnetic grid |
-
2006
- 2006-08-10 JP JP2006218392A patent/JP2008039742A/en active Pending
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