JP6191161B2 - Encoder - Google Patents
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Description
本発明は、エンコーダに関し、特に、工作機械用スピンドル、ボールねじサポート軸受、自動車や鉄道などの車両、航空機、一般産業機械等に好適に使用されるエンコーダに関する。 The present invention relates to encoders, in particular, it relates machine spindle, ball screw support bearings, vehicles such as automobiles and railroad, aircraft, to suitably encoder for use in general industrial machinery.
従来、被検出面の磁気特性の変化に対応して出力信号を変化させる磁気バイアス式のセンサを使用したタイプに用いられ、外周面にセンサの被検出面となるハの字状の溝部を有する磁性材製のエンコーダが考案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, it is used for a type using a magnetic bias type sensor that changes an output signal in response to a change in the magnetic characteristics of the surface to be detected, and has a C-shaped groove portion that becomes a surface to be detected on the outer peripheral surface. An encoder made of a magnetic material has been devised (for example, see Patent Document 1).
具体的に、図7に示すように、間座100は、ハの字状の溝部101、即ち、円周方向における互いの間隔が軸方向に連続的に変化するように、間座100の軸方向に対して互いに逆方向に略同じ角度で傾斜した一対の溝部102が、円周方向に等間隔で複数形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
また、特許文献2では、このようなハの字状の溝部101がエンドミルなどの工具を用いたヘリカル加工により、所定の深さまで移動させた後に回転軸方向に移動させることで形成されることが記載されている。
Moreover, in
しかしながら、特許文献2に記載のように、ハの字状の溝部101は、間座100の軸方向両端まで貫通させない限り、エンドミルを溝部101の深さ方向に送りを与えて加工する必要がある。一般的に、エンドミルは、側面加工用の工具であり、深さ方向の加工にはあまり適さない。このため、ハの字状の溝部101を精度よく加工することが困難となる場合がある。
However, as described in
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハの字状の溝部を精度よく、且つ簡易に加工することができるエンコーダを提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and its object is accurately shaped groove Ha, and is to provide a encoder which can be processed easily.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 回転部材と一体に回転可能であるとともに、外周面が被検出面を構成する環状のエンコーダであって、
前記外周面には、円周方向における互いの間隔が軸方向に連続的に変化するように、前記エンコーダの軸方向に対して互いに逆方向に略同じ角度で傾斜した一対の溝部をそれぞれ有する複数組の被検出部が円周方向に等間隔で形成され、且つ、
前記外周面には、前記複数組の被検出部の各溝部の軸方向両端とそれぞれ連続する一対の円周溝が形成され、且つ、
前記各円周溝は、前記エンコーダの軸方向両縁部から離れた位置にそれぞれ形成されることを特徴とするエンコーダ。
(2) 前記円周溝の深さは、前記一対の溝部の深さ以上であることを特徴とする(1)に記載のエンコーダ。
(3) 前記各溝部を構成する周方向両縁部は、径方向から見て、前記円周溝と連続する前記軸方向両端まで直線形状に形成されていることを特徴とする(1)または(2)に記載のエンコーダ。
(4) 工作機械用スピンドルに組み込まれることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のエンコーダ。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) An annular encoder that can rotate integrally with a rotating member and whose outer peripheral surface constitutes a detected surface,
A plurality of grooves each having a pair of grooves inclined at substantially the same angle in opposite directions with respect to the axial direction of the encoder so that the interval in the circumferential direction continuously changes in the axial direction on the outer peripheral surface. A set of detected parts are formed at equal intervals in the circumferential direction; and
Wherein the outer peripheral surface, before Symbol plurality of sets of a pair of circumferential grooves at both axial ends and each successive respective grooves of the detection unit is formed, and,
Each of the circumferential grooves is formed at a position away from both edges in the axial direction of the encoder.
(2) The encoder according to (1), wherein a depth of the circumferential groove is equal to or greater than a depth of the pair of groove portions.
(3) The circumferential edge portions constituting each groove are formed in a straight line shape to both ends in the axial direction continuous with the circumferential groove when viewed from the radial direction (1) or The encoder according to (2).
(4) The encoder according to any one of (1) to (3), which is incorporated into a spindle for machine tools .
本発明のエンコーダによれば、外周面に、各溝部の軸方向両端とそれぞれ連続する一対の円周溝が形成され、且つ、各円周溝は、エンコーダの軸方向両縁部から離れた位置にそれぞれ形成される。即ち、ハの字状の溝部の軸方向両端に、予め円周溝を設けることで、工具に深さ方向の送りを与えることなく、ハの字状の溝部を加工することが可能となり、ハの字状の溝部を精度よく、且つ簡易に加工することができる。 According to encoder of the present invention, the outer peripheral surface, a pair of circumferential grooves each successive axially opposite ends of each groove is formed, and each circumferential groove, remote from the axial edges of the encoder Formed in each position . In other words, by providing circumferential grooves in advance at both axial ends of the C-shaped groove, it becomes possible to process the C-shaped groove without giving the tool feed in the depth direction. The U-shaped groove can be processed accurately and easily.
また、ハの字状の溝部は、ヘリカル加工によって形成されるので、ハの字状の溝部を精度よく、且つ簡易に加工することができる。 In addition, since the C-shaped groove is formed by helical processing, the C-shaped groove can be accurately and easily processed.
また、円周溝と連続する各溝部の軸方向両端は、直線形状に形成されているので、センシング精度を向上することができる。 Moreover, since the axial direction both ends of each groove part which continues with a circumferential groove are formed in the linear shape, sensing accuracy can be improved.
さらに、円周溝の深さは、一対の溝部の深さ以上であるので、エンドミルに深さ方向の送りを与えることなく、ハの字状の溝部を精度よく、且つ簡易に加工することができる。 Furthermore, since the depth of the circumferential groove is equal to or greater than the depth of the pair of groove portions, the C-shaped groove portion can be accurately and easily processed without feeding the end mill in the depth direction. it can.
以下、本発明のエンコーダについて、図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、エンコーダが適用される工作機械用スピンドルの前側軸受付近の要部断面図である。スピンドル10の中心部には、回転部材である回転軸11が設けられており、軸方向端部には工具(図示せず)が取り付けられる。回転軸11は、一対の前側軸受20、21と、後側軸受(図示せず)とによって、ハウジング12に回転自在に支持されている。
Hereinafter, an encoder of the present invention will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part in the vicinity of a front bearing of a machine tool spindle to which an encoder is applied. A rotating
前側軸受20、21は、ハウジング12に内嵌された外輪22と、回転軸11に外嵌された内輪23と、これらの間に接触角を持って配置された複数の転動体24と、をそれぞれ備えるアンギュラ玉軸受である。これら一対の前側軸受20、21は、これらの間に配置された外輪間座13及びエンコーダを構成する内輪間座1を介して背面組み合わせとなるように配置される。
The
ハウジング12及び外輪間座13には、センサ取付穴12a及び貫通穴13aが径方向に連続して形成されている。センサ取付穴12a及び貫通穴13aには、センシングシステム30のセンサ31が挿入されている。センサ31は、先端部に検出部32を有するとともに、内部に磁石33が内蔵された磁気バイアス式センサである。また、このセンサ31は、所定の位置に位置決めされて、内輪間座1の外周面2に形成された被検出面に対向して配置されている。
A
図2及び図3に示すように、環状の内輪間座1の外周面2には、円周方向における互いの間隔が軸方向に連続的に変化するように、内輪間座1の軸方向に対して互いに逆方向に略同じ角度で傾斜したハの字状の溝部3を構成する一対の溝部4をそれぞれ有する複数組の被検出部5が円周方向に等間隔で形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the outer
また、内輪間座1の外周面2には、その軸方向両縁部2aから離れた位置で、複数組の被検出部5の各溝部4の軸方向両端とそれぞれ連続する一対の円周溝6が形成される。これにより、図4(a)に示すように、各溝部4を構成する周方向両縁部4aは、径方向から見て、円周溝6と連続する軸方向両端まで直線形状に形成されている。また、円周溝6の深さは、一対の溝部4の深さ以上であることが好ましく、また、円周溝6の軸方向幅は、一方は、使用するエンドミルの半径以上、他方は、エンドミルの直径以上であることが好ましい。なお、本実施形態では、両側の円周溝6の軸方向幅は、同一寸法に設定されている。
Further, on the outer
このように構成される内輪間座(エンコーダ)1は、まず、外周面2の軸方向両縁部2aから離れた位置に、深さが一対の溝部4の深さ以上となるように一対の円周溝6を予め加工する。そして、一対の溝部4は、エンドミルに深さ方向の送りを与えることなく、ヘリカル加工によって形成される。
また、一対の円周溝6は、外周面2の軸方向両縁部2aから離れた位置に形成されるので、内輪23と当接する軸方向端面に影響を及ぼすことがない。
The inner ring spacer (encoder) 1 configured in this way is firstly paired so that the depth is equal to or greater than the depth of the pair of
Further, since the pair of
このように構成されるセンシングシステム30は、図5に示すように、センサ31に内蔵された磁石33の磁界が、エンコーダ1の一対の溝部4により、オンオフされる変化をセンシングしている。このとき、エンコーダ1に、外部荷重により軸方向変位が与えられると、溝部4の角度により、磁界のオンオフ周期(周期1:一対の溝部4間、周期2:各被検出部5間)が変化するが、この周期比(周期1/周期2)を演算し、変位、荷重へと変換している。この周期比を正確にセンシングするため、一対の溝部4は、角度精度、直線精度がともに高精度に形成される必要がある。
As shown in FIG. 5, the
ここで、図4(b)及び図7に示す従来のエンコーダ100では、一対の溝部102には、その開口縁部102aに径方向から見て直線部102a1と曲線部102a2が存在するため、図5で説明したエンコーダ1の軸方向変位によるオンオフ周期の変化が、直線部102a1では一定であり、高精度な測定が可能であるが、曲線部102a2では変化が一定でなくなり、測定誤差が生じることになる。このように、従来のエンコーダ100では、直線部102a1による高精度測定が可能な範囲から溝部102の軸方向外側の測定不可範囲に移行する間に、曲線部102a2による測定誤差が発生する範囲があり、また、このような溝部102では、高精度測定範囲から測定誤差発生範囲への移行の判断も困難であるため、測定精度が低くなってしまう。一方、本実施形態のエンコーダ1では、図4(a)にも示すように、一対の溝部4には曲線部がなく、直線形状の周方向縁部4aによる高精度測定範囲から円環部6による測定不可範囲に直接移行することから、移行判断も容易であるため、センサとしての測定精度が向上することになる。
Here, in the
以上説明したように、本実施形態のエンコーダ1によれば、外周面2に、その軸方向両縁部2aから離れた位置で、各溝部4の軸方向両端とそれぞれ連続する一対の円周溝6が形成される。即ち、ハの字状の溝部3の軸方向両端に、予め円周溝6を設けることで、エンドミルに深さ方向の送りを与えることなく、ハの字状の溝部3にヘリカル加工を施すことが可能となり、ハの字状の溝部3を精度よく、且つ簡易に加工することができる。
As described above, according to the
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態のエンコーダ1では、円周溝6の断面形状は、長方形形状としたが、これに限らず、図6(a)に示す曲線形状、図6(b)に示す直線と曲線の複合形状、図6(c)に示す円周溝単体が非対称な形状など、いずれの形状であってもその効果は期待できる。さらに、上記実施形態や、図6(b)及び(c)のような形状では、一対の溝部4の連結部の周方向壁面に直線部6aが存在すると、その直線部6aを加工や精度低下などの基準に利用することができ、一対の溝部4のさらなる精度向上が期待できる。また、一対の円周溝6の断面形状は、図6(a)〜図6(c)等を組み合わせて、互いに異なる形状としてもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the
1 エンコーダ
2 外周面
3 ハの字状の溝部
4 溝部
5 被検出部
6 円周溝
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外周面には、円周方向における互いの間隔が軸方向に連続的に変化するように、前記エンコーダの軸方向に対して互いに逆方向に略同じ角度で傾斜した一対の溝部をそれぞれ有する複数組の被検出部が円周方向に等間隔で形成され、且つ、
前記外周面には、前記複数組の被検出部の各溝部の軸方向両端とそれぞれ連続する一対の円周溝が形成され、且つ、
前記各円周溝は、前記エンコーダの軸方向両縁部から離れた位置にそれぞれ形成されることを特徴とするエンコーダ。 An annular encoder that can rotate integrally with the rotating member and whose outer peripheral surface constitutes the detected surface,
A plurality of grooves each having a pair of grooves inclined at substantially the same angle in opposite directions with respect to the axial direction of the encoder so that the interval in the circumferential direction continuously changes in the axial direction on the outer peripheral surface. A set of detected parts are formed at equal intervals in the circumferential direction; and
Wherein the outer peripheral surface, before Symbol plurality of sets of a pair of circumferential grooves at both axial ends and each successive respective grooves of the detection unit is formed, and,
Each of the circumferential grooves is formed at a position away from both edges in the axial direction of the encoder.
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