(57)【要約】【課題】  磁性インク層の厚みを厚くしたとしても、磁性インク層が容易に剥がれるのを防止することができる磁気エンコーダを提供する。【解決手段】  本発明による磁気エンコーダ１は、回転体に同心一体に固定される固定部材２と、この固定部材２におけるセンサＳとの対向部分に同固定部材２の周方向に沿って固着されかつＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されて着磁されている磁性インク層３とを有している。固定部材２の対向部分には、固定部材２の周方向に沿って延びかつセンサＳ側に開口する溝部６が形成され、磁性インク層３がその溝部６の内部に充填された状態で固着されている。【選択図】      図１
2007085971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に同心一体に固定されるリング状の固定部材と、この固定部材におけるセンサとの対向部分に同固定部材の周方向に沿って固着されかつＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されている磁性インク層とを有する磁気エンコーダにおいて、
前記固定部材の周方向に沿って延びかつ前記センサ側に開口する溝部が当該固定部材の前記対向部分に形成され、前記磁性インク層がその溝部の内部に充填された状態で固着されていることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
回転体に同心一体に固定されるリング状の固定部材と、この固定部材におけるセンサとの対向部分に同固定部材の周方向に沿って固着されかつＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されている磁性インク層とを有する磁気エンコーダにおいて、
前記固定部材における前記磁性インク層が固着された面が、当該磁性インク層の厚さ方向に起伏する凹凸面とされていることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項３】
前記凹凸面は、前記固定部材の周方向に並ぶ多数の凹凸条よりなり、この凹凸条の先端部又は底部若しくはこれらの双方が鋭角状に形成されている請求項２記載の磁気エンコーダ。
【請求項４】
前記凹凸面は、前記固定部材の周方向に並ぶ多数の凹凸条よりなり、前記凹凸条の底部の周方向位置と、前記磁性インク層に着磁されたＮ極及びＳ極の周方向における中心位置とが個々に一致している請求項２又は３に記載の磁気エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転状態を検出することができるセンサ付き転がり軸受等に用いられる磁気エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸等を支持するための転がり軸受装置には、例えば図９に示すように、転がり軸受部５１と、当該回転軸の回転速度等の回転状態を検出するためのセンサ装置５２とを備えたものがある。センサ装置５２は、転がり軸受部５１の固定輪である外輪５３に固定された環状のセンサ部５４と、回転輪である内輪５５に一体回転可能に固定された環状の磁気エンコーダ５６と、を備えている。
このうち、磁気エンコーダ５６は、内輪５５に外嵌固定された環状の固定部材５７と、この固定部材５７の外側面５７ａに周方向に沿って配設されるとともに着磁された多数の磁性インク層５８とを有しており、内輪５５の回転によって生じる磁束の変化をセンサ部５４で検出することにより、内輪５５の回転速度等の回転状態が検出できるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４４０９９号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような磁気エンコーダ５６において、磁性インク層５８は、インク等に磁性粉末を混入してなる磁性インクを、平らな外側面５７ａに薄く塗布又は印刷することで、外側面５７ａに固着、形成されており、磁気エンコーダ５６は、この磁性粉末を含んだ磁性インク層５８によって、磁性が付与されている。従って、磁性インク層５８の厚みが比較的薄い場合、単位面積当たりに含有される磁性粉末が少なくなり、得られる磁束密度が比較的小さくなることがあった。このような小さな磁束密度の磁気エンコーダに対しては、回転状態を安定して検出するために、磁気インピーダンスセンサ等のような高感度かつ高価なセンサを必要とするため、センサ装置５２のコスト高を招く要因となっていた。
一方、磁性インク層５８の厚みを厚くすれば、磁性インク層５８における単位面積当たりの磁性粉末の量が多くなり、得られる磁束密度を高めることができるので、感度は低いが比較的安価な磁気抵抗センサ等を用いることができ、センサ装置５２がコストを抑制することはできる。
しかし、一般にインクは乾いて固化する際に収縮するので、磁性インク層５８の厚みを厚くすべく固定部材５７の平らな外側面５７ａに磁性インクを厚く塗布すると、固着された磁性インク層５８の内部には、インクの収縮に伴って、大きな引張応力が生じ、固定部材の表面から磁性インク層が剥がれ易くなる恐れがあった。磁性インク層が剥がれると、センサは正確に内輪１２の回転状態を検出できなくなるので、磁性インク層が剥がれ易い状態であると、磁気エンコーダは、センサに対して、安定して回転輪の回転状態を検出させることができなくなるという恐れがあった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、磁性インク層の厚みを厚くしたとしても、磁性インク層が容易に剥がれるのを防止することができる磁気エンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第一の本発明は、回転体に同心一体に固定されるリング状の固定部材と、この固定部材におけるセンサとの対向部分に同固定部材の周方向に沿って固着されかつＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されている磁性インク層とを有する磁気エンコーダにおいて、前記固定部材の周方向に沿って延びかつ前記センサ側に開口する溝部が当該固定部材の前記対向部分に形成され、前記磁性インク層がその溝部の内部に充填された状態で固着されていることを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成された磁気エンコーダによれば、磁性インク層は、上記従来例のように平らな面に固着されるのではなく、固定部材に形成された溝部の内側面といった立体的な面上に沿って固着される。これによって、磁性インク層内部に生じる引張応力を、多方向に分散、緩和させることができる。また、溝部の内部に磁性インク層を形成するので、磁性インク層と固定部材との接触面積を増やすことができ、磁性インク層と固定部材との密着力を高めることができる。
【０００８】
また、第二の本発明は、回転体に同心一体に固定されるリング状の固定部材と、この固定部材におけるセンサとの対向部分に同固定部材の周方向に沿って固着されかつＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されている磁性インク層とを有する磁気エンコーダにおいて、前記固定部材における前記磁性インク層が固着された面が、当該磁性インク層の厚さ方向に起伏する凹凸面とされていることを特徴としている。
上記のように構成された磁気エンコーダによれば、磁性インク層が凹凸面に固着されているので、固定部材と磁性インク層との固着面積を増やすことができ、固定部材と磁性インク層との密着力を高めることができる。
【０００９】
また、前記凹凸面は、前記固定部材の周方向に並ぶ多数の凹凸条よりなり、この凹凸条の先端部又は底部若しくはこれらの双方が鋭角状に形成してもよく、この場合、磁性インク層が鋭角な凹凸に沿ってくさび状に進入し固着するので、いわゆるアンカー効果を付与することができ、固定部材と磁性インク層との密着力を、より高めることができる。
【００１０】
また、前記凹凸面は、前記固定部材の周方向に並ぶ多数の凹凸条よりなり、前記凹凸条の底部の周方向位置と、前記磁性インク層に着磁されたＮ極及びＳ極の周方向における中心位置とが個々に一致していることが好ましい。
この場合、凹凸条の底部における磁性インク層の厚みは、他の部分における磁性インク層の厚みより厚くなるため、各磁極ごとにおける磁束密度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
第一の本発明の磁気エンコーダによれば、磁性インク層の厚みを厚くしその内部に大きな引張応力が生じたとしても、その引張応力を緩和させることができることに加えて、固定部材と磁性インク層との密着力を高めることができるので、磁性インク層が容易に剥がれるのを防止することができる。
また第二の本発明の磁気エンコーダによれば、磁性インク層の厚みを厚くしその内部に大きな引張応力が生じたとしても、多数の凹凸部によって、固定部材と磁性インク層との密着力を高めることができるので、磁性インク層が容易に剥がれるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る磁気エンコーダ１の要部断面図である。この磁気エンコーダ１は、図９で示したようにセンサ付き転がり軸受等の回転輪（回転体）に固定されて、回転状態を検出するためのセンサに対して磁束を変化させるものである。
【００１３】
磁気エンコーダ１は、リング状の固定部材２と、この固定部材２に固着された磁性インク層３とを備えている。固定部材２は、軟鋼等の磁性金属板等を折り曲げることで、断面ほぼＬ字形で全体を円環状に形成したものであり、円筒状に形成された円筒部４と、この円筒部４の軸方向一方側（紙面右方）の端部から径方向外方に折れ曲がった円輪部５とを有している。円筒部４は、図示しない転がり軸受等の回転輪（回転体）に固定され、固定部材２と前記回転体とを同心一体に固定する。円輪部５の軸方向外側には、回転輪の回転状態を検出するためのセンサＳが、円輪部５の外側面５ａに対向して配置される。すなわち、この外側面５ａは、固定部材２におけるセンサＳとの対向部分を構成している。また、円輪部５には、周方向に沿って延びかつセンサＳ側に開口する溝部６が形成されている。
【００１４】
磁性インク層３は、インク等に磁性体粉末を混入してなる磁性インクを溝部６の内側面６ａに塗布することで固着、形成されており、磁性インク層３は、磁性インクに含まれる磁性体粉末によって、磁性が付与されている。
磁性インク層３は、上記のように磁性インクを塗布することで、溝部６の内側面６ａに沿って固着されるとともに、溝部６の内部に充填された状態で形成されている。溝部６はセンサＳ側に開口しているので、溝部６に充填された磁性インク層３は、センサＳに向いて露出しており、その露出面３ａは、円輪部５の外側面５ａに対してほぼ面一とされている。
また、磁性インク層３は、図２に示すように、円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されており、センサＳに対して回転体の回転状態に応じた磁束の変化を生じさせることができる。
【００１５】
上記のように構成された本実施形態である磁気エンコーダ１によれば、磁性インク層３は、上記従来例のように平らな面上に固着されるのではなく、固定部材２に形成された溝部６の内側面６ａといった立体的な面上に沿って固着される。これによって、磁性インク層３内部に生じる引張応力を、多方向に分散、緩和させることができる。また、溝部６の内部に磁性インク層３を形成するので、磁性インク層３と固定部材２との接触面積を増やすことができ、磁性インク層３と固定部材２との密着力を高めることができる。
従って、磁性インク層３の厚みを厚くしその内部に大きな引張応力が生じたとしても、その引張応力を緩和させることができることに加えて、固定部材２と磁性インク層３との密着力を高めることができるので、磁性インク層３が容易に剥がれるのを防止することができる。
【００１６】
また、図１に戻って、磁性インク層３の厚み寸法Ｔ１は、０．３〜１ｍｍの範囲が好ましい。厚み寸法Ｔ１が０．３ｍｍ未満の場合、磁性インク層３に含まれる磁性体粉末の単位面積当たりの量が少なくなり、必要十分な磁束密度が得られない恐れがある。また、厚み寸法Ｔ１が１ｍｍより厚い場合、磁性インク層３内部の引張応力が緩和できない程度に過大となり、磁性インク層３が剥がれるのを防止できない恐れがあるからである。
【００１７】
図３は、本発明の第二の実施形態に係る磁気エンコーダ１の一部を示した斜視図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、磁性インク層３の露出面３ａが磁気エンコーダ１の外周面に位置するように構成されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００１８】
固定部材２は、磁性インク層３が固着された溝部６を径外方向に開口するように形成すべく、断面凹状で全体を円環状に形成されている。また、固定部材２は、回転体に対して外嵌することで、回転体に一体回転可能に固定される。
上記のように構成された磁気エンコーダ１によれば、センサＳが当該磁気エンコーダ１の径外方向に配置され、磁気エンコーダ１の外周面がセンサＳとの対向部分となる構成を有するセンサ装置に対しても適用することができる。
【００１９】
図４は、本発明の第三の実施形態に係る磁気エンコーダ１の要部断面図であり、図５は、当該磁気エンコーダ１の一部を示す外観図、図６は、図５中Ａ−Ａ線の矢視断面の一部を示した図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、固定部材２の円輪部５に溝部６が設けられていない点、及び円輪部５の外側面５ａに磁性インク層３が固着されるとともに、磁性インク層３が固着された外側面５ａの表面が、当該磁性インク層３の厚さ方向に起伏する凹凸面とされている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００２０】
本実施形態の固定部材２の円輪部５の外側面５ａには、図４に示すように、磁性インク層３が固着されている。磁性インク層３には、図５に示すように周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列状に着磁されている。
また、外側面５ａにおける凹凸面は、図５、図６に示すように、固定部材２の周方向に並ぶ多数の凹凸条７によって構成されており、この凹凸条７の先端部７ａ及び底部７ｂが鋭角状に形成されている。そして、この凹凸条７は、その底部７ｂの周方向位置と、磁性インク層３に着磁されたＮ極及びＳ極の周方向における中心位置Ｋとが個々に一致するように形成されている。このような多数の凹凸条７は、例えばプレス等によって所定形状に形成された金型を外側面５ａに押圧することで形成することができる。
【００２１】
上記のように構成された磁気エンコーダ１によれば、固定部材２の外側面５ａの表面に設けられた多数の凹凸条７よりなる凹凸面によって、固定部材２と磁性インク層３との固着面積を増やすことができるので、固定部材２と磁性インク層３との密着力を高めることができる。従って、磁性インク層の厚みを厚くしその内部に大きな引張応力が生じたとしても、磁性インク層が容易に剥がれるのを防止することができる。
【００２２】
また、上記磁気エンコーダ１において、凹凸条７の先端部７ａ及び底部７ｂは、鋭角状に形成されているので、磁性インク層３が凹条７の表面に沿ってくさび状に進入し固着する。これによって、固定部材２と磁性インク層３との間に、いわゆるアンカー効果を付与することができ、固定部材２と磁性インク層３との密着力を、より高めることができる。
【００２３】
また、凹凸条７の底部７ｂにおける磁性インク層３の厚みは、他の部分における磁性インク層３の厚みより実質的に厚くなるので、凹凸条７の底部７ｂの周方向位置と、磁性インク層３に着磁されたＮ極及びＳ極の周方向における中心位置Ｋとを個々に一致させることで、各磁極ごとにおける磁束密度を高めることができる。
【００２４】
また、図６において、実質的な磁性インク層３の厚み寸法である、磁性インク層３の表面３ａと凹条７の底部７ｂとの幅寸法Ｔ２は、０．３〜１ｍｍの範囲であることが好ましい。厚み寸法Ｔ２が０．３ｍｍ未満の場合、磁性インク層３に含まれる磁性体粉末の単位面積当たりの量が少なくなり、必要十分な磁束密度が得られない恐れがある。また、厚み寸法Ｔ２が１ｍｍより厚い場合、磁性インク層３内部の引張応力が過大となり、凹凸によって高められる固定部材２と磁性インク層３との密着力では、磁性インク層３が剥がれるのを防止できない恐れがあるからである。
【００２５】
図７は、本発明の第四の実施形態に係る磁気エンコーダ１の一部を示した斜視図である。本実施形態と第三の実施形態との主な相違点は、磁性インク層３が磁気エンコーダ１の外周面に位置するように構成されている点である。その他の点については、第三の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００２６】
固定部材２は、円筒状に形成されており、その外周面に磁性インク層３が固着されている。またこの固定部材２は、回転体に対して外嵌することで、回転体に一体回転可能に固定される。磁性インク層３が固着された固定部材２の外周面には、底部が鋭角状に形成された多数の凹凸条７が、周方向に沿って並べて配列されることで、凹凸面が構成されている。
上記のように構成された磁気エンコーダ１によれば、センサＳが当該磁気エンコーダ１の径外方向に配置され、磁気エンコーダ１の外周面がセンサＳとの対向部分となる構成を有するセンサ装置に対しても適用することができる。
【００２７】
尚、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記各実施形態における磁性インク層３は、全周に渡って環状に形成したが、センサによる回転状態の検出が可能であれば、図８に示すように磁性インク層３を部分的に形成することもできる。
また、上記第三及び第四実施形態の上記実施形態では、磁性インク層が固着される固着面に多数の凹条を配列したが、固定部材２と磁性インク層３との接触面積を増加するように粗面化されていればよく、例えば、ローレット加工やショットブラスト等で凹凸を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る磁気エンコーダの要部断面図である。
【図２】磁気エンコーダの磁極の配列を示した外観図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る磁気エンコーダの一部を示した斜視図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に係る磁気エンコーダ１の要部断面図である。
【図５】磁気エンコーダの一部を示す外観図である。
【図６】図５中、Ａ−Ａ線の矢視断面の一部を示した図である。
【図７】本発明の第四の実施形態に係る磁気エンコーダ１の一部を示した斜視図である。
【図８】磁性インク層の配置の一例を示した、磁気エンコーダの外観図である。
【図９】従来の磁気エンコーダが用いられるセンサ付き転がり軸受装置を示した断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      磁気エンコーダ
２      固定部材
３      磁性インク層
５ａ    外側面（固着面）
６      溝部
６ａ    内側面
７      凹凸条
７ａ    先端部
７ｂ    底部
Ｋ      中心位置
Ｓ      センサ
【図１】
2007085971.tif 000003
【図２】
2007085971.tif 000004
【図３】
2007085971.tif 000005
【図４】
2007085971.tif 000006
【図５】
2007085971.tif 000007
【図６】
2007085971.tif 000008
【図７】
2007085971.tif 000009
【図８】
2007085971.tif 000010
【図９】
2007085971.tif 000011