特開2023-149247回転軸の封止構造、ロータリーエンコーダおよびロータリーエンコーダの制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023149247
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】回転軸の封止構造、ロータリーエンコーダおよびロータリーエンコーダの制御方法
(51)【国際特許分類】
G01D 5/245 20060101AFI20231005BHJP
【ＦＩ】
G01D5/245 110X
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022057717
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】100143720
【弁理士】
【氏名又は名称】米田 耕一郎
(72)【発明者】
【氏名】林 泰之
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA41
2F077AA42
2F077NN02
2F077NN03
2F077NN04
2F077NN14
2F077NN17
2F077NN27
2F077PP01
2F077PP05
2F077PP19
2F077VV02
2F077VV03
2F077VV04
2F077VV08
2F077VV09
2F077VV13
2F077VV14
(57)【要約】
【課題】摩擦の低減、確実な内部保護およびコスト低減を両立する回転軸の封止構造を提供する。
【解決手段】第一シール手段は、リング状弾性シール部材と、回転軸の軸線に直交する方向に延在する座面部と、リング状弾性シール部材と座面部とを軸線に平行な方向において接離させる移動機構を有する。第二シール手段は、軸通し孔と回転軸との間に設けられた非接触シールである。リング状弾性シール部材と座面部とが接触して軸通し孔と回転軸との間の隙間が封止される第一シール状態と、移動機構によりリング状弾性シール部材と座面部とが離間し、非接触シールによって軸通し孔と回転軸との間の隙間が封止される第二シール状態と、があり、第一シール状態と第二シール状態とは、回転軸の回転速さに応じて切り替えられる。
【選択図】図１
【解決手段】第一シール手段は、リング状弾性シール部材と、回転軸の軸線に直交する方向に延在する座面部と、リング状弾性シール部材と座面部とを軸線に平行な方向において接離させる移動機構を有する。第二シール手段は、軸通し孔と回転軸との間に設けられた非接触シールである。リング状弾性シール部材と座面部とが接触して軸通し孔と回転軸との間の隙間が封止される第一シール状態と、移動機構によりリング状弾性シール部材と座面部とが離間し、非接触シールによって軸通し孔と回転軸との間の隙間が封止される第二シール状態と、があり、第一シール状態と第二シール状態とは、回転軸の回転速さに応じて切り替えられる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、
収容空間を画成するハウジング部と、
回転軸を通すために前記ハウジング部に設けられた軸通し孔と、
前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間をシールして前記収容空間を封止する封止手段と、を備えた回転軸の封止構造であって、
前記封止手段は、第一シール手段と、第二シール手段と、を備え、
前記第一シール手段は、
リング状弾性シール部材と、
前記回転軸の軸線に直交する方向に延在する座面部と、
前記リング状弾性シール部材または前記座面部を前記軸線に平行な方向に相対移動させて前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを軸線に平行な方向において接離させる移動機構と、を有し、
前記リング状弾性シール部材は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に隙間が介在しないように直接的または間接的に取り付けられ、
前記座面部は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか他方に隙間が介在しないように連続的または別体として設けられ、
前記第二シール手段は、前記軸通し孔と前記回転軸との間に設けられた非接触シールである
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
収容空間を画成するハウジング部と、
回転軸を通すために前記ハウジング部に設けられた軸通し孔と、
前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間をシールして前記収容空間を封止する封止手段と、を備えた回転軸の封止構造であって、
前記封止手段は、第一シール手段と、第二シール手段と、を備え、
前記第一シール手段は、
リング状弾性シール部材と、
前記回転軸の軸線に直交する方向に延在する座面部と、
前記リング状弾性シール部材または前記座面部を前記軸線に平行な方向に相対移動させて前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを軸線に平行な方向において接離させる移動機構と、を有し、
前記リング状弾性シール部材は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に隙間が介在しないように直接的または間接的に取り付けられ、
前記座面部は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか他方に隙間が介在しないように連続的または別体として設けられ、
前記第二シール手段は、前記軸通し孔と前記回転軸との間に設けられた非接触シールである
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項2】
請求項１に記載の回転軸の封止構造において、
前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において接触して前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第一シール状態と、
前記移動機構により前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において離間し、前記非接触シールによって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第二シール状態と、があり、
前記第一シール状態と前記第二シール状態とは、前記回転軸の前記ハウジング部に対する相対回転速さに応じて切り替えられる
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において接触して前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第一シール状態と、
前記移動機構により前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において離間し、前記非接触シールによって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第二シール状態と、があり、
前記第一シール状態と前記第二シール状態とは、前記回転軸の前記ハウジング部に対する相対回転速さに応じて切り替えられる
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項3】
請求項２に記載の回転軸の封止構造において、
回転速さが所定値以下のときは、前記第一シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止され、
回転速さが所定値を越えると、前記第二シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
回転速さが所定値以下のときは、前記第一シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止され、
回転速さが所定値を越えると、前記第二シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転軸の封止構造において、
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に設けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
さらに、前記移動機構は、
前記変位部材に対して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが接触する向きに付勢力を掛ける付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが離間する向きに前記変位部材に力を掛けて、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる変位力付与手段と、を有する
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に設けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
さらに、前記移動機構は、
前記変位部材に対して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが接触する向きに付勢力を掛ける付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが離間する向きに前記変位部材に力を掛けて、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる変位力付与手段と、を有する
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項5】
請求項４に記載の回転軸の封止構造において、
変位力付与手段は、アクチュエータである
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
変位力付与手段は、アクチュエータである
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項6】
請求項４に記載の回転軸の封止構造において、
変位力付与手段は、温度に応じて変形する材料で形成された温度変形部材である
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
変位力付与手段は、温度に応じて変形する材料で形成された温度変形部材である
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項7】
請求項６に記載の回転軸の封止構造において、
当該回転軸の封止構造がさらにベアリングを有しており、
前記温度変形部材は、前記ベアリングに直接または間接的に接していて、
前記ベアリングの温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
当該回転軸の封止構造がさらにベアリングを有しており、
前記温度変形部材は、前記ベアリングに直接または間接的に接していて、
前記ベアリングの温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項8】
請求項６または請求項７に記載の回転軸の封止構造において、
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に取り付けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
前記変位部材が良熱伝導性材料で形成されており、
前記温度変形部材は、前記変位部材に直接または間接的に接していて、
前記変位部材の温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に取り付けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
前記変位部材が良熱伝導性材料で形成されており、
前記温度変形部材は、前記変位部材に直接または間接的に接していて、
前記変位部材の温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項9】
請求項４に記載の回転軸の封止構造において、
変位力付与手段は、ハウジング部の外部にある手動操作部からの手動操作を前記変位部材に伝えて変位させる変位伝達機構部である
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
変位力付与手段は、ハウジング部の外部にある手動操作部からの手動操作を前記変位部材に伝えて変位させる変位伝達機構部である
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項10】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の回転軸の封止構造において、
前記第二シール手段は、ラビリンスシールである
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
前記第二シール手段は、ラビリンスシールである
ことを特徴とする回転軸の封止構造。
【請求項11】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、を備えた
ことを特徴とするロータリーエンコーダ。
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、を備えた
ことを特徴とするロータリーエンコーダ。
【請求項12】
請求項５に記載の回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とするロータリーエンコーダ。
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とするロータリーエンコーダ。
【請求項13】
請求項５に記載の回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備えたロータリーエンコーダの制御方法であって、
前記駆動制御部には、前記アクチュエータの駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値が予め設定されており、
前記駆動制御部は、
前記回転検出手段で検出される回転の検出値を時々刻々モニターし、
前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とするロータリーエンコーダの制御方法。
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備えたロータリーエンコーダの制御方法であって、
前記駆動制御部には、前記アクチュエータの駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値が予め設定されており、
前記駆動制御部は、
前記回転検出手段で検出される回転の検出値を時々刻々モニターし、
前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とするロータリーエンコーダの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転軸を有するとともに防水（防油、防塵）等を必要とする機器の封止構造に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械の駆動制御に用いられるセンサ装置（例えばロータリーエンコーダ）は、加工用の切削液が掛かりやすい苛酷な環境下で使用されることが多いので、内部に液体や異物が侵入しないように、防水（防油、防塵）等の対策が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－２９２０３６
【特許文献2】特開２０１５－１５０５
【特許文献3】特開平７－２３９０３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
回転部品と固定部品との隙間をシールする方法としては、オイルシールといった部品を用いて回転部品と固定部品との隙間を封止してしまうことが一般的には行われる。しかし、例えば、高速回転で長時間運転をするような場合、このような封止では摩擦によるトルクや熱が発生してしまう。
一方、非接触シールとしては、磁性流体シール、ラビリンスシール、エアシールなどがある。
しかし、磁性流体シールは、その原理上、磁石を配置することが必要になるため、例えば、磁気式エンコーダのセンサ装置の防水には不適であるという欠点がある。
また、ラビリンスシールは、シール機能を発揮できる程度の回転が生じていなければシール機能が働かず、静止時や低速回転時にはセンサ装置（ロータリーエンコーダ）のセンサは保護されない。
また、エアシールの場合、エアを送出するホースやコンプレッサをセンサ装置（ロータリーエンコーダ）の数だけ用意しなければならず、その設備を用意したうえに逐一配管することには相当の手間とコストを要する。
すなわち、回転軸の封止構造において、摩擦の低減、確実な内部保護およびコスト低減をバランスをとりながら実現することが求められている。
一方、非接触シールとしては、磁性流体シール、ラビリンスシール、エアシールなどがある。
しかし、磁性流体シールは、その原理上、磁石を配置することが必要になるため、例えば、磁気式エンコーダのセンサ装置の防水には不適であるという欠点がある。
また、ラビリンスシールは、シール機能を発揮できる程度の回転が生じていなければシール機能が働かず、静止時や低速回転時にはセンサ装置（ロータリーエンコーダ）のセンサは保護されない。
また、エアシールの場合、エアを送出するホースやコンプレッサをセンサ装置（ロータリーエンコーダ）の数だけ用意しなければならず、その設備を用意したうえに逐一配管することには相当の手間とコストを要する。
すなわち、回転軸の封止構造において、摩擦の低減、確実な内部保護およびコスト低減をバランスをとりながら実現することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の回転軸の封止構造は、
回転軸と、
収容空間を画成するハウジング部と、
回転軸を通すために前記ハウジング部に設けられた軸通し孔と、
前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間をシールして前記収容空間を封止する封止手段と、を備えた回転軸の封止構造であって、
前記封止手段は、第一シール手段と、第二シール手段と、を備え、
前記第一シール手段は、
リング状弾性シール部材と、
前記回転軸の軸線に直交する方向に延在する座面部と、
前記リング状弾性シール部材または前記座面部を前記軸線に平行な方向に相対移動させて前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを軸線に平行な方向において接離させる移動機構と、を有し、
前記リング状弾性シール部材は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に隙間が介在しないように直接的または間接的に取り付けられ、
前記座面部は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか他方に隙間が介在しないように連続的または別体として設けられ、
前記第二シール手段は、前記軸通し孔と前記回転軸との間に設けられた非接触シールである
ことを特徴とする。
回転軸と、
収容空間を画成するハウジング部と、
回転軸を通すために前記ハウジング部に設けられた軸通し孔と、
前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間をシールして前記収容空間を封止する封止手段と、を備えた回転軸の封止構造であって、
前記封止手段は、第一シール手段と、第二シール手段と、を備え、
前記第一シール手段は、
リング状弾性シール部材と、
前記回転軸の軸線に直交する方向に延在する座面部と、
前記リング状弾性シール部材または前記座面部を前記軸線に平行な方向に相対移動させて前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを軸線に平行な方向において接離させる移動機構と、を有し、
前記リング状弾性シール部材は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に隙間が介在しないように直接的または間接的に取り付けられ、
前記座面部は、前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか他方に隙間が介在しないように連続的または別体として設けられ、
前記第二シール手段は、前記軸通し孔と前記回転軸との間に設けられた非接触シールである
ことを特徴とする。
【0006】
本発明の一実施形態では、
前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において接触して前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第一シール状態と、
前記移動機構により前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において離間し、前記非接触シールによって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第二シール状態と、があり、
前記第一シール状態と前記第二シール状態とは、前記回転軸の前記ハウジング部に対する相対回転速さに応じて切り替えられる
ことが好ましい。
前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において接触して前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第一シール状態と、
前記移動機構により前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが前記軸線に平行な方向において離間し、前記非接触シールによって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される第二シール状態と、があり、
前記第一シール状態と前記第二シール状態とは、前記回転軸の前記ハウジング部に対する相対回転速さに応じて切り替えられる
ことが好ましい。
【0007】
本発明の一実施形態では、
回転速さが所定値以下のときは、前記第一シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止され、
回転速さが所定値を越えると、前記第二シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される
ことが好ましい。
回転速さが所定値以下のときは、前記第一シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止され、
回転速さが所定値を越えると、前記第二シール状態によって前記軸通し孔と前記回転軸との間の隙間が封止される
ことが好ましい。
【0008】
本発明の一実施形態では、
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に設けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
さらに、前記移動機構は、
前記変位部材に対して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが接触する向きに付勢力を掛ける付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが離間する向きに前記変位部材に力を掛けて、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる変位力付与手段と、を有する
ことが好ましい。
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に設けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
さらに、前記移動機構は、
前記変位部材に対して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが接触する向きに付勢力を掛ける付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記リング状弾性シール部材と前記座面部とが離間する向きに前記変位部材に力を掛けて、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる変位力付与手段と、を有する
ことが好ましい。
【0009】
本発明の一実施形態では、
変位力付与手段は、アクチュエータである
ことが好ましい。
変位力付与手段は、アクチュエータである
ことが好ましい。
【0010】
本発明の一実施形態では、
変位力付与手段は、温度に応じて変形する材料で形成された温度変形部材である
ことが好ましい。
変位力付与手段は、温度に応じて変形する材料で形成された温度変形部材である
ことが好ましい。
【0011】
本発明の一実施形態では、
当該回転軸の封止構造がさらにベアリングを有しており、
前記温度変形部材は、前記ベアリングに直接または間接的に接していて、
前記ベアリングの温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことが好ましい。
当該回転軸の封止構造がさらにベアリングを有しており、
前記温度変形部材は、前記ベアリングに直接または間接的に接していて、
前記ベアリングの温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことが好ましい。
【0012】
本発明の一実施形態では、
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に取り付けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
前記変位部材が良熱伝導性材料で形成されており、
前記温度変形部材は、前記変位部材に直接または間接的に接していて、
前記変位部材の温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことが好ましい。
前記移動機構は、
前記回転軸の外側面と前記軸通し孔の内側面のうちのいずれか一方に取り付けられ、回転軸に平行な方向にスライドまたは変形する変位部材を有し、
前記リング状弾性シール部材または座面部は、前記変位部材に設置されており、
前記変位部材が良熱伝導性材料で形成されており、
前記温度変形部材は、前記変位部材に直接または間接的に接していて、
前記変位部材の温度が前記温度変形部材に伝熱される
ことが好ましい。
【0013】
本発明の一実施形態では、
変位力付与手段は、ハウジング部の外部にある手動操作部からの手動操作を前記変位部材に伝えて変位させる変位伝達機構部である
ことが好ましい。
変位力付与手段は、ハウジング部の外部にある手動操作部からの手動操作を前記変位部材に伝えて変位させる変位伝達機構部である
ことが好ましい。
【0014】
本発明の一実施形態では、
前記第二シール手段は、ラビリンスシールである
ことが好ましい。
前記第二シール手段は、ラビリンスシールである
ことが好ましい。
【0015】
本発明のロータリーエンコーダは、
前記回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、を備えた
ことを特徴とする。
前記回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、を備えた
ことを特徴とする。
【0016】
本発明のロータリーエンコーダは、
前記回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とする。
前記回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とする。
【0017】
本発明のロータリーエンコーダの制御方法は、
前記回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備えたロータリーエンコーダの制御方法であって、
前記駆動制御部には、前記アクチュエータの駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値が予め設定されており、
前記駆動制御部は、
前記回転検出手段で検出される回転の検出値を時々刻々モニターし、
前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とする。
前記回転軸の封止構造と、
前記ハウジング部の前記収容空間内に設置され、前記回転軸と前記ハウジング部との相対回転を検出する回転検出手段と、
前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御部と、を備えたロータリーエンコーダの制御方法であって、
前記駆動制御部には、前記アクチュエータの駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値が予め設定されており、
前記駆動制御部は、
前記回転検出手段で検出される回転の検出値を時々刻々モニターし、
前記回転検出手段によって検出された回転速さが所定値を超えたとき、前記アクチュエータを駆動して、前記リング状弾性シール部材と前記座面部とを離間させる
ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第一実施形態に係るロータリーエンコーダの断面模式図である。
【図2】第一実施形態において、リング状弾性シール部材と座面部との接触が解除された状態を例示した図である。
【図3】第三実施形態の構成を例示する図である。
【図4】第四実施形態の構成を例示する図である。
【図5】第五実施形態の構成を例示した図である。
【図6】第六実施形態の構成を例示した図である。
【図7】第七実施形態の構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第一実施形態）
本発明の係る第一実施形態について説明する。
本発明は、回転軸を有するとともに防水（防油、防塵）等を必要とする機器の封止構造に係るものである。このような回転軸を有するとともに防水を必要とする機器としては、例えば、センサ装置であるロータリーエンコーダが例として挙げられる。ロータリーエンコーダを例として第一実施形態を説明する。
（第一実施形態）
本発明の係る第一実施形態について説明する。
本発明は、回転軸を有するとともに防水（防油、防塵）等を必要とする機器の封止構造に係るものである。このような回転軸を有するとともに防水を必要とする機器としては、例えば、センサ装置であるロータリーエンコーダが例として挙げられる。ロータリーエンコーダを例として第一実施形態を説明する。
【0020】
図１は、ロータリーエンコーダ１００の断面模式図である。
なお、図を見やすくするため、ハッチングを省略している。
ロータリーエンコーダ１００は、収容空間２３０を画成するハウジング部２００と、回転入力軸としての回転軸１１０と、回転検出センサ部２１４と、封止手段３００と、を備える。
なお、図を見やすくするため、ハッチングを省略している。
ロータリーエンコーダ１００は、収容空間２３０を画成するハウジング部２００と、回転入力軸としての回転軸１１０と、回転検出センサ部２１４と、封止手段３００と、を備える。
【0021】
ハウジング部２００は、ベース部２１０と、キャップ部２２０と、を備える。
ベース部２１０は、円板状の平板体である。
キャップ部２２０は、筒状であり、筒部の下端側において径外方向に延在する取付フランジ部２２１を有する。
取付フランジ部２２１により、キャップ部２２０はベース部２１０に取り付け固定されている。
ベース部２１０の上面側にキャップ部２２０が被せられて、ベース部２１０とキャップ部２２０との間に収容空間２３０が画成される。
ベース部２１０は、円板状の平板体である。
キャップ部２２０は、筒状であり、筒部の下端側において径外方向に延在する取付フランジ部２２１を有する。
取付フランジ部２２１により、キャップ部２２０はベース部２１０に取り付け固定されている。
ベース部２１０の上面側にキャップ部２２０が被せられて、ベース部２１０とキャップ部２２０との間に収容空間２３０が画成される。
【0022】
なお、構造説明の便宜のため、「上」、「下」の用語を用いるが、実際にロータリーエンコーダ１００が使用されるときの設置姿勢（向き）を限定するものではない。
【0023】
キャップ部２２０は、その上端面側に回転軸１１０を通すための軸通し孔２２２を有する。
回転軸１１０は、軸通し孔２２２を通して、先端側がハウジング部２００から突出し、基端側がハウジング部２００内に軸受けされた状態でロータリーエンコーダ１００に取り付けられている。本実施例では、固定側がハウジング部２００であって、固定側に対して回転軸１１０が回転するとする。すなわち、回転軸１１０の先端側は、必要なカップリング（軸継ぎ手）を介して回転測定の対象物に連結され、対象物の回転駆動に従動して回転軸１１０は回転する。（これは相対的なもので、この関係を逆にして、回転軸１１０を固定側に取り付け、ハウジング部２００が回転対象物に取り付けられていてもよい。）
回転軸１１０は、軸通し孔２２２を通して、先端側がハウジング部２００から突出し、基端側がハウジング部２００内に軸受けされた状態でロータリーエンコーダ１００に取り付けられている。本実施例では、固定側がハウジング部２００であって、固定側に対して回転軸１１０が回転するとする。すなわち、回転軸１１０の先端側は、必要なカップリング（軸継ぎ手）を介して回転測定の対象物に連結され、対象物の回転駆動に従動して回転軸１１０は回転する。（これは相対的なもので、この関係を逆にして、回転軸１１０を固定側に取り付け、ハウジング部２００が回転対象物に取り付けられていてもよい。）
【0024】
ハウジング部２００の内部において、固定側であるベース部２１０に軸ぶれを吸収するカップリング２１１（継ぎ手）が設置されており、このカップリング２１１にブラケット２１２が取り付けられている。そして、ブラケット２１２にベアリング２１３が設けられている。このベアリング２１３で回転軸１１０が軸受けされている。
【0025】
回転検出センサ部（回転検出手段）２１４は、スケール２１５と、検出ヘッド２１６と、を有する。スケール２１５は、回転軸１１０と一体的に回転するように設けられている。スケール２１５の周期パターンからスケール２１５の回転を読み取る検出ヘッド２１６がブラケット２１２に担持されている。回転検出センサ部２１４としては、光電式エンコーダ、静電容量式エンコーダ、電磁誘導式エンコーダ、磁気式エンコーダなど既知の検出方式を採用すればよい。
【0026】
回転検出センサ部２１４で検出された回転検出信号はロータリーエンコーダ１００の外部に引き出されて、対象物の位置制御を行うコントローラーに入力されたり、位置データとして測定記録部に記録される。本実施形態では、さらに、回転検出センサ部２１４で検出された回転検出信号は、ロータリーエンコーダ１００自身の封止構造（具体的にはアクチュエータ３３３）の制御にも利用される。
【0027】
封止手段３００について説明する。
封止手段３００は、軸通し孔２２２と回転軸１１０との間の隙間をシールして収容空間２３０を液密に封止するものである。本実施形態においては、封止手段３００は、第一シール手段３１０と、第二シール手段３４０と、を備える。第一シール手段３１０は、回転軸１１０が回転していない（静止している）とき、および、回転速さがまだ所定値以下のときに軸通し孔２２２と回転軸１１０との間の隙間を接触式で封止するものである。
封止手段３００は、軸通し孔２２２と回転軸１１０との間の隙間をシールして収容空間２３０を液密に封止するものである。本実施形態においては、封止手段３００は、第一シール手段３１０と、第二シール手段３４０と、を備える。第一シール手段３１０は、回転軸１１０が回転していない（静止している）とき、および、回転速さがまだ所定値以下のときに軸通し孔２２２と回転軸１１０との間の隙間を接触式で封止するものである。
【0028】
第一シール手段３１０について説明する。
第一シール手段３１０は、回転軸１１０に取り付けられるリング状弾性シール部材３１１と、ハウジング部２００に設けられた座面部３２０と、リング状弾性シール部材３１１を回転軸１１０の軸方向に変位させる移動機構３３０と、を有する。
第一シール手段３１０は、回転軸１１０に取り付けられるリング状弾性シール部材３１１と、ハウジング部２００に設けられた座面部３２０と、リング状弾性シール部材３１１を回転軸１１０の軸方向に変位させる移動機構３３０と、を有する。
【0029】
リング状弾性シール部材３１１は、リング状のリング胴部３１２と、リング胴部３１２の端面から軸線方向にやや傾斜して突き出るように形成されたリップ部（突き出し部）３１３と、を有する。リング状弾性シール部材３１１は全体が合成樹脂であってもよいし、全体が金属性であってもよいし、リング胴部３１２とリップ部３１３とのうちの一方が樹脂で他方が金属の組み合わせで構成されていてもよい。
【0030】
キャップ部２２０の上側端面には軸通し孔２２２が設けられており、すなわち、キャップ部２２０の上側端面は軸通し孔２２２（回転軸１１０と言い換えてもよい）の軸線に対して直交する方向に延在する平坦面となっている。ここに、本第一実施形態では、キャップ部２２０の上側端面がリング状弾性シール部材３１１のリップ部３１３を受ける（着座する）座面部３２０となっている。
【0031】
移動機構３３０は、回転軸１１０に外嵌して取り付けられた変位部材３３１と、変位部材３３１およびリング状弾性シール部材３１１を座面部３２０に向けて付勢するバネ３３２と、回転軸１１０の回転速さに応じて駆動されるアクチュエータ３３３と、アクチュエータ３３３を駆動制御する駆動制御部３３５と、を有する。
【0032】
変位部材３３１は、回転軸１１０に対して隙間無く外嵌される筒状の部材である。
変位部材３３１は、回転軸１１０に外嵌された状態で回転軸１１０と一体的に回転するが、回転軸１１０の軸線方向にわずかに変位できるようになっている。
ここでは、変位部材３３１は例えば金属材料で形成されており、回転軸１１０の外側面に隙間無く外嵌するように内側面が仕上げられているが、所定以上の力（静止摩擦を越える程度の力）で軸方向に押し引きされたときには、変位部材３３１は軸方向にスライド移動できるようになっている。
あるいは、変位部材３３１と回転軸１１０との間に柔らかい可撓性の樹脂を流し込んでおいて、この可撓性樹脂の変形可能範囲で変位部材３３１が回転軸１１０に対して変位できるとしてもよい。
変位部材３３１の外側面にリング状弾性シール部材３１１が外嵌している。これにより、リング状弾性シール部材３１１も変位部材３３１と一緒に軸方向に変位可能となり、リング状弾性シール部材３１１は座面部３２０に対して接離する方向に移動できるようになっている。
変位部材３３１は、回転軸１１０に外嵌された状態で回転軸１１０と一体的に回転するが、回転軸１１０の軸線方向にわずかに変位できるようになっている。
ここでは、変位部材３３１は例えば金属材料で形成されており、回転軸１１０の外側面に隙間無く外嵌するように内側面が仕上げられているが、所定以上の力（静止摩擦を越える程度の力）で軸方向に押し引きされたときには、変位部材３３１は軸方向にスライド移動できるようになっている。
あるいは、変位部材３３１と回転軸１１０との間に柔らかい可撓性の樹脂を流し込んでおいて、この可撓性樹脂の変形可能範囲で変位部材３３１が回転軸１１０に対して変位できるとしてもよい。
変位部材３３１の外側面にリング状弾性シール部材３１１が外嵌している。これにより、リング状弾性シール部材３１１も変位部材３３１と一緒に軸方向に変位可能となり、リング状弾性シール部材３１１は座面部３２０に対して接離する方向に移動できるようになっている。
【0033】
付勢手段としてのバネ３３２は、変位部材３３１に対して付勢力を掛け、リング状弾性シール部材３１１のリップ部３１３を座面部３２０に向けて付勢する。本実施形態では、回転軸１１０から鍔１１２が延在しており、この鍔１１２と変位部材３３１との間にバネ（コイルバネ）３３２が介装されている。コイルバネ３３２とすることで、コイルバネ３３２の内側に回転軸１１０を通すようにして一つのコイルバネ３３２を設置することも出来るし、回転軸１１０の周囲に１２０度間隔や９０度間隔で複数のバネを配置するようにしてもよい。
【0034】
アクチュエータ３３３は、変位部材３３１を間にして、コイルバネ３３２とは反対側に設置されている。アクチュエータ３３３は、コイルバネ３３２の付勢力とは反対向きの力で変位部材３３１を変位させるものであり、アクチュエータ３３３は、駆動制御部３３５からの駆動信号によって起動して変位部材３３１を変位させる。本実施形態では、アクチュエータ３３３は、進退するロッド３３４の先端で変位部材３３１を押すものである。回転軸１１０が回転するとき、アクチュエータ３３３は回転軸１１０と一緒に回転する。したがって、アクチュエータ３３３に対する給電および制御信号の伝達は、ワイヤレス通信（給電）（例えば非接触コイルによる伝送）で行うのがよい。
【0035】
なお、アクチュエータ３３３を回転軸１１０とともに回転させずに、ハウジング部２００（例えばブラケット２１２）に固定的に設ける場合、アクチュエータ３３３（のロッド３３４の先端）と変位部材３３１との間に摩擦が生じることとなるので、その摩擦力をできるだけ小さくするのが望ましく、摩擦が生じる部分にベアリングを介装することがその摩擦低減手段として考えられる。例えば、アクチュエータ３３３（のロッド３３４の先端）と変位部材３３１との間にベアリングがあってもよいし、アクチュエータ３３３のロッド３３４の先端に回転するローラやボールを付けておくとしてもよい。
【0036】
また、アクチュエータ３３３は１つでもよいが、所定間隔（例えば１２０度間隔や９０度間隔）で複数のアクチュエータ３３３を設けるようにしてもよい。
【0037】
駆動制御部３３５は、収容空間２３０内に配置されている。駆動制御部３３５のメモリには、アクチュエータ３３３の駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値が予め設定されている。駆動制御部３３５は、回転検出センサ部２１４で検出される回転の検出値を時々刻々モニターし、回転速さが所定値を超えたとき、アクチュエータ３３３に駆動信号を与える。これにより、変位部材３３１とともにリング状弾性シール部材３１１の位置が回転軸１１０の軸方向に変位し、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触状態が解除される。逆に、回転速さが所定値以下になったとき、駆動制御部３３５はアクチュエータ３３３の駆動信号を停止して、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触状態を回復させる。駆動制御部３３５とアクチュエータ３３３との間の通信は、非接触の無線（ワイヤレス）通信で行われる。
【0038】
第二シール手段３４０は、非接触式のシール手段で、回転軸１１０の回転速さが所定値を超えたときにシール機能を発揮するもので、ここではラビリンスシール３４０である。
図１において、キャップ部２２０の軸通し孔２２２の出入り口に対向する位置に第一シール手段３１０が配設され、キャップ部２２０内においてブラケット２１２と回転軸１１０との間に第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）が配設されている。言い換えると、出入り口に近位する側に第一シール手段３１０が配設され、出入り口から遠い方に第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）が配設されている。ハウジング部２００の内部において、第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）を間にして、軸通し孔２２２の出入口とは反対側に回転検出センサ部２１４（回転検出手段）がある。よって、ハウジング部２００の内部において、第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）を間にして、軸通し孔２２２の出入口とは反対側の空間が防水、防塵等で封止保護された収容空間２３０ということである。（なお、ラビリングシール３４０の固定側部品（ブラケット２１２の外側面）とキャップ部２２０の内壁とは所定の方法で封止されている。）
図１において、キャップ部２２０の軸通し孔２２２の出入り口に対向する位置に第一シール手段３１０が配設され、キャップ部２２０内においてブラケット２１２と回転軸１１０との間に第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）が配設されている。言い換えると、出入り口に近位する側に第一シール手段３１０が配設され、出入り口から遠い方に第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）が配設されている。ハウジング部２００の内部において、第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）を間にして、軸通し孔２２２の出入口とは反対側に回転検出センサ部２１４（回転検出手段）がある。よって、ハウジング部２００の内部において、第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）を間にして、軸通し孔２２２の出入口とは反対側の空間が防水、防塵等で封止保護された収容空間２３０ということである。（なお、ラビリングシール３４０の固定側部品（ブラケット２１２の外側面）とキャップ部２２０の内壁とは所定の方法で封止されている。）
【0039】
ラビリンスシール３４０から水（油、塵埃）をキャップ部２２０の外に排出する排出口３４１がキャップ部２２０の側面に設けられている。第一シール手段３１０としてのリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触が解除された場合、所定値を超える回転（高速回転）があれば、ラビリンスシール３４０によってキャップ部２２０の外に排出される。
【0040】
ここに、駆動制御部３３５のメモリに予め設定される「アクチュエータ３３３の駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値」とは、第二シール手段３４０であるラビリンスシール３４０がシール機能を発揮できる回転速さのことである。あるいは、「アクチュエータ３３３の駆動を開始させる判断閾値として回転速さの所定値」とは、第二シール手段３４０であるラビリンスシール３４０がシール機能を発揮できる回転速さにさらに安全性を見込んで、その１０５％、１１０％、あるいは１２０％等に設定されてもよい。
【0041】
以上の構成を踏まえて本実施形態の封止手段３００の作用は次のようになる。
まず、回転軸１１０が静止あるいは低速回転のとき、アクチュエータ３３３は駆動されない。このとき、変位部材３３１を介してコイルバネ３３２によってリング状弾性シール部材３１１は座面部３２０に押し付けられる。リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触状態により、ハウジング部２００内の収容空間２３０は、軸通し孔２２２の出入り口のところでシールされた状態になる（第一シール状態）。
まず、回転軸１１０が静止あるいは低速回転のとき、アクチュエータ３３３は駆動されない。このとき、変位部材３３１を介してコイルバネ３３２によってリング状弾性シール部材３１１は座面部３２０に押し付けられる。リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触状態により、ハウジング部２００内の収容空間２３０は、軸通し孔２２２の出入り口のところでシールされた状態になる（第一シール状態）。
【0042】
基本的には、外部電源等の動力源がなくても、コイルバネ３３２の付勢力によってリング状弾性シール部材３１１は座面部３２０に押し付けられるから、特別なことをしなくてもロータリーエンコーダ１００の収容空間２３０は液密に封止された状態を常時保つ。そして、回転軸１１０が回転を始めたとしても、その回転が低速回転であれば、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触によってロータリーエンコーダ１００の収容空間２３０は液密に封止された状態を保つ。回転時にリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが接触していると、そこに摩擦が生じるが、回転が低速であれば摩擦が対象物に与える影響は十分に小さいと考えられる。
【0043】
次に、回転測定対象物が回転駆動を行い、回転速さが所定値を越えた場合、駆動制御部３３５からアクチュエータ３３３に駆動信号が送られる。すると、コイルバネ３３２の付勢力に抗し、アクチュエータ３３３の力によって変位部材３３１とともにリング状弾性シール部材３１１の位置が回転軸１１０の軸方向に変位し、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触が解除される。図２は、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触が解除された状態を例示した図である。このとき、所定値を超える回転（高速回転）があれば、ラビリンスシール３４０によってハウジング部２００内の収容空間２３０は液密に封止される（第二シール状態）。また、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とは接触しないので、摩擦が生じることがなく、例えば、回転対象物の動きを阻害したり、あるいは、リング状弾性シール部材３１１が磨耗してシール機能が低下するというような不都合が生じなくなる。
【0044】
本第一実施形態では、座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１のリップ部３１３とを軸線に平行な方向で相対移動させて接離させるものである。
これに対する比較例として、例えば、リング状接触式シールを径方向に広げたり縮めたりして、シール対象との接離を切り替えるという考え方もある。ただし、リング状接触式シールを径方向に頻繁に径大変形させると、シールの素材が劣化してしまって、例えば内径が大きくなって戻らなくなるなどの問題があり、すぐにシール機能が低下してしまう。そこでシール機能を長く保つために、接触式シールの素材として弾性がやや強いものを使用したり、予め内径がゆるむことを見越して内径が小さめのリング状シールを使いたくなるが、これは回転時に強い摩擦力を生じる一因になる。この点、本実施形態のように、座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１のリップ部３１３とを軸線に平行な方向で相対移動させて接離させることとすれば、頻繁に接離が繰り返されてもリング状弾性シール部材３１１が劣化しにくく、意図した通りのシール機能が長く維持されるようになる。
これに対する比較例として、例えば、リング状接触式シールを径方向に広げたり縮めたりして、シール対象との接離を切り替えるという考え方もある。ただし、リング状接触式シールを径方向に頻繁に径大変形させると、シールの素材が劣化してしまって、例えば内径が大きくなって戻らなくなるなどの問題があり、すぐにシール機能が低下してしまう。そこでシール機能を長く保つために、接触式シールの素材として弾性がやや強いものを使用したり、予め内径がゆるむことを見越して内径が小さめのリング状シールを使いたくなるが、これは回転時に強い摩擦力を生じる一因になる。この点、本実施形態のように、座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１のリップ部３１３とを軸線に平行な方向で相対移動させて接離させることとすれば、頻繁に接離が繰り返されてもリング状弾性シール部材３１１が劣化しにくく、意図した通りのシール機能が長く維持されるようになる。
【0045】
（第二実施形態）
上記第一実施形態では、回転軸１１０の回転速さが所定値を超えたときに、アクチュエータ３３３を駆動してリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触状態を解除するとした。
これは、一つの閾値でリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触／非接触を切り替えるという一段階の切り替え制御である。
第二実施形態としては、回転速さの判断閾値を複数段で設定しておき、回転速さの上昇に応じて、徐々にアクチュエータ３３３を駆動し、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触圧が徐々に（段階的に）弱くなるようにしてもよい。
非接触シール（ラビリングシール）のシール力は回転数に正相関（遠心力だとすれば角速度の二乗に相関）する。非接触シール（ラビリングシール）は、回転が与えられればその回転に応じたシール力を発揮するのであるから、接触式の第一シール手段３１０（リング状弾性シール部材３１１）によって生じる摩擦力の影響と、接触式の第一シール手段３１０と非接触式の第二シール手段３４０とを組み合わせたシール力と、のバランスを考慮して、回転速さの上昇に応じてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触圧が徐々に（段階的に）弱くなるようにするとよい。
上記第一実施形態では、回転軸１１０の回転速さが所定値を超えたときに、アクチュエータ３３３を駆動してリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触状態を解除するとした。
これは、一つの閾値でリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触／非接触を切り替えるという一段階の切り替え制御である。
第二実施形態としては、回転速さの判断閾値を複数段で設定しておき、回転速さの上昇に応じて、徐々にアクチュエータ３３３を駆動し、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触圧が徐々に（段階的に）弱くなるようにしてもよい。
非接触シール（ラビリングシール）のシール力は回転数に正相関（遠心力だとすれば角速度の二乗に相関）する。非接触シール（ラビリングシール）は、回転が与えられればその回転に応じたシール力を発揮するのであるから、接触式の第一シール手段３１０（リング状弾性シール部材３１１）によって生じる摩擦力の影響と、接触式の第一シール手段３１０と非接触式の第二シール手段３４０とを組み合わせたシール力と、のバランスを考慮して、回転速さの上昇に応じてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触圧が徐々に（段階的に）弱くなるようにするとよい。
【0046】
このように回転速さの上昇に応じてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触圧を徐々に（段階的に）調整できるのは、座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１のリップ部３１３とを軸線に平行な方向で相対移動させて接離させる構成の方が好適であると考えられる。例えば、リング状接触式シールを径方向に広げたり縮めたりしてシール対象との接離を切り替える方式では、接触圧を徐々に（段階的に）調整する機構を盛り込むのは難しいと考えられる。
【0047】
アクチュエータ３３３の駆動制御は、予め決まったタイミングで駆動するようにプログラミングされたプログラムで制御されるとしてもよいし、回転対象物の回転駆動時は常にアクチュエータ３３３を駆動して第一シール手段３１０の接触を解除するとしてもよい。また、間欠駆動としてもよい。また、別途にキャップ部２２０内（あるいは収容空間２３０内）に液体検知センサを設けておいて、液体侵入とアクチュエータ３３３の駆動タイミングに相関を持たせたり、液体侵入をモニタリングすることでユーザの要望に応じて液体侵入がおこる現象のパターンを記録し、傾向を学習することで、あらかじめ液体侵入が起こりそうなタイミングを予測して変位部材３３１の位置変更（第一シール手段３１０の接離の切替）をしてもよい。
【0048】
（第三実施形態）
上記第一実施形態では、変位部材３３１は回転軸１１０に沿ってスライド移動するとしたが、例えば、変位部材３３１を可撓性や弾性をもつ材料・部材で形成して、変位部材３３１が回転軸１１０の軸線方向に変形可能になっていてもよい。
図３は、第三実施形態の構成を例示する図である。例えば、図３においては、変位部材３３１が弾性体であり、外縁寄りの位置がアクチュエータ３３３によって軸線方向に平行に押し上げられると、せん断ひずみが生じるように外側が持ち上がり、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触が解除される。このような変位部材３３１は、合成樹脂（合成ゴム）でもよいし、単体の板バネでもよいし、平行板バネや、平行リンクでもよいだろう。この場合、例えば、変位部材３３１自身に「リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが接触する向きに付勢力を掛ける付勢手段」が内在されていると考えて、別体としての付勢手段（コイルバネ３３２）を省略してもよい。
上記第一実施形態では、変位部材３３１は回転軸１１０に沿ってスライド移動するとしたが、例えば、変位部材３３１を可撓性や弾性をもつ材料・部材で形成して、変位部材３３１が回転軸１１０の軸線方向に変形可能になっていてもよい。
図３は、第三実施形態の構成を例示する図である。例えば、図３においては、変位部材３３１が弾性体であり、外縁寄りの位置がアクチュエータ３３３によって軸線方向に平行に押し上げられると、せん断ひずみが生じるように外側が持ち上がり、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触が解除される。このような変位部材３３１は、合成樹脂（合成ゴム）でもよいし、単体の板バネでもよいし、平行板バネや、平行リンクでもよいだろう。この場合、例えば、変位部材３３１自身に「リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが接触する向きに付勢力を掛ける付勢手段」が内在されていると考えて、別体としての付勢手段（コイルバネ３３２）を省略してもよい。
【0049】
（第四実施形態）
上記第一実施形態では、変位部材３３１は回転軸１１０側に取り付けられ、変位部材３３１によってリング状弾性シール部材３１１を軸方向に変位させるとした。
第四実施形態として、図４に例示するように、変位部材３５０によって座面部３２０を変位させるようにしてもよい。
図４は、第四実施形態の構成を例示する図である。
図４においては、リング状弾性シール部材３１１が回転軸１１０に直接外嵌され、変位部材３５０がキャップ部２２０の軸通し孔２２２の内側面に設けられ、この変位部材３５０に座面部３２０が連続的に設けられている。
変位部材３５０は、キャップ部２２０の軸通し孔２２２の内側に受け入れられる円筒形の胴体部３５１と、胴体部３５１から径外方向に突き出た鍔面部３５２と、を有する。
鍔面部３５２とキャップ部２２０の上端面内側との間に付勢手段としてのコイルバネ３３２が介装されている。また、鍔面部３５２を間にしてコイルバネ３３２とは反対側にアクチュエータ３３３が設けられている。
図４の例では、コイルバネ３３２は引張りバネであって変位部材３５０とともに座面部３２０を引き上げてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とを接触させる。アクチュエータ３３３が駆動する際には変位部材３５０を引き下げることで座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１との接触を解除する。
上記第一実施形態では、変位部材３３１は回転軸１１０側に取り付けられ、変位部材３３１によってリング状弾性シール部材３１１を軸方向に変位させるとした。
第四実施形態として、図４に例示するように、変位部材３５０によって座面部３２０を変位させるようにしてもよい。
図４は、第四実施形態の構成を例示する図である。
図４においては、リング状弾性シール部材３１１が回転軸１１０に直接外嵌され、変位部材３５０がキャップ部２２０の軸通し孔２２２の内側面に設けられ、この変位部材３５０に座面部３２０が連続的に設けられている。
変位部材３５０は、キャップ部２２０の軸通し孔２２２の内側に受け入れられる円筒形の胴体部３５１と、胴体部３５１から径外方向に突き出た鍔面部３５２と、を有する。
鍔面部３５２とキャップ部２２０の上端面内側との間に付勢手段としてのコイルバネ３３２が介装されている。また、鍔面部３５２を間にしてコイルバネ３３２とは反対側にアクチュエータ３３３が設けられている。
図４の例では、コイルバネ３３２は引張りバネであって変位部材３５０とともに座面部３２０を引き上げてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とを接触させる。アクチュエータ３３３が駆動する際には変位部材３５０を引き下げることで座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１との接触を解除する。
【0050】
なお、変位部材３５０とキャップ部２２０の内側面（あるいは軸通し孔２２２）との間は、隙間がないように仕上げられているとしてもよいし、可撓性の樹脂でシールしてもよい。
【0051】
（第五実施形態）
移動機構３３０の構成としては、上記第一から第四実施形態の他にも可能なバリエーションは有り得る。
例えば、図５に例示のように、座面部３２０が回転軸１１０から径外方向に延在し、変位部材３３１、３５０がキャップ部２２０の軸通し孔２２２の内側面に設けられ、この変位部材３３１、３５０にリング状弾性シール部材３１１が担持されてもよい。この他、部材（部品）の配置も、付勢手段（コイルバネ３３２）、変位付与手段（例えばアクチュエータ３３３）が押すあるいは引く方向も上記例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で位置や方向を適宜入れ替えることができる。
移動機構３３０の構成としては、上記第一から第四実施形態の他にも可能なバリエーションは有り得る。
例えば、図５に例示のように、座面部３２０が回転軸１１０から径外方向に延在し、変位部材３３１、３５０がキャップ部２２０の軸通し孔２２２の内側面に設けられ、この変位部材３３１、３５０にリング状弾性シール部材３１１が担持されてもよい。この他、部材（部品）の配置も、付勢手段（コイルバネ３３２）、変位付与手段（例えばアクチュエータ３３３）が押すあるいは引く方向も上記例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で位置や方向を適宜入れ替えることができる。
【0052】
また、回転軸１１０がベース部２１０も貫くような場合には、回転軸１１０とベース部２１０の軸通し孔２２２との間にも封止手段３００を設けることとすればよい。
【0053】
（第六実施形態）
第六実施形態として、変位力付与手段が電気や油空圧といった動力源を使用するものではなくて、温度に応じて変形する材料で形成された温度変形部材である場合を説明する。
図６は第六実施形態の構成を例示した図である。
図６において、変位力付与手段である温度変形部材は、形状記憶合金バネ３３６であり、ここでは、形状記憶合金バネ３３６は、温度の上昇によって伸張して変位部材３５０を押し上げるとする。（さらに、形状記憶合金バネ３３６は、温度の低下によって縮んで変位部材３５０を積極的に引き下げるとしてもよい。）
第六実施形態として、変位力付与手段が電気や油空圧といった動力源を使用するものではなくて、温度に応じて変形する材料で形成された温度変形部材である場合を説明する。
図６は第六実施形態の構成を例示した図である。
図６において、変位力付与手段である温度変形部材は、形状記憶合金バネ３３６であり、ここでは、形状記憶合金バネ３３６は、温度の上昇によって伸張して変位部材３５０を押し上げるとする。（さらに、形状記憶合金バネ３３６は、温度の低下によって縮んで変位部材３５０を積極的に引き下げるとしてもよい。）
【0054】
ここで、第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）内の回転軸側部３４２に良熱伝導性材料（例えば金属や金属を混ぜた樹脂）が含まれている。また、第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）内の回転軸側部３４２と回転軸１１０との間に良熱伝導性の部材が介在配置されていてもよい。なお、本第六実施形態では、ベアリング２１３が第二シール手段３４０（ラビリンスシール３４０）の直下に配置されている。
【0055】
変位部材３３１は、良熱伝導性材料（例えば金属や金属を混ぜた樹脂）で形成されている。また、リング状弾性シール部材３１１も良熱伝導性材料（例えば金属や金属を混ぜた樹脂）で形成されているとよい。
【0056】
そして、形状記憶合金バネ３３６は、変位部材３３１とラビリンスシール３４０の回転軸側部３４２との間に配設されている。ここに、形状記憶合金バネ３３６には、ベアリング２１３からの発熱と、リング状弾性シール部材３１１（あるいは座面部３２０）の発熱と、が伝熱するようになっている。また、第一シール手段３１０（リング状弾性シール部材３１１、座面部３２０）との接触封止が解除された状態のとき、例えば、冷却液（あるいは切削液）が侵入したりすると、形状記憶合金バネ３３６は冷やされることになる。
【0057】
第六実施形態の封止手段３００の作用は次のようになる。
回転軸１１０が静止または低速回転のときは、付勢手段（コイルバネ３３２）の力によって変位部材３３１が押し下げられてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが接触した封止状態を保つ。回転軸１１０が回転し、高速回転がある程度継続されると、リング状弾性シール部材３１１またはベアリング２１３に発熱が生じ、その熱が形状記憶合金バネ３３６に伝熱する。すると、形状記憶合金バネ３３６が変位部材３３１を押し上げて、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが離間し、摩擦の発生がなくなる。このときは、収容空間２３０はラビリンスシール３４０によって封止される（第二シール状態）。
回転軸１１０が静止または低速回転のときは、付勢手段（コイルバネ３３２）の力によって変位部材３３１が押し下げられてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが接触した封止状態を保つ。回転軸１１０が回転し、高速回転がある程度継続されると、リング状弾性シール部材３１１またはベアリング２１３に発熱が生じ、その熱が形状記憶合金バネ３３６に伝熱する。すると、形状記憶合金バネ３３６が変位部材３３１を押し上げて、リング状弾性シール部材３１１と座面部３２０とが離間し、摩擦の発生がなくなる。このときは、収容空間２３０はラビリンスシール３４０によって封止される（第二シール状態）。
【0058】
ここで、例えば、冷却液（あるいは切削液）が多量に掛けられて、ロータリーエンコーダ１００の設置個所にも冷却液が侵入してきたり、さらには、キャップ部２２０の内部に想定以上の冷却液が侵入してくるような場合、形状記憶合金バネ３３６が冷却されて縮むから、コイルバネ３３２によって変位部材３３１とリング状弾性シール部材３１１とが押し下げられてリング状弾性シール部材３１１と座面部３２０との接触封止が回復する（第一シール状態）。この構成によれば、動力源や電気的な制御手段なしでも、第一シール状態と第二シール状態とが自動的に切り替えられ、摩擦の低減とロータリーエンコーダ１００の安全な封止保護とをバランスよく両立できる。
【0059】
（変形例１）
なお、上記実施形態では、形状記憶合金バネ３３６は、回転に伴う第一シール手段３１０および第二シール手段３４０の発熱によって変形するものとしたが、形状記憶合金バネ３３６の変形を積極的に駆動制御するようにしてもよい。例えば、変位部材３３１、良熱伝導性部材３４３、および／または、座面部３２０の温度を検出するように温度センサを設置しておき、（第一実施形態で説明した）駆動制御部３３５が温度センサからの温度データをモニタするように設ける。回転軸の回転に伴う発熱が温度センサで検出され、温度上昇が予め設定された所定値を越えたとき、駆動制御部３３５が形状記憶合金バネ３３６に対して積極的に所定時間、所定値の電流を印加し、形状記憶合金バネ３３６の抵抗熱（ジュール熱）によって形状記憶合金バネ３３６の変形を積極的に促すようにしてもよい。
なお、上記実施形態では、形状記憶合金バネ３３６は、回転に伴う第一シール手段３１０および第二シール手段３４０の発熱によって変形するものとしたが、形状記憶合金バネ３３６の変形を積極的に駆動制御するようにしてもよい。例えば、変位部材３３１、良熱伝導性部材３４３、および／または、座面部３２０の温度を検出するように温度センサを設置しておき、（第一実施形態で説明した）駆動制御部３３５が温度センサからの温度データをモニタするように設ける。回転軸の回転に伴う発熱が温度センサで検出され、温度上昇が予め設定された所定値を越えたとき、駆動制御部３３５が形状記憶合金バネ３３６に対して積極的に所定時間、所定値の電流を印加し、形状記憶合金バネ３３６の抵抗熱（ジュール熱）によって形状記憶合金バネ３３６の変形を積極的に促すようにしてもよい。
【0060】
（第七実施形態）
第七実施形態としては、変位部材３５０の変位を手動で行うようにしてもよい。
図７は、第七実施形態の構成を例示する図である。
図７において、例えば回転テーブルの回転を検出するために回転テーブルの回転駆動軸にロータリーエンコーダ１００が付設されている。ロータリーエンコーダ１００には封止手段３００が適用されている。
第七実施形態としては、変位部材３５０の変位を手動で行うようにしてもよい。
図７は、第七実施形態の構成を例示する図である。
図７において、例えば回転テーブルの回転を検出するために回転テーブルの回転駆動軸にロータリーエンコーダ１００が付設されている。ロータリーエンコーダ１００には封止手段３００が適用されている。
【0061】
キャップ部２２０と変位部材３５０とはネジ３５３で螺合しており、変位部材３５０を回転させることで変位部材３５０がネジ送りで上下動するようになっている。ここでは、キャップ部２２０の上端側の外周に雄ネジが設けられ、リング状に形成された変位部材３５０の内周に雌ネジが設けられ、キャップ部２２０と変位部材３５０とが螺合している。リング状の変位部材３５０の上端に座面部３２０が連続的に設けられている。座面部３２０は、変位部材３５０の上端において、回転軸に直交する方向に平行に設けられている。
【0062】
回転テーブルの筐体の外部に、第一シール手段３１０の接離を切り替えるつまみ（手動操作部）３６０が設けられている。つまみ３６０のシャフトの先端にかさ歯車３６１が設けられ、変位部材３５０の外側のエッジにかさ歯車３５４が設けられ、つまみ３６０のかさ歯車３６１と変位部材３５０のかさ歯車３５４とが螺合している。これにより、ユーザが横方向から手動操作でつまみ３６０を回すと、それに応じて変位部材３５０が回転し、変位部材３５０がキャップ部２２０に対して変位する。すなわち、変位部材３５０に付設された座面部３２０がリング状弾性シール部材３１１に対して相対変位し、第一シール手段３１０としての座面部３２０とリング状弾性シール部材３１１との接触と離間とが切り替え操作される。ここに、つまみ３６０のかさ歯車３６１、変位部材３５０のかさ歯車３５４、および、変位部材３５０とキャップ部２２０とのネジ３５３、により、手動操作を変位部材に伝えて変位部材３５０を変位させる変位伝達機構部が構成されている。
なお、つまみ３６０は変位部材３５０に追従して上下動あるいは傾斜（傾動）するようにしておき、つまみ３６０のかさ歯車３６１と変位部材３５０のかさ歯車３５４との螺合が外れないようにつまみ３６０のシャフトまたはかさ歯車３６１を変位部材３５０の側に向けてバネ（付勢手段）等で付勢するようにしておいてもよい。
この構成によれば、変位部材３５０の変位を手動で操作でき、第一シール手段３１０の接離をユーザが任意に操作することができる。
なお、つまみ３６０は変位部材３５０に追従して上下動あるいは傾斜（傾動）するようにしておき、つまみ３６０のかさ歯車３６１と変位部材３５０のかさ歯車３５４との螺合が外れないようにつまみ３６０のシャフトまたはかさ歯車３６１を変位部材３５０の側に向けてバネ（付勢手段）等で付勢するようにしておいてもよい。
この構成によれば、変位部材３５０の変位を手動で操作でき、第一シール手段３１０の接離をユーザが任意に操作することができる。
【0063】
本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【0064】
１００ ロータリーエンコーダ
２００ ハウジング部
２１０ ベース部
２１１ カップリング
２１２ ブラケット
２１３ ベアリング
２１４ 回転検出センサ部
２１５ スケール
２１６ 検出ヘッド
２２０ キャップ部
２２１ 取付フランジ部
２２２ 軸通し孔
２３０ 収容空間
１１０ 回転軸
１１２ 鍔
３００ 封止手段
３１０ 第一シール手段
３１１ リング状弾性シール部材３１１
３１２ リング胴部
３１３ リップ部
３２０ 座面部
３３０ 移動機構
３３１ 変位部材
３３２ バネ（コイルバネ）
３３３ アクチュエータ
３３４ ロッド
３３５ 駆動制御部
３３６ 温度変形部材（形状記憶合金バネ）
３４０ 第二シール手段（ラビリンスシール）
３４１ 排出口
３４２ 第二シール手段（ラビリンスシール）の回転軸側部
３４３ 良熱伝導性部材
３５０ 変位部材
３５１ 胴体部
３５２ 鍔面部
３５３ ネジ
３５４ 変位部材のかさ歯車
３６０ つまみ
３６１ つまみのかさ歯車
２００ ハウジング部
２１０ ベース部
２１１ カップリング
２１２ ブラケット
２１３ ベアリング
２１４ 回転検出センサ部
２１５ スケール
２１６ 検出ヘッド
２２０ キャップ部
２２１ 取付フランジ部
２２２ 軸通し孔
２３０ 収容空間
１１０ 回転軸
１１２ 鍔
３００ 封止手段
３１０ 第一シール手段
３１１ リング状弾性シール部材３１１
３１２ リング胴部
３１３ リップ部
３２０ 座面部
３３０ 移動機構
３３１ 変位部材
３３２ バネ（コイルバネ）
３３３ アクチュエータ
３３４ ロッド
３３５ 駆動制御部
３３６ 温度変形部材（形状記憶合金バネ）
３４０ 第二シール手段（ラビリンスシール）
３４１ 排出口
３４２ 第二シール手段（ラビリンスシール）の回転軸側部
３４３ 良熱伝導性部材
３５０ 変位部材
３５１ 胴体部
３５２ 鍔面部
３５３ ネジ
３５４ 変位部材のかさ歯車
３６０ つまみ
３６１ つまみのかさ歯車
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】