(57)【要約】      （修正有）【課題】  衝撃に対して高い強度を有する磁気エンコーダを低コストで製造することができる製造方法を提供する。【解決手段】  磁気エンコーダの製造方法は、塑性加工により成形されたプラセオジム系磁石合金からなる円筒状部材Ｅを軸方向直交面に沿って切断することでリング状の中間素材Ｔを切り出す切断工程と、中間素材Ｔに着磁することで磁気エンコーダを得る着磁工程と、を有している。【選択図】      図３
2006329647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配設されて着磁されるとともに前記回転体に取り付けられるリング状の磁気エンコーダの製造方法であって、
塑性加工により円筒状に成形された磁石合金を軸方向直交面に沿って切断することでリング状の中間素材を切り出す切断工程と、前記中間素材に着磁することで当該磁気エンコーダを得る着磁工程と、を有していることを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
【請求項２】
前記磁石合金は、プラセオジム系磁石合金である請求項１記載の磁気エンコーダの製造方法。
【請求項３】
前記磁石合金は、マンガン−アルミニウム系磁石合金である請求項１記載の磁気エンコーダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の車輪を支持する軸受装置の回転状態の検出に用いられる磁気エンコーダの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の車輪を支持する転がり軸受装置には、アンチロックブレーキシステム等を制御するために、当該車輪の回転速度を検出するためのセンサ装置が組み込まれたものがある。このようなセンサ付きの転がり軸受装置には、例えば、内軸（回転輪）側に設置された磁気エンコーダと、この磁気エンコーダに対向するセンサとが設けられている。上記磁気エンコーダには、複数のＮ・Ｓ極が周方向周りに交互に配設されており、回転輪の回転によって生じる磁界の変化を上記センサで検出することにより、回転輪の回転速度、すなわち上記車輪の回転速度が検出できるようになっている。
このような磁気エンコーダは、ゴム等の弾性材料に磁性粉末を混入して回転輪側の金属部材に加硫接着することによって、磁性体として成形され、その後、所定位置に多極が配設されるように着磁されることによって製造されていた。
【０００３】
磁気エンコーダは、車両を運転することによる当該軸受装置の発熱や車両の使用環境の変化によって、厳しい温度変化の環境下に置かれる。このため、弾性材料からなる当該磁気エンコーダとこれが接着された金属部材との線膨張係数の差に起因する寸法変化の差異によって、当該磁気エンコーダが損傷する恐れがあった。また、この磁気エンコーダは比較的柔らかい弾性材料を用いて形成されているため、磁気エンコーダとこの磁気エンコーダと対向配置される上記センサとの間に砂粒等の異物が噛み込むと、その表面が摩耗等によって激しく損傷する場合があった。
このため、磁性体磁性粉末と非磁性金属粉末との混合粉末を常温下で焼結することによって、弾性材料と比べてより硬くかつ金属部材との線膨張係数の差異が小さい焼結体として磁気エンコーダを成形し、厳しい温度変化に対する損傷を防止するとともに、砂粒等による摩耗を防止する試みがなされていた（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３７４４１号公報（第９頁）
【特許文献２】特開２００４−８５５３３号公報（第８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の磁気エンコーダは、磁性粉末や金属粉末等を用いて成形されているため高い硬さを有しており、耐摩耗性は高い。その一方、焼結体であるため非常に脆く、衝撃に対する強度が低い。このため、跳ね石等が当該エンコーダに衝突するとその部分が容易に欠損し、回転速度の検出に支障を来たす恐れがあった。また、この磁性粉末等を用いた磁気エンコーダの成形では、例えば静水圧プレス機等を用いて焼結が行われるが、この焼結を行うための工程は、成形型へ原料粉末を充填し、その後、静水圧を付与して成形体を得るといった手順を要するものであり、その製造工程が比較的複雑かつ作業時間を要するものとなる。この結果、焼結のための工程に係るコストが、磁気エンコーダの製造コストの内の大半を占めるとともに、そのコストの増大化を招いていた。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、衝撃に対して高い強度を有する磁気エンコーダを低コストで製造することができる製造方法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】
本発明は、回転体の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配設されて着磁されるとともに前記回転体に取り付けられるリング状の磁気エンコーダの製造方法であって、塑性加工により円筒状に成形された磁石合金を軸方向直交面に沿って切断することでリング状の中間素材を切り出す切断工程と、前記中間素材に着磁することで当該磁気エンコーダを得る着磁工程と、を有し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の製造方法によれば、当該磁気エンコーダの中間素材を、円筒状の磁石合金から切り出すことで成形するので、上記従来例のように磁性粉末等を焼結する場合と比較して、成形を容易かつ短時間で行うことができる。また、当該磁気エンコーダは、押出し成形あるいは引き抜き成形等の塑性加工が可能な程度に延性を有する磁石合金を用いて成形されているので、外部からの衝撃によって破損し難いものとなる。
【０００８】
上記磁気エンコーダの製造方法にて用いる磁石合金としては、合金塊を比較的容易に塑性加工できる程度の延性を有するとともに切削加工が可能である等、加工性が高い磁石合金が好ましく、その磁石合金としては、プラセオジム系磁石合金を用いることができる。このプラセオジム系磁石合金は、高い加工性を有するとともに、機械的強度も比較的高く、当該磁気エンコーダの強度を高めることができる。
また、このプラセオジム系磁石合金以外に、マンガン−アルミニウム系磁石合金も用いることができ、この合金は、上記プラセオジム系磁石合金のように比較的高価なプラセオジム等の希土類金属を含まないので、より安価に当該磁気エンコーダを製造することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の磁気エンコーダの製造方法によれば、円筒状の磁石合金を切断することによって当該磁気エンコーダ（の中間素材）を容易かつ短時間で成形できるので、磁気エンコーダをより低いコストで製造することができる。また、当該磁気エンコーダは塑性加工が可能な程度に延性を有する磁石合金を用いて成形されているので、外部からの衝撃によって破損し難いものとなり、衝撃に対して高い強度を有する磁気エンコーダを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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は本発明により製造される磁気エンコーダが用いられている車輪用軸受装置の要部構成を示す軸方向断面図である。この車輪用軸受装置１は、自動車などの車輪を回転自在に支持する装置として用いられるものである。
【００１１】
この車輪用軸受装置１は、複列のアンギュラ玉軸受を構成しており、外輪１１と、内軸１２と、外輪１１と内軸１２間に配置された複数の玉からなる転動体１３と、これらの転動体１３をそれぞれ保持する保持器１４と、外輪１１と内軸１２との隙間に設けられて内部を密封するシール１５、１６とを備えている。
【００１２】
内軸１２は回転輪であると同時に図示しない車輪が取り付けられる車軸を構成しており、内軸本体１７と、内軸本体１７に一体回転可能に固定された内輪１８とを有している。
内軸本体１７の一端部には、車輪が取り付けられるフランジ部１７ａが形成されている。内軸本体１７の中心を軸方向に貫通する中心孔１７ｄには、図示しない等速ジョイントの一端部に設けられた軸部１９が挿入されており、内軸１２は、等速ジョイントと一体回転可能に結合されている。等速ジョイントの他端部は、車両側の駆動軸に連結される。
【００１３】
外輪１１は、車両側に固定される固定輪であり、外輪１１の外周面に形成された取り付け部１１ａを介して車両側の懸架装置等に取り付けられるとともに、転動体１３を介して内軸１２を回転自在に支持している。
【００１４】
シール１６は、外輪１１の内周面に固定された芯金１６ａと、内輪１８の外周面に一体回転可能に固定されたスリンガ１６ｂと、これらの間をシールするためのシールリップを備えたシール部材１６ｃとを有している。このスリンガ１６ｂには、本発明により製造されるリング状の磁気エンコーダ２０が内軸１２と同心となるように取り付けられている。すなわち、磁気エンコーダ２０は、回転体としての内軸１２に固定されたスリンガ１６ｂに取り付けられることで、内軸１２に対して一体回転可能とされている。また、この磁気エンコーダ２０に対して僅かな隙間を空けて対向配置された磁気センサＳが、車両側に固定されている。
【００１５】
図２（ａ）は、磁気エンコーダ２０の外観を示した平面図である。磁気エンコーダ２０は、図のように、リング状に形成されているとともに、図２（ｂ）に示すようにその円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に配設されるように着磁されている。この磁気エンコーダ２０は、内軸１２すなわち車輪が回転すると、車両側に固定された磁気センサＳに対して、磁界の変化を生じさせる。この変化を磁気センサＳで検出することにより、車輪の回転速度が検出できるように構成されている。
【００１６】
次に、本発明の一実施形態である、磁気エンコーダ２０を製造する方法について説明する。
上記のように車輪用軸受装置１に取り付けられ、車輪の回転速度の検出に用いられる磁気エンコーダ２０は、以下のような製造工程を経て製造される。まず、磁気エンコーダ２０の原材料としては、例えば、図３（ａ）に示すような、プラセオジム系磁石合金からなる円筒状部材Ｅを用いる。このプラセオジム系磁石合金は、希土類金属であるプラセオジムを含んだ、いわゆる希土類系磁石であり、優れた磁気特性を有している。また、プラセオジム系磁石合金は、高い機械的強度を有するとともに、高い加工性を有しており、プレス加工や切削加工が可能であるとともに、鋳塊から熱間押出し成形や、冷間引き抜き成形等の塑性加工によって、比較的容易に円筒状に成形できる程度の延性を有している。本実施形態では、プラセオジム系磁石合金の鋳塊を熱間押出し成形することで成形された円筒状部材Ｅを用いた。
【００１７】
そして、このプラセオジム系磁石合金からなる円筒状部材Ｅを軸方向直交面に沿って切断することでリング状の中間素材が成形される（切断工程）。図３（ｂ）は、円筒状部材Ｅから中間素材を得るための切断工程の態様を模式的に示した図である。
この切断工程においては、まず、図のように円筒状部材Ｅを図示しない切断機のチャック５１で挟持し固定する。
次に、切断機に備えられた円盤状の砥石からなるカッタ５２を図中矢印の方向に高速回転させ、このカッタ５２によって円筒状部材Ｅの端部を軸方向直交面に沿って切断し、リング状の中間素材Ｔを切り出す。そして更に、カッタ５２を軸方向に所定寸法だけ平行移動させ、再度円筒状部材Ｅの端部を切断する。このように、円筒状部材Ｅの端部を繰り返し切断することで、円筒状部材Ｅを順次、定寸切りし、複数の中間素材Ｔを切り出す。
尚、円筒状部材Ｅに用いたプラセオジム系磁石合金は、上述したように切削加工等の加工性が良好であり、砥石からなるカッタ５２を用いた切断加工によって、寸法精度良く切断することができる。
また、上記切断工程においては、切れ端等の余分な端材を出すことなく、中間素材Ｔを切り出すことができる。従って、円筒状部材Ｅに対して非常に歩留まり良く中間素材Ｔを得ることができ、中間素材Ｔの成形に関してより低コスト化できる。
【００１８】
次に、上記切断工程で得られた中間素材Ｔに対して、図２（ｂ）に示すように円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互にかつ等間隔に配設されるように着磁する（着磁工程）。
以上に示した各工程を経ることによって、車輪用軸受装置１に用いられる磁気エンコーダ２０は製造される。
【００１９】
上記のように構成された本実施形態に係る、磁気エンコーダ２０の製造方法によれば、磁気エンコーダ２０の中間素材Ｔを、プラセオジム系磁石合金からなる円筒状部材Ｅから切断機によって切り出すことで成形するので、上記従来例のように磁性粉末等を焼結する場合と比較して、成形を容易かつ短時間で行うことができる。従って、当該磁気エンコーダ２０をより低いコストで製造することができる。
また、磁気エンコーダ２０は、押出し成形あるいは引き抜き成形等の塑性加工が可能な程度に延性を有するプラセオジム系磁石合金を用いて成形されているので、外部からの衝撃によって破損し難いものとなり、衝撃に対して高い強度を有するものにできる。これによって、例えば、当該磁気エンコーダ２０が、車輪用軸受装置１に取り付けられた際に、跳ね石等が磁気エンコーダ２０に衝突したとしても容易に欠損するのを防止することができる。
【００２０】
また、このプラセオジム系磁石合金は、上述のように鋳塊から、比較的容易に塑性加工できる程度の延性を有するとともに切削加工が可能である等、高い加工性を有するので、本実施形態による製造方法に好適に用いることができる。また、プラセオジム系磁石合金は、機械的強度も比較的高く、これを用いることで、当該磁気エンコーダ２０の強度をより高めることができ、当該磁気エンコーダ２０の欠損や、センサＳと磁気エンコーダ２０との間に噛み込む砂粒等による摩耗を防止することができる。
また、このプラセオジム系磁石合金以外に、例えば、主成分として、マンガン、アルミニウム、カーボンを含んだマンガン−アルミニウム系磁石合金も用いることができる。このマンガン−アルミニウム系磁石合金は、プラセオジム系磁石合金と同様、加工性及び機械的強度に優れており、本実施形態による製造方法に好適に用いることができる。さらに、この合金は、プラセオジム系磁石合金のようにプラセオジム等の比較的高価な希土類金属を含まないので、より低コストで当該磁気エンコーダ２０を製造することができる。
【００２１】
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、上記実施形態では、円筒状部材Ｅに用いる磁石合金として、プラセオジム系磁石合金及びマンガン−アルミニウム系磁石合金を例示したが、これら合金と同程度の加工性と強度とを有する磁石合金であれば、それを用いることもできる。また、上記実施形態の切断工程では、砥石からなるカッタを備えた切断機を用いて中間素材を切り出したが、円筒状部材からリング状の中間素材を切り出すことができる切断機（切断手段）であればよく、例えば、レーザ切断機や、ウォータジェット切断機等を用いることもできる。
また、上記実施形態によって製造される磁気エンコーダは、車輪用の軸受装置のみならず、磁気センサを用いるその他産業用軸受装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明により製造される磁気エンコーダが用いられている車輪用軸受装置の要部構成を示す軸方向断面図である。
【図２】（ａ）は磁気エンコーダの外観を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の磁気エンコーダにおける磁極の配列を示した拡大図である。
【図３】（ａ）は円筒状部材の外観を示した斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示した円筒状部材から中間素材を得るための切断工程の態様を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
２０    磁気エンコーダ
Ｅ      円筒状部材
Ｔ      中間素材
【図１】
2006329647.tif 000003
【図２】
2006329647.tif 000004
【図３】
2006329647.tif 000005