(57)【要約】【課題】  磁束密度分布グラフの形状を従来よりも矩形波の波形に近づける回転角センサ用磁石の製造方法を提供することである。【解決手段】  本発明に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、回転軸Ｏを備え、回転軸Ｏに直交する断面が一様な円となる円形磁性体Ｍ１に、ラジアル磁化処理及び調整磁化処理のうち一方の磁化処理を施すことと、一方の磁化処理が施された円形磁性体Ｍ１に、ラジアル磁化処理及び調整磁化処理のうち、他方の磁化処理を施すことと、からなる。【選択図】      図１
2006138820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を備え、前記回転軸に直交する断面が一様な円となる円形磁性体に、ラジアル磁化処理及び調整磁化処理のうち一方の磁化処理を施すことと、
前記一方の磁化処理が施された円形磁性体に、前記ラジアル磁化処理及び前記調整磁化処理のうち、他方の磁化処理を施すことと、からなり、
前記円形磁性体は、前記回転軸を通り、前記断面に直交する分割平面により２つの分割部分に分割され、
前記ラジアル磁化処理は、前記２つの分割部分のうち、一方の分割部分に、前記回転軸に直交し、前記断面の外縁を構成する側面から前記回転軸に向かい、前記側面での大きさが一様な第１の磁界を掛け、前記２つの分割部分のうち、他方の分割部分に、前記回転軸に直交し、前記回転軸から前記側面に向かい、前記側面での大きさが一様な第２の磁界を掛けることであり、
前記調整磁化処理は、前記分割平面と前記側面とが交差する交差部分に、前記分割平面に直交し、前記一方の分割部分から前記他方の分割部分に向かう第３の磁界を掛けることである回転角センサ用磁石の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の回転角センサ用磁石の製造方法において、
前記第３の磁界の大きさは一様である回転角センサ用磁石の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転角センサ用磁石の製造方法において、
前記第３の磁界は、中空コイルの中空部分に生じる回転角センサ用磁石の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の回転角センサ用磁石の製造方法において、
前記第３の磁界は、ヘルムホルツコイルを構成する２つのコイル間に生じる回転角センサ用磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角センサ用磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、回転角センサが示されている。この回転角センサでは、磁気センサが、回転角センサ用磁石から発生する磁界を検出することで、回転角センサ用磁石の回転角度を検出する。回転角センサ用磁石は、円形磁性体にラジアル磁化処理を施すことで製造される。
【０００３】
円形磁性体は、回転軸を備え、円形磁性体の回転軸に直交する断面（以下、「平断面」とする）は一様な円となる。円形磁性体は、分割平面により２つの分割部分に分割される。ここで、分割平面は、回転軸を通り、且つ、平断面に直交する。円形磁性体は、回転角センサ用磁石とされ、回転角センサに取り付けられた後、回転軸を中心に回転する。円形磁性体の側面は、平断面の外縁を構成する。
【０００４】
図１０は、円形磁性体Ｍ１の平断面を示す。Ｏは回転軸であり、ＰＬは分割平面であり、Ｍ１１、Ｍ１２は分割部分であり、ａ、ｂは、分割平面ＰＬと平断面の外縁との交点である。
【０００５】
次に、ラジアル磁化処理を、円形磁性体Ｍ１に施す場合を一例として説明する。ラジアル磁化処理は、分割部分Ｍ１１に、回転軸Ｏに直交し、分割部分Ｍ１１の側面から回転軸Ｏに向かい、分割部分Ｍ１１の側面での大きさが一様な磁界ＭＦ１４を掛け、分割部分Ｍ１２に、回転軸Ｏに直交し、回転軸Ｏから分割部分Ｍ１２の側面に向かい、分割部分Ｍ１２の側面での大きさが一様な磁界ＭＦ１５を掛けることである。磁界ＭＦ１４の方向は、矢印ＤＭＦ１２で示され、磁界ＭＦ１５の方向は、矢印ＤＭＦ１３で示される。円形磁性体Ｍ１にラジアル磁化処理を施すことで製造された回転角センサ用磁石Ｍ５からは、磁界ＭＦ１６が発生する。磁界ＭＦ１６は、磁力線ＬＭＦ６で示される。
【０００６】
ここで、回転角センサ用磁石について、平断面の外縁に固定される点をｄ１、平断面の外縁に任意に設定される点をｄ２、平断面の半径のうち、回転軸と点ｄ１とを連結する半径をｒ１、平断面の半径のうち、回転軸と点ｄ２とを連結する半径をｒ２、半径ｒ１と半径ｒ２とがなす角の大きさであって、回転軸を中心とした右回転方向を正方向として測定されるものをθ（ｄｅｇ）とし、角度θと点ｄ２での磁束密度との関係を示す磁束密度分布グラフを作成した場合、磁束密度分布グラフの形状が矩形波の波形となることが望ましい。磁束密度分布グラフの形状が矩形波の波形となる場合、磁気センサが検出する磁界が、回転角センサ用磁石の回転角度に比例するので、磁気センサが回転角センサ用磁石の回転角度を正確に検出することができるからである。
【０００７】
図１１に、回転角センサ用磁石Ｍ５に対応する磁束密度分布グラフＣ４を示す。磁束密度分布グラフＣ４は、横軸を角度θ、縦軸を磁束密度Ｂ４とする平面上に描かれる。点ｄ２が点ａに一致する場合、角度θは１２０となり、点ｄ２が点ｂに一致する場合、角度θは３００となる。
【特許文献１】特開平８−３５８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１０の磁力線ＬＭＦ６が示すように、点ｄ２が点ａまたは点ｂに近いほど、磁束密度Ｂ４が大きくなるので、磁束密度分布グラフＣ４は、角度θが１２０または３００となる部分でピークＰ５〜Ｐ８を有する。したがって、磁束密度分布グラフＣ４の形状は矩形波の波形と異なる。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その主に目的とするところは、磁束密度分布グラフの形状を従来よりも矩形波の波形に近づける回転角センサ用磁石の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、回転軸を備え、回転軸に直交する断面が一様な円となる円形磁性体に、ラジアル磁化処理及び調整磁化処理のうち一方の磁化処理を施すことと、一方の磁化処理が施された円形磁性体に、ラジアル磁化処理及び調整磁化処理のうち、他方の磁化処理を施すことと、からなり、円形磁性体は、回転軸を通り、断面に直交する分割平面により２つの分割部分に分割され、ラジアル磁化処理は、２つの分割部分のうち、一方の分割部分に、回転軸に直交し、断面の外縁を構成する側面から回転軸に向かい、側面での大きさが一様な第１の磁界を掛け、２つの分割部分のうち、他方の分割部分に、回転軸に直交し、回転軸から側面に向かい、側面での大きさが一様な第２の磁界を掛けることであり、調整磁化処理は、分割平面と側面とが交差する交差部分に、分割平面に直交し、一方の分割部分から他方の分割部分に向かう第３の磁界を掛けることである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転角センサ用磁石の製造方法によれば、円形磁性体にラジアル磁化処理及び調整磁化処理を施すことで、磁束密度分布グラフのピークをなまらせることができるので、磁束密度分布グラフの形状を従来よりも矩形波の波形に近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ラジアル磁化処理装置１を示す。ラジアル磁化処理装置１は、磁化用コイル１１、２１と、磁化用磁性体１２、２２を備える。磁化用コイル１１は磁化用磁性体１２の側面に巻き付けられ、磁化用コイル２１は、磁化用磁性体２２の側面に巻き付けられる。磁化用磁性体１２の上端面１２１は下方向に凹んだ曲面となっており、その曲率半径は、平断面の半径ｒに一致し、磁化用磁性体２２の下端面２２１は上方向に凹んだ曲面となっており、その曲率半径は、平断面の半径ｒに一致する。
【００１３】
ラジアル磁化処理装置１は、磁化用磁性体１２の上端面１２１に分割部分Ｍ１１の側面をはめ込み、磁化用磁性体２２の下端面２２１に分割部分Ｍ１２の側面をはめ込み、磁化用コイル１１、２１に電流を流すことで、磁界ＭＦ１を分割部分Ｍ１１に掛け、磁界ＭＦ２を分割部分Ｍ１２に掛ける。これにより、ラジアル磁化処理装置１は、円形磁性体Ｍ１を磁化する。矢印ＤＭＦ３は、磁界ＭＦ１の方向を示し、矢印ＤＭＦ４は、磁界ＭＦ２の方向を示し、矢印ＤＭＦ１は、磁化用磁性体１２の内部に発生する磁界の方向を示し、矢印ＤＭＦ２は、磁化用磁性体２２の内部に発生する磁界の方向を示す。磁化用磁性体１２の上端面１２１は下方向に凹んだ曲面となっており、その曲率半径は、平断面の半径ｒに一致するので、磁界ＭＦ１は、回転軸Ｏに直交し、分割部分Ｍ１１の側面から回転軸Ｏに向かう。また、分割部分Ｍ１１の側面では、磁界ＭＦ１の大きさは一様となる。磁化用磁性体２２の下端面２２１は上方向に凹んだ曲面となっており、その曲率半径は、平断面の半径ｒに一致するので、磁界ＭＦ２は、回転軸Ｏに直交し、回転軸Ｏから分割部分Ｍ１２の側面に向かう。また、分割部分Ｍ１２の側面では、磁界ＭＦ２の大きさは一様となる。
【００１４】
図２は、ラジアル磁化処理装置１が円形磁性体Ｍ１を磁化することで製造した磁石Ｍ２を示す。ＭＦ５は、磁石Ｍ２から発生する磁界であり、ＬＭＦ１は、磁界ＭＦ５を示す磁力線である。
【００１５】
図３は、調整磁化処理装置２を示す。調整磁化処理装置２は、中空コイル３０を備える。中空コイル３０に電流が流れると、中空コイル３０内部に磁界ＭＦ６が発生し、中空コイル３０外部に磁界ＭＦ７が発生する。磁力線ＬＭＦ２は、磁界ＭＦ７を示し、矢印ＤＭＦ７は、磁界ＭＦ６の方向を示す。磁界ＭＦ６の大きさ及び方向は一様である。
【００１６】
図４は、調整磁化処理装置２が円形磁性体Ｍ１を磁化する様子を示す。ＬＭＦ３は、磁界ＭＦ６を示す磁力線である。調整磁化処理装置２は、分割平面ＰＬが磁界ＭＦ６に直交するように、円形磁性体Ｍ１を中空コイル３０内部に設置し、中空コイル３０に電流を流すことで、磁界ＭＦ６を円形磁性体Ｍ１に掛ける。これにより、調整磁化処理装置２は、円形磁性体Ｍ１を磁化する。磁界ＭＦ６は、分割平面ＰＬに直交し、分割部分Ｍ１１から分割部分Ｍ１２に向かう。
【００１７】
図５は、調整磁化処理装置２が円形磁性体Ｍ１を磁化することで製造した磁石Ｍ３を示す。ＭＦ８は、磁石Ｍ３から発生する磁界であり、ＬＭＦ３は、磁界ＭＦ８を示す磁力線である。
【００１８】
図６は、角度θと磁石Ｍ２の点ｄ２での磁束密度Ｂ１との関係を示す磁束密度分布グラフＣ１と、角度θと磁石Ｍ３の点ｄ２での磁束密度Ｂ２との関係を示す磁束密度分布グラフＣ２である。角度θは、半径ｒ１と半径ｒ２とがなす角の大きさであって、回転軸を中心とした右回転方向を正方向として測定されるものである。本実施の形態では、図２及び図５に示すように、点ｄ１は点ｂに一致する。
【００１９】
図２の磁力線ＬＭＦ１が示すように、点ｄ２が点ａまたは点ｂに近いほど、磁束密度Ｂ１が大きくなるので、磁束密度分布グラフＣ１は、角度θが０、１８０または３６０となる部分でピークＰ１〜Ｐ４を有する。
【００２０】
磁界ＭＦ６は、分割平面ＰＬに直交し、分割部分Ｍ１１から分割部分Ｍ１２に向かう。また、磁界ＭＦ６の大きさは一様となる。このため、図５の磁力線ＬＭＦ３が示すように、点ｄ２が点ａまたは点ｂに近いほど、磁束密度Ｂ２が小さくなる。また、磁束密度分布グラフＣ２の形状は、ｓｉｎ波の波形となる。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る回転角センサ用磁石の製造方法を説明する。ラジアル磁化処理装置１は、図１に示すように、磁化用磁性体１２の上端面１２１に分割部分Ｍ１１の側面をはめ込み、磁化用磁性体２２の下端面２２１に分割部分Ｍ１２の側面をはめ込み、磁化用コイル１１、２１に電流を流す。これにより、ラジアル磁化処理装置１は、磁石Ｍ２を製造する。
【００２２】
次いで、調整磁化処理装置２は、図４に示すように、分割平面ＰＬが磁界ＭＦ６に直交するように、磁石Ｍ２を中空コイル３０内部に設置し、中空コイル３０に電流を流す。これにより、調整磁化処理装置２は、回転角センサ用磁石Ｍ４を製造する。
【００２３】
図７は、回転角センサ用磁石Ｍ４を示す。本実施の形態に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、実質的には、円形磁性体Ｍ１に磁界ＭＦ９、ＭＦ１０を掛けることである。磁界ＭＦ９の方向は、矢印ＤＭＦ９で示され、磁界ＭＦ１０の方向は、矢印ＤＭＦ１０で示される。
【００２４】
分割部分Ｍ１１中のある点で、磁界ＭＦ９と図２に示す磁界ＭＦ１とを比較すると、磁界ＭＦ９は、磁界ＭＦ１と同じ大きさであり、磁界ＭＦ９の左右方向（具体的には、直径ａｂの方向）成分の絶対値は、磁界ＭＦ１の左右方向成分の絶対値よりも小さく、磁界ＭＦ９の上下方向（具体的には、分割平面ＰＬに直交する方向）成分の絶対値は、磁界ＭＦ１の上下方向成分の絶対値よりも大きい。分割部分Ｍ１２中のある点で、磁界ＭＦ１０と図２に示す磁界ＭＦ２とを比較すると、磁界ＭＦ１０は、磁界ＭＦ２と同じ大きさであり、磁界ＭＦ１０の左右方向成分の絶対値は、磁界ＭＦ２の左右方向成分の絶対値よりも小さく、磁界ＭＦ１０の上下方向成分の絶対値は、磁界ＭＦ２の上下方向成分の絶対値よりも大きい。したがって、回転角センサ用磁石Ｍ４の点ｄ２での磁束密度をＢ３とし、点ｄ２を固定し、この点ｄ２での磁束密度Ｂ１と磁束密度Ｂ３とを比較すると、磁束密度Ｂ３の左右方向成分の絶対値は、磁束密度Ｂ１の左右方向成分の絶対値よりも小さく、磁束密度Ｂ３の上下方向成分の絶対値は、磁束密度Ｂ１の上下方向成分の絶対値よりも大きい。
【００２５】
図８は、角度θと磁束密度Ｂ３との関係を示す磁束密度分布グラフＣ３である。磁束密度Ｂ１、Ｂ３は上述した関係を有するので、図６及び図８に示すように、磁束密度分布グラフＣ３は、ピークＰ１〜Ｐ４での磁束密度Ｂ１の絶対値を減少させ、減少させた分だけ、ピークＰ１〜Ｐ４間での磁束密度Ｂ１の絶対値を増加させたものとなる（矢印Ｅ１〜Ｅ３、及び破線Ｅ４〜Ｅ７参照）。
【００２６】
以上により、磁束密度分布グラフＣ３は、磁束密度分布グラフＣ１のピークＰ１〜Ｐ４をなまらせたものとなるので、本実施の形態に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、磁束密度分布グラフＣ３の形状を、従来よりも矩形波の波形に近づけることができる。
【００２７】
磁界ＭＦ６の大きさは一様なので、磁束密度分布グラフＣ１のピークＰ１〜Ｐ４を一様になまらせることができる。したがって、本実施の形態に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、この点においても、磁束密度分布グラフＣ３の形状を、従来よりも矩形波の波形に近づけることができる。
【００２８】
本実施の形態に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、中空コイル３０を用いることで、磁界ＭＦ６を発生させることとしたので、磁界ＭＦ６を確実且つ安定して発生させることができる。
【００２９】
次に、本実施の形態の変形例を説明する。図９は、調整磁化処理装置３が磁石Ｍ２を磁化する様子を示す。調整磁化処理装置３は、磁化用コイル４１、５１で構成されるヘルムホルツコイルを備える。ＭＦ１２は、磁化用コイル４１内部に発生する磁界であり、ＭＦ１３は、磁化用コイル５１内部に発生する磁界であり、ＤＭＦ１１は、磁界ＭＦ１２の方向を示す矢印であり、ＤＭＦ１２は、磁界ＭＦ１３の方向を示す矢印である。
【００３０】
調整磁化処理装置３は、磁化用コイル４１、５１に電源を流すことで、磁化用コイル４１と磁化用コイル５１との間に磁界ＭＦ６を発生する。そこで、本変形例では、調整磁化処理装置２の代わりに、調整磁化処理装置３を用いて、磁石Ｍ２を磁化する。具体的には、調整磁化処理装置３は、分割平面ＰＬが磁界ＭＦ６に直交するように、磁石Ｍ２を設置し、磁化用コイル４１、５１に電流を流す。これにより、調整磁化処理装置３は、磁石Ｍ２を磁化する。
【００３１】
本変形例に係る回転角センサ用磁石の製造方法は、ヘルムホルツコイルを用いることで、磁界ＭＦ６を発生させることとしたので、磁界ＭＦ６を確実且つ安定して発生させることができる。
【００３２】
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で本実施の形態及び変形例を変形して良いのは勿論である。例えば、本実施の形態では、円形磁性体Ｍ１は円筒であるが、円柱であってもよい。また、磁石Ｍ２の全体に磁界ＭＦ６を掛けたが、磁石Ｍ２の側面（円形磁性体Ｍ１の側面に対応する部分）と分割平面とが交差する交差部分にのみ磁界ＭＦ６を掛けても良い。また、調整磁化処理装置２または調整磁化処理装置３が円形磁性体Ｍ１を磁化することで磁石Ｍ３を製造し、ラジアル磁化処理装置１が磁石Ｍ３を磁化することで、回転角センサ用磁石Ｍ４を製造しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ラジアル磁化処理装置を示す説明図である。
【図２】円形磁性体にラジアル磁化処理を施すことで製造された磁石を示す説明図である。
【図３】調整磁化処理装置を示す説明図である。
【図４】調整磁化処理の様子を示す説明図である。
【図５】円形磁性体に調整磁化処理を施すことで製造された磁石を示す説明図である。
【図６】磁束密度分布グラフを示す説明図である。
【図７】円形磁性体にラジアル磁化処理及び調整磁化処理を施すことで製造された回転角センサ用磁石を示す説明図である。
【図８】磁束密度分布グラフを示す説明図である。
【図９】調整磁化処理の様子を示す説明図である。
【図１０】従来の回転角センサ用磁石を示す説明図である。
【図１１】磁束密度分布グラフを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ１…円形磁性体
Ｍ１１、Ｍ１２…分割部分
Ｍ４…回転角センサ用磁石
Ｏ…回転軸
ＰＬ…分割平面
１…ラジアル磁化処理装置
２、３…調整磁化処理装置
１１、２１…磁化用コイル
１２、２２…磁化用磁性体
１２１…上端面
２２１…下端面
【図１】
2006138820.tif 000003
【図２】
2006138820.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006138820.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006138820.tif 000009
【図８】
2006138820.tif 000010
【図９】
2006138820.tif 000011
【図１０】
2006138820.tif 000012
【図１１】
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