(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度な着磁ピッチを確保しつつ，従来の回転着磁式よりも大きな磁力による着磁を可能とする着磁装置を提供する。【解決手段】着磁装置は，被着磁体１を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，被着磁体１の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線３を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，先端面の一端側から他端側への方向が被着磁体１の所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッド１６と，着磁ヘッド１６の先端面が被着磁体１の着磁面の所定着磁方向に相対的に回転又は移動するように，被着磁体１又は着磁ヘッド１６を回転又は移動させる駆動部と，駆動部により被着磁体１又は着磁ヘッド１６を回転又は移動させながら，導電線３に交番電流を供給する電源１８とを備える。【選択図】図１
2011249565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の前記所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，
前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定着磁方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，
前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備えることを特徴とする着磁装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記位置決め手段は，前記先端面の一端側から他端側に直線状に延びる一つの溝であり，前記導電線は，前記溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ直線状に延びていることを特徴とする着磁装置。
【請求項３】
請求項１において，
前記駆動部は，前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の極性変化方向である円周方向に相対的に回転するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転させ，
前記位置決め手段は，それぞれ前記先端面の一端側から他端側に直線状に延び且つ前記円周方向に所定間隔で並列に配置される第１の溝，第２の溝及び第３の溝を有し，前記導電線は，前記第１の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記先端面の他端側で逆方向に折り曲げられ，前記第２の溝に沿って前記先端面の他端側から一端側へ延び，前記先端面の一端側でさらに逆方向に折り曲げられ，前記第３の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延びていることを特徴とする着磁装置。
【請求項４】
請求項１又は２において，
前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁装置。
【請求項５】
請求項３において，
前記コアは，前記先端面の内部であって且つ前記第２の溝に隣接する真下に前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において，
前記電源は，交番電流の周波数を任意に変化させることができるインバータを含むことを特徴とする着磁装置。
【請求項７】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられることを特徴とする着磁ヘッド。
【請求項８】
請求項７において，
前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように多極着磁する着磁装置及び着磁ヘッドに関し，特に，車輪用軸受などに配置される環状の磁気エンコーダの着磁に好適な着磁装置及び着磁ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの自動車の車輪用軸受(ハブベアリング)にはABS（アンチロック・ブレーキ・システム：(横滑り防止装置)）とESC（エレクトロニック・スタビリティ・コントロール(車両姿勢安定装置)）の制御に必要な車輪回転センサが装着されている。車輪回転センサは，磁石のＮ極，Ｓ極の極性変化を検出する磁気センサと，円周方向にN極とS極が交互に同一間隔で着磁されたリング状の磁石である磁気エンコーダとを有して構成されている。車輪の回転に伴って磁気エンコーダの極性が交互に変化する状況を磁気センサが検出し，車輪回転信号として捉え，ABSやESCなどの車両制御に用いられる。この磁気エンコーダを製造するための着磁装置が開発されている。
【０００３】
特許文献１は，この磁気エンコーダを製造するための従来の着磁装置及び着磁方法について開示している。従来の着磁装置としては，特許文献１の例えば段落０００３−０００４に記載される一発着磁式装置と，特許文献１の例えば段落０００５に記載される回転着磁式装置とが提案されている。
【０００４】
一発着磁式装置は，特許文献１の図８に示すように，着磁ヘッド１０の上面の導電線の間にＮ極とＳ極が交互に並ぶように導電線が円周上に配置され，その上面にリング状の磁性体（被着磁体）を固定し，導電線に通電することで発生する磁界により，被着磁体を着磁する。
【０００５】
従来の回転着磁式装置は，特許文献１の図９に示すように，リング状の磁性体（被着磁体）の円周方向に２極ヘッドを回転させ，Ｎ極とＳ極の着磁ピッチに合わせて，２極ヘッドに巻き付けられたコイルに交番電流を流すことで２極ヘッドの先端から発生する磁界により，被着磁体を着磁する。さらに，特許文献１では，２極ヘッドに代わって，コイルが巻かれたセンターヘッドとセンターヘッドの両側のサイドヘッドを有する３極ヘッドによる回転着磁式について開示している。なお，特許文献２についても，従来の一発着磁式装置及び従来の回転着磁式装置について記載されており，特許文献２では，励磁コイルが巻かれた着磁ヨークからなる着磁ヘッドの一端と他端を対向させ，その間に被着磁体を配置することで，被着磁体の表面と裏面の両方から着磁する回転着磁式装置について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５９７１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４４０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，一発着磁式装置は，特許文献１にも記載されるように，N極とS極の着磁ピッチの精度は，着磁ヘッドの上面に配置される電線の配置精度に依存し，電線配置は手作業により行われているため，高精度な着磁ピッチを確保することは困難である。
【０００８】
また，従来の回転着磁式装置は，交番電流の周期を高精度に制御できるため，一発着磁式と比較して高精度な着磁ピッチを得ることができるが，ヘッドに巻かれたコイルに通電することで，ヘッド先端に発生する磁界で着磁するため，被着磁体が直接コイルと接触して着磁される一発着磁式装置と比較して，被着磁体に着磁される磁力は弱い。被着磁体の磁力が比較的弱いと，被着磁体を車輪用軸受の磁気エンコーダとして取り付けた場合，制御に必要なレベル以上の車輪回転信号を磁気センサが検知するには，磁気エンコーダと磁気センサとの間隔を狭くする必要があり，高い組み付け精度が要求される。
【０００９】
そこで，本発明の目的は，高精度な着磁ピッチを確保しつつ，従来の回転着磁式装置よりも大きな磁力による着磁を可能とする着磁装置及び着磁ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の着磁装置の構成は，被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の着磁ヘッドの構成は，被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，着磁ヘッドが被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有し，その先端面の一端側から他端側に延びる溝に導電線を収容し，導電線に交番電流を供給しながら，着磁ヘッドの先端面が被着磁体の着磁面の所定方向に相対的に回転又は移動させて着磁を行うことで，着磁面への大きな磁力による着磁が可能となり，また，交番電流により高精度な着磁ピッチを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における着磁装置の概略構成例を示す図である。
【図２】インバータ回路の原理を説明する図である。
【図３】本実施の形態における着磁ヘッド１６の第一の構成例を示す図である。
【図４】本実施の形態における着磁ヘッド１６の第一の構成例を示す図である。
【図５】本実施の形態における着磁ヘッド１６の第二の構成例を示す図である。
【図６】本実施の形態における着磁ヘッド１６の第二の構成例を示す図である。
【図７】第二の構成例における溝２ｃに配置される導電線３の配置パターンを示す図である。
【図８】被着磁体１に印加される磁界の状態を示す図である。
【図９】従来の一発着磁式装置による着磁による磁束密度分布図を示す。
【図１０】従来の回転着磁式装置による着磁による磁束密度分布図を示す。
【図１１】本実施の形態例における着磁装置を用いた着磁による磁束密度分布図を示す。
【図１２】被着磁体１の形状例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下，図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら，かかる実施の形態例が，本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は，本発明の実施の形態における着磁装置の概略構成例を示す図である。本実施の形態例では，円盤状の被着磁体をその円周方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置を例示する。本実施の形態における着磁装置は，着磁対象となる円盤状の被着磁体１を回転可能に保持する回転保持部１０と，回転保持部に回転駆動させるモータ１２と，モータ１２の回転角度に対応するパルス信号を出力するエンコーダ１４と，被着磁体１を磁化する着磁ヘッド１６と，電源装置１８と，制御手段２０とを有する。また，着磁された被着磁体１の磁気を検出する磁気センサ３０が設けられる。
【００１６】
被着磁体１は，着磁によって磁気エンコーダなどの多極磁化環状体となる部材であり，環状の磁性体である。被着磁体１は，例えば，大きな磁束密度が得られる希土類焼結磁石が好ましいが，もちろんフェライトボンド磁石など他の磁石も適用可能である。
【００１７】
回転保持部１０は，被着磁体１と同心の主軸であり，図示されないチャックにより被着磁体１は回転保持部１０に回転可能に固定される。本実施の形態例では，着磁ヘッド１６を固定し，被着磁体１を着磁ヘッド１６に対して回転させる構成であるが，固定された被着磁体１に対して着磁ヘッド１６を回転させる構成も原理的には可能である。
【００１８】
モータ１２は，回転精度に優れた例えばブラシレスモータが用いられ，回転保持部１０を回転駆動させる。エンコーダ１４は，モータ１２の回転角度に対応するパルス信号を出力し，その分解能は高いほどピッチ誤差を小さくすることができ，例えば，１回転当たり１万パルス以上のパルス信号を出力するものが好ましい。
【００１９】
着磁ヘッド１６は，後に詳述するように，被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有し，先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる溝が設けられ，当該溝に沿って導電線が配置される。また，着磁ヘッド１６は，その先端面の一端側から他端側への方向が被着磁体の円周方向とは垂直である被着磁体の半径方向となるように位置決めされる。
【００２０】
電源装置１８は，着磁ヘッド１６の上記先端面に収容される電線に着磁電流を与える装置であり，例えばサイリスタなどのスイッチング素子を用いたインバータ回路である。スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ周期を制御することで，任意の周波数の交番電流を得ることができる。
【００２１】
図２は，インバータ回路の原理を説明する図である。スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を備えた図２（ａ）に示す回路構成において，スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の組み合わせとスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の組み合わせを，図２（ｂ）に示すように，交互にＯＮ／ＯＦＦ動作させることで，負荷に流れる電流方向が逆向きとなり，その周期Ｔはスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ周期を制御することで自在に設定することができる。
【００２２】
制御手段２０は，電源装置１８を制御する制御回路２１とその上位の全体制御装置２２とを有する。制御回路２１は，電源装置１８の交番電流の周期を制御する回路であり，全体制御装置２２は，エンコーダ１４からのパルス信号を取得し，モータ１２及び制御回路２１を制御する。さらには，制御手段２０は，磁気センサ３０からの信号を取得することで，着磁された被着磁体１の磁束密度を検出し，正常に着磁されたか否かの判定を行うこともできる。磁気センサ３０は，ホール素子及びガウスメータを備えて構成される。全体制御装置２２は，例えばパーソナルコンピュータであり，所定の制御プログラムをＣＰＵが実行することで各種制御が実行される。
【００２３】
次に，着磁ヘッド１６の構成を図面を参照しながら詳述する。
【００２４】
図３及び図４は，本実施の形態における着磁ヘッド１６の第一の構成例を示す図である。着磁ヘッド１６の第一の構成例は，例えばコバルト合金（例えばパーメンジュール）などの強磁性体で形成されるコア２と，当該コア２の被着磁体１と対向する面（先端面）に設けられた溝（導電線位置決め手段）２ｃに収容される導電線３とを備えて構成される。導電線３は例えば銅線である。
【００２５】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれコア２の底面図，正面図，側面図であり，図３（ｄ）は図３（ｂ）の点線囲み部ｐの詳細図である。コア２の底面は，コア２の被着磁体１に対向する先端面である。また，図４は，コア２の先端面に導電線３が配置された状態を示し，図４（ａ）は図３（ａ）と同様のコア２の先端面である底面を示し，図４（ｂ）は，図４（ａ）に示すコア２の先端面の中心線Ａ−Ａ線の断面図，図４（ｃ）は，図４（ａ）に示すコア２の先端面の中心線Ｂ−Ｂ線の断面図である。
【００２６】
第一の構成例においては，コア２の先端面２ａは細長状面であり，その寸法は，例えば短手方向長さ３ｍｍ，長手方向長さ２０ｍｍである。また，コア２は，高さ方向において，先端面２ａから当該短手方向長さ及び長手方向長さでの所定高さ（例えば１０ｍｍ程度）まで延びる第一の高さ部分と，当該所定高さ位置から短手方向長さが先端面２ａの短手方向長さより長い長さ（例えば２０ｍｍ程度）で高さ方向に延びる第二の高さ部分を有する。第二の高さ部分の高さは約５０ｍｍ程度であり，先端面２ａからその反対面２ｂまでの全体の高さは約６０ｍｍ程度である。第二の高さ部分は，図３（ｃ）に示すように，第二の高さ部分において，短手方向長さが末広がり状に長くなるように形成されてもよく，また，そのような長さ変化部分を設けずに，矩形状に短手方向長さの長さが長くなるように形成されてもよい。第二の高さ部分は，図示されない着磁ヘッド取付装置に着磁ヘッド１６を固定するために必要な寸法を確保するためのものであり，図示されない着磁ヘッド位置決め装置に着磁ヘッド１６を固定するためのねじ穴２ｂなどが設けられる。また，第一の構成例では，先端面２ａが１本の導電線３を長手方向に延びて配置できるだけの領域を有していればよいため，図３に示すように，先端面２ａを細長状面である例を示したが，先端面２ａの短手方向長さを，第二の高さ部分の短手方向長さと同じ寸法で形成してもかまわない。なお，着磁ヘッド取付装置は，着磁ヘッド１６をＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向に位置決めするための既知のＸＹＺステージである。
【００２７】
先端面２ａには，その一端側から他端側の長手方向に直線状に延びる溝２ｃが形成され，図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示されるように，導電線３が溝２ｃ内に保持され，先端面２ａの長手方向に延びて配置される。溝２ｃは，導電線３を収容可能な程度の深さ及び幅を有し，導電線の直径が例えば１ｍｍ程度の場合，図３（ｄ）に示されるように，幅及び深さとも例えば１．１ｍｍ程度の寸法で形成される。なお，溝２ｃの断面形状は，図３（ｄ）に示されるようなほぼ円形断面のほか，もちろん矩形断面でもかまわず，導電線を収容可能な形状であればその形状は問わない。また，導電線の断面形状も円形断面，矩形断面など，溝２ｃに収容可能な形状であれば，その形状を問わない。
【００２８】
コア２には，さらに，導電線３を長手方向に貫通させるための貫通孔２ｄが形成されている。図４（ｃ）に示されるように，電源装置１８から延びる導電線３は，先端面２ａの一端側から他端側へ溝２ｃ内を延び，先端面２ａの他端側から出た導電線３は，逆向きに，先端面２ａの他端側から一端側に貫通孔２ｄ内を延び，先端面２ａの一端側から電源装置１８に戻る。被着磁体１から見て，溝２ｃ内を延びる導電線部分と貫通孔２ｄ内を延びる導電線部分を流れる電流の向きは反対であり，貫通孔２ｄ内を延びる導電線部分を流れる電流により発生する磁界が，溝２ｃ内を延びる導電線部分を流れる電流により発生する磁界を打ち消さない程度に，貫通孔２ｄは，先端面より高さ方向に離れて形成される。第一の構成例では，貫通孔２ｄの高さ位置は，先端面２ａより１５ｍｍ程度である。
【００２９】
図５及び図６は，本実施の形態における着磁ヘッド１６の第二の構成例を示す図である。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれコア２の底面図，正面図，側面図であり，図５（ｄ）は図５（ｂ）の点線囲み部ｑの詳細図である。第一の構成例と同様に，コア２の底面はコア２の被着磁体１に対向する先端面である。また，図６は，コア２の先端面に導電線３が配置された状態を示し，図６（ａ）は図５（ａ）と同様のコア２の先端面である底面を示し，図６（ｂ）は，図６（ａ）に示すコア２の先端面の中心線Ａ−Ａ線の断面図，図６（ｃ）は，図５（ａ）に示すコア２の先端面の中心線Ｂ−Ｂ線の断面図である。
【００３０】
着磁ヘッド１６の第二の構成例は，第一の構成例と同様に，例えばコバルト合金などの強磁性体で形成されるコア２と，当該コア２の被着磁体１と対向する面（先端面）に設けられた導電線位置決め手段としての溝２ｃに収容される導電線３とを備えて構成される。
【００３１】
第二の構成例においては，コア２の先端面２ａは，着磁ヘッド位置決め装置に取り付けるためのねじ穴を有する高さ位置（第一の構成例における第二の高さ部分に相当）の縦横寸法と同じ寸法を有し，その寸法は例えば２０ｍｍ×２０ｍｍである。また，コア２は，先端面２ａから高さ方向に同一の縦横寸法で延びており，その全体高さは約６０ｍｍ程度である。そして，先端面２ａには，図５（ａ）に示されるように，その一端側から他端側へ延びる並列に配置された３つの溝２ｃ−１，２ｃ−２，２ｃ−３（総称する場合溝２ｃと称する）が形成される。より詳しくは，３つの溝２ｃは，先端面２ａが被着磁体１に対向して配置された場合に，被着磁体１の円周方向に所定間隔で並列に配置され，且つ先端面２ａの一端側から他端側へ被着磁体１の半径方向に沿って直線状に延びるように形成される。さらに，溝２ｃは，先端面２ａの一端側より所定長さ内側から及び他端側より所定長さ内側まで形成され，一本の導電線３が，先端面２ａ上において，先端面２ａの一端側及び他端側で逆方向に折り曲げられて隣接する溝２ｃに収容されて逆方向に延びるようになっている。
【００３２】
図７は，第二の構成例における溝２ｃに配置される導電線３の配置パターンを示す図である。電源装置１８から延びる導電線３は，先端面の一端側において，中央の溝２ｃ−２の延長線上から所定角度折り曲げられて溝２ｃ−１内に配置されて先端面２ａの一端側から他端側に延び，溝２ｃ−１の他端側で逆方向折り曲げられて，隣接する溝２ｃ−２内に配置されて先端面２ａの他端側から一端側に延び，さらに，溝２ｃ−２の一端側で逆方向に折り曲げられて，隣接すする溝２ｃ−３内に配置されて先端面２ａの一端側から他端側に延び，溝２ｃ−３の他端側で中央の溝２ｃ−２の延長線上に延びるように折り曲げられる。
【００３３】
第二の構成例における溝２ｃは，第一の構成例と同様に，導電線３を収容可能な程度の深さ及び幅を有し，導電線の直径が例えば１ｍｍ程度の場合，図５（ｄ）に示されるように，幅及び深さとも例えば１．１ｍｍ程度の寸法で形成される。なお，溝２ｃの断面形状は，図５（ｄ）に示されるような矩形断面のほか，例えば底部が円弧となるような断面でもかまわず，導電線を収容可能な形状であればその形状は問わない。
【００３４】
コア２には，さらに，導電線３を先端面の他端側から先端面側に貫通されるための貫通孔２ｄが形成されている。貫通孔２ｄは，溝２ｃ−２の真下の高さ位置に設けられる。図７で示したパターンによって先端面２ａの溝２ｃ−３の他端側から出た導電線３は，図６（ｃ）に示すように，折り曲げられて逆向きに先端面２ａの他端側から一端側に貫通孔２ｄ内の延び，先端面２ａの一端側から電源装置１８に戻る。このとき，溝２ｃ−２内の延びる導電線部分と貫通孔２ｄ内を延びる導電線部分を流れる電流の向きは同じである。従って，貫通孔２ｄを流れる電流によって発生する磁界も被着磁体１の着磁に寄与することから，貫通孔２ｄは，できるだけ先端面２ａに近い位置に形成され，好ましくは，図５（ｄ）に示されるように，溝２ｃ−２に真下に隣接して設けられ，溝２ｃ−２の底部が貫通孔２ｄに連通していてもよい。もちろん，溝２ｃ−２の底部が貫通孔２ｄに連通せずに，可能な限り溝２ｃ−２に近い溝２ｃ−２の真下位置に貫通孔２ｄが形成されてもよい。
【００３５】
また，第二の構成例における着磁ヘッド１６についても，第一の構成例と同様に，図示されない着磁ヘッド位置決め装置に着磁ヘッド１６を固定するためのねじ穴２ｂなどが適宜設けられる。
【００３６】
第一及び第二の構成例におけるコア２の溝２ｃ，貫通孔２ｄ及びねじ穴２ｂなどは，機械加工により形成される。また，先端面２ａの導電線３を固定するために，コア２の先端面２ａの一端側と他端側より外側に出た導電線３を，例えばエポキシ樹脂などでコア２の側面に対して固定してもよい。
【００３７】
次に，着磁方法について説明する。着磁対象の被着磁体１を回転保持部１０で保持し，モータ１２を駆動させて，回転保持部に固定された被着磁体１を回転させる。着磁ヘッド１６は，その先端面２ａが被着磁体１にわずかに離間して対向するように位置決めされる。原理的には，先端面２ａ（本実施の形態例では，溝２ｃの深さは導電線３の直径よりも深く設計されているので，先端面２ａ上の導電線３は溝２ｃから突出していないが，溝２ｃの深さが導電線３の直径よりも浅い場合は，溝２ｃから突出する導電線３）を被着磁体１に接触させる構成が，最も強い磁界を被着磁体に印加することができるが，摩擦による先端面２ａの摩耗を考慮して，被着磁体１と着磁ヘッド１６の先端面２ａとの間には，わずかな間隙が設けられる。
【００３８】
そして，全体制御装置２２は，エンコーダ１４からのパルス信号を取得し，パルス信号周期に同期して，被着磁体１が１回転中に，着磁する極数に対応する周波数の交番電流を発生するように，制御回路２１に制御信号を送出し，制御回路２１は，その制御信号に応じて電源装置１８のスイッチング回路（インバータ回路）のスイッチ制御を行う。例えば，９６極着磁する場合，１極あたりの回転角度は３．７５度であり，全体制御装置２２は，被着磁体１が３．７５度回転する時間に相当するパルス信号数をカウントし，当該パルス信号数をカウントする毎に，電流方向を反転させるように，制御回路２１に制御信号を送出する。
【００３９】
電源装置１８から供給される交番電流は，着磁ヘッド１６の導電線３を流れ，被着磁体１に極めて近い位置の先端面２ａの溝２ｃに配置された導電線３に流れる電流により発生する磁界により，被着磁体１は着磁される。
【００４０】
図８は，被着磁体１に印加される磁界の状態を示す図である。図８（ａ）は第一の構成例の着磁ヘッド１６により印加される磁界，図８（ｂ）は第二の構成例の着磁ヘッド１６により印可される磁界を示す。
【００４１】
図８（ａ）に示すように，第一の構成例の着磁ヘッド１６により被着磁体１を着磁する場合，先端面２ａの溝２ｃに配置された導電線３により発生する磁界により，被着磁体１の着磁面を磁束が通過し，被着磁体１の所定角度（９６極着磁の場合，３．７５度）間隔が一方の極（例えばＮ極）に着磁される。その後，被着磁体１の回転による隣接する次の所定角度間隔では，上述のように，導電線３を流れる電流方向が逆向きとなるので，もう一方の極（例えばＳ極）に着磁され，これを，所定角度間隔毎に繰り返すことにより，所定極数による多極着磁が実現される。また，エンコーダ１４からのパルス信号に同期させて，電源装置１８が発生する交番電流の周期を任意に変化させることで，任意の極数（例えば２〜１００００極）による多極着磁が可能である。
【００４２】
従来技術の項でも説明したように，従来の回転着磁式は，着磁ヘッドに巻回されたコイルへの通電によりコイルが発生する磁界でコアを磁化し，その磁化されたコアの磁界により，被着磁体を磁化していたため，従来の一発着磁式と比較して磁力が弱いという問題を有していたが，本実施の形態例における着磁装置では，導電線３が発生する磁界で磁化されたコア２が発生する磁界に加えて，被着磁体１に接触又は僅かに離間して近接する導電線３が発生する磁界により直接被着磁体１を磁化するため，従来の回転着磁式よりも大きな磁力で着磁することができる。また，従来の一発着磁式では，高精度な着磁ピッチを確保することが困難であったが，第一の構成例の着磁ヘッド１６を用いた本実施の形態における着磁装置では，インバータにより交番電流の周期をより高精度に制御できるため，高精度な着磁ピッチを得ることができる。
【００４３】
このように，本実施の形態例における着磁装置は，高精度な着磁ピッチを確保しつつ，従来の回転着磁式よりも大きな磁力による着磁を可能とする。
【００４４】
図８（ｂ）に示すように，第二の構成例の着磁ヘッド１６により被着磁体１を着磁する場合も，上述の第一の構成例の着磁ヘッド１６による着磁と基本的には同様の動作となる。第二の構成例では，溝２ｃ−２の導電線３とその両側の溝２ｃ−１及び２ｃ−３の導電線３を流れる電流の向きが逆である。例えば，溝２ｃ−２の導電線３が発生する磁界により被着磁体１がＮ極に着磁される場合，その両側はＳ極に着磁される。上述したように，溝２ｃ−１，２ｃ−２及び２ｃ−３は，着磁極数に応じた着磁ピッチに相当する回転角度間隔で配列されているため，溝２ｃ−２の導電線３の発生する磁界による着磁を基準とすると，溝２ｃ−２の導電線３の発生する磁界による着磁の前後にそれぞれ溝２ｃ−１及び２ｃ−３の導電線３の発生する磁界による着磁も合わせて，１回転中に合計３回の着磁が行われることになる。
【００４５】
さらに，第二の構成例の着磁ヘッド１６は，図４に示されたように，貫通孔２ｄを通る導電線３が，溝２ｃ−２に隣接する直下を通り，溝２ｃ−２の導電線と貫通孔２ｄを通る導電線３の電流の向きは同一であり且つ貫通孔２ｄを通る導電線３も被着磁体１と極めて近い位置にあるので，貫通孔２ｄを通る導電線３により発生する磁界も，溝２ｃ−２に対向する着磁面の着磁に寄与する。従って，溝２ｃ−２の位置に対向する着磁面は，実質的に２本の導電線による着磁となり，両側に隣接する溝２ｃ−１及び２ｃ−３の位置に対向する着磁面よりも強く磁化される。
【００４６】
このように，第二の構成例の着磁ヘッド１６を用いた本実施の形態における着磁装置では，第一の構成例の場合と同様に，大きな磁力と高精度な着磁ピッチの両方を高水準で両立するとともに，第一の構成例の場合よりもさらに大きな磁力による着磁が可能となる。
【００４７】
また，着磁動作とともに，その着磁された被着磁体１の各磁極の磁束密度を磁気センサ３０によって検出し，全体制御装置２０は，その検出信号に基づいて，着磁動作とともに正常に着磁されたか否かを判定することができる。合否判定は，各磁極の磁束密度と着磁ピッチについて行われ，着磁ピッチは，磁気センサ３０の検出する磁束密度の符号から検出することができる。着磁動作とともに着磁結果を検査できるため，着磁動作の後に品質管理のための検査工程を別途を行う必要がない。
【００４８】
また，全体制御装置２２は，磁気センサ３０により検出される磁束密度により，交番電流の強さを制御することができる。全体制御装置２２は，各磁極に磁束密度の差が小さくなるように，制御回路２１に電流量を調整するための制御信号を送出し，制御回路２１はその制御信号に基づいて交番電流値をフィードバック制御することができる。また，全体制御装置２２は，磁気センサ３０により検出される着磁ピッチの誤差を抑えるように，モータ１２の回転速度をフィードバック制御することができる。
【００４９】
図９，図１０及び図１１は，それぞれ従来の一発着磁式による着磁，従来の回転着磁式による着磁及び本実施の形態例の着磁装置を用いた着磁による磁束密度分布の測定例を示す。被着磁体の磁極数は９６であり，測定では，本実施の形態例の着磁装置として，第一の構成例における着磁ヘッド１６を備えた着磁装置が用いられ，当該３種類の着磁方法によりそれぞれ２つの被着磁体を着磁した。
【００５０】
図９，図１０及び図１１の磁束密度分布を比較した表を以下の表１に示す。
【００５１】
【表１】
2011249565.tif 000003
【００５２】
図９乃至図１１及び表１から明らかなように，本実施の形態例における着磁装置（本願装置）による着磁では，平均磁束密度（ｍＴ）は，従来の回転着磁式装置はもとより従来の一発着磁式装置よりも大きな値を得ることができた。また，着磁ピッチ精度（最大単ピッチ精度及び最小単ピッチ精度）も，従来の一発着磁式装置はもとより従来の回転着磁式装置よりも高精度なピッチ精度を得ることができた。
【００５３】
図１２は，被着磁体１の形状例を示す平面図である。本実施の形態例では，図１２（ａ）に示すような円盤状の被着磁体１の平面部分を着磁面として，その円周方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置を例示したが，着磁面は，円盤状の被着磁体１の端面（側面）部分であってもよい。また，本実施の形態における着磁装置は，例えば，図１２（ｂ）に示す短冊状の被着磁体１を直線状に極性が変化するように着磁する場合にも適用可能である。短冊状の被着磁体１の極性を交互に変化させる直線状の所定着磁方向に，着磁ヘッド１６又は短冊状の被着磁体１を相対的にスライド移動させることで，リニアな多極着磁が可能となる。
【００５４】
本実施の形態例では，導電線を先端面への位置決め手段として，先端面に設けられる溝を例示したが，溝に限らず，例えば，導電線の幅（径）で先端面の一端側から他端側に延びる突出部を設け，当該突出部上に導電線を接着する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１：被着磁体，２：コア，２ａ：先端面，２ｂ：ねじ穴，２ｃ：溝，２ｄ：貫通孔，３：導電線，１０：回転保持部，１２：モータ，１４：エンコーダ，１６：着磁ヘッド，１８：電源装置，２０：制御手段，２１：制御回路，２２：全体制御装置，３０：磁気センサ
【図１】
2011249565.tif 000004
【図２】
2011249565.tif 000005
【図３】
2011249565.tif 000006
【図４】
2011249565.tif 000007
【図５】
2011249565.tif 000008
【図６】
2011249565.tif 000009
【図７】
2011249565.tif 000010
【図８】
2011249565.tif 000011
【図９】
2011249565.tif 000012
【図１０】
2011249565.tif 000013
【図１１】
2011249565.tif 000014
【図１２】
2011249565.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月14日(2011.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の前記所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，
前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定着磁方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，
前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備え，
前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記位置決め手段は，前記先端面の一端側から他端側に直線状に延びる一つの溝であり，前記導電線は，前記溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ直線状に延びていることを特徴とする着磁装置。
【請求項３】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の前記所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，
前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定着磁方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，
前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備え，
前記駆動部は，前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の極性変化方向である円周方向に相対的に回転するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転させ，
前記位置決め手段は，それぞれ前記先端面の一端側から他端側に直線状に延び且つ前記円周方向に所定間隔で並列に配置される第１の溝，第２の溝及び第３の溝を有し，前記導電線は，前記第１の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記先端面の他端側で逆方向に折り曲げられ，前記第２の溝に沿って前記先端面の他端側から一端側へ延び，前記先端面の一端側でさらに逆方向に折り曲げられ，前記第３の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記第1の溝，前記第２の溝及び前記第３の溝に同一の深さで収容されることを特徴とする着磁装置。
【請求項４】
請求項３において，
前記コアは，前記先端面の内部であって且つ前記第２の溝に隣接する真下に前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において，
前記電源は，交番電流の周波数を任意に変化させることができるインバータを含むことを特徴とする着磁装置。
【請求項６】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，
前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁ヘッド。
【請求項７】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，
前記位置決め手段は，それぞれ前記先端面の一端側から他端側に直線状に延び且つ前記円周方向に所定間隔で並列に配置される第１の溝，第２の溝及び第３の溝を有し，前記導電線は，前記第１の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記先端面の他端側で逆方向に折り曲げられ，前記第２の溝に沿って前記先端面の他端側から一端側へ延び，前記先端面の一端側でさらに逆方向に折り曲げられ，前記第３の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記第1の溝，前記第２の溝及び前記第３の溝に同一の深さで収容されることを特徴とする着磁ヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の着磁装置の構成は，被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備え，前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の着磁ヘッドの構成は，被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の前記所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，
前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定着磁方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，
前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備え，
前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記位置決め手段は，前記先端面の一端側から他端側に直線状に延びる一つの溝であり，前記導電線は，前記溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ直線状に延びていることを特徴とする着磁装置。
【請求項３】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置において，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，前記先端面の一端側から他端側への方向が前記被着磁体の前記所定着磁方向に垂直となるように配置される着磁ヘッドと，
前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の前記所定着磁方向に相対的に回転又は移動するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させる駆動部と，
前記駆動部により前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転又は移動させながら，前記導電線に交番電流を供給する電源とを備え，
前記駆動部は，前記着磁ヘッドの先端面が前記被着磁体の着磁面の極性変化方向である円周方向に相対的に回転するように，前記被着磁体又は前記着磁ヘッドを回転させ，
前記位置決め手段は，それぞれ前記先端面の一端側から他端側に直線状に延び且つ前記円周方向に所定間隔で並列に配置される第１の溝，第２の溝及び第３の溝を有し，前記導電線は，前記先端面の一端側において，前記第２の溝の延長線上から所定角度折り曲げられて前記第１の溝に配置され，前記第１の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記先端面の他端側で逆方向に折り曲げられ，前記第２の溝に沿って前記先端面の他端側から一端側へ延び，前記先端面の一端側でさらに逆方向に折り曲げられ，前記第３の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記第３の溝の他端側で前記第２の溝の延長線上に延びるように折り曲げられ，前記第1の溝，前記第２の溝及び前記第３の溝に同一の深さで収容されることを特徴とする着磁装置。
【請求項４】
請求項３において，
前記コアは，前記先端面の内部であって且つ前記第２の溝に隣接する真下に前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において，
前記電源は，交番電流の周波数を任意に変化させることができるインバータを含むことを特徴とする着磁装置。
【請求項６】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，
前記コアは，前記先端面の内部に，前記先端面の一端側から他端側に貫通する貫通孔を有し，前記先端面の他端側に延びた導電線は，前記貫通孔を前記他端側から一端側に延びることを特徴とする着磁ヘッド。
【請求項７】
被着磁体を所定着磁方向に極性が交互に変化するように着磁する着磁装置に用いられる着磁ヘッドにおいて，
被着磁体の着磁面に対向して接触又は近接する先端面を有するコアを有し，前記先端面に当該先端面の一端側から他端側に延びる導電線を位置決めして配置する位置決め手段が設けられ，
前記位置決め手段は，それぞれ前記先端面の一端側から他端側に直線状に延び且つ前記円周方向に所定間隔で並列に配置される第１の溝，第２の溝及び第３の溝を有し，前記導電線は，前記先端面の一端側において，前記第２の溝の延長線上から所定角度折り曲げられて前記第１の溝に配置され，前記第１の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記先端面の他端側で逆方向に折り曲げられ，前記第２の溝に沿って前記先端面の他端側から一端側へ延び，前記先端面の一端側でさらに逆方向に折り曲げられ，前記第３の溝に沿って前記先端面の一端側から他端側へ延び，前記第３の溝の他端側で前記第２の溝の延長線上に延びるように折り曲げられ，前記第1の溝，前記第２の溝及び前記第３の溝に同一の深さで収容されることを特徴とする着磁ヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図７は，第二の構成例における溝２ｃに配置される導電線３の配置パターンを示す図である。電源装置１８から延びる導電線３は，先端面の一端側において，中央の溝２ｃ−２の延長線上から所定角度折り曲げられて溝２ｃ−１内に配置されて先端面２ａの一端側から他端側に延び，溝２ｃ−１の他端側で逆方向折り曲げられて，隣接する溝２ｃ−２内に配置されて先端面２ａの他端側から一端側に延び，さらに，溝２ｃ−２の一端側で逆方向に折り曲げられて，隣接する溝２ｃ−３内に配置されて先端面２ａの一端側から他端側に延び，溝２ｃ−３の他端側で中央の溝２ｃ−２の延長線上に延びるように折り曲げられる。