(57)【要約】【課題】強力な磁気特性を持ち、成形性、取り扱い性に優れた磁気エンコーダと、構造が簡単で取付け作業が容易な磁気エンコーダを提供する。【解決手段】磁力によってパルス列を形成し、符号を発生させる磁気エンコーダであって、磁性単体として形成され着磁された磁性環１を接着剤２を介して補強環３へ接着固定せしめ、多極の磁気エンコーダを形成する。これにより強力な磁力が得られ、小型・軽量化を実現し、生産性を高めて低価格で提供できる。また、同時に提案される磁気エンコーダでは、周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁せしめた磁性環１を、補強環３の端縁３３を折り曲げて、該補強環３へカシメ固着している。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪軸に用いられ、磁力によってパルス符号を発生させる磁気エンコーダにおいて、
磁性環を、車輪軸側に固着した補強環に接着剤を介して接着した後に、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁して構成していることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
車輪軸に用いられ、磁力によってパルス符号を発生させる磁気エンコーダにおいて、
磁性環を、車輪軸側に固着した補強環に接着剤を介して接着した後に、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁し、更に補強環の端縁を折り曲げて、上記磁性環を該補強環へカシメ固着した構成としていることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかにおいて、
上記磁性環は、磁性単体で構成されている磁気エンコーダ。
【請求項４】
請求項１又は２において、
上記磁性環は、フェライトなどの磁性粉をゴム、樹脂などの結合剤を混入させて成形した基材で構成されている磁気エンコーダ。
【請求項５】
請求項１又は３において、
上記接着剤は、シリコンシーラントであることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、
上記磁性環は、更に非磁性材からなる保護カバーで包み込まれ、該保護カバーを上記補強環にカシメ固着していることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかにおいて、
上記磁性環は、更に非磁性材からなる保護カバーで包み込まれ、該保護カバーを上記補強環に嵌入合体させて固着していることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項８】
請求項６において、
上記磁性環と保護カバーとの間には、クッション材が収納されたことを特徴とする磁気エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強力な磁力特性を持ち、かつ剛性に優れ、生産性と価格に優位性がある磁気エンコーダに関する。また、補強環への取付け作業が容易で、磁性環と補強環との熱膨張率の差異に起因する歪や隙間、変形などの発生や、異物混入時における破損のおそれもない磁気エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気エンコーダは異物噛み込みによる破損、形状歪みなどを考慮して磁性を有する弾性豊かなゴム材料からなった磁気エンコーダが主に用いられており、このようなものでは、該ゴム材料に磁性粉を混合し、これを金型内に補強環と共に投入して加熱し圧縮して加硫接着形成されている。
【０００３】
ここで用いられる磁性粉としては、一般にフェライトの磁粉が採用されており、例えば、希土類からなる磁性材は混練り作業性及び成形性が悪くコストも高くなるのでゴム材料への混合には適していないとされ一般的に採用されるに至っていない。
【０００４】
このフェライトを混合して加硫接着形成された磁気エンコーダは、成形性には優れるが磁力が小さく、また、磁粉に配向性があるため磁束密度のバラツキが大きくなる性質がある。
【０００５】
この磁束密度のバラツキを小さくするために磁粉の方向を予め生地の段階で整えたり成形の段階で整えたりして加硫成形しなければならない（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００２−３３３０３３号
【発明が解決しようとする課題】
前記したようにフェライトの磁粉の混合によって成形したフェライト系ボンド磁石からなる磁気エンコーダは、実用的な磁気特性を持たせるためにはフェライトを高充填する必要があり、このため著しくゴム物性が低下するという問題があると共に、上記磁気エンコーダは、金型内で加硫接着形成されるため、その製造に手間を要するという問題もあった。
【０００７】
また、磁気エンコーダの周上で磁束密度がバラつく欠点を緩和するためには、多種のフェライトをブレンドするとか調整成形工程を増加せしめるなどの面倒な方法を必要とする問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、数々検討し、又磁気特性試験を行った結果、強力な磁気特性を持ち、取扱い性に優れかつ価格的にも実現性のある磁気エンコーダを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、磁性環が磁性単体でなく、磁性粉に結合剤を混入して成形されるものであっても、補強環への取付け作業が容易な上に、磁性環と補強環との熱膨張率に差異があっても、隙間、歪や変形、異物混入時の破損のおそれのない磁気エンコーダを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、
請求項１に係る磁気エンコーダは、車輪軸に用いられ、磁力によってパルス符号を発生させる磁気エンコーダにおいて、磁性環を、車輪軸側に固着した補強環に接着剤を介して接着した後に、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁して構成している。
【００１１】
磁性環を補強環に固着させる接着剤としては、弾性のあるシリコンシーラントを用いればよく、このような接着剤では、クッション性があり、磁性環と補強環との間の熱膨張率の差異が大きい場合にも、熱膨張率差が吸収できるので、隙間、歪や変形の発生も防止できる（請求項５）。
【００１２】
請求項２に係る磁気エンコーダは、車輪軸に用いられ、磁力によってパルス符号を発生させる磁気エンコーダにおいて、磁性環を、車輪軸側に固着した補強環に接着剤を介して接着した後に、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁し、更に補強環の端縁を折り曲げて、上記磁性環を該補強環へカシメ固着した構成としている。
【００１３】
このものでは、請求項１の接着剤に代えて、磁性環を補強環にカシメ固定しているので、接着剤を不要とし、請求項１と同効果を得ながら、その製造を更に容易に行うことができる。
【００１４】
請求項１、２のいずれについても、磁性環は、磁性単体、フェライトなどの磁粉に結合剤を混入させて成形したプラスティック磁石が適用できる。前者の磁性環を用いたものでは、製造が容易なことは勿論、高い磁力が得られ、着磁も容易に出来、十分な強度もあり、その取扱い性に極めて優れている。そのため、パルス発生能力の大きい磁気エンコーダを安価に提供することが出来、この強力な磁力は磁気エンコーダとセンサーとのギャップを大きくとることができるので、それらの組立公差をラフに設定することができ、磁気エンコーダの小型、軽量化が図れ、生産性が高く、低価格で提供できるものとなる。
また、後者の磁性環を用いたものでは、上記磁性環の厚さ、形状も任意にでき、軽量な磁気エンコーダを得ることが出来る（請求項３，４）。
【００１５】
また、請求項６、７に係る磁気エンコーダは、磁性環を非磁性材からなる保護カバーで包み込み、保護カバーを補強環にカシメ固着し、あるいは嵌入合体させているので、接着剤を用いずに、磁気センサに磁気的影響を与えることなく、磁性環が外的要因に接触したり、衝突するなどの原因から保護することができる。
【００１６】
請求項８に係る磁気エンコーダは、磁性環と保護カバーとの間には、クッション材が収納されているので、組立時に不用意な圧力が加わったり、異物噛み込みがあっても、このクッション材の緩衝作用によって保護することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明では、磁性環を、磁性単体で構成されたもの、磁性粉に結合剤を混入して成型したものが適用されるが、前者のものでは、パルス発生能力の大きく、十分な強度を有した磁気エンコーダを安価に提供することが出来る。この場合の磁性単体としては、鋳造磁石、焼結磁石などが選択でき、これを形成する材料の種類としては、フェライト、希土類とか、ＭＫ鋼、アルニコ等が採用される。
【００１８】
このような磁気エンコーダの望ましい実施例では、磁性環は、接着剤によって直接補強環に組付けて磁気エンコーダを成形し、その特性である高い磁力によって該磁気エンコーダの小型、軽量化が図れ、計測精度を飛躍的に高めることができる。
【００１９】
また、いずれの場合も、磁性環は、磁性単体や、磁性粉に結合剤を混入して成型したものを、接着剤を介して補強環に接着した後、Ｓ，Ｎ極を着磁して形成されるので、磁性環の補強環への取付け位置のズレによって、磁気パルス信号の出力精度にバラツキや誤差を生じることもない。
【００２０】
ついで、添付図を参照して、本発明の磁気エンコーダの実施例を説明する。
【００２１】
図１は第一の本発明に係る磁気エンコーダの一実施例を示す断面図であり、図２は保護カバーを取付けた実施例、図３はシール装置に組み込んだ実施例の断面図を示している。
【００２２】
本発明では、磁性環１を、例えばシアノ系、エポキシ系、フェノール系、ゴム系、またはウレタン系等の接着剤２を塗布して、補強環３に固着一体化せしめて磁気エンコーダを完成するが、この場合に使用する接着剤２として、シリコンシーラントを用いれば、固着一体化された後には、この接着剤２が、隙間や歪、変形の発生を防止する他、緩衝材としても機能する。
【００２３】
一方、磁性環１を支持する補強環２は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、ＳＵＳ４３０などの磁性体からなる板材を用いると磁場を広げさらに磁力を増すことができる。
【００２４】
磁性環１にネオジ、鉄、ボロン／サマリウム、窒素のような錆易い材料を用いる場合、その表面に塗装とかメッキを行なうのが良策であり、また、飛び散る水分・異物から保護するため、図２に示すように、非磁性材（アルミニウム、プラスチック、非磁性のオーステナイト系ステンレスたとえばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１等）からなる保護カバー４によって磁性環１を包む構造とする。
【００２５】
図２は、保護カバー４を取付けた例を示している。
【００２６】
保護カバー４は、図２に示すように、その端部を延長してこれを曲げカシメするカシメ６固着とか、あるいは互いに係合する部位を設けて一体化して係合固着（図示していない）することができ、このとき磁性環１を包み込む外的応力から守るために、図３に示すようにその間へクッション材５を配設せしめると、その組み付け時に圧力が加えられた場合は勿論、異物噛み込みによる緩衝作用も期待できる。
【００２７】
このようなクッション材５としては、ゴム材、プラスティック材、布材、不織布、紙材などの比較的軟質な材料が採用可能である。
【００２８】
なお、図１、及び図２で示した実施例では磁気エンコーダを単体で用いた状態を示したが、図３に示すように、シール材の一部の遮断・摺動材として用い、相対回転する他の固定部材７と組合わせたシール装置（後述）に組み付けて使用することが出来る。
【００２９】
ついで、本発明の望ましい実施例として、シール装置に組み込んだ例を説明する。
【００３０】
図４〜図６は、シール装置を、車輪軸の軸受ユニットに適用した例を示している。
【００３１】
ここに、図４は、図１で示した磁気エンコーダＡ（＃１）を取り付けたシール装置を組み込んだ軸受ユニットの全体構造を示す概略断面図、図５は、図２で示した磁気エンコーダＡ（＃２）を取り付けたシール装置の要部断面図、図６は、図３で示した磁気エンコーダＡ（＃３）を取り付けたシール装置の要部断面図をそれぞれ示している。
【００３２】
これらの磁気エンコーダＡ（＃１）〜Ａ（＃３）は、前述したように、磁性単体で構成されるものには限定されず、磁性粉に結合剤を混入させ成形したものを用いてもよい。
【００３３】
この車輪軸には、内方部材１０および外方部材２０と、これら内外の部材１０、２０間に収容される複数の転動体３０と、内外の部材１０、２０間の端部環状空間を密封する１組のシール装置５０、５０’とを備え、一方のシール装置５０側には、本発明に係る磁気エンコーダＡ（＃１）（後述する）を取付け、この磁気エンコーダＡ（＃１）の磁性環１に対面して、図４のように磁気センサ８を配置することにより、車輪回転速度検出のためのロータリエンコーダが構成される。
軸受ユニットの内方部材１０および外方部材２０は、転動体３０の軌道面１０ａ，２０ａを有しており、各軌道面１０ａ，２０ａは溝状に形成されている。
【００３４】
内方部材１０および外方部材２０は、各々転動体３０を介して互いに回転自在となった内周側および外周側の部材をなしているが、軸受内輪および軸受外輪の単独であっても、これら軸受内輪や軸受外輪と別の部品とが組み合わさった組立部材であっても良い。
【００３５】
また、内方部材１０は、軸であっても良く、転動体３０は、ボールまたはころからなり、この例ではボールが用いられている。
【００３６】
車輪軸は、複列の転がり軸受、詳しくは複列のアンギュラ玉軸受とされていて、その軸受内輪は、各転動体列の軌道面１０ａ，１０ａがそれぞれ形成された一対の分割型の内輪１０Ａ，１０Ｂからなる。これら内輪１０Ａ，１０Ｂは、ハブ輪６０の軸部の外周に嵌合し、ハブ輪６０と共に上記内方部材１０を構成する。
【００３７】
なお、内方部材１０は、上記のようにハブ輪６０および一対の分割型の内輪１０Ａ，１０Ｂからなる３部品の組立部品とする代わりに、ハブ輪６０および片方の内輪１０Ｂが一体化された軌道面付きのハブ輪と、もう片方の内輪１０Ａとで構成される２部品からなるものとしても良い。
【００３８】
ハブ輪６０には、等速自在継手７０の一端（例えば外輪）が連結され、ハブ輪６０のフランジ部６０ａに車輪（図示せず）がボルト８０で取付けられる。
【００３９】
７０は、等速自在継手であり、その他端（例えば内輪）は駆動軸（図示せず）に連結されている。外方部材２０は、軸受外輪からなり、懸架装置におけるナックル等からなるハウジング（図示せず）に取付けられる。転動体３０は各列毎に保持器４０で保持されている。
【００４０】
本発明の磁気エンコーダＡ（＃１）は、このような構造の車輪軸の一方のシール装置５０に設けられ、磁力によって、パルス符号を発生させる。ここに、磁性環１は、補強板３と共に磁気エンコーダＡ（＃１）を構成するものであり、周方向に交互に磁極Ｎ，Ｓが形成されている。磁極Ｎ，Ｓは、ピッチ円直径（ＰＣＤ）において、所定のピッチとなるように形成されている。
【００４１】
シール装置５０は、図１における部分拡大図で示すように、内方部材１０と外方部材２０に各々取付けられた補強環３と固定部材７とを有し、これらの補強環３および固定部材７は、各々円筒部３１，７１と立板部３２，７２とでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向して配置されている。実施例では、補強環３は、その立板部３２は、軸受外方側に配され、更に、その外方側の側面には接着剤２を介して磁性環１が取付けられ、スリンガとして機能するが、他方の固定部材７には、シール部材９が加硫一体化されている。
図７、図８は、本発明に係る磁気エンコーダＡ，Ｂを組込んだ更に他のシール装置の概略断面図である。
【００４２】
これらにおいて、図１〜図６と共通する部材には、同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
図７で示す磁気エンコーダＡは、図１での接着剤２を不要にするため、磁性環１を直接、補強環３にカシメ止めした点に特徴がある。具体的には、補強環３の立板部３２の端縁を、磁性環１に掛止し、その終端をカシメ止め３３させているので、図１で示すような接着剤を不要にでき、前述した磁気エンコーダと同じ効果を得ることができる。
【００４４】
また、図８で示す磁気エンコーダＢは、磁性環１を固着した補強環２に、保護カバー３を嵌入合体させたものを、内方部材１０に圧入させる一方、外方部材２０には、シール部材９を固着させた固定部材７を圧入させて構成されている。図例では、補強環２とカバー４との間には空隙ｇが形成されているが、このような空隙ｇを形成することによって、補強環２に保護カバー４を嵌入合体させた際に、磁性環１との接触を避けて傷付けないよう
にしている。
【００４５】
これらの磁気エンコーダＡ，Ｂのいずれにおいても、磁性環１は補強環２に接着剤２を介して固着してから、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁して構成している。したがって、磁性環１の補強環３への取付け位置がズレたとしても、磁気パルス信号の出力精度にバラツキや誤差を生じることもない。また、これらの例においても、接着剤にクッション性のあるシーラントを用いたり、補強環と保護カバーとの間にクッション材を用いることは、組立て時に不用意な圧力を加えたり、異物の噛み込みがあっても緩衝作用が期待できる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１、３、４〜６に係る磁気エンコーダは、いずれの場合も、磁性環は、磁性単体や、磁性粉に結合剤を混入して成型したものを、接着剤を介して補強環に接着した後、その周状にＳ，Ｎ極を着磁して形成されるので、磁性環の補強環への取付け位置のズレによって、磁気パルス信号の出力精度にバラツキや誤差を生じることもない。
【００４７】
ここで磁性環を補強環に固着させる接着剤としては、弾性のあるシリコンシーラントを用いた場合にはクッション性があり、磁性環と補強環との間の熱膨張率の差異が大きい場合にも、熱膨張率差が吸収できる。したがって、磁性環と補強環との間に隙間、歪や変形が発生することを未然に防止できる。
【００４８】
また、請求項２に係る磁気エンコーダは、磁性環を、車輪軸側に固着した補強環に接着剤を介して接着した後に、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁し、更に、補強環の端縁を折り曲げて、該補強環へ磁性環をカシメ固着したことを特徴とする。
【００４９】
このものも、磁性環は、磁性単体や、磁性粉に結合剤を混入して成型したものを、接着剤を介して補強環に接着した後、その周状にＳ，Ｎ極を着磁して形成されるので、磁性環の補強環への取付け位置のズレによって、磁気パルス信号の出力精度にバラツキや誤差を生じることもない。また、請求項１の接着剤に代えて、カシメ固定しているので、接着剤を不要とし、請求項１と同効果を得ながら、その製造を更に容易に行うことができる。
【００５０】
本願発明では、請求項１、２のいずれについても、磁性環は、磁性単体を、その周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁せしめたもの、フェライトなどの磁粉に結合剤を混入させて成形したプラスティック磁石が適用できる。前者の磁性環を用いたものでは、製造が容易なことは勿論、高い磁力が得られ、着磁も容易に出来、十分な強度もあり、その取扱い性に極めて優れている。そのため、パルス発生能力の大きい磁気エンコーダを安価に提供すること
が出来る。この強力な磁力は磁気エンコーダとセンサーとのギャップを大きくとることを可能とし、それらの組立公差をラフに設定することができ、磁気エンコーダの小型、軽量化が図れ、生産性が高く、低価格で提供できるものとなる。後者の磁性環を用いたものでは、上記磁性環の厚さ、形状も任意にでき、軽量な磁気エンコーダを得ることが出来る。
【００５１】
更に、いずれの場合も、磁性環は、磁性単体や、磁性粉に結合剤を混入して成型したものを、接着剤を介して補強環に接着した後、Ｓ，Ｎ極を着磁して形成されるので、磁性環の補強環への取付け位置がズレたとしても、磁気パルス信号の出力精度にバラツキや誤差を生じることもない。
【００５２】
また、請求項６、７に係る磁気エンコーダは、磁性環を非磁性材からなる保護カバーで包み込み、保護カバーを補強環にカシメ固着し、あるいは保護カバーを補強環に嵌入合体させて固着しているので、磁気センサに磁気的影響を与えることなく、磁性環が外的要因に接触したり、衝突するなどの原因から保護することができる。
また、保護カバーをカシメ固着しているので、接着剤などを使用することなく簡易な構造にできる。
【００５３】
請求項８に係る磁気エンコーダは、磁性環と保護カバーとの間には、クッション材が収納されているので、組立時に不用意な圧力が加わったり、異物噛み込みがあっても、このクッション材の緩衝作用によって保護することができる。
【００５４】
本発明は上記のように、従来のフェライト磁性粉を用いて加硫接着形成した弾性磁石材に比べて高い磁力を得られ、極数の大きい多極磁石エンコーダにあっても一極の磁力を大きく保つことができるので、センサーでの磁力感知を安全で確実なものとしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気エンコーダの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の磁気エンコーダの他例を示す断面図である。
【図３】本発明の磁気エンコーダの更に他例を示す断面図である。
【図４】本発明の磁気エンコーダ（図１）を取付けたシール装置を組み込んだ軸受ユニットの全体構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明の磁気エンコーダ（図２）を取付けたシール装置の他例を示す要部断面図である。
【図６】本発明の磁気エンコーダ（図３）を取付けたシール装置の更に他例を示す要部断面図である。
【図７】本発明の磁気エンコーダを取付けたシール装置の更に他の実施例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の磁気エンコーダを取付けたシール装置の更に他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ（＃１）〜Ａ（＃３），Ａ，Ｂ　　磁気エンコーダ
１　　磁性環
２　　接着剤
３　　補強環
４　　保護カバー
５　　クッション材
６、３３　　カシメ固着
７　　固定部材
【図１】
2004138597.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004138597.tif 000008
【図７】
2004138597.tif 000009
【図８】
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