(57)【要約】【課題】材料コストが経済的で、配向度が高く磁性を向上させたゴム磁石を備えたエンコーダおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】回転部材に嵌合・固定するための円筒部２と、直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部３ａと、その外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、円筒部２の内径よりも小さい孔３ｃを同心で有する円輪部３ｂとから成る芯金１と、円輪部３ｂの内側面に設けられた異方性ゴム磁石４とから成るエンコーダである。このエンコーダは円筒部２の内外周面に嵌合し、且つ連結用円輪部３ａの外側面と円輪部３ｂの外側面の一部に端面が当接し磁性体より成るバックヨーク５を配置した状態で、円輪部３ｂの外面に異方性ゴム磁石４を成形付着して得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材に嵌合・固定するための円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部と、この連結用円輪部の外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、前記円筒部の内径よりも小さい孔を同心で有する円輪部とから成る芯金と、磁石粒子にゴムを混合し、前記円輪部の内側面に成形付着された異方性ゴム磁石と、からなることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
車輪を取り付けるフランジを軸方向一端に有し、他端部の外周側に固設された外輪と共に外周に内輪軌道を形成しているハブと、
該内輪軌道に径方向に対向する外輪軌道を形成している固定外輪と、
前記内外輪軌道間に介装された多数の転動体と、
前記内輪に外嵌固定された円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部と、この連結用円輪部の外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、前記円筒部の内径よりも小さい孔を同心で有する円輪部とから成る芯金と、該心金の前記円輪部内側面上に成形付着され磁石粒子にゴムを混合した異方性ゴム磁石から成るエンコーダと、
前記外輪に固定され、前記異方性ゴム磁石に対向したセンサーとからなることを特徴とするエンコーダ付きハブ軸受組立体。
【請求項３】
回転部材に嵌合・固定するための円筒形状の円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部と、この連結用円輪部の外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、前記円筒部の内径よりも小さい孔を同心で有する円輪部とから成る芯金を形成し、
該芯金の前記円輪部の内側面に、前記円筒部の内周面と外周面とに嵌合し、且つ前記連結用円輪部の外面の一部と前記円輪部の外側面に端面が当接するような形状の磁性体より成るバックヨークを配置した状態で、前記円輪部の内側面に前記異方性ゴム磁石を成形付着することを特徴とするエンコーダの製造方法。
【請求項４】
前記バックヨークには、前記円筒部が嵌合する形状の環状溝が形成されていることを特徴とする請求項３記載のエンコーダの製造方法。
【請求項５】
前記バックヨークは、前記円筒部の内周面に内嵌する内バックヨークと、前記円筒部の外周面に外嵌する外バックヨークの２層から構成されていることを特徴とする請求項３記載のエンコーダの製造方法。
【請求項６】
前記異方性ゴム磁石は、円周方向に等間隔でＮ極とＳ極を交互に着磁して成形付着することを特徴とする請求項３、４又は５記載のエンコーダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の軸受等に組み込まれるエンコーダ、エンコーダ付きハブ軸受組立体、および特に、エンコーダの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム磁石は、ゴムのように柔軟で弾性に富み、鉄で簡単に切ることができ、凹凸した鉄の面に密着して吸引させ得る磁石であり、通常、フェライト磁石の微粉末にゴムその他の可塑材を約１０％混練、分散させたものである。したがって、永久磁石の特性とゴムの性質を共有した特質を有しているが、実際には両性質の混合割合でそれぞれの性質が強く現れる。ゴム磁石は、フェライト磁石に比べて加工が容易でロールや押し出しによって成形でき、量産性に富んでいて低廉であるから、新しい応用分野への需要が高まりつつある。
【０００３】
エンコーダで用いる異方性ゴム磁石を製作する方法は、従来より、機械的手段による方法と磁石形成による方法の２種類がある。この内、機械的手段による方法は、磁石粒子にゴムを混合したゴム磁石に、圧延、押し出し等の機械加工を繰り返し行って、磁石の結晶の向きを揃えるというものである。この機械加工後、板状に加工した材料からパンチ等で所定の形状、例えば環状円板型に打ち抜き、これを芯金に貼り付けてエンコーダを製作していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の上記異方性ゴム磁石の製造方法の内、機械的手段による方法においては、板状に加工した材料から円板形状のものを打ち抜くので、使われない材料が多く残ることになり、製品の歩留まりが悪くなるという問題点があった。
一方、歩留まりの良く磁石成形する方法の場合には、磁石の磁性の最も高い結晶方向（容易磁化方向）を磁化方向に揃える、即ち配向度を高めるために、軸方向の磁場を与えながら成形しなければならないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、材料コストが経済的で、磁石の配向度を高くし、磁性を向上させることのできるエンコーダを提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明では、回転部材に嵌合・固定するための円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部と、この連結用円輪部の外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、前記円筒部の内径よりも小さい孔を同心で有する円輪部と、から成る芯金と、前記円輪部の内側面に成形付着され、磁石粒子にゴムを混合した異方性ゴム磁石と、とからなることを特徴とするエンコーダを提供する。
【０００７】
本発明ではまた、車輪を取り付けるフランジを軸方向一端に有し、他端部の外周側に固設された外輪と共に外周に内輪軌道を形成しているハブと、該内輪軌道に径方向に対向する外輪軌道を形成している固定外輪と、前記内外輪軌道間に介装された多数の転動体と、前記内輪に外嵌固定された円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部と、この連結用円輪部の外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、前記円筒部の内径よりも小さい孔を同心で有する円輪部とから成る芯金と、該心金の前記円輪部内側面上に成形付着され磁石粒子にゴムを混合した異方性ゴム磁石から成るエンコーダと、前記外輪に固定され、前記異方性ゴム磁石に対向したセンサーとからなることを特徴とするエンコーダ付きハブ軸受組立体を提供する。
【０００８】
さらに、本発明では、回転部材に嵌合・固定するための円筒形状の円筒部と、この円筒部の一端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部と、この連結用円輪部の外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、前記円筒部の内径よりも小さい孔を同心で有する円輪部と、から成る芯金を形成し、
該芯金の前記円輪部の内表面に、前記円筒部の内周面と外周面とに嵌合し、且つ前記連結用円輪部の表面と前記円輪部の裏面に端面が当接するような形状の磁性体より成るバックヨークを、そのように配置した状態で、前記円輪部の全表面に前記異方性ゴム磁石を成形付着することを特徴とするエンコーダの製造方法を提供する。
【０００９】
本発明のエンコーダの製造方法において、好ましい一態様によれば、前記バックヨークには、前記円筒部が嵌合する形状の環状溝が形成されている。
【００１０】
本発明のエンコーダの製造方法において、好ましい別の一態様によれば、  前記バックヨークは、前記円筒部の内周面に内嵌する内バックヨークと、前記円筒部の外周面に外嵌する外バックヨークの２層から構成されている。
【００１１】
本発明のエンコーダの製造方法において、前記異方性ゴム磁石は、円周方向に等間隔でＮ極とＳ極を交互に着磁して成形することが好ましい。
【００１２】
本発明によるエンコーダは、均一に軸方向の磁場が与えられた状態で成形付着され、配向度が高く、磁性の向上した異方性ゴム磁石を有している。
また、本発明によるエンコーダの製造方法によれば、均一に軸方向の磁場が与えられた状態で成形付着され、配向度が高く、磁性の向上した異方性ゴム磁石備えたエンコーダが提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態の異方性ゴム磁石の製造方法を示すエンコーダの断面構成図、図２は図１のエンコーダとバックヨークの配置関係を示す分解斜視図、図３は第２の実施形態の異方性ゴム磁石の製造方法を示すエンコーダの断面構成図、図４はエンコーダの参考例を示す断面構成図である。
【００１４】
図１に示すように、第１の実施の形態で用いるエンコーダ１０は、断面がほぼＴ字形で全体として円環状の芯金１と、この芯金１の内面側に成形付着され、磁石粒子にゴムを混合して成る円環状の異方性ゴム磁石４（以後、ゴム磁石４と言う）と、から構成されている。本明細書中、エンコーダ１０を車両の軸受等へ組み付けた状態で軸方向の車輪側を外側（図中、左側）、その反対側を内側（図中、右側）と言う。
【００１５】
芯金１は、鋼板等の磁性金属板から形成されているもので、例えば軸受の回転部材である内輪（図５参照）に外嵌・固定される部分である円筒部２と、この円筒部２の内端部から直径方向外方に向けて直角に折れ曲がった連結用円輪部３ａと、この連結用円輪部３ａの外周縁から径方向内方に１８０°折り返り、連結用円輪部３ａの内側面に当接する円輪部３ｂと、から成っている。上記ゴム磁石４は、円輪部３ｂの内側面の全面にわたって当接するように設けられている。この円輪部３ｂの孔３ｃ径は、円筒部２の内径よりも小さく設定されている。
【００１６】
エンコーダ１０の製造過程において、ゴム磁石４を成形付着するために、以下のような構成での製造工程を実施する。
図１及び図２に示すように、芯金１の連結用円輪部３ａの外側面と及び円輪部３ｂの外側面の一部とに当接するように円筒形状の磁性体であるバックヨーク５を配置している。即ち、バックヨーク５の端面  （図中、右端面）には芯金１の円筒部２を矢印方向に挿入可能な形状の環状溝５ｃが形成されており、この環状溝５ｃに円筒部２が嵌合した状態で、バックヨーク５が配設されている。バックヨーク５の、連結用円輪部３ａの外側面の一部に当接する端面は、円輪部３ｂの外側面に当接する端面より、連結用円輪部３ａの厚み分だけ軸方向に短く形成されている。
【００１７】
この状態において、ゴム磁石４を円輪部３ｂの内側面全面にわたり成形付着すると、バックヨーク５の作用によって、均一に軸方向に向いた磁場が与えられた状態でゴム磁石４を成形付着することになるので、磁石４の外径を大きく取れた状態で、配向度を高くすることができ、磁性を向上させることができる。
【００１８】
次に、ゴム磁石４を成形付着する方法の第２の実施形態について図３を参照して説明する。この実施形態は第１の実施形態と略同様であり、同一部材には同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
第１の実施形態と異なっているのは、バックヨーク５を、芯金１の円筒部２の外周面に外嵌し、連結用円輪部３ａの外側面に当接する外バックヨーク５ａと、円筒部２の内周面に内嵌し、円輪部３ｂの外側面に当接する内バックヨーク５ｂの大小の円筒形状の部分から成る構成にして、径方向に２層重ねている点である。
【００１９】
外バックヨーク５ａは、その外径が連結用円輪部３ａの外縁径に等しく、その内径が円筒部２の内径に等しく設定されている。但し、外バックヨーク５ａは、円筒部２の略軸方向長さＬだけ、その内径が円筒部２の厚みｔだけ大きく形成された嵌合部５ｄが設けられている。又、内バックヨーク５ｂの外径は円筒部２の内径に略等しく、同ヨーク５ｂの内径は円輪部３ｂの孔３ｃ径に略等しく設定されている。
【００２０】
したがって、芯金１の円筒部２は、外バックヨーク５ａの嵌合部５ｄと内バックヨーク５ｂの外周面との間に挟持された状態でゴム磁石４の成形付着を行うことになる。これにより、バックヨーク５の作用で均一に軸方向に向いた磁場が与えられ状態で、ゴム磁石４の成形付着を行うので、第１の実施形態と同様に、ゴム磁石４の配向度を高くし、磁性を向上させることができる。なお、以上の実施例では芯金１の連結用内輪部３ａの内側面に円輪部３ｂが当接した構造としたので均一な軸方向の磁場を与えることができる。当接が好ましいが必ずしも当接させなくとも微小すきまがある程度であればほぼ均一な軸方向磁場を与える。
【００２１】
尚、図４に示すように、エンコーダの芯金１１の連結用円輪部３ａが、円筒部２の内端部から直径方向外方に向けて斜めに折れ曲がった連結用円輪部３ａ１と、円筒部２と平行でより径の大きい連結用円輪部３ａ２とから成る構成の場合、第１、第２の実施形態と同様に、ゴム磁石４の外径を大きくすることのできる構成であるが、バックヨークを斜線部６で示す空間に配置することができない。このため、軸方向にほぼ均一な磁場を与える本発明の方法を適用することができず、配向度の高いゴム磁石４を成形付着することができない。
【００２２】
したがって、本発明のゴム磁石４の製造方法は、上記第１、第２の実施形態で示した形状の芯金１を有するエンコーダ１０か、あるいは各部の寸法比率は異なっても、同様の型の芯金に限定される。
【００２３】
また、バックヨーク５の形状は、必ずしも上記第１、第２の実施形態で示したものに限定されない。要するに、円筒部２の内周面と外周面とに嵌合し、且つ連結用円輪部３ａと円輪部３ｂの外側面に端面が当接するような形状で、均一な軸方向の磁場を与えることができるようなものであれば他の形状であっても良い。
【００２４】
図５は、従動輪用ハブ軸受に図１および図３を参照して説明したエンコーダを組み込んだ実施例を示す断面構成図である。上記の方法で製造したエンコーダ１０を従動輪用ハブ軸受に組み込んだ実施例を図５を参照して説明する。図５において、従動輪用ハブ軸受２０は、外輪１４の内径側にハブ１５及び内輪１６を回転自在に支持して構成されている。このハブ１５の外端部の外周面に車輪（図示しない）を取り付けるためのフランジ１７が、中間部外周面には第１の内輪軌道１８がそれぞれ設けられている。内輪１６はその外周面に第２の内輪軌道１９を有している。そして、内輪１６は、ハブ１５の、第１の内輪軌道１８を設けた部分よりも外径寸法が小さくなった段部１５ａに外嵌し、且つハブ１５の内端部に形成したかしめ部１５ｂによりその内端面を抑え付けて、このハブ１５に対して結合固定されている。この第１、第２の内輪軌道１８，１９と外輪１４に設けた第１、第２の外輪軌道１２，１３との間にそれぞれ複数個づつの転動体２１を介在させている。これにより、外輪１４は、その内径側に内輪１６を回転自在に支持している。
【００２５】
内輪１６の内端部で、第２の内輪軌道１９から外れた部分である、この内輪１６の肩部１６ａに、図１および図３を参照して上述した本発明の方法により着磁・成形付着されたゴム磁石４を有するエンコーダ１０が外嵌・固定されている。このエンコーダ１０のゴム磁石４の内面側には、センサ８が微小間隔Ｓで対向するように配置されている。このセンサ８は、外側面に検知部を有し、外輪１４の内側開口端に内嵌・固定されたカバー２２に設置されたセンサ支持部材２３（コネクタ２４付き）に取り付けられている。
このゴム磁石４は、上記の方法で軸方向（図中、左右方向）に配向するように着磁されると共に、着磁方向を円周方向に変化させることにより、Ｎ極とＳ極を円周方向に交互に等間隔で配置している。
【００２６】
この構成において、前記車輪が回転すると、センサ８の検知部の近傍を、ゴム磁石４のＮ極とＳ極が交互に通過する。この結果、センサ８内を流れる磁束の方向が変化し、センサ８の出力が変化する。このセンサ８の出力の変化に伴う周波数の変化は車輪の回転数に比例する。したがって、センサ８の出力を図示しない制御器に送ることにより、例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を適切に制御することができる。
【００２７】
また、ゴム磁石４は、配向度が高い状態で着磁しているので、センサ８との微小間隔Ｓを比較的大きく取ることができ、その結果、この微小間隔Ｓに関係した各部品の寸法許容差を大きくすることができ、製作コストの低減を図ることができる。
【００２８】
尚、本発明の方法で着磁したゴム磁石４を有するエンコーダ１０は、この従動輪用ハブ軸受２０に限らず、他の種々の用途にも用いることができる。例えば、自動車の変速機に用いられるギヤを支持する単列深溝玉軸受の回転輪に取り付けることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、材料コストが経済的で、配向度が高く、磁性を向上させたゴム磁石を成形付着したエンコーダを得ることができる。
また、本発明の方法で成形付着した異方性ゴム磁石を有するエンコーダを車両の軸受等に組み込んだ場合、配向度の高い着磁状態のため、センサとの微小間隔を比較的大きく取ることができるので、この微小間隔に関係した各部品の寸法許容差を大きくすることができ、製作コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のエンコーダの製造方法を示すエンコーダの断面構成図である。
【図２】図１のエンコーダとバックヨークの配置関係を示す分解斜視図である。
【図３】第２の実施形態のエンコーダの製造方法を示すエンコーダの断面構成図である。
【図４】エンコーダの参考例を示す断面構成図である。
【図５】本発明の方法で製作したエンコーダを従動輪用ハブ軸受に組み込んだ実施例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１  芯金
２  円筒部
３ａ  連結用円輪部
３ｂ  円輪部
４  異方性ゴム磁石
５  バックヨーク
５ａ  外バックヨーク
５ｂ  内バックヨーク
１０  エンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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