(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同軸的に相対回転自在な２部材のうちどちらか一方の部材に環状に設けられると共に、他方の部材に設けられた検知手段に対向して設けられて該検知手段により検知される磁化された被検知部を備えた磁気エンコーダにおいて、
前記被検知部は、該被検知部が着磁手段により磁化される場合の該被検知部の内部を透過する磁束の方向に基づいて、軸方向に多層構造をなす磁気エンコーダであって、
前記被検知部は、異方性磁性材及び等方性磁性材をそれぞれ配合した弾性層を備え、
前記被検知部が該被検知部の近傍に配置された前記着磁手段により磁化される場合に、
異方性磁性材を配合した弾性層は、等方性磁性材を配合した弾性層に対して該着磁手段側に設けられることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気エンコーダと、
前記磁気エンコーダの前記被検知部を検知して前記２部材間の相対回転を検出する検知手段と、
前記２部材間の環状隙間をシールするシール部材と、を備えることを特徴とする磁気エンコーダシール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対回転する２部材の回転を検出する装置に用いられる磁気エンコーダ及び磁気エンコーダシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車の車速を検出する車速センサのような回転速度検出装置に適用される磁気エンコーダは、磁性粉（磁性材の粉末）を配合したゴム材料を用いて成形されている。この磁性粉には、高い磁気特性を得るために磁気異方性を有する異方性磁性粉を用いるのが、一般的である。
【０００３】
異方性磁性粉７として用いられるフェライトの結晶は図４（ｄ）に示すような六角形の板状であり、磁化され易い方向である磁化容易軸は平面１０に垂直な方向を向いている。
【０００４】
したがって、この異方性磁性粉７を材料の成形加工工程において、機械配向もしくは磁場配向させて磁性粉の配向度を揃えることによって、磁性粉の配向面と垂直な方向（磁化容易軸）において磁気特性を向上させることができる。
【０００５】
ここで、図４，５を用いて、磁気エンコーダの製造方法を説明する。
【０００６】
まず、図５（ａ）の工程で、異方性磁性粉７を配合したゴム材料９を圧延機のロール４よって板状に成形することによりシート生地２が得られる。これにより、成形されたシート生地２内の異方性磁性粉７の向きを揃えることができる、すなわち、シート生地２内において、異方性磁性粉７の平面１０はシート生地２のシート面に平行であり、したがって、シート生地２は、シート面に垂直な方向に、磁気異方性を有する。
【０００７】
したがって、この工程により異方性磁性粉７の高配向シート生地２を得ることができる（図５（ｂ））。
【０００８】
そして、金属環３上にシート生地２を接着し（図５（ｃ））、さらに、図４（ａ）に示すように着磁装置の着磁ヨーク５によって環状に磁極ＮＳが交互になるように着磁して、磁気エンコーダ１１を得ている（図４（ｂ）、図５（ｄ））。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１０】
磁気エンコーダ１１は、図４（ａ）に示すように着磁ヨーク５によって磁化されるが、この場合、図４（ｃ）に示すように、磁束は図中の破線のように磁気エンコーダ１１のシート生地内部を透過するが、領域Ａでは磁束の透過する方向と異方性磁性粉７の磁化容易軸（図中の矢印）が平行となり、磁化特性を向上せしめるが、領域Ｂでは磁束の方向と磁化容易軸が直交してしまうことになる。
【００１１】
すなわち、領域Ｂにおいては、異方性磁性粉７の磁化が弱くなってしまい、この結果、着磁した磁気エンコーダ１１内部の磁気回路は、領域Ｂの影響により低い磁気特性になってしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、磁気特性を向上させた磁気エンコーダ及び磁気エンコーダシールを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、互いに同軸的に相対回転自在な２部材のうちどちらか一方の部材に環状に設けられると共に、他方の部材に設けられた検知手段に対向して設けられて該検知手段により検知される磁化された被検知部を備えた磁気エンコーダにおいて、前記被検知部は、該被検知部が着磁手段により磁化される場合の該被検知部の内部を透過する磁束の方向に基づいて、軸方向に多層構造をなす磁気エンコーダであって、前記被検知部は、異方性磁性材及び等方性磁性材をそれぞれ配合した弾性層を備え、前記被検知部が該被検知部の近傍に配置された前記着磁手段により磁化される場合に、異方性磁性材を配合した弾性層は、等方性磁性材を配合した弾性層に対して該着磁手段側に設けられることを特徴とする。
【００１６】
これにより、被検知部が磁化される場合に、従来、他の領域に対して磁化が低下していた領域において、高い磁束密度を得ることができるようになり、磁気特性を向上させることができる。
【００１７】
磁気エンコーダシールにあっては、上記記載の磁気エンコーダと、
前記磁気エンコーダの前記被検知部を検知して前記２部材間の相対回転を検出する検知手段と、
前記２部材間の環状隙間をシールするシール部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、磁気エンコーダの磁気特性を向上させることができるので、２部材間の相対回転を精度良く検出することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。なお、従来技術の項で説明した構成と同様の構成については同一の符号を用いて説明は省略する。
【００２０】
本発明を適用した磁気エンコーダシールは、互いに同軸的に相対回転自在に設けられる２部材間の相対回転を検出するものであり、例えば自動車の車速を検出する車速センサのような回転速度検出装置として用いることができる。
【００２１】
図３（ａ）に、２部材として、軸５１とハウジング５２間の相対速度を検出するとともに、２部材間の環状隙間をシールする磁気エンコーダシール５０を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ矢視図である。
【００２２】
磁気エンコーダシール５０は、軸５１に嵌着された金属環３と、金属環３に設けられた被検知部を有する磁気エンコーダ１，及びハウジング５２に嵌着された環状部材５８と、環状部材５８に焼付け成形されたシール部材としてのゴム部５７とから構成されている。
【００２３】
そして、図３（ｂ）に示すように、磁気エンコーダ１の被検知部は、円周方向に環状に磁極ＮＳが交互になるように多磁極化されており、ハウジング５２側に設けられた検知手段としての磁気抵抗効果素子等のセンサ５３によって、回転により生じる磁気エンコーダ１の磁化の変化を感知され、回転速度等の検出が行われるものである。
【００２４】
また、ゴム部５７には、外部からのダスト及び内部のグリース流出を抑えるべく、リップが形成されている。
【００２５】
以下に、本発明の特徴的な構成について説明する。本発明の特徴的な構成として、磁気エンコーダ１は、等方性磁性粉を配合したゴム材料と、異方性磁性粉を配合したゴム材料と、の弾性層による多層構造をなしている。
【００２６】
ここで、異方性磁性粉７として本実施の形態で用いるフェライトの結晶は図４（ｄ）に示すような六角形の板状であり、磁化され易い方向である磁化容易軸は平面１０に垂直な方向を向いている。
【００２７】
異方性磁性粉７を配合したゴム材料においては、材料の成形加工工程において、機械配向もしくは磁場配向させて磁性粉の配向度を揃えることによって、磁性粉の配向面と垂直な方向（磁化容易軸）において磁気特性を向上させることができる。
【００２８】
しかしながら、異方性磁性粉７により構成される磁気エンコーダ１が、図４（ａ）に示すように着磁ヨーク５によって磁化される場合、図４（ｃ）に示すように、磁束は図中の破線のように磁気エンコーダ１のシート生地内部を透過するが、この際、領域Ａでは磁束の透過する方向と異方性磁性粉７の磁化容易軸が平行となって、磁化特性を向上せしめるが、領域Ｂでは磁束の方向と磁化容易軸が直交してしまうことになる。
【００２９】
すなわち、領域Ｂにおいては、異方性磁性粉７の磁化が弱くなってしまい、低い磁気特性となってしまう。
【００３０】
そこで、本実施の形態では、この領域Ｂを等方性磁性粉を配合したゴム材料で構成している。
【００３１】
図１は磁気エンコーダ１を着磁装置の着磁ヨーク５により着磁している状態を示す概略図である。磁気エンコーダ１は、図１に示すように、着磁ヨーク５と接する表面側に異方性磁性粉配合ゴム材料６を形成し、その内部側となる、異方性磁性粉配合ゴム材料６と金属環３との間に等方性磁性粉配合ゴム材料８を形成してなるものである。そして、磁気エンコーダ１を回転させながら着磁することにより、図４（ｂ）、図３（ｂ）に示すように環状に磁極ＮＳが交互になるように形成させている。
【００３２】
本実施の形態では、磁性粉として、異方性フェライト磁性粉と等方性フェライト磁性粉とを用いている。そして、これらの磁性粉をニトリルブタジエンゴム中に９０ｗｔ％配合し、その後、従来技術の項で説明したように圧延機のロール４によってシート生地２に成形し、異方性磁性粉配合ゴム材料６と等方性磁性粉配合ゴム材料８とを得ている。
【００３３】
ここで、異方性磁性粉をロール４で圧延させることにより略７０％配向させることができるが、本実施の形態では、圧延後に磁場をかけることで略９０％配向させている。また、等方性磁性粉は、結晶の形状が塊状であり、異方性磁性粉に比べて配向することはない。
【００３４】
そして、これらのゴム材料について、ロール４によって成形されたシート生地２について、磁気特性を測定した。
【００３５】
ロール４によって成形されたシート生地２について、異方性磁性粉を配合したゴム材料を「試料１」、等方性磁性粉を配合したゴム材料を「試料２」として、振動試料型磁力計を用いて磁気特性を測定した結果を表１に示す。ここで、磁気特性の測定の方向は図２に示している。
【００３６】
【表１】
0004644921.tif 000002
【００３７】
表１の結果より、異方性磁性粉を配合したゴム材料（試料１）においては、異方性磁性粉の配向面（ロール押出方向）と垂直な方向であるＳ３において、高い磁束密度が得られることがわかる。一方、異方性磁性粉の配向面と平行な方向であるＳ１及びＳ２では、異方性磁性粉を配合したゴム材料（試料１）よりも、等方性磁性粉を配合したゴム材料（試料２）の方が磁束密度が高いことがわかる。
【００３８】
よって、図４の領域Ｂを等方性磁性粉配合ゴム材料８とすることで、磁気エンコーダ１の磁気特性を向上させ、高磁束密度を得ることができる。
【００３９】
次に、上述した異方性磁性粉配合ゴム材料６と等方性磁性粉配合ゴム材料８を層状に形成してなる磁気エンコーダ１の磁気特性を測定した結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
0004644921.tif 000003
【００４１】
表２において、実施例は、図１に示す異方性磁性粉ゴム材料６の厚みＡと、等方性磁性粉ゴム材料８の厚みＢとの比を、３：２とした場合の例を示し、比較例１は、図１に示す異方性磁性粉ゴム材料６の厚みＡと、等方性磁性粉ゴム材料８の厚みＢとの比を、１：１とした場合の例を示し、比較例２は、図１に示す異方性磁性粉ゴム材料６の厚みＡと、等方性磁性粉ゴム材料８の厚みＢとの比を、４：１とした場合の例を示し、比較例３は、従来のように異方性磁性粉ゴム材料６のみで構成した場合の例を示している。
【００４２】
表２より、磁気エンコーダ１のシート生地内部を透過する磁束の方向と磁性粉７の磁化容易軸が平行となる領域には異方性磁性粉配合ゴム材料６を設け、磁束の方向と磁化容易軸が直交する領域には等方性磁性粉配合ゴム材料８を設けることにより、高い磁束密度が得られることがわかる。特に、実施例に示すように、その厚み比を３：２とした場合において、高い磁束密度を得ることができ、磁気エンコーダの磁気特性を向上させることが可能となる。
【００４３】
従って、磁気エンコーダシールにおいても、２部材間の相対回転を精度良く検出することが可能となり、信頼性を向上させることができる。
【００４４】
本実施の形態のように、異方性磁性粉配合ゴム材料６又は等方性磁性粉配合ゴム材料８の弾性層は、磁気エンコーダ１のシート生地内部を透過する磁束の方向に基づいて設けられれば良く、各ゴム材料の厚み比、層の数については、磁性粉の種類や磁気特性によって適切に設定されると良い。
【００４５】
また、異方性磁性粉配合ゴム材料のみを用いることとして、配向度の異なるシート生地を成形して層状にして用いてもよい。すなわち、領域Ｂにおいて、図２に示す異方性磁性粉の配向面と平行な方向であるＳ１及びＳ２で、領域Ａで用いるシート生地より磁束密度が高くなるものを用いても良い。
【００４６】
また、本実施の形態においてはフェライト系の磁性粉を用いたが、これに限らず、鋼系、アルニコ系、希土類系等の磁性粉を用いてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異方性磁性材を配合した弾性層は、等方性磁性材を配合した弾性層に対して該着磁手段側に設けられることにより、従来では磁化が低下していた領域において、高い磁束密度を得ることができるようになり、磁気特性を向上させることができる。
【００４９】
さらに、磁気エンコーダの磁気特性を向上させることができるので、２部材間の相対回転を精度良く検出することが可能な信頼性の高い磁気エンコーダシールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る磁気エンコーダを着磁ヨークにより着磁している状態を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る磁気エンコーダの磁気特性の測定方向を説明する概略図である。
【図３】（ａ）は実施の形態に係る磁気エンコーダシールを示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図で多磁性化された被検知部を示す概略図である。
【図４】（ａ）は従来の磁気エンコーダを着磁ヨークにより着磁している状態を説明する概略図、（ｂ）は着磁された磁気エンコーダ、（ｃ）は着磁ヨークにより磁化される磁気エンコーダの内部の磁束を説明する概略図、（ｄ）は磁性粉を示す概略図である。
【図５】磁気エンコーダの製造工程を説明する概略図である。
【符号の説明】
１  磁気エンコーダ
２  シート生地
３  金属環
４  ロール
５  着磁ヨーク
６  異方性磁性粉配合ゴム材料
７  異方性磁性粉
８  等方性磁性粉配合ゴム材料
９  ゴム材料
１０  平面
５０  磁気エンコーダシール
５１  軸
５２  ハウジング
５３  センサ
５７  ゴム部
５８  環状部材
【図１】
0004644921.tif 000004
【図２】
0004644921.tif 000005
【図３】
0004644921.tif 000006
【図４】
0004644921.tif 000007
【図５】
0004644921.tif 000008