(57)【要約】【課題】  高い着磁効率を有し、かつ磁極ごとの磁束密度のばらつきを抑制した磁気エンコーダの製造方法及び製造装置を得る。【解決手段】  環状の芯金２と、この芯金２の周面に設けられた磁性部材３とを備え、着磁ヨーク４の一対の先端部４ｃ、４ｄを前記芯金２及び磁性部材３の径方向から挟むように対向させて配置し、前記磁性部材３に磁束Ａを貫通させる磁気エンコーダの製造方法である。予め軟磁性部材６が前記磁性部材３の周面３ａに取り付け、これらを前記一対の先端部４ｃ、４ｄ間に配置して、軟磁性部材６と先端部４ｄとの間に隙間が無い状態とする。次に、前記磁性部材３を回転させつつ磁束Ａを貫通させて、当該磁性部材を周方向に交互に多磁極化する。その後、前記磁性部材３の周面３ａから軟磁性部材６を取り外す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の芯金と、この芯金の周面に設けられた磁性部材とを備え、着磁ヨークの一対の先端部を前記芯金及び磁性部材の径方向から挟むように対向させて配置し、前記磁性部材に磁束を貫通させる磁気エンコーダの製造方法であって、
予め軟磁性部材を前記磁性部材の周面に取り付け、
一体となった前記芯金と磁性部材と軟磁性部材とを前記一対の先端部間に配置して、前記軟磁性部材と先端部との間に隙間が無い状態とし、
前記磁性部材を回転させつつ磁束を貫通させて当該磁性部材を周方向に交互に多磁極化し、
その後、前記磁性部材の周面から前記軟磁性部材を取り外すことを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
【請求項２】
軟磁性部材は、軟磁性金属よりなり、かつ磁性部材の周面上に環状に設けられている請求項１に記載の磁気エンコーダの製造方法。
【請求項３】
磁性部材と軟磁性部材との間に磁性体粉を含有する弾性部材を介在させている請求項１または２に記載の磁気エンコーダの製造方法。
【請求項４】
軟磁性部材は、磁性流体である請求項１に記載の磁気エンコーダの製造方法。
【請求項５】
環状の芯金と、この芯金の周面に設けられた磁性部材とを備え、着磁ヨークの一対の先端部を前記芯金及び磁性部材の径方向から挟むように対向させて配置し、前記磁性部材に磁束を貫通させる磁気エンコーダの製造装置であって、
前記磁性部材と先端部との間に隙間が無い状態となるように当該磁性部材の周面に取り付けられた軟磁性部材を備えることを特徴とする磁気エンコーダの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪軸受等に設けられる磁気エンコーダの製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気エンコーダ４０の製造方法として、例えば特許文献１に記載されているように、磁性部材４１をインデックス着磁法により着磁する方法がある（図６参照）。この磁気エンコーダ４０の製造方法は、着磁強度を大きくしかつ着磁ピッチが小さい磁気エンコーダ４０を得るために、磁束を通す左右の着磁ヨーク４３を磁性部材４１と環状部材４２とを挟むようにして配置し、この環状部材４２を一定速度で回転させながら着磁ヨーク４３によって挟み込まれた部分に一定時間で磁束の方向が１８０°切り換えられる磁束Ａを貫通させて、磁性部材４１を周方向に多極磁化するものである。
【０００３】
この際、図示しないスピンドルで磁性部材４１と環状部材４２とを回しながら、磁束ＡによりＮＳ極のパターンを着磁しているが、着磁パターンの極幅は着磁ヨーク４３の先端部の幅に依存する。そのため、極細ピッチの着磁パターンを刻む場合、着磁ヨーク４３は極細加工が容易で軟磁性であるＳＳ材などの金属が使用されている。また、磁性部材４１の着磁効率は、当該磁性部材４１と着磁ヨーク４３との間の隙間を小さくするほど向上する。
【特許文献１】特開２００１−２４２１８７号公報（請求項６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁性部材４１は合成樹脂を基材として構成されており、その外周面に軟質金属である着磁ヨーク４３の先端部が接触すると磁性部材４１を損傷してしまう。そのため、磁性部材４１と着磁ヨーク４３との間にある程度の隙間ｄをあけなければならず、着磁効率の向上に限界があった。
さらに、上記のとおり磁性部材４１は合成樹脂を基材とする軟質素材で構成されているため、磁気エンコーダ４０を製作する際に磁性部材４１の真円度や表面のうねりを抑制することが困難であり、回転する磁性部材４１と着磁ヨーク４３との間の隙間ｄが変動していた。この隙間ｄの変動により、磁性部材４１に着磁される磁極ごとの磁束密度のばらつきが発生するという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、高い着磁効率を有し、かつ磁極ごとの磁束密度のばらつきを抑制した磁気エンコーダの製造方法及び製造装置を得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、環状の芯金と、この芯金の周面に設けられた磁性部材とを備え、着磁ヨークの一対の先端部を前記芯金及び磁性部材の径方向から挟むように対向させて配置し、前記磁性部材に磁束を貫通させる磁気エンコーダの製造方法であって、予め軟磁性部材を前記磁性部材の周面に取り付け、一体となった前記芯金と磁性部材と軟磁性部材とを前記一対の先端部間に配置して、前記軟磁性部材と先端部との間に隙間が無い状態とし、前記磁性部材を回転させつつ磁束を貫通させて当該磁性部材を周方向に交互に多磁極化し、その後、前記磁性部材の周面から前記軟磁性部材を取り外すことを特徴とする。
【０００７】
上記の本発明によれば、軟磁性部材を磁性部材の周面に取り付けて、磁性部材と着磁ヨークの先端部との間の隙間を無くすことで、前記軟磁性部材に着磁ヨークの一部を構成させることができる。これにより、磁性部材の周面の損傷や磁性部材と着磁ヨークとの隙間の変動の問題も解消する。
上記の磁気エンコーダの製造方法において、軟磁性部材は、軟磁性金属よりなり、かつ磁性部材の外周面上に環状に設けられていることが好ましい。
【０００８】
これにより、磁性部材の外周面を厚みの均一な軟磁性金属で覆うことができるので、着磁効率や磁極ごとの磁束密度のばらつきをより安定させることができる。なお、軟磁性金属として例えば、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｓｉ−Ｂ系合などのＦｅを母金属とするものを挙げることができる。
【０００９】
また、前記磁性部材と軟磁性部材との間に磁性体粉を含有する弾性部材を介在させて磁気エンコーダを製造してもよい。これにより、磁性部材と軟磁性金属との密着性を上げることができるので、製造作業を安定させることができる。
磁性部材を上記のように環状の軟磁性金属とする場合には、この磁性金属を磁性部材の外周面に取り付ける際に当該磁性部材を傷つけるおそれがある。そのため、上記の磁気エンコーダの製造方法において、軟磁性部材を磁性流体としてもよい。この場合には、磁性部材に磁性流体を採用しているので、磁性部材の外周面を傷つけることがない。
【００１０】
また、本発明は、環状の芯金と、この芯金の周面に設けられた磁性部材とを備え、着磁ヨークの一対の先端部を前記芯金及び磁性部材の径方向から挟むように対向させて配置し、前記磁性部材に磁束を貫通させる磁気エンコーダの製造装置であって、前記磁性部材と先端部との間に隙間が無い状態となるように当該磁性部材の周面に取り付けられた軟磁性部材を備えることを特徴とする。
上記の本発明によれば、軟磁性部材を磁性部材の周面に取り付けて、磁性部材と着磁ヨークの先端部との間の隙間を無くすことで、軟磁性部材に着磁ヨークの一部を構成させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記の通り、本発明によれば、磁性部材の周面に取り付けた軟磁性部材に着磁ヨークの一部を構成させて、高い着磁効率を有し、かつ磁極ごとの磁束密度のばらつきを抑制した磁気エンコーダの製造方法及び製造装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかる磁気エンコーダの製造装置１の一実施形態を概略的に示し、図２は、磁気エンコーダＥの縦断面図である。磁気エンコーダＥ（以下、着磁前を含む）は、所要径を有する環状の芯金２と、この芯金２の外周面に固着されている磁性部材３とを備えており、たとえば回転速度を検出する回転検出器を備えた転がり軸受装置などに採用されるものである。
【００１３】
磁気エンコーダの製造装置１は、前記磁性部材３をインデックス着磁法により着磁するものであり、励磁コイル５が巻き付けられた着磁ヨーク４の一対の先端部（着磁部）４ｃ、４ｄを磁気エンコーダＥの径方向からこれを挟むようにして対向させて配置し、前記磁性部材３に磁束Ａを貫通させ、当該磁性部材３を周方向に交互に多磁極化するものである。磁気エンコーダＥは、図示しないスピンドル装置によってインデックス回転させることができるようになっており、かつ回転時に磁性部材３の外周面３ａの外径振れが小さくなるように設置されている。なお、スピンドル装置は、回転振れや速度むらが少なく、かつインデックス精度に優れたものが使用されている。
【００１４】
また、図示しないが、着磁電源と、この着磁電源及び前記スピンドル装置等を制御する制御手段とが設けられている。このうち着磁電源は、着磁ヨーク４に巻き付けられた励磁コイル５に着磁電流を与えるものであり、これによりスピンドル装置の回転速度と着磁する磁極の条件に併せて、着磁ヨーク４を通る磁束Ａの方向が切り換わる。
着磁ヨーク４は、図１に示すように、本体部４ａから二股に分かれた左右のアーム部４ｂが形成されており、この両アーム部４ｂ、４ｂに、それぞれ励磁コイル５が巻き付けられている。さらに、前記両アーム部４ｂ、４ｂの先端部４ｃ、４ｄは、磁気エンコーダＥの周面へ向けて先端側が次第に幅狭となる尖塔形状とされている。
【００１５】
図３は、本発明にかかる第一の実施形態を示す要部拡大図である。磁気エンコーダＥの磁性部材３の外周面３ａに、軟磁性部材６として軟磁性金属環７が外嵌されている。なお、磁性部材３は弾性があり、軟磁性金属環７を容易に外嵌することができる。この軟磁性金属環７は、前記磁性部材３の外周面に外嵌できる内径と、磁気エンコーダＥよりも若干小さくかつ全周にわたり均一な厚みを有している。また、軟磁性金属環７は、磁性部材３と略同じ幅で形成され、磁性部材３の外周面３ａを覆っている。本発明における軟磁性金属環７としては、たとえば、カルボニル鉄、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｓｉ−Ｂ系合などのＦｅを母金属とするものを挙げることができる。
【００１６】
図３に示すように、着磁ヨーク４の尖塔形状とされた先端部４ｃ、４ｄは互いに対向して形成されており、このうち一方の先端部４ｃは芯金２に、他方の先端部４ｄは軟磁性金属環７にそれぞれ当接するように配置されている。すなわち、この両先端部４ｃ、４ｄは、芯金２と磁性部材３と軟磁性金属環７とを、これらの径方向から挟むように配置されている。
芯金２は、磁性金属で構成されている。なお、芯金２は、特に限定するものではないが、磁性材料であることが好ましい。芯金２を磁性材料とすることで当該芯金２の厚み分先端部４ｃが延伸されたことになり、着磁時のギャップがなくなり着磁強度を大きくすることができるからである。
磁性部材３は、合成樹脂（例えばポリアミド、ポリオレフィン、アクリルゴム系エラストマー、フッ素ゴム系エラストマー、シリコーン系エラストマー、エチレン系共重合体等）と、磁性粉末（例えば、バリウムフェライト、ストロンチュームフェライトの粉末等）とを均一に混練して得られるものである。
【００１７】
次に、本実施形態にかかる磁気エンコーダの製造方法を、図１及び図３を参照しつつ説明する。
予め軟磁性金属環７を磁性部材３の外周面３ａに取り付ける。そして、一体となった前記芯金２と磁性部材３と軟磁性金属環７とを対向する前記着磁ヨーク４の先端部４ｃ、４ｄ間に配置して、軟磁性金属環７と着磁ヨーク４の先端部４ｄに隙間が無い状態とする。次に、磁気エンコーダＥをスピンドル装置により数十ｒｐｍの回転速度で一定回転させる。磁気エンコーダＥを回転させながら、着磁電源によるＳｉｎ波電流又は矩形波電流又はノコギリ波電流を励磁コイル５に流し、着磁ヨーク４から出た磁束Ａを磁性部材３に貫通させて、磁性部材３を周方向に交互に多磁極化する。磁性部材３の着磁が終了した後は、磁性部材３から軟磁性金属環７を取り外し、多磁極化された磁性部材３を有する磁気エンコーダＥの製造が完了する。着磁は、磁気エンコーダＥを何回も回転させながら行うが、着磁の始めは着磁電流の絶対値を次第に増加して、一定電流になってから複数回転着磁を繰り返し、終了後は電流を減少させていく。
【００１８】
図３を参照して磁束Ａの流れを説明すると、励磁コイル５が巻き付けられた着磁ヨーク４の他方の先端部４ｄから出た磁束Ａは、磁気エンコーダＥの軟磁性金属環７を通り、さらに磁性部材３、芯金２を貫通した後、着磁ヨーク４の一方の先端部４ｃに入り当該着磁ヨーク４内に戻る。このようにして、回転する磁性部材３に磁束Ａを貫通させて着磁を行う。この際、着磁電流のオン、オフの切替、方向の切替を行うことにより、磁性部材３を周方向に交互に多磁極化する。
【００１９】
上記磁気エンコーダの製造装置１及び製造方法によれば、軟磁性金属環７を磁性部材３の外周面３ａに取り付け、さらにその軟磁性金属環７の外周面７ａに着磁ヨーク４の他方の先端部４ｄを接触させた状態で、磁束Ａを磁気エンコーダＥに貫通させているので、事実上軟磁性金属環７が着磁ヨーク４の一部を構成することになる。したがって、磁性部材３を損傷することなく、磁性部材３と着磁ヨークの他方の先端部４ｄと間の隙間を無くすことができ、同時に当該磁性部材３と他方の先端部４ｄとの隙間の変動の問題も解消できる。これにより、磁性部材３を高い着磁効率で着磁することができ、かつ磁性部材３の磁極ごとの磁束密度のばらつきを抑制することができる。すなわち、高い着磁効率を有し、かつ磁極ごとの磁束密度のばらつきを抑制した磁気エンコーダＥを得ることができる。
また、磁性部材３の外周面３ａが厚みの均一な軟磁性金属環７で覆われているので、着磁効率や磁極ごとの磁束密度のばらつきがより安定した磁気エンコーダＥを得ることができる。
【００２０】
図４は、本発明にかかる第二の実施形態を示す要部拡大図である。本実施形態が、第一の実施形態と異なる点は、磁性部材３の内周面３ｂと芯金２との間に磁性体粉を含有する弾性部材８を固着させている点である。これにより、磁性部材３と芯金２との密着性を向上させ、製造作業を安定させることができる。磁性体粉を含有する弾性部材８を構成する弾性部材料は、磁性部材３との密着性を向上するために、当該磁性部材３に用いられている樹脂と同じ樹脂が採用され、磁性体粉には、芯金２との密着性を向上するために、当該芯金２に用いられている金属と同じ金属が採用されている。
【００２１】
図５は、本発明にかかる第三の実施形態を示す要部拡大図である。本実施形態が第一の実施形態と異なる点は、軟磁性部材６を磁性流体１０としている点である。本実施形態では、磁性部材３と着磁ヨーク４との間に前記磁性流体１０を封入するようにシール部材１１が設けられている。また、磁性流体１０は磁性を有しているために自ら磁性部材３と着磁ヨーク４の間に留まろうとするので、前記シール部材１１とも相俟って磁性流体１０が磁性部材３と着磁ヨーク４との間から流出することがほとんどない。
【００２２】
軟磁性部材６を第一実施形態のように軟磁性金属環７とする場合には、この軟磁性金属環７を磁性部材３の外周面３ａに取り付ける際に当該磁性部材３を傷つけるおそれがないとはいえない。しかし、軟磁性部材６を磁性流体とした場合には、軟磁性部材６は磁性部材３よりも軟質となるので当該磁性部材３が傷つけられない。なお、本実施形態における磁性流体には、粒子径１０ｎｍくらいのフェライトやマグタイト等の微細な磁性材を炭化水素オイルやフッ素オイル等に界面活性剤で分散させたものを使用することができる。
なお、上記実施例はすべて例示であって、制限的なものではない。例えば、着磁ヨーク４の先端部４ｄを磁性部材３に向かうように付勢して可動式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、磁気エンコーダの製造方法の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は、同底面図である。
【図２】磁気エンコーダの縦断面図である。
【図３】第一の実施形態を示す図１の要部拡大図である。
【図４】第二の実施形態を示す図３に対応する要部拡大図である。
【図５】第三の実施形態を示す図３に対応する要部拡大図である。
【図６】従来技術における図３に対応する要部拡大図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      磁気エンコーダの製造装置
２      芯金
３      磁性部材
３ａ    磁性部材の外周面
４      着磁ヨーク
４ｃ    一方の先端部
４ｄ    他方の先端部
５      励磁コイル
６      軟磁性部材
７      軟磁性金属環
１０    磁性流体
Ａ      磁束
Ｅ      磁気エンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005233898.tif 000006
【図５】
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【図６】
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