磁編碼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁編碼器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為為了對機(jī)械的軸的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測而使用的裝置之一，已知磁編碼器。磁編碼器包含:磁鼓，其具有在外周將磁極陣列進(jìn)行了磁化的環(huán)狀的磁性材料(磁體)；以及磁阻元件(MR(Magnetic Resistance)元件)，其與磁鼓外周接近配置。磁鼓安裝于作為檢測對象的機(jī)械的軸而與軸一起旋轉(zhuǎn)，通過利用MR元件對與磁鼓的旋轉(zhuǎn)相伴的磁場的變化進(jìn)行檢測，從而對作為檢測對象的軸的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測。
[0003]磁鼓由以磁性體為材料的基材、以及在基材的外周處固定的環(huán)狀的磁體構(gòu)成。離心力始終作用于旋轉(zhuǎn)中的磁鼓，離心力成為將磁體從基材的外周面剝離的力。由于磁鼓高速旋轉(zhuǎn)時的離心力成為使磁體破損的原因，所以為了確?？煽啃?，需要將磁體與基材牢固地進(jìn)行固定。
[0004]在基材與磁體的固定中使用了粘結(jié)劑，但粘結(jié)劑的涂敷作業(yè)由手工作業(yè)進(jìn)行，因此容易產(chǎn)生工序內(nèi)的波動。在發(fā)生了粘結(jié)劑的填充不足、氣泡的卷入的部分處，接合(固定)強(qiáng)度降低，成為使磁體破損的原因。
[0005]另外，粘結(jié)劑的厚度不均勻成為在磁鼓的旋轉(zhuǎn)中發(fā)生振動的原因。
[0006]如果防止這些問題出現(xiàn)并且由手工作業(yè)進(jìn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)，則生產(chǎn)成本的提高不可避免。
[0007]在專利文獻(xiàn)I中公開了下述技術(shù)，即，在作為基材的圓盤狀的輪子的外周邊緣設(shè)置槽部，將環(huán)狀磁鐵向槽部內(nèi)進(jìn)行注塑成型。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6 - 331384號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1，必須在作為基材的輪子的外周邊緣進(jìn)行復(fù)雜的加工，因此具有磁鼓的制造成本提高的問題。
[0010]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到一種磁編碼器，該磁編碼器能夠防止磁體與基材之間的局部性的接合強(qiáng)度的降低、重心的偏移，能夠減少制造成本。
[0011]為了解決上述課題并實現(xiàn)目的，本發(fā)明提供一種磁編碼器，其具備:磁鼓，其具有在外周形成有磁極陣列的環(huán)狀的磁體、以及對磁體進(jìn)行支撐的基材，該磁鼓安裝于檢測對象機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸處，與旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)；以及MR元件，其在與磁鼓的外周面隔開間隔而相對的狀態(tài)下設(shè)置于檢測對象機(jī)械處，對通過磁鼓的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磁場的變化進(jìn)行檢測，磁編碼器基于MR元件的檢測結(jié)果對旋轉(zhuǎn)軸的角度進(jìn)行檢測，磁編碼器的特征在于，基材具有在將磁鼓向旋轉(zhuǎn)軸安裝時使旋轉(zhuǎn)軸插入的環(huán)狀的凸緣部、以及沿凸緣部的外周面的整周而凸出設(shè)置的卡合凸部，凸緣部具有在凸緣部的外周面的一部分處沿整周設(shè)置的基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)面作為磁體的外周面的圓跳動公差的基準(zhǔn)，卡合凸部具有從凸緣部的外周面凸出的收縮部、以及從收縮部的前端沿凸緣部的軸向延伸的筒狀部，磁體以繞入至筒狀部與凸緣部之間的間隙的方式包圍卡合凸部，并且不覆蓋基準(zhǔn)面而使基準(zhǔn)面露出。
[0012]發(fā)明的效果
[0013]本發(fā)明所涉及的磁編碼器具有下述效果，S卩，能夠防止局部性的接合強(qiáng)度的降低、重心的偏移而防止磁體在高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)生破損，而且，通過利用注塑成型機(jī)自動地進(jìn)行一體成型，從而能夠減少制造成本。
【附圖說明】
[0014]圖1A是示意性地表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式I的結(jié)構(gòu)的圖。
[0015]圖1B是示意性地表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式I的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是示意性地表示在筒狀部的前端設(shè)置有槽的磁編碼器的結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖3是表示實施方式I所涉及的磁編碼器的使用狀態(tài)的圖。
[0018]圖4是表示將基材和磁體進(jìn)行注塑成型的狀態(tài)的圖。
[0019]圖5是表示將磁體與基材進(jìn)行了粘結(jié)固定的磁鼓的構(gòu)造的圖。
[0020]圖6是表示發(fā)生了粘結(jié)劑的填充不足、氣泡的卷入的狀態(tài)下的磁鼓的圖。
[0021]圖7是表不粘結(jié)劑的厚度不均勾的情況下的磁鼓的圖。
[0022]圖8是表示在基材的內(nèi)周側(cè)設(shè)置有磁性體屏蔽板的磁鼓的構(gòu)造的圖。
[0023]圖9是示意性地表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式2的結(jié)構(gòu)的圖。
[0024]圖10是示意性地表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式3的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖11是示意性地表示下述磁編碼器的結(jié)構(gòu)的圖，S卩，由平面和曲面構(gòu)成筒狀部，在軸向上延伸后使端部向傾斜方向伸出，形成在軸向上對稱的形狀。
[0026]圖12是表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式4的磁鼓的構(gòu)造的剖視圖。
[0027]圖13是表示筒部件的外周面的形狀的圖。
[0028]圖14是防脫孔的部分處的磁鼓的剖視圖。
[0029]圖15是表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式5的磁鼓的構(gòu)造的圖。
[0030]圖16是表示具有下述基材的磁鼓的結(jié)構(gòu)的圖，在該基材中通過壓入而固定有筒部件與凸緣筒部件。
[0031]圖17是表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式6的磁鼓的構(gòu)造的圖。
【具體實施方式】
[0032]下面，基于附圖，對本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明并不限定于本實施方式。
[0033]實施方式I
[0034]圖1A、圖1B是示意性地表示本發(fā)明所涉及的磁編碼器的實施方式I的結(jié)構(gòu)的圖。圖1B示出沿圖1A中的IB — IB線的剖面。磁鼓20由基材11和磁體12構(gòu)成。磁編碼器I具有磁鼓2和傳感頭3。磁鼓20具備用于向軸進(jìn)行安裝的安裝孔14。傳感頭3具備MR元件31，與磁鼓2的外周接近設(shè)置。MR元件31的輸出經(jīng)由線纜32發(fā)送至信號處理部33。信號處理部33基于與磁鼓20的旋轉(zhuǎn)相伴的磁場的變化，對安裝有磁鼓20的軸的角度進(jìn)行檢測。
[0035]基材11由具有磁性的鐵類材料形成，具有環(huán)狀的主體部111、以及在主體部111的外周部設(shè)置的卡合凸部112?？ê贤共?12具有筒狀部112a和收縮部112b。在卡合凸部112中，筒狀部112a由相互成直角的平面構(gòu)成，在軸向上延伸，在軸向上對稱，收縮部112b的部分進(jìn)行收縮而變細(xì)。將如上述所示剖面呈大致T字型的形狀稱為T字型。在主體部111中，形成有用于向作為檢測對象的機(jī)械的軸進(jìn)行安裝的安裝孔14。磁體12繞入至筒狀部112a的內(nèi)側(cè)而包圍卡合凸部112，在剖視觀察時成為基材11 (卡合凸部112)嵌入至磁體12的凹部中的形狀。因此，在實施方式I中，筒狀部112a形成筒部，主體部111形成凸緣部。此外，為了使磁體12的固定更加牢固，也可以在筒狀部112a的軸向前端設(shè)置槽112c等。圖2是示意性地表示在筒狀部的前端設(shè)置有槽的磁編碼器的結(jié)構(gòu)的圖。主體部111的外周面的一部分不由磁體12覆蓋而露出，被設(shè)為定心導(dǎo)軌(centering track) Illa而作為基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)面是磁體12的外周面的圓跳動公差的基準(zhǔn)。定心導(dǎo)軌Illa沿主體部111的整周以環(huán)狀設(shè)置。
[0036]圖3是表示實施方式I所涉及的磁編碼器的使用狀態(tài)的圖。磁編碼器I設(shè)置于檢測對象機(jī)械4上而使用。磁鼓20與檢測對象機(jī)械4側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸41同軸，以與旋轉(zhuǎn)軸41 一起旋轉(zhuǎn)的方式安裝于檢測對象機(jī)械4上。通過將磁鼓固定螺釘7螺釘緊固在安裝孔14中而將磁鼓20固定于旋轉(zhuǎn)軸41上。傳感頭3以與磁鼓20的外周面之間的間隔成為規(guī)定間隔的方式，使用傳感頭固定螺釘8而將傳感頭3固定于檢測對象機(jī)械4的傳感頭安裝座42處。
[0037]磁體12利用注塑成型與基材11 一體成型。圖4是表示將基材和磁體進(jìn)行注塑成型的狀態(tài)的圖。在以卡合凸部112位于模具80內(nèi)的方式對基材11進(jìn)行配置之后，向模具80內(nèi)填充磁性粉末與樹脂的混合物70并使之固化，由此能夠?qū)⑴c模具80形狀相同的磁體12與基材11進(jìn)行一體成型。因此，在磁鼓20的制造時不需要進(jìn)行粘結(jié)劑的涂敷作業(yè)，能夠防止發(fā)生粘結(jié)劑的填充不足、氣泡的卷入，防止厚度不均勻。由此，能夠提高磁鼓20的制造成品率。
[0038]通過注塑成型與基材11 一體成型的磁體12，將不由磁體12覆蓋而露出的定心導(dǎo)軌Illa作為圓跳動公差的基準(zhǔn)而進(jìn)行精加工。例如，在將基材11與磁體12進(jìn)行一體成型的階段，在定心導(dǎo)軌Illa以及磁體12的外周面留有加工余量，對定心導(dǎo)軌Illa和磁體12的外周面同時進(jìn)行加工。另外，在將磁鼓20安裝于檢測對象機(jī)械4時，以定心導(dǎo)軌Illa的表面相對于旋轉(zhuǎn)軸41的旋轉(zhuǎn)中心收斂于一定的跳動范圍的方式進(jìn)行安裝。通過將進(jìn)行了一體成型的基材11的一部分(定心導(dǎo)軌Illa)作為基準(zhǔn)而進(jìn)行精加工，以定心導(dǎo)軌Illa為基準(zhǔn)進(jìn)行相對于旋轉(zhuǎn)軸41的定中心，從而能夠?qū)⒃谑勾殴?0旋轉(zhuǎn)時由于磁體12的外周面跳動而產(chǎn)生的、與MR元件31之間的間隔的變動抑制得較小。由此，在利用MR元件31對與磁鼓20的旋轉(zhuǎn)相伴的磁場的變化進(jìn)行檢測時，能夠抑制波形由于磁鼓20的跳動而發(fā)生擾動。
[0039]由于在與筒狀部112a相比處于內(nèi)側(cè)的部分(由筒狀部112a、收縮部112b、以及主體部111的外周包圍的部分)處也存在磁體12，所以通過磁體12自身的強(qiáng)度(拉伸應(yīng)力)，產(chǎn)生與使磁鼓20旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力相向的力。S卩，與磁鼓20旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力相對抗，作為筒部的筒狀部112a對磁體12進(jìn)行支撐。因此，在基材11與磁體12的固定中不需要使用粘結(jié)劑。
[0040]為了對比，對將磁體與基材進(jìn)行