JP2004077318A - 磁気エンコーダ - Google Patents
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Abstract
【課題】正確な磁気特性を持ち、成形性、取り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に関する。
【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性エンコーダであって、弾性磁性環１を接着剤２を介して補強環３へ接着固定せしめて磁性エンコーダを形成し、これに保護カバー３を溶接接着する。これにより強力な固着力が得られ、高精度を実現し、生産性を高めて低価格で提供できる。
【選択図】 図１
【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性エンコーダであって、弾性磁性環１を接着剤２を介して補強環３へ接着固定せしめて磁性エンコーダを形成し、これに保護カバー３を溶接接着する。これにより強力な固着力が得られ、高精度を実現し、生産性を高めて低価格で提供できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、強力な一体化構造を持ち、かつ保護性に優れ、生産性と価格に優位性がある磁気エンコーダに関する。
【０００２】
【従来技術の内容】
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、ここ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。
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、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い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ていないが、近年その磁力の大きさに注目し採用が検討され始めている。
このゴム材から形成された磁気エンコーダは、成形性には優れるが強い衝撃には耐えられないもので、運転時とか組付け時に時として破損することも有り、そのために磁気エンコーダの表面を剛性の有る保護カバーで覆う構造が開発され実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように磁気エンコーダの表面を保護カバーで覆う構造では、該保護カバーの取付け一体化が必要となるが、この一体化は製造工程が多く作業手間もかかり製造コストの上昇を招いている。
その取付け一体化をなすためには、予め磁気エンコーダを包み込む形状に造形された保護カバーを接着剤を介して補強環に接着固定せしめるとか、あるいは保護カバーの端縁部を延長してこれを変形せしめ補強環へカシメるとかあるいは係合せしめて固着するなどの製造工程を必要としている。
【０００４】
しかしながらこのような固着方法は、接着剤での固着の場合では接着剤の経時変質により接着力が低下する恐れが有り、補強環へのカシメとか係合固着の場合は磁気エンコーダとの密着精度に問題をもっており、過度に変形せしめると強い固着は期待できるが内側の磁気エンコーダが変形し、逆に緩い変形では確実な固定が望めない。
また、これらは保護カバーの一部分を強制的に変形せしめるものであるから他の部分に影響を及ぼし易く、悪くすると磁極面にまで歪ませセンサーとのギャップ度を悪くするなどの欠点を現わす。
そこで、数々検討し、各種性能試験を行った結果、強力な一体化構造を持ち、かつ保護性に優れ、生産性と価格的にも実現性のある磁気エンコーダを見出したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明を図面に基づいて説明すると、図１、図２、及び図３に示すように車輪の軸受に回転数検出のために用いられる磁力によってパルス符号を発生させる磁気エンコーダであって、フェライトとか希土類などの磁性材を単体磁石とするかあるいはゴム材とかプラスチック材へ混合して形成した磁性環１を回転部材に固定される補強環２へ固着して、該磁性環１へ周状にＳ・Ｎ極を交互に多極着磁せしめ、非磁性材からなる保護カバー３にて前記磁性環１を包み、その端部を図１、図２、及び図３に示すように前記補強環２へ溶接４接着せしめたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
前記のように本発明では、従来の接着剤での固着とかカシメあるいは係合固着などに比べ、保護カバー３を溶接４して補強環２へ確実に固着せしめており、このことは製造が容易なことは勿論のことながら高い取付け精度が得られ、溶接加工も行ない易いもので、その取扱い性に極めて優れているので、強固に一体化された磁性エンコーダを安価に提供することが出来るものとなる。
【０００７】
つまり、本発明では磁性環１と補強環２によって磁性エンコーダが形成されるもので、その磁性環１にあってはゴム材とかプラスチック材に磁性粉を混合して形成したボンド磁石、あるいは鋳造磁石、または焼結磁石などが選択でき、これを形成する磁性材料としては、フェライト、希土類、あるいはＭＫ鋼、アルニコ等のいずれかが採用される。
【０００８】
このような磁性環１を、補強環２へ接着剤を介するかあるいは直接加硫成形して接着固着し、着磁の後に非磁性材からなる保護カバー３を溶接４して磁性エンコーダを形成しており、高い取付け精度と強い固着力によって該磁性エンコーダの計測精度を飛躍的に高めることができるものとなっている。なお、前記磁性環１が単体磁石として形成された場合は予め着磁せしめた後に補強環２へ接着固着することができるので組付け作業性に有利である。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明に係る保護カバーを設けた磁性エンコーダの一実施例を示す断面図であり、図２は保護カバーの他の溶接箇所を示す断面図である。図３は他のシール部材と組合せた実施例を示している。
【００１０】
前述の弾性磁性環１を接着剤によって補強環２へ固着する場合、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を介して予め所望形状に造形した単体磁石を固着せしめる。
一方、弾性磁性環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。
【００１１】
なお、磁性材料の実施例では、磁性粉にフェライトの他、希土類、例えばネオジ、鉄、ボロン／サマリウム、鉄、窒素のような材料を採用する。
また、保護カバー３としては、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）から選択する。
【００１２】
なお、前記した保護カバー３の取付けにおいては、図１、図２、及び図３に示すように補強環２へ直接レーザー溶接（レーザー光線を用いた微小点溶接）等で複数箇所（全周でも可、実際には３から６ケ所）を溶接４して固着せしめる方法が薦められ、図１では内周側へ保護カバー４の端部を曲折せしめた溶接部位が配置され、図２と図３では外周側の端部へそれが配されている。
前記保護カバー３へのレーザー溶接としてはＹＡＧレーザー（Ｎｄを含むイットリウム−アルミニウム−ガーネット結晶を用いたレーザー）が適しており、溶接４しない箇所への歪とか熱影響を最少のものとする。
【００１３】
なお、図１、及び図２で示した実施例では磁性エンコーダを単体で用いた状態を示したが、図３に示すように該磁性エンコーダをシール材の一部の遮断・摺動材として用い、相対回転する他のシール部材５と組合わせた組合わせシールとすることも可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は上記のように、従来の不確かな固着方法による一体化に比べ、保護カバー３を溶接４して補強環２へ確実に固着せしめており、このことは製造が容易なことは勿論のことながら高い取付け精度が得られ、溶接加工も行ない易いもので、その取扱い性に極めて優れているので、強固に一体化された磁性エンコーダを安価に提供することが出来るものとなる
この高精度での保護カバー３の取付けはセンサーの感知精度を確かなものとし、これらによって、磁性エンコーダの計測精度を飛躍的に高め、生産性が高く、低価格で提供できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施例示す断面図である。
【符号の説明】
１ 磁性環
２ 補強環
３ 保護カバー
４ 溶接
５ シール部材
【産業上の利用分野】
本発明は、強力な一体化構造を持ち、かつ保護性に優れ、生産性と価格に優位性がある磁気エンコーダに関する。
【０００２】
【従来技術の内容】
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、ここ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。
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、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い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ていないが、近年その磁力の大きさに注目し採用が検討され始めている。
このゴム材から形成された磁気エンコーダは、成形性には優れるが強い衝撃には耐えられないもので、運転時とか組付け時に時として破損することも有り、そのために磁気エンコーダの表面を剛性の有る保護カバーで覆う構造が開発され実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように磁気エンコーダの表面を保護カバーで覆う構造では、該保護カバーの取付け一体化が必要となるが、この一体化は製造工程が多く作業手間もかかり製造コストの上昇を招いている。
その取付け一体化をなすためには、予め磁気エンコーダを包み込む形状に造形された保護カバーを接着剤を介して補強環に接着固定せしめるとか、あるいは保護カバーの端縁部を延長してこれを変形せしめ補強環へカシメるとかあるいは係合せしめて固着するなどの製造工程を必要としている。
【０００４】
しかしながらこのような固着方法は、接着剤での固着の場合では接着剤の経時変質により接着力が低下する恐れが有り、補強環へのカシメとか係合固着の場合は磁気エンコーダとの密着精度に問題をもっており、過度に変形せしめると強い固着は期待できるが内側の磁気エンコーダが変形し、逆に緩い変形では確実な固定が望めない。
また、これらは保護カバーの一部分を強制的に変形せしめるものであるから他の部分に影響を及ぼし易く、悪くすると磁極面にまで歪ませセンサーとのギャップ度を悪くするなどの欠点を現わす。
そこで、数々検討し、各種性能試験を行った結果、強力な一体化構造を持ち、かつ保護性に優れ、生産性と価格的にも実現性のある磁気エンコーダを見出したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明を図面に基づいて説明すると、図１、図２、及び図３に示すように車輪の軸受に回転数検出のために用いられる磁力によってパルス符号を発生させる磁気エンコーダであって、フェライトとか希土類などの磁性材を単体磁石とするかあるいはゴム材とかプラスチック材へ混合して形成した磁性環１を回転部材に固定される補強環２へ固着して、該磁性環１へ周状にＳ・Ｎ極を交互に多極着磁せしめ、非磁性材からなる保護カバー３にて前記磁性環１を包み、その端部を図１、図２、及び図３に示すように前記補強環２へ溶接４接着せしめたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
前記のように本発明では、従来の接着剤での固着とかカシメあるいは係合固着などに比べ、保護カバー３を溶接４して補強環２へ確実に固着せしめており、このことは製造が容易なことは勿論のことながら高い取付け精度が得られ、溶接加工も行ない易いもので、その取扱い性に極めて優れているので、強固に一体化された磁性エンコーダを安価に提供することが出来るものとなる。
【０００７】
つまり、本発明では磁性環１と補強環２によって磁性エンコーダが形成されるもので、その磁性環１にあってはゴム材とかプラスチック材に磁性粉を混合して形成したボンド磁石、あるいは鋳造磁石、または焼結磁石などが選択でき、これを形成する磁性材料としては、フェライト、希土類、あるいはＭＫ鋼、アルニコ等のいずれかが採用される。
【０００８】
このような磁性環１を、補強環２へ接着剤を介するかあるいは直接加硫成形して接着固着し、着磁の後に非磁性材からなる保護カバー３を溶接４して磁性エンコーダを形成しており、高い取付け精度と強い固着力によって該磁性エンコーダの計測精度を飛躍的に高めることができるものとなっている。なお、前記磁性環１が単体磁石として形成された場合は予め着磁せしめた後に補強環２へ接着固着することができるので組付け作業性に有利である。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明に係る保護カバーを設けた磁性エンコーダの一実施例を示す断面図であり、図２は保護カバーの他の溶接箇所を示す断面図である。図３は他のシール部材と組合せた実施例を示している。
【００１０】
前述の弾性磁性環１を接着剤によって補強環２へ固着する場合、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を介して予め所望形状に造形した単体磁石を固着せしめる。
一方、弾性磁性環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。
【００１１】
なお、磁性材料の実施例では、磁性粉にフェライトの他、希土類、例えばネオジ、鉄、ボロン／サマリウム、鉄、窒素のような材料を採用する。
また、保護カバー３としては、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）から選択する。
【００１２】
なお、前記した保護カバー３の取付けにおいては、図１、図２、及び図３に示すように補強環２へ直接レーザー溶接（レーザー光線を用いた微小点溶接）等で複数箇所（全周でも可、実際には３から６ケ所）を溶接４して固着せしめる方法が薦められ、図１では内周側へ保護カバー４の端部を曲折せしめた溶接部位が配置され、図２と図３では外周側の端部へそれが配されている。
前記保護カバー３へのレーザー溶接としてはＹＡＧレーザー（Ｎｄを含むイットリウム−アルミニウム−ガーネット結晶を用いたレーザー）が適しており、溶接４しない箇所への歪とか熱影響を最少のものとする。
【００１３】
なお、図１、及び図２で示した実施例では磁性エンコーダを単体で用いた状態を示したが、図３に示すように該磁性エンコーダをシール材の一部の遮断・摺動材として用い、相対回転する他のシール部材５と組合わせた組合わせシールとすることも可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は上記のように、従来の不確かな固着方法による一体化に比べ、保護カバー３を溶接４して補強環２へ確実に固着せしめており、このことは製造が容易なことは勿論のことながら高い取付け精度が得られ、溶接加工も行ない易いもので、その取扱い性に極めて優れているので、強固に一体化された磁性エンコーダを安価に提供することが出来るものとなる
この高精度での保護カバー３の取付けはセンサーの感知精度を確かなものとし、これらによって、磁性エンコーダの計測精度を飛躍的に高め、生産性が高く、低価格で提供できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施例示す断面図である。
【符号の説明】
１ 磁性環
２ 補強環
３ 保護カバー
４ 溶接
５ シール部材
Claims (2)
- 車輪軸受に用いられる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、
補強環へ磁性環を固着形成して、該磁性環へ周状にＳ・Ｎ極を交互に着磁せしめ、
非磁性材からなる保護カバーにて前記弾性磁性環を包み、その端部を前記補強環へ溶接接着せしめたことを特徴とする磁気エンコーダ。 - 前記磁性環を包む非磁性材からなる保護カバーの端部をＹＡＧレーザーによって前記補強環へ溶接固着せしめたことを特徴とする請求項１の磁気エンコーダ。
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