磁編碼器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磁編碼器。
【背景技術】
[0002]作為為了對機械的軸的旋轉角進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行了磁化的環狀的磁性材料(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械的軸而與軸一起旋轉，通過利用MR元件對與磁鼓的旋轉相伴的磁場的變化進行檢測，從而對作為檢測對象的軸的旋轉角進行檢測。
[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狀的磁體構成。離心力始終作用于旋轉中的磁鼓，離心力成為將磁體從基材的外周面剝離的力。由于磁鼓高速旋轉時的離心力成為使磁體破損的原因，所以為了確保可靠性，需要將磁體與基材牢固地進行固定。
[0004]在基材與磁體的固定中使用了粘結劑，但粘結劑的涂敷作業由手工作業進行，因此容易產生工序內的波動。在發生了粘結劑的填充不足、氣泡的卷入的部分處，接合(固定)強度降低，成為使磁體破損的原因。
[0005]另外，粘結劑的厚度不均勻成為在磁鼓的旋轉中發生振動的原因。
[0006]如果防止這些問題出現并且由手工作業進行穩定的生產，則生產成本的提高不可避免。
[0007]在專利文獻I中公開了下述技術，即，在作為基材的圓盤狀的輪子的外周邊緣設置槽部，將環狀磁鐵向槽部內進行注塑成型。
[0008]專利文獻1:日本特開平6 - 331384號公報
【發明內容】
[0009]但是，根據上述專利文獻1，必須在作為基材的輪子的外周邊緣進行復雜的加工，因此具有磁鼓的制造成本提高的問題。
[0010]本發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目的，本發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狀的磁體、以及對磁體進行支撐的基材，該磁鼓安裝于檢測對象機械的旋轉軸處，與旋轉軸一起旋轉；以及MR元件，其在與磁鼓的外周面隔開間隔而相對的狀態下設置于檢測對象機械處，對通過磁鼓的旋轉而產生的磁場的變化進行檢測，磁編碼器基于MR元件的檢測結果對旋轉軸的角度進行檢測，磁編碼器的特征在于，基材具有在將磁鼓向旋轉軸安裝時使旋轉軸插入的環狀的凸緣部、以及沿凸緣部的外周面的整周而凸出設置的卡合凸部，凸緣部具有在凸緣部的外周面的一部分處沿整周設置的基準面，該基準面作為磁體的外周面的圓跳動公差的基準，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，并且不覆蓋基準面而使基準面露出。
[0012]發明的效果
[0013]本發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度的降低、重心的偏移而防止磁體在高速旋轉時發生破損，而且，通過利用注塑成型機自動地進行一體成型，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明所涉及的磁編碼器的實施方式I的結構的圖。
[0015]圖1B是示意性地表示本發明所涉及的磁編碼器的實施方式I的結構的圖。
[0016]圖2是示意性地表示在筒狀部的前端設置有槽的磁編碼器的結構的圖。
[0017]圖3是表示實施方式I所涉及的磁編碼器的使用狀態的圖。
[0018]圖4是表示將基材和磁體進行注塑成型的狀態的圖。
[0019]圖5是表示將磁體與基材進行了粘結固定的磁鼓的構造的圖。
[0020]圖6是表示發生了粘結劑的填充不足、氣泡的卷入的狀態下的磁鼓的圖。
[0021]圖7是表不粘結劑的厚度不均勾的情況下的磁鼓的圖。
[0022]圖8是表示在基材的內周側設置有磁性體屏蔽板的磁鼓的構造的圖。
[0023]圖9是示意性地表示本發明所涉及的磁編碼器的實施方式2的結構的圖。
[0024]圖10是示意性地表示本發明所涉及的磁編碼器的實施方式3的結構的圖。
[0025]圖11是示意性地表示下述磁編碼器的結構的圖，S卩，由平面和曲面構成筒狀部，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是表示本發明所涉及的磁編碼器的實施方式4的磁鼓的構造的剖視圖。
[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是表示本發明所涉及的磁編碼器的實施方式5的磁鼓的構造的圖。
[0030]圖16是表示具有下述基材的磁鼓的結構的圖，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是表示本發明所涉及的磁編碼器的實施方式6的磁鼓的構造的圖。
【具體實施方式】
[0032]下面，基于附圖，對本發明所涉及的磁編碼器的實施方式詳細地進行說明。此外，本發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明所涉及的磁編碼器的實施方式I的結構的圖。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的外周接近設置。MR元件31的輸出經由線纜32發送至信號處理部33。信號處理部33基于與磁鼓20的旋轉相伴的磁場的變化，對安裝有磁鼓20的軸的角度進行檢測。
[0035]基材11由具有磁性的鐵類材料形成，具有環狀的主體部111、以及在主體部111的外周部設置的卡合凸部112。卡合凸部112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成，在軸向上延伸，在軸向上對稱，收縮部112b的部分進行收縮而變細。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械的軸進行安裝的安裝孔14。磁體12繞入至筒狀部112a的內側而包圍卡合凸部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的軸向前端設置槽112c等。圖2是示意性地表示在筒狀部的前端設置有槽的磁編碼器的結構的圖。主體部111的外周面的一部分不由磁體12覆蓋而露出，被設為定心導軌(centering track) Illa而作為基準面，該基準面是磁體12的外周面的圓跳動公差的基準。定心導軌Illa沿主體部111的整周以環狀設置。
[0036]圖3是表示實施方式I所涉及的磁編碼器的使用狀態的圖。磁編碼器I設置于檢測對象機械4上而使用。磁鼓20與檢測對象機械4側的旋轉軸41同軸，以與旋轉軸41 一起旋轉的方式安裝于檢測對象機械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固定于旋轉軸41上。傳感頭3以與磁鼓20的外周面之間的間隔成為規定間隔的方式，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行注塑成型的狀態的圖。在以卡合凸部112位于模具80內的方式對基材11進行配置之后，向模具80內填充磁性粉末與樹脂的混合物70并使之固化，由此能夠將與模具80形狀相同的磁體12與基材11進行一體成型。因此，在磁鼓20的制造時不需要進行粘結劑的涂敷作業，能夠防止發生粘結劑的填充不足、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軌Illa作為圓跳動公差的基準而進行精加工。例如，在將基材11與磁體12進行一體成型的階段，在定心導軌Illa以及磁體12的外周面留有加工余量，對定心導軌Illa和磁體12的外周面同時進行加工。另外，在將磁鼓20安裝于檢測對象機械4時，以定心導軌Illa的表面相對于旋轉軸41的旋轉中心收斂于一定的跳動范圍的方式進行安裝。通過將進行了一體成型的基材11的一部分(定心導軌Illa)作為基準而進行精加工，以定心導軌Illa為基準進行相對于旋轉軸41的定中心，從而能夠將在使磁鼓20旋轉時由于磁體12的外周面跳動而產生的、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的旋轉相伴的磁場的變化進行檢測時，能夠抑制波形由于磁鼓20的跳動而發生擾動。
[0039]由于在與筒狀部112a相比處于內側的部分(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自身的強度(拉伸應力)，產生與使磁鼓20旋轉時產生的離心力相向的力。S卩，與磁鼓20旋轉時產生的離心力相對抗，作為筒部的筒狀部112a對磁體12進行支撐。因此，在基材11與磁體12的固定中不需要使用粘結劑。
[0040]為了對比，對將磁體與基材進行