专利名称：磁性旋转编码器的脉冲发生器环的制作方法
技术领域：
本发明涉及在汽车和工业机械等检测旋转体的旋转角度和转数的 磁性旋转编码器的脉冲发生器环。
背景技术：
作为磁性旋转编码器的典型现有技术，已知的如下述专利文件所述。专利文件l:特开2003-35718 专利文件2:特开2000-3821图13和图14是表示专利文件1中记载的现有技术的磁性旋转编 码器的沿通过轴心的平面剖切的剖视图。图15是表示专利文件2中记 载的现有技术的磁性旋转编码器沿通过轴心的平面剖切的剖视图。。如图13、图14或图15表示的磁性旋转编码器由脉冲发生器环100 和磁性传感器110组成；其中，脉冲发生器环100安装于旋转测量对 象的旋转体120 (例如轴承单元的内轮)，磁性传感器110与该脉冲发 生器环IOO对向配置。脉冲发生器环100由环状的支架101和脉冲发生器主体102组成。 其中，支架101安装于旋转体120，由磁性金属制作；脉冲发生器主体 102与该支架101的圆盘部101a—体化设置。脉冲发生器主体102由 在橡胶状弹性材料混入了铁氧体粉末的磁性橡胶材料形成，N极和S 极沿圆周方向交替磁化。而且，磁性传感器110以与该脉冲发生器主 体102沿轴方向接近并对向的状态，安装于未图示的不旋转外壳。图13和图14所表示的现有技术中，支架101是由以下组成圆 盘部101a，设置有脉冲发生器主体102;外周筒部101b，从圆盘部101a 外周延伸具有比旋转体120大的直径；安装筒部101c，直径小于前述 外周筒部101b的直径，通过压入安装于旋转体120的外周面；中间部 101d，形成于上述安装筒部101c与101 b之间。另外，图13的脉冲发
生器主体102外周筒部延伸至支架101的外周筒部101b侧而形成外周 筒部102a，这一点与图14不同。另一方面，在图15所表示的现有技术中，支架101由以下组成 圆盘部101a，设置有脉冲发生器主体102;背面凸缘部101e，向脉冲 发生器主体102背面侧折回；安装筒部101c，从背面凸缘部101e延伸 为圆筒状，通过压入安装于旋转体120的外周面。这种磁性旋转编码器，脉冲发生器环100与旋转体120 —体化旋 转，通过脉冲发生器环100的脉冲发生器主体102的N极和S极交替 通过磁性传感器110的正面，对应于该磁场的变化而输出波形信号， 通过该脉冲计数，可以测量旋转体120的旋转。这里，图16是表示将图13的现有的脉冲发生器环压入旋转体的 过程，沿通过轴心的平面剖切的剖视图。图17是表示将图13的脉冲 发生器环，在轴心呈大致垂直状而堆叠的状态的说明图。图18是表示 图17的一部分的部分剖视图。将脉冲发生器环100的支架101的安装筒部101c压入安装于旋转 体120的外周面，如图16所示，使用由端壁部131和周壁部132组成 的压入夹具130，端壁部131经由脉冲发生器主体102按压支架101 的圆盘部101a，周壁部132可以与图13中脉冲发生器主体102的外周 筒部102a嵌合。即，将脉冲发生器环100保持在嵌入于与旋转体120 同轴心配置的压入夹具130，该状态下，通过将该压入夹具130向旋转 体120侧按压，将脉冲发生器环100的支架101的安装筒部101c压入 旋转体120的外周面，紧縮嵌合(参照专利文件l)。这种情况下，要通过压入夹具130使脉冲发生器环100与旋转体 120保持同轴心位置，必须使脉冲发生器主体102的外周筒部102a的 外径尺寸高精度，不会与压入夹具130的周壁部132直径方向产生间 隙，但是很难使脉冲发生器主体102的外周筒部102a高精度成型。因 此，因脉冲发生器主体102的外周筒部102a的外径尺寸的参差不齐， 使压入夹具130与脉冲发生器环100的嵌合困难，脉冲发生器主体102 的外周筒部102a容易受损伤，相反，如果产生直径方向间隙a，则无 法保持脉冲发生器环100与压入夹具130同轴心，偏芯状态下向旋转 体120压入导致脉冲发生器环100倾斜安装，有变形问题。另外，图 14或图15的脉冲发生器环100也有同样的问题。另外，图13或图14的脉冲发生器环100，如图17所示沿轴方向 多层堆叠时，为了防止由磁性橡胶材料形成的脉冲发生器主体102被 在其上堆叠的支架101损伤，在支架101的安装筒部101c的端部形成 有向外周侧弯折的凸缘101f。但是，搬送时或使用时，如图17的堆叠 状态的各个脉冲发生器环100之间产生直径方向相互偏移，如图18所 示，凸缘101f的外周的剖切端部形成的刃部凸缘101f ，与脉冲发生器 主体102擦碰，有损伤脉冲发生器主体102的可能性。另一方面，如图15所示的现有技术中，支架101的由圆盘部101a 和背面凸缘部101e组成的截面为U字形的部分，通过使金属管向轴方 向变形加压而加工形成，因此该圆盘部101a与背面凸缘部101e组成 的部分外径尺寸D难以实现高精度。从而，有难以如同先前说明通过 压入夹具130导向的问题。另外，在支架101上一体化成型由磁性橡胶材料形成的脉冲发生 器主体102时，作为其预先处理步骤进行脱脂洗净，会产生无法轻易 地除去在支架101的加压加工时侵入圆盘部101a与背面凸缘部lOle 重合面之间细缝101g的加工油的问题。因此，该残留的加工油会产生 在使用时飞散，或者在脉冲发生器主体102硫化粘接时从前述细缝 101g残留加工油流出包围粘接面、而导致粘接不良的问题。发明内容本发明鉴于以上几点，技术课题是，提供在向旋转体安装时可以 与压入模具良好地保持同轴心的脉冲发生器环。另外，另一课题是，提供向轴方向多层堆叠时由磁性橡胶材料形 成的脉冲发生器主体不会被在其上堆叠的支架损伤的脉冲发生器环。此外，还有一课题是，提供在成型脉冲发生器主体时不会产生支 架与脉冲发生器主体安装连接不良的脉冲发生器环。作为有效解决上述技术课题的方法本发明所述的磁性旋转编码器 的脉冲发生器环是由金属形成的环状支架和与该支架一体化成型的由 磁性橡胶材料制作的脉冲发生器主体组成。前述支架具有圆盘部， 与前述脉冲发生器主体接合；安装筒部，具有比前述圆盘部外径小的
直径，固定于旋转体；折回部，从前述圆盘部的外周向内周侧折回； 中间部，离开前述圆盘部，而从前述折回部向前述安装筒部延伸。另外，本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，在上述的结构 中，进一步在脉冲发生器主体的外周部具有，向支架的折回部外周包 围的导向部。另外，本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，在上述的结构 中，在与支架的圆盘部相反侧的端部，形成有从相对于轴心垂直的平 面向安装筒部侧倾斜的弯曲端。如上所述的本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，因为可以 提升支架的外径尺寸精度，所以可以防止发生无法向压入夹具嵌合， 或相对于压入夹具产生间隙的问题，从而，在便于安装的同时，可以 防止发生偏芯而产生的安装不良。另外，因为支架的中间部与圆盘部 离开，支架加工时使用的加工油侵入前述圆盘部和中间部之间但不会 残留，可以防止因这些加工油导致的不良问题如上所述的本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，向旋转体 安装时，向与旋转体同轴心配置的压入夹具嵌入时，可以使在脉冲发 生器主体的外周部形成的导向部与压入夹具的周壁部的内周面密接 触，有适当的过盈量；所以可以防止仅仅因为尺寸公差导致无法向压 入夹具嵌合，或嵌合时受损伤，或发生相对于压入夹具产生间隙的问 题。从而，在安装容易的同时，可以防止发生因偏芯而产生的安装不 良。如上所述的本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，可以防止 在轴心大致竖直堆叠时由磁性橡胶材料形成的脉冲发生器主体被在其 上堆叠的支架损伤。
图1是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第一实施 方式，沿通过轴心O的平面剖切的安装状态下的剖视图。图2是图1的脉冲发生器环，从图1的II方向看到的图。 图3是表示图1的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心 的平面剖切的剖li图。
图4是表示可以适用于图1的脉冲发生器环支架的弯曲端形状的 部分剖视图。图5是表示可以适用于图1的脉冲发生器环支架的弯曲端另一形 状的部分剖视图。图6是表示图1的脉冲发生器环，其轴心呈大致竖直状的堆叠状 态的说明图。图7是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第二实施 方式，沿通过轴心O的平面剖切的安装状态下的剖视图。图8是表示图7的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心 的平面剖切的剖视图。图9是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第三实施 方式，沿通过轴心O的平面剖切的安装状态下的剖视图。图10是表示图9的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心 的平面剖切的剖视图。图11是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第四实施 方式，沿通过轴心O的平面剖切，安装状态下的剖视图。图12是表示图11的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴 心的平面剖切的剖视图。表示状态的说明图。图13是表示现有技术磁性旋转编码器，沿通过轴心的平面剖切的 剖视图。图14是表示现有技术磁性旋转编码器，沿通过轴心的平面剖切的 剖视图。图15是表示现有技术磁性旋转编码器，沿通过轴心的平面剖切的 剖视图。图16是表示图13的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴 心的平面剖切的剖视图。图17是表示图13的脉冲发生器环，其轴心大致垂直，堆叠状态 的说明图。图18是表示图17的一部分，部分剖视图。 符号说明
1脉冲发生器环
10支架
10a轴方向间隙
11圆盘部
lla外侧面
12安装筒部
13中间部
14弯曲端
15折回部
15aR状外周圆面
20脉冲发生器主体
21圆盘状磁化部
22导向部
22a圆筒面
2磁性传感器
3旋转体
4压入夹具
41端壁部
42周壁部
42a内周面
具体实施例方式
下面参照图示详细说明本发明磁性旋转编码器的脉冲发生器环的 较佳的实施方式。首先图1是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发 生器环的第一实施方式，沿通过轴心O的平面剖切的安装状态下的剖 视图。图2是图1的脉冲发生器环，从图1的II方向看到的图。图3 是表示图1的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心的平面剖 切的剖视图。
图1中，参照符号1是脉冲发生器环，2是与脉冲发生器环1一起 构成磁性旋转编码器的磁性传感器，3是作为旋转测量对象的旋转体， 脉冲发生器环1是由支架10和与支架10 —体化接合的脉冲发生器主
体20组成。
脉冲发生器环1的支架IO是由钢板等金属板通过冲轧压力加工制
作而成，并且具备有圆盘部ll，与脉冲发生器主体20接合；安装筒 部12，具有比前述圆盘部ll外径小的直径，有必需的过盈量，压入镶 嵌固定在旋转体3的外周面；折回部15，从圆盘部11的外周向内周侧
折回；中间部13，从前述折回部15向安装筒部12延伸，形成向安装 筒部12侧直径逐渐变小的圆锥桶状；弯曲端14，在前述安装筒部12 上，形成于中间部13的反对侧的端部，向外周侧弯曲。
脉冲发生器环1的脉冲发生器主体20由在橡胶状弹性材料混合了 铁氧体等磁性粉末的磁性橡胶材料形成，从支架10的圆盘部11的外 侧面外侧面lla到折回部15的R状外周圆面15a，成型并同时一体化 加硫粘接。在该脉冲发生器主体20的圆盘状磁化部21，如图2所示， N极和S极沿圆周方向交替磁化。
脉沖发生器主体20的外周部向支架10的折回部15的R状外周圆 面15a包围，形成导向部22。该导向部22呈现出沿圆周方向连续或断 续的向外周侧隆起形状或密封唇状。
磁性传感器2是由霍尔器件或磁阻器件等形成，检测磁场变化， 输出电信号。其检测面是以沿轴方向与脉冲发生器环1的脉冲发生器 主体20的圆盘状磁化部21接近并对向的方式，安装于未图示的外壳。
具有以上结构的磁性旋转编码器，旋转体3在轴心O的周围旋转， 脉冲发生器环1也一体化旋转，在脉冲发生器主体20的圆盘状磁化部 21沿圆周方向交替磁化的N极和S极，沿圆周方向顺次通过磁性传感 器2的检测面的对向位置。因此，磁性传感器2对应于磁力线的变化 而输出波形信号，因为其频率与旋转体3的旋转速度成比例，所以由 此可以检测出旋转体3的旋转速度和旋转角，提供各种控制。
向旋转体3安装脉冲发生器环1，使用如图3所示的压入夹具4。 该压入夹具4是可以嵌合脉冲发生器环1的脉冲发生器主体20的有底 圆通形状，由端壁部41和周壁部42组成；圆盘状端壁部41与脉冲发 生器主体20的圆盘状磁化部21可以紧密接触；圆筒状周壁部42从外 周向轴方向突出，内周面42a与脉冲发生器主体20的导向部22紧密 接触，有适当的过盈量。 艮P，向旋转体3安装脉冲发生器环1的时候，如图3所示，保持 将脉冲发生器环1嵌入与旋转体3同轴心配置的压入夹具4。这个时候， 在脉冲发生器主体20的外周部形成隆起形状或密封唇状的导向部22， 与压入夹具4的周壁部42的内周面42a密接触，有适当的过盈量。同 时，脉冲发生器主体20的圆盘状磁化部21紧密接触于压入夹具4的 端壁部41，使脉冲发生器环1对于旋转体3保持同轴心。而且，该状态下，将压入夹具4向旋转体3侧沿轴方向按压移动 安装，使脉冲发生器环1的支架10的安装筒部12向旋转体3外周面 压入，縮紧嵌入。此时，如同上述，因为脉冲发生器环1被压入夹具4 保持与旋转体3同轴心，所以可以顺利地安装，不会发生因为偏芯向 旋转体3压入而产生的脉冲发生器环1偏斜安装，或支架10变形的问 题。而且，支架10的弯曲端14的内周部，经弯曲加工变为14d，压入 过程中不会与旋转体3的端部产生磨损，可以顺利的压入。另外，脉冲发生器主体20的外周部形成的导向部22,由于是隆起 形状或密封唇状，刚性(弹簧常数)变低，因此，不会发生仅仅因为 尺寸公差导致无法向压入夹具4嵌合。因为可以对于压入夹具4的周 壁部42的内周面42a设置适当的过盈量，不会产生间隙。另外，支架IO在加压成型时使用加工油，该形态下，因为中间部 13从圆盘部11离开延伸为圆锥筒状，即使不进行为了与脉冲发生器主 体20 —体化成型而作为预先处理的脱脂洗净步骤，也不会因未除去圆 盘部11与中间部13之间的加工油而导致残留。从而防止残留加工油 在使用时飞散，或者脉冲发生器主体20的硫化粘接时因加工油包围粘 接面导致的粘接不良的问题。接着，图4和图5是表示可以适用于图1的脉冲发生器环支架的 弯曲端形状的部分剖视图；图6是表示图1的脉冲发生器环，其轴心 呈大致竖直状的堆叠状态的说明图。首先，如图4所示支架10的弯曲端14成为，从对于轴心O垂直 的平面向安装筒部12侧倾斜极小的角度e，形成圆锥面状。而且，该 弯曲端14如图4的箭头C所示外周的剖切面14a,通过从安装筒部12 的反对侧(外侧)冲轧，切断时的毛刺或飞边形成在安装筒部12侧的 边缘14b，其反对侧的边缘14c，即脉冲发生器环1如图6堆叠时，成
为与脉冲发生器主体20接触面的侧的边缘14c形成为R形。另外，如图5所示的支架10的弯曲端14成为，从对于轴心O垂 直的平面向安装筒部12侧倒转(折回)的U字形，形成圆筒面状。如图6所示，使其轴心O大致竖直堆叠脉冲发生器环1的状态中， 位于相对上侧位置的脉冲发生器环1，其支架10的弯曲端14安置在位 于相对下侧位置的脉冲发生器环l的脉冲发生器主体20上。而且，如 图4所示的形成方式，该弯曲端14的弯曲外侧的圆面14d与脉冲发生 器主体20接触，存在剖切时的毛刺或飞边的边缘14d不与脉冲发生器 主体20接触。因此，由磁性橡胶材料形成的脉冲发生器主体20，不会 受到因支架10导致的损伤。另外，弯曲端14如图5所示的形成方式也是这样，如图6所示堆 叠脉冲发生器环1时，弯曲端14的弯曲外侧的圆面14d与脉冲发生器 主体20接触，剖切面14a的两侧边缘不与脉冲发生器主体20接触。 因此，由磁性橡胶材料形成的脉冲发生器主体20,不会受到因支架IO 导致的损伤。接着，图7是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第 二实施方式，沿通过轴心O的平面剖切，安装状态下的剖视图。图8 是表示图7的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心的平面剖 切的剖视图。该实施方式中，与上述第一实施方式的不同之处是，在 脉冲发生器主体20的外周部形成的导向部22的外周面变为圆筒面 22a。其他部分都与图1的结构相同。在该结构中，向旋转体3安装脉冲发生器环1的时候，如图8所 示，将脉冲发生器环1嵌入与旋转体3同轴心配置的压入夹具4时， 脉冲发生器主体20的导向部22的外周面变为圆筒面22a，因此对于压 入夹具4的周壁部42的内周面42a的接触宽度在轴方向变大，所以可 以有效的防止因脉冲发生器环1倾斜发生的偏芯。而且，因为该导向 部22形成在支架10的折回部15的R状外周圆面15a，所以向该R状 外周圆面15a的最大直径部的两侧，导向部22的直径方向厚度逐渐增 大，随之刚性(弹簧常数)变低。因此与第一实施方式同样，不会发 生仅仅因为尺寸公差导致无法向压入夹具4嵌合。因为可以对于压入 夹具4的周壁部42的内周面42a设置适当的过盈量，也不会产生间隙。接着，图9是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第 三实施方式，沿通过轴'1>0的平面剖切，安装状态下的剖视图。图10 是表示图9的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心的平面剖 切的剖视图。该实施方式中，与上述第一实施方式和第二实施方式的 不同之处是，脉冲发生器主体20只设置在支架10的圆盘部11的外侧 面lla，即变成为圆盘状磁化部21，没有形成如图1到图7所示的导 向部22。其他部分都与图1的结构相同。在该结构中，如图10所示，将脉冲发生器环1嵌入与旋转体3同 轴心配置的压入夹具4时，通过将在支架10的圆盘部11的外周形成 的折回部15的R状外周圆面15a嵌入压入夹具4的周壁部42的内周 面42a，使脉冲发生器环1与旋转体3保持同轴心。而且，通过将支架 10做成这样的形状，可以使如图9所示的外径尺寸D (R状外周圆面 15a的外径)达到高精度，所以可以防止无法向压入夹具4嵌合、或产 生间隙。接着，图11是表示本发明的磁性旋转编码器的脉冲发生器环的第 四实施方式，沿通过轴心O的平面剖切，安装状态下的剖视图。图12 是表示图U的脉冲发生器环压入旋转体的过程，沿通过轴心的平面剖 切的剖视图。该实施方式中，与上述其他实施方式的不同之处是，支 架10的形状。其他部分都与图9的结构相同。艮口，支架10是通过冲轧压力加工钢板等金属板制作而成，具备有 圆盘部ll，与脉冲发生器主体20接合；安装筒部12，具有比前述圆 盘部ll直径小的较小直径，有必需的过盈量，压入镶嵌固定在旋转体 3的外周面；中间部13，从圆盘部11的外周的折回部15向安装筒部 12延伸，在离开圆盘部11的位置延伸形成凸缘状。支架10的圆盘部11和中间部13是经由剖面为U字形的折回部 15佝直径方向折返的形状，圆盘部11与中间部13之间形成轴方向间 隙10a，该轴方向间隙10&较佳为0.3111111以上。另外，该实施方式中，脉冲发生器主体20只设置在支架10的圆 盘部11的外侧面lla上，即只是由圆盘状磁化部21形成。该结构中，向旋转体3安装脉冲发生器环1的时候，如图12所示， 将脉冲发生器环1嵌入与旋转体3同轴心配置的压入夹具4时，通过 将在支架10的折回部15的R状外周圆面15a嵌入压入夹具4的周壁 部42的内周面42a，使脉冲发生器环1与旋转体3保持同轴心。而且， 折回部15不是在轴方向强迫性的挤压，即制成圆盘部11与中间部13 之间具有轴方向间隙10a的形状。因此，可以防止无法向压入夹具4 嵌合、或产生间隙。另外，支架10在加压成型时使用加工油，其中的一部分侵入圆盘 部11与中间部13之间的轴方向间隙10a，通过进行作为预先处理的脱 脂洗净步骤(为了在支架IO上一体化成型由磁性橡胶材料形成的脉冲 发生器主体20)可以轻易地除去。这样，如果轴方向间隙10a是0.3mm 以上，用洗净液的脱脂洗净可以高效率的进行。从而防止轴方向间隙 10a内残留加工油在使用时飞散，或者脉冲发生器主体20的硫化粘接 时因从轴方向间隙10a流出加工油包围粘接面导致的粘接不良的问题。还有，图7 (第二实施方式)、图9 (第三实施方式)、图标ll (第 四实施方式)的脉冲发生器环l，也可以如先前说明图4或图5所示形 成支架10的弯曲端14。本发明中，用于检测旋转体的旋转角度和旋转速度的磁性式旋转 编码器脉冲发生器环1，向旋转体3安装的时候，通过压入夹具4良好 地保持同轴心，安装容易，有利于防止因偏芯而发生的安装不良。
权利要求
1.磁性旋转编码器的脉冲发生器环，其特征在于，由金属形成的环状支架(10)和在该支架(10)上由磁性橡胶材料一体化成型的脉冲发生器主体(20)组成；前述支架(10)具有圆盘部(11)，与前述脉冲发生器主体(20)接合；安装筒部(12)，具有比前述圆盘部(11)外径小的直径，固定于旋转体(3)；折回部(15)，从前述圆盘部(11)的外周向内周侧折回；中间部(13)，离开前述圆盘部(11)，从前述折回部(15)向前述安装筒部(12)延伸。
2. 如权利要求1所述的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，其特征 在于，在脉冲发生器主体(20)的外周部具有，向支架(10)的折回 部(15)外周包围的导向部(22)。
3. 如权利要求1或2所述的磁性旋转编码器的脉冲发生器环，其 特征在于，在支架(10)的圆盘部(11)的相反侧的端部，形成有从 相对于轴心(O)垂直的平面向安装筒部(12)侧倾斜的弯曲端(14)。
全文摘要
一种磁性旋转编码器的脉冲发生器环。为了在向旋转体3安装时可以良好地保持与压入夹具4同轴心，本发明的脉冲发生器环1，由金属形成的环状支架10和在该支架10上由磁性橡胶材料一体化成型的脉冲发生器主体20组成。支架10具备有圆盘部11，与脉冲发生器主体20接合；安装筒部12，具有比圆盘部11外径小的直径，固定于旋转体3；折回部15，从圆盘部11的外周向内周侧折回；中间部13，离开前述圆盘部11，从前述折回部15向前述安装筒部12延伸。前述折回部15或导向部22的外周面可以嵌入压入夹具4的周壁部42。
文档编号G01D5/12GK101156049SQ20068001125
公开日2008年4月2日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年4月1日
发明者小林直人 申请人:Nok株式会社