磁性编码器及其制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本发明要求申请日为2013年4月9日、申请号为JP特愿2013-081086号；申请日 为2014年1月31日、申请号为JP特愿2014-016788号；以及申请日为2014年1月31日、 申请号为JP特愿2014-016789的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的 一部分的内容而进行引用。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种磁性编码器及其制造方法，该磁性编码器安装于轴承等上，用于 检测转数。
【背景技术】
[0004] 磁性编码器组装于比如汽车的车轮用轴承装置上，用作旋转检测装置，该旋转检 测装置检测防抱死系统（ABS)的车轮的转数。这种旋转检测装置分为被动类型和主动类 型，在该被动类型中，读取设置于转子上的凹凸齿的动作来作为磁性的值，在该主动类型 中，通过霍尔IC等的磁性传感器而读取磁性编码器伴随旋转的磁场的强弱变化。其中，由 于主动类型的旋转检测装置的价格低，并且在低速区域的旋转速度检测性能优良，故近年 倾向于大量采用主动类型。
[0005] 主动类型的旋转检测装置由比如设置于旋转侧部件上的磁性编码器与设置于固 定侧部件上的磁性传感器构成。上述磁性编码器包括圆环状的多极磁铁与芯铁，该多极磁 铁于圆周方向按照多极的方式被磁化，该芯铁固定于该多极磁铁上。作为上述多极磁铁，公 知有：对包含磁性体粉末和非磁性体粉末的磁铁材料进行压制/烧结而获得的所谓的烧结 磁铁；对包含磁性体粉末和橡胶的磁铁材料进行注射成形而获得的所谓的橡胶磁铁；对包 含磁性体粉末和树脂的磁铁材料进行注射成形而获得的所谓的塑料磁铁等。这些多极磁铁 50如图21所示的那样，通过粘接（比如，参照专利文献1、2)，或如图22所示的那样，通过 敛缝（比如，参照专利文献3)等方式而固定于芯铁51上。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献I :JP特开2003-057070号公报
[0009] 专利文献2 :JP特开2008-233110号公报
[0010] 专利文献3 :JP特开2005-274436号公报
[0011] 发明的概要
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 对于组装于车轮用轴承装置上的磁性编码器，由于其使用温度范围大，能用于严 酷的环境下，故重要的是将多极磁铁牢固地固定于芯铁上。在专利文献1中提出，通过对芯 铁的表面中的与多极磁铁的粘接面进行粗糙化处理来增加接触（粘接）面积，由此提高两 者的固定强度，但是该方案无法避免因进行粗糙面处理而造成的成本增加。另外，粘接剂的 液体管理、涂布步骤本身就是需要成本的作业步骤。
[0014] 另外，如专利文献2那样，还提出有如下方法：使在对塑料磁铁进行内嵌成形时进 行固化反应的粘接剂于半固化状态下，烧接于芯铁的表面上，但是该方法也无法避免因进 行烧接处理而造成的成本增加。在通过内嵌成形而使塑料磁铁和芯铁一体成形的构成中， 在该一体成形后，因塑料磁铁的成形收缩而在塑料磁铁与芯铁之间产生些许间隙（缝隙）。 由于该缝隙，还具有如下问题：如果塑料磁铁稍稍运动，则会使磁特性恶化。
[0015] 另一方面，如果如专利文献3那样，将多极磁铁敛缝并固定于芯铁上，由于会在敛 缝加工时对多极磁铁施加过度的负荷，故对于敛缝加工，要求特殊的考虑。虽然橡胶磁铁、 塑料磁铁可有效地避免敛缝加工时等的过度的负荷，但是其一般容易膨胀收缩。于是，如果 如专利文献3那样，通过芯铁而对多极磁铁的内周面和外周面进行敛缝，特别是在于高温 环境下，多极磁铁膨胀的场合，具有如下危险：无法将该膨胀量释放到多极磁铁的内周面和 外周面中的任意面上，多极磁铁会发生变形等，导致旋转检测精度降低。
[0016] 本发明是针对上述问题而提出的，本发明的课题在于提供一种磁性编码器及其制 造方法，其中，在制造步骤中，不对多极磁铁施加过大的负荷，可通过简单且能大量处理的 低成本的步骤，以没有间隙的方式将多极磁铁和芯铁牢固地固定，可长期维持高的旋转检 测精度。
[0017] 用于解决课题的技术方案
[0018] 本发明的磁性编码器为下述的磁性编码器，其通过在芯铁上设置有多极磁铁而 得到，该多极磁铁沿该芯铁的圆周方向交替形成有磁极，上述芯铁包括：内径圆筒部；立板 部，该立板部从该内径圆筒部的一端向外径侧延伸；外径圆筒部，该外径圆筒部从该立板部 的外径侧端于轴向延伸，在上述芯铁中的上述立板部和上述外径圆筒部的整个范围的环状 部分，按照将上述外径圆筒部的前端面埋入的方式通过内嵌成形而一体地成形上述多极磁 铁，通过封孔处理剂来填埋上述芯铁和上述多极磁铁的间隙。
[0019] 在该构成的磁性编码器中，由于在芯铁的环状部分上通过内嵌成形而一体地形成 多极磁铁，故不同于敛缝固定，不会在制造步骤中对多极磁铁施加过大的负荷。在仅进行内 嵌成形的场合，因多极磁铁的成形收缩，在多极磁铁与芯铁之间可能产生些许间隙，通过该 间隙，多极磁铁会晃动，然而通过封孔处理剂，将上述间隙填埋。由此，芯铁和多极磁铁被牢 固地固定，防止多极磁铁的晃动。据此，由于在冷热冲击时产生的应力，即因高温环境下的 膨胀、低温环境下的收缩而产生的应力，对多极磁铁造成不利影响的情况可以得到改善。另 外，低温收缩时的多极磁铁的晃动也是没有的。由此，可长期维持高的旋转检测精度。如 此，即使在不进行粘接、敛缝的情况下，仍可通过内嵌成形和基于封孔处理剂的间隙填埋这 样的简单且能进行大量处理的方法来进行牢固地固定。
[0020] 另外，由于按照将芯铁的外径圆筒部的前端面埋入的方式成形多极磁铁，故与前 端面露出的部件相比，可增加多极磁铁的被检测面的径向的有效长度，可扩大磁性检测范 围。可使多极磁铁呈埋入这样的芯铁的上述前端面而形成的截面形状的原因在于：不需要 如过去那样对芯铁的外径圆筒部进行敛缝等处理。
[0021] 此外，在该磁性编码器中，通过于多极磁铁和芯铁的间隙中夹设富含柔软性的封 孔处理剂，将该封孔处理剂用作缓冲材料，减轻热应力对多极磁铁的负荷。一般，在大量填 充磁性体粉末而得到的塑料磁铁等的多极磁铁中，由于树脂成分等的粘性材料少，故具有 破坏强度差的倾向，难以用于磁性编码器，但是，在该构成的磁性编码器中，由于热应力对 多极磁铁的负荷小，故可将大量填充磁性体粉末而得到的高磁力的塑料磁铁等用于磁性编 码器。
[0022] 另外，通过上述封孔处理剂填埋芯铁和多极磁铁的间隙的作业，比如通过下述简 单方法而进行，该方法指将芯铁和多极磁铁的一体成形件浸渍在液态的封孔处理剂中，在 芯铁和多极磁铁的间隙中浸透封孔处理剂之后，对其进行干燥或加热固化。按照该方法，与 过去的粘接、烧接、敛缝等方法相比，可一次性高效地处理多个制品，可谋求制造成本的降 低。
[0023] 在本发明中，上述多极磁铁也可为混合有磁性体粉末和热塑性树脂的塑料磁铁。 如上述那样，通过并用内嵌成形和封孔处理剂，在不产生间隙造成的磁精度的问题的情况 下，可采用大量填充磁性体粉末而得到的高磁力的塑料磁铁。如果采用塑料磁铁，则生产性 等优良。在大量填充磁性体粉末而得到的塑料磁铁中，由于可降低线膨胀系数，故可减少塑 料磁铁的线膨胀系数与用于芯铁的金属类材料的线膨胀系数的差。虽然多极磁铁在高温环 境下膨胀、在低温环境下收缩，但是由于如上述那样，可减少多极磁铁与芯铁的线膨胀系数 的差，故可减少多极磁铁与芯铁的膨胀量和收缩量的差。于是，可防止在多极磁铁在高温膨 胀时过度的负荷施加于该多极磁铁上而发生变形的情况。另外，多极磁铁的低温收缩时的 晃动也很小。
[0024] 在本发明中，还可在多极磁铁中混入有磁性体粉末，该磁性体粉末至少包含锶铁 氧体。由于铁氧体类磁性体粉末在成本和耐候性方面呈现出优越性，故优选采用该材料。特 别是，锶铁氧体在这些优点方面很出色。
[0025] 另外，也可在上述多极磁铁中混合有磁性体粉末和热塑性树脂，上述热塑性树脂 包含：从由聚酰胺12、聚酰胺612、聚酰胺11、聚苯硫醚构成的群组中选出的一种以上化合 物。作为热塑性树脂，由于极力地抑制因吸水造成的多极磁铁的磁特性的降低，故优选采用 吸水性小的类型。热塑性树脂包含上述一种以上化合物，由此可减少吸水性，可极力地抑制 多极磁铁的磁特性的降低。另外，由于聚苯硫醚的线膨胀系数小于上述其它加工物，容易实 现与芯铁相同的线膨胀系数，故特别优选采用聚苯硫醚。
[0026] 在本发明中，上述封孔处理剂适合包含：从由丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类以及环 氧类构成的群组中选出的至少一种化合物。这些封孔处理剂与塑料磁铁相比富含柔软性， 缓冲效果优良，即，作为上述缓冲材料的性能优良。由此，缓和因温度变化而产生的作用于 塑料磁铁上的压缩应力/拉应力，即使在严酷的温度环境下也没有损伤，可采用大量填充 磁力高的磁性体粉末而得到的塑料磁铁材料。
[0027] 在本发明中，也可在上述外径圆筒部设置向内径侧突出的粧部，在上述芯铁中的 上述立板部和上述外径圆筒部的整个范围内延伸的上述环状部分上，按照将上述粧部埋入 的方式通过上述内嵌成形而一体地成形上述多极磁铁。
[0028] 按照该方案，于芯铁的外径圆筒部上预先设置向内径侧突出的粧部，在设置了该 粧部的芯铁的环状部分中，按照将粧部埋入的方式通过上述内嵌成形而一体地成形多极磁 铁。即，在于芯铁中内嵌成形多极磁铁后，不进行粧加工，在于芯铁中设置用于防止多极磁 铁的脱落和旋转的粧部的状态下，按照将粧部埋入的方式，通过上述内嵌成形而在芯铁中 一体地形成多极磁铁。
[0029] (1)可通过粧加工+内嵌成形，于芯铁上可靠且容易地固定多极磁铁。在仅进行内 嵌成形的场合，多极磁铁的固定是不充分的，而通过按照于芯铁上将预先设置的粧部埋入 的方式进行内嵌成形，多极磁铁的一部分由粧部约束，可容易防止多极磁铁的脱落和旋转， 可将多极磁铁牢固地固定于芯铁上。另外，由于为粧加工，故与过去的进行粗面处理、烧接 处理的场合相比，可谋求降低制造成本的降低。
[0030] (2)在过去的仅通过敛缝加工来进行固定的场合，为了可靠地固定，必须要求在多 极磁铁的内周面和外周面这两者进行该固定，由此，无法释放多极磁铁的膨胀量。在本申请 的场合，由于不但进行内嵌成形，而