磁编码器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁编码器。
【背景技术】
[0002]作为为了对机械的轴的旋转角进行检测而使用的装置之一，已知磁编码器。磁编码器包含:磁鼓，其具有在外周将磁极阵列进行了磁化的环状的磁性材料(磁体)；以及磁阻元件(MR(Magnetic Resistance)元件)，其与磁鼓外周接近配置。磁鼓安装于作为检测对象的机械的轴而与轴一起旋转，通过利用MR元件对与磁鼓的旋转相伴的磁场的变化进行检测，从而对作为检测对象的轴的旋转角进行检测。
[0003]磁鼓由以磁性体为材料的基材、以及在基材的外周处固定的环状的磁体构成。离心力始终作用于旋转中的磁鼓，离心力成为将磁体从基材的外周面剥离的力。由于磁鼓高速旋转时的离心力成为使磁体破损的原因，所以为了确保可靠性，需要将磁体与基材牢固地进行固定。
[0004]在基材与磁体的固定中使用了粘结剂，但粘结剂的涂敷作业由手工作业进行，因此容易产生工序内的波动。在发生了粘结剂的填充不足、气泡的卷入的部分处，接合(固定)强度降低，成为使磁体破损的原因。
[0005]另外，粘结剂的厚度不均匀成为在磁鼓的旋转中发生振动的原因。
[0006]如果防止这些问题出现并且由手工作业进行稳定的生产，则生产成本的提高不可避免。
[0007]在专利文献I中公开了下述技术，即，在作为基材的圆盘状的轮子的外周边缘设置槽部，将环状磁铁向槽部内进行注塑成型。
[0008]专利文献1:日本特开平6 - 331384号公报
【发明内容】
[0009]但是，根据上述专利文献1，必须在作为基材的轮子的外周边缘进行复杂的加工，因此具有磁鼓的制造成本提高的问题。
[0010]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种磁编码器，该磁编码器能够防止磁体与基材之间的局部性的接合强度的降低、重心的偏移，能够减少制造成本。
[0011]为了解决上述课题并实现目的，本发明提供一种磁编码器，其具备:磁鼓，其具有在外周形成有磁极阵列的环状的磁体、以及对磁体进行支撑的基材，该磁鼓安装于检测对象机械的旋转轴处，与旋转轴一起旋转；以及MR元件，其在与磁鼓的外周面隔开间隔而相对的状态下设置于检测对象机械处，对通过磁鼓的旋转而产生的磁场的变化进行检测，磁编码器基于MR元件的检测结果对旋转轴的角度进行检测，磁编码器的特征在于，基材具有在将磁鼓向旋转轴安装时使旋转轴插入的环状的凸缘部、以及沿凸缘部的外周面的整周而凸出设置的卡合凸部，凸缘部具有在凸缘部的外周面的一部分处沿整周设置的基准面，该基准面作为磁体的外周面的圆跳动公差的基准，卡合凸部具有从凸缘部的外周面凸出的收缩部、以及从收缩部的前端沿凸缘部的轴向延伸的筒状部，磁体以绕入至筒状部与凸缘部之间的间隙的方式包围卡合凸部，并且不覆盖基准面而使基准面露出。
[0012]发明的效果
[0013]本发明所涉及的磁编码器具有下述效果，S卩，能够防止局部性的接合强度的降低、重心的偏移而防止磁体在高速旋转时发生破损，而且，通过利用注塑成型机自动地进行一体成型，从而能够减少制造成本。
【附图说明】
[0014]图1A是示意性地表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式I的结构的图。
[0015]图1B是示意性地表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式I的结构的图。
[0016]图2是示意性地表示在筒状部的前端设置有槽的磁编码器的结构的图。
[0017]图3是表示实施方式I所涉及的磁编码器的使用状态的图。
[0018]图4是表示将基材和磁体进行注塑成型的状态的图。
[0019]图5是表示将磁体与基材进行了粘结固定的磁鼓的构造的图。
[0020]图6是表示发生了粘结剂的填充不足、气泡的卷入的状态下的磁鼓的图。
[0021]图7是表不粘结剂的厚度不均勾的情况下的磁鼓的图。
[0022]图8是表示在基材的内周侧设置有磁性体屏蔽板的磁鼓的构造的图。
[0023]图9是示意性地表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式2的结构的图。
[0024]图10是示意性地表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式3的结构的图。
[0025]图11是示意性地表示下述磁编码器的结构的图，S卩，由平面和曲面构成筒状部，在轴向上延伸后使端部向倾斜方向伸出，形成在轴向上对称的形状。
[0026]图12是表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式4的磁鼓的构造的剖视图。
[0027]图13是表示筒部件的外周面的形状的图。
[0028]图14是防脱孔的部分处的磁鼓的剖视图。
[0029]图15是表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式5的磁鼓的构造的图。
[0030]图16是表示具有下述基材的磁鼓的结构的图，在该基材中通过压入而固定有筒部件与凸缘筒部件。
[0031]图17是表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式6的磁鼓的构造的图。
【具体实施方式】
[0032]下面，基于附图，对本发明所涉及的磁编码器的实施方式详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
[0033]实施方式I
[0034]图1A、图1B是示意性地表示本发明所涉及的磁编码器的实施方式I的结构的图。图1B示出沿图1A中的IB — IB线的剖面。磁鼓20由基材11和磁体12构成。磁编码器I具有磁鼓2和传感头3。磁鼓20具备用于向轴进行安装的安装孔14。传感头3具备MR元件31，与磁鼓2的外周接近设置。MR元件31的输出经由线缆32发送至信号处理部33。信号处理部33基于与磁鼓20的旋转相伴的磁场的变化，对安装有磁鼓20的轴的角度进行检测。
[0035]基材11由具有磁性的铁类材料形成，具有环状的主体部111、以及在主体部111的外周部设置的卡合凸部112。卡合凸部112具有筒状部112a和收缩部112b。在卡合凸部112中，筒状部112a由相互成直角的平面构成，在轴向上延伸，在轴向上对称，收缩部112b的部分进行收缩而变细。将如上述所示剖面呈大致T字型的形状称为T字型。在主体部111中，形成有用于向作为检测对象的机械的轴进行安装的安装孔14。磁体12绕入至筒状部112a的内侧而包围卡合凸部112，在剖视观察时成为基材11 (卡合凸部112)嵌入至磁体12的凹部中的形状。因此，在实施方式I中，筒状部112a形成筒部，主体部111形成凸缘部。此外，为了使磁体12的固定更加牢固，也可以在筒状部112a的轴向前端设置槽112c等。图2是示意性地表示在筒状部的前端设置有槽的磁编码器的结构的图。主体部111的外周面的一部分不由磁体12覆盖而露出，被设为定心导轨(centering track) Illa而作为基准面，该基准面是磁体12的外周面的圆跳动公差的基准。定心导轨Illa沿主体部111的整周以环状设置。
[0036]图3是表示实施方式I所涉及的磁编码器的使用状态的图。磁编码器I设置于检测对象机械4上而使用。磁鼓20与检测对象机械4侧的旋转轴41同轴，以与旋转轴41 一起旋转的方式安装于检测对象机械4上。通过将磁鼓固定螺钉7螺钉紧固在安装孔14中而将磁鼓20固定于旋转轴41上。传感头3以与磁鼓20的外周面之间的间隔成为规定间隔的方式，使用传感头固定螺钉8而将传感头3固定于检测对象机械4的传感头安装座42处。
[0037]磁体12利用注塑成型与基材11 一体成型。图4是表示将基材和磁体进行注塑成型的状态的图。在以卡合凸部112位于模具80内的方式对基材11进行配置之后，向模具80内填充磁性粉末与树脂的混合物70并使之固化，由此能够将与模具80形状相同的磁体12与基材11进行一体成型。因此，在磁鼓20的制造时不需要进行粘结剂的涂敷作业，能够防止发生粘结剂的填充不足、气泡的卷入，防止厚度不均匀。由此，能够提高磁鼓20的制造成品率。
[0038]通过注塑成型与基材11 一体成型的磁体12，将不由磁体12覆盖而露出的定心导轨Illa作为圆跳动公差的基准而进行精加工。例如，在将基材11与磁体12进行一体成型的阶段，在定心导轨Illa以及磁体12的外周面留有加工余量，对定心导轨Illa和磁体12的外周面同时进行加工。另外，在将磁鼓20安装于检测对象机械4时，以定心导轨Illa的表面相对于旋转轴41的旋转中心收敛于一定的跳动范围的方式进行安装。通过将进行了一体成型的基材11的一部分(定心导轨Illa)作为基准而进行精加工，以定心导轨Illa为基准进行相对于旋转轴41的定中心，从而能够将在使磁鼓20旋转时由于磁体12的外周面跳动而产生的、与MR元件31之间的间隔的变动抑制得较小。由此，在利用MR元件31对与磁鼓20的旋转相伴的磁场的变化进行检测时，能够抑制波形由于磁鼓20的跳动而发生扰动。
[0039]由于在与筒状部112a相比处于内侧的部分(由筒状部112a、收缩部112b、以及主体部111的外周包围的部分)处也存在磁体12，所以通过磁体12自身的强度(拉伸应力)，产生与使磁鼓20旋转时产生的离心力相向的力。S卩，与磁鼓20旋转时产生的离心力相对抗，作为筒部的筒状部112a对磁体12进行支撑。因此，在基材11与磁体12的固定中不需要使用粘结剂。
[0040]为了对比，对将磁体与基材进行