JP4685683B2 - 磁気エンコーダおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記芯金の一面に、径方向に沿って延び、かつ内径方向に開口する放射溝が周方向に並んで複数形成され、
前記放射溝内に充填されたプラスチック磁石材料によって構成される充填成形部が、前記スケール成形体と一体に形成されたことを特徴とする磁気エンコーダ。
一面に、径方向に沿って延び、かつ内径方向に開口する放射溝が周方向に並んで複数形成された円環状の芯金を得る工程と、
プラスチック磁石材料を成形材料とし、前記芯金をインサート部材として、磁場内で射出成形を行うことにより、前記放射溝内に充填された成形材料により充填成形部を形成するとともに、その充填成形部を一体に有する前記スケール成形体を形成して、磁気エンコーダを得る工程と、を含むことを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
図1および図2はこの発明の第1実施形態である磁気エンコーダ(1)を示す図で、図3〜7はそのエンコーダ(1)に適用された芯金部材(10)を示す図である。これらの図に示すように、本第1実施形態の磁気エンコーダ(1)は、略円環状の芯金部材(10)と、プラスチック磁石材料からなる円環状のスケール成形体(40)とを備えている。
D−d=αD・Δt…(1)
d=D−αD・Δt…(2)
また放射溝(21)内の充填成形部(42)において、「Δt」の温度変化による収縮前の外周端縁の幅を「A」、収縮後の外周端縁の幅を「a」としたとき、以下の(3)(4)式の関係が成立する。ただしこれらの式においては、発明の理解を容易にするため、充填成形部(42)の外周端縁の幅寸法は円弧線上の距離にほぼ等しいものとし、隣合う放射溝(21)間の隙間は「0」として計算する。
A=π・D/2n…(3)
a=π・d/2n…(4)
さらに(2)式と(4)式とから、以下の(5)式が導き出される。
a=πD(1−α・Δt)/2n…(5)
そして(3)〜(5)式から、充填成形部(42)の外周端縁幅の収縮率(A−a)/Aを求めると、以下の(6)式が導き出される。
(A−a)/A=(A−π・D(A−a)/AD(1−α・Δt)/2n)/A
=1−(π・D/2n)(2n/π・D)(1−α・Δt)
=1−(1−α・Δt)
=α・Δt…(6)
さらに(1)式と(6)式とを比較すると、スケール成形体(40)における直径方向の収縮率(D−d)/Dと、充填成形部(42)の外周端縁幅の収縮率(A−a)/Aとは等しいことが判る。
図9および図10はこの発明の第1変形例である磁気エンコーダの芯金部材(10)を示す斜視図である。両図に示すように、本実施形態では、芯金部材(10)における芯金(20)の放射溝(21)がアリ溝状に形成されている。すなわち、放射溝(21)における両側壁内面(22)が内側に傾斜する傾斜面に形成されて、放射溝(21)の開口幅に溝底幅よりも狭く形成されている。そして放射溝(21)における両側壁の開口縁部が、溝内側に突出する剥離防止用突出部(25)として構成されている。その他の構成は、上記実施形態と同様である。
図11はこの発明の第2変形例である磁気エンコーダ(1)の一部を示す斜視図、図12は第2変形例に適用された芯金部材(10)の一部を示す斜視図である。両図に示すように、この第2変形例においては、芯金部材(10)の芯金(20)における放射溝(21)を半抜き加工により形成するものである。すなわち上記実施形態において、放射溝(21)は、押圧加工(コイニング加工)によって形成しているが、この第2変形例においては、放射溝(21)を押圧パンチにより押し付けた溝部の肉を背面側(他面側)に塑性流動させる半抜き加工により形成している。その他の構成は、上記実施形態と同様である。
図14および図15はこの発明の第2実施形態である磁気エンコーダ(2)を示す斜視図である。両図に示すようにこの第2実施形態の磁気エンコーダ(2)は、パックシールやハブシールと称される密封装置の一部を構成するものであり、その密封装置における内径側(内輪側)のスリンガ(110)が、上記第1実施形態の芯金部材(10)に対応するものである。
図16および図17はこの発明の第3実施形態である磁気エンコーダ(3)を示す斜視図である。両図に示すようにこの磁気エンコーダ(3)は、上記第2実施形態と同様、パックシールやハブシールと称される密封装置に採用されるものであり、その密封装置おける内径側(内輪側)のスリンガ(110)が、上記第1実施形態の芯金部材(10)に対応するものである。
図1〜7に示す第1実施形態と同様にして、同形態の磁気エンコーダ(1)を作製した。このとき芯金部材(10)として、SUS430からなるものを用い、芯金(20)の厚さを0.6mm、放射溝(21)の深さを0.25mm、放射溝(21)の等分数(数)を90(総極数90)に設定した。さらに放射溝(21)を上記第1実施形態と同様に、両側壁内面(22)が芯金(20)の中心からの放射線(L)に沿って配置される扇形溝の形態に形成した。
芯金部材における放射溝を、その両側壁内面を外径端部から内径端部にかけて平行にした平行溝の形態に形成した。それ以外は、上記実施例1と同様にして、実施例2の磁気エンコーダを作製した。
芯金部材として、放射溝が形成されず、芯金一面が平坦なものを用い、さらに芯金部材の樹脂成形面に接着剤を塗布して、上記と同様にインサート成形を行った。それ以外は、上記実施例1と同様にして、比較例1の磁気エンコーダを作製した。
芯金部材として、放射溝が形成されず、芯金一面が平坦なものを準備する一方、実施例1と同様なプラスチック磁石材料を射出成形することにより、単独のスケール成形体を準備した。そして芯金部材の芯金一面に接着剤を用いてスケール成形体を貼り付けた。それ以外は、上記実施例1と同様にして、比較例2の磁気エンコーダを作製した。
上記実施例および比較例の各磁気エンコーダに対し、150℃で30分加熱して、−40℃で30分冷却する処理を1サイクルとする熱履歴衝撃試験を、1000サイクル行った。その試験結果および各磁気エンコーダの主な構成を表1に示す。
20…芯金
21…放射溝
22…側壁内面
25…剥離防止用突出部
40…スケール成形体
41…回り込み成形部
42…充填成形部
120…芯金
121…放射溝
126…立ち上がり片
140…スケール成形体
142…充填成形部
C…芯金中心
L…仮想放射線
Claims (7)
- 円環状の芯金と、前記芯金の一面に設けられ、かつ周方向に多極に着磁されたプラスチック磁石材料により構成される円環状のスケール成形体と、を備えた磁気エンコーダであって、
前記芯金の一面に、径方向に沿って延び、かつ内径方向に開口する放射溝が周方向に並んで複数形成され、
前記放射溝内に充填されたプラスチック磁石材料によって構成される充填成形部が、前記スケール成形体と一体に形成されたことを特徴とする磁気エンコーダ。 - 前記芯金および前記スケール成形体間に接着剤が設けられない請求項1に記載の磁気エンコーダ。
- 前記放射溝の側壁内面が、前記芯金の中心から放射状に延びる仮想の放射線上に配置されて、前記放射溝の幅が内径方向に向かうに従って細くなるように形成される請求項1または2に記載の磁気エンコーダ。
- 前記放射溝の側壁内面に、前記スケール成形体が軸心方向へ剥離するのを防止するための剥離防止用突出部が設けられる請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気エンコーダ。
- 前記芯金の外周縁部に、前記スケール成形体の外周端面に係止して、前記スケール成形体が軸心方向へ剥離するのを防止するための立ち上がり片が設けられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁気エンコーダ。
- 前記スケール成形体の内周部にプラスチック磁石材料により構成される回り込み成形部が一体に形成されるとともに、その回り込み成形部が前記芯金の一面から内周端縁を通って前記芯金の他面に回り込むよう配置される請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁気エンコーダ。
- 円環状の芯金と、前記芯金の一面に設けられ、かつ周方向に多極に着磁されたプラスチック磁石材料により構成される円環状のスケール成形体と、を備えた磁気エンコーダを製造するための方法であって、
一面に、径方向に沿って延び、かつ内径方向に開口する放射溝が周方向に並んで複数形成された円環状の芯金を得る工程と、
プラスチック磁石材料を成形材料とし、前記芯金をインサート部材として、磁場内で射出成形を行うことにより、前記放射溝内に充填された成形材料により充填成形部を形成するとともに、その充填成形部を一体に有する前記スケール成形体を形成して、磁気エンコーダを得る工程と、を含むことを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
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