２極磁気エンコーダ及びその製造方法
【課題】磁束密度の変化が略完全な正弦曲線を描き、検出精度の信頼性を高めることができる２極磁気エンコーダとその製造方法を提供する。
【解決手段】磁性粉末を含む円環状磁性体２における第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域１ｂとした２極磁気エンコーダ１であって、磁性粉末が異方性の磁性粉末４からなり、これら磁性粉末は、円環状磁性体においてその磁化容易化軸４ａが上記第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線１ｄに平行な状態で配向され、且つ上記着磁がこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化が、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部１ｃをゼロとする正弦曲線を描くものであることを特徴とする。
【解決手段】磁性粉末を含む円環状磁性体２における第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域１ｂとした２極磁気エンコーダ１であって、磁性粉末が異方性の磁性粉末４からなり、これら磁性粉末は、円環状磁性体においてその磁化容易化軸４ａが上記第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線１ｄに平行な状態で配向され、且つ上記着磁がこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化が、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部１ｃをゼロとする正弦曲線を描くものであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンの制御の為のクランク角やカムシャフト角等の絶対位置検出、その他の産業機械の絶対位置検出に用いられる２極磁気エンコーダ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、自動車用エンジンを制御するため、エンジンのクランク角やカムシャフト角の絶対位置検出がなされるようになった。この絶対位置検出の為の装置として、円環状磁性体の第１半円部分をＳ極に着磁し、残りの第２半円部分をＮ極に着磁した２極磁気エンコーダを用いることが試みられている。即ち、回転側に、この２極磁気エンコーダを装着し、固定側にこの円環状２極磁気エンコーダに対峙するよう互いに位相をずらせて２個（複数個）の磁気センサを配置して構成されたものが挙げられる。このような絶対位置検出装置では、回転側の回転に伴う上記２極磁気エンコーダによる磁気変化を２個（複数個）の磁気センサによってそれぞれアナログ的に検出し、その検出した２つ（複数）のアナログ値を演算等の処理をすることによって、上記クランク角やカムシャフト角の絶対位置を検出するものである。
【０００３】
特許文献１乃至特許文献３は、２極の円環状磁石の例を示す。これら特許文献に示された２極の円環状磁石は、異方性磁性粉末をその磁化容易化軸を径方向（放射状）に配向させた状態で含有する樹脂等の成型体からなる円環状磁性体に、その径方向に沿う１方向（円環状磁石の軸心に直交する方向）の磁界を作用させることによって着磁がなされる。この着磁によって、半円部分がＮ極、他の半円部分がＳ極に夫々着磁された２極の円環状磁石が形成される。このような２極の円環状磁石の周方向に沿った磁束密度の変化は、Ｎ極及びＳ極の境界部分で略ゼロ、中央部分で互いに逆向きのピークとなる曲線を描く。特許文献３には、磁束密度の周方向に沿った波形図が示されている。また、図８は、本発明者等が後記する方法によって外周面部を着磁した円環状磁石の同様の磁束密度の波形図を示している。
【特許文献１】実開昭６１−１２５０２３号公報
【特許文献２】特開平１０−２４８２１６号公報
【特許文献３】特開２００３−１１５４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献３や図８に示すような磁束密度の波形特性を有する円環状磁石を、上記のように絶対位置検出用の２極磁気エンコーダとして用いた場合、これらの上記磁束密度の波形図は完全な正弦曲線でない為、回転側に装着された２極磁気エンコーダの磁気変化を互いに位相をずらせて配置された２個（複数個）の磁気センサよってアナログ的に検出する際、その検出値が安定せず、絶対位置検出に誤差が生じることがある。図９及び図１０は、図８のような磁束密度の波形特性を示す円環状磁石の着磁方法及び着磁の原理を模式的に示している。以下これについて説明する。
【０００５】
図９に示す円環状磁性体１００は、ゴム原料、樹脂原料又は焼結体原料に異方性磁性粉末１０１を混練して円環状に成型したもので、全ての異方性磁性粉末１０１は、その磁化容易化軸１０１ａ（図１０参照）が径方向（放射状）に向くよう配向されている。この配向は、上記混練及び成型時の機械的作用や、成型時の配向用磁場の印加によってなされる。このように磁性粉末１０１の磁化容易化軸１０１ａが放射状に配向された円環状磁性体１００を、白抜矢印で示す磁界ｍが形成された着磁装置の磁場内に、軸心が磁界方向ｍに直交するよう静置させることによって、その外周面部の着磁がなされる。図１０（ａ）は、このように着磁されて得られる２極円環状磁石１０３を模式的に示すもので、該２極円環状磁石１０３は、紙面上側半円部分のＳ極の着磁域１０３ａ、同下側半円部分のＮ極の着磁域１０３ｂによって構成される。
【０００６】
図８の磁束密度の波形特性は、図１０（ａ）に示すように、上記２極円環状磁石１０３の着磁面に対峙するよう磁気センサ１０４を配置し、２極円環状磁石１０３をその軸心周りに矢印ａ方向に回転させながら磁気センサ１０４によってその磁気変化を検出することにより得たものである。このように磁束密度の波形が完全な正弦曲線でないと、前述のように絶対位置検出用の磁気エンコーダとして用いようとした場合、アナログ的磁気変化が安定せず、その検出精度の信頼性を得られない要因となり、上記２極磁気エンコーダへの応用のネックとなっていた。
【０００７】
上記円環状磁性体１００に対して、白抜矢印のように磁界ｍを作用させた場合、各磁性粉末１０１に印加される磁力Ａの方向と各磁性粉末１０１の磁化容易化軸１０１ａの方向とのずれ量（角度）は、各磁性粉末１０１の位置（角度θ）に依存しており、磁化後の各位置での径方向（磁化容易化軸１０１ａ方向）の検出磁束密度Ｘは、この角度θに依存した関数：Ｘ＝Ｂ（θ）となるが、この関数Ｂは正弦曲線とはならず、その為、磁束密度の検出波形は完全な正弦曲線とならないと考えられる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、磁束密度の変化が略完全な正弦曲線を描き、検出精度の信頼性を高めることができる２極磁気エンコーダとその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の２極磁気エンコーダは、磁性粉末を含む円環状磁性体における第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域としたものであって、上記磁性粉末が異方性の磁性粉末からなり、これら磁性粉末は、円環状磁性体においてその磁化容易化軸が上記第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、且つ上記着磁がこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化が、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部をゼロとする正弦曲線を描くものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記円環状磁性体を、金属補強環と一体とされたものとすることができる。また、前記円環状磁性体が、異方性磁性粉末を含むゴム若しくは樹脂の成型体又は焼結体からなるものとすることができる。更に、本発明の２極磁気エンコーダは、軸受の一構成部材として組み込まれるものとすることができる。
【００１１】
本発明の２極磁気エンコーダの製造方法は、未配向の異方性磁性粉末を含む磁性体原料と、磁場発生装置と、円環状のキャビティを備えた成型装置とを準備し、該成型装置を、その円環状キャビティの軸心が上記磁場発生装置の磁界方向と直交するよう上記磁場発生装置の中空内筒部内に静置した上で、円環状キャビティ内に上記磁性体原料を装填し、上記磁界を作用させ、磁性体原料を円環状に成型すると共に異方性磁性粉末の配向及び着磁を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る２極磁気エンコーダ及びその製造方法においては、円環状磁性体に含まれる磁性粉末の磁化容易化軸が第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、且つこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させるようになっているため、各磁性粉末に印加される磁力の方向と各磁性粉末の磁化容易化軸の方向との間にずれが生じることがない。そして、これを円環状磁性体の径方向で見た場合、着磁された各磁性粉末の径方向磁力はその磁界方向に対する角度成分として発現されることになる。しかも、上記着磁は、第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、これにより第１半円部分がＳ極に着磁され、第２半円部分がＮ極に着磁されるから、各磁性粉末の磁力の径方向成分は、その位置（角度）のみに依存し、着磁された円環状磁性体の周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化は、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部をゼロとし、且つＳ極の着磁域及びＮ極の着磁域の各中央部を互いに逆向きのピークとする理想的な正弦曲線を描くことになる。従って、このような磁束密度の変化特性を有する２極の円環状磁性体を、前述のような絶対位置検出用の磁気エンコーダに用いれば、その検出精度の信頼性が高められ、絶対位置検出用２極磁気エンコーダとしての適性が増大する。
【００１３】
本発明の２極磁気エンコーダにおいて、円環状磁性体が、金属補強環と一体とされたものとすれば、その強化がなされ、取扱い時等での毀損の懸念がなく、特に、異方性磁性粉末を含むゴム若しくは樹脂の成型体又は焼結体からなるものとすれば、この補強効果は有効であり、ゴム若しくは樹脂の成型体でなる場合は、形状保持効果も付加される。また、本発明の２極磁気エンコーダを軸受の一構成部材として組み込まれるものとすれば、回転部分の軸受機能と前記絶対位置検出或いは回転検出等の機能とをコンパクトに構成することができる。
【００１４】
また本発明の２極磁気エンコーダの製造方法において、成型装置を磁場発生装置内に静置した後、磁性体原料を円環状キャビティ内に充填し、磁界を作用させながら、磁性体原料を円環状に成型すると共に異方性磁性粉末の配向及び着磁を行うこととしているので、異方性磁性粉末の配向方向と異方性磁性粉末に印加される磁力の方向とに位置ずれを生じさせることなく、効率よく精度の高い２極磁気エンコーダを製造することが可能である。よって、本発明の製造方法によって得られた２極磁気エンコーダによれば、異方性磁性粉末の配向方向と異方性磁性粉末に印加される磁力の方向とを一致させるための精度の高い位置決めを行う必要がないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明の２極磁気エンコーダの一実施形態を示す部分切欠斜視図、図２は同２極磁気エンコーダが組み込まれた軸受と絶対位置検出装置が構成された状態を示す要部の断面図、図３は磁場発生装置（着磁ポット）による着磁要領を示す概念的断面図、図４（ａ）（ｂ）は同磁場発生装置（着磁ポット）による着磁方法及び着磁の原理を模式的に示す図、図５は同２極磁気エンコーダの磁束密度の波形図、図６は、磁場発生装置の別の実施形態を示す縦断面図、図７は他の実施形態の図２と同様図である。
【００１６】
図１に示す２極磁気エンコーダ１は、円環状磁性体２の第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域１ｂとしたもので、円環状磁性体２は、円筒状部３ａと内向鍔状部３ｂとよりなる断面Ｌ形の金属製補強環３に、その外周部分を囲むように一体とされている。図例の円環状磁性体２は、未加硫のゴム材に異方性磁性粉末４を混練し、所定形状の金型（不図示）内に充填して金属製補強環３と共に加硫成型一体に形成されたものを示しているが、これに限らず樹脂の成型体或いは焼結体であっても良い。異方性磁性粉末４としては、フェライト粉末、希土類の磁性粉末等を望ましく採用される。
【００１７】
上記の２極磁気エンコーダ１は、例えば、図２に示すように、絶対位置検出が求められる回転部分に装着される軸受５に組み込まれる。図２は軸受５の一部を示し、図例の軸受５は、アンギュラ玉軸受であって、回転側の内輪５ａと、固定側の外輪５ｂと、内外輪５ａ，５ｂ間に保持器５ｄによって保持させた状態で介在される転動体（ボール）５ｃと、内外輪５ａ，５ｂの端部間に装着されるシール部材（シールリング）５ｅとによって構成される。内輪５ａは、回転側部材（不図示）に外嵌一体とされ、２極磁気エンコーダ１は、この内輪５ａの端部外径面に補強環３の円筒状部３ａをして外嵌一体とされている。２極磁気エンコーダ１の外周面部に対峙するよう２個の磁気センサ６が互いに位相をずらせて設置され、この２個の磁気センサ６と２極磁気エンコーダ１とにより回転側部材の絶対位置検出装置７が構成される。
【００１８】
図３は、上記円環状磁性体２の外周面部に、Ｓ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂを形成する為の磁場発生装置及びこの磁場発生装置による着磁要領を示している。ここでは磁場発生装置８内に成型装置１０を配した構造とする場合の一例として磁場発生装置８として着磁ポット８を用いて着磁する例を示しており、図例の着磁ポット８はコイル８ｂを渦巻状に巻回して構成される着磁ヨーク８ａからなり、着磁ヨーク８ａに巻回されたコイル８ｂに図のように矢印方向の電流を流すと、着磁ヨーク８ａの中空内筒部８ｃにはその軸心方向に沿った白抜矢印方向の磁界Ｍが発生する。着磁ポット８の中空内筒部８ｃ内には、円環状のキャビティ１０ａを備えた成型装置１０が静置されている。このとき、成型装置１０は円環状のキャビティ１０ａの軸心が磁界方向と直交するよう着磁ポット８の中空内筒部８ｃ内に静置される。
【００１９】
この着磁ポット８による２極磁気エンコーダ１の製造方法は以下の通りである。
まず着磁ポット８の中空内筒部８ｃ内に上記要領で成型装置１０を静置した上で、成型装置１０内の所定の位置に金属製補強環３を配置し、キャビティ１０ａ内に異方性の磁性粉末４を混練した磁性体原料を充填していく。そしてコイル８ｂに電流を流して磁界Ｍを発生させながら、磁性体原料を円環状に成型し、金属補強環３に一体形成されるよう加硫成型すると共に、異方性の磁性粉末４の配向を行うと同時に着磁を行う。このとき、磁性体原料は、加硫して円環状磁性体２となり、円環状磁性体２の上側半円部分の外周面部はＳ極に着磁され、下側半円部分の外周面部はＮ極に着磁される。
こうして、図１に示すような円環状磁性体２の第１半円部分の外周面部がＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部がＮ極の着磁域１ｂとなる２極磁気エンコーダ１が形成される。
【００２０】
これによれば、磁性体原料を円環状に成型し、金属補強環３へ円環状磁性体２を一体成型する共に磁性粉末４の配向及び着磁が同時に行なわれるので、磁性粉末４の配向方向と磁性粉末４に印加される磁力の方向とに位置ずれを生じさせることなく、製造することが可能である。例えば、金属補強環３へ円環状磁性体２を一体成型すると同時に磁場配向がなされるような従来の製造方法では、フェライトのように磁場の配向時に一部着磁してしまうような磁性粉末を用いると、配向後、一旦脱磁を行った上で着磁がなされていた。また、希土類であれば、その磁気特性上、キュリー点（３００℃〜４００℃）まで製品を昇温し、磁気を消滅させることが一般的だが、ゴム、樹脂を含むボンド磁石の場合、バインダー自身がその温度に耐えることができず、磁場成形後に脱磁を行うことは困難である。しかし、この製造方法によれば、円環状磁性体２を成型すると共に磁性粉末４の配向及び着磁が行なわれるので、磁場の配向時に一部着磁してしまうような磁性粉末４を用いた場合でも、脱磁を行うことがなく、効率よく精度の高い２極磁気エンコーダ１を製造することができる。また磁性粉末４の配向方向と磁性粉末４に印加される磁力の方向とを一致させるための精度の高い位置決めを行う必要もない。
【００２１】
図４（ａ）は、このように着磁されて得られる２極磁気エンコーダ１を模式的に示すもので、図示の２極磁気エンコーダ１は、紙面上側半円部分がＳ極の着磁域１ａ、同下側半円部分がＮ極の着磁域１ｂとされている。この２極磁気エンコーダ１は、図３のような着磁ポット８によって着磁形成され、図４（ａ）（ｂ）に示すように、各磁性粉末４の磁化容易化軸４ａが上側半円部分（第１半円部分）及び下側半円部分（第２半円部分）の中央部を結ぶ中央線１ｄに平行な状態で配向され、且つ着磁が上記磁化容易化軸４ａに平行な磁界Ｍを円環状磁性体２に作用させることによってなされている。そして磁化容易化軸４ａに平行な、即ち白抜矢印方向の磁界Ｍの作用により、各磁性粉末４に印加される磁力ＭＡの径方向成分ＭＸは、磁界Ｍに直交する径線に対する各磁性粉末４の径方向の角度をθとした場合、理論的にはＭＸ＝ＭＡｓｉｎθとなる。このとき、各磁性粉末４に印加される磁力Ｍの方向と各磁性粉末４の磁化容易化軸４ａの方向との間にずれが生じることがないので、各磁性粉末４に印加される磁力ＭＡは、磁化容易化要素（磁化容易化軸の磁界方向に対する角度に依存する関数）が加味されず、磁力ＭＡの径方向成分ＭＸはｓｉｎθのみを変数とすることになる。
【００２２】
ここで、図４（ａ）に示すように、２極磁気エンコーダ１の外周面部である着磁面に対峙するよう磁気センサ９を配置し、２極磁気エンコーダ１をその軸心周りに矢印ｂ方向に回転させながら磁気センサ９によってその磁気変化を検出した結果、図５の磁束密度の波形特性を得た。このように２極磁気エンコーダ１における着磁面の周方向に沿った磁束密度の波形は、Ｓ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂの境界部１ｃをゼロとし、Ｓ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂの各中央部が互いに逆向きのピークとなる略完全な正弦曲線を示す。これは、上記のように着磁によって各磁性粉末４が保有する磁力ＭＡの径方向成分ＭＸは、ｓｉｎθのみを変数とすることと符合する。
【００２３】
上記で得た２極磁気エンコーダ１を、例えば、図２に示すような軸受５の一構成部材として組み込み、絶対位置検出対象の回転側となる内輪５ａに装着し、固定側にこの円環状２極磁気エンコーダ１に対峙するよう２個の磁気センサ６を互いに位相をずらせて配置して絶対位置検出装置７を構成することができる。即ち、この絶対位置検出装置７では、回転側の回転に伴う上記２極磁気エンコーダ１による磁気変化を２個の磁気センサ６によってアナログ的に検出し、その検出した２つのアナログ値を演算等の処理をすることによって、回転側の絶対位置を検出することができる。この場合、２極磁気エンコーダ１は、図５に示すような略完全な正弦曲線を描くので、アナログ値が安定し、その為絶対位置検出精度７の信頼性が高められる。従って、自動車用エンジンの制御の為のクランク角やカムシャフト角等の絶対位置検出、その他の産業機械の絶対位置検出用の２極磁気エンコーダとして、その有用性は極めて大となる。
【００２４】
ここで、本発明の２極磁気エンコーダの製造方法は、上述のように磁性粉末４の配向及び着磁を行うと同時に成型をする方法に限定されず、成型と磁性粉末４の配向を行い、脱型後に、着磁を行うものとしてもよい。
図６は、磁場発生装置の別の実施形態を示す縦断面図である。ここに示す実施形態は、図３のように磁場発生装置８内に成型装置１０を配したものではなく、成型装置１０自体に非磁性型部材と磁性型部材とを複合一体に形成し、磁場発生機構を備えたものである。上述と共通部分には同一の符号を付し、その説明は割愛する。磁場発生装置８は、加圧・加硫成型装置を示すが射出成型装置を除外するものではない。
【００２５】
磁場発生装置８は、上型１１と下型１２とからなり、磁界Ｍを発生させるため、上型１１及び下型１２のうち、キャビティ１０ａが形成されている下型１２ａは非磁性部材で構成され、磁場発生用のコイル８ｂが配された下型１２ｂは炭素鋼等からなる磁性部材で構成されている。その他、成型装置１０の加熱装置やコイル８ｂの駆動手段等が周辺に配備されるが図示は省略する。
このとき磁場発生装置８として構成された成型装置１０は、円環状のキャビティ１０ａの軸心が磁界方向と直交するように構成される。
【００２６】
この磁場発生装置８による２極磁気エンコーダ１の製造方法は以下の通りである。
まずキャビティ１０ａ内の所定の位置に金属補強環３を配置し、事前に異方性の磁性粉末４を混練した磁性体原料をキャビティ１０ａ内に充填する。そしてコイル８ｂに電流を流して磁界Ｍを発生させながら加熱し、加圧成型し、加硫磁場成型がなされる。このとき磁性体原料は加硫して円環状磁性体２となり、磁性体原料中に混練配合された異方性の磁性粉末４は、加硫過程での磁場作用を受けて、その磁化容易化軸４ａが第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、加硫と共にその状態で加硫ゴム層内に固定化される。
【００２７】
上記磁場成型が完了後、脱型し、円環状の加硫ゴム成型体を得、公知の着磁装置により、円環状磁性体２の第１半円部分の外周面部がＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部がＮ極の着磁域１ｂとなる２極磁気エンコーダ１が形成される。
【００２８】
図７は、他の実施形態を示す。図における２極磁気エンコーダ１を構成する円環状磁性体２は、円筒状部３ａと外向鍔状部３ｃとよりなる断面Ｌ形の金属製補強環３に、その外周部分を囲むように一体とされ、上記同様その外周面部に夫々半円部分のＳ極及びＮ極の着磁域が形成されている。そして、２極磁気エンコーダ１は、外向鍔状部３ｃがシール部材５ｅ側となるよう円筒状部３ａをして軸受５の内輪５ａの外径面に外嵌一体とされている。この２極磁気エンコーダ１の外周面部に対峙するよう２個のＩＣチップ（感受素子）タイプの磁気センサ６ａが互いに位相をずらせて設置され、この２個の磁気センサ６ａと２極磁気エンコーダ１とにより回転側部材の絶対位置検出装置７が構成される。この例でも上記同様の精度の高い絶対位置検出が可能とされる。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００２９】
尚、上記実施形態では、円環状磁性体２を金属補強環３と一体としたものについて述べたが、上記のようにその外周面部にＳ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂを形成した円環状磁性体２を単独で磁気エンコーダ１とすることも可能である。また、磁気エンコーダ１の形状も図例のものに限定されず、適用される部位に応じて他の形状のものが採用し得ることは言うまでもない。更に、図２では、本発明の２極磁気エンコーダ１を、内輪が回転側である軸受の一構成部材として組み込んだ例を示したが、外輪が回転側の軸受や、軸受以外の回転部材に組み込んで、絶対位置検出装置を構成することも可能である。更にまた、本発明の２極磁気エンコーダは、回転側の絶対位置検出だけでなく、回転数や回転速度等の回転検出装置にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の２極磁気エンコーダの一実施形態を示す部分切欠斜視図である。
【図２】同２極磁気エンコーダが組み込まれた軸受の一部と絶対位置検出装置が構成された状態を示す要部の断面図である。
【図３】着磁ポットによる着磁要領を示す概念的断面図である。
【図４】（ａ）は同着磁ポットによる着磁方法を模式的に示す図、（ｂ）はその着磁の原理を模式的に示す図である。
【図５】同２極磁気エンコーダの磁束密度の変化を測定した結果を示す波形図である。
【図６】磁場発生装置の別の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】他の実施形態の図２と同様図である。
【図８】従来の２極磁気エンコーダの磁束密度の変化を測定した結果を示す波形図である。
【図９】同２極磁気エンコーダを着磁形成する要領を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は同要領を模式的に示す図、（ｂ）はその着磁の原理を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ２極磁気エンコーダ
１ａ Ｓ極の着磁域（第１半円部分）
１ｂ Ｎ極の着磁域（第２半円部分）
１ｃ 境界部
１ｄ 中央線（線）
２ 円環状磁性体
３ 金属補強環
４ 異方性磁性粉末
４ａ 磁化容易化軸
８ 磁場発生装置（着磁ポット）
８ａ 着磁ヨーク
８ｂ コイル
８ｃ 中空内筒部
１０ 成型装置
１０ａ キャビティ
Ｍ 磁界
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンの制御の為のクランク角やカムシャフト角等の絶対位置検出、その他の産業機械の絶対位置検出に用いられる２極磁気エンコーダ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、自動車用エンジンを制御するため、エンジンのクランク角やカムシャフト角の絶対位置検出がなされるようになった。この絶対位置検出の為の装置として、円環状磁性体の第１半円部分をＳ極に着磁し、残りの第２半円部分をＮ極に着磁した２極磁気エンコーダを用いることが試みられている。即ち、回転側に、この２極磁気エンコーダを装着し、固定側にこの円環状２極磁気エンコーダに対峙するよう互いに位相をずらせて２個（複数個）の磁気センサを配置して構成されたものが挙げられる。このような絶対位置検出装置では、回転側の回転に伴う上記２極磁気エンコーダによる磁気変化を２個（複数個）の磁気センサによってそれぞれアナログ的に検出し、その検出した２つ（複数）のアナログ値を演算等の処理をすることによって、上記クランク角やカムシャフト角の絶対位置を検出するものである。
【０００３】
特許文献１乃至特許文献３は、２極の円環状磁石の例を示す。これら特許文献に示された２極の円環状磁石は、異方性磁性粉末をその磁化容易化軸を径方向（放射状）に配向させた状態で含有する樹脂等の成型体からなる円環状磁性体に、その径方向に沿う１方向（円環状磁石の軸心に直交する方向）の磁界を作用させることによって着磁がなされる。この着磁によって、半円部分がＮ極、他の半円部分がＳ極に夫々着磁された２極の円環状磁石が形成される。このような２極の円環状磁石の周方向に沿った磁束密度の変化は、Ｎ極及びＳ極の境界部分で略ゼロ、中央部分で互いに逆向きのピークとなる曲線を描く。特許文献３には、磁束密度の周方向に沿った波形図が示されている。また、図８は、本発明者等が後記する方法によって外周面部を着磁した円環状磁石の同様の磁束密度の波形図を示している。
【特許文献１】実開昭６１−１２５０２３号公報
【特許文献２】特開平１０−２４８２１６号公報
【特許文献３】特開２００３−１１５４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献３や図８に示すような磁束密度の波形特性を有する円環状磁石を、上記のように絶対位置検出用の２極磁気エンコーダとして用いた場合、これらの上記磁束密度の波形図は完全な正弦曲線でない為、回転側に装着された２極磁気エンコーダの磁気変化を互いに位相をずらせて配置された２個（複数個）の磁気センサよってアナログ的に検出する際、その検出値が安定せず、絶対位置検出に誤差が生じることがある。図９及び図１０は、図８のような磁束密度の波形特性を示す円環状磁石の着磁方法及び着磁の原理を模式的に示している。以下これについて説明する。
【０００５】
図９に示す円環状磁性体１００は、ゴム原料、樹脂原料又は焼結体原料に異方性磁性粉末１０１を混練して円環状に成型したもので、全ての異方性磁性粉末１０１は、その磁化容易化軸１０１ａ（図１０参照）が径方向（放射状）に向くよう配向されている。この配向は、上記混練及び成型時の機械的作用や、成型時の配向用磁場の印加によってなされる。このように磁性粉末１０１の磁化容易化軸１０１ａが放射状に配向された円環状磁性体１００を、白抜矢印で示す磁界ｍが形成された着磁装置の磁場内に、軸心が磁界方向ｍに直交するよう静置させることによって、その外周面部の着磁がなされる。図１０（ａ）は、このように着磁されて得られる２極円環状磁石１０３を模式的に示すもので、該２極円環状磁石１０３は、紙面上側半円部分のＳ極の着磁域１０３ａ、同下側半円部分のＮ極の着磁域１０３ｂによって構成される。
【０００６】
図８の磁束密度の波形特性は、図１０（ａ）に示すように、上記２極円環状磁石１０３の着磁面に対峙するよう磁気センサ１０４を配置し、２極円環状磁石１０３をその軸心周りに矢印ａ方向に回転させながら磁気センサ１０４によってその磁気変化を検出することにより得たものである。このように磁束密度の波形が完全な正弦曲線でないと、前述のように絶対位置検出用の磁気エンコーダとして用いようとした場合、アナログ的磁気変化が安定せず、その検出精度の信頼性を得られない要因となり、上記２極磁気エンコーダへの応用のネックとなっていた。
【０００７】
上記円環状磁性体１００に対して、白抜矢印のように磁界ｍを作用させた場合、各磁性粉末１０１に印加される磁力Ａの方向と各磁性粉末１０１の磁化容易化軸１０１ａの方向とのずれ量（角度）は、各磁性粉末１０１の位置（角度θ）に依存しており、磁化後の各位置での径方向（磁化容易化軸１０１ａ方向）の検出磁束密度Ｘは、この角度θに依存した関数：Ｘ＝Ｂ（θ）となるが、この関数Ｂは正弦曲線とはならず、その為、磁束密度の検出波形は完全な正弦曲線とならないと考えられる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、磁束密度の変化が略完全な正弦曲線を描き、検出精度の信頼性を高めることができる２極磁気エンコーダとその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の２極磁気エンコーダは、磁性粉末を含む円環状磁性体における第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域としたものであって、上記磁性粉末が異方性の磁性粉末からなり、これら磁性粉末は、円環状磁性体においてその磁化容易化軸が上記第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、且つ上記着磁がこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化が、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部をゼロとする正弦曲線を描くものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記円環状磁性体を、金属補強環と一体とされたものとすることができる。また、前記円環状磁性体が、異方性磁性粉末を含むゴム若しくは樹脂の成型体又は焼結体からなるものとすることができる。更に、本発明の２極磁気エンコーダは、軸受の一構成部材として組み込まれるものとすることができる。
【００１１】
本発明の２極磁気エンコーダの製造方法は、未配向の異方性磁性粉末を含む磁性体原料と、磁場発生装置と、円環状のキャビティを備えた成型装置とを準備し、該成型装置を、その円環状キャビティの軸心が上記磁場発生装置の磁界方向と直交するよう上記磁場発生装置の中空内筒部内に静置した上で、円環状キャビティ内に上記磁性体原料を装填し、上記磁界を作用させ、磁性体原料を円環状に成型すると共に異方性磁性粉末の配向及び着磁を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る２極磁気エンコーダ及びその製造方法においては、円環状磁性体に含まれる磁性粉末の磁化容易化軸が第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、且つこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させるようになっているため、各磁性粉末に印加される磁力の方向と各磁性粉末の磁化容易化軸の方向との間にずれが生じることがない。そして、これを円環状磁性体の径方向で見た場合、着磁された各磁性粉末の径方向磁力はその磁界方向に対する角度成分として発現されることになる。しかも、上記着磁は、第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、これにより第１半円部分がＳ極に着磁され、第２半円部分がＮ極に着磁されるから、各磁性粉末の磁力の径方向成分は、その位置（角度）のみに依存し、着磁された円環状磁性体の周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化は、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部をゼロとし、且つＳ極の着磁域及びＮ極の着磁域の各中央部を互いに逆向きのピークとする理想的な正弦曲線を描くことになる。従って、このような磁束密度の変化特性を有する２極の円環状磁性体を、前述のような絶対位置検出用の磁気エンコーダに用いれば、その検出精度の信頼性が高められ、絶対位置検出用２極磁気エンコーダとしての適性が増大する。
【００１３】
本発明の２極磁気エンコーダにおいて、円環状磁性体が、金属補強環と一体とされたものとすれば、その強化がなされ、取扱い時等での毀損の懸念がなく、特に、異方性磁性粉末を含むゴム若しくは樹脂の成型体又は焼結体からなるものとすれば、この補強効果は有効であり、ゴム若しくは樹脂の成型体でなる場合は、形状保持効果も付加される。また、本発明の２極磁気エンコーダを軸受の一構成部材として組み込まれるものとすれば、回転部分の軸受機能と前記絶対位置検出或いは回転検出等の機能とをコンパクトに構成することができる。
【００１４】
また本発明の２極磁気エンコーダの製造方法において、成型装置を磁場発生装置内に静置した後、磁性体原料を円環状キャビティ内に充填し、磁界を作用させながら、磁性体原料を円環状に成型すると共に異方性磁性粉末の配向及び着磁を行うこととしているので、異方性磁性粉末の配向方向と異方性磁性粉末に印加される磁力の方向とに位置ずれを生じさせることなく、効率よく精度の高い２極磁気エンコーダを製造することが可能である。よって、本発明の製造方法によって得られた２極磁気エンコーダによれば、異方性磁性粉末の配向方向と異方性磁性粉末に印加される磁力の方向とを一致させるための精度の高い位置決めを行う必要がないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明の２極磁気エンコーダの一実施形態を示す部分切欠斜視図、図２は同２極磁気エンコーダが組み込まれた軸受と絶対位置検出装置が構成された状態を示す要部の断面図、図３は磁場発生装置（着磁ポット）による着磁要領を示す概念的断面図、図４（ａ）（ｂ）は同磁場発生装置（着磁ポット）による着磁方法及び着磁の原理を模式的に示す図、図５は同２極磁気エンコーダの磁束密度の波形図、図６は、磁場発生装置の別の実施形態を示す縦断面図、図７は他の実施形態の図２と同様図である。
【００１６】
図１に示す２極磁気エンコーダ１は、円環状磁性体２の第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域１ｂとしたもので、円環状磁性体２は、円筒状部３ａと内向鍔状部３ｂとよりなる断面Ｌ形の金属製補強環３に、その外周部分を囲むように一体とされている。図例の円環状磁性体２は、未加硫のゴム材に異方性磁性粉末４を混練し、所定形状の金型（不図示）内に充填して金属製補強環３と共に加硫成型一体に形成されたものを示しているが、これに限らず樹脂の成型体或いは焼結体であっても良い。異方性磁性粉末４としては、フェライト粉末、希土類の磁性粉末等を望ましく採用される。
【００１７】
上記の２極磁気エンコーダ１は、例えば、図２に示すように、絶対位置検出が求められる回転部分に装着される軸受５に組み込まれる。図２は軸受５の一部を示し、図例の軸受５は、アンギュラ玉軸受であって、回転側の内輪５ａと、固定側の外輪５ｂと、内外輪５ａ，５ｂ間に保持器５ｄによって保持させた状態で介在される転動体（ボール）５ｃと、内外輪５ａ，５ｂの端部間に装着されるシール部材（シールリング）５ｅとによって構成される。内輪５ａは、回転側部材（不図示）に外嵌一体とされ、２極磁気エンコーダ１は、この内輪５ａの端部外径面に補強環３の円筒状部３ａをして外嵌一体とされている。２極磁気エンコーダ１の外周面部に対峙するよう２個の磁気センサ６が互いに位相をずらせて設置され、この２個の磁気センサ６と２極磁気エンコーダ１とにより回転側部材の絶対位置検出装置７が構成される。
【００１８】
図３は、上記円環状磁性体２の外周面部に、Ｓ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂを形成する為の磁場発生装置及びこの磁場発生装置による着磁要領を示している。ここでは磁場発生装置８内に成型装置１０を配した構造とする場合の一例として磁場発生装置８として着磁ポット８を用いて着磁する例を示しており、図例の着磁ポット８はコイル８ｂを渦巻状に巻回して構成される着磁ヨーク８ａからなり、着磁ヨーク８ａに巻回されたコイル８ｂに図のように矢印方向の電流を流すと、着磁ヨーク８ａの中空内筒部８ｃにはその軸心方向に沿った白抜矢印方向の磁界Ｍが発生する。着磁ポット８の中空内筒部８ｃ内には、円環状のキャビティ１０ａを備えた成型装置１０が静置されている。このとき、成型装置１０は円環状のキャビティ１０ａの軸心が磁界方向と直交するよう着磁ポット８の中空内筒部８ｃ内に静置される。
【００１９】
この着磁ポット８による２極磁気エンコーダ１の製造方法は以下の通りである。
まず着磁ポット８の中空内筒部８ｃ内に上記要領で成型装置１０を静置した上で、成型装置１０内の所定の位置に金属製補強環３を配置し、キャビティ１０ａ内に異方性の磁性粉末４を混練した磁性体原料を充填していく。そしてコイル８ｂに電流を流して磁界Ｍを発生させながら、磁性体原料を円環状に成型し、金属補強環３に一体形成されるよう加硫成型すると共に、異方性の磁性粉末４の配向を行うと同時に着磁を行う。このとき、磁性体原料は、加硫して円環状磁性体２となり、円環状磁性体２の上側半円部分の外周面部はＳ極に着磁され、下側半円部分の外周面部はＮ極に着磁される。
こうして、図１に示すような円環状磁性体２の第１半円部分の外周面部がＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部がＮ極の着磁域１ｂとなる２極磁気エンコーダ１が形成される。
【００２０】
これによれば、磁性体原料を円環状に成型し、金属補強環３へ円環状磁性体２を一体成型する共に磁性粉末４の配向及び着磁が同時に行なわれるので、磁性粉末４の配向方向と磁性粉末４に印加される磁力の方向とに位置ずれを生じさせることなく、製造することが可能である。例えば、金属補強環３へ円環状磁性体２を一体成型すると同時に磁場配向がなされるような従来の製造方法では、フェライトのように磁場の配向時に一部着磁してしまうような磁性粉末を用いると、配向後、一旦脱磁を行った上で着磁がなされていた。また、希土類であれば、その磁気特性上、キュリー点（３００℃〜４００℃）まで製品を昇温し、磁気を消滅させることが一般的だが、ゴム、樹脂を含むボンド磁石の場合、バインダー自身がその温度に耐えることができず、磁場成形後に脱磁を行うことは困難である。しかし、この製造方法によれば、円環状磁性体２を成型すると共に磁性粉末４の配向及び着磁が行なわれるので、磁場の配向時に一部着磁してしまうような磁性粉末４を用いた場合でも、脱磁を行うことがなく、効率よく精度の高い２極磁気エンコーダ１を製造することができる。また磁性粉末４の配向方向と磁性粉末４に印加される磁力の方向とを一致させるための精度の高い位置決めを行う必要もない。
【００２１】
図４（ａ）は、このように着磁されて得られる２極磁気エンコーダ１を模式的に示すもので、図示の２極磁気エンコーダ１は、紙面上側半円部分がＳ極の着磁域１ａ、同下側半円部分がＮ極の着磁域１ｂとされている。この２極磁気エンコーダ１は、図３のような着磁ポット８によって着磁形成され、図４（ａ）（ｂ）に示すように、各磁性粉末４の磁化容易化軸４ａが上側半円部分（第１半円部分）及び下側半円部分（第２半円部分）の中央部を結ぶ中央線１ｄに平行な状態で配向され、且つ着磁が上記磁化容易化軸４ａに平行な磁界Ｍを円環状磁性体２に作用させることによってなされている。そして磁化容易化軸４ａに平行な、即ち白抜矢印方向の磁界Ｍの作用により、各磁性粉末４に印加される磁力ＭＡの径方向成分ＭＸは、磁界Ｍに直交する径線に対する各磁性粉末４の径方向の角度をθとした場合、理論的にはＭＸ＝ＭＡｓｉｎθとなる。このとき、各磁性粉末４に印加される磁力Ｍの方向と各磁性粉末４の磁化容易化軸４ａの方向との間にずれが生じることがないので、各磁性粉末４に印加される磁力ＭＡは、磁化容易化要素（磁化容易化軸の磁界方向に対する角度に依存する関数）が加味されず、磁力ＭＡの径方向成分ＭＸはｓｉｎθのみを変数とすることになる。
【００２２】
ここで、図４（ａ）に示すように、２極磁気エンコーダ１の外周面部である着磁面に対峙するよう磁気センサ９を配置し、２極磁気エンコーダ１をその軸心周りに矢印ｂ方向に回転させながら磁気センサ９によってその磁気変化を検出した結果、図５の磁束密度の波形特性を得た。このように２極磁気エンコーダ１における着磁面の周方向に沿った磁束密度の波形は、Ｓ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂの境界部１ｃをゼロとし、Ｓ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂの各中央部が互いに逆向きのピークとなる略完全な正弦曲線を示す。これは、上記のように着磁によって各磁性粉末４が保有する磁力ＭＡの径方向成分ＭＸは、ｓｉｎθのみを変数とすることと符合する。
【００２３】
上記で得た２極磁気エンコーダ１を、例えば、図２に示すような軸受５の一構成部材として組み込み、絶対位置検出対象の回転側となる内輪５ａに装着し、固定側にこの円環状２極磁気エンコーダ１に対峙するよう２個の磁気センサ６を互いに位相をずらせて配置して絶対位置検出装置７を構成することができる。即ち、この絶対位置検出装置７では、回転側の回転に伴う上記２極磁気エンコーダ１による磁気変化を２個の磁気センサ６によってアナログ的に検出し、その検出した２つのアナログ値を演算等の処理をすることによって、回転側の絶対位置を検出することができる。この場合、２極磁気エンコーダ１は、図５に示すような略完全な正弦曲線を描くので、アナログ値が安定し、その為絶対位置検出精度７の信頼性が高められる。従って、自動車用エンジンの制御の為のクランク角やカムシャフト角等の絶対位置検出、その他の産業機械の絶対位置検出用の２極磁気エンコーダとして、その有用性は極めて大となる。
【００２４】
ここで、本発明の２極磁気エンコーダの製造方法は、上述のように磁性粉末４の配向及び着磁を行うと同時に成型をする方法に限定されず、成型と磁性粉末４の配向を行い、脱型後に、着磁を行うものとしてもよい。
図６は、磁場発生装置の別の実施形態を示す縦断面図である。ここに示す実施形態は、図３のように磁場発生装置８内に成型装置１０を配したものではなく、成型装置１０自体に非磁性型部材と磁性型部材とを複合一体に形成し、磁場発生機構を備えたものである。上述と共通部分には同一の符号を付し、その説明は割愛する。磁場発生装置８は、加圧・加硫成型装置を示すが射出成型装置を除外するものではない。
【００２５】
磁場発生装置８は、上型１１と下型１２とからなり、磁界Ｍを発生させるため、上型１１及び下型１２のうち、キャビティ１０ａが形成されている下型１２ａは非磁性部材で構成され、磁場発生用のコイル８ｂが配された下型１２ｂは炭素鋼等からなる磁性部材で構成されている。その他、成型装置１０の加熱装置やコイル８ｂの駆動手段等が周辺に配備されるが図示は省略する。
このとき磁場発生装置８として構成された成型装置１０は、円環状のキャビティ１０ａの軸心が磁界方向と直交するように構成される。
【００２６】
この磁場発生装置８による２極磁気エンコーダ１の製造方法は以下の通りである。
まずキャビティ１０ａ内の所定の位置に金属補強環３を配置し、事前に異方性の磁性粉末４を混練した磁性体原料をキャビティ１０ａ内に充填する。そしてコイル８ｂに電流を流して磁界Ｍを発生させながら加熱し、加圧成型し、加硫磁場成型がなされる。このとき磁性体原料は加硫して円環状磁性体２となり、磁性体原料中に混練配合された異方性の磁性粉末４は、加硫過程での磁場作用を受けて、その磁化容易化軸４ａが第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、加硫と共にその状態で加硫ゴム層内に固定化される。
【００２７】
上記磁場成型が完了後、脱型し、円環状の加硫ゴム成型体を得、公知の着磁装置により、円環状磁性体２の第１半円部分の外周面部がＳ極の着磁域１ａ、残りの第２半円部分の外周面部がＮ極の着磁域１ｂとなる２極磁気エンコーダ１が形成される。
【００２８】
図７は、他の実施形態を示す。図における２極磁気エンコーダ１を構成する円環状磁性体２は、円筒状部３ａと外向鍔状部３ｃとよりなる断面Ｌ形の金属製補強環３に、その外周部分を囲むように一体とされ、上記同様その外周面部に夫々半円部分のＳ極及びＮ極の着磁域が形成されている。そして、２極磁気エンコーダ１は、外向鍔状部３ｃがシール部材５ｅ側となるよう円筒状部３ａをして軸受５の内輪５ａの外径面に外嵌一体とされている。この２極磁気エンコーダ１の外周面部に対峙するよう２個のＩＣチップ（感受素子）タイプの磁気センサ６ａが互いに位相をずらせて設置され、この２個の磁気センサ６ａと２極磁気エンコーダ１とにより回転側部材の絶対位置検出装置７が構成される。この例でも上記同様の精度の高い絶対位置検出が可能とされる。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。
【００２９】
尚、上記実施形態では、円環状磁性体２を金属補強環３と一体としたものについて述べたが、上記のようにその外周面部にＳ極の着磁域１ａ及びＮ極の着磁域１ｂを形成した円環状磁性体２を単独で磁気エンコーダ１とすることも可能である。また、磁気エンコーダ１の形状も図例のものに限定されず、適用される部位に応じて他の形状のものが採用し得ることは言うまでもない。更に、図２では、本発明の２極磁気エンコーダ１を、内輪が回転側である軸受の一構成部材として組み込んだ例を示したが、外輪が回転側の軸受や、軸受以外の回転部材に組み込んで、絶対位置検出装置を構成することも可能である。更にまた、本発明の２極磁気エンコーダは、回転側の絶対位置検出だけでなく、回転数や回転速度等の回転検出装置にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の２極磁気エンコーダの一実施形態を示す部分切欠斜視図である。
【図２】同２極磁気エンコーダが組み込まれた軸受の一部と絶対位置検出装置が構成された状態を示す要部の断面図である。
【図３】着磁ポットによる着磁要領を示す概念的断面図である。
【図４】（ａ）は同着磁ポットによる着磁方法を模式的に示す図、（ｂ）はその着磁の原理を模式的に示す図である。
【図５】同２極磁気エンコーダの磁束密度の変化を測定した結果を示す波形図である。
【図６】磁場発生装置の別の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】他の実施形態の図２と同様図である。
【図８】従来の２極磁気エンコーダの磁束密度の変化を測定した結果を示す波形図である。
【図９】同２極磁気エンコーダを着磁形成する要領を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は同要領を模式的に示す図、（ｂ）はその着磁の原理を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ２極磁気エンコーダ
１ａ Ｓ極の着磁域（第１半円部分）
１ｂ Ｎ極の着磁域（第２半円部分）
１ｃ 境界部
１ｄ 中央線（線）
２ 円環状磁性体
３ 金属補強環
４ 異方性磁性粉末
４ａ 磁化容易化軸
８ 磁場発生装置（着磁ポット）
８ａ 着磁ヨーク
８ｂ コイル
８ｃ 中空内筒部
１０ 成型装置
１０ａ キャビティ
Ｍ 磁界
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉末を含む円環状磁性体における第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域とした２極磁気エンコーダであって、
上記磁性粉末が異方性の磁性粉末からなり、これら磁性粉末は、円環状磁性体においてその磁化容易化軸が上記第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、且つ上記着磁がこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化が、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部をゼロとする正弦曲線を描くものであることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の２極磁気エンコーダにおいて、
前記円環状磁性体が、金属補強環と一体とされたものであることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の２極磁気エンコーダにおいて、
前記円環状磁性体が、異方性磁性粉末を含むゴム若しくは樹脂の成型体又は焼結体からなることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の２極磁気エンコーダにおいて、
軸受の一構成部材として組み込まれるものであることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項５】
未配向の異方性磁性粉末を含む磁性体原料と、磁場発生装置と、円環状のキャビティを備えた成型装置とを準備し、該成型装置を、その円環状キャビティの軸心が上記磁場発生装置の磁界方向と直交するよう上記磁場発生装置内に静置した上で、円環状キャビティ内に上記磁性体原料を装填し、上記磁界を作用させ、磁性体原料を円環状に成型すると共に異方性磁性粉末の配向及び着磁を行うことを特徴とする２極磁気エンコーダの製造方法。
【請求項１】
磁性粉末を含む円環状磁性体における第１半円部分の外周面部をＳ極の着磁域、残りの第２半円部分の外周面部をＮ極の着磁域とした２極磁気エンコーダであって、
上記磁性粉末が異方性の磁性粉末からなり、これら磁性粉末は、円環状磁性体においてその磁化容易化軸が上記第１半円部分及び第２半円部分の中央部を結ぶ線に平行な状態で配向され、且つ上記着磁がこの磁化容易化軸に平行な磁界を円環状磁性体に作用させることによってなされ、周方向に沿った外周面部の磁束密度の変化が、Ｓ極の着磁域及びＮ極の着磁域の境界部をゼロとする正弦曲線を描くものであることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の２極磁気エンコーダにおいて、
前記円環状磁性体が、金属補強環と一体とされたものであることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の２極磁気エンコーダにおいて、
前記円環状磁性体が、異方性磁性粉末を含むゴム若しくは樹脂の成型体又は焼結体からなることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の２極磁気エンコーダにおいて、
軸受の一構成部材として組み込まれるものであることを特徴とする２極磁気エンコーダ。
【請求項５】
未配向の異方性磁性粉末を含む磁性体原料と、磁場発生装置と、円環状のキャビティを備えた成型装置とを準備し、該成型装置を、その円環状キャビティの軸心が上記磁場発生装置の磁界方向と直交するよう上記磁場発生装置内に静置した上で、円環状キャビティ内に上記磁性体原料を装填し、上記磁界を作用させ、磁性体原料を円環状に成型すると共に異方性磁性粉末の配向及び着磁を行うことを特徴とする２極磁気エンコーダの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１４５２８４（Ｐ２００８−１４５２８４Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３３１２４（Ｐ２００６−３３３１２４）
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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