CN105143832A - 磁编码器 - Google Patents

磁编码器 Download PDF

Info

Publication number
CN105143832A
CN105143832A CN201480022995.XA CN201480022995A CN105143832A CN 105143832 A CN105143832 A CN 105143832A CN 201480022995 A CN201480022995 A CN 201480022995A CN 105143832 A CN105143832 A CN 105143832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
magnet
flange part
magnetic drum
base material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480022995.XA
Other languages
English (en)
Inventor
浅野匠
石见泰造
田村崇
武舍武史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN105143832A publication Critical patent/CN105143832A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/443—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24428—Error prevention
    • G01D5/24433—Error prevention by mechanical means
    • G01D5/24442—Error prevention by mechanical means by mounting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/80—Manufacturing details of magnetic targets for magnetic encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

基材(11)具有在将磁鼓向旋转轴安装时供旋转轴插入的环状的主体部(111)、以及沿主体部(111)的外周面的整周而凸出设置的卡合凸部(112)，主体部(111)具有在主体部(111)的外周面的一部分处沿整周设置的定心导轨(111a)，定心导轨(111a)作为磁体的外周面的圆跳动公差的基准，卡合凸部(112)具有从主体部(111)的外周面凸出的收缩部(112b)、以及从收缩部(112b)的前端沿主体部(111)的轴向延伸的筒状部(112a)，磁体(12)以绕入至筒状部(112a)与主体部(111)之间的间隙的方式包围卡合凸部(112)，并且不覆盖定心导轨(111a)而使定心导轨(111a)露出。

Description

磁编码器
技术领域
本发明涉及一种磁编码器。
背景技术
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(MagneticResistance)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。
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。
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。
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。
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。
在专利文献1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。
专利文献1：日本特开平6－331384号公报
发明内容
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。
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。
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。
发明的效果
本发明所涉及的磁编码器具有下述效果，即，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
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1的结构的图。
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1的结构的图。
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。
图3是表示实施方式1所涉及的磁编码器的使用状态的图。
图4是表示将基材和磁体进行注塑成型的状态的图。
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。
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。
图7是表示粘结剂的厚度不均匀的情况下的磁鼓的图。
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。
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。
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。
图11是示意性地表示下述磁编码器的结构的图，即，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。
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。
图13是表示筒部件的外周面的形状的图。
图14是防脱孔的部分处的磁鼓的剖视图。
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。
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。
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
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。
实施方式1
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1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1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。
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1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(centeringtrack)111a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111a沿主体部111的整周以环状设置。
图3是表示实施方式1所涉及的磁编码器的使用状态的图。磁编码器1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。
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。
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111a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111a以及磁体12的外周面留有加工余量，对定心导轨111a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111a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111a)作为基准而进行精加工，以定心导轨111a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。
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。即，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。
为了对比，对将磁体与基材进行了粘结固定的磁鼓进行说明。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。环状的磁体92利用粘结剂93固定于环状的基材91的外周面。即，粘结剂93利用比磁鼓90旋转时在磁体92中产生的离心力、惯性力更强的粘结力，将磁体92固定于基材91处。
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。在发生了由粘结剂93的填充不足导致的空洞94、气泡95的卷入的情况下，在这些部分处基材91与磁体92成为未固定的状态，因此磁体92有可能由于磁鼓90旋转时在磁体92中产生的离心力而局部地脱落。
图7是表示粘结剂的厚度不均匀的情况下的磁鼓的图。在将磁体92与基材91进行粘结固定的情况下，即使不发生由粘结剂93的填充不足导致的空洞94、气泡95的卷入，如果粘结剂93的厚度不均匀，则在基材91与磁体92中，中心也会偏离。磁体92的外径以基材91的中心96为基准进行精加工，因此精加工后的磁体92外径的中心与基材91的中心96一致，但精加工后的磁体92的内径的中心97与基材91的中心96不一致。即，如果在基材91与磁体92中，中心发生偏离，则精加工后的磁体92的厚度变得不均匀，成为振动发生的原因。在图7中，在纸面左侧，与纸面右侧相比，粘结剂93较薄(a＜b)。由于磁体92的精加工以基材91的中心96为基准进行，所以磁体92外径的中心与基材91的中心96一致，但磁体92的内径的中心97与基材91的中心96不一致。因此，精加工后的磁体92在纸面左侧变得比纸面右侧更厚(c＞d)。虽然粘结剂93的厚度与磁体92的厚度之和相同(a+c＝b+d)，但粘结剂93与磁体92的密度存在差异，一般地说，磁体92的密度远大于粘结剂93的密度，因此磁鼓90的重心从基材91的中心96偏移，成为在旋转时产生噪声、振动的原因。
在上述的说明中，基材11的材料是具有磁性的铁类材料，但在利用非磁性材料(铝等)形成基材11的情况下，在磁鼓2的最内周侧设置磁性体屏蔽板即可。图8是表示在磁鼓的最内周侧设置有磁性体屏蔽板的磁鼓的构造的图，在基材11的内周侧设置有磁性体屏蔽板13。磁鼓20是中空构造，因此在设置于检测对象机械4的旋转轴41时，如果在磁鼓2的内侧配置流过大电流的线缆等，则在向线缆通电时产生磁场，有时会对MR元件31中的检测结果产生影响。通过将基材11设为磁性材料，或者在磁体12的内周侧设置磁性体屏蔽板13，从而能够抑制在将流过大电流的线缆等配置在磁鼓2的内侧等情况下产生的外部干扰的影响，能够提高通过MR元件31进行的角度检测的可靠性。
如上述所示，实施方式1所涉及的磁编码器在将基材11嵌入至设置于磁体12上的凹部中的状态下，将磁体12与基材11进行固定，因此能够防止磁体12在高速旋转时发生破损。另外，通过将磁体12与基材11进行一体成型，即使是复杂的形状，也能够沿整周而均匀地固定磁体12，能够防止局部性的接合强度的降低、重心的偏移。并且，能够利用注塑成型机进行一体成型，因此取得通过自动化减少制造成本的效果。
实施方式2
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。本发明所涉及的磁编码器的实施方式2与实施方式1同样地具有磁鼓和传感头而构成，但卡合凸部112的构造与实施方式1不同。
实施方式1中的筒状部112a由相互成直角的平面构成，在轴向上延伸，沿轴向对称，而实施方式2的筒状部112d由包含相互不成直角的面在内的多个面构成，在轴向上延伸，在轴向上非对称，收缩部112b的部分进行收缩而变细。将这样的剖面称为非对称型。此外，在实施方式2中，为了使定心导轨111a侧的收缩部112b易于加工，使筒状部112d的内径侧成为斜面，但也可以使外径侧也成为斜面，或者在并非定心导轨111a的一侧设置斜面。
实施方式3
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。本发明所涉及的磁编码器的实施方式3与实施方式1同样地具有磁鼓和传感头而构成，但卡合凸部112的构造与实施方式1不同。
实施方式1中的筒状部112a由相互成直角的平面构成，在轴向上延伸，沿轴向对称，而实施方式3的筒状部112e由包含相互不成直角的面在内的多个面构成，在轴向上非对称，轴向的一端侧(在图10中是下侧)在轴向上延伸后，端部弯折而在半径方向上(向磁鼓的中心侧)延伸，收缩部112b的部分进行收缩而变细。将这样的剖面称为钩型。通过使筒状部112e为钩型，成为基材11对磁体12进行钩挂的形状，因此能够增加相对于离心力的、磁体12的固定力。此外，在实施方式3中，定心导轨111a侧由于加工困难，所以不设为钩型，是与T字型相同的形状，但在能够加工的情况下也可以在两个轴向上均设为钩型。
此外，还能够对实施方式1～3的要素进行组合、将平面置换为曲面、或者对边与边所成的角度进行变更。例如，筒部也可以由平面和曲面构成，在轴向上延伸后，端部向倾斜方向伸出，形成在轴向上对称的形状。图11是示意性地表示下述磁编码器的结构的图，即，由平面和曲面构成筒状部112f，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。
实施方式4
本发明所涉及的磁编码器的实施方式4与实施方式1同样地具有磁鼓和传感头而构成，但磁鼓的构造与实施方式1不同。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。磁鼓2具有基材21和磁体22。基材21具有形成筒部的筒部件211和形成凸缘部的凸缘部件212，以剖面观察为T字型的方式将筒部件211与凸缘部件212进行了组合。筒部件211与凸缘部件212通过压入或点焊进行了固定。在凸缘部件212中，形成有用于向检测对象机械的轴进行安装的安装孔24。磁体22大体上包围筒部件211。但是，筒部件211的上端211a的附近向磁体22的外部凸出，从磁体22凸出的部分的外周面被设为定心导轨211b而作为基准面，该基准面是磁体22的外周面的圆跳动公差的基准。定心导轨211b沿筒部件211的整周以环状设置。
图13是表示筒部件的外周面的形状的图。在筒部件211中，以规定的间隔形成有防脱孔211c。此外，在此以在筒部件211的整个面中形成有防脱孔211c的结构为例，但防脱孔211c也可以仅设置在与凸缘部件212相比处于上端211a侧的部分处。图14是防脱孔的部分处的磁鼓的剖视图。成为凸缘部件212的上侧且筒部件211的内侧的部分磁体22，穿过防脱孔211c而与成为筒部件211的外侧的部分磁体22连通。即，磁体22也填充在防脱孔211c的内部，绕入至筒部件211的内侧。在防脱孔211c的部分处的剖面观察中，磁鼓2成为基材21嵌入至磁体22的凹部中的形状。
筒部件211以及凸缘部件212通过对具有磁性的铁类材料进行冲压加工或者切削加工而形成。一般地说，在磁鼓2的直径小的情况下进行切削加工，在磁鼓2的直径大的情况下进行冲压加工，由此能够抑制制造成本。另外，在筒部件211的外周面实施压花加工。在利用冲压加工形成筒部件211以及凸缘部件212的情况下，与利用切削加工形成的情况相比，能够减小基材21的截面积，能够使磁鼓2轻量化。
由于在成为筒部件211的内侧的部分处也存在磁体22，所以通过磁体22自身的强度(拉伸应力)，产生与使磁鼓2旋转时产生的离心力相向的力。即，与磁鼓2旋转时产生的离心力相对抗，作为筒部的筒部件211对磁体22进行支撑。因此，在基材21与磁体22的固定中不需要使用粘结剂。另外，由于在筒部件211的外周面实施了压花加工，所以防止由于在加减速时产生的惯性力而使磁体22相对于筒部件211向旋转方向发生偏离。
在上述说明中，基材21的材料是具有磁性的铁类材料，但在基材21是非磁性材料(铝等)的情况下，与实施方式1相同地在磁体22的内周侧设置磁性体屏蔽板即可。
与实施方式1相同地，利用注塑成型将磁体22与基材21进行一体成型。因此，在磁鼓2的制造时不需要进行粘结剂的涂敷作业，能够防止发生由粘结剂的填充不足而导致的空洞、气泡的卷入，能够防止厚度不均匀。由此，与实施方式1的磁鼓2相同地，能够防止高速旋转时的破损，将振动抑制得较小。
实施方式5
本发明所涉及的磁编码器的实施方式5与实施方式1同样地具有磁鼓和传感头而构成，但磁鼓的构造与实施方式1不同。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。磁鼓5具有基材51和磁体52。基材51具有筒部件511和凸缘筒部件512，以剖面观察为T字型的方式将筒部件511与凸缘筒部件512进行了组合。筒部件511与凸缘筒部件512通过压入或点焊进行了固定。在筒部件511与凸缘筒部件512通过压入进行固定的情况下，使筒部件511的直径比凸缘筒部件512的直径稍大，在筒部件511内插入凸缘筒部件512。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。
凸缘筒部件512具有筒状部分512a和凸缘状部分512c，在剖视观察时筒状部分512a和凸缘状部分512c以构成L字型的方式进行弯折。在凸缘状部分512c中，设置有用于向作为检测对象的机械的轴进行安装的安装孔54。因此，在实施方式5中，筒部件511以及筒状部分512a构成筒部，凸缘状部分512c构成凸缘部。
磁体52设置为大体上包围凸缘筒部件512的筒状部分512a以及筒部件511。但是，筒状部分512a的上端附近向磁体52的外部凸出，将从磁体52凸出的部分的外周面设为定心导轨512b。定心导轨512b沿筒状部分512a的整周以环状设置。在凸缘筒部件512的筒状部分512a以及筒部件511中，与实施方式4相同地，以规定的间隔形成有防脱孔53，在图15、图16中，成为凸缘状部分512c的上侧且筒状部分512a的内侧的部分磁体52，穿过防脱孔53而与成为筒状部分512a的外侧的部分磁体52连通。即，磁体52也填充在防脱孔53的内部，绕入至筒状部分512a的内侧。在防脱孔53的部分处的剖面观察中，磁鼓5成为基材51嵌入至磁体52的凹部中的形状。
筒部件511以及凸缘筒部件512通过对铁类板材进行冲压加工而形成。此外，在筒部件511以及凸缘筒部件512是非磁性材料(铝等)的情况下，与实施方式1～4相同地在磁体52的内周侧设置磁性体屏蔽板。
与实施方式1相同地，利用注塑成型将磁体52与基材51进行一体成型。因此，在磁鼓5的制造时不需要进行粘结剂的涂敷作业，能够防止发生由粘结剂的填充不足而导致的空洞、气泡的卷入，能够防止厚度不均匀。由此，与实施方式1的磁鼓2相同地，能够防止高速旋转时的破损，将振动抑制得较小。
实施方式6
本发明所涉及的磁编码器的实施方式6与实施方式1同样地具有磁鼓和传感头而构成，但磁鼓的构造与实施方式1不同。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。磁鼓6具有基材61和磁体62。基材61以弯折部611为界形成筒部612和凸缘部613而构成剖面L字型。在凸缘部613中，设置有用于向作为检测对象的机械的轴进行安装的安装孔64。
磁体62以大体上包围基材61的筒部612的方式进行设置。即，磁鼓6在剖视观察时构成将基材61嵌入至磁体62的凹部中的形状。但是，基材61的弯折部611的附近向磁体62的外部凸出，将从磁体62凸出的部分的外周面设为定心导轨614。定心导轨614沿基材61的整周以环状设置。在基材61的筒部612中，以规定的间隔形成有防脱孔615，在图17中，成为基材61的筒部612的内侧的、部分的磁体62，穿过防脱孔615而与成为筒部612的外侧的、部分的磁体62连通。即，磁体62也填充在防脱孔615的内部，绕入至筒部612的内侧。
基材61通过对铁类板材进行冲压加工而形成。此外，在基材61是非磁性材料(铝等)的情况下，与实施方式1～5相同地在磁体62的内周侧设置磁性体屏蔽板。
与实施方式1相同地，利用注塑成型将磁体62与基材61进行一体成型。因此，在磁鼓6的制造时不需要进行粘结剂的涂敷作业，能够防止发生由粘结剂的填充不足而导致的空洞、气泡的卷入，能够防止厚度不均匀。由此，与实施方式1的磁鼓2相同地，能够防止高速旋转时的破损，将振动抑制得较小。
在实施方式6中，基材61由单个部件构成，因此能够通过部件数的减少将磁鼓6的制造成本抑制得低于实施方式1～5。另一方面，作用于磁体62的离心力以使基材61的弯折角度扩大的方式进行作用，因此如果使磁鼓6高速旋转，则精度有可能降低。因此，在安装于高速旋转的轴而使用的情况下采用实施方式1～5所涉及的磁编码器，在安装于低速旋转的轴而使用的情况下采用实施方式6所涉及的磁编码器等，根据用途区分使用即可。
此外，在上述说明中，以利用单个部件构成剖面L字型的基材的情况为例，但也能够利用各个独立的部件构成筒部和凸缘部，利用焊接等进行固定。例如，在即使将筒部612和凸缘部613作为彼此独立的部件，与实施方式4、实施方式5的磁编码器相比也能够抑制制造成本的情况下，也可以利用两个部件构成剖面L字型的基材。
工业实用性
如上述所示，本发明所涉及的磁编码器在磁鼓的制造成本低、可靠性高的方面是有用的，特别适于对高速旋转的轴的角度进行检测。
标号的说明
1磁编码器，2、5、6、20、90磁鼓，3传感头，4检测对象机械，7磁鼓固定螺钉，8传感头固定螺钉，11、21、51、61、91基材，12、22、52、62、92磁体，13磁性体屏蔽板，14、24、54、64安装孔，32线缆，33信号处理部，41旋转轴，42传感头安装座，70磁性粉末与树脂的混合物，80模具，93粘接剂，94空洞，95气泡，96基材的中心，97磁体的内径的中心，111主体部，111a、211b、512b、614定心导轨，112卡合凸部，112a、112d、112e、112f筒状部，112b收缩部，112c槽，211、511筒部件，211a上端，53、211c、615防脱孔，212凸缘部件，512凸缘筒部件，611弯折部，612筒部，613凸缘部。

Claims (9)

1.一种磁编码器，其具备：
磁鼓，其具有在外周形成有磁极阵列的环状的磁体、以及对该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，与该旋转轴一起旋转；以及
MR元件，其在与所述磁鼓的外周面隔开间隔而相对的状态下设置于所述检测对象机械处，对通过所述磁鼓的旋转而产生的磁场的变化进行检测，
所述磁编码器基于所述MR元件的检测结果，对所述旋转轴的角度进行检测，
所述磁编码器的特征在于，
所述基材具有在将所述磁鼓向所述旋转轴安装时使该旋转轴插入的环状的凸缘部、以及沿该凸缘部的外周面的整周而凸出设置的卡合凸部，
所述凸缘部具有基准面，该基准面在所述凸缘部的外周面的一部分处沿整周设置，为所述磁体的外周面的圆跳动公差的基准，
所述卡合凸部具有从所述凸缘部的外周面凸出的收缩部、以及从该收缩部的前端沿所述凸缘部的轴向延伸的筒状部，
所述磁体以绕入至所述筒状部与所述凸缘部之间的间隙的方式包围所述卡合凸部，并且不覆盖所述基准面而使所述基准面露出。
2.根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒状部从所述收缩部的前端沿所述凸缘部的两个轴向延伸，
在所述卡合凸部中，所述收缩部与所述筒状部形成剖面观察T字型的形状。
3.根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒状部从所述收缩部的前端沿所述凸缘部的轴向延伸，
所述筒状部的一部分形成斜面。
4.根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒状部从所述收缩部的前端沿所述凸缘部的轴向延伸，所述筒状部的端部弯折而沿半径方向延伸，所述筒状部形成剖面观察为钩型的形状。
5.一种磁编码器，其具备：
磁鼓，其具有在外周形成有磁极阵列的环状的磁体、以及对该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，与该旋转轴一起旋转；以及
MR元件，其在与所述磁鼓的外周面隔开间隔而相对的状态下设置于所述检测对象机械处，对通过所述磁鼓的旋转而产生的磁场的变化进行检测，
所述磁编码器基于所述MR元件的检测结果，对所述旋转轴的角度进行检测，
所述磁编码器的特征在于，
所述基材具有在将所述磁鼓向所述旋转轴安装时使该旋转轴插入的环状的凸缘部、以及沿该凸缘部的整周而从外周部沿所述磁鼓的轴向延伸的筒部，
所述磁体以所述筒部的一端部凸出的方式，从所述筒部的外侧绕入至该筒部的内侧而包围所述筒部，
将从所述磁体凸出的所述筒部的一端部设为基准面，该基准面作为所述磁体的外周面的圆跳动公差的基准。
6.根据权利要求5所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒部在与所述凸缘部相比的所述筒部的一端部侧形成有多个防脱孔，在该多个防脱孔的内部也填充有所述磁体。
7.根据权利要求5或6所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒部与所述凸缘部以剖面观察呈T字型的方式进行了固定。
8.根据权利要求5或6所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒部与所述凸缘部以剖面观察呈L字型的方式进行了固定。
9.根据权利要求7或8所述的磁编码器，其特征在于，
所述筒部与所述凸缘部作为彼此独立的部件而构成。
CN201480022995.XA 2013-04-24 2014-02-06 磁编码器 Pending CN105143832A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/062094 WO2014174615A1 (ja) 2013-04-24 2013-04-24 磁気エンコーダ
JPPCT/JP2013/062094 2013-04-24
PCT/JP2014/052751 WO2014174870A1 (ja) 2013-04-24 2014-02-06 磁気エンコーダ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105143832A true CN105143832A (zh) 2015-12-09

Family

ID=51791223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480022995.XA Pending CN105143832A (zh) 2013-04-24 2014-02-06 磁编码器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9891075B2 (zh)
JP (1) JPWO2014174870A1 (zh)
KR (1) KR101805999B1 (zh)
CN (1) CN105143832A (zh)
DE (1) DE112014001772T5 (zh)
TW (1) TWI550257B (zh)
WO (2) WO2014174615A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107221402A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 Tdk株式会社 磁铁结构体以及旋转角度检测器
CN107437447A (zh) * 2016-04-14 2017-12-05 Tdk株式会社 磁铁结构体以及旋转角度检测器
CN109416261A (zh) * 2017-03-27 2019-03-01 弗里茨库伯勒公司 磁旋转编码器传感器系统的屏蔽系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI612278B (zh) * 2015-11-18 2018-01-21 國立清華大學 環狀磁性編碼器、環狀磁性編碼器產生裝置、轉軸偏移檢測方法及其人機介面裝置
JP2018119920A (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 アイシン精機株式会社 センサ用磁石ユニット
CN212340273U (zh) * 2017-10-31 2021-01-12 三菱电机株式会社 旋转角检测装置
WO2019224962A1 (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 三菱電機株式会社 エンコーダ
DE102019205193A1 (de) * 2019-04-11 2020-10-15 Robert Bosch Gmbh Messwertgeber für eine magnetische Messvorrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005233923A (ja) * 2004-01-22 2005-09-02 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2007101405A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Nsk Ltd エンコーダ付き転がり軸受
CN101175974A (zh) * 2005-05-10 2008-05-07 日本精工株式会社 磁编码器和具有磁编码器的滚柱轴承
US20090219017A1 (en) * 2006-01-11 2009-09-03 Uchiyama Manufacturing Corp Tone Wheel and Method for Manufacturing The Same
US20090256551A1 (en) * 2006-01-12 2009-10-15 Ntn Corporation Rolling Bearing With Rotational Speed Sensor
US20100162831A1 (en) * 2007-05-23 2010-07-01 Nsk Ltd. State measuring apparatus for rolling bearing unit and method of manufacturing the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3257149B2 (ja) 1993-05-20 2002-02-18 大同特殊鋼株式会社 環状マグネットのホィール配設構造
JPH1019603A (ja) 1996-06-27 1998-01-23 Japan Servo Co Ltd 磁気エンコーダ
JPH10293043A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Yaskawa Electric Corp 回転検出器
USRE48526E1 (en) 2004-01-22 2021-04-20 Nsk Ltd. Magnetic encoder and bearing
JP4694597B2 (ja) * 2008-06-24 2011-06-08 Ｎｔｎ株式会社 磁気エンコーダの製造方法
JP5963189B2 (ja) * 2012-03-21 2016-08-03 株式会社ケーヒン 回転角度検出装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005233923A (ja) * 2004-01-22 2005-09-02 Nsk Ltd 転がり軸受
CN101175974A (zh) * 2005-05-10 2008-05-07 日本精工株式会社 磁编码器和具有磁编码器的滚柱轴承
JP2007101405A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Nsk Ltd エンコーダ付き転がり軸受
US20090219017A1 (en) * 2006-01-11 2009-09-03 Uchiyama Manufacturing Corp Tone Wheel and Method for Manufacturing The Same
US20090256551A1 (en) * 2006-01-12 2009-10-15 Ntn Corporation Rolling Bearing With Rotational Speed Sensor
US20100162831A1 (en) * 2007-05-23 2010-07-01 Nsk Ltd. State measuring apparatus for rolling bearing unit and method of manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107221402A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 Tdk株式会社 磁铁结构体以及旋转角度检测器
CN107221402B (zh) * 2016-03-22 2019-02-26 Tdk株式会社 磁铁结构体以及旋转角度检测器
CN107437447A (zh) * 2016-04-14 2017-12-05 Tdk株式会社 磁铁结构体以及旋转角度检测器
CN109416261A (zh) * 2017-03-27 2019-03-01 弗里茨库伯勒公司 磁旋转编码器传感器系统的屏蔽系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101805999B1 (ko) 2017-12-06
US20160025516A1 (en) 2016-01-28
KR20150139966A (ko) 2015-12-14
JPWO2014174870A1 (ja) 2017-02-23
TW201506357A (zh) 2015-02-16
WO2014174615A1 (ja) 2014-10-30
DE112014001772T5 (de) 2015-12-10
TWI550257B (zh) 2016-09-21
WO2014174870A1 (ja) 2014-10-30
US9891075B2 (en) 2018-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105143832A (zh) 磁编码器
JP6596884B2 (ja) モータ
JP6763164B2 (ja) 磁石構造体及び回転角度検出器
CN203708002U (zh) 旋转变压器
JP6381791B2 (ja) ワイヤロープ探傷装置
JP5633062B2 (ja) タイヤ試験機用の一対のリム
US20170370958A1 (en) Eddy Current Sensor for a Rotary Shaft and Rotary Shaft Apparatus
KR20150058499A (ko) 차량용 센서 장치, 차량, 및 센서 장치의 제조 방법
JP2013093985A (ja) ステータ固定構造
JP5946796B2 (ja) 回転機械の回転を検出する回転検出器、および回転検出器を備えるシステム
JP2018023241A (ja) ロータおよび回転電機
JP6354227B2 (ja) 回転電機の磁石固着方法、磁石固着用治具、回転電機
CN104353848B (zh) 立式加工中心主轴箱的装配结构
JP2017089822A (ja) カバーの製造方法
JP6241055B2 (ja) ロータコア磁石挿入孔への磁石挿入装置および方法
JP2018019524A (ja) ロータおよび回転電気機械
JP2013047636A (ja) 回転検出装置及び車輪軸受装置
JPH0954107A (ja) 回転速度検出装置用トーンホイールとその製造方法
JP5714532B2 (ja) リール
JP6740320B2 (ja) ロータ、モータ及びロータの製造方法
JP6659169B2 (ja) ロータおよび回転電機
JP2011229263A (ja) 電動機ロータ
JP2020145894A (ja) 回転電機のロータ及びその製造方法
JP5949320B2 (ja) トルク検出装置用ヨーク組立体及びその製造方法
JP2006010366A (ja) 回転検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151209

RJ01 Rejection of invention patent application after publication