CN107850500A - 转矩传感器用轴的制造设备及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于转矩传感器用轴的优选的制造设备、制造方法。转矩传感器用轴的制造设备是通过在轴状工件的侧面以规定的图案形成包含金属玻璃皮膜的磁致伸缩部而制造转矩传感器用轴的设备。其特征在于，a)将轴状工件能够旋转地安装于输送托盘(A)上，b)对包含轴状工件的预热装置(20)、金属玻璃皮膜向轴状工件的侧面形成的形成用喷镀装置(40)、在该皮膜上设置与所述图案对应的覆盖部的掩蔽装置(60)、以及朝向包含该覆盖部的金属玻璃皮膜的喷丸装置(70)的各作业装置依次输送上述输送托盘(A)，c)在各作业装置中，一边使输送托盘(A)上的上述轴状工件旋转，一边对该轴状工件分别进行预热、喷镀、掩蔽以及喷丸。

Description

转矩传感器用轴的制造设备及其制造方法

技术领域

本发明涉及在轴(旋转轴)的表面具有转矩检测用的磁致伸缩部的转矩传感器用轴的制造设备以及制造方法。

背景技术

关于使用具有磁致伸缩部的轴来检测转矩的转矩传感器，图14表示一般的构造。接受转矩的轴1经由轴承6支承于外壳7，在该轴1的局部表面沿全周(360°)形成磁致伸缩部V、W。另外，在外壳7的内侧，在接近磁致伸缩部V、W的各外周的位置配置有线圈X、Y。作为磁致伸缩部V、W，通常在轴1的侧面，如图示那样以相对于轴向相互逆向倾斜的螺旋状(所谓的人字纹状)的条纹图案形成磁性材料(即，将磁性体的皮膜或突出部作为螺旋状的多个线形成)。在外壳7上也如图示那样附设放大器基板8或信号线用的连接器9等。

当对轴1作用转矩时，在磁致伸缩部V、W分别产生拉伸应力和压缩应力，其结果，因相反的磁致伸缩效应而各磁致伸缩部V、W的透磁率分别增加/减少。由于基于该透磁率的变化，在线圈X、Y上产生感应电动势，因此通过进行直流变换或两者的差动放大，得到与转矩的大小成比例的电压输出。

在下述专利文献1中公开有能够用于上述形式的转矩传感器的、转矩检测特性优异的轴。即，在表面设置有含有金属玻璃(非晶合金)的皮膜的磁致伸缩部的轴上，将该皮膜通过对火焰进行急速冷却的方式的喷镀而形成于轴的表面。对火焰进行急速冷却的喷镀是指喷射包含金属粉末的火焰而使金属粉末熔融，同时将该火焰在其到达轴表面之前通过来自外侧的冷却气体进行冷却的方式的喷镀。

当作为转矩传感器用轴使用专利文献1所记载的轴时，因接下来的理由而转矩检测特性提高。即：

a)因为非晶合金为高透磁率并且高磁致伸缩，所以对于在磁致伸缩部使用具有金属玻璃的轴的转矩传感器，转矩的检测灵敏度高。

b)因为通过喷镀在轴的表面形成金属玻璃皮膜，所以该皮膜和轴的密合性高，因此，与利用粘接剂等固定该皮膜的情况等相比，滞后少。

c)当通过喷镀形成该皮膜时，在非晶化的同时，在轴上层叠皮膜并且密合，因此，简单并且迅速地形成磁致伸缩部。如果采用喷射包含金属粉末的火焰而使金属粉末暂时熔融，同时进行急速冷却的方式，则金属玻璃皮膜相对于轴表面的密合性特别高，在上述b)的方面是有利。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本再表WO2012/173261号公报

发明内容

(发明要解决的技术问题)

为了通过上述的急速冷却方式的喷镀在轴的表面形成金属玻璃皮膜，需要将轴适当地预热并且也需要控制喷镀温度。为了将形成的皮膜作为适于转矩检测的图案的磁致伸缩部，需要各种处理。当喷镀及其前后的任一处理不适当时，不能形成金属玻璃层、或该皮膜相对于轴的密合性不充分，从而不能确保转矩的检测特性。

因此，为了量产转矩传感器用轴，必须要采用能够适当并且顺畅地进行喷镀和其前后的处理的设备以及方法。

本发明出于以上的目的，提供一种用于转矩传感器用轴的优选的制造设备以及制造方法。

(解决技术问题的技术方案)

发明的制造设备是通过在轴状工件(中空或实心的轴状工件)的侧面以规定的图案形成包含金属玻璃皮膜的磁致伸缩部，而制造转矩传感器用轴的设备，其特征在于，

·将所述轴状工件能够旋转地安装于输送托盘上，

·对包含轴状工件的预热装置、金属玻璃皮膜向轴状工件的侧面形成的形成用喷镀装置、在该皮膜上设置与所述图案对应的覆盖部的掩蔽装置、以及朝向包含该覆盖部的金属玻璃皮膜的喷丸装置的各作业装置，依次输送所述输送托盘，

·在各作业装置中，一边使输送托盘上的所述轴状工件旋转，一边对该轴状工件进行预热、喷镀、掩蔽以及喷丸。

图1对这种结构的设备表示一例。

根据这样的设备，在各轴状工件的侧面形成包含金属玻璃皮膜的规定图案的磁致伸缩部，能够有效地制造转矩传感器用轴。其理由如下：通过将安装有轴状工件的输送托盘依次输送到上述各作业装置的位置，对各轴状工件分别进行预热、喷镀、掩蔽以及喷丸，以及由于在输送托盘上使上述轴状工件旋转，因此对该工件的局部侧面上的全周范围进行所述预热、喷镀、掩蔽以及喷丸的各处理。

此外，所述掩蔽是在轴状工件上的金属玻璃皮膜上形成与作为磁致伸缩部的螺旋状的条纹图案相同的图案的树脂皮膜(例如橡胶皮膜)的工艺。通过将这样的树脂皮膜作为覆盖部，朝向具有该覆盖部的金属玻璃皮膜进行喷丸，仅除去没有覆盖部的部分的金属玻璃皮膜，以能够将金属玻璃皮膜作为所述条纹图案的磁致伸缩部。

所述制造设备中，优选的是，其特征还在于，

·各轴状工件为在长度方向的中央部附近具有所述磁致伸缩部的形成用部分的中空的(即筒型的)工件，

·关于所述输送托盘上的该工件，将全长(整体)覆盖于所述输送托盘上的棒状支架的外侧并能够旋转地进行支承，在两端部分别覆盖对称形状(包含大致对称)的筒状罩，由此使所述形成用部分露出，

·以及，所述各筒状罩具有使所述工件的一部分露出的开口。

图2、图3表示这样的例子。图3中的符号1是轴状工件，符号2B、3是棒状支架以及筒状罩。图3(b)所示的筒状罩3的开口3b是使轴状工件1的一部分露出的所述开口。

据此，如图3(e)所示，中空的各轴状工件1成为覆盖于棒状支架2B并能够旋转地支承于输送托盘A上，并且由筒状罩3覆盖两端部并使中央部附近的磁致伸缩部形成用部分1a露出的状态。筒状罩3因为使磁致伸缩部形成用部分1a露出并覆盖其它部分，所以能够通过所述各作业装置仅对露出的磁致伸缩部形成用部分1a进行预热或喷镀、掩蔽以及喷丸，能够顺畅地形成磁致伸缩部。

作为所述各筒状罩，使用在轴状工件的两端部呈对称形状的部件(形状为对称并且尺寸、材质等也无差异)等，因此，在对位于轴状工件的中央部的磁致伸缩部形成用部分预热并喷镀时，能够防止该部分的温度的偏差。其理由如下：筒状罩对称相等地覆盖磁致伸缩部形成用部分的两侧，以及由于轴状工件的全长覆盖于棒状支架的外侧，因此对于与该支架成一体的轴状工件避免靠任一端部产生热容量的偏差。

另外，因为所述各筒状罩如上述具有开口，所以容易对轴状工件进行适当的预热。假如没有这样的开口，则在通过燃烧器等对露出的磁致伸缩部形成用部分和其周边进行预热时，难以加热磁致伸缩部形成用部分以外的部位，因此，容易在该部分中靠端部的部位产生温度低的部分。通过在各筒状罩如上述设置开口，并且也加热磁致伸缩部形成用部分的外侧，首先能够使将该部分的整体均匀地预热。

如上，通过对于上述中空的轴状工件如上述使用支架以及筒状罩，能够将磁致伸缩部形成用部分适当地进行预热，以能够形成优选的喷镀皮膜。

或者，在所述制造设备中，优选的是，其特征在于，

·所述各轴状工件为在长度方向的中央部附近具有所述磁致伸缩部的形成用部分的实心的(即不是中空的棒状的)的工件，

·关于所述输送托盘上的该工件，将一端侧插入所述输送托盘上的套管状支架的内侧并能够旋转地进行支承，同时，由筒状罩覆盖，在另一端侧也安装与所述支架对称形状(包含大致对称)的套管状支架，同时，覆盖与所述筒状罩对称形状(包含大致对称)的筒状罩，由此使所述形成用部分露出，

·以及，所述各支架以及所述各筒状罩具有使所述工件的一部分露出的开口。

图2、图4表示这样的例子。图中的符号1是轴状工件，同图的符号2、3是支架以及筒状罩。图4(c)、(b)所示的支架2、筒状罩3上的开口2c、3b是使轴状工件1的一部分露出的所述开口。

据此，如图4(d)，各轴状工件1的一端侧(图示的例中为下端侧)成为通过支架2能够旋转地支承于输送托盘A上，并且由筒状罩3覆盖并使所述磁致伸缩部的形成用部分1a露出的状态。而且，关于各轴状工件1的另一端侧(在图示的例中为上端侧)，成为安装与所述一端侧的支架2同样的支架2，并且由与所述一端侧的筒状罩3同样的筒状罩3覆盖并使所述形成用部分1a露出的状态。一端侧以及另一端侧的筒状罩3因为使轴状工件1的中央部的磁致伸缩部形成用部分1a露出并覆盖其它部分，所以能够利用所述各作业装置仅对露出的磁致伸缩部形成用部分1a进行预热或喷镀、掩蔽以及喷丸，能够顺畅地形成磁致伸缩部。

作为所述各支架以及各筒状罩，使用在轴状工件的一端侧以及另一端侧呈对称形状的部件(形状为对称并且尺寸、材质等也无差异的支架以及筒状罩)，因此，在对位于轴状工件的中央部的磁致伸缩部形成用部分进行预热并喷镀时，容易防止温度的偏差。筒状罩对称地均等覆盖磁致伸缩部形成用部分的两侧，以及在磁致伸缩部形成用部分的两侧，在安装于支架并与支架成为一体的轴状工件的热容量上几乎不产生差异，基于此，能够防止在该部分靠任意的端部温度出现偏差。

另外，因为各支架以及各筒状罩如上述具有开口，所以容易对轴状工件进行适当的预热。通过各支架以及各筒状罩所具有的开口也加热磁致伸缩部形成用部分的外侧，由此，能够与上述的情况同样地对该形成用部分的整体均匀地进行预热。

如上，通过对于所述实心的轴状工件如上述使用支架以及筒状罩，能够适当地对磁致伸缩部形成用部分进行预热，以能够形成优选的喷镀皮膜。

关于所述制造设备，优选的是，

·在各作业装置上附设有将所述输送托盘沿着一定的路径输送并停止在一定位置的输送装置，

·在该输送装置上设置有用于使停止在一定位置的输送托盘上的轴状工件旋转的电机、和用于将该电机的驱动力传递到输送托盘的驱动侧磁耦合器，

·在输送托盘上设置有当停止在一定位置时从所述驱动侧磁耦合器以非接触状态接受驱动力的被驱动侧磁耦合器、和用于将该驱动力向轴状工件的每个传递的传动机构。

图2表示具有这种输送托盘A和输送装置B的制造设备的一例。

根据上述那样的设备，输送托盘通过输送装置在各作业装置间进行输送，停止在适于各作业装置的作业的一定位置时，能够接受该输送装置上的电机的驱动力，使自身具有的轴状工件旋转。此时，输送装置的电机的驱动力经由设置于输送装置的驱动侧磁耦合器和设置于输送托盘的被驱动侧磁耦合器之间的磁力结合、以及输送托盘上的传动机构而传递到轴状工件。

在采用这种结构的情况下，不需要在输送托盘上搭载用于使轴状工件旋转的驱动源(电机等)。因此，能够使输送托盘轻量并且简单，能够成为低成本的结构。

另外，因为可通过磁耦合器进行非接触的动力传递，所以不需要在输送托盘和输送装置之间机械地啮合动力传递用设备的单元。即，仅使输送托盘停止在定位置，就能够不啮合偶联器等而进行从输送装置向输送托盘的动力传递。在这一点上也具有能够将设备结构简单化的优点。

关于所述制造设备，还优选的是，

·在所述输送托盘上安装有多个轴状工件，

·所述预热装置上的燃烧器、喷镀装置上的喷镀枪、掩蔽装置上的覆盖材料涂布用辊、以及喷丸装置上的喷枪中的一个以上比设置于输送托盘上的轴状工件的数量少，并且沿着输送托盘上的轴状工件的排列方向能够移动。

在图10所示例的喷镀装置40中，输送托盘A上的轴状工件1的数量为12，与之相对，喷镀枪47的数量少至4，通过喷镀装置40内的伺服电机44，各喷镀枪47可以向左右移动。

在输送托盘上安装多个轴状工件的设备中，在所述各作业装置上配置与轴状工件同数量的燃烧器、喷镀枪、覆盖材料涂布用辊以及喷枪在能效方面是理想的。理由在于，在各作业装置中，对位于此的输送托盘上的所有的轴状工件同时进行作业，以能够有效地制造转矩传感器用轴。

但是，使燃烧器、喷镀枪、覆盖材料涂布用辊以及喷枪中的一个以上的数量少于轴状工件的数量的所述制造设备在设备成本方面具有优点。即，这样的设备相较于具备与轴状工件同数的燃烧器等所有的设备的所述设备，制造能力不高，但设备成本相应地降低了燃烧器等设备数量减少的量。通过使数量少的设备沿轴状工件的排列方向移动，能够对于所有的轴状工件实施必要的作业。

而且，在对作业装置分别同时供给一个输送托盘并同时进行各作业的情况下，只要将燃烧器等各设备的数量按照各作业装置的工序的所需时间适当地设定，就能够将数量少所致的能效的降低抑制在最小限度。即，关于进行所需时间短的工序的作业装置，只要减少用于该作业的设备，并使这些各设备在其它作业装置进行所需时间长的工序的期间使多个轴状工件移动并进行作业，就能够避免整体的工序大幅延迟。

关于所述制造设备，或者也可以是，

·所述预热装置上的燃烧器、喷镀装置上的喷镀枪、掩蔽装置上的覆盖材料涂布用辊以及喷丸装置上的喷枪中的一个以上由位于比输送托盘上的轴状工件高的位置的支承单元支承。

图6、图7、图8分别示例预热装置、喷镀装置喷丸装置，但在它们中，燃烧器、喷枪以及喷镀枪由位于比输送托盘上的轴状工件高的位置的支承单元(支承构架等)支承。

当燃烧器或喷镀枪、覆盖材料涂布用辊、或喷枪被这样的支承单元从高的位置支承时，容易确保在设备的底板上作业者用的空间(作业者用于进行随附于制造的作业或检修、保养等的空间)。

所述制造设备还优选为，

·能够使所述输送托盘沿着与所述输送装置的输送路径呈直角的方向横行的横行装置与所述输送装置并设，输送托盘沿着这两个装置的环形路径被输送，由此，输送托盘向所述各作业装置间被依次输送。

图1以及图13的各制造设备中，横行装置C(C1、C2)各配置2台，与输送装置B一同构成输送托盘A用的周围路径。

在未并设横行装置时，许多情况下不得不直线状(一方向或往复的路径)构成输送托盘用的输送路径。但是，如果如上述并设横行装置，则能够沿着周围路径而非直线状的路径输送输送托盘。于是，能够缩短设备的全长而使设备紧凑。

所述制造设备特别优选具有下述特征，

·喷镀装置进行如下方式的喷镀：从喷镀枪喷射含有金属粉末的火焰而使金属粉末熔融，将该火焰在其到达轴状工件的表面之前通过来自外侧的冷却气体进行冷却，同时，

·通过非接触式温度计测量被喷镀的轴状工件的表面的温度，根据该温度的测量值使喷镀枪的位置偏离，由此将喷镀中的轴状工件的温度保持为一定。

在图10所示例的喷镀装置40中，如上述并设有进行喷镀的喷镀枪47和测量轴状工件的表面的温度的非接触式温度计48，并通过上述方法控制喷镀中的轴状工件1的温度。

根据具有这种喷镀装置的转矩传感器制造设备，因为将喷镀中的轴状工件的表面保持在优选的温度范围，所以能够在轴状工件的表面适当地形成金属玻璃皮膜。

所述制造设备中，更优选的是，

·作为在进行了喷丸后除去所述覆盖部的清洗装置，具有通过流体压缸将钢丝刷辊按压于轴状工件的侧面的构造，在流体压缸的动作部和钢丝刷辊之间设置包含按压压力的设定用弹簧的部件。

图12表示这种清洗装置的一例。图中，符号89是钢丝刷辊，符号87是按压压力的设定用弹簧。

如果转矩传感器制造设备具有这样的清洗装置，则该设备也能够自动地实施除去进行喷丸之后而使用完毕的所述覆盖部并清扫轴的表面这样的作业。因此，进一步减轻有关转矩传感器轴的制造的作业员的作业负担。

此外，对轴状工件的侧面按压的钢丝刷辊的按压压力能够通过所述弹簧的选定而适当地设定。因此，能够防止该按压压力过强或过弱。

发明提供一种转矩传感器的制造方法，

·是通过在轴状工件的侧面以规定的图案形成含有金属玻璃皮膜的磁致伸缩部，而制造转矩传感器用轴的方法，其特征在于，

·使用上述任一项所述的制造设备，在所述各作业装置中，一边使输送托盘上的所述轴状工件旋转，一边对该轴状工件进行预热、喷镀、掩蔽以及喷丸。

根据该方法，能够使用所述设备顺畅地制造转矩传感器用轴。

(发明的效果)

根据发明的制造设备以及制造方法，能够按照决定的顺序以及条件适当地进行转矩传感器用轴的制造所需的喷镀和其前后的处理。因此，能够顺畅地量产品质优异的转矩传感器用轴。

附图说明

图1是表示实施例的轴制造设备的整体配置的俯视图。

图2是表示轴状工件1用的输送托盘A和输送装置B的图，图2(a)是主视图，同图(b)是侧视图，同图(c)是设置于输送托盘A和输送装置B的磁耦合器的磁极的配置图。

图3是表示中空的轴状工件1、和在输送托盘A上安装其的支架2B、以及覆盖于它们上的筒状罩3的主视图。图3(a)表示中空的轴状工件1，同图(b)表示筒状罩3，同图(c)表示支架2B，同图(d)表示上部支架2U，同图(e)表示它们的安装状态。

图4是表示实心的轴状工件1、和在输送托盘A上安装其的支架2、以及覆盖于它们上的筒状罩3的主视图。图4(a)表示实心的轴状工件1，同图(b)表示筒状罩3，同图(c)表示支架2，同图(d)表示它们的安装状态。

图5是表示轴状工件1向输送托盘A装卸的装卸装置10的侧视图。

图6是表示预热装置20的侧视图。

图7是表示喷丸装置30、70的侧视图。

图8是表示喷镀装置40的侧视图。

图9是表示喷镀装置40中的喷镀枪47的详细图。

图10是表示喷镀装置40的俯视图。

图11是表示掩蔽装置60的侧视图。

图12是表示清洗装置80的侧视图。

图13是表示其它实施例的轴制造设备的整体配置的俯视图。

图14是表示转矩传感器的一般的构造的纵剖视图。

符号说明

1 轴状工件(轴)

1a 磁致伸缩部形成用部分

2、2B、2U 支架

3 筒状罩

10、110 装卸装置

20 预热装置

25 燃烧器

30、70、120 喷丸装置

35 喷枪

40、130 喷镀装置

47 喷镀枪

48 非接触式温度计

60、150 掩蔽装置

80 清洗装置

87 弹簧

89 刷辊

A 输送托盘

B 输送装置

C (C1、C2)横行装置

MC (A4、B8)磁耦合器。

具体实施方式

作为发明的一实施例，图1表示转矩传感器用轴的制造设备。该设备如图示那样配置有后述的装卸装置10和预热装置20、喷丸装置30、喷镀装置40、掩蔽装置60、喷丸装置70、清洗装置80等作业装置。将用于形成转矩传感器用轴的中空或实心的轴状工件1(参照图3、图4)依次输送到上述各作业装置，对各轴状工件1实施基于各作业装置的处理。由此，在各轴状工件1上形成包含金属玻璃皮膜的磁致伸缩部，制造转矩检测特性优异的轴。

在图1的制造设备中，轴状工件1的输送使用图2(a)、(b)所示的输送托盘A以及输送装置B进行。输送托盘A在构架A1内可旋转地设置轴状工件1用的支承部件A2，并且设置有向其传动旋转力的传动机构A3等。输送装置B对于上述每个作业装置附设于其下部，构成为通过与电机B1和传动机构B2连结的输送用辊B3而能够将上述输送托盘A向长度方向输送。出于对输送托盘A的输送进行导向的目的，在输送装置B上，在输送路径的一侧设置有导向辊B4，并且在输送路径的另一侧设置有与气缸B5连结的按压辊B6。利用两个辊B4、B6夹住输送托盘A，防止其位置向左右错位。

作为使轴状工件1旋转的单元，在输送装置B上设置有电机B7，在其驱动轴的上端安装有磁耦合器MC的驱动侧偶联器B8。而且，在输送托盘A的上述传动机构B2的下端部分安装有磁耦合器MC的被驱动侧偶联器A4。由此，在输送托盘A被输送到规定的位置并停止时，能够利用输送装置B的电机B7的驱动力使输送托盘A的支承部件A2旋转。如果在这样的支承部件A2上安装轴状工件1，则轴状工件1能够与支承部件A2一同在各作业装置中旋转，因此，能够顺畅地实施用于在其一部分区域的全周形成磁致伸缩部的作业(预热、喷镀、掩蔽、喷丸、清洗)。

在输送装置B和输送托盘A上的磁耦合器MC的驱动侧偶联器B8和被驱动侧偶联器A4的各对置面上，如图2(c)那样区分地配置有磁极。即，上述各偶联器B8、A4的双方均在中央部设置同极(图示的例中为N极)，并且在其周围交替配置N极和S极。如果使用具有这种磁极配置的偶联器B8、A4，则减轻推力方向的拉伸，因此，能够抑制输送时的阻力。

另外，作为输送装置B上的上述输送用辊B3，使用将除两端以外的向中间部分渐细的辊。如果在输送托盘A移动时，上述的偶联器A4和输送用辊B3接近，则磁力所致的无用的拉伸力作用，因此，关于输送用辊B3，将中间部分渐细，加宽其间隔。

在图1的制造设备中，除上述的输送装置B外，还配置有使输送托盘A沿与输送装置B的输送路径成直角的方向移动的横行装置C1、C2。通过将这种横行装置C1、C2如图示配置于与一连串的输送装置B进行的连续的输送路径的端部，在该制造设备中，能够将输送托盘A沿着矩形状的周围路径输送到各作业装置间。

轴状工件1如图3(a)、图4(a)所示在长度方向的中央部具有磁致伸缩部形成用部分1a。通常为碳钢制，但也有时将钛或不锈钢的部件作为轴状工件1。另外，轴状工件1可以如图3(a)那样为中空，也可以如图4(a)那样为实心。在输送托盘A(参照图2)的支承部件A2上，以图3(e)或图4(d)的状态安装通常12个这样的轴状工件1。

在轴状工件1为实心的情况下，在支承部件A2上利用螺栓等固定图4(c)所示的支架2，轴状工件1通过将下端侧插入该支架2内而被支承。支架2在脚部2a的前端具有中空部分2b，在该中空部分2b，能够以不相对旋转的方式紧密地插入轴状工件1的下端侧。在支架2上，在侧壁的4个部位形成有椭圆状的开口2c，并且使上述中空部分2b通向外部。

在支承部件A2上的支架2上，还安装有图4(b)所示的筒状罩3。筒状罩3是以仅对轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a进行喷镀等作业的方式覆盖轴状工件1的两端侧的夹具。通过将紧固螺丝从筒状罩3的孔3c插入支架2的螺丝孔2d，将筒状罩3固定于支架2上。关于筒状罩3，在侧壁的4个部位也形成有贯通内外的椭圆状的开口3b。

为了避免轴状工件1会相对于支架2相对旋转，如图4(c)所示，在支架2的侧部贯通螺丝孔2e，另外，如图4(b)所示，在筒状罩3的对应部位(与螺丝孔2e重合的外侧位置)形成有贯通孔3e。通过将紧固螺丝(省略图示)从筒状罩3的贯通孔3e嵌入支架2的螺丝孔2e内，并使其前端向支架2的内侧突出，形成轴状工件1的止转部。

另一方面，在轴状工件1的上端侧，与下端侧对称地安装有与上述支架2同一(对称)形状、同一尺寸、同一材质(碳钢)的支架2，在该支架2上也覆盖有与上述筒状罩3同一(对称)形状、同一尺寸、同一材质(碳钢)的筒状罩3。在输送托盘A上，因为不需要支承轴状工件1的上端侧，所以为了进行处理等而在上端侧不需要支架2，但通过安装与下端侧相同的支架2以及筒状罩3，使热的条件与下端侧相同。即，使包含支架2以及筒状罩3的轴状工件1的热容量在上端侧和下端侧相同，以能够适当地对磁致伸缩部形成用部分1a进行预热/喷镀。

另外，上下双方的支架2和筒状罩3如上述在侧壁具有开口2c、3b在适当地对轴状工件1进行预热的方面也是有利的。通过穿过这些开口2c、3b对磁致伸缩部形成用部分1a的外侧(靠上·靠下的各部位)进行加热，能够将该部分1a整体均匀地预热。

在轴状工件1为中空的情况下，在支承部件A2上利用螺栓等固定图3(c)所示的棒状的下部支架2B，轴状工件1通过将全长覆盖于该支架2B上而进行支承。支架2在前端部附近具有花键2Bh，与轴状工件1的花键1c结合，实现该工件1的止转的功能。

在支承部件A2上的支架2B上也安装有图3(b)所示的筒状罩3。筒状罩3是以与图4(b)的目的同样的目的使用的夹具，通过将紧固螺丝从孔3c插入支架2的螺丝孔2Bd，被固定于支架2B上。另外，关于图3(b)的筒状罩3，在侧壁的4个部位形成有贯通内外的开口3b。

关于中空的轴状工件1，在上端侧也安装有基部的形状与上述的下部支架2B大致相同(对称)并且尺寸、材质(碳钢)也相同的上部支架2U，如图3(e)所示与支架2B结合，在该支架2U上也安装有与上述筒状罩3同一(对称)形状、同一尺寸、同一材质(碳钢)的筒状罩3。使支架2B和支架2U结合得到的整体的支架形状上下对称，并且筒状罩3也上下对称地配置，由此，在上端侧、下端侧使热的条件相同，以能够适当地预热/喷镀磁致伸缩部形成用部分1a。另外，在上下双方的筒状罩3的侧壁形成有开口3b这一点也与图4的例子相同，能够均匀地进行轴状工件1的预热。

设置于图1的制造设备内的多个作业装置中的、设置于端部的装卸装置10如图5那样构成。装卸装置10相对于输送托盘A安装或拆卸轴状工件1，通过升降用电机11使升降杆12升降，在该升降杆12的前端装备有图3(e)、图4(d)中设置于上侧的支架2、2U用的夹头13。通过将安装有筒状罩3和轴状工件1的该支架2的圆盘2Uf由该夹头13保持并上下移动，能够相对于下方的支架2进行装卸。

配置于装卸装置10的附近(下游侧)的预热装置20具有图6的结构。即，在支承构架21上安装升降用电机23，由此使升降杆24升降。因为在升降杆24的前端设置有煤气燃烧器25，所以能够由此对输送托盘A上的轴状工件1进行预热。因为输送托盘A经由磁耦合器MC从输送装置B接受驱动力，所以轴状工件1能够一边旋转一边均匀地接受预热。

预热装置20的上述支承构架21设置有车轮22而形成台车状，由此，能够使燃烧器25向前后(轴状工件1的排列方向)移动。因此，使用与图10(后述的喷镀装置40)中的伺服电机44以及连结棒43相同的电机以及连结棒(均未图示)，能够使支承构架21移动。由此，能够微调整煤气燃烧器25相对于轴状工件1的位置，或使燃烧器25向隣接的轴状工件1移动(燃烧器25的数量比轴状工件1的数量少的情况)。

喷丸装置30以及喷丸装置70是如图7那样构成的作业装置。即，在支承构架31上安装升降用电机33，利用该电机33使升降杆34升降。在升降杆34的前端设置喷枪35，由此，对轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a进行喷丸。

图1中，配置于预热装置20的下游相邻位置的喷丸装置30出于在喷镀之前在轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a形成微细的凹凸的目的使用。另外，设置于比掩蔽装置60更靠下游侧的喷丸装置70出于朝向在喷镀后的金属玻璃皮膜上以条纹图案等掩蔽的磁致伸缩部形成用部分1a进行喷丸，并且将未掩蔽的部分的金属玻璃皮膜除去的目的而使用。

这些喷丸装置30、70也与上述预热装置20以及后述的喷镀装置40同样地通过车轮32或电机、连结棒等的作用而沿轴状工件1的排列方向移动。

配置于喷丸装置30的下游侧相邻位置的喷镀装置40具有图8～图10所示的结构。首先，如图8所示，在支承构架41上安装升降/横行用致动器45，以能够使升降杆46升降并且向前后(轴状工件1的排列方向)横行，并且在升降杆46的前端设置有喷镀枪47。在喷镀枪47进行的喷镀时，使轴状工件1旋转，同时通过上述致动器45使喷镀枪47升降/横行，由此，在轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a一边进行该部分1a的温度控制，一边均匀地形成喷镀皮膜。因为在支承构架41上安装有车轮42，所以通过图10所示的伺服电机44和连结棒43等能够将喷镀枪47沿轴状工件1的排列方向移动。如图10所示，与轴状工件1的数量(12)相比，喷镀枪47的数量(4)少，但通过如上述使喷镀枪47可移动，能够对所有的轴状工件1依次实施喷镀，另外能够微调整喷镀枪47的位置。

喷镀枪47是图9所示的构造的粉末式构架喷镀枪，通过将火焰急速冷却，能够在轴的表面形成金属玻璃(非晶合金)皮膜。

如图示，喷镀枪47在枪主体47a的前部安装有也被称作外部冷却装置的二重管的筒状体47c等。在喷镀枪47上连接有将喷镀的材料粉末与输送气体(例如氮气)一同供给的管、燃料(乙炔或乙烯)以及氧气的各供给管、以及内部冷却气体(例如氮气)的供给管。在喷镀枪47的前端有喷嘴47b，从此喷射火焰和喷镀粉末材料。上述的内部冷却气体从与喷嘴47b的周围相接的位置吹出，进行喷嘴47b的冷却和火焰的温度调节。图示的筒状体47c在喷镀枪47喷射的火焰F的前半部分(接近喷嘴47b的部分。材料粉末的熔融区域)将火焰F和外气隔离，同时，从二重管的前端部向火焰F的后半部分吹出冷却气体(例如氮气)G，对火焰F进行冷却。

该喷镀枪47将与成为皮膜的合金同一成分的材料粒子与火焰F一同从喷嘴47b喷射，将该材料粒子利用火焰F熔融后，用上述冷却气体G进行冷却，由此，能够在轴状工件1的表面形成金属玻璃皮膜。火焰F的速度为30～40m/s左右，火焰F的温度在中心部附近为1000～1200℃(根据材料粒子分别调整)。火焰F因为被筒状体47c和从其喷出的冷却气体G包围并到达基材(轴状工件1)，所以能够抑制金属玻璃皮膜中夹杂的氧化物的量。

可以利用喷镀装置40在轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a形成例如Fe-Co-Si-B-Nb类(例如(Fe1-xCox)72B20Si4Nb4)的金属玻璃皮膜。该成分类不仅在非晶形成能高并且容易非晶化方面，而且在磁特性优异、另外机械特性上难以塑性变形这些点上是优选的。

在喷镀装置40上，如图10所示，在与喷镀枪47分别接近的位置配置非接触式温度计48，测量被喷镀的轴状工件1(磁致伸缩部形成用部分1a)的表面的温度。根据该温度的测量值，通过上述致动器45使喷镀枪47的位置沿上下以及横方向错开等，将喷镀中的轴状工件1(磁致伸缩部形成用部分1a)的温度保持为一定，以使皮膜的性状或与轴状工件1的密合程度良好。

通过喷镀形成有金属玻璃皮膜的轴状工件1被从图1的喷镀装置40输送到相邻的冷却装置51，在此被空冷规定时间后，通过横行装置C1向朝向每个输送托盘A的一侧的入侧工作台52横行输送，进而向掩蔽装置60输送。掩蔽装置60是在轴状工件1上的金属玻璃皮膜上形成与作为磁致伸缩部的螺旋状的条纹图案相同图案的橡胶状皮膜的装置。在将这种橡胶状皮膜作为覆盖部形成后，通过后续的喷丸装置70对金属玻璃皮膜进行喷丸，由此，将未覆盖的部分的金属玻璃皮膜除去，将金属玻璃皮膜作为上述条纹图案的磁致伸缩部。

掩蔽装置60的结构如图11所示。出于在轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a涂布形成覆盖部的目的，如图示，配备有3个转印辊(油墨转印辊61、凹版辊62、转印辊63)。成为覆盖部的橡胶(或其它树脂类)首先对油墨转印辊61的周面上提供，使其向将与成为磁致伸缩部的条纹图案对应的图案作为周面上的凹部刻印的凹版辊62移动。附着于该辊62的周面的橡胶中的、被刮刀(省略图示)刮落并残存于上述凹部内的橡胶经由转印辊63的各周面转印于轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a。

如图1所示，在掩蔽装置60的下游侧，夹着冷却装置53配置有喷丸装置70。喷丸装置70的结构与上述喷丸装置30相同，如图7所示。在该装置70中，朝向由掩蔽装置60形成有覆盖部的轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a进行喷丸，将没有覆盖部的部分的金属玻璃皮膜除去。由于喷丸的效果不会作用于被橡胶覆盖的部分，因此，仅在上述的条纹图案上残留金属玻璃皮膜。

在掩蔽装置60、喷丸装置70的更下游侧配置有图12所示的清洗装置80。清洗装置80是用于从经喷丸后的磁致伸缩部形成用部分1a除去上述覆盖部的橡胶并清扫该部分1a的表面的装置。

清洗装置80如图12所示为在支承构架81上安装升降用电机83，通过该电机33使升降杆84升降的构造，在升降杆84的前端安装有向轴状工件1的磁致伸缩部形成用部分1a按压的钢丝刷辊89等。钢丝刷辊89被安装于气动马达88的输出轴并被旋转驱动。支持该气动马达88的构架85经由按压压力的设定用弹簧87安装于按压用的气缸86的动作端。因此，钢丝刷辊89被气缸86按压于轴状工件1，该按压压力通过弹簧87的弹簧系数决定。轴状工件1的金属玻璃皮膜上的橡胶覆盖部通过喷丸难以消失，但如果用钢丝刷辊89擦拭，则被比较简单地除去。

此外，该清洗装置80也能够通过车轮82、与图10的喷镀装置40中的电机44和连结棒45相同的电机、连结棒等的作用，使钢丝刷辊89等沿轴状工件1的排列方向移动。

图1的制造设备在上述清洗装置80的下游侧设置有出侧工作台54，并且从此朝向装卸装置10配置有横行装置C2。由此，能够将进行上述清洗并结束了磁致伸缩部的形成的多个轴状工件(转矩传感器轴)1与输送托盘A一同返回装卸装置10上，并在此回收。

在从装卸装置10返回同一装卸装置10的上述的周围路径上，可以将1台或少数台的输送托盘A依次送向各作业装置。但是，在周围路径上同时与12个轴状工件1一同存在接近8台的输送托盘A，如果以在任一作业装置上总是输送托盘A接受任何处理这样的方式使用，则也能够使转矩传感器轴的生产速度最高。

图13表示与上述不同的方式的制造设备。该设备制造与上述相同的转矩传感器轴，与图1的设备相比紧凑地构成，降低生产能力，降低设备成本。

与图1的设备相同，图13的该设备也将作为转矩传感器轴的轴状工件每次多个安装于输送托盘A上，并且将这样的输送托盘A也利用输送装置B输送到各作业装置。输送装置B附设于各作业装置上，经由磁耦合器(省略图示)向输送托盘A传送旋转驱动力，因此，输送托盘A上的轴状工件1一边旋转一边在各作业装置中接受喷镀等处理。另外，因为在输送装置B上并设有横行装置C1、C2，所以沿着它们的周围轨道使输送托盘A移动。在这一点上图13的制造设备与图1的设备相同。

在图13的制造设备中，将作业装置减少数量如下配置。即，在从装卸装置110起图示右转的路径中，按顺序配置有喷丸装置120、喷镀装置130、冷却装置141和142、掩蔽装置150、冷却装置143和144以及145。而且，输送托盘A在绕从装卸装置110右转的路径1圈后，从装卸装置110再次送向喷丸装置120，之后返回装卸装置110，并在此回收轴状工件1。

装卸装置110用于通过手动作业将轴状工件安装于输送托盘A上或拆下。

喷丸装置120为如下装置：在进行喷镀之前对应当形成凹凸的轴状工件1进行喷丸，在喷镀装置130以及掩蔽装置150进行的喷镀以及掩蔽结束后(即绕周围路径1圈后)，为了形成磁致伸缩部而再次进行喷丸，进而还进行除去覆盖部的橡胶的清洗，即由1台兼任三个作业。因此，以上述的图7以及图12所示的各结构为基准，将喷枪和刷辊双方以能够升降等的状态装备。

在喷镀装置130上，除了对轴状工件的喷镀外，还进行事先的预热。关于喷镀，与上述的喷镀装置40(图8～10)同样地进行，预热通过从图9的喷镀枪47仅喷出火焰F(不喷出材料粉末)而进行。

掩蔽装置150仍旧使用上述的掩蔽装置60(图11)。

冷却装置141～145也将与上述同样的装置与上述同样使用而对轴状工件进行空气冷却。

在如上构成而使用的图13的制造设备中，转矩传感器轴的量产能力比图1的量产能力低，在设备成本上是有利的，而且，具有设备长度短并且占有面积小的优点。在需要提高生产能力的情况下，将喷丸装置120以及喷镀装置130设为专用，随之可以将必要的其它作业装置设置在图13中的冷却装置141～145的任意的场所等。

Claims (10)

1.一种转矩传感器用轴的制造设备，是通过在中空或实心的轴状工件的侧面以规定的图案形成包含金属玻璃皮膜的磁致伸缩部，而制造转矩传感器用轴的设备，其特征在于，

将所述轴状工件能够旋转地安装于输送托盘上，

对包含轴状工件的预热装置、金属玻璃皮膜向轴状工件的侧面形成的形成用喷镀装置、在该皮膜上设置与所述图案对应的覆盖部的掩蔽装置、以及朝向包含该覆盖部的金属玻璃皮膜的喷丸装置的各作业装置，依次输送所述输送托盘，

在各作业装置中，一边使输送托盘上的所述轴状工件旋转，一边对该轴状工件进行预热、喷镀、掩蔽以及喷丸。

2.根据权利要求1所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

所述各轴状工件为在长度方向的中央部附近具有所述磁致伸缩部的形成用部分的中空的工件，

关于所述输送托盘上的该工件，将全长覆盖于所述输送托盘上的棒状支架的外侧并能够旋转地进行支承，在两端部分别覆盖对称形状的筒状罩，由此使所述形成用部分露出，

以及，所述各筒状罩具有使所述工件的一部分露出的开口。

3.根据权利要求1所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

所述各轴状工件为在长度方向的中央部附近具有所述磁致伸缩部的形成用部分的实心的工件，

关于所述输送托盘上的该工件，将一端侧插入所述输送托盘上的套管状支架的内侧并能够旋转地进行支承，同时，由筒状罩覆盖，在另一端侧也安装与所述支架对称形状的套管状支架，同时，覆盖与所述筒状罩对称形状的筒状罩，由此使所述形成用部分露出，

进而，所述各支架以及所述各筒状罩具有使所述工件的一部分露出的开口。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

在所述各作业装置上附设有将所述输送托盘沿着一定的路径输送并停止在一定位置的输送装置，

在该输送装置上设置有用于使停止在一定位置的输送托盘上的轴状工件旋转的电机、和用于将该电机的驱动力传递到输送托盘的驱动侧磁耦合器，

在输送托盘上设置有当停止在一定位置时从所述驱动侧磁耦合器以非接触状态接受驱动力的被驱动侧磁耦合器、和用于将该驱动力向轴状工件的每个传递的传动机构。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

在所述输送托盘上安装有多个轴状工件，

所述预热装置上的燃烧器、喷镀装置上的喷镀枪、掩蔽装置上的覆盖材料涂布用辊、以及喷丸装置上的喷枪中的一个以上比设置于输送托盘上的轴状工件的数量少，并且沿着输送托盘上的轴状工件的排列方向能够移动。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

所述预热装置上的燃烧器、喷镀装置上的喷镀枪、掩蔽装置上的覆盖材料涂布用辊以及喷丸装置上的喷枪中的一个以上由位于比输送托盘上的轴状工件高的位置的支承单元支承。

7.根据权利要求4所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

能够使所述输送托盘沿着与所述输送装置的输送路径呈直角的方向横行的横行装置与所述输送装置并设，输送托盘沿着这两个装置的周围路径被输送，由此，输送托盘向所述各作业装置间被依次输送。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

所述喷镀装置进行如下方式的喷镀：从喷镀枪喷射含有金属粉末的火焰而使金属粉末熔融，将该火焰在其到达轴状工件的表面之前通过来自外侧的冷却气体进行冷却，

同时，通过非接触式温度计测量被喷镀的轴状工件的表面的温度，根据该温度的测量值使喷镀枪的位置偏离，由此将喷镀中的轴状工件的温度保持为一定。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的转矩传感器用轴的制造设备，其特征在于，

作为在进行了喷丸后除去所述覆盖部的清洗装置，具有通过流体压缸将钢丝刷辊按压于轴状工件的侧面的构造，在流体压缸的动作部和钢丝刷辊之间设置包含按压压力的设定用弹簧的部件。

10.一种转矩传感器用轴的制造方法，是通过在轴状工件的侧面以规定的图案形成含有金属玻璃皮膜的磁致伸缩部，而制造转矩传感器用轴的方法，其特征在于，

使用权利要求1～9中任一项所述的制造设备，在所述各作业装置中，一边使输送托盘上的所述轴状工件旋转，一边对该轴状工件进行预热、喷镀、掩蔽以及喷丸。