JP2008089392A - エンコーダの着磁方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダ４を構成する、未着磁のエンコーダ本体８の外周面のうち、適正な軸方向位置に被検出面を着磁形成できる着磁方法を実現する。
【解決手段】支持軸２９の上端部に上記エンコーダ４を支持固定した状態で、このエンコーダ４を構成する芯金７の一部に設けた被押圧面１７に、位置決め治具３５を構成する円柱部３７の下面（第一の接触面）を接触させる。この状態で、上記着磁装置を構成する着磁ヘッド２６の上面を、上記位置決め治具３５を構成する平板部３６の下面（第二の接触面）に接触させる。これにより、上記エンコーダ本体８の軸方向に関する上記着磁ヘッド２６の位置決めを図って、上記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、車輪支持用転がり軸受ユニット等の回転機械を構成する、静止部材と回転部材との相対変位量と、これら両部材同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を測定する為に、少なくとも１対のセンサと組み合わせて使用する、エンコーダの着磁方法に関する。

例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型等の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、例えば非特許文献１に記載されている様な、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、更には、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム（ＥＳＣ）等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等を表す信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（例えばラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。

この様な事情に鑑みて、特許文献１には、特殊なエンコーダを使用して、転がり軸受ユニットに加わる荷重の大きさを測定する発明が記載されている。図５〜６は、この特許文献１に記載された構造ではないが、この特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、回転機械の状態量測定装置に関する先発明の構造の１例を示している。この先発明の構造の１例は、使用時にも回転しない静止側軌道輪である外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、回転側軌道輪であるハブ２を、複数個の転動体３、３を介して、回転自在に支持している。これら各転動体３、３には、互いに逆向きの（図示の場合には背面組み合わせ型の）接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の例では、上記転動体３として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。

又、上記ハブ２の内端部（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図５の右側、図１０の上側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる図５の左側、図１０の下側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。）には、円環状のエンコーダ４を、上記ハブ２と同心に支持固定している。又、上記外輪１の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー５の内側に、１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ を支持固定すると共に、これら両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部を、上記エンコーダ４の被検出面である外周面に近接対向させている。

上記エンコーダ４は、芯金７とエンコーダ本体８とを組み合わせて成る。このうちの芯金７は、軟鋼板等の磁性金属板により、断面クランク形で全体を段付円筒状に構成しており、互いに同心の大径円筒部９及び小径円筒部１０と、これら両円筒部９、１０の軸方向端縁同士を連結する円輪部１１とを備える。又、上記エンコーダ本体８は、上記大径円筒部９の外周面の全周に円筒状の磁性部材（永久磁石材、高保持力材）を、この大径円筒部９と同心に添着固定（接着固定、モールドによる固定等）した後、この磁性部材に着磁する事により構成している。被検出面である、上記エンコーダ本体８の外周面の中間部乃至内端寄り部分には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。そして、これらＳ極とＮ極とを配置した部分の軸方向片半部（図５の左半部、図６の上半部）を、これらＳ極とＮ極との境界の位相が上記外周面の軸方向に対して所定方向に所定角度で漸次変化する、第一特性変化部１２としている。これに対し、上記Ｓ極とＮ極とを配置した部分の軸方向他半部（図５の右半部、図６の下半部）を、これらＳ極とＮ極との境界の位相が上記外周面の軸方向に対して上記所定方向と逆方向に上記所定角度と同じ角度で漸次変化する、第二特性変化部１３としている。従って、上記Ｓ極とＮ極とは、軸方向中央部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「Ｖ」字形（又は「く」字形）となっている。尚、検出精度は劣るが、上記両特性変化部１２、１３のうちの何れか一方の特性変化部の境界のみを軸方向に対し傾斜させ、他方の特性変化部の境界を軸方向と平行にする事もできる。この様なエンコーダ４は、上記芯金７を構成する小径円筒部１０（嵌合筒部）を、上記ハブ２を構成する内輪１４の軸方向内端部に締り嵌めで外嵌する事により、このハブ２に対し、このハブ２に対する軸方向位置を規制した状態で、このハブ２と同心に支持固定している。

又、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。そして、これら両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ のうち、一方のセンサ６ａ₁ の検出部を上記第一特性変化部１２に、他方のセンサ６ａ₂ の検出部を上記第二特性変化部１３に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部が上記両特性変化部１２、１３に対向する位置は、このエンコーダ４の円周方向に関して同じ位置としている。又、上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｓ極とＮ極との軸方向中央部で円周方向に関して最も突出した部分（これらＳ極とＮ極との境界の傾斜方向が変化する部分）が、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の設置位置を規制している。

上述の様に構成する回転機械の状態量測定装置の場合、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用しておらず、これら外輪１とハブ２とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部は、図６の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。これに対し、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図６の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用｛外輪１とハブ２とがアキシアル方向（軸方向）に相対変位｝した場合には、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部は、図６の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図６の（Ａ）で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の検出部は、図６の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。

この様に、上述した先発明の構造の１例の場合には、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相が、上記外輪１と上記ハブ２との間に加わるアキシアル荷重（これら外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位）の作用方向に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求める事ができる。尚、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた上記位相差と上記アキシアル方向の相対変位及び荷重との関係を、計算式や変換マップ等の型式で組み込んでおく。

尚、上述した先発明の構造の１例の場合には、それぞれの検出部を第一、第二の特性変化部に対向させた１対のセンサから成るセンサ組を１組だけ設けている。これに対し、特願２００６−１４３０９７、特願２００６−２１４１９７には、それぞれが１対のセンサから成るセンサ組を複数組設ける事で、多方向の変位（傾きを含む）或は外力を求められる構造が開示されている。

何れにしても、上述の様な先発明に係る状態量測定装置により、外輪１とハブ２との間の軸方向に関する相対変位、これら外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重等の状態量を正確に求める為には、エンコーダ４と１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ との、軸方向に関する位置関係が正確である必要がある。即ち、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用せず、これら外輪１とハブ２とが軸方向に相対変位していない、中立状態では、１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ が被検出面を走査する位置が、図７の（Ａ）−（ａ）に鎖線で示す様に、特性変化の境界が最も突出した部分に対し対称位置に存在し、図７の（Ａ）−（ｂ）に示す様に、１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相が互いに一致する事が好ましい。ところが、各部品の製造誤差や組み付け誤差により、上記エンコーダ４と１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ との軸方向に関する位置関係がずれると、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用していないにも拘らず、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ が被検出面を走査する位置が、図７の（Ｂ）−（ａ）に鎖線で示す様に、特性変化の境界が最も突出した部分に対し非対称位置に存在し、図７の（Ｂ）−（ｂ）に示す様に、１対のセンサの出力信号の位相が互いに不一致になる。

この様な状態は、上述した状態量を精度良く求める面からは不利である。この点に就いて、図８〜９を参照しつつ説明する。これら図８〜９は、上記外輪１とハブ２との間の軸方向に関する相対変位と、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号同士の間に存在する位相差比（＝位相差／１周期）との関係を表している。これら各図中、破線αは、理論値を示しており、直線関係になっている。この様な理論値（破線α）は、被検出面に存在する特性変化の境界の傾斜角度、この被検出面の直径、この被検出面の１周当たりの特性変化の回数から、計算により求められる。これに対し、実線βは、実測値を示しており、非直線関係になっている。具体的には、相対変位が大きくなる程、この相対変位の変化に対する位相差比の変化が小さくなる、曲線関係になっている。上記実測値（実線β）が、この様な曲線関係になる理由は、被検出面の幅方向両端側で発生した磁束が、この被検出面の幅方向外側に回り込む為である。即ち、この結果、図７の（Ａ）−（ａ）、（Ｂ）−（ａ）の右端部に示す様に、被検出面の近傍部分で検出される磁束密度が、この被検出面の幅方向中央部で最大となり、この被検出面の幅方向両端側に向かう程徐々に（放物線状に）小さくなる為である。

尚、図８〜９では、中立状態（相対変位＝０）での位相差比である初期位相差比が、０．５に設定されている。この様な設定は、上記両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ の出力信号の位相を、中立状態で互いに半ピッチずらせる信号処理を行なったり、或はこれら両センサ６ａ₁ 、６ａ₂ に組み付ける磁気検出素子の向きを、互いに逆にする構成を採用したり、或は被検出面を構成する第一、第二両特性変化部１２、１３の特性変化の位相を、互いに半ピッチずらせる構成を採用する等により、容易に行なえる。

何れにしても、通常、前述した演算器は、上述した様な実測値（実線β）の関係を利用して、上述した状態量の算出を行なう。そこで、この様な実測値（実線β）の関係に注目して、先ず、図７の（Ａ）−（ａ）に示す様な、正規の位置関係が実現された場合（図８に示した通り、初期位相差比が０．５になる場合）に就いて考えてみる。この場合には、この図８に示す様に、相対変位の変化量Ｃに対して、位相差比の変化量がＤとなる。次に、図７の（Ｂ）−（ａ）に示す様な、正規でない位置関係が実現された場合（例えば図９に於いて、初期位相差比が０．７になった場合）に就いて考えてみる。この場合には、この図９に示す様に、相対変位の変化量Ｃに対して、位相差比の変化量はＥ（＜Ｄ）になる。一方、上記演算器は、図７の（Ａ）−（ａ）に示す様な、正規の位置関係が実現されている事（相対変位の変化量Ｃに対して、位相差比の変化量がＤになる事）を前提として、上述した状態量の算出を行なう。この為、図７の（Ｂ）−（ａ）に示す様な、正規でない位置関係が実現されている｛相対変位の変化量Ｃに対して、位相差比の変化量がＥ（＜Ｄ）になる｝と、上記演算器が算出する状態量に誤差が生じる。従って、この様な誤差が生じる事を防止すべく、各部品の製造誤差や組み付け誤差を抑えて、図７の（Ａ）−（ａ）に示す様な正規の位置関係を実現できる様にする事が望まれる。

この様な事情に鑑みて、特願２００６−１３６５９７には、エンコーダとセンサ装置とを軸方向に関して正しい位置関係で組み立てられる、回転機械の状態量測定装置の組立方法に関する発明が開示されている。この特願２００６−１３６５９７に開示された組立方法を実施する場合には、先ず、図１０の（Ａ）に示す様に、円環状に構成した第一の押圧治具１５により、エンコーダ４を、ハブ２を構成する内輪１４の軸方向内端部に外嵌固定する。具体的には、上記第一の押圧治具１５を構成する内径側円筒部１６の先端面を、上記エンコーダ４の芯金７を構成する円輪部１１の内側面である、被押圧面１７に突き当てる。そして、この状態で、図示の様に、上記第一の押圧治具１５を構成する大径側円筒部１８の先端面が、外輪１の外周面に形成した結合フランジ１９の内側面（基準面）に突き当たるまで、上記第一の押圧治具１５により上記芯金７を軸方向に押圧する。この結果、この芯金７を構成する小径円筒部１０が、上記内輪１４の軸方向内端部に、軸方向に関して適正寸法だけ圧入（締り嵌めにより外嵌）される。言い換えれば、上記結合フランジ１９の内側面から、上記芯金７を構成する円輪部１１の被押圧面１７までの軸方向距離が、必ずＬ₁ になった状態で、上記エンコーダ４が上記内輪１４の軸方向内端部に外嵌固定される。

次いで、図１０の（Ｂ）に示す様に、円環状に構成した第二の押圧治具２０により、１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ を支持したカバー５を、上記外輪１の軸方向内端部に外嵌固定する。具体的には、上記第二の押圧治具２０の内周面の軸方向中間部に設けた段差面２１を、上記カバー５の外周面の外端寄り部分に設けた段差面である、被押圧面２２に突き当てる。そして、この状態で、図示の様に、上記第二の押圧治具２０の先端面が上記結合フランジ１９の内側面（基準面）に突き当たるまで、この第二の押圧治具２０により上記カバー５を軸方向に押圧する。この結果、上記カバー５の外端部が、上記外輪１の軸方向内端部に、軸方向に関して適正寸法だけ圧入される。言い換えれば、上記結合フランジ１９の内側面から、上記カバー５の被押圧面２２までの軸方向距離が、必ずＬ₂ になった状態で、上記カバー５の外端部が上記外輪１の軸方向内端部に外嵌固定される。この様に、特願２００６−１３６５９７に開示された組立方法の場合には、同一の基準面（上記結合フランジ１９の内側面）を基準として、上記エンコーダ４の軸方向位置と、上記１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ を支持したカバー５の軸方向位置とを規制する為、中立状態で、図７の（Ａ）−（ａ）に示す様な、正規の位置関係を実現できる。

但し、この様な組立方法を実施した場合の効果、即ち、図７の（Ａ）−（ａ）に示す様な正規の位置関係を実現できると言った効果は、エンコーダの被検出面が、このエンコーダの所望の軸方向位置に着磁形成されている事を前提として得られるものである。言い換えれば、当該効果は、エンコーダの着磁位置に誤差が生じる事により、このエンコーダの被検出面が、このエンコーダの所望の軸方向位置からずれた軸方向位置に着磁形成された場合には、得られないものである。

特開２００６−１３３０４５号公報 青山元男著、「レッドバッジスーパー図解シリーズ／クルマの最新メカがわかる本」、ｐ．１３８−１３９、ｐ．１４６−１４９、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日

本発明は、上述の様な事情に鑑み、エンコーダの所望の軸方向位置に被検出面を着磁形成できる、エンコーダの着磁方法を実現すべく発明したものである。

本発明の着磁方法の対象となるエンコーダは、円環状の芯金と、エンコーダ本体とを備える。
このうちの芯金は、好ましくは軟鋼板等の磁性金属板製で、使用時に回転機械を構成する回転部材の一部に軸方向から嵌合された状態で、この回転部材と同心に支持固定される。
又、上記エンコーダ本体は、上記芯金の全周に円筒状の磁性部材を、この芯金と同心に支持固定した後、この磁性部材に着磁する事により、使用時にセンサの検出部を対向させる、この磁性部材の一方の周面のうち互いに軸方向に外れた２個所位置に、それぞれが被検出面である１対の特性変化部を設けて成る。そして、これら両特性変化部はそれぞれ、Ｓ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで配置して成るもので、少なくとも一方の特性変化部を構成する上記Ｓ極と上記Ｎ極との境界の位相が軸方向に関し、他方の特性変化部と異なる状態で漸次変化している。
そして、本発明の着磁方法は、この様な構成を有するエンコーダを対象とし、このエンコーダの製造過程で上記磁性部材の一方の周面に上記両特性変化部を設けるべく、この一方の周面の一部に着磁装置を構成する着磁ヘッドの先端面を対向させた状態で、当該一方の周面の一部を、上記両特性変化部を構成するＳ極又はＮ極に着磁する。
特に、本発明のエンコーダの着磁方法の場合には、この着磁を行なう際の、上記磁性部材の一方の周面に対する、この磁性部材の軸方向に関する上記着磁ヘッドの先端面の位置決めを、上記芯金の一部に存在する、軸方向を向いた基準面を基準として行なう。

上述した様な本発明の（請求項１に記載した）エンコーダの着磁方法を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、位置決め治具の一部に設けた、軸方向に向いた第一の接触面を、上記芯金の基準面に接触させた状態で、この位置決め治具の一部でこの第一の接触面から外れた部分に設けた、軸方向に向いた第二の接触面を、上記着磁ヘッドの一部又はこの着磁ヘッドと共に変位する部材の一部に接触させる事により、上記磁性部材の一方の周面に対する、この磁性部材の軸方向に関する上記着磁ヘッドの先端面の位置決めを図る。

又、上述の請求項１〜２に記載した発明を実施する場合で、対象となるエンコーダを構成する上記芯金の一部に、この芯金を前記回転部材の一部に軸方向から嵌合する際に、押圧治具により押圧される、軸方向に向いた被押圧面が設けられている場合に、好ましくは、請求項３に記載した様に、この被押圧面を上記基準面とする。
又、上述の請求項１〜３に記載した発明を実施する場合で、対象となるエンコーダを構成する上記芯金の一部に、上記回転部材の一部に軸方向から圧入嵌合する為の嵌合筒部が設けられている場合に、好ましくは、請求項４に記載した様に、上記回転部材の一部に上記嵌合筒部を軸方向から圧入嵌合する際の圧入締め代よりも小さい圧入締め代で上記嵌合筒部を、着磁装置を構成する支持軸の一部に軸方向から圧入嵌合した状態で、着磁を行なう。
又、上述の請求項１〜４に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項５に記載した様に、上記エンコーダを自身の中心軸を中心として回転させながら着磁を行なう。

又、上述の請求項１〜５に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項６に記載した様に、回転機械の状態量測定装置に組み付けて使用されるエンコーダを、実施の対象とする。
この回転機械の状態量測定装置は、回転機械と、状態量測定装置とを備える。
このうちの回転機械は、使用状態でも回転しない静止部材と、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材とを備える。
又、上記状態量測定装置は、上記回転部材の一部に、この回転部材と同心に支持固定された上記エンコーダと、上記静止部材に支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備える。
このうちのセンサ装置は、１対のセンサから成るセンサ組を少なくとも１組設けて成り、このセンサ組を構成する１対のセンサのうちの一方のセンサの検出部を、上記エンコーダの周面に設けた１対の特性変化部のうちの一方の特性変化部に、同じく他方のセンサの検出部を、上記１対の特性変化部のうちの他方の特性変化部に、それぞれ対向させている。
又、上記演算器は、上記センサ組を構成する１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記静止部材と上記回転部材との間の相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を求める。

又、上述の請求項１〜６に記載した発明を実施する場合に、具体的には、例えば請求項７に記載した様に、回転機械を転がり軸受ユニットとする。この転がり軸受ユニットは、静止部材である静止側軌道輪と、回転部材である回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備える。
更に、この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項８に記載した様に、転がり軸受ユニットを自動車の車輪支持用のハブユニットとする。そして、使用状態で、静止側軌道輪が自動車の懸架装置に支持し、回転側軌道輪であるハブに車輪を結合固定する。

上述の様な本発明のエンコーダの着磁方法によれば、１対の特性変化部を、エンコーダ本体（磁性部材）の一方の周面のうちの、所望の軸方向位置に着磁形成できる。この為、本発明を実施して造ったエンコーダと、センサ装置とを、例えば前述の特願２００６−１３６５９７に開示された組立方法により、軸方向に関して正しい位置関係で組み立てれば、回転機械を構成する静止部材と回転部材との間の状態量を精度良く求められる。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜８に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、エンコーダ４の着磁方法にある。このエンコーダ４の構造、並びに、このエンコーダ４を組み付けて使用する回転機械の状態量測定装置の構造及び作用に就いては、前述の図５〜６に示した先発明の構造の１例の場合と同様である。この為、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

図１に示す様に、本例で使用する着磁装置は、基台２３と、回転駆動装置２４と、支持台２５と、着磁ヘッド２６とを備える。このうちの回転駆動装置２４は、上記基台２３の上面に据え付けられており、鉛直方向｛図１の上下方向（Ｚ軸方向）｝の軸を中心として回転するターンテーブル２７と、このターンテーブル２７の上面に支持したＸＹステージ２８と、このＸＹステージ２８の上面に固定した、鉛直方向の軸である円柱状の支持軸２９とを備える。このうちのＸＹステージ２８は、上記ターンテーブル２７に対する上記支持軸２９の、水平面内での｛図１の左右方向（Ｘ軸方向）及び表裏方向（Ｙ軸方向）に関する｝位置を調節可能とするもので、上記ターンテーブル２７の回転中心軸に対する上記支持軸２９の偏心を除去する為に設けられている。又、図２に詳示する様に、上記支持軸２９の中心部には、この支持軸２９の上面に開口する、断面円形のガイド孔３０を設けている。又、この支持軸２９の外周面の上端縁部分には、上端側に向かう程外径寸法が小さくなる方向に傾斜した案内面部３１を設けている。又、上記支持軸２９の上面は、この支持軸２９の中心軸に対して直角な平面としている。

又、上記支持台２５は、上記基台２３の上面のうち、上記回転駆動装置２４の側方（図１の右方）部分に据え付けられている。この支持台２５は、Ｚステージ３２と、このＺステージ３２の上面に支持したＸステージ３３と、このＸステージ３３の上面の前端部（図１の左端部）に固定した支持ブロック３４とを備える。そして、この支持ブロック３４の前端部に、上記着磁ヘッド２６を支持している。上記支持台２５を構成するＺステージ３２は、この着磁ヘッド２６の上下方向（Ｚ軸方向）に関する位置を、上記Ｘステージ３３は、この着磁ヘッド２６の前後方向｛図１の左右方向（Ｘ軸方向）｝に関する位置を、それぞれ調節可能とするものである。

上述した様な着磁装置を使用して、エンコーダ４の着磁作業を行なう場合には、先ず、未着磁のエンコーダ本体８（円筒状の磁性部材）を備えたエンコーダ４を、上記着磁装置を構成する支持軸２９の上端部に外嵌固定する。この作業を行なう為に、本例の場合には、図２に示す様な位置決め治具３５を利用する。この位置決め治具３５は、平板部３６と、この平板部３６の下面中央部に固設した円柱部３７と、この円柱部３７の下面中央部に、この円柱部３７と同心に固設した円柱状のガイドピン３８とを備える。このうちの平板部３６の下面、及び、円柱部３７の下面は、それぞれこの円柱部３７の中心軸に対して直角な平面である。

この様な位置決め治具３５を使用して、未着磁のエンコーダ本体８を備えたエンコーダ４を、上記支持軸２９の上端部に外嵌固定する場合には、図２に示す様に、上記位置決め治具３５を構成するガイドピン３８を、上記支持軸２９の中心部に設けたガイド孔３０にがたつきなく挿入する事により、上記位置決め治具３５の中心軸を上記支持軸２９の中心軸に一致させる。これと共に、この位置決め治具３５を構成する円柱部３７の下面の外周縁部分（第一の接触面）を、上記エンコーダ４を構成する芯金７の円輪部１１の被押圧面１７（基準面）に突き当てる。そして、この状態で、上記位置決め治具３５を構成する円柱部３７の下面の径方向中間部が、上記支持軸２９の上面に突き当たるまで、上記位置決め治具３５により上記芯金７を下方に押圧する。この結果、上記芯金７の小径円筒部１０が、上記支持軸２９の上端部に、適正寸法だけ圧入（締り嵌めにより外嵌）される。

尚、前述した様に、上記支持軸２９の外周面の上端縁部分には、上端側に向かう程外径寸法が小さくなる方向に傾斜した案内面部３１を設けている。この為、上記圧入の初期段階で、上記芯金７の小径円筒部１０を上記支持軸２９に、容易に外嵌できる。又、本例の場合、上記芯金７を構成する小径円筒部１０の、上記支持軸２９の上端部に対する圧入締め代は、前述の図５に示した内輪１４の軸方向内端部に対する圧入締め代よりも、小さくしている。これにより、上記小径円筒部１０を上記支持軸２９の上端部に圧入する作業（或は、後述する着磁後に、この上端部から引き抜く作業）を容易化して、例えばこの作業時に、上記小径円筒部１０の内周面（上記内輪１４の軸方向内端部に対する圧入面）に傷が付かない様にしている。

又、上述の図２に示す様に、支持軸２９の上端部にエンコーダ４を外嵌固定した状態で、図示の様に、上記エンコーダ本体８の外周面に、前記着磁ヘッド２６の先端面を近接対向させる。これと共に、この着磁ヘッド２６の上面を、上記位置決め治具３５を構成する平板部３６の下面（第二の接触面）に接触させる。この結果、上記エンコーダ本体８の外周面に対する、このエンコーダ本体８の軸方向に関する上記着磁ヘッド２６の先端面の位置決めが図られる。言い換えれば、上記芯金７を構成する円輪部１１の被押圧面１７から、上記着磁ヘッド２６の中心部までの軸方向距離が、必ずＬ₃ になる。この様に着磁ヘッド２６の位置決めを図ったならば、次いで、前記支持台２５を構成するＺステージ３２及びＸステージ３３の動きをロックする事により、上記着磁ヘッド２６の位置決め状態を保持した状態で、上記位置決め治具３５を上方に退避させる。

そして、この状態で、図１に示す様に、前記回転駆動装置２４により、上記支持軸２９の上端部に外嵌固定したエンコーダ４を回転させながら、このエンコーダ４を構成するエンコーダ本体８の外周面のうち、上記着磁ヘッド２６の先端面を対向させた部分を、それぞれが被検出面である、第一、第二の特性変化部１２、１３を構成するＳ極又はＮ極に着磁する。この為に上記着磁ヘッド２６の先端面の形状は、「く」字形に着磁可能な形状としている。

上述した様な本例のエンコーダの着磁方法によれば、エンコーダ本体８の外周面の所望の軸方向位置に、第一、第二の両特性変化部１２、１３を着磁形成できる。具体的には、芯金７を構成する円輪部１１の被押圧面１７から、上記エンコーダ本体８の外周面に着磁形成した第一、第二の両特性変化部１２、１３同士の境界位置（着磁時の着磁ヘッド２６の中心部）までの軸方向距離を、必ずＬ₃ にできる。又、前述の図１０に示した組立方法を実施すれば、組立完了後に、結合フランジ１９の内側面（基準面）から、上記第一、第二の両特性変化部１２、１３同士の境界位置までの軸方向距離を、必ずＬ₁ ＋Ｌ₃ にできる。更に、上記結合フランジ１９の内側面（基準面）から、１対のセンサ６ａ₁ 、６ａ₂ を支持したカバー５の被押圧面２２までの軸方向距離を、必ずＬ₂ にできる。この為、各距離Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ を適正にすれば、組立完了後の中立状態で、前述の図７の（Ａ）−（ａ）に示す様な、正規の位置関係を実現できる。従って、回転機械の状態量測定装置による、相対変位や荷重等の状態量の測定精度を良好にできる。

尚、本発明のエンコーダの着磁方法は、例えば図３〜４に示す様なエンコーダ４ａ、４ｂを対象として実施する事もできる。このうち、図３に示したエンコーダ４ａの場合には、芯金７ａの内周面に存在する段差面を、位置決め治具の一部に形成した第一の接触面を接触させる基準面（及び被押圧面１７）とする事ができる。又、図４に示したエンコーダ４ｂの場合には、芯金７ｂの軸方向端面を、上記基準面（及び被押圧面１７）とする事ができる。
又、本発明のエンコーダの着磁方法は、前述の図５〜６に示した回転機械の状態量測定装置に組み込むエンコーダ４に限らず、特許請求の範囲に記載した要件を満たす、各種のエンコーダに対して実施可能である。

本発明の実施の形態の１例で、着磁装置に組み付けたエンコーダに着磁する作業状況を、一部を切断して示す側面図。 同じく、着磁装置を構成する支持軸に未着磁のエンコーダを組み付けると共に、このエンコーダに対する着磁ヘッドの位置決めを図る作業状況を示す部分断面図。 本発明の実施の対象となり得る、別のエンコーダの第１例を示す部分断面図。 同じく第２例を示す部分断面図。 先発明に係る、回転機械の状態量測定装置の断面図。 アキシアル荷重に基づいて１対のセンサの出力信号が変化する状態を説明する為の線図。 エンコーダとセンサ装置との組み付け位置関係が不正である場合の問題を説明する為の模式図。 外輪とハブとの間の相対変位と、１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差比との関係を示す線図であって、エンコーダとセンサ装置との組み付け位置関係が適正である場合の位相差比の変化範囲を説明する為の図。 同じく、エンコーダとセンサ装置との組み付け位置関係が不正である場合の位相差比の変化範囲を説明する為の図。 先発明に係る、回転機械の状態量測定装置の組立方法を示しており、（Ａ）はハブの軸方向内端部にエンコーダを外嵌固定する状態を、（Ｂ）は外輪の軸方向内端部にセンサを保持したカバーを外嵌固定する状態を、それぞれ示す部分断面図。

符号の説明

１ 外輪
２ ハブ
３ 転動体
４、４ａ、４ｂ エンコーダ
５ カバー
６ａ₁ 、６ａ₂ センサ
７、７ａ、７ｂ 芯金
８ エンコーダ本体
９ 大径円筒部
１０ 小径円筒部
１１ 円輪部
１２ 第一の特性変化部
１３ 第二の特性変化部
１４ 内輪
１５ 第一の押圧治具
１６ 内径側円筒部
１７ 被押圧面
１８ 大径側円筒部
１９ 結合フランジ
２０ 第二の押圧治具
２１ 段差面
２２ 被押圧面
２３ 基台
２４ 回転駆動装置
２５ 支持台
２６ 着磁ヘッド
２７ ターンテーブル
２８ ＸＹステージ
２９ 支持軸
３０ ガイド孔
３１ 案内面部
３２ Ｚステージ
３３ Ｘステージ
３４ 支持ブロック
３５ 位置決め治具
３６ 平板部
３７ 円柱部
３８ ガイドピン

Claims (8)

1. 円環状の芯金と、エンコーダ本体とを備え、このうちの芯金は、使用時に回転機械を構成する回転部材の一部に軸方向から嵌合された状態で、この回転部材と同心に支持固定されるものであり、上記エンコーダ本体は、上記芯金の全周に円筒状の磁性部材を、この芯金と同心に支持固定した後、この磁性部材に着磁する事により、使用時にセンサの検出部を対向させる、この磁性部材の一方の周面のうち互いに軸方向に外れた２個所位置に、それぞれが被検出面である１対の特性変化部を設けて成るものであり、これら両特性変化部はそれぞれ、Ｓ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで配置して成るもので、少なくとも一方の特性変化部を構成する上記Ｓ極と上記Ｎ極との境界の位相が軸方向に関し、他方の特性変化部と異なる状態で漸次変化しているエンコーダを対象とし、このエンコーダの製造過程で上記磁性部材の一方の周面に上記両特性変化部を設けるべく、この一方の周面の一部に着磁装置を構成する着磁ヘッドの先端面を対向させた状態で、当該一方の周面の一部を、上記両特性変化部を構成するＳ極又はＮ極に着磁するエンコーダの着磁方法であって、この着磁を行なう際の、上記磁性部材の一方の周面に対する、この磁性部材の軸方向に関する上記着磁ヘッドの先端面の位置決めを、上記芯金の一部に存在する、軸方向を向いた基準面を基準として行なうエンコーダの着磁方法。
2. 位置決め治具の一部に設けた、軸方向に向いた第一の接触面を、芯金の基準面に接触させた状態で、この位置決め治具の一部でこの第一の接触面から外れた部分に設けた、軸方向に向いた第二の接触面を、着磁ヘッドの一部又はこの着磁ヘッドと共に変位する部材の一部に接触させる事により、磁性部材の一方の周面に対する、この磁性部材の軸方向に関する上記着磁ヘッドの先端面の位置決めを図る、請求項１に記載したエンコーダの着磁方法。
3. 芯金の一部に、この芯金を回転部材の一部に軸方向から嵌合する際に、押圧治具により押圧される、軸方向に向いた被押圧面が設けられており、この被押圧面を基準面とする、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したエンコーダの着磁方法。
4. 芯金の一部に、回転部材の一部に軸方向から圧入嵌合する為の嵌合筒部が設けられており、この回転部材の一部にこの嵌合筒部を軸方向から圧入嵌合する際の圧入締め代よりも小さい圧入締め代で上記嵌合筒部を、着磁装置を構成する支持軸の一部に軸方向から圧入嵌合した状態で着磁を行なう、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したエンコーダの着磁方法。
5. エンコーダを自身の中心軸を中心として回転させながら着磁を行なう、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したエンコーダの着磁方法。
6. 対象となるエンコーダが、回転機械の状態量測定装置に組み付けて使用されるものであり、
   この回転機械の状態量測定装置は、回転機械と、状態量測定装置とを備え、
   このうちの回転機械は、使用状態でも回転しない静止部材と、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材とを備えたものであり、
   上記状態量測定装置は、上記回転部材の一部に、この回転部材と同心に支持固定された上記エンコーダと、上記静止部材に支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
   このうちのセンサ装置は、１対のセンサから成るセンサ組を少なくとも１組設けて成り、このセンサ組を構成する１対のセンサのうちの一方のセンサの検出部を、上記エンコーダの周面に設けた１対の特性変化部のうちの一方の特性変化部に、同じく他方のセンサの検出部を、上記１対の特性変化部のうちの他方の特性変化部に、それぞれ対向させており、
   上記演算器は、上記センサ組を構成する１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記静止部材と上記回転部材との間の相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を求めるものである、
   請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したエンコーダの着磁方法。
7. 回転機械が転がり軸受ユニットであり、この転がり軸受ユニットは、静止部材である静止側軌道輪と、回転部材である回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備えたものである、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したエンコーダの着磁方法。
8. 転がり軸受ユニットが自動車の車輪支持用のハブユニットであり、使用状態で静止側軌道輪が自動車の懸架装置に支持され、回転側軌道輪であるハブに車輪が結合固定される、請求項７に記載したエンコーダの着磁方法。
   

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