WO2015008622A1

WO2015008622A1 - 磁気エンコーダ装置および回転検出装置

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Publication number: WO2015008622A1
Application number: PCT/JP2014/067629
Authority: WO
Inventors: 高橋　亨; 中島　達雄; 博之袴田; 育男上本; 真二宮崎; 拓治原野; 貴之小田
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2015-01-22
Also published as: CN105408725A; CN105408725B; US20160146630A1; EP3023746A4; EP3023746A1; US9976874B2; EP3023746B1

Abstract

　本発明の磁気エンコーダ装置３は、回転軸２に取り付けるための取り付け面３３ｂを有するベース部３３と、ベース部３３に嵌合固定した芯金３５と、芯金３５に形成された複列の磁気エンコーダトラック３０とを有する。磁気エンコーダトラック３０の各磁極を磁気センサ４との対面領域で移動させることで、回転する回転軸の角度が検出される。ベース部３３を焼結金属で形成し、その取り付け面３３ｂにはサイジングを施しておく。

Description

磁気エンコーダ装置および回転検出装置

　本発明は、磁気エンコーダ装置およびこれを有する回転検出装置に関するものである。

　磁気エンコーダ装置は、磁気センサに対面する多極磁石を回転させ、磁気センサで多極磁石の各磁極Ｎ、Ｓの通過を検出することで、回転部材の回転を検出する構成を有する。この種の磁気エンコーダ装置としては、例えば特開２０１０－２４９５３６号公報（特許文献１）に開示されているように、自動車の車輪用軸受装置に組み込まれ、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）における車輪の回転数を検出するために用いられるものが公知である。この磁気エンコーダ装置では、磁気センサに対向する多極磁石が、磁性粉と熱可塑性樹脂とを含む磁石材料を射出成形することで形成されている。

　その一方で、例えば特開２００９－８００５８号公報（特許文献２）に開示されているように、磁気エンコーダ装置として、磁気エンコーダトラックを複列に配置し、異なるトラックで検出した磁気信号の位相差に基づき、回転軸の絶対角度（回転位相）を検出できるようにしたものも知られている。

特開２０１０－２４９５３６号公報特開２００９－８００５８号公報

　特許文献１に記載されるような回転数を検出するための回転検出装置であれば、それほど高い分解能が要求されないので、検出精度に関する限り既存の製品精度でも実用上の不都合はない。これに対し、特許文献２に記載される回転軸の絶対角度を検出する回転検出装置では、単に回転数を検出するにすぎない場合と比べて格段に高い分解能と精度が必要とされるため、磁気エンコーダトラックには高精度が要求される。特に本発明者らの検証により、磁気エンコーダ装置の僅かな振れ回りが、絶対角度の検出精度を大きく左右することが明らかとなった。磁気エンコーダトラックはリング状の部材に形成されるのが一般的であるが、そのような部材を切削等の機械加工で形成する場合、振れ回りの防止に足る要求精度を満たそうとすれば、加工コストが著しく高騰する点が問題となる。

　また、このように回転軸の角度を検出する場合、特許文献１記載のように樹脂および磁性粉からなる多極磁石を使用すると、回転検出装置が大きな温度変化に晒された際に、多極磁石がそのベースとなる部材（通常は、多極磁石とは別材料で形成される）から剥離し、あるいは多極磁石に割れを生じる場合がある。この剥離や割れにより、多極磁石とベースとなる部材とが同期回転せずに両者間に微少な位相ずれを生じ、そのために絶対角度の検出精度が大きく低下するおそれがある。

　さらに、磁気エンコーダ装置は、磁気エンコーダトラックの背後に磁性体（バックヨーク）を配置した構成が一般的である。この場合において、磁気センサのセンシング領域内で磁気センサと磁性体との間の距離にばらつきがあると、磁気エンコーダトラックで生じる磁力が不均一となり、絶対角度の検出精度に悪影響を与える。磁性体の角部には機械部品の通例に倣ってチャンファ等の肉取りが設けられるが、この肉取りは上記距離のばらつきを生じる要因となるため、磁気センサのセンシング領域外に配置する必要がある。そのため、磁気エンコーダ装置の大型化、さらには設計自由度の低下を招くことになる。

　そこで、本発明は、磁気エンコーダトラックの振れ回りを低コストに抑制できる磁気エンコーダ装置、およびこれを有する回転検出装置を提供することを主要な目的とする。

　また、本発明は、温度変化が大きい環境下で回転軸の角度を検出する際の検出精度の低下を防止することを第二の目的とし、ベース部に設けた肉取りによる磁気エンコーダ装置の大型化や設計自由度の低下を抑制することを第三の目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する回転部材と、回転部材に設けられ、周方向に複数の磁極を配置してなる磁気エンコーダトラックとを備え、磁気エンコーダトラックの各磁極を磁気センサとの対面領域で移動させて、回転する回転軸の角度を検出する磁気エンコーダ装置において、回転部材の前記取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ少なくとも前記取り付け面にサイジングを施したことを特徴とするものである。

　回転部材の取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、取り付け面をサイジングされた面とすることで（サイジングで仕上げた面には切削痕や研摩痕等の機械加工痕が存在しない）、取り付け面の平面度、円筒度等の表面精度を低コストに向上させることができる。そのため、取り付け面に回転軸を取り付けた場合でも、回転軸の回転中心に対して磁気エンコーダ装置を高精度の同軸度をもって回転させることができる。従って、磁気エンコーダトラックの振れ回りを抑制することができる。かかる構成において、磁気エンコーダトラックに、それぞれに磁極を有する第一トラックおよび第二トラックを設けることにより、バーニャ原理を活用して回転軸の角度（例えば絶対角度）を精度よく検出することが可能となる。

　回転部材に、着磁により磁気エンコーダトラックを形成する際に位置決めされる被位置決め面を設け、前記被位置決め面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ前記被位置決め面にサイジングを施すのが好ましい。これにより、精度良く着磁することが可能となる。

　回転部材は、例えば、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する焼結金属製のベース部と、ベース部に嵌合固定された支持部材とを有するものとし、磁気エンコーダトラックを支持部材に設ける。かかる構成により、磁気エンコーダの配置位置の自由度を高めることができる。この場合、磁気エンコーダトラックを形成するための着磁を、ベース部に支持部材を固定した状態で行うのが好ましい。ベース部への支持部材の組み付けに際しては、支持部材の微小変形が不可避となるが、支持部材の組み付け後に着磁を行えば、微小変形後の支持部材を基準として着磁が行われるため、支持部材の微小変形に伴う磁気エンコーダトラックの精度低下を回避することが可能となる。

　また、回転部材は、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する焼結金属製のベース部で構成することができる。かかる構成であれば、部品点数の削減による低コスト化および着磁精度の向上を図ることが可能となる。この場合、ベース部をインサートした射出成形によって成形部を形成し、この成形部に着磁することで磁気エンコーダトラックを形成するのが好ましい。成形部の射出成形材料としては、熱可塑性樹脂と磁性粉とを主成分としたものを用いることができる。

　上記何れの構成においても、ベース部に第一係合部を設けると共に、成形部に前記第一係合部と円周方向で係合する第二係合部を設け、第一係合部と第二係合部とで回り止めを構成するのが好ましい。

　かかる構成により、ベース部の第一係合部と成形部の第二係合部とが円周方向で係合して回り止めとして機能するため、温度変化で成形部の一部がベース部から剥離等した際にも、ベース部と成形部の微小な位相ずれを防止することができる。そのため、回転部材の角度を精度良く検出することが可能となる。

　成形部の第二係合部を、ベース部の第一係合部を成形型にして成形することにより、第一係合部と第二係合部を隙間なく密着させることができる。従って、ベース部と成形部の間の微小な位相ずれをより確実に防止することができる。

　回り止めを磁気センサと対向させて配置すれば、回り止めの近傍で磁界や磁力線の乱れを生じ、検出精度の低下を招く。これに対し、回り止めを磁気センサと対向しない領域に配置することにより、かかる問題を回避することができる。

　また、回り止めを、成形部を射出成形する際の射出成形材料の流動方向下流側、特に磁気エンコーダトラックよりも流動方向下流側に設けることにより、射出成形材料の流れが乱れることによる回り止め周辺での磁気エンコーダトラックの着磁精度の低下を回避し、検出精度を高めることができる。

　ベース部を円筒状とし、成形部に、ベース部の軸方向一方側の端面を覆う第一プレート部と、ベース部の軸方向他方側の端面を覆う第二プレート部と、ベース部の外周面を覆う円筒部とを設け、かつ成形部を、第一プレート部から円筒部を経て第二プレート部に至るまで連続して形成するのが好ましい。

　射出成形工程におけるゲートは、第一プレート部の内周面に設けるのが好ましい。この場合、離型後の成形品の第一プレート部の内周面にゲート跡が形成される。この時、第一プレート部が射出成形材料の流動方向上流側となり、第二プレート部が射出成形材料の流動方向下流側となる。ゲートをディスクゲートとすれば、成形部でのウェルド等の発生を防止することができる。この場合、ゲート跡が第一プレート部の内周面全周にわたって形成される。

　上記何れの構成においても、ベース部を、鉄を含む焼結金属で形成し、ベース部の表面のうち、少なくとも成形部との接触領域に酸化被膜を設けるのが好ましい。

　一般に鉄粉を含む圧粉体を焼結すると、鉄粉の表面は、自己拡散によってより球形に近い形状になろうとする。そのため、焼結後の鉄粒子の表面は微小凹凸が消えて比較的滑らかな表面を呈している。これに対して、ベース部の表面に酸化被膜を形成すれば、酸化被膜の表面に微小凹凸が形成されて比表面積が増大し、また酸化被膜と射出成形材料との間に分子間力が作用する。そのため、ベース部と成形部の間で高い密着力を得ることができ、大きな温度変化が予想される使用条件下でも成形部の剥離や割れを防止することができる。従って、ベース部と成形部の微小な位相ずれを防止して、そのような条件下での回転部材の角度（例えば絶対角度）の検出精度を向上させることができる。

　また、酸化被膜は焼結組織の表面を硬化させる性質を有する。従って、ベース部の取り付け面に酸化被膜を形成することで、取り付け面を硬くしてフレッティング摩耗を抑制することができる。また、酸化被膜が絶縁性を有するため、回転軸とベース部との間での局部電池の形成による金属腐食を抑制することができ、回転軸の材料選定の自由度を高めることができる。

　上記何れの構成においても、ベース部は、原料粉末を成形および焼結することで形成し、かつ原料粉末の平均粒子径は６０～１００μｍにするのが好ましい。

　ベース部を、平均粒子径６０～１００μｍの鉄粉を用いた焼結金属で形成すれば、焼結組織が粗い粒子で形成されることになるので、焼結組織の表面粗さが粗くなる。また、焼結後の鉄粒子間に形成される多数の空孔も十分な大きさになる。そのため、ベース部の比表面積が大きくなり、射出成形材料が焼結組織表面の微小凹部や空孔に入り込むことで得られるアンカー効果が強化される。従って、ベース部と成形部の間で高い密着力を得ることができ、大きな温度変化が予想される使用条件下でも成形部の剥離や割れを防止することが可能となる。これにより、ベース部と成形部の微小な位相ずれを防止し、回転部材の角度（例えば絶対角度）の検出精度を向上させることができる。

　鉄粉の平均粒子径が６０μｍよりも小さいと、焼結組織の表面が平滑化されて比表面積が小さくなるため、ベース部と成形部の間の密着力が不十分となる。その一方、鉄粉の平均粒子径が１００μｍよりも大きいと、粒子同士の接触部が少なくなり、ベース部の機械的強度が低下する。また、面粗さＲａが大きくなることにより取り付け面のサイジング後の平面度や円筒度等の表面精度が低下する問題がある。

　この場合において、原料粉末は鉄粉を主体とするのが好ましい。この鉄粉が還元鉄粉を主体とするものであれば、ベース部の比表面積をさらに増大させることができ、ベース部と成形部の間の密着力をより一層向上させることができる。

　上記何れの構成においても、ベース部の表面のうち、成形部と接触する領域に、その表面粗さが取り付け面の表面粗さよりも大きい粗面部を設けるのが好ましい。

　このように粗面部を設けることで、成形部の射出成形材料が粗面部の微小凹部に深く入り込んでアンカー効果を生じる。そのため、ベース部と成形部の間で高い密着力を得ることができ、大きな温度変化が予想される使用条件下でも成形部の剥離や割れを防止してベース部と成形部の微小な位相ずれを防止することができる。従って、幅広い温度範囲で回転部材の角度（例えば絶対角度）を精度良く検出することが可能となる。

　粗面部は、ベース部の表面のうち、少なくとも磁気エンコーダトラックと対向する面に形成するのが好ましい。ベース部の磁気エンコーダトラックと対向する面は、面積が大きくなるのが通例であるため、かかる構成を採用することで、成形部とベース部の間の密着力を効果的に高めることができる。

　取り付け面だけでなく、粗面部もサイジングで仕上げれば、粗面部および取り付け面のサイジング代を異ならせるだけで、粗面部と取り付け面の表面粗さに差を設けることができる。粗面部と取り付け面の表面粗さを上記の大小関係にするためには、取り付け面のサイジング代を粗面部のサイジング代よりも大きくする必要があるが、その場合には取り付け面の圧縮率が粗面部よりも高くなるため、取り付け面が高精度の硬質面となる。従って、回転部材に対する磁気エンコーダ装置の取り付け精度をより一層高めることができる。また、射出成形時のベース部の位置決め精度を高めて成形部の成形精度を向上させ、磁気エンコーダトラックの着磁精度を向上させることもできる。

　このように粗面部および取り付け面をサイジングで仕上げる場合、取り付け面の表面粗さは、粗面部の表面粗さの１０～５０％の範囲にするのが好ましい。具体的な数値の例として、取り付け面の表面粗さを３．２μｍＲａ以下とし、粗面部の表面粗さを６．３～１２．５μｍＲａの範囲とすることが挙げられる。

　上記何れの構成においても、ベース部の外周面および端面のうち、何れか一方を磁気センサと対向させ、ベース部の前記外周面と端面との間に肉取り部を設け、肉取り部と前記外周面の境界となる第一境界部と、肉取り部と前記端面の境界となる第二境界部とを結ぶ線の、磁気センサのセンシング方向に対する傾斜角θを、θ＜４５°にするのが好ましい。

　着磁後の磁気エンコーダトラックで生じる磁力を均一なものとするため、磁気センサのセンシング領域においては、磁気センサから磁性体の表面までの距離を一定にする必要がある。成形部の着磁面のうち、この距離一定となる領域が着磁する際の有効幅となる。ベース部の外周面および端面のうち、何れか一方を磁気センサと対向させ、ベース部の外周面と端面との間に肉取り部を設け、肉取り部の磁気センサのセンシング方向に対する傾斜角をθ＜４５°とすれば、着磁面の有効幅を既存品の有効幅よりも大きくできる。そのため、磁気エンコーダ装置の寸法を増大することなく磁気エンコーダトラックの磁力を強化することができ、着磁精度が向上する。また、磁気センサの検出素子の間隔に余裕を持たせることができ、磁気センサの選定自由度が向上する。加えて、磁気エンコーダ装置を軽量化して回転時の慣性モーメントを低下させることができ、検出精度のさらなる向上を図ることができる。

　肉取り部はチャンファで構成し、あるいは肉取り部をチャンファとチャンファに隣接する平坦面とを有するもので構成することができる。

　以上に述べた磁気エンコーダ装置と、ベース部が取り付けられる回転軸と、磁気エンコーダトラックに対向する磁気センサとを含む回転検出装置であれば、大きな温度変化が予想される状況下でも、回転軸の角度を精度よく検出することが可能となる。

　この回転検出装置において、磁気エンコーダ装置の肉取り部を、磁気センサのセンシング領域外に配置することにより、磁気センサのセンシング領域内において成形部の厚さを均一にすることができ、磁気エンコーダトラックで生じる磁力を均一化して磁気センサの検出精度を向上させることができる。

　本発明によれば、磁気エンコーダトラックの振れ回りを防止することができるので、回転軸の絶対角度を高精度に検出することが可能となる。

　また、回り止めを設ける、酸化被膜を形成する、平均粒子径の範囲を定める、粗面部を設ける、といった手段のうちの何れか一つあるいは二以上を組み合わせて採用することで、成形部の剥離や割れを生じにくくすることが可能となる。従って、温度変化が大きい場合でもベース部と成形部の間での位相ずれを防止することができ、大きな温度変化が予想される環境下でも回転部材の角度検出を精度良く行うことが可能となる。

　さらに、傾斜角θをθ＜４５°とすることで、着磁面の有効幅を大きくすることが可能となる。そのため、磁気エンコーダ装置のコンパクト化、さらには設計自由度の向上を図ることができる。

アキシャルギャップタイプの回転検出装置の断面図である。図１に示す回転検出装置を軸方向から見た正面図である。サイジング工程を示す断面図である。着磁工程を示す断面図である。磁気エンコーダトラックの振れ回りを説明するためのモデルを示す図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。図６に示す回転検出装置の平面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。図１４に示す回転検出装置を半径方向から見た平面図である。図１４に示す回転検出装置を第二プレート側から見た正面図である。射出成形工程を示す断面図である。着磁工程を示す断面図である。アキシャルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。図２０に示す回転検出装置を第一プレート側から見た正面図である。図２０に示す磁気エンコーダ装置を第二プレート側から見た正面図である。磁気エンコーダ装置の断面図である。磁気エンコーダ装置を第二プレート部側から見た正面図である。磁気エンコーダ装置の断面図である。磁気エンコーダ装置を第二プレート部側から見た正面図である。磁気エンコーダ装置の断面図である。磁気エンコーダ装置を第二プレート部側から見た正面図である。磁気エンコーダ装置の断面図である。磁気エンコーダ装置を第二プレート部側から見た正面図である。磁気エンコーダ装置の断面図である。磁気エンコーダ装置を第二プレート部側から見た正面図である。磁気センサと対向する領域に回り止めを形成した場合の平面図である。磁気センサと対向する領域に回り止めを形成した場合の断面図である。ベース部の表面付近の断面を模式的に表すミクロ組織図である。酸化被膜の形成工程を示す側面図である。酸化被膜を形成していないベース部表面の顕微鏡写真である。酸化被膜を形成したベース部表面の顕微鏡写真である。剥離強度の試験方法を示す断面図である。剥離強度の試験結果を示す表である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。サイジング工程の詳細を示す断面図である。アキシャルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。剥離強度の試験結果を示す表である。ラジアルギャップタイプの回転検出装置を示す断面図である。図３９に示す磁気エンコーダ装置の拡大断面図である。本発明品と従来品とを対比して示す断面図である。射出成形工程を示す断面図である。着磁工程を示す断面図である。成形金型の断面図である。肉取り部の他の実施形態を示す断面図である。アキシャルギャップタイプの回転検出装置の断面図である。図４４に示す磁気エンコーダ装置の拡大断面図である。肉取り部の他の実施形態を示す断面図である。磁極パターンの他の実施形態を示す展開図である。磁極パターンの他の実施形態を示す展開図である。

　以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

　図１は、この実施形態の回転検出装置１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、この回転検出装置１は、回転軸２と、回転軸２に取り付けられる磁気エンコーダ装置３と、ハウジング等の静止部材に取り付けられる磁気センサ４とで構成される。回転軸２は、図示しないモータ（例えばサーボモータ）等の回転駆動源により回転駆動される。

　磁気エンコーダ装置３は、異なる磁極（Ｎ極およびＳ極）を周方向交互に配置した磁気エンコーダトラック３０を有する。磁気エンコーダトラック３０は、例えば磁性粉を含むゴム、樹脂、あるいは焼結体等で形成され、これらは着磁によってそれぞれゴム磁石、プラスチック磁石、あるいは焼結磁石を構成する。本実施形態では樹脂からなる成形部３４に着磁を行うことで、磁気エンコーダトラック３０が形成されている。

　成形部３４は、磁性粉（強磁性体）と熱可塑性樹脂とを主成分とする樹脂材料で形成される。磁性粉としては、例えばストロンチウムフェライトやバリウムフェライトなどに代表されるフェライト系磁性粉の他、ネオジウム－鉄－ボロン、サマリウム－コバルト、サマリウム－鉄－窒素等などに代表される希土類系磁性粉等の公知の磁性粉が使用できる。これらの磁性粉は単独で、あるいは複数組み合わせて使用される。本実施形態では、コストおよび耐候性の面で優位性を示すフェライト系磁性粉を主として使用している。なお、フェライト系の磁性粉を用いる場合、フェライトの磁気特性を向上させるためにランタンやコバルト等の希土類系元素を混合することもできる。

　また、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系の樹脂材料、例えばＰＡ１２を使用することができる。本実施形態のように薄肉（０．５ｍｍ程度）の成形部３４で高磁力を得るためには磁性粉を高充填する必要があるが、ポリアミド系は流動性に優れることからそのような要求にも応えることができる。また、本実施形態の磁気エンコーダ装置３を例えば自動車の車輪用軸受に使用する場合には、広い温度範囲で耐候性、耐薬品性等を満たすことが求められるが、ポリアミド系は要求される温度範囲（－４０℃～＋１２０℃）でもこれらの特性を満足することができる。ポリアミド系として、ＰＡ１２の他にＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ６１２等も使用可能であるが、特にＰＡ１２はこれらの中で吸水性が最も少ないので、吸水による磁気特性低下を防止するために最も好ましい。

　磁気エンコーダトラック３０は、バーニャ原理により絶対角度を検出可能としたのもので、図２に示すように、第一トラック３１と第二トラック３２とを同心で環状に複列配置した形態をなしている。

　第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれに、Ｎ極およびＳ極からなる磁極対３１ａ，３２ａが異なる磁極を周方向交互に配置して着磁されている。本実施形態では、第一トラック３１の磁極を等ピッチλ１とし、第二トラック３２の磁極も等ピッチλ２としている（図２の実施形態ではλ１＞λ２である）。第一トラック３１おける磁極対３１ａの数（例えば３２個）は、第二トラック３２における磁極対３２ａの数（例えば３１個）と異なる。例えば第一トラック３１における磁極対３１ａを任意の数ｎとした場合、第二トラック３２には、ｎ±１で表される数の磁極対３２ａを設けることができる。これにより回転軸２の１回転を０°～３６０°の範囲の絶対角度で検出することができる。検出可能な絶対角度の範囲を３６０°ではなく１８０°とする場合には、第二トラック３２にｎ±２で表される数の磁極対３２ａを設ければよい。この場合、回転軸２の１回転に対して０°～１８０°の範囲の検出を２回繰り返すことになる（いわゆる２ｘモード）。同様にｎ±３とした場合には絶対角度検出範囲は１２０°となり、回転軸２の１回転に対して３回繰り返して検出することになる（いわゆる３ｘモード）。

　磁気センサ４は、第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれと対面する検出素子４ａを有する。各検出素子４ａは、トラックピッチの方向に所定距離だけ離隔させた二つの磁気検出素子等からなり、軸方向に０．３ｍｍ～４ｍｍ程度のアキシャルギャップを介して第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれと対向している。磁気エンコーダトラック３０を回転させることで、各トラック３１，３２の磁極が検出素子４ａの対面領域を移動するので、二つの検出素子４ａの出力波形を比較してその位相差を求めることにより、磁気エンコーダトラック３０の絶対角度を検出することが可能となる。

　本実施形態の磁気エンコーダ装置３は、ベース部３３と、支持部材としての芯金３５とを有する回転部材３９で構成される。図１および図２に示す実施形態では、磁気エンコーダトラック３０が芯金３５の表面に形成されている。

　芯金３５は、円筒部３５ａと、円筒部３５ａの軸方向一端から半径方向に延びるフランジ部３５ｂとを有する断面Ｌ字型をなし、磁性体（特に強磁性体）の金属板、例えばフェライト系ステンレス鋼等の鋼板で一体に形成されている。磁石の動作条件が多少厳しくなるが、芯金３５を非磁性の金属板で構成することもできる。この実施形態では、芯金３５のうち、磁気センサ４とアキシャルギャップを介して対向するフランジ部３５ｂの端面に磁気エンコーダトラック３０が形成されている。芯金３５の円筒部３５ｂは、以下に説明する円筒状のベース部３３の外周面に接着、圧入、あるいは圧入接着等の手段で固定される。

　ベース部３３は、多数の微細空孔を有する焼結金属で形成される。このベース部３３は、焼結金属の製造手法として常用される、金属粉末の圧縮成形→焼結→サイジングの各工程を経て製作される。焼結体に対する潤滑油の含浸は行われない。ベース部３３は磁性体であるのが好ましく、そのために鉄の含有量を極力多くするのが好ましい。本実施形態では鉄粉を主成分とする鉄系の焼結金属（例えばＦｅ：１００ｗｔ％）を使用している。この他、焼結金属としては、銅粉を主成分とする銅系や銅粉および鉄粉を主成分とする銅鉄系を使用することもできる。

　サイジングは、図３に示すように、焼結された焼結素材３３’を、その軸方向両端面３３ｃ’，３３ｄ’をパンチ１３，１４で拘束しつつダイ１１に圧入することで、あるいはダイ１１に焼結素材３３’を収容してから、焼結素材３３’の軸方向両端面３３ｃ’、３３ｄ’をパンチ１３，１４で加圧することで、焼結金属素材３３’を圧迫する工程である。サイジング中は焼結金属素材３３’の内周にはコアロッド１２が挿入される。

　このサイジングにより、焼結素材３３’の外周面３３ａ’、内周面３３ｂ’、および両端面３３ｃ’，３３ｄ’がそれぞれダイ１１の内周面、コアロッド１２の外周面、および両パンチ１３，１４の端面に押し付けられて塑性変形により矯正され、各面が精度良く仕上げられる。その後、焼結金属素材３３’をダイ１１内から取り出すことで、ベース部３３が完成する。ベース部の３３の外周面３３ａ、内周面３３ｂ、および端面３３ｃ、３３ｄは何れもサイジングされた面となるが、サイジングに伴って表面空孔が潰れるため、サイジング後の各面３３ａ～３３ｄの表面空孔率は、内部の空孔率よりも小さくなる。ベース部３３の軸方向両端の内径角部および外径角部には、それぞれ面取り３３ｅが設けられているが、これら面取り３３ｅはサイジングされないため、上記各面３３ａ～３３ｄの表面空孔率は、各面取り３３ｅの表面空孔率よりも小さくなる。

　芯金３５はプレス加工等で製作される。芯金３５の製作後、芯金３５を金型内にインサートして、フランジ部３５ｂの端面に成形部３４を射出成形し、さらに芯金３５の円筒部３５ａをベース部３３の外周面に圧入等の手段で固定することで、ベース部３３と、成形部３４を一体に備える芯金３５とからなる回転部材３９が製作される。この時、芯金３５の円筒部３５ａの自由端は、ベース部３３のうち、反磁気センサ４側（磁気センサ４から離反する方向）の端面３３ｃと同一平面上、あるいは端面３３よりも磁気センサ側に配置する。以上の手順とは逆に、ベース部３３の外周面に圧入等の手段で芯金３５を固定してから、フランジ部３５の端面に射出成形等の手段で成形部３４を形成して回転部材３９を製作することもできる。

　その後、成形部３４に対して着磁を行うことで磁気エンコーダトラック３０が形成される。着磁中は、図４に示すように、ベース部３３の内周面３３ｂがスピンドル１６に嵌合されると共に、図示しないチャック機構でベース部３３が軸方向一方（磁気センサ４から離反する方向）に押し付けられる。これにより、ベース部３３の反磁気センサ４側の端面３３ｃ、さらには芯金３５の円筒部３５ａの自由端が着磁装置に設けられた位置決め面１７と当接し、回転部材３５が着磁装置に対して軸方向で位置決めされる。

　この状態で磁気エンコーダトラック３０の軸方向両側に着磁ヘッド１８を配置し、ベース部３３および芯金３５をインデックス回転させながら、着磁ヘッド１８間に磁束を通すことにより、磁気エンコーダトラック３０の第一トラック３１と第二トラック３２のうち、どちらか一方のトラックの着磁が行われる。その後、着磁ヘッド１８を半径方向にスライドさせ、同様の操作を繰り返して他方のトラックの着磁を行うことで、図１および図２に示す磁気エンコーダ装置３が完成する。なお、インデックス回転させながら複数のトラックを同時に着磁するようにしてもよく、その他、全ての磁極を同時に着磁させる方法を採用することもできる。

　このようにして製作した回転部材３９（磁気エンコーダ装置３）のベース部３３に回転軸２を固定し、ハウジングの所定位置に磁気センサ４を配置することで、図１および図２に示す回転検出装置１が完成する。ベース部３３と回転軸２の固定は、両者間での芯ずれ防止のために圧入で行うのが好ましいが、芯ずれを回避できる対策を講じれば、接着等の他の固定手段で固定することもできる。

　本発明の磁気エンコーダ装置３においては、ベース部３３が焼結金属で形成され、かつベース部３３の少なくとも回転軸２に対する取り付け面（内周面）３３ｂがサイジングにより矯正されている。そのため、取り付け面３３ｂは高い平面度および円筒度を有し、かつ両端面３３ｃ、３３ｄに対する直角度や回転軸心に対する同軸度も良好なものとなる。このように取り付け面３３ｂが高い表面精度を有するため、ベース部３３の取り付け面３３ｂに回転軸２を嵌合固定して回転軸２を回転させた場合でも、磁気エンコーダトラック３０の振れ回りを小さくすることができる。そのため、回転中の磁気エンコーダトラック３０の幾何学的な誤差、さらには磁気センサ４との間のギャップ変動に基づく誤差を小さくすることができ、回転軸２の絶対角度の検出精度を高めることができる。

　以下、この作用効果を図５に示すモデルを用いて説明する。同図において、磁気エンコーダトラック３０の半径Ｒに対して、磁気エンコーダトラック３０の中心が回転軸心ＯからΔＲだけ偏心した位置に固定されている場合を想定すると、磁気エンコーダトラック３０に回転角θに依存したΔＲの振れ回りが発生する。これにより、ｔａｎΔθ～ΔＲ／Ｒの大きさで変動する角度誤差（幾何学的な誤差）が観測されることになる。

　例えば、複列の磁気エンコーダトラック３０を用いて１回転を１２ビット（４０９６分割）以上の分解能で測定する場合、磁気エンコーダトラック３０の各トラック３１，３２のピッチ誤差を±０．５％以下に抑えることが望まれる。Ｒ＝２５ｍｍの位置に３２極対の磁気エンコーダトラック３０を形成する場合を考えると、１磁極対に相当する回転角度は３６０°／３２＝１１．２５°なので、ピッチ誤差０．５％は、１１．２５°×０．５％＝０．０５６２５°となり、その場合、許容される偏心量はΔＲ＜Ｒｔａｎ（０．０５６２５°）＝２４．５μｍとなる。従って、ピッチ誤差を０．５％以下にするためには、ベース部３３の取り付け面３３ｂにおける公差を±２０μｍ以下に設定することが望まれる。少なくともベース部３３の取り付け面３３ｂを焼結金属で形成し、これにサイジングを施せば、取り付け面３３ｂをそのような公差範囲に収めることは容易であるので、ピッチ誤差を０．５％以下に抑えた磁気エンコーダトラック３０を低コストに提供することが可能となる。

　また、振れ回り量が小さくなることで、磁気センサ４と各磁極との間のギャップ変動を抑えることができる。既存の磁気エンコーダ装置では、磁気センサ４と各磁極との間のギャップは、機械部品の加工精度や組み付け精度によって制限され、その変動幅が大きいためにギャップを小さくするには限度がある。これに対し、本発明では、磁気エンコーダトラック３０の振れ回り量が小さいため、ギャップの変動範囲を±０．１ｍｍ以下に抑えることができる。そのため、磁気センサ４と各磁極との間のギャップを詰めることができ、磁気強度の増大を通じてノイズの少ない高品質の信号を出力することが可能となる。この点からも、回転軸２の絶対角度の検出精度を高めることができる。

　また、図４に示すように、磁気エンコーダトラック３０に着磁する際には、ベース部３３の取り付け面３３ｂが着磁装置のスピンドル１６に嵌合すると共に、ベース部３３のどちらか一方の端面（本実施形態では反磁気センサ４側の端面３３ｃ）が被位置決め面となって着磁装置の位置決め面１７と軸方向で当接する。着磁の際にはスピンドルの回転角度を基準として磁気パターンを形成するため、着磁面に振れ回りがあると、正確な角度ピッチで着磁することが困難となる。これに対し、本実施形態の構成では、ベース部３３の取り付け面３３ｂおよび被位置決め面３３ｃがサイジングにより高精度に成形されているので、着磁装置のスピンドル１６に対するベース部３３の取り付け姿勢が安定し、磁気エンコーダ装置３の使用時と同レベルの同軸状態で着磁を行うことができる。そのため、着磁中の磁気エンコーダトラック３０の振れ回りを小さくして、振れ回りによる着磁パターンの幾何学的誤差を防止し、正確な角度ピッチで着磁することができる。従って、回転軸２の絶対角度をさらに精度良く検出することが可能となる。

　特に本実施形態では、芯金３５をベース部３３の外周面に固定してから、芯金の磁気エンコーダトラック３０の着磁を行っているため、圧入に伴う芯金３５の変形の影響をキャンセルして磁気エンコーダトラック３０を着磁することができる。そのため、高精度の磁極パターンを形成することができる。

　以下、本発明の他の実施形態を図６～図１３に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明において、図１および図２に示す実施形態と共通する構成および部材には共通の参照符号を付して重複説明を省略する。また、以下の実施形態の構成が奏する、図１および図２に示す実施形態と共通する作用効果についても、その説明は基本的に省略する。

　図６および図７は、ラジアルギャップタイプの回転検出装置１の断面図（図６）および平面図（図７）を示す。この実施形態においても、図７に示すように、磁気エンコーダトラック３０は複列配置され、ベース部３３が焼結金属で形成されると共に、その少なくとも取り付け面３３ｂ、好ましくは取り付け面３３ｂと被位置決め面３３ｃ、さらに好ましくはベース部３３の各面取り３３ｅを除く全面３３ａ～３３ｄがサイジングで仕上げられている。磁気エンコーダトラック３０は、軸方向に離隔した第一トラック３１と第二トラック３２からなり、何れのトラック３１，３２も芯金３５の円筒部３５ａの外周面に形成されている。

　この実施形態では、芯金３５のフランジ部３５ｂは内径方向に延びてベース部３３の端面３ｄと軸方向で係合している。この場合、ベース部３３が、芯金３５の円筒部３５ａとフランジ部３５ｂ間の境界角部での内側アールと干渉しないように、ベース部３３のうち、芯金３５の磁気センサ側の端面３３ｄの外径面取り３３ｅの寸法を大きくするのが好ましい。

　図８は、ラジアルギャップタイプの回転検出装置１の他の実施形態を示す断面図である。この実施形態でも、磁気エンコーダトラック３０は複列配置され、ベース部３３が焼結金属で形成されると共に、ベース部の少なくとも取り付け面３３ｂ（好ましくは取り付け面３３ｂと被位置決め面３３ｃ、より好ましくは全面）がサイジングで仕上げられている。　

　図８に示す実施形態では、ベース部３３の外周面および芯金３５のそれぞれが、大径部と小径部からなる段付き円筒面状に形成され、芯金３５の大径部の外周面に形成した成形部３４に磁気エンコーダトラック３０が形成されている。また、芯金３５の小径部がベース部３３の小径外周面に圧入等で固定され、芯金３５の大径部の内周面とベース部３３の大径外周面との間には隙間Ｓがある。芯金３５の大径部および小径部の双方をベース部３５の外周面に圧入すれば、ベース部３３の大径外周面と小径外周面の精度差から芯金３５が過剰に変形し、磁極パターンの精度に影響するおそれがあるが、かかる構成であればそのような不具合を防止することができる。

　図９は、アキシャルギャップタイプの回転検出装置１の他の実施形態を示す断面図である。図９に示す実施形態では、芯金３５の円筒部３５ａの軸方向長さを図１に示す実施形態よりも縮小させ、フランジ部３５ｂに形成した磁気エンコーダトラック３０の表面を、ベース部３３の磁気センサ４側の端面３３ｄよりも、磁気センサ４から離反する方向に後退させている。かかる構成であれば、磁気センサ４をベース部３３の外径側領域に配置することが可能となり、回転検出装置１の省スペース化（特に軸方向寸法の省スペース化）を図ることができる。また、磁気エンコーダ装置３の輸送時等において、磁気エンコーダ装置３を軸方向に段積しても、磁気エンコーダトラック３０が他の磁気エンコーダ装置３の芯金３５等に接触することがなく、磁気エンコーダトラック３０の変形や損傷を防止することができる。

　この実施形態においては、図９に示すように、ベース部３３のうち、磁気センサ４側の端面３３ｄの外径面取り３３ｅの外径端を、フランジ部３５ｂの磁気センサ側の端面よりも磁気センサ４からの離反方向に後退させた位置に到達させるのが好ましい。このように外径面取り３３ｅの面取り寸法を大きくすることで、フランジ部３５ｂよりも磁気センサ４側の領域でスペースに余裕が生じるので、成形部３４の形成およびこれに対する着磁をスムーズに行うことが可能となる。

　以上の実施形態では、回転部材３９を有する磁気エンコーダ装置３として、ベース部３３に嵌合固定した芯金３５に磁気エンコーダトラック３０を設けた場合を例示したが、磁気エンコーダ装置３の構成はこれに限らない。例えば、回転部材３９として、ベース部３３に直接磁気エンコーダトラック３０を設けたものを使用することができる。以下、かかる構成の実施形態を図１０～図１３に基づいて説明する。

　図１０～図１３に示す実施形態では、回転軸２に、焼結金属製のベース部３３が圧入等の手段で固定されている。複列の磁気エンコーダトラック３０は、芯金３５を用いることなく、ベース部３３の表面に直接設けた成形部３４に形成されている。図１０は、ベース部３３の磁気センサ４側の端面３３ｄに磁気エンコーダトラック３０を設けたアキシャルギャップタイプの回転検出装置１を示し、図１１は、ベース部３３の外周面３３ａに磁気エンコーダトラック３０を設けたラジアルギャップタイプの回転検出装置１を示している。

　図１０および図１１に示す何れの実施形態でも、焼結金属製ベース部３３の少なくとも取り付け面３３ｂ（好ましくは取り付け面３３ｂと被位置決め面３３ｃ、さらに好ましくは各面取り３３ｅを除く全面）をサイジングすることで、図１および図２に示す実施形態と同様に、磁気エンコーダトラック３０の振れ回りを小さくすることができ、回転軸２の絶対位置の検出精度を向上させることが可能となる。

　図１２および図１３の実施形態は、図１１に示すラジアルギャップタイプの実施形態において、ベース部３３の外周面３３ａ、および両端面３３ｃ、３３ｄの外径側領域を、成形部３４で被覆し、成形部３４の外周面に磁気エンコーダトラック３０を設けたものである。このようにベース部３３の外周面３３ａのみならず、両端面３３ｃ，３３ｄも成形部３４で被覆することにより、成形部３４がベース部３３から剥離・脱落し難くなる。図１２に示す実施形態では、ベース部３３の外周面３３ａを段付きの円筒面状としているが、図１３に示す実施形態では、ベース部３３の外周面３３ａを軸方向で同一の径寸法としている。

　既に述べたように、異種材料からなるベース部３３と成形部３４の複合成形品を、温度変化の大きい環境下で使用した場合には、成形部３４のうちベース部３３との境界部の一部領域で剥離（浮き上がりやはがれ）、あるいは割れを生じるおそれがある。このような剥離や割れを放置すると、振動等によりベース部３３と成形部３４が同期回転せずに微小な位相ずれを生じる場合がある。特に本実施形態の磁気エンコーダ装置３のように回転軸２の絶対角度を検出する場合には、このような微小な位相ずれが絶対角度の検出精度に大きな影響を与えることになる。

　このような成形部３４の剥離等の問題は、図１２および図１３に示すように、ベース部３３の外周面３３ａに加えて両端面３３ｃ、３３ｄの外径側領域を成形部３４で被覆し、ベース部３３に対する成形部３４の接触面積を増すことである程度防止することができるが、それだけでは必ずしも十分ではない。

　以下、成形部３４の剥離等をより生じにくくする対策の一例を、ラジアルギャップタイプを例に挙げて対策１～対策４として説明する。なお、以下の説明では、上記各実施形態で説明した部材・要素と機能面および構成面で共通する部材・要素に対して同一の参照番号を付し、基本的にその説明を省略する。

　［対策１］
　図１４に示すように、回転部材３９（磁気エンコーダ装置３）は、焼結金属製のベース部３３とベース部３３の表面に形成した成形部３４とで構成される。ベース部３３および成形部３４の組成は、図１に示すベース部３３および成形部３４とそれぞれ共通する。ベース部３３の外周面３３ａおよび内周面３３ｂのうち、外周面３３ａが成形部３４を介して磁気センサ４のセンシング面と対向し、内周面３３ｂが回転軸２に取り付けるための取り付け面を構成する。

　成形部３４は、ベース部３３の外周面３３ａ、およびベース部３３の軸方向両端部を連続して被覆しており、平板状をなす第一プレート部３４１および第二プレート部３４２と、円筒状をなす円筒部３４３とで一体に形成される。第一プレート部３４１、第二プレート部３４２、および円筒部３４３の肉厚は実質的に同一である。図１４に示す実施形態において、第一プレート部３４１はベース部３３の軸方向一方側の端面３３ｃの外径側領域を覆っている。ベース部３３の軸方向他方側の端面３３ｄは軸方向の段差を有しており、第二プレート部３４２はこの段差付き端面３３ｄのうち軸方向一方側の端面３３ｄ１を覆っている。また、円筒部３４３はベース部３３の外周面３３ａを覆っている。ベース部３３の内径側の面取り３３ｅは、成形部４３には覆われずに露出している。

　この実施形態において、第一プレート部３４１および第二プレート部３４２の内径寸法は何れもベース部３３の内径寸法よりも大きい。また、第二プレート部３４２の内径寸法は、第一プレート部３４１の内径寸法よりも大きい。成形部３４の第一プレート部３４１の端面とベース部３３の軸方向一方側の端面３３ｃとの間には、軸方向の段差が存在するが、成形部３４の第二プレート部３４２の端面とベース部３３の軸方向他方側の端面３３ｄの一部（段差付き端面３３ｄのうち軸方向他方側の端面３３ｄ２）とは、半径方向で同一平面上にある。

　図１５は、図１４に示す回転検出装置１をセンサ４側から見た平面図である。
　図１４および図１５に示すように、成形部３４の円筒部３４３の外周面には、第一トラック３１および第二トラック３２からなる磁気エンコーダトラック３０が形成される。第一トラック３１および第二トラック３２は何れも同径寸法である。第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれに、Ｎ極およびＳ極からなる磁極対３１ａ，３２ａが異なる磁極を周方向交互に配置して着磁されている。本実施形態では、第一トラック３１の磁極を等ピッチλ１とし、第二トラック３２の磁極も等ピッチλ２としている（図１５の実施形態ではλ１＜λ２である）。第一トラック３１おける磁極対３１ａの数（例えば３２個）は、第二トラック３２における磁極対３２ａの数（例えば３１個）と異なる。例えば第一トラック３１における磁極対３１ａを任意の数ｎとした場合、第二トラック３２には、ｎ±１で表される数の磁極対３２ａを設けることができる。これにより回転軸２の１回転を０°～３６０°の範囲の絶対角度で検出することができる。検出可能な絶対角度の範囲を３６０°ではなく１８０°とする場合には、第二トラック３２にｎ±２で表される数の磁極対３２ａを設ければよい。この場合、回転軸２の１回転に対して０°～１８０°の範囲の検出を２回繰り返すことになる（いわゆる２ｘモード）。同様にｎ±３とした場合には絶対角度検出範囲は１２０°となり、回転軸２の１回転に対して３回繰り返して検出することになる（いわゆる３ｘモード）。

　図１６は磁気エンコーダ装置３を軸方向他方側（第二プレート部３４２側）から見た正面図である。同図に示すように、円筒状をなすベース部３３の軸方向他方側の端部には、その外周面の円周方向一部領域を半径方向に除肉した形態の除肉部３６が形成される（以下、「半径方向の除肉部」と呼ぶ）。図３は、平面状にした除肉部３６を例示している。成形部３４の第二プレート部３４２の内周面には、除肉部３６と対応して内径側に突出する突出部３７が形成されている。この除肉部３６と突出部３７は密着状態にあり、かつ円周方向で係合した状態にある。

　除肉部３６と突出部３７のうち、回転軸２に直接回転駆動されるベース部３３の除肉部３６が第一係合部を構成し、回転軸２に直接回転駆動されない成形部３４の突出部３７が第二係合部を構成する。第一係合部３６と第二係合部３７は、ベース部３３と成形部３４の微小な位相ずれを防止する回り止め３８として機能する。

　図１６では、この回り止め３８を半径方向で対向する円周方向二カ所に設けているが、円周方向の一カ所のみに形成し、あるいは円周方向の三箇所以上に形成することもできる（図２３ｂ等参照）。

　次に、以上に述べた磁気エンコーダ装置３の製造工程を順次説明する。

　先ず、焼結金属製のベース部３３が製作される。ベース部３３は、図１に示すベース部３３と同様の手法を経て製作される。圧縮成形工程では、鉄粉に潤滑剤を添加した原料粉末を成形して圧粉体が成形される。この圧粉体の段階で、その軸方向一端部外周に除肉部３６が成形される。この圧粉体を焼結炉に移送して例えば１１２０℃で焼結することにより、焼結素材が得られる。原料粉に添加された潤滑剤は、焼結工程中に燃焼あるいは揮散する。焼結後の焼結素材の密度は、６．２～７．０ｇ／ｃｍ³程度である。サイジングは、図３に基づいて説明した手順と同様に行われる。

　このようにして製作されたベース部３３は射出成形工程に移送される。この射出成形工程は、図１７に示すように、ベース部３３を固定金型４０および可動金型４１内にインサートして位置決め保持し、両金型４０，４１間に形成したキャビティ４２に、上述した熱可塑性樹脂と磁性粉とを含む樹脂材料を、スプール４３およびゲート４４を介して射出することで成形部３４を成形（インサート成形）する工程である。この成形部３４の成形と同時に、ベース部３３の除肉部３６を成形型として突出部３７が成形される。成形部３４でのウェルド等の発生を防止するため、ゲート４４としては、ディスクゲート（フィルムゲート）を使用するのが好ましい。射出成形に際しては、キャビティ４２に磁場をかけながら磁性粉の磁化容易軸を揃える処理（磁場成形）も併せて行われる。

　樹脂材料の冷却固化後、型開きを行い、図示しない押し出しピンで成形品を押し出す。成形品の押し出しと共にゲートカットが行われ、成形品が離型される。ディスクゲート４４を介して射出成形を行っているため、ゲートカットの痕跡であるゲート跡３４４（図１４参照）は、成形部３４の第一プレート部３４１の内周面全周にわたって形成される。

　その後、脱磁を行ってから、成形品に着磁を行って磁気エンコーダトラック３０を形成する。着磁中は、図１８に示すように、成形品４５のベース部３３の内周面３３ｂがスピンドル５０に嵌合されると共に、図示しないチャック機構でベース部３３の端面、例えば軸方向他方側の端面３３ｄ（被位置決め面）が着磁装置の位置決め面５１に押し付けられる。この時、位置決め精度の向上のため、成形部３４は位置決め面５１と接触させないのが好ましい。これにより、成形品４５が内周面３３ｂおよび一方の端面（本実施形態では端面３３ｄ）を基準として、着磁装置に対して軸方向および半径方向で位置決めされる。

　この状態で磁気エンコーダトラック３０の外径側に着磁ヘッド５２を配置し、成形品をインデックス回転させながら、磁気エンコーダトラック３０の第一トラック３１と第二トラック３２のうち、どちらか一方のトラックの着磁を行う。その後、着磁ヘッド５２を軸方向にスライドさせ、同様の操作を繰り返して他方のトラックの着磁を行うことで、図１４および図１５に示す磁気エンコーダ装置３が完成する。なお、インデックス回転させながら複数のトラックを同時に着磁するようにしてもよく、その他、全ての磁極を同時に着磁させる方法を採用することもできる。

　このようにして製作した回転部材３９（磁気エンコーダ装置３）のベース部３３の内周面（取り付け面）３３ｂに回転軸２を固定し、ハウジングの所定位置に磁気センサ４を取り付けることで、図１４および図１５に示す回転検出装置１が完成する。ベース部３３と回転軸２との固定は、両者間での芯ずれ防止のために圧入で行うのが好ましいが、芯ずれを回避できる対策を講じれば、接着等の他の固定手段で固定することもできる。例えば自動車の車輪用軸受装置にこの磁気エンコーダ装置を使用する場合、車輪用軸受装置の内輪（回転部材）の外周面にベース部３３の取り付け面３３ｂが嵌合固定され、軸受外輪やナックル等の車体側の部材の所定位置に磁気センサ４が取り付けられる。

　図１６に示すように、ベース部３３の除肉部３６（第一係合部）と成形部３４の突出部３７（第二係合部）とを円周方向で係合させて回り止め３８を構成すれば、仮に成形部３４が剥離等した場合でも、ベース部３３と成形部３４の円周方向の位相ずれを防止することができる。そのため、磁気エンコーダ装置３を温度変化が大きい使用条件下で使用する場合でも、回転軸２の絶対角度を精度良く検出することが可能となる。

　特に本実施形態の構成では、図１７に示すインサート成形時に、突出部３７（第二係合部）が除肉部３６（第一係合部）を成形型として成形されるので、成形後は第一係合部３６と第二係合部３７を隙間なく密着させることができ、ベース部３３と成形部３４の間の微小な位相ずれをより確実に防止することができる。

　図１９および図２０は、アキシャルギャップタイプの回転検出装置１の断面図および平面図である。このアキシャルタイプにおいても、図２０に示すように、複列の磁気エンコーダトラック３０が成形部３４に形成されている。また、ベース部３３が焼結金属で形成されると共に、少なくとも取り付け面３３ｂ、さらに好ましくはベース部３３の各面取りを除く全面３３ａ～３３ｄがサイジングで仕上げられている。このアキシャルギャップタイプの磁気エンコーダ装置３において、磁気センサ４に対向する磁気エンコーダトラック３０は第一プレート部３４１に形成されている。磁気エンコーダトラック３０は、半径方向に離隔した第一トラック３１と第二トラック３２とを有する。また、図２１に示すように、ベース部３３と第二プレート部３４２との間に、図１６の実施形態と同様に、半径方向の除肉部３６（第一係合部）および突出部２７（第二係合部）からなる回り止め３８が設けられている。

　図２２ａおよび図２２ｂは、回り止め３８の他の実施形態を示すもので、ベース部３３に、その端面３３ｃの一部領域を軸方向に除肉した形態の除肉部３６（以下、「軸方向の除肉部」と称する）を形成すると共に、成形部３４に、除肉部３６に対応する軸方向の突出部３７を形成して回り止め３８を構成した場合を示す。この実施形態では、軸方向の除肉部３６として、ベース部３３に端面３３ｃに形成した円孔状の凹部を例示している。かかる構成でも、第一係合部となる除肉部３６と第二係合部となる突出部３７とが密着し、かつ円周方向で係合するため、ベース部３３と成形部３４の間の回り止め３８を構成することができる。

　図２２ａおよび図２２ｂに示す実施形態では、成形部３４のうち、ゲート側（ゲート跡３４４への接近側）となる第一プレート部３４１とベース部３３との間に回り止め３８を設けており、この点が反ゲート側（ゲート跡３４４からの遠方側）となる第二プレート部３４２とベース部３３との間に回り止め３８を設けた図１４～図２１の実施形態と異なる。射出成形時のキャビティ４２（図１７参照）内での樹脂材料の流動を乱さないためにも、図１４～図２１に示す実施形態のように、回り止め３８は樹脂材料の流動方向下流側である第二プレート部３４２とベース部３３との間に形成するのが好ましい。但し、この点についての影響が軽微である場合には、図２２ａおよび図２２ｂに示すように、樹脂材料の流動方向上流側である第一プレート部３４１とベース部３８の間に回り止め３８を設けることができる。

　この他、図２７ａおよび図２７ｂに示すように、成形部３４の円筒部３４３とベース部３３３の間に回り止め３８を設けることも考えられるが、ラジアルギャップタイプにおいてかかる構成を採用すると、円筒部３４に設けた磁気エンコーダトラック３０の磁界や磁力線が回り止め３８の周辺で乱れるため、検出精度に悪影響を及ぼす。これを防止するため、回り止め３８はセンサ４と対向しない領域、すなわち第一プレート部３４１とベース部３３の間や、第二プレート部３４２とベース部３３の間に形成するのが好ましい。

　以上を勘案すれば、ラジアルギャップタイプ（図１４～図１６に示す実施形態）、およびアキシャルギャップタイプ（図１９～図２１に示す実施形態）を問わず、回り止め３８は、成形部３４のうち、センサ４と対向せず、かつ樹脂材料の流動方向下流側（磁気センサ４との対向面よりも下流側）となる第二プレート部３４２とベース部３３の間に設けるのが最も好ましい。

　図２３ａ・図２３ｂ～図２６ａ・図２６ｂに回り止め３８の他の例を示す。

　図２３ａ・図２３ｂ～図２５ａ・図２５ｂは、半径方向の除肉部３６の他例を示すものであり、このうち、図２３ａ・図２３ｂ、および図２４ａ・図２４ｂは凹円筒面状に形成した除肉部３６を示している。図２３ａおよび図２３ｂでは、図２４ａおよび図２４ｂよりも円筒面の曲率半径を大きくしてある。また、図２３ａおよび図２３ｂでは、除肉部３６の円周方向両端と、これと円周方向で隣接するベース部３３の外周面とを凸円筒面を介して滑らかにつなげている。また、図２５ａおよび図２５ｂは、断面Ｖ字状に形成された除肉部３６を示している。

　図２６ａおよび図２６ｂは、軸方向の除肉部３６の他の実施形態を示すもので、円周方向に延びる長孔状の除肉部３６を形成した場合を例示している。

　図２３ａ・図２３ｂ～図２６ａ・図２６ｂの何れの実施形態でも、突出部３７は除肉部３６と密着する形状をなしている。なお、図２３ａ・図２３ｂ～図２６ａ・図２６ｂに示す各回り止め３８の形態は、図１９～図２１に示すアキシャルギャップタイプの磁気エンコーダ装置３にも同様に適用することができる。

　図２３ａ・図２３ｂ～図２５ａ・図２５ｂに示すように半径方向の除肉部３７を形成した場合、除肉部３７の円周方向両端と、これと円周方向で隣接するベース部３３の外周面との間のコーナー部ｃがエッジであると、ベース部３３と成形部３４の熱膨張係数の差に起因して生じた熱応力により、エッジ部分に対向する成形部３４で剥離や割れ等を生じるおそれがある。これを防止するため、コーナー部ｃはアール形状にするのが好ましい。この時のコーナー部ｃの曲率半径としては、０．５～８ｍｍ程度が好ましい（図１６に示す実施形態のコーナー部ｃでも同じ）。０．５ｍｍを下回ると応力集中による破壊が生じやすくなり、８ｍｍを上回ると回り止めとしての効果が低減する。

　図１に示すように、支持部材３５を断面Ｌ字型として溶製金属材（例えば金属板のプレス加工品）で形成し、これを金型内にインサートして成形部３４を射出成形する場合も、温度変化が大きくなると、支持部材３５に対し、支持部材３５と異種材料からなる成形部３４が剥離し、支持部材３５と成形部３４の間の微小な位相ずれを生じる場合があるが、各実施形態で述べた回り止め３８を設けることでかかる事態を防止することができる。この回り止め３８を構成する除肉部３６は、ベース部３３をプレス加工する際に同時に形成することができる。

　以上の説明では、回り止め３８を構成する除肉部３６および突出部３７のうち、除肉部３６をベース部３３に形成し、突出部３７を成形部３４に形成する場合を例示しているが、これとは逆に突出部３４をベース部３３に形成し、除肉部３６を成形部３４に形成してもよい。

　［第二対策］
　成形部３４の剥離等を防止する第二対策として、ベース部３３を、鉄を含む焼結金属で形成し、ベース部３３の表面のうち、少なくとも成形部３４との接触領域に酸化被膜を設けることが考えられる。

　この第二対策において、回転部材３９を構成するベース部３３の表面には、図２８に示すように、酸化被膜７２が形成されている。この酸化被膜７２は、焼結金属に例えばスチーム処理を施して表面にＦｅ₃Ｏ₄を生成することで形成される。酸化被膜７２は、表面に存在する鉄粒子７１を全て覆っているが、粒子７１間の大きな空孔７０は封孔されない。そのため、ベース部３３の表面には、酸化被膜７２の形成後も多数の空孔７０が開口している。スチームが互いに連通する空孔を通じて焼結体の内部にも浸透するため、表面の粒子７０間の空孔だけでなく、これに連通する、内部の粒子間に形成された空孔７０にも酸化被膜７２が形成される。但し、スチームが浸透できないベース部３３の芯部には酸化被膜７２が形成されず、互いに連通する空孔がそのまま残っている。

　ベース部３３の酸化被膜７２は、焼結素材３３’のサイジング工程（図３参照）後に、ベース部３３を酸化被膜の形成工程に移送することで形成される。この酸化被膜形成工程では、図２９に示すように、例えばベルト式のスチーム炉６５を使用してスチーム処理が行われる。スチーム炉６５のメッシュベルト上にベース部３３を順次供給し、高温蒸気で満たされた炉６５内をゆっくり通過させることにより、ベース部３３の表面が高温蒸気で酸化されて図２８に示す酸化被膜７２が形成される。なお、サイジング前に酸化被膜７２を形成したのでは、サイジングに伴って酸化被膜７２が破壊されるので、サイジング後に酸化被膜７２を形成することとする。

　その後、図１４～図１６に示す実施形態と同様に、射出成形工程（図１７参照）で成形部３４を形成し、さらに着磁工程（図１８参照）で成形部３４に着磁して磁気エンコーダトラック３０を形成する。このようにして製作した磁気エンコーダ装置３のベース部３３の内周面（取り付け面）３３ｂに回転軸２を固定し、ハウジングの所定位置に磁気センサ４を取り付けることで、図１４および図１５に示す回転検出装置１が完成する。

　この時、図２８に示すように、ベース部３３の表面に酸化被膜７２を形成した状態で成形部３４を成形すれば、酸化被膜７２の表面に微小凹凸が形成されてベース部３３の比表面積が増大し、成形部４３との間の接触面積が増大する。加えて成形部３４を構成する樹脂材料がベース部３３の表面に形成された空孔７０にも入りこみ、アンカー効果を発揮する。また酸化被膜７２を形成することでベース部３３の表面の分子的な親和性が向上し、成形部３４との間に分子間力を作用させることができる。そのため、ベース部３３と成形部３４の間で高い密着力を得てベース部３３からの成形部３４の剥離等を防止することができる。これにより、ベース部３３と成形部３４の微小な位相ずれを防止し、大きな温度変化が予想される使用条件下でも回転軸２の絶対角度を精度良く検出することが可能となる。この構成では、ベース部３３が成形部３４で覆われるため、封孔や防錆等の観点から焼結金属製のベース部３３に酸化被膜を形成する必要性はないが、これとは別の観点から敢えて酸化被膜７２を形成することで、成形部３４の剥離強度を向上させるという独自の効果を奏することができる。

　図３０は酸化被膜７２を形成していない鉄系焼結組織の顕微鏡写真であり、図３１は酸化被膜７２を形成した鉄系焼結組織の顕微鏡写真である。図３０と図３１の対比から明らかなように、酸化被膜を形成していない鉄粒子の表面は滑らかであるが（図３０）、酸化被膜を形成すると、鉄粒子を覆う酸化被膜７２の表面に微小な凹凸が形成されることが理解できる（図３１）。この微小凹凸が成形部３４との間の密着力の強化に寄与する。

　以上に述べた効果を確認するため、図３２に示す方法で成形部３４の剥離強度の評価試験を行った。試験片として、ベース部３３と同じ組成のフランジ状の焼結金属材７３に成形部３４と同じ組成の樹脂材７４をインサート成形したものを使用し、これを台座７５で支持しながら樹脂材７４に一定荷重を与えて樹脂材７４と焼結材７３の剥離程度を評価した。試験機として株式会社エー・アンド・デイのテンシロン万能試験機ＵＴＭ－５Ｔを使用し、クロスヘッドスピードは５ｍｍ／ｍｉｎに設定した。ロードセルはフルスケール５０ｋｇｆとした。

　図３３に試験結果を示す。同図に示す評価のうち、×は界面が完全に剥離したことを表し、△は界面の面積の５０％以上が剥離したことを表し、○は界面面積の５０％未満が剥離したことを表す。図３３の試験結果から明らかなように、スチーム処理より酸化被膜を形成することで、未処理品に比べ、剥離強度が向上することが明らかである。また、この試験結果から、スチーム処理の炉内温度として５３０～５７０℃の範囲（好ましくは５５０℃～５７０℃）が適切であり、スチーム処理を行う時間としては２５分程度が適切であることも判明した。

　なお、酸化被膜７２の好ましい生成量を、断面組織観察により計測した酸化被膜７２の膜厚Ｔで表すと、１μｍ≦Ｔ≦１０μｍ程度である。この下限値を下回ると十分な剥離強度が得られず、上限値を上回ると、酸化被膜７２が過剰に生成されて表面の空孔７０が封孔されるため、却って成形部３４が剥離しやすくなる。

　ところで、酸化被膜７２は焼結組織の表面を硬化させる性質も有する。従って、ベース部３３の取り付け面３３ｂに酸化被膜７２を形成することで、取り付け面３３ｂを硬くすることができ、これによって回転軸２との間で生じるフレッティング摩耗を抑制することが可能となる。また、酸化被膜７２は絶縁性を有するため、回転軸２とベース部３３との間での局部電池の形成による金属腐食を抑制することができる。従って、かかる現象を考慮して回転軸２の材料を選定する必要がなく、回転軸２の材料選定の自由度を高めることができる。

　以上に述べた作用効果を奏するため、酸化被膜７２はベース部３３の表面のうち、少なくとも成形部３４との接触領域に形成し、あるいは少なくとも該接触領域と取り付け面３３ｂとに形成すれば足りる。もちろんベース部３３の全表面に酸化被膜７２を形成しても構わない。

　また、図１９および図２０に示すアキシャルギャップタイプの回転検出装置１においても、ベース部３３の表面に酸化被膜７２を形成することで、同様の作用効果を得ることができる。

　［第三対策］
　成形部３４の剥離等を防止する第三対策として、図３４に示すように、ベース部３３の表面のうち、成形部３４と接触する領域に、その表面粗さが取り付け面３３ｂの表面粗さよりも大きい粗面部４６を設けることが考えられる。この粗面部４６は、例えば、ベース部３３の製作工程におけるサイジング工程（図３参照）で形成することができる。

　サイジング工程では、図３５に示すように、二点鎖線で示すサイジング前の焼結素材３３’の各面３３ａ’～３３ｄ’に所定のサイジング代が設けられている。この際、内周面３３ｂ’のサイジング代Ｑｉを、外周面３３ａ’のサイジング代Ｑｏよりも大きくして両者のサイジング代に差を設ける。これにより、サイジング代の小さい外周面３３ａ’は、サイジング代の大きい内周面３３ｂ’に比べて表面粗さが大きくなり、外周面３３ａ’が表面粗さの大きい粗面部４６となる。粗面部４６では、サイジング時の圧縮率が低くなるために表面空孔率が内周面３３ｂ’よりも大きく、密度が内周面３３ｂ’よりも小さくなる。なお、図３５における各サイジング代は実際よりも誇張して描かれている。

　このように、ベース部３３の外周面３３ａを内周面３３ｂよりも表面粗さの大きい粗面部４６にすることで、成形部３４を構成する樹脂材料が射出成形時に粗面部４６の微小凹部に深く入り込んでアンカー効果を生じるため、ベース部３３と成形部３４の間で高い密着力を得ることができる。従って、大きな温度変化が予想される使用条件下でも成形部３４の剥離や割れを防止してベース部３３と成形部３４の微小な位相ずれを防止し、そのような条件下での回転部材の絶対角度の検出精度を向上させることが可能となる。粗面部４６および内周面３３ｂをサイジングで仕上げているので、粗面部４６と内周面３３ｂにおける表面粗さの差は、両者のサイジング代Ｑｉ，Ｑｏを異ならせるだけで容易に得ることができる。

　その一方で、表面粗さの小さい内周面３３ｂ（取り付け面）は、圧縮率が高くなるために高精度の硬質面となる。従って、回転軸２に対する磁気エンコーダ装置３（回転部材３９）の取り付け精度を高めることができ、また、射出成形時のベース部３３の位置決め精度を高めて成形部３４の成形精度を向上させ、磁気エンコーダトラック３０の着磁精度を向上させることができる。以上から、幅広い温度範囲で回転部材の絶対角度を精度良く検出可能な磁気エンコーダ装置３を提供することが可能となる。

　通常、磁気エンコーダ装置３においては、成形部３４のうち、磁気センサ４に対向する面（本例では円筒部３４３の外周面）が、磁気エンコーダトラック３０を形成する関係で広大な面となる。これに対応して、ベース部３３の表面のうち、磁気エンコーダトラック３０と対向する面（本例では外周面３３ａ）を粗面部４６にすることで、ベース部３３と成形部３４の密着面積が大きくなり、成形部３４とベース部３３の間の密着力を効果的に高めることが可能となる。

　もちろんベース部３３の外周面３３ａに加えて、成形部３４と接触するこれ以外の表面（本例でいえば、軸方向一方側端面３３ｃおよび軸方向他方側端面３３ｄの各外径側領域）を粗面部４６にすることで、成形部３４とベース部３３の間の密着力をさらに高めることができる。このように粗面部４６の形成領域を拡大するため、図３５に示すように、焼結素材３３’の軸方向両側の端面３３ｃ’、３３ｄ’のサイジング代を、内周面３３ｂ’のサイジング代Ｑｉよりも小さくするのが好ましい。

　なお、取り付け面３３ｂの表面粗さは、粗面部４６の表面粗さの１０～５０％の範囲にするのが好ましい。具体的な数値例として、取り付け面３３ｂの表面粗さを３．２μｍＲａ以下とし、粗面部４６の表面粗さを６．３～１２．５μｍＲａの範囲とすることが挙げられる。この場合、取り付け面３３ｂの表面空孔率は５～２０％、粗面部４６の表面空孔率は１５～４０％程度が好ましい。また、取り付け面３３ｂおよびその周辺領域での密度は６．４～７．０ｇ／ｃｍ³とし、粗面部４６およびその周辺領域での密度は６．２～６．８ｇ／ｃｍ³とするのが好ましい。ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１に規定される算術平均粗さを意味する。

　図３６に示すアキシャルギャップタイプの回転検出装置１においても、ベース部３３の各面３３ａ～３３ｄをサイジングで仕上げる一方で、これらの面にサイジング代の差を与えることで、ベース部３３の内周面３３ｂ（取り付け面）を除く各面（外周面３３ａ、軸方向一方側の端面３３ｃ、および軸方向他方側の端面３３ｄ）に粗面部４６を形成することができる。この時、粗面部４６は、少なくとも磁気エンコーダトラック３０と対向する軸方向一方側の端面３３ｃに形成されていれば足りる。

　［第四対策］
　成形部３４の剥離等を防止する第四対策として、原料粉末を成形し、焼結することでベース部３３を形成する際に、原料粉末の平均粒子径を６０～１００μｍにすることが考えられる。

　すなわち、ベース部３３の製作工程における圧縮成形工程では、鉄粉に潤滑剤を添加した原料粉末を成形して圧粉体が形成される。鉄粉としては、金属溶湯に水やガスを吹き付けて冷却することにより粉化させたアトマイズ鉄粉や、電解鉄を粉末状に析出させた電解鉄粉が知られているが、本発明では還元鉄粉を使用する。還元鉄粉は、粉砕した鉄鉱石またはミルスケールを加熱還元して得られるもので、多数の空孔を有する多孔質状（海綿状）である点で、中実粒子であるアトマイズ鉄粉や電解鉄粉と異なる。鉄粉として、還元鉄粉にアトマイズ鉄粉や電解鉄粉を混合させたものを使用してもよいが、その場合でも還元鉄粉を主体とする混合鉄粉［混合鉄粉における還元鉄粉の割合が５０ｗｔ％以上（好ましくは８０ｗｔ％以上）のもの］を使用するのが好ましい。その他、原料粉末には、必要に応じて銅粉や他の金属粉末を添加することができるが、それらの配合量は原料粉末が鉄粉を主体とするように［原料粉末における鉄粉の割合が５０ｗｔ％以上（好ましくは９０ｗｔ％以上）となるように］定めるのが好ましい。

　また、鉄粉としては、平均粒子径が６０μｍ～１００μｍのものが使用される。ここで、鉄粉の平均粒子径は、例えばレーザ回析散乱法に基づいて測定することができる。この測定方法は、粒子群にレーザ光を照射し、そこから発せられる回折・散乱光の強度分布パターンから計算によって粒度分布、さらには平均粒子径を求めるもので、測定装置として、例えば株式会社島津製作所のＳＡＬＤ３１０００を使用することができる。原料粉末に鉄粉以外の他の金属粉末を添加する場合も、その平均粒子径は上記の範囲とするのが好ましい。

　本例では、ベース部３３を、平均粒子径６０～１００μｍの鉄粉を用いて形成しており、焼結組織が粗い粒子で形成される。そのため、焼結組織の表面粗さをＲａ６．３μｍ～１２．５μｍ程度に粗面化することができる。また、焼結後の鉄粒子間に形成される多数の空孔も十分な大きさになる。そのため、ベース部３３の比表面積が大きくなり、射出成形時に樹脂材料が焼結組織表面の微小凹部や空孔に入り込み易くなってアンカー効果が強化される。従って、ベース部３３と成形部３４の間で高い密着力を得ることができ、大きな温度変化が予想される使用条件下でも成形部の剥離や割れを防止することが可能となる。これにより、ベース部３３と成形部３４の微小な位相ずれを防止し、回転軸２の絶対角度の検出精度を向上させることができる。

　粉末の平均粒子径が６０μｍよりも小さいと、ベース部３３の表面が平滑化されて比表面積が小さくなるため、ベース部３３と成形部３４の間の密着力が不十分となる。圧粉体の成形圧力や焼結後に行うサイジングの際のサイジング代を小さくすれば焼結組織の表面を粗くすることも可能であるが、これでは取り付け面３３ｂで必要とされる真円度や円筒度等の必要精度を満足することが難しくなる。これに対し、粉末の平均粒子径をコントロールして粗面化すればかかる不具合を防止することができる。粉末の平均粒子径が１００μｍよりも大きいと、粒子同士の接触部が少なくなり、ベース部３３の機械的強度が低下する、あるいは面粗さＲａが大きくなることにより取り付け面３３ｂのサイジング後の平面度や円筒度等の表面精度が低下する、等のデメリットが生じる。

　また、鉄粉として多孔質の還元鉄粉を使用すれば、ベース部３３の比表面積をさらに増大させることができ、ベース部と成形部の間の密着力をより一層向上させることができる。

　以上に述べた効果を確認するため、図３２に示す試験装置で成形部３４の剥離強度の評価試験を行った。試験条件は、既に説明した試験条件と同じである。

　また、この試験では、還元鉄粉をＪＩＳ篩２５０mesh（篩目開き６３μｍ）、２００mesh（篩目開き７５μｍ）、１５０mesh（篩目開き１０６μｍ）で篩分けし、篩分け後の粒度の異なる３種類の還元鉄粉を使用してそれぞれ焼結金属材７３（鉄１００ｗｔ％）を製作している。併せてアトマイズ鉄粉だけで製作した焼結素材７３も製作している。

　図３７に試験結果を示す。同図に示す評価のうち、×は界面が完全に剥離したことを表し、△は界面の面積の５０％以上が剥離したことを表し、○は界面面積の５０％未満が剥離したことを表す。図３７の試験結果から明らかなように、鉄粉の粒度が大きくなるほど、剥離強度が向上することが理解できる。また、同じ粒度でもアトマイズ鉄粉より還元鉄粉を使用する方が剥離強度の向上に有効であることも理解できる。以上の試験結果から、ベース部３は、平均粒径が６０μｍ～１００μｍの還元鉄粉で製作するのが最も好ましい。

　上記の第四対策は、図１９および図３６に示すアキシャルギャップタイプの磁気エンコーダ装置３にも同様に適用することができる。

　また、以上に述べた第一対策～第四対策は、それぞれ単独で採用する他、任意の二つもしくはそれ以上を組み合わせて採用することもできる。

　［他の実施形態］
　図１４等に示すように、ベース部３３の外周面と端面との間にチャンファ３３ｅ等の肉取り部を設けた場合、磁気センサ４と磁気エンコーダトラック３０の背後にある磁性体であるベース部３３との間の距離にばらつきを生じ、絶対角度の検出精度に悪影響を与えることになる。以下、かかる弊害を回避するための実施形態を説明する。

　図３８に示すように、この実施形態において、ベース部３３は、多孔質の焼結金属で円筒状に形成される。焼結金属は、磁性体として機能させるために鉄を多く含むものが使用される。焼結金属中の鉄の含有量は極力多くするのが好ましく、本実施形態では鉄１００ｗｔ％の焼結金属を使用している。鉄を主成分とする限り、銅や他の金属を含有した焼結金属を使用しても構わない。なお、ベース部３３に対する潤滑油の含浸は行われない。ベース部３３の外周面３３ａおよび内周面３３ｂのうち、外周面３３ａが成形部３４を介して磁気センサ４のセンシング面と対向し、内周面３３ｂが回転軸２に取り付けるための取り付け面を構成する。

　ベース部３３ｂの軸方向一方側（図面左側）の端面３３ｃと内周面３３ｂの間、および軸方向他方側（図面右側）の端面３３ｄと内周面３３ｂの間には、それぞれ面取り３３ｅが形成されている。また、ベース部３３の軸方向一方側の端面３３ｃと外周面３３ａの間、および軸方向他方側の端面３３ｄと外周面３３ａの間には、それぞれ肉取り部４７が設けられている。

　肉取り部４７は、外周面３３ａの輪郭線とベース部の端面３３ｃ，３３ｄの輪郭線をそれぞれ延長してできる交差点の角部の肉を落とした形態を有する。本実施形態の肉取り部４７は、図３９に示すように、磁気センサ４のセンシング方向（本実施形態では半径方向）に対してθ＜４５°となる傾斜角θを有するチャンファで構成される。傾斜角θは１０°以上とし、４０°以下とするのが好ましい。これ以外のベース部３３、成形部３４、および磁気エンコーダ３０の構成は、図１４および図１５に示す実施形態と同様である。

　このように二つの肉取り部４７の傾斜角θを何れもθ＜４５°に設定することで、図４０に示すように、二つの肉取り部４７の外径端間の軸方向距離ｂを、通常の面取り（破線で示す）に倣って傾斜角θを４５°にした場合の当該軸方向距離ａよりも大きくすることができる（ｂ＞ａ）。傾斜角θの大きさが上記の範囲内であれば、軸方向一方側と他方側の肉取り部４７の傾斜角θを異なる大きさにすることもできる。

　成形部３４は、ベース部３３の外周面３３ａ、およびベース部３３の軸方向両端部を連続して被覆しており、平板状をなす第一プレート部３４１および第二プレート部３４２と、円筒状をなす円筒部３４３とで一体に形成される。第一プレート部３４１、第二プレート部３４２、および円筒部３４３の肉厚は実質的に同一である。図３８に示す実施形態において、第一プレート部３４１はベース部３３の軸方向一方側の肉取り部４７および端面３３ｃの外径側領域を覆っている。ベース部３３の軸方向他方側の端面３３ｄは軸方向の段差を有しており、第二プレート部３４２は、この段差付き端面３３ｄのうち軸方向一方側の端面３３ｄ１および軸方向他方側の肉取り部４７を覆っている。また、円筒部３４３はベース部３３の外周面３３ａを覆っている。ベース部３３の内径側の面取り部３３ｅは、成形部３４には覆われずに露出している。

　成形部３４の円筒部３４３の外周面に形成される磁気エンコーダトラック３０の構成および機能は、図１４および図１５に示す実施形態と共通する。

　次に、以上に述べた磁気エンコーダ装置３の製造工程を順次説明する。先ず、焼結金属製のベース部３３が製作される。ベース部３３は、焼結金属の製造手法として常用される、金属粉末の圧縮成形→焼結→サイジングの各工程を経て製作される。圧縮成形工程では、鉄粉に潤滑剤を添加した原料粉末を成形金型に供給し、圧縮することで、面取り３３ｅおよび肉取り部４７を有する圧粉体が成形される。この圧粉体を焼結炉に移送して例えば１１２０℃で焼結することにより、Ｆｅ１００ｗｔ％の焼結素材が得られる。

　焼結後の焼結素材はサイジング工程に移送される。サイジングは、図３に示すように、焼結素材３３’を、その軸方向両端面３３ｃ’，３３ｄ’をパンチ１３，１４で拘束しつつダイ１１に圧入し、あるいはダイ１１に焼結素材３３’を収容してから、焼結素材３３’の軸方向両端面３３ｃ’、３３ｄ’をパンチ１３，１４で加圧することで、焼結金属素材３３’を圧迫する工程である。サイジング中は焼結金属素材３３’の内周にはコアロッド１２が挿入されている。

　このサイジングにより、焼結素材３３’の外周面３３ａ’、内周面３３ｂ’、および両端面３３ｃ’，３３ｄ’がそれぞれダイ１１の内周面、コアロッド１２の外周面、および両パンチ１３，１４の端面に押し付けられて塑性変形により矯正され、各面が精度良く仕上げられる。その後、焼結金属素材３３’をダイ１１内から取り出すことで、ベース部３３が完成する。

　ベース部の３３の外周面３３ａ、内周面３３ｂ、および両端面３３ｃ、３３ｄは何れもサイジングされた面となるが、サイジングに伴って表面空孔が潰れるため、サイジング後の各面３３ａ～３３ｄの表面空孔率は、内部（芯部）の空孔率よりも小さくなる。ベース部３３の軸方向両端の内径角部および外径角部には、それぞれ面取り３３ｅおよび肉取り部４７が設けられているが、これら面取り３３ｅおよび肉取り部４７はサイジングされないため、これらの表面空孔率は上記各面３３ａ～３３ｄの表面空孔率よりも大きい。

　その後、ベース部３３は射出成形工程に移送される。この射出成形工程は、図４１に示すように、ベース部３３を固定金型４０および可動金型４１内にインサートして位置決め保持し、両金型４０，４１間に形成したキャビティ４２に、上述した熱可塑性樹脂と磁性粉とを含む樹脂材料を、スプール４３およびゲート４４を介して射出することで成形部３４を成形（インサート成形）する工程である。成形部３４でのウェルド等の発生を防止するため、ゲート４４としては、ディスクゲート（フィルムゲート）を使用するのが好ましい。射出成形に際しては、キャビティ４２に磁場をかけながら磁性粉の磁化容易軸を揃える処理（磁場成形）も併せて行われる。

　樹脂材料の冷却固化後、型開きを行い、図示しない押し出しピンで成形品を押し出す。成形品の押し出しと共にゲートカットが行われ、成形品が離型される。ディスクゲート４４を介して射出成形を行っているため、ゲートカットの痕跡であるゲート跡３４４（図３８参照）は、成形部３４の第一プレート部３４１の内周面全周にわたって形成される。

　その後、脱磁を行ってから、成形品に着磁を行って磁気エンコーダトラック３０を形成する。着磁中は、図４２に示すように、成形品４５のベース部３３の内周面３３ｂがスピンドル５０に嵌合されると共に、図示しないチャック機構でベース部３３の端面、例えば軸方向他方側の端面３３ｄが着磁装置の位置決め面５１に押し付けられる。この時、位置決め精度の向上のため、成形部３４は位置決め面５１と接触させないのが好ましい。これにより、成形品４５が内周面３３ｂおよび一方の端面（本実施形態では３３ｄ）を基準として、着磁装置に対して軸方向および半径方向で位置決めされる。

　この状態で磁気エンコーダトラック３０の外径側に着磁ヘッド５２を配置し、成形品をインデックス回転させながら、磁気エンコーダトラック３０の第一トラック３１と第二トラック３２のうち、どちらか一方のトラックの着磁を行う。その後、着磁ヘッド５２を軸方向にスライドさせ、同様の操作を繰り返して他方のトラックの着磁を行うことで、図３８に示す磁気エンコーダ装置３（回転部材３９）が完成する。なお、インデックス回転させながら複数のトラックを同時に着磁するようにしてもよく、その他、全ての磁極を同時に着磁させる方法を採用することもできる。

　磁性体（本実施形態ではベース部３３）の表面に磁性粉を含む成形部３４を形成し、この成形部３４を着磁する構成では、着磁後の磁気エンコーダトラック３０で生じる磁力を均一なものとするため、磁気センサ４の検出素子４ａのセンシング領域４ｂ（図３８参照）に対向する領域において、検出素子４ａから磁性体の表面までの距離を一定にする必要がある。着磁面のうち、この距離一定となる領域が着磁する際の有効幅となる。図３９および図４０に示すように、本実施形態では、肉取り部４７の傾斜角θを小さくすることで、着磁面の有効幅ｂを既存品の有効幅ａよりも大きくできる。そのため、寸法を増大することなく磁気エンコーダトラック３の磁力を強化することができ、着磁精度が向上する。また、磁気センサの検出素子４ａの間隔に余裕を持たせることができ、磁気センサ４の選定自由度が向上する。加えて、磁気エンコーダ装置３を軽量化して回転時の慣性モーメントを低下させることができ、検出精度のさらなる向上を図ることができる。以上から、回転検出装置１のコンパクト化や設計自由度の向上、さらには検出精度の向上を図ることができる。

　図３９に示すように焼結金属からなるベース部３３にチャンファからなる肉取り部４７を設けると、図４３ａに破線で示すように、圧粉体を成形する成形型７５に鋭角のエッジＥが必要となり、成形時の成形金型７５の負荷が増大する。図４３ｂはこの対策を講じたもので、肉取り部４７を、チャンファ４７ａとチャンファ４７ａに対して角度を持って隣接する平坦面４７ｂとで構成した場合を例示している。この場合、図４３ａに実線で示すように、成形金型７５のエッジを省略することができ、成形金型７５の負荷が軽減される。

　かかる構成においては、ベース部３３の肉取り部４７の外径端（図示例では平坦面４７ｂの外径端）と外周面３３との境界である第一境界部Ｘと、肉取り部４７の内径端（図示例ではチャンファ４７ａの内径端）と端面３３ｃの境界である第二境界部Ｙとを結ぶ線が、磁気センサ４のセンシング方向（図面上下方向）に対してなす角度を肉取り部４７の傾斜角度θとし、この傾斜角度θをθ＜４５°（１０°≦θ≦４０°が好ましい）に設定することで、上記と同様の効果を得ることができる。なお、図３９に示す実施形態でも、肉取り部４７を構成するチャンファの外径端と外周面３３ａとの境界を第一境界部Ｘと考え、チャンファの内径端と端面３３ｃ、３３ｄとの境界を第二境界部Ｙと考えることができる。この場合も第一境界部Ｘと第二境界部Ｙとを結ぶ線が磁気センサ４のセンシング方向に対してなす角度（＝傾斜角度θ）がθ＜４５°に設定される。

　図４３ｂでは、軸方向一方側の肉取り部４７を例示しているが、軸方向他方側の肉取り部４７も同様の構成にすることができる。この場合、軸方向両側の肉取り部４７の傾斜角θは異なる角度にすることもできる。

　図４４は、アキシャルギャップタイプの回転検出装置１の断面図である。この実施形態においても、複列の磁気エンコーダトラック３０が成形部３４に形成されている。また、ベース部３３が焼結金属で形成されると共に、少なくとも取り付け面３３ｂ、さらに好ましくは面取りを除くベース部３３の全面３３ａ～３３ｄがサイジングで仕上げられている。このアキシャルギャップタイプの磁気エンコーダ装置３において、磁気センサ４に対向する磁気エンコーダトラック３０は第一プレート部３４１に形成される。磁気エンコーダトラック３０は、半径方向に離隔した第一トラック３１と第二トラック３２とを有する（図２０参照）。

　図４５は、アキシャルギャップタイプの磁気エンコーダ装置３において、肉取り部４７をチャンファで構成した場合の実施形態を拡大して示すものである。この実施形態でも、肉取り部４７を構成するチャンファの磁気センサ４のセンシング方向（図面左右方向）に対する傾斜角θ、言い換えればチャンファと外周面３３ａの境界である第一境界部Ｘと、チャンファと軸方向一方側の端面３３ｃの境界である第二境界部Ｙとを結んだ線がセンシング方向に対してなす角度θをθ＜４５°（好ましくは１０＜θ＜４０°）に設定することで、上記と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、ベース部３３のうち、磁気センサ４と対面しない軸方向他方側の外径角部に同様の肉取り部４７を設けることもできる。この場合、センシング方向と直交する方向（半径方向）に対するチャンファの傾斜角は任意であり、例えばθ≦４５°となるように設定することができる。

　図４６は、アキシャルギャップタイプの回転検出装置１において、図４３ｂと同様に、肉取り部４７をチャンファ４７ａとチャンファ４７ａに隣接する平坦面４７ｂとで形成したものである。この場合も肉取り部４７の外径端（図示例では平坦面４７ｂの外径端）と外周面３３ａとの境界である第一境界部Ｘと、肉取り部４７の内径端（図示例ではチャンファ４７ａの内径端）と端面３３ｃの境界である第二境界部Ｙとを結ぶ線が、磁気センサ４のセンシング方向（図面左右方向）に対してなす角度を肉取り部４７の傾斜角度θとし、この傾斜角度θをθ＜４５°（１０°≦θ≦４０°が好ましい）に設定する。

　以上の説明では、チャンファ３５，３５ａを平坦面状に形成した場合を例示しているが、肉取り部４７の形状は任意であり、例えばチャンファ３５，３５ａを曲面で形成し、あるいは曲面と平坦面からなる複合面で形成することもできる。この場合の傾斜角θは、上述のとおり第一境界部Ｘと第二境界部Ｙとを結ぶ線が磁気センサのセンシング方向に対してなす角度で評価する。

　以上に述べた各実施形態の説明では、成形部３４の射出成形材料として熱可塑性樹脂と磁性粉を主成分とするものを例示したが、射出成形材料としては着磁可能でかつ射出成形可能である限り任意の材料を使用することができる。例えばゴムと磁性粉を主成分とする射出成形材料で成形部３４を成形することもできる。

　また、以上の説明では、成形部３４に形成する複列の磁気エンコーダトラック３０として、第一トラック３１と第二トラック３２の磁極対の数を異ならせると共に、第一トラック３１の磁極を等ピッチλ１とし、第二トラック３２の磁極を等ピッチλ２としたものを説明したが、磁気エンコーダトラック３０の磁極パターンはこれに限定されず、回転軸２の絶対角度を検出可能なあらゆる磁極パターンを採用することができる。例えば図４７ａに示すように、第一トラック３１と第二トラック３２で磁極対の数を同じにすると共に、第一トラック３１および第二トラック３２のそれぞれで磁極ピッチを不等ピッチにすることもできる。この他、図４７ｂに示すように、第一トラック３１を、異なる磁極を交互に等ピッチで形成した回転検出用トラックとすると共に、第二トラック３２を、回転基準位置検出用の磁極を周方向の一カ所もしくは複数個所に形成した、インデックス信号（Ｚ相）生成用トラックとしてもよい。

　以上に述べた回転検出装置１は、回転軸２の絶対角度の検出が求められる用途に適用することができ、例示した車輪用軸受装置の他、ロボットの関節部分、精密位置決め装置をはじめ、各種産業機器に広く用いることが可能である。

１　　　　回転検出装置
２　　　　回転軸
３　　　　磁気エンコーダ装置
４　　　　磁気センサ
３０　　　磁気エンコーダトラック
３１　　　第一トラック
３２　　　第二トラック
３３　　　ベース部
３３ａ　　外周面
３３ｂ　　内周面（取り付け面）
３３ｃ　　軸方向一方側の端面（被位置決め面）
３３ｄ　　軸方向他方側の端面
３４　　　成形部
３５　　　芯金（支持部材）
３６　　　除肉部（第一係合部）
３７　　　突出部（第二係合部）
３８　　　回り止め
３９　　　回転部材
４６　　　粗面部
４７　　　肉取り部
４７ａ　　チャンファ
４７ｂ　　平坦面
７２　　　酸化被膜
３４１　　第一プレート部
３４２　　第二プレート部
３４３　　円筒部
３４４　　ゲート跡
Ｑｉ　　　サイジング代
Ｑｏ　　　サイジング代

Claims

　回転軸に取り付けるための取り付け面を有する回転部材と、回転部材に設けられ、周方向に複数の磁極を配置してなる磁気エンコーダトラックとを備え、磁気エンコーダトラックの各磁極を磁気センサとの対面領域で移動させて、回転する回転軸の角度を検出する磁気エンコーダ装置において、
　回転部材の前記取り付け面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ少なくとも前記取り付け面にサイジングを施したことを特徴とする磁気エンコーダ装置。
　回転部材に、着磁により磁気エンコーダトラックを形成する際に位置決めされる被位置決め面を設け、前記被位置決め面を含む領域を焼結金属で形成し、かつ前記被位置決め面にサイジングを施した請求項１記載の磁気エンコーダ装置。
　回転部材が、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する焼結金属製のベース部と、ベース部に嵌合固定された支持部材とを有し、前記磁気エンコーダトラックを支持部材に設けた請求項１または２記載の磁気エンコーダ装置。
　磁気エンコーダトラックを形成するための着磁を、ベース部に支持部材を固定した状態で行った請求項３記載の磁気エンコーダ装置。
　回転部材を、回転軸に取り付けるための取り付け面を有する焼結金属製のベース部で構成した請求項１または２記載の磁気エンコーダ装置。
　ベース部をインサートした射出成形によって成形部を形成し、この成形部に着磁することで前記磁気エンコーダトラックを形成した請求項５記載の磁気エンコーダ装置。
　ベース部に第一係合部を設けると共に、成形部に前記第一係合部と円周方向で係合する第二係合部を設け、第一係合部と第二係合部とで回り止めを構成した請求項６記載の磁気エンコーダ装置。
　成形部の第二係合部を、ベース部の第一係合部を成形型にして成形した請求項７記載の磁気エンコーダ装置。
　ベース部を、鉄を含む焼結金属で形成し、ベース部の表面のうち、少なくとも成形部との接触領域に酸化被膜を設けた請求項６記載の磁気エンコーダ装置。
　さらにベース部の取り付け面に酸化被膜を形成した請求項９記載の磁気エンコーダ装置。
　ベース部が原料粉末を成形し、焼結することで形成され、かつ原料粉末の平均粒子径を６０～１００μｍにした請求項６記載の磁気エンコーダ装置。
　原料粉末が鉄粉を主体とする請求項１１記載の磁気エンコーダ装置。
　ベース部の表面のうち、成形部と接触する領域に、その表面粗さが取り付け面の表面粗さよりも大きい粗面部を設けた請求項６記載の磁気エンコーダ装置。
　粗面部を、ベース部の表面のうち、少なくとも磁気エンコーダトラックと対向する面に形成した請求項１３記載の磁気エンコーダ装置。
　ベース部の外周面および端面のうち、何れか一方を磁気センサと対向させ、ベース部の前記外周面と端面との間に肉取り部を設け、肉取り部と前記外周面の境界となる第一境界部と、肉取り部と前記端面の境界となる第二境界部とを結ぶ線の、磁気センサのセンシング方向に対する傾斜角θを、θ＜４５°にした請求項６記載の磁気エンコーダ装置。
　肉取り部をチャンファで構成した請求項１５記載の磁気エンコーダ装置。
　肉取り部がチャンファとチャンファに隣接する平坦面とを有する請求項１５記載の磁気エンコーダ装置。
　成形部の射出成形材料として、熱可塑性樹脂と磁性粉を主成分とするものを用いた請求項６～１７何れか１項に記載の磁気エンコーダ装置。
　磁気エンコーダトラックに、それぞれに磁極を有する第一トラックおよび第二トラックを設けた請求項１～１８何れか１項に記載の磁気エンコーダ装置。
　請求項１～１９の何れか１項に記載した磁気エンコーダ装置と、回転軸と、磁気エンコーダトラックと対面する磁気センサとを有する回転検出装置。