专利名称：磁编码器的制作方法
背景技术：
发明所属领域本发明涉及在车轮轴承上使用的、通过磁力形成脉冲列、产生信号的磁编码器。特别是具有强磁力且橡胶弹性优良，在生产率和价格上具有优势的磁编码器。
背景技术：
关于在车轮轴承上使用的、通过磁力形成脉冲列，产生信号的磁编码器，原来是由具有磁性的橡胶材料来制备。这种由具有磁性的橡胶材料制成的编码器，作为橡胶材料，例如使用天然橡胶、丁腈橡胶、加氢丁腈橡胶、丁基橡胶、含氟橡胶或丙烯橡胶等，向其中混入磁性粉末和所需的橡胶药品，在模具中加热压缩，磁化形成期望的形状。
作为在这里使用的磁性粉末，一般采用铁氧体粉末，由于由稀土类制成的磁性材料混合加工性和成形性不好，成本又高，不适合向橡胶材料混合，过去一直没有被采用。
使用铁氧体作为磁性粉末的磁编码器，虽然成形性优良，但是磁力小，同时因为磁粉末具有定向性，有磁通密度的标准离差变大的特性。
为了减小磁通密度的标准离差，虽然开发了在磁场中成形磁编码器的方法，但是必须在金属模的周围使用产生磁场的线圈。
使用铁氧体粉末作为磁性粉末的磁编码器，如上所述由于磁力小，因此为了保持实用的磁力特性，必须大量填充铁氧体。然而大量填充铁氧体，橡胶的物理性质显著降低。
同时，为了缓解磁编码器周边磁通密度不均的缺点，需要增加混合多种铁氧体的成形工序等复杂的方法。
发明内容
本发明的目的在于解决以往使用铁氧体粉末作为磁性粉末的磁编码器存在的问题，提供具有强磁力特性、成形性优良、而且价格同样有可行性的磁编码器。
本申请发明人对使用由稀土类制成的磁性材料的磁编码器，进行了许多研究，并且进行磁力特性试验，结果是找到了具有强磁力特性、成形性优良、而且价格也有可行性的磁编码器。
参照
本发明。本发明的磁编码器由图1、图2和图3所示为用于车轮轴承(未图示)、通过磁力产生脉冲列，从而发出信号。
本发明的磁编码器是，在混合有磁性粉末的橡胶材料构成的环状磁性橡胶环2上，以圆周状交替着磁产生S极和N极，其特征为上述的磁性粉末为稀土类磁性粉末。
本发明其他的磁编码器是这样得到的，将未硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末的磁性橡胶坯子(未图示)，硫化粘附在加强环1上，形成磁性橡胶环2，在其上以圆周状交替着磁产生S极和N极。
总之本发明的磁编码器，因为磁力强，成为了极数多的多极磁铁。
而且，在上文中，磁性橡胶环2，由图2的截面图中上下方向的长度，表示的厚度，优选为0.2-2.0mm。而且，由图2的截面图中左右方向的长度、图1斜视图中半径方向的大小表示磁性橡胶环2的宽度为1.0-3.0mm左右就足够了。
本发明的磁编码器，由于使用了稀土类磁性粉末，在上述大小尺寸的车轮轴承中使用，通过磁力形成脉冲列，产生信号的磁编码器中，可以得到必要的磁力，由此可谋求磁编码器的小型化和轻量化。
进一步，虽然在上述大小的磁编码器中能充分发挥必要的磁力，但为与本发明的磁编码器采用的部件相匹配，宽度当然也比3.0mm大。
作为上述的橡胶材料，使用和以前的磁编码器相同的铁氧体作为磁性粉末，可以使用丁腈橡胶、加氢丁腈橡胶、丙烯橡胶、丁基橡胶、含氟橡胶等中的任一种。
作为上述的稀土类磁性粉末，可以使用由钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)制成的粉末，或者由钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)制成的粉末。
无论采用由钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)组成的稀土类磁性粉末，还是由钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)组成的稀土类磁性粉末，橡胶材料中混合的稀土类磁性粉末的重量比例为70％-98％是优选。相对于橡胶材料稀土类磁性粉末少于70％(重量)，制备的磁编码器的磁力不充分，相反，大于98％(重量)时，未硫化的橡胶变得太硬，加工性变差，因此是不好的。
作为由钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)组成的稀土类磁性粉末，例如可采用组成为Nd2Fe14B的粉末，作为由钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)组成的稀土类磁性粉末，例如可以采用组成为Sm2Fe17Nx(其中x为最大为3的任意值)的粉末。这是因为如果采用这些，能够获得良好的磁特性，与上述橡胶材料的配比相适应，并发挥出良好的成形性和混合性。
进一步，作为上述稀土类磁性粉末中的软磁性相，可以使用能够发挥同样的作用和效果的分别复合了(复合的)Fe3B、αFe等的稀土类磁性粉未。
而且，除上述举例的组成以外构成的钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)组成的稀土类磁性粉末，钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)组成的稀土类磁性粉末，只要能够发挥出良好的磁特性，与上述橡胶材料的配比相适应，并发挥了良好的成形性和混合效果，均可以采用。
支撑磁性橡胶环2的加强环1，优选使用由冷轧钢板(SPCC)、SUS430等磁性体制得的板材。由于能够扩大磁场并进一步增加磁力，因此是有利的。
进一步，在本发明的磁编码器中，磁性橡胶环2的表面可以有覆盖保护膜的构造，由于使用由稀土类制成的磁性粉末，如果用保护膜覆盖磁性橡胶环2的表面，则可有效防止锈的产生。作为该保护膜，可以采用丙烯酸涂料，氨基甲酸酯涂料、环氧涂料、酚涂料等。
为了赋予磁性橡胶导电性，在橡胶材料中混合导电材料(导电性碳、金属粉末等)，也可以在形成的磁性橡胶环2的表面上施以电镀形成保护膜。
作为此时的金属电镀膜，优选使用镍、锡、或者镍合金等，而且也可以在该电镀的表面上施用合成树脂制成的涂饰。
附图的简单说明图1所示为本发明磁编码器一个实施例一部分剖切的斜视图；图2为省略另外的实施例一部分的截面图；图3为进而省略另外的实施例一部分的截面图。
符号说明1加强环2磁性橡胶环
3密封部件3a密封唇口具体实施方式
下面参照
本发明的优选的实施方案。
实施例1使用丁腈橡胶作为橡胶材料，将钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)组成的稀土类磁性粉末和已知用于磁编码器制备的橡胶药品加入其中并混合，准备未硫化橡胶的磁性橡胶坯子(未图示)。相对于丁腈橡胶，稀土类磁性粉末的重量配比为85％。使用的稀土类磁性粉末的组成为Nd2Fe14B的粉末。
如图1所示，这个磁性橡胶坯子和加强环1之间具有粘合剂，在模具中加热压缩，进行硫化成形粘附，形成磁性橡胶环2。成形的磁性橡胶环2的尺寸是，厚度为1.0mm，宽度为6.0mm。
接着在这个磁性橡胶环2上以圆周状交替着磁形成S极和N极，得到本发明的磁编码器(下面称实施例1得到的本发明的磁编码器为“实施例制品1”)。
如图1所示成形的本发明的磁编码器是，朝向轴向，磁性橡胶环2嵌合安装在内周侧部件上(图1中，与加强环1的中央存在的孔配置，在图面中没有表示)以单体使用的磁编码器。
实施例2除使用钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)组成作为稀土类磁性粉末外，进行实施例1同样的操作，得到本发明的磁编码器(实施例制品2)，稀土类磁性粉末的组成为Sm2Fe17N2.7的粉末。
比较例1在实施例1中，除用铁氧体粉末代替稀土类磁性粉末外，使用实施例1同样的方法形成已知的磁编码器(比较例制品1)。
比较试验关于实施例制品1、实施例制品2、比较例制品1，使用B-H波形记录器进行磁特性测定。而且使用孔传感器(hole sensor)进行各个磁极的磁通密度测定，算出编码器周边上的平均磁通密度。结果如下。
在上述的实施例制品1、实施例制品2、比较例制品1的各个制造工艺中，在混合的可操作性、成形性方面没有显著的差别。
另一方面，与比较例制品1比较，可以确认实施例制品1、实施例制品2具有强磁力。
而且，虽然实施例1、2中表示了向末硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末形成磁性橡胶坯子，将其硫化粘附在加强环1上，形成磁性橡胶环2的方法，但也可以采用其他的成形方法。
例如也可以将混合有稀土类磁性粉末的片状磁性橡胶坯子经打拔形成环状后，将其硫化粘附在加强环1上，形成一体。这种情况下，在进行着磁操作工序时，具有操作性优良的特点。
另外，也可以使用液态橡胶材料，例如氨基甲酸酯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、聚丁烯橡胶、硅橡胶、SIFEL等作为粘合剂，以相当于上述配比的量混合稀土类磁性粉末，通过涂布、喷射或丝网印刷等，粘附形成在加强环1上，形成磁性橡胶环2。
更进一步，也可以采用在液态的合成树脂材料例如为氨基甲酸酯、环氧、酚、聚硅氧烷、乙烯基乙酸乙烯酯、丙烯酸、脲、聚酯等的任意一种中，以相当于上述配比的量混合稀土类磁性粉末，通过涂布、喷射或丝网印刷等，粘附成形在加强环1上，形成磁性橡胶环2的替代的方法。
上述的实施例1、2，说明了朝向轴向，磁性橡胶环2嵌合安装在内周侧部件(未图示)上，以单体使用的磁编码器。然而，如图2所示，本发明的磁编码器，也可以是设有密封唇口3a的密封部件3与磁编码器组分的密封结构。而且如图3所示，也可以采用磁性橡胶环2朝向径向的径向磁编码器构造。
以上虽然参照
了本发明的较好实施方案，但并不是将本发明限定于这些实施方案，从权利要求记载的范围，根据技术范围来理解，可以进行多种方案的变形。
根据本发明，得到了和已知的使用铁氧体粉末作为磁性粉末的磁编码器相比，具有高磁力，产生脉冲能力大的磁编码器。
本发明为了形成构成磁编码器的磁性橡胶环2，向橡胶材料中混合了钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)组成的稀土类磁性粉末或混合钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)组成的稀土类磁性粉末。由此，发挥了高磁力，可以谋求磁编码器的小型化、轻量化，计算精度得到显著的提高。
而且，通过选择多种稀土类磁性粉末，组合和混合，成形性特别是混合性得到了改善。因此，本发明的磁编码器成形性也优异。
本发明的磁编码器是圆周状交替着磁形成S极、N极的极数大的多极磁编码器，可以保持一极的大磁力。这样，可以安全地确保与本发明的磁编码器对向安装的传感器的磁力感应。
本发明的磁编码器，因为具有强磁力，磁编码器和与之对向安装的传感器之间的缝隙可以较大。这样的结果是，可以粗略设定这种组配误差就可以。
由于上述原因，可谋求磁编码器的小型化和轻量化，可以提供生产性高和价格低的磁编码器。
权利要求
1.一种磁编码器，是在车轮轴承上使用的通过磁力形成脉冲列，产生信号的磁编码器，其特征为，在橡胶材料中混合磁性粉末得到环状磁性橡胶环上以圆周状交替着磁，产生S极和N极，上述的磁性粉末为稀土类磁性粉末。
2.权利要求1的磁编码器，其特征为稀土类磁性粉末由钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)构成。
3.权利要求1的磁编码器，其特征为稀土类磁性粉末由钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)构成。
4.权利要求1到3任一项记载的磁编码器，其特征为磁性橡胶环的形成厚度为0.2-2.0mm。
5.一种磁编码器，是在车轮轴承上使用的、通过磁力形成脉冲列，产生信号的磁编码器，其特征为，将未硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末的磁性橡胶坯子，硫化粘附在加强环上，形成磁性橡胶环，在该环上以圆周状交替着磁产生S极和N极。
6.权利要求5的磁编码器，其特征为稀土类磁性粉末由钕(Nd)、铁(Fe)、硼(B)构成。
7.权利要求5的磁编码器，其特征为稀土类磁性粉末由钐(Sm)、铁(Fe)、氮(N)构成。
8.权利要求5到7任一项记载的磁编码器，其特征为在加强环上硫化粘附的磁性橡胶环的形成厚度为0.2-2.0mm。
全文摘要
一种磁编码器，是在车轮轴承上使用的、通过磁力形成脉冲列，产生信号的磁编码器，其特征为将未硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末形成磁性橡胶坯子，硫化粘附在加强环(1)上，形成磁性橡胶环(2)，在该磁性橡胶环上以圆周状交替着磁，产生S极和N极。
文档编号G01D5/245GK1495048SQ0315843
公开日2004年5月12日 申请日期2003年7月18日 优先权日2002年7月19日
发明者水田英雄 申请人:内山工业株式会社