【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相対回転する軸受部の回転検出装置等に用いられる磁気エンコーダ、およびそれを備えた車輪用軸受に関し、例えば自動車のアンチロックブレーキシステムにおける前後の車輪回転数を検出する回転検出装置に装着されるベアリングシールの構成部品とされる磁気エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のスキッドを防止するためのアンチスキッド用回転検出装置として、次のような構造が多く用いられている。すなわち、前記回転検出装置は歯付ローターと感知センサからなっており、その際、軸受を密封するシール装置よりそれぞれ離間させて配置し、一つの独立した回転検出装置を構成しているものが一般的である。
このような従来例は、回転軸に嵌合された歯付ローターを、ナックルに取付られた回転検出センサで感知検出する構造を持ち、使われている軸受は、その側部に独立して設けられたシール装置によって、水分あるいは異物の侵入から守られる。
【０００３】
その他の例として特許文献１には、回転検出装置の装着スペースを削減せしめ感知性能を飛躍的に向上させることを目的として、車輪回転検出のための回転検出装置を有したベアリングシールにおいて、そこに使用するスリンガーの径方向に磁性粉の混入された弾性部材を周状に加硫成形接着し、そこに交互に磁極を配設した構造が示されている。
また、特許文献２には、軸方向の寸法を小さくし、回転部材と固定部材との間の密閉度を良好にし、容易に取り付け可能にすることを目的として、回転部材と固定部材との間がシールされ、この回転部材に回転ディスクが取り付けられ、その回転ディスクに多極化されたコーダが取り付けられたコーダ内蔵密閉構造としたものが示されている。使用するコーダは、磁性粒子を添加したエラストマーからなるものが用いられ、このコーダの側面を固定部材の側面とほぼ同一平面としたシール手段とされている。
【０００４】
磁性粉や磁性粒子を含有するプラスチック（プラストマー） 製のコーダは、やはり従来の射出成形や圧縮成形等のように、製品形状に適応した金型を使用して賦形したり、つまり金型どおりの形に成形したり、 Ｔ形のダイスを用いた押出し成形やカレンダー成形のようなシート成形でシートを成形し打ち抜き加工などにより製品形状にして、その後、金属基板上に接着剤などで接着固定し製作してもよい。またこの場合、インサート成形のようにあらかじめ金型内に金属基板を組込んでおき、その後、溶融樹脂を流し入れて接着工程を同時加工して製作してもよい。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８１６７８３号公報
【特許文献２】
公開平６−２８１０１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の各磁気エンコーダは、いずれも多極磁石に磁性粉を含むものであり、一方、自動車用軸受等に使用される場合、路面の塩泥水に曝される厳しい環境下に置かれるため、長期使用の間の錆の発生が問題となる。特に、小型化のために磁性粉の含有量を多くした場合、錆が発生し易くなる。そこで、磁気エンコーダの多極磁石を防錆処理することを考えたが、適切な防錆材料の選定が難しい。
また、多極磁石が上記のような磁性粉を含有させたエラストマーやプラストマーでは、次に説明するように種々の課題があるため、本出願人は、多極磁石を、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体としたものを提案した（特願２００１−２９０３００号）。このような多極磁石とした場合、その特性に応じた防錆処理が必要となる。
【０００７】
多極磁石が磁性粉を含有させたエラストマーやプラストマーである場合の課題を説明する。上記従来例のうち、特許文献１や特許文献２に示されるベアリングシールにおいては、そこに使用するスリンガーの径方向に磁性粉の混入された弾性部材を周状に加硫成形接着したり、または多極化されたコーダが取り付けられたコーダ内蔵密閉構造としてそのコーダを磁性粒子が添加したエラストマーにしようとすると、磁性粉や磁性粒子を保持するためのバインダとなるエラストマーや弾性部材成分が必要になる。しかしエラストマーや弾性部材成分をバインダに用いる場合、コーダ形状に賦形前に必ず磁性粉や磁性粒子とエラストマーや弾性部材の混練による分散工程が必要になるが、この工程ではコーダ中のバインダ成分に対する磁性粉や磁性粒子の相対含有率（体積分率）が上げにくいため、磁気センサに安定してセンシングされる磁力を得ようとするにはコーダの厚み寸法を厚くする必要があった。
【０００８】
また、 磁性粉や磁性粒子の含有する弾性部材やエラストマー製のコーダの成形は、 射出成形や圧縮成形等のように製品形状に適応した金型を使用して賦形し、また加硫工程が必要な場合は金型内に必要とされる加硫時間だけ、加圧しながら保持しなければならず、生産上多くの工程を必要とした。
さらに磁性粉や磁性粒子の含有する弾性部材やエラストマー製のコーダは、例えば車輪回転検出のための回転検出装置を有したベアリングシールにおいて、回転検出装置の装着スペースを削減せしめ、かつ感知性能を飛躍的に向上させるために、そこに使用するスリンガーの軸方向で近接かつ相対した部位に感知センサを配置しなければならない。しかしこの場合、車両走行中に回転側のベアリングシール表面と固定側の感知センサ表面の間隙に、砂粒などの異物粒子が侵入し噛み込まれると、弾性部材やエラストマー製のコーダ表面は摩耗などによる激しい損傷が認められることがあった。
【０００９】
磁性粉や磁性粒子の含有するプラスチック（プラストマー）製のコーダの場合、上述した従来の射出成形や圧縮成形やＴ形ダイスを用いた押出し成形やカレンダー成形のようなシート成形、およびインサート成形で製造しようとすると、やはり磁性粉や磁性粒子を保持するためのバインダとなる合成樹脂成分が必要になる。しかし合成樹脂成分をバインダに用いる場合も、従来はエラストマーなどと同様に、コーダ形状に賦形前に必ず磁性粉や磁性粒子とプラストマーや弾性部材の混練による分散工程が必要になる。 やはりこの工程では、コーダ中のバインダ成分に対する磁性粉や磁性粒子の相対含有率（体積分率）が上げにくいため、磁気センサに安定してセンシングされる磁力を得ようとするにはコーダの厚み寸法を厚くする必要があった。また、このように磁性粉や磁性粒子とプラストマーや弾性部材を従来の製造法で混練して製作した成形前材料を、金型内に射出（ インジェクション）したり圧縮（コンプレッション）してコーダに賦形する時、またインサート成形などで賦形する時に、材料中に含有される磁性粒子成分は金属の酸化物であるため硬くて量産製造的には金型や成形機の摩耗が問題となり、また磁性粒子成分の含有が高い成形前材料は溶融粘度が高くなり、成形圧力や金型型締力などを上げるなど、成形上の負荷が大きくなるなどの問題があった。
【００１０】
Ｔ形ダイスを用いた押出し成形やカレンダー成形のようなシート成形の場合でも、材料中に含有される磁性粒子成分は金属酸化物で硬いため、量産製造的にはＴ形ダイスやカレンダー成形機のロールの摩耗が問題となった。
【００１１】
この発明の目的は、防錆性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生の問題のない磁気エンコーダを提供することである。
この発明の他の目的は、薄肉化が可能で、かつ耐摩耗性に優れ、生産性にも優れる磁気エンコーダを提供することである。
この発明のさらに他の目的は、部品点数を増やすことなく、コンパクトな構成で回転検出が行え、かつ回転検出のための磁気エンコーダの防錆性に優れた車輪用軸受を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の磁気エンコーダは、円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石と、この多極磁石を支持する芯金とを備えた磁気エンコーダにおいて、クリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜を上記多極磁石の表面に形成したことを特徴とする。上記多極磁石は、例えば円環状等の環状とされ、または円盤状とされる。上記芯金も円環状等の環状とされ、または円盤状とされる。
この構成によると、多極磁石の表面に、クリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜を施したため、防錆性に優れたものとでき、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生の問題のない磁気エンコーダとなる。例えば車輪用軸受等のような錆の発生し易い環境下で使用することがきる。
【００１３】
上記多極磁石は、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体であっても良い。焼結体からなる多極磁石に防錆被膜を施す場合に、クリヤー系の高防食性塗料を用いると、焼結多孔質体表層の空孔内部に浸入し、クリヤー系塗膜成分のアンカー効果により表面で好適に保持され、長期間の使用においても防錆被膜として良好な密着性を維持することができる。また、多極磁石の芯金への取付等の形態等によっては、上記塗料は、芯金と焼結体からなる多極磁石間の接着剤としての効果も期待できる。
【００１４】
また、多極磁石が、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体である場合、次の各利点が得られる。
▲１▼．従来のエラストマーやプラストマーに比べて磁性粉比率を高くすることができ、そのため、単位体積あたりの磁力を大きくすることができる。これにより検出感度の向上、薄肉化が可能になる。
▲２▼．従来の焼結磁石である磁性粉のみを焼結したものに比べて、バインダとなる非磁性金属粉の存在のために割れ難い。
▲３▼．従来のエラストマー等に比べて表面が硬いため、耐摩耗性に優れ、また損傷し難い。
▲４▼．従来のエラストマー等に比べて、生産性に優れる。
【００１５】
これらの利点が得られる具体的理由の例を説明する。上記磁性粉と非磁性金属粉とは、例えば予め決められた配合比で粉体混合機を用いて混合し、この混合粉を常温下、金型内で加圧成形して圧粉体を得る。
このとき、非磁性金属粉をバインダとして磁性粉を混入した混合磁性粉からなる焼結体は、その非磁性金属粉と磁性粉の組成比を調整しながら粉体混合機で分散させた粉体同士のドライブレンドができるため、焼結体中の磁性粉の相対的な含有率（体積分率）を上げられる。このため、磁気センサに安定してセンシングされる磁力が容易に得られ、多極磁石を厚くする必要がない。
しかも、多極磁石とする焼結体の製造においても、粉体同士のドライブレンドによる混合粉の焼結成形法は、従来のエラストマーや弾性部材の場合の射出成形や圧縮成形に比べて加硫工程などがなく、また成形上の負荷が少ないため、生産工程を大幅に簡略化することができる。また、焼結加工での圧粉体の成形の場合、エラストマーや弾性部材の射出成形や圧縮成形に比べ、金型の摩耗などの問題は生じない。
また、この多極磁石とする焼結体の芯金への取付けは、簡便な加締加工や、圧入加工等の機械的固定法で行えることから、たとえ高低温環境下で過酷な条件にさらされても信頼性を保持することができる。
【００１６】
上記防錆被膜の膜厚は、車輪用軸受など、使用目的により要求される耐食性能を満足できる厚みであれば特に制限されないが、望ましくは０．５μｍ以上が良い。車輪用軸受として使用されるとき、磁気センサと磁気エンコーダ表面の間隙に砂粒などを噛み込むと、磁気エンコーダ表面に傷を付けることがある。被膜の厚みが０．５μｍより薄いと、その傷は基材である焼結体まで到達してしまい、そこからの錆の発生が防止できないことがある。そのため、０．５μｍ以上とすることが良い。
【００１７】
上記クリヤー系の高防食性塗料としては、変性エポキシ塗料、変性エポキシフェノール硬化タイプ塗料、エポキシメラミン系塗料、アクリル系塗料などを用いることができるが、変性エポキシフェノール硬化系の塗料を用いることが好ましい。
また、上記クリヤー系の高防食性塗料は、防錆顔料を含むものであって良い。上記クリヤー系の高防食性塗料として、変性エポキシフェノール硬化系の塗料を用いた場合にも、防錆顔料を含むものとしても良い。防錆顔料としては、例えばリン酸アルミニウムが使用できる。また、クリヤー系の高防食性塗料は、さらに着色料を含むものとしても良い。着色料としては、カーボンブラック等が使用できる。
【００１８】
この発明の車輪用軸受は、この発明における上記いずれかの構成の磁気エンコーダを備えたものである。
車輪用軸受は、一般に路面の環境下にさらされた状態となり、磁気エンコーダには塩泥水が降りかかることがあるが、その多極磁石が上記のようにクリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜で覆われていると、錆の発生が防止される。
また、車輪用軸受は、路面の環境下にさらされた状態となり、磁気エンコーダとこれに対面させる磁気センサとの間に砂粒等の粒子が噛み込むことがあるが、多極磁石が上記焼結体である場合は、この噛み込みに対して、次のように保護される。
すなわち、磁性粉と非磁性金属粉とからなる焼結体の多極磁石の表面硬度は、従来の磁性粉や磁性粒子の含有する弾性部材やエラストマー製のコーダに比べて硬い。そのため、車輪回転検出のための磁気エンコーダを有した車輪用軸受において、車両走行中に回転側の多極磁石の表面と固定側の磁気センサの表面との間隙に、砂粒などの粒子が噛み込まれても、多極磁石の摩耗損傷に大幅な低減効果がある。
【００１９】
この発明の車輪用軸受は、軸受空間をシールするシール装置の構成要素を磁気エンコーダとしても良い。例えば、この車輪用軸受は、複列の転走面を内周面に形成した外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、これら両転走面間に介在された複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、上記外方部材と内方部材との環状空間を密封するシール装置を設けても良い。
この場合に、上記シール装置は、上記外方部材または内方部材のうちの回転側部材に嵌合される第１のシール板と、この第１のシール板に対向し、上記外方部材または内方部材のうちの固定側部材に嵌合される断面Ｌ字状の第２のシール板とからなり、上記第１のシール板の立板部に摺接するサイドリップ、および円筒部に摺接するラジアルリップが上記第２のシール板に固着され、上記第１のシール板が上記磁気エンコーダにおける芯金となり、その立板部に少なくとも一部を重ねて上記多極磁石が設けられたものであっても良い。
【００２０】
上記第１のシール板は、例えば断面概ね逆Ｚ字状とされて、上記回転側部材に嵌合される嵌合側の円筒部と、立板部と、他筒部とでなるものであっても良い。また、第１のシール板は断面Ｌ字状のものとしても良い。
【００２１】
これらの構成の車輪用軸受の場合、シール装置の構成要素を磁気エンコーダとしたため、部品点数を増やすことなく、より一層コンパクトな構成で車輪の回転を検出することができる。また、このようにシール装置に磁気エンコーダを構成した場合、上記の路面環境下にさらされることによる錆の発生や、磁気エンコーダと磁気センサ間の砂粒等の噛み込みが問題となる。この錆の発生に対しては、上記のようにクリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜が施されていることにより防止される。また、この噛み込みに対して、多極磁石が上記のように焼結体である場合、上記と同様に多極磁石の表面硬度が硬いことにより、摩耗損傷の低減効果が得られる。また、この構成の場合、第２のシール板に固着されたサイドリップおよびラジアルリップが第１のシール板に摺接することに等により、優れたシール効果が得られる。
【００２２】
この発明の車輪用軸受において、磁気エンコーダの芯金は防錆処理を施したものであっても良い。この防錆処理は、クリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜の形成により施したものであっても良い。
【００２３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１に示すように、この磁気エンコーダ１０は、金属製の環状の芯金１１と、この芯金１１の表面に周方向に沿って設けられた多極磁石１４とを備える。多極磁石１４は、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体である。多極磁石１４は周方向に多極に磁化され、交互に磁極Ｎ，Ｓが形成された部材であり、多極に磁化された磁気ディスクからなる。磁極Ｎ，Ｓは、ピッチ円直径ＰＣＤ（図２）において、所定のピッチｐとなるように形成されている。この磁気エンコーダ１０は、回転部材（図示せず）に取付けられ、図３に示すように多極磁石１４に磁気センサ１５を対面させて回転検出に使用されるものであり、磁気エンコーダ１０と磁気センサ１５とで回転検出装置２０が構成される。同図は、磁気エンコーダ１０を軸受（図示せず）のシール装置５の構成要素とした応用例を示し、磁気エンコーダ１０は、軸受の回転側の軌道輪に取付けられる。シール装置５は、磁気エンコーダ１０と、固定側のシール部材９とで構成される。シール装置５の具体構成については後に説明する。
【００２４】
磁気エンコーダ１０の多極磁石１４は、防錆処理のために防錆被膜２２が施される。この防錆被膜２２は換言すれば防食被膜である。防錆被膜２２は、例えば多極磁石１４の全表面に施される。この防錆被膜２２には、クリヤー系の高防食性塗料を用いることができる。この塗料は、焼結多孔質体表層の空孔内部に浸入し、クリヤー塗膜成分のアンカー効果により表面で好適に保持され、長期間の使用においても防錆被膜層として良好な密着性を維持することができる。また、この塗料は、芯金１１と焼結体間の接着剤としての効果も期待できる。
クリヤー系の高防食性塗料としては、変性エポキシ塗料、変性エポキシフェノール硬化タイプ塗料、エポキシメラミン系塗料、アクリル系塗料などが挙げられる。これらの中で、とくに変性エポキシフェノール硬化系およびエポキシメラミン系のクリヤー系塗料が好適である。
また、脂肪または洗浄した焼結体にクリヤーを真空含浸、デッピング（浸漬）、吹付け（スプレー）塗装、静電塗装等の方法によって塗布し、自然または強制的に風乾して焼結体に付着したクリヤー中の溶剤成分を除去し、所定の焼付条件（温度・時間）でクリヤー層を焼結体上に焼付けることで、多極磁石１４の表面に防錆被膜２２を形成しても良い。この防錆被膜２２は、磁気エンコーダ１０全体の表面に形成しても良い。この磁気エンコーダ１０を例えば車輪用軸受に取付ける場合、上記のように形成された防錆（食）被膜の膜厚は、車輪用軸受として要求される耐食性能を満足できる厚みであれば特に制限されないが、望ましくは０．５μｍ以上が良い。
車輪用軸受として使用されるとき、上記磁気センサ１５と磁気エンコーダ１０表面の間隙に砂粒などを噛み込むと、磁気エンコーダ１０表面に傷を付けることがある。被膜の厚みが０．５μｍより薄いと、その傷は基材である焼結体まで到達してしまい、そこからの錆の発生が防止できないことがある。
【００２５】
上記クリヤー系の高防食性塗料は、防錆顔料を含むものであっても良く、また着色料を含むものであっても良い。防錆顔料としては、例えばリン酸アルミニウムが使用でき、着色料としては、例えば黒色とする場合にカーボンブラックが使用される。
クリヤー系の高防食性塗料に、防錆顔料としてリン酸アルミニウムを使用し、かつ着色料としてカーボンブラックを使用する場合の成分例を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
多極磁石１４を上記焼結体とする場合の材質例等を説明する。多極磁石１４に混入する磁性粉としては、バリウム系およびストロンチウム系などの等方性または異方性フェライト粉であっても良い。これらのフェライト粉は顆粒状粉体であっても、湿式異方性フェライトコアからなる粉砕粉であっても良い。この湿式異方性フェライトコアからなる粉砕粉を磁性粉とした場合、非磁性金属粉との混合粉を磁場中で成形された異方性のグリーン体とする必要がある。
【００２８】
また、磁性粉は希土類系磁性材料であっても良い。例えば希土類系磁性材料であるサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉やネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉のそれぞれ単独磁性粉であっても良い。また、磁性粉はマンガンアルミ（ＭｎＡｌ）ガスアトマイズ粉であっても良い。
【００２９】
また、上記磁性粉は、サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉、ネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉、およびマンガンアルミ（ＭｎＡｌ）ガスアトマイズ粉のいずれか２種以上を混合させたものであっても良い。例えば、上記磁性粉はサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉とネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉とを混合させたもの、マンガンアルミガスアトマイズ粉とサマリウム鉄系磁性粉とを混合させたもの、およびサマリウム鉄系磁性粉とネオジウム鉄系磁性粉とマンガンアルミガスアトマイズ粉とを混合させたもの、のいずれかであっても良い。
また、例えば、フェライト分だけでは磁力が足りない場合に、フェライト粉に希土類系磁性材料であるサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉やネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉を必要量だけ混合し、磁力向上を図りつつ安価に製作することもできる。
【００３０】
また、多極磁石１４を形成する非磁性金属粉には、スズ、銅、アルミ、ニッケル、亜鉛、タングステン、マンガンなどの粉体、または非磁性のステンレス系金属粉のいずれか単独（１種）の粉体、もしくは２種以上からなる混合した粉体、もしくは２種以上からなる合金粉末を使用することができる。
【００３１】
磁性粉および非磁性金属粉はいずれも平均粒径で１０μｍ以上１５０μｍ以下が良く、好ましくは２０μｍ以上１３０μｍ以下が好適である。これら粉体のいずれか一方または両方の平均粒径が１０μｍより小さいと、混合粉にして常温下、金型内で加圧成形して圧粉体を得ようとしても、金型内にうまく混合粉が流れ込まないことがあり、所定形状の圧粉体を形成できない。また、これら粉体のいずれか一方または両方の平均粒径が１５０μｍより大きいと、混合粉にして常温下、金型内で加圧成形して圧粉体を得ようとしても、圧粉体強度が出ないために、金型から脱型できず成形できない。
上述した平均粒径範囲の磁性粉と非磁性金属粉を予め決められた配合比で粉体混合機を用いて混合し、この混合粉を常温下、金型内で加圧成形することにより圧粉体を得る。
【００３２】
多極磁石１４を形成する混合粉中の配合において、磁性粉でない非磁性金属粉の体積配合率は、１ｖｏｌ ％以上で９０ｖｏｌ ％以下が良いが、望ましくは５ｖｏｌ ％以上８５ｖｏｌ ％以下、さらに望ましくは１０ｖｏｌ ％以上８０ｖｏｌ ％以下が良い。磁性粉でない非磁性金属粉の体積含有率が１ｖｏｌ ％よりも少ないと、金属バインダとして非磁性金属粉が少ないため、焼結後得られた多極磁石１４は、硬いが脆い。このため、後述するように、多極磁石１４とする焼結体を芯金１１上に加締加工や圧入加工などで機械的に固定しようとしても、割れてしまう。また、金属バインダとして少なすぎるために、圧粉体が成形できない場合がある。
磁性粉でない非磁性金属粉の体積含有率が９０ｖｏｌ ％より多いと、相対的に磁性成分が少ないため、焼結後、得られた多極磁石１４の着磁強度を大きくできず、磁気エンコーダ１０に所望される安定したセンシングの得られる磁力を確保することができない。
【００３３】
焼結後得られた多極磁石１４の線膨張係数は、０．５×１０−５以上で９．０×１０−５以下が良いが、望ましくは０．８×１０−５以上で７×１０−５以下、さらに望ましくは０．９×１０−５以上で５×１０−５以下が良い。
芯金１１の材質となる金属材料の線膨張係数は、たとえばステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０）の場合、１．０×１０−５である。多極磁石１４の線膨張係数が０．５×１０−５より大きい場合、もしくは９×１０−５より小さい場合、芯金１１の材質となる金属材料との線膨張係数の差が大きいため、高低温環境下で使用されときの寸法変化量の差が大きくなり、多極磁石１４と芯金１１が干渉して多極磁石１４が破損する場合がある。また、多極磁石１４と芯金１１の固定が確保できなくなる。
【００３４】
圧粉体作成にあたり、磁性粉と非磁性金属粉の配合時に、例えば、ステアリン酸亜鉛などのような潤滑剤を添加して圧粉体成形性を改善することもできる。
これらの圧粉体（グリーン体）は、５〜３０ｖｏｌ ％の空孔を持つことが望ましい。好ましくは１２〜２２ｖｏｌ ％、さらに好ましくは１４〜１９ｖｏｌ ％である。空孔率が５ｖｏｌ ％より少ない場合、成形圧力を除圧する際に原料粉の弾性変形の回復により生じるスプリングバックにより、圧粉体（グリーン体）が破損する可能性がある。また、空孔が３０ｖｏｌ ％よりも多い場合、焼結体の機械的強度が弱くなるため、後述するように、芯金１１上に加締加工や圧入加工などで機械的に固定しようとしても割れてしまう。また、粒子間の密着不足により、圧粉体（グリーン体）が成形できない場合がある。
【００３５】
磁性粉および非磁性金属粉は高価であることから、板厚は薄い方が好ましい。圧縮成形性およびハンドリングから、好ましい板厚は０．３ｍｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．６ｍｍ〜３ｍｍである。板厚が０．３ｍｍよりも薄い場合、金型内への充填が困難であり、グリーン成形体が得難い。また、得られたグリーン成形体もハンドリング時に破損してしまう可能性があるので好ましくない。一方、グリーン成形体の板厚が１０ｍｍよりも厚い場合、成形性やハンドリングは向上するが、コスト面では不利となる。また、厚すぎるとグリーン成形体の密度むらが発生しやすくなり、焼成後の変形が生じやすくなるという問題がある。これらの点から、板厚は０．３ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。
得られたグリーン成形体は、図４のように炉内で加熱焼結することで、ディスク形状の焼結体とされる。この炉内での加熱焼結は、大気中、電気炉で行っても良く、また真空炉により、または不活性ガスを流入しながらプッシャー炉、もしくはイナート炉で行っても良い。
【００３６】
芯金１１の材質となる金属は、磁性体、特に強磁性体となる金属が好ましく、例えば磁性体でかつ防錆性を有する鋼板が用いられる。このような鋼板として、フェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や、防錆処理された圧延鋼板等を用いることができる。
【００３７】
芯金１１の形状は、種々の円環状の形状とできるが、多極磁石１４を固定できる形状が好ましい。特に、加締固定や嵌合固定等の機械的な固定が行える形状が好ましい。
加締固定の場合、芯金１１は、例えば図１（Ｂ）に示すように、嵌合側となる内径側の円筒部１１ａと、その一端から外径側へ延びる立板部１１ｂと、外径縁の他筒部１１ｃとでなる断面概ね逆Ｚ字状の円環状とする。
円筒部１１ａ、立板部１１ｂ、および他筒部１１ｃは、鋼板等の金属板から一体にプレス成形されたものである。立板部１１ｂは平坦に形成されており、その平坦な立板部１１ｂの表面に重ねて多極磁石１４の未着磁の焼結体を組み込み、外周縁の他筒部１１ｃを加締めることで、芯金１１の立板部１１ｂに重なり状態に多極磁石１４が固定される。上記他筒部１１ｃは、その断面における先端側部分または略全体が、加締部となる。また、この加締部は、芯金１１の円周方向の全周に渡って延び、したがって円環状となっている。多極磁石１４の加締部である他筒部１１ｃにより固定される部分は、多極磁石１４の被検出面となる表面よりも凹む凹み部１４ａとなっていて、芯金１１の加締部である他筒部１１ｃが、多極磁石１４の被検出面となる表面から突出しないようにされている。上記凹み部１４ａは、多極磁石１４の被検出面となる表面よりも若干背面側に後退した段差部として形成されている。多極磁石１４の外周縁における凹み部１４ａよりも裏面側の部分は、断面が円弧状の曲面とされ、この曲面部分に沿うように、他筒部１１ｃの加締部分が形成される。
【００３８】
なお、例えば図５に示すように、芯金１１を、内径側の円筒部１１ａと、その一端から外径側へ延びる立板部１１ｂ”とでなる断面Ｌ字状の円環状としても良い。円筒部１１ａと立板部１１ｂ”とは、鋼板等の金属板から一体にプレス成形されたものである。立板部１１ｂ”は平坦に形成されており、その平坦な立板部１１ｂ”まで、多極磁石１４となるディスク状の焼結体を円筒部１１ａの外周に圧入して固定する。立板部１１ｂ”の高さは、多極磁石１４の内周部付近が当たる高さとされる。
【００３９】
また、上記各例では芯金１１を鋼板プレス成形品製としたが、図６に示すように、芯金１１は、鋼材等の削り出し品からなるものとしても良い。同図の例の芯金１１は立板部１１ｂの溝部１１ｂａを切削加工溝としている。
【００４０】
上記のように金属環状部材である芯金１１に周方向に沿って設けられた混合磁性粉焼結磁石ディスクは、周方向に多極に着磁することにより多極磁石１４となり、この多極磁石１４と芯金１１とで磁気エンコーダ１０が構成される。この場合に、非磁性金属粉をバインダとして磁性粉を混入した混合磁性粉焼結磁石ディスク（焼結体）は、その非磁性金属粉と磁性粉の組成比を調整しながら粉体混合機で分散させることで粉体同士のドライブレンドとすることができる。そのため焼結体中の磁性粉の相対的な含有率（体積分率）を上げられる。したがって、磁気センサ１５（図３）に安定してセンシングされる磁力が容易に得られ、多極磁石１４を厚くする必要がない。
【００４１】
この構成の磁気エンコーダ１０は、図３と共に前述したように、多極磁石１４に磁気センサ１５を対面させて回転検出に使用される。磁気エンコーダ１０を回転させると、多極磁石１４の多極に磁化された各磁極Ｎ，Ｓの通過が磁気センサ１５で検出され、パルスのかたちで回転が検出される。磁極Ｎ，Ｓのピッチｐ（図２）は細かく設定でき、例えばピッチｐが１．５ｍｍ、ピッチ相互差±３％という精度を得ることもでき、これにより精度の高い回転検出が行える。ピッチ相互差は、磁気エンコーダ１０から所定距離だけ離れた位置で検出される各磁極間の距離の差を目標ピッチに対する割合で示した値である。磁気エンコーダ１０が図３のように軸受のシール装置５に応用されたものである場合、磁気エンコーダ１０の取付けられた軸受の回転が検出されることになる。
多極磁石１４は、磁性粉の混入した焼結体（混合磁性粉焼結ディスク）からなるため、次に示すように、安定したセンシングの得られる磁力を確保しながら薄肉化できて、磁気エンコーダ１０のコンパクト化が図れるうえ、耐摩耗性に優れ、また生産性にも優れたものとなる。
【００４２】
さらに、多極磁石１４の表面硬度は、従来の磁性粉や磁性粒子の含有する弾性部材やエラストマー製のコーダに比べて硬い。そのため、車輪回転検出のための回転検出装置２０に応用した場合に、車両走行中に回転側の多極磁石１４の表面と固定側の磁気センサ１５の表面の間隙に、砂粒などの粒子が噛み込まれても、多極磁石１４の摩耗損傷が生じ難く、従来の弾性体製としたものに比べて、摩耗の大幅な低減効果がある。しかも、多極磁石１４はクリヤー系の高防食性塗料からなる防錆被膜２２で覆われているため、防錆効果にも優れている。
なお、金属環状部材である芯金１１に周方向に沿って設けられた多極磁石１４となる混合磁性粉焼結磁石ディスク表面の平坦度は、２００μｍ以下が良いが、望ましくは１００μｍ以下が良い。ディスク表面の平坦度が２００μｍより上である場合、磁気センサ１５とディスク面の間隙（エアギャップ）が、磁気エンコーダ１０の回転中に変化することで、センシング精度を悪化させてしまう。
同様の理由で、磁気エンコーダ１０の回転中における、混合磁性粉焼結磁石ディスク表面の面振れも、２００μｍ以下が良く、望ましくは１００μｍ以下が良い。
【００４３】
つぎに、この磁気エンコーダ１０を備えた車輪用軸受の一例、およびそのシール装置５の例を、図７，図８と共に説明する。図７に示すように、この車輪用軸受は、内方部材１および外方部材２と、これら内外の部材１，２間に収容される複数の転動体３と、内外の部材１，２間の端部環状空間を密封するシール装置５，１３とを備える。一端のシール装置５は、磁気エンコーダ１０付きのものである。内方部材１および外方部材２は、転動体３の軌道面１ａ，２ａを有しており、各軌道面１ａ，２ａは溝状に形成されている。内方部材１および外方部材２は、各々転動体３を介して互いに回転自在となった内周側の部材および外周側の部材のことであり、軸受内輪および軸受外輪の単独であっても、これら軸受内輪や軸受外輪と別の部品とが組合わさった組立部材であっても良い。また、内方部材１は、軸であっても良い。転動体３は、ボールまたはころからなり、この例ではボールが用いられている。
【００４４】
この車輪用軸受は、複列の転がり軸受、詳しくは複列のアンギュラ玉軸受とされていて、その軸受内輪は、各転動体列の軌道面１ａ，１ａがそれぞれ形成された一対の分割型の内輪１８，１９からなる。これら内輪１８，１９は、ハブ輪６の軸部の外周に嵌合し、ハブ輪６と共に上記内方部材１を構成する。なお、内方部材１は、上記のようにハブ輪６および一対の分割型の内輪１８，１９からなる３部品の組立部品とする代わりに、ハブ輪６および片方の内輪１８が一体化された軌道面付きのハブ輪と、もう片方の内輪１９とで構成される２部品からなるものとしても良い。
【００４５】
ハブ輪６には、等速自在継手７の一端（例えば外輪）が連結され、ハブ輪６のフランジ部６ａに車輪（図示せず）がボルト８で取付けられる。等速自在継手７は、その他端（例えば内輪）が駆動軸に連結される。
外方部材２は、軸受外輪からなり、懸架装置におけるナックル等からなるハウジング（図示せず）に取付けられる。転動体３は各列毎に保持器４で保持されている。
【００４６】
図８は、磁気エンコーダ付きのシール装置５を拡大して示す。このシール装置５は、図３に示したものと同じであり、その一部を前述したが、図８において、詳細を説明する。このシール装置５は、磁気エンコーダ１０またはその芯金１１がスリンガとなり、内方部材１および外方部材２のうちの回転側の部材に取付けられる。この例では、回転側の部材は内方部材１であるため、磁気エンコーダ１０は内方部材１に取付けられる。
【００４７】
このシール装置５は、内方部材１と外方部材２に各々取付けられた第１および第２の金属板製の環状のシール板（１１），１２を有する。第１のシール板（１１）は、上記磁気エンコーダ１０における芯金１１のことであり、以下、芯金１１として説明する。磁気エンコーダ１０は、図１ないし図３と共に前述した第１の実施形態にかかるものであり、その重複する説明を省略する。この磁気エンコーダ１０における多極磁石１４に対面して、同図のように磁気センサ１５を配置することにより、車輪回転速度の検出用の回転検出装置２０が構成される。
【００４８】
第２のシール板１２は、上記シール部材９（図３）を構成する部材であり、第１のシール板である芯金１１の立板部１１ｂに摺接するサイドリップ１６ａと円筒部１１ａに摺接するラジアルリップ１６ｂ，１６ｃとを一体に有する。これらリップ１６ａ〜１６ｃは、第２のシール板１２に加硫接着された弾性部材１６の一部として設けられている。これらリップ１６ａ〜１６ｃの枚数は任意で良いが、図８の例では、１枚のサイドリップ１６ａと、軸方向の内外に位置する２枚のラジアルリップ１６ｃ，１６ｂとを設けている。第２のシール板１２は、固定側部材である外方部材２との嵌合部に弾性部材１６を抱持したものとしてある。すなわち、弾性部材１６は、円筒部１２ａの内径面から先端部外径までを覆う先端覆い部１６ｄを有するものとし、この先端覆い部１６ｄが、第２のシール板１２と外方部材２との嵌合部に介在する。
第２のシール板１２の円筒部１２ａと第１のシール板である芯金１１の他筒部１１ｃとは僅かな径方向隙間をもって対峙させ、その隙間でラビリンスシール１７を構成している。
【００４９】
この構成の車輪用軸受によると、車輪と共に回転する内方部材１の回転が、この内方部材１に取付けられた磁気エンコーダ１０を介して、磁気センサ１５で検出され、車輪回転速度が検出される。
磁気エンコーダ１０は、シール装置５の構成要素としたため、部品点数を増やすことなく、車輪の回転を検出することができる。車輪用軸受は、一般に路面の環境下にさらされた状態となり、磁気エンコーダ１０とこれに対面させる磁気センサ１５との間に砂粒等の粒子が噛み込むことがあるが、上記のように磁気エンコーダ１０の多極磁石１４は焼結体からなるものであって硬質であるため、多極磁石１４の表面の摩耗損傷は従来の弾性体製のものに比べて大幅に低減される。また車輪用軸受５における軸受端部の空間は、周辺に等速ジョイント７や軸受支持部材（図示せず）があって限られた狭い空間となるが、磁気エンコーダ１０の多極磁石１４が上記のように薄肉化できるため、回転検出装置２０の配置が容易になる。
内外の部材１，２間のシールについては、第２のシール板１２に設けられた各シールリップ１６ａ〜１６ｃの摺接と、第２のシール板１２の円筒部１２ａに第１のシール板である芯金１１の他筒部１１ｃが僅かな径方向隙間で対峙することで構成されるラビリンスシール１７とで得られる。
【００５０】
なお、図７および図８に示す車輪用軸受では、磁気エンコーダ１０の芯金１１を、図１の形状のものとした場合について示しているが、磁気エンコーダ１０として図５，図６に示したものを用いても良い。
また、磁気エンコーダ１０を軸受のシール装置５の構成要素とする場合等において、多極磁石１４を、上記各実施形態とは逆に軸受に対して内向きに設けても良い。すなわち、多極磁石１４を芯金１１の軸受内側の面に設けても良い。その場合、芯金１１は非磁性体製のものとすることが好ましい。
【００５１】
さらに、磁気エンコーダ１０は、上記各実施形態のように多極磁石１４を軸方向に向けたものに限らず、例えば図９に示すように、径方向に向けて設けても良い。同図の例は、シール装置５のスリンガとなるシール板である芯金１１Ａに、その立板部１１ｂから軸方向の外側へ延びる第２の円筒部１１ｄを設け、第２の円筒部１１ｄの外周に多極磁石１４を固定している。すなわち、第２の円筒部１１ｄの先端には外径側へ延びる加締板部１１ｅを一体に設け、この加締板部１１ｅを加締ることで、多極磁石１４に第２の円筒部１１ｄの外周面に固定している。立板部１１ｂは円筒部１１ａから外径側に延びている。すなわち、この例の芯金１１Ａは、円筒部１１ａ、立板部１１ｂ、および第２の円筒部１１ｄが順次続く断面概ね逆Ｚ字状の部分に、その第２の円筒部１１ｄの先端から加締板部１１ｅが外径側へ一体に延びた形状のものとされている。磁気センサ１５は、多極磁石１４に対して径方向に対面配置する。
【００５２】
なお、上記各実施形態の磁気エンコーダ１０は、いずれも軸受のシール装置５の構成部品とした場合につき説明したが、これら各実施形態の磁気エンコーダ１０は、シール装置５の構成部品とするものに限らず、単独で回転検出に利用することができる。例えば、図１の実施形態における磁気エンコーダ１０を、シール装置５とは別に軸受に設けても良い。
また、図１０に示すように、磁気エンコーダ１０Ａは、多極磁石１４が径方向に向くように、円筒状の芯金１１Ｃの外径面に多極磁石１４を設けた構成のものとしても良い。その場合に、磁気エンコーダ１０を、車輪用軸受における外方部材２Ａの外径面に嵌合させて設けても良い。同図の車輪用軸受は、内方部材１Ａおよび外方部材２Ａのうちの外方部材２Ａを回転側の部材とし、外方部材２Ａに車輪取付フランジ２６を設けたものである。シール装置５Ａは、磁気エンコーダ１０Ａとは別に軸受に設けられる。外方部材２Ａは一対の分割内輪１８Ａ，１９Ａからなる。
【００５３】
なお、上記各実施形態は、多極磁石１４を焼結磁石とした場合につき説明したが、この発明は、多極磁石１４が磁性体粉の混入されたエラストマーからなるもの、いわゆるゴム磁石の場合にも適用でき、また多極磁石１４が磁性体粉の混入されたプラストマーからなるもの、いわゆるプラスチック磁石の場合にも適用することができる。上記いずれの実施形態においても、多極磁石１４を、焼結体からなるものに代えて、磁性体粉の混入されたエラストマーまたはプラストマー製のものとし、その表面にクリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜２２が形成されたのとしても良い。
ゴム磁石やプラスチック磁石の場合も、防錆被膜は、次のようにクリヤー系の塗料が好ましい。ゴム磁石の場合では、クリヤー系塗装を施した場合、クリヤー被膜は、一般的にゴムより硬質であるため、耐磨耗性が向上する。さらに、ゴムシール等に一般的に使用されるＮＢＲ（ニトリルゴム）をゴム材として用いたゴム磁石の場合、オゾンや酸素による酸化劣化を生じることがある。クリヤーでの塗装被膜は、ゴム中へのオゾンもしくは酸素の拡散に対しガスバリヤーとなることが期待できる。プラスチック磁石の場合は、芯金との固定は、本案にあるような、かしめ固定が採用できる。しかし、一般にプラスチック材料は応力緩和するため、かしめ部での緊迫力での固定だけでは、長期間の確実な保持が要求される本件の場合、信頼性が確保できない。このためにプラスチック磁石に可能なクリヤー塗装により、プラスチック磁石に耐摩耗性を付与することはもちろん、プラスチック磁石と芯金の間隙に入り込んだクリヤー塗料は、接着的効果を発揮することができる。つまり、芯金へのプラスチック磁石の固定をより確実なものにできるという効果がある。
【００５４】
【発明の効果】
この発明の磁気エンコーダは、円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石と、この多極磁石を支持する芯金とを備えた磁気エンコーダにおいて、クリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜を上記多極磁石の表面に形成したものであるため、防錆性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生の問題のないものとできる。
また、上記多極磁石を、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体からなるものとした場合は、安定したセンシングの得られる磁力を確保しながら薄肉化できて、磁気エンコーダのコンパクト化が図られ、また耐摩耗性が優れたものとなる。しかも、コーダ部分となる多極磁石の製造においても粉体同士のドライブレンドによる混合粉の焼結成形法は、従来のエラストマーや弾性部材の場合の射出成形や圧縮成形に比べて加硫工程などがなく、また成形上の負荷が少ないため生産工程を大幅に簡略化することができる。このような焼結体からなる多極磁石の場合に、上記クリヤー系の高防食性塗料の防錆被膜を用いた場合は、焼結多孔質体表層の空孔内部に浸入し、クリヤー系塗膜成分のアンカー効果により表面で好適に保持され、長期間の使用においても防錆被膜として良好な密着性を維持することができる。
この発明の車輪用軸受は、この発明の磁気エンコーダを備えたものであるため、コンパクトな構成で回転検出が行え、かつ回転検出のための磁気エンコーダの防錆性に優れたものとなる。多極磁石を上記焼結体製とした場合は、耐久性にも優れたものとなる。また、シール装置の構成要素を磁気エンコーダとした場合は、部品点数を増やすことなく、車輪の回転を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる磁気エンコーダの部分斜視図、（Ｂ）は同磁気エンコーダの組立過程を示す部分斜視図である。
【図２】同磁気エンコーダを正面から示す磁極の説明図である。
【図３】同磁気エンコーダを備えたシール装置と磁気センサとを示す部分破断正面図である。
【図４】グリーン体を焼結体とする工程図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる磁気エンコーダの部分斜視図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる磁気エンコーダの部分斜視図である。
【図７】第１の実施形態にかかる磁気エンコーダを備えた車輪用軸受の全体の断面図である。
【図８】同車輪用軸受の部分断面図である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受の磁気エンコーダ部分の断面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態にかかる車輪用軸受の断面図である。
【符号の説明】
１…内方部材
２…外方部材
１Ａ…内方部材
２Ａ…外方部材
３…転動体
５…シール装置
１０…磁気エンコーダ
１１，１１Ａ，１１Ｂ…芯金（第１のシール板）
１１ａ…円筒部
１１ｂ…立板部
１１ｃ…他筒部
１２…第２のシール板
１４…多極磁石
１５…磁気センサ
１６ａ…サイドリップ
１６ｂ，１６ｃ…ラジアルリップ
２０…回転検出装置
２２…防錆被膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic encoder used for a rotation detecting device or the like of a bearing portion that rotates relatively, and a wheel bearing provided with the magnetic encoder. For example, the present invention relates to a rotation detecting device that detects front and rear wheel rotation speeds in an antilock brake system of an automobile. The present invention relates to a magnetic encoder which is a component of a bearing seal to be mounted.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, the following structure is often used as an anti-skid rotation detecting device for preventing a skid of an automobile. That is, the rotation detecting device is composed of a toothed rotor and a sensing sensor. At this time, the rotation detecting device is generally separated from the sealing device for sealing the bearing and constitutes one independent rotation detecting device. It is a target.
Such a conventional example has a structure in which a toothed rotor fitted to a rotating shaft is detected and detected by a rotation detecting sensor attached to a knuckle, and a bearing used is provided independently on its side. The sealing device provided protects against ingress of moisture or foreign matter.
[0003]
As another example, Patent Document 1 discloses a bearing seal having a rotation detecting device for detecting wheel rotation for the purpose of reducing the mounting space of the rotation detecting device and dramatically improving the sensing performance. An elastic member mixed with magnetic powder is radially vulcanized and bonded in the radial direction of a slinger to be used, and a magnetic pole is alternately arranged there.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses a method for reducing the size in the axial direction, improving the degree of sealing between the rotating member and the fixed member, and enabling easy attachment. A rotary disk is mounted on the rotating member, and a coder built-in hermetically sealed structure in which a multi-polar coder is mounted on the rotary disk is shown. The coder to be used is made of an elastomer to which magnetic particles are added, and is a sealing means in which the side surface of the coder is substantially flush with the side surface of the fixing member.
[0004]
A plastic (plastomer) coder containing magnetic powder or magnetic particles can be shaped using a mold that matches the product shape, as in conventional injection molding and compression molding. The sheet is formed by extruding using a T-shaped die or sheet forming such as calendering, and is formed into a product shape by punching, and then adhesively fixed on a metal substrate with an adhesive or the like It may be manufactured. Further, in this case, the metal substrate may be assembled in a mold in advance as in the case of insert molding, and thereafter, a molten resin may be poured into the metal substrate and the bonding process may be performed at the same time.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2816783 [Patent Document 2]
Published Japanese Patent Application No. 6-281018
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the above magnetic encoders is a multi-pole magnet containing magnetic powder, and when used in an automobile bearing or the like, it is placed in a harsh environment exposed to salt and muddy water on a road surface. However, rusting during long-term use is a problem. In particular, when the content of the magnetic powder is increased for miniaturization, rust easily occurs. Therefore, it was considered to treat the multi-pole magnet of the magnetic encoder with rust prevention, but it was difficult to select an appropriate rust prevention material.
Further, in the case of an elastomer or a plastomer in which a multi-pole magnet contains the above-described magnetic powder, there are various problems as described below. A sintered body obtained by sintering a mixed powder with a powder was proposed (Japanese Patent Application No. 2001-290300). In the case of such a multipolar magnet, rust prevention treatment corresponding to its characteristics is required.
[0007]
The problem when the multipolar magnet is an elastomer or a plastomer containing magnetic powder will be described. Among the above conventional examples, in the bearing seals disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, an elastic member mixed with magnetic powder in a radial direction of a slinger used therein is vulcanized and bonded in a circumferential shape, or If the coder is to be made of an elastomer to which magnetic particles are added as a coder built-in hermetic structure to which a multi-polar coder is attached, an elastomer or an elastic member component serving as a binder for holding magnetic powder or magnetic particles is required. However, when an elastomer or an elastic member component is used as a binder, a dispersion step by kneading magnetic powder or magnetic particles with an elastomer or an elastic member is always required before shaping into a coder shape. Since it is difficult to increase the relative content (volume fraction) of the magnetic powder and the magnetic particles, it is necessary to increase the thickness of the coder in order to obtain a magnetic force stably sensed by the magnetic sensor.
[0008]
In addition, the molding of an elastic member or elastomer coder containing magnetic powder or magnetic particles is performed using a mold suitable for the product shape, such as injection molding or compression molding. If necessary, the mold had to be held under pressure for the required vulcanization time, which required many steps in production.
Furthermore, coder made of an elastic member or elastomer containing magnetic powder or magnetic particles can reduce the mounting space for the rotation detector and increase the sensing performance, for example, in a bearing seal with a rotation detector for wheel rotation detection. In order to improve the performance, the sensing sensor must be arranged at a position close to and axially opposed to the slinger used therein. However, in this case, if foreign particles such as sand particles enter and are caught in the gap between the bearing seal surface on the rotating side and the sensing sensor surface on the fixed side while the vehicle is traveling, the elastic member or the coder surface made of elastomer may be worn. Severe damage was sometimes noted.
[0009]
In the case of plastic (plastomer) coders containing magnetic powder or magnetic particles, they are manufactured by sheet molding such as the above-mentioned conventional injection molding, compression molding, extrusion molding using a T-die, calendar molding, and insert molding. If this is attempted, a synthetic resin component serving as a binder for holding the magnetic powder and the magnetic particles is also required. However, even when a synthetic resin component is used as a binder, a dispersion step by kneading magnetic powder or magnetic particles with a plastomer or an elastic member is always required before forming into a coder shape, similarly to an elastomer or the like. After all, in this process, it is difficult to increase the relative content (volume fraction) of the magnetic powder and the magnetic particles with respect to the binder component in the coder. The dimensions had to be increased. In addition, the material before molding produced by kneading the magnetic powder or the magnetic particles with the plastomer or the elastic member by the conventional manufacturing method is injected (injected) into a mold or compressed (compressed) and applied to a coder. When forming, or when shaping by insert molding etc., the magnetic particle component contained in the material is a metal oxide, so it is hard, and in mass production, wear of molds and molding machines becomes a problem, and The pre-molding material having a high content of the magnetic particle component has a problem that the melt viscosity is high and the molding load is increased, for example, the molding pressure and the mold clamping force are increased.
[0010]
Even in the case of sheet molding such as extrusion molding and calendar molding using a T-shaped die, the magnetic particle component contained in the material is a metal oxide and is hard. Roll wear was a problem.
[0011]
An object of the present invention is to provide a magnetic encoder which is excellent in rust prevention and has no problem of rusting even when used for a long period of time and under severe environment.
Another object of the present invention is to provide a magnetic encoder which can be made thinner, has excellent wear resistance, and is excellent in productivity.
Still another object of the present invention is to provide a wheel bearing capable of performing rotation detection with a compact configuration without increasing the number of parts, and having excellent rust prevention of a magnetic encoder for rotation detection.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A magnetic encoder according to the present invention is a magnetic encoder including a multi-pole magnet having magnetic poles alternately formed in a circumferential direction and a metal core supporting the multi-pole magnet. Is formed on the surface of the multipole magnet. The multipole magnet is formed in a ring shape such as a ring shape, or in a disk shape. The core metal is also formed in an annular shape such as an annular shape or in a disk shape.
According to this configuration, the surface of the multi-pole magnet is coated with a clear anti-corrosion coating of high anti-corrosion paint, so that it has excellent rust prevention properties. A magnetic encoder having no problem of generation is obtained. For example, it can be used in an environment where rust easily occurs such as a wheel bearing.
[0013]
The multipolar magnet may be a sintered body obtained by sintering a mixed powder of a magnetic powder and a non-magnetic metal powder. When applying a clear anti-corrosion coating to a multi-pole magnet made of a sintered body, if a clear anti-corrosion coating is used, it penetrates into the pores in the surface layer of the sintered porous body and anchors the clear coating film component. Thereby, it can be suitably held on the surface, and can maintain good adhesion as a rust-preventive coating even during long-term use. In addition, depending on the form of attachment of the multipole magnet to the core, etc., the above-described paint can also be expected to have an effect as an adhesive between the multipole magnet made of the core and the sintered body.
[0014]
When the multipolar magnet is a sintered body obtained by sintering a mixed powder of a magnetic powder and a nonmagnetic metal powder, the following advantages can be obtained.
▲ 1 ▼. The ratio of magnetic powder can be increased as compared with conventional elastomers and plastomers, and therefore, the magnetic force per unit volume can be increased. Thereby, the detection sensitivity can be improved and the thickness can be reduced.
▲ 2 ▼. Compared to a conventional sintered magnet obtained by sintering only magnetic powder, it is less likely to break due to the presence of nonmagnetic metal powder as a binder.
(3). Since the surface is harder than conventional elastomers and the like, it has excellent wear resistance and is hardly damaged.
▲ 4 ▼. Excellent productivity compared to conventional elastomers.
[0015]
Examples of specific reasons for obtaining these advantages will be described. The magnetic powder and the non-magnetic metal powder are mixed, for example, using a powder mixer at a predetermined mixing ratio, and the mixed powder is pressed at normal temperature in a mold to obtain a green compact. .
At this time, the sintered body composed of the mixed magnetic powder mixed with the magnetic powder using the non-magnetic metal powder as a binder is dispersed in a powder mixer while adjusting the composition ratio of the non-magnetic metal powder and the magnetic powder. Since the dry blending can be performed, the relative content (volume fraction) of the magnetic powder in the sintered body can be increased. Therefore, a magnetic force stably sensed by the magnetic sensor can be easily obtained, and it is not necessary to make the multipole magnet thick.
Moreover, even in the production of sintered bodies as multi-pole magnets, the sintering of mixed powders by dry blending of powders is more vulcanized than injection molding and compression molding of conventional elastomers and elastic members. Since there are no processes and the load on molding is small, the production process can be greatly simplified. Further, in the case of molding a green compact by sintering, there is no problem such as wear of a mold as compared with injection molding or compression molding of an elastomer or an elastic member.
In addition, since the multi-pole magnet sintered body can be attached to the core metal by a simple crimping process or a mechanical fixing method such as press-fitting, even under severe conditions in a high-low temperature environment. Even if it is done, reliability can be maintained.
[0016]
The thickness of the rust preventive film is not particularly limited as long as it can satisfy the corrosion resistance required for the intended use, such as a wheel bearing, but is preferably 0.5 μm or more. When used as a wheel bearing, sand particles or the like may bite into the gap between the magnetic sensor and the surface of the magnetic encoder, which may damage the surface of the magnetic encoder. If the thickness of the coating is less than 0.5 μm, the damage may reach the sintered body as the base material, and it may not be possible to prevent rust therefrom. Therefore, the thickness is preferably 0.5 μm or more.
[0017]
As the clear highly anticorrosive paint, a modified epoxy paint, a modified epoxy phenol curable paint, an epoxy melamine paint, an acrylic paint and the like can be used, but it is preferable to use a modified epoxy phenol cure paint. .
Further, the clear anticorrosion paint of the clear type may contain a rust preventive pigment. As the clear high anticorrosive paint, a modified epoxyphenol-cured paint may be used, or a paint containing a rust preventive pigment may be used. As the rust preventive pigment, for example, aluminum phosphate can be used. Further, the clear anticorrosive paint of the clear system may further contain a coloring agent. As the coloring agent, carbon black or the like can be used.
[0018]
A wheel bearing according to the present invention includes the magnetic encoder having any one of the above-described configurations according to the present invention.
Wheel bearings are generally exposed to the road surface environment, and salt and mud may fall onto the magnetic encoder.The multi-pole magnet is made of a clear anticorrosive coating made of a highly anticorrosive paint as described above. When it is covered with, generation of rust is prevented.
In addition, the wheel bearing is exposed to the road surface environment, and particles such as sand particles may bite between the magnetic encoder and the magnetic sensor facing the wheel encoder. If it is a body, it is protected against this biting as follows.
That is, the surface hardness of the multi-pole magnet of the sintered body composed of the magnetic powder and the non-magnetic metal powder is harder than that of a conventional elastic member or elastomer coder containing magnetic powder or magnetic particles. Therefore, in a wheel bearing with a magnetic encoder for detecting wheel rotation, particles such as sand particles enter the gap between the surface of the rotating multipole magnet and the surface of the fixed magnetic sensor during vehicle running. Even in rare cases, there is a significant effect of reducing wear damage of the multipolar magnet.
[0019]
In the wheel bearing of the present invention, a component of the sealing device for sealing the bearing space may be a magnetic encoder. For example, this wheel bearing includes an outer member having a double-row rolling surface formed on an inner peripheral surface, an inner member having a rolling surface opposed to the rolling surface of the outer member, and both of these. A wheel bearing for supporting a wheel rotatably with respect to a vehicle body, comprising a double row of rolling elements interposed between rolling surfaces, and sealing an annular space between the outer member and the inner member. A sealing device may be provided.
In this case, the seal device includes a first seal plate fitted to a rotation side member of the outer member or the inner member, and the outer member or the first seal plate opposed to the first seal plate. A second seal plate having an L-shaped cross section fitted to the fixed side member of the inner member, and a side lip that slides on the upright plate portion of the first seal plate and a cylindrical portion that slides on the first seal plate. A radial lip is fixed to the second seal plate, the first seal plate serves as a metal core of the magnetic encoder, and the multipole magnet is provided at least partially on an upright portion thereof. May be.
[0020]
The first seal plate has, for example, a substantially inverted Z-shape in cross section, and includes a fitting-side cylindrical portion fitted to the rotating-side member, a standing plate portion, and another cylindrical portion. May be. The first seal plate may have an L-shaped cross section.
[0021]
In the case of the wheel bearing having such a configuration, since the constituent elements of the sealing device are magnetic encoders, the rotation of the wheel can be detected with a more compact configuration without increasing the number of parts. Further, in the case where the magnetic encoder is configured in the sealing device in this manner, there is a problem that rust is generated due to exposure to the above-described road surface environment and that sand particles or the like are caught between the magnetic encoder and the magnetic sensor. The generation of this rust is prevented by providing a clear anticorrosive coating of a clear anticorrosive paint as described above. In addition, when the multipole magnet is a sintered body as described above, the surface hardness of the multipole magnet is hard as described above, so that an effect of reducing wear damage can be obtained. In addition, in the case of this configuration, an excellent sealing effect can be obtained by, for example, sliding the side lip and the radial lip fixed to the second seal plate on the first seal plate.
[0022]
In the wheel bearing according to the present invention, the core metal of the magnetic encoder may be subjected to a rust-proof treatment. This rust prevention treatment may be performed by forming a rust prevention coating of a clear anticorrosion paint.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the magnetic encoder 10 includes an annular metal core 11 made of metal, and a multipolar magnet 14 provided on the surface of the metal core 11 along the circumferential direction. The multipole magnet 14 is a sintered body obtained by sintering a mixed powder of a magnetic powder and a nonmagnetic metal powder. The multipole magnet 14 is a member that is magnetized to be multipolar in the circumferential direction, and has magnetic poles N and S formed alternately, and is made of a multipole magnetized magnetic disk. The magnetic poles N and S are formed to have a predetermined pitch p in the pitch circle diameter PCD (FIG. 2). This magnetic encoder 10 is attached to a rotating member (not shown), and is used for rotation detection with a magnetic sensor 15 facing a multipolar magnet 14 as shown in FIG. The rotation detection device 20 is configured by the sensor 15. The figure shows an application example in which the magnetic encoder 10 is a component of the sealing device 5 for a bearing (not shown), and the magnetic encoder 10 is attached to a bearing ring on the rotating side of the bearing. The sealing device 5 includes a magnetic encoder 10 and a fixed sealing member 9. The specific configuration of the sealing device 5 will be described later.
[0024]
The multipolar magnet 14 of the magnetic encoder 10 is provided with a rust-proof coating 22 for rust-proof processing. This rust prevention coating 22 is, in other words, an anticorrosion coating. The rust prevention coating 22 is applied to, for example, the entire surface of the multipolar magnet 14. A clear anticorrosive paint of a clear system can be used for the rust preventive coating 22. This paint penetrates into the pores of the surface layer of the sintered porous body, is suitably retained on the surface by the anchor effect of the clear coating component, and maintains good adhesion as a rust preventive coating layer even when used for a long time. can do. Further, this paint can be expected to have an effect as an adhesive between the cored bar 11 and the sintered body.
Examples of the clear high anticorrosion paint include a modified epoxy paint, a modified epoxy phenol curing type paint, an epoxy melamine paint, and an acrylic paint. Of these, modified epoxyphenol-cured and epoxymelamine-based clear coatings are particularly preferred.
In addition, clear or vacuum-impregnated, dipped (sprayed), sprayed (sprayed) coating, electrostatic coating, etc. are applied to the fat or the washed sintered body, and the air is dried naturally or forcibly and adhered to the sintered body. By removing the solvent component in the clear and baking the clear layer on the sintered body under predetermined baking conditions (temperature and time), the rust-proof coating 22 may be formed on the surface of the multipolar magnet 14. . The rust preventive film 22 may be formed on the entire surface of the magnetic encoder 10. When the magnetic encoder 10 is mounted on a wheel bearing, for example, the thickness of the rust-prevention (corrosion) coating formed as described above is not particularly limited as long as the corrosion resistance required for the wheel bearing can be satisfied. However, it is preferably 0.5 μm or more.
When used as a wheel bearing, if the sand between the magnetic sensor 15 and the surface of the magnetic encoder 10 is caught by sand or the like, the surface of the magnetic encoder 10 may be damaged. If the thickness of the coating is less than 0.5 μm, the damage may reach the sintered body as the base material, and it may not be possible to prevent rust therefrom.
[0025]
The clear anticorrosive paint of the above type may contain a rust-preventive pigment or may contain a coloring agent. As the rust-preventive pigment, for example, aluminum phosphate can be used, and as the coloring agent, for example, carbon black is used when the color is black.
Table 1 shows component examples in the case where aluminum phosphate is used as a rust-preventive pigment and carbon black is used as a coloring agent in a clear anticorrosive paint.
[0026]
[Table 1]
[0027]
An example of the material when the multipole magnet 14 is the sintered body will be described. The magnetic powder mixed into the multipole magnet 14 may be an isotropic or anisotropic ferrite powder such as barium or strontium. These ferrite powders may be granular powders or pulverized powders comprising a wet anisotropic ferrite core. When the pulverized powder composed of the wet anisotropic ferrite core is a magnetic powder, the mixed powder with the non-magnetic metal powder needs to be an anisotropic green body formed in a magnetic field.
[0028]
Further, the magnetic powder may be a rare earth magnetic material. For example, samarium iron (SmFeN) -based magnetic powder or neodymium iron (NdFeB) -based magnetic powder, which is a rare earth magnetic material, may be used alone. Further, the magnetic powder may be manganese aluminum (MnAl) gas atomized powder.
[0029]
The magnetic powder may be a mixture of two or more of samarium iron (SmFeN) -based magnetic powder, neodymium iron (NdFeB) -based magnetic powder, and manganese aluminum (MnAl) gas atomized powder. For example, the magnetic powder is a mixture of samarium iron (SmFeN) -based magnetic powder and neodymium iron (NdFeB) -based magnetic powder, a mixture of manganese aluminum gas atomized powder and a samarium iron-based magnetic powder, and a samarium iron Any one of a mixture of a base magnetic powder, a neodymium iron-based magnetic powder, and a manganese aluminum gas atomized powder may be used.
Further, for example, when the magnetic force is not sufficient with only the ferrite component, a required amount of a rare earth magnetic material such as samarium iron (SmFeN) magnetic powder or neodymium iron (NdFeB) magnetic powder is mixed with the ferrite powder to improve the magnetic force. It can also be manufactured inexpensively while aiming at.
[0030]
The non-magnetic metal powder forming the multipolar magnet 14 may be any one of a powder of tin, copper, aluminum, nickel, zinc, tungsten, manganese, etc., or a non-magnetic stainless metal powder alone (one type). , A mixed powder of two or more kinds, or an alloy powder of two or more kinds.
[0031]
The average particle diameter of both the magnetic powder and the non-magnetic metal powder is preferably 10 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 130 μm or less. If the average particle size of one or both of these powders is smaller than 10 μm, even if an attempt is made to obtain a green compact by forming a mixed powder and pressing it in a mold at room temperature, it is well mixed in the mold. In some cases, the powder does not flow, and a green compact having a predetermined shape cannot be formed. If the average particle size of one or both of these powders is larger than 150 μm, the powder compact strength may be obtained by forming a mixed powder under pressure in a mold at room temperature. Since no mold is produced, the mold cannot be removed from the mold and molding cannot be performed.
The magnetic powder and the non-magnetic metal powder having the above-mentioned average particle size range are mixed at a predetermined mixing ratio using a powder mixer, and the mixed powder is subjected to pressure molding in a mold at normal temperature. Obtain powder.
[0032]
In the mixing in the powder mixture forming the multipole magnet 14, the volume mixing ratio of the nonmagnetic metal powder that is not a magnetic powder is preferably 1 vol% or more and 90 vol% or less, but is preferably 5 vol% or more and 85 vol% or less, more preferably. 10 vol% or more and 80 vol% or less are good. If the volume content of the non-magnetic metal powder that is not a magnetic powder is less than 1 vol%, the non-magnetic metal powder as a metal binder is small, so that the multipolar magnet 14 obtained after sintering is hard but brittle. For this reason, as will be described later, even if the sintered body to be the multipolar magnet 14 is mechanically fixed on the metal core 11 by caulking or press-fitting, it will be broken. Further, there is a case where the green compact cannot be formed because the amount is too small as the metal binder.
If the volume content of the non-magnetic metal powder which is not a magnetic powder is more than 90 vol%, since the magnetic component is relatively small, the magnetized strength of the obtained multipolar magnet 14 cannot be increased after sintering. However, it is not possible to secure the magnetic force for obtaining the desired stable sensing.
[0033]
The linear expansion coefficient of the multipolar magnet 14 obtained after sintering is preferably 0.5 × 10 −5 or more and 9.0 × 10 −5 or less, and more preferably 0.8 × 10 −5 or more and 7 × It is preferably 10-5 or less, more preferably 0.9 × 10-5 or more and 5 × 10-5 or less.
The linear expansion coefficient of the metal material used as the material of the cored bar 11 is, for example, 1.0 × 10 −5 in the case of stainless steel (SUS430 of JIS standard). When the coefficient of linear expansion of the multipole magnet 14 is larger than 0.5 × 10 −5 or smaller than 9 × 10 −5, the difference between the coefficient of linear expansion of the core metal 11 and the metal material is large. When used in a high-low temperature environment, the difference in dimensional change becomes large, and the multipole magnet 14 and the metal core 11 may interfere with each other and damage the multipole magnet 14. In addition, it becomes impossible to secure the fixation of the multipole magnet 14 and the core metal 11.
[0034]
In preparing the green compact, a lubricant such as zinc stearate may be added at the time of mixing the magnetic powder and the non-magnetic metal powder to improve the green compactability.
It is desirable that these green compacts (green bodies) have pores of 5 to 30 vol%. Preferably it is 12 to 22 vol%, more preferably 14 to 19 vol%. If the porosity is less than 5 vol%, the green compact may be damaged by springback caused by recovery of the elastic deformation of the raw material powder when the molding pressure is released. If the number of vacancies is more than 30 vol%, the mechanical strength of the sintered body is weakened. Therefore, as described later, the sintered body is cracked even if it is mechanically fixed on the metal core 11 by crimping or press-fitting. Would. Further, there is a case where a green compact cannot be formed due to insufficient adhesion between particles.
[0035]
Since the magnetic powder and the non-magnetic metal powder are expensive, it is preferable that the plate thickness is thin. From the viewpoint of compression moldability and handling, the preferred thickness is 0.3 mm to 5 mm, and more preferably 0.6 mm to 3 mm. If the plate thickness is less than 0.3 mm, it is difficult to fill the mold, and it is difficult to obtain a green molded body. Further, the obtained green molded body is not preferable because the green molded body may be damaged during handling. On the other hand, when the plate thickness of the green molded body is larger than 10 mm, the moldability and the handling are improved, but the cost is disadvantageous. On the other hand, if the thickness is too large, the density unevenness of the green molded body is likely to occur, and there is a problem that deformation after firing tends to occur. From these points, the plate thickness is preferably 0.3 mm to 5 mm.
The obtained green compact is heated and sintered in a furnace as shown in FIG. 4 to obtain a disc-shaped sintered body. The heat sintering in the furnace may be performed in the air in an electric furnace, or may be performed in a vacuum furnace or in a pusher furnace or an inert furnace while flowing an inert gas.
[0036]
The metal used as the material of the cored bar 11 is preferably a magnetic material, particularly a metal that is a ferromagnetic material. For example, a magnetic steel plate having rustproofing properties is used. As such a steel sheet, a ferritic stainless steel sheet (such as SUS430 based on JIS), a rust-proofed rolled steel sheet, or the like can be used.
[0037]
The shape of the metal core 11 can be various annular shapes, but a shape that can fix the multipolar magnet 14 is preferable. In particular, a shape capable of mechanical fixing such as crimping fixing or fitting fixing is preferable.
In the case of caulking and fixing, for example, as shown in FIG. 1B, the core metal 11 includes a cylindrical portion 11a on the inner diameter side which is a fitting side, a standing plate portion 11b extending from one end to the outer diameter side, It has a substantially inverted Z-shape in cross section formed with the other cylindrical portion 11c of the rim.
The cylindrical portion 11a, the standing plate portion 11b, and the other cylindrical portion 11c are integrally formed by pressing a metal plate such as a steel plate. The standing plate portion 11b is formed flat, and a non-magnetized sintered body of the multi-pole magnet 14 is assembled on the surface of the flat standing plate portion 11b so as to crimp the outer cylindrical portion 11c. Thus, the multipolar magnet 14 is fixed so as to overlap the standing plate portion 11b of the metal core 11. The distal end portion or substantially the entirety of the other cylindrical portion 11c in the cross section serves as a caulking portion. The caulking portion extends over the entire circumference of the cored bar 11 in the circumferential direction, and thus has an annular shape. The portion fixed by the other cylindrical portion 11c, which is the caulking portion of the multipole magnet 14, is a concave portion 14a that is recessed from the surface of the multipole magnet 14 that is to be the detection surface. Is prevented from protruding from the surface of the multipole magnet 14 which is to be detected. The concave portion 14a is formed as a stepped portion that is slightly receded to the rear side from the surface of the multipole magnet 14 that is to be detected. A portion of the outer peripheral edge of the multipole magnet 14 on the back surface side from the recessed portion 14a has an arc-shaped curved surface, and a crimped portion of the other cylindrical portion 11c is formed along this curved surface portion.
[0038]
For example, as shown in FIG. 5, the core metal 11 may be formed in an annular shape having an L-shaped cross section, which includes a cylindrical portion 11a on the inner diameter side and a standing plate portion 11b ″ extending from one end to the outer diameter side. The cylindrical portion 11a and the upright portion 11b "are formed by pressing integrally from a metal plate such as a steel plate. The upright portion 11b "is formed flat, and the disc-shaped sintered body to be the multipolar magnet 14 is pressed into the outer periphery of the cylindrical portion 11a and fixed up to the flat upright portion 11b". The height of the standing plate portion 11b ″ is set to a height at which the vicinity of the inner peripheral portion of the multipole magnet 14 hits.
[0039]
Further, in each of the above examples, the core metal 11 is made of a steel plate press-formed product, but as shown in FIG. 6, the core metal 11 may be made of a machined product such as a steel material. In the example of the core metal 11 shown in the figure, the groove 11ba of the upright portion 11b is used as a cutting groove.
[0040]
As described above, the mixed magnetic powder sintered magnet disk provided along the circumferential direction on the core metal 11 which is a metal annular member is magnetized into multiple poles in the circumferential direction to become the multi-pole magnet 14, and this multi-pole magnet 14 is formed. The magnet 14 and the metal core 11 constitute the magnetic encoder 10. In this case, the mixed magnetic powder sintered magnet disk (sintered body) in which the magnetic powder is mixed with the nonmagnetic metal powder as a binder is mixed with a powder mixer while adjusting the composition ratio of the nonmagnetic metal powder and the magnetic powder. By dispersing, a dry blend of powders can be obtained. Therefore, the relative content (volume fraction) of the magnetic powder in the sintered body can be increased. Therefore, a magnetic force stably sensed by the magnetic sensor 15 (FIG. 3) can be easily obtained, and it is not necessary to make the multipolar magnet 14 thick.
[0041]
As described above with reference to FIG. 3, the magnetic encoder 10 having this configuration is used for rotation detection with the magnetic sensor 15 facing the multipolar magnet 14. When the magnetic encoder 10 is rotated, the passage of each of the multipole magnetized magnetic poles N and S of the multipole magnet 14 is detected by the magnetic sensor 15, and the rotation is detected in the form of a pulse. The pitch p (FIG. 2) of the magnetic poles N and S can be finely set, and for example, a pitch p of 1.5 mm and a pitch difference of ± 3% can be obtained, thereby enabling highly accurate rotation detection. The pitch difference is a value indicating the difference in the distance between the magnetic poles detected at a position separated from the magnetic encoder 10 by a predetermined distance as a ratio to the target pitch. When the magnetic encoder 10 is applied to the bearing seal device 5 as shown in FIG. 3, the rotation of the bearing to which the magnetic encoder 10 is attached is detected.
Since the multi-pole magnet 14 is made of a sintered body (mixed magnetic powder sintered disk) mixed with magnetic powder, as shown below, it is possible to reduce the thickness while securing the magnetic force for obtaining stable sensing, and 10 can be made compact, and has excellent wear resistance and excellent productivity.
[0042]
Further, the surface hardness of the multipole magnet 14 is higher than that of a conventional elastic member or elastomer coder containing magnetic powder or magnetic particles. Therefore, when applied to the rotation detecting device 20 for detecting wheel rotation, particles such as sand particles may be caught in the gap between the surface of the multipole magnet 14 on the rotating side and the surface of the magnetic sensor 15 on the fixed side while the vehicle is running. Even if it is inserted, the multipole magnet 14 is hardly damaged by abrasion, and has an effect of greatly reducing abrasion as compared with the conventional elastic body. In addition, since the multipolar magnet 14 is covered with the anticorrosive coating 22 made of a clear anticorrosive paint, the anticorrosion effect is excellent.
The flatness of the surface of the mixed magnetic powder sintered magnet disk serving as the multipole magnet 14 provided along the circumferential direction on the metal core 11 which is a metal annular member is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less. . If the flatness of the disk surface is higher than 200 μm, the gap (air gap) between the magnetic sensor 15 and the disk surface changes during the rotation of the magnetic encoder 10, thereby deteriorating the sensing accuracy.
For the same reason, the surface runout of the surface of the mixed magnetic powder sintered magnet disk during rotation of the magnetic encoder 10 is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less.
[0043]
Next, an example of a wheel bearing provided with the magnetic encoder 10 and an example of the seal device 5 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, the wheel bearing includes an inner member 1 and an outer member 2, a plurality of rolling elements 3 housed between the inner and outer members 1 and 2, and an inner member 1 and an outer member 2. And sealing devices 5 and 13 for sealing the end annular space. The sealing device 5 at one end has a magnetic encoder 10. The inner member 1 and the outer member 2 have the raceway surfaces 1a, 2a of the rolling elements 3, and each raceway surface 1a, 2a is formed in a groove shape. The inner member 1 and the outer member 2 are inner and outer members rotatable with respect to each other via the rolling elements 3, respectively. Alternatively, it may be an assembly member in which the bearing inner ring or the bearing outer ring is combined with another component. Further, the inner member 1 may be a shaft. The rolling element 3 is formed of a ball or a roller. In this example, a ball is used.
[0044]
This wheel bearing is a double-row rolling bearing, more specifically, a double-row angular ball bearing. The bearing inner ring has a pair of split-type bearings on which raceway surfaces 1a, 1a of each rolling element row are formed. It consists of inner rings 18 and 19. The inner rings 18 and 19 are fitted on the outer periphery of the shaft portion of the hub wheel 6, and constitute the inner member 1 together with the hub wheel 6. It should be noted that the inner member 1 is formed by integrating the hub wheel 6 and one inner ring 18 instead of the three-part assembled part including the hub wheel 6 and the pair of split inner rings 18 and 19 as described above. It may be composed of two parts including a hub ring with a raceway surface and the other inner ring 19.
[0045]
One end (for example, an outer ring) of a constant velocity universal joint 7 is connected to the hub wheel 6, and a wheel (not shown) is attached to a flange portion 6 a of the hub wheel 6 with a bolt 8. The other end (for example, the inner ring) of the constant velocity universal joint 7 is connected to the drive shaft.
The outer member 2 is formed of a bearing outer ring, and is attached to a housing (not shown) formed of a knuckle or the like in a suspension device. The rolling elements 3 are held by a holder 4 for each row.
[0046]
FIG. 8 shows the sealing device 5 with a magnetic encoder in an enlarged manner. This sealing device 5 is the same as that shown in FIG. 3, and a part thereof has been described above, but the details will be described with reference to FIG. In the sealing device 5, the magnetic encoder 10 or its core metal 11 serves as a slinger, and is attached to the rotating member of the inner member 1 and the outer member 2. In this example, since the member on the rotation side is the inner member 1, the magnetic encoder 10 is attached to the inner member 1.
[0047]
The seal device 5 has first and second annular metal seal plates (11) and 12 attached to the inner member 1 and the outer member 2, respectively. The first seal plate (11) is the core metal 11 in the magnetic encoder 10, and will be described below as the core metal 11. The magnetic encoder 10 according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 3 will not be described. By arranging the magnetic sensor 15 as shown in FIG. 2 so as to face the multipolar magnet 14 in the magnetic encoder 10, a rotation detection device 20 for detecting the wheel rotation speed is configured.
[0048]
The second seal plate 12 is a member constituting the above-mentioned seal member 9 (FIG. 3), and slides on the side lip 16a and the cylindrical portion 11a which are in sliding contact with the upright plate portion 11b of the core metal 11, which is the first seal plate. It has radial lips 16b and 16c that are in contact with each other. These lips 16a to 16c are provided as a part of the elastic member 16 which is vulcanized and bonded to the second seal plate 12. The number of these lips 16a to 16c may be arbitrary, but in the example of FIG. 8, one side lip 16a and two radial lips 16c and 16b located inside and outside in the axial direction are provided. The second seal plate 12 holds the elastic member 16 in a fitting portion with the outer member 2 which is a fixed-side member. That is, the elastic member 16 has a tip covering portion 16d covering from the inner diameter surface of the cylindrical portion 12a to the outer diameter of the tip portion, and the tip covering portion 16d is provided between the second seal plate 12 and the outer member 2. Interposed in the fitting part.
The cylindrical portion 12a of the second seal plate 12 and the other cylindrical portion 11c of the core metal 11, which is the first seal plate, are opposed to each other with a small radial gap, and a labyrinth seal 17 is formed by the gap.
[0049]
According to the wheel bearing of this configuration, the rotation of the inner member 1 that rotates together with the wheel is detected by the magnetic sensor 15 via the magnetic encoder 10 attached to the inner member 1, and the wheel rotation speed is detected. You.
Since the magnetic encoder 10 is a component of the sealing device 5, the rotation of the wheel can be detected without increasing the number of parts. The wheel bearing is generally exposed to the road surface environment, and particles such as sand particles may bite between the magnetic encoder 10 and the magnetic sensor 15 facing the same. Since the ten multipole magnets 14 are made of a sintered body and are hard, wear damage on the surface of the multipole magnets 14 is greatly reduced as compared with a conventional elastic body made of an elastic body. Further, the space at the bearing end of the wheel bearing 5 is a limited narrow space due to the presence of the constant velocity joint 7 and the bearing support member (not shown) in the periphery, but the multipole magnet 14 of the magnetic encoder 10 , The arrangement of the rotation detecting device 20 becomes easy.
As for the seal between the inner and outer members 1 and 2, the first seal plate is in sliding contact with the seal lips 16 a to 16 c provided on the second seal plate 12 and the cylindrical portion 12 a of the second seal plate 12. It is obtained with a labyrinth seal 17 constituted by the other cylindrical portion 11c of a certain core metal 11 facing with a slight radial gap.
[0050]
In the wheel bearings shown in FIGS. 7 and 8, the case where the core metal 11 of the magnetic encoder 10 has the shape shown in FIG. 1 is shown, but the magnetic encoder 10 is shown in FIGS. A thing may be used.
Further, in the case where the magnetic encoder 10 is a component of the seal device 5 for a bearing, the multipolar magnet 14 may be provided inwardly with respect to the bearing, contrary to the above embodiments. That is, the multipole magnet 14 may be provided on the surface of the cored bar 11 inside the bearing. In this case, the core 11 is preferably made of a non-magnetic material.
[0051]
Further, the magnetic encoder 10 is not limited to one in which the multipole magnets 14 are oriented in the axial direction as in each of the above embodiments, but may be provided in a radial direction, for example, as shown in FIG. In the example shown in the figure, a second cylindrical portion 11d extending outward in the axial direction from a standing plate portion 11b is provided on a core metal 11A which is a seal plate serving as a slinger of the sealing device 5, and a second cylindrical portion 11d is provided. The multipole magnet 14 is fixed to the outer periphery. That is, a crimping plate portion 11e extending to the outer diameter side is integrally provided at the tip of the second cylindrical portion 11d, and by crimping this crimping plate portion 11e, the second cylindrical portion is attached to the multipole magnet 14. It is fixed to the outer peripheral surface of 11d. The upright portion 11b extends outward from the cylindrical portion 11a. That is, the core metal 11A of this example is applied from the tip of the second cylindrical portion 11d to a generally inverted Z-shaped section in which the cylindrical portion 11a, the standing plate portion 11b, and the second cylindrical portion 11d successively follow. The fastening plate 11e has a shape integrally extending to the outer diameter side. The magnetic sensor 15 is arranged to face the multipole magnet 14 in the radial direction.
[0052]
Although the magnetic encoder 10 of each of the above embodiments has been described as being a component of the seal device 5 of the bearing, the magnetic encoder 10 of each of the embodiments is a component of the seal device 5. The present invention is not limited to this, and can be used alone for rotation detection. For example, the magnetic encoder 10 in the embodiment of FIG. 1 may be provided on a bearing separately from the sealing device 5.
As shown in FIG. 10, the magnetic encoder 10A may have a configuration in which the multipole magnet 14 is provided on the outer diameter surface of the cylindrical cored bar 11C so that the multipole magnet 14 faces in the radial direction. . In this case, the magnetic encoder 10 may be provided by fitting to the outer diameter surface of the outer member 2A in the wheel bearing. The wheel bearing shown in the figure has a configuration in which the outer member 2A of the inner member 1A and the outer member 2A is a member on the rotation side, and a wheel mounting flange 26 is provided on the outer member 2A. The sealing device 5A is provided on a bearing separately from the magnetic encoder 10A. The outer member 2A includes a pair of split inner rings 18A, 19A.
[0053]
In the above embodiments, the multi-pole magnet 14 is described as a sintered magnet. However, the present invention is applied to a case where the multi-pole magnet 14 is made of an elastomer mixed with magnetic powder, that is, a so-called rubber magnet. Also, the present invention can be applied to a case where the multipole magnet 14 is made of a plastomer mixed with a magnetic substance powder, that is, a so-called plastic magnet. In any of the above embodiments, the multi-pole magnet 14 is made of an elastomer or a plastomer mixed with a magnetic powder, instead of a sintered body, and the surface thereof is made of a clear anticorrosion paint of a clear system. The rust prevention film 22 may be formed.
Also in the case of a rubber magnet or a plastic magnet, the rust preventive coating is preferably a clear paint as described below. In the case of a rubber magnet, when a clear coating is applied, the abrasion resistance is improved because the clear coating is generally harder than rubber. Further, in the case of a rubber magnet using NBR (nitrile rubber), which is generally used for a rubber seal or the like, as a rubber material, oxidative deterioration due to ozone or oxygen may occur. The clear coating film can be expected to serve as a gas barrier against the diffusion of ozone or oxygen into the rubber. In the case of a plastic magnet, the fixing to the core metal can be performed by swaging as in the present invention. However, since plastic materials generally relieve stress, reliability cannot be ensured in the present case where long-term reliable holding is required only by fixing with a tightening force at a caulked portion. For this reason, the clear coating that can be applied to the plastic magnet not only imparts wear resistance to the plastic magnet, but also the clear coating that has entered the gap between the plastic magnet and the core metal can exert an adhesive effect. That is, there is an effect that the plastic magnet can be more securely fixed to the metal core.
[0054]
【The invention's effect】
A magnetic encoder according to the present invention is a magnetic encoder including a multi-pole magnet having magnetic poles alternately formed in a circumferential direction and a metal core supporting the multi-pole magnet. Is formed on the surface of the above multipolar magnet, so that it is excellent in rust prevention and can be free from rust generation even in long-term use and use under severe environments.
Further, when the multi-pole magnet is made of a sintered body obtained by sintering a mixed powder of a magnetic powder and a non-magnetic metal powder, the thickness can be reduced while securing a magnetic force for obtaining stable sensing. Therefore, the magnetic encoder can be made compact and the wear resistance can be improved. In addition, even in the production of multi-pole magnets to be the coder, the sintering of mixed powders by dry blending of powders requires a vulcanization step compared to conventional injection molding and compression molding of elastomers and elastic members. And the production load can be greatly simplified since there is no molding load. In the case of a multipolar magnet made of such a sintered body, when the rust-preventive coating of the above-mentioned clear anticorrosive paint is used, it penetrates into the pores of the surface layer of the sintered porous body, and the clear paint is applied. It is suitably held on the surface by the anchor effect of the film component, and can maintain good adhesion as a rust-preventive coating even after long-term use.
Since the wheel bearing of the present invention includes the magnetic encoder of the present invention, rotation detection can be performed with a compact configuration, and the magnetic encoder for detecting rotation has excellent rust prevention. When the multi-pole magnet is made of the above-mentioned sintered body, the durability becomes excellent. Further, when a component of the sealing device is a magnetic encoder, the rotation of the wheel can be detected without increasing the number of parts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a partial perspective view of a magnetic encoder according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partial perspective view showing a process of assembling the magnetic encoder.
FIG. 2 is an explanatory diagram of magnetic poles showing the magnetic encoder from the front.
FIG. 3 is a partially broken front view showing a sealing device provided with the magnetic encoder and a magnetic sensor.
FIG. 4 is a process chart for converting a green body into a sintered body.
FIG. 5 is a partial perspective view of a magnetic encoder according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partial perspective view of a magnetic encoder according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an overall sectional view of a wheel bearing provided with the magnetic encoder according to the first embodiment.
FIG. 8 is a partial sectional view of the wheel bearing.
FIG. 9 is a sectional view of a magnetic encoder part of a wheel bearing according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of a wheel bearing according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inner member 2 ... Outer member 1A ... Inner member 2A ... Outer member 3 ... Rolling element 5 ... Seal device 10 ... Magnetic encoders 11, 11A and 11B ... Core metal (first seal plate)
11a ... cylindrical part 11b ... standing plate part 11c ... other cylindrical part 12 ... second seal plate 14 ... multipolar magnet 15 ... magnetic sensor 16a ... side lip 16b, 16c ... radial lip 20 ... rotation detecting device 22 ... rust prevention coating
