JP2005241289A - 磁気エンコーダ及び当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気エンコーダが取り付け部材から脱落することを確実に防止すると共に、優れた磁気特性により回転体の回転速度を高精度に検出することができる、信頼性の高い磁気エンコーダ及び当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受を提供する。
【解決手段】 外輪１１と、内輪１２と、外輪１１及び内輪１２により画成された環状隙間に転動自在に配置され且つ保持器１４により円周方向に等間隔に保持された複数の玉１３と、前記環状隙間の開口端部に配設された密封装置とを備える転がり軸受１０に取り付けられた円環状の磁気エンコーダ３０は、前記密封装置のスリンガ１８を取り付け部材として、回転体である内輪１２に固定されている。磁気エンコーダ３０は、磁性体粉と、該磁性体粉のバインダとして熱可塑性樹脂に少なくともゴム粒子を分散させたプラスチック・ゴム複合体と、を含有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転体の回転速度の検出に用いられる磁気エンコーダ及び当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受に関する。

従来、車輪の回転速度を検出するために用いられる磁気エンコーダには、磁性体粉を混入した磁性ゴムから成形される多極磁石（ゴム磁石）が用いられており、取り付け部材を介してゴム磁石を車輪の軸に固定し、車輪と共にゴム磁石を回転せしめ、車輪の回転に同期して変化する磁場をセンサにより検出することによって車輪の回転速度を検出している。一般に取り付け部材は金属板から形成されており、ゴム磁石は加硫接着されて取り付け部材に接合されている。磁気エンコーダは過酷な温度環境下（−４０℃〜１２０℃）において使用されるため、取り付け部材との間に熱伸張差を生じるが、ゴム磁石が、その弾性により熱伸張差を吸収して取り付け部材に対する固着性を維持するので、取り付け部材から剥離して脱落することが防止される。

近年、磁気エンコーダは、軸受の密封装置の一部として組み込まれることが多く、一層の小型化が切望されている。かかる構成の場合には、組立を容易にするために磁気エンコーダとセンサとの間隔（即ち、エアギャップ）を大きく取れることが好ましい。そして、高精度な回転速度の検出機能を確保するためには、エアギャップを拡大するのに伴い一層強力なエンコーダ能力が要求され、磁気エンコーダの磁石においては磁束密度等の磁気特性を向上させる必要がある。しかし、磁気特性を向上させるために磁性体粉の混入量を多くした場合、ゴム磁石の弾性が低下して熱伸張差の吸収作用が損なわれ、ゴム磁石が取り付け部材から剥離して脱落する虞があった。さらに、ゴム磁石においては混入できる磁性体粉がストロンチウムフェライトやバリウムフェライト等のフェライトに限定されることも、その磁気特性の向上の障害となっていた。

そこで、ゴム磁石と同様に弾性を有するプラスチック磁石が注目されている。プラスチック磁石はプラスチック材料と磁性体粉とを混合し成形したものであり、例えば、ネオジウム系またはサマリウム系等の磁気特性に優れる希土類磁性体粉を使用することができる。また、プラスチック磁石は磁場をかけた状態での射出成形（即ち、磁場成形）が可能であり、優れた磁気特性の発現に不可欠な異方性を容易に得ることができる。従って、プラスチック磁石を用いることにより、小型・高性能な磁気エンコーダを製造することが可能となる。

しかし、プラスチック磁石はゴム磁石に比較して弾性に劣るため、急激な温度変化時の熱伸張差に対してゴム磁石と同等の吸収作用を得ることができず、プラスチック磁石が取り付け部材から剥離して脱落する虞があった。

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、磁気エンコーダが取り付け部材から脱落することを確実に防止すると共に、優れた磁気特性により回転体の回転速度を高精度に検出することができる、信頼性の高い磁気エンコーダ及び当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明に係る磁気エンコーダは、下記の項目を特徴としている。

磁気エンコーダであって、
円環状に成形され、且つ円周方向に多極に着磁された磁石を備え、
前記磁石が、磁性体粉と、該磁性体粉のバインダとしてプラスチック・ゴム複合体と、を含有しており、
前記プラスチック・ゴム複合体が、熱可塑性樹脂に少なくともゴム粒子を分散させたものであること。

前記構成の磁気エンコーダによれば、磁石に含有される磁性体粉のバインダとしてプラスチック・ゴム複合体を用い、該プラスチック・ゴム複合体が、熱可塑性樹脂に少なくともゴム粒子を分散させたものであるので、ゴム磁石を用いた磁気エンコーダと同等の耐久性、弾性、柔軟性を備え、且つプラスチックの良好な成形性をも備えた磁気エンコーダを製作することができる。これにより、振動や、急激な温度変化時に生じる磁気エンコーダと取り付け部材との熱伸張差、等を磁気エンコーダの弾性により吸収することができ、よって磁気エンコーダが取り付け部材から脱落することを防止することができる。

尚、プラスチック・ゴム複合体は、例えば、熱可塑性樹脂中においてゴムを動的に架橋結合させる（即ち、溶融状態の熱可塑性樹脂中にゴムを混練し、ゴムの微分散と架橋とを同時に行う）ことにより得ることができる。上記の動的架橋法により得られるプラスチック・ゴム複合体は、常温で加硫ゴムと同等の弾性を発現させることが可能であり、また、熱可塑性樹脂とゴムとの体積分率を変化させることにより、その弾性係数を容易に制御することができる。さらに、分散されたゴム粒子により、ベースとなる熱可塑性樹脂と比較して、耐熱性を向上させることができる。また、動的架橋法により得られるプラスチック・ゴム複合体は、高温で可塑化されて流動性を有するので、磁性体粉を混入した場合にも成形性に優れる。

ここで、熱可塑性樹脂に分散されるゴム粒子の粒径としては、好ましくは０．１μｍ〜５．０μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜１．０μｍである。ゴム粒子の粒径が０．１μｍ〜５．０μｍであると、プラスチック・ゴム複合体の耐久性を向上させることができ、特に０．１μｍ〜１．０μｍである場合には、プラスチック・ゴム複合体の耐衝撃性を著しく向上させることができる。また、プラスチック・ゴム複合体中の熱可塑性樹脂とゴム粒子との体積分率（熱可塑性樹脂：ゴム粒子）は、（１２．５：８７．５）〜（８５．０：１５．０）であり、好ましくは（４５．０：５５．０）〜（７５．０：２５．０）である。ゴム粒子の体積分率が１５．０未満となると、プラスチック・ゴム複合体の弾性および柔軟性が低下し、取り付け部材との熱伸張差を吸収することが困難となり、また、耐熱性の改善効果が薄れるため好ましくない。ゴム粒子の体積分率が８７．５を越えると、プラスチック・ゴム複合体の流動性が低下し、磁気エンコーダの成形不良の原因となるため好ましくない。

また、動的架橋法におけるプラスチック・ゴム複合体の架橋系としては、樹脂架橋または過酸化物架橋が好ましい。

前記樹脂架橋に用いられる樹脂架橋剤としては、フェノール、アルキルフェノール、クレゾール、キシレノールレゾルシン等のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類との反応により合成される各種フェノール樹脂が好適に用いられる。通常、樹脂架橋剤は、ゴム１００重量部に対して１重量部以上５０重量部以下、好ましくは６重量部以上１５重量部以下の範囲で配合される。

前記過酸化物架橋に用いられる過酸化物としては、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジクミルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシクメン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、等が好適に用いられる。通常、過酸化物は、ゴム１００重量部に対して０．１重量部以上３０重量部以下、好ましくは０．５重量部以上１０重量部以下の範囲で配合される。

尚、前記樹脂架橋または過酸化物架橋のいずれの架橋を行う場合であっても、架橋反応を適切に行うために架橋助剤を用いてもよい。さらに、プラスチック・ゴム複合体には、老化防止剤、補強剤、可塑剤等を適宜添加してもよい。

また、プラスチック・ゴム複合体に分散されるゴム粒子としては、上記の動的架橋法において有機酸化物による架橋が容易であり且つ耐候性に優れる、ジエン系ゴム（例えば、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム、等）、エチレンプロピレンゴム、ブチル系ゴム（例えば、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、イソプレン及びｐ−メチルスチレンの共重合体の臭素化物、等）が好適に用いられる。

また、プラスチック・ゴム複合体に含まれる熱可塑性樹脂としては、各種ナイロン樹脂（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、等）を用いることができるが、融雪剤として使用される塩化カルシウムと水とが磁気エンコーダに一緒にかかる可能性があり、塩化カルシウムの加水発熱により磁気エンコーダが劣化する虞があるので、吸水性に乏しいポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１が好適に用いられる。

尚、プラスチック・ゴム複合体を生成する過程において、前記ナイロン樹脂とゴム粒子との間の相溶化剤を用いてもよい。相溶化剤としては、マレイン酸変性ポリマーを好適に用いることができる。マレイン酸変性ポリマーの分子中に含まれる無水マレイン酸の部分が、ナイロン樹脂の末端のアミノ基と反応してグラフト化した相溶化剤を形成するため、非常に効率良くナイロン樹脂とゴムとを相溶化することができる。前記マレイン酸変性ポリマーとしては、エチレンエチルアクリレートのマレイン酸変性物、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム、マレイン酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー、等を例示することができる。

前記相溶化剤の添加量は、その種類によっても異なるが、ゴム系相溶化剤についてはゴム１００重量部に対して１重量部以上１００重量部以下、好ましくは５重量部以上３０重量部以下の範囲である。また、樹脂系相溶化剤については樹脂１００重量部に対して１重量部以上８０重量部以下、好ましくは２重量部以上４０重量部以下の範囲である。上記の範囲より添加量が少ないと十分な相溶化の効果が得られず、一方、上記の範囲より添加量が多いと耐候性等の低下を招く虞があり、また、必要以上の相溶化剤の使用によりコストを上昇させる要因となるので好ましくない。

また、本発明に係る磁気エンコーダは、前記磁性体粉を６０〜８０体積％含有していることを特徴としている。

前記構成の磁気エンコーダによれば、磁気特性に優れるので回転体の回転速度を高精度に検出することができ、またはエアギャップを大きく取ることができる。磁性体粉の含有量を６０〜８０体積％としたのは、６０体積％未満の場合には、磁気特性が劣ると共に狭ピッチで多極に着磁させることが困難になるためであり、一方、磁性粉の含有量が８０体積％を越える場合には、バインダ量が不足してエンコーダ全体の機械的強度が低下すると共に成形が困難になるためである。

尚、磁性体粉としては、ストロンチウムフェライトやバリウムフェライト等のフェライト、又はネオジウム―鉄―ボロン、サマリウム―コバルト、サマリウム―鉄等の希土類磁性体粉を好適に用いることができ、さらにフェライトの磁気特性を向上させるためにランタン等の希土類元素を混入させたものであってもよい。

本発明によれば、磁気エンコーダが取り付け部材から脱落することを確実に防止すると共に、磁気エンコーダの磁気特性を向上させて回転体の回転速度を高精度に検出することができ、これにより、磁気エンコーダ及び当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受の信頼性を高めることができるという効果が得られる。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る第１実施形態である磁気エンコーダを組み付けられた転がり軸受の断面図、図２は図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図３は図１に示す磁気エンコーダの着磁パターンを示す模式図、図４は図１に示す磁気エンコーダを接合されたスリンガの変形例を示す正面図、図５は図４に示すスリンガのV−V矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図６は図４に示すスリンガのVI−VI矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図７は図１に示す磁気エンコーダを接合されたスリンガの他の変形例を示す正面図、図８は図７に示すスリンガのVIII−VIII矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図９は図７に示すスリンガのIX−IX矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図１０は図１に示す磁気エンコーダを接合されたスリンガの他の変形例を示す正面図、図１１（Ａ）は図１０に示すスリンガのXI−XI矢視断面図と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）に示すスリンガの変形例を示す転がり軸受の要部拡大断面図、図１２は本発明に係る第２実施形態である磁気エンコーダを組み付けられたハブユニットの断面図である。

（第１実施形態）
図１から図３に示すように、本発明の第１実施形態である磁気エンコーダを組み付けられた転がり軸受１０は、外輪１１と、回転体である内輪１２と、外輪１１及び内輪１２により画成された環状隙間に転動自在に配置され且つ保持器１４により円周方向に等間隔に保持された複数の転動体である玉１３と、前記環状隙間の開口端部に配設された密封装置と、磁気エンコーダ３０とを備えている。前記密封装置は、外輪１１の内周面に固定されたシール部材１５と、シール部材１５よりも開口端部側に配置され且つ内輪１２の外周面に固定されたスリンガ１８とを有しており、シール部材１５とスリンガ１８とによって前記環状隙間の開口端部を塞ぎ、埃等の異物が軸受内部に進入することを防止すると共に軸受内部に充填された潤滑剤が漏洩することを防止している。そして、磁気エンコーダ３０は、スリンガ１８を取り付け部材として回転体である内輪１２に固定されている。

スリンガ１８は磁性金属材料を断面Ｌ字形の円環状に形成したものであり、内輪１２の外周面に外嵌する略円筒状の嵌合部１９と、嵌合部１９の前記開口端部側の一端から半径方向に伸びる略円盤状のフランジ部２０とを有している。軸受外方に面するフランジ部２０の端面（以後、接合面と称する。）には、内輪１２の回転に同期して近傍の磁場（例えば、磁束密度）を変化させる磁気エンコーダ３０が接合されている。尚、前記磁性金属材料としては、使用環境を考慮して、耐食性を有するフェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０等）、マルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４１０等）が好ましく、磁気エンコーダ３０の取り付け部材であるスリンガ１８を磁性材料から形成することにより、磁気エンコーダ３０の磁気特性が低下することを防止することができる。これにより、内輪１２の回転数の検出精度を向上させることができる。

シール部材１５は、断面略Ｌ字形の円環状に形成された芯金１６により、同じく断面略Ｌ字形の円環状に形成されたシールリップ１７を補強して構成されており、外輪１１に内嵌して固定されている。シールリップ１７の先端部は複数の摺接部に分岐しており、該複数の摺接部は、スリンガ１８のフランジ部２０の軸受内方に面する端面、または嵌合部１９の外周面に、全周に亙ってそれぞれ摺接している。これにより高い密封力を得ている。

磁気エンコーダ３０は、断面略矩形の円環状に成形された磁石であり、磁性体粉を６０〜８０体積％含有し且つ該磁性体粉のバインダとしてプラスチック・ゴム複合体を含有した磁石材料を、軸方向に磁場をかけた（即ち、アキシャル異方性とした）状態で射出成形されている。そして、磁気エンコーダ３０は、円周方向に等間隔にＮ極とＳ極とが交互に（即ち、多極に）着磁されている。

磁気エンコーダ３０は、フランジ部２０と同心にスリンガ１８に接合され、内輪１２が一回転する間に、磁気エンコーダ３０近傍の一点における磁束密度は、磁気エンコーダ３０の極数に対応したピーク数を有して周期的に変化する。そして、磁気エンコーダ３０の軸受外方に面する端面に対向して配置された不図示のセンサにより磁束密度の変化を検出して内輪１２の回転数を検出する。

尚、磁気エンコーダ３０とスリンガ１８とは接着剤により接合してもよいし、磁気エンコーダ３０を射出成形する際に、スリンガ１８をコアとしてインサート成形することにより機械的に接合してもよい。

磁気エンコーダ３０とスリンガ１８とを機械的に接合する場合に、図４から図６を参照して、スリンガ１８のフランジ部２０の外周縁部には、凹状の切欠きである係止部２１が円周方向に等間隔に複数形成され、またフランジ部２０の半径方向中央部の円周上には、貫通孔２２が円周方向に等間隔に複数形成されている。そして、磁気エンコーダ３０を射出成形するための金型中にスリンガ１８を保持し、スリンガ１８をコアとして磁気エンコーダ３０をインサート成形すると、各係止部２１に溶融した磁石材料が充填されて係止片がそれぞれ形成されると共に、フランジ部２０の前記接合面とは反対側の端面に隣接し、前記複数の係止片を連結するように設けられた金型中の円環状の空間に溶融した磁石材料が充填されて連結部３２が形成される。係止部２１と係止片とが係合し、且つ磁気エンコーダ３０の磁石部３１と連結部３２とによりフランジ部２０を狭持することにより、磁気エンコーダ３０とスリンガ１８とが機械的に接合される。さらに、フランジ部２０の貫通孔２２にも溶融した磁石材料が充填され、磁気エンコーダ３０とスリンガ１８とが機械的に接合される。

また、フランジ部２０の貫通孔２２の代替として、図７から図９に示すように、フランジ部２０の半径方向中央部の円周上に凹状の円環溝２３を形成してもよい。

また、図１０および図１１（Ａ）を参照して、磁気エンコーダ３０が取り付けられるスリンガ１８は、磁性金属材料を断面Ｌ字形の円環状に成形した第１スリンガ部材１８ａと、磁性金属材料を円筒状に成形した第２スリンガ部材１８ｂから構成されており、第１スリンガ部材１８ａは、第２スリンガ部材１８ｂの外周面に外嵌する円筒部と、該円筒部の前記開口端部側の一端から半径方向に伸びる略円盤状のフランジ部２０とを有している。フランジ部２０の前記接合面の周縁部には、円環状の枠体２４が軸受外方に向けて突出して設けられており、枠体２４には、半径方向に穿設される貫通孔２７が円周方向に等間隔に複数設けられている。また、枠体２４と半径方向に対向する第２スリンガ部材１８ｂの軸方向端部２５には、半径方向に穿設される貫通孔２８が円周方向に等間隔に複数設けられている。そして、第１スリンガ部材１８ａのフランジ部２０と、枠体２４と、第２スリンガ部材１８ｂの軸方向端部２５とにより、環状凹部２６が画成されている。

磁気エンコーダ３０を射出成形するための金型中にスリンガ１８を保持し、スリンガ１８をコアとして磁気エンコーダ３０をインサート成形すると、環状凹部２６に磁石材料が充填されて磁気エンコーダ３０の磁石部３１が形成されると共に、枠体２４の貫通孔２７および第２スリンガ部材１８ｂの軸方向端部２５の貫通孔２８に溶融した磁石材料が充填され、磁気エンコーダ３０とスリンガ１８とが機械的に接合される。このとき、磁気エンコーダ３０は環状凹部２６の軸方向端面と、外径側の内周面（即ち、枠体２４の内周面）と、内径側の外周面（即ち、軸方向端部２５の外周面）とに接触しているため、磁気エンコーダ３０とスリンガ１８との接合面積が拡大されており、貫通孔２７，２８に充填された磁石材料の引っ掛かり効果と合わせて、磁気エンコーダ３０がスリンガ１８から脱落することが確実に防止される。

尚、図１１（Ｂ）に示すように、第１スリンガ部材１８ａと第２スリンガ部材１８ｂとを一体に構成してもよい。

また、通常の接着剤の代替として、もしくは前述した機械的接合の補助手段として、磁気エンコーダ３０とスリンガ１８との接合部に高周波融着処理を施してもよい。即ち、スリンガ１８のフランジ部２０の前記接合面にエポキシ基を有するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤を塗布した後、高周波過熱を行うことで、シランカップリング剤に含有されるメトキシ基の加水分解によって生成されるシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）がスリンガ表面のヒドロキシル基（ＯＨ）と脱水縮合反応を起こして新たな結合を形成すると共に、他端のエポキシ基がバインダであるプラスチック・ゴム複合体に含まれるアミド結合と反応を起こして新たな結合を形成する。これにより、エンコーダ３０とスリンガ１８とが化学的に接合され、磁気エンコーダ３０がスリンガ１８から脱落することをより確実に防止することができる。

（第２実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第２実施形態であるエンコーダを組み込んだハブユニットを説明する。尚、前述の転がり軸受１０と共通する構成部分の説明は同一符号を付すことで簡略化あるいは省略する。

ハブユニット１００は、ハブ１０７の取り付けフランジ１１２に固定された不図示の車輪を回転自在に支持するものである。外輪１０５の内周面には、互いに平行な２列の外輪軌道１１０ａ，１１０ｂが形成されており、また回転体であるハブ１０７及び内輪部材１０６の外周面には、外輪軌道１１０ａ，１１０ｂにそれぞれ対向する内輪軌道１１４ａ，１１４ｂが形成されている。外輪軌道１１０ａと内輪軌道１１４ａとの隙間、および外輪軌道１１０ｂと内輪軌道１１４ｂとの隙間には、保持器１１８，１１８によって円周方向に等間隔に保持された複数の玉１１７，１１７がそれぞれ転動自在に配置されている。外輪１０５の内周面と内輪部材１０６との隙間において、転動体１１７に関して車輪側とは反対側（即ち、車両側）の開口端部には密封装置が組み付けられている。密封装置のスリンガ１８には磁気エンコーダ３０が接着されている。そして、磁気エンコーダ３０の軸受外方に面する端面に対向してセンサ１０９が配置されており、センサ１０９により磁束密度の変化を検出することにより車輪の回転数を検出している。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、前述した第２実施形態において、磁気エンコーダ３０は、互いに平行な２列の内輪軌道１１４ａと１１４ｂとの間に配置され、取り付け部材を介して回転体に固定されてもよい。この場合、センサ１０９は、磁気エンコーダ３０の外周面と対向するように配置され、外輪１０５に保持される。

次に、本発明に係る磁気エンコーダの製造方法について説明する。

先ず、ゴムマスターバッチおよび樹脂マスターバッチを作成する。ゴムマスターバッチについては、２軸押し出し機、ニーダー、またはバンバリーミキサー等を用いて、ジエン系ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチル系ゴムから選択される少なくとも１種以上のゴム中に、相溶化剤、可塑剤、老化防止剤、フィラー等を適宜混練する。混練は２０℃〜２５０℃の温度で１分間〜２０分間行う。得られたゴム組成物を周知の方法によりペレット化して、ゴムマスターバッチを得る。樹脂マスターバッチについては、２軸押し出し機、ニーダー、またはバンバリーミキサー等を用いて、ナイロン樹脂中に、相溶化剤、可塑剤、等を適宜混練する。混練は１６０℃〜２８０℃の温度で１分間〜２０分間行う。得られた樹脂組成物を周知の方法によりペレット化して、樹脂マスターバッチを得る。

そして、ペレット状のゴムマスターバッチおよび樹脂マスターバッチと、磁性体粉と、さらに架橋剤、亜鉛華、老化防止剤、フィラー、等の添加剤とを２軸押し出し機に投入し、１６０℃〜２８０℃の温度で１分間〜２０分間混練してゴム成分を動的に架橋結合させ、磁性体粉を含有したプラスチック・ゴム複合体を生成した後、押し出す。尚、相溶化剤は、上記の動的架橋時にゴムマスターバッチまたは樹脂マスターバッチにドライブレンドして加えてもよい。

次いで、押し出された磁石材料をペレット化して、磁場発生装置を備えた射出成形機に投入する。そして、円環状に射出成形すると同時に、軸方向に磁場をかけた状態にて磁場成形することにより、軸方向に磁性体粉が配向された円環状の成形体を得る。その後、ヨークコイルを用いて前記成形体を多極に着磁することにより磁気エンコーダを得る。尚、ヨークコイルによる着磁は前記成形体を取り付け部材に接合する前後のいずれの工程で実施されてもよい。

次に、本発明に基づいて製作した磁気エンコーダを説明する。

第１から第３の実施例における磁気エンコーダは、前述した製造方法に基づき、表１に示す配合表に従ってプラスチック・ゴム複合体を生成し、表２に示す組成表に従って前記プラスチック・ゴム複合体と各種磁性体粉とを配合して製作した。

第１から第３の実施例における磁気エンコーダによれば、加硫ゴムと同等の耐久性、弾性、柔軟性を備え、且つプラスチックの良好な成形性をも備えているので、繰り返しの振動や冷熱といった過酷な使用条件においても、磁気エンコーダが取り付け部材から剥離して脱落することが防止される。また、磁気エンコーダに含有される磁性体粉が高度に配向されているので、着磁後に得られる磁気エンコーダの磁気特性は極めて良好なものとなる。尚、磁性体粉の含有量によっては、従来では２０ｍＴ程度であった磁束密度を２６ｍＴ以上に向上させることが可能である。よって、磁気エンコーダとセンサとのエアギャップを従来と同様に１ｍｍとした場合に、従来では９６極に多極磁化されていた磁気エンコーダを、一極当たりの磁束を維持して１２０極以上に多極磁化することが可能である。この時、単一ピッチ誤差は±２％以下とできる。即ち、本発明に係る磁気エンコーダによれば、従来と同等のエアギャップとした場合に、磁気エンコーダの極数を増加させて車輪の回転速度の検出精度を向上させることができる。また、磁気エンコーダを従来と同数の極数とした場合に、エアギャップを大きくとることができ、センサを配置する際の自由度を向上させることができる。

本発明に係る第１実施形態である磁気エンコーダを組み付けられた転がり軸受の断面図である。 図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図１に示す磁気エンコーダの着磁パターンを示す模式図である。 図１に示す磁気エンコーダを接合されたスリンガの変形例を示す正面図である。 図４に示すスリンガのV−V矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図４に示すスリンガのVI−VI矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図１に示す磁気エンコーダを接合されたスリンガの他の変形例を示す正面図である。 図７に示すスリンガのVIII−VIII矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図７に示すスリンガのIX−IX矢視断面と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部断面図である。 図１に示す磁気エンコーダを接合されたスリンガの他の変形例を示す正面図である。 （Ａ）は図１０に示すスリンガのXI−XI矢視断面図と同一平面における図１に示す転がり軸受の要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すスリンガの変形例を示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 本発明に係る第２実施形態である磁気エンコーダを組み付けられたハブユニットの断面図である。

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１２ 内輪（回転体）
１３ 玉
１４ 保持器
１５ シール部材
１８ スリンガ（取り付け部材）
２０ フランジ部
３０ 磁気エンコーダ

Claims (5)

1. 磁気エンコーダであって、
   円環状に成形され、且つ円周方向に多極に着磁された磁石を備え、
   前記磁石が、磁性体粉と、該磁性体粉のバインダとしてプラスチック・ゴム複合体と、を含有しており、
   前記プラスチック・ゴム複合体が、熱可塑性樹脂に少なくともゴム粒子を分散させたものであることを特徴とする磁気エンコーダ。
2. 前記ゴム粒子が、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、イソプレン及びｐ−メチルスチレンの共重合体の臭素化物の群から選ばれるゴム粒子であることを特徴とする請求項１記載の磁気エンコーダ。
3. 前記磁性体粉の含有量が６０〜８０体積％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気エンコーダ。
4. 前記磁性体粉が、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト、ネオジウム−鉄−ボロン、サマリウム−コバルト、サマリウム−鉄の群から選ばれる磁性体粉であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の磁気エンコーダ。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気エンコーダを備えた転がり軸受。

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