JP2006189366A - 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定したセンシングの得られる磁力を確保でき、耐食性に優れ、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がなく、かつ生産性に優れ、低コスト化が図れる磁気エンコーダを提供する。
【解決手段】 円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石１４を備えた磁気エンコーダ１０とする。上記多極磁石１４を、希土類の磁性粉とバインダとなる非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体とする。前記非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとする。
【選択図】 図１

Description

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の磁気エンコーダに関する。

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、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つ。

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、交互に磁極を配置した構造が示されている。すなわち、スリンガーに、磁性粉の混入されたゴム磁石からなる多極磁石を設けて磁気エンコーダとした構造が示されている。

上記ゴム磁石からなる磁気エンコーダは、磁性粉の配合比率を上げることが難しく、これを改善するものとして、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が提案されている（例えば特許文献２）。この提案例ものは、磁性粉の配合比率を上げ、コンパクトな構成で安定したセンシングの行える磁力が得られる。また、ゴム磁石に比べて表面の硬度が硬く、磁気エンコーダとこれに対向する磁気センサとの間に砂粒等の異物を噛み込んだような場合に、摩耗等の損傷を生じ難い。バインダ成分となる非磁性金属粉を混合させているため、磁性粉のみを圧粉して焼結したものと異なり、割れ等の損傷も生じ難い。

特許第２８１６７８３号公報 特開２００４−８５５３６号公報

上記磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体性の磁気エンコーダは、上記のような種々の優れた機能が得られるが、磁性粉の配合比率を上げた場合、磁性粉の発錆による腐食が生じ易くなる。特に、磁気的特性の優れる希土類磁性粉を用いた場合に発錆による腐食の問題が大きい。自動車の車輪用軸受等に使用される場合、磁気エンコーダは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。このため、本出願人は、多極磁石の表面に、クリヤー系の高防食性塗料の防食皮膜を形成したもの（特願２００３−０１２７１０号）や、カチオン処理を施したもの（特願２００３−２７９５６３号公報）を提案した。しかし、さらに優れた耐食性が望まれる場合がある。

この発明の目的は、安定したセンシングの得られる磁力を確保できて、かつ耐食性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生による磁気特定の低下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、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につき、安定したセンシングの得られる磁力を確保できて、かつ耐食性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生による磁気特定の問題のないものとできる車輪用軸受を提供することである。

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を有する磁気エンコーダにおいて、上記多極磁石が希土類の磁性粉と、バインダとなる非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体であり、前記非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいことを特徴とする。ここで言う「電位が小さい」とは、換言すれば「電位が低い」ことを意味する。

この構成によると、上記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ため、焼結体の強度を確保しながら、磁性粉の配合比率を高めて、安定したセンシングの得られる磁力を確保でき、コンパクト化が図れる。また、磁性粉が希土類磁性粉であるため、フェライト粉等に比べて強い磁力が得られる。
しかし、希土類磁性粉は、錆が発生し易いという欠点があり、特に、磁性粉の配合比率を高めた場合は錆が発生し易くなる。希土類磁性粉の発錆による腐食が原因で磁気エンコーダの磁気特性が劣化することがある。
これに対して、この発明では、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとしたため、犠牲防食効果により、希土類磁性粉の腐食が防止される。犠牲防食効果とは、２種類の金属があるとき、標準電極電位の小さい方が選択的にイオン化し、そのことで標準電極電位の大きい方が守られて腐食しないという効果である。この発明では、バインダとなる非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいため、標準電極電位の大きい希土類磁性粉の腐食が防止される。バインダとなる非磁性金属粉は、発錆しても磁気エンコーダの磁気特性への影響は少なく、また発錆し難い材質を選定することも可能である。
このようにこの発明の磁気エンコーダは、希土類磁性粉の腐食が生じ難く、そのため、長期の使用や、塩泥水を浴びるような厳しい環境下の使用においても錆の発生による磁気的特性の低下の問題のない磁気エンコーダとなる。

前記希土類磁性粉は、サマリウム鉄系磁性粉であっても良い。サマリウム系磁性粉を用いると、強い磁力を得ることができる。
また、希土類磁性粉として、ネオジウム系ナノコンポジット磁性粉を用いても良い。ナノコンポジット磁性粉は、個々の磁性粉において、ナノコンポジット組織、つまりナノメータ単位の超微細結晶混相組織を有する磁石粉のことである。ナノコンポジット磁性粉は、高い残留磁化が可能なものが開発されており、材料コストも易くできるものがある。そのため、多極磁石にナノコンポジット磁性粉を用いることで、磁極の磁界強度を確保しながら、コンパクト化が図れる。
これらサマリウム鉄系磁性粉およびネオジウム系ナノコンポジット磁性粉を用いた場合に、優れた耐食性が得られることが、試験により確認された。

この発明の車輪用軸受は、内周に複列の転走面を有する外方部材と、この転走面に対向する複列の転走面を外周に有する内方部材と、対向する転走面間に介在し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において、
前記外方部材および内方部材のうちの回転側の部材におけるインボード側端に磁気エンコーダを嵌合させ、この磁気エンコーダを、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としたものである。
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、磁気エンコーダが塩泥水を被ることがある。しかし、磁気エンコーダを構成する多極磁石の焼結体に用いられる磁性粉および非磁性金属粉について、前記非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとしたため、焼結体の耐食性に優れ、塩泥水により磁気エンコーダに錆が発生することの防止効果が高い。
また、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、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高度は、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。

この発明の車輪用軸受は、前記磁気エンコーダの芯金に摺接する複数のリップを有するシール部材を、前記外方部材および内方部材のうちの固定側の部材に嵌合させたものであっても良い。
この構成の場合、上記シール部材と磁気エンコーダとでシール装置が構成され、上記磁気エンコーダがシール装置の構成要素となる。そのため、部品点数を増やすことなく、より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が、この噛み込みに対して、上記と同様に多極磁石の表面高度が硬いことにより、摩耗損傷の低減効果が得られる。

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を有する磁気エンコーダにおいて、上記多極磁石が希土類の磁性粉と、バインダとなる非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体であり、前記非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとしたため、安定したセンシングの得られる磁力を確保でき、耐食性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生による磁気的特性の低下の問題のないものとなる。
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につき、安定したセンシングの得られる磁力を確保できて、かつ耐食性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生による磁気的特性の低下の問題のないものとできる。

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。多極磁石１４は、磁性粉と、バインダとなる非磁性金属粉との混合粉の圧粉体を焼結させた焼結体である。

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１８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１８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１８の具体構成については後に説明する。

多極磁石１４に混入する磁性粉には、希土類の磁性粉が用いられる。この希土類磁性粉と非磁性金属粉とには、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さい関係となるものを用いる。

希土類の磁性粉としては、例えばサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉、またはネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉が用いられる。これらサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉とネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性との粉混合粉であっても良い。希土類の磁性粉としては、ネオジウム系ナノコンポジット磁性粉が用いても良い。

前記非磁性金属粉には、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。

ナノコンポジット磁性粉の詳細例を説明する。ナノコンポジット磁性粉は、上記のように個々の磁性粉において、ナノコンポジット組織を有する磁性粉のことである。ナノコンポジット組織は、ナノコンポジット組織、つまりナノメータ単位の超時微細結晶混相組織を有する磁石のことである。例えば、ナノコンポジット磁性粉は、図８に模式図を示すように、高磁化相ａとハード磁性相ｂの隣接した超時微細結晶混相組織となり、その結晶は数ｎｍないし数十ｎｍの大きさのものとなる。
ネオジウム・鉄・ホウ素系の場合、例えば上記高磁化相ａはＦｅ3 Ｂからなり、ハード磁性相ｂはＮｄ₂ Ｆｅ₁₄Ｂからなる。このようなナノコンポジット組織にすることにより、結晶粒間に交換結合力が発生し、等方性にもかかわらずに、従来にない高い残留磁化が得られる。したがって焼結フェライト磁石に比べて高い磁力を得ることが可能である。

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。

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、外径縁の他円筒部１１ｃとでなる断面概ね逆Ｚ字状の円環状とする。なお、芯金１１は断面Ｌ字状のものとしても良く、その場合は図１（Ｂ）の芯金１１において、他円筒部１１ｃが省略された形状のものとされる。芯金１１を断面Ｌ字状とした場合は、例えば爪部等を立板部１１ｂ等に設けて加締固定する。

図１（Ｂ）の芯金１１において、円筒部１１ａ、立板部１１ｂ、および他円筒部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、外周縁の他円筒部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が固定されて、焼結体芯金一体品２１とされる。上記他円筒部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わたって延び、したがって円環状となっている。なお、多極磁石１４の他円筒部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１４ｂとなっていて、これにより塑性変形部１１ｃａが多極磁石１４の被検出面となる表面に突出しないように成されている。

加締固定は、上記のように全周に連続して行う他に、図４，図５に断面図および正面図で示すように行っても良い。この例では、芯金１１を図１の例と同じく、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、その外径縁の円筒状の他円筒部１１ｃとでなる断面概ね逆Ｚ字状の円環状としている。また、他円筒部１１ｃにおける周方向の複数箇所に、ステーキング等によって、内径側へ突出状態に塑性変形させた塑性変形部１１ｃａを設け、その塑性変形部１１ｃａにより多極磁石１４を芯金１１の立板部１１ｂに固定している。この例においても、多極磁石１４の塑性変形部１１ｃａ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１４ｂとなっていて、これにより塑性変形部１１ｃａが多極磁石１４の被検出面となる表面に突出しないように成されている。凹み部１４ｂは、外径側に至るに従って表面から背面側へ近づく傾斜面１４ｂとされている。

図１および図４に示す各例において、芯金１１は、図６のように、立板部ｂが、内周側部分１１ｂａと外周側部分１１ｂｂとで互いに軸方向にずれた２段形状を成すものとしても良い。図６において、図示は省略するが、多極磁石１４は、図１の例と同様に立板部１１ｂにおける他円筒部１１ｃの突出側の面に配置される。

さらに、図７に示すように、図１の例と同様に断面概ね逆Ｚ字状とされた芯金１１において、その他円筒部１１ｃの端縁における円周方向複数箇所に舌片状の爪部１１ｃｂを設け、この舌片状爪部１１ｃｂを矢印のように内径側へ塑性変形させることにより、つまり折り曲げるように加締ることにより、多極磁石１４を芯金１１に固定しても良い。多極磁石１４は、図１などの例と同様に立板部１１ｂにおける他円筒部１１ｃの突出側の面に配置される。この例においても、図６の例と同様に、立板部１１ｂを２段形状としている。立板部１１ｂを２段形状とした場合、多極磁石１４の立板部１１ｂ側の側面形状は、図１２（Ｂ）に示すように、立板部１１ｂの２段形状に沿った側面形状としても良い。

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１８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。

この磁気エンコーダ１０は、多極磁石１４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ため、焼結体の強度を確保しながら、磁性粉の配合比率を高めて、安定したセンシングの得られる磁力を確保でき、コンパクト化が図れる。また、磁性粉が希土類磁性粉であるため、フェライト粉等に比べて強い磁力が得られる。
希土類磁性粉は、錆が発生し易いという欠点があり、特に、磁性粉の配合比率を高めた場合は錆が発生し易くなる。希土類磁性粉の発錆による腐食が原因で磁気エンコーダの磁気特性が劣化することがある。
これに対して、この実施形態では、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとしたため、犠牲防食効果により、希土類磁性粉の腐食が防止される。犠牲防食効果とは、２種類の金属があるとき、標準電極電位の小さい方が選択的にイオン化し、そのことで標準電極電位の大きい方が守られて腐食しないという効果である。この実施形態では、バインダとなる非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいため、標準電極電位の大きい希土類磁性粉の腐食が防止される。バインダとなる非磁性金属粉は、発錆しても磁気エンコーダの磁気特性への影響は少なく、また発錆し難い材質を選定することも可能である。
このようにこの実施形態の磁気エンコーダ１０は、希土類磁性粉の腐食が生じ難く、そのため、長期の使用や、塩泥水を浴びるような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なる。

前記希土類磁性粉がサマリウム鉄系磁性粉、またはネオジウム系ナノコンポジット磁性粉である場合は、強い磁力を得ることができる。これらサマリウム鉄系磁性粉、およびネオジウム系ナノコンポジット磁性粉を用いた場合に、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとすることで、優れた耐食性が得られることが、試験により確認された。

また、この磁気エンコーダ１０において、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の表面の隙間に、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。

つぎに、上記メッキによる防食皮膜２２の耐食性能の試験結果を、表１，表２と共に説明する。試験は、上記実施形態にかかる実施例１〜３、および比較例１となる各サンプルにつき行った。上記各サンプルは、焼結体の多極磁石１４を構成する磁性粉として、表中に示すように、次に示すＡ粉またはＢ粉を用い、バインダとなる非磁性金属粉として錫（Ｓｎ）粉または亜鉛（Ｚｎ）粉を用いた。実施例１〜３は、いずれも、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとした。比較例は、実施例とは逆に、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも大きいものとした。

Ａ粉は、サマリウム鉄系磁性粉である。具体的には、ネオマックス社製のサマリウム鉄（窒素）系磁性粉（ＨＳＰ・Ｂ）（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ）を用いた。Ａ粉の標準電極電位は、計測値：−０．０２Ｖ（ｎ＝２の平均値）である。ここで、ｎは粉体サンプルの数である（以下，同様）。
Ｂ粉は、ネオジウム系ナノコンポジット磁性粉である。具体的には、ネオマックス社製の、ネオジウム系ナノコンポジット磁性粉（ＳＰＲＡＸ ＥＳＭ−Ｃ）を用いた。標準電極電気は、計測値：−０．４１Ｖ（ｎ＝２の平均値）である。

バインダとなる非磁性金属粉となる錫（Ｓｎ）粉および亜鉛（Ｚｎ）粉については、次のものを用いた。
錫（Ｓｎ）粉としては、福田金属箔粉工業株式会社製の錫粉（Ｓｎ−ＡｔＷ−３５０）を用いた。標準電極電位は、計測値：−０．３９Ｖ（ｎ＝２の平均値）である。
亜鉛（Ｚｎ）粉としては、三井金属株式会社製のジンセル（亜鉛粉）を用いた。標準電極電位は、計測値：−０．７８Ｖ（ｎ＝２の平均値）である。
標準電極電位の測定は、０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度で無水硫酸ナトリウムを含む２５℃の蒸留水溶液を注入した測定用ガラスセルに試験片を浸漬し、空気をバブリングさせながら参照電極を飽和カロメル電極を用いてポテンショスタットで計測した。

配合比は、表１，表２中にも示したように、いずれも磁性粉が６０ｗｔ％、バインダが４０ｗｔ％である。この配合割合で、φ５４ｍｍ×φ６６ｍｍ×１．５ｍｍのグリーン体（未焼結圧粉体）を加圧プレスで成形し、大気中で１時間焼成した。各サンプルの焼結体（多極磁石１４）および芯金１１の形状は、図１に示した形状のものである。

これらの各サンプルに対して、それぞれ以下の試験を行った。
各サンプルについて、８０℃に加温したＮａＣｌを５％溶液中に２４時間浸し、耐食性能を比較した。耐食性は、焼結体表面と焼結体内径面とにつき評価した。表１，表２には耐食性に優れる順に、◎，○，△，×のマークを示した（なお、○，△は該当例なし）。

表１に示すように、各実施例、つまり非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さい例は、磁性粉としてＡ粉、非磁性金属粉としてＺｎ粉を用いた実施例１、磁性粉としてＡ粉、非磁性金属粉としてＳｎ粉を用いた実施例２、および磁性粉としてＢ粉、非磁性金属粉としてＳｎ粉を用いた実施例３のいずれも、焼結体の表面および内径面とも、耐食性が◎と、４段階評価における最も優れた評価であった。
これに対して、表２に示す比較例１、つまり非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも大きい例は、焼結体の表面および内径面とも、耐食性が×と、４段階評価における最も低い評価であった。

これら表１，表２からわかるように、非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいものとしたことにより、優れた耐食性が得られることが確認できた。

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１８の例を、図９，図１０と共に説明する。図９に示すように、この車輪用軸受１０は、第３世代型のものであって、内周に複列の転走面１ａを有する外方部材１と、これら転走面１ａに対向する転走面２ａを有する内方部材２と、対向する転走面１ａ，２ａ間に介在した複列の転動体３と、内外の部材２，１間の環状空間の両端をそれぞれ密封するシール部材８，９とを備える。
この車輪用軸受１０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、その内方部材２は、ハブ輪５とその軸部外周に嵌合する内輪６とでなり、各列の転走面２ａ，２ａが、ハブ輪５および内輪６の各外周に形成されている。ハブ輪５は、その外周に車輪取付用のフランジ５ａを有し、このフランジ５ａに車輪（図示せず）がボルト７で取付けられる。外方部材１は、その外周のフランジ１ｂを対して、車体の懸架装置におけるナックルに取付けられる。転動体３はボールからなり、保持器４により保持されている。

図１０は、磁気エンコーダ付きのシール装置１８を拡大して示す。このシール装置１８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１０において、詳細を説明する。このシール装置１８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。

このシール装置１８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。

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１０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の他円筒部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。

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１８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が塩泥水を被ることがあるが、磁気エンコーダ１０を構成する多極磁石１４は、その焼結体に用いられる非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいため、塩泥水により磁気エンコーダ１０に錆が発生することの防止効果が高い。また、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。

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の他円筒部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。

図１１は、車輪用軸受の他の実施形態を示す。この車輪用軸受は、第２世代型のものであり、内方部材１が、ハブ輪５Ａと、このハブ輪５Ａの外周に嵌合した複列の内輪６Ａ，６Ｂとでなる。ハブ輪５Ａには等速ジョイント７の外輪が連結される。その他の構成は図９，図４に示す車輪用軸受と同様である。なお、図９の例では図示を省略したが、図８の車輪用軸受も、等速ジョイントの外輪が連結される。

なお、図９および図１０に示す車輪用軸受、および図１１に示す車輪用軸受は、いずれも磁気エンコーダ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４〜図７に示した各例の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１８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。
また、外方部材が回転側部材となる車輪用軸受では、外方部材に磁気エンコーダを取付ける。

（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。 同磁気エンコーダを正面から示す磁極の説明図である。 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。 同磁気エンコーダにおける多極磁石の一例の裏面を示す斜視図である。 同磁気エンコーダにおける多極磁石の他の例の裏面を示す斜視図である。 同磁気エンコーダにおける芯金の一例を示す部分斜視図である。 同磁気エンコーダにおける芯金の他の例を示す部分斜視図である。 ナノコンポジット構造を示す説明図である。 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。 同車輪用軸受の部分断面図である。 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他の例を示す断面図である。

符号の説明

１…内方部材
２…外方部材
３…転動体
１０…磁気エンコーダ
１１…芯金
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

Claims (4)

1. 円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石を有する磁気エンコーダにおいて、上記多極磁石が希土類の磁性粉と、バインダとなる非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体であり、前記非磁性金属粉の標準電極電位が、希土類磁性粉の標準電極電位よりも小さいことを特徴とする磁気エンコーダ。
2. 請求項１において、前記希土類磁性粉がサマリウム鉄系磁性粉である磁気エンコーダ。
3. 請求項１において、前記希土類磁性粉が、ネオジウム系ナノコンポジット磁性粉である磁気エンコーダ。
4. 内周に複列の転走面を有する外方部材と、この転走面に対向する複列の転走面を外周に有する内方部材と、対向する転走面間に介在し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において、
   前記外方部材および内方部材のうちの回転側の部材におけるインボード側端に磁気エンコーダを嵌合させ、この磁気エンコーダを、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気エンコーダとした車輪用軸受。

Images