JP2009271028A - エンコーダ付スリンガの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリンガ１３ａにエンコーダ１２ａとシール材１８ｂとを接合した構造で、このエンコーダ１２ａを、ゴム磁石に比べて優れた性能を得易いプラスチック磁石製にできる製造方法を実現する。
【解決手段】前記スリンガ１３ａに対して前記エンコーダ１２ａと前記シール材１８ｂとを、別個に接着固定する。この為に例えば、前記スリンガ１３ａに接着剤を塗布してから、このスリンガ１３ａを金型のキャビティ内にセットして、プラスチック磁石材料をこのキャビティ内に送り込み、前記エンコーダ１２ａと前記スリンガ１３ａとを接合固定する。その後、このスリンガ１３ａに別の接着剤を塗布してから、ゴム製で未加硫のシール材１８ｂと前記エンコーダ１２ａを接合固定した前記スリンガ１３ａとを組み合わせ、次いで、これらシール材１８ｂとスリンガ１３ａとを加硫接着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車等の車輪を懸加装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する、回転側軌道輪であるハブの端部に組み付けられる、回転検出機能を有する永久磁石製エンコーダと、シール装置を構成するスリンガ及びシールリップとが一体となった、エンコーダ付スリンガの製造方法の改良に関する。

アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御する為には、車輪の回転速度を求める必要がある。この為従来から、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニット（ハブユニット）を構成する回転側軌道輪（ハブ）に、磁気特性を円周方向に関して交互に（一般的には等間隔に）変化させたエンコーダを固定する事が広く行われている。又、前記車輪支持用転がり軸受ユニットには、シールリングとスリンガとを組み合わせたシール装置（組み合わせシールリング）を組み込んで、複数個の転動体を設置した内部空間に、外部空間に存在する異物が進入したり、この内部空間内に存在するグリースが漏洩する事を防止する事が行われている。そして、前記エンコーダとスリンガとを結合して一体化する事も、例えば、特許文献１〜４に記載される等により、従来から広く知られている。

車輪支持用転がり軸受ユニットとエンコーダ付スリンガとの１例に就いて、図１、３により説明する。車輪支持用転がり軸受ユニット１は、固定側軌道輪である外輪２の内径側に、回転側軌道輪であるハブ３を、それぞれが転動体である複数個の玉４、４により、回転自在に支持している。尚、重量の嵩む自動車等の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、転動体として、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。このハブ３は、ハブ本体５と内輪６とを組み合わせて成る。前記車輪支持用転がり軸受ユニット１の使用時、前記外輪２は固定フランジ７により懸架装置に固定し、前記ハブ３の回転フランジ８に、ロータ等の制動用回転体と車輪とを固定する。このハブ３の外周面と前記外輪２の内周面との間に存在して前記各玉４、４を設置した内部空間９の両端開口のうち、前記回転フランジ８側の開口はシールリング１０により、反対側開口は組み合わせシールリング１１により、それぞれ塞いでいる。そして、前記内部空間９内への異物進入と、この内部空間９内に存在するグリースの漏洩とを防止している。

ＡＢＳやＴＣＳを制御する為、前記ハブ３の回転速度を表す信号を得る為に従来から、前記組み合わせシールリング１１にエンコーダ１２（図３参照）を組み込んでいる。このうちの組み合わせシールリング１１は、スリンガ１３とシールリング１４とを組み合わせて成る。このうちのスリンガ１３は、ステンレス鋼板等の金属板を曲げ形成する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状としたもので、内径側円筒部１５と外向円輪部１６とから成る。又、前記シールリング１４は、芯金１７とシール材１８とを備える。このうちの芯金１７は、ステンレス鋼板等の金属板を曲げ形成する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状としたもので、外径側円筒部１９と内向円輪部２０とから成る。更に、前記シール材１８は、ゴムの如きエラストマー製で、３本のシールリップ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有する。前記組み合わせシールリング１１は、前記スリンガ１３の内径側円筒部１５を前記ハブ３（を構成する内輪６）の端部に外嵌固定し、前記芯金１７の外径側円筒部１９を前記外輪２の端部に内嵌固定した状態で、前記内部空間９の開口端部に組み付ける。又、この状態で、前記各シールリップ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの先端縁を、前記スリンガ１３の表面に、それぞれ全周に亙り摺接させて、前記内部空間９の開口端部を塞ぐ。

前記エンコーダ１２は、前記スリンガ１３の外向円輪部１６のうちで前記内部空間９と反対側の側面に、全周に亙って、前記内径側円筒部１５と同心に接合固定されている。前記エンコーダ１２は永久磁石製で、軸方向に着磁されている。着磁方向は、円周方向に関して、交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面である、前記エンコーダ１２の軸方向片側面には、Ｓ極とＮ極とが、円周方向に関して、交互に且つ等間隔で配置されている。この様なエンコーダ１２を使用して、前記ハブ３の回転速度を測定する場合には、図３に示す様に、回転しない外輪２或いは懸架装置に支持固定されたセンサ２２の検出部を、微小隙間を介して対向させる。前記ハブ３と共に前記エンコーダ１２が回転すると、前記センサ２２の出力信号が変化する。この出力信号が変化する周波数は、前記ハブ３の回転速度に比例するので、この出力信号を制御器に送れば、このハブ３に固定した、前記車輪の回転速度を求められる。

図３に示した、例えば特許文献１に記載された従来構造の第１例の場合、スリンガ１３の側にはシールリップを設けておらず、前記内部空間９の開口端部のシール性は、前記シールリング１４側に設けたシール材１８のシールリップ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのみで保持している。尚、一般的には、前記スリンガ１３の外向円輪部１６に接着剤を塗布した状態で、この外向円輪部１６にエンコーダ素材を押し付け、プレス成形する事で、前記スリンガ１３に前記エンコーダ１２を接合する。又、前記エンコーダ素材として一般的には、フェライト等の磁性粉を含有したニトリルゴムを使用し、ロールでシート状に成形する事で、この磁性粉を機械的に配向している。

これに対して、例えば特許文献３に記載された従来構造の第２例の場合、図１、２に記載した様に、シールリング１４ａ側にシール材１８ａを設ける事に加えて、スリンガ１３ａ側にもシール材１８ｂを設ける事により、シールリップ２１ａ〜２１ｄの数を増やし、シール性の向上を図っている。但し、従来の場合には、図１、２に示した構造を実現する為に、前記スリンガ１３ａに対してシール材１８ｂとエンコーダ１２ａとを、同種の接着剤により接着固定している。この為、これらシール材１８ｂとエンコーダ１２ａとは、同種の接着剤により接着固定可能な材料である事が必要である。このうちのシール材１８ｂは、十分な弾性を有するシールリップを設ける必要上、現状では、ゴム材料製でなければならない。この為、前記エンコーダ１２ａの材質に関しても、加硫接着が可能なゴム磁石とする必要がある（ゴム磁石以外の製造は、実際上困難乃至は不可能である）。

この為従来は、図１、２に示した様な構造で、エンコーダ１２ａを、性能確保の面からゴム磁石に比べて有利な、プラスチック磁石製とする事はできなかった。即ち、固形状態であるプラスチック磁石は、未加硫ゴムの様な反応性がない。この為、プラスチック磁石を、半硬化状態の接着剤が塗布されたスリンガ１３ａと組み合わせた状態で、シール材１８ｂを成形する為の金型内にセットし、このシール材１８ｂをこのスリンガ１３ａに対して加硫接着する際の圧力と温度との履歴を与えても、このスリンガ１３ａとの接着強度を、実用レベルまで高める事はできなかった。この為従来は、図１、２に示した様に、スリンガ１３ａにエンコーダ１２ａとシール材１８ｂとを接合した構造では、このエンコーダ１２ａを、強度、耐久性、着磁強度、ピッチ精度等の面から、ゴム磁石に比べて優れた性能を得易い、プラスチック磁石製とする事ができなかった。

特開２００１−２５５３３７号公報 特開２００４−１９０７３６号公報 特開２００６−２２０２７０号公報 特開２００６−２２０２６９号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、スリンガにエンコーダとシール材とを接合した構造で、このエンコーダを、ゴム磁石に比べて優れた性能を得易いプラスチック磁石製にできる、エンコーダ付スリンガの製造方法を実現すべく発明したものである。

本発明の製造方法の対象となるエンコーダ付スリンガは、エンコーダ付転がり軸受ユニットを構成する。又、このエンコーダ付転がり軸受ユニットは、固定側軌道輪及び回転側軌道輪と、複数個の転動体と、シール装置と、エンコーダとを備える。これら固定側軌道輪及び回転側軌道輪は、互いに同心に配置されている。又、前記各転動体は、これら両軌道輪の互いに対向する面に設けられた軌道面同士の間に、保持器に保持された状態で転動自在に配置されている。又、前記シール装置は、前記各転動体を設けた内部空間の端部開口を塞ぐ。更に、前記エンコーダは、前記回転側軌道輪の一部に固定された状態で前記シール装置を構成する磁性金属板製のスリンガの一部に全周に亙ってこのスリンガと同心に支持されたもので、プラスチック磁石製であって被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置している。

特に、本発明のうち、請求項１に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法は、前記スリンガのうちで前記エンコーダを設置すべき部分に接着剤を（例えばこのスリンガをこの接着剤が溶融した溶液中に浸漬する等により）塗布して、この接着剤を半硬化状態としてから、このスリンガを前記エンコーダを射出成形する為の金型のキャビティ内にセットする。そして、熱可塑性樹脂中に磁性粉末を混入したプラスチック磁石材料を、磁場を加えつつ溶融状態で前記キャビティ内に送り込んで、前記エンコーダと前記スリンガとを接合固定する。その後、このスリンガに別の接着剤を（例えばこのスリンガをこの別の接着剤が溶融した溶液中に浸漬する等により）塗布して、この別の接着剤を半硬化状態としてから、ゴム製で未加硫のシールリップと前記エンコーダを接合固定したスリンガとを組み合わせる。次いで、これらシールリップとスリンガとを、例えば金型内で加硫接着し、このスリンガの一部にこのシールリップの基部を接合固定する。

この様な請求項１に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記エンコーダの射出成形をする為の金型のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を送り込むゲートを、このキャビティの外周部に設けられたリングゲートとする。そして、射出成形後にこのリングゲートに対応する部分に形成されたバリを除去した後、前記エンコーダを着磁して、被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置する。尚、本来は、エンコーダ或いはプラスチック磁石となるのは、着磁後であるが、本明細書及び特許請求の範囲では、着磁前の状態でも、エンコーダ及びプラスチック磁石と称する。

又、請求項３に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法の場合には、前記スリンガに接着剤を塗布してから、このスリンガとゴム製で未加硫のシールリップとを組み合わせる。その後、これらスリンガとシールリップとを加硫接着して、このスリンガの一部にこのシールリップの基部を接合固定する。次いで、熱可塑性樹脂中に磁性粉末を混入したプラスチック磁石材料を射出成形する事により別途造った前記エンコーダを前記スリンガに、別の接着剤により接着固定する。
この様な別の接着剤として好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、常温での接着が可能な、室温硬化型接着剤を使用する。

更に、上述した様な請求項３〜４に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記エンコーダの射出成形をする為の金型のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を送り込むゲートを、このキャビティの内周部をゲートとしたディスクゲートと、このキャビティの外周部をゲートとしたリングゲートとのうちの一方とする。そして、射出成形後にこのゲートに対応する部分に形成されたバリを除去した後、スリンガに接着固定する以前に、前記エンコーダを着磁して、被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置する。

上述の様に構成する本発明のエンコーダ付スリンガの製造方法によれば、スリンガにエンコーダとシール材とを接合した構造で、このエンコーダを、ゴム磁石に比べて優れた性能を得易いプラスチック磁石製にできる。そして、前記スリンガに対する、前記エンコーダ及びシール材の接着強度に関する信頼性の確保を十分に図れる。

［実施の形態の第１例］
請求項１、２に対応する実施の形態の第１例に就いて、図１、２を参照しつつ説明する。尚、図１、２に示したエンコーダ付転がり軸受ユニットの構造に就いては、前述した通りであるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明のエンコーダ付スリンガの製造方法、及び、先に説明しなかった部分を中心に説明する。
プラスチック磁石であるエンコーダ１２ａと、シールリップ２１ｃ、２１ｄを備えたゴム製のシール材１８ｂとをスリンガ１３ａに接着固定して、シール材を備えたエンコーダ付スリンガを造る為に、先ず、スリンガ１３ａのうちで、前記エンコーダ１２ａを接着固定する接合面である、外向円輪部１６の片側面（図１、２の右側面）に、エアーブラスト加工を施して、この片側面を、表面粗さがＲａで１．３〜１．６である粗面とする。

次いで、前記スリンガ１３ａを洗浄した後、フェノール樹脂を主成分とする接着剤の溶剤希釈液を、前記接合面にスプレーし、風乾後、一定温度で加熱して、この接着剤を半硬化状態とする。次いで、前記スリンガ１３ａを、前記エンコーダ１２ａを射出成形する為の金型のキャビティ内にセットした状態で、このキャビティ内に、合成樹脂中に磁性粉を混入した、プラスチック磁石材料を、加圧した状態で送り込み、プラスチック磁石である、前記エンコーダ１２ａを射出成形する。この際、アキシアル方向に磁場を加えて（磁場射出成形を行って）、このエンコーダ１２ａを構成する、前記プラスチック材料中の磁性粉を配向して（それぞれの長さ方向とアキシアル方向とを一致させて）、着磁後の磁気強度を高められる様にする。射出成形されたエンコーダ１２ａと前記スリンガ１３ａの外向円輪部１６とを、成形時の熱によって接着固定する。接着強度をより高くする為には、更に加熱して、前記接着剤の硬化を進めても良い。

この様にして、前記スリンガ１３ａに前記エンコーダ１２ａを接合固定したならば、次に、このスリンガ１３ａを、（このエンコーダ１２ａごと）フェノール樹脂を主成分とするが、先の接着剤とは別種の接着剤の溶剤希釈液中に浸漬し、この希釈液から引き上げてから一定温度で加熱して、前記スリンガ１３ａの表面に付着した接着剤を半硬化状態とする。次いで、このスリンガ１３ａを、前記シール材１８ｂを成形する為の金型のキャビティ内にセットし、圧縮成形又は射出成形により、このシール材１８ｂを構成する為の未加硫ゴムを加硫して前記スリンガ１３ａに接着し、このシール材１８ｂとする。
尚、このスリンガ１３ａに対し、前記エンコーダ１２ａを接着する為の接着剤と、前記シール材１８ｂを接着する接着剤とは、これら両部材１２ａ、１８ｂの材質（プラスチック磁石材料であるかゴム材料であるか）によって適宜選定する。何れにしても、溶剤希釈と半硬化状態の実現とが可能で、樹脂成形或いは加硫によって接着が進行する性能を有するものを使用する。又、耐環境性を向上させる為に、接着剤を２層以上とする事もできる。

最後に、このスリンガ１３ａに接着固定された前記エンコーダ１２ａと図示しない着磁ヨークとを対向させて、このエンコーダ１２ａを軸方向に着磁し、このエンコーダ１２ａの被検出面である軸方向片側面に、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に、且つ、等間隔で配置する。尚、この着磁作業は、前記シール材１８ｂを前記スリンガ１３ａに接着する前に行っても良い。その場合には、このシール材１８ｂがない為、着磁ヨークとして、前記エンコーダ１２ａの被検出面を全周に亙り同時に着磁する（一発着磁を行う）円環状のものの他、このエンコーダ１２ａを回転させながら、順次着磁を行う回転着磁式のものも使用可能になる。

［実施の形態の第２例］
請求項３〜５に対応する実施の形態の第２例に就いて、図４、５を参照しつつ説明する。本例の場合には、スリンガ１３ｂを構成する外向円輪部１６の外周縁部に、図４に示す様に内径側円筒部１５と軸方向反対側に折れ曲がった、或いは図５に示す様に折り返された、外径側折れ曲がり部２３、２３ａを形成している。そして、この外径側折れ曲がり部２３、２３ａを、前記スリンガ１３ｂとエンコーダ１２ｂとを接着固定する際に、これらスリンガ１３ｂとエンコーダ１２ｂとの中心を一致させる為の案内としての役目を持たせる様にしている。

この様な構造は、次の様な工程で造る。
(1) 前記スリンガ１３ｂを洗浄した後、フェノール樹脂を主成分とする接着剤の溶剤希釈液中にこのスリンガ１３ｂを浸漬し、この希釈液から引き上げた後に一定温度で加熱して、前記接着剤を半硬化状態とする。
尚、前記スリンガ１３ｂへの接着剤の塗布は、スプレーにより必要個所（シール材１８ｃを接合する部分）のみに行っても良いが、コスト的には、希釈液中への浸漬による全面塗布が好ましい。
(2) 前記スリンガ１３ｂを、シール材１８ｃを成形する為の金型のキャビティ内にセットし、圧縮成形又は射出成形により、未加硫ゴムを前記スリンガ１３ｂに加硫接着して、前記シール材１８ｃを成形する。
(3) このシール材１８ｃを成形するのとは別に、プラスチック磁石材料を、別の金型により磁場射出成形する。この別の金型は、内周部をゲートとしたディスクゲート、又は、外周部をゲートとしたリングゲートの少なくともどちらか一方のゲートを有する。射出成形後、得られたエンコーダ１２ｂの内周縁又は外周縁に、このゲートに対応して生じたバリを除去する。
(4) 得られたエンコーダ１２ｂを図示しない着磁ヨークの着磁面に突き合わせて軸方向に着磁し、このエンコーダ１２ｂの被検出面に、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に、且つ、等間隔で配置する。
(5) 前記スリンガ１３ｂの外向円輪部１６の軸方向片側面（図４、５の右側面）に接着剤を塗布した後、前記外径側折れ曲がり部２３、２３ａを案内として、前記エンコーダ１２ｂと前記スリンガ１３ｂとを同心に重ね合わせてから、これら両部材１２ｂ、１３ｂを、接着剤により接着固定する。この接着剤の硬化方法は、使用する接着剤によって適宜選定されるが、接着剤として、常温で硬化が進むものが、芯ずれを防止して良質のエンコーダ付スリンガを得る面からは好ましい。

［実施の形態の第３例］
請求項３〜５に対応する実施の形態の第３例に就いて、図６を参照しつつ説明する。本例の場合には、スリンガ１３ａの外向円輪部１６の外周縁部に、単一のシールリップ２１ｄを備えたシール材１８ｄを接合固定している。
この様な構造は、次の様な工程で造る。
(1) 前記スリンガ１３ａを洗浄後、フェノール樹脂を主成分とする接着剤の溶剤希釈液中に浸漬し、この希釈液から引き上げた後に一定温度で加熱して、接着剤を半硬化状態とする。
(2) 前記スリンガ１３ａを、前記シール材１８ｄを成形する為の金型のキャビティ内にセットし、圧縮成形又は射出成形により、未加硫ゴムを前記スリンガ１３ａに加硫接着して、前記シール材１８ｄを成形する。
(3) このシール材１８ｄを成形するのとは別に、プラスチック磁石材料を、別の金型により磁場射出成形する。この別の金型は、内周部をゲートとしたディスクゲート、又は、外周部をゲートとしたリングゲートを有する。射出成形後、得られたエンコーダ１２ｂの内周縁又は外周縁に、ゲートに対応して生じたバリを除去する。
(4) 得られたエンコーダ１２ｂを図示しない着磁ヨークの着磁面に突き合わせて軸方向に着磁し、このエンコーダ１２ｂの被検出面に、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に、且つ、等間隔で配置する。
(5) 前記スリンガ１３ａの外向円輪部１６の軸方向片側面（図６右側面）に接着剤を塗布した後、前記エンコーダ１２ｂと前記スリンガ１３ａとを、治具を使って中心を一致させながら同心に重ね合わせ、これら両部材１２ｂ、１３ａを、接着剤により接着固定する。この接着剤の硬化方法は、使用する接着剤によって適宜選定されるが、接着剤として、常温で硬化が進むものが、芯ずれを防止して良質のエンコーダ付スリンガを得る面からは好ましい。

以上に述べた実施の形態の各例を含め、本発明のエンコーダ付スリンガの製造方法を実施する場合に、エンコーダを構成するプラスチック磁石の材料は、特に限定しない。但し、このプラスチック磁石の成形、接着、別体成形後のスリンガへの接着を考慮すると、磁性粉を７０〜９２重量％程度含有し、熱可塑性樹脂をバインダとした磁石コンパウンドを使用する事が好ましい。このうちの磁性粉としては、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、ネオジウム−鉄−ボロン、サマリウム−コバルト、サマリウム−鉄−窒素等の希土類磁性粉を用いる事ができ、更にフェライトの磁気特性を向上させる為に、ランタン等の希土類元素を混入させたものを使用する事もできる。

尚、磁性粉の含有量が７０重量％未満の場合は、磁気特性が劣ると共に、細かいピッチで円周方向に多極磁化させる事が困難になり、好ましくない。これに対して、磁性粉の含有量が９２重量％を越える場合は、バインダ量が少なくなり過ぎて、磁石全体の強度が低くなると同時に、成形が困難になり、実用性が低下する。

又、前記エンコーダを構成するプラスチック磁石のバインダとして使用する熱可塑性樹脂は、射出成形可能なものが好適であり、具体的には、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６１０、ポリアミド１１、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、分子構造中にソフトセグメントを有する変性ポリアミド１２、分子構造中にソフトセグメントを有するポリアミド６１２、分子構造中にソフトセグメントを有する変性ポリエステル樹脂、分子構造中にソフトセグメントを有する変性ポリスチレン等を用いる事ができる。尚、磁石部に、融雪剤として使用される塩化カルシウムが水と一緒に付着する可能性があるので、吸水性が少ないポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド６１０、ポリアミド１１、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、変性ポリアミド１２、変性ポリエステル、変性ポリスチレンを樹脂バインダとする方が、より好ましい。

更に、転がり軸受ユニットの使用環境で想定される急激な温度変化（熱衝撃）による亀裂発生を防止するバインダとしては、添加する事で、曲げ撓み性、耐亀裂性が向上する、変性ポリアミド１２、変性ポリアミド６１２、変性ポリエステル、変性ポリスチレン、或いは変性ポリアミド１２とポリアミド１２との混合物、変性ポリアミド１２とポリアミド６１２との混合物、変性ポリアミド６１２とポリアミド６１２との混合物、変性ポリエステル樹脂とポリエステル樹脂との混合物、変性ポリスチレンとポリスチレンとの混合物としたものが最も好適である。又、耐熱衝撃性バインダとしては、上述したソフトセグメントを有しない樹脂と、変性ポリアミド１２等と同様の役割をする、その他の耐衝撃性向上材との組み合わせであっても良い。

その他の耐衝撃性向上材としては、各種の加硫ゴム超微粒子を用いる事ができる。具体的には、スチレンブタジエンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性スチレンブタジエンゴムの中から選ばれる少なくとも一種類で、平均粒子径で３０〜３００ｎｍの範囲に入る微細な微粒子が、好ましく使用できる。平均粒子径が３０ｎｍ未満の場合は、製造上コストが嵩むだけでなく、微細過ぎて劣化し易く、好ましくない。これに対して、平均粒子径が３００ｎｍを越える場合は、分散性が抵下する共に、耐衝撃性の改善を均一に行う事が難しく、やはり好ましくない。

上述した加硫ゴム超微粒子の中で、ペレット製造及び実際の磁石部成形時の劣化を考慮すると、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムが好適である。特にその中でも、分子構造中に、カルボキシル基やエステル基等の有機官能基を有するものが、樹脂バインダとの相互作用が比較的強い為に、更に好適で、具体的にはカルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムが、好ましく使用できる。これらの加硫ゴム超微粒子は、熱や酸素での劣化を防止して、４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤、２−メルカプトベンズイミダゾール等の二次老化防止剤等を含有させたものとしても良い。

更に、耐衝撃性向上材として混入させるものとしては、その他に、エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（EPDM）、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（EPDM）、エチレン／アクリレート共重合体、アイオノマー、グリシジルメタクリレートを分子構造中に３〜２０％含有するエチレン系共重合体等も、使用可能である。これらの化合物はペレット状であり、磁性体粉、熱可塑性樹脂等と混合して押出機でペレット化する際に、流動化し、バインダ中にミクロ分散される。

又、前記変性樹脂或いは加硫ゴム超微粒子等から成る耐衝撃性向上材の添加量は、熱可塑性樹脂と併せたバインダ全量中で、５〜６０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％とする。添加量が５重量％未満の場合は、少な過ぎて耐衝撃性の改善効果が少なく、好ましくない。これに対して、添加量が６０重量％を越える場合は、耐衝撃性は向上するものの、樹脂成分が少なくなる事で引張強度等が低下する為、実用性が低くなる。

更に、バインダである熱可塑性樹脂及び耐衝撃性向上材（変性樹脂或いは加硫ゴム超微粒子等）の熱による劣化を防止する為に、元々材料に添加されているものの他に、酸化防止効果の高いアミン系酸化防止剤を添加する事は、熱による劣化が防止できる為、好ましい。この場合に使用するアミン系酸化防止剤としては、４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミン等のジフェニルアミン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−メチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１，４−ジメチルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン等のｐ−フェニレンジアミン系化合物が好適である。

前記アミン系酸化防止剤の添加量は、熱可塑性樹脂と耐衝撃性向上材から成るバインダ重量と酸化防止剤重量を加えた合算重量に対して、０．５〜２．０重量％程度が好ましい。アミン系酸化防止剤の添加量が０．５重量％未満の場合は、酸化防止の改善効果が十分でなく、好ましくない。これに対して、酸化防止剤の添加量が２．０重量％を越える場合は、酸化防止の効果がそれ以上向上しなくなると共に、その分、磁性体粉やバインダの量が減る為、磁気特性や機械的強度の低下に結び付いて好ましくない。しかも、場合によっては、成形品の表面にブルーム等を引き起こし、これがシール装置との接着に悪影響を及ぼす可能性がある為、好ましくない。バインダとして通常のソフトセグメントを有しない熱可塑性樹脂のみでは、２３℃での曲げ撓み量（ｔ＝３．０mm、ＡＳＴＭ Ｄ７９０；スパン間距離５０mm）が１〜２mmの範囲であるのに対し、耐衝撃性向上材を含有させる事で、同条件での撓み量が２〜１５mm程度になる。この様に優れた撓み性を持たせる事により、耐亀裂性を向上させて、高温⇔低温が繰り返される等、厳しい使用環境下でも、エンコーダに亀裂等の破損が発生しにくくできる。

又、磁性粉としては、コスト、耐酸化性を考慮すると、フェライト系が最も好適である。磁気特性を優先して希土類系を使用した場合、フェライト系に比べて、耐酸化性が低くなる。従って、長期間に亙って安定した磁気特性を維持させる為に、外部に露出したエンコーダの表面に、表面処理層を設けても良い。この場合に使用する表面処理層として具体的には、電気メッキ或いは無電解ニッケルメッキ、エポキシ樹脂塗膜、シリコン樹脂塗膜、フッ素樹脂塗膜等を使用できる。

何れにしても、磁性粉は、目標とする磁気特性、使用環境、コストで使い分ける。磁気特性がＢＨｍａｘで１．４〜２．２ＭＧＯｅ程度であれば、ストロンチウムフェライト等のフェライト系磁性粉で十分に対応できる。又、更に回転速度検出の精度を向上させる為に、ＢＨｍａｘを２．２〜５ＭＧＯｅ程度とする場合は、ストロンチウムフェライト等のフェライト系磁性粉と希土類系磁性粉とのハイブリッド化、或いは希土類系磁性粉のみでの配合とする事が好ましい。

又、組み合わせシールリングを構成する、スリンガ、或いはシールリングを構成する芯金の材質としては、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）等の磁性ステンレスを使用できる。更に、より高い耐食性が必要な場合は、Ｍｏ等を添加して耐食性を向上させた、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４等の高耐食性磁性フェライト系ステンレス等の磁性金属材料が好適である。又、プラスチック磁石と接着剤との間では、ゴム材料の場合に生じる、加硫接着の様な活発な反応が起こらない事から、接着強度や塩水等の薬品に対する接着耐久性が低くなる傾向がある。従って、前記プラスチック磁石と接着剤との間の接着の信頼性を高める為に、少なくともこのプラスチック磁石の接合面に、接着剤との接合力を向上させる為の微細な凹凸を設ける事が好ましい。この場合に、この微細な凹凸を設ける方法としては、ショットブラスト処理やプレス成形時の金型表面の凹凸の転写による方法等の機械的なものの他、一度表面処理した表面を酸等によって化学エッチングしても良い。何れにしても、前記プラスチック磁石の接合面に微細な凹凸を設けると、アンカー効果に基づいて、このプラスチック磁石と前記スリンガとの結合力が向上する。尚、スリンガに未加硫ゴムを加硫接着する事でシールリップ部を形成してから、別体で成形したプラスチック磁石を接着固定する場合には、このプラスチック磁石のうちで前記スリンガとの接着面となる部分の表面に、ゴム製のシール材を加硫接着する為のフェノール樹脂等の接着剤硬化層が残存していても構わない。但し、この場合には、この残存している接着剤硬化層と、プラスチック磁石との、両方に接着力を有する接着剤を選定使用する。

又、スリンガ及び芯金にそれぞれの基端部を接合するシール材は、これらスリンガ又は芯金に加硫接着される為、材質としては、ニトリルゴムをベースとした配合が適切である。使用環境によって、更に耐熱性が必要な場合は、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム等に材料を変更する事が好ましい。ゴムの加硫接着温度は、ゴムの種類、配合と、組み合わせるエンコーダを構成するプラスチック磁石材料の融点等とを考慮に入れて、適宜決定する。この点を考慮すれば、使用するプラスチック磁石材料は、２００℃程度の高融点を有する材料を選定する事が好ましい。具体的には、このプラスチック磁石のバインダの主成分となる熱可塑性樹脂は、ポリアミド６１２、ポリアミド６１０、変性ポリアミド６１２、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ等が、採用可能である。尚、シールリップを構成するシール材の成形は、未加硫ゴムを用いて、射出成形或いは圧縮成形により行う。

又、エンコーダであるプラスチック磁石の成形法としては、機械的強度が低下するウェルド部が発生しない、ディスクゲート方式、或いはそれと類似のリングゲート方式の磁場射出成形で成形するのが、良好な磁気特性を得る面から、最も好適である。このうちのディスクゲート方式は、プラスチック磁石を造るべきキャビティの内周部をゲートとし、スリンガをコアにしたインサート成形、或いは、プラスチック磁石のみを別体で成形する。リングゲート方式は、プラスチック磁石を造るべきキャビティの外周部をゲートとし、同様にスリンガをコアにしたインサート成形、或いはプラスチック磁石のみを別体で成形する。何れにしても、プラスチック磁石は、成形後、ゲート、ランナー部を脱離してから、ゲート部の残存部分を切削除去する。

何れにしても、スリンガをコアにしたインサート成形によるプラスチック磁石の接着接合は、予めこのスリンガ表面に半硬化状態で焼き付けた接着剤層を設けたものをインサート成形する事によって、成形時の溶融樹脂からの熱で接合される。更に成形後に２次加熱すれば、接着剤が完全に硬化し、接合強度がより向上する。

成形接着用として使用可能な接着剤としては、溶剤での希釈が可能で、２段階に近い硬化反応が進む、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等が、耐熱性、耐薬品性、ハンドリング性を考慮して好ましい。このうちのフェノール掛脂系接着剤としては、ゴムの加硫接着剤として用いられているものが好適であり、組成としては特に限定しないが、ノボラック型フェノール樹脂やレゾール型フェノール樹脂と、ヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤を、メタノールやメチルエチルケトン等に溶解させたものが使用できる。又、接着性を向上させる為に、これらにノボラック型エポキシ樹脂を混合したものも、好ましく使用できる。

一方、エポキシ樹脂系接着剤としては、原液としては一液型エポキシ系接着剤で、溶剤への希釈が可能なものが、好ましく使用できる。この一液型エポキシ系接着剤は、溶剤を蒸発させた後、適当な温度、時間により、スリンガ表面で、インサート成形時の高温・高圧の溶融掛脂によって流失されない程度の半硬化状態となり、インサート成形時の樹脂からの熱、及び２次加熱によって、完全に硬化状態となる。
又、成形接着で用いる一液型エポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ樹脂と硬化剤とから成り、硬化剤は常温では殆ど硬化反応が進まず、例えば８０〜１２０℃程度で半硬化状態となり、１２０〜１８０℃の高温の熱を加える事によって完全に熱硬化反応が進むものを使用する。この様な接着剤には、反応性希釈剤として使用される、その他のエポキシ化合物、熱硬化速度を向上させる硬化促進剤、耐熱性や耐硬化歪み性を向上させる効果がある無機充填材、応力が加わった場合に変形する可撓性を向上させる架橋ゴム微粒子等を添加しても良い。

又、別体で成形された、プラスチック磁石であるエンコーダと、シールリップを備えたシール材を予め接合したスリンガとは、これらエンコーダとスリンガとの中心を一致させた状態で、接着剤によって接合する。具体的には、精度が高いスリンガの内径部（内周部）を動かない様に治具に固定した状着で、別の治具に内径部（内周部）が動かない様に固定されたエンコーダとを、接着剤で貼り合わせる。貼り合わせる際に中心が一致する様に、一方の治具に凸部を、他方の治具に凹部を、それぞれ設け、治具が重なった状態で、前記スリンガと前記エンコーダとの中心が互いに一致する様にする。接着剤は、貼り合わせるスリンガとエンコーダとのうちの少なくとも一方に、事前に塗布しておく。接着剤による接合作業は、上記１対の治具により前記スリンガと前記エンコーダとの中心を一致させた状態で、これらスリンガとエンコーダとが動かなくなる迄行う。この際、接着剤の硬化反応を進ませる為に加熱等を行うと、特に線膨張係数が金属に比べて大きい、プラスチック磁石であるエンコーダが、治具内で動き、中心がずれる可能性がある。この為、硬化反応が室温で進行する接着剤を使用する事が好ましい。

この様な室温で硬化可能な接着剤としては、湿気硬化型接着剤、二液混合型接着剤、光硬化型接着剤等がある。このうちの湿気硬化型接着剤としては、一液型ポリウレタン系接着剤、一液型変性シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系瞬間接着剤等がある。主剤と硬化剤とから成る二液混合型接着剤としては、二液型エポキシ系接着剤、二液型変性シリコーン系接着剤、二液型ポリウレタン系接着剤、二液型アクリル系接着剤等がある。光硬化型接着剤としては、光硬化型アクリル樹脂系接着剤等がある。これらのうち、本発明の用途での十分な信頼性を持ち、耐熱性、接着強さ、耐薬品性等が総て一定レベル以上である接着剤としては、二液型エポキシ系接着剤が最も好適である。前記以外に、６０〜８０℃の比較的低温での硬化が可能なタイプの一液型エポキシ系接着剤も、接着時の線膨張係数差（金属製のスリンガと、プラスチック磁石製磁石部）による芯ずれを最小限に抑えられると共に、接着力、耐薬品性が高いので、使用可能である。
尚、別体で成形されたエンコーダと、ゴム製のシール材を予め接合したスリンガとの接着接合は、前述した様な、治具を用いて中心がずれない様にする方法の他に、前述の図４に示した実施の形態の第２例の如く、スリンガのうちでエンコーダを設置する面側に、外径側折れ曲がり部を設けて行う事もできる。

本発明の硬化を確認する為に行った実験に就いて説明する。下記の表１に示した条件でエンコーダを造り、その性能を測定した。

この表１中の材料は、具体的には次の通りのものである。

Ｓｒフェライト ： 磁場配向用異方性Ｓｒフェライト、FERO TOP FM-201 （戸田工業社製）
ＰＡ１２ ： ＰＡ１２パウダーＰ３０１２Ｕ（ヒンダードフェノール系酸化防止剤含有、宇部興産社製）
ＰＡ６１２ ： ＰＡ６１２ ダイアミドＤＸ９３０５（酸化防止剤含有、ダイセル・デグサ社製）
変性ＰＡ１２ ： ＵＢＥＰＡＥ１２１０Ｕ（ヒンダードフェノール系酸化防止剤含有、宇部興産社製）
シランカップリング剤 ： γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ａ−１１００（日本ユニカー社製）
アミン系酸化防止剤 ： Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ノクラックＤＰ（大内新興化学工業社製）

上述の様な材料を、実施例１に関しては、前述の図４に示した実施の形態の第２例の構造及び方法でエンコーダ付スリンガとした。尚、磁場射出成形時、金型での冷却時に反転脱磁を行い、磁石を減磁した。その後、脱磁機を用いて表面磁束密度を２ｍＴ以下に脱磁した後、ゲート部を切削加工で除去した。
又、室温硬化型二液型エポキシ系接着剤（日本ロックタイト社製のロックタイトＥ−３０ＣＬ）を、スリンガ１３ｂの磁石接合面に塗布してから、予め多極着磁したエンコーダ１２ｂを、このスリンガ１３ｂを構成する外向円輪部１６の外周縁部に形成した外径側折れ曲がり部２３を案内として、中心を一致させた状態で接着（接着剤が硬化するまで放置）した。尚、硬化を促進する為に、５０℃の恒温槽中に１時間放置した。

又、実施例２に関しては、前述の図２に示した実施の形態の第１例の構造及び方法でエンコーダ付スリンガとした。尚、スリンガ１３ａはＳＵＳ４３０製とし、エンコーダ１２ａの接合面には、フェノール樹脂系接着剤硬化層を介在させた。
前記スリンガ１３ａと前記エンコーダ１２ａとを接着する為の接着剤として、フェノール樹脂系接着剤（東洋化学研究所社製のメタロクＮ−１５）を使用した。半硬化温度は１２０℃とし、接着の為の放置時間は３０分とした。又、１５０℃、１時間で二次硬化させた。
この結果、何れの実施例に就いても、十分な強度を確保できた。

本発明は、図示の様な、内輪回転型の転がり軸受ユニットに組み込むエンコーダ付スリンガに限らず、外輪回転型の転がり軸受ユニットに組み込むエンコーダ付スリンガの製造にも適用できる。外輪回転型の転がり軸受ユニットに組み込むスリンガは、外径側円筒部と、この外径側円筒部の軸方向端部から径方向内方に折れ曲がった内向円輪部とから成る。

本発明の対象となるエンコーダ付スリンガの第１例を組み込んだ、車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。 図１のＡ部拡大図。 本発明の対象から外れる構造の１例を示す、図２と同様の図。 本発明の対象となるエンコーダ付スリンガの第２例を示す、図２と同様の図。 スリンガの形状の別例を示す部分断面図。 本発明の対象となるエンコーダ付スリンガの第３例を示す、図２と同様の図。

符号の説明

１ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ 外輪
３ ハブ
４ 玉
５ ハブ本体
６ 内輪
７ 固定フランジ
８ 回転フランジ
９ 内部空間
１０ シールリング
１１ 組み合わせシールリング
１２、１２ａ、１２ｂ エンコーダ
１３、１３ａ、１３ｂ スリンガ
１４、１４ａ シールリング
１５ 内径側円筒部
１６ 外向円輪部
１７ 芯金
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ シール材
１９ 外径側円筒部
２０ 内向円輪部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ シールリップ
２２ センサ
２３、２３ａ 外径側折れ曲がり部

Claims (5)

1. 互いに同心に配置された固定側軌道輪及び回転側軌道輪と、これら両軌道輪の互いに対向する面に設けられた軌道面同士の間に、保持器に保持された状態で転動自在に配置された複数個の転動体と、これら各転動体を設けた内部空間の端部開口を塞ぐシール装置と、前記回転側軌道輪の一部に固定された状態でこのシール装置を構成する磁性金属板製のスリンガの一部に全周に亙ってこのスリンガと同心に支持された、プラスチック磁石製であって被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置したエンコーダとを備えたエンコーダ付転がり軸受ユニットを構成する、エンコーダ付スリンガの製造方法であって、前記スリンガのうちで前記エンコーダを設置すべき部分に接着剤を塗布してから、このスリンガを前記エンコーダを射出成形する為の金型のキャビティ内にセットし、熱可塑性樹脂中に磁性粉末を混入したプラスチック磁石材料を、磁場を加えつつ溶融状態で前記キャビティ内に送り込んで、前記エンコーダと前記スリンガとを接合固定した後、このスリンガに別の接着剤を塗布してから、ゴム製で未加硫のシールリップと前記エンコーダを接合固定したスリンガとを組み合わせ、次いで、これらシールリップとスリンガとを加硫接着し、このスリンガの一部にこのシールリップの基部を接合固定する、エンコーダ付スリンガの製造方法。
2. エンコーダの射出成形をする為の金型のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を送り込むゲートが、このキャビティの外周部に設けられたリングゲートであり、射出成形後にこのリングゲートに対応する部分に形成されたバリを除去した後、前記エンコーダを着磁して、被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置する、請求項１に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法。
3. 互いに同心に配置された固定側軌道輪及び回転側軌道輪と、これら両軌道輪の互いに対向する面に設けられた軌道面同士の間に、保持器に保持された状態で転動自在に配置された複数個の転動体と、これら各転動体を設けた内部空間の端部開口を塞ぐシール装置と、前記回転側軌道輪の一部に固定された状態でこのシール装置を構成する磁性金属板製のスリンガの一部に全周に亙ってこのスリンガと同心に支持された、プラスチック磁石製であって被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置したエンコーダとを備えたエンコーダ付転がり軸受ユニットを構成する、エンコーダ付スリンガの製造方法であって、前記スリンガに接着剤を塗布してから、このスリンガとゴム製で未加硫のシールリップとを組み合わせた後、これらスリンガとシールリップとを加硫接着して、このスリンガの一部にこのシールリップの基部を接合固定し、次いで、熱可塑性樹脂中に磁性粉末を混入したプラスチック磁石材料を射出成形する事により別途造った前記エンコーダを前記スリンガに、別の接着剤により接着固定する、エンコーダ付スリンガの製造方法。
4. 別の接着剤が、常温での接着が可能な室温硬化型接着剤である、請求項３に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法。
5. エンコーダの射出成形をする為の金型のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を送り込むゲートが、このキャビティの内周部をゲートとしたディスクゲートと、このキャビティの外周部をゲートとしたリングゲートとのうちの一方であり、射出成形後にこのゲートに対応する部分に形成されたバリを除去した後、スリンガに接着固定する以前に、前記エンコーダを着磁して、被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置する、請求項３〜４のうちの何れか１項に記載したエンコーダ付スリンガの製造方法。

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