JP4024496B2 - 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 - Google Patents
磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4024496B2 JP4024496B2 JP2001223876A JP2001223876A JP4024496B2 JP 4024496 B2 JP4024496 B2 JP 4024496B2 JP 2001223876 A JP2001223876 A JP 2001223876A JP 2001223876 A JP2001223876 A JP 2001223876A JP 4024496 B2 JP4024496 B2 JP 4024496B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic encoder
- synthetic resin
- paint
- resin paint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/7869—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted with a cylindrical portion to the inner surface of the outer race and having a radial portion extending inward
- F16C33/7879—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted with a cylindrical portion to the inner surface of the outer race and having a radial portion extending inward with a further sealing ring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【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、およびこれを具備する車輪用軸受に関し、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、使われている軸受に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公報第２８１６７８３号には、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体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、公開平６−２８１０１８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】
磁性粉体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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のうち、特許公報第２８１６７８３号や公開平６−２８１０１８号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体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、磁性粉体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ーに用いる場合、コーダ形状に賦形前に必ず磁性粉体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ー成分に対する磁性粉体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。
【０００６】
また、 磁性粉体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。
さらに磁性粉体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。
【０００７】
磁性粉体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、やはり磁性粉体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ーに用いる場合も、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体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ー成分に対する磁性粉体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、このように磁性粉体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。
【０００８】
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。
【０００９】
この発明の目的は、薄肉化が可能で、かつ耐摩耗性に優れ、生産性にも優れた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、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耐久性に優れた車輪用軸受を提供することである。
【００１０】
【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、金属製の環状部材と、この環状部材に周方向に沿って設けられかつ周方向に多極に磁化した磁性部材とを備えた磁気エンコーダにおいて、前記環状部材が円筒部とこの円筒部の一端から外径側へ延びる立板部とでなる断面Ｌ字状であり、前記立板部が外または内向きの溝部を有する溝形に形成され、前記磁性部材が、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなり、かつこの合成樹脂塗料を前記環状部材の立板部の前記溝部内に塗り付けまたは盛り込んで焼き付けた塗料被膜であることを特徴とする。
【００１１】
前記合成樹脂塗料は、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含むものであっても良い。
前記合成樹脂塗料は、少なくとも塗膜形成主要素が粉体である粉体塗料であっても良い。
前記合成樹脂塗料の塗膜形成主要素は、エポキシ樹脂からなるものであっても良い。
前記合成樹脂塗料の塗膜形成主要素は、アクリル樹脂からなるものであっても良い。
前記合成樹脂塗料に混入される磁性粉体は、フェライト系磁性材料からなるものであっても良い。
前記合成樹脂塗料に混入される磁性粉体は、希土類系磁性材料からなるものであっても良い。
【００１２】
この構成の磁気エンコーダは、磁性部材に磁気センサを対面させて回転検出に使用される。この磁気エンコーダを回転させると、磁性部材の多極に磁化された各磁極の通過が磁気センサで検出され、パルスのかたちで回転が検出される。上記磁性部材は、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなるため、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。
【００１３】
すなわち、合成樹脂成分をバインダーとして磁性粉体を混入した塗料は、その樹脂成分の粉体と磁性粉体の組成比を調整しながらソルベント中で分散させたり、または粉体同士の乾式混合分散ができるため、塗料被膜中の磁性粉体や磁性粒子の相対的な含有率（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、磁性部材の磁性被膜厚を厚くする必要がない。
また、磁性粉体や磁性粒子の含有する塗料被膜製の磁性部材の製造では、エラストマーとは全く別の高分子物質に分類される合成樹脂（プラストマー) をバインダーとするため、加熱・加圧保持する加硫工程が不必要になる。このためエラストマーをバインダーに利用する場合に比べて、圧倒的に生産工程が簡略化できる。磁性部材となる塗料被膜の形成は一般的な塗工方法でよく、エラストマーやプラストマーでの賦形のための射出成形や圧縮成形等で用いる金型は不要になり、型などの摩耗による損傷問題や成形上の負荷の問題は完全に回避できる。
【００１４】
この発明の車輪用軸受は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に収容される複列の転動体と、前記内外の部材間の端部環状空間を密封するシール装置とを備える車輪用軸受において、この発明の前記いずれかの構成の磁気エンコーダが、前記シール装置の構成要素となるものである。
この構成の車輪用軸受によると、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、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、磁性粉体や磁性粒子を高含有した塗料被膜製のコーダである磁性部材の表面硬度は、従来の磁性粉体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軸受シール装置において、車両走行中に回転側の軸受シール装置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、磁性部材表面の摩耗損傷に大幅な低減効果がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図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、金属製の環状部材１１と、この環状部材１１の表面に周方向に沿って設けられ磁性部材１４とを備える。磁性部材１４は周方向に多極に磁化され、交互に磁極Ｎ，Ｓが形成されている。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に示すように磁性部材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。
【００１６】
この磁気エンコーダ１０は、磁性部材１４を磁性粉体の混入した合成樹脂塗料としたものである。磁極Ｎ，Ｓは、上記合成樹脂塗料の塗膜の形成後に着磁される。磁性部材１４の合成樹脂塗料は、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含むものであっても良い。一般的な塗料は、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含むものである。また、磁性部材１４の合成樹脂塗料は、少なくとも塗膜形成主要素が粉体であっても良い。
【００１７】
この明細書で言う「塗料」およびその成分について用語を説明する。
塗料は、塗膜形成要素と、塗膜形成助要素からなる。塗膜形成要素は、塗膜形成主要素と、これに必要に応じて設けられる塗膜形成副要素、および顔料とを含む。
塗膜形成主要素は、塗膜の主体となる成分であり、多くの場合、有機高分子である。
塗膜形成副要素は、塗膜の形成を助け、性能を向上させる目的で加える物質を言う。これには、可塑剤、乾燥剤、硬化剤、分散剤、皮張り防止剤、増粘剤、平坦化剤、たれ防止剤、防黴剤、紫外線吸収剤などがある。
顔料は、塗膜を着色し不透明性を与え、塗膜の機械的な性質を補強するために用いる。
塗膜生成助要素は、溶剤や希釈剤等の揮発成分を言う。
【００１８】
この磁性部材１４の合成樹脂塗料における塗膜形成主要素としての合成樹脂には、フェノール樹脂塗料（アルコール溶性フェノール樹脂塗料、油溶性フェノール樹脂塗料、カシュー樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、アミノアルキド樹脂塗料（メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂の単独もしくは混合) 、ビニル樹脂塗料（塩化ビニル樹脂塗料、ブチラール樹脂塗料、スチレン・ブタジエン樹脂塗料、ビニルゾル樹脂塗料）、塩化ゴム塗料、エポキシ樹脂塗料（エポキシ/ フェノール樹脂塗料、エポキシ/ アミノ樹脂塗料、エポキシ/ アルキド/ メラミン樹脂塗料、エポキシアルキド樹脂塗料、焼付けエポキシエステル塗料、常温乾燥エポキシエステル塗料、アミン硬化エポキシ塗料、エポキシコールタール塗料、エポキシイソシアネート塗料) 、アクリル樹脂塗料（熱可塑性アクリル樹脂塗料、熱硬化性アクリル樹脂塗料) 、不飽和ポリエステル樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料（油変性ポリウレタン樹脂塗料、湿気硬化性ポリウレタン樹脂塗料、ブロック型ポリウレタン樹脂塗料、ポリオール硬化性ポリウレタン樹脂塗料、ウレタン樹脂系紫外線硬化塗料) 、シリコーン樹脂塗料（純シリコーン樹脂塗料、アルキド変性シリコーン樹脂塗料、ポリエステル変性シリコーン樹脂塗料、アクリル変性シリコーン樹脂塗料、エポキシ変性シリコーン樹脂塗料) 、フッ素樹脂塗料などが使用できる。
【００１９】
また、磁性部材１４の合成樹脂塗料として、熱可塑性の粉体塗料、および熱硬化性の粉体塗料なども使用できる。熱可塑性粉体塗料としては、ポリエチレン系、塩化ビニル、ナイロンなどの熱可塑性樹脂を用いてもよい。熱硬化性粉体塗料としてはエポキシ系、エポキシ／ポリエステル系、ポリエステル／ウレタン系、アクリル系などの熱硬化性粉体塗料を用いてもよい。
粉体塗料は、塗膜形成助用途としての溶剤を含まない塗料のことである。粉体塗料は、より詳しくは、塗膜形成主要素、塗膜形成副要素、および顔料のいずれもが粉体で溶剤や希釈剤などの揮発成分としての塗膜成形助要素を含まない塗料のことである。
なお、「無溶剤塗料」と呼ばれるものもあり、これは塗膜形成主要素自体が液状で、溶剤を必要としない塗料のことである。磁性部材１４の合成樹脂塗料として、無溶剤塗料を使用しても良いが、これは上記の粉体塗料とは異なる。
【００２０】
磁性部材１４の合成樹脂塗料に混入する磁性粉体としては、バリウム系フェライト、ストロンチウム系フェライトなどのフェライト系磁性材料や、サマリウム鉄窒素、ネオジウム鉄ボロンなどの希土類系磁性材料を用いることができる。
【００２１】
環状部材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。
【００２２】
環状部材１１の形状は、磁性部材１４を内部に形成する溝部１１ｂを有する形状とされる。環状部材１１は、例えば図１に示すように、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字状の円環状とする。円筒部１１ａと立板部１１ｂとは、一体にプレス成形されたものである。立板部１１ｂは、溝形に形成されており、その溝部１１ｂａ内に磁性部材１４が形成されている。溝部１１ｂａは外向きとされている。
【００２３】
環状部材１１に対する磁性部材１４の形成は、塗布等による塗工および焼き付けにより行い、その後に着磁を行う。例えば、磁性部材１４の形成は、環状部材１１の溝部１１ｂａに磁性粉体とソルベントを含む合成樹脂塗料を塗り付け、ソルベント風乾後、焼き付けて塗料被膜製の磁性部材１４とする。なお、試作によると、磁性粉体を含む合成樹脂塗料を塗り付け、風乾．焼き付けて形成した塗料被膜製の磁性部材１４の表面は、一般的な塗膜状となり自由表面を有する非常に平滑な面が形成された。
【００２４】
磁性部材１４の形成は、上記の方法の他に、環状部材１１の溝部分１１ｂａに磁性粉体と合成樹脂からなる粉体塗料を盛り込み、その後、焼き付けて塗料被膜製の磁性部材１４としても良い。試作により、磁性粉体と合成樹脂からなる粉体塗料を盛り込み、その後、焼き付けて形成した塗料被膜製の磁性部材１４の表面も、一般的な塗膜状となり自由表面を有する非常に平滑な面が形成された。
【００２５】
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、磁性部材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、磁性部材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。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。
磁性部材１４は、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなるため、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。
【００２６】
すなわち、合成樹脂成分をバインダーとして磁性粉体を混入した塗料は、その樹脂成分の粉体と磁性粉体の組成比を調整しながらソルベント中で分散させたり、または粉体同士の乾式混合分散ができるため、塗料被膜中の磁性粉体や磁性粒子の相対的な含有率（体積分率）を上げられる。このため、磁気センサ１５に安定してセンシングされる磁力が容易に得られ、磁性部材１４の磁性被膜厚を厚くする必要がない。
また、磁性粉体や磁性粒子の含有する塗料被膜製の磁性部材１４の製造では、たとえば岩波理化学辞典・第４版（（株）岩波書店刊行）に記載されているように、明らかにエラストマーとは全く別の高分子物質に分類される合成樹脂（プラストマー) をバインダーとするため、加熱・加圧保持する加硫工程が不必要になる。このためエラストマーをバインダーに利用する場合に比べて、圧倒的に生産工程が簡略化できる。磁性部材１４となる塗料被膜の形成は一般的な塗工方法でよく、エラストマーやプラストマーでの賦形のための射出成形や圧縮成形等で用いる金型は不要になり、型などの摩耗による損傷問題や成形上の負荷の問題は完全に回避できる。
さらに磁性粉体や磁性粒子を高含有した塗料被膜製の磁性部材１４の表面硬度は、従来の磁性粉体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磁性部材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、磁性部材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。
【００２７】
つぎに、この磁気エンコーダ１０を具備する車輪用軸受の一例、およびそのシール装置５の例を、図４，図５と共に説明する。図５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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図４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、磁気エンコーダ１０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。
シール装置５の詳細を説明すると、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の金属板製の環状部材１１，１２を有する。これら環状部材１１，１２は、各々内方部材１および外方部材２に圧入状態に嵌合させることで取付けられている。両環状部材１１，１２は、各々円筒部１１ａ，１２ａと立板部１１ｂ，１２ｂとでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向する。
第１の環状部材１１は、内方部材１および外方部材２のうちの回転側の部材である内方部材１に嵌合され、スリンガとなる。第１の環状部材１１は、磁気エンコーダ１０における環状部材である。この磁気エンコーダ１０における磁性部材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。
【００３１】
第２の環状部材１２は、上記シール部材９（図３）を構成する部材であり、第１の環状部材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の環状部材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４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の環状部材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の環状部材１２と外方部材２との嵌合部に介在する。
【００３２】
第２の環状部材１２の円筒部１２ａと第１の環状部材１１の立板部１１ｂの先端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。
【００３３】
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の磁性部材１４は合成樹脂塗料からなるものであって硬質であるため、磁性部材１４の表面の摩耗損傷は従来の弾性体性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の磁性部材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の環状部材１２に設けられた各シールリップ１６ａ〜１６ｃの摺接と、第２の環状部材１２の円筒部１２ａに第１の環状部材１１の立板部１１ｂの先端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。
【００３４】
なお、上記実施形態において、磁気エンコーダ１０の環状部材１１は、鋼板プレス成形品製としたが、図６に示すように、磁気エンコーダ１０の環状部材１１は、鋼材等の削り出し品からなるものとしても良い。同図の例の環状部材１１は立板部１１ｂの溝部１１ｂａを切削加工溝としている。
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、磁性部材１４を、前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。その場合、環状部材１１は非磁性体製のものとすることが好ましい。
【００３５】
また、この発明の磁気エンコーダは、軸受のシール装置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は別に軸受に設けても良い。
【００３６】
【発明の効果】
この発明の磁気エンコーダは、金属製の環状部材と、この環状部材に周方向に沿って設けられかつ周方向に多極に磁化した磁性部材とを備えた磁気エンコーダにおいて、前記環状部材が円筒部とこの円筒部の一端から外径側へ延びる立板部とでなる断面Ｌ字状であり、前記立板部が外または内向きの溝部を有する溝形に形成され、前記磁性部材が、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなり、かつこの合成樹脂塗料を前記環状部材の立板部の前記溝部内に塗り付けまたは盛り込んで焼き付けた塗料被膜であるため、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、コーダ部分となる磁性部材の製造においても、簡便な塗装工程で行えることから、従来のエラストマーや弾性部材のコーダ使用のものに比べて、生産工程を大幅に簡略することができる。
この発明の車輪用軸受は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に収容される複列の転動体と、前記内外の部材間の端部環状空間を密封するシール装置とを備える車輪用軸受において、この発明の磁気エンコーダを前記シール装置の構成要素としたため、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、しかも回転検出のための磁気エンコーダの耐久性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一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】 同シール装置を備えた車輪用軸受の部分断面図である。
【図５】 同車輪用軸受の全体の断面図である。
【図６】 この発明の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。
【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…環状部材
１４…磁性部材
１５…磁気センサ
２０…回転検出装置
【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、およびこれを具備する車輪用軸受に関し、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、使われている軸受に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公報第２８１６７８３号には、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体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、公開平６−２８１０１８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】
磁性粉体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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のうち、特許公報第２８１６７８３号や公開平６−２８１０１８号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体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、磁性粉体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ーに用いる場合、コーダ形状に賦形前に必ず磁性粉体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ー成分に対する磁性粉体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。
【０００６】
また、 磁性粉体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。
さらに磁性粉体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。
【０００７】
磁性粉体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、やはり磁性粉体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ーに用いる場合も、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体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ー成分に対する磁性粉体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、このように磁性粉体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。
【０００８】
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。
【０００９】
この発明の目的は、薄肉化が可能で、かつ耐摩耗性に優れ、生産性にも優れた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、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耐久性に優れた車輪用軸受を提供することである。
【００１０】
【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、金属製の環状部材と、この環状部材に周方向に沿って設けられかつ周方向に多極に磁化した磁性部材とを備えた磁気エンコーダにおいて、前記環状部材が円筒部とこの円筒部の一端から外径側へ延びる立板部とでなる断面Ｌ字状であり、前記立板部が外または内向きの溝部を有する溝形に形成され、前記磁性部材が、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなり、かつこの合成樹脂塗料を前記環状部材の立板部の前記溝部内に塗り付けまたは盛り込んで焼き付けた塗料被膜であることを特徴とする。
【００１１】
前記合成樹脂塗料は、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含むものであっても良い。
前記合成樹脂塗料は、少なくとも塗膜形成主要素が粉体である粉体塗料であっても良い。
前記合成樹脂塗料の塗膜形成主要素は、エポキシ樹脂からなるものであっても良い。
前記合成樹脂塗料の塗膜形成主要素は、アクリル樹脂からなるものであっても良い。
前記合成樹脂塗料に混入される磁性粉体は、フェライト系磁性材料からなるものであっても良い。
前記合成樹脂塗料に混入される磁性粉体は、希土類系磁性材料からなるものであっても良い。
【００１２】
この構成の磁気エンコーダは、磁性部材に磁気センサを対面させて回転検出に使用される。この磁気エンコーダを回転させると、磁性部材の多極に磁化された各磁極の通過が磁気センサで検出され、パルスのかたちで回転が検出される。上記磁性部材は、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなるため、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。
【００１３】
すなわち、合成樹脂成分をバインダーとして磁性粉体を混入した塗料は、その樹脂成分の粉体と磁性粉体の組成比を調整しながらソルベント中で分散させたり、または粉体同士の乾式混合分散ができるため、塗料被膜中の磁性粉体や磁性粒子の相対的な含有率（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、磁性部材の磁性被膜厚を厚くする必要がない。
また、磁性粉体や磁性粒子の含有する塗料被膜製の磁性部材の製造では、エラストマーとは全く別の高分子物質に分類される合成樹脂（プラストマー) をバインダーとするため、加熱・加圧保持する加硫工程が不必要になる。このためエラストマーをバインダーに利用する場合に比べて、圧倒的に生産工程が簡略化できる。磁性部材となる塗料被膜の形成は一般的な塗工方法でよく、エラストマーやプラストマーでの賦形のための射出成形や圧縮成形等で用いる金型は不要になり、型などの摩耗による損傷問題や成形上の負荷の問題は完全に回避できる。
【００１４】
この発明の車輪用軸受は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に収容される複列の転動体と、前記内外の部材間の端部環状空間を密封するシール装置とを備える車輪用軸受において、この発明の前記いずれかの構成の磁気エンコーダが、前記シール装置の構成要素となるものである。
この構成の車輪用軸受によると、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、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、磁性粉体や磁性粒子を高含有した塗料被膜製のコーダである磁性部材の表面硬度は、従来の磁性粉体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軸受シール装置において、車両走行中に回転側の軸受シール装置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、磁性部材表面の摩耗損傷に大幅な低減効果がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図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、金属製の環状部材１１と、この環状部材１１の表面に周方向に沿って設けられ磁性部材１４とを備える。磁性部材１４は周方向に多極に磁化され、交互に磁極Ｎ，Ｓが形成されている。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に示すように磁性部材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。
【００１６】
この磁気エンコーダ１０は、磁性部材１４を磁性粉体の混入した合成樹脂塗料としたものである。磁極Ｎ，Ｓは、上記合成樹脂塗料の塗膜の形成後に着磁される。磁性部材１４の合成樹脂塗料は、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含むものであっても良い。一般的な塗料は、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含むものである。また、磁性部材１４の合成樹脂塗料は、少なくとも塗膜形成主要素が粉体であっても良い。
【００１７】
この明細書で言う「塗料」およびその成分について用語を説明する。
塗料は、塗膜形成要素と、塗膜形成助要素からなる。塗膜形成要素は、塗膜形成主要素と、これに必要に応じて設けられる塗膜形成副要素、および顔料とを含む。
塗膜形成主要素は、塗膜の主体となる成分であり、多くの場合、有機高分子である。
塗膜形成副要素は、塗膜の形成を助け、性能を向上させる目的で加える物質を言う。これには、可塑剤、乾燥剤、硬化剤、分散剤、皮張り防止剤、増粘剤、平坦化剤、たれ防止剤、防黴剤、紫外線吸収剤などがある。
顔料は、塗膜を着色し不透明性を与え、塗膜の機械的な性質を補強するために用いる。
塗膜生成助要素は、溶剤や希釈剤等の揮発成分を言う。
【００１８】
この磁性部材１４の合成樹脂塗料における塗膜形成主要素としての合成樹脂には、フェノール樹脂塗料（アルコール溶性フェノール樹脂塗料、油溶性フェノール樹脂塗料、カシュー樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、アミノアルキド樹脂塗料（メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂の単独もしくは混合) 、ビニル樹脂塗料（塩化ビニル樹脂塗料、ブチラール樹脂塗料、スチレン・ブタジエン樹脂塗料、ビニルゾル樹脂塗料）、塩化ゴム塗料、エポキシ樹脂塗料（エポキシ/ フェノール樹脂塗料、エポキシ/ アミノ樹脂塗料、エポキシ/ アルキド/ メラミン樹脂塗料、エポキシアルキド樹脂塗料、焼付けエポキシエステル塗料、常温乾燥エポキシエステル塗料、アミン硬化エポキシ塗料、エポキシコールタール塗料、エポキシイソシアネート塗料) 、アクリル樹脂塗料（熱可塑性アクリル樹脂塗料、熱硬化性アクリル樹脂塗料) 、不飽和ポリエステル樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料（油変性ポリウレタン樹脂塗料、湿気硬化性ポリウレタン樹脂塗料、ブロック型ポリウレタン樹脂塗料、ポリオール硬化性ポリウレタン樹脂塗料、ウレタン樹脂系紫外線硬化塗料) 、シリコーン樹脂塗料（純シリコーン樹脂塗料、アルキド変性シリコーン樹脂塗料、ポリエステル変性シリコーン樹脂塗料、アクリル変性シリコーン樹脂塗料、エポキシ変性シリコーン樹脂塗料) 、フッ素樹脂塗料などが使用できる。
【００１９】
また、磁性部材１４の合成樹脂塗料として、熱可塑性の粉体塗料、および熱硬化性の粉体塗料なども使用できる。熱可塑性粉体塗料としては、ポリエチレン系、塩化ビニル、ナイロンなどの熱可塑性樹脂を用いてもよい。熱硬化性粉体塗料としてはエポキシ系、エポキシ／ポリエステル系、ポリエステル／ウレタン系、アクリル系などの熱硬化性粉体塗料を用いてもよい。
粉体塗料は、塗膜形成助用途としての溶剤を含まない塗料のことである。粉体塗料は、より詳しくは、塗膜形成主要素、塗膜形成副要素、および顔料のいずれもが粉体で溶剤や希釈剤などの揮発成分としての塗膜成形助要素を含まない塗料のことである。
なお、「無溶剤塗料」と呼ばれるものもあり、これは塗膜形成主要素自体が液状で、溶剤を必要としない塗料のことである。磁性部材１４の合成樹脂塗料として、無溶剤塗料を使用しても良いが、これは上記の粉体塗料とは異なる。
【００２０】
磁性部材１４の合成樹脂塗料に混入する磁性粉体としては、バリウム系フェライト、ストロンチウム系フェライトなどのフェライト系磁性材料や、サマリウム鉄窒素、ネオジウム鉄ボロンなどの希土類系磁性材料を用いることができる。
【００２１】
環状部材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。
【００２２】
環状部材１１の形状は、磁性部材１４を内部に形成する溝部１１ｂを有する形状とされる。環状部材１１は、例えば図１に示すように、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字状の円環状とする。円筒部１１ａと立板部１１ｂとは、一体にプレス成形されたものである。立板部１１ｂは、溝形に形成されており、その溝部１１ｂａ内に磁性部材１４が形成されている。溝部１１ｂａは外向きとされている。
【００２３】
環状部材１１に対する磁性部材１４の形成は、塗布等による塗工および焼き付けにより行い、その後に着磁を行う。例えば、磁性部材１４の形成は、環状部材１１の溝部１１ｂａに磁性粉体とソルベントを含む合成樹脂塗料を塗り付け、ソルベント風乾後、焼き付けて塗料被膜製の磁性部材１４とする。なお、試作によると、磁性粉体を含む合成樹脂塗料を塗り付け、風乾．焼き付けて形成した塗料被膜製の磁性部材１４の表面は、一般的な塗膜状となり自由表面を有する非常に平滑な面が形成された。
【００２４】
磁性部材１４の形成は、上記の方法の他に、環状部材１１の溝部分１１ｂａに磁性粉体と合成樹脂からなる粉体塗料を盛り込み、その後、焼き付けて塗料被膜製の磁性部材１４としても良い。試作により、磁性粉体と合成樹脂からなる粉体塗料を盛り込み、その後、焼き付けて形成した塗料被膜製の磁性部材１４の表面も、一般的な塗膜状となり自由表面を有する非常に平滑な面が形成された。
【００２５】
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、磁性部材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、磁性部材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。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。
磁性部材１４は、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなるため、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。
【００２６】
すなわち、合成樹脂成分をバインダーとして磁性粉体を混入した塗料は、その樹脂成分の粉体と磁性粉体の組成比を調整しながらソルベント中で分散させたり、または粉体同士の乾式混合分散ができるため、塗料被膜中の磁性粉体や磁性粒子の相対的な含有率（体積分率）を上げられる。このため、磁気センサ１５に安定してセンシングされる磁力が容易に得られ、磁性部材１４の磁性被膜厚を厚くする必要がない。
また、磁性粉体や磁性粒子の含有する塗料被膜製の磁性部材１４の製造では、たとえば岩波理化学辞典・第４版（（株）岩波書店刊行）に記載されているように、明らかにエラストマーとは全く別の高分子物質に分類される合成樹脂（プラストマー) をバインダーとするため、加熱・加圧保持する加硫工程が不必要になる。このためエラストマーをバインダーに利用する場合に比べて、圧倒的に生産工程が簡略化できる。磁性部材１４となる塗料被膜の形成は一般的な塗工方法でよく、エラストマーやプラストマーでの賦形のための射出成形や圧縮成形等で用いる金型は不要になり、型などの摩耗による損傷問題や成形上の負荷の問題は完全に回避できる。
さらに磁性粉体や磁性粒子を高含有した塗料被膜製の磁性部材１４の表面硬度は、従来の磁性粉体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磁性部材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、磁性部材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。
【００２７】
つぎに、この磁気エンコーダ１０を具備する車輪用軸受の一例、およびそのシール装置５の例を、図４，図５と共に説明する。図５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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図４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、磁気エンコーダ１０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。
シール装置５の詳細を説明すると、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の金属板製の環状部材１１，１２を有する。これら環状部材１１，１２は、各々内方部材１および外方部材２に圧入状態に嵌合させることで取付けられている。両環状部材１１，１２は、各々円筒部１１ａ，１２ａと立板部１１ｂ，１２ｂとでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向する。
第１の環状部材１１は、内方部材１および外方部材２のうちの回転側の部材である内方部材１に嵌合され、スリンガとなる。第１の環状部材１１は、磁気エンコーダ１０における環状部材である。この磁気エンコーダ１０における磁性部材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。
【００３１】
第２の環状部材１２は、上記シール部材９（図３）を構成する部材であり、第１の環状部材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の環状部材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４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の環状部材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の環状部材１２と外方部材２との嵌合部に介在する。
【００３２】
第２の環状部材１２の円筒部１２ａと第１の環状部材１１の立板部１１ｂの先端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。
【００３３】
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の磁性部材１４は合成樹脂塗料からなるものであって硬質であるため、磁性部材１４の表面の摩耗損傷は従来の弾性体性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の磁性部材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の環状部材１２に設けられた各シールリップ１６ａ〜１６ｃの摺接と、第２の環状部材１２の円筒部１２ａに第１の環状部材１１の立板部１１ｂの先端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。
【００３４】
なお、上記実施形態において、磁気エンコーダ１０の環状部材１１は、鋼板プレス成形品製としたが、図６に示すように、磁気エンコーダ１０の環状部材１１は、鋼材等の削り出し品からなるものとしても良い。同図の例の環状部材１１は立板部１１ｂの溝部１１ｂａを切削加工溝としている。
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、磁性部材１４を、前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。その場合、環状部材１１は非磁性体製のものとすることが好ましい。
【００３５】
また、この発明の磁気エンコーダは、軸受のシール装置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は別に軸受に設けても良い。
【００３６】
【発明の効果】
この発明の磁気エンコーダは、金属製の環状部材と、この環状部材に周方向に沿って設けられかつ周方向に多極に磁化した磁性部材とを備えた磁気エンコーダにおいて、前記環状部材が円筒部とこの円筒部の一端から外径側へ延びる立板部とでなる断面Ｌ字状であり、前記立板部が外または内向きの溝部を有する溝形に形成され、前記磁性部材が、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなり、かつこの合成樹脂塗料を前記環状部材の立板部の前記溝部内に塗り付けまたは盛り込んで焼き付けた塗料被膜であるため、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、コーダ部分となる磁性部材の製造においても、簡便な塗装工程で行えることから、従来のエラストマーや弾性部材のコーダ使用のものに比べて、生産工程を大幅に簡略することができる。
この発明の車輪用軸受は、内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に収容される複列の転動体と、前記内外の部材間の端部環状空間を密封するシール装置とを備える車輪用軸受において、この発明の磁気エンコーダを前記シール装置の構成要素としたため、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、しかも回転検出のための磁気エンコーダの耐久性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一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】 同シール装置を備えた車輪用軸受の部分断面図である。
【図５】 同車輪用軸受の全体の断面図である。
【図６】 この発明の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。
【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…環状部材
１４…磁性部材
１５…磁気センサ
２０…回転検出装置
Claims (8)
- 金属製の環状部材と、この環状部材に周方向に沿って設けられかつ周方向に多極に磁化した磁性部材とを備えた磁気エンコーダにおいて、
前記環状部材が円筒部とこの円筒部の一端から外径側へ延びる立板部とでなる断面Ｌ字状であり、前記立板部が外または内向きの溝部を有する溝形に形成され、前記磁性部材が、磁性粉体の混入した合成樹脂塗料からなり、かつこの合成樹脂塗料を前記環状部材の立板部の前記溝部内に塗り付けまたは盛り込んで焼き付けた塗料被膜であることを特徴とする磁気エンコーダ。 - 前記合成樹脂塗料が、塗膜形成主要素と、溶剤または希釈剤とを含む請求項１に記載の磁気エンコーダ。
- 前記合成樹脂塗料が、少なくとも塗膜形成主要素が粉体である粉体塗料とした請求項１に記載の磁気エンコーダ。
- 前記合成樹脂塗料の塗膜形成主要素がエポキシ樹脂からなる請求項２または請求項３に記載の磁気エンコーダ。
- 前記合成樹脂塗料の塗膜形成主要素がアクリル樹脂からなる請求項２または請求項３に記載の磁気エンコーダ。
- 前記合成樹脂塗料に混入される磁性粉体がフェライト系磁性材料からなる請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の磁気エンコーダ。
- 前記合成樹脂塗料に混入される磁性粉体が希土類系磁性材料からなる請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の磁気エンコーダ。
- 内方部材および外方部材と、これら内外の部材間に収容される複列の転動体と、前記内外の部材間の端部環状空間を密封するシール装置とを備える車輪用軸受において、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の磁気エンコーダが、前記シール装置の構成要素となるものとした車輪用軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223876A JP4024496B2 (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223876A JP4024496B2 (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
Related Child Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006233179A Division JP4024823B2 (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
| JP2006233178A Division JP4024822B2 (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
| JP2006233176A Division JP2007033455A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
| JP2006233177A Division JP4024821B2 (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003035565A JP2003035565A (ja) | 2003-02-07 |
| JP4024496B2 true JP4024496B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=19057132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001223876A Expired - Fee Related JP4024496B2 (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4024496B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4417080B2 (ja) | 2003-11-28 | 2010-02-17 | 富士重工業株式会社 | エンコーダシール構造 |
| USRE48526E1 (en) | 2004-01-22 | 2021-04-20 | Nsk Ltd. | Magnetic encoder and bearing |
| JP2005241289A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Nsk Ltd | 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 |
| WO2006027845A1 (ja) | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Ntn Corporation | 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受 |
| JP2006098159A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Ntn Corp | 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受装置 |
| JP4706271B2 (ja) * | 2005-02-01 | 2011-06-22 | 日本精工株式会社 | 磁気エンコーダ及び転がり軸受ユニット |
| WO2006115162A1 (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Ntn Corporation | 回転センサ付き軸受 |
| DE102007050256B4 (de) | 2007-10-20 | 2019-05-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Lagerbestandteil mit einem Encoderelement zur Anzeige einer Stellung oder Bewegung des Lagerbestandteils |
| JP2008083064A (ja) * | 2007-11-30 | 2008-04-10 | Ntn Corp | 車輪用軸受 |
| JP2008083066A (ja) * | 2007-12-05 | 2008-04-10 | Ntn Corp | 車輪用軸受 |
| CN113669364B (zh) * | 2021-08-03 | 2023-02-21 | 人本股份有限公司 | 轮毂轴承结构 |
-
2001
- 2001-07-25 JP JP2001223876A patent/JP4024496B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003035565A (ja) | 2003-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2007033455A (ja) | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 | |
| KR100924717B1 (ko) | 자기 엔코더 및 이를 구비한 차륜용 베어링 | |
| US7350976B2 (en) | Bearing for a wheel of vehicle | |
| US20100296759A1 (en) | Encoder element for displaying an adjustment or movement of a bearing constituent | |
| JP4024496B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 | |
| JP2004270872A (ja) | 車輪用軸受 | |
| JP2004037441A (ja) | 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受 | |
| EP1788359B1 (en) | Magnetic encoder and bearing for wheel comprising same | |
| US8054064B2 (en) | Sensor holder with a wheel bearing apparatus incorporated with a wheel speed detecting apparatus including an annular fitting member in the sensor holder and a seal positioned between the annular fitting member and an outer circumference of an inner ring | |
| JP4024823B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 | |
| JP2008083064A (ja) | 車輪用軸受 | |
| JP4024822B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 | |
| JP4024821B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびこれを具備する車輪用軸受 | |
| JP2004084925A (ja) | 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受 | |
| JP4361003B2 (ja) | 車輪用軸受 | |
| JP2004085534A (ja) | 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受 | |
| JP3967353B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびそれを備えた軸受 | |
| JP4312149B2 (ja) | 磁気エンコーダ付き軸受および車輪用軸受 | |
| JP3881359B2 (ja) | 軸受のシール装置 | |
| JP4408798B2 (ja) | 磁気エンコーダ付き軸受および車輪用軸受 | |
| JP4037406B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびそれを備えた軸受 | |
| JP4498330B2 (ja) | 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受 | |
| JP4319135B2 (ja) | 車輪用軸受 | |
| JP2004084926A (ja) | 車輪用軸受 | |
| JP2021080996A (ja) | エンコーダ付きスリンガ及びその製造方法、並びに、ハブユニット軸受 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041124 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070424 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070622 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071002 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071003 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101012 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111012 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121012 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121012 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131012 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |