JP4682532B2 - 磁気エンコーダ及びその製造方法、並びに当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受 - Google Patents

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、固定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。一般に固定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固定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ゴム磁石と固定部材との間に熱伸張差が生じるが、ゴム磁石の弾性により熱伸張差が吸収されて、ゴム磁石の固定部材に対する固着性が維持される。これにより、ゴム磁石が固定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なっており、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、ゴム磁石の弾性および耐衝撃性が低下して熱伸張差の吸収作用が損なわれるので、ゴム磁石が固定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磁性体粉とバインダである樹脂材料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、ゴム磁石のように加硫接着法により固定部材に接合させるという手法を採ることができないため、通常、単純に接着剤等により接合するか、インサート成形法により固定部材と一体的に成形（接合）するという手法が採られる。しかしながら、いずれの方法によっても、バインダである樹脂材料の種類によっては、加硫接着と同等の接着強度を得ることができない場合があった。そして、このような場合には、上述の過酷な使用環境下においては、プラスチック磁石が固定部材から剥離して脱落する虞があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁石が固定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。

上記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（１）〜（４）を特徴としている。

（１） 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と、
前記磁石を接着され且つ回転体に固定されるスリンガと、
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熱可塑性樹脂とを含有し、さらに、接着性改質材としてグリシジルメタクリレートから導かれる繰り返し単位を有する共重合体を含有しており、かつ、前記スリンガのフランジ部にエポキシ樹脂系接着剤により接着されていることを特徴とする磁気エンコーダ。

（２） 上記（１）に記載の磁気エンコーダであって、
前記磁石が、前記磁性体粉を６０〜８０体積％含有していること。

（３） 上記（１）または（２）に記載の磁気エンコーダであって、
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一の磁性体粉であること。

（４） 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と、前記磁石を接着され且つ回転体に固定されるスリンガとを備える磁気エンコーダの製造方法であって、
磁性体粉と、前記磁性体粉のバインダとしての熱可塑性樹脂と、接着性改質材としてのグリシジルメタクリレートから導かれる繰り返し単位を有する共重合体とを含有する磁石材料を、フランジ部にエポキシ樹脂系接着剤が予め塗布された前記スリンガをコアとするインサート成形を行い接着することを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る磁気エンコーダを備えた転がり軸受は下記の（５）を特徴としている。

（５） 上記（１）から（３）のいずれかに記載の磁気エンコーダを備えたこと。

上記構成の磁気エンコーダによれば、磁気エンコーダの磁石に、磁性体粉およびバインダである熱可塑性樹脂に加えて接着性改質材が含有されているので、固定部材に対する磁石の接着性を高め、固定部材と磁石との接合強度を高めることができる。

また、磁気エンコーダの磁石を、磁性体粉と該磁性体粉のバインダとして熱可塑性樹脂とを含む磁石材料から形成するようにしており、磁石を磁場中で射出成形することにより磁石に含有される磁性体粉を磁場配向させることができる。一般に磁場配向は機械配向に比べ磁性体粉の配向度を高くすることができ、よって、磁石の磁気特性を向上させることができる。

尚、射出成形に用いる磁石材料は、例えば、ベースとなる熱可塑性樹脂と接着性改質材とを押出機内で溶融ブレンドし、そこに磁性体粉を適量添加することにより得られる。

そして、前記接着性改質材としてグリシジルメタクリレートから導かれる繰り返し単位を有する共重合体を用いており、グリシジルメタクリレートは反応サイトとして極めて反応性に富むエポキシ基を有しているため接着性改質効果が著しく、固定部材に対する磁石の接着性を高め、固定部材と磁石との接合強度を高めることができる。

グリシジルメタクリレートから導かれる繰り返し単位を有する共重合体として、例えば、グリシジルメタクリレートとエチレンとの二元共重合体、グリシジルメタクリレートとエチレンと酢酸ビニルとの三元共重合体、グリシジルメタクリレートとエチレンとアクリル酸メチルとの三元共重合体、エチレンとアクリル酸エステルと無水マレイン酸との三元共重合体、などを好適に用いることができる。中でも、グリシジルメタクリレートを一成分とする二元、若しくは三元共重合体の接着性改質効果は著しく、特に好ましい。これらの接着性改質材は、磁石（より詳細には、ベースとなる熱可塑性樹脂）の接着性を向上させると共に強化材としても作用するため、上記の接着性改質材を添加された磁石は、未添加の磁石と比べて、耐衝撃性にも優れる。

尚、共重合体におけるグリシジルメタクリレートの含有量は５〜１５重量％であり、該共重合体からなる接着性改質材の配合量は、ベースとなる熱可塑性樹脂に対して０．１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。０．１重量％未満の場合には、絶対量が少なすぎるために十分な接着性改善効果が期待できない。また、１０重量％を超える場合には、磁石全体の機械的強度や耐熱性の低下などの悪影響が顕在化するため好ましくない。

そして、磁性体粉の含有量を６０〜８０体積％としており、磁石の磁気特性を向上させると共に機械的強度を確保して、磁気エンコーダの信頼性を高めることができる。磁性体粉の含有率が６０体積％未満の場合には、磁石の磁気特性を十分に確保するに至らず、さらに狭ピッチで多極に着磁させることが困難となる。また、磁性体粉の含有量が８０体積％を越える場合には、バインダ量が不足して磁石全体の機械的強度が低下すると共に成形が困難となる。

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―鉄等の希土類の磁性粉を用いることができ、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。

磁石の磁気特性としては、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）で１．３〜１５ＭＧＯｅ、より好ましくは１．８〜１２ＭＧＯｅの範囲である。最大エネルギー積が１．３ＭＧＯｅ未満の場合は、磁気特性が低すぎるためにセンサを磁石にかなり接近させて配置する必要があり、実用的でない。また、最大エネルギー積が１５ＭＧＯｅを越える場合は、過剰な磁気特性を有すると共に安価なフェライトを主成分とした組成では達成不能であり、ネオジウム―鉄―ボロン等の高価な希土類磁性体粉を多量に配合する必要があり、且つ成形性も悪く実用性が低い。

本発明によれば、磁石が固定部材から脱落することを確実に防止すると共に、磁石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における点線円IIで囲まれた部分を示す拡大断面図、図３は図１における磁気エンコーダの磁石の着磁パターンを示す模式図、図４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付けられた転がり軸受の断面図、図５は図４における磁気エンコーダの固定部材であるスリンガの平面図、図６は図５におけるVI−VI矢視断面と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図７は図５におけるVII−VII矢視断面と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図８は図４に示す磁気エンコーダの固定部材であるスリンガの変形例を示す平面図、図９は図８におけるIX−IX矢視断面と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図１０は図４における磁気エンコーダの固定部材であるスリンガの変形例を示す平面図、図１１は図１０におけるXI-XI矢視断面図と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図、図１２は図１１におけるスリンガの変形例を示す要部拡大断面図、図１３は本発明に係る第３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、図１４は図１３におけるハブユニットの変形例を示す断面図である。

図１から図３に示すように、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１５と、磁気エンコーダ１６とを備えている。密封装置１５は、外輪１１の内周面に装着されたシール部材２０と、シール部材２０よりも軸受外方に配置され且つ内輪１２の外周面に固定されたスリンガ４０とを有しており、シール部材２０とスリンガ４０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１６は、磁石３０と、スリンガ４０と、から構成されており、磁石３０はスリンガ４０を固定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４０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４１と、嵌合部４１の片側端部から半径方向に展開した鍔状のフランジ部４２と、を有している。フランジ部４２の軸受外方に面する端面（以後、接合面と称する。）４２ａ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）を変化させる磁石３０が接合されている。尚、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、磁石３０の固定部材であるスリンガ４０を磁性金属材料から形成することにより、磁石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、磁気エンコーダ１６による内輪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２０は、断面略Ｌ字形の円環状に形成された芯金２１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２２を補強して構成されており、外輪１１に内嵌して装着されている。シールリップ２２の先端部は複数の摺接部に分岐しており、各摺接部は、スリンガ４０のフランジ部４２の軸受内方に面する端面、または嵌合部４１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。

磁石３０は、断面略矩形の円環状に成形されており、且つ円周方向に等間隔にＮ極とＳ極とを交互に（即ち、多極に）着磁されている。磁石３０は、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熱可塑性樹脂を含有し、さらにスリンガ４０との接着性を向上させるための接着性改質材を適宜添加された磁石材料から形成されており、軸方向（厚み方向）に磁場をかけた状態で射出成形されてアキシャル異方性とされている。尚、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を例示することができるが、融雪剤として使用される塩化カルシウムと水とが一緒に磁気エンコーダにかかり、塩化カルシウムの加水発熱により磁石の磁気特性が低下する虞があるので、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、またはポリフェニレンサルファイドを用いることが好ましい。

磁石３０は、スリンガ４０のフランジ部４２の接合面４２ａに接着されて内輪１２と共に回転する。内輪１２が一回転する間に、磁石３０近傍の一点における磁束密度は、磁石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、磁石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。

上述した転がり軸受１０によれば、磁気エンコーダ１６の磁石３０は、添加された接着性改質材の効果により、固定部材であるスリンガ４０に単純に接着剤を用いて接合された場合にも、接着剤・磁石３０間には、実用上必要にして充分な接着力が確保され、剥離等の問題が生じることもない。尚、接着剤としては、機械的強度、接着力、耐熱性、耐薬品性に優れ、磁石３０およびスリンガ４０の双方に対して非常に大きな接着力を発揮するエポキシ樹脂接着剤が好適に用いられる。特に、エポキシ樹脂接着剤は、グリシジルメタクリレートを一成分とする共重合体に対して非常に高い接着力を発揮し、これを含むプラスチック磁石−エポキシ樹脂接着剤−スリンガの構成とすることにより、極めて高い信頼性の磁気エンコーダを得ることができる。

また、磁石３０の固定部材をスリンガ４０として磁気エンコーダ１６を構成したので、密封装置１５と磁気エンコーダ１６とでスリンガ４０を共有することができ、別途固定部材を設ける必要がなく、転がり軸受の部品点数を削減すると共に、転がり軸受の組み立ても容易とすることができる。

尚、本発明に係る磁気エンコーダは、接着剤の使用に加えてインサート成形法により磁石と固定部材とを接合してもよい。そこで、図４から図７を参照して、本発明に係る第２実施形態である転がり軸受１００を説明する。転がり軸受１００は、上述した転がり軸受１０における磁気エンコーダ１６の磁石３０およびスリンガ４０の細部を異にし、両者を接着剤の使用に加えてインサート成形により接合したものであって、その他の構成は同一であるので、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。

図４から図７に示すように、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転がり軸受１００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１５と、磁気エンコーダ１６とを備えている。密封装置１５は、外輪１１の内周面に装着されたシール部材２０と、シール部材２０よりも軸受外方に配置され且つ内輪１２の外周面に固定されたスリンガ４０とを有しており、シール部材２０とスリンガ４０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１６は、磁石３０と、スリンガ４０と、から構成されており、磁石３０はスリンガ４０を固定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４０のフランジ部４２の外周縁部には、円周方向に等間隔に複数の切欠き溝４３が形成されており、また、またフランジ部４２の半径方向中央部の円周上には、円周方向に等間隔に複数の貫通孔４４が形成されている。

磁気エンコーダ１６の磁石３０は、スリンガ４０をコアとしてインサート成形されている。フランジ部４２の接合面４２ａには予め接着材が塗布され、この状態でスリンガ４０は磁石３０を射出成形するための金型中に保持され、溶融した磁石材料が充填される。当該金型には、フランジ部４２の接合面４２ａに隣接して断面略矩形状の円環状の第１キャビティが設けられており、また、フランジ部４２の接合面４２ａとは反対側の端面に隣接し且つフランジ部４２の外周縁部に形成された切欠き溝４３を介して前記第１キャビティと連通する円環状の第２キャビティが設けられている。

溶融した磁石材料は、前記第１キャビティ、前記第２キャビティ、さらにフランジ部４２の複数の切欠き溝４３および貫通孔４３にそれぞれ充填される。前記第１キャビティに充填された磁石材料により磁石３０の着磁部３１が形成され、着磁部３１はフランジ部４２の接合面４２ａに予め塗布された接着剤によりフランジ部４２に接合される。さらに、前記第２キャビティに充填された磁石材料により磁石３０の円盤状の背板３３が形成され、背板３３はフランジ部４２の複数の切欠き溝４３に充填された磁石材料により形成された磁石３０の接続片３２により着磁部３１と一体とされている。これにより、スリンガ４０のフランジ部４２は、磁石３０の着磁部３１と背板３３とにより狭持され、よって、磁石３０がスリンガ４０に対して軸方向にずれることが防止されている。

さらに、フランジ部４２の複数の貫通孔４４にもそれぞれ磁石材料が充填されて磁石３０の突起３４が形成されており、磁石３０の接続片３２および突起３４が、フランジ部４２の切欠き溝４３および貫通孔４４にそれぞれ嵌合することにより、磁石３０がスリンガ４０に対して半径方向および円周方向にずれることが防止されている。これにより、磁石３０はスリンガ４０と接着材により接合されると共に機械的にも接合され、強固に一体とされている。

また、フランジ部４２の貫通孔４４の代替として、図８および図９に示すように、フランジ部４２の接合面４２ａにおいて半径方向中央部の円周上に環状凹溝４５を形成してもよい。

また、磁石３０の固定部材であるスリンガ４０の他の変形例を図１０および図１１に示す。磁石３０の固定部材であるスリンガ４０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４０ａと、磁性金属材料を円筒状に成形した第２スリンガ部材４０ｂと、から構成されている。第１スリンガ部材４０ａには、第２スリンガ部材４０ｂ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鍔状のフランジ部４２と、が設けられており、内輪１２の外周面に外嵌した代２フランジ部４０ｂの外周面に、第１フランジ部４０ａの円筒部４１ａがさらに外嵌している。

第１スリンガ部材４０のフランジ部４２の外周縁部は軸受外方に向けて略直角に屈曲されており、円環状の外体４６が形成されている。そして、外枠４６には、円周方向に等間隔に且つ半径方向に穿設された複数の貫通孔４７が形成されている。また、外枠４６と半径方向に対向する第２スリンガ部材４０ｂの軸方向端部４８には、円周方向に等間隔に且つ半径方向に穿設された複数の貫通孔２８が形成されている。そして、第１スリンガ部材４０ａのフランジ部４２および外枠４６と、第２スリンガ部材４０ｂの軸方向端部４８とにより、磁石３０を収容する円環状の凹部が画成されている。

磁石３０は、接合面４２ａ、第１スリンガ部材４０ａの外枠４６の内周面、および第２スリンガ部材１８ｂの軸方向端部４８の外周面に予め接着剤を塗布した状態でスリンガ４０を金型中に保持し、スリンガ４０をコアとしてインサート成形されている。前記環状凹部に磁石材料が充填されて磁石３０の着磁部３１が形成され、また、第１スリンガ部材４０ａの外枠４６の貫通孔４７および第２スリンガ部材１８ｂの軸方向端部４８の貫通孔４９にそれぞれ溶融した磁石材料が充填されて磁石３０の突起３５、３６が形成される。

着磁部３１が予め塗布された接着剤によりスリンガ４０と接合されると共に、磁石３０の突起３５，３６が貫通孔４７、４９にそれぞれ嵌合して、磁石３０とスリンガ４０とが強固に一体とされている。これにより、磁石３０は、フランジ部４２の接合面４２ａと、第１スリンガ部材４０ａの外枠４６の内周面と、第２スリンガ部材４０ｂの軸方向端部４８の外周面と、に接着されて、磁石３０とスリンガ４０との接着面積が拡大されており、また、磁石３０の突起３５、３６の貫通孔４７，４９との引っ掛かり効果と合わせて、磁石３０がスリンガ１８から脱落することが確実に防止することができ、よって、磁気エンコーダ１６の信頼性を高めることができる。

尚、図１２に示すように、第１スリンガ部材４０ａと第２スリンガ部材４０ｂとを一体に構成してもよい。

また、スリンガ４０のフランジ部４２の接合面４２ａにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するシランカップリング剤を塗布した後、高周波加熱を行ってもよい。これにより、磁石３０とスリンガ４０とが化学的にも接合され、磁石３０がスリンガ４０から脱落することをより確実に防止することができ、磁気エンコーダ１６の信頼性を高めることができる。

次に、図１３を参照して、本発明の第３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。

図１３に示すように、ハブユニット１０２はハブ１０７の取付フランジ１１２に複数のボルト１０８により固定された不図示の駆動輪を回転自在に支持するものであり、ハブ１０７の取付フランジ１１２とは他方の端部は不図示の駆動装置に接続されている。固定輪である外輪部材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、回転輪であるハブ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によって円周方向に等間隔に保持された複数の転動体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との間に環状隙間において、転動体１１７に関して車輪側とは反対側（即ち、車体側）の開口端部には、上述の密封装置１５が組み付けられており、密封装置１５のスリンガ４０を磁石３０の固定部材とした上述の磁気エンコーダ１６が設けられている。磁石３０の軸受外方に面する軸方向端面に対向してセンサ１０９が配置されており、センサ１０９により磁場方向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、図１３に示すように、ハブユニット１０２を従動輪に適用した場合には、磁気エンコーダ１６が設けられた前記開口端部（車両側の開口端部）は、外輪部材１０５に内嵌したハブキャップ１２５により密封されるので、スリンガ４０に摺接するシール部材２０を別途設ける必要はなく、単独で使用されるスリンガ４０を磁石３０の固定部材としてもよい。さらには、前記開口端部がハブキャップ１２５により密封されるので、遠心力により油やごみを飛ばし且つポンプの作用をして油の流出とごみの侵入を防ぐというスリンガの機能を必ずしも必要とせず、よって、磁石３０の固定部材は、上述した各実施形態と同様な構造を有するものであればよく、スリンガ４０に限定されるものではない。

尚、本発明は、上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、磁石３０を射出成形する際の磁石材料に、老化防止剤、補強剤、可塑剤、等を適宜添加してもよい。

また、第３実施形態のハブユニット１０２において、磁気エンコーダ１６の磁石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、固定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、磁石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、磁性体粉のバインダである熱可塑性樹脂材料中に、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、本発明に係る接着性改質材を熱可塑性樹脂に対して０．１〜１０重量％の範囲で適宜添加して混連する。混練は１６０℃〜２８０℃の温度で１分間〜２０分間行う。その後、得られた組成物を通例の方法によりペレット化する。

得られたペレットと、磁性体粉と２軸押し出し機に投入し、１６０℃〜２８０℃の温度で加熱しながら１分間〜２０分間混練して押出す。押出した磁石材料を通例の方法によりペレット化し、該ペレットを磁場発生装置を備えた射出成形機により円環状に成形し、厚み方向に磁性体粉を配向させたアキシャル異方性の磁性体とする。

そして、上述したように接着剤を使用して、若しくは接着剤とインサート成形とを併用して、前記磁性体と固定部材とを接合し、ヨークコイルを用いて前記磁性体を円周方向に多極に着磁することにより、磁気エンコーダとしている。

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、上述した製造方法に基づき、表１に示す配合表に従って製作した。

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、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。このため、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。

次に、上述した磁気エンコーダの製造方法と同様にして、表２に示す配合表に従って２０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの試験片を製作し、表２に示す接着剤を用いてスリンガ（固定部材）に相当するＳＵＳ４３０板と接着した後、図１５に示すように引張試験を行い、接着性改質材の有無による接着部の強度を評価した。尚、試験片とＳＵＳ４３０板との接着剤塗布面積は２０ｍｍ×１０ｍｍとし、引張速度は５ｍｍ/ｍｉｎとした。

引張試験の結果を表２に示す。

表２に示す結果から明らかなように、接着性改質材を含有する実施例４〜６の各試験片においては、接着部は破断せず、試験片（即ち、磁石）の引張強度よりも高い接着強度を示しており、一方、接着性改質材を含有しない比較例１〜３の各試験片においては、５〜７ＭＰａで接着部が破断している。即ち、接着性改質材を含有することにより磁石と固定部材との接着強度が飛躍的に向上することが解る。従って、本発明の有効性が実証された。

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１における点線円IIで囲まれた部分を示す拡大断面図である。 図１における磁気エンコーダの磁石の着磁パターンを示す模式図である。 本発明に係る第２実施形態である磁気エンコーダを組付けられた転がり軸受の断面図である。 図４における磁気エンコーダの固定部材であるスリンガの平面図である。 図５におけるVI−VI矢視断面と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図５におけるVII−VII矢視断面と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図４に示す磁気エンコーダの固定部材であるスリンガの変形例を示す平面図である。 図８におけるIX−IX矢視断面と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図４における磁気エンコーダの固定部材であるスリンガの変形例を示す平面図である。 図１０におけるXI-XI矢視断面図と同一平面での図４に示す転がり軸受の要部拡大断面図である。 図１１におけるスリンガの変形例を示す要部拡大断面図である。 本発明に係る第３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。 図１３におけるハブユニットの変形例を示す断面図である。 接着強度を評価するための引張試験を説明する模式図である。

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 密封装置
１６ 磁気エンコーダ
２０ シール部材
３０ 磁石
４０ スリンガ（固定部材）

Claims (5)

1. 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と、
   前記磁石を接着され且つ回転体に固定されるスリンガと、
   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熱可塑性樹脂とを含有し、さらに、接着性改質材としてグリシジルメタクリレートから導かれる繰り返し単位を有する共重合体を含有しており、かつ、前記スリンガのフランジ部にエポキシ樹脂系接着剤により接着されていることを特徴とする磁気エンコーダ。
2. 前記磁石が、前記磁性体粉を６０〜８０体積％含有してい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一の磁性体粉であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気エンコーダ。
4. 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と、前記磁石を接着され且つ回転体に固定されるスリンガとを備える磁気エンコーダの製造方法であって、
   磁性体粉と、前記磁性体粉のバインダとしての熱可塑性樹脂と、接着性改質材としてのグリシジルメタクリレートから導かれる繰り返し単位を有する共重合体とを含有する磁石材料を、フランジ部にエポキシ樹脂系接着剤が予め塗布された前記スリンガをコアとするインサート成形を行い接着することを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
5. 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を備えた転がり軸受。

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