JP4682919B2 - 転がり軸受の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の回転数を検出するために用いられる磁気エンコーダ機能を備えた転がり軸受に関し、より具体的には、自転車や自動二輪車などのアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）に使用される転がり軸受の製造方法に関する。

従来から通常使用されている単列の深溝玉軸受は、回転数を検出することを目的とした磁気エンコーダ機能を付加したものではなかった。

また、その一方、通常の複列の玉軸受ユニットである自動車の車輪用転がり軸受には、ＡＢＳ用に軸受端面に磁気エンコーダが組み込まれているのが一般的である。

しかしながら、当該磁気エンコーダはエンコーダ機能のみを有したものであり、別途シール部材が前記磁気エンコーダと別体として組み合わされて設けられていた。この一例としては、特許文献１に示すものが知られている。

特許文献１に開示されているシール付回転検出装置は、図６に示す通り、外輪１０１ａに取付けられ、端部にシールリップ形状部１０２ａが付設されるシール部材１０２と、内輪１０１ｂに嵌合されたスリンガ１０３と、当該スリンガ１０３の外面へパルスを発生する磁性体からなった磁気エンコーダ１０４とが取付けられ、当該磁気エンコーダ１０４からの磁性パルスを近接配設した回転数検出センサ１０６で感度検出する回転数検出構造を特徴としている。ここで、転がり軸受は、このシール付回転検出装置１０５によって、内部のグリースの漏洩と、外部からの水分あるいは粉塵の浸入などが防止されている。また、磁気エンコーダ１０４は、磁性粉が混合されたゴムあるいは、樹脂などの弾性素材に混入させた弾性磁性材料で形成されており、型内で接着剤の塗布されたスリンガ１０３のフランジ部１０３ａへプレス造形されることで、接合されている。また、一般的にエンコーダ用として用いられているものは、磁性粉としてフェライトを含有したニトリルゴムが用いられており、ロールで練られることで、機械的に磁性粉が配向された状態になっている。
特開２００１−２５５３３７号公報

しかしながら、回転数を検出するために、車輪用転がり軸受で用いられる、シール部材と磁気エンコーダの二部材からなるシール付回転検出装置を配設しようとすると、通常の単列深溝玉軸受では、軸方向寸法に物理的な制約があり、前記シール付回転検出装置を取付ける場合には、転がり軸受の環状隙間を犠牲にすることとなる。したがって、軸受内部に充填するグリース量が減少して、転がり軸受として寿命が短くなる虞があった。

本発明は上述した状況を鑑みてなされたものであり、軸受寿命の低下を防止し、且つ高精度な回転数検出が可能な転がり軸受の製造方法を提供することにある。

上記の目的は、下記の構成で達成される。
（１）固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、前記芯金の周縁部に熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態にし、前記芯金を放置する第１の接着剤塗布工程と、前記第１の接着剤塗布工程の後、前記芯金に対し、前記シールリップ形状部を圧縮成形或いは射出成形で加硫接着にて接合して成形するシールリップ形状部成形工程と、前記シールリップ形状部成形工程の後、前記芯金の端面部に、前記熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態にし、前記芯金を放置する第２の接着剤塗布工程と、前記第２の接着剤塗布工程の後、樹脂磁石材料を磁場射出成形して、溶融した前記樹脂磁石材料と前記芯金とを接合させ、前記磁石部を成形する磁石部成形工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
（２）固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、前記芯金の周縁部に熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態にし、前記芯金を放置する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程の後、前記芯金に対し、前記シールリップ形状部を圧縮成形或いは射出成形で加硫接着にて接合して成形するシールリップ形状部成形工程と、前記磁石部を、樹脂磁石材料を用いて、ディスクゲート方式による磁場射出成形により単体の状態で成形する磁石部成形工程と、前記シールリップ形状部成形工程、及び前記磁石部成形工程の後、前記芯金と前記磁石部とが同心になるように接着を行う接着工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
（３）固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、前記芯金を断面略Ｊ字形状に加工する芯金加工工程と、前記磁石部を、樹脂磁石材料を用いて、ディスクゲート方式による磁場射出成形により単体の状態で成形する磁石部成形工程と、前記芯金加工工程、及び前記磁石部成形工程の後、前記芯金で、前記磁石部の前記被検出部を除く部分を内包するように前記磁石部を加締める加締工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
（４）固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、前記芯金に半硬化状態の接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程の後、前記芯金に対し、前記シールリップ形状部と前記磁石部とを同じ樹脂磁石材料を用いて磁場射出成形により単一部材として成形する成形工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
（５）前記樹脂磁石材料は、磁性粉と、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とポリアミド１２との混合物又は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とポリスチレンとの混合物と、を含有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載の転がり軸受の製造方法。

上記（１）の構成によれば、磁石部をシール装置に固着する際、組立性を向上することができ、製造コストを抑制することができる。
上記（２）の構成によれば、磁石部がディスクゲート方式による磁場射出成形により成形されるので、ウェルドが発生せず、強度が上がり信頼性を向上させることができる。
上記（３）の構成によれば、芯金が断面略Ｊ字形状となっており、この芯金で検出部を除いた部分を内包するように加締めるので、芯金と磁石部とが機械的に接合して、確実に固定でき、接着剤を用いていないので製造コストをより抑制することができる。
上記（４）の構成によれば、シールリップ形状部が磁石部と同じ磁石材料を用いて成形されているので、製造工程を少なくすることができ、安価に製造することができる。

さらに、樹脂磁石材料は、磁性粉と、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とポリアミド１２との混合物又は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とポリスチレンとの混合物と、を含有するので、高い磁束密度を達成することができ、回転数の検出精度を向上させることができる。

以下、本発明に係る転がり軸受について図面に従って詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態である転がり軸受１０は、図１に示すように、回転輪である外輪１１と、固定輪である内輪１２と、外輪１１と内輪１２により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体である玉１３と、玉１３を保持するポケット２２が円周方向に所定の間隔で形成された保持器２１と、前記環状空間の開口端部で外輪１１の軸方向両端部（図では、軸方向一端部のみ図示）に取り付けられた一対のシール装置１６，２３と、片方のシール装置２３に取付けられ、磁気エンコーダとして機能する磁石部２５と、当該磁石部２５に近接対向して配されたセンサ２９と、を備える。

転がり軸受１０は、例えば、単列深溝玉軸受であり、前記外輪１１が自動二輪車の駆動輪または従動輪のホイール（不図示）に同心に内嵌されて固定されるとともに、内輪１２が車軸（不図示）に外嵌されることで、前記外輪１１を回転可能に支持している。なお、前記外輪１１と前記内輪とにより画成される環状空間には、例えばグリースなどの潤滑剤が充填されている。

また、転がり軸受１０は、前記磁石部２５に非接触の状態でセンサ２９が対向配置される。当該センサ２９は、前記外輪１１の回転の検出を、前記外輪１１に連結した前記磁石部２５の磁束密度の変動を磁気パルスとして検出することにより行う。検出された回転数の情報は、例えば、ＡＢＳ装置において予め定められている回転数情報との偏差を算出することにより行われるブレーキ制御等に適宜用いられる。なお、センサ２９は、固定（非回転）部材に取り付けられていればよく、この転がり軸受１０とユニット化されていなくてもよい。

前記片方のシール装置２３は、断面Ｌ字形の円環形状である芯金１５と、芯金１５の内径側周縁部に形成され、内輪１２の端部外周面に設けられたシール溝２０に摺接するシールリップ形状部２４と、を有する。また、前記シール装置２３は、前記外輪１１の軸方向端部の内周面に設けられる段部１７に嵌合される。なお、もう一方のシール装置１６は、シール溝２０に摺接するリップ形状部１９を有した接触シールを構成する。

前記磁石部２５は、芯金１５の軸方向外側の端面（接合面）２８に取付けられる。当該磁石部２５は、当該磁石部２５の軸方向外側の端面２６とは段差を有して形成される被検出面２７に、Ｎ極が着磁されたＮ極着磁部と、Ｓ極が着磁されたＳ極着磁部と、が周方向に順次配置されるとともに、前記外輪１１の軸方向端面１１ａより軸方向内側に位置するように配されている。

また、前記磁石部２５の磁石材料としては、特に限定されないが、芯金１５の軸方向外側の端面２８への接合性を考慮すると、磁性粉を７０〜９２質量％程度含有し、熱可塑性樹脂あるいはゴムをバインダーとした磁石コンパウンドを好適に用いることができる。

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などのフェライト、ネオジウム−鉄−ボロン、サマリウム−コバルト、サマリウム−鉄などの希土類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などの希土類元素を混入させたものであってもよい。磁性粉の含有量が７０質量％未満の場合は、磁気特性が劣るとともに、細かいピッチで円周方向に多極磁化させるのが困難となり、好ましくない。それに対し、磁性粉の含有量が９２質量％を越える場合は、バインダー量が少なくなりすぎて、磁石全体の強度が低くなると同時に、成形が困難となり、実用性が低下する。

バインダーとして熱可塑樹脂を用いる場合は、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などを用いることができる。なお、磁石部２５に融雪剤として使用される塩化カルシウムが水とともにかかる可能性があるため、吸水性が少ないポリアミド１２、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ーとする方が、より好ましい。

さらに、転がり軸受１０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ーとしては、添加することで曲げ撓み性、耐亀裂性が向上する変形ポリアミド１２とポリアミド１２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。また、耐熱衝撃性バインダーとしては、上記説明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などの同様の役割をする、その他の耐衝撃性向上材との組合せであってもよい。

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ことができる。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、水素添加ニトリルブタジエンゴム、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である。平均粒子径で３０ｎｍ未満の場合は、製造コストがかかるとともに、微細すぎて劣化しやすく好ましくない。平均粒子径で３００ｎｍを越える場合は、分散性が低下するとともに、耐衝撃性の改善を均一に行うことが難しく好ましくない。上記説明した加硫ゴム超微粒子の中で、ペレット製造および実際の磁石部２５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に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り、さらにその中でも、分子構造中にカルボキシル基やエステル基などの有機官能基を有するものが樹脂バインダーとの相互作用が比較的強く、さらに好適であり、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ある。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）ジフェニルアミンなどのジフェニルアミン系防止材、２−メルカプトベンズイミダゾールなどの二次老化防止剤などを含有させたものとしてもよい。

さら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、アイオノマーなども使用可能である。これら化合物はペレット状であり、磁性体粉、熱可塑性樹脂などと混入して押出機でペレット化する際に、流動化し、バインダー中にミクロ分散される。

また、上記変性樹脂あるいは加硫ゴム超微粒子などからな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ー全質量中で、５〜６０質量％、より好ましくは１０〜４０質量％である。添加量が５質量％未満の場合は、少なすぎて耐衝撃性の改善効果が少なく好ましくない。添加量が６０質量％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ことで引張強度などが低下するため実用性が低くなる。

さらに、バインダーである熱可塑性樹脂および耐衝撃性向上材（変性樹脂あるいは加硫ゴム超微粒子など）の熱などによる劣化を防止するために、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と、熱による劣化が防止でき、より好適である。使用されるアミン系酸化防止剤をとしては、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など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−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´―フェニル−ｐ−フェニレンジアミンなどのｐ−フェニレンジアミン系化合物が好適である。

上記アミン系酸化防止剤の添加量としては、熱可塑性樹脂と耐衝撃性向上材からなるバインダー質量と酸化防止剤質量を加えた合算質量に対して、０．５〜２．０質量％程度である。アミン系酸化防止剤の添加量が０．５質量％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。また、酸化防止剤の添加量が、２．０質量％を越える場合は、酸化防止の効果があまり変わらなくなるとともに、その分、磁性体粉やバインダーの量が減るため、磁気特性や機械的強度の低下に結びつき好ましくないとともに、場合によっては成形品の表面にブルームなどを引き起こし、これが芯金１５との接合に悪影響を及ぼすことが想定でき好ましくない。バインダー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の範囲であったのに対し、耐衝撃性向上材を含有させることで、２３℃での曲げ撓み量（ｔ＝３．０ｍｍ、ＡＳＴＭ Ｄ７９０：スパン間距離５０ｍｍ）が２〜１５ｍｍの範囲に入るようになる。それによって、撓み性に優れることで、耐亀裂性が高いものとなっており、高温から低温そして低温から高温が繰り返されるなど厳しい環境で使用しても磁石部２５に亀裂などの破損が発生しにくいものとなる。

バインダーとしてゴムを用いる場合は、耐油性と耐熱性を兼ね備えたニトリルゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、フッ素ゴムなどが好適である。

また、磁性粉として、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が、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、耐酸化性が低いので、長期間に亘って安定した磁気特性を維持させるために、露出した磁石部２５の表面に、更に表面処理層を設けてもよい。表面処理層としては、電気ある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、フッ素樹脂塗膜などを具体的に用いることができる。

磁性粉は、目標とする磁気特性、使用環境、コストで使い分けを行う。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などのフェライト系磁性粉での対応で十分である。ただし、より回転数の検出精度を上げるために、ＢＨｍａｘをより高めの１．６〜２．２ＭＧＯｅの範囲とする場合は、磁場成形時の配向性が悪いゴム系バインダーでのフェライト配向では達成が難しく、熱可塑性樹脂を中心としたバインダーでの配合とし、磁場射出成形が必要となる。また、さらに回転数の検出精度を上げるために、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など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、あるいは希土類系磁性粉のみでの配合となる。

芯金１５の材質としては、磁石材料の磁気特性を低下せず、一定以上の耐食性を有する電気亜鉛メッキ鋼板（最表面にリン酸塩処理を施したＳＥＣＣ−Ｐなど）などの磁性材料が好適である。この最表面にリン酸塩処理を施した電気亜鉛メッキ鋼板は、表面にリン酸塩による凹凸が存在し、接着剤などを用いた磁石部との接合に好適である。また、耐食性が必要とする場合は、フェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０など）、マルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４１０など）など磁性ステンレスを使用することができ、さらにより高い耐食性が必要な場合は、Ｍｏなどを添加して耐食性を向上させたＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４などの高耐食性磁性フェライト系ステンレスなどの磁性材料が好適である。芯金１５が磁性ステンレスの場合に、磁石部２５と接着による接合を行う場合は、少なくとも軸方向外側の端面（接合面）２８に、接着剤との接合力を向上させるために微細な凹凸を設けた方が好適であり、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などの機械的なものの他、一度表面処理した表面を酸などによって化学エッチングするものであってもよい。接合面２８に凹凸を設けると、そこに接着剤が入り込み、アンカー効果により磁石部２５とシール装置２３本体との接合力が強固になり、より好適である。

シールリップ形状部２４は、芯金１５に加硫接着されており、材質としては、ニトリルゴムをベースとした配合で適当である。使用環境によって、さら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、シリコンゴムなどに材料を変更すると、より好適である。

芯金１５と磁石部２５の接合方法としては、接着剤を用いた接合が最も好適である。それ以外の接着方法としては、加締めや、シール装置本体に貫通孔や切り欠きを設けて、機械的に接合する形態であってもよい。

接合に用いられる接着剤としては、成形時に同時に接着する場合は、インサート成形時に、溶融した高圧の樹脂磁性材料やゴム磁石材料の流動物によって、脱着して流失しない程度まで半硬化状態になっており、溶融樹脂や流動ゴムからの熱、あるいはそれに加えて成形後の２次加熱によって完全に硬化状態となる必要がある。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などが、耐熱性、耐薬品性、ハンドリング性を考慮して好ましい。また、磁石部２５を別体で成形し、芯金１５と接着接合するのに好適に用いる接着剤としては、特に接着固定できれば種類は限定されないが、耐熱性、耐水性を考慮すると、一液エポキシ系接着剤が最も好適であり、特に上記で説明したような溶剤希釈が可能な特定のものである必要がない。

磁石部２５の成形法としては、磁石材料が熱可塑性樹脂をバインダーとする樹脂磁石の場合、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、ある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磁気特性の面では最も好適である。このディスクゲート方式で、別体で成形した磁石部２５は、芯金１５への後接着する場合は適用可能である。しかしながら、芯金１５をコアにしたインサート成形では、金型構造が妨げとなり不可能である。この場合は、ピンゲートなどのゲートを磁石部２５の被検出面２７以外に設けたピンゲート方式の磁場射出成形となる。このピンゲートは、ゲート跡が突出し、検出に悪影響を及ぼす虞があることから、ゲートを有する部分を被検出面２７より、若干肉薄とし、センサ２９との干渉を防止した形状とした方がより好適である。

磁石材料がゴム磁石である場合、磁石部２５の成形を射出成形で行うのであれば、樹脂磁石と同じようにディスクゲート方式とすることが望ましいが、成形と同時に加硫接着するのであれば、同じようにピンゲート方式での成形となる。圧縮成形で行うのであれば、金型中（下型）に芯金１５を配設した状態で、シート状にした未加硫のゴム磁石を被せて加硫接着を行うことで、成形される。

ここで、本実施形態に係る転がり軸受１０の代表的製造方法を説明する。なお、本発明に係る製造方法はこれにより何ら制限を受けるものではなく、上述したように適宜様々な製造方法が適用できる。

シール装置２３は芯金１５（電気亜鉛メッキ鋼板製：最表面がリン酸塩処理）をコアとして成形される。当該芯金１５の内周部分近傍に、フェノール系樹脂とエポキシ樹脂から少なくとも一方を含有する熱硬化性接着剤（溶剤希釈）を塗布後、半硬化状態とし、それを金型中に配置し、放置する。その後、シールリップ形状部２４を圧縮成形あるいは射出成形で加硫接着にて接合する。次に、シールリップ形状部２４を配設した芯金１５の接合面２８に、上記した接着剤を塗布後、半硬化状態とし、それを金型中に配置し、放置する。この状態で、樹脂磁石原料を射出成形（インサート成形）することで、溶融した磁石材料が芯金１５と接合され、磁石部２５が成形される。

また、射出成形時に、アキシャル方向に磁界をかける磁場射出成形を行うことで、磁石部２５中の磁性粉粒子がその方向に配向し、磁石部２５がアキシャル異方性となり高い磁気特性を発揮できる状態となっている。射出成形のゲートは、前記磁石部２５の被検出面２７を除く肉薄部分に周方向に等間隔で配置された４点ピンゲートとなっている。また、接着剤の半硬化被膜を施した状態でインサート成形を行い、成形時の金型内での熱、さらに必要に応じて２次加熱を行うことで、磁石部２５と芯金１５は強固に接合される。この製造方法は、ゴム磁石材料についても未加硫のゴム材料を使用することで適用可能である。これにより、磁石部２５が固着されたシール装置２３が形成される。以上により、磁石部２５が固着されたシール装置２３が形成される。

なお、磁石部２５は、脱磁後、周方向に多極着磁される。その着磁される極数は７０〜１３０極程度、好ましくは、９０〜１２０極である。極数が７０極未満の場合には、極数が少なすぎて回転数を精度よく検出することが難しくなる。また、極数が１３０極を越える場合には、検出する磁束密度が低下すると同時に、各ピッチが小さくなりすぎて、単一ピッチ誤差を小さく抑えることが難しく、実用性が低くなってしまう。

したがって、本実施形態によれば、シール装置２３は、磁性材料で形成されて多極着磁された磁石部２５が固着され、且つ前記磁石部２５は、外輪１１の軸方向端面１１ａよりも軸方向内側に位置するので、小型化を可能にしながらも軸受内部に充填する潤滑剤の量の減少を抑制でき軸受寿命の低下を防止することができる。加えて、多極着磁された磁石部２５により高精度な回転数検出が可能となる。さらに、組立性を向上することができ、製造コストを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、磁石部２５が磁性粉と、ゴム及び熱可塑性樹脂の少なくとも一方と、を含有して多極着磁されているので、１回転から得られる検出信号の分解能を高めることができ、高精度な回転数検出が可能である。

さらに、本実施形態によれば、シールリップ形状部２４は、内輪１２と摺接するようにして設けられるので、粉塵等の異物の転がり軸受１０内部への進入と転がり軸受１０内部に充填された潤滑剤の漏洩をさらに防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について、図２に従って説明する。図２は第２実施形態に係る転がり軸受４０の断面図である。本実施形態では、磁石部２５の被検出面２７を除く部分の芯金１５の接合面２８に、周方向に等間隔で配置された８箇所の貫通孔４１を設けている。これ以外の様態は第１実施形態と同じである。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同じ作用効果を奏するが、特に、シール装置２３に貫通孔４１が形成されるので、当該貫通孔４１部分にも磁石材料が入り込むことで、シール装置２３と磁石部２５との接合をより強固なものにできる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について、図３に従って説明する。図３は第３実施形態に係る転がり軸受５０の断面図である。本実施形態では、磁石部５１の軸方向外側の端面５２に段差がない構造となっている。それ以外の様態は、第１実施形態と同じである。

ここで、本実施形態に係る転がり軸受５０の代表的製造方法を説明する。なお、本発明に係る製造方法はこれにより何ら制限を受けるものではなく、適宜様々な製造方法が適用できる。

磁石部５１は、内径部側からのディスクゲート方式による磁場射出成形により成形される。これによって、ウェルドが発生しないため、強度が上がり信頼性を向上させることができる。別体で成形した磁石部５１と、別途シールリップ形状部２４を取付けた、芯金１５を接着剤で接合する。この接合の際は、芯金１５と磁石部５１とが同心となるように、例えば冶具なども用いて接着を行う。なお、この製造方法で用いる接着剤は、第１実施形態および第２実施形態とで用いた溶剤希釈型の接着剤を用いる必要はなく、熱硬化、嫌気性、水分硬化、ＵＶ硬化などのエポキシ系、ウレタン系、アクリル系などの接着剤が適用可能である。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同じ作用効果を奏することができるが、特に、磁石部５１の端面５２に段差を設けていないため、磁石部５１の磁気特性を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態について、図４に従って説明する。図４は本実施形態に係る転がり軸受６０の断面図である。本実施形態では、磁石部２５と芯金１５とは接着剤による接合ではなく、芯金５５が断面略Ｊ字形状となっており、当該芯金５５で検出部２７を除いた部分を内包するように加締める。これにより、前記芯金５５と磁石部２５とが機械的に接合する。また、磁石部２５は、第３実施形態と同様な製造方法が実施され、別体で、磁場射出成形が施される。また芯金５５が外輪１１の軸受端面１１ａの内側を位置するように、磁石部２５の軸方向外側の端面２６と被検出面２７とには段差が設けられる。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同じ作用効果を奏するが、芯金１５と磁石部２５とを機械的に接合しているので、確実に固定でき、接着剤を用いていないので製造コストをより抑制することができる。

（第５実施形態）
本発明に係る第５実施形態を図５に従って、説明する。図５は、第５実施形態に係る転がり軸受７０の断面図である。

本実施形態では、磁石部２５とシールリップ形状部７１とは同じ磁石材料を用いて単一部材として成形される。ただし、リップ形状部７１は内輪１１とは非接触な状態で形成される。また、本実施形態のシール装置２３の製造は、芯金１５に半硬化状態の接着剤を塗布した状態で磁場射出成形（インサート成形）が施されて行われる。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同じ作用効果を奏するが、特に、リップ形状部７１が磁石部２５と同じ磁石材料を用いて成形されているので、製造工程を少なくすることができ、安価に製造することができる。

なお、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、などが可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材料、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、などは本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

次に、本発明に基づいて製作した転がり軸受について実施例を挙げて説明する。
本実施形態に係る磁石部における磁石材料の配合と物性について試験を行った（表１参照）。なお、本実施例は第１実施形態で述べた転がり軸受を用いて行った。

ただし、Ｓｒフェライト：磁場配向用異方性Ｓｒフェライト、ＦＥＲＯ ＴＯＰ ＦＭ−２０１（戸田工業製）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７：Ｓｍ_２Ｃｏ_１７ ＸＧ２８／２０（ＣＨＥＮＧＤＵ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ）
ＰＡ１２（ｗｔ％）：ＰＡ１２パウダーＰ３０１２Ｕ（ヒンダードフェノール系酸化防止剤含有、宇部興産製）
変性ＰＡ１２（ｗｔ％）：ＵＢＥＰＡＥ１２１０Ｕ（ヒンダードフェノール系酸化防止剤含有、宇部興産製）
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（大内新興化学工業製）

上記の転がり軸受の製造方法は、第１実施形態の説明で述べたものと同様であるが、特に磁場射出成形を行う際、金型での冷却時に反転脱磁を行い、磁石部２５を減磁し、この減磁後、脱磁機を用いて表面磁束密度を２ｍＴ以下に脱磁後、回転式の単極着磁で、１００極にＮ極とＳ極を交互に着磁を施した。また、接着剤を完全に硬化させるため、減磁後、１５０℃で１時間加熱した。芯金１５は、最表層にリン酸塩処理を施して電気亜鉛メッキ鋼板から形成した。

また、接着剤としては、ノボラック型フェノール樹脂を主成分とする固形分３０％のフェノール樹脂系接着剤（東洋化学研究所製メタロックＮ−１５）を用い、更にメチルエチルケトンで３倍希釈し、浸漬処理で接合面２８の表面に塗布した。その後、室温で３０分乾燥してから、１２０℃で３０分乾燥機中に放置することで半硬化状態とした。

このようにして試験片を製作し、被検出面２７に対してエアギャップを１ｍｍとしてセンサ２９を取付け、被検出面２７から出力される信号を確認した結果、回転数の検出に問題ないことを確認した。これにより、本発明の有効性が実証された。

第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 第２実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 第３実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 第４実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 第５実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 従来の転がり軸受の断面図である。

符号の説明

１０，４０，５０，６０，７０ 転がり軸受
１１ 外輪（回転輪）
１２ 内輪（固定輪）
１３ 玉（転動体）
１５，６５ 芯金
１７ 段部
２０ シール溝
２１ 保持器
２２ ポケット部
２３ シール装置
２４，７１ リップ形状部
２５，５１ 磁石部
２６，５２ 端面
２７ 被検出面
２８ 端面（接合面）
２９ センサ
４１ 貫通孔

Claims (5)

1. 固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、
   前記芯金の周縁部に熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態にし、前記芯金を放置する第１の接着剤塗布工程と、
   前記第１の接着剤塗布工程の後、前記芯金に対し、前記シールリップ形状部を圧縮成形或いは射出成形で加硫接着にて接合して成形するシールリップ形状部成形工程と、
   前記シールリップ形状部成形工程の後、前記芯金の端面部に、前記熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態にし、前記芯金を放置する第２の接着剤塗布工程と、
   前記第２の接着剤塗布工程の後、樹脂磁石材料を磁場射出成形して、溶融した前記樹脂磁石材料と前記芯金とを接合させ、前記磁石部を成形する磁石部成形工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
2. 固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、
   前記芯金の周縁部に熱硬化性接着剤を塗布して半硬化状態にし、前記芯金を放置する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤塗布工程の後、前記芯金に対し、前記シールリップ形状部を圧縮成形或いは射出成形で加硫接着にて接合して成形するシールリップ形状部成形工程と、
   前記磁石部を、樹脂磁石材料を用いて、ディスクゲート方式による磁場射出成形により単体の状態で成形する磁石部成形工程と、
   前記シールリップ形状部成形工程、及び前記磁石部成形工程の後、前記芯金と前記磁石部とが同心になるように接着を行う接着工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
3. 固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、
   前記芯金を断面略Ｊ字形状に加工する芯金加工工程と、
   前記磁石部を、樹脂磁石材料を用いて、ディスクゲート方式による磁場射出成形により単体の状態で成形する磁石部成形工程と、
   前記芯金加工工程、及び前記磁石部成形工程の後、前記芯金で、前記磁石部の前記被検出部を除く部分を内包するように前記磁石部を加締める加締工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
4. 固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪により画成された環状空間に周方向に回転自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を回転自在に保持する保持器と、前記環状空間の開口端部をシールする一対のシール装置と、を備え、前記一対のシール装置の少なくとも一方は、円環形状の芯金と、前記芯金の周縁部に配設されるシールリップ形状部と、磁気エンコーダの被検出面を前記固定輪と前記回転輪の軸方向端面よりも軸方向内側の位置で有して、前記芯金の軸方向外側の端面に配設される円環形状の磁石部と、を有する転がり軸受の製造方法において、
   前記芯金に半硬化状態の接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤塗布工程の後、前記芯金に対し、前記シールリップ形状部と前記磁石部とを同じ樹脂磁石材料を用いて磁場射出成形により単一部材として成形する成形工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受の製造方法。
5. 前記樹脂磁石材料は、磁性粉と、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とポリアミド１２との混合物又は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とポリスチレンとの混合物と、を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の転がり軸受の製造方法。

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