JP4821123B2 - 磁気エンコーダ及び転がり軸受ユニット - 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及び磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットに関する。

従来、自動車のスキッド（車輪が略停止状態で滑る現象）を防止するためのアンチスキッド、又は有効に駆動力を路面に伝えるためのトラクションコントロール（発進や加速時に生じやすい駆動輪の不要な空転の制御）などに用いられる回転数検出装置としては、Ｎ極とＳ極とを円周方向に交互に着磁された円環状のエンコーダと、エンコーダの近傍における磁場の変化を検出するセンサとを有し、車輪を支持する軸受を密封するための密封装置にエンコーダを併設して配置することにより車輪の回転と共にエンコーダを回転せしめ、車輪の回転に同期した磁場変化をセンサにより検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のシール付回転数検出装置は、図６に示すように、外輪１０１ａに取り付けられたシール部材１０２と、内輪１０１ｂに嵌合されたスリンガ１０３と、スリンガ１０３の外側面に取り付けられて磁気パルスを発生するエンコーダ（磁石部）１０４と、エンコーダ１０４に近接して配置されて磁気パルスを検出するセンサ１０５とから構成されている。このシール付回転数検出装置が取付けられた軸受ユニットでは、シール部材１０２とスリンガ１０３とにより、埃、水等の異物が軸受内部に侵入することを防止し、軸受内部に充填された潤滑剤が軸受外部に漏洩することを防止している。また、エンコーダ１０４は、内輪１０１ｂが１回転する間に、極数に対応した数の磁気パルスを発生させ、この磁気パルスをセンサ１０５により検出することで内輪１０１ｂの回転数を検出している。

従来、車輪用軸受に使用するエンコーダ１０４は、ゴムあるいは樹脂等の弾性素材に磁性粉を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。一般的に、エンコーダ用として用いられるのは、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。

また、磁石部１０４が外方に露出していると、悪路走行等によって、磁石部１０４と回転数検出センサ１０５との間に石等の異物が噛み込み、磁石部１０４に磨耗が発生する可能性がある。このため、磁石部を覆うように保護板を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献２，３参照。）。
特開２００１−２５５３３７号公報 特開２００２−３３３０３３号公報 特開２００３−２４０００７号公報

ところで、磁石部に保護板を設ける場合には、部品点数が増加するため、取り付け性を向上することが望まれる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、磁石部と回転数検出センサとの間に噛み込む異物で磁石部が損傷することを防止できると共に、取り付け性を向上する磁気エンコーダ、磁気エンコーダの製造方法及び転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
（１） 回転体に外嵌可能な円筒部と、該円筒部から半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部とを有するスリンガと、該スリンガのフランジ部の外側面に接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部と、を備える磁気エンコーダであって、
少なくとも前記磁石部の上面を覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバーをさらに有し、
前記保護カバーと前記スリンガとは、同一の前記接着剤により前記磁石部に接合され、
前記接着剤を用いて前記磁石部に接合される前記スリンガ及び保護カバーの面が、粗面化されており、
前記接着剤は、フェノール樹脂系接着剤とエポキシ樹脂系接着剤のいずれか一方からなり、半硬化状態の前記接着剤を塗布した前記スリンガ及び保護カバーをコアに、磁場をかけた状態でプラスチック磁石材料をインサート成形して、前記スリンガ及び保護カバーと接合する前記磁石部を形成することを特徴とする磁気エンコーダ。
（２） 回転体に外嵌可能な円筒部と、該円筒部から半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部とを有するスリンガと、該スリンガのフランジ部の外側面に接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部と、を備える磁気エンコーダであって、
少なくとも前記磁石部の上面を覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバーをさらに有し、
前記保護カバーと前記スリンガとは、同一の前記接着剤により前記磁石部に接合され、
前記保護カバーは、非磁性金属と繊維強化プラスチックのいずれか一方からなり、前記磁石部は、磁性体粉を含有した樹脂又はゴムからなり、
前記接着剤を用いて前記磁石部に接合される前記スリンガ及び保護カバーの面が、粗面化されており、
前記接着剤は、フェノール樹脂系接着剤とエポキシ樹脂系接着剤のいずれか一方からなり、半硬化状態の前記接着剤を塗布した前記スリンガ及び保護カバーをコアに、磁場をかけた状態でプラスチック磁石材料をインサート成形して、前記スリンガ及び保護カバーと接合する前記磁石部を形成することを特徴とする磁気エンコーダ。
（３） 前記インサート成形の後に、前記接着剤を完全に硬化させるための２次加熱が行われることを特徴とする（１）又は（２）に記載の磁気エンコーダ。
（４） 固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪との間で周方向に転動自在に配置される複数の転動体と、前記回転輪に固定される（１）〜（３）のいずれかに記載の磁気エンコーダとを備えることを特徴とする転がり軸受ユニット。
（５） 回転体に外嵌可能な円筒部と、該円筒部から半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部とを有するスリンガと、該スリンガのフランジ部の外側面に接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部と、前記磁石部の上面を覆う非磁性材料からなる保護カバーと、を備える磁気エンコーダの製造方法であって、
前記スリンガ及び保護カバーの前記磁石部に接合する面を粗面化し、
前記スリンガ及び保護カバーの粗面化した面に同一のフェノール樹脂系接着剤またはエポキシ樹脂系接着剤を半硬化状態で塗布し、
前記接着剤を塗布した前記スリンガ及び保護カバーをコアに、磁場をかけた状態でプラスチック磁石材料をインサート成形して、前記スリンガ及び保護カバーに接合した前記磁石部を形成することを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
（６） 前記インサート成形の後に２次加熱を行って前記接着剤を完全に硬化させることを特徴とする（５）に記載の磁気エンコーダの製造方法。
（７） 固定側金型と可動側金型との対向面間にディスクゲート及びキャビティを形成し、前記スリンガと前記保護カバーとを収容した前記キャビティ内に、前記ディスクゲートを介してプラスチック磁石材料を充填することを特徴とする（５）に記載の磁気エンコーダの製造方法。
（８） 前記固定側金型と前記可動側金型は、それぞれ複数の金型片からなることを特徴とする（７）に記載の磁気エンコーダの製造方法。
（９） 前記固定側金型及び可動側金型のそれぞれに設けたコイルにコイル電流を印加して磁場をかけることを特徴とする（５）に記載の磁気エンコーダの製造方法。

本発明の磁気エンコーダによれば、少なくとも磁石部の上面を覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバーを有し、保護カバーは、磁石部をスリンガに取り付ける接着剤により磁石部に接合されるので、磁石部と回転数検出センサとの間に噛み込む異物で磁石部が損傷することを防止できると共に、保護カバーの取り付け性を向上することができる。また、本発明の転がり軸受ユニットによれば、異物に対する破損が防止された磁気エンコーダを取り付けることで、信頼性を格段に向上することができる。

以下、本発明に係る磁気エンコーダ及び転がり軸受ユニットの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例として、独立懸架式のサスペンションに支持する、非駆動輪を支持するためのハブユニット軸受２ａに、本発明を適用した場合について示している。尚、本発明の特徴以外の構成及び作用については、従来から広く知られている構造と同等であるから、説明は簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

ハブユニット軸受２ａは、固定輪である外輪５ａと、車輪（図示せず）を固定するための取付フランジ１２と一体回転する回転輪（回転体）であるハブ７ａ及び内輪１６ａと、外輪５ａとハブ７ａ及び内輪１６との間で形成される環状隙間で周方向に転動自在に配置され、保持器１８によって案内される複数の転動体である玉１７ａ，１７ａとを備え、内輪１６には磁気エンコーダ２６が固定されている。

ハブ７ａの内端部に形成した小径段部１５に外嵌した内輪１６ａは、このハブ７ａの内端部を径方向外方にかしめ広げる事により形成したかしめ部２３によりその内端部を抑え付ける事で、ハブ７ａに結合固定されている。また、車輪は、このハブ７ａの外端部で、外輪５ａの外端部から突出した部分に形成した取付フランジ１２に円周方向に所定間隔で植設されたスタッド８によって、結合固定自在としている。これに対して外輪５ａは、その外周面に形成した結合フランジ１１により、懸架装置を構成する、図示しないナックル等に結合固定自在としている。

更に、外輪５ａの両端部内周面と、ハブ７ａの中間部外周面及び内輪１６ａの内端部外周面との間には、それぞれ密封装置であるシールリング２１ａ、２１ｂが設けられる。これら各シールリング２１ａ、２１ｂは、外輪５ａの内周面とハブ７ａ及び内輪１６ａの外周面との間で、各玉１７ａ、１７ａを設けた環状隙間と外部空間とを遮断している。

各シールリング２１ａ、２１ｂは、それぞれ軟鋼板を曲げ形成して、断面Ｌ字形で全体を円環状とした芯金２４ａ、２４ｂにより、弾性材２２ａ、２２ｂを補強してなる。この様な各シールリング２１ａ、２１ｂは、それぞれの芯金２４ａ、２４ｂを外輪５ａの両端部に締り嵌めで内嵌し、それぞれの弾性材２２ａ、２２ｂが構成するシールリップの先端部を、ハブ７ａの中間部外周面、或は内輪１６ａの内端部外周面に外嵌固定したスリンガ２５に、それぞれの全周に亙り摺設させている。

また、図２に示すように、磁気エンコーダ２６は、内輪１６ａに外嵌可能な円筒部２５ａと、円筒部２５ａの軸方向端部に湾曲部２５ｂを介して連設され半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部２５ｃとを有するスリンガ２５と、スリンガ２５のフランジ部２５ｃの外側面にインサート成形時に硬化反応が進む接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部である磁極形成リング２７と、少なくとも磁極形成リング２７の上面２７ａを覆うような形状を有する非磁性材料からなり、接着剤により磁極形成リング２７に接合される保護カバー３０とを備える。

図３に示すように、磁極形成リング２７は多極磁石であり、その周方向には、交互にＮ極とＳ極が形成されている。そして、この磁極形成リング２７に磁気センサ（回転数検出センサ）２８が対面配置される（図１参照。）。

本発明では、磁気エンコーダ２６の磁極形成リング２７の磁石材料としては、特に限定されないが、スリンガ２５への接合性を考慮すると、磁性粉を５０〜８０体積％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−鉄等の希土類磁性粉を用いることができ、更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。磁性粉の含有量が５０体積％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のが困難になり、好ましくない。それに対して、磁性粉の含有量が８０体積％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、成形が困難になり、実用性が低下する。

バインダーとして熱可塑性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１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド１２成分からなるソフトセグメントを有する変性ポリアミド１２樹脂、ポリエーテル成分あるいはポリエステル成分からなる変性ポリエステル樹脂等を用いることができる。尚、エンコーダ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かか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１１、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリアミド１２樹脂、変性ポリエステル樹脂を樹脂バインダーとする方が、より好ましい。

更に、エンコーダ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、曲げたわみ性、耐亀裂性が向上する変性ポリアミド１２樹脂、変性ポリエステル樹脂、あるいは変性ポリアミド１２樹脂とポリアミド１２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としたものが最も好適である。

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、フッ素ゴム等が好適である。

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、長期間に渡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、フッ素樹脂塗膜等を具体的に用いることができる。

スリンガ２５の材質としては、磁石材料の磁気特性を低下させず、尚且つ使用環境からいって、一定レベル以上の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）等の他、更にＭｏ等を添加して耐食性を向上させたＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４等の高耐食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。

保護カバー３０の材質は、磁気センサ２８の磁気エンコーダ２６の回転数検出を妨げない非磁性材料であればいずれでもよく、衝撃強度等を考慮すると、非磁性金属や、繊維強化プラスチック等が好適である。非磁性金属の場合は、スリンガ２５と同じく耐食性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレスが最も好適である。繊維強化プラスチックの場合、熱可塑性である場合はプラスチック磁石の融点及びゴム磁石の加硫（接着）温度で溶融しない必要があるので、使用するベース樹脂の融点に充分に注意を要する。ベース樹脂は、接着性、耐水性（耐融雪剤性）、耐熱性を考慮して、融点が２００℃以上のポリアミド６１２、ポリアミド６１０、ポリアミドＭＸＤ６、変性ポリアミド６Ｔ、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性のものの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性のものを好適に用いることができる。これらのベース樹脂に、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維を、２０〜６０重量％配合して補強し、機械的強度を向上して用いられる。

また、保護カバー３０は、少なくとも磁極形成リング２７の上面２７ａを覆うような形状を有するものであればよく、本実施形態では、磁極形成リング２７の外周面及びスリンガ２５のフランジ部２５ｃの外周面を覆う筒部３０ａと、磁極形成リング２７の上面２７ａを覆うフランジ部３０ｂを有する。

本実施形態で用いられるスリンガ２５及び保護カバー（非磁性金属の場合）３０の磁極形成リング２７との接合面は、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ほうが好適であり、凹凸の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。磁石接合面に凹凸を設けると、そこに接着剤が入り込み、アンカー効果により磁極形成リング２７とスリンガ２５との接合力が強固になり、より好適である。

本実施形態の磁気エンコーダに用いられる接着剤は、インサート成形時に、溶融した高圧のプラスチック磁石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・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。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。

磁石材料が熱可塑性プラスチックをバインダーとするプラスチック磁石の場合、エンコーダ部の成形は、内径厚み部から溶融したプラスチック磁石材料が同時に金型中に高圧で流れ込み、金型中で急冷され固形化する、ディスクゲート方式の射出成形が好ましい。溶融樹脂はディスク状に広がってから、内径厚み部にあたる部分の金型に流入することで、中に含有する燐片状の磁性粉が面に対して平行に配向する。特に、内径厚み部近傍の、回転センサの検出する内径部と外径部との間の部分はより配向性が高く、厚さ方向に配向させたアキシアル異方性に非常に近い状態になっている。成形時に金型に、厚さ方向に磁場をかけるようにすると、異方性はより完全に近いものとなる。尚、磁場成形を行っても、ゲートをディスクゲート以外の、例えばピンゲートとした場合、徐々に固形化に向って樹脂粘度が上がって行く過程で、ウェルド部での配向を完全に異方化するのは困難であり、それによって、磁気特性が低下すると共に、機械的強度が低下するウェルド部に長期間の使用によって、亀裂等が発生する可能性があり好ましくない。

磁石材料がゴム磁石の場合、エンコーダ部の成形は、射出成形で行うのであれば、プラスチック磁石と同じようにディスクゲート方式とすることが好ましい。圧縮成形で行うのであれば、金型中（下型）にまずスリンガを配設した状態で、シート状にした未加硫のゴム磁石、次いで保護カバー３０をセット後、金型（上型）をかぶせて加硫接着を行うことで、成形される。

例えば、磁石材料がプラスチック磁石の場合、粗面化されたスリンガ２５と保護カバー３０の表面に、フェノール系樹脂とエポキシ系樹脂の群からなる少なくとも一方を含有する熱硬化性接着剤を半硬化状態で塗布し、この接着剤が塗布されたスリンガ２５と保護カバー３０をコアにしてプラスチック磁石材料の射出成形（インサート成形）を、磁場射出成形機８０を用いて行なう。

磁場射出成形機８０は、図４に示されるように、支持台８１上に型締め装置８２と射出装置８３とを備える。型締め装置８２は、トグル機構等の可動機構８４により、支持台８１に固定されたハウジング８５に対して移動可能な可動部８６と、支持台８１に固定された固定部８７と、可動部８６をハウジング８５と固定部８７間で案内する４本のタイバー８８とを有する。可動部８６と固定部８７は、可動側金型８９と固定側金型９０をそれぞれ備える。また、可動部８６及び固定部８７の側面には、コイル９１，９２が配置されており、電源装置９３によって通電される。制御装置９４は、可動機構８４、電源装置９１、射出装置８３に接続されており、これらを制御するように構成される。

図５（ａ）に示されるように、可動側金型８９は、当板９５にボルト固定された複数の可動側金型片８９ａ〜８９ｃからなり、固定側金型９０も、複数の固定側金型片９０ａ〜９０ｃからなる。そして、可動側金型８９と固定側金型９０との対向面間には、キャビティ９６とディスクゲート９７が形成される。これにより、射出装置８３のノズル９８から射出された溶融したプラスチック磁石材料は、スプルー部９９からディスクゲート９７を介してキャビティ９６内に充填される。図５（ｂ）に示されるように、可動側金型片８９ａ，８９ｂ間には、スリンガ２５の円筒部２５ａを収容する環状空間が構成されており、中央に位置する固定側金型片９０ａは、その外径側に位置する固定側金型片９０ｂよりも可動側金型８９に向けて突出しており、固定側金型片９０ａは、収容されたスリンガ２５と径方向に重なって位置する。また、キャビティ９６内には、保護カバー３０が保持されており、磁極形成リング２７の外周面を覆うための筒部３０ａの内周面をスリンガ２５のフランジ部２５ｃの外周面に当接させると共に、磁極形成リング２７の上面と接合されるフランジ部３０ｂを固定側金型片９０ｂの面にセットする。

また、磁場射出成形機８０に取り付けられた金型８９，９０中で溶融したプラスチック磁石材料の射出時に併せて、コイル電流を金型８９，９０の両端のコイル９１，９２に印加して、厚み方向に発生する一方向（極性同一）の磁界でプラスチック磁石材料を着磁し、磁性体粉を配向させる。その後、金型８９，９０中で冷却時に着磁方向と逆方向の磁界で脱磁する脱磁と、着磁時のコイル電流より高い初期コイル電流に始まって極性が交互に反転し振幅が徐々に小さくなる複数のパルス電流を金型両端のコイル９１，９２に印加して脱磁する反転脱磁の少なくとも一方の工程により脱磁を行なう。次に、ゲート部を除去してから、恒温槽等で一定温度、一定時間加熱することで、接着剤を完全に硬化させ、磁極形成リング２７、スリンガ２５及び保護カバー３０を強固に接合する。なお、場合によっては、高周波加熱等で高温、短時間加熱することで、完全に硬化させても良い。その後、周知のオイルコンデンサ式等の脱磁機を用いて、２ｍＴ以下、より好ましくは１ｍＴ以下の磁束密度まで、更に脱磁する。その後の工程で、周知の着磁ヨークと重ね合わせて多極着磁する。

このようにして形成された磁極形成リング２７の極数は７０〜１３０極程度、好ましくは９０〜１２０極である。極数が７０極未満の場合は、極数が少なすぎて回転数を精度良く検出することが難しくなる。それに対して、極数が１３０極を越える場合は、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、実用性が低い。

従って、本実施形態の磁気エンコーダ２６によれば、少なくとも磁極形成リング２７の上面２７ａを覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバー３０を有し、保護カバー３０は、磁極形成リング２７をスリンガ２５に取り付ける接着剤により磁極形成リング２７に接合されるので、磁極形成リング２７と磁気センサ２８との間に噛み込む異物で磁極形成リング２７が損傷することを防止できると共に、保護カバー３０の取り付け性を向上することができる。また、ハブユニット軸受２ａは、異物に対する破損が防止された磁気エンコーダ２６を取り付けることで、信頼性を格段に向上することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、接着剤が塗布されたスリンガをコアにして磁石材料をインサート成形することで磁石部を成形するが、磁石部をスリンガと別体に成形した後に、磁石部をスリンガに接着接合するようにしてもよい。

本実施形態では、磁気エンコーダが組み込まれたハブユニット軸受について説明したが、転がり軸受ユニットや主軸装置にも適用可能である。

ここで、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれによって何ら制限されるものではない。本実施例の磁石エンコーダは、以下の材料及び成形方法によって形成される。

成形試験用磁石材料としては、戸田工業製ストロンチウムフェライト含有１２ナイロン系異方性プラスチック磁石コンパウンド「ＦＥＲＯＴＯＰ ＴＰ−Ａ２７Ｎ」（ストチウムフェライトの含有量７５体積％）が用いられ、磁場成形を行うことで、最大エネルギー積を２．１ＭＧＯｅとした。

また、スリンガとしては、Ｎｏ．２Ｂ仕上げ（Ｒａ ０．０６程度）が施された厚さ０．６ｍｍのＳＵＳ４３０を母材に使用した。そして、押付用金型の表面を放電によって、算術平均粗さＲａ ４．２μｍ、最大高さＲｙ １９．９μｍ、十点平均粗さＲｚ １６．０μｍに荒らして、これに、スリンガの磁石接合面を押し付けることによって、磁石接合面に深さ１０〜１５μｍの凹部を設けた。

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、更にメチルエチルケトンで３倍希釈し、浸漬処理でスリンガ表面に塗布した。その後、室温で３０分乾燥してから、１２０℃で３０分乾燥器中に放置することで半硬化状態とした。

保護カバーとしては、Ｎｏ．２Ｂ仕上げ（Ｒａ ０．０６程度）が施された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ３０４を母材に使用した。そして、押付用金型の表面を放電によって、算術平均粗さＲａ ４．２μｍ、最大高さＲｙ １９．９μｍ、十点平均粗さＲｚ １６．０μｍに荒らして、これに、保護カバーの磁石接合面を押し付けることによって、磁石接合面に深さ１０〜１５μｍの凹部を設けた。

また、磁石部は、成形時厚み方向に磁場をかけて、接着剤が塗布されたスリンガ及び保護カバーをコアにしてディスクゲートで成形した。その後、金型での冷却時に反転脱磁を行い、磁石を完全に脱磁した後、着磁ヨークと一緒にして、９６極にＮＳ交互にして着磁を行った。接着剤を完全に硬化させる為に、１５０℃で１ｈｒ加熱した。なお、成形される磁石部の厚さは０．９ｍｍとした。

このようにして構成される実施例の磁気エンコーダによれば、少なくとも磁石部の上面を覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバーは、接着剤によりスリンガと共に磁石部に接合されるので、磁石部と磁気センサとの間に噛み込む異物で磁石部が損傷することを防止できると共に、保護カバーの取り付け性を向上することができる。また、転がり軸受ユニットは、異物に対する破損が防止された磁気エンコーダを取り付けることで、信頼性を格段に向上することができる。

本発明の一実施形態の転がり軸受ユニットを示す断面図である。 本発明の一実施形態の磁気エンコーダを備えた密封装置を示す断面図である。 エンコーダ磁石の円周方向に多極磁化された例を示す斜視図である。 磁場射出成形機を示す模式図である。 キャビティを形成する可動側金型と固定側金型の断面図である。 従来の転がり軸受ユニットを示す断面図である。

符号の説明

２ａ 車輪支持用転がり軸受ユニット
５ａ 外輪
７ａ ハブ
８ スタッド
１１ 結合フランジ
１２ 取付フランジ
１５ 小径段部
１６ａ 内輪
１７ａ 玉
１８ 保持器
２１ａ、２１ｂ シールリング
２２ａ、２２ｂ 弾性材
２３ かしめ部
２４ｂ 芯金
２５ スリンガ
２６ 磁気エンコーダ
２７ 磁気形成リング
３０ 保護カバー

Claims (9)

1. 回転体に外嵌可能な円筒部と、該円筒部から半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部とを有するスリンガと、該スリンガのフランジ部の外側面に接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部と、を備える磁気エンコーダであって、
   少なくとも前記磁石部の上面を覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバーをさらに有し、
   前記保護カバーと前記スリンガとは、同一の前記接着剤により前記磁石部に接合され、
   前記接着剤を用いて前記磁石部に接合される前記スリンガ及び保護カバーの面が、粗面化されており、
   前記接着剤は、フェノール樹脂系接着剤とエポキシ樹脂系接着剤のいずれか一方からなり、半硬化状態の前記接着剤を塗布した前記スリンガ及び保護カバーをコアに、磁場をかけた状態でプラスチック磁石材料をインサート成形して、前記スリンガ及び保護カバーと接合する前記磁石部を形成することを特徴とする磁気エンコーダ。
2. 回転体に外嵌可能な円筒部と、該円筒部から半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部とを有するスリンガと、該スリンガのフランジ部の外側面に接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部と、を備える磁気エンコーダであって、
   少なくとも前記磁石部の上面を覆うような形状を有する非磁性材料からなる保護カバーをさらに有し、
   前記保護カバーと前記スリンガとは、同一の前記接着剤により前記磁石部に接合され、
   前記保護カバーは、非磁性金属と繊維強化プラスチックのいずれか一方からなり、前記磁石部は、磁性体粉を含有した樹脂又はゴムからなり、
   前記接着剤を用いて前記磁石部に接合される前記スリンガ及び保護カバーの面が、粗面化されており、
   前記接着剤は、フェノール樹脂系接着剤とエポキシ樹脂系接着剤のいずれか一方からなり、半硬化状態の前記接着剤を塗布した前記スリンガ及び保護カバーをコアに、磁場をかけた状態でプラスチック磁石材料をインサート成形して、前記スリンガ及び保護カバーと接合する前記磁石部を形成することを特徴とする磁気エンコーダ。
3. 前記インサート成形の後に、前記接着剤を完全に硬化させるための２次加熱が行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気エンコーダ。
4. 固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪との間で周方向に転動自在に配置される複数の転動体と、前記回転輪に固定される請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気エンコーダとを備えることを特徴とする転がり軸受ユニット。
5. 回転体に外嵌可能な円筒部と、該円筒部から半径方向外方に広がるように形成されるフランジ部とを有するスリンガと、該スリンガのフランジ部の外側面に接着剤によって取り付けられ、円周方向に多極着磁された略円環状の磁石部と、前記磁石部の上面を覆う非磁性材料からなる保護カバーと、を備える磁気エンコーダの製造方法であって、
   前記スリンガ及び保護カバーの前記磁石部に接合する面を粗面化し、
   前記スリンガ及び保護カバーの粗面化した面に同一のフェノール樹脂系接着剤またはエポキシ樹脂系接着剤を半硬化状態で塗布し、
   前記接着剤を塗布した前記スリンガ及び保護カバーをコアに、磁場をかけた状態でプラスチック磁石材料をインサート成形して、前記スリンガ及び保護カバーに接合した前記磁石部を形成することを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
6. 前記インサート成形の後に２次加熱を行って前記接着剤を完全に硬化させることを特徴とする請求項５に記載の磁気エンコーダの製造方法。
7. 固定側金型と可動側金型との対向面間にディスクゲート及びキャビティを形成し、前記スリンガと前記保護カバーとを収容した前記キャビティ内に、前記ディスクゲートを介してプラスチック磁石材料を充填することを特徴とする請求項５に記載の磁気エンコーダの製造方法。
8. 前記固定側金型と前記可動側金型は、それぞれ複数の金型片からなることを特徴とする請求項７に記載の磁気エンコーダの製造方法。
9. 前記固定側金型及び可動側金型のそれぞれに設けたコイルにコイル電流を印加して磁場をかけることを特徴とする請求項５に記載の磁気エンコーダの製造方法。

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