WO2016181515A1

WO2016181515A1 - 磁気エンコーダ及び転がり軸受

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Publication number: WO2016181515A1
Application number: PCT/JP2015/063698
Authority: WO
Inventors: 勇樹笠原; 浅井　拡光
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2017-11-12

Abstract

スリンガと回転部材との嵌合部のシール性を高めることができ、従来と同等の生産性を維持することができる磁気エンコーダ及び転がり軸受を提供する。磁気エンコーダ（１５）は、回転部材（１１）に嵌合可能な円筒部（２０ａ）と、円筒部から径方向に延びるフランジ部（２０ｂ）と、を有するスリンガ（２０）と、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（２１）と、を備え、磁石部は、円筒部の嵌合面（２０ｅ）よりも径方向に突出する突出部（２２）を有し、突出部は、円筒部のＲ部（２０ｄ）、又は、円筒部の直線部（２０ｃ）、又は、円筒部のＲ部から直線部に亘って形成され、突出部の突出厚さ（ｔ）は、円筒部の板厚の１～２０％に設定され、スリンガを回転部材に嵌合することにより、突出部が回転部材とスリンガの円筒部との間に挟み込まれて楔状に介在する。

Description

磁気エンコーダ及び転がり軸受

　本発明は、例えば、自動車の車輪のような回転部材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）などに用いられる車輪回転数検出装置としては、Ｎ極とＳ極とが円周方向に交互に着磁された円環状のエンコーダと、この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することにより、車輪の回転と共にエンコーダを回転させて、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１～３参照）。

　上記特許文献１に記載の密封装置は、固定部材に取り付けられたシール部材と、フェライト系ステンレスで形成されて回転部材に嵌合するスリンガと、スリンガ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と、を備え、スリンガに摺接するシール部材によって軸受を密封している。エンコーダは、ゴムまたは樹脂からなる弾性素材に磁性粉を混入した弾性磁性材料から形成されており、スリンガの外側面に圧着して接合されている。また、上記特許文献２に記載の密封装置では、エンコーダに設けた唇状片を回転部材に当接させると共に、スリンガとシール部材との間の空間内に、フェライトが添加された磁性液体を注入して軸受を密封している。また、特許文献３に記載の密封装置では、スリンガと回転部材との嵌合部に、弾性体磁石をスリンガに接着する弾性部材とは異なる材質からなる弾性部材の薄膜やリング状ゴム部材を介在させて、スリンガと回転部材との嵌合部を密封している。

日本国特開２００１－２５５３３７号公報日本国特開２００７－５２０３６号公報日本国特許第３９６３２４６号

　軸受を外部から密封するためは、シール部材側と共に、スリンガと回転部材との嵌合部の密封性が要求される。しかしながら、上記特許文献１に記載の密封装置では、スリンガと回転部材が金属同士が当接する嵌合部であるため、傷や変形、腐食などにより、スリンガと回転部材との嵌合部から軸受内部に水などが浸入する可能性があった。また、上記特許文献２に記載の密封装置では、車輪用軸受の過酷な環境、例えば、－４０～１２０℃にわたる温度変化や、塵芥や砂といった異物の接触により、唇状片の収縮や破損が生じて、隙間が開く可能性があった。また、上記特許文献３に記載の密封装置では、弾性体磁石とスリンガ間の接着力低下を防止するため、介在させる材質を弾性体磁石とスリンガ間に掛からないように介在させる工程が必要であるため、加工工数が増加して生産性が低下する可能性があった。

　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スリンガと回転部材との嵌合部のシール性を高めることができ、従来と同等の生産性を維持することができる磁気エンコーダ及び転がり軸受を提供することにある。

　本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）回転部材に嵌合可能な円筒部と、円筒部から径方向に延びるフランジ部と、を有するスリンガと、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、円筒部は、回転部材に嵌合される直線部と、直線部とフランジ部との境界部分であるＲ部と、を有し、磁石部は、円筒部の嵌合面よりも径方向に突出する突出部を有し、突出部は、円筒部のＲ部、又は、円筒部の直線部、又は、円筒部のＲ部から直線部に亘って形成され、突出部の突出厚さは、円筒部の板厚の１～２０％に設定され、スリンガを回転部材に嵌合することにより、突出部が回転部材とスリンガの円筒部との間に挟み込まれて楔状に介在することを特徴とする磁気エンコーダ。
（２）外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、外輪の内周面及び内輪の外周面の一方に取り付けられ、軸受内部を密封するシール部材と、外輪の内周面及び内輪の外周面の他方に取り付けられる磁気エンコーダと、を備える転がり軸受であって、磁気エンコーダが、（１）に記載の磁気エンコーダであることを特徴とする転がり軸受。

　本発明によれば、磁石部は、円筒部の嵌合面よりも径方向に突出する突出部を有し、突出部は、円筒部のＲ部、又は、円筒部の直線部、又は、円筒部のＲ部から直線部に亘って形成され、突出部の突出厚さは、円筒部の板厚の１～２０％に設定され、スリンガを回転部材に嵌合することにより、突出部が回転部材とスリンガの円筒部との間に挟み込まれて楔状に介在するため、スリンガと回転部材との嵌合部のシール性を高めることができる。また、加工工数を増加することなく磁石部に突出部を設けることができるので、従来と同等の生産性を維持することができる。

　また、磁石部をたわみ難い材料とした場合、上記特許文献２に記載の唇状片による密封装置の実施が難しい。即ち、磁気エンコーダの耐熱性や耐摩耗性を向上させるために、磁石部を硬く変形し難い材料で形成した場合、磁気エンコーダを回転部材に嵌合した際に、上記唇状片の回転部材への当接部に亀裂や欠けが発生したり、塑性変形により当接部の周方向の一部に隙間が発生したりすることがある。しかし、本発明によれば、磁石部を硬く変形し難い材料で形成した場合でも嵌合部を密封することができる。上記理由から、本発明は、特に、厚さ３．０ｍｍ、ＡＳＴＭ　Ｄ７９０；スパン間距離５０ｍｍで、２３℃での曲げたわみ量が１５ｍｍ以下の耐亀裂性の高い材料、より好ましくは、曲げたわみ量が２～１０ｍｍの磁石部材を用いた磁気エンコーダ及び転がり軸受の嵌合部の密封に好適な手段である。

　次に、本発明に係る磁石部の突出部の突出厚さをスリンガの円筒部の板厚の１～２０％に設定する理由を説明する。まず、磁石部の突出部の突出厚さをスリンガの円筒部の板厚の１～２０％に設定する必要性は、回転部材とスリンガとの間に挟み込まれて楔状に介在する磁石部材が必要十分な圧縮力を得るためである。上記突出厚さが円筒部の板厚の１％より小さい場合、スリンガのうねりによって、回転部材とスリンガとの間に挟み込まれて楔状に介在する磁石部材が十分な圧縮力を得られず、シール効果が得られない可能性がある。また、上記突出厚さが円筒部の板厚の２０％より大きい場合、磁気エンコーダを回転部材に嵌合した際に、突出部が回転部材とスリンガとの間に挟み込まれず割れたり、削れたりする可能性がある。

　詳細には、磁気エンコーダが取り付けられる回転部材、及び上記磁気エンコーダのスリンガは、鉄系金属、即ち、縦弾性係数が２００ＧＰａ程度の物性を持つ材料で構成され、且つ、回転部材とスリンガは、スリンガの円筒部の径寸法の０．１～０．４％、即ち、数μｍ～数百μｍ程度の嵌合締め代を持つようにしている。また、スリンガの板厚は、回転部材の厚み、及びエンコーダ嵌合部の直径と比べて十分に小さいので、嵌合による変形は、ほとんど磁気エンコーダに生じる。従って、回転部材とスリンガとの間に楔状に磁石部材を押えつける力は、スリンガの板厚による影響が最も大きいと考えられる。従って、本発明は、磁石部の突出部の突出厚さをスリンガの円筒部の板厚に対する割合で規定している。なお、スリンガの一般的な板厚は、０．５～０．８ｍｍ程度であるため、上記磁石部の突出部の突出厚さは、５～１００μｍ程度になると考えられる。

本発明に係る磁気エンコーダ及び転がり軸受の第１実施形態を説明する要部断面図である。第１実施形態の磁気エンコーダの断面図、及び要部拡大断面図である。スリンガを内輪に嵌合させる様子を示す断面図、及び要部拡大断面図である。（ａ）は磁石部が内輪の面取り部に達した状態の要部拡大断面図、（ｂ）はスリンガが内輪に嵌合して嵌合部が封止された状態の要部拡大断面図である。第１実施形態の磁気エンコーダの第１変形例の要部拡大断面図である。第１実施形態の磁気エンコーダの第２変形例の断面図、及び要部拡大断面図である。第２実施形態の磁気エンコーダの断面図、及び要部拡大断面図である。第２実施形態の磁気エンコーダの第１変形例の断面図、及び要部拡大断面図である。第２実施形態の磁気エンコーダの第２変形例の断面図、及び要部拡大断面図である。内輪にシール部材が取り付けられ、外輪に磁気エンコーダが取り付けられた転がり軸受を説明する要部断面図である。図１０に示す磁気エンコーダにおける突出部の周辺の要部拡大断面図である。

　以下、本発明に係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の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
　まず、図１～図６を参照して、本発明に係る磁気エンコーダ及び転がり軸受の第１実施形態について説明する。なお、以下の説明では、図２に示すように、スリンガの円筒部の直線部の範囲をＡ、スリンガの円筒部のＲ部の範囲をＢ、円筒部の範囲をＣ、直線部とＲ部との境界線をＤとする。また、本実施形態の転がり軸受では、回転部材が内輪、固定部材が外輪である。

　本実施形態の転がり軸受１０は、図１に示すように、外周面１１ｂに内輪軌道面１１ａを有する内輪（回転部材）１１と、内周面１２ｂに外輪軌道面１２ａを有する外輪（固定部材）１２と、内輪軌道面１１ａと外輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配置される複数の転動体１３と、外輪１２の内周面１２ｂに取り付けられ、軸受内部を密封するシール部材１４と、シール部材１４に対向して内輪１１の外周面１１ｂに取り付けられる磁気エンコーダ１５と、を備える。

　シール部材１４は、断面略Ｌ字形状の円環状の芯金１６と、芯金１６の内周面に接着されるゴムやエラストマーなどの弾性体からなるシール部１７と、を備える。シール部１７には、３つのシールリップ１８ａ，１８ｂ，１８ｃが一体成形されている。シールリップ１８ａ，１８ｂは、後述するスリンガ２０の円筒部２０ａ及びフランジ部２０ｂに摺接し、シールリップ１８ｃは、円筒部２０ａとの間に僅かな隙間を有するラビリンスシールを構成する。

　磁気エンコーダ１５は、図１及び図２に示すように、スリンガ２０と、スリンガ２０に固定される略円環状の磁石部２１と、を備える。スリンガ２０は、断面略Ｌ字形状の円環状部材であり、内輪１１の外周面１１ｂに外嵌固定される円筒部２０ａと、円筒部２０ａから径方向外方に延びるフランジ部２０ｂと、を有する。また、円筒部２０ａは、内輪１１の外周面１１ｂに嵌合される直線部２０ｃ（図２の範囲Ａ）と、直線部２０ｃ（円筒部２０ａ）とフランジ部２０ｂとの境界部分である断面円弧状のＲ部２０ｄ（図２の範囲Ｂ）と、を有する。スリンガ２０は、例えば、磁石部２１の磁気特性を低下させず、且つ耐食性を有するステンレス製の板材をプレス加工することで形成される。

　磁石部２１は、円周方向に交互にＮ極とＳ極が着磁された多極磁石であり、インサート成形によりスリンガ２０のフランジ部２０ｂの外側面に取り付けられている。また、磁石部２１は、インサート成形によって硬化反応が進む接着剤を塗工したスリンガ２０をコアにしたインサート成形により、磁石部２１の成形とスリンガ２０への接着とを同時に行ってフランジ部２０ｂに取り付けられる。

　磁石部２１の軸受外方には、磁石部２１の磁気を検出可能な磁気センサ２４が対面配置されている。磁気センサ２４は、検出した磁気変化を内輪１１の回転として検出する。

　また、磁石部２１は、フランジ部２０ｂの外側面から外周面に亘って外径側に回り込んで形成されると共に、円筒部２０ａのＲ部２０ｄに亘って内径側に回り込んで形成されている。

　そして、磁石部２１は、図２に示すように、スリンガ２０の円筒部２０ａのＲ部２０ｄの内径側に形成され、円筒部２０ａの内周面（嵌合面）２０ｅよりも径方向内側に突出する突出部２２を有する。この突出部２２は、磁石部２１の内径側端部に一体に連続して形成されている。

　突出部２２は、磁石部２１における円筒部２０ａの直線部２０ｃとＲ部２０ｄとの境界線Ｄより僅かにフランジ部２０ｂ寄りの部分が、円筒部２０ａの内径側になだらかに突出して形成されたものである。

　また、突出部２２は、断面略台形形状に形成されており、その軸方向内側部分に、最大突出位置から円筒部２０ａの内周面２０ｅに向けて緩やかに傾斜するテーパ面２３ａを有し、その軸方向外側部分に、最大突出位置から軸方向外側且つ径方向外側に向けて緩やかに傾斜するテーパ面２３ｂを有する。

　そして、突出部２２の突出厚さｔは、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定されている。ここで、突出部２２の突出厚さｔを円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定したのは、突出厚さｔが円筒部２０ａの板厚の１％より小さい場合、スリンガ２０の内径のうねりによって、内輪１１との嵌合時に突出部２２に締め代が生じず、シール効果が得られない可能性があり、突出厚さｔが円筒部２０ａの板厚の２０％より大きい場合、内輪１１との嵌合によって突出部２２が割れたり、削れたりする可能性があるためである。また、内輪１１との嵌合による突出部２２の割れや削れ等を防止し、且つ嵌合部におけるシール性能を確保するためには、突出厚さｔを円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定することがより好ましい。

　また、磁石部２１は、８６～９２質量％の磁性体粉と、弾性体バインダとが混合された弾性材料から形成されている。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体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。

　弾性体バインダとしては、ニトリルゴム、アクリルゴム等のゴム材料や、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）等の熱可塑性樹脂材料が挙げられる。特に、熱可塑性樹脂材料とすると、内輪１１との嵌合による磁石部２１の突出部２２の割れ、削れ、亀裂等を生じ難くすることができる。

　また、磁性体粉の含有量を全量に対し８６～９２質量％としたのは、８６質量％より小さい場合、磁気特性が劣ると共に狭ピッチで多極に着磁させることが困難になり、９２質量％より大きい場合、バインダ量が不足して磁気エンコーダ全体の機械的強度が低下すると共に成形が困難になるためである。

　また、磁気エンコーダ１５の形成においては、スリンガ２０と磁石部２１との接着接合状態が適切でないと、磁石部２１に亀裂が発生して磁石部２１がスリンガ２０から脱落したり、磁石部２１とスリンガ２０との間に隙間が発生したり、内輪１１との嵌合時に磁石部２１に削れや剥離が生じたりする可能性がある。このため、磁石部２１とスリンガ２０との接着には、接着剤を用いることが推奨される。接着剤としては、インサート成形時に硬化反応が進むフェノール樹脂系接着剤、及びエポキシ樹脂系接着剤からなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。

　また、図３に示すように、スリンガ２０の円筒部２０ａが嵌合される内輪１１の外周面１１ｂの軸方向外端部には、面取り部１１ｃが形成されており、この面取り部１１ｃは、内輪１１の外周面１１ｂから外端面に向けて傾斜角度αで平坦状に形成される第１傾斜平面Ｓ１と、第１傾斜平面Ｓ１の外端部から傾斜角度βで平坦状に形成される第２傾斜平面Ｓ２と、を有する。また、内輪１１の外周面１１ｂと第１傾斜平面Ｓ１との境界部分、及び第１傾斜平面Ｓ１と第２傾斜平面Ｓ２との境界部分はそれぞれ滑らかな曲面に形成される。また、第１傾斜平面Ｓ１の傾斜角度αは、第２傾斜平面Ｓ２の傾斜角度βよりも小さい角度（α＜β）に設定されている。

　また、傾斜角度αは、５°～３０°の範囲に設定することが好ましい。傾斜角度αを５°～３０°の範囲としたのは、５°より小さい場合、スリンガ２０の円筒部２０ａを内輪１１に安定してスムーズに嵌合することが難しくなり、３０°より大きい場合、内輪１１への嵌合の際に円筒部２０ａの内径寸法が急激に拡径して、円筒部２０ａが急激に変形したり歪んだりすることで、磁石部２１が削り取られたり、剥離したりする可能性があるためである。また、傾斜角度αは、嵌合時のスリンガ２０の案内性や磁石部２１の削りや剥離を防止する観点から、１０°～２０°に設定することがより好ましい。

　面取り部１１ｃの形状（特に、内輪１１の軸方向外端面からの面取り長さ）は、スリンガ２０のＲ部２０ｄに形成された突出部２２を、内輪１１の外周面１１ｂとスリンガ２０のＲ部２０ｄで挟み込める形状となっている。即ち、面取り部１１ｃの面取り量は、比較的小さくなっている。換言すれば、面取り部１１ｃの面取り量が大きく、突出部２２を、面取り部１１ｃとスリンガ２０のＲ部２０ｄで挟む構造は、磁石部２１の経時劣化などで、シール性が喪失する可能性があり好ましくない。

　なお、面取り部１１ｃは、上述した２段構成に限定されず、傾斜角度αの第１傾斜平面Ｓ１のみの１段構成であってもよい。また、スリンガ２０の円筒部２０ａを内輪１１にスムーズに嵌合するため、スリンガ２０の円筒部２０ａのフランジ部２０ｂから離間する側の端部に、面取り加工を施す方がより好ましい。

　ここで、図３及び図４を参照して、スリンガ２０の円筒部２０ａと内輪１１との嵌合について説明する。

　まず、図３に示すように、スリンガ２０の円筒部２０ａを内輪１１の外周面１１ｂに挿入する。このとき、円筒部２０ａの内径寸法と内輪１１の外周面１１ｂの外径寸法との間に予め所定の締め代が設定されているため、円筒部２０ａの内周面２０ｅが、内輪１１の面取り部１１ｃの第２傾斜平面Ｓ２に当接する。

　この状態で、スリンガ２０を内輪１１に押し込むと、図４（ａ）に示すように、内輪１１の先端が、面取り部１１ｃの第１及び第２傾斜平面Ｓ１，Ｓ２に沿ってスムーズに案内されてスリンガ２０の円筒部２０ａが内輪１１の外周面１１ｂに嵌合される。このとき、スリンガ２０の移動に伴って、円筒部２０ａの内径寸法が拡径する。また、面取り部１１ｃが、第１及び第２傾斜平面Ｓ１，Ｓ２で滑らかに連続しているため、円筒部２０ａの内径寸法が徐々に且つ連続的に滑らかに拡径し、円筒部２０ａが急激に変形したり歪んだりすることはない。

　そして、さらにスリンガ２０を内輪１１に押し込むと、図４（ｂ）に示すように、スリンガ２０のフランジ部２０ｂが面取り部１１ｃを越える位置まで挿入され、磁石部２１の突出部２２が、内輪１１の外周面１１ｂとスリンガ２０のＲ部２０ｄとの間に楔状に押し潰された状態で挟み込まれる。これにより、スリンガ２０の円筒部２０ａと内輪１１の外周面１１ｂとの嵌合部が、突出部２２によりシールされる。

　また、円筒部２０ａの内周面２０ｅと内輪１１の外周面１１ｂとの間の締め代は、径寸法の０．１％～０．４％に設定されている。ここで、締め代を０．１％～０．４％に設定したのは、締め代が０.１％より小さい場合、嵌合力（固定力）が弱くなり、スリンガ２０の移動や抜けといった不具合が生じる可能性があり、締め代が０.４％より大きい場合、スリンガ２０の塑性変形が大きくなる割合に比較して、嵌合力（固定力）の増加が小さく、また、磁石部２１が削り取られたり、剥離したりする可能性が高まるためである。なお、締め代は、０.１５％～０.３５％に設定することにより、嵌合力の増加と共に、磁石部２１の削り及び剥離が防止されるのでより好ましい。

　以上説明したように、本実施形態の磁気エンコーダ１５及び転がり軸受１０によれば、磁石部２１は、スリンガ２０の円筒部２０ａの内周面（嵌合面）２０ｅよりも径方向に突出する突出部２２を有し、突出部２２は、円筒部２０ａのＲ部２０ｄに形成され、突出部２２の突出厚さｔは、円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、スリンガ２０を内輪１１に嵌合することにより、突出部２２が内輪１１の外周面１１ｂとスリンガ２０の円筒部２０ａとの間に挟み込まれて楔状に介在するため、スリンガ２０と内輪１１との嵌合部のシール性を高めることができる。また、加工工数を増加することなく磁石部２１に突出部２２を設けることができるので、従来と同等の生産性を維持することができる。

　また、本実施形態の磁気エンコーダ１５及び転がり軸受１０によれば、磁石部２１は、少なくとも磁性体粉と弾性体バインダとを含有し、磁性体粉は、全量に対し８６～９２質量％であるため、磁石部２１が適度な弾性を備える。このため、磁石部２１の突出部２２が内輪１１の外周面１１ｂとスリンガ２０の円筒部２０ａとの間に適度に潰れて挟み込まれるので、スリンガ２０と内輪１１との嵌合部のシール性を更に高めることができる。

　なお、本実施形態の第１変形例として、図５に示すように、磁石部２１の突出部２２の突出厚さｔが上記実施形態より大きく、且つ突出部２２の軸方向外側部分のテーパ面２３ｂが上記実施形態より急傾斜であってもよい。この場合も、突出部２２の突出厚さｔは、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、より好ましくは円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定されている。

　また、本実施形態の第２変形例として、図６に示すように、磁石部２１の突出部２２よりも軸方向外側部分に、軸方向に延びる水平面２３ｃが形成されていてもよい。この場合も、突出部２２の突出厚さｔは、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、より好ましくは円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定されている。

（第２実施形態）
　次に、図７～図９を参照して、本発明に係る磁気エンコーダ及び転がり軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。また、本実施形態の転がり軸受では、回転部材が内輪、固定部材が外輪である。

　本実施形態では、図７に示すように、磁石部２１は、スリンガ２０の円筒部２０ａの直線部２０ｃ及びＲ部２０ｄの内径側に形成され、円筒部２０ａの内周面（嵌合面）２０ｅよりも径方向内側に突出する突出部２２Ａを有する。より具体的には、突出部２２Ａがスリンガ２０の円筒部２０ａのＲ部２０ｄから直線部２０ｃの一部に亘って連続して形成されている。

　突出部２２Ａは、断面略三角形状に形成されており、その軸方向内側部分に、最大突出位置から円筒部２０ａの内周面２０ｅに向けて緩やかに傾斜するテーパ面２３ｄを有し、その軸方向外側部分に、最大突出位置から軸方向外側且つ径方向外側に向けて緩やかに傾斜するテーパ面２３ｅを有する。また、突出部２２Ａの突出厚さｔは、上記第１実施形態と同様、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、より好ましくは円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定されている。なお、本実施形態では、突出部２２Ａの突出厚さｔが最大となる部分は、円筒部２０ａのＲ部２０ｄ側にあるが、これに限定されず、円筒部２０ａの直線部２０ｃ側にあってもよい。

　以上説明したように、本実施形態の磁気エンコーダ１５及び転がり軸受１０によれば、磁石部２１は、スリンガ２０の円筒部２０ａの内周面（嵌合面）２０ｅよりも径方向に突出する突出部２２Ａを有し、突出部２２Ａは、円筒部２０ａのＲ部２０ｄから直線部２０ｃに亘って形成され、突出部２２Ａの突出厚さｔは、円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、スリンガ２０を内輪１１に嵌合することにより、突出部２２Ａが内輪１１の外周面１１ｂとスリンガ２０の円筒部２０ａとの間に挟み込まれて楔状に介在するため、スリンガ２０と内輪１１との嵌合部のシール性を高めることができる。また、加工工数を増加することなく磁石部２１に突出部２２Ａを設けることができるので、従来と同等の生産性を維持することができる。

　なお、本実施形態の第１変形例として、図８に示すように、磁石部２１の突出部２２Ａは、直線部２０ｃの内径側において略一様な突出厚さｔで形成されていてもよい。この場合も、突出部２２Ａの突出厚さｔは、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、より好ましくは円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定されている。

　また、本実施形態の第２変形例として、図９に示すように、磁石部２１の突出部２２Ａは、直線部２０ｃ及びＲ部２０ｄの内径側において略一様な突出厚さｔで形成され、且つ、突出部２２Ａよりも軸方向外側部分に、軸方向に延びる水平面２３ｆが形成されていてもよい。この場合も、突出部２２Ａの突出厚さｔは、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、より好ましくは円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定されている。
　その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
　次に、図１０及び図１１を参照して、本発明に係る磁気エンコーダ及び転がり軸受の第３実施形態について説明する。なお、第１及び第２実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。また、本実施形態の転がり軸受では、回転部材が外輪、固定部材が内輪である。

　本実施形態では、図１０及び図１１に示すように、シール部材１４が固定部材である内輪１１の外周面１１ｂに外嵌され、磁気エンコーダ１５が回転部材である外輪１２の内周面１２ｂに内嵌されている。なお、シール部材１４の形状は、上記第１実施形態のものを径方向に反転させた形状であり、磁気エンコーダ１５の形状は、上記第１実施形態の第２変形例のものを径方向に反転させた形状である。また、本実施形態では、外輪１２の内周面１２ｂの軸方向外端部に、上記面取り部１１ｃと同形状の面取り部１２ｃが形成されている。

　そして、本実施形態においても、突出部２２の突出厚さｔは、スリンガ２０の円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、より好ましくは円筒部２０ａの板厚の３～１０％に設定されている。なお、突出部の形状は、上記した第１実施形態、第１実施形態の第１変形例及び第２変形例、第２実施形態、第２実施形態の第１変形例及び第２変形例のいずれの形状であってもよし、その他の形状であってもよい。

　以上説明したように、本実施形態の磁気エンコーダ１５及び転がり軸受１０によれば、磁石部２１は、スリンガ２０の円筒部２０ａの外周面（嵌合面）２０ｅよりも径方向に突出する突出部２２を有し、突出部２２は、円筒部２０ａのＲ部２０ｄに形成され、突出部２２の突出厚さｔは、円筒部２０ａの板厚の１～２０％に設定され、スリンガ２０を外輪１２に嵌合することにより、突出部２２が外輪１２の内周面１２ｂとスリンガ２０の円筒部２０ａとの間に挟み込まれて楔状に介在するため、スリンガ２０と外輪１２との嵌合部のシール性を高めることができる。また、加工工数を増加することなく磁石部２１に突出部２２を設けることができるので、従来と同等の生産性を維持することができる。
　その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第２実施形態と同様である。

　なお、本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　例えば、上記各実施形態では、突出部は、スリンガの円筒部のＲ部　又は、円筒部のＲ部から直線部に亘って形成されているが、これに限定されず、スリンガの円筒部の直線部のみに形成されていてもよい。

　本発明の作用効果を確認するため、下記表１、表２、表５、及び表６に示す突出部を有する磁気エンコーダの実施例及び比較例を作製して、それぞれに対して嵌合時損傷試験及び耐浸透性試験を行った。

　以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。下記の実施例１～１１と比較例１～５は、回転部材が内輪、固定部材が外輪である。また、内輪の外径及び磁気エンコーダの円筒部の内径は直径６１ｍｍである。また、回転部材、固定部材、及び磁気エンコーダのスリンガは、縦弾性係数が２００ＧＰａ程度の鉄系金属である。また、スリンガは、板厚０．６ｍｍの鋼材からプレス成形して製造される。また、磁石部材は、厚さ３．０ｍｍ、ＡＳＴＭ　Ｄ７９０；スパン間距離５０ｍｍで、２３℃での曲げたわみ量が７ｍｍ程度の材料を使用して、インサート成形によりスリンガと一体に製造される。また、回転部材とスリンガとの締め代は、スリンガの内径の０．２５％程度である。

　また、下記の実施例１２～２０と比較例６～１０は、回転部材が外輪、固定部材が内輪である。また、外輪の内径及び磁気エンコーダの円筒部の外径は直径７２ｍｍである。また、回転部材、固定部材、及び磁気エンコーダのスリンガは、縦弾性係数が２００ＧＰａ程度の鉄系金属である。また、スリンガは、板厚０．６ｍｍの鋼材からプレス成形して製造される。また、磁石部材は、厚さ３．０ｍｍ、ＡＳＴＭ　Ｄ７９０；スパン間距離５０ｍｍで、２３℃での曲げたわみ量が７ｍｍ程度の材料を使用して、インサート成形によりスリンガと一体に製造される。また、回転部材とスリンガとの締め代は、スリンガの外径の０．２５％程度である。

　なお、表１の実施例１の磁気エンコーダは、上記第１実施形態に示す磁気エンコーダに相当し、表１及び表２の実施例２～１１の磁気エンコーダは、上記第２実施形態に示す磁気エンコーダに相当し、表５及び表６の実施例１２～２０の磁気エンコーダは、上記第３実施形態に示すような外輪の内周面に嵌合される磁気エンコーダに相当する。

　また、表１、表２、表５、及び表６に示す位置（ｘ）とは、図２に示す境界線Ｄを基準とした軸方向の位置であり、軸方向外側を＋、軸方向内側を－とする。また、表１及び表２に示す突出厚さ（ｙ）とは、図２に示すように、円筒部２０ａの内輪への嵌合面を基準とした径方向の位置であり、径方向内側を＋、径方向外側を－とする。また、表５及び表６に示す突出厚さ（ｙ）とは、図１１に示すように、円筒部２０ａの外輪への嵌合面を基準とした径方向の位置であり、径方向外側を＋、径方向内側を－とする。なお、各表中の最大突出厚さは、上記突出部の突出厚さ（ｔ）と等しい。

　嵌合時損傷試験とは、試料の磁気エンコーダを内輪に圧入嵌合して、磁気エンコーダの磁石部に割れや削れが生じるか否かを確認する試験である。耐浸透性試験とは、試料の磁気エンコーダを、実施例１～１１では内輪に圧入嵌合し、実施例１２～２０では外輪に圧入嵌合して、その嵌合部に浸透液（ミクロチェック：タイホーコーザイ社製）を垂らし、浸透液が乾燥によりその流動性を大きく喪失する１６８時間まで静置した後、浸透液の浸透の有無を確認する試験である。結果を表３、表４、表７、及び表８に示す。

　表３、表４、表７、及び表８から明らかなように、比較例１～１０の磁気エンコーダでは、磁石部の割れや削れ及び浸透液の浸透が確認され、実施例１～２０の磁気エンコーダでは、磁石部の割れや削れ及び浸透液の浸透が確認されなかった。従って、実施例１～２０の結果は良好であり、本発明の有効性が実証された。

　　１０　　転がり軸受
　　１１　　内輪（回転部材）
　　１１ａ　内輪軌道面
　　１１ｂ　外周面
　　１２　　外輪（固定部材）
　　１２ａ　外輪軌道面
　　１２ｂ　内周面
　　１３　　転動体
　　１４　　シール部材
　　１５　　磁気エンコーダ
　　２０　　スリンガ
　　２０ａ　円筒部
　　２０ｂ　フランジ部
　　２０ｃ　直線部
　　２０ｄ　Ｒ部
　　２０ｅ　内周面（嵌合面）、外周面（嵌合面）
　　２１　　磁石部
　　２２，２２Ａ　　突出部
　　　Ａ　　直線部の範囲
　　　Ｂ　　Ｒ部の範囲
　　　Ｃ　　円筒部の範囲
　　　Ｄ　　直線部とＲ部との境界線

Claims

　回転部材に嵌合可能な円筒部と、前記円筒部から径方向に延びるフランジ部と、を有するスリンガと、
　前記スリンガの前記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、
　前記円筒部は、前記回転部材に嵌合される直線部と、前記直線部と前記フランジ部との境界部分であるＲ部と、を有し、
　前記磁石部は、前記円筒部の嵌合面よりも径方向に突出する突出部を有し、
　前記突出部は、前記円筒部の前記Ｒ部、又は、前記円筒部の前記直線部、又は、前記円筒部の前記Ｒ部から前記直線部に亘って形成され、
　前記突出部の突出厚さは、前記円筒部の板厚の１～２０％に設定され、
　前記スリンガを前記回転部材に嵌合することにより、前記突出部が前記回転部材と前記スリンガの前記円筒部との間に挟み込まれて楔状に介在することを特徴とする磁気エンコーダ。
　外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記外輪の内周面及び前記内輪の外周面の一方に取り付けられ、軸受内部を密封するシール部材と、前記外輪の内周面及び前記内輪の外周面の他方に取り付けられる磁気エンコーダと、を備える転がり軸受であって、
　前記磁気エンコーダが、請求項１に記載の磁気エンコーダであることを特徴とする転がり軸受。