WO2006027845A1

WO2006027845A1 - 磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受

Info

Publication number: WO2006027845A1
Application number: PCT/JP2004/013210
Authority: WO
Inventors: Tatsuo Nakajima; Kouya Oohira; Arito Matsui; Kazutoyo Murakami
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-16
Also published as: EP1788359A4; EP1788359B1; EP1788359A1; US20070273362A1; US7592799B2

Abstract

　耐食性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても錆の発生の問題がなく、かつ生産性に優れ、低コスト化が図れる磁気エンコーダを提供する。円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石１４と、この多極磁石１４を支持する芯金１１とを備えた磁気エンコーダ１０とする。上記多極磁石１４を、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体とする。この多極磁石１４を上記芯金１１の加締によってこの芯金１１に固定し、この焼結体を芯金１１に固定した焼結体芯金一体品２１に防食用の表面処理を施す。

Description

明細書

磁気エンコーダおよびそれを備えた車輪用軸受

技術分野

[0001] 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

、およびそれを備えた車輪用軸受に関し、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ェンコーダに関する。

背景技術

[0002] 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力なっており、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ぉ、て、そこに使用するスリンガーの径方向に磁性粉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置した構造が示されて！/ヽる。

[0004] また、特開平 6— 281018号には、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付けられ、その回転デイスクに多極ィ匕されたコーダが取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一力もなるものが用いられ、このコーダの側面を固定部材とほぼ同一平面としたシール手段とされて、る。

[0005] 磁性粉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腑形したり、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一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、溶融榭脂を流し入れて接着工程を同時加工して製作してもよヽ。

[0006] しかし、上記の各磁気エンコーダは、いずれも多極磁石に磁性粉を含むものであり、一方、自動車用軸受等に使用される場合、路面の塩泥水に曝される厳しい環境下に置かれるため、長期使用の間の鲭の発生が問題となる。特に、小型化のために磁性粉の含有量を多くした場合、鲭が発生し易くなる。そこで、磁気エンコーダの多極磁石を防鲭処理することを考えたが、適切な防鲭材料の選定が難ヽ。

[0007] また、多極磁石が上記のような磁性粉を含有させたエラストマ一やプラストマーでは、次に説明するように種々の課題があるため、本出願人は、多極磁石を、磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体としたものを提案した (特開 2004— 0374 41号)。このような多極磁石とした場合、その特性に応じた防鲭処理が必要となる。

[0008] さらに、本出願人は、多極磁石の表面に、タリヤー系の高防食性塗料の防鲭皮膜を形成したものも提案した (特開 2004— 085534号)。しかし、多極磁石への変性ェポキシ系タリヤー塗料のディップ方式やスプレー方式による塗装は、自動車用足回り部品に要求される耐食性能を満足するために、膜厚を厚くする必要があり、コストが高くなる場合がある。またマスキングが必要になることもあり、工程が煩雑になることがある。さらに、成膜面の膜厚均一性および平坦度を確保するため、成膜時の塗工および焼付などの工程管理幅が狭ぐ歩留りが悪い場合がある。また、焼結体である多極磁石を芯金に加締めた状態において、芯金と焼結体の間の耐食性を向上させるため、変性エポキシ系タリヤー塗料の含浸処理を施したり、焼結体単体塗装ゃ封孔処理等を施すことがある力コストが高くなり経済的ではない。

発明の開示

[0009] この発明の目的は、耐食性に優れ、長期の使用，厳しい環境下の使用においても鲭の発生の問題がなく、かつ生産性に優れ、低コストィ匕が図れる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ぐ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食性、生産性に優れ、低コスト化が図れる車輪用軸受を提供することである。

[0010] この発明の磁気エンコーダは、円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石と、この多極磁石を支持する芯金とを備えた磁気エンコーダにお、て、上記多極磁石が磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体であり、この多極磁石を上記芯金の加締によってこの芯金に固定し、この焼結体を芯金に固定した焼結体芯金一体品に防食用の表面処理を施したことを特徴とする。この明細書で言う「加締」とは、加圧力を加えて塑性変形させることによって締め付け固定する処理全般を示し、曲げゃステーキング等による締め付けを含む。

[0011] この構成によると、焼結体である多極磁石を芯金に加締によって固定した焼結体芯金一体品に防食用の表面処理を施したため、耐食性に優れたものとでき、長期の使用，厳、環境下の使用にお、ても鲭の発生の問題のな!、磁気ェンコーダとなる。焼結体芯金一体品の状態で表面処理を施すため、個別に表面処理を施す場合に比べて工程が少なぐ生産性に優れ、コスト低下が図れる。

[0012] この発明の磁気エンコーダにおいて、上記表面処理が電着であっても良い。電着塗装はコーティング方式の塗装よりもつきまわり性が良いことから、上記焼結体芯金一体品の全表面を塗装でき、そのため焼結体力もなる多極磁石全体の耐食性を向上させることができる。また、電着塗装では、焼結体 (多極磁石)と芯金の隙間に塗料が入り込み易いので、接着効果が得られ、加締と接着の両方の効果により多極磁石を芯金に強固に保持させることができる。例えば、加締が緩くても、上記接着効果で芯金からの多極磁石の分離を防ぐことができ、製品としての信頼性が向上する。さらに、電着塗装は、コーティング方式や含浸方式と比べて、均一な塗膜を形成できるので、製品としての磁気エンコーダの寸法管理を容易にできる。

[0013] 電着塗装としては、焼結体芯金一体品をプラス極にするァ-オンタイプと、マイナス極にするカチオンタイプの 2つがある力自動車部品等のように耐食性が強く要望される場合は、カチオンタイプの電着塗装がより好まし、。 [0014] また、上記焼結体と芯金との少なくとも一方に、これら焼結体と芯金との接触面において電着塗料侵入用の溝を設けても良い。このように溝を設けた場合、焼結体と芯金とを加締によって固定し、その後に電着を行う工程において、焼結体と芯金との間に形成された溝の中に、電着塗料が電気泳動によって侵入し、その後、乾燥'焼き付け工程によって焼結体と芯金とが接着されることになり、焼結体と芯金の密着性がより向上する。

[0015] 上記磁性粉は、サマリウム系磁性粉であっても良ぐまたネオジゥム系磁性粉であつても良い。これらサマリウム系磁性粉やネオジゥム系磁性粉を用いると、強い磁力を得ることができる。サマリウム系磁性粉としては、サマリウム鉄（SmFeN)系磁性粉力またネオジゥム系磁性粉としてはネオジゥム鉄 (NdFeB)系磁性粉が用いられる。上記磁性粉は、この他に、マンガンアルミ（MnAl)ガスアトマイズ粉であっても良い。

[0016] 上記非磁性金属粉は、スズ粉であっても良、。磁性粉がフェライト粉やサマリウム系磁性粉やネオジゥム系磁性粉である場合に、非磁性金属粉にスズ粉を用いても良ヽ

[0017] 上記混合粉は 2種以上の磁性粉を含むものであっても良ぐまた 2種以上の非磁性金属粉を含むものであっても良い。また、上記混合粉は、 2種以上の磁性粉を含み、かつ 2種以上の非磁性金属粉を含むものであっても良い。 2種以上の以上の磁性粉または 2種以上の金属粉を含むものとした場合は、任意に複数種の粉を混合することで所望の特性を得ることができる。例えばフェライト粉だけでは磁力が足りない場合に、フェライト粉に希土類系磁性材料であるサマリウム系磁性粉やネオジゥム系磁性粉を必要量だけ混合し、磁力向上を図りつつ安価に製作することができる。

[0018] この発明の車輪用軸受は、この発明における上記いずれかの構成の磁気ェンコ一ダを備えたものである。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、磁気エンコーダが塩泥水を被ることがあるが、磁気エンコーダを構成する焼結体芯金一体品の全体に防食性の表面処理が施されていることから、塩泥水により磁気ェンコーダに鲭が発生することの防止効果が高、。

また、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嚙み込むことがあるが、この嚙み込みに対して、次のように保護される。すなわち、磁性粉と非磁性金属粉とからなる焼結体の多極磁石の表面硬度は、従来の磁性粉や磁性粒子の含有する弾性部材ゃエラストマ一製のコーダに比べて高い。そのため、車輪回転検出のための磁気ェンコーダを有した車輪用軸受において、車両走行中に回転側の多極磁石の表面と固定側の磁気センサの表面との間隙に、砂粒などの粒子が嚙み込まれても、多極磁石の摩耗損傷に大幅な低減効果がある。

[0019] この発明の車輪用軸受は、軸受空間をシールするシール装置の構成要素を磁気エンコーダとしても良い。例えば、この車輪用軸受は、複列の転走面を内周面に形成した外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、これら両転走面間に介在させた複列の転走体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、上記外方部材と内方部材との間の環状空間を密封するシール装置を設けたものとされる。このシール装置の構成要素を磁気ェンコ一ダとする。この場合に、磁気シール装置は、上記外方部材または内方部材のうちの回転側部材に嵌合された断面 L字状の第 1のシール板と、この第 1のシール板に対向し、上記外方部材または内方部材のうちの固定側部材に嵌合した断面 L字状の第 2のシール板とからなり、上記第 1のシール板の立板部に摺接するサイドリップ、および円筒部に摺接するラジアルリップが上記第 2のシール板に固着され、上記第 1のシール板が上記磁気エンコーダにおける芯金となり、その立板部に少なくとも一部を重ねて上記多極磁石が設けられたものであっても良い。

[0020] この構成の車輪用軸受の場合、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ぐよりコンパクトな構成で車輪の回転を検出することができる。また、このようにシール装置に磁気エンコーダを構成した場合、上記の路面環境下にさらされることによる磁気エンコーダと磁気センサ間の砂粒等の嚙み込みが問題となるが、この嚙み込みに対して、上記と同様に多極磁石の表面硬度が高いことにより、摩耗損傷の低減効果が得られる。防食用の表面処理による防食効果もある。また、この構成の場合、第 2のシール板に固着されたサイドリップおよびラジアルリツプが第 1のシール板に摺接すること等により、優れたシール効果が得られる。

[0021] 上記第 1のシール板は、例えば断面概ね逆 Z字状とされて、上記回転側部材に嵌合される嵌合側の円筒部と、立板部と、他円筒部とでなるものであっても良い。シール板が断面概ね逆 z字状であると、他円筒部を焼結体の加締固定に利用でき、焼結体の加締固定がより容易に行える。

[0022] 第 1のシール板を上記の断面概ね逆 Z字状または断面 L字状とした場合に、次の各構成としても良い。ただし、外周側円筒部を用いるものは、断面概ね逆 Z字状としたものだけに適用される。

•第 1のシール板の立板部が、内周側部分と外周側部分とで互いに軸方向にずれた 2段形状であっても良、。

•第 1のシール板の立板部に、上記多極磁石を第 1のシール板の外周側円筒部の加締によって固定しても良い。

•第 1のシール板における外周側円筒部の周方向複数箇所に、内径側へ突出状態に塑性変形させた塑性変形部を設け、上記第 1のシール板における立板部に重ねた多極磁石を、上記塑性変形部によって加締固定しても良い。

'第 1のシール板の立板部に、上記多極磁石を、第 1のシール板の外周部に設けた爪状突起の塑性変形によって固定しても良い。

図面の簡単な説明

[0023] この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭に理解されるであろう。し力しながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。

[図 1] (A)はこの発明の第 1の実施形態に力かる磁気エンコーダの部分斜視図、 (B) は同磁気エンコーダの組立過程を示す部分斜視図である。

[図 2]同磁気エンコーダを正面力も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]同磁気エンコーダにおける多極磁石の一例の裏面を示す斜視図である。

[図 5]同磁気エンコーダにおける多極磁石の他の例の裏面を示す斜視図である。

[図 6]同磁気エンコーダにおける芯金の一例を示す部分斜視図である。 [図 7] (A)は同磁気エンコーダにおける芯金の他の例を示す部分斜視図、（B)はその芯金を用いた磁気エンコーダの部分斜視図である。

[図 8]同磁気エンコーダにおける芯金のさらに他の例を示す部分斜視図である。

[図 9]この発明の他の実施形態に力かる磁気エンコーダの部分斜視図である。

[図 10]同磁気エンコーダの正面図である。

[図 11]芯金の変形例の部分断面図である。

[図 12]芯金の他の変形例を示す部分斜視図である。

[図 13]第 1の実施形態にカゝかる磁気エンコーダを備えた車輪用軸受の全体の断面図である。

[図 14]同車輪用軸受の部分断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0024] この発明の第 1の実施形態を図 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、金属製の環状の芯金 11と、この芯金 11の表面に周方向に沿って設けられた多極磁石 14とを備える。多極磁石 14は周方向に多極に磁ィ匕され、交互に磁極 N, Sが形成された部材であり、多極に磁ィ匕された磁気ディスクカゝらなる。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、る。多極磁石 14は磁性粉と非磁性金属粉との混合粉の圧粉体を焼結させた焼結体であり、この多極磁石 14を上記芯金 11の加締によってこの芯金 11に固定する。この焼結体を芯金 11に固定した焼結体芯金一体品 21に、防食用の表面処理として防食皮膜 22を施している。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に示すように多極磁石 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。

[0025] 多極磁石 14に混入する磁性粉としては、ノリウム系およびストロンチウム系などの等方性または異方性フライト粉であっても良!、。これらのフライト粉は顆粒状粉体であっても、湿式異方性フェライトコア力なる粉砕粉であっても良い。この湿式異方性フェライトコアカゝらなる粉砕粉を磁性粉とした場合、非磁性金属粉との混合粉を磁場中で成形された異方性のグリーン体とする必要がある。

[0026] 上記磁性粉は、希土類系磁性材料であっても良い。例えば希土類系磁性材料であるサマリウム鉄（SmFeN)系磁性粉やネオジゥム鉄 (NdFeB)系磁性粉のそれぞれ単独磁性粉であっても良い。また、磁性粉はマンガンアルミ（MnAl)ガスアトマイズ粉であっても良い。

[0027] また、上記磁性粉は、サマリウム鉄 (SmFeN)系磁性粉、ネオジゥム鉄 (NdFeB)系磁性粉、およびマンガンアルミ（MnAl)ガスアトマイズ粉の、ずれか 2種以上を混合させたものであっても良い。例えば、上記磁性粉はサマリウム鉄（SmFeN)系磁性粉とネオジゥム鉄 (NdFeB)系磁性粉とを混合させたもの、マンガンアルミガスアトマイズ粉とサマリウム鉄系磁性粉とを混合させたもの、およびサマリウム鉄系磁性粉とネオジゥム鉄系磁性粉とマンガンアルミガスアトマイズ粉とを混合させたもの、のヽずれかであっても良い。例えば、フェライト粉だけでは磁力が足りない場合に、フェライト粉に希土類系磁性材料であるサマリウム鉄（SmFeN)系磁性粉や、ネオジゥム鉄 (NdFeB) 系磁性粉を必要量だけ混合し、磁力向上を図りつつ安価に製作することもできる。

[0028] 多極磁石 14を形成する非磁性金属粉には、スズ、銅、アルミ、ニッケル、亜鉛、タンダステン、マンガンなどの粉体、または非磁性のステンレス系金属粉のいずれか単独 (1種)の粉体、もしくは 2種以上力なる混合した粉体、もしくは 2種以上力なる合金粉末を使用することができる。

[0029] 芯金 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ぐ例えば磁性体でかつ防鲭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 CilS規格の SUS430系等)や、防鲭処理された圧延鋼板等を用いることがでさる。

[0030] 芯金 11の形状は、種々の円環状の形状とできる力多極磁石 14を固定できる形状が好ましい。特に、加締固定や嵌合固定等の機械的な固定が行える形状が好ましい。加締固定の場合、芯金 11は、例えば図 1 (B)に示すように、嵌合側となる内径側の円筒部 11aと、その一端力外径側へ延びる立板部 l ibと、外径縁の他円筒部 11c とでなる断面概ね逆 Z字状の円環状とする。なお、芯金 11は断面 L字状のものとしても良ぐその場合は図 1 (B)の芯金 11において、他円筒部 11cが省略された形状のものとされる。芯金 11を断面 L字状とした場合は、例えば爪部等を立板部 l ib等に設けて加締固定する。

[0031] 図 1 (B)の芯金 11において、円筒部 l la、立板部 l lb、および他円筒部 11cは、鋼板等の金属板力一体にプレス成形されたものである。立板部 1 lbは平坦に形成されており、その平坦な立板部 l ibの表面に重ねて多極磁石 14の未着磁の焼結体を組み込み、外周縁の他円筒部 11cを加締めることで、芯金 11の立板部 l ibに重なり状態に多極磁石 14が固定されて、焼結体芯金一体品 21とされる。上記他円筒部 11 cは、その断面における先端側部分または略全体が、加締部となる。また、この加締部は、芯金 11の円周方向の全周にわたって延び、したがって円環状となっている。なお、多極磁石 14の他円筒部 11cにより固定される部分は、多極磁石 14の被検出面となる表面よりも凹む凹み部 14bとなっていて、これにより塑性変形部 I leaが多極磁石 14の被検出面となる表面に突出しな、ように成されて、る。

[0032] 加締固定は、上記のように全周に連続して行う他に、図 4,図 5に断面図および正面図で示すように行っても良い。この例では、芯金 11を図 1の例と同じぐ内径側の円筒部 11aと、その一端力外径側へ延びる立板部 l ibと、その外径縁の円筒状の他円筒部 11cとでなる断面概ね逆 Z字状の円環状としている。また、他円筒部 11cにおける周方向の複数箇所に、ステーキング等によって、内径側へ突出状態に塑性変形させた塑性変形部 I leaを設け、その塑性変形部 I leaにより多極磁石 14を芯金 1 1の立板部 l ibに固定している。この例においても、多極磁石 14の塑性変形部 I lea により固定される部分は、多極磁石 14の被検出面となる表面よりも凹む凹み部 14bとなっていて、これにより塑性変形部 I leaが多極磁石 14の被検出面となる表面に突出しないように成されている。凹み部 14bは、外径側に至るに従って表面から背面側へ近づく傾斜面 14bとされている。

[0033] 図 1および図 4に示す各例において、芯金 11は、図 6のように、立板部 bが、内周側部分 1 lbaと外周側部分 1 lbbとで互いに軸方向にずれた 2段形状を成すものとしても良い。図 6において、図示は省略する力多極磁石 14は、図 1の例と同様に立板部 l ibにおける他円筒部 l ieの突出側の面に配置される。

[0034] さらに、図 7 (A)に示すように、図 1の例と同様に断面概ね逆 Z字状とされた芯金 11 において、その他円筒部 11cの端縁における円周方向複数箇所に舌片状の爪部 11 cbを設け、この舌片状爪部 l lcbを矢印のように内径側へ塑性変形させることにより、つまり折り曲げるように加締ることにより、図 7 (B)に示すように、多極磁石 14を芯金 1 1に固定しても良い。多極磁石 14は、図 1などの例と同様に立板部 l ibにおける他円筒部 11cの突出側の面に配置される。この例においても、図 6の例と同様に、立板部 l ibを 2段形状としている。立板部 l ibを 2段形状とした場合、多極磁石 14の立板部 l ib側の側面形状は、図 12 (B)に示すように、立板部 l ibの 2段形状に沿った側面形状としても良い。

[0035] 上記各例のようにして、多極磁石 14を芯金 11に加締固定してなる焼結体芯金一体品 21の表面に、電着法で防食皮膜 22を施して磁気エンコーダ 10が構成される。この場合の防食皮膜 22の電着塗装は、水溶性塗料中に浸潰した焼結体芯金一体品 21に電流を流し、電気泳動によって電気化学的に焼結体芯金一体品 21の表面に防食皮膜 22を施すものである。上記電着塗装は、大別して、焼結体芯金一体品 2 1をプラス極にするァ-オン電着塗装と、焼結体芯金一体品 21をマイナス極にする力チオン電着塗装の 2種類がある。上記エンコーダ 10が車輪用軸受に装着するものである場合は、耐食性が要求されるため、カチオン電着塗装により防食皮膜 22を施すのが好ましい。上記電着塗装により施される電着塗膜である防食皮膜 22の含水率は約 10%以下とし、乾燥'焼き付けを行って最終の皮膜を形成する。

[0036] 上記電着塗装の特長は、溶剤塗装などに比べて均一膜厚性が良ぐさらに、つきまわりも良いことから、凹凸の大きい製品でも全表面に均一に塗装処理できる。また、マスキング技術を用いれば、電着塗装とメツキの併用、或いは電着塗装の 2回繰り返しにより 2色塗装も簡単に行うことができる。このため、既存の変性エポキシ系タリヤー塗料をデイツビング (浸漬)方式やスプレー（吹付け)方式で塗布するものでは比較的塗装が容易でない端面部分の塗工性が、上記電着塗装では大幅に向上する。また、上記電着塗装では、焼結体芯金一体品 21における焼結体加締部および内径側端面部への電着塗料の電気泳動によるつきまわり、侵入により、塗料が焼結体 (多極磁石 14)と芯金 11との間に接着剤として作用するため、既存の変性エポキシ系タリヤー塗料をデイツビング (浸漬)方式やスプレー（吹付け)方式で塗布するものに比べて、焼結体 (多極磁石 14)と芯金 11の密着性が大幅に向上する。

[0037] また、上記焼結体芯金一体品 21における焼結体 (多極磁石 14)と芯金 11の密着性を向上させるために、例えば図 8や図 9に示すように、焼結体 (多極磁石 14)の裏面 (芯金 11と接する面）に水溶性電着塗料の侵入を許容する溝 23, 24を有するものとしても良い。図 8の例では、径方向に延びる複数本の放射状溝 23を成形しており、図 9の例では、複数本の放射状溝 23と、焼結体 (多極磁石 14)と同心状で上記放射状溝 23と交差するリング状溝 24を成形して、る。

[0038] このように、焼結体（多極磁石 14)の裏面に溝 23, 24を成形することにより、上記電着塗装工程において、これらの溝 23, 24内に水溶性電着塗料が電気泳動によって侵入し、その後の乾燥 '焼付け工程によって焼結体 (多極磁石 14)と芯金 11とを電着塗料で接着させることができる。

[0039] なお、図 8および図 9では、焼結体（多極磁石 14)の裏面に溝 23, 24を成形した場合を示した力これに限らず、図 10—図 12に示すように、芯金 11の立板部 l ibまたは立板部 l ibから他円筒部 11cにまたがって、水溶性電着塗料の侵入を許容する溝 25, 25A, 26を形成しても良い。図 10の例では、立板部 l ibの焼結体（多極磁石 1 4)と接する面に径方向に延びる複数本の放射状溝 25をプレス加工あるいは切削加ェにより形成している。図 11の例では、立板部 l ibから他円筒部 11cに跨がる複数本の放射状溝 25Aをプレスカ卩ェあるいは切削加工により形成している。図 12の例では、立板部 l ibに複数本の放射状溝 25と、芯金 11と同心状で上記放射状溝 25と交差するリング状溝 26を、プレス加工あるいは切削加工により形成している。

[0040] 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、多極磁石 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、多極磁石 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、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)は細力べ設定でき、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。ピッチ相互差は、磁気エンコーダ 10から所定距離だけ離れた位置で検出される各磁極間の距離の差を目標ピッチに対する割合で示した値である。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。

[0041] この磁気エンコーダ 10は、焼結体である多極磁石 14を芯金 11に加締によって固定した焼結体芯金一体品 21に防食用の表面処理を施したため、耐食性に優れたものとでき、長期の使用，厳しい環境下の使用においても鲭の発生の問題のない磁気エンコーダとなる。例えば車輪用軸受のような鲭の発生し易い環境下で使用することができる。

[0042] また、多極磁石 14は、磁性粉の混入した焼結体力もなるため、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、磁気ェンコーダ 10のコンパクトィ匕が図れるうえ、耐摩耗性に優れ、また生産性にも優れたものとなる。

[0043] さらに、多極磁石 14の表面硬度は、従来の磁性粉や磁性粒子の含有する弾性部材ゃエラストマ一製のコーダに比べて高い。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多極磁石 14の表面と固定側の磁気センサ 15の表面の隙間に、砂粒などの粒子が嚙み込まれても、多極磁石 1 4の摩耗損傷が生じ難ぐ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。

[0044] この実施形態の特に特長的な利点をまとめると、次のとおりである。

'電着塗装は、コーティング方式の塗装よりも、つきまわり性が良いことから、製品全体を塗装できるので、焼結体 (多極磁石 14)全体の耐食性を向上できる。

'電着塗装は、コーティング方式の塗装よりも、つきまわり性が良いことから、焼結体（多極磁石 14)と芯金 11の隙間に入り込み易いので、接着効果があり、「加締」と「接着」の両方で焼結体と芯金を保持器できる。仮に、加締が緩くても接着効果で分離を防ぐことができるので、製品の信頼性が向上する。

'電着塗装は、コーティング方式と比べて、均一な塗膜を形成できるので、製品の寸法管理が容易にできる。

•焼結体 (多極磁石 14)または芯金（11)の少なくともいずれか一方に凹みを設けることで、焼結体と芯金の密着性を向上できる。 [0045] つぎに、上記電着塗装による防食皮膜 22の耐食性能の試験結果を、表 1と共に説明する。試験は、上記実施形態に力かる実施例 1一 10、および比較例 1一 10となる各サンプルにっき行った。上記サンプルには、焼結体の多極磁石 14を構成する磁性粉として、サマリウム鉄（Sm— Fe— N)系磁性粉を用いたものと、ネオジゥム鉄 (Nd— Fe— B)系磁性粉を用いたものとを準備した。ノインダはいずれも Snとした。いずれの磁性粉を用いた力、および配合比については、表 1の中に示した。この配合割合で、 54πιπι Χ φ 66mm X I. 5mmのグリーン体（未焼結圧粉体）を加圧プレスで成形し、大気中で 1時間焼成した。各サンプルの焼結体 (多極磁石 14)および芯金 11の形状は、表 1中に図番で示す各図の形状である。実施例 1一 10となる各サンプルでは、これらの焼結体芯金一体品 21に上述した各種電着塗装を行い、防鲭皮膜 22を形成した。これに対して、比較例 1一 10の各サンプルでは、エポキシコートやェポキシ含浸などの各種塗装を行った。

[0046] これらの各サンプルに対して、それぞれ以下の試験を行った。

(1)各サンプルについて、 55°Cに加温した NaClを 5%溶液中に 24時間浸し、耐食性能を比較した。表 1には耐食性に優れる順に、◎,〇， Δ, Xのマークを示した。

(2)防鲭処理品である上記各サンプルを製品として使用する場合は、焼結体 (多極磁石 14)および芯金 11の表面の平坦度が重要であり、平坦度が悪いと、回転検出装置 20の検出感度が悪くなる可能性があり、好ましくない。この観点から、上記表面形状を測定し、その測定結果である表面粗さ Rzが 50 m以下であると〇、 50 m り大きければ Xとして表 1に併記した。

(3)焼結体 (多極磁石 14)と芯金 11の密着性を評価するため、焼結体と芯金 11の隙間に鉄製の治具を差し込み、強制的に剥離させた。密着性が良い場合、焼結体 (多極磁石 14)と芯金 11の界面で剥がれることはなぐ焼結体内部で破壊するので、芯金 11表面に固着する塗膜量が多い。表 1には、付着量の多い順に、◎,〇， Δ, X のマークを併記した。

[0047] [表 1] 実施例

比較例

表 1中の各例は、次に詳細を示す例であり、表 1に示す試験結果から、次の事項がわ力る。

実施例 1 :焼結体（多極磁石 14)に Sm - Fe - Ν系磁性体を用い、焼結体および芯金 11に溝を入れて、な、焼結体芯金一体品 21にカチオン電着を行った。この例は、耐食性、平坦度、密着性のすべてに優れていた。

実施例 2 :焼結体（多極磁石 14)に Sm - Fe - N系磁性体を用い、焼結体および芯金 11に溝を入れて、なヽ焼結体芯金一体品 21にァユオン電着を行った。この例は、カチオン電着の場合と比べて耐食性は若干劣るものの、平坦度、密着性は優れていた。実施例 3 :焼結体 (多極磁石 14)に Nd - Fe - B系磁性体を用い、焼結体および芯金 11に溝を入れて、な、焼結体芯金一体品 21にカチオン電着を行った。この例は、耐食性、平坦度、密着性のすべてに優れていた。

実施例 4一 10：焼結体 (多極磁石 14)ある、は芯金 11のヽずれか一方、または両方に溝を入れた焼結体芯金一体品 21にカチオン電着を行った。これらの各例では、いずれも耐食性、平坦度、密着性のすべてに優れていた。特に密着性に関しては、非常に優れていた。

比較例 1 :焼結体 (多極磁石 14)に Sm - Fe - N系磁性体を用い、焼結体および芯金 11に溝を入れてヽな、焼結体芯金一体品 21に対して、エポキシ系タリヤー塗膜をコーティングし、 180°Cで 20分間の焼付けを行った。この例では、焼結体表面の耐食性は良好であつたが、付着し難い内径部の耐食性が劣っていた。平坦度は良好であったが、密着性は劣っていた。

比較例 2 :焼結体 (多極磁石 14)に Sm - Fe - N系磁性体を用い、焼結体および芯金 11に溝を入れて、な、焼結体芯金一体品 21に対して、エポキシ系タリヤー (東京ペイント製: TPR— RC タリヤー）をシンナーで希釈し、その希釈液に焼結体を浸して真空引きを行い、焼結体と芯金 11の隙間に強制的に榭脂を含浸させ、一定時間保持した後、焼結体を取り出して 180°Cで 20分間の焼付けを行った。この例は、耐食性は良好であったが、平坦度が劣っており、密着性についても電着塗装の場合よりも劣っていた。

比較例 3 :焼結体 (多極磁石 14)に Nd - Fe - B系磁性体を用い、焼結体および芯金 11に溝を入れてヽな、焼結体芯金一体品 21に対して、エポキシ系タリヤー (東京べイント製: TPR— RC タリヤー）をシンナーで希釈し、その希釈液に焼結体を浸して真空引きを行い、焼結体と芯金 11の隙間に強制的に榭脂を含浸させ、一定時間保持した後、焼結体を取り出して 180°Cで 20分間の焼付けを行った。この例は、耐食性が良好であつたが、平坦度が劣っており、密着性も電着塗装の場合よりも劣っていた比較例 4一 10 :焼結体 (多極磁石 14)に Sm - Fe - N系磁性体を用い、焼結体または芯金 11の、ずれか一方、または両方に溝を入れた焼結体芯金一体品 21に対して、エポキシ系タリヤー (東京ペイント製: TPR— RC タリヤー）をシンナーで希釈し、その希釈液に焼結体を浸して真空引きを行い、焼結体と芯金 11の隙間に強制的に榭脂を含浸させ、一定時間保持した後、焼結体を取り出して 180°Cで 20分間の焼付けを行った。これらの例は、耐食性は良好であったが、平坦度が劣っており、密着性も電着塗装の場合よりも劣っていた。

[0049] つぎに、この磁気エンコーダ 10を備えた車輪用軸受の一例、およびそのシール装置 5の例を、図 13,図 14と共に説明する。図 13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 la, 2aを有しており、各軌道面 la, 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、これら軸受内輪ゃ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、る。

[0050] 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ユ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 la, la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がー体ィ匕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。

[0051] 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力なるハウジング（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。 [0052] 図 14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、図 3に示したものと同じであり、その一部を前述したが、図 14において、詳細を説明する。このシール装置 5は、磁気エンコーダ 10またはその芯金 11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

[0053] このシール装置 5は、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の金属板製の環状のシール板（11) , 12を有する。第 1のシール板（11)は、上記磁気エンコーダ 10における芯金 11のことであり、以下、芯金 11として説明する。磁気ェンコーダ 10は、図 1ないし図 3と共に前述した第 1の実施形態に力かるものであり、その重複する説明を省略する。この磁気エンコーダ 10における多極磁石 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。

[0054] 第 2のシール板 12は、上記シール部材 9 (図 3)を構成する部材であり、第 1のシール板である芯金 11の立板部 l ib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のシール板 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 一 16cの枚数は任意で良いが、図 14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のシール板 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の内径面力も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のシール板 12と外方部材 2との嵌合部に介在する。第 2のシール板 12の円筒部 12aと第 1のシール板である芯金 11の他円筒部 11cとは僅かな径方向隙間をもって対畤させ、その隙間でラビリンスシール 17を構成している。

[0055] 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。 [0056] 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ぐ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が塩泥水を被ることがあるが、磁気エンコーダ 10を構成する焼結体芯金一体品 21の全体に防食性の表面処理が施されていることから、塩泥水により磁気エンコーダ 10に鲭が発生するのを確実に防止することができる。また、磁気エンコーダ 10と、これに対面させる磁気センサ 15との間に砂粒等の粒子が嚙み込むことがあるが、上記のように磁気エンコーダ 10の多極磁石 14は焼結体力もなるものであって硬質であるため、多極磁石 14の表面の摩耗損傷は従来の弾性体製のものに比べて大幅に低減される。

[0057] 内外の部材 1, 2間のシールについては、第 2のシール板 12に設けられた各シールリップ 16a— 16cの摺接と、第 2のシール板 12の円筒部 12aに第 1のシール板である芯金 11の他円筒部 11cが僅かな径方向隙間で対畤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。

[0058] なお、図 13および図 14に示す車輪用軸受では、磁気エンコーダ 10の芯金 11を、図 1の形状のものとした場合について示している力、磁気エンコーダ 10として図 4一図 7に示した各例のものを用いても良い。

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、多極磁石 14を、上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。すなわち、多極磁石 14を芯金 11の軸受内側の面に設けても良い。その場合、芯金 11 は非磁性体製のものとすることが好まし、。

また、外方部材が回転側部材となる車輪用軸受では、外方部材に磁気エンコーダを取付ける。

Claims

請求の範囲

[I] 円周方向に交互に磁極を形成した多極磁石と、この多極磁石を支持する芯金とを備えた磁気エンコーダにお、て、上記多極磁石が磁性粉と非磁性金属粉との混合粉を焼結させた焼結体であり、この多極磁石を上記芯金の加締によってこの芯金に固定し、この焼結体を芯金に固定した焼結体芯金一体品に防食用の表面処理を施したことを特徴とする磁気エンコーダ。

[2] 請求項 1において、上記表面処理が電着である磁気エンコーダ。

[3] 請求項 2において、上記表面処理がカチオン電着である磁気エンコーダ。

[4] 請求項 2において、上記焼結体と芯金との少なくとも一方に、これら焼結体と芯金との接触面において電着塗料侵入用の溝を設けた磁気エンコーダ。

[5] 請求項 1にお!、て、上記磁性粉がサマリウム系磁性粉である磁気エンコーダ。

[6] 請求項 1において、上記磁性粉がネオジゥム系磁性粉である磁気エンコーダ。

[7] 請求項 1において、上記非磁性金属粉がスズ粉である磁気エンコーダ。

[8] 請求項 1において、上記混合粉が 2種以上の磁性粉または 2種以上の非磁性金属粉を含む磁気エンコーダ。

[9] 請求項 1に記載の磁気エンコーダを備えた車輪用軸受。

[10] 請求項 9において、上記車輪用軸受が、複列の転走面を内周面に形成した外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、これら両転走面間に介在させた複列の転走体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、

上記外方部材と内方部材との間の環状空間を密封するシール装置を設け、このシール装置は、上記外方部材または内方部材のうちの回転側部材に嵌合された断面 L字状の第 1のシール板と、この第 1のシール板に対向し、上記外方部材または内方部材のうちの固定側部材に嵌合した断面 L字状の第 2のシール板とからなり、上記第 1のシール板の立板部に摺接するサイドリップ、および円筒部に摺接するラジアルリツプが上記第 2のシール板に固着され、上記第 1のシール板が上記磁気エンコーダにおける芯金となり、その立板部に重ねて上記多極磁石が設けられる車輪用軸受。

[II] 請求項 9において、上記車輪用軸受が、複列の転走面を内周面に形成した外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、これら両転走面間に介在させた複列の転走体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、

上記外方部材と内方部材との間の環状空間を密閉するシール装置を設け、このシール装置は、上記外方部材または内方部材のうちの回転側部材に嵌合された断面概ね逆 Z字状の第 1のシール板と、この第 1のシール板に対向し、上記外方部材または内方部材のうちの固定側部材に嵌合した断面 L字状の第 2のシール板とからなり、上記第 1のシール板の立板部に摺接するサイドリップ、および円筒部に摺接するラジアルリップが上記第 2のシール板に固着され、上記第 1のシール板が上記磁気ェンコーダにおける芯金となり、その立板部に重ねて上記多極磁石が設けられている車輪用軸受。

[12] 請求項 11において、上記第 1のシール板の上記多極磁石が重ねられる立板部が、内周側部分と外周側部分とで互いに軸方向にずれた 2段形状である車輪用軸受。

[13] 請求項 11において、上記第 1のシール板における立板部に重ねた多極磁石を、第 1 のシール板の外周側円筒部の加締によって固定した車輪用軸受。

[14] 請求項 11において、上記第 1のシール板における外周側円筒部の周方向複数箇所に内径側へ突出状態に塑性変形させた塑性変形部を設け、上記第 1のシール板における立板部に重ねた多極磁石を、上記塑性変形部によって加締固定した車輪用軸受。

[15] 請求項 11において、上記第 1のシール板における上記立板部に重ねた多極磁石を、第 1のシール板の外周円筒部に設けた爪状突起の塑性変形によって固定した車輪用軸受。