(57)【要約】【課題】  この種の磁気エンコーダにおける多極磁石、特に焼結体からなる多極磁石の密度の均一化を図る。【解決手段】  磁性粉末としてサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉を、非磁性金属粉末としてスズ粉末をそれぞれ使用し、サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉を２０〜９０ｗｔ％、スズ粉末を１０〜８０ｗｔ％含む混合粉末を圧縮成形して圧縮成形体１４’を得る。この圧縮成形体１４’を、非磁性金属粉末であるスズ粉末の融点未満の温度で焼結して、磁気エンコーダ１０の多極磁石となる焼結体を成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉末と非磁性金属粉末との混合粉末を圧縮成形した後に焼結してなる多極磁石を備えた磁気エンコーダにおいて、
前記多極磁石は、２０〜９０ｗｔ％の前記磁性粉末と、１０〜８０ｗｔ％の前記非磁性金属粉末とからなり、前記非磁性金属粉末の融点未満の温度で焼結されたものであることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
前記非磁性金属粉末は、最大粒径が６３μｍ以下のサイズであることを特徴とする請求項１記載の磁気エンコーダ。
【請求項３】
前記非磁性金属粉末は、海綿状、針状、角状、樹枝状、繊維状、片状、不規則形状、涙滴状のうちから選択される一の形状をなすものであることを特徴とする請求項１記載の磁気エンコーダ。
【請求項４】
前記非磁性金属粉末は、水アトマイズ法あるいは油アトマイズ法で成形されたものであることを特徴とする請求項３記載の磁気エンコーダ。
【請求項５】
前記磁性粉末は、サマリウム鉄系磁性粉であることを特徴とする請求項１記載の磁気エンコーダ。
【請求項６】
前記非磁性金属粉末は、スズ又はスズ−亜鉛合金であることを特徴とする請求項１記載の磁気エンコーダ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の磁気エンコーダを備えた車輪用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気エンコーダ、およびそれを備えた車輪用軸受に関するもので、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車輪の回転数を検出する回転検出装置に使用される。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転検出装置には、大きく分けて２つのタイプがあり、ローターに設けられた凹凸歯の動きを磁気の変化の大きさとして読み取るパッシブタイプと、磁気エンコーダの回転に伴う磁気の強弱の変化をホールＩＣ等の磁気センサで読み取るアクティブタイプが使用されている。
【０００３】
アクティブタイプの回転検出装置では、通常、車輪用軸受の回転側部材に磁気エンコーダが設けられ、固定側部材に磁気センサが設けられる。
【０００４】
磁気エンコーダは、例えば、Ｎ極およびＳ極を周方向に交互に着磁させた環状の多極磁石と、多極磁石を回転側部材に固定するための芯金とで構成される。多極磁石としては、磁性粉末を添加したエラストマーからなるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、最近では、多極磁石として、磁性粉末と非磁性の金属粉末との混合物を圧縮成形した後に焼結したものがある（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開平６−２８１０１８号公報
【特許文献２】特開２００４−３７４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記焼結体からなる多極磁石は、エラストマータイプの多極磁石に比べて、耐摩耗性に優れ、かつ加工コストが低いという利点を有するため、生産品としては非常に好ましいが、その一方で、焼結体の密度を全体に亘って均一化するのが難しいといった問題がある。
【０００６】
磁性粉末と非磁性金属粉末との混合物は、所定の形状に圧縮成形された後、焼結される。通常、非磁性金属粉末には、磁性粉末より融点の低い粉末が使用され、非磁性金属粉末の融点以上の温度まで加熱することで、非磁性金属粉末が溶融し、磁性粉末粒子のバインダとして機能する。しかしながら、例えば使用する非磁性金属粉末の磁性粉末に対する濡れ性が悪い場合など、両者の組合わせによっては、溶融状態の非磁性金属が磁性粉末粒子の表面に留まり難く、焼結体の内部で非磁性金属が偏在した状態となったり、場合によっては焼結体の表面にまで流れ出ることがある。そのため、焼結体の密度が不均一となり、所要の機械的強度を得ることができない可能性がある。
【０００７】
本発明の課題は、この種の磁気エンコーダにおける多極磁石、特に焼結体からなる多極磁石の密度の均一化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係る磁気エンコーダは、磁性粉末と非磁性金属粉末との混合粉末を圧縮成形した後に焼結してなる多極磁石を備えたものにおいて、多極磁石は、２０〜９０ｗｔ％の磁性粉末と、１０〜８０ｗｔ％の非磁性金属粉末とからなり、非磁性金属粉末の融点未満の温度で焼結されたものであることを特徴とする。
【０００９】
このように、上記混合粉末を、非磁性金属粉末の融点未満の温度で焼結することにより、非磁性金属粉末が溶融することなく軟化し、磁性粉末に固着する。磁性粉末に固着した状態の非磁性金属粉末は、磁性粉末間のバインダとして作用する。仮に、非磁性金属粉末が一部流動状態となる場合であっても、その流動性は低いので、磁性粉末粒子の表面に留まる。従って、非磁性金属粉末が焼結体中に偏在し、あるいは表面側に流動したりすることなく、磁性粉末と非磁性金属粉末とが全体に亘って均一に分布した状態の焼結体が得られる。また、この構成において、多極磁石は、２０〜９０ｗｔ％の磁性粉末と、１０〜９０ｗｔ％の非磁性金属粉末とからなるのが好ましく、４０〜８０ｗｔ％の磁性粉末と、２０〜６０ｗｔ％の非磁性金属粉末とからなるものがより好ましい。い。これは、非磁性金属粉末の配合割合が１０ｗｔ％未満だと、磁性粉末のバインダ作用が十分でなくなり、また磁性粉末の配合割合が２０ｗｔ％未満だと、磁力が不十分となり、磁気センサによるセンシング機能が低下するからである。
【００１０】
前記非磁性金属粉末は、最大粒径６３μｍ以下のサイズであることが好ましい。このように、非磁性金属粉末を細かくすることで、非磁性金属粉末が磁性粉末の周りに均一に分散した状態になる。そのため、焼結体の密度をより均一にすることができる。また、粉末のサイズを小さくすることで、粉末の見かけ密度が小さくなる。そのため、成形品の寸法や重量を変えることなく、圧縮成形時の圧縮比（圧縮ストローク）を大きくとることができる。これにより、非磁性金属粉末同士、あるいは磁性粉末との絡みを良くする（接触面積を増加する）ことができ、成形品の強度を高めることができる。
【００１１】
圧縮成形時の粉末同士の絡みを考慮した場合、非磁性金属粉末としては、例えば海綿状、針状、角状、樹枝状、繊維状、片状、不規則状、涙滴状など非球形をなすものを使用するのが好ましい。これによれば、粉末同士の絡みをより良くすることができ、さらなる強度向上を図ることができる。また、これら非球形の非磁性金属粉末は、例えば水アトマイズ法、あるいは油アトマイズ法によって成形することができる。
【００１２】
上記焼結体を構成する磁性粉末としては例えばサマリウム鉄系磁性粉が、非磁性金属粉末としては例えばスズ、あるいはスズ−亜鉛合金がそれぞれ好ましく使用できる。また、スズ−亜鉛合金を使用する場合、スズと亜鉛との配合比率を、スズ６０〜８５ｗｔ％に対して亜鉛１５〜４０ｗｔ％とするのがよい。これによれば、混合粉末の見かけ密度がより小さくなるので、さらなる強度向上を図ることができる。
【００１３】
上記構成の多極磁石を備えた磁気エンコーダは、例えば車輪用軸受などに好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば、この種の磁気エンコーダにおける多極磁石の密度を均一にすることができる。従って、より高強度の焼結体を得ることができ、製造、組立て時における取り扱いが容易で、かつ生産性に優れる磁気エンコーダを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、この磁気エンコーダ１０は、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はディスク形状をなし、周方向に向けて多極に磁化されることで、交互に磁極Ｎ、Ｓが形成される。磁極Ｎ、Ｓは、例えば図２に示すように、ピッチ円直径ＰＣＤにおいて所定のピッチｐとなるように形成されている。
【００１７】
多極磁石１４は、磁性粉末と、非磁性金属粉末とからなる。磁性粉末としては、例えば、バ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ェライト粉や、サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉、ネオジウム鉄（ＮｄＦｅＢ）系磁性粉、マンガンアルミ（ＭｎＡｌ）ガスアトマイズ粉などの希土類系磁性粉末が使用可能である。この実施形態では、上記磁性粉末の中でも、特に強磁性を示すサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉が用いられる。
【００１８】
非磁性金属粉末としては、例えばスズ、銅、アルミ、ニッケル、亜鉛、タングステン、マンガンなどの金属粉末、あるいはこれらを２種以上混合した粉末、または２種以上の合金粉末が使用可能である。この実施形態では、上記非磁性金属粉末の中でも、比較的融点の低いスズ粉末が用いられる。
【００１９】
非磁性金属粉末には、例えば最大粒径６３μｍ以下のものが好ましく使用される。この実施形態では、最大粒径４５μｍのスズ粉末が用いられる。
【００２０】
また、非磁性金属粉末としてのスズ粉末には、海綿状、針状、角状、樹枝状、繊維状、片状、不規則形状、涙滴状など非球形をなすものが好ましく使用される。このような形状のスズ粉末は、例えば水アトマイズ法により形成することができる。水アトマイズ法は、溶湯状態の金属を細孔から自然落下させて、その細流に高圧の水流ジェットを噴き付け、粉化する方法であり、ガスアトマイズ法に比べて冷却時間が短い。そのため、冷却粉化されたスズ粉末は比較的非球形な形状をなす。一例として、ガスアトマイズ法で形成されたスズ粉末の顕微鏡写真を図１１（ａ）に、水アトマイズ法で形成されたスズ粉末の顕微鏡写真を図１１（ｂ）にそれぞれ示す。これらの図より、ガスアトマイズ法で成形されたスズ粉末は、比較的球状であるのに対し、水アトマイズ法で成形されたスズ粉末は、比較的不規則な形状をなすことがわかる。なお、上記不規則形状などの非球形をなす粉末は、例えば油アトマイズ法によっても得ることができる。
【００２１】
多極磁石１４を形成する混合粉末中の配合比率としては、磁性粉末が２０〜９０ｗｔ％に対して、非磁性金属粉末が１０〜８０ｗｔ％含まれているのが好ましく、磁性粉末が４０〜８０ｗｔ％、非磁性金属粉末が２０〜６０ｗｔ％含まれているものがより好ましい。非磁性金属粉末の配合比率が１０ｗｔ％よりも少ないと、非磁性金属粉末が磁性粉末のバインダとして十分に機能しないため、焼結後に得られた多極磁石１４は、硬いが脆いものとなる。そのため、この多極磁石１４を芯金１１に固定する際などに割れを生じることがある。また、磁性粉末の配合比率が２０ｗｔ％よりも少ないと、焼結後に得られた多極磁石１４の着磁強度を大きくできず、磁気エンコーダ１０に所望される安定したセンシング能力を満たすだけの磁力を確保できない可能性がある。
【００２２】
上記磁性粉末と非磁性金属粉末との混合粉末には、例えば、ステアリン酸亜鉛などの潤滑剤を添加（例えば１ｗｔ％以下）して、混合粉末の圧縮成形性を改善することもできる。
【００２３】
上記構成の混合粉末を、所定の加圧力で圧縮成形し、例えば図３に示すディスク状の圧縮成形体１４’を成形する。圧縮成形時の加圧力としては、６．０×１０3ｋｇｆ／ｃｍ2以上であることが望ましい。また、圧縮成形後の圧縮成形体１４’は、５〜３０ｖｏｌ％の空孔を有することが望ましい。空孔率は、１２〜２２ｖｏｌ％であればより好ましく、１４〜１９ｖｏｌ％であればさらに好ましい。空孔率が５ｖｏｌ％よりも少ないと、成形圧力を除圧する際に生じるスプリングバックにより、圧縮成形体１４’が破損する恐れがあるためである。また、空孔率が３０ｖｏｌ％を超えると、焼結体の機械的強度が不足し、芯金１１への固定時に割れる恐れがあるためである。
【００２４】
磁性粉末および非磁性金属粉末は高価であることから、圧縮成形体１４’の肉厚はなるべく薄いほうが望ましい。圧縮成形性、およびハンドリング性（芯金１１等へのアッセンブリ化までの搬送を含めた取り扱い易さ）を考慮すると、肉厚は０．３ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、０．６ｍｍ〜３ｍｍであればより好ましい。肉厚が０．３ｍｍよりも薄い場合、成形金型内への粉末充填が困難であり、圧縮成形体１４’が成形し難い。また、得られた圧縮成形体１４’もハンドリング時に破損してしまう可能性があるので好ましくない。一方、圧縮成形体１４’の肉厚が１０ｍｍよりも厚い場合、成形性やハンドリング性は改善されるが、その一方で高コスト化を招く。また、厚すぎると、圧縮成形体１４’の密度が不均一となりやすく、焼結後にいびつな変形が生じる恐れがある。
【００２５】
上述のようにして得られた圧縮成形体１４’を炉内で加熱焼結することで、図１に示すようなディスク形状の焼結体が得られる。この際、炉内の加熱温度を、非磁性金属粉末の融点未満の温度とすることで、非磁性金属粉末が溶融することなく軟化し、磁性粉末に固着する。磁性粉末に固着した状態の非磁性金属粉末は、隣接する磁性粉末間のバインダとして作用する。また、仮に、非磁性金属粉末が一部流動状態となる場合であっても、その流動性は低く、磁性粉末粒子の表面に留まる。これにより、非磁性金属粉末が焼結体中に偏在し、あるいは外部表面に流れ出たりすることなく、磁性粉末と非磁性金属粉末とが全体に亘って均一に分布した状態の焼結体が得られる。従って、高強度の焼結体（多極磁石１４）を得ることができる。
【００２６】
この実施形態のように、磁性粉末にサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉を、非磁性金属粉末にスズ（Ｓｎ）粉末を使用する場合、焼結時の温度は、スズの融点（２３２℃）未満となる温度、具体的には２００〜２２５℃の範囲に設定するのが好ましい。この温度範囲内であれば、非磁性金属粉末が磁性粉末のバインダとして十分に機能し、高強度の焼結体を得ることができる。
【００２７】
また、この実施形態では、最大粒径６３μｍ以下のサイズの非磁性金属粉末（スズ粉末）を使用したので、小サイズの非磁性金属粉末が磁性粉末の周りに均一に分散した状態の混合粉末が得られる。そのため、この混合粉末を圧縮成形、そして焼結することにより密度が均一化された焼結体を得ることができる。また、上記サイズの非磁性金属粉末は、見かけ密度が小さいため、同寸法かつ同密度の圧縮成形体を成形する際には圧縮比が大きくなる。これにより、粉末同士の絡みをより良くすることができ、焼結体の強度をさらに高めることができる。
【００２８】
特に、この実施形態では、非磁性金属粉末として不規則形状をなすスズ粉末（図１１（ｂ）を参照）を使用したので、粉末同士が非常に良く絡み合った状態の圧縮成形体が得られる。これにより、焼結体の強度をさらに高めることができる。
【００２９】
このように、焼結体の強度を高めることで、焼結体のハンドリング性が改善され、芯金１１に加締め固定する際の条件出しが容易になる。また、後述する回転側部材にアッセンブリ化した磁気エンコーダ１０を、芯金１１を回転側部材に圧入することで固定する際、圧入に伴う芯金１１の変形により、着磁された焼結体（多極磁石１４）が割れにくくなる。そのため、圧入時の締め代を大きくとることが可能になる。また、ディスク状の焼結体を薄肉化することができ、これにより材料コストの低減化が図られる。
【００３０】
なお、上記作用は、スズ粉末に限らず、他の非磁性金属粉末を使用した場合にも得ることができる。その好適な例として、例えばスズ−亜鉛合金が挙げられる。この場合、スズと亜鉛の配合比率は、スズ６０〜８５ｗｔ％に対して亜鉛１５〜４０ｗｔ％とするのがよい。また、焼結温度は、上記スズ−亜鉛合金粉末の融点（上記配合比率で、約２５０℃）未満の温度、具体的には、１７０〜１９０℃の範囲に設定するのが好ましい。上記配合比率のスズ−亜鉛合金粉末であれば、焼結温度が１７０〜１９０℃程度であっても、磁性粉末のバインダとして機能する程度に軟化する。そのため、焼結体の強度を向上させることができ、かつ焼結温度を低くすることで、磁性粉末の温度上昇に伴う磁性劣化を可及的に抑えることができる。一例として、上記スズ−亜鉛合金粉末を使用した場合の、焼結体内部の顕微鏡写真を図１２に示す。
【００３１】
また、上記構成のスズ合金粉末は、同サイズのスズ粉末と比べて見かけ密度が小さいため、圧縮比をより大きく採ることができ、焼結体の強度をさらに高めることができる。この合金粉末のサイズとしては、最大粒径６３μｍ以下のものが好ましく使用できる。また、粉末同士の絡み合いを良くするために、例えば水アトマイズ法や油アトマイズ法により、非球形に形成されたスズ−亜鉛合金粉末を使用するのが好ましいのは、スズ粉末の場合と同様である。
【００３２】
上記焼結体の芯金１１への固定は、例えば芯金１１の加締めや圧入、あるいは接着により行うこともできるが、その他に、焼結体（圧縮成形体１４’）の焼結後の膨張を利用して芯金１１に固定することもできる。この実施形態では、圧縮成形体１４’の焼結後膨張を利用した芯金１１への固定方法について説明する。
【００３３】
芯金１１は、例えば図３に示すように、回転側の部材に圧入等により固定される円筒状の取付け部１２ａと、取付け部１２ａの一端から外径側へ延び、焼結体（多極磁石１４）のディスク端面と当接する当接部１２ｂと、当接部１２ｂ外径端の反取付け部１２ａ側に配設され、多極磁石１４を挟持固定する固定部１３とで構成される。固定部１３は、その内周に多極磁石１４の外周部１４ａを挟持する挟持面１３ａを備えている。挟持面１３ａは、図１に示すように、当接部１２ｂの外径端から軸方向反取付け部１２ａ側（図中右側）に向けて拡径する拡径面１３ｂと、拡径面１３ｂの大径端から軸方向右側に延びる円筒面１３ｃと、円筒面１３ｃ端部から軸方向右側に向けて縮径する縮径面１３ｄとで構成される。拡径面１３ｂ、縮径面１３ｄは、この実施形態では、それぞれテーパ面形状をなす。また、ディスク形状をなす多極磁石１４の外周面１４ｂは、固定部１３の上記挟持面１３ａに倣った面形状をなす。
【００３４】
これら取付け部１２ａ、当接部１２ｂ、固定部１３を備えた芯金１１は例えばプレス加工で一体に形成することができる。その場合、固定部１３の円筒面１３ｃが内周に形成される部位を、所定の軸方向長さよりも縮径面１３ｄが内周に形成される部位の分だけ長めにプレス成形し、さらに縮径面１３ｄに対応する箇所を塑性変形させて内径側へ折り曲げることで、所定の軸方向幅を有する円筒面１３ｃおよび縮径面１３ｄが形成される。もちろん、プレス型を工夫する等して上記形状の芯金１１を一回のプレス加工のみで形成しても構わない。あるいは、切削等の他の機械加工により、芯金１１を上記形状に仕上げても構わない。
【００３５】
芯金１１を構成する材料としては、磁性体、特に強磁性体となる金属が好ましく、例えば磁性体でかつ防錆性を有する鋼板が用いられる。この実施形態では、例えばフェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系）が使用される。
【００３６】
上記構成の芯金１１に、焼結前の多極磁石１４（圧縮成形体１４’）を取り付ける。具体的には、図３に示すように、芯金１１の当接部１２ｂに圧縮成形体１４’の端面を当接させた状態（図中一点鎖線の位置）で圧縮成形体１４’を焼結する。この実施形態のように、圧縮成形体１４’を構成する磁性粉末にサマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉を、非磁性金属粉末にスズ粉末をそれぞれ使用している場合、焼結後における圧縮成形体１４’の体積は焼結前の圧縮成形体１４’の体積に比べて増加する。すなわち、圧縮成形体１４’は焼結前後で膨張する。これにより、圧縮成形体１４’の外周部１４ａ’が、固定部１３の挟持面１３ａによって挟持される。この実施形態では、固定部１３の円筒面１３ｃによって、圧縮成形体１４’の外周面１４ｂ’のうち円筒面１３ｃと対向する箇所が径方向に挟持される。また、固定部１３の拡径面１３ｂおよび縮径面１３ｄによって、外周面１４ｂ’のうち拡径面１３ｂ、縮径面１３ｄとそれぞれ対向する箇所が軸方向に挟持される。このようにして、圧縮成形体１４’が芯金１１に挟持固定される。
【００３７】
この固定方法によれば、加締めによる固定を行うことなく、例えばプレス加工等で成形された芯金１１の寸法精度でもって固定時における焼結体への負荷を調整することができる。そのため、加締め量にばらつきが生じやすい加締めによる固定と比べて高精度な固定を行うことができる。また、上記固定方法によれば、圧縮成形体１４’の焼結と芯金１１への固定を同時に行うことができるので、作業工程が簡略化され、かかるコストを低減することが可能となる。
【００３８】
なお、芯金１１の固定部１３は、上記の形態に限らず、他の形態を採ることもできる。例えば図５は、挟持面１３ａを拡径面１３ｂと縮径面１３ｄ、および円筒面１３ｃとで構成し、内径側への折り返し部分（同図では縮径面１３ｄを内周に形成した部位）を、円周方向所定間隔に複数設けた場合を例示している。
【００３９】
また、この他の固定部１３の構成例として、例えば図６に示す形態を挙げることができる。同図は、固定部１３内周の挟持面１３ａを、円筒面１３ｃのみで構成した場合を例示している。この場合、当接部１２ｂと当接させた圧縮成形体１４’の焼結後膨張により、圧縮成形体１４’が円筒面１３ｃによって径方向に挟持される。その一方で、圧縮成形体１４’は、軸方向には拘束されないため、当接部１２ｂと反対の方向（図中右方向）にある程度の自由度をもって膨張することができる。これにより、径方向への過大な膨張に伴い圧縮成形体１４’が円筒面１３ｃから過大な反膨張方向への負荷を受けるといった事態を避け、焼結体を破損させることなく確実に芯金１１に固定することが可能となる。
【００４０】
また、図７に示すように、固定部１３の挟持面１３ａを一部内径側に突出変形させて、この突出部１３ｇと、焼結体となる圧縮成形体１４’とを周方向で係合させることで、圧縮成形体１４’の回り止めとすることもできる。この場合、圧縮成形体１４’に、芯金１１の突出部１３ｇに対応する凹み（図７では１４ｃに対応）を予め形成し、芯金１１へのセッティング時に、この凹みと芯金１１の突出部１３ｇとを嵌め合わせることで、圧縮成形体１４’の固定部１３への固定がなされる。なお、上記焼結体は、防錆処理のために、例えば図示は省略するが、防錆被膜を形成することもできる。この種の防錆被膜には、例えばクリヤー系の高防食性塗料を用いることができる。
【００４１】
上記のように、金属製の環状部材である芯金１１に固定されたディスク状の焼結体は、周方向に多極に着磁することにより多極磁石１４となる。そして、この多極磁石１４と芯金１１とで図１に示す磁気エンコーダ１０が構成される。
【００４２】
この磁気エンコーダ１０は、回転側部材（図示せず）に取付けられ、図４に示すように多極磁石１４に磁気センサ２１を対向させて回転検出に使用されるものであり、磁気センサ２１とで回転検出装置２２を構成する。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の構成部品とした場合の構成例を示し、磁気エンコーダ１０は、軸受の回転側部材に組込まれて使用される。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で説明する。
【００４３】
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２１で検出され、パルスの形で回転が検出される。磁極Ｎ、Ｓのピッチｐ（図２参照）は細かく設定でき、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から所定位置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４のように軸受のシール装置５に使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。
【００４４】
なお、ディスク状をなす多極磁石１４表面（ここでは磁気センサ２１との対向面）の平坦度は、２００μｍ以下がよく、望ましくは１００μｍ以下がよい。多極磁石１４表面の平坦度が２００μｍを超える場合、磁気センサ２１と多極磁石１４表面の間隙（エアギャップ）が、磁気エンコーダ１０の回転中に変化することで、センシング精度が悪化する。同様の理由で、磁気エンコーダ１０の回転中における、多極磁石１４表面の面振れも、２００μｍ以下がよく、望ましくは１００μｍ以下がよい。この実施形態では、圧縮成形体１４’の焼結後の膨張が均等に生じるので、多極磁石１４表面の平坦度を容易に上記範囲（２００μｍ以下）に抑えることができる。また、この実施形態では、安定して高いセンシング性能を得るため、固定部１３の形状に拘らず（図１、図３〜図７）、芯金１１に固定された多極磁石１４の被検出面から固定部１３が磁気センサ２１側に突出しないように磁気エンコーダ１０を構成している。
【００４５】
次に、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の構成例を、図８、図９を例にとって説明する。図８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、１５とを備える。
【００４６】
一端側（等速自在継手７側）のシール装置５は、磁気エンコーダ１０を構成部品とするものである。内方部材１および外方部材２は、転動体３の軌道面１ａ、２ａを有しており、各軌道面１ａ、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を介して相対回転可能な内周側の部材および外周側の部材を指し、軸受内輪および軸受外輪の単独であっても、これら軸受内輪や軸受外輪と別の部材とが組合わさった組立部材であってもよい。また、内方部材１は、軸であってもよい。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いる。
【００４７】
この車輪用軸受は、複列のころがり軸受、詳しくは複列のアンギュ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１ａ、１ａがそれぞれ形成された一対の分割型の内輪１９、２０とからなる。これら内輪１９、２０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１９、２０からなる３部品の組立て部品とする代わりに、ハブ輪６および片方の内輪１９が一体化された軌道面付のハブ輪と、もう片方の内輪２０とで構成される２部品からなるものとしてもよい。
【００４８】
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を介して取付けられる。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からなるハウジング（図示せず）に取付けられる。転動体３は各列毎に保持器４で保持される。
【００４９】
図９は、磁気エンコーダ１０を一体に備えたシール装置５の拡大断面図である。このシール装置５は、図４に示したものと同じであり、その一部を前述したが、図９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に圧入等の手段により取付けられる。
【００５０】
このシール装置５は、内方部材１と外方部材２と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）、１６を有する。第１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。磁気エンコーダ１０は、図１〜図３に基づく前述の構成と同じであり、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と対向するように、磁気センサ２１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２２が構成される。もちろん、磁気エンコーダ１０として、図５〜図７に基づく構成のものを組込んで使用することもできる。
【００５１】
第２シール板１６は、上記シール部材９（図４参照）を構成する部材であり、第１シール板である芯金１１の当接部１２ｂに摺接するサイドリップ１７ａと取付け部１２ａに摺接するラジアルリップ１７ｂ、１７ｃとを一体に有する。これらシールリップ１７ａ〜１７ｃは、第２シール板１６に加硫接着された弾性部材１７の一部として設けられている。これらリップ１７ａ〜１７ｃの枚数は任意でよいが、図９の例では、１枚のサイドリップ１７ａと、軸方向の内外に位置する２枚のラジアルリップ１７ｂ、１７ｃ（いわゆるトリプルリップ）とを設けている。第２シール板１６は、固定側部材である外方部材２との嵌合部に弾性部材１７を抱持したものである。すなわち、弾性部材１７は、円筒部１６ａの内径面から先端部外径までを覆う被覆部１７ｄを有し、この被覆部１７ｄが、第２シール板１６と外方部材２との嵌合部に介在する。また、この被覆部１７ｄによって、第２シール板１６の円筒部１６ａと、第１シール板をなす芯金１１の固定部１３（図９では円筒面１３ｃ形成部位）とが僅かな径方向隙間を介して対峙し、その隙間でラビリンスシール１８が構成される。
【００５２】
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２１で検出され、車輪回転速度が検出される。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く車輪の回転を検出することができる。車輪用軸受における軸受端部の空間は、周辺に等速自在継手７や軸受支持部材（図示せず）があって限られた狭い空間となるが、磁気エンコーダ１０の多極磁石１４を、上述のように高強度化することで薄肉化できるため、回転検出装置２２の配置が容易となる。内外の部材１、２間のシールについては、第２シール板１６に設けられた各シールリップ１７ａ〜１７ｃの摺接と、第２シール板１６の円筒部１６ａに第１シール板である芯金１１の固定部１３が僅かな径方向隙間を介して対峙することで構成されるラビリンスシール１８とで得られる。
【００５３】
なお、図８および図９に示す車輪用軸受では、磁気エンコーダ１０の多極磁石１４を、軸受に対して外向き（図中右側で磁気センサ２１と対峙）に設けた場合を説明したが、これとは逆に軸受に対して内向き（図中左側で磁気センサ２１と対峙）に設けてもよい。その場合、芯金１１は非磁性体製とすることが好ましい。
【００５４】
また、磁気エンコーダ１０は、多極磁石１４を軸方向に向けたものに限らず、例えば図１０に示すように、径方向に向けて設けてもよい。同図は、シール装置５のスリンガをなす芯金１１の取付け部１２ａに、その一端から外径側に延びる鍔部１２ｃを設け、この鍔部１２ｃの外径縁に当接部１２ｄを介して多極磁石１４を挟持固定する固定部１３を設けた場合を例示している。この場合、多極磁石１４は、ディスク状ではなく円筒状に成形され、その内周面を当接部１２ｄに当接させた状態で、挟持面１３ａ’（拡径面１３ｂ’、円筒面１３ｃ’、縮径面１３ｄ’）によって挟持固定される。なお、磁気センサ２１は、多極磁石１４に対して径方向に対向配置される。
【００５５】
なお、上記実施形態の磁気エンコーダ１０は、いずれも軸受のシール装置５の構成部品とした場合につき説明したが、これら各実施形態の磁気エンコーダ１０は、シール装置５の構成部品とするものに限らず、単独で回転検出に利用することができる。例えば、図１の実施形態における磁気エンコーダ１０を、図示は省略するが、シール装置５とは別に軸受に設けてもよい。
【実施例１】
【００５６】
本発明の有効性を検証するため、従来の方法で成形した焼結体を備えた磁気エンコーダ（従来例）と、本発明にかかる方法で成形した多極磁石（焼結体）を備えた磁気エンコーダ（実施例１、２）について、それぞれ軸受内輪（図８でいえば内方部材１）への圧入試験を行い、両者を比較した。
【００５７】
ここで、比較例の焼結体の材料組成および成形（焼結）条件は以下に示す通りである。
磁性粉末      ；サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉
非磁性金属粉末；スズ粉末（最大粒径６３μｍ、見かけ密度；２．２７ｇ／ｃｍ3、ガスアトマイズ法で成形）
混合比率      ；（磁性粉末：非磁性金属粉末＝５５ｗｔ％：４５ｗｔ％
成形密度      ；６．４ｇ／ｃｍ3
焼結温度      ；２２０℃、１ｈｒ保持
【００５８】
実施例１の焼結体の材料組成および成形（焼結）条件は以下に示す通りである。
磁性粉末      ；サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉
非磁性金属粉末；スズ粉末（３５０メッシュアンダー、見かけ密度；２．１４ｇ／ｃｍ3、水アトマイズ法で成形）
混合比率      ；サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉：スズ粉末＝７０ｗｔ％：３０
ｗｔ％
成形密度      ；６．６ｇ／ｃｍ3
焼結温度      ；２２０℃、１ｈｒ保持
【００５９】
また、実施例２の焼結体の材料組成および成形（焼結）条件は以下に示す通りである。
磁性粉末      ；サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉
非磁性金属粉末；スズ−亜鉛合金粉末（スズ７５ｗｔ％：亜鉛２５ｗｔ％、最大粒径４５μｍ、見かけ密度：１．７６ｇ／ｃｍ3、水アトマイズ法で成形）
混合比率      ；サマリウム鉄（ＳｍＦｅＮ）系磁性粉：スズ−亜鉛合金粉末＝６０ｗｔ％：４０ｗｔ％
成形密度      ；６．４ｇ／ｃｍ3
焼結温度      ；１８０℃、１ｈｒ保持
なお、比較例、実施例（１、２）ともに、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛が０．８ｗｔ％添加される。
【００６０】
図１３に、圧入試験の結果を示す。同図から、比較例では、圧入締め代が一定の値（１３０μｍ）を超えると、割れの生じる確率が高まるのに対して、実施例１（２）では、圧入締め代の値によらず、割れに対して高い抵抗力を示すことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気エンコーダの部分斜視図である。
【図２】磁気エンコーダの磁極配列を説明する正面図である。
【図３】圧縮成形体を芯金に焼結固定する方法の一例を示す部分斜視図である。
【図４】磁気エンコーダを備えたシール装置、および磁気センサを示す断面図である。
【図５】圧縮成形体を芯金に焼結固定する方法の他の例を示す部分斜視図である。
【図６】圧縮成形体を芯金に焼結固定する方法の他の例を示す部分斜視図である。
【図７】圧縮成形体を芯金に焼結固定する方法の他の例を示す部分斜視図である。
【図８】磁気エンコーダを備えた車輪用軸受の１構成例を示す断面図である。
【図９】車輪用軸受の磁気エンコーダ周辺の拡大断面図である。
【図１０】車輪用軸受における磁気エンコーダの他の構成例を示す拡大断面図である。
【図１１】（ａ）はガスアトマイズ法で成形したスズ粉末の顕微鏡写真、（ｂ）は水アトマイズ法で成形したスズ粉末の顕微鏡写真である。
【図１２】非磁性金属粉末にスズ−亜鉛合金粉末を使用した場合の焼結体内部の顕微鏡写真である。
【図１３】磁気エンコーダの軸受内輪への圧入試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１        内方部材
２        外方部材
３        転動体
５        シール装置
７        等速自在継手
１０      磁気エンコーダ
１１      芯金
１２ａ    取付け部
１２ｂ    当接部
１３      固定部
１３ａ    挟持面
１４      多極磁石
１４ａ    外周部
１４’    圧縮成形体
１７      弾性部材
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  シールリップ
１８      ラビリンスシール
２１      磁気センサ
２２      回転検出装置
ｐ        ピッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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