(57)【要約】      （修正有）【課題】溶融亜鉛メッキが施された冷間圧延鋼板製を芯金とする磁気エンコーダにおいて、メッキ層と接着剤層との間の接着強度の安定性に優れた磁気エンコーダ、および磁気エンコーダを効率よく製造する方法を提供すること。【解決手段】芯金２が冷間圧延鋼板製であり、円周方向に多極に着磁された略円環状のプラスチック磁石部３を備えた磁気エンコーダ１であって、芯金２の表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、該メッキ層の表面にリン酸塩皮膜層、該リン酸塩皮膜層の上に接着剤層、および該接着剤層の上にプラスチック磁石層が順次積層されていることを特徴とする磁気エンコーダ１。【選択図】図１
2018087755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金が冷間圧延鋼板製であり、円周方向に多極に着磁された略円環状のプラスチック磁石部を備えた磁気エンコーダであって、
前記芯金の表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、該メッキ層の表面にリン酸塩皮膜層、該リン酸塩皮膜層の上に接着剤層、および該接着剤層の上にプラスチック磁石層が順次積層されていることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
前記冷間圧延鋼が、ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１に規定するＳＰＣＣ、ＳＰＣＤおよびＳＰＣＥからなる群より選ばれる少なくとも一種の鋼材である請求項１に記載の磁気エンコーダ。
【請求項３】
前記接着剤層が、フェノール系接着剤またはエポキシ系接着剤からなる請求項１または２に記載の磁気エンコーダ。
【請求項４】
前記リン酸塩被膜の表面にシラン系またはエポキシ系プライマーが施されている請求項１〜３のいずれかに記載の磁気エンコーダ。
【請求項５】
表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次形成された冷間圧延鋼板製の芯金の前記リン酸塩被膜層上に接着剤を塗布し、
前記接着剤の架橋硬化反応開始温度未満で前記接着剤を乾燥固化させ、
前記接着剤の表面に溶融したプラスチック磁石材料を射出成形し、
前記接着剤の架橋硬化反応開始温度以上で熱硬化処理を行う
ことを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
【請求項６】
前記冷間圧延鋼がＪＩＳ  Ｇ  ３１４１に規定するＳＰＣＣ、ＳＰＣＤおよびＳＰＣＥからなる群より選ばれる少なくとも一種の鋼材である請求項５に記載の磁気エンコーダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転数（回転速度）を検出する際に用いられる磁気エンコーダ、例えば、自動車の車輪の回転数を検出する装置や相対回転する軸受部の回転数検出装置などに使用される磁気エンコーダ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車輪の回転速度を検出するための回転速度検出装置に採用される磁気エンコーダは、回転体に取り付け可能な固定部材である芯金と、該芯金に取り付けられ、円周方向に多極に着磁された略円環状の磁石部とを備えており、前記芯金と磁石部とは接着剤を介して固定されている。
【０００３】
前記磁気エンコーダは、外気暴露環境で使用することで発生する腐食を防ぐために芯金には、耐食性に優れたＳＵＳ４３０などのステンレス鋼材が使用されている（例えば、特許文献１、２）。しかしながら、ステンレス鋼材を用いると材料コストが高くなることに加えて、プレス加工性が悪くなる。
一方、鉄を含む冷間圧延鋼板を芯金に用いると、材料コストが低く抑えることができるが、冷間圧延鋼板では耐食性が顕著に劣る。
また、鉄の錆を抑える技術として、前記鉄材の表面に溶融亜鉛メッキを施すことが知られており、特に合金元素としてアルミニウムおよびマグネシウムを用いた溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっきを行ったものは、耐食性に優れることが知られている。
しかしながら、磁気エンコーダの芯金として前記冷間圧延鋼板の表面に溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっきを施した鋼板では、その表面に磁気エンコーダのプラスチック磁石部を形成させるために接着剤を塗布すると、メッキ層と接着剤層との間の接着強度が弱く、磁気エンコーダとして実用には耐えられないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３１２１４９号公報
【特許文献２】特許第４１９２５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、溶融亜鉛メッキが施された冷間圧延鋼板製を芯金とする磁気エンコーダにおいて、メッキ層と接着剤層との間の接着強度の安定性に優れた磁気エンコーダ、および前記磁気エンコーダを効率よく製造する方法を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、かかる課題を解決すべく、鋭意検討を進めたところ、亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を用いたメッキにおける防錆力の源である腐食生成物が、接着剤が有する接着能力に悪影響を与えることを初めて見出した。そして、さらに検討を進めた結果、亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を用いたメッキ層の表面にリン酸塩の被膜を形成させることで、前記メッキ層表面での腐食生成物の発生を抑えながら、メッキ層と接着剤層との接着強度の安定性を向上させることに成功し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
【０００８】
〔１〕芯金が冷間圧延鋼板製であり、円周方向に多極に着磁された略円環状のプラスチック磁石部を備えた磁気エンコーダであって、
前記芯金の表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、該メッキ層の表面にリン酸塩皮膜層、該リン酸塩皮膜層の上に接着剤層、および該接着剤層の上にプラスチック磁石層が順次積層されていることを特徴とする磁気エンコーダ。
〔２〕前記冷間圧延鋼が、ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１に規定するＳＰＣＣ、ＳＰＣＤおよびＳＰＣＥからなる群より選ばれる少なくとも一種の鋼材である前記〔１〕に記載の磁気エンコーダ。
〔３〕前記接着剤層が、フェノール系接着剤またはエポキシ系接着剤からなる前記〔１〕または〔２〕に記載の磁気エンコーダ。
〔４〕前記リン酸塩被膜の表面にシラン系またはエポキシ系プライマーが施されている前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の磁気エンコーダ。
〔５〕表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次形成された冷間圧延鋼板製の前記リン酸塩被膜層上に接着剤を塗布し、
前記接着剤の架橋硬化反応開始温度未満で前記接着剤を乾燥固化させ、
前記接着剤の表面に溶融したプラスチック磁石材料を射出成形し、
前記接着剤の架橋硬化反応開始温度以上で熱硬化処理を行う
ことを特徴とする磁気エンコーダの製造方法。
〔６〕前記冷間圧延鋼が、ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１に規定するＳＰＣＣ、ＳＰＣＤおよびＳＰＣＥからなる群より選ばれる少なくとも一種の鋼材である前記〔５〕に記載の磁気エンコーダの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の磁気エンコーダは、芯金が冷間圧延鋼板であるために、芯金がステンレス鋼板である磁気エンコーダに比べて、材料コストが低く、しかも前記芯金表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、該メッキ層の表面にリン酸塩皮膜層、該リン酸塩皮膜層の上に接着剤層、および該接着剤層の上にプラスチック磁石層が順次積層されていることで、前記メッキ層表面での腐食生成物の発生を抑えながら、前記メッキ層と接着剤層との接着強度の安定性を向上させることができる。特に、本発明の磁気エンコーダは、外気暴露環境で高速回転されるという、磁気エンコーダに特有の、金属がより腐食され易い環境にさらされた場合でも、プラスチック磁石部の剥離を抑えて、長期間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の磁気エンコーダの一例を示す概略説明図である。  図１（ｂ）は、本発明の磁気エンコーダの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図２】本発明の製造方法に使用する、磁気エンコーダを製造する射出成形用金型の一例を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す同射出成形用金型の要部拡大縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る磁気エンコーダを備えた軸受装置の例を示す縦断面図である。
【図５】図４に示す軸受装置の要部拡大縦断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の磁気エンコーダの一例を示す概略説明図である。  図６（ｂ）は、本発明の磁気エンコーダの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図７】図６に示す磁気エンコーダを備えた軸受装置の例を示す縦断面図である。
【図８】剥離強度の比較試験で作製した、架橋反応開始温度以上（１５０℃）で熱硬化処理を行い、熱硬化性樹脂接着剤層に架橋反応を生じさせて硬化反応を行わせた接着強度評価用ダンベル試験片を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
（磁気エンコーダ）
本発明の磁気エンコーダは、
芯金が冷間圧延鋼板製であり、円周方向に多極に着磁された略円環状のプラスチック磁石部を備えた磁気エンコーダであって、
前記芯金の表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、該メッキ層の表面にリン酸塩皮膜層、該リン酸塩皮膜層の上に接着剤層および該接着剤層の上にプラスチック磁石層が順次積層されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の磁気エンコーダは、例えば、自動車の車輪の回転数を検出する装置や相対回転する軸受部の回転数検出装置などに取り付けることができる磁気エンコーダであればよい。
【００１４】
本発明において芯金とは、自動車の車輪の回転数を検出する装置や相対回転する軸受部の回転数検出装置などに設けた回転体に取り付け可能な略円環状の部材である。前記芯金の大きさについては、取り付けられる回転体の大きさに準じたものであればよく、特に限定はない。
【００１５】
前記芯金は、冷間圧延鋼板で構成される。前記冷間圧延鋼としては、入手し易く、材料コストに優れる観点から、ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１に規定する一般用のＳＰＣＣ、絞り加工用のＳＰＣＤ、深絞り加工用のＳＰＣＥが好ましい。
また、前記冷間圧延鋼板の厚みや硬度については、磁気エンコーダの種類、取り付ける場所などにより適宜調整すればよく、特に限定はない。
前記冷間圧延鋼板は、光輝仕上げを行ったものや、表面に微細な凹凸が残る仕上げを行ったものも使用可能であり、さらに粗面化処理を施してもよい。
前記粗面化処理を施した場合の冷間圧延鋼板の塗布面面粗さとしては、Ｒａ０．５〜２μｍの範囲が好ましい。
なお、塗布面面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に基づいて測定することができる。
【００１６】
また、本発明の磁気エンコーダが取り付けられる回転体としては、例えば、自動車の車輪の回転数を検出する装置や相対回転する軸受部の回転数検出装置など、従来の磁気エンコーダが取り付けられている回転体であればよい。
前記回転体に磁気エンコーダが取り付けられることで、前記回転体の回転に伴って、磁気エンコーダも回転し、円周方向に多極に着磁された略円環状のプラスチック磁石部の回転を前記プラスチック磁石部に対向するように取り付けられたセンサで検知することで、前記の回転体の回転速度（回転数）を検出することができる。なお、前記回転体における磁気エンコーダの取り付け位置としては、公知の磁気エンコーダと同じであればよく、例えば、円形状の回転体の軸方向外端側などが挙げられるが、特に限定はない。
【００１７】
前記冷間圧延鋼板の表面に積層される亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層は、前記冷間圧延鋼板の耐食性を向上させるための層であり、溶融亜鉛めっきにアルミニウムおよびマグネシウムの合金元素を添加したもので構成される。
前記亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキは、溶融亜鉛に、所定量のアルミニウム材料およびマグネシウム材料を混合した溶融亜鉛を、当該分野で公知のめっき方法により、前記冷間圧延鋼板の表面に施せばよい。
前記亜鉛アルミニウムマグネシウム合金中のアルミニウムおよびマグネシウムの量としては、特に限定はない。また、市販されている溶融亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金めっき鋼板（質量比率で５．０％から１３．０％のアルミニウム、２．０〜４．０％のマグネシウム、その他元素の合計１．０％以下及び残部亜鉛からなるめっき浴で溶融めっきを行った鋼板）も使用することができる。
【００１８】
前記メッキ層の表面に積層されるリン酸塩皮膜層は、前記メッキ層表面での腐食生成物の発生を抑えることで、前記メッキ層と、後述の接着剤層との接着強度の安定性を向上させることを目的とする層である。特に、磁気エンコーダは、外気暴露環境で高速回転されるという、芯金の腐食が生じ易く、かつ、プラスチック磁石部が剥がれ易い環境にさらされているが、磁気エンコーダにおいて、前記メッキ層の表面に前記リン酸塩被膜層、次いで前記接着剤層を順次積層することで、磁気エンコーダの耐食性を向上させ、しかも、プラスチック磁石部も剥がれにくくすることが可能になる。
【００１９】
前記リン酸塩被膜層は、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カルシウムなどのリン酸塩から構成される。前記リン酸塩としては、単独でまたは２種類以上を混合してもよい。
前記リン酸塩被膜層は、通称、パーカー処理またはリューブライト処理と呼ばれる公知の手法により、前記リン酸塩からなる被膜を前記メッキの表面に形成させることができる。
例えば、前記リン酸塩皮膜処理の基本工程は、金属素材の表面に付着した油脂やごみを取り除く「脱脂工程」、金属素材の表面に残った脱脂剤成分を洗い流す「水洗工程」、リン酸塩皮膜を化成させる「皮膜化成工程」、金属素材表面に残った皮膜化成剤成分を洗い流す「水洗工程」で構成される。また、リン酸亜鉛皮膜処理の場合は、「皮膜化成工程」の直前に「表面調整工程」を入れる。「表面調整工程」では、良好なリン酸亜鉛皮膜結晶ができるように金属素材表面を調整する。表面調整剤には、リン酸亜鉛皮膜結晶の核となる成分が含まれていて、金属素材の表面に付着することでこの表面調整成分からリン酸亜鉛皮膜結晶が生成・成長する。この表面調整工程を行うことで、リン酸亜鉛皮膜結晶は均一で緻密な結晶になり、また、皮膜化成反応がしやすくなるため、表面調整工程のない場合と比べて、皮膜化成工程の処理時間の短縮効果がある。
なお、前記リン酸塩被膜層の厚みについては、磁気エンコーダの種類に応じて適当な範囲に設定すればよく、特に限定はない。
【００２０】
前記リン酸塩皮膜層の上に積層される接着剤層は、前記リン酸塩被膜層の表面にプラスチック磁石部を固定するための層であり、熱硬化性樹脂接着剤などの接着剤で構成される。
前記熱硬化性樹脂接着剤としては、一般の磁気エンコーダに使用されているものであればよく、例えば、フェノール樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤等が挙げられる。
【００２１】
フェノール樹脂系接着剤は、例えば、ノボラック型フェノール樹脂やレゾール型フェノール樹脂と、ヘキサメチレンテトラミンなどの硬化剤を、メタノールやメチルエチルケトンなどの溶剤に溶解させたものが使用できる。また、接着性を向上させるために、これらにノボラック型エポキシ樹脂を混合した接着剤も使用できる。
【００２２】
エポキシ樹脂系接着剤としては、原液が一液型エポキシ系接着剤で、溶剤への希釈が可能な接着剤が挙げられる。一液型エポキシ系接着剤としては、エポキシ樹脂及び硬化剤からなり、必要に応じて反応性希釈剤として使用されるその他のエポキシ化合物、熱硬化速度を向上させる硬化促進剤、耐熱性や耐硬化歪み性を向上させる効果がある無機充填材、応力がかかった時に変形する可撓性を向上させる架橋ゴム微粒子等をさらに添加してもよい。
【００２３】
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ポリエステル変性エポキシ樹脂、シリコン変性エポキシ樹脂等が挙げられるが、特に限定はない。
【００２４】
前記硬化剤としては、例えば、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族アミン等のアミン系硬化剤；ポリアミド系硬化剤；無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチレンエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸等の酸無水物系硬化剤；２級又は３級アミン；イミダゾール類；１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン、エイコサン二酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、ジシアンジアミド、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド等の硬化剤等が挙げられるが、特に限定はない。
【００２５】
前記反応性希釈剤としては、例えば、アルキルモノグリシジルエーテル、アルキルジグリシジルエーテル、アルキルフェノールモノグリシジルエーテル等が挙げられ、具体的には、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル等が挙げられるが、特に限定はない。
【００２６】
前記硬化促進剤は、酸無水物系、ジシアンジアミドのような硬化剤を用いた場合に硬化反応の速度を高めるために使用される。例えば、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物；アジピン酸等のカルボン酸類；ジメチルベンジルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の３級アミン及び３級アミン塩；トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホソホニウム・テトラフェニルポレート等のホスフィンやホスホニウム塩；テトラブチルアンモニウムブロマイド等の４級アンモニウム塩；３−（３’，４’−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素等のアルキル尿素等が挙げられるが、特に限定はない。
【００２７】
前記無機充填材としては、例えば、溶融シリカ粉末、結晶シリカ、石英ガラス粉末、結晶ガラス粉末、ガラス繊維、アルミナ粉末、タルク、マイカ、アルミニウム粉末、酸化チタン、シリカチタニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、マグネシウムシリケート等が挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。
【００２８】
前記架橋ゴム微粒子としては、例えば、分子鎖中にカルボキシル基を有する加硫されたアクリロニトリルブタジエンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。前記架橋ゴム微粒子の粒子径としては、例えば、平均粒子径で１μｍ以下、好ましくは３０〜２００ｎｍ程度の超微粒子のものが挙げられるが、特に限定はない。
【００２９】
前記エポキシ樹脂接着剤に含まれる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素又はこれらとケトン類・アルコール類の混合物、シクロヘキサン等のナフテン系炭化水素等が挙げられるが、特に限定はない。
【００３０】
また、前記接着剤を乾燥固化させるリン酸塩皮膜層の表面には、前記接着剤に対するアンカー効果を向上させる観点から、プライマー処理を施すことが好ましい。
また、プライマーとしては、シラン系プライマー、フェノール系プライマー、エポキシ系プライマー等が挙げられる。
【００３１】
前記接着剤層の上に積層されるプラスチック磁石部（プラスチック磁石層）は、磁性体粉、熱可塑性樹脂及び必要に応じて添加剤が含まれた磁石材料を含有する層であり、前記芯材を含む磁気エンコーダ表面の所望の位置に取り付けられている略円環状の部材である。固定された回転体の回転速度（回転数）を検出する観点から、前記プラスチック磁石部は、円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が複数回出てくるように多極に着磁されている。
【００３２】
前記プラスチック磁石材料である前記磁性体粉としては、インサート成形により製造されている市販の磁気エンコーダのプラスチック磁石部に使用されている磁性体粉であればよく、例えば、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系磁性粉末、ネオジム系やサマリウム系等の希土類磁性粉末が使用できる。また、フェライトの磁気特性を向上させるためにランタンとコバルト等を混入させたり、フェライトの一部をネオジウム−鉄−ボロン、サマリウム−コバルト、サマリウム−鉄等の希土類磁性体粉に置き換えてもよい。これらの磁性体粉は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。
【００３３】
プラスチック磁石材料である熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ６、ＰＡ１２、ＰＡ６１２等）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性樹脂が好適に使用できる。なお、前記熱可塑性樹脂の融点、曲げ弾性率等の物性については特に限定はない。
【００３４】
プラスチック磁石材料である添加剤としては、カーボンファイバー等の有機系添加剤や、ガラスビーズ、ガラスファイバー、タルク、マイカ、窒化珪素（セラミック）、及び結晶性（非結晶性）シリカ等の無機系添加剤、ベンゼンスルホン酸アルキルアミド類、トルエンスルホン酸アルキルアミド類、及びヒドロキシ安息香酸アルキルエステル類等が挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。
【００３５】
なお、前記プラスチック磁石部における熱可塑性樹脂、磁性体粉、添加剤等の含有量については、市販のプラスチック磁石材料と同じ程度であればよく、特に限定はない。
【００３６】
また、前記プラスチック磁石層の厚みについては、磁気エンコーダの種類に応じて適当な範囲に設定すればよく、特に限定はない。
【００３７】
次に、本発明の磁気エンコーダの一例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図４の縦断面図、及び図５の要部拡大縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る磁気エンコーダ１を備えた軸受装置１１は、外周面に内輪軌道面１２Ａが形成された内輪１２、及び内周面に外輪軌道面１３Ａが形成された外輪１３、並びに、内輪軌道面１２Ａ及び外輪軌道面１３Ａ間を転動する転動体１４，１４，…等を有する軸受、この軸受の軸方向の一端部に位置して内輪１２に固定された磁気エンコーダ１、並びに、外輪１３に固定された、磁気エンコーダ１の磁極に対向して磁気エンコーダ１の回転を検知するためのセンサ１０、前記軸受の軸方向の一端部及び他端部に配置したシール部材６，７等を備えている。
ここで、回転側である内輪１２に取り付けられた、Ｎ極とＳ極を一定間隔で周方向に多極に着磁した磁気エンコーダ１、及び固定側である外輪１３に取り付けられたセンサ１０が、回転速度検出装置を構成する。
【００３９】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の磁気エンコーダ１を示す図である。回転体に取り付け可能な芯金２と、該芯金２に取り付けられ、円周方向に多極に着磁された略円環状のプラスチック磁石部３とを備えている。また、前記芯金２の表面には、亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、リン酸塩被膜層、および接着剤層が順次積層された中間層４が設けられており、前記接着剤層の表面に前記プラスチック磁石部３が積層されている。
【００４０】
前記芯金２の形状は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように略円環状であるが取り付ける予定の回転体に合った形状であればよく、特に限定はない。例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すように断面形状が外側に張り出した逆Ｌ字形状でもよいし、図示しないが、内側に張り出した逆Ｌ字形状でもよい。また、前記芯金２の断面形状は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｔ字形状でもよい。
図１（ａ）、（ｂ）に示す断面形状が逆Ｌ字形状の芯金２を用いた磁気エンコーダ１は、例えば、図５に示すように回転体である内輪１２の軸方向外端側に嵌合させることができる。
また、断面形状がＴ字形状の芯金２を用いた磁気エンコーダ１は、例えば、図７の縦断面図に示すように、外輪回転型の軸受装置１１ａにおいて回転体である外輪１３の軸方向外端側に嵌合させることができる。
【００４１】
前記芯金２は、例えば、磁性を有する冷間圧延鋼板に打ち抜き加工、絞り加工などのプレス加工を施して形成される。なお、前記鋼板の厚みや幅については、取り付ける回転体の形状等に応じて適宜決定すればよく特に限定はない。
【００４２】
前記芯金２の表面に形成される亜鉛アルミニウムマグネシウム合金を含むメッキ層、リン酸塩被膜層および接着剤層の厚みについては、前記芯金２の形状や大きさおよび取り付ける回転体の形状等に応じて適宜決定すればよく特に限定はない。
【００４３】
前記プラスチック磁石部３は、接着剤層の表面で略円環状に形成されていればよく、その位置は芯金２の形状により決定すればよい。例えば、図１に示すように芯金２の断面形状が外側に張り出した逆Ｌ字形状である場合、その上面５ａ、外側面５ｂを覆うようにプラスチック磁石部３を取り付けてもよいし、さらに内側面５ｃの一部又は全部を覆うように取り付けてもよい。
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、芯金２の断面形状がＴ字形状であったり、図示しないが芯金２の断面形状が内側に張り出した逆Ｌ字形状であったりする場合、上面５ａ及び／又は内側面５ｃを覆うようにプラスチック磁石部３を取り付けてもよいし、さらに外側面５ｂの一部又は全部を覆うように取り付けてもよい。
なお、前記プラスチック磁石部３の厚みや幅については、特に限定はない。
【００４４】
（磁気エンコーダの製造方法）
前記の構成を有する磁気エンコーダの製造方法としては、例えば、表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次形成された冷間圧延鋼板製の芯金の前記リン酸塩被膜層上に接着剤を塗布し、
前記接着剤の架橋硬化反応開始温度未満で前記接着剤を乾燥固化させ、
前記接着剤の表面に溶融したプラスチック磁石材料を射出成形し、
前記接着剤の架橋硬化反応開始温度以上で熱硬化処理を行う
方法が挙げられる。
【００４５】
前記の表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次形成された冷間圧延鋼板製の芯金は、例えば、市販の冷間圧延鋼板製の表面に、亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層を順次形成して作製してもよいし、市販の亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層を備えた冷間圧延鋼板製の表面にリン酸塩被膜層を形成して作製してもよいし、冷間圧延鋼板の表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次形成された市販の鋼板を用いてもよい。
【００４６】
本発明の磁気エンコーダの製造方法では、前記芯金に設けた前記リン酸塩被膜層上に接着剤を塗布し、前記接着剤の架橋硬化反応開始温度未満で前記接着剤を乾燥固化させる。
【００４７】
前記リン酸塩被膜層の表面への接着剤の塗布方法としては、液状の接着剤に前記リン酸塩被膜層の表面を浸漬したり、刷毛、ローラー、スプレーなどを用いて塗布してもよい。
【００４８】
前記塗布する際の温度条件としては、接着剤が固化したり、架橋硬化反応を生じない温度であればよく、例えば、室温でもよいが、特に限定はない。
【００４９】
前記塗布した接着剤の厚み又は樹脂量としては、後述のプラスチック磁石部を接着して固定するのに必要な厚み又は樹脂量であればよく、特に限定はない。
【００５０】
本工程では、前記リン酸塩被膜層の表面に塗布した接着剤を、その架橋硬化反応を開始する温度未満の温度条件下で前記接着剤に含まれる溶剤を揮発させて前記リン酸塩被膜層の表面に乾燥固化させる。
【００５１】
接着剤は、所定の温度にまで加熱すると架橋反応を開始して硬化を始める性質を有することから、本発明では、接着剤が架橋反応を開始して硬化を始める温度を「接着剤が架橋硬化反応を開始する温度」または「接着剤の架橋硬化反応開始温度」という。
【００５２】
前記接着剤の「乾燥固化」とは、加熱により架橋硬化反応が開始される前の状態であって、塗布時の接着剤に予め含まれている溶剤を揮発させ、接着剤の成分が固化された状態にすることをいう。
前記乾燥固化における溶剤の蒸発の程度としては、塗布した接着剤の表面を指で直接触った場合に、指に接着剤が付着しない程度でもよいし、溶剤がほとんど残存しない程度まで揮発させてもよく、特に限定はない。特に、後述のプラスチック磁石部を接着し易いという観点からは、溶剤がほとんど残存しない程度まで乾燥固化することが好ましい。塗布した接着剤は乾燥するにつれて色が少し変化していくため、その様子を目視で観察することで乾燥固化の程度を確認することができる。
【００５３】
前記乾燥固化時の温度は、前記接着剤が架橋硬化反応を開始する温度未満で行えばよく、具体的には使用する接着剤により適宜決定すればよい。例えば、フェノール性樹脂接着剤であれば、短時間で乾燥固化を行うという観点からは、１１０℃未満、好ましくは２５〜１０５℃に調整するのが望ましい。
【００５４】
また、前記接着剤の乾燥固化を効率よく行う観点から、所定の温度から複数段階に温度を上昇させて乾燥固化を行ってもよい。
この場合、一段目の温度と二段目の温度の差などについては特に限定はない。
【００５５】
また、乾燥固化の時間については、前記接着剤中の溶剤を蒸発させ、接着剤成分である熱硬化性樹脂の固形分が固化された状態にできる時間であればよく、乾燥固化の温度に応じて適宜決定すればよいが、例えば、工業的なレベルで安定に行うことができる観点からは、３０〜６０分以上に調整することが好ましい。
【００５６】
前記乾燥固化の手段としては、例えば、所定の温度に調整された気体を前記リン酸塩被膜層に塗布された接着剤の表面に送風する方法、減圧環境下で所定温度で静置する方法、所定の温度に調整された室内に前記接着剤を塗布した芯金を静置する方法等が挙げられる。また、これらの方法は組み合わせてもよい。
【００５７】
本発明では、前記のように接着剤が架橋硬化反応を開始する温度未満で前記接着剤を乾燥固化させれば、加熱温度や時間のコントロールが難しかった半硬化を行う必要がない。しかも、プラスチック磁石材料の溶融樹脂と結合させるための接着剤中の反応基の減少を抑えることで接着剤とプラスチック磁石部との結合力を高めることが可能になる。
【００５８】
本工程で用いられる金型は、表面上に接着剤を乾燥固化された芯金を固定でき、前記プラスチック磁石材料を充填できる略円環状のキャビティ及び前記キャビディ内に前記接着剤の表面に溶融したプラスチック磁石材料を射出できるゲートを備えた射出成形用金型であればよい。
【００５９】
本工程は、例えば、図２の縦断面図、及び図３の要部拡大縦断面図に示すように、インサートコア方式の射出成形用金型２１が使用される。射出成型用金型２１は、リング形状インサート成形品である磁気エンコーダを成形するものであり、固定側取付板２２を固定盤にボルトで固定し、可動側取付板２３を可動盤にボルトで固定することにより、射出成形機に取り付けられる。
プラスチック磁石材料との接合面に接着剤を塗布したリング形状インサート品である、表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次形成された冷間圧延鋼板製の芯金２を、固定側型板２４及び可動側型板２５内に配置して型締めした状態で、溶融したプラスチック磁石材料Ｐをスプルー２６から注入すると、溶融したプラスチック磁石材料Ｐは、ランナー２７を通ってゲート２８から固定側型板２４及び可動側型板２５間のキャビティＣ内に充填される。
なお、スプルー２６の方向（溶融したプラスチック磁石材料Ｐの注入方向）は、水平方向である。
【００６０】
前記射出手段としては、前記芯金に設けた最外面のリン酸塩被膜上で乾燥固化している接着剤の表面上に、溶融したプラスチック磁石材料を射出できればよく特に限定はない。
【００６１】
前記溶融したプラスチック磁石材料の温度は、前記プラスチックが射出できる粘度を有し、かつ固化しない程度の温度に調整されていればよく、例えば、２００〜３６０℃が挙げられるが、特に限定はない。
【００６２】
本工程では、図２、３に示すように、前記溶融したプラスチック磁石材料Ｐを冷却・固化させた後、パーティングラインＰＬから可動側型板２５を開き、ゲートカット前の成形品及びインサートコア２９をエジェクタ３０，３１により突き出すことにより、これらが取り出される。
次に、金型から取り出したゲートカット前の成形品及びインサートコア２９を治具にセットした状態で、プッシャーにより押圧することによりゲートカットが行われ、リング形状インサート成形品が得られる。
【００６３】
以上の説明においては、リング形状インサート成形品が、アキシャル型磁気エンコーダである場合を示したが、前記リング形状インサート成形品は、これに限定されるものではなく、ラジアル型磁気エンコーダ、さらにはリング形状の金属を代替するインサート成形品等、リング形状インサート成形品における芯金の最外面であるリン酸塩被膜層の表面に、接着剤を塗布して金型内に配置した状態で、前記接着剤の表面に、溶融したプラスチック磁石材料を射出成形して製造されるものであればよい。
【００６４】
前記射出成形工程で得られたリング形状インサート成形品を次いで、前記接着剤の架橋硬化反応を開始する温度以上で熱硬化処理を行うことで磁気エンコーダを得る。
本工程では、前記射出成形工程で得られたリング形状インサート成形品を架橋硬化反応を開始する温度以上で熱硬化処理を行うことで、前記芯金の表面に積層したリン酸塩被膜層と前記プラスチック磁石部との間にある乾燥固化された前記接着剤に架橋反応を生じさせて硬化させ、前記の３つの部材同士を一体化させる。
前記架橋硬化反応を開始する温度以上の温度としては、１１０〜１８０℃の範囲であれば、接着剤に用いられる樹脂の種類に関係なく、架橋反応を生じさせて硬化反応を行うことができる。
【００６５】
また、前記熱硬化処理は、段階的に温度を上昇させて行ってもよい。例えば、一段目の温度を１１０〜１４０℃、二段目の温度を１４０〜１８０℃の範囲に調整することが挙げられる。なお、前記架橋開始温度以上の温度の上限は、処理時間を短縮する観点から、１８０℃を超える温度にしてもよい
【００６６】
また、本発明では、前記プラスチック磁石部は、円周方向に多極に着磁されている。この着磁は、例えば、前記射出成形工程において、調整された磁場内で射出成形をすることで、磁性粉を磁場配向させてもよいし、前記熱硬化処理で得られた磁気エンコーダに対して脱磁を行ったのち、別途準備した着磁ヨークなどの着磁装置を用いて前記プラスチック磁石部の周方向にＮ極とＳ極とが交互になるように多極に着磁してもよい。
【実施例】
【００６７】
（実施例１）
表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層および該メッキ層の表面にリン酸塩被膜層が順次積層されたＳＰＣＣ板（日新製鋼製）を金属ダンベル状に切断加工して試験片（長さ８０ｍｍ×幅２５ｍｍ×厚み２ｍｍ）を作製した。
次いで、試験片の表面に対して脱脂をした後、プライマー処理を行い、熱硬化型接着剤を塗布し、乾燥固化させた。
次いで、前記接着剤の表面に溶融したプラスチック磁石材料を射出成形し、熱硬化処理を行い、実施品１を得た。
【００６８】
別に、試験片として、従来品の材料（ＳＵＳ４３０）を用いた以外は、実施例１と同様に比較品１を得た。
また、試験片として、表面に亜鉛アルミニウムマグネシウム合金メッキ層が積層されたＳＰＣＣ板（日新製鋼製、リン酸塩被膜層がないもの）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較品２を得た。
【００６９】
（試験例１：剥離強度試験）
磁気エンコーダにおける試験片とプラスチック磁石部との間の接着強度の安定性を調べるために、（１）作製時、（２）塩分濃度５％に調整した塩水を１６８時間継続的に噴霧した後、（３）前記塩水を４０８時間継続的に噴霧した後という３種類の環境下で引張強度を測定した。
なお、前記（２）、（３）は、いずれも加速劣化試験であり、錆の発生や、接着層、プラスチック磁石部などの各部の劣化を確認するための試験である。
また、実施品１、比較品１〜２を３〜５個用意して前記試験を行い、それらの平均値を表１に示す。
【００７０】
なお、引張強度の測定は、図８に示すようにダンベル試験片１５を作製して精密万能試験機１８を用いて、以下のようにして行った。
まず、固定部材用のＳＵＳ４３０製金属プレートを加工して固定部材プレート１６（幅２５ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚み２ｍｍ）を作製した。
次に、固定部材プレート１６端部の一方側の表面に、その長さ方向Ｆに対して約１０ｍｍの幅でフェノール系熱硬化性樹脂接着剤Ｂを塗布した。
次に、各固定部材ブレート１６を、接着剤Ｂ中の有機溶剤(メチルエチルケトン、メチルイソブチルクトン、メタノール)を完全に除去するまで乾燥して熱硬化性樹脂接着剤層１９を形成した。
次に、所定のインサート成形用の金型に固定部材プレート１６をセットし、溶融したプラスチック磁石材料(原料：ＰＡ１２＋ストロンチウムフェライト粉)を射出して、図８に示す固定部材プレート１６とほぼ同じ形状のプラスチック磁石プレート１７を成形した。
次に、固定部材ブレート１６とプラスチック磁石プレート１７とを架橋反応開始温度以上で熱硬化処理を行い、熱硬化性樹脂接着剤層１９に架橋反応を生じさせて硬化反応を行わせることにより、図８に示す接着強度評価用ダンベル試験片１５を得た。なお、着磁は行わなかった。
【００７１】
得られた接着強度評価用ダンベル試験片１５を、ＪＩＳ  Ｋ６８５０の試験条件に基づいて、その両端方向に引張り、熱硬化樹脂接着剤層１９が破断するまでの力を調べる引張せん断試験を行い、その剥離強度を測定した。ここで、剥離強度は、接着強度を表す。
また、前記接着強度評価用ダンベル試験片１５を作製する工程は、前記インサート成形品の製造方法の実施の形態に準じていることから、得られる剥離強度は、同じように作製したインサート成形品（磁気エンコーダ１）の接着強度に相当すると考える。
得られた結果を表１に示す。
なお、接着強度の変化率については、製造初期品に対して塩水噴霧試験後品の引張強度がマイナス２０％以内であれば許容範囲とするが、変化率がより小さい方が望ましい。
【００７２】
【表１】
2018087755.tif 000003
@0001
【００７３】
表１の結果より、実施品１は、前記（２）、（３）に示す加速劣化試験をおこなった後でも、前記（１）の製造初期と比べて、引張強度の変化は許容範囲内にあったことから、使用環境が変化しても、十分なプラスチック磁石部の接着強度を有するため、磁気エンコーダとしての品質、特に接着強度が安定して保持されることがわかった。
また、製造初期品どうしで比較すると、実施品１は、比較品１に対してやや引張強度が低くなっていたが（マイナス約７％）、塩水噴霧後品で比較すると実施品１は、比較品１に対して製造初期品からの引張強度の変化率は小さいことから、塩水などの要因による接着強度の低下は起こり難く、品質が安定に保持されるものであった。
また、比較品２は、初期強度が低く、前記（２）、（３）に示す加速劣化試験による品質の劣化が明らかに生じていた。これらの結果から、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金のメッキ層の表面に、直接、接着剤層を積層すると、前記メッキ層に防錆力の源である腐食生成物が発生した場合に、この腐食生成物がメッキ層−接着剤層間の結合力を低下させ、接着強度の安定性が損なわれていることがわかった。
【符号の説明】
【００７４】
１  磁気エンコーダ
２  芯金
３  プラスチック磁石部
４  中間層
５ａ  芯金２の上面
５ｂ  芯金２の外側面
５ｃ  芯金２の内側面
６，７  シール部材
１０  センサ
１１，１１ａ  軸受装置
１２  内輪
１２Ａ  内輪軌道面
１３  外輪
１３Ａ  外輪軌道面
１４  転動体
１５  接着強度評価用ダンベル試験片
１６  固定部材プレート
１７  プラスチック磁石プレート
１８  精密万能試験機
１９  熱硬化性樹脂接着剤層
２１  射出成形用金型
２２  固定側取付板
２３  可動側取付板
２４  固定側型板
２５  可動側型板
２６  スプルー
２７  ランナー
２８  ゲート
２９  インサートコア
３０，３１  エジェクタ
Ｃ  キャビティ
Ｐ  溶融したプラスチック磁石材料
ＰＬ  パーティングライン
【図１】
2018087755.tif 000004
【図２】
2018087755.tif 000005
【図３】
2018087755.tif 000006
【図４】
2018087755.tif 000007
【図５】
2018087755.tif 000008
【図６】
2018087755.tif 000009
【図７】
2018087755.tif 000010
【図８】
2018087755.tif 000011