(57)【要約】【課題】一定レベル以上の残留磁束密度を維持しつつ、保磁力を向上させ、減磁に対する信頼性の高い磁気エンコーダ及び磁気エンコーダを備えた転がり軸受ユニットを提供すること。【解決手段】磁性体粉と樹脂成分を含むバインダーとを含有するプラスチック磁石材料を円環状に形成した磁石部と、磁性材料からなるスリンガとを一体接合してなり、円周方向に多極に着磁された磁気エンコーダにおいて、  前記磁性体粉が、磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉６０〜９０質量部と、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉１０〜４０質量部の混合物であることを特徴とする磁気エンコーダ。【選択図】図１
2008304354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体粉と樹脂成分を含むバインダーとを含有するプラスチック磁石材料を円環状に形成した磁石部と、磁性材料からなるスリンガとを一体接合してなり、円周方向に多極に着磁された磁気エンコーダにおいて、
前記磁性体粉が、磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉６０〜９０質量部と、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉１０〜４０質量部の混合物であることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
前記プラスチック磁石材料の固有保磁力が２５５〜３０２ｋＡ／ｍの範囲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】
前記樹脂成分が、ポリアミド１２、ポリアミド１１、ポリアミド６１２、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、及びポリエステル樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂、ならびにポリアミド１２からなるハードセグメントとポリエーテル成分からなるソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリアミド１２、ポリスチレンからなるハードセグメントとポリブタジエン、ポリ（エチレン／プロピレン）、ポリ（エチレン／ブチレン）、及びポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）から選ばれるソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリスチレン、ポリエステル系樹脂からなるハードセグメントとポリエステル成分またはポリエーテル成分の少なくとも一方からなるソフトセグメントを有するブロック共重合体からなる変性ポリエステル系樹脂から選ばれる変性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気エンコーダ。
【請求項４】
固定輪と、回転輪と、前記固定輪及び前記回転輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体とを備える転がり軸受ユニットにおいて、
請求項１〜３のいずれかに記載の磁気エンコーダが、前記回転輪に固定されていることを特徴とする転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、及び当該磁気エンコーダを備えた転がり軸受ユニットに関する。
【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、また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用等に用いられる回転数検出装置として、磁性によりパルス発生をなす磁気エンコーダと、この磁気エンコーダの磁性パルスを感知する感知センサとから構成されるものが多く用いられている。この回転数検出装置では、軸受を密封するシール装置に磁気エンコーダを併設して配置し、密封手段と回転数検出手段とを一体化して回転数検出装置付きシールを構成しているものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
回転数検出装置付きシールの一例を図１１に示すが、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磁気エンコーダ１０４と、磁気エンコーダ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り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、磁気エンコーダ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。
【０００４】
また、磁気エンコーダ１０４は、ゴムや樹脂等の弾性素材に磁性体粉を混入させた弾性磁性材料からなる磁石部が、型内で接着剤が塗布されたスリンガ１０３のフランジ部１０３ａにプレス造形することで接合されている。一般的に磁気エンコーダ用として用いられている弾性磁性材料としては、磁性体粉としてストロンチウム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、機械的に磁性体粉が配向された状態になっている。これらのフェライト系磁性体粉は、ロール間での機械的シェアーにより配向されやすいように、厚さ寸法が比較的小さく、板状性が高い形状をしている。この機械配向用のストロンチウムフェライト系磁性体粉は、この板状性を向上させるために、含有するバリウムの量が多く、残留磁束密度（Ｂｒ）は磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉に比べて低い反面、保磁力（ｂＨｃ）及び固有保磁力（ｉＨｃ）は磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉に比べて高くなっている。
【０００５】
しかしながら、近年、車輪の回転数をより正確に検出するために、磁気エンコーダ１０４の円周方向の極数を増す（多極化）傾向にあるが、従来の機械配向法によるフェライト含有ゴム磁石からなる磁気エンコーダ１０４では、一極当たりの磁束密度が小さくなりすぎ、回転数を精度よく検出するためには、センサ１０５と磁気エンコーダ１０４との隙間（即ち、エアギャップ）を小さくする必要がある。また、磁気エンコーダ１０４は、自動車の高性能化に伴い、自動車の足回りに使用されるため、１２０℃程度の高温環境や−４０℃程度の低温環境に曝されたり、泥水、融雪剤、グリースや油等の油脂類が表面に付着することが想定される。
【０００６】
このような対策として、エアギャップ量を増大させるには、磁石部の磁気特性を向上させる必要があるが、磁気特性の高い磁性材料として一般的な希土類系磁性体粉は高価であることに加え、耐酸化性もフェライト系磁性体粉に比べて低いため、上記のような環境で使用すると酸化劣化して磁気特性が大幅に低下する可能性がある。また、フェライト系磁性体粉とプラスチックからなるプラスチック磁石を用いることにより、ゴム磁石よりも多量に磁性体粉を充填でき、磁気特性の向上を図ることができるが、磁石部が脆くなるとともに、伸びやたわみが小さくなる。このため、金属製のスリンガ１０３をコアにして、フェライト磁石を高充填したプラスチック磁石をインサート成形で機械的に接合、更に接着剤で化学的にも接合した構成とした場合、自動車等で想定される高温環境・低温環境に繰り返し曝されると、磁石部の変形がスリンガ１０３の変形（寸法変化）に追従できず、最悪の場合、接合部分の弱い部分を起点として磁石部に亀裂等が発生するおそれがある。
【０００７】
このような熱衝撃性に対する対策として、本出願人は先に、ポリアミド１２樹脂にポリアミド１２系熱可塑性エラストマーを配合したバインダを用いることでプラスチック磁石の耐熱衝撃性の向上を図ることを提案している（特許文献２参照）。ここに開示されたプラスチック磁石材料は、バインダーとしてポリアミド樹脂と耐衝撃性向上材を含有する構成であり、含有する磁性体粉の一例として、磁場成形することで磁場配向し、高い残留磁束密度（Ｂｒ）を示す磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が用いられていた。この磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉は、機械配向用のものに比べてバリウムの含有量が少なく、形状としては、磁場射出成形の流動時に、粒子抵抗が低く、磁場をかけた時点で配向度が高くなるように、高さ方向に肉厚で丸みを帯びた形状を有していることが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、プラスチック磁石材料を用いた磁気エンコーダは、通常の磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉のみ含有したプラスチック磁石材料で形成した場合、磁束密度は高くなるものの、保磁力及び固有保磁力が低くなってしまう。それによって、強い外部磁場の影響によって、減磁が発生する虞があった。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、一定レベル以上の残留磁束密度を維持しつつ、保磁力を向上させ、減磁に対する信頼性の高い磁気エンコーダ及び磁気エンコーダを備えた転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、磁気エンコーダの磁石部に、残留磁束密度に優れるものと、保磁力に優れるものの２種類の系統の異方性用ストロンチウムフェライト系磁性体粉を一定割合含有させることで、上記目的を達成できることを見出した。すなわち、本発明は以下の磁気エンコーダ及び転がり軸受ユニットを提供する。
（１）  磁性体粉と樹脂成分を含むバインダーとを含有するプラスチック磁石材料を円環状に形成した磁石部と、磁性材料からなるスリンガとを一体接合してなり、円周方向に多極に着磁された磁気エンコーダにおいて、
前記磁性体粉が、磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉６０〜９０質量部と、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉１０〜４０質量部の混合物であることを特徴とする磁気エンコーダ。
（２）  前記プラスチック磁石材料の固有保磁力が２５５〜３０２ｋＡ／ｍの範囲であることを特徴とする上記（１）記載の磁気エンコーダ。
（３）  前記樹脂成分が、ポリアミド１２、ポリアミド１１、ポリアミド６１２、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、及びポリエステル樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂、ならびにポリアミド１２からなるハードセグメントとポリエーテル成分からなるソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリアミド１２、ポリスチレンからなるハードセグメントとポリブタジエン、ポリ（エチレン／プロピレン）、ポリ（エチレン／ブチレン）、及びポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）から選ばれるソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリスチレン、ポリエステル系樹脂からなるハードセグメントとポリエステル成分またはポリエーテル成分の少なくとも一方からなるソフトセグメントを有するブロック共重合体からなる変性ポリエステル系樹脂から選ばれる変性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の磁気エンコーダ。
（４）  固定輪と、回転輪と、前記固定輪及び前記回転輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体とを備える転がり軸受ユニットにおいて、
上記（１）〜（３）のいずれかに記載の磁気エンコーダが、前記回転輪に固定されていることを特徴とする転がり軸受ユニット。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の磁気エンコーダは、磁石部が２種類の系統の異方性用ストロンチウムフェライト系磁性体粉を一定割合で含有することにより、成形性、磁場配向性を維持しつつ、固有保磁力が磁石部全体として向上されている。それによって、異方性フェライト系プラマグ材料としての弱点であった減磁特性を大幅に向上させ、自動車の足回り部で使用した場合の信頼性が格段に向上している。また、このような磁気エンコーダを備えた転がり軸受ユニットもまた、信頼性の高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
＜磁石部＞
本発明の磁気エンコーダは、磁石部とスリンガとを一体に接合して構成される。磁石部は、磁性体粉と、樹脂成分を含むバインダーとを含有するプラスチック磁石材料を円環状に形成してなる。
【００１４】
（磁性体粉）
磁石部に用いられる磁性体粉は、残留磁束密度に優れる磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉と、保磁力に優れる機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉とを一定割合で混合した混合物である。混合割合は、磁性体粉の全量を１００質量部とした場合、磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が６０〜９０質量部、好ましくは６５〜８０質量部、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が１０〜４０質量部、好ましくは２０〜３５質量部である。
【００１５】
磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が６０質量部未満（機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が４０質量部を越える）の場合は、磁石材料として保磁力は高くなるものの、残留磁束密度が低下し、磁気エンコーダとして性能低下が見込まれ好ましくない。また、板状の機械配向用ストロンチウムフェライトの含有量が上がることで、磁場成形時の流動性が低下し、薄肉形状の磁気エンコーダを精度よく成形するのが困難になる。また、場合によっては成形時の樹脂温度を向上させるなどの流動時の溶融粘度を低下する手段を講じる必要が出てくる可能性が高く、それによって、プラスチック磁石材料の樹脂バインダーである熱可塑性樹脂の熱劣化を促進することが想定される。それによって、自動車用の磁気エンコーダに求められる耐熱衝撃性が低下する虞がある。また、磁場成形時の配向度が低い機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が多く存在することで、磁性体粉全体としての配向度が低下し、磁性体粉の含有量の割には残留磁束密度が上がらない虞もあった。
【００１６】
それに対して、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が１０質量部未満（磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が９０質量部を越える）の場合は、磁石材料として保磁力の向上度合いが低いために、減磁に対して効果が少なく好ましくない。
【００１７】
本発明で用いられる磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉は、残留磁束密度（Ｂｒ）が１７３０〜１９００Ｇ、固有保磁力（ｉＨｃ）が２９００〜４３００Ｏｅ、平均粒子径が１．１８〜１．６０μｍの範囲であることが好ましい。更に磁気特性の中で、固有保磁力（ｉＨｃ）が３２００〜４３００Ｏｅであれば、減磁に対する耐性がより高く、さらに好ましい。この保磁力を達成するためには、より微細化し、平均粒子径が１．１８〜１．２５μｍの範囲であることが好ましい。
【００１８】
また、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉は、残留磁束密度（Ｂｒ）が１６００〜１７３０Ｇ、固有保磁力（ｉＨｃ）が３４００〜４９００Ｏｅ、平均粒子径が０．８５〜１．２５μｍの範囲であることが好ましい。更に、磁気特性の中で、固有保磁力（ｉＨｃ）が３６００〜４９００Ｏｅであれば、減磁に対する耐性がより高く、さらに好ましい。この保磁力を達成するためには、機械配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉も、より微細化し、平均粒子径が０．８５〜１．２μｍの範囲であることが好ましい。
【００１９】
（バインダー）
本発明で用いられる磁石部は、上記磁性体のバインダーとして、熱可塑性樹脂を含有する。熱可塑性樹脂はバインダーのベース成分であり、例えば、ポリアミド１２、ポリアミド１１、ポリアミド６１２、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ等の低吸水性ポリアミド樹脂の他、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、シンジオタクチックポリスチレン等のポリスチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられる。中でも、低吸水性ポリアミド樹脂は、接着剤に優れ、成形接着が可能であることから特に好ましい。上記熱可塑性樹脂の含有量は、バインダー全量に対して４０〜９５質量％であることが好ましい。上記範囲であれば、引張強度等の機械的強度が一定レベル以上に保たれるため好ましい。
【００２０】
バインダーとしては、上記一般的な熱可塑性樹脂に加え、耐衝撃性向上材を含むことで自動車用途の磁気エンコーダとして必要特性である耐熱衝撃性を向上させることができるため更に好ましい。耐衝撃性向上材とは、振動や衝撃を緩和する作用を有する材料であり、例えば、上記熱可塑性樹脂の構造に近いハードセグメントとソフトセグメントとを有する変性樹脂、加硫ゴム超微粒子、酸変性ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン非共役ジエンゴム）等を組み合わせて用いることが好ましい。上記耐衝撃性向上材の含有量は、バインダー全量に対して、好ましくは５〜６０質量％、より好ましくは１０〜４０質量％である。含有量が５質量％未満の場合は、少なすぎて耐衝撃性の改善効果が少なく好ましくない。含有量が６０質量％を越える場合は、耐衝撃性は向上するものの、樹脂成分が少なくなることで引張強度等が低下するため実用性が低くなる。
【００２１】
変性樹脂の例としては、ポリアミド１２からなるハードセグメントとポリエーテル成分からなるソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリアミド１２、ポリスチレンからなるハードセグメントとポリブタジエン、ポリ（エチレン／プロピレン）、ポリ（エチレン／ブチレン）、及びポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）から選ばれたソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリスチレン、ポリエステル系樹脂からなるハードセグメントとポリエステル成分またはポリエーテル成分の少なくとも一方からなるソフトセグメントとを有するブロック共重合体からなる変性ポリエステル系樹脂等が挙げられる。中でも、変性ポリアミド１２は、構造中にアミド結合を有し、接着性に優れ、成形接着が可能であることから特に好ましい。上記変性樹脂の含有量は、バインダー全量に対して２０〜６０質量％であることが好ましい。上記範囲であれば、引張強度等の機械的強度が一定レベル以上に保たれるため好ましい。
【００２２】
加硫ゴム超微粒子としては、スチレンブタジエンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性スチレンブタジエンゴム等が挙げられ、平均粒子径で３０〜３００ｎｍの範囲に入る微細な微粒子であることが好ましい。平均粒子径で３０ｎｍ未満の場合は、製造上コストがかかると共に、微細すぎて劣化しやすく好ましくない。平均粒子径で３００ｎｍを越える場合は、分散性が低下すると共に、耐衝撃性の改善を均一に行うことが難しく好ましくない。上記加硫ゴム超微粒子の含有量は、バインダー全量に対して５〜３０質量％であることが好ましい。上記範囲であれば、引張強度等の機械的強度が一定レベル以上に保たれるため好ましい。
【００２３】
上記説明した加硫ゴム超微粒子の中で、ペレット製造及び実際の磁石部成形時の劣化を考慮すると、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、水素添加ニトリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムが好適である。更に熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂あるいはポリエステル樹脂の場合は、分子構造中に、カルボキシル基やエステル基などがあるため、これら樹脂と相互作用が比較的強い有機官能基を有する、カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムがより好適である。これらの加硫ゴム超微粒子は、熱や酸素での劣化を防止して、４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤、２−メルカプトベンズイミダゾール等の二次老化防止剤等を含有させたものとしてもよい。
【００２４】
（添加剤）
更に、プラスチック磁石材料は、上記配合材料の他に、シランカップリング剤や酸化防止剤等の各種添加剤を含有させるとより好適である。
【００２５】
シランカップリング剤を加えることで、磁性体粉の分散性やバインダーとの密着性を向上することができる。例えば、アミノ基やエポキシ基などの有機官能基を有するものが好ましい。また、含有量としてはバインダー全量に対して２〜５質量％が好ましい。
【００２６】
酸化防止剤としては、酸化防止効果の高いアミン系酸化防止剤が最も好適である。酸化防止剤を含むことで、バインダー中の樹脂成分の熱による劣化を防ぐことができる。具体的なアミン系酸化防止剤としては、４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミン等のジフェニルアミン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−メチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１，４−ジメチルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン等のｐ−フェニレンジアミン系化合物が好適である。上記アミン系酸化防止剤の添加量としては、バインダー重量と酸化防止剤重量を加えた合算重量に対して、０．５〜２．０質量％程度である。アミン系酸化防止剤の添加量が０．５質量％未満の場合は、酸化防止の改善効果が十分でなく好ましくない。また酸化防止剤の添加量が２．０質量％を越える場合は、酸化防止の効果があまり変わらなくなると共に、その分、磁性体粉やバインダーの量が減るため、磁気特性や機械的強度の低下に結びつき好ましくない。それと共に、場合によっては成形品の表面にブルーム等を引き起こし、これがスリンガとの接着に悪影響を及ぼすことが想定でき好ましくない。
【００２７】
本発明の磁石部を構成するプラスチック磁石材料は、２種類の系統の異方性用ストロンチウムフェライト系磁性体粉を組み合わせることにより、通常のプラスチック磁石材料より高い固有保磁力（ｉＨｃ）である３２００〜３８００Ｏｅ（２５５〜３０２ｋＡ／ｍ）を達成している。尚、この固有保磁力（ｉＨｃ）は、減磁に対してより安定性を向上させるためには、３４００〜３８００Ｏｅ（２７１〜３０２ｋＡ／ｍ）の範囲がより好適である。固有保磁力（ｉＨｃ）が、３２００Ｏｅ未満では、通常のプラスチック磁石材料と大きな差異がないため、減磁特性の向上に効果がなく、好ましくない。それに対して、３８００Ｏｅを越える固有保磁力（ｉＨｃ）は、上記説明した混合割合では、達成することは困難であり、実用性が低い。ただし、ストロンチウムフェライトのストロンチウムの一部をＬｎ、Ｃｏ等に置換した高保磁力の特殊な磁性体粉を使用すれば可能であるが、高コスト化に繋がり、好ましくない。
【００２８】
尚、本発明で用いられるプラスチック磁石材料は、機械配向ストロンチウムフェライトを用いたゴム系フェライト磁石と同等以上の残留磁束密度（Ｂｒ）である２５００〜２８００Ｇ（２５０〜２８０ｍＴ）を有する。残留磁束密度（Ｂｒ）が２５００Ｇ未満の場合は、一般的に自動車用ＡＢＳ用途の磁気エンコーダで用いられている異方性ゴム系フェライト磁石より、低いことになるため、実際のセンシングされている状態での、一定エアギャップでの磁束密度の値が低下し、回転数検出に不具合は発生する虞があり、好ましくない。残留磁束密度（Ｂｒ）が２８００Ｇを越える場合は、回転数検出等の不具合が発生する虞はないものの、上記説明した異方性ストロンチウムフェライト系磁性体粉で達成するためには、含有量をかなり多量にする必要があり、その分バインダー量が減少する。それによって、材料自体の伸びがかなり低下し、自動車が晒される可能性がある熱衝撃環境（高温時に、水等がかかり急冷される場合）で磁石部に亀裂が発生する虞が高まり、実用性が低下する。
【００２９】
更に、本発明で用いられるプラスチック磁石材料は、２３℃での曲げたわみ量（ｔ＝３．０ｍｍ、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０；スパン間距離５０ｍｍ）が２〜１５ｍｍの範囲に入る。たわみ性に優れることで、耐亀裂性が高いものとなっている。このようなたわみ性を有することで、高温と低温とを繰り返し受ける厳しい環境で使用しても磁石部に亀裂等の破損が生じ難くなる。
【００３０】
上記した磁気特性、曲げたわみ量等を実現するためには、プラスチック磁石材料における各材料の配合量を、磁性体粉８８〜９２質量％、バインダー８〜１２質量％、添加剤１質量％以下とすると好ましい。また、バインダー中の内訳は、熱可塑性樹脂３．２〜１１．４質量％、耐衝撃性向上材（変性樹脂、加硫ゴム超微粒子、酸変性ＥＰＤＭ）０．４〜７．２質量％とすると好ましい。
【００３１】
＜スリンガ＞
スリンガの材質としては、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）等の磁性材料が最も好ましい。このステンレス鋼製スリンガ表面の少なくとも磁石接合面は、磁石材料との接合性を向上させるために、化学エッチング処理を伴う粗面化処理、エアーブラストによる粗面化処理、スリンガのプレス成形時の金型凸部転写による凹面化処理等が行われていることが好ましい。尚、樹脂製のセンサーキャップと組み合わせて使用する部位で使用するエンコーダ（シールとの組合せなし）は耐食性をそれほど使用しないので、コストを考慮して、スリンガの材質は冷延孔鋼板（ＳＰＣＣ）等でもよい。
【００３２】
＜製造＞
磁気エンコーダの製造は、先ず、予め接着剤を半硬化状態で焼き付けたスリンガをコアにして、上記プラスチック磁石材料をインサート成形する。このとき、ディスクゲート方式の射出成形機を用いることが好ましい。溶融したプラスチック磁石材料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体粉が面に対して平行に配向する。特に、内径厚み部近傍の、回転センサー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くなっている。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。これに対し、磁場成形を行っても、ゲートをディスクゲート以外の、例えばサイドゲートとした場合、徐々に固形化に向か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。また、ディスクゲート方式と同様にウェルドが出来にくいリングゲート方式は、射出材料の節約につながり、更に好適である。
【００３３】
本発明の磁気エンコーダの最も好適な接着接合方法としては、上述したように予めスリンガ表面に半硬化状態で焼き付けた接着剤層を設けたものをインサート成形することによって、溶融樹脂からの熱で接合し、更に成形後に２次加熱することによって、完全に硬化し接合がより強固になるものである。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。
【００３４】
フェノール樹脂系接着剤は、ゴムの加硫接着剤として用いられているものが好適であり、組成としては特に限定されないが、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ものであってもよい。
【００３５】
エポキシ樹脂系接着剤としては、原液としては一液型エポキシ系接着剤で、溶剤への希釈が可能なものが好適である。この一液型エポキシ系接着剤は、溶剤を蒸発させた後、適当な温度・時間でスリンガ表面に、インサート成形時の高温高圧の溶融樹脂によって流失されない程度の半硬化状態となり、インサート成形時の樹脂からの熱、及び２次加熱によって完全に硬化状態となるものである。
【００３６】
本発明で用いる一液型エポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ樹脂と硬化剤とからなり、硬化剤は室温近辺ではほとんど硬化反応が進まず、例えば８０〜１２０℃程度で半硬化状態となり、１２０〜１８０℃の高温の熱を加えることによって完全に熱硬化反応が進むものである。より好ましくは、１５０〜１８０℃で比較的短時間で硬化反応が進むものが好ましく、１８０℃程度の高周波加熱での接着が可能なものが最も好ましい。この接着剤には、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更に添加してもよい。
【００３７】
以上説明したフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤の熱硬化後の硬化物は、物性として、曲げ弾性率あるいはヤング率が０．０２〜５ＧＰａ、より好ましくは０．０３〜４ＧＰａの範囲、あるいは硬度（デュロメーターＤスケール；ＨＤＤ）が４０〜９０、より好ましくは６０〜８５の範囲内に入るものである。曲げ弾性率あるいはヤング率が０．０２ＧＰａ未満、あるいは、硬度（ＨＤＤ）が４０未満の場合は、接着剤自体が柔らか過ぎて、自動車等の走行時の振動によって変形しやすく、それによって、磁石部が動きやすい。その結果、回転数の検出精度が低下する恐れがあり、好ましくない。それに対して、曲げ弾性率あるいはヤング率が５ＧＰａを越える、あるいは硬度（ＨＤＤ）が９０を越える場合は、接着剤が剛体すぎて、磁石部とスリンガとの線膨張係数の差を吸収するように変形するのは難しく、最悪の場合、磁石部に亀裂等の発生することが予想され好ましくない。本発明の接着剤は、自動車での使用を前提とすると、耐ヒートショック性が求められ、硬化物の状態で可撓性（応力がかかったときに変形する）を有するものがより好ましい。
【００３８】
上記の如く金型中にプラスチック磁石材料を充填した後、金型中での冷却時に着磁方向と逆方向の磁界で脱磁を行う。次に、ゲート部を除去してから、接着剤を完全に硬化させた後、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。
【００３９】
次いで、ゲートカットを行い、接着剤を完全に硬化させるために、恒温槽等で一定温度、一定時間加熱する。場合によっては、高周波加熱等の高温での短時間加熱を行うこともできる。
【００４０】
その後、着磁ヨークと重ね合わせて円周方向に多極着磁（図３参照）して磁気エンコーダが得られる。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。
【００４１】
尚、上記説明した成形接着が困難なバインダー樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂等）を用いた構成のプラスチック磁石材料を用いる場合は、磁石部を別体で成形し、その後スリンガと接着接合と接着してもよい。接着剤としては、特に接着固定できれば種類は特定されないが、耐熱性、耐水性を考慮すると、一液エポキシ系接着剤が最も好適であり、特に上記説明したような溶剤希釈が可能な特定のものである必要はない。
【００４２】
また、上記磁気エンコーダは、高温に加え湿度が高い環境で使用される場合、吸水による磁性体粉の劣化を防止するために磁石部の露出面に防湿被膜を成膜することが好ましく、希土類磁性体粉を用いる場合に特に効果的となる。尚、防湿被膜材料としては、非晶性フッ素樹脂、硬化型ウレタン樹脂、硬化型アクリル樹脂、硬化型エポキシ樹脂、ポリパラキシレン誘導体等が好適であるが、樹脂自体に撥水性を有する非晶性フッ素樹脂、ポリパラキシレン誘導体が、水分の浸透を抑える効果が高く特に好適である。
【００４３】
次に、上記の如く構成される磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットの実施形態を説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
図１は磁気エンコーダが組み付けられた転がり軸受の一例を示す断面図であり、図２は磁気エンコーダ周辺の拡大図である。図示される転がり軸受１０は、固定輪である外輪１１と、回転輪（回転体）である内輪１２と、外輪１１及び内輪１２により画成された環状隙間に転動自在に配置され且つ保持器１４により円周方向に等間隔に保持された複数の転動体である玉１３と、環状隙間の開口端部に配設された密封装置１５と、内輪１２の回転数を検出するための磁気エンコーダ２０とを備えている。
【００４５】
密封装置１５は、外輪１１の内周面に固定されたシール部材１６と、シール部材１６よりも開口端部外側に配置され、且つ内輪１２の外周面に固定されたスリンガ１７とを備えている。密封装置１５は、シール部材１６とスリンガ１７との摺接によって、環状隙間の開口端部を塞ぎ、埃等の異物が軸受内部に侵入することを防止すると共に、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。尚、シール部材１６は、断面略Ｌ字形の円環状に形成された芯金１８により、同じく断面略Ｌ字形の円環状に形成されたゴムシール１９を補強して構成されており、ゴムシール１９の先端部を分岐して複数のシールリップ１９ａ，１９ｂ，１９ｃとし、スリンガ１７の表面に摺接させている。
【００４６】
一方、磁気エンコーダ２０は、スリンガ１７と、このスリンガ１７の外側面（磁石接合面）に取り付けられ、上記磁性材料からなる磁極形成リング２１とを有して構成されており、磁極形成リング２１はスリンガ１７を固定部材として内輪１２に固定されている。
【００４７】
スリンガ１７は、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）等の薄板からなり、内輪１２に外嵌される円筒部１７ａと、円筒部１７ａの軸方向端部に湾曲部１７ｂ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た鍔状のフランジ部１７ｃを有する。磁極形成リング２１は、図３に示すように、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。磁極形成リング２１の極数は、７０〜１３０極程度、好ましくは、９０〜１２０極である。そして、この磁極形成リング２７には磁気センサ（図示せず）が対面配置される。
【００４８】
（第２実施形態）
図４は、独立懸架式のサスペンションにおいて、従動輪を支持するための車輪支持用転がり軸受ユニット１００への適用例を示す一部断面図である。
【００４９】
転がり軸受ユニット１００の内輪１０７は、ハブ１０３の内端部に形成した小径段部１０６に外嵌され、ハブ１０３の内端部を径方向外方にかしめ広げることにより形成したかしめ部１０９により、ハブ１０３に結合固定されている。そして、このハブ１０３と内輪１０７は回転輪（回転体）１０２を構成している。また、車輪は、このハブ１０３の外端部で、固定輪である外輪１０１の外端部から突出した部分に形成した取付フランジ１０４に円周方向に所定間隔で植設されたスタッド１０５によって、結合固定自在としている。これに対して外輪１０１は、その外周面に形成した結合フランジ１１１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。外輪１０１とハブ１０３及び内輪１０７との間には、保持器１１３によって案内された複数の転動体である玉１１２が周方向に転動自在に配置されている。
【００５０】
更に、外輪１０１の両端部内周面と、ハブ１０３の中間部外周面及び内輪１０６の内端部外周面との間には、それぞれ密封装置１５，１１５が設けられる。これら各密封装置１５，１１５は、外輪１０１の内周面とハブ１０３及び内輪１０６の外周面との間で、各玉１１２を設けた空間と外部空間とを遮断している。そして、この密封装置１５を構成するスリンガ１７の外側面に磁極形成リング２１が取り付けられ、図１の形態と同様に、磁気エンコーダ２０を構成している。なお、磁気エンコーダ２０の軸方向外方には磁気センサ１１４が対向配置されており、磁束密度の変化を検出して車輪の回転速度を検出ことができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図５は同じく独立懸架式のサスペンションにおいて従動輪を支持するための車輪支持用転がり軸受ユニット１００への適用例を示す一部断面図であり、図６は磁気エンコーダ周辺の拡大図である。尚、図４に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１００と同部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５２】
図示される車輪支持用転がり軸受ユニット１００では、図４に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１００から密封装置１５を取外し、その代わりにセンサキャップ１１５で全体を密封した構成となっている。センサキャップ１１５は、外輪１０１で囲まれた開口部を覆うように装着される樹脂製の蓋部材であり、センサ１１４はこのセンサキャップ１１５に固定されている。
【００５３】
（第４実施形態）
図７は、磁気エンコーダ２０とセンサ１１４とがラジアル方向に対向した構成である。本実施形態の磁気エンコーダ２０では、内輪１０７の内端部外周面に固定部材である円環状のスリンガ１７が外嵌固定されており、内輪１０７から軸方向に延びるスリンガ１７の内周面には、磁石部である磁極形成リング２１が取り付けられている。また、外輪１０１の外周面には、静止部材であるカバー部材１１５が固定されており、カバー部材１１５に形成された開口部にはセンサ１１４が磁極形成リング２１とラジアル方向に対向するようにして取り付けられている。
【００５４】
このような構成によれば、上記したようなアキシアル方向に対向する磁気エンコーダに比べて、同一スペースに対して被検出面の径を大きくできるので、ピッチ数が同一の場合、各ピッチ幅を大きくでき、製作しやすい。
【００５５】
また、図示の例では、磁気エンコーダ２０は軸端に配置されているが、磁気エンコーダ２０は列間に配置することもできる。列間に配置する場合は、耐熱性を考慮して使用材料を適宜選定する。また、軸橋に配置する場合も、耐水性を考慮して使用材料を適宜選定する。更に、図の例では、センサ１１４が磁気エンコーダ２０の内方に配置されているが、外方に配置してもよい。
【００５６】
本発明は、上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。例えば、図８に示すように、磁極形成リング２１をＶ字状に着磁したラジアル対向タイプとすることができる。尚、Ｖ字状の磁極において、左右の傾き（α、β）は必ずしも同一でなくてもよく、Ｖ字をなす磁極の境界も直線に限らず曲線や、波線状でもよい。また、着磁方法も一極または複数極毎に着磁を繰り返す単極着磁、または一度で全ての磁極を着磁する多極着磁の何れもよい。
【００５７】
また、磁極の形状は、図９に示すように、台形状でもよい。更には、上記した第４実施態様において、図１０に示すような台形状に着磁した磁石部とすることもできる。
【実施例】
【００５８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
（実施例１〜２、比較例１〜２）
【００５９】
・スリンガの表面処理 (t=0.6)
磁石接合面のみエアーブラストで算術平均高さRa 1.3〜1.6μmに粗面化した。その他の部分は未処理とした。（表面仕上げ2B; Ra 0.06程度）
【００６０】
・接着剤
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。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。
【００６１】
・磁気エンコーダの製造
表１に示す配合比で、プラスチック磁石材料を調製した。また、図２に示すＳＵＳ４３０製スリンガに上記表面処理を行った後、上記接着剤を半硬化状態で焼き付けた物をコアにして、インサート成形を内周部分からのディスクゲートで行った。尚、形成時に含有するストロンチウムフェライト系磁性体粉が磁場配向するように、磁場射出成形を行った。成形後、直ちにゲートとランナーを除去してから、更に、１５０℃で１ｈｒ２次加熱し、接着剤を完全に硬化させた。その後、ゲート部の残渣を切削加工で除去して、仕上げを行った。得られた磁気エンコーダは、内径６６ｍｍ、外径７６ｍｍ、磁石部の厚さ０．９ｍｍとした。
【００６２】
作製した磁気エンコーダおよびプラスチック磁石材料を用いて別途磁場射出成形して得られた各種試験片について、下記に示す物性測定および試験を行った。結果を表１に併記する。
【００６３】
（１）物性測定
曲げたわみ量：２３℃での曲げたわみ量（ｔ＝３．０ｍｍ、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０；スパン間距離５０ｍｍ）を測定した。
残留磁束密度および固有保磁力：ＪＩＳ  Ｃ  ２５０１に準拠した方法により測定し、Ｂ−Ｈ減磁曲線から求めた。
【００６４】
（２）成形性：前記磁気エンコーダの射出成形時に、成形性を確認した。
【００６５】
（３）外部磁界試験
磁気エンコーダについて、９６極（ＮＳ交互、各４８極）の着磁を実施した後、ＢＨ測定装置を用いて、一定磁界を発生させて放置し、外部磁界に対する減磁特性を調べた。外部磁界は、１００ｋＡ／ｍから２０ｋＡ／ｍずつ上げていき、前後でガウスメータを用いて表面磁束密度の測定を行った。表面磁束密度の低下が見られた外部磁界を表１に示す。
【００６６】
（４）熱衝撃試験
磁気エンコーダに、１２０℃で３０分保持及び−４０℃で３０分保持を一サイクルとする熱負荷を与え、５０サイクル毎に磁石部を観察して亀裂の発生の有無を確認した。尚、サンプル数は１０である。
【００６７】
【表１】
2008304354.tif 000003
【００６８】
実施例１、２及び比較例１は、成形性は特に悪くなく、劣化するまで樹脂温度を上げなくても、問題なく充填可能であった。しかしながら、機械配向用ストロンチウムフェライトの含有量が多い比較例２は、同様の条件では充填不良が起こり、成形性が低下していた。また、比較例２は、同時に磁場配向性が低下し、残留磁束密度Ｂｒが低下していることも確認された。
【００６９】
外部磁界試験、及び熱衝撃試験は、成形性に問題のない実施例１、２及び比較例１について行った。外部磁界試験の結果から明らかなように、固有保磁力を向上させることで、外部磁界に対する減磁特性が格段に向上することが確認された。また、熱衝撃試験の結果から、２種類のフェライト粉を組み合わせても、一定以上の曲げたわみ特性を有することで耐熱衝撃性に差異がないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットの一例を示す断面図である。
【図２】図１の磁気エンコーダの周辺を示す断面図である。
【図３】円周方向に多極磁化された磁石部の一例を示す模式図である。
【図４】磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットの他の例を示す断面図である。
【図５】磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットの更に他の例を示す断面図である。
【図６】図５の磁気エンコーダの周辺を示す断面図である。
【図７】磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットの更に他の例を示す断面図である。
【図８】磁石部における磁極の他の例を示す模式図である。
【図９】磁石部における磁極の更に他の例を示す模式図である。
【図１０】磁石部における磁極の更に他の例を示す模式図である。
【図１１】従来の磁気エンコーダを備える転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  転がり軸受ユニット
１１  外輪
１２  内輪
１３  玉
１４  保持器
１５  密封装置
１６  シール部材
１７  スリンガ
２０  磁気エンコーダ
【図１】
2008304354.tif 000004
【図２】
2008304354.tif 000005
【図３】
2008304354.tif 000006
【図４】
2008304354.tif 000007
【図５】
2008304354.tif 000008
【図６】
2008304354.tif 000009
【図７】
2008304354.tif 000010
【図８】
2008304354.tif 000011
【図９】
2008304354.tif 000012
【図１０】
2008304354.tif 000013
【図１１】
2008304354.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月12日(2007.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、また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用等に用いられる回転数検出装置として、磁性によりパルス発生をなす磁気エンコーダと、この磁気エンコーダの磁性パルスを感知する感知センサとから構成されるものが多く用いられている。この回転数検出装置では、軸受を密封するシール装置に磁気エンコーダを併設して配置し、密封手段と回転数検出手段とを一体化して回転数検出装置付きシールを構成しているものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。（特許文献１：特開２００１−２５５３３７号公報）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
このような熱衝撃性に対する対策として、本出願人は先に、ポリアミド１２樹脂にポリアミド１２系熱可塑性エラストマーを配合したバインダーを用いることでプラスチック磁石の耐熱衝撃性の向上を図ることを提案している（特許文献２参照）。ここに開示されたプラスチック磁石材料は、バインダーとしてポリアミド樹脂と耐衝撃性向上材を含有する構成であり、含有する磁性体粉の一例として、磁場成形することで磁場配向し、高い残留磁束密度（Ｂｒ）を示す磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉が用いられていた。この磁場配向用ストロンチウムフェライト系磁性体粉は、機械配向用のものに比べてバリウムの含有量が少なく、形状としては、磁場射出成形の流動時に、粒子抵抗が低く、磁場をかけた時点で配向度が高くなるように、高さ方向に肉厚で丸みを帯びた形状を有していることが知られている。（特許文献２：特開２００６−３２９７２４号公報）