(57)【要約】【課題】保護部材を介在させても回転数等の検出精度が維持でき、保護部材による損傷防止と磁気性能を両立させた磁気エンコーダが装着される磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを提供する。【解決手段】磁気エンコーダ２６の磁極形成リング２７は、磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料からなる異方性磁石である。非磁性材料からなる保護カバー３０が磁極形成リング２７と磁気センサ２８との間に介在するように設けられる。【選択図】図２
2007101443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定輪と、回転輪と、前記固定輪と前記回転輪との間で周方向に転動自在に配置される複数の転動体と、前記回転輪に固定される磁気エンコーダと、を備えた磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットであって、
前記磁気エンコーダは、回転数検出用の磁気センサと対向するようにして回転体に固定され、且つ円周方向に多極に着磁される略円環状の磁石部、を備え、
前記磁石部は磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料からなる異方性磁石で、
非磁性材料からなる保護部材が前記磁石部と前記磁気センサとの間に介在するように設けられることを特徴とする磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
【請求項２】
前記プラスチック磁石材料のバインダーは、少なくとも熱可塑性樹脂と耐衝撃性向上材からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
【請求項３】
前記プラスチック磁石材料は、ジフェニルアミン系化合物とｐ−フェニレンジアミン系化合物から選ばれる少なくとも１種類のアミン系酸化防止剤をさらに含有することを特徴とする請求項２に記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
【請求項４】
前記保護部材が、固定輪と回転輪のいずれか一方に固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
【請求項５】
前記磁気エンコーダが磁性材料のスリンガをさらに備えた、請求項１〜４のいずれかに記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの製造方法であって、
前記異方性磁石となるように前記プラスチック磁石材料を磁場射出成形する工程と、
前記射出成形時に硬化反応が進む接着剤によって前記磁石部を前記スリンガに接着接合する工程と、
を備えることを特徴とする磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転数を検出するために用いられる磁気エンコーダを備えた磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）などに用いられる回転数検出装置としては、次のような構造が知られている。すなわち、回転数検出装置は、磁性によってパルス発生をなすエンコーダと、このエンコーダの磁性パルスを感知する感知センサとからなっており、その一般的な構造としては、軸受を密封するシール装置に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た回転数検出装置付シールを構成しているものが最も多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のシール付回転数検出装置は、図１２に示すように、外輪１００に取り付けられるシール部材１０２と、内輪１０１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性体からなるエンコーダ１０４と、エンコーダ１０４からの磁性パルスを検出するようにエンコーダ１０４を近接配置される回転数検出センサ１０５とから構成されている。ここで、軸受は、このシール付回転検出装置によって、内部のグリースの漏洩と、外部からの水分あるいは異物の侵入などが防止されている。
【０００４】
またエンコーダ１０４は、ゴムあるいは、樹脂等の弾性素材に磁性粉を混入せしめた弾性磁性材料で形成されており、型内で接着剤の塗布されたスリンガ１０３のフランジ部１０３ａへプレス造形されることで、接合されている。一般的にエンコーダ用として用いられているのは、磁性粉として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、機械的に磁性粉が配向された状態になっている。
【０００５】
また、磁石部１０４が外方に露出した構成では、悪路走行等によって、磁石部１０４と回転数検出センサ１０５との間に石等の異物が噛み込み、磁石部１０４に摩耗・割れ等の損傷が発生する虞がある。このために、従来、磁石部を覆うように保護板を設けることが提案されている（例えば、特許文献２，３参照。）
【特許文献１】特開２００１−２５５３３７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３０３３号公報
【特許文献３】特開２００３−２４０００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２，３に記載の磁気エンコーダの磁石部は、フェライトを含有させたニトリルゴムからなり、機械的に磁性粉が配向されたエンコーダでは、間に非磁性の保護板を介在させると磁気特性が低下し、回転数等の検出精度に悪影響が出る虞があった。
【０００７】
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、その目的は、保護部材を介在させても回転数等の検出精度が維持でき、保護部材による損傷防止と磁気性能を両立させた磁気エンコーダが装着される磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１）  固定輪と、回転輪と、固定輪と回転輪との間で周方向に転動自在に配置される複数の転動体と、回転輪に固定されるとともに回転数計測用の磁気センサによって検出される磁性パルスを発生する磁気エンコーダと、を備えた磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットであって、
磁気エンコーダは、回転数検出用の磁気センサと対向するようにして回転体に固定され、且つ円周方向に多極に着磁される略円環状の磁石部、を備え、
磁石部は磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料からなる異方性磁石で、
非磁性材料からなる保護部材が磁石部と磁気センサとの間に介在するように設けられることを特徴とする磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
（２）  プラスチック磁石材料のバインダーは、少なくとも熱可塑性樹脂と耐衝撃性向上材からなることを特徴とする（１）に記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
（３）  プラスチック磁石材料は、ジフェニルアミン系化合物とｐ−フェニレンジアミン系化合物から選ばれる少なくとも１種類のアミン系酸化防止剤をさらに含有することを特徴とする（２）に記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
（４）  保護部材が、固定輪と回転輪のいずれか一方に固定されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット。
（５）  磁気エンコーダが磁性材料のスリンガをさらに備えた、（１）〜（４）のいずれかに記載の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの製造方法であって、
異方性磁石となるようにプラスチック磁石材料を磁場射出成形する工程と、
射出成形時に硬化反応が進む接着剤によって磁石部をスリンガに接着接合する工程と、
を備えることを特徴とする磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットによれば、磁石部は磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料からなる異方性磁石で、非磁性材料からなる保護部材が磁石部と磁気センサとの間に介在するように設けられるので、保護板を介在させても回転数等の検出精度が維持でき、磁気エンコーダは、保護板による損傷防止と磁気性能を両立させることができる。
【００１０】
また、本発明の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの製造方法によれば、異方性磁石となるようにプラスチック磁石材料を磁場射出成形する工程と、射出成形時に硬化反応が進む接着剤によって磁石部をスリンガに接着接合する工程と、を備えるので、磁石部は、磁場射出成形によって高い磁気特性が達成できる異方性プラスチック磁石となり、また、射出成形時にスリンガと磁石部の接合が可能になり、生産性及び信頼性の高い転がり軸受ユニットを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態として、独立懸架式のサスペンションに支持する、非駆動輪を支持するためのハブユニット軸受２ａに、本発明を適用した場合について示している。尚、本発明の特徴以外の構成及び作用については、従来から広く知られている構造と同等であるから、説明は簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１３】
ハブユニット軸受２ａは、固定輪である外輪５ａと、車輪（図示せず）を固定するための取付フランジ１２と一体回転する回転輪（回転体）であるハブ７ａ及び内輪１６ａと、外輪５ａとハブ７ａ及び内輪１６との間で形成される環状隙間で周方向に転動自在に配置され、保持器１８によって案内される複数の転動体である玉１７ａ，１７ａとを備える。また、内輪１６ａには磁気エンコーダ２６が固定され、回転数検出用の磁気センサ（回転数検出センサ）２８によって検出される磁性パルスを発生する。
【００１４】
ハブ７ａの内端部に形成した小径段部１５に外嵌した内輪１６ａは、このハブ７ａの内端部を径方向外方にかしめ広げる事により形成したかしめ部２３によりその内端部を抑え付ける事で、ハブ７ａに結合固定されている。また、車輪は、このハブ７ａの外端部で、外輪５ａの外端部から突出した部分に形成した取付フランジ１２に円周方向に所定間隔で植設されたスタッド８によって、結合固定自在としている。これに対して外輪５ａは、その外周面に形成した結合フランジ１１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。
【００１５】
更に、外輪５ａの両端部内周面と、ハブ７ａの中間部外周面及び内輪１６ａの内端部外周面との間には、それぞれ密封装置であるシールリング２１ａ、２１ｂが設けられる。これら各シールリング２１ａ、２１ｂは、外輪５ａの内周面とハブ７ａ及び内輪１６ａの外周面との間で、各玉１７ａ、１７ａを設けた環状隙間と外部空間とを遮断している。
【００１６】
各シールリング２１ａ、２１ｂは、それぞれ軟鋼板を曲げ形成して、断面Ｌ字形で全体を円環状とした芯金２４ａ、２４ｂにより、弾性材２２ａ、２２ｂを補強してなる。この様な各シールリング２１ａ、２１ｂは、それぞれの芯金２４ａ、２４ｂを外輪５ａの両端部に締り嵌めで内嵌し、それぞれの弾性材２２ａ、２２ｂが構成するシールリップの先端部を、ハブ７ａの中間部外周面、或は内輪１６ａの内端部外周面に外嵌固定したスリンガ２５に、それぞれの全周に亙り摺設させている。
【００１７】
また、図２に示すように、磁気エンコーダ２６は、内輪１６ａに外嵌可能な円筒部２５ａと、円筒部２５ａの軸方向端部に湾曲部２５ｂ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るフランジ部２５ｃとを有するスリンガ２５と、スリンガ２５のフランジ部２５ｃの外側面にインサート成形時に硬化反応が進む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である磁極形成リング２７と、を備える。磁極形成リング２７は、回転数検出用の磁気センサ２８と対向するようにして内輪１６ａにスリンガ２５を介して固定される。
【００１８】
図３に示すように、磁極形成リング２７は多極磁石であり、その周方向には、交互にＮ極とＳ極が形成されている。そして、磁気センサ２８は、磁極形成リング２７の軸方向外側で対向配置され、また、非磁性材料からなる保護部材である保護カバー３０が磁極形成リング２７と磁気センサ２８との間に介在するように、磁気エンコーダ２６に接着剤によって固定されている。
【００１９】
本発明では、磁気エンコーダ２６の磁極形成リング２７の磁石材料としては、特に限定されないが、スリンガ２５及び保護カバー３０への接合性を考慮すると、磁性粉を５０〜８０体積％程度含有し、熱可塑性樹脂をバインダーとしたプラスチック磁石コンパウンドを好適に用いることができる。磁性粉としては、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、ネオジウム−鉄−ボロン、サマリウム−コバルト、サマリウム−鉄等の希土類磁性粉を用いることができ、更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。磁性粉の含有量が５０体積％未満の場合は、磁気特性が劣ると共に、細かいピッチで円周方向に多極磁化させるのが困難になり、好ましくない。それに対して、磁性粉の含有量が８０体積％を越える場合は、バインダー量が少なくなりすぎて、磁石全体の強度が低くなると同時に、成形が困難になり、実用性が低下する。
【００２０】
バインダーとして熱可塑性樹脂を用いる場合は、射出成形可能なものが好適であり、具体的には、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、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鎖あるいはポリエステル鎖からなるソフトセグメントとからなるブロック共重合体である変性ポリアミド１２、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステルからなるハードセグメントとポリエーテル鎖あるいはポリエステル鎖からなるソフトセグメントとならなるブロック共重合体である変性ポリエステル等を用いることができる。尚、エンコーダに融雪剤として使用される塩化カルシウムが水と一緒にかかる可能性があるので、吸水性が少ないポリアミド１２、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリアミド１２、変性ポリエステルを樹脂バインダーとするほうが、より好ましい。
【００２１】
更に、エンコーダの使用環境で想定される急激な温度変化（熱衝撃）による亀裂発生を防止するバインダーとしては、添加することで、曲げたわみ性、耐亀裂性向上材として機能する変性ポリアミド１２、変性ポリエステル、あるいは変性ポリアミド１２とポリアミド１２との混合物、変性ポリエステルとポリエステル樹脂との混合物としたものが最も好適である。
【００２２】
耐衝撃性向上材としては、その他加硫ゴム超微粒子を用いることができる。具体的には、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の中から選ばれる少なくとも一種類で、平均粒子径で３０〜３００ｎｍの範囲に入る微細な微粒子である。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。
【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り、更にその中でも、分子構造中に、カルボキシル基やエステル基などの有機官能基を有するものが樹脂バインダーとの相互作用が比較的強く更に好適で、具体的には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】
更に耐衝撃性向上材として混入させるものとしては、その他エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、無水マレイン酸変性エチレンプロピレン非共役ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン／アクリレート共重合体、アイオノマー等も使用可能である。これらの化合物はペレット状であり、磁性体粉、熱可塑性樹脂などと混合して押出機でペレット化する際に、流動化し、バインダー中にミクロ分散される。
【００２５】
また、上記変性樹脂あるいは加硫ゴム超微粒子等からなる耐衝撃性向上材の添加量は、熱可塑性樹脂と併せたバインダー全量中で、５〜６０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％である。添加量が５重量％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。添加量が６０重量％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。
【００２６】
更に、バインダーである熱可塑性樹脂及び耐衝撃性向上材（変性樹脂あるいは加硫ゴム超微粒子等）の熱による劣化を防止するために、元々材料に添加されている物の他に、酸化防止効果の高いアミン系酸化防止剤を添加すると、熱による劣化が防止でき、より好適である。使用される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。
【００２７】
上記アミン系酸化防止剤の添加量としては、熱可塑性樹脂と耐衝撃性向上材からなる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重量％程度である。アミン系酸化防止剤の添加量が０．５重量％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重量％を越える場合は、酸化防止の効果があまり変らなくなると共に、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。
【００２８】
また、磁性粉として、コスト、耐酸化性を考慮すると、フェライト系が最も好適であるが、磁気特性を優先して希土類系を使用した場合、フェライト系に比べて、耐酸化性が低いので、長期間に渡って安定した磁気特性を維持させるために、露出した磁石表面に、更に表面処理層を設けてもよい。表面処理層としては、電気あるいは無電解ニッケルメッキ、エポキシ樹脂塗膜、シリコン樹脂塗膜、フッ素樹脂塗膜等を具体的に用いることができる。
【００２９】
スリンガ２５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）等の他、更にＭｏ等を添加して耐食性を向上させたＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４等の高耐食性フェライト系ステンレスなどの磁性材料が好適である。
【００３０】
保護カバー３０の材質は、磁気センサ２８の磁気エンコーダ２６の回転数検出を妨げない非磁性材料であればいずれでも良く、衝撃強度等を考慮すると、非磁性金属や、線維強化プラスチック等が好適である。非磁性金属の場合は、スリンガ２５と同じく耐食性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレスが最も好適である。繊維強化プラスチックの場合、熱可塑性である時はプラスチック磁石と成形によって一体化するのであれば、使用するベース樹脂の融点に充分に注意を要する。ベース樹脂は、接着性、耐水性（耐融雪剤性）、耐熱性を考慮して、融点が２００℃以上のポリアミド６１２、ポリアミド６１０、ポリアミドＭＸＤ６、変性ポリアミド６Ｔ、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂の他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を好適に用いることができる。これらのベース樹脂に、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維を、２０〜６０重量％配合して補強し、機械的強度を向上して用いられる。
【００３１】
また、保護カバー３０は、磁極形成リング２７の検出面側部分である上面２７ａを覆うような鍔部３０ａを有するものであればよいが、図２に示すように、磁極形成リング２７の外周面及びスリンガ２５のフランジ部２５ｃの外周面を覆う環状筒部３０ｂを有することで、スリンガ２５と磁極形成リング２７との接着面からの水の浸入を防止することができる。
【００３２】
本発明で用いられるスリンガ２５の磁石接合面は、接着剤との接合力を向上させるために微細な凹凸を設けたほうが好適であり、凹凸の設ける方法としては、ショットブラスト処理やプレス成形時の金型表面の凹凸転写による方法などの機械的なものの他、一度表面処理した表面を酸などによって化学エッチングするものであってもよい。磁石接合面に凹凸を設けると、そこに接着剤が入り込み、アンカー効果により磁極形成リング２７とスリンガ２５との接合力が強固になり、より好適である。また、非磁性金属からなる保護カバー３０とプラスチック磁石を成形で一体化する場合は、保護カバー３０の磁石接合面にも上記の凹凸を設けるとより好適である。
【００３３】
本実施形態の磁気エンコーダに用いられる接着剤は、インサート成形時に、溶融した高圧のプラスチック磁石材料やゴム磁石材料の流動物によって、脱着して流失しない程度まで半硬化状態になっており、溶融樹脂・流動ゴムからの熱、あるいはそれに加えて成形後の２次加熱によって完全に硬化状態となる。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】
磁石材料が熱可塑性プラスチックをバインダーとするプラスチック磁石の場合、エンコーダ部の成形は、内径厚み部から溶融したプラスチック磁石材料が同時に金型中に高圧で流れ込み、金型中で急冷され固形化する、ディスクゲート方式あるいはそれと類似のリングゲート方式の射出成形が好ましい。どちらのゲート方式でも溶融樹脂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い状態になっている。成形時に金型に、厚さ方向に磁場をかけるようにすると、異方性は更に完全に近いものとなる。尚、磁場成形を行っても、ゲートをディスクゲート、リングゲート以外の、例えばピンゲートとした場合、徐々に固形化に向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。
【００３５】
例えば、磁石材料がプラスチック磁石の場合、粗面化されたスリンガ２５と保護カバー３０の表面に、フェノール系樹脂とエポキシ系樹脂の群からなる少なくとも一方を含有する熱硬化性接着剤を半硬化状態で塗布し、この接着剤が塗布されたスリンガ２５と保護カバー３０をコアにしてプラスチック磁石材料の射出成形（インサート成形）を、磁場射出成形機８０を用いて行なう。
【００３６】
磁場射出成形機８０は、図４に示されるように、支持台８１上に型締め装置８２と射出装置８３とを備える。型締め装置８２は、トグル機構等の可動機構８４により、支持台８１に固定されたハウジング８５に対して移動可能な可動部８６と、支持台８１に固定された固定部８７と、可動部８６をハウジング８５と固定部８７間で案内する４本のタイバー８８とを有する。可動部８６と固定部８７は、可動側金型８９と固定側金型９０をそれぞれ備える。また、可動部８６及び固定部８７の側面には、コイル９１，９２が配置されており、電源装置９３によって通電される。制御装置９４は、可動機構８４、電源装置９１、射出装置８３に接続されており、これらを制御するように構成される。
【００３７】
図５（ａ）に示されるように、可動側金型８９は、当板９５にボルト固定された複数の可動側金型片８９ａ〜８９ｃからなり、固定側金型９０も、複数の固定側金型片９０ａ〜９０ｃからなる。そして、可動側金型８９と固定側金型９０との対向面間には、キャビティ９６とディスクゲート９７が形成される。これにより、射出装置８３のノズル９８から射出された溶融したプラスチック磁石材料は、スプルー部９９からディスクゲート９７を介してキャビティ９６内に充填される。図５（ｂ）に示されるように、可動側金型片８９ａ，８９ｂ間には、スリンガ２５の円筒部２５ａを収容する環状空間が構成されており、中央に位置する固定側金型片９０ａは、その外径側に位置する固定側金型片９０ｂよりも可動側金型８９に向けて突出しており、固定側金型片９０ａは、収容されたスリンガ２５と径方向に重なって位置する。また、キャビティ９６内には、保護カバー３０が保持されており、磁極形成リング２７の外周面を覆うための環状筒部３０ｂの内周面をスリンガ２５のフランジ部２５ｃの外周面に当接させると共に、磁極形成リング２７の上面と接合される鍔部３０ａを固定側金型片９０ｂの面にセットする。
【００３８】
また、磁場射出成形機８０に取り付けられた金型８９，９０中で溶融したプラスチック磁石材料の射出時に併せて、コイル電流を金型８９，９０の両端のコイル９１，９２に印加して、厚み方向に発生する一方向（極性同一）の磁界でプラスチック磁石材料を着磁し、磁性体粉を配向させる。その後、金型８９，９０中で冷却時に着磁方向と逆方向の磁界で脱磁する脱磁と、着磁時のコイル電流より高い初期コイル電流に始まって極性が交互に反転し振幅が徐々に小さくなる複数のパルス電流を金型両端のコイル９１，９２に印加して脱磁する反転脱磁の少なくとも一方の工程により脱磁を行なう。次に、ゲート部を除去してから、恒温槽等で一定温度、一定時間加熱することで、接着剤を完全に硬化させ、磁極形成リング２７、スリンガ２５及び保護カバー３０を強固に接合する。なお、場合によっては、高周波加熱等で高温、短時間加熱することで、完全に硬化させても良い。その後、周知の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。その後の工程で、周知の着磁ヨークと重ね合わせて多極着磁する。
【００３９】
このようにして形成された磁極形成リング２７の極数は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。
【００４０】
従って、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットによれば、磁極形成リング２７は磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料からなる異方性磁石で、非磁性材料からなる保護カバー３０が磁極形成リング２７と磁気センサ２８との間に介在するように設けられる。これにより、磁極形成リング２７は、磁場配向によって高い磁気特性が達成できる異方性プラスチック磁石となり、磁極形成リング２７の検出面側部分に異物破損防止用の非磁性保護カバー３０を配置しても、回転数を検出する磁束密度を一定レベル以上に維持でき、検出精度を低減させることがなく、保護カバー３０による損傷防止と磁気性能向上の両立が図られた信頼性の高い転がり軸受ユニットとなる。
【００４１】
また、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの製造方法によれば、異方性磁石となるようにプラスチック磁石材料を磁場射出成形する工程と、射出成形時に硬化反応が進む接着剤によって磁極形成リング２７をスリンガ２５に接着接合する工程と、を備えるので、磁極形成リング２７は、磁場射出成形によって高い磁気特性が達成できる異方性プラスチック磁石となり、また、射出成形時にスリンガ２７と磁極形成リング２７の接合が可能になり、生産性及び信頼性の高い転がり軸受ユニットを製造することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットについて詳細に説明する。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット４０は、固定輪である外輪４１と、回転輪（回転体）である内輪４２と、外輪４１と内輪４２との間に形成された環状隙間で周方向に転動自在に配置され、且つ保持器４４により円周方向に等間隔に保持される複数の転動体である玉４３とを備える転がり軸受と、前記環状隙間の開口端部に配置される密封装置４５と、磁気エンコーダ４６と、センサ４７と、保護部材である保護板４８を備えている。
【００４４】
密封装置４５は、外輪４１の内周面に装着されたシール部材５０と、シール部材５０よりも軸受外方に配置され且つ内輪４２の外周面に固定されたスリンガ６０とを有しており、シール部材５０とスリンガ６０とによって前記環状隙間の開口端部を塞ぎ、埃等の異物が軸受内部に進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漏洩することを防止している。スリンガ６０は、第１実施形態と同様、内輪４２に外嵌する円筒部６０ａと、円筒部６０ａの軸方向端部に湾曲部６０ｂを介して連設されて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６０ｃを有する。そして、磁気エンコーダ４６は、スリンガ６０とこのスリンガ６０に取付けられた磁石部である磁極形成リング６１と、から構成されており、磁極形成リング６１はスリンガ６０を固定部材として内輪４２に固定されている。
【００４５】
シール部材５０は、断面略Ｌ字形の円環状に形成された芯金５１により、同じく断面略Ｌ字形の円環状に形成された弾性材５２を補強して構成されており、外輪４１に内嵌して装着されている。弾性材５２の先端部は複数の摺接部に分岐しており、各摺接部は、スリンガ６０のフランジ部６０ｃの軸受内方に面する端面、または円筒部６０ａの外周面に、全周に亙ってそれぞれ摺接している。これにより高い密封力を得ている。
【００４６】
また、保護板４８は、内輪４２の肩部外周面に設けられた段差部４２ａに圧入固定される環状筒部４８ａと、環状筒部４８ａから半径方向外方に延びて磁極形成リング６１の検出面側部分と対向する鍔部４８ｂとを有する。そして、保護板４８は、スリンガ６０の円筒部６０ａを内輪４２の肩部外周面に外嵌させた後に、環状筒部４８ａを段差部４２ａに圧入することで、鍔部４８ｂが磁極形成リング６１の検出面側部分と僅かな隙間或いは接触した状態で、内輪４２に取り付けられる。これにより、非磁性材料からなる保護板４８が磁極形成リング６１と磁気センサ４７との間に介在するように設けられる。
【００４７】
保護板４８と磁極形成リング６１との間に隙間を設ける場合は、隙間に砂等の異物の侵入を防止するために、隙間は０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。隙間が０．５ｍｍを越えると、異物が入り込みやすくなると共に、回転センサとのエアギャップが大きくならざるを得なくなり、好ましくない。
【００４８】
なお、本実施形態では、保護板４８が磁気エンコーダ４６と別体であるため、磁気エンコーダ４６の成形方法は、保護板４８と別に形成される点で第１実施形態と異なるのみであり、磁極形成リング６１は磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料を磁場射出成形で異方性とすると共に、インサート成形時に硬化反応が進む接着剤によってスリンガ６０と接着接合される。また、磁気エンコーダ４６の組成や、保護板４８の材質等については、第１実施形態のものと同様である。
【００４９】
従って、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットによれば、磁極形成リング６１は、磁場配向によって高い磁気特性が達成できる異方性プラスチック磁石となり、磁極形成リング６１の検出面側部分に異物破損防止用の非磁性保護カバー４８を配置しても、回転数を検出する磁束密度を一定レベル以上に維持でき、検出精度を低減させることがなく、保護板４８による損傷防止と磁気性能向上の両立が図られた信頼製の高い転がり軸受ユニットとなる。
【００５０】
なお、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの構成は、図１に示すようなハブユニット軸受にも適用可能であり、図７に示すように、保護板４８を、内輪１６ａに設けられた段差部１６ｂに圧入固定して、磁極形成リング６１の検出面側部分と接触させて配置することができる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットについて詳細に説明する。
【００５２】
図８に示すように、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット４０Ａは、保護部材である保護板７０が、静止輪である外輪４１に取り付けられる点において、第２実施形態のものと異なる。
【００５３】
即ち、保護板７０は、外輪４１の肩部内周面に設けられた段差部４１ａに圧入固定される環状筒部７０ａと、環状筒部７０ａから半径方向内方に延びて磁極形成リング６１の検出面側部分と対向する鍔部７０ｂとを有する。そして、保護板７０は、シール部材５０を外輪４１の肩部内周面に、スリンガ６０の円筒部６０ａを内輪４２の肩部外周面にそれぞれ嵌合させた後に、環状筒部７０ａを段差部４１ａに圧入することで、鍔部７０ｂが磁極形成リング６１の検出面側部分と僅かな隙間を持って、外輪４１に取り付けられる。これにより、非磁性材料からなる保護板７０が磁極形成リング６１と磁気センサ４７との間に介在するように設けられる。
【００５４】
保護板７０と磁極形成リング６１との間の隙間は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で設定される。隙間が０．１未満の場合は、軸受の回転に伴う熱膨張によって、磁気エンコーダ４６の磁極形成リング６１と接触してしまい、軸受の回転及び回転数検出に支障をきたす虞があり、好ましくない。また、隙間が０．５ｍｍを越えると、異物が入り込みやすくなると共に、磁気センサ４７とのエアギャップが大きくならざるが得なくなり、好ましくない。なお、磁気センサ４７は、保護板７０とのエアギャップを小さくするため、鍔部７０ｂと接触させることが好ましい。
その他の構成及び作用については、第２実施形態のものと同様である。
【００５５】
なお、本実施形態では、保護板７０を外輪４１の肩部内周面に形成された段差部４１ａに圧入固定したが、図９に示される磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット４０Ｂのように、保護板７１は、環状筒部７１ａを外輪４１の外周面に形成された段差部４１ｂに圧入固定し、鍔部７１ｂが磁極形成リング６１の検出面側部分と僅かな隙間を持って、外輪４１に取り付けられるようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの構成も、図１に示すようなハブユニット軸受にも適用可能であり、さらに、図１０に示すように、環状に形成される保護板の代わりに、外輪５ａの内周面に固定される保護部材としての保護カバー７３が、内輪１６ａ及びハブ輪７ａのかしめ部２３の形状に沿って、外輪５ａの軸方向一端開口を塞ぐように形成されてもよい。このハブユニット軸受では、保護カバー７３が外輪５ａと内輪１６ａとの環状空間の軸方向一端を覆うので、シールリング２１ｂを設ける必要がない。この保護カバー７３は、外輪５ａの軸端内周面に嵌合固定されているが、軸端外周面に嵌合固定されてもよい。
【００５７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットについて詳細に説明する。
【００５８】
図１１に示すように、本実施形態の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット４０Ｃは、保護部材である保護板７０がシールリップ７２を有する点において、第３実施形態のものと異なる。
【００５９】
即ち、保護板７０は、その鍔部７０ｂの内周端部に、内輪４２の肩部外周面と摺接するゴム製のシールリップ７２を有している。これにより、保護板７０が外部からの異物の浸入を防止するシール構造を構成するので、転がり軸受ユニット４０Ｃの信頼性をさらに向上することができる。
その他の構成及び作用については、第３実施形態のものと同様である。
【００６０】
なお、本発明は、前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。
【実施例】
【００６１】
ここで、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれによって何ら制限されるものではない。
【００６２】
成形試験用磁石材料としては、以下の構成材料からなるストロンチウムフェライト含有異方性プラスチック磁石コンパウンドが使用された。
【００６３】
・磁場配向用異方性ストロンチウムフェライト  ８９．５ｗｔ％
（ＦＥＲＯ  ＴＯＰ  ＦＭ−２０１、戸田工業製）
・ＰＡ１２  ７．０ｗｔ％
（ＰＡ１２パウダーＰ３０１２Ｕ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤含有；宇部興産製）
・変性ＰＡ１２  ３．０ｗｔ％
（ＵＢＥＰＡＥ１２１０Ｕ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤含有；宇部興産製）
・シランカップリング剤  ０．３ｗｔ％
（γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ａ−１１００；日本ユニカー製）
・アミン系酸化防止剤  ０．２ｗｔ％
（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ノクラックＤＰ、大内新興化学工業製）
【００６４】
また、スリンガとしては、Ｎｏ．２Ｂ仕上げ（Ｒａ ０．０６程度）が施された厚さ０．６ｍｍのＳＵＳ４３０を母材に使用した。そして、ショットブラストで磁石接合部（Ｒａで０．８程度）のみ凹凸を設けた。シール摺動面側は未処理である。
【００６５】
接着剤としては、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した。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。
【００６６】
保護カバーとしては、Ｎｏ．２Ｂ仕上げ（Ｒａ ０．０６程度）が施された厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ３０４を母材に使用した。ショットブラストで磁石接合部（Ｒａで０．８程度）のみ凹凸を設けた。磁気センサ対向側は未処理である。
【００６７】
磁石部は、成形時厚み方向に磁場をかけて、接着剤が塗布されたスリンガ及び保護部材をコアにしてディスクゲートで成形した。その後、金型での冷却時に反転脱磁を行い、磁石を完全に脱磁した後、着磁ヨークと一緒にして、９６極にＮＳ交互にして着磁を行った。このように磁場成形を行うことで、最大エネルギー積を１．９ＭＧＯｅ（１４．８ｋＪ／ｍ３）とした。また、接着剤を完全に硬化させるために、１５０℃で１ｈｒ加熱した。なお、成形される磁石部の厚さは、０．９ｍｍとした。
【００６８】
このようにして構成される実施例の磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットによれば、磁石部は磁性体粉を含有した熱可塑性樹脂をバインダーとするプラスチック磁石材料からなる異方性磁石で、非磁性材料からなる保護部材が磁石部と磁気センサとの間に介在するように設けられる。これにより、磁石部は、磁場配向によって高い磁気特性が達成できる異方性プラスチック磁石となり、磁石部の検出面側部分に異物破損防止用の非磁性保護部材を配置しても、回転数を検出する磁束密度を一定レベル以上に維持でき、検出精度を低減させることがなく、保護部材による損傷防止と磁気性能向上の両立が図られた信頼性の高い転がり軸受ユニットとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図２】第１実施形態の磁気エンコーダを備えた密封装置を示す断面図である。
【図３】磁極形成リングの円周方向に多極磁化された例を示す斜視図である。
【図４】磁場射出成形機を示す模式図である。
【図５】キャビティを形成する可動側金型と固定側金型の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の変形例に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の他の変形例に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットの断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る磁気エンコーダ付転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【図１２】従来の転がり軸受ユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
２ａ    車輪支持用転がり軸受ユニット（磁気エンコーダ付転がり軸受ユニット）
５ａ    外輪
７ａ    ハブ
８      スタッド
１１    結合フランジ
１２    取付フランジ
１５    小径段部
１６ａ  内輪
１８    保持器
２１ａ，２１ｂ  シールリング
２２ａ，２２ｂ  弾性材
２３    かしめ部
２４ｂ  芯金
２５    スリンガ
２６    磁気エンコーダ
２７    磁極形成リング（磁石部）
３０    保護カバー（保護部材）
【図１】
2007101443.tif 000003
【図２】
2007101443.tif 000004
【図３】
2007101443.tif 000005
【図４】
2007101443.tif 000006
【図５】
2007101443.tif 000007
【図６】
2007101443.tif 000008
【図７】
2007101443.tif 000009
【図８】
2007101443.tif 000010
【図９】
2007101443.tif 000011
【図１０】
2007101443.tif 000012
【図１１】
2007101443.tif 000013
【図１２】
2007101443.tif 000014