(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心に配置された回転側軌道輪及び静止側軌道輪と、これら回転側軌道輪及び静止側軌道輪の互いに対向する周面にそれぞれ設けられた回転側軌道と静止側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転側軌道輪と上記静止側軌道輪との互いに対向する周面同士の間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐ、スリンガとシールリングとから成る組み合わせシールリングとを備え、このうちのスリンガは、上記回転側軌道輪の周面の一部で上記静止側軌道輪の周面に対向する部分に嵌合固定されたもので、金属板を曲げ成形する事により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成し、円筒部と、この円筒部の軸方向端縁から上記静止側軌道輪に向けて径方向に折れ曲がった円輪部と、これら円筒部と円輪部との連続部に存在する断面円弧形の曲面部とから成り、上記シールリングは、上記静止側軌道輪の一部で上記スリンガに対向する部分に嵌合固定されたもので、上記静止側軌道輪に嵌合固定される芯金と、この芯金にそれぞれの基端部を支持された複数本のシールリップとを備え、これら各シールリップの先端部を、上記スリンガの表面に全周に亙り摺接させている組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットに於いて、上記スリンガの曲面部と上記回転側軌道輪の周面との間に存在する隙間に、油面接着性を有する接着剤を、全周に亙って充填している事を特徴とする組み合わせシールリング付転がり軸受ユニット。
【請求項２】
油面接着性を有する接着剤が、エポキシ樹脂、ウレタン変性アクリレート、シリコン樹脂のうちから選択される少なくとも一つを主成分とするものである、請求項１に記載した組み合わせシールリング付転がり軸受ユニット。
【請求項３】
スリンガを構成する円輪部の両側面のうち、円筒部と逆側の側面に、永久磁石製で、側面にＳ極とＮ極とが交互に配置された円輪状のエンコーダを、全周に亙り添着固定しており、油面接着性を有する接着剤を、上記スリンガの曲面部と回転側軌道輪の周面との間に存在する隙間に加えて、この回転側軌道輪の周面と上記エンコーダの周縁との間にも、全周に亙り充填している、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した組み合わせシールリング付転がり軸受ユニット。
【請求項４】
エンコーダを構成する永久磁石が、熱可塑性樹脂中に磁性体粉を含有させたプラスチック磁石である、請求項３に記載した組み合わせシールリング付転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットのうち、回転側軌道輪と静止側軌道輪との互いに対向する周面同士の間に存在して複数個の転動体を設置した環状空間の端部開口を、スリンガとシールリングとから成る組み合わせシールリングにより塞いで成る、組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットの改良に関する。具体的には、上記回転側軌道輪と上記スリンガとの嵌合面のシール性を、長期間に亙って良好に維持できる構造の実現を図るものである。尚、本発明の対象となる組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットには、上記スリンガの側面に永久磁石製のエンコーダを設置した構造と、この様なエンコーダを設置していない構造との、何れも含む。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットとして、例えば特許文献１には、図６に示す様な構造が記載されている。この図６に示した転がり軸受ユニット１は、静止側軌道輪である外輪２と回転側軌道輪であるハブ３とを互いに同心に配置している。そして、この外輪２の内周面に設けた、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道４、４と、上記ハブ３の外周面に設けた、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道５、５との間に、それぞれが転動体である玉６、６を、両列毎に複数個ずつ配置している。これら各玉６、６は、それぞれ保持器７、７により、転動自在に保持している。この様な構成により、懸架装置に支持固定される上記外輪２の内径側に上記ハブ３を、回転自在に支持している。
【０００３】
上記外輪２の内周面と上記ハブ３の外周面との間で上記各玉６、６を設置した環状空間８の両端開口は、それぞれシールリング９と組み合わせシールリング１０とにより、全周に亙り塞いでいる。このうちのシールリング９は、金属板製の芯金１１と弾性材製のシールリップ１２とを備える。そして、このうちの芯金１１を上記外輪２の一端部に締り嵌めで内嵌した状態で、上記シールリップ１２の先端縁を上記ハブ３の中間部外周面に、全周に亙り摺接させている。
【０００４】
又、上記組み合わせシールリング１０は、スリンガ１３とシールリング１４とから成る。このうちのスリンガ１３は、金属板を曲げ成形する事により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成したもので、円筒部１５と、この円筒部１５の軸方向端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部１６と、これら円筒部１５と円輪部１６との連続部に存在する、断面円弧形の曲面部１７とから成る。この様なスリンガ１３は、上記円筒部１５を上記ハブ３（ハブ本体と共にこのハブ３を構成する内輪）の端部外周面に締り嵌めで外嵌する事により、このハブ３に対し固定している。又、上記シールリング１０は、金属板製の芯金１８と弾性材製のシールリップ１９とを備える。そして、このうちの芯金１８を上記外輪２の他端部に締り嵌めで内嵌した状態で、上記シールリップ１９の先端縁を上記スリンガ１３の表面に、全周に亙り摺接させている。
【０００５】
尚、上述の様な組み合わせシールリング１０を構成するスリンガ１３の円輪部１６の軸方向両側面のうち、上記円筒部１５の折れ曲がり方向の逆側の面に、図７の（Ａ）に示す様に、円輪状のエンコーダ２０を、全周に亙り添着固定する場合もある。このエンコーダ２０は、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製で、軸方向に着磁している。着磁方向は、円周方向に関して、交互に、且つ、等間隔で変化させている。従って、被検出面である、上記エンコーダ２０の軸方向片側面には、Ｓ極とＮ極とが、円周方向に関して、交互に、且つ、等間隔で配置されている。この様なエンコーダ２０の被検出面には、例えば特許文献２に記載されている様に、センサの検出部を対向させて、上記ハブ３と共に回転する車輪の回転速度を測定自在とする。そして、測定した、車輪の回転速度を表す信号を、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）等、車両の走行安定化装置の制御に利用する。
【０００６】
尚、上記エンコーダ２０を設ける場合には、このエンコーダ２０を、フェライト等の磁性粉が混合されたゴム或いは合成樹脂等の、弾性を有する高分子材料製の素材で造る。即ち、予め接着剤を塗布した上記スリンガ１３を設置した金型内で上記素材を、このスリンガ１３の円輪部１６の片面に押し付けて、この円輪部１６に接合する。この様なエンコーダ２０を構成する為の素材として一般的には、フェライトを含有したニトリルゴムを１対のロール同士の間でシート状に成形して、上記フェライトを機械的に配向したものを使用する。又、上記接着剤として一般的には、ゴム磁石との加硫接着性を考慮して、レゾールタイプのフェノール樹脂系接着剤を使用する。但し、場合によっては、フェノール樹脂系接着剤に耐水性が高いエポキシ樹脂を混合したものを使用する事もある。更には、これらの接着剤を上塗り接着剤とし、下塗り接着剤として、シランカップリング剤、エポキシ樹脂等を使用して（接着剤を複層にして）、更に耐水性を向上させる事もある。この様にして、上記スリンガ１３にエンコーダ２０を結合固定した場合、一般的には、このスリンガ１３の表面全体が、厚さが数μｍ程度の、硬化された接着剤被膜で覆われた状態となる。
【０００７】
これに対して、車輪の回転速度を検出する必要がない場合、或いは、別部分でこの回転速度を検出できる場合には、図７の（Ｂ）に示す様に、上記スリンガ１３にエンコーダを設ける事はない。
何れにしても、前記環状空間８の両端開口を前記シールリング９と上記組み合わせシールリング１０とにより、それぞれ全周に亙り塞ぐ事で、上記環状空間８内に存在するグリースの漏洩防止と、外部空間に存在する水分や塵芥等の異物がこの環状空間８内に侵入する事の防止とを図っている。
【０００８】
但し、上記組み合わせシールリング１０を構成する上記スリンガ１３の円筒部１５を前記ハブ３の端部に外嵌固定した場合、これら円筒部１５の内周面とハブ３の端部外周面との嵌合面のシール性を必ずしも十分に確保できない。先ず、図７の（Ｂ）に示す様な、エンコーダを持たない構造の場合、上記スリンガ１３の表面は金属が露出したままの状態である。この為、このスリンガ１３の円筒部１５を上記ハブ３の端部に締り嵌めで外嵌した状態でも、この嵌合部に微小な隙間が存在する事は避けられない。
これに対して、図７の（Ａ）に示す様な、エンコーダ２０を持った構造の場合には、上記スリンガ１３の表面が、高分子材料である接着剤の被膜により覆われているが、このスリンガ１３の円筒部１５を上記ハブ３に締り嵌めで外嵌すると、外嵌作業の過程で、この円筒部１５の内周面に存在する接着剤の被膜の大部分が剥離してしまう。この結果、上記図７の（Ｂ）に示したエンコーダを持たない構造の場合と同様に、嵌合部に微小な隙間が存在する状態となる。
何れにしても、上記円筒部１５の内周面と上記ハブ３の外周面との嵌合部に微小隙間が存在し、この微小隙間に侵入した水分により、これら両周面のうちの少なくとも一方の周面が腐食すると、この微小隙間が拡がり、この拡がった隙間を通じて、前記環状空間８内に水分が侵入する可能性がある。この環状空間８内への水分の侵入は、グリースの劣化による転がり軸受ユニットの耐久性低下の原因となる為、好ましくない。
【０００９】
この様な事情に鑑みて、特許文献３〜１０には、スリンガとハブとの嵌合部を通じての水分の侵入防止を図る為の構造が記載されている。このうちの特許文献３、４には、スリンガの形状を、ハブの端面を覆う形状とした構造が記載されている。又、特許文献５〜７には、スリンガの円筒部の内周面とハブの外周面との嵌合部に弾性材を介在させた構造が記載されている。又、特許文献７〜９には、ゴム磁石製のエンコーダの内周縁をハブ等の外周面に、全周に亙り当接させた構造が記載されている。更に、特許文献１０には、エンコーダと別にスリンガに設けた弾性材により、このスリンガの円筒部とハブとの嵌合部を外部空間に対して覆う構造が記載されている。尚、上記特許文献７には、上記２通りの構造が記載されている。
【００１０】
但し、上述の様な、特許文献３〜１０に記載された従来構造の場合、次の様な問題点がある。
先ず、特許文献３、４に記載された従来構造の場合には、特殊な形状を有するスリンガを使用する為、このスリンガの製造コストが嵩むだけでなく、空間的な制約がある（スリンガの設置スペースが限られる）場合には、適用できない。
又、特許文献５〜７に記載された従来構造の場合には、円筒部とハブとの嵌合部に締め代が存在する為、上記弾性材の存在に基づいて組立性が低下するだけでなく、組立時にこの弾性材が剥離し、必ずしも十分なシール性を確保できない可能性がある。弾性材としてＯリングを使用すれば、組立性の低下やシール性確保の不確実性は防止できるが、このＯリングが徐々にへたる為、長期間に亙り十分なシール性能を確保する事は難しい。
【００１１】
又、特許文献７〜９に記載された従来構造の場合には、エンコーダを弾性の低い磁石材料で造る必要があり、エンコーダを介してスリンガを強く押せない為、このエンコーダを含むスリンガをハブに外嵌する際の作業性が悪くなる。又、このエンコーダの内周縁で上記ハブの外周面に当接している部分が欠け易く、長期間に亙り十分なシール性能を確保する事は難しい。
更に、特許文献１０に記載された従来構造の場合には、スリンガに対してエンコーダと別の弾性材を設ける為、製造コストが嵩むだけでなく、場合によっては、この弾性材の設置スペースを確保できない。
尚、本発明に関連する刊行物としては、上述した特許文献１〜１０の他、特許文献１１〜１３がある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−８５４７８号公報
【特許文献２】特開２００１−２５５３３７号公報
【特許文献３】特開２００６−２００７０８号公報
【特許文献４】特開２００４−３１６７９０号公報
【特許文献５】特許第３９６３２４６号公報
【特許文献６】特開２００７−１６３３２０号公報
【特許文献７】特開２００１−２１５１３２号公報
【特許文献８】特開２００２−３３３０３５号公報
【特許文献９】特開２００２−２０６５４７号公報
【特許文献１０】特開２００６−１２５４８３号公報
【特許文献１１】特許第３３０５８２２号公報
【特許文献１２】特許第３０３６６５７号公報
【特許文献１３】特開平８−１７６４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、スリンガを構成する円筒部と回転側軌道輪との嵌合部のシール性確保を、空間的な制約を受けず、しかも長期間に亙り十分に図れる構造を、低コストで実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットは、従来から知られている組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットと同様に、回転側軌道輪及び静止側軌道輪と、複数個の転動体と、組み合わせシールリングとを備える。
このうちの回転側軌道輪及び静止側軌道輪は、互いに同心に配置されている。
又、上記各転動体は、これら回転側軌道輪及び静止側軌道輪の互いに対向する周面にそれぞれ設けられた回転側軌道と静止側軌道との間に、転動自在に設けられている。
又、上記組み合わせシールリングは、上記回転側軌道輪と上記静止側軌道輪との互いに対向する周面同士の間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐもので、スリンガとシールリングとから成る。
このうちのスリンガは、上記回転側軌道輪の周面の一部で上記静止側軌道輪の周面に対向する部分に嵌合固定されたもので、金属板を曲げ成形する事により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成している。そして、円筒部と、この円筒部の軸方向端縁から上記静止側軌道輪に向けて径方向に折れ曲がった円輪部と、これら円筒部と円輪部との連続部に存在する断面円弧形の曲面部とから成る。
又、上記シールリングは、上記静止側軌道輪の一部で上記スリンガに対向する部分に嵌合固定されたもので、上記静止側軌道輪に嵌合固定される芯金と、この芯金にそれぞれの基端部を支持された複数本のシールリップとを備える。そして、これら各シールリップの先端部を、上記スリンガの表面に全周に亙り摺接させている。
【００１５】
特に、本発明の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットに於いては、上記スリンガの曲面部と上記回転側軌道輪の周面との間に存在する隙間に、油面接着性を有する接着剤（シーリング剤）を、全周に亙って充填している。この様な接着剤としては、例えば、請求項２に記載した発明の様に、エポキシ樹脂、ウレタン変性アクリレート、シリコン樹脂のうちから選択される少なくとも一つを主成分とするものとする。
上述の様な本発明の組み合わせシールリングを実施する場合に、例えば請求項３に記載した様に、上記スリンガを構成する円輪部の両側面のうち、上記円筒部と逆側の側面に、永久磁石製で、側面にＳ極とＮ極とが交互に配置された円輪状のエンコーダを、全周に亙り添着固定する。そして、上記油面接着性を有する接着剤を、上記スリンガの曲面部と回転側軌道輪の周面との間に存在する隙間に加えて、この回転側軌道輪の周面と上記エンコーダの周縁との間にも、全周に亙り充填する。
又、上述の請求項３に記載した様な発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、上記エンコーダを構成する永久磁石を、熱可塑性樹脂中に磁性体粉を含有させたプラスチック磁石とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様な本発明の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットによれば、スリンガを構成する円筒部と回転側軌道輪との嵌合部のシール性確保を、空間的な制約を受けず、しかも長期間に亙り十分に図れる構造を、低コストで実現できる。
即ち、本発明の場合には、上記スリンガの曲面部と上記回転側軌道輪の周面との間に存在する隙間に、油面接着性を有する接着剤を全周に亙って充填している為、上記スリンガの円筒部と回転側軌道輪との嵌合部に水分等の異物が侵入する事がない。しかも、上記接着剤は、ほぼ上記隙間内に収まり、余分な空間を占める事は殆どないので、シール性確保の為の構造に空間的な制約を受ける事が殆どない。更に、上記隙間内に充填された接着剤は、特に外部からストレス等を受ける事がないので、長期間に亙る使用により劣化する事が少なく、上記嵌合部のシール性を長期間に亙り保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、回転側軌道輪である外輪２１の内径側に回転側軌道輪である内輪２２を、互いに同心に配置している。そして、この外輪２１の内周面に形成した、静止側軌道である外輪軌道２３と、上記内輪２２の外周面に形成した、回転側軌道である内輪軌道２４との間に、転動体である複数個の玉６を、保持器７ａに保持した状態で転動自在に設けている。又、上記外輪２１の内周面と上記内輪２２の外周面との間に存在して上記各玉６を設置した環状空間２５の端部開口を、組み合わせシールリング１０ａにより塞いでいる。
【００１８】
この組み合わせシールリング１０ａは、スリンガ１３ａとシールリング１４ａとから成る。このうちのスリンガ１３ａは、上記内輪２２の端部外周面に、締り嵌めにより外嵌固定されたもので、金属板を曲げ成形する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に構成している。即ち、上記スリンガ１３ａは、内周縁部に設けられた円筒部１５ａと、この円筒部１５ａの軸方向端縁から径方向外方に直角に折れ曲がった円輪部１６ａと、これら円筒部１５ａの軸方向端縁と円輪部１６ａの内周縁との連続部に存在する断面円弧形の曲面部１７ａとから成る。又、上記シールリング１４ａは、上記外輪２１の端部内周面に、締り嵌めにより内嵌固定されたもので、金属板を曲げ形成する事により断面略Ｌ字形で全体を円環状とした芯金１８ａと、弾性材製で複数本のシールリップ１９ａ、１９ａとから成る。上記シールリング１４ａは、上記芯金１８ａの外周縁部に設けた円筒部２６を上記外輪２１の端部内周面に締り嵌めで内嵌した状態で、上記各シールリップ１９ａ、１９ａの先端部を、上記スリンガ１３ａを構成する、上記円筒部１５ａの外周面及び上記円輪部１６ａの片側面に、それぞれ全周に亙り摺接させている。
【００１９】
又、上記スリンガ１３ａの円輪部１６ａの軸方向両側面のうち、上記シールリップ１９ａ、１９ａを摺接させた面と反対側の面（図１〜２の右側面）乃至外周縁に、永久磁石製で円輪状のエンコーダ２０ａを、全周に亙って添着固定している。このエンコーダ２０ａは、軸方向に着磁されており、着磁方向は、円周方向に関して、交互に、且つ、等間隔で変化させている。従って、上記エンコーダ２０ａの側面には、Ｓ極とＮ極とが、交互に、且つ、等ピッチで配置されている。尚、このエンコーダ２０ａの側面の極数は、７０〜１３０極程度、好ましくは、９０〜１２０極とする。極数が７０極未満の場合は、極数が少な過ぎて前記内輪２２の回転速度をリアルタイムで求める事が難しくなる。これに対して、極数が１３０極を越える場合は、隣り合うＳ極とＮ極とのピッチが小さくなり過ぎて、ピッチ誤差を小さく抑える事が難しくなり、上記内輪２２の回転速度を精度良く求める事が難しくなる。
更に、本例の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記スリンガ１３ａの曲面部１７ａの内周面及び上記エンコーダ２０ａの内周縁と、前記内輪２２の外周面との間に存在する隙間２７に、油面接着性を有する接着剤２８を、全周に亙って充填している。
【００２０】
上述の様な本例の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットによれば、上記スリンガ１３ａを構成する円筒部１５ａと上記内輪２２との嵌合部のシール性確保を、空間的な制約を受けず、しかも長期間に亙り十分に図れる構造を、低コストで実現できる。
即ち、本例の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記スリンガ１３ａの曲面部１７ａの内周面及び上記エンコーダ２０ａの内周縁と、上記内輪２２の外周面との間に存在する隙間２７に、油面接着性を有する接着剤２８を、全周に亙って充填している為、上記円筒部１５ａの内周面と上記内輪２２の外周面との嵌合部に、水分等の異物が侵入する事がない。しかも、上記接着剤２８は、ほぼ上記隙間２７内に収まり、余分な空間を占める事は殆どないので、シール性確保の為の構造に空間的な制約を受ける事が殆どない。更に、上記隙間２７内に充填された上記接着剤２８は、特に外部からストレス等を受ける事がない。即ち、上記円筒部１５ａと上記内輪２２との嵌合に伴って上記接着剤２８が強く圧縮されたり、或いは、シールリング付転がり軸受ユニットの使用時に上記接着剤２８に曲げ方向の力等が加わる事はない。この為、この接着剤２８は、長期間に亙る使用により劣化する事が少なく、上記円筒部１５ａの内周面と上記内輪２２の外周面との嵌合部のシール性を長期間に亙り保持できる。
【００２１】
次に、本例の構造を含め、本発明の組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットを実施する場合に適切な材料等に就いて、その材料等が必要になる理由等と共に説明する。
先ず、油面接着性を有する接着剤（シーリング剤）２８に就いて説明する。転がり軸受ユニットを構成する外輪２１や内輪２２等の軌道輪は、ＳＵＪ２等、耐蝕性に乏しい軸受鋼により形成されている為、表面に油性の防錆剤が塗布された状態のまま、上記組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットとして組み立てられる。従って、上記隙間２７内に充填される上記接着剤２８は、上記防錆剤の油分を取り込んだ状態で硬化し、油分により覆われた表面と接着状態になるものである必要がある。
【００２２】
この様な条件を満たす、油面接着性を有する接着剤２８として、ウレタン変性アクリレート、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等のシリコン化合物（シリコーンゴム）から選ばれる少なくとも一つを主成分とするものが使用可能である。
このうち、ウレタン変性アクリレートを主成分とする油面接着剤としては、例えば、特許文献１１に記載されたものが使用可能である。この油面接着剤は、油面接着性を発現する為に、分子構造中にポリオール成分であるポリブチレングリコール構造を有するウレタン変性アクリレートを含有している点に特徴がある。又、このウレタン変性アクリレートは、イソシアネート成分として、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等を、アクリレート成分として、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（２ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（２ＨＥＡ）等を含んで構成されている。この様な、ウレタン変性アクリレートを主成分とする油面接着剤は、主成分のウレタン変性アクリレートの他に、メトキシジエチレングリコールメタクリレート等のアクリル系モノマー、過酸化物等の硬化剤、シリカ等の充填剤等を含有している。
又、エポキシ樹脂を主成分とする油面接着剤としては、例えば特許文献１２に記載されたものが使用可能である。この油面接着剤には、末端カルボキシル基を有するジエン系液状ゴムで変性した変性エポキシ化合物を含むエポキシプレポリマーを主成分とし、その他の成分としてウレタンプレポリマー、潜在性硬化剤等を含有するものがある。
更に、シリコン化合物を主成分とする油面接着剤としては、例えば特許文献１３に記載されたものが使用可能である。この油面接着剤には、両末端に水酸基を有するジオルガノポリシロキサン、イミノキシシラン、有機錫系触媒、吸油性炭素粉末、シラン変性ポリオキシアルキレン又はポリエーテル変性ポリシロキサン等を含有するものがある。
【００２３】
次に、前記エンコーダ２０ａである永久磁石を構成する材料、並びに、このエンコーダ２０ａと前記スリンガ１３ａとを接合しつつ、このエンコーダ２０ａを形成する方法に就いて説明する。
上記エンコーダ２０ａを構成する材料は、特に限定しないが、上記スリンガ１３ａヘの接合性を考慮すると、磁性粉を５０〜８０容量％程度含有し、熱可塑性樹脂或いはゴムをバインダーとした磁石コンパウンドを使用する事が好ましい。このうちの磁性粉としては、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事ができる。更に、フェライトの磁気特性を向上させる為に、ランタン等の希土類元素を混入させたものを使用する事もできる。何れの磁性粉を使用する場合でも、上記磁性粉の含有量が５０容量％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る。これに対して、上記磁性粉の含有量が８０容量％を越える場合は、バインダー量が少なくなり過ぎて、永久磁石である上記エンコーダ２０ａ全体の強度が低くなると同時に、成形が困難になる。この為、上記磁性粉の含有量は、５０〜８０容量％の範囲に規制する事が好ましい。
【００２４】
尚、上記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る。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から成るハードセグメントとポリエーテル鎖或いはポリエステル鎖から成るソフトセグメントとから成る変性ポリアミド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成るハードセグメントとポリエーテル鎖或いはポリエステル鎖から成るソフトセグメントとから成る変性ポリエステル等を用いる事ができる。尚、シールリング付転がり軸受ユニットが自動車の車輪支持用のものである場合には、上記エンコーダ２０ａ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付着する可能性がある。そこで、上記バインダーとして、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、変性ポリアミド１２、変性ポリエステルを使用する事が、より好ましい。
【００２５】
更に、上記エンコーダ２０ａ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、添加する事で、曲げ撓み性、耐亀裂性が向上する、変性ポリアミド１２、変性ポリエステル、或いは、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。
これに対して、バインダーとしてゴムを用いる場合は、耐油性と耐熱性を兼ね備えた、ニトリルゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、フッ素ゴム等が好適である。
尚、上記エンコーダ２０ａの製造コスト、耐酸化性を考慮すると、前記磁性粉として、フェライト系が最も好適である。これに対し、磁気特性を優先して、フェライト系に比べて耐酸化性が低い希土類系を使用した場合、長期間に亙って安定した磁気特性を維持させる為に、露出した永久磁石の表面に、表面処理層を設けても良い。この場合の表面処理層として具体的には、電気或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、フッ素樹脂塗膜等が、使用可能である。
【００２６】
一方、前記スリンガ１３ａの材質としては、上記エンコーダ２０ａを構成する永久磁石材料の磁気特性を低下させず、且つ、使用環境によっては、或る程度の耐食性を有する金属板が好ましい。具体的には、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼板、ＳＵＳ４１０等のマルテンサイト系ステンレス鋼板等の他、これらに更に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鋼板等の磁性材料が好適である。
又、上記スリンガ１３ａの円輪部１６ａの側面と上記エンコーダ２０ａとの接合面は、これら円輪部１６ａとエンコーダ２０ａとを接合する為の接着剤（前記油面接着剤とは別の接着剤）による接合力を向上させる為に、微細な凹凸を設ける事が好ましい。この様な目的で凹凸を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の転写による方法等の機械的なものの他、一度表面処理した表面を酸等によって化学エッチングする方法を採用する事もできる。何れにしても、上記円輪部１６ａの側面で、上記エンコーダ２０ａを接合すべき部分に微細な凹凸を設ければ、この凹凸に上記接着剤が入り込み、アンカー効果によって、上記円輪部１６ａと上記エンコーダ２０ａを構成する永久磁石材料との接合力が強固になり、好ましい。
【００２７】
上記円輪部１６ａと上記エンコーダ２０ａとを接合する為の接着剤は、予めこの円輪部１６ａの表面に塗布しておく。そして、上記スリンガ１３ａを、上記エンコーダ２０ａを射出成形する為の金型のキャビティ内に設置した状態で、このキャビティ内にこのエンコーダ２０ａとする為の永久磁石材料を送り込む、インサート成形を行う。このインサート成形時に上記接着剤は、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り上記円輪部１６ａから剥れ落ちて流失しない程度まで、半硬化状態になっている。そして、溶融樹脂や流動ゴムからの熱、更には、この熱に加えて、成形後の２次加熱によって、完全に硬化状態となる。この様な、上記円輪部１６ａと上記エンコーダ２０ａとを接合する為の接着剤としては、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た場合に、好ましく使用できる。
【００２８】
何れにしても、上記エンコーダ２０ａの射出成形は、ディスクゲート方式、或いは、ディスクゲート方式に類似するリングゲート方式により行う事が好ましい。これらの方式により上記エンコーダ２０ａの射出成形を行うと、例えば、永久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である場合、上記エンコーダ２０ａの射出成形時に、内径又は外径の厚み部（内周縁又は外周縁）から金型のキャビティ内に、ほぼ全周に亙り同時に送り込まれた、溶融した高圧のプラスチック磁石材料が、このキャビティ内で急冷され固化する。上記方式により上記エンコーダ２０ａの射出成形を行うと、このキャビティ内に送り込まれた上記プラスチック磁石材料（溶融樹脂）は、ディスク状に広がってから、完成後のエンコーダ２０ａの内周縁又は外周縁に相当する部分から上記キャビティ内に流入する。この為、上記プラスチック磁石材料中に含有する燐片状の磁性粉が、上記エンコーダ２０ａの軸方向両側面に対して平行に配向する。特に、このエンコーダ２０ａのうち、回転センサの検出部が対向する、径方向中間部分の配向性が高くなり、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る。
【００２９】
更に、上記エンコーダ２０ａの成形を、上記金型に、このエンコーダ２０ａの厚さ方向に磁場を加えた状態で行えば、上記異方性を、より完全に近くできる。尚、この様に、金型に磁場を加えつつ上記エンコーダ２０ａを射出成形する、所謂磁場成形を行っても、上記プラスチック磁石材料を上記キャビティ内に送り込む為のゲートをディスクゲート以外の、例えばピンゲートとした場合、上記磁性粉の配向を完全に異方化する事は難しい。この理由は、ピンゲートから上記キャビティ内に送り込まれた上記プラスチック磁石材料が、このキャビティ内で移動しつつ、徐々に固形化に向って粘度が上昇する過程で、上記磁性粉方向が定まり、特に、異なる方向から進んだ上記プラスチック磁石材料同士の突き合わせ部であるウェルド部で、磁性粉の方向を規制する事が非常に難しくなる為である。そして、上記磁性粉の方向を十分に異方化できないと、得られたエンコーダ２０ａの磁気特性が悪化する。又、機械的強度が低いウェルド部が出現する為、長期間の使用によって、上記エンコーダ２０ａの一部に、亀裂等の損傷が発生し易くなる。この為、このエンコーダ２０ａの射出成形を、ディスクゲート方式、リングゲート方式以外の方式で行う事は、好ましくない。
【００３０】
上記エンコーダ２０ａを構成する永久磁石材料がゴム磁石の場合も、このエンコーダ２０ａを射出成形により造る場合には、上述したプラスチック磁石の場合と同様に、ディスクゲート方式、或いは、リングゲート方式により行う事が好ましい。これに対して、圧縮成形により行うのであれば、成形用の金型中（下型）にスリンガ１３ａを設置した状態で、シート状にした未加硫のゴム磁石材料をこのスリンガ１３ａの円輪部１６ａに載置し、更に、このゴム磁石材料に別の金型（上型）を被せて、加熱しつつ加硫接着を行い、上記エンコーダ２０ａの成形と同時に、このエンコーダ２０ａと上記スリンガ１３ａの円輪部１６ａとを接合する。
【００３１】
［実施の形態の第２例］
図３〜４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合も、回転側軌道輪である内輪２２ａの端部外周面にスリンガ１３ｂの円筒部１５ｂを、締り嵌めで外嵌固定している。特に、本例の場合には、このスリンガ１３ｂを構成する金属板を、円輪部１６ｂの外周縁部から径方向内方に１８０度折り返した後、この円輪部１６ｂの径方向中間部で、円筒部１５ｂと反対側に９０度折り曲げて、支持円筒部２９としている。そして、この支持円筒部２９の外周面に、円筒状のエンコーダ２０ｂを、全周に亙って形成している。永久磁石製である、このエンコーダ２０ｂは、径方向に着磁されており、着磁方向は、円周方向に関して、交互に、且つ、等間隔で変化している。従って上記エンコーダ２０ｂの外周面にはＳ極とＮ極とが、円周方向に関して、交互に、且つ、等間隔で配置されている。円周方向に隣り合うＳ極とＮ極との境界は、図４に示す様に、軸方向に対し傾斜している。
【００３２】
一方、固定側軌道輪である外輪２１ａの端部内周面には、シールリング１４ａに加えて、センサユニット３０を支持固定している。このセンサユニット３０には１対のセンサ素子３１、３１を、上記外輪２１ａの軸方向に離隔した状態で保持している。そして、これら両センサ素子３１、３１を上記エンコーダ２０ｂの外周面に、近接対向させている。この様な本例の構造の場合には、上記内輪２２ａと上記外輪２１ａとの間にアキシアル荷重が加わる事に伴って生じる、上記両センサ素子３１、３１の検出信号同士の間の位相差に基づき、上記アキシアル荷重を測定可能としている。この様な本例の構造の場合には、上記スリンガ１３ｂを構成する金属板のうち、上記円筒部１５ｂと上記円輪部１６ｂとの間に存在する曲面部１７ｂの内周面と上記内輪２２ａの外周面との間に、油面接着性を有する接着剤２８を、全周に亙って充填している。
その他の部分の構成及び作用に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００３３】
［実施の形態の第３例］
図５は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、前述した実施の形態の第１例からエンコーダ２０ａ（図１〜２参照）を省略している。これに伴って、油面接着性を有する接着剤２８を、スリンガ１３ａを構成する金属板のうち、円筒部１５ａと円輪部１６ａとの間に存在する曲面部１７ａの内周面と内輪２２の外周面との間の隙間２７にのみ、全周に亙って充填している。
その他の部分の構成及び作用に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【実施例１】
【００３４】
本発明を実施する場合の１例に就いて、以下に記載する。この例は、前述した実施の形態の第１例の構造を得る為に好適である。
エンコーダを構成する為の永久磁石材料  ：  戸田工業社製のストロンチウムフェライト含有１２ナイロン系異方性プラスチック磁石コンパウンド、商品名「ＦＥＲＯＴＯＰ  ＴＰ−Ａ２７Ｎ」
上記ストロンチウムフェライトの含有量  ：  ７５容量％
磁場成形を行う事による最大エネルギー積  ：  ２．１ＭＧＯｅ
エンコーダの製造方法  ：  エンコーダとなる永久磁石材料の厚さ方向（軸方向）に磁場を加えて、ディスクゲート方式により成形  →  金型での冷却時に反転脱磁を行い、成形済の永久磁石材料を完全に脱磁  →  この永久磁石材料を着磁ヨークにより、Ｓ極とＮ極とを全周合計で９６極に着磁  →  エンコーダとスリンガとを接合している接着剤を完全に硬化させる為に、１５０℃で１時間加熱
得られるエンコーダの軸方向厚さ  ：  ０．９mm
【００３５】
スリンガ及び接着剤の仕様は次の通りとする。
スリンガの厚さ  ：  ０．６mm
スリンガの材質  ：  ＳＵＳ４３０
スリンガの表面仕上  ：  Ｎｏ．２Ｂ仕上（表面粗さ＝約０．０６Ｒａ）
スリンガのうち、上記エンコーダを接合する、円輪部の側面の表面粗さ  ：  １．３Ｒａ（ショットブラストによる）
スリンガとエンコーダとを接合する為の接着剤及びその塗布方法  ：  ノボラック型フェノール樹脂を主成分とする固形分３０重量％のフェノール樹脂系接着剤（東洋化学研究所社製、商品名「メタロックＮ−１５」）を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  →  室温で３０分乾燥してから、１２０℃で３０分乾燥器中に放置する事で半硬化状態とする。
油面接着剤の種類及びその充填方法  ：  ウレタン変性アクリレートを主成分とする二液タイプの油面接着剤（電気化学工業社製、商品名「デンカハードロック▲２▼」）を、上記スリンガの曲面部の内周面と内輪の外周面との間の隙間に充填後、室温で放置して硬化させる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに限らず、水分等、腐食性の異物がスリンガと回転側軌道輪との嵌合部に付着する可能性のある環境下で使用される、各種機械装置の回転支持部に組み込まれる組み合わせシールリング付転がり軸受ユニットに適用できる。又、内輪回転型の転がり軸受ユニットに限らず、外輪回転型の転がり軸受ユニットに適用する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す部分断面図。
【図４】この第２例に組み込まれるエンコーダの斜視図。
【図５】本発明の実施の形態の第３例を示す部分断面図。
【図６】従来構造の１例を示す断面図。
【図７】組み合わせシールリングの構造の２例を示す、図６のＢ部拡大図。
【符号の説明】
【００３８】
１    転がり軸受ユニット
２    外輪
３    ハブ
４    外輪軌道
５    内輪軌道
６    玉
７、７ａ  保持器
８    環状空間
９    シールリング
１０、１０ａ  組み合わせシールリング
１１    芯金
１２    シールリップ
１３、１３ａ、１３ｂ  スリンガ
１４、１４ａ  シールリング
１５、１５ａ、１５ｂ  円筒部
１６、１６ａ、１６ｂ  円輪部
１７、１７ａ、１７ｂ  曲面部
１８、１８ａ  芯金
１９、１９ａ  シールリップ
２０、２０ａ、２０ｂ  エンコーダ
２１、２１ａ  外輪
２２、２２ａ  内輪
２３    外輪軌道
２４    内輪軌道
２５    環状空間
２６    円筒部
２７    隙間
２８    接着剤
２９    支持円筒部
３０    センサユニット
３１    センサ素子
【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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