(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転側部材の外周に取り付けられる環状のホルダと、磁性粉末を混合したゴム状弾性材料で成形されて多極着磁され前記ホルダに一体的に接合されたパルサー本体とからなり、前記ホルダが、Ｃｒを20.5〜22.0mass％、Ｃｕを0.3〜0.6mass％、Ｔｉを0.1〜0.35mass％含有するフェライト系ステンレス鋼板からなることを特徴とする磁気エンコーダ用パルサーリング。
【請求項２】
ホルダが、非回転のシールリップに摺動可能に密接されることによって密封装置の一部をなすことを特徴とする請求項１に記載の磁気エンコーダ用パルサーリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気エンコーダ用パルサーリングに関し、特に、磁性体金属からなる回転体に、磁性粉末を混合したゴム状弾性材料の成形体を接合して多極着磁した構造を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、自動車用車輪懸架装置の軸受部を密封する密封装置に一体に設けられた従来の磁気エンコーダを、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。この図２において、参照符号１００は密封装置で、軸受２００の外輪２０１と内輪２０２の端部間に組み込まれて、軸受外部から軸受内部への泥水等の侵入を防止するものである。
【０００３】
詳しくは、この密封装置１００は、軸受２００の外輪２０１の内周面に圧入嵌着される金属製の取付環１０１と、この取付環１０１にゴム状弾性材料で一体的に設けられたスラストリップ１０２及びラジアルリップ１０３と、内輪２０２の外周面に密嵌されたスリンガ１０４とを備え、スラストリップ１０２の先端が、スリンガ１０４のフランジ１０４ａの内側面に摺動可能に密接されると共に、その内周側のラジアルリップ１０３の先端の内周縁が、スリンガ１０４のスリーブ部１０４ｂの外周面に摺動可能に密接されている。
【０００４】
スリンガ１０４のフランジ１０４ａの外側面には、ゴム状弾性材料に磁性体を混合した磁性ゴムで円盤状に成形されると共に円周方向所定ピッチで多極着磁されたパルサー本体１０５が一体的に設けられ、このパルサー本体１０５とスリンガ１０４とによってパルサーリング１１０が構成されている。すなわち、スリンガ１０４は、密封装置１００を構成する回転側の密封要素であると共に、パルサーリング１１０におけるパルサー本体１０５を一体に支持するホルダを兼ねるものである。また、パルサーリング１１０の外側には、磁気センサ１２０が非回転状態で対向配置されており、この磁気センサ１２０は、パルサーリング１１０と共に磁気エンコーダを構成するものであって、パルサーリング１１０が軸受２００の内輪２０２と一体的に回転することによる磁界の変化に対応した波形のパルス信号を発生し、回転を検出するものである。
【０００５】
しかしながら、この種のパルサーリング１１０は、スリンガ１０４として比較的安価で磁性を有するフェライト系のステンレス鋼であるＳＵＳ４３０が用いられており、このＳＵＳ４３０はＳＵＳ３０４に比較すると耐食性に劣るため、雨の多い地域や海に近い地域などでは、泥水等に曝されることによってスリンガ１０４に錆が発生してパルサー本体１０５の剥離等を生じやすくなるという問題があった。
【０００６】
このため、スリンガ１０４の耐食性を向上させる場合は、ＳＵＳ３０４を使用することが有効であるが、このＳＵＳ３０４はオーステナイト系のステンレス鋼で非磁性であるため、磁気センサ１２０で検出するのに必要な強い磁界が得られにくく、磁気エンコーダ用パルサーリング１１０として機能的に適していない。しかもＳＵＳ４３０に比較すると深絞り等の加工性が悪く、高価なＮｉやＭｏを含有しているので材料コストが高くなるといった問題が指摘されている。
【０００７】
そこで、スリンガ１０４を、Ｃ：0.025％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：１％以下，Ｐ：0.04％以下，Ｓ：0.01％以下，Ｎｉ：0.6％以下，Ｃｒ：19〜21％，Ｃｕ：0.3〜0.6％，Ｎｂ：10×（Ｃ＋Ｎ）％以上を含有するフェライト系ステンレスで製作することによって、耐食性の向上を図ると共に、磁性を確保したものが開発された（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２５５３３７号公報
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された材質のステンレス鋼板は、ＳＵＳ４３０よりは優れた耐食性を示すが、ＳＵＳ３０４には及ばず、したがって要求される耐食性を満足し得るものではなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、磁気センサによって回転を高精度で検出するための所要の強さの磁界と、優れた耐食性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングは、回転側部材の外周に取り付けられる環状のホルダと、磁性粉末を混合したゴム状弾性材料で成形されて多極着磁され前記ホルダに一体的に接合されたパルサー本体とからなり、前記ホルダが、Ｃｒを20.5〜22.0mass％、Ｃｕを0.3〜0.6mass％、Ｔｉを0.1〜0.35mass％含有するフェライト系ステンレス鋼板からなるものである。
【００１１】
上記構成において、ホルダはフェライト系ステンレス鋼板からなるため、磁性を有するものであり、磁性粉末を混合したゴム状弾性材料からなるパルサー本体に着磁された磁界による磁気回路が形成される。このため、ＳＵＳ４３０を用いた場合と同様、磁気センサによる回転検出に必要な強い磁界が得られる。
【００１２】
また、一般にステンレス鋼板は、表面にＣｒ密度の高い酸化皮膜（不働態皮膜）が形成されることによって耐食性を奏するものであるが、本発明におけるホルダを形成しているフェライト系ステンレス鋼板は、Ｃｒ、Ｃｕ、及びＴｉの成分量によって、ＮｉやＭｏを含有していなくてもＳＵＳ３０４とほぼ同等の耐食性を確保すると共に、優れた加工性を確保しているものである。
【００１３】
詳しくは、フェライト系ステンレス鋼板に含まれるＣｒは、耐食性を向上させるものであり、20.5mass％以上の含有によって、ＳＵＳ３０４と同等の耐食性を得ることができるが、含有量が22.0mass％を超えると熱延板の靭性が低下して製造性が悪化するので、Ｃｒの含有量は20.5〜22.0mass％とした。
【００１４】
フェライト系ステンレス鋼板に含まれるＣｕは、0.3mass％以上含有することによって隙間腐食を低減させる効果を発揮するが、含有量が0.6mass％を超えると熱間加工性が劣化するので、Ｃｕの含有量は0.3〜0.6mass％とした。
【００１５】
フェライト系ステンレス鋼板に含まれるＴｉは、0.1mass％以上含有することによって、孔食電位を上げてＳＵＳ３０４と同等の耐孔食性を得ることができ、靭性の低下によって深絞りなどの加工性もＳＵＳ３０４やＳＵＳ４３０に比較して優れたものとなるが、含有量が0.35mass％を超えると靭性が著しく悪化するので、Ｔｉ含有量は0.1〜0.35mass％とした。
【００１６】
また、請求項２の発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングは、上記構成におけるホルダが、非回転のシールリップに摺動可能に密接されることによって密封装置の一部をなすものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングによれば、ホルダが磁性を有するフェライト系ステンレス鋼板からなるため、磁性粉末を混合したゴム状弾性材料からなるパルサー本体に着磁することによる安定した強い磁界が得られ、回転検出精度の信頼性を確保することができる。また、ホルダがＳＵＳ４３０からなるものと比較して耐食性が格段に優れており、高価なＮｉやＭｏを含有しなくてもＳＵＳ３０４と同等の耐食性が得られるので、安価に提供することができ、加工性も向上することができる。
【００１８】
しかもホルダを形成しているフェライト系ステンレス鋼板は、ＳＵＳ３０４と比較して密度が低いので軽量化及び回転トルクの低減が可能であり、さらにはＳＵＳ３０４と比較して熱膨張率が小さいので、熱環境の変化による変形が生じにくく、その結果、熱環境の変化によって磁界が不安定にならず、回転検出精度の信頼性を確保することができる。
【００１９】
請求項２の発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングによれば、ホルダが密封装置の一部をなし、シールリップに摺動可能に密接されるものである場合、泥水や塩水に曝されても錆の発生によるパルサー本体の剥離や、シールリップとの摺動面の腐蝕による摩耗が有効に防止される。しかも、ホルダを形成しているフェライト系ステンレス鋼板は、ＳＵＳ３０４と比較して熱伝導率が高いので、シールリップとの摺動により発生する熱を逃がしやすく、その結果、シールリップの耐久性及びシール性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングについて、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングの好ましい実施の形態を示す部分的な断面斜視図で、この図１に示されるパルサーリング１０は、回転側部材の外周に取り付けられる環状のホルダ１１と、このホルダ１１に一体的に設けられたパルサー本体１２からなる。
【００２２】
ホルダ１１は、軸心を通る平面で切断した形状が略Ｌ字形をなしており、すなわち取付筒部１１ａと、その軸方向一端から外周側へ円盤状に延びるフランジ部１１ｂとからなる。
【００２３】
パルサー本体１２は、ホルダ１１のフランジ部１１ｂの外側面（取付筒部１１ａの突出方向と反対側の面）に一体的に成形されたものであって、磁性粉末を混合した合成樹脂又はゴム状弾性材料からなり、円周方向所定ピッチでＳ極とＮ極が交互に着磁された円盤状の多極磁石である。
【００２４】
ホルダ１１は、Ｃｒを20.5〜22.0mass％、Ｃｕを0.3〜0.6mass％、Ｔｉを0.1〜0.35mass％含有するフェライト系ステンレス鋼板を打ち抜きプレス成形することによって製作したものである。
【００２５】
以上のように構成された磁気エンコーダ用パルサーリング１０は、ホルダ１１が、その取付筒部１１ａにおいて、不図示の回転体（例えば回転軸あるいは軸受の内輪など）の外周に圧入等の手段により取り付けられ、この回転体と一体に回転するものである。一方、パルサー本体１２と軸方向に対向して、不図示の磁気センサが非回転状態に配置されており、この磁気センサの検出面の正面を、前記回転体と一体に回転するパルサーリング１０のパルサー本体１２に着磁されたＮ極とＳ極が回転方向へ交互に通過することによって、磁界の変化に対応した波形のパルス状の信号が出力され、これによって、回転角や回転速度を計測することができる。
【００２６】
また、このパルサーリング１０は、先に説明した図２と同様、密封装置１００の回転側密封要素（スリンガ）を兼ねることができる。すなわちこの場合は、ホルダ１１のフランジ部１１ｂにおけるパルサー本体１２との接合面と反対側の面（内側面）に、図２に示されるスラストリップ１０２の先端を摺動可能に密接させ、その内周側のラジアルリップ１０３の先端内周縁を、ホルダ１１の取付筒部１１ａの外周面に摺動可能に密接させることになる。
【００２７】
表１は、Ｃｒを21mass％、Ｃｕを0.4mass％、Ｔｉを0.3mass％、残部がFeとその他の微少量の金属及び不可避的不純物からなる実施例のフェライト系ステンレス鋼板と、他の材質（比較例１〜３）のステンレス鋼板において、孔食電位、絞り加工の容易性、磁性の有無、密度、熱膨張係数、熱伝導率を比較して示すものである。なお、比較例１のステンレス鋼板はＳＵＳ４３０であって、Ｃｒを16.1mass％含有しており、比較例２のステンレス鋼板はＳＵＳ３０４であって、Ｃｒを18.2mass％、Ｎｉを8.2mass％含有しており、比較例３のステンレス鋼板は先に従来技術として説明した特許文献１に開示された材質にほぼ相当するＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌであって、Ｃｒを19.2mass％、Ｃｕを0.5mass％、Ｎｂを0.4mass％含有している。
【表１】
0005035541.tif 000002
【００２８】
ここで、孔食電位とは、酸化物皮膜により不働態化したステンレス鋼板の表面に孔状の局部腐食（孔食）が発生する臨界の電位であり、この値が高いほど耐食性が高い。そして表１によれば、実施例のステンレス鋼板の孔食電位は、比較例１（ＳＵＳ４３０）と比較して格段に高く、また、Ｃｒの含有量が19.2 mass％でＴｉを含有しない、特許文献１にほぼ相当する比較例３（ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ）よりも十分に高く、比較例２（ＳＵＳ３０４）と同等の高い値を示している。したがってＳＵＳ３０４に匹敵する優れた耐食性を有することがわかる。
【００２９】
ｒ値（ランクフォード値）は、塑性異方性を持つ材料に引張変形を与えたときの幅方向の歪と板厚方向の歪の比であり、同種の材料ではこの値が大きいほど絞り加工性が良い。そして表１によれば、実施例のステンレス鋼板は平均ｒ値が比較例１及び比較例２よりも高く、すなわちＳＵＳ４３０及びＳＵＳ３０４よりも優れた加工性を有することがわかる。このため、図１に示されるような断面形状のホルダ１１を深絞りによって容易に成形することができる。
【００３０】
また、実施例のフェライト系ステンレス鋼板は、比較例２（ＳＵＳ３０４）よりも密度が低く、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が高いことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る磁気エンコーダ用パルサーリングの好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す部分的な断面斜視図である。
【図２】自動車用車輪懸架装置の軸受部を密封する密封装置に一体に設けられた従来の磁気エンコーダを、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  パルサーリング
１１  ホルダ
１２  パルサー本体
【図１】
0005035541.tif 000003
【図２】
0005035541.tif 000004