磁編碼器及滾動軸承的製作方法

2023-06-13 01:45:56

專利名稱：：磁編碼器及滾動軸承的製作方法
技術領域：
：本發明涉及磁編碼器及滾動軸承，尤其涉及支承旋轉軸的滾動軸承中具備的磁編碼器及具備這樣磁編碼器的滾動軸承。
背景技術：
：以往，作為機動車的ABS(AntilockBrakeSystem)裝置中使用的軸承，存在具備磁編碼器的帶密封件的滾動軸承。這樣的滾動軸承例如在日本特開2002-62305號公報及日本特開2004-19827號公報中被公開。對日本特開2002-62305號公報及日本特開2004-19827號公報那樣現有的滾動軸承的基本結構進行簡單說明。圖4是表示現有的滾動軸承101的一部分的剖面圖。參照圖4，滾動軸承101具備外圈102；內圈103；配置在外圈102和內圈103之間的球104；保持球104的保持架105；固定於外圈102的密封件106；以及固定於內圈103的磁編碼器107。磁編碼器107包括固定於內圈103的金屬制的甩油環108和安裝於甩油環108的外側面110的橡膠製的多極磁鐵109。甩油環108和多極磁鐵109通過膠粘劑粘接並保持。在滾動軸承101的外部設置的旋轉傳感器112通過檢測固定在與旋轉軸(未圖示)一同旋轉的內圈103上的多極磁鐵109的磁極來檢測旋轉軸的轉速。另外，密封件106與甩油環108滑動接觸並對滾動軸承101的內部進行密封，防止封入滾動軸承101的內部的潤滑脂的洩漏和異物混入滾動軸承101內部。在此，當甩油環108與多極磁鐵109的膠粘力變弱時，由於多極磁鐵109可能在短時間內剝離，因此優選將多極磁鐵109牢固地膠粘保持於甩油環108。在該情況下，通過使膠粘多極磁鐵109的甩油環108的外側面110的表面變粗糙能夠提高膠粘強度。此外，通過燒結來保持多極磁鐵109的情況也同樣，優選使其表面粗糙度變粗糙。另一方面，對於密封件106來說優選提高密封性。在該情況下，通過使與密封件106滑動接觸的甩油環108的內側面111的表面變光滑能夠提高密封性。在此，根據日本特開2002-62305號公報，公開有如下技術使甩油環的外側面的表面粗糙度為Ral.01.5μm左右，使甩油環的內側面的表面粗糙度為RaO.3μm左右，從而使粘接多極磁鐵的面及與密封件滑動接觸的面的表面粗糙度不同。在此，Ra為算術平均粗糙度。但是，在該情況下，由於增加了用於使甩油環的表面粗糙度不同的研磨工序，因此成本可能增加。另外，例如，在研磨滑動接觸面時可能產生甩油環的變形。根據日本特開2004-19827號公報，公開有如下技術使甩油環整個表面的表面粗糙度為RaO.30.9μπι左右，從而使外側面及內側面的表面粗糙度相同。但是，當形成同一粗糙度時，作為粘接多極磁鐵的面及與密封件滑動接觸的面存在形成得不充分的情況。
發明內容本發明的目的在於提供一種減少磁鐵剝離的顧慮且提高密封件的密封性的磁編碼器。本發明的另一目的在於提供一種能夠實現長壽命化的滾動軸承。本發明的磁編碼器具備甩油環，其包括外側面和內側面，所述外側面固定於軸承的旋轉側滾道圈，朝向檢測旋轉側滾道圈的轉速的傳感器側，其表面粗糙度為RaO.33.0μπι，所述內側面朝向密封軸承的密封件側；磁鐵，其通過膠粘劑粘接於外側面；被膜，其在內側面形成，其表面粗糙度為RaO.3μπι以下，並與密封件滑動接觸。如此，由於甩油環的外側面的表面粗糙度為RaO.33.Ομπι，因此能夠通過膠粘劑將磁鐵牢固地膠粘保持於甩油環。並且，由於在甩油環的內側面形成有表面粗糙度為RaO.3μm以下的被膜，因此，能夠確保與密封件滑動接觸的滑動接觸面的平滑性。並且在甩油環的內側面能夠容易形成這樣的被膜。因此，能夠降低磁鐵的剝離的顧慮，並且能夠提高與甩油環滑動接觸的密封件的密封性。優選被膜由與膠粘劑相同的材料形成，且膠粘劑連續地塗敷於外側面及內側面。這樣，能夠在與將膠粘劑塗敷於外側面的工序相同的工序中，將膠粘劑塗敷於內側面而容易形成被膜。在該情況下，通過使被膜的構成材料與膠粘劑為同一材料，能夠實現材料費的降低。另外通過在外側面及內側面連續地塗敷，能夠容易進行塗敷。因此，能夠提高磁編碼器的生產性。還優選磁鐵為包括磁性粉及粘結磁性粉的橡膠且在周向交替地配置磁極的多極磁鐵，且膠粘劑為硫化膠粘劑。還優選所述橡膠為腈橡膠。本發明的磁編碼器例如被利用於檢測機動車的車軸的轉速，能夠提高利用於這樣的用途所需要的耐油性。還優選硫化膠粘劑為酚醛樹脂系硫化膠粘劑。這樣，能夠進一步降低橡膠製的多極磁鐵的剝離的顧慮。在本發明的另一方面中，滾動軸承具備旋轉側滾道圈；靜止側滾道圈；滾動體，其配置在旋轉側滾道圈與靜止側滾道圈之間，且在旋轉側滾道圈的滾道面與靜止側滾道圈的滾道面滾動；磁編碼器，其固定於旋轉側滾道圈；以及密封件，其固定於靜止側滾道圈。磁編碼器具備甩油環，其包括外側面和內側面，其中外側面固定於旋轉側滾道圈，朝向檢測旋轉側滾道圈的轉速的傳感器側，其表面粗糙度為RaO.33.Ομπι，內側面朝向密封滾動軸承的密封件側；磁鐵，其通過膠粘劑粘接於外側面；以及被膜，其在內側面形成，其表面粗糙度為RaO.3μm以下，並與密封件滑動接觸。由於這樣的滾動軸承很難發生磁鐵的剝離且密封件的密封性高，因此能夠長期間使用。S卩，根據本發明，由於甩油環的外側面的表面粗糙度為RaO.33.0μm，因此能夠通過膠粘劑將磁鐵牢固地膠粘保持於甩油環。並且，由於在甩油環的內側面形成有表面粗糙度為RaO.3μπι以下的被膜，因此，能夠確保與密封件滑動接觸的滑動接觸面的平滑性。並且在甩油環的內側面能夠容易形成這樣的被膜。因此，能夠降低磁鐵的剝離的顧慮，並且能夠提高與甩油環滑動接觸的密封件的密封性。另外，由於本發明的滾動軸承很難發生磁鐵的剝離且密封件的密封性高，因此能夠長期間使用。圖1是表示本發明的一實施方式的滾動軸承的一部分的剖面圖。圖2是表示本發明的一實施方式的磁編碼器的一部分的剖面圖。圖3是表示磁編碼器中包括的多極磁鐵的示意圖。圖4是表示以往的滾動軸承的一部分的剖面圖。具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是表示本發明的一實施方式的滾動軸承11的一部分的剖面圖。參照圖1，滾動軸承11支承旋轉軸(未圖示)。滾動軸承11具備作為滾動體的球14；固定於旋轉軸且配置於球14的內徑側的內圈13；固定於殼體(未圖示)等且配置在球14的外徑側的外圈12；保持球14的保持架15；用於檢測旋轉軸的轉速的磁編碼器17；以及用於密封滾動軸承11的內部30的密封件16。球14配置在內圈13與外圈12之間，在設置於內圈13與外圈12的滾道面上滾動。密封件16包括具有剛性的芯骨20和具有彈性的橡膠部21。芯骨20安裝、固定於外圈12。橡膠部21構成為覆蓋芯骨20的一部分。密封件16具備向內徑側或軸承外側突出的多個突出部24a、24b、24c。突出部24a、24b、24c與後述的甩油環18以適當的壓力滑動接觸。這樣，密封件16對滾動軸承11的內部30進行密封，防止封入內部30的潤滑脂的洩漏和異物混入滾動軸承11的內部30。由滾動軸承11支承的旋轉軸通過旋轉檢測裝置32檢測其轉速。旋轉檢測裝置32包括滾動軸承11中具備的磁編碼器17和旋轉傳感器31。旋轉傳感器31安裝於滾動軸承11的外部且與磁編碼器17對置的位置。旋轉傳感器31例如安裝、固定於殼體等。旋轉傳感器31通過檢測磁編碼器17的轉速來檢測旋轉軸的轉速。在此，對滾動軸承11中具備的磁編碼器17進行說明。圖2是表示本發明的一實施方式的磁編碼器17的一部分的剖面圖。圖3是表示磁編碼器17中包括的多極磁鐵19的示意圖。此外，從容易理解的觀點出發，在圖1及圖2中誇張而較厚地圖示出塗敷於甩油環的表面的膠粘劑及形成的被膜的厚度。參照圖1圖3，磁編碼器17具備在周向被磁化成多極的多極磁鐵19和保持多極磁鐵19的甩油環18。首先，對多極磁鐵19的結構進行說明。多極磁鐵19為環狀，在其中央具備貫通孔。多極磁鐵19構成為在PCD(PitchCircleDiameter節圓直徑)28上交替地配置N極27a及S極27b。多極磁鐵19由包含磁性粉及粘結磁性粉的橡膠的橡膠材料形成。具有磁性的磁性粉可以使用鍶鐵氧體或鋇鐵氧體那樣的硬質鐵氧體或軟質鐵氧體。上述鐵氧體粉可以是顆粒狀粉體，也可以是由各向異性鐵氧體芯形成的粉碎粉。並且，磁性粉還可以是稀土系磁性材料。在該情況下，例如既可以是作為稀土系磁性材料的釤鐵(SmFeN)系磁性粉、作為稀土系磁性材料的釹鐵(NdFeB)系磁性粉或釤-鈷中的任一種單獨磁性粉，也可以是上述稀土系磁性材料的兩種以上的混合粉。並且，在僅通過鐵氧體成分磁性不足的情況下，可以在鐵氧體粉中混入必要量作為稀土系磁性材料的釤鐵系磁性粉或釹鐵系磁性粉等。通過這樣做，能夠實現磁力提高並且能夠廉價地製作。粘結磁性粉的橡膠可以列舉天然橡膠、聚異丁烯、聚異戊二烯、異戊二烯_異丁烯橡膠(丁基橡膠)、苯乙烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯橡膠(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯橡膠(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯橡膠(SEBS)、乙烯-丙烯三元共聚物(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、氫化NBR(H-NBR)、氟橡膠、矽酮橡膠、丙烯酸橡膠、氯丁二烯橡膠、氯磺化聚乙烯、表氯醇橡膠、聚氨酯橡膠、多硫化橡膠等。尤其像丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)或氫化NBR(H-NBR)這樣的腈橡膠在磁編碼器17被利用於機動車等情況下能夠提高耐油性。接下來，對保持多極磁鐵19的甩油環18的結構進行說明。甩油環18包括圓筒部26a和從圓筒部26a的旋轉傳感器31側的一端向徑向外側延伸的凸緣26b。甩油環18的剖面為大致L字狀。通過將內圈13壓入圓筒部26a，將甩油環18固定於內圈13。甩油環18具備軸承外方側即朝向旋轉傳感器31側的外側面22和軸承內方側即朝向密封件16側的內側面23。外側面22為凸緣26b的朝向旋轉傳感器31的面，內側面23為圓筒部26a及凸緣部26b的朝向密封件16側的面。此外，甩油環18為金屬制，其表面粗糙度為RaO.33.Oym,即，外側面22的表面粗糙度也為RaO.33.0μm。多極磁鐵19通過經由膠粘劑粘接於甩油環18的外側面22而進行保持。接下來，對於包括上述的甩油環18及多極磁鐵19的磁編碼器17的製造方法進行簡單地說明。首先，準備包括模具部和線圈的磁場成形裝置，其中模具部構成形成磁編碼器17的外形形狀的型腔，線圈使型腔內產生軸向的磁場。模具部包括在型腔的軸向配置且包含磁性材料的模具和在型腔的內徑側及外徑側配置且包含非磁性材料的模具。通過這樣做，能夠使由線圈產生的軸向的磁場在型腔部分集束且能夠使磁性粉在軸向有效地取向。準備了這樣的磁場成形裝置後，在型腔內配置上述結構的甩油環18。在該情況下，在甩油環18的整個表面預先塗敷對形成多極磁鐵19的橡膠材料進行膠粘的酚醛樹脂系硫化膠粘劑25a。然後，通過線圈使型腔部分產生軸向的磁場，並且將上述橡膠材料裝入型腔內。然後，將橡膠材料加熱壓縮成形，通過膠粘劑將橡膠材料硫化膠粘於甩油環18的外側面22。在該情況下，塗敷於甩油環18的內側面23的膠粘劑形成被膜25b。在此，當甩油環18的表面粗糙度比Ra3.0μm小時，由塗敷於甩油環18的表面的膠粘劑形成的被膜25b的表面34的表面粗糙度成為RaO.3μπι以下。之後，通過磁化磁軛等對膠粘保持於甩油環18上的橡膠材料進行磁化，形成多極磁鐵19，得到所希望的磁編碼器17。S卩，磁編碼器17具備甩油環18，其包括表面粗糙度為RaO.33.0μm的外側面22和內側面23；多極磁鐵19，其通過膠粘劑粘接於外側面22；以及被膜25b，其形成於內側面23，表面粗糙度為RaO.3μm以下，並與密封件16滑動接觸。如此，由於甩油環18的外側面22的表面粗糙度為RaO.33.0μm，因此在酚醛樹脂系硫化膠粘劑25a作用下，能夠將多極磁鐵19和外側面22通過膠粘劑而牢固地膠粘保持。另外，通過酚醛樹脂系硫化膠粘劑25a，在甩油環18的內側面23形成被膜25b，其中該被膜的表面34的表面粗糙度為RaO.3μm以下，由此，能夠確保被膜25b與密封件16滑動接觸的滑動接觸面的平滑性。在該情況下，由於通過預先塗敷於甩油環18的內側面23的酚醛樹脂系硫化膠粘劑25a形成被膜25b，因此不需要特別的工序，即能夠在與為了膠粘橡膠材料而在外側面22塗敷膠粘劑的工序相同的工序中，將膠粘劑塗敷於內側面23，在甩油環18的內側面23形成上述結構的被膜25b。在該情況下，例如，可以將甩油環18的整個表面浸漬於在容器內大量準備的膠粘器中，將膠粘劑塗敷於甩油環18的整個表面，也可以使用噴射器等將膠粘劑噴射到甩油環18的整個表面，從而將膠粘劑塗敷於甩油環18的整個表面。通過以上方法，在這樣的磁編碼器17中，能夠降低多極磁鐵19的剝離的顧慮，並且能夠提高密封件16的密封性。另外，在包括這樣的磁編碼器17的滾動軸承11中，由於很難產生多極磁鐵19的剝離且密封件16的密封性高，因此能夠長時期使用。此外，就酚醛樹脂系硫化膠粘劑25a來說，作為膠粘劑成分可以列舉由線型酚醛樹脂、可熔型酚醛樹脂以及上述酚醛樹脂混合物形成的膠粘劑。線型酚醛樹脂通過在酸性催化劑例如鹽酸、草酸等存在的條件下使酚類和甲醛反應而得到。作為此時的酚類可以使用苯酚、m-甲酚、m-甲酚與ρ-甲酚的混合物、雙酚A等。另外，可熔型酚醛樹脂通過在鹼性催化劑例如鹼金屬、鎂的氫氧化物等存在的條件下使雙酚A和甲醛反應而得到。並且，作為酚醛樹脂系膠粘劑可以使用THIX0N715(羅門哈斯公司制)、METAL0CKN10、METAL0CKN15、METAL0CKN15D、METALOCKN3UMETAL0CKNT及METALOCKPA(都為東洋化學研究所制)、CHEMLOKTS1677-13(遠東公司(口一K77—^一7卜社)制)等。還可以使用由酚醛樹脂系與環氧樹脂或合成橡膠等的混合物形成的膠粘劑。作為含有酚醛樹脂和環氧樹脂的膠粘劑例如可以使用METALOCKXPH-27(東洋化學研究所制)寸。作為含有酚醛樹脂和合成橡膠的膠粘劑例如可以使用METAL0CKC12、METALOCKN20、METALOCKN20D、METALOCKN23、METALOCKP(都為東洋化學研究所制)等。在此，實施鹽水通電試驗，評價多極磁鐵19的膠粘性及密封件16的密封性。表1是示出作為試驗片的多極磁鐵19的成分的表。表2是針對上述的外側面22的表面粗糙度和被膜25b的表面34的表面粗糙度的關係而示出試驗結果的表。其中，表2中的「X」符號表示性能不充分的情況，「〇」符號表示性能良好的情況。關於試驗，依照JISZ2371，以鋁板為陽極，以JISK626590。剝離試驗片為陰極，在30°C的5%食鹽水中，施加2A的穩定電流，評價12小時後的多極磁鐵19的膠粘性及密封件16的密封性。[表1]tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8參照圖2，如比較例6及7所示，當甩油環18的外側面22的表面粗糙度為RaO.05μm及RaO.1μm時，多極磁鐵19的膠粘性變得不充分。另外，如比較例8及9所示，當甩油環18的外側面22的表面粗糙度為Ra5.0μm及RalO.0μm時，密封件16的密封性變得不充分。因此，通過將甩油環18的表面粗糙度至少形成為RaO.33.0μm，能夠降低多極磁鐵19的剝離的顧慮，並且能夠提高密封件16的密封性。此外，在上述的實施方式中，在甩油環18的整個表面塗敷酚醛樹脂系硫化膠粘劑25a，但是也可以僅在甩油環18的外側面22及甩油環18的內側面23連續地塗敷。另外，在上述實施方式中，為了膠粘保持多極磁鐵19而塗敷的膠粘劑和為了形成被膜25b而塗敷的膠粘劑為同一材料，但是也可以為由不同的材料構成的膠粘劑。並且，在上述實施方式中，被膜25b由膠粘劑形成，但是也可以使用膠粘劑以外的物質、例如塗料等。以上，參照附圖，對本發明的實施方式進行了說明，但是本發明不局限於圖示的實施方式。在與本發明相同的範圍內或均等的範圍內，可以對圖示的實施方式施加各種修改和變形。工業實用性本發明涉及磁編碼器及滾動軸承，尤其能夠有效地利用於支承旋轉軸的滾動軸承中具備的磁編碼器及具備這樣磁編碼器的滾動軸承。權利要求一種磁編碼器，具備甩油環，其包括外側面和內側面，所述外側面固定於軸承的旋轉側滾道圈，且朝向檢測所述旋轉側滾道圈的轉速的傳感器側，且表面粗糙度為Ra0.3～3.0μm，所述內側面朝向密封所述軸承的密封件側；磁鐵，其通過膠粘劑粘接於所述外側面；以及被膜，其在所述內側面形成，且表面粗糙度為Ra0.3μm以下，且與所述密封件滑動接觸。2.根據權利要求1所述的磁編碼器，其中，所述被膜由與所述膠粘劑相同的材料形成，所述膠粘劑被連續地塗敷於所述外側面及所述內側面。3.根據權利要求1所述的磁編碼器，其中，所述磁鐵為包含磁性粉及粘結所述磁性粉的橡膠且在周向交替地配置有磁極的多極磁鐵，所述膠粘劑為硫化膠粘劑。4.根據權利要求3所述的磁編碼器，其特徵在於，所述橡膠為腈橡膠。5.根據權利要求3所述的磁編碼器，其中，所述硫化膠粘劑是酚醛樹脂系硫化膠粘劑。6.一種滾動軸承，其中，所述滾動軸承具備旋轉側滾道圈；靜止側滾道圈；滾動體，其配置在所述旋轉側滾道圈與所述靜止側滾道圈之間，且在所述旋轉側滾道圈的滾道面及所述靜止側滾道圈的滾道面滾動；磁編碼器，其固定於所述旋轉側滾道圈；以及密封件，其固定於所述靜止側滾道圈，其中，所述磁編碼器具備甩油環，其包括外側面和內側面，所述外側面固定於所述旋轉側滾道圈，且朝向檢測所述旋轉側滾道圈的轉速的傳感器側，且表面粗糙度為RaO.33.0μm，所述內側面朝向密封所述滾動軸承的密封件側；磁鐵，其通過膠粘劑粘接於所述外側面；以及被膜，其在所述內側面形成，且表面粗糙度為RaO.3μm以下，並與所述密封件滑動接觸。全文摘要本發明的磁編碼器(17)具備甩油環(18)，其包括外側面(22)和內側面(23)，其中外側面(22)固定於軸承的旋轉側滾道圈，且朝向檢測旋轉側滾道圈的轉速的傳感器側，且表面粗糙度為Ra0.3～3.0μm，內側面(23)朝向密封軸承的密封件(16)側；多極磁鐵(19)，其通過膠粘劑粘接於外側面(22)；以及被膜(25b)，其在內側面(23)形成，且表面粗糙度為Ra0.3μm以下，並與密封件(16)滑動接觸。文檔編號F16C41/00GK101802556SQ20088010815公開日2010年8月11日申請日期2008年9月1日優先權日2007年9月21日發明者中島達雄,松井有人申請人:Ntn株式會社