JP4705854B2

JP4705854B2 - トーンホイール及びその製造方法

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Description

本発明は、自動車用車輪等の回転数を検出する為の磁気エンコーダを構成するトーンホイールに関し、更に詳しくは、自動車のアンチロックブレーキシステム或いはトラクションコントールシステムに適用する為に車輪の回転数を検出すべく設置されるトーンホイール及びその製造方法に関する。

自動車用車輪には、その回転数を検出する為の磁気エンコーダが装備されることがある。この磁気エンコーダとしては、車輪の回転側部材、例えば、車輪軸受システムにおけるシールリングのスリンガ（金属補強環）と共に構成されるト−ンホイールと、車体側（固定側部材）に固定されト−ンホイールの表面に近接対峙される磁気センサとより構成されるものが挙げられる。また、シールリングとは別個に金属補強環を介して回転側部材に嵌合固定され、車体側の磁気センサに対峙するよう配設されるものも採用されている。これらト−ンホイールは、回転側部材に対して装着され、嵌合一体とされる金属補強環と、該金属補強環に固着された環状多極磁石とよりなり、該環状多極磁石としては、磁性粉末を含有する環状磁性ゴムシートに、その周方向に沿って多数のＮ極、Ｓ極を交互に着磁形成した環状ゴム磁石が用いられている。

上記のような環状ゴム磁石を備えたト−ンホイールは、成型型のキャビティ内に金属補強環を配置し、磁性粉末を混練した未加硫のゴム材をこのキャビティ内に充填し、金属補強環に加硫接着して一体成型し、その後着磁することによって作製される。このように、環状ゴム磁石を備えたト−ンホイールは、環状ゴム磁石がそのゴム材の成型時に加硫接着により金属補強環に一体とされ、その作製が容易であることから、上記回転検出磁気エンコーダとして多用されている。

しかし、上記のように自動車の回転検出に用いられる場合、水或いは汚泥や塵埃等の異物が飛散する苛酷な環境に晒されることが多い為、環状ゴム磁石による環状多極磁石と磁気センサとの間に異物が噛み込み、環状多極磁石の被検出表面が剥れたり、傷付き或いは毀損したりして磁気センサによる検出精度が低下することがある。また、上記成型時に生じるバリは、ゴム材が加硫されている為、再使用できず、無駄が多かった。このような状況から、プラスチック磁石をトーンホイールに応用する研究・開発も進められており、特許文献１乃至３には、プラスチック磁石を用いたトーンホイール（磁気エンコーダ）の例が開示されている。
特開２００４−１３８５９７号公報特開平１１−２８１６５９号公報特開２００２−３４０９２１号公報

プラスチック磁石は、金属補強環と同時に一体成型しても、ゴム材のように金属補強環に固着しない為、上記特許文献１には、所定の環状形状に成型した後、金属補強環の所定部位に接着剤によって固着一体とされるものが記載されている。しかし、金属補強環の所定部位に単に接着剤によって固着するだけでは、上記のような過酷な使用環境下においては、接着剤による固着一体化部分の耐久性が十分ではなく、プラスチック磁石が接着部分から外れてしまうことがある。また、接着界面に少しでも隙間があると、そこから水が接着界面に浸入し、浸入した水の凍結によって環状多極磁石が割れるような事態も生じることがある。

上記特許文献２には、閉鎖環（金属補強環）の周縁に、均等な位置に配分され、閉鎖環に固着される弾性マグネット（プラスチック磁石）の裏面に通ずる複数の切り欠き部が設けられたものが記載されている。しかしここでの切り欠き部は、弾性マグネットを閉鎖環に固着させるためのものでない。すなわち、該切り欠き部は、パルス発生面を平滑に形成するため、弾性マグネットの裏面側から複合材を注入できるように設けられた注入穴と連通して形成されたものにすぎず、複合材が切り欠き部に係入することにより、閉鎖環と弾性マグネットとを楔着させる役割を担い、両者を合体結合一体とさせるものではなかった。また、弾性マグネットは、合成ゴム又は合成樹脂等の弾性材からなるため、磁気センサとの間に異物が噛み込んだ際に剥れ等が生じる懸念が尚残存するものであった。

上記特許文献３には、芯金（金属補強環）に対して着脱自在に装着可能な弾性部材が記載されており、該弾性部材の周縁部には係止部、芯金の周縁部には係合用凹凸部或いは通孔が夫々形成され、弾性部材の係止部を芯金の凹凸部或いは通孔へ弾性的に圧入する構造のトーンホイール（磁気エンコーダ）が開示されている。しかしながら、ここに記載の弾性部材は、着脱自在とすることを前提としており、ゴム材であれば、その弾力をしてかかる構造において着脱可能とできるが、プラスチック磁石とした場合は、芯金の凹凸部或いは通孔に圧入するのは困難なものであった。
このように、プラスチック磁石を用いたトーンホイールは、金属補強環と固着一体とすること等において未だ十分ではなく、汎用化には至っていないのが実情であった。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、プラスチック磁石を用いながら信頼性の高い新規なトーンホイール及びその製造方法を提供することを目的としている。

請求項１の発明に係るトーンホイールは、回転側部材に嵌合一体に装着される金属補強環と、該金属補強環に固着された環状多極磁石とよりなり、固定側部材に固定される磁気センサとにより回転検出磁気エンコーダを構成するトーンホイールであって、前記金属補強環は、前記回転側部材に嵌合される円筒状部と、前記円筒状部の一端から折り返されてなり軸方向に沿うように形成された折返し部と、前記折返し部から外向きに延びる外向鍔状部とを備え、前記環状多極磁石は、磁性粉末を含んで成型された環状樹脂成型体に多数のＳ・Ｎ極を周方向に沿って交互に着磁したプラスチック磁石からなり、前記外向鍔状部の前記折返し部とは反対側の端部は、前記樹脂成型体の一部の係入を許容するように該端部の表裏に連通した複数の歯状切欠部からなる係合部であり、前記金属補強環が配置された成型型内に樹脂材料を装填して成型することによって、前記歯状切欠部に樹脂材料が係入するとともに前記折返し部に対して外嵌した状態で硬化した環状樹脂成型体は、この係入部分の楔着及び前記折返し部に対する外嵌によって、前記金属補強環の前記折返し部及び前記外向鍔状部に合体結合一体とされたものであることを特徴とする。

上記磁性粉末としては、フェライト粉末、希土類粉末（ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮ等）等が採用され、プラスチック磁石の樹脂材料（バインダー）としては、熱可塑性樹脂であって、ナイロン６、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔ、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が採用される。上記磁性粉末は、これら樹脂材料（必要によって適宜添加物、可塑剤等を含む）に混練され樹脂組成物として成型されるが、磁性粉末は該樹脂組成物中に７０〜９５重量％含有される。ここに、含有される磁性粉末が７０重量％未満の場合、磁気強度が十分に得られず、９５重量％を超えると、バインダーとしての樹脂材料の結合力が弱くなる傾向となる。

また請求項２において、環状多極磁石と金属補強環との合体結合部分の端部には接着剤又はシーラントが塗布されているものとすることもできる。
上記接着剤の種類としては、エポキシ系の接着剤、エラストマー系の接着剤が挙げられる。

そして、請求項３の発明に係るトーンホイールの製造方法では、回転側部材に嵌合一体に装着される金属補強環と、該金属補強環に固着されたプラスチック磁石とよりなり、固定側部材に固定される磁気センサとにより回転検出磁気エンコーダを構成するトーンホイールの製造方法であって、前記回転側部材に嵌合される円筒状部と、前記円筒状部の一端から折り返されてなり軸方向に沿うように形成された折返し部と、前記折返し部から外向きに延びる外向鍔状部とを備えるとともに、前記外向鍔状部の前記折返し部とは反対側の端部は、前記樹脂成型体の一部の係入を許容するように該端部の表裏に連通した複数の歯状切欠部からなる係合部である前記金属補強環を成型型内に配置し、次いで成型型内に樹脂材料を装填して該金属補強環と共に環状樹脂成型体を一体成型し、この装填成型時に前記歯状切欠部に樹脂材料を係入するとともに前記折返し部に対して外嵌された状態とし、且つ環状樹脂成型体の一部の係入部分の楔着及び前記折返し部に対する外嵌によって、前記環状樹脂成型体と前記金属補強環とを合体結合一体とし、爾後環状樹脂成型体に多数のＳ・Ｎ極を周方向に沿って交互に着磁してプラスチック磁石となすことを特徴とする。

請求項１の発明に係るトーンホイールによれば、環状多極磁石がプラスチック磁石からなるから、環状ゴム磁石を用いた場合に比べ、磁気センサとの間に異物が噛み込んだ際の被検出面の毀損や剥れが少なくなり、測定精度が維持される。また、環状多極磁石は金属補強環に対して係合部に樹脂材料が係入し、硬化した樹脂成型体がこの係入部分の楔着によって合体結合一体とされるので、自動車の車輪回転検出部分のように、水或いは汚泥や塵埃等の異物が飛散する苛酷な環境下で用いられても、環状多極磁石が外れることがなく、信頼性の高い回転検出がなされる。

更に、環状多極磁石を、磁性粉末を含んで成型された環状樹脂成型体に多数のＳ・Ｎ極を周方向に沿って交互に着磁したプラスチック磁石からなるものとすることにより、成型時（例えば、射出成型）に磁場をかけて磁性粉を配向させる際、樹脂材料中では磁性粉の流動性が良いので、配向効率が高くなり、成型後の着磁による磁気特性の優れたものが得られる。因みに、磁性ゴムの場合、未加硫のゴム材中における磁性粉の流動性は、樹脂材料に比べ劣り、従って、磁気特性を上げるには多くの磁性粉を必要とするか、或いは強力な磁場をかけて配向させる必要があった。加えて、樹脂バインダーを熱可塑性樹脂とすれば、成型の際に生じるバリの再利用が可能となり、使用材料の歩留まり向上に寄与する。そして、金属補強環が配置された成型型内に樹脂材料を装填して成型することによって、一体成型されるものであるので、製造工程を少なくでき、製造効率を向上させることができる。

請求項２の発明又は請求項３によれば、係合部へ樹脂材料が係入し楔着されるので、環状多極磁石がプラスチック磁石からなるものであっても、金属補強環と環状多極磁石とを強固に合体結合一体とできる。
請求項４の発明によれば、金属補強環は端部に折曲部分を備え、環状樹脂成型体は、この折曲部分を包むように成型一体とされるので、この折曲部分の包持一体化と上記係合部での係入部分の楔着とが相乗して、より一層強固に金属補強環と環状多極磁石とを合体結合一体とできる。
請求項５の発明によれば、折曲部分に係合部が形成されるので、折曲部分での包持一体化が係合部における係入部分の楔着により強化され、簡易な構造でありながら、金属補強環と環状多極磁石とをより強固に合体結合一体とできる。
請求項６の発明によれば、折曲部分が鋭角に折曲形成されるので、上記包持力がより安定し、さらに環状多極磁石と金属補強環との係合力が増し、強固に合体結合一体とできる。
請求項７の発明によれば、環状多極磁石と金属補強環との合体結合部分の端部には、接着剤又はシーラントが塗布されているので、合体結合部分の隙間に水が浸入することがなく、従って侵入した水の凍結による環状多極磁石の割れが発生するようなことがない。

請求項８の発明によれば、金属補強環を成型型内に配置し、次いで成型型内に樹脂材料を装填して該金属補強環と共に環状樹脂成型体を一体成型し、この装填成型時に上記係合部に樹脂材料を係入させ且つ環状樹脂成型体の一部の係入部分の楔着によって環状樹脂成型体と金属補強環とを合体結合一体にできるので、製造工程を少なくでき、容易に製造できるため、製造効率を向上させることができる。

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のトーンホイールを用いて組立てられた軸受構造の一例を示す縦断面図、図２は図１におけるＸ部の拡大図、図３乃至図５は同トーンホイールの変形例の断面図、図６は別実施形態のトーンホイールの断面図、図７は図６における金属補強環の断面斜視図、図８は図６に示すトーンホイールの変形例、図９は更に別の実施形態のトーンホイールの断面図、図１０は図９における金属補強環の断面斜視図、図１１は更に別の実施形態のトーンホイールの断面図、図１２は図１１における金属補強環の断面斜視図、図１３は図１１に示すトーンホイールの変形例、図１４は更に別の実施形態のトーンホイールの断面図、図１５は更に別の実施形態のトーンホイールの断面図、図１６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造方法に基づく成型過程を示す図である。

図１は自動車の車輪を転がり軸受ユニット１により支持する構造の一例を示すものであり、内輪（回転側部材）を構成するハブ２のハブフランジ２ａにボルト３によりタイヤホイール（不図示）が固定される。また、ハブ２に形成されたスプライン軸孔２ｂには駆動シャフト（不図示）がスプライン嵌合されて、該駆動シャフトの回転駆動力がタイヤホイールに駆動伝達される。そして、ハブ２は内輪部材４と共に内輪を構成する。外輪（固定側部材）５は、車体の懸架装置（不図示）に取付固定される。この外輪５と上記内輪（ハブ２及び内輪部材４）との間に２列の転動体（玉）６…がリテーナ６ａで保持された状態で介装されている。２列の転動体（玉）６…の軌道の軸方向外側には、上記転動体６…の転動部に装填される潤滑剤（グリス）の漏出或いは外部からの泥水等の浸入を防止するためのシールリング７、８が、外輪５と内輪（ハブ２及び内輪部材４）との間に装着されている。車体側シールリング７の外面に対面するよう、磁気センサ９が外輪５又は車体（固定側部材）に設置され、この磁気センサ９と後記するトーンホイール１０とにより、タイヤホイールの回転速度を検出する磁気エンコーダＥが構成される。

図２は、車体側シールリング７の装着部の拡大断面図を示す。該シールリング７は、上記内輪部材４の外周（外径面）に一体嵌合されるトーンホイール１０と、外輪５の内周（内径面）に圧入嵌合される芯金１１と、ゴム等の弾性材からなり、先端部がトーンホイール１０を構成する金属補強環（スリンガ）１３の内面（転動体６側）に弾性摺接する複数のリップ１２ａ…を有し、芯金１１に固着された弾性シールリップ部材１２とが組合さったパックシールタイプのシールリング（以下、パックシールと言う）として構成されている。

トーンホイール１０は、内輪部材４の外径面に嵌合固定される円筒状部１３ａと、その一端に連成された外向鍔状部１３ｂとよりなる金属補強環（スリンガ）１３と、上記外向鍔状部１３ｂの外面（車体側）に合体結合一体とされた環状のプラスチック磁石（環状多極磁石）１４とよりなる。プラスチック磁石１４は、前記磁性粉末を含有する前記バインダー樹脂を円環状に成型し、その周方向に沿って多数のＮ極、Ｓ極を交互に着磁形成したものである。従って、ハブ２及び内輪部材４の回転に伴うトーンホイール１０の回転による上記着磁部分の磁気変化を、磁気センサ９が検出し、これによって車輪の回転検出（回転速度、回転方向等）がなされる。

金属補強環１３は上記樹脂成型体の一部の係入を許容する係合部１５を備え、金属補強環１３が配置された成型型内に樹脂材料を装填して成型することによって、係合部１５に樹脂材料の一部が係入し、硬化した環状樹脂成型体がこの係入部分１４ａの楔着によって金属補強環１３に合体結合一体とされる。このとき係合部１５は、図２に示すように、金属補強環１３の表裏に開設された複数の透孔部１５ａとすれば、この透孔部１５ａにおける樹脂材料の係入部分１４ａの楔着は、金属補強環１３の外向鍔状部１３ｂの外面（車体側）から内面（転動体６側）に連通して鋲着するようにされる。なお、ここで形成される透孔部１５ａは、金属補強環１３の表裏に等間隔で、またその間隔を狭く形成されるものとすれば、金属補強環１３をバランスよく、より強固に楔着可能であるが、これに限定されるものではない。
従って、自動車の車輪のように高速回転部分での回転検出においては、本発明のような透孔部１５ａがないと、金属補強環１３とプラスチック磁石１４との固着強度が不十分であるが、本発明のように透孔部１５ａを備えたものとすれば、該透孔部１５ａに樹脂材料の一部が係入し、この係入部分１４ａの楔着作用によって、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とが合体結合一体化されることにより、一体化強度が強化され、プラスチック磁石１４の外れ（軸方向への抜け、円周方向への空回り、或いは遠心力による外向鍔状部１３ｂの面域方向へのズレ等）が防止される。特に本発明によれば、従来のゴム磁石に比べ弾性に乏しく硬質なプラスチック磁石であっても、金属補強環１３を合体結合一体とできるので、有効である。

このとき、金属補強環１３とプラスチック磁石１４との固着面に成型時に接着剤を塗布しておけば接着剤による接着力と透孔部１５ａ及び係入部分１４ａによる楔着力が相乗して、より強固な合体結合一体化がなされる。これにより、プラスチック磁石１４の特性が活かされ、自動車の車輪用回転検出適性が増大する。ここで、接着剤としては、エポシキ系接着剤が接着力が強く望ましく採用されるが、シーラントやエラストマー系接着剤のような弾性接着剤も使用可能である。特に、金属補強環とプラスチック磁石との熱膨張係数の差が大きい為、温度変化の激しい環境下においては、両者に熱膨張の差が生じるが、弾性接着剤を使用した場合、この弾性接着剤層の弾性がこの熱膨張差を吸収し、プラスチック磁石の剥れや割れ発生を未然に防止することができる。

また、プラスチック磁石１４と金属補強環１３との合体結合部分の端部に、後述するような接着剤やシーラントＳを塗布すれば（図２では不図示）、合体結合部分へ水が浸入することがなく、従って、浸入した水の凍結によるプラスチック磁石１４の割れの発生を有効に阻止することができ、耐久性が増す。
更に、プラスチック磁石１４と金属補強環１３の固着面は、その表面粗さがＲａ０．８以上とされる。このような表面粗さとすることにより、該固着面のすべり抵抗が大となるので、上記プラスチック磁石１４のズレ等の防止を補完し、プラスチック磁石１４と金属補強環１３とを一層強固に合体結合一体化することができる。

尚、本実施形態では、トーンホイール１０がパックシール７の一構成部材とした場合を例示したが、トーンホイール１０を単体で回転側部材に嵌合し、このトーンホイール１０に磁気センサ９を対峙するよう配置して磁気エンコーダＥを構成するようにしても良い。また、図１及び図２は内輪が回転する駆動輪における軸受ユニット１での例を示しているが、外輪回転の従動輪用の軸受ユニットにも適用し得ることは言うまでもない。この場合は、回転側部材としての外輪にトーンホイール１０が嵌合固定される。

図３乃至図５に示すトーンホイール１０Ａ〜１０Ｃは、上記実施形態の変形例を示し、金属補強環１３の形態が夫々異なる。即ち、図３に示すトーンホイール１０Ａでは、金属補強環１３に、複数の透孔部１５ａが開設されている点では共通するが、この例ではこの透孔部１５ａが周方向に等間隔で２列に形成されている点で相違する。これによれば、係入部分１４ａの楔着によって、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを一層強固に合体結合一体とすることができる。

また、図４に示すトーンホイール１０Ｂでは、金属補強環１３が、円筒状部１３ａ、外向鍔状部１３ｂ、そして該外向鍔状部１３ｂの外周縁部に上記円筒状部１３ａとは反対方向に同心状に延設された径大円筒部１３ｃ（折曲部分）よりなり、環状樹脂成型体は、この径大円筒部１３ｃを包むように成型一体に構成される。これによれば、係入部分１４ａの楔着と径大円筒部１３ｃの包持力とが相乗して、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを一層強固に合体結合一体とすることができる。

更に、図５に示すトーンホイール１０Ｃでは、上記径大円筒部１３ｃが鋭角に折曲形成されて構成される。環状樹脂成型体が、この径大円筒部１３ｃを包むように成型一体とされる点は図４の例と同様である。このように金属補強環１３の径大円筒部１３ｃを鋭角に折り曲げてなるものとすれば、鋭角折り曲げ部分の包持による軸方向の結合強度が強化され、より一層強固に金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを合体結合一体とすることができる。

図３〜図５におけるその他の構成は、図１、図２に示すものと同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。また、これらのトーンホイール１０Ａ〜１０Ｃは、図１、図２の例のようにパックシール７の一構成部材である場合の他、単体として回転側部材に嵌合されるものや、外輪が回転する従動輪の回転検出に用いられるものであっても良いことは上記と同様である。

図６は別実施形態のトーンホイールを示し、この実施形態のトーンホイール１０Ｄにおいては、金属補強環１３の表裏に形成された係合部１５が、図４の例と同様の径大円筒部１３ｃの周方向に形成された複数の歯状切欠部１５ｂからなり、樹脂材料の係入部分１４ａの楔着はこの歯状切欠部１５ｂにおいて噛合される形態が上記と異なる。図７は、本実施例で用いられる金属補強環１３の断面斜視図である。ここでは、歯状切欠部１５ｂは径大円筒部１３ｃに略方形に切り欠いて構成されているが、これに限られず、例えば略台形状（テーパー形状）にすれば、より一層プラスチック磁石１４が外れにくい構造とすることができる。
なお、図例では、環状樹脂成型体が、外向鍔状部１３ｂの内面側（転動体６側）まで包むように成型一体されていないものを示している。これによれば、図２に示すようなパックシールとした場合、リップ１２ａの摺接面を広く確保することができるので、シール設計が容易となりシール性の高いものを構成することができる。なお、環状樹脂成型体の構成はこれに限られず、図４、図５のように、上記内面側にまで形成されるものとすれば、包持力が増し、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを強固に合体結合一体とすることができる。また図例の歯状切欠部１５ｂは、径大円筒部１３ｃの周方向に等間隔で形成された例を示しているが、これに限定されるものではない。

図８は、上記実施形態の変形例を示したものであり、上記径大円筒部１３ｃが鋭角に折曲形成されて構成される。このように金属補強環１３の径大円筒部１３ｃを鋭角に折り曲げてなるものとすれば、鋭角折り曲げ部分の包持による軸方向の結合強度が強化され、より一層強固に金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを合体結合一体とすることができる。
図例では、環状樹脂成型体が、外向鍔状部１３ｂの内面側（転動体６側）まで包むように成型一体されていないものを示している。これによれば、図２に示すようなパックシールとした場合、リップ１２ａの摺接面を広く確保することができるので、シール設計が容易となりシール性の高いものを構成することができる。なお、環状樹脂成型体の構成はこれに限られず、図４、図５のように、上記内面側にまで形成されるものとすれば、鋭角折り曲げ部分の包持一体化と、歯状切欠部１５ｂによる噛合力と、内面側まで包持する包持力との相乗効果により、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを強固に合体結合一体とすることができる。

図６、図８におけるその他の構成は、図１、図２に示すものと同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。また、これらのトーンホイール１０Ｄ、１０Ｅは、図１、図２の例のようにパックシール７の一構成部材である場合の他、単体として回転側部材に嵌合されるもの、更には外輪が回転する従動輪の回転検出に用いられるものであっても良いことは上記と同様である。

図９は別実施形態のトーンホイールを示し、この実施形態のトーンホイール１０Ｆにおいては、金属補強環１３に形成された係合部１５が複数の歯状切欠部１５ｃからなるが、歯状切欠部１５ｃが金属補強環１３の表裏を連通して形成されたものではない形態が上記と異なる。即ち、本実施例のトーンホイール１０Ｆに形成された歯状切欠部１５ｃは、図１０に示すように金属補強環１３の径大円筒部１３ｃの内周面を略半分程度掘削するように切り欠いていわば溝状に形成される。図１０は、本実施例で用いられる金属補強環１３の断面斜視図である。ここでは、歯状切欠部１５ｂは略方形に切り欠いて構成されているが、これに限られず、先述の実施例２と同様に、例えば略台形状（テーパー形状）に切り欠いたものとしてもよい。これによれば、より一層プラスチック磁石１４が外れにくい構造とすることができる。図例では、環状樹脂成型体が、外向鍔状部１３ｂの内面側（転動体６側）まで包むように成型一体されていないものを示している。これによれば、図２に示すようなパックシールとした場合、リップ１２ａの摺接面を広く確保することができるので、シール設計が容易となりシール性の高いものを構成することができる。なお、環状樹脂成型体の構成はこれに限られず、図４、図５のように、上記内面側にまで形成されるものとすれば、包持力が増し、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを強固に合体結合一体とすることができる。

図９におけるその他の構成は、図１、図２に示すものと同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。また、トーンホイール１０Ｆは、図１、図２の例のようにパックシール７の一構成部材である場合の他、単体として回転側部材に嵌合されるもの、更には外輪が回転する従動輪の回転検出に用いられるものであっても良いことは上記と同様である。

図１１は別実施形態のトーンホイールを示し、この実施形態のトーンホイール１０Ｇにおいては、金属補強環１３の表裏に形成された係合部１５が複数の歯状切欠部１５ｄからなり、樹脂材料の係入部分１４ａの楔着はこの歯状切欠部１５ｄにおいて噛合される点は実施例２と同様であるが、金属補強環１３の形態が上記と異なる。ここで用いられる金属補強環１３は、図２の例と同様に内輪部材４の外径面に嵌合固定される円筒状部１３ａと、その一端に連成された外向鍔状部１３ｂとよりなるもので構成され、外向鍔状部１３ｂに歯状切欠部１５ｄが形成される。図１２は、本実施例で用いられる金属補強環１３の断面斜視図である。ここでは、歯状切欠部１５ｄは、図例のように開口部が狭く形成される略台形状（テーパー形状）にすれば、より一層プラスチック磁石１４が外れにくい構造とすることができるが、これに限定されるものではなく、略方形に切り欠いて構成されているものとしてもよい。

図１３は、上記実施形態の変形例を示したものであり、トーンホイール１０Ｈは、金属補強環１３の外向鍔状部１３ｂを円筒状部１３ａの一端から折り返し部１３ｄを介して形成されたものに本実施例を適用したものである。このような形状でなる金属補強環１３においても、折り返し部１３ｄにより嵌合部分と係入部分１４ａの楔着作用とが相乗してプラスチック磁石１４を金属補強環１３に強固に合体結合一体とすることができる。

図１１、図１３におけるその他の構成は、図１、図２に示すものと同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。また、これらのトーンホイール１０Ｇ、１０Ｈは、図１、図２の例のようにパックシール７の一構成部材である場合の他、単体として回転側部材に嵌合されるもの、更には外輪が回転する従動輪の回転検出に用いられるものであっても良いことは上記と同様である。

図１４は別実施形態のトーンホイールを示し、この実施形態のトーンホイール１０Ｉにおいては、金属補強環１３の折曲部分、即ち径大円筒部１３ｃに透孔部１５ａが形成されている点が上記と異なる。ここで透孔部１５ａは、径大円筒部１３ｃの表裏に複数開設され、樹脂材料の係入部分１４ａの楔着はこの透孔部１５ａにおいてなされている点は上記実施例１と同様である。これによれば、簡易な構造でありながら、透孔部１５ａに係入した樹脂材料の楔着によって、金属補強環１３とプラスチック磁石１４とを強固に合体結合一体とすることができ、構造がシンプルであるため、成型金型の構造も複雑になることなく一体成型可能である。また、図２に示すようなパックシールとした場合、リップ１２ａの摺接面を広く確保することができるので、シール設計が容易となりシール性の高いものを構成することができる。

図１４におけるその他の構成は、図１、図２に示すものと同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。また、トーンホイール１０Ｉは、図１、図２の例のようにパックシール７の一構成部材である場合の他、単体として回転側部材に嵌合されるもの、更には外輪が回転する従動輪の回転検出に用いられるものであっても良いことは上記と同様である。

図１５は別実施形態のトーンホイールを示し、この実施形態のトーンホイール１０Ｊにおいては、金属補強環１３の表裏に開設された複数の透孔部１５ａからなり、前記樹脂材料の係入部分の楔着はこの透孔部１５ａより金属補強環１３の表裏に連通して鋲着される点は上記実施例１と共通するが、透孔部１５ａを連通した樹脂材料によって、係止部１４ｂが形成されている点で上記とは異なる。また図１５には、シーラントＳを図示している。このシーラントＳは、金属補強環１３とプラスチック磁石１４との合体結合部分の端部に塗布することにより、水の浸入を防ぎトーンホイール１０Ｊの耐久性を向上させることができるものであるが、特に図１５のようにプラスチック磁石１４が金属補強環１３から突出するように固着されて、磁気センサ９と対峙する構成とする場合は、プラスチック磁石１４が水等のアタックを受けやすいため、シーラントＳを塗布することは一層効果的といえる。なお、ここでは金属補強環１３とプラスチック磁石１４との合体結合部分の端部にシーラントＳを塗布する例を示したが、これに限定されず、エポキシ系或いはエラストマー系の接着剤を塗布するものとしてもよい。

図１５におけるその他の構成は、図１、図２に示すものと同様であるので共通部分に同一の符号を付しその説明を割愛する。また、トーンホイール１０Ｊは、図１、図２の例のようにパックシール７の一構成部材である場合の他、単体として回転側部材に嵌合されるもの、更には外輪が回転する従動輪の回転検出に用いられるものであっても良いことは上記と同様である。

次いで本発明の製造方法について説明する。
図１６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造方法に基づく成型過程を示す図であり、図１６（ａ）は下型１８に、係合部１５（透孔部１５ａ）を備えた金属補強環１３を配置し、中子１７を組み付けた状態を示す縦断面図、（ｂ）は上型１６をセットした状態を示す縦断面図、（ｃ）は注入口（不図示）より成型型内に樹脂材料を装填し硬化させた状態を示す縦断面図である。
まず図１６（ａ）で示すように、下型１８に金属補強環１３を配置した後、下型１８と中子１７とを組み付ける。下型１８には、金属補強環１３を配置でき、金属補強環１３端部に形成されている係合部１５から係入される樹脂材料が、金属補強環１３を包み込んで回り込むよう、所望する形状に形成されたキャビティー１８ａが備えられている。

次に、上型１６をセットし（図１６（ｂ）参照）、成型型内に樹脂材料を注入口より装填して金属補強環１３と共に環状樹脂成型体を一体成型する（図１６（ｃ）参照）。上型１６には、環状樹脂成型体の主形状に形成されたキャビティー１６ａが備えられている。
この装填成型時に上記係合部１５に樹脂材料を係入させ且つ環状樹脂成型体の一部の係入部分１４ａの楔着によって環状樹脂成型体と金属補強環１３とを合体結合一体とすることができる。そして、環状樹脂成型体が硬化したら、多数のＳ・Ｎ極を周方向に沿って交互に着磁し、プラスチック磁石１４をなし、一体成型されたトーンホイールを得ることができる。ここで、この成型時に金属補強環１３と環状樹脂成型体との固着面に接着剤を塗布しておいてもよいことは言うまでもない。また上型１６と中子１７は一体化された金型であってもよい。

尚、係合部１５の形状は図例のものに限定されず、本発明のトーンホイールの適用例は、上記実施例に限定されず、回転側部材に取付けられ、固定側部材に設置された磁気センサとによって磁気エンコーダを構成するものであれば、その他の回転検出が求められる回転部分における軸受、軸受ユニット或いは適宜回転軸（駆動軸）等の回転側部材においても本発明のトーンホイールを採用し得ることは言うまでもない。また上記実施形態のトーンホイール１０、１０Ａ〜１０Ｊはいずれもアキシャルエンコーダを構成するものであるが、ラジアルエンコーダを構成するものにも本発明が適用可能であることも言うまでもない。更に、図例の金属補強環１３は、円筒状部１３ａが、内輪部材４（回転側部材）の外径面に嵌合固定され、その一端には外向鍔状部１３ｂが形成されたものを示しているが、これに限られず、本発明は、円筒状部１３ａの一端に軸方向に対して内向きに鍔状部（不図示）が形成された形態にも適用可能であることも言うまでもない。

本発明のトーンホイールを用いて組立てられた軸受構造の一例を示す縦断面図である。図１におけるＸ部の拡大図である。同トーンホイールの変形例の一例を示す断面図である。同トーンホイールの変形例の他の例を示す断面図である。同トーンホイールの変形例の更に他の例を示す断面図である。別実施形態のトーンホイールの断面図である。図６における金属補強環の断面斜視図である。図６に示すトーンホイールの変形例である。更に別の実施形態のトーンホイールの断面図である。図９における金属補強環の断面斜視図である。更に別の実施形態のトーンホイールの断面図である。図１１における金属補強環の断面斜視図である。図１１に示すトーンホイールの変形例である。更に別の実施形態のトーンホイールの断面図である。更に別の実施形態のトーンホイールの断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製造方法に基づく成型過程を示す図である。

符号の説明

２ハブ（回転側部材）
４内輪部材（回転側部材）
５外輪（固定側部材）
９磁気センサ
１０、１０Ａ〜１０Ｊトーンホイール
１３金属補強環（スリンガ）
１４プラスチック磁石（環状多極磁石）
１４ａ係入部分
１５、１５ａ〜１５ｄ係合部
Ｅ磁気エンコーダ

Claims

回転側部材に嵌合一体に装着される金属補強環と、該金属補強環に固着された環状多極磁石とよりなり、固定側部材に固定される磁気センサとにより回転検出磁気エンコーダを構成するトーンホイールであって、
前記金属補強環は、前記回転側部材に嵌合される円筒状部と、前記円筒状部の一端から折り返されてなり軸方向に沿うように形成された折返し部と、前記折返し部から外向きに延びる外向鍔状部とを備え、
前記環状多極磁石は、磁性粉末を含んで成型された環状樹脂成型体に多数のＳ・Ｎ極を周方向に沿って交互に着磁したプラスチック磁石からなり、
前記外向鍔状部の前記折返し部とは反対側の端部は、前記樹脂成型体の一部の係入を許容するように該端部の表裏に連通した複数の歯状切欠部からなる係合部であり、
前記金属補強環が配置された成型型内に樹脂材料を装填して成型することによって、前記歯状切欠部に樹脂材料が係入するとともに前記折返し部に対して外嵌した状態で硬化した環状樹脂成型体は、この係入部分の楔着及び前記折返し部に対する外嵌によって、前記金属補強環の前記折返し部及び前記外向鍔状部に合体結合一体とされたものであることを特徴とするトーンホイール。
請求項１に記載のトーンホイールにおいて、
前記環状多極磁石と前記金属補強環との合体結合部分の端部には、接着剤又はシーラントが塗布されていることを特徴とするトーンホイール。
回転側部材に嵌合一体に装着される金属補強環と、該金属補強環に固着されたプラスチック磁石とよりなり、固定側部材に固定される磁気センサとにより回転検出磁気エンコーダを構成するトーンホイールの製造方法であって、
前記回転側部材に嵌合される円筒状部と、前記円筒状部の一端から折り返されてなり軸方向に沿うように形成された折返し部と、前記折返し部から外向きに延びる外向鍔状部とを備えるとともに、前記外向鍔状部の前記折返し部とは反対側の端部は、前記樹脂成型体の一部の係入を許容するように該端部の表裏に連通した複数の歯状切欠部からなる係合部である前記金属補強環を成型型内に配置し、次いで成型型内に樹脂材料を装填して該金属補強環と共に環状樹脂成型体を一体成型し、この装填成型時に前記歯状切欠部に樹脂材料を係入するとともに前記折返し部に対して外嵌された状態とし、且つ環状樹脂成型体の一部の係入部分の楔着及び前記折返し部に対する外嵌によって、前記環状樹脂成型体と前記金属補強環とを合体結合一体とし、爾後環状樹脂成型体に多数のＳ・Ｎ極を周方向に沿って交互に着磁してプラスチック磁石となすことを特徴とするトーンホイールの製造方法。