JP2008185068A - センサ付き密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂部材と芯金との接合面より水が侵入するのを防止することができるセンサ付き密封装置を提供する。
【解決手段】芯金１６と樹脂部材１０との接合面１０ａの少なくとも一部を、熱硬化性接着剤によって接着するとともに、この熱硬化性接着剤によって、外気に臨む接合面１０ａの一端部１０ｂを通して水分が芯金１６の軸方向内方に侵入するのを阻止する密封層Ｍを形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、センサ付き密封装置に関する。

自動車等の車両の車輪が取り付けられる転がり軸受装置として、例えば、外輪と、この外輪に転動体を介して設けられた内輪とを備えたものがある。この転がり軸受装置には、外輪と内輪との間の環状空間を封止し、転がり軸受装置内部の潤滑剤の漏洩と外部からの泥水等の異物の侵入を防止するために、円環状の密封装置が設けられている。
この密封装置の一つとして、自動車等のアンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）等を制御するために、車輪の回転速度を検出するセンサ装置を内蔵したセンサ付き密封装置が知られている。

例えば、図４に示されるように、前記センサ付き密封装置１０１として、外輪１０２の端部内周１０２ａに固定される環状の芯金１０４と、内輪１０３の外周に固定される環状の金属製のスリンガ１０５とを備えたものがある。また、芯金１０４の軸方向外側側面（図４において左側）及び内周面には、ゴムからなる弾性シール１０８が取り付けられている。

芯金１０４の周囲には、環状の樹脂部材１０７が固着されている。また、芯金１０４の外周部には周方向に沿って略等間隔で複数の貫通孔１１１が形成されており、これら複数の貫通孔１１１のうちの一つの内方に、センサ１０６が前記樹脂部材１０７でモールドされた状態で配置されている。そして、スリンガ１０５の外周には着磁体支持リング１１２が設けられており、この着磁体支持リング１１２の径方向外側端部に、センサ１０６に軸方向に対向した状態で着磁体１１０が設けられている。なお、スリンガ１０５は、径方向に延びるフランジ部１０５ａを有しており、このフランジ部１０５ａと前記樹脂部材１０７との間でラビリンスシールＳが構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４０１８７号公報

前述した従来のセンサ付き密封装置１０１は、外部からの水の侵入を、主としてラビリンスシールＳ及び弾性シール１０８により防止している。ところが、芯金１０４と樹脂部材１０７とはインサート成形により一体化されているのみであるため、芯金１０４と樹脂部材１０７との接合面１０７ａには、熱膨張の差により部分的に僅かな隙間が存在する場合がある。この場合、芯金１０４と樹脂部材１０７との接合面１０７ａのうち、外気に臨んでいる一端部１０７ｂを通じて外部からの泥水等が転がり軸受装置の内部に侵入して転がり軸受装置の機能に支障を来たすおそれがあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、樹脂部材と芯金との接合面より水が侵入するのを防止することができるセンサ付き密封装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明のセンサ付き密封装置は、外側部材の一端部に取り付けられる芯金と、前記外側部材と相対回転する内側部材の外周に嵌合固定される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びて外周とこれに対向する部材との間でラビリンスシールを構成するフランジ部とを有するスリンガと、前記フランジ部の軸方向内方に設けられ、前記芯金に取り付けられているとともにリップ部が前記スリンガに摺接している弾性シールと、接合面の一端部が外気に臨ませた状態で前記芯金に接合された環状の樹脂部材と、この樹脂部材にモールドされたセンサと、このセンサに対向した状態で前記内側部材に設けられた着磁体と、を有しているセンサ付き密封装置であって、前記芯金と前記樹脂部材との接合面の少なくとも一部が、熱硬化性接着剤によって接着されているとともに、この熱硬化性接着剤によって、水分が前記外気に臨む接合面の一端部を通して前記芯金の軸方向内方に侵入するのを阻止する密封層を構成していることを特徴としている。
本発明のセンサ付き密封装置では、熱硬化性接着剤によって構成された密封層によって、芯金と樹脂部材との接合面を通して水分が芯金の軸方向内方に侵入するのを防止することができる。

また、前記センサ付き密封装置は、前記外側部材が車輪用軸受装置の外輪であり、前記内側部材が前記外輪に対して同軸に配置された車輪用軸受装置の内輪であってもよい。このような構成によれば、前述と同様、樹脂部材と芯金との接合面より、車輪用軸受装置に取り付けられたセンサ付き密封装置の内部に水が侵入するのを防止することができる。

前記熱硬化性接着剤は、フェノール系接着剤、アクリル系接着剤又はエポキシ系接着剤であることが好ましい。このような構造であれば、前記芯金と前記樹脂部材との接合面が高い接着性を有するため、前記芯金と前記樹脂部材との接合面から水が侵入するのをより効果的に防止することができる。

本発明のセンサ付き密封装置によれば、前記芯金と前記樹脂部材との接合面の少なくとも一部が熱硬化性接着剤によって接着されることにより、水分が外気に臨む接合面の一端部を通して前記芯金の軸方向内方に侵入するのを阻止する密封層が構成されているので、前記芯金と前記樹脂部材との接合面から水が侵入するのを防止することができる。このため、前記センサ付き密封装置が取り付けられた装置の内部に水が侵入して当該装置の機能に支障を来たすのを防止することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明のセンサ付き密封装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るセンサ付き密封装置８が組み付けられた転がり軸受装置１を示す断面図である。図２は、図１におけるセンサ付き密封装置８を示す断面図である。

図１に示すように、この転がり軸受装置１は、車両の車輪が取り付けられる内側部材としての内輪２と、この内輪２に外嵌された外側部材としての外輪３と、内輪２と外輪３との間に設けられた複列の転動体４，５と、内輪２と外輪３との環状空間を封鎖するセンサ付き密封装置８とを備えている。

内輪２の内軸６は車両アウタ側（図１において右側）端部に車輪側のホイール（図示せず）を取り付けるためのフランジ６ａを有している。また、内軸６の車両インナ側（図１において左側）に小径部２ａが形成されており、その小径部２ａに内輪軌道部材７が外嵌されている。そして、この内輪軌道部材７及び内軸６により、内輪２が構成されている。

内輪軌道部材７は、その外周面に車両インナ側の転動体５用の内側軌道７ａが形成されている。また、内軸６の軸方向中間部の中径部６ｂに車両アウタ側の転動体４用の内側軌道６ｃが形成されている。更に、内軸６の車両インナ側端部は、外周側が径外方に広げられて形成されたかしめ部６ｄを有しており、このかしめ部６ｄによって内輪軌道部材７が内軸６から抜けるのを阻止している。

一方、外輪３は、複列の転動体４，５を介して内輪２に相対回転可能に外嵌されていると共に内輪２と同軸に設けられている。この外輪３の内周面に転動体４，５用の複列の外側軌道３ａが形成されている。外輪３の外周にはフランジ３ｂが形成されており、このフランジ３ｂが車体側部材（図示せず）に固定されている。つまり、外輪３が固定側とされ、内輪２が軸心回りに回転する回転側とされている。

また、転動体４，５は熱処理にて硬化された鋼球からなり、外輪３の外側軌道３ａと内輪２の内側軌道６ｃ，７ａとの間に、アンギュラコンタクトとなるように複列に介在している。なお、各転動体４，５は、保持器９によって所定間隔毎に保持されている。

そして、図２に示すように、内輪２と外輪３との間の環状空間Ｒを封止するために、軸方向両端部に本実施の形態に係る環状のセンサ付き密封装置８が設けられており、転動体４，５側である軸受装置内部からの潤滑剤の漏洩と、軸受装置外部から転動体４，５側への泥水等の異物の侵入を防止している。

センサ付き密封装置８は、外輪３端部の内周面３ｃに嵌合固定された芯金１６と、この芯金１６に固着された弾性シール１５と、内軸６の外周に設けられたスリンガ１７と、芯金１６に固着された樹脂部材１０と、この樹脂部材１０にモールドされて配置されたセンサ１１と、このセンサ１１に軸方向に対向した状態で設けられた着磁体１２とから構成されている。

芯金１６は、外輪３端部の内周面３ｃに嵌合固定された芯金円筒部１６ａと、この芯金円筒部１６ａの軸方向車体側（図２において左側）の端部から径方向内側へ折り曲げられた芯金環状部１６ｂとからなり、断面Ｌ字型となっている。芯金１６は全体が環状となっており、例えば、冷延鋼板であるＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ等をプレス加工することで形成される。そして、例えばゴム等の弾性体からなる弾性シール１５が前記芯金１６と一体となるように芯金環状部１６ｂの軸方向外側側面及び内周面に固着されている。

弾性シール１５は、前記芯金環状部１６ｂの軸方向外側側面及び内周面に取り付けられた基部１５ｃを有し、この基部１５ｃから弾性変形した状態で後述するスリンガ円筒部１７ａの外周面に摺接するラジアルリップ１５ｂと、基部１５ｃから弾性変形した状態でフランジ部１７ｂの軸方向内側側面に摺接するアキシャルリップ１５ａとを備えている。

樹脂部材１０は、インサート成形により芯金１６の周囲に固着されており、両者の接合面１０ａの一端部１０ｂは、スリンガ１７の後述するフランジ部１７ｂと前記芯金環状部１６ｂとの間で大気に臨ませてある。また、樹脂部材１０の内側面は、外輪３に密着されている。さらに、芯金１６の外周部には周方向に沿って略等間隔で複数の貫通孔１３が形成されており、これら複数の貫通孔１３のうちの一つの内方にセンサ１１が、樹脂部材１０にモールドされた状態で配置されている。

スリンガ１７は、内軸６の外周面６ｅに嵌合固定されたスリンガ円筒部１７ａと、このスリンガ円筒部１７ａの軸方向車体側の端部から径方向外側へ折り曲げられた前記フランジ部１７ｂとからなり、断面Ｌ字型となっている。フランジ部１７ｂは、その外周とこれに対向する樹脂部材１０との間で外部からの異物の侵入を防止するラビリンスシールＳを構成している。また、スリンガ１７は、全体が環状となっており、例えばステンレス鋼等の金属板をプレス加工することで形成される。

スリンガ１７の外周には着磁体支持リング１８が設けられており、この着磁体支持リング１８の軸方向内側側面及び外周面に、センサ１１に軸方向に対向した状態で着磁体１２が設けられている。
着磁体支持リング１８は、スリンガ円筒部１７ａの外周面に嵌合された円筒部１８ａと、この円筒部１８ａの軸方向車輪側（図２において右側）より径方向外側に延びた環状部１８ｂとから構成され、断面Ｌ字型となっている。そして、環状部１８ｂの軸方向内側側面及び外周面に着磁体１２が固着されている。
なお、着磁体支持リング１８は、ＳＵＳ４３０等の磁性金属から成形されている。また、着磁体１２はゴム等からなる母材に磁性粉を混練して着磁することにより形成されている。

上記構成のセンサ付き密封装置８が組み付けられた転がり軸受装置１は、内輪２が回転すると、それに伴って着磁体１２が回転する。例えば着磁体１２は、その外周面に円周方向にＮ極とＳ極とが交互に等間隔をおいて形成された構造であり、この着磁体１２が回転すると、センサ１１と着磁体１２との間の磁界の磁束密度がその回転に応じて変化する。センサ１１は、この内輪２の回転に応じた磁束密度の変化を検出し、車両の回転制御部に出力する。そして、この回転制御部にて内輪２の回転速度、すなわち車輪の回転速度が検知され、車両のアンチロックブレーキシステム等の制御に反映される。

以上の構成のセンサ付き密封装置８において、芯金１６と樹脂部材１０との接合面１０ａの全面は熱硬化性接着剤により接着されている。この熱硬化性接着剤は、非常に高い接着性を有するものであり、例えばフェノール系接着剤、アクリル系接着剤又はエポキシ系接着剤からなっている。このように、接合面１０ａが、熱硬化性接着剤により接着されていることにより、外部からの水の侵入経路と成り得る接合面１０ａからの水の侵入を防止する密封層Ｍが構成されている。このため、大気に臨む一端部１０ｂ及びこれに連なる接合面１０ａを通して泥水等の水分が芯金環状部１６ｂの軸方向内側に侵入するのを防止することができる。この結果、転がり軸受装置１の内部に水が侵入して当該転がり軸受装置１の機能に支障を来たすのを防止することができる。
また、当該熱硬化性接着剤は可撓性の高いものが好ましい。このような接着剤であれば、芯金１６と樹脂部材１０との線膨張係数の違いにより、環境変化により生じる応力に対応することができ、接着面が破損するのを防止することができる。さらに、この可撓性により、転がり軸受装置１の車両搭載時の振動、外力にも対抗でき、安定したセンシングを可能にすることができる。

図３は、本発明の第二実施形態に係るセンサ付き密封装置を示す断面図である。このセンサ付き密封装置８の基本的構造は図２と同じであり、同一部分には同一の参照符号を付している。
このセンサ付き密封装置８において、芯金１６は、互いに独立して設けられた第一の芯金Ｓ１と第二の芯金Ｓ２とからなる。第一の芯金Ｓ１は、外輪３の内周に嵌合される第一の芯金円筒部１６ａと、この第一の芯金円筒部１６ａの軸方向車輪側（図３において右側）の端部から径方向内側へ折り曲げられた第一の芯金環状部１６ｂとからなり、第二の芯金Ｓ２は第二の芯金円筒部１６ｃと、その軸方向車輪側の端部から径方向内側へ折り曲げられた第二の芯金環状部１６ｄとからなっている。また、第一の芯金Ｓ１は軸方向車輪側に設けられており、第二の芯金Ｓ２は第一の芯金Ｓ１から軸方向車体側及び径方向外方に離れた位置に設けられている。前記第一の芯金Ｓ１及び第二の芯金Ｓ２は全体が環状となっており、図２で説明した芯金１６と同様に、例えば冷延鋼板であるＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ等をプレス加工することで形成される。
そして、例えばゴム等の弾性体からなる弾性シール１５が第二の芯金環状部１６ｄと一体となるように第二の芯金環状部１６ｄの軸方向外側側面及び内周面に固着されている。

スリンガ１７は、図２で説明したスリンガ１７と同様に、内軸６の外周面６ｅに嵌合されたスリンガ円筒部１７ａと、このスリンガ円筒部１７ａの軸方向車体側の端部から径方向外側へ折り曲げられたフランジ部１７ｂとからなり、断面Ｌ字型の環状のものである。フランジ部１７ｂは、対向する部材である第二の芯金円筒部１６ｃとの間で外部からの異物の侵入を防止するラビリンスシールＳを構成している。
また、樹脂部材１０は、インサート成形により第一，第二の芯金円筒部１６ａ，１６ｃ及び第一の芯金環状部１６ｂのそれぞれの周囲に固着されている。

スリンガ１７の外周には着磁体支持リング１８が設けられている。この着磁体支持リング１８は、スリンガ円筒部１７ａの外周面に嵌合された第一の円筒部１８ａと、この第一の円筒部１８ａの軸方向車体側の端部より径方向外側に延びた環状部１８ｂと、この環状部１８ｂの径方向外側の端部より軸方向車輪側に延びた第二の円筒部１８ｃとから構成され、断面コの字型となっている。そして、第二の円筒部１８ｃの外周面及び軸方向両側端面に着磁体１２が固定されている。
なお、着磁体支持リング１８は、図２で説明した着磁体支持リング１８と同様にＳＵＳ４３０等の磁性金属から成形されている。また、着磁体１２はゴム等からなる母材に磁性粉が着磁することにより形成されている。

また、センサ１１は前記着磁体１２の径方向外方において、当該着磁体１２に対向させて設けられている。この着磁体１２とセンサ１１との間には芯金１６が介在しておらず、樹脂部材１０のみが介在している。さらに、センサ１１は樹脂部材１０でモールドされている。

芯金１６と樹脂部材１０との接合面のうち、一端部が外気に臨んでいる接合面１０ａ全体は熱硬化性接着剤により接着されている。図２での記述と同様に、この熱硬化性接着剤は、非常に高い接着性を有するものであり、例えばフェノール系接着剤、アクリル系接着剤又はエポキシ系接着剤からなっている。このように、接合面１０ａが、熱硬化性接着剤により接着されていることにより、外部からの水の侵入経路と成り得る接合面１０ａからの水の侵入を防止する密封層Ｍを構成している。このため、転がり軸受装置１の内部に水が侵入して当該転がり軸受装置１の機能に支障を来たすのを防止することができる。
また、当該熱硬化性接着剤は可撓性の高いものが好ましい。このような接着剤であれば、芯金１６と樹脂部材１０との線膨張係数の違いにより、環境変化により生じる応力に対応することができ、接着面が破損するのを防止することができる。

以上のように前記第一実施形態及び第二実施形態のいずれについても、密封装置８が、センサ１１の検知面と着磁体１２との間に芯金１６が介在していない構造を有しているため、これらの間の距離（センサギャップ）を小さくすることができ、センシング精度が向上する。しかも、これらの間に芯金１６を介在させた場合には、センサ１１をモールドしている樹脂部材１０と芯金１６とが異なる熱膨張係数を有することに起因して生じる隙間から水分などの異物が浸入することによりセンシング精度が低下するが、このような不都合が生じるのを防止することができる。

なお、前記いずれの実施形態においても、芯金１６と樹脂部材１０との接合面１０ａの全体が熱硬化性接着剤で接着されているが、当該接合面１０ａに密封層Ｍを形成できる範囲であれば、部分的に接着させてもよい。また、本発明のセンサ付き密封装置は、例示した軸受装置以外の他の車両用軸受装置、例えば円錐ころ軸受装置や円筒ころ軸受装置にも組み付けることができ、更には、車両用に限らず汎用機械の軸受装置にも適用が可能である。また、芯金に複数の貫通孔が設けられているが、センサを内側に設けるための１つのみであってもよい。

本発明の第一実施形態に係るセンサ付き密封装置が組み付けられた転がり軸受装置を示す断面図である。 図１におけるセンサ付き密封装置を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係るセンサ付き密封装置を示す断面図である。 従来のセンサ付き密封装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 転がり軸受装置
２ 内輪（内側部材）
３ 外輪（外側部材）
８ センサ付き密封装置
１０ 樹脂部材
１０ａ 接合面
１１ センサ
１２ 着磁体
１６ 芯金
１５ａ アキシャルリップ
１５ｂ ラジアルリップ
１７ スリンガ
Ｍ 密封層
Ｓ ラビリンスシール

Claims (3)

1. 外側部材の一端部に取り付けられる芯金と、
   前記外側部材と相対回転する内側部材の外周に嵌合固定される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びて外周とこれに対向する部材との間でラビリンスシールを構成するフランジ部とを有するスリンガと、
   前記フランジ部の軸方向内方に設けられ、前記芯金に取り付けられているとともにリップ部が前記スリンガに摺接している弾性シールと、
   接合面の一端部が外気に臨ませた状態で前記芯金に接合された環状の樹脂部材と、
   この樹脂部材にモールドされたセンサと、
   このセンサに対向した状態で前記内側部材に設けられた着磁体と、
   を有しているセンサ付き密封装置であって、
   前記芯金と前記樹脂部材との接合面の少なくとも一部が、熱硬化性接着剤によって接着されているとともに、この熱硬化性接着剤によって、水分が前記外気に臨む接合面の一端部を通して前記芯金の軸方向内方に侵入するのを阻止する密封層を構成していることを特徴とするセンサ付き密封装置。
2. 前記外側部材が車輪用軸受装置の外輪であり、前記内側部材が前記外輪に対して同軸に配置された車輪用軸受装置の内輪である請求項１に記載のセンサ付き密封装置。
3. 前記熱硬化性接着剤が、フェノール系接着剤、アクリル系接着剤又はエポキシ系接着剤である請求項１又は２に記載のセンサ付き密封装置。

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