JP2013177928A

JP2013177928A - 転がり軸受装置用カバー及びその製造方法

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Publication number: JP2013177928A
Application number: JP2012041938A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Aihara; 成明相原; Toshimi Takagi; 敏己高城
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-09

Abstract

【課題】金属製筒部材に合成樹脂部材が形成された転がり軸受装置用カバーについて、金属製筒部材と、合成樹脂部材との間に、微小隙間が発生するのを防止する。
【解決手段】金属製筒部材の表面の一部に接着剤を半硬化状態で焼付けた後、インサート成形により合成樹脂部材を形成する。さらに二次加熱により接着剤を完全硬化させることにより、金属製筒部材と合成樹脂部材とを密着させると共に、温度、振動、時間の経過により金属製筒部材と合成樹脂部材との間に微小な隙間が生じるのを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度を検出する為に用いられる車輪用転がり軸受装置用のカバーに関する。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、あるいはトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御すべく、この車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出装置付転がり軸受装置として、従来から種々の構造のものが知られている。

このような転がり軸受装置は、通常の使用環境において雨天走行時の泥水や洗浄時の高圧洗浄水に晒されることが多々ある。泥水等の異物が転がり軸受装置の内部に侵入すると、転がり軸受装置の耐久性を損なうだけでなく、回転速度検出ユニットの信頼性にも悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、近年の自動車の高性能化に伴い、転がり軸受装置への異物の浸入を防止する為のカバーには、より良い信頼性が求められている。

転がり軸受装置内への異物浸入防止カバーに関して、特許文献１の様に軸受装置の外輪にＯリングとカバーを嵌入し、Ｏリングで異物の浸入を防ぐ発明が開示されている。

特開平９−０６１４４３号公報

しかし、特許文献１に記載の転がり軸受装置用カバーにおいては、カバーを構成する金属製筒部材と合成樹脂部材との間に微小な隙間が存在することがあり、この隙間を介して異物が転がり軸受装置内に浸入する恐れがある。また、温度、振動、合成樹脂の劣化等により、この隙間が経時的に大きくなる恐れがあった。

そこで、本発明は、転がり軸受装置用カバーの金属製筒部材と合成樹脂部材とを接着剤で接合し、金属製筒部材と合成樹脂部材との隙間を無くすことで、異物の浸入を防止し、信頼性を向上させた転がり軸受装置用カバーおよび、その製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転しない外輪と、上記内周面と対向する外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転する内輪相当部材と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、上記内輪相当部材に固定された回転検出用のエンコーダからなる転がり軸受装置の、上記外輪の内端開口部に固定される転がり軸受装置用カバーであって、
金属製筒部材と、合成樹脂部材とが、接着剤で接合されていることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転がり軸受装置用カバーであって、前記接着剤がフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤の群から選ばれる少なくとも一つを含有することを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の転がり軸受装置用カバーの製造方法であって、前記接着剤を半硬化状態で前記金属製筒部材の表面の一部に焼き付ける工程と、前記金属製筒部材をコアにして合成樹脂をインサート成形し、合成樹脂部材を形成する工程と、二次加熱により、前記接着材を完全硬化させる工程を有することを特徴としている。

本発明によれば、転がり軸受装置内部への泥水等の異物の浸入を防止し、転がり軸受の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明に係る転がり軸受装置用カバー及び、その製造方法の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態の一例を示すものである。図１に示すように、転がり軸受装置用カバー１０は、金属製筒部材１と、前記金属製筒部材１を部分的に覆う様に形成された合成樹脂部材２とで構成される。さらに、金属製筒部材１と合成樹脂部材２とは、図示しない接着剤により、金属製筒部材１と合成樹脂部材２とが隙間無く接合される。
図２に示すように、転がり軸受装置用カバー１０は、転がり軸受装置２０の外輪端部内径面に、金属筒部材１の外径面を嵌入、固定して使用される。

前記転がり軸受装置用カバー１０は、金属製筒部材１の表面の一部に接着剤を塗布し、半硬化状態となる様焼き付けた後、これを芯として合成樹脂部材２をインサート成形し、さらに二次加熱により接着剤を完全硬化させて金属製筒部材１と合成樹脂部材２を接合することで製造される。

本発明で使用される接着剤は、インサート成形時に溶融した高圧の合成樹脂によって、脱着及び流出しない程度に、半硬化状態で金属性筒部材１に焼き付けされており、溶融樹脂からの熱やインサート成形後の二次加熱によって完全に硬化状態となる。使用可能な接着剤としては、溶剤による希釈が可能で、二段階に近い硬化反応の進行を有し、耐熱性、耐薬品性、ハンドリング性が良好なフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤が好ましい。なお、本発明における接着剤の半硬化状態は、例えば、金属製筒部材に塗布された接着剤に熱を加える等により、ある程度の硬化反応を進行させることで達成される。

金属製筒部材１に塗布される接着剤の厚さは、１〜４０μｍが好ましく、２〜３０μｍがより好ましい。塗布された接着剤の厚さが１μｍ未満の場合、金属製筒部材１と合成樹脂部２との接着力を安定して維持するのが困難となる。また、塗布された接着剤の厚さが４０μｍを超える場合、接着剤の半硬化状態が不均一となり、インサート成形時に接着剤の脱着及び流出が生じ易くなる。

なお、接着剤層の厚さは、接着剤成分の濃度、接着剤の塗布方法、塗布回数を調整することにより所望の厚さを得ることが可能である。また、塗布方法は特に限定されず、ディッピング、スプレー、刷毛塗り等から適宜選択可能である。

また、金属製筒部材１の、合成樹脂部材２との接合面には、接着剤との接合力を向上させることを目的として、微細な凹凸を設けても良い。接合面に凹凸を設ける事により、凹凸に接着剤が入り込み、アンカー効果により接合がより強固になる。接合面に凹凸を形成する方法としては、ショットブラスト処理や、プレス成形による凹凸の転写等の機械加工による方法と、酸等による化学エッチング等が例示できる。

本発明で使用される合成樹脂は、射出成形が可能で、耐熱性を有するものが使用可能であり、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、等の脂肪族ポリアミド樹脂、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド６Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６、等の芳香族ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等を例示できるが、接着剤との反応性を考慮すると、ポリアミド樹脂が好ましい。さらに、融雪剤として使用される塩化カルシウムと水が一緒に掛かる使用環境を考慮すると、吸水性の低いポリアミド樹脂であるポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、芳香族ポリアミドが特に好ましい。また、吸水性の低いポリアミド樹脂をポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６のいずれかにブレンドしたポリアミド樹脂混合物も吸水性が低い為好ましい。

また、強度の向上と寸法変化の抑制を目的として、使用される合成樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー等の繊維状充填材や、炭酸カルシウム等の球状充填材を添加することが好ましい。充填量としては１０〜６０質量％が好ましく、２０〜５０質量％がより好ましい。充填量が１０質量％未満の場合は充分な補強効果が得られない。一方、充填量が６０質量％を超える場合は、成形性が悪化する。

また、小石等による割れや欠けを防止する為、耐衝撃性の向上を目的として、合成樹脂にＥＰＤＭラバー、ウレタンゴム、ソフトセグメントを有する変性ポリアミド樹脂等のエラストマーを添加することも好ましい。エラストマーの添加量は２〜３０質量％が好ましい。

本実施形態の転がり軸受装置用カバー１０およびその製造方法によれば、接着剤によって、金属製筒部材１と合成樹脂部材２との隙間が生じない為、厳しい使用環境においても、転がり軸受装置２０への泥水等の異物の浸入が防止され、転がり軸受装置２０の信頼性を向上させることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

以下に、実施例１〜３及び比較例を挙げて本発明を説明する。なお、本発明はこれによって何ら制限されるものではない。

まず、転がり軸受装置用カバーの製作について説明する。
実施例１〜３で使用する接着剤は、ノボラック型フェノール樹脂を主成分とする固形分３０質量％のフェノール樹脂系接着剤（東洋化学研究所製メタロックＮ−１５）を所望の厚さの接着剤層が得られるように、更に溶剤（メチルエチルケトン）で適宜希釈したものを使用した。

金属板をプレス加工することにより作製した金属製筒部材に、接着剤をディッピング（浸漬処理）により塗布した後、溶剤を蒸発させる為、室温で６０分放置した。乾燥後に電磁膜厚計で測定した接着剤層の厚さは５〜６μｍであった。続いて、塗布した接着剤がインサート成形時に流出しない程度の半硬化状態となる様、金属製筒部材を１２０℃の恒温槽内に３０分放置した。続いて、接着剤を半硬化状態とした金属製筒部材を金型にセットし、それを芯として合成樹脂をインサート成形し、合成樹脂部材を形成した。そして、金型から取り出した成形体の接着剤を完全に硬化させるために、１５０℃の恒温槽内に１時間放置し、転がり軸受装置用カバーを得た。

一方、比較例では、プレス加工により作成した金属製筒部材を、接着剤の塗布を行わずに直接金型にセットし、それを芯として合成樹脂をインサート成形し、合成樹脂部材を形成することで、転がり軸受装置用カバーを得た。

実施例１〜３及び比較例で使用した合成樹脂は以下の通りである。
実施例１：ガラス繊維３０質量％配合ポリアミド６６
実施例２：ガラス繊維３０質量％配合ポリアミド１２
実施例３：ガラス繊維３５質量％配合ポリアミドＭＸＤ６
比較例：ガラス繊維３０質量％配合ポリアミド６６

上記に示した方法により得られた転がり軸受装置用カバーを、転がり軸受装置の外輪に相当する金属部材に取り付け、雰囲気温度５０℃において、外側から高圧の水（水温５０℃）を吹き付けた。
比較例においては、金属製筒部材と、合成樹脂部材との隙間から、水の浸入が確認された。一方、実施例１〜３においては、比較例の転がり軸受装置用カバーで試験開始から水の浸入が確認されるまでに要した時間の２０倍の時間経過しても、水の浸入は確認されなかった。また、試験後に実施例１〜３の転がり軸受装置用カバーを観察したところ、金属製筒部材と合成樹脂部材との間に隙間は見られず、両者の接着は良好な状態を保っていた。

以上の結果より、本発明の転がり軸受装置用カバーおよびその製造方法によれば、接着剤によって、金属製筒部材と合成樹脂部材との隙間が存在しないため、厳しい使用環境においても転がり軸受装置への泥水等の異物の浸入を防止し、転がり軸受装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の実施形態である転がり軸受装置用カバーを示す図である。転がり軸受装置に取り付けられた本発明による転がり軸受装置用カバーを示す。

１金属製筒部材
２合成樹脂部材
１０転がり軸受装置用カバー
２０転がり軸受装置

Claims

内周面に外輪軌道を有し、使用時に回転しない外輪と、上記内周面と対向する外周面に内輪軌道を有し、使用時に回転する内輪相当部材と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、上記内輪相当部材に固定された回転検出用のエンコーダからなる転がり軸受装置の、上記外輪の内端開口部に固定される転がり軸受装置用カバーであって、
前記転がり軸受装置用カバーは、金属製筒部材と合成樹脂部材からなり、前記金属製筒部材と、前記合成樹脂部材とが、接着剤で接合されていることを特徴とする転がり軸受装置用カバー。
請求項１に記載の転がり軸受装置用カバーであって、前記接着剤がフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤の群から選ばれる少なくとも一つを含有することを特徴とする転がり軸受装置用カバー。
請求項１または請求項２のいずれかに記載の転がり軸受装置用カバーの製造方法であって、前記接着剤を半硬化状態で前記金属製筒部材の表面の一部に焼き付ける工程と、前記金属製筒部材をコアにして合成樹脂をインサート成形し、合成樹脂部材を形成する工程と、二次加熱により、前記接着材を完全硬化させる工程を有することを特徴とする転がり軸受装置用カバーの製造方法。