传感器帽用螺母及传感器帽

文档序号:46299 发布日期:2021-09-28 浏览:48次 >En<

阅读说明:本技术 传感器帽用螺母及传感器帽 (Nut for sensor cap and sensor cap ) 是由 上愿豊 于 2021-03-25 设计创作,主要内容包括:本发明的目的是在抑制制造成本的上升而得到充分的防腐蚀性的同时、在2021年7月21日以后也满足上述RoHS指令。一种在被固定在传感器帽上的状态下使用的螺母(1)。上述传感器帽被安装在汽车的车轮用轴承装置的轴承的外轮上。上述传感器帽具有保持磁传感器的传感器支架部。螺母(1)由钢铁构成,通过将螺栓与螺纹部(3)螺合,能够安装上述磁传感器。在螺母(1)的表面上,具有镍共析率为8%~18%的锌镍合金镀层(5)。(The object of the present invention is to obtain sufficient corrosion resistance while suppressing an increase in manufacturing cost, and to satisfy the RoHS directive even after 7/21/2021. A nut (1) is used in a state of being fixed to a sensor cap. The sensor cap is attached to an outer ring of a bearing device for a wheel of an automobile. The sensor cap includes a sensor holder portion that holds the magnetic sensor. The nut (1) is made of steel, and the magnetic sensor can be attached by screwing a bolt into the threaded portion (3). A zinc-nickel alloy plating layer (5) having a nickel eutectoid rate of 8% to 18% is provided on the surface of the nut (1).)

传感器帽用螺母及传感器帽

技术领域

本发明涉及对安装于车轮用轴承装置的轴承的外轮上的传感器帽使用的螺母。

背景技术

有在汽车的车轮支承用的滚动轴承(轮毂轴承)上具备旋转速度检测装置的车轮用轴承装置。在这样的车轮用轴承装置中,将以一定间隔在周向上交替地排列有N极和S极的磁编码器安装在上述轴承的轴向的一端部的内轮上,并且与上述磁编码器的磁极对置而将用来检测上述磁编码器的旋转的磁传感器安装在上述轴承的外轮侧上(例如,参照专利文献1至3)。

在专利文献1至3中,将具有保持上述磁传感器的传感器支架部的传感器帽安装在上述轴承的轴向的一端部的外轮上。在上述传感器帽的合成树脂制的主体上埋设或安装螺母并固定到上述主体上,利用上述螺母的阴螺纹将上述磁传感器固定到上述传感器帽上。

作为上述螺母,在专利文献1中,使用整体被形成为袋状的盖形螺母型的螺母23,在专利文献2及3中,使用具有贯通孔的内嵌螺母1及螺母20。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-009889号公报

专利文献2:日本特开2018-071775号公报

专利文献3:日本特许第4576992号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述螺母被固定在作为汽车的底盘零件的传感器帽上,在上述螺母的一端面及螺孔露出到外部的状态下,固定上述磁传感器的螺栓与上述螺母螺合。因而,对于上述螺母要求防腐蚀性。

在专利文献2中记载有,为了使上述螺母拥有防腐蚀性,优选的是使材质为黄铜,在由铁类材料制造的情况下优选的是实施镀层处理(专利文献2的[0030])。

在专利文献3中记载有,为了使上述螺母拥有防腐蚀性,对上述螺母施以锌镀层处理(电镀锌处理)而用锌镀层覆盖(专利文献3的[0016])。

汽车的车轮周围处于淋溅含有融雪剂(氯化钙)的盐水的环境中,被要求较高的防腐蚀性。在专利文献2及3中,虽然有关于上述那样的镀层处理的记载,但没有关于镀层处理的详细说明。即,在以往技术中,关于设在传感器帽用螺母上的镀层处理层没有优化。例如,有即使对钢铁的螺母为了防锈而施以锌镀层处理设置锌镀层、也不能发挥充分的防锈效果的情况。

黄铜的螺母母材昂贵,并且强度比钢铁的螺母小。此外,在作为铜和锌的合金、含有锌20wt%以上的黄铜中,JIS H 3250的易切削黄铜(C3601、C3602、C3603、C3604)为了提高被切削性而添加了1.8~3.7wt%的铅。

含有铅0.1wt%以上的铜合金,根据作为关于电气电子设备的化学物质限制的RoHS(特定有害物质使用限制)指令,目前是适用除外品类,但预计在2021年7月21日成为禁用。因而,JIS H 3250的易切削黄铜(C3601、C3602、C3603、C3604)由于铅的含有量是0.1wt%以上,所以在2021年7月21日以后,有可能因为不能满足上述RoHS指令而不能向欧盟(EU)出口。

本发明的目的是在用于传感器帽的被要求较高的防腐蚀性的螺母中,在抑制制造成本的上升而得到充分的防腐蚀性的同时,在2021年7月21日以后也满足上述RoHS指令。

用来解决课题的手段

本发明的主旨是以下这样的。

〔1〕一种传感器帽用螺母,是在被固定在传感器帽上的状态下使用的螺母,其特征在于,上述传感器帽被安装在汽车的车轮用轴承装置的轴承的外轮上;具有保持磁传感器的传感器支架部;上述螺母由钢铁构成;通过将螺栓与上述螺母的螺纹部螺合,能够安装上述磁传感器;在上述螺母的表面上,具有镍共析率为8%~18%的锌镍合金镀层。

〔2〕如〔1〕所述的传感器帽用螺母,上述锌镍合金镀层的镍共析率是12%~18%。

〔3〕一种传感器帽,具备〔1〕或〔2〕所述的传感器帽用螺母。

发明效果

根据以上这样的有关本发明的传感器帽用螺母及传感器帽,传感器帽用螺母由钢铁构成。并且,在上述螺母的表面上,具有镍共析率为8%~18%的锌镍合金镀层。

由于不使用昂贵的黄铜,所以能够降低制造成本。由于不含铅,所以在2021年7月21日以后也能够满足上述RoHS指令,所以在2021年7月21日以后也能够向欧盟(EU)出口。由于钢铁比黄铜强度大,所以能够提高磁传感器的安装强度。通过将由钢铁构成的螺母用上述锌镍合金镀层覆盖,能够赋予较高的防腐蚀性。而且,由于锌镍合金镀层是含有镍的覆膜,所以上述覆膜的硬度较高,所以与用来安装磁传感器的螺栓之间的耐磨损性也良好。

附图说明

图1A是有关本发明的实施方式的传感器帽用螺母的立体图。

图1B同样是纵剖视图。

图2A是将埋设有上述螺母的传感器帽从内侧观察的立体图。

图2B是将埋设有上述螺母的传感器帽从外侧观察的立体图。

图3是上述传感器帽的纵剖视图。

图4A是表示传感器帽用螺母的变形例的立体图。

图4B同样是纵剖视图。

图5是车轮用轴承装置的部分纵剖视图。

标号说明

1 传感器帽用螺母

1A 贯通孔

2A、2B 端部

3 螺纹部

4A 滚花部

4B 周槽

5 锌镍合金镀层

6 传感器帽

6A 纤维强化合成树脂制主体

6B 金属制环体

7 圆盘部

8 圆筒部

9 传感器支架部

9A 传感器安装孔

10 分隔壁

11 螺栓

12 磁编码器

13 支承部件

14 磁传感器

15 轴承

16 内轮

16A 内轮轨道面

17 外轮

17A 外轮驱动面

18 转动体

19 密封部件

20 车轮用轴承装置

A 轴向

IB 内方

OB 外方

具体实施方式

接着,基于在附图中表示的实施方式更详细地说明本发明。在本说明书中,将图5所示的车轮用轴承装置20的旋转轴A的方向称作“轴向”,将与轴向正交的方向称作“径向”。

此外,关于轴承15及传感器帽6,在将传感器帽6安装在轴承15上的状态下,将从汽车的车体朝向车轮侧的与轴向平行的方向(外侧)称作“外方”(参照图5的箭头OB),将从汽车的车轮朝向车体侧的与轴向平行的方向(内侧)称作“内方”(参照图5的箭头IB)。

<传感器帽用螺母>

在图1A的立体图及图1B的纵剖视图中表示的有关本发明的实施方式的传感器帽用螺母1是大致圆筒状,例如由冷锻加工用碳钢(JIS G 3507-2的SWCH材)等的钢铁构成,具有贯通孔1A及螺纹部3。在螺母1的外周面上,形成有例如作为斜纹的滚花部4A。滚花部4A例如是一边用车床等使螺母1旋转、一边将滚花工具推压而在表面上形成凹凸的。螺母1的表面整体被锌镍合金镀层5覆盖。

锌镍合金镀层5的厚度是5~15μm。在上述厚度小于5μm的情况下,在作为汽车的底盘零件的传感器帽中缺乏防腐蚀效果。在上述厚度超过15μm的情况下,间隙变小,有螺纹的拧入力变大的问题。

锌镍合金镀层5的镍共析率设为8%~18%是优选的实施方式,设为12%~18%是更优选的实施方式。在上述镍共析率小于8%的情况下,在作为汽车的底盘零件的传感器帽中缺乏防腐蚀效果。在上述镍共析率超过了18%的情况下,是过剩品质,成本变高。

<传感器帽>

在图2A及图2B的立体图以及图3的纵剖视图中表示的埋设有传感器帽用螺母1的传感器帽6,由纤维强化合成树脂制主体6A及金属制环体6B构成。

这里,作为成形主体6A的纤维强化合成树脂,例如使用在聚酰胺(尼龙6、尼龙66等)、聚苯硫醚(PPS)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的合成树脂中含有玻璃纤维20~70重量%的材质。

此外,金属制环体6B优选的是使用作为低碳钢的SPCC等的冷轧钢板。

主体6A由呈杯状的圆盘部7及圆筒部8、以及从圆盘部7向内方(参照箭头IB)突出的传感器支架部9。

在圆盘部7上,形成有将磁编码器12及磁传感器14(图5)间分隔的比其他部分薄壁的分隔壁10。

传感器支架部9具有保持用来安装磁传感器14(图5)的螺栓11(图5)所螺合的螺母1、并且将磁传感器14插入的传感器安装孔9A。

螺母1及金属制环体6B是内嵌品,通过注射成形而被与纤维强化合成树脂制主体6A一体化。如图3的纵剖视图所示,由于合成树脂进入到螺母1的滚花部4A中,所以埋设在传感器支架部9中的螺母1以相对于传感器支架部9防松脱的状态被固定。此外,由于在金属制环体6B的外方(箭头OB参照)侧端部环绕着圆筒部8,所以金属制环体6B和纤维强化合成树脂制主体6A机械地结合。

螺母1的防松脱并不限定于在螺母1的外周面上设置滚花部4A的方法。也可以使用如图4A的立体图及图4B的纵剖视图那样在螺母1的外周面上设置周槽4B的方法、或在螺母1上设置未图示的凸缘部的方法,也可以将这些防松脱手段组合多个使用。

螺母1如图2A的立体图及图3的纵剖视图所示,在被埋设在传感器帽6的传感器支架部9中的状态下,与轴向A(图5)平行的方向的两端部2A、2B(图1B)的一方的端部2A和螺纹部3露出。

<汽车的车轮用轴承装置>

如图5的部分纵剖视图所示,车轮用轴承装置20除了内轮16相对于外轮17旋转的轴承15以外,还具备磁编码器12、传感器帽6及磁传感器14、以及配置在轴承15的外方(参照箭头OB)侧端部的密封部件19等。

轴承15具有在外周面上形成有内轮轨道面16A的内轮16及在内周面上形成有外轮轨道面17A的外轮17、以及在内轮轨道面16A及外轮轨道面17A间转动的转动体18等。

磁编码器12是以一定间隔在周向上交替地排列有N极和S极的结构,被用位于轴承15的内方(参照箭头IB)侧端部的支承部件13固定在内轮16上。

传感器帽6是杯状,以将轴承15的内方侧端部密封的方式被安装在外轮17上,具有保持磁传感器14的传感器支架部9。

被装接在传感器帽6的传感器支架部9上的磁传感器14隔着分隔壁10与磁编码器12对置,检测磁编码器12的旋转。

在传感器帽6上有分隔壁10,由于没有在厚度方向上贯通的贯通孔,所以不需要装入O形圈等的密封部件。

此外,由于通过传感器帽6将轴承15的内方侧端部密封,所以小石子或泥水等不会碰到磁编码器12,所以能够防止磁编码器12的损坏。

进而,由于通过传感器帽6将轴承15的内方侧端部密封,所以不再需要磁编码器12的内方侧的密封部件,所以通过滑动阻力的减小,能够减小轴承15的旋转转矩。

进而,由于传感器帽6具备传感器支架部9,所以能够消除磁编码器12和磁传感器14的空气隙调整作业的麻烦。

图5的例子所示的传感器帽6以金属制环体6B和螺母1为内嵌品,通过内嵌注射成形而形成。螺母1也可以不是内嵌品,而通过外嵌成形而安装。在此情况下,例如通过以金属制环体6B为内嵌品将传感器帽6成形的内嵌注射成形,成形出用来安装螺母1的下孔,在传感器帽6的成形后将螺母1向上述下孔压入。此时,也可以将螺母1加热,一边使传感器支架部9的树脂软化一边压入。

<评价由锌镍合金镀层带来的防腐蚀性的实验>

如上述那样,传感器帽用螺母1由钢铁构成,其表面整体被锌镍合金镀层5覆盖。进行了用来评价该锌镍合金镀层5的防腐蚀性的实验。

(实施例及比较例)

制作20个覆盖锌镍合金镀层5之前的冷锻加工用碳钢露出的螺母,将在其中10个的表面上成膜了5μm厚的锌镍合金镀层5(镍共析率:12%~18%)的作为实施例,将其余的在10个表面上成膜了5μm的锌镀层者作为比较例。

(实验方法)

对于实施例及比较例的螺母,将盐水(水温35℃±3℃,盐水浓度5wt%)2000小时连续喷雾。

(评价方法)

(1)在上述实验方法的实验中,观察实施例及比较例的螺母,评价锈的发生状况。

(2)在发生了白锈的情况下,由于白锈是通过锌镀层的牺牲防腐蚀效果出现的氧化物,没有进行到铁基底,所以没有防腐蚀性上的问题。在发生了红锈的情况下,由于红锈是进行到铁基底的铁的锈,所以有防腐蚀性上的问题。

(评价结果)

(1)比较例的螺母在约600小时发生了红锈。

(2)实施例的螺母在进行上述实验方法的实验后的10个全部的螺母中,虽然在端面及侧面上发生了白锈,但没有发生红锈。

(3)实施例的螺母由于在上述实验方法那样的严酷的条件下也没有发生红锈,所以可知将表面用锌镍合金镀层5覆盖的传感器帽用螺母1具有非常高的防腐蚀性。

覆盖在钢铁的螺母上的锌镍合金镀层5的厚度根据上述实验,优选的是5μm以上,如上述那样只要设为5~15μm就可以。锌镍合金镀层5的镍共析率根据上述实验,如果设为12%~18%则具有非常高的防锈效果,但即使是8%以上也具有较高的防锈效果。另外,如上述那样,在锌镍合金镀层5的镍共析率超过了18%的情况下是过剩品质,成本变高。

也可以在将钢铁的螺母用锌镍合金镀层5覆盖后,进行3价铬酸盐处理,再进行无铬高耐腐蚀性皮膜处理或氧化硅类的高防锈覆膜处理,在锌镍合金镀层5的表层部设置保护膜。由此,防腐蚀性进一步变高。

<作用效果>

通过使用由用锌镍合金镀层5覆盖的钢铁构成的传感器帽用螺母1,由于不使用昂贵的黄铜,所以能够降低制造成本。由于不含铅,所以在2021年7月21日以后也能够满足上述RoHS指令,所以在2021年7月21日以后也能够向欧盟(EU)出口。由于钢铁比黄铜强度大,所以能够提高磁传感器14的安装强度。通过将由钢铁构成的螺母1用上述锌镍合金镀层5覆盖,能够赋予较高的防腐蚀性。而且,由于锌镍合金镀层5是含有镍的覆膜,所以上述覆膜的硬度较高,所以与用来安装磁传感器14的螺栓11之间的耐磨损性也良好。

在以上的实施方式中,传感器帽用螺母1具有贯通孔1A。传感器帽用螺母1也可以是整体被形成为袋状的袋形螺母型的内嵌螺母。

以上的实施方式的记载全部是例示,并不受此限制。能够不脱离本发明的范围而施以各种改良及变更。

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