特許ウォッチ

公開番号2025049803
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158243
出願日2023-09-22
発明の名称軸受装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F16C 41/00 20060101AFI20250327BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】軸受装置に備えるセンサユニットの基板格納部とカバー間を封止材で密封しつつ、その封止材による無線通信性能の低下を防止する。
【解決手段】センサユニット4は、回転部材1と同軸に配置される相手部材3に取り付けられる。センサユニット4の一面に開口した基板格納部8には、基板26に無線通信回路29等を実装した回路基板9を収容する。回路基板9を覆うカバー10は、回路基板9と接触しない状態で基板格納部8に嵌め合う蓋体からなる。カバー10と基板格納部8は、互いの嵌め合い面19a,19bに対して反回路基板9側に寄った位置で互いの間に間隔を置いて対向する空隙形成面20a,20bを有する。カバー10と基板格納部8の互いの空隙形成面20a,20b同士の間には、カバー10と基板格納部8との間を密封するための封止材11を充填する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転部材と、前記回転部材を回転自在に支持する軸受と、前記回転部材と同軸に配置される相手部材と、前記相手部材に取り付けられるセンサユニットと、を備え、
前記センサユニットが、一面に開口した基板格納部と、前記基板格納部に収容された回路基板と、前記回路基板を覆うカバーと、前記基板格納部と前記カバーとの間を密封する封止材と、を有し、
前記回路基板が、基板と、前記基板に実装されたセンサと、前記基板に実装された無線通信回路と、を有する軸受装置において、
前記カバーが、前記回路基板と接触しない状態で前記基板格納部に嵌め合う蓋体からなり、
前記カバーと前記基板格納部が、互いの嵌め合い面に対して反回路基板側に寄った位置で互いの間に間隔を置いて対向する空隙形成面を有し、
前記封止材が、前記カバーと前記基板格納部の互いの空隙形成面同士の間に充填されていることを特徴とする軸受装置。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記カバーが非金属製であり、前記封止材が樹脂製である請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記カバーが、前記基板格納部の空隙形成面との間に前記封止材の充填用空隙を成すように前記カバーの嵌め合い面に対して凹んだ空隙形成面を有する請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記カバーが、前記基板格納部に対して前記カバーを組み合わせる方向に前記回路基板と対向する部位よりも回路基板側へ突出した隔壁を有し、前記隔壁に前記カバーの空隙形成面の一部及び前記カバーの嵌め合い面が設けられている請求項３に記載の軸受装置。
【請求項５】
前記カバーが、前記基板格納部に対して前記カバーを組み合わせる方向に前記基板格納部に突き合わされた隔壁を有する請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項６】
前記センサユニットが、前記相手部材に互いに軸方向に入り込ませた圧入によって前記相手部材に固定されており、
前記センサユニットと前記相手部材が径方向に対向する軸方向領域のうち、前記カバーと前記基板格納部の互いの前記空隙形成面が存在しない領域のみに、前記センサユニットと前記相手部材の圧入部が設けられている請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項７】
前記回転部材と一体的に回転する磁気リングと、前記磁気リングに対向するステータとを有する発電機をさらに備え、
前記ステータが、前記センサユニットに設けられており、
前記回路基板が、前記磁気リングの回転に伴って前記ステータで生成される交流電力を前記回路基板で使用する直流電力に変換する電源回路を有する請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項８】
前記回転部材が第一の軌道輪からなり、前記相手部材が第二の軌道輪からなり、前記軸受が、前記回転部材と前記相手部材との間に転動体を有する転がり軸受になっている請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項９】
前記軸受と軸方向に隣り合う間座をさらに備え、
前記基板格納部が、前記間座に設けられている請求項１又は２に記載の軸受装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受とセンサユニットとを備える軸受装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、軸受の状態を検出するためのセンサ及び無線モジュールを基板に実装して回路基板に構成し、この回路基板をホルダに保持させてセンサユニットに組み立て、このセンサユニットのホルダを転がり軸受の軌道輪に接続した軸受装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されたセンサ付き軸受（軸受装置）は、一面に開口した蓋部材（基板格納部）の内側に回路基板を取り付け、その回路基板に実装された無線モジュールを覆うようにカバーを被せ、開口側からカバーと蓋部材（基板格納部）との間に樹脂（ポッティング材）を充填してカバーの外側と回路基板の板面と蓋部材（基板格納部）との間の開放隙間を密封し、回路基板に実装された無線モジュールのアンテナとカバーの内側との間に空気層を設けている。樹脂のような誘電体がアンテナに接触すると、無線通信性能が低下する。カバーを用いてアンテナと密封用の樹脂との接触を防ぎ、カバーの内側とアンテナとの間に空間（空気層）を設けると、無線通信性能の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－６３５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のセンサ付き軸受（軸受装置）は、回路基板の無線モジュール実装側の基板面と、カバーの周縁とを無線モジュールの周囲で突き合わせ、カバーと基板面と蓋部材（基板格納部）とで囲まれた充填空間に封止材を充填する構造になっている。このため、センサユニットの組み立てに際し、カバーの周縁と基板面の突き合わせ方に注意しないと、両者の間に隙間が生じ、封止材が前述の隙間からカバーの内側へ漏れて直ちに基板面上に広がり、基板面上の無線モジュールのアンテナを覆って無線通信性能を低下させてしまう懸念がある。
【０００６】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、軸受装置に備えるセンサユニットの基板格納部とカバー間を封止材で密封しつつ、その封止材による無線通信性能の低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明は、回転部材と、前記回転部材を回転自在に支持する軸受と、前記回転部材と同軸に配置される相手部材と、前記相手部材に取り付けられるセンサユニットと、を備え、前記センサユニットが、一面に開口した基板格納部と、前記基板格納部に収容された回路基板と、前記回路基板を覆うカバーと、前記基板格納部と前記カバーとの間を密封する封止材と、を有し、前記回路基板が、基板と、前記基板に実装されたセンサと、前記基板に実装された無線通信回路と、を有する軸受装置において、前記カバーが、前記回路基板と接触しない状態で前記基板格納部に嵌め合う蓋体からなり、前記カバーと前記基板格納部が、互いの嵌め合い面に対して反回路基板側に寄った位置で互いの間に間隔を置いて対向する空隙形成面を有し、前記封止材が、前記カバーと前記基板格納部の互いの空隙形成面同士の間に充填されていることを特徴とする軸受装置、という構成１を採用した。
【０００８】
上記構成１のように、カバーと基板格納部の嵌め合い面に対して反回路基板側に寄った位置でカバーと基板格納部の互いの空隙形成面同士の間に封止材を充填すれば、カバーと基板格納部とで囲まれる内部空間に対する封止材の漏洩をカバーと基板格納部の嵌め合い部により防止することができる。そのカバーを回路基板と非接触の状態にしておけば、封止材が前述の嵌め合い部から内部空間に漏洩したとしても、直ちに基板面上に広がることはできず、無線通信回路のアンテナに到達しにくくすることができる。このようにして、封止材による無線通信性能の低下を防止することができる。
【０００９】
上記構成１において、前記カバーが非金属製であり、前記封止材が樹脂製である、という構成２を採用することができる。この構成２によると、カバー、封止材を透過する電波経路を確保して無線通信を行うことができる。
【００１０】
上記構成１又は２において、前記カバーが、前記基板格納部の空隙形成面との間に前記封止材の充填用空隙を成すように前記カバーの嵌め合い面に対して凹んだ空隙形成面を有する、という構成３を採用することができる。この構成３によると、カバーの空隙形成面によって充填用空隙を設け、基板格納部の形状複雑化を避けることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許