JP2004052830A - 転がり軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車軸用転がり軸受装置では、外輪部材、保護キャップの温度が上昇する際、両者で線膨張係数が異なるため、両者の嵌合部分に隙間が発生し易く、泥水等が内部に侵入しやすい。
【解決手段】車軸用転がり軸受装置の使用に伴って外輪部材2および保護キャップ18の温度は上昇し、被嵌合部2aの径方向内周面2cと内側嵌合部26との締代は小さくなるが、反対に被嵌合部2aの径方向外周面2bと外側嵌合部25との締代は大きくなるため温度上昇時にシール性を確保することができ、外輪部材2が泥水等を被ることで急激に温度低下が発生した場合、保護キャップ18に比べて外輪部材2の方が急速に径方向に収縮し、被嵌合部2aの径方向外周面2bと外側嵌合部25との締代は小さくなるが、外輪部材2の被嵌合部2aにおける径方向内周面2cと内側嵌合部26との締代が大きくなり、シール性を確保できる。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車軸用転がり軸受装置は、車体側に非回転に支持される外輪部材と、この外輪部材の径方向内方に軸心回りに回転自在に配置される内輪部材と、外輪部材と内輪部材との間に転動自在に配置される2列の玉とを備える。内輪部材は、ブレーキディスクおよびタイヤホイールが取付けられるハブ軸と、このハブ軸の車両インナ側に嵌着される環状部材とを備える。
【0003】
外輪部材の内周面には、各列の玉の内輪軌道面が形成されている。ハブ軸の外周面途中部および環状部材の外周面は、玉の内輪軌道面が形成され、ハブ軸の端部にナットを螺着締結することで、各列の玉に対して所定の予圧が付与される。
【0004】
外輪部材と内輪部材との間の空間を車両インナ側で覆う保護キャップが、外輪部材の内周面に嵌着されている。この保護キャップは、車軸用転がり軸受の内部に泥水等が浸入するのを防止する機能を有する。またこの保護キャップは、環状部材の外周面に嵌着されるパルサーリングからの出力信号を検出する回転数センサの取付け部材として利用される。
【0005】
このような保護キャップは、外輪部材に対する嵌合いのために、外輪部材の端部内周面に、軸方向に所定の長さの嵌合部を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記車軸用転がり軸受装置において、コストの低減のために保護キャップを樹脂製とする場合がある。
【0007】
ところで、車軸用転がり軸受装置では、その使用に伴なって外輪部材、保護キャップの温度が上昇する。そして金属製の外輪部材と樹脂製の保護キャップとでは熱膨張率(線膨張係数)が異なるため、外輪部材と保護キャップとの間に隙間が発生しやすい。このことは、泥水等が車軸用転がり軸受の内部に侵入し易くなる要因となる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明における転がり軸受装置は、外周部に車体への固定に用いるフランジ部を有する金属製の外輪部材と、前記外輪部材の径方向内方に同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材と内輪部材との間の環状空間に配置される複数の転動体と、前記外輪部材の軸方向一方側端部に嵌着される有底円筒形状で樹脂製のキャップとを含み、前記キャップの軸方向他方側端面に環状の溝部が形成され、前記溝部に前記外輪部材の軸方向一方側端部を圧入固定している。
【0009】
上記構成のように、キャップの軸方向他方側端面に形成した溝部と、外輪部材の軸方向一方側端部とを圧入固定した構成によれば、外輪部材とキャップの熱膨張率が異なっていたとしても、温度変化時であっても、外輪部材の軸方向一方側端部の外周面、あるいは内周面の何れか一方に溝部の周面が嵌着した状態が維持されるので、必要なシール性を確保することができる。
【0010】
また、本発明の転がり軸受装置における前記溝部は、前記キャップに形成した前記溝部は、前記外輪部材の軸方向一方側端部の外周円筒面に嵌合する外周側嵌合面と、前記外輪部材の軸方向一方側端部の内周円筒面に嵌合する内周側嵌合面と、前記外周側嵌合面と前記内周側嵌合面とに連続して前記キャップの軸方向他方側端面と対向する環状底面とを有する。
【0011】
このように溝部を構成することにより、外輪部材とキャップの熱膨張率が異なっていたとしても、温度変化時に、溝部の外周側嵌合面が外輪部材の外周円筒面に嵌合するか、溝部の内周側嵌合面が外輪部材の内周円筒面に嵌合するので、必要なシール性を確保することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態を示す車軸用転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図2は保護キャップを外輪部材に嵌着する前の要部拡大断面図、図3は保護キャップを外輪部材に嵌着した後の要部拡大断面図である。
【0013】
まず、図1に基づいて車軸用転がり軸受装置1の全体構成を説明する。この車軸用転がり軸受装置1は、外輪部材2と、この外輪部材2の径方向内方に軸心回りに回転自在に配置される内輪部材3と、外輪部材2と内輪部材3との間に転動自在に配置される転動体としての2列の玉4,5とを備える。
【0014】
外輪部材2は、好適にはJIS規格S55C、あるいはSUJ2に規定される材質(鋼材)によって円筒状に形成され、その外周面途中には、径方向外向きに突出する固定用フランジ6が形成されている。この固定用フランジ6を介して外輪部材2が車体側に非回転に支持される。外輪部材2の内周面には、各列の玉4,5の内輪軌道面が形成されている。
【0015】
内輪部材3は、ハブ軸7と、このハブ軸7の車両インナ側に嵌着される環状部材8とを備える。ハブ軸7は、その車両アウタ側位置に、径方向外向きに突出するハブフランジ9を有する。このハブフランジ9に、ブレーキディスク10およびタイヤホイール11が重ねて取付けられる。環状部材8は、ハブ軸7の車両インナ側に形成された環状凹部12に嵌合されている。ハブ軸7の外周面途中部および環状部材8の外周面に、玉4,5の内輪軌道面が形成されている。
【0016】
ハブ軸7は、環状部材8から車両インナ側に突出する突出部13を有し、この突出部13の外周面にねじが形成されている。この突出部13にナット14が螺着締結され、これにより、各列の玉4,5に対して所定の予圧が付与されるとともに、ハブ軸7と環状部材8とが軸心回りに回転一体となる。
【0017】
外輪部材2の車両アウタ側端部とハブフランジ9との間に、環状空間15をその車両アウタ側で密封するシール部材16が設けられている。
【0018】
環状部材8の外周面に、内輪部材3とともに軸心回りに回転するパルサーリング17が嵌着されている。外輪部材2と内輪部材3との間の空間を車両インナ側で覆う有底円筒形状の樹脂製の保護キャップ18が、外輪部材2の内周面に嵌着されている。
この保護キャップ18は、車軸用転がり軸受装置1の内部に泥水等が浸入するのを防止して、軸受内部を保護する防水機能を有する。保護キャップ18の形成用の樹脂材料として、PPS樹脂(ポリフェニレンスルファイド)等が好適に用いられる。
【0019】
またこの保護キャップ18は、パルサーリング17からの出力信号を検出する回転数センサ21の取付け部材として利用される。保護キャップ18は、円筒部19と、この円筒部19の車両インナ側を覆うよう一体的に形成される円盤部20と、外輪部材2の筒状の車両インナ側端部(以下「被嵌合部」という)2aに嵌着する嵌着部23とから、前記樹脂により一体に形成される。保護キャップ18は、円盤部20に回転数センサ21の取付け部22を有する。
【0020】
この嵌着部23は、外輪部材2との嵌め合いのために、軸方向に沿って所定の長さLを有する。
【0021】
嵌着部23は、円筒部19の先端部位に配置されており、前記外輪部材2の被嵌合部2aの径方向外周面2bに所定の締代でもって嵌合する外側嵌合部25と、被嵌合部2aの径方向内周面2cに所定の締代でもって嵌合する内側嵌合部26と、被嵌合部2aの端面2dと対向する接触部27とから断面コ字形に形成されている。
【0022】
すなわちこの構成により、外側嵌合部25と内側嵌合部26との間には、被嵌合部2aが挿入される環状の凹部(溝部)28が形成されている。この凹部28の径方向長さLは、外輪部材2の被嵌合部2aの径方向長さに比べてわずかに小さく形成されている。凹部28の軸方向長さは、外輪部材の被嵌合部2aの軸方向長さに比べて短く形成されている。
【0023】
さらに詳述すると、図3で示すように、凹部28を形成する外側嵌合部25の内周面(外周側嵌合面)25aと被嵌合部2aの径方向外周面2bとが径方向で所定の締代をもって嵌合され、凹部28を形成する内側嵌合部26の外周面(内周側嵌合面)26aと被嵌合部2aの径方向内周面2cとが径方向で所定の締代をもって嵌合され、凹部28を形成する接触部27の側面(環状底面)27aとが、軸方向で接触している。
【0024】
上記構成において、外輪部材2に対して玉4,5、内輪部材3を組付け、ナット14をハブ軸7の端部に螺着する。そしてパルサーリング17を環状部材8に嵌着して、次に保護キャップ18を外輪部材2の被嵌合部2aに内嵌する。
【0025】
保護キャップ18を外輪部材2の被嵌合部2aに内嵌するに当たっては、外輪部材2の被嵌合部2aに、保護キャップ18の嵌着部23における凹部28を径方向で位置合わせし、双方を嵌合する。
【0026】
そうすると、凹部28の径方向長さは、外輪部材2の被嵌合部2aの径方向長さに比べてわずかに小さく形成されているので、外輪部材2の被嵌合部2aにおける径方向外周面2bと、外側嵌合部25とが所定の締代でもって嵌合し、外輪部材2の被嵌合部2aにおける径方向内周面2cと、内側嵌合部26とが所定の締代でもって嵌合する。また、凹部28の軸方向長さは、外輪部材の被嵌合部2aの軸方向長さに比べて短く形成されているので、被嵌合部2aの端面2dに接触部27が重ね合わされる。これにより、転がり軸受内部に泥水等が侵入するのを防止できる。
【0027】
ところで、上記車軸用転がり軸受装置1の使用に伴って、外輪部材2および保護キャップ18の温度は上昇する。このとき、双方を形成する材質の相違により線膨張係数は異なる。すなわち、保護キャップ18に比べて外輪部材2の方が急速に径方向に膨張する。そうすると、被嵌合部2aの径方向内周面2cと内側嵌合部26(内周側嵌合面26a)との締代は小さくなるが、反対に被嵌合部2aの径方向外周面2bと外側嵌合部25(外周側嵌合面25a)との締代は大きくなる。これにより、双方に線膨張係数の違いがあっても、温度上昇時に、シール性を確保することができる。
【0028】
例えば、外輪部材2が泥水等を被り急激に温度低下が発生した場合、保護キャップ18に比べて外輪部材2の方が急速に径方向に収縮する。この場合は、被嵌合部2aの径方向外周面2bと外側嵌合部25との締代は小さくなるが、反対に外輪部材2の被嵌合部2aにおける径方向内周面2cと内側嵌合部26(内周側嵌合面26a)との締代が大きくなり、このため、シール性を確保できる。
【0029】
このように、本発明の実施形態は、樹脂製の保護キャップ18に、金属製の外輪部材2の被嵌合部2aに嵌着する嵌着部23を形成し、この嵌着部23は、外輪部材2の被嵌合部2aの径方向外周面2bに所定の締代でもって嵌合する外側嵌合部25と、被嵌合部2aの径方向内周面2cに所定の締代でもって嵌合する内側嵌合部26と、被嵌合部2aの端面2dに重ね合わされる接触部27とを有する。
【0030】
この構成により、外輪部材2および保護キャップ18の温度が上昇する場合であっても、外輪部材2および保護キャップ18の温度が低下する場合であっても、必要なシール性を確保して、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止できる。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、外輪部材とキャップの線膨張係数が異なっていたとしても、転がり軸受装置の温度上昇時、あるいは温度低下時ともに必要なシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す車軸用転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】同じく保護キャップを外輪部材に嵌着する前の要部拡大断面図である。
【図3】同じく保護キャップを外輪部材に嵌着した後の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1   車軸用転がり軸受装置
2   外輪部材
2b  外輪部材の端面
3   内輪部材
18  保護キャップ
19  円筒部
20  円盤部
23  嵌着部

Claims (2)

  1. 外周部に車体側に固定されるフランジ部を有する金属製の外輪部材と、前記外輪部材の径方向内方に同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材と内輪部材との間の環状空間に配置される複数の転動体と、前記外輪部材の軸方向一方側端部に嵌着される有底円筒形状で樹脂製のキャップとを含み、
    前記キャップの軸方向他方側端面に環状の溝部が形成され、前記溝部に前記外輪部材の軸方向一方側端部を圧入固定した、転がり軸受装置。
  2. 請求項1記載の転がり軸受装置において、
    前記キャップに形成した前記溝部は、前記外輪部材の軸方向一方側端部の外周円筒面に嵌合する外周側嵌合面と、前記外輪部材の軸方向一方側端部の内周円筒面に嵌合する内周側嵌合面と、前記外周側嵌合面と前記内周側嵌合面とに連続して前記キャップの軸方向他方側端面と対向する環状底面とを有する、転がり軸受装置。
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