JP2004076753A - 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、使用に伴なって外輪部材、保護キャップの温度が上昇し、金属製の外輪部材と樹脂製の保護キャップとでは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易く、泥水等が車軸用転がり軸受の内部に侵入する要因となる。
【解決手段】転がり軸受装置１の使用に伴って温度が上昇した場合、金属と樹脂とでは熱膨張率が異なるため、外輪部材２における外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂと、保護キャップ１８における保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５との間にわずかな隙間が発生した状態となることがあるが、筒状部２５の外周面２５ａにおける軸方向途中に、一条の環状の凹部２６を形成しているので、凹部２６がラビリンス機能を有して必要なシール性を確保し、接触部２７の側面２７ａと、外輪側嵌着部２ａの車両インナ側端面２ｃとの対向面から泥水等が侵入するのを防止できる。
【選択図】 図１
【解決手段】転がり軸受装置１の使用に伴って温度が上昇した場合、金属と樹脂とでは熱膨張率が異なるため、外輪部材２における外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂと、保護キャップ１８における保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５との間にわずかな隙間が発生した状態となることがあるが、筒状部２５の外周面２５ａにおける軸方向途中に、一条の環状の凹部２６を形成しているので、凹部２６がラビリンス機能を有して必要なシール性を確保し、接触部２７の側面２７ａと、外輪側嵌着部２ａの車両インナ側端面２ｃとの対向面から泥水等が侵入するのを防止できる。
【選択図】 図１
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、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転動部材と、前記外輪部材の軸方向一方側に嵌着する有底円筒形状のキャップとを含み、前記外輪部材の軸方向一方側端部および前記キャップの軸方向他方側端部に、互いに径方向で対向して嵌着する円筒形状の嵌着部が設けられ、これら何れかの嵌着部のうちの嵌着面に、円周方向に沿う環状凹部が形成されている。
【０００９】
この構成によれば、環状凹部がラビリンス機能を果たすので、例えば外輪部材とキャップの嵌合部分から泥水等が浸入しにくく、仮にわずかな隙間が発生した場合であっても、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止する。
【００１０】
また、本発明の転がり軸受装置は、前記キャップが樹脂製とされ、前記外輪部材の嵌着部の内周面に、前記キャップの嵌着部が内嵌するよう嵌着され、前記キャップの嵌着部の外周面に、前記環状凹部が形成されている。
【００１１】
この構成のように、外輪部材が金属製でキャップが樹脂製の場合、両者の熱膨張率の違いによって外輪部材とキャップの嵌合部分にわずかな隙間が発生した場合でも、環状凹部がラビリンス機能を果たし、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止する。
【００１２】
さらに、本発明の転がり軸受装置は、前記キャップの嵌着部の下部に、前記凹部と前記キャップの外部とを連通する連通路が形成されている。
【００１３】
この構成によれば、仮に環状凹部に泥水等が侵入した場合に、連通路から泥水等が排水されるので、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止する。
【００１４】
【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は保護キャップの単体斜視図である。
【００１５】
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部材としての２列の玉４，５とを備える。
【００１６】
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の外輪軌道面が形成されている。
【００１７】
内輪部材３は、ハブ軸７を有する。ハブ軸７は、その車両アウタ側（軸心方向一方側であって、図１における左側）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。内輪部材３は、ハブ軸７の車両インナ側に嵌着される環状部材８を有する。ハブフランジ９に、仮想線で示されるブレーキディスク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。
【００１８】
ハブ軸７は、環状部材８から車両インナ側（軸方向他方側であって、図１における右側）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。すなわち保護キャップ１８は、円盤部２０に回転数センサ２１の取付け部２２を有する。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における車両インナ側端部の円筒状の外輪側嵌着部２ａに嵌着する保護キャップ側嵌着部２３とから、前記樹脂により一体に形成される。
【００２２】
この保護キャップ側嵌着部２３は、外輪部材２の外輪側嵌着部２ａとの嵌め合いのために、軸方向に沿って所定の長さを有する。
【００２３】
保護キャップ側嵌着部２３は、円筒部１９の車両アウタ側先端部に配置されており、前記外輪部材２の外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂに所定の締代でもって嵌合する筒状部２５と、外輪側嵌着部２ａの端面２ｃに軸方向で対向する環状の接触部２７とを有する。
【００２４】
筒状部２５の外周面２５ａは、外輪部材２における外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂと径方向で対向して嵌合する部分である。この外周面２５ａにおける軸方向途中位置に、周方向に沿って、一条の環状の凹部２６が形成されている。なお、接触部２７の側面２７ａと外輪部材２の外輪側嵌着部２ａの車両インナ側端面２ｃとが軸方向に対向して接触している。
【００２５】
嵌着部２７の下部に、凹部２６と外輪部材２と保護キャップ１８とで囲まれる空間の外側とを連通する連通路３０が形成されている。この連通路３０は、接触部２７の側面２７ａの一部を径方向に切除することで凹部２６に連通するよう形成されている。
上記構成において、外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂに、保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５が所定の締代をもって嵌着するよう、また保護キャップ側嵌着部２３における接触部２７の側面２７ａと、外輪側嵌着部２ａにおける車両インナ側端面２ｃとが軸方向に対向して接触するよう、外輪側嵌着部２ａに対して保護キャップ側嵌着部２３を軸方向から嵌着する。これにより外輪部材２の開放側が保護キャップ１８によって覆われて保護され、転がり軸受装置１の使用中に、泥水等が転がり軸受装置１にかかったとしても、泥水等が内部に侵入するのが防止できる。
【００２６】
ところで、転がり軸受装置１の使用に伴って、転がり軸受装置１の温度が上昇した場合、金属と樹脂とでは、熱膨張率（線膨張係数）が異なるため、外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂと、保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５との間にわずかな隙間が発生した状態となることがある。
【００２７】
しかし、筒状部２５の外周面２５ａにおける軸方向途中位置に、周方向に沿って、一条の環状の凹部２６が形成されているので、この凹部２６がラビリンス機能を有することで必要なシール性を確保して、保護キャップ側嵌着部２３における接触部２７の側面２７ａと、外輪側嵌着部２ａにおける車両インナ側端面２ｃとの対向面から泥水等が侵入するのを防止できる。
【００２８】
さらに、仮に凹部２６に泥水等が侵入した場合、嵌着部２７の下部に、凹部２６と連通路３０とが形成されており、この連通路３０は、接触部２７の側面２７ａの一部を径方向に切除することで凹部２６に連通するよう形成されているので、泥水等が連通路３０から軸受外部に排出されることになる。
【００２９】
なお、凹部２６のラビリンスとしての機能は、温度上昇によって保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５との間にわずかな隙間が発生した状態にのみ有効なものではなく、未だ転がり軸受装置１の温度が所定の値まで上昇していない場合にも勿論有効に機能するものである。
【００３０】
これにより軸受内部に泥水等が侵入するのを防止して、転がり軸受装置１の寿命を延長させることができる。
【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、必要なシール性を確保して、軸受内部への泥水等の侵入を防止できる。
【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の全体構成を示す斜視図である。
【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
２６ 環状の凹部
【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、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転動部材と、前記外輪部材の軸方向一方側に嵌着する有底円筒形状のキャップとを含み、前記外輪部材の軸方向一方側端部および前記キャップの軸方向他方側端部に、互いに径方向で対向して嵌着する円筒形状の嵌着部が設けられ、これら何れかの嵌着部のうちの嵌着面に、円周方向に沿う環状凹部が形成されている。
【０００９】
この構成によれば、環状凹部がラビリンス機能を果たすので、例えば外輪部材とキャップの嵌合部分から泥水等が浸入しにくく、仮にわずかな隙間が発生した場合であっても、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止する。
【００１０】
また、本発明の転がり軸受装置は、前記キャップが樹脂製とされ、前記外輪部材の嵌着部の内周面に、前記キャップの嵌着部が内嵌するよう嵌着され、前記キャップの嵌着部の外周面に、前記環状凹部が形成されている。
【００１１】
この構成のように、外輪部材が金属製でキャップが樹脂製の場合、両者の熱膨張率の違いによって外輪部材とキャップの嵌合部分にわずかな隙間が発生した場合でも、環状凹部がラビリンス機能を果たし、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止する。
【００１２】
さらに、本発明の転がり軸受装置は、前記キャップの嵌着部の下部に、前記凹部と前記キャップの外部とを連通する連通路が形成されている。
【００１３】
この構成によれば、仮に環状凹部に泥水等が侵入した場合に、連通路から泥水等が排水されるので、軸受内部に泥水等が侵入するのを防止する。
【００１４】
【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は保護キャップの単体斜視図である。
【００１５】
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部材としての２列の玉４，５とを備える。
【００１６】
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の外輪軌道面が形成されている。
【００１７】
内輪部材３は、ハブ軸７を有する。ハブ軸７は、その車両アウタ側（軸心方向一方側であって、図１における左側）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。内輪部材３は、ハブ軸７の車両インナ側に嵌着される環状部材８を有する。ハブフランジ９に、仮想線で示されるブレーキディスク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。
【００１８】
ハブ軸７は、環状部材８から車両インナ側（軸方向他方側であって、図１における右側）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。すなわち保護キャップ１８は、円盤部２０に回転数センサ２１の取付け部２２を有する。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における車両インナ側端部の円筒状の外輪側嵌着部２ａに嵌着する保護キャップ側嵌着部２３とから、前記樹脂により一体に形成される。
【００２２】
この保護キャップ側嵌着部２３は、外輪部材２の外輪側嵌着部２ａとの嵌め合いのために、軸方向に沿って所定の長さを有する。
【００２３】
保護キャップ側嵌着部２３は、円筒部１９の車両アウタ側先端部に配置されており、前記外輪部材２の外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂに所定の締代でもって嵌合する筒状部２５と、外輪側嵌着部２ａの端面２ｃに軸方向で対向する環状の接触部２７とを有する。
【００２４】
筒状部２５の外周面２５ａは、外輪部材２における外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂと径方向で対向して嵌合する部分である。この外周面２５ａにおける軸方向途中位置に、周方向に沿って、一条の環状の凹部２６が形成されている。なお、接触部２７の側面２７ａと外輪部材２の外輪側嵌着部２ａの車両インナ側端面２ｃとが軸方向に対向して接触している。
【００２５】
嵌着部２７の下部に、凹部２６と外輪部材２と保護キャップ１８とで囲まれる空間の外側とを連通する連通路３０が形成されている。この連通路３０は、接触部２７の側面２７ａの一部を径方向に切除することで凹部２６に連通するよう形成されている。
上記構成において、外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂに、保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５が所定の締代をもって嵌着するよう、また保護キャップ側嵌着部２３における接触部２７の側面２７ａと、外輪側嵌着部２ａにおける車両インナ側端面２ｃとが軸方向に対向して接触するよう、外輪側嵌着部２ａに対して保護キャップ側嵌着部２３を軸方向から嵌着する。これにより外輪部材２の開放側が保護キャップ１８によって覆われて保護され、転がり軸受装置１の使用中に、泥水等が転がり軸受装置１にかかったとしても、泥水等が内部に侵入するのが防止できる。
【００２６】
ところで、転がり軸受装置１の使用に伴って、転がり軸受装置１の温度が上昇した場合、金属と樹脂とでは、熱膨張率（線膨張係数）が異なるため、外輪側嵌着部２ａの内周面２ｂと、保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５との間にわずかな隙間が発生した状態となることがある。
【００２７】
しかし、筒状部２５の外周面２５ａにおける軸方向途中位置に、周方向に沿って、一条の環状の凹部２６が形成されているので、この凹部２６がラビリンス機能を有することで必要なシール性を確保して、保護キャップ側嵌着部２３における接触部２７の側面２７ａと、外輪側嵌着部２ａにおける車両インナ側端面２ｃとの対向面から泥水等が侵入するのを防止できる。
【００２８】
さらに、仮に凹部２６に泥水等が侵入した場合、嵌着部２７の下部に、凹部２６と連通路３０とが形成されており、この連通路３０は、接触部２７の側面２７ａの一部を径方向に切除することで凹部２６に連通するよう形成されているので、泥水等が連通路３０から軸受外部に排出されることになる。
【００２９】
なお、凹部２６のラビリンスとしての機能は、温度上昇によって保護キャップ側嵌着部２３の外周面２５との間にわずかな隙間が発生した状態にのみ有効なものではなく、未だ転がり軸受装置１の温度が所定の値まで上昇していない場合にも勿論有効に機能するものである。
【００３０】
これにより軸受内部に泥水等が侵入するのを防止して、転がり軸受装置１の寿命を延長させることができる。
【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、必要なシール性を確保して、軸受内部への泥水等の侵入を防止できる。
【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の全体構成を示す斜視図である。
【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
２６ 環状の凹部
Claims (3)
- 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転動部材と、前記外輪部材の軸方向一方側に嵌着する有底円筒形状のキャップとを含み、
前記外輪部材の軸方向一方側端部および前記キャップの軸方向他方側端部に、互いに径方向で対向して嵌着する円筒形状の嵌着部が設けられ、これら何れかの嵌着部のうちの嵌着面に、円周方向に沿う環状凹部が形成された、転がり軸受装置。 - 請求項１記載の転がり軸受装置において、
前記キャップが樹脂製とされ、前記外輪部材の嵌着部の内周面に、前記キャップの嵌着部が内嵌するよう嵌着され、前記キャップの嵌着部の外周面に、前記環状凹部が形成された、転がり軸受装置。 - 請求項２記載の転がり軸受装置において、
前記キャップの嵌着部の下部に、前記凹部と前記キャップの外部とを連通する連通路が形成された、転がり軸受装置。
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