JP2005282767A

JP2005282767A - 転がり軸受装置

Info

Publication number: JP2005282767A
Application number: JP2004099957A
Authority: JP
Inventors: Gomaji Nishimura; 駒次西村; Fumihiro Furukawa; 史洋古川
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】カバーに熱衝撃が働いたとしても樹脂の撓み量を抑制し、カバーの必要な抜け力を確保することができる転がり軸受装置の提供。
【解決手段】本転がり軸受装置１は、外輪２のインロー部１７に嵌合するカバー３５に、インロー部１７の車両インナ側の内周面に内嵌する内嵌用円筒部２６と、インロー部１７の端面２ａに当接する当接用環状部２７とを含む。内嵌用円筒部２６は、外径側の樹脂筒部３３Ａと内径側の金属筒部３３Ｂとから構成される。金属筒部３３Ｂは、樹脂筒部３３Ａの内径側領域から当接用環状部２７の内径側領域にまで延長されている。
【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転がり軸受装置にかかり、より詳しくは、車輪の回転状態を検出する回転検出装置を組付けるためのカバーを備えた転がり軸受装置に関する。

車両のアンチロックブレーキシステム(ＡＢＳ)やトラクションコントロールシステム(ＴＣＳ)を制御するために、車輪の回転速度等を検出する必要がある。特許文献１に開示されている車輪用転がり軸受装置では、固定輪である外輪にカバーを介して回転検出装置が組み込まれている。
特開２００３−１３９８２号

上記転がり軸受装置では、その使用中の振動や温度変動という苛酷な環境下でも、回転検出装置をカバーを介して外輪に確実に固定する必要がある。

本発明による転がり軸受装置は、外輪の開口を塞ぐカバーを備えた転がり軸受装置であって、上記カバーは、外輪の上記開口の内周面に内嵌する内嵌用円筒部と、外輪の端面に当接する当接用環状部とを含み、内嵌用円筒部は、外径側に樹脂製の筒部（樹脂筒部）を、また、内径側に金属製の筒部（金属筒部）を備え、金属筒部を、樹脂筒部の内周面領域から上記当接用環状部の内周面領域にまで延長したことを特徴としている。

上記構成において、カバーを外輪の軸方向一側から装着するように軸方向に押込んで、当接用環状部の他側端面を外輪の一側端面に軸方向から当接させるように、カバーを外輪に組付ける。

この場合、内嵌用円筒部の樹脂筒部はその弾性によってわずかに撓みながら挿入されるが、樹脂筒部の内径側には金属筒部が固着されているから、この金属筒部の剛性により樹脂筒部の弾性撓み分の一部が支持される。

上記転がり軸受装置は、カバーを外輪に組込んだ後に、外輪を車体側に組付けるものであり、この状態で車両の使用により車輪が回転すると、外輪の温度が上昇し、その熱が樹脂筒部に伝わる。また、車両が停止した場合は外輪が冷える。このように、上記転がり軸受装置ではその温度変化がカバーに伝わることになる。

ここで樹脂の線膨張係数から、内嵌用円筒部を樹脂のみから形成すれば、温度変化に適合することが難しく、カバーは外輪から脱落しやすい。そこで、内嵌用円筒部の内径側に金属筒部を設け、加熱・冷却といった熱衝撃が発生しても外輪から脱落しにくくすることが考えられる。

しかし、単に内嵌用円筒部の内径側に金属筒部を設けただけでは、上記のような温度変化に適合しきれず、この場合、内嵌用円筒部は変形してしまい、外輪の内周面との接触面積が小さくなって、抜け力が低下してしまうことがわかっている。

そこで本発明では、内嵌用円筒部を樹脂筒部の内径側に樹脂に比べて線膨張係数の小さい金属筒部を固着した構成とし、金属筒部を樹脂筒部の内径側領域から当接用環状部の内径側領域にまで延長した構成とした。すなわち、金属筒部を樹脂筒部の内径側領域から当接用環状部の内径側領域にまで延長したことにより、内嵌用円筒部の撓みの起点が熱源となる外輪から離れることになるとともに、撓みを生じる部分の金属の量が多くなって、樹脂の撓み量を抑制する。

このため、上記熱衝撃があった場合、内嵌用円筒部は金属により最小の撓み量に抑えられ、内嵌用円筒部の外周面と外輪の内周面との必要な接触面積を確保することが可能となる。従って、必要な抜け力を確保することが可能となり、カバーが外輪から脱落するのを効果的に防止することができる。

好ましくは、外輪の端部の内周面に、内嵌用円筒部の外周面と係合する溝部を形成している。これら溝は、好ましくはローレット溝であり、さらに好ましくは、溝は軸方向に対して傾斜して形成されている。

このような構成とすることにより、カバーを外輪に組込むと、内嵌用円筒部の樹脂筒部の外周肉の一部が溝に弾性的に入り込み、これによってカバーは必要な抜け力を確保することにより、効果的に外輪から抜止めされた状態となる。

本発明によれば、内嵌用円筒部の樹脂筒部の撓みを生じる部分の領域を同金属筒部で支持するので、カバーに熱衝撃が働いたとしても樹脂の撓み量を抑制し、カバーの必要な抜け力を確保することができる。

以下本発明の最良の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の最良の形態に係る車両用の転がり軸受装置の縦断面図、図２はカバーの拡大断面図、図３はカバーの要部拡大断面図である。

これらの図において、右側は転がり軸受装置１の車両アウタ側(車輪側)、左側は車両インナ側（反車輪側）を示す。転がり軸受装置１は、自動車の従動車輪を支持するタイプの複列外向きアンギュラ玉軸受として、外輪２と、ハブ軸３と、単列玉軸受に用いる内輪４と、複数の玉５，６からなる転動体と、二つの保持器７，８と、シール９とを備える。

外輪２は、内周に設けられた複列の軌道部１０，１１と、外周の軸方向中間に径方向外向きに延設された車体固定用フランジ部１５と、このフランジ部１５よりも車両インナ側に設けられたインロー部１７とを備えている。フランジ部１５の円周方向複数箇所に軸方向に貫通するボルト孔１５ａが形成されている。インロー部１７は車体側に組付けられたナックル１８の内周面に嵌合され、フランジ部１５はナックル１８に不図示のボルトで固定される。これにより外輪２は車体であるナックル１８に非回転に固定される。

ハブ軸３は、径方向外向きに延設されて車輪やブレーキディスクロータを取付けるための車輪取付用フランジ部１６と、このフランジ部１６から車両アウタ側に延設されたインロー部１９と、フランジ部１６の車両インナ側に形成されて外輪２の車両アウタ側の軌道部１１に対向する軌道部１３と、この軌道部１３よりも車両インナ側の位置に設けられた小径円筒部２０とを備えてなる。ハブ軸３は、上記軌道部１３を備えることにより、外輪２に対する車両アウタ側内輪を構成する。

ハブ軸３のフランジ部１６には、円周方向複数箇所に軸方向に貫通するボルト孔２１が設けられ、このボルト孔２１にボルト２２が圧入により嵌合固定されている。このボルト２２に車輪やブレーキディスクロータに設けた孔が通されるとともに、その孔から突出するボルト２２にナットが装着されて、車輪やブレーキディスクロータがフランジ部１６に固定される。

内輪４はハブ軸３の小径円筒部２０に外嵌され、内輪４の外周に外輪２の車両インナ側軌道部１０に対向する軌道部１２が形成されている。小径円筒部２０の端部は内輪４の車両インナ側端部の径方向外向きへのローリングかしめされ、これにより軸受に所要の予圧が付与され、かつ内輪４がハブ軸３から抜け止めされた状態で一体的に結合されている。

複数の玉５，６は、外輪２の両軌道部１０，１１とハブ軸３と内輪４それぞれの両軌道部１２，１３との間に、介装されるとともに、上記保持器７，８によりそれぞれ転動自在に保持されている。

シール９は、外輪２の車両アウタ側端部とハブ軸３との間に配置され、これらの間の環状空間２５を外部から密封して、かつ環状空間２５に封入したのグリース等の潤滑剤が外部へ漏れ出ることを防止している。

以上の構成を備えた転がり軸受装置1においては、外輪２の車両インナ側端部であるインロー部１７の開口を覆うカバー３５を備えている。カバー３５は、外輪２のインロー部１７の内周面１７ａに内嵌する内嵌用円筒部２６と、外輪２の車両インナ側端面２ａに軸方向から当接する当接用環状部２７と、インロー部１７の開口を塞ぐ閉塞用円板部３０とを備える。この閉塞用円板部３０には、回転検出装置３１を装着するための装着用円筒部３２が形成されている。

内嵌用円筒部２６は、樹脂からなる筒部（樹脂筒部）３３Ａと、金属からなる筒部（金属筒部）３３Ｂとから構成されている。樹脂筒部３３Ａは、径方向外側に配置されている。金属筒部３３Ｂは、径方向内側に配置されている。樹脂筒部３３Ａは、金属筒部３３Ｂに射出成形することで一体的に形成されている。樹脂筒部３３Ａの直径Ｄ１は、インロー部１７の内径Ｄ２に比べてわずかに大きく設定されている。

閉塞用円板部３０、装着用円筒部３２、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの素材として、なるべく外輪２の素材に近い線膨張係数を有する樹脂が好ましく、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂が挙げられる。

内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの軸方向長さＬ１はインロー部１７の軸方向長さＬ２に比べて短く形成され、内嵌用円筒部２６の金属筒部３３Ｂは、同樹脂筒部３３Ａの内径側領域から当接用環状部２７の内径側領域に延長して固着されている。

換言すれば内嵌用円筒部２６の金属筒部３３Ｂの軸方向長さＬ３は同樹脂筒部３３Ａの軸方向長さＬ１よりも長く、かつ内嵌用円筒部２６の車両アウタ側端面２６ａから当接用環状部２７の車両インナ側端面２７ａまでの軸方向長さＬ４よりも短く設定されている。

内嵌用円筒部２６の金属筒部３３Ｂは、車両インナ側の本体部３７と車両アウタ側の厚肉部３６とから一体的に形成され、厚肉部３６は径方向外方に環状に膨出されている。内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの車両アウタ側の隅部外周面３４は斜面に形成されている。

内嵌用円筒部２６の金属筒部３３Ｂの内周面３８は、装着用円筒部３２の内周面３９に比べて径方向外方に位置付けられることで、同金属筒部３３Ｂの内周面３８から装着用円筒部３２の内周面３９までの間に、回転検出装置３１の形状等に応じてこれを回避するために、高さδを有する段部４０が形成されている。内嵌用円筒部２６の金属筒部３３Ｂの材料として、例えばＪＩＳ規格ＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼板が好適に用いられる。

インロー部１７の内周面１７ａには、軸方向に対して傾斜したローレット溝４１が周方向に並べて多数形成されている。

以上の構成を備えた車輪用転がり軸受装置１では、車輪の回転に伴なって、車体側に非回転に支持されている外輪２に玉５，６を介してハブ軸３が軸心回りに回転する。この回転数を回転検出装置３１でもって検出し、その検出結果に基づいてアンチロックブレーキシステムやトラクションコントロールシステムを制御することとなる。

カバー３５は、回転検出装置３１の支持をする機能と、外輪２のインロー部１７の開放部を覆う機能とを有する部材として兼用される。このようなカバー３５をインロー部１７に組付けるにあたり、カバー３５をインロー部１７に軸方向から装着するようにする。

この場合、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの直径Ｄ１はインロー部１７の内径Ｄ２に比べてわずかに大きく設定されているが、同樹脂筒部３３Ａの車両アウタ側の隅部外周面３４は斜面に形成されているから、同樹脂筒部３３Ａは、インロー部１７の内周面１７ａに装着可能となる。カバー３５をさらに軸方向に押込んで、当接用環状部２７の車両アウタ側端面２７ｂを外輪２の車両インナ側端面２ａに軸方向から当接させる。

この場合、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの直径Ｄ１はインロー部１７の内径Ｄ２に比べてわずかに大きく設定されているから、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａはその弾性によってわずかに撓みながら挿入されるが、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの内径側には同金属筒部３３Ｂが固着されているから、この金属筒部３３Ｂの剛性により樹脂筒部３３Ａの弾性撓み分の一部が支持される。

また、図５に示すようにしてカバー３５をインロー部１７に組込むと、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの外周肉の一部がローレット溝４１に弾性的に入り込み、これによってカバー３５は効果的にインロー部１７から抜止めされた状態となる。

転がり軸受装置１は、カバー３５をインロー部１７に組込んだ後に、インロー部１７を車体側のナックル１８に組付けられるものであり、この状態で上記のようにして使用されると、外輪２の温度が上昇し、その熱が内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａに伝わる。また、車両が停止した場合は外輪２が冷える。このように、転がり軸受装置１ではその温度変化がカバー３５に伝わる。

ここで、樹脂の線膨張係数は比較的大きいから、上記のような素材を用いても内嵌用円筒部２６を樹脂のみから形成すれば、温度変化に適合することが難しく、カバー３５はインロー部１７に対する所定の抜け力を失いやすい。そこで内嵌用円筒部２６の内径側に膨張係数の小さな金属筒あるいは金属環を設け、温度変化に対しても所定の抜け力を確保することが考えられる。

しかし、内嵌用円筒部２６の内径側に金属筒あるいは金属環を設けただけでは、上記のような温度変化に適合しきれず、この場合、内嵌用円筒部２６は車両アウタ側が大径になるよう変形してしまい、インロー部１７の内周面１７ａとの接触面積が小さくなって、抜け力が低下してしまうことがわかった。

そこで本発明の実施の形態では、内嵌用円筒部２６の樹脂筒部３３Ａの内径側に樹脂に比べて線膨張係数の小さい同金属筒部３３Ｂを固着し、かつこの金属筒部３３Ｂは樹脂筒部３３Ａの内径側領域から当接用環状部２７の内径側領域に延長した構成とした。

すなわち、内嵌用円筒部２６の金属筒部３３Ｂを同樹脂筒部３３Ａの内径側領域から環状部２７の内径側領域にまで延長したことにより、内嵌用円筒部２６の撓みの基点が熱源である外輪２のインロー部１７から車両インナ側に離れることになるとともに、撓みを生じる部分に占められる金属の量が多くなる。

このため、上記温度変化があった場合、内嵌用円筒部２６は金属により最小の撓み量に抑えられ、内嵌用円筒部２６の外周面２６ｂとインロー部１７の内周面１７ａとの必要な接触面積を確保することが可能となり、したがって必要な抜け力を確保することが可能となり、カバー３５の外輪２からの脱落を効果的に防止することができる。

また、カバー３５の樹脂筒部３３Ａの外周肉の一部は、ローレット溝４１に弾性的に入り込んでいることから必要な抜け力を確保して、いっそう効果的にインロー部１７から抜止めされた状態となる。

本発明の最良の形態に係る転がり軸受装置の全体断面図同転がり軸受装置に組付けられるカバーの単体断面図カバーの要部拡大断面図カバーの単体斜視図カバーを外輪に組付ける途中の断面図

符号の説明

２外輪
３５カバー
２６内嵌用円筒部
２７当接用環状部
３３Ａ内嵌用円筒部２６の樹脂筒部
３３Ｂ内嵌用円筒部２６の金属筒部

Claims

外輪の開口を塞ぐカバーを備えた転がり軸受装置であって、
上記カバーは、外輪の上記開口の内周面に内嵌する内嵌用円筒部と、外輪の端面に当接する当接用環状部とを含み、
上記内嵌用円筒部は、外径側に樹脂製の筒部を、また、内径側に金属製の筒部を備え、
上記金属筒部を、上記樹脂筒部の内周面領域から上記当接用環状部の内周面領域にまで延長した、ことを特徴とする転がり軸受装置。
上記外輪の端部の内周面に、上記内嵌用円筒部の外周面と係合する溝部を設けた、ことを特徴とする請求項１記載の転がり軸受装置。