JP2007010054A

JP2007010054A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2007010054A
Application number: JP2005191996A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Shibuya; 英志渋谷; Ritsuei Shu; 立穎朱
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】外輪と内輪との間に密封板を取り付けた際に、外輪の端部が軸受の外側に突出することなく、内輪の端部が軸受の内側に突出することもない転がり軸受を提供する。
【解決手段】相対回転可能に対向して配置された内輪２及び外輪４と、内輪の対向面２ａ及び外輪の対向面４ａにそれぞれ形成された軌道面8,10間に転動自在に組み込まれた複数の転動体6a,6bとを備えており、外輪には、外輪の外径が端部４ｅに向かうに従って小さくなるように周方向に亘って薄肉部ｎが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の軸受ユニット用の転がり軸受に関し、特に自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する軸受ユニット用の転がり軸受に関する。

自動車の車輪は、例えば車輪支持用の軸受ユニットにより懸架装置(サスペンション)に対して回転自在に支持されており、車輪支持用の軸受ユニットは、例えばハブと軌道輪(内輪及び外輪)と複数の転動体とを備えている(特許文献１参照)。
車輪支持用の軸受ユニットの軌道輪(内輪及び外輪)と複数の転動体(以下、軌道輪と複数の転動体とをまとめて転がり軸受、若しくは単に軸受という)の構成として、従来から例えば、図３(ａ)に示すような構成が知られている。かかる転がり軸受には、一対の軌道輪(内輪２及び外輪４)が相対回転可能に対向して配置されており、複数の転動体(ころ)6a,6bが、内輪２の対向面２ａに形成された軌道面８(２列の軌道面8a,8b)と外輪４の対向面４ａに形成された軌道面１０(２列の軌道面10a,10b)との間に、保持器１２により保持されて転動自在に組み込まれている。

また、内輪２の対向面(内輪外径面)２ａと外輪４の対向面(外輪内径面)４ａとの間の環状空間の両端開口部には、例えば図３(ｂ)に示すような密封板(例えば、シールやシールド)１６がそれぞれ設けられており、当該密封板１６は、軸受の外部から異物(例えば、泥水、塵埃)が軸受内に浸入することを防止しているとともに、軸受内に封入された潤滑剤(例えば、グリース、油)が外部へ漏洩することを防止している。なお、密封板１６には、シール本体３０とスリンガー４０とを有するパッケージ型の密封板(以下、パックシールという)１６が一例として適用されている。このようなパックシール１６において、シール本体３０は、例えば鋼板等を断面Ｌ字形状にプレス成形した芯金３２に弾性シール３４を接着させて構成されており、スリンガー４０は、例えば鋼板等を筒部４２と環状部４４とからなる略断面Ｌ字形状にプレス成形して構成されている。

ところで、パックシール１６は、軸受に取り付ける際、スリンガー４０が内輪２に外嵌(圧入)されるとともに、シール本体３０(芯金３２)が外輪４に内嵌(圧入)される。また、パックシール１６を取り付ける前の状態において、軸受の外輪４は、その外径面４ｂが一方の端部４ｅから他方の端部４ｅに亘って平坦状をなすように(傾斜することなく)形成されている(図３(ａ)の状態)。このため、パックシール１６(シール本体３０)が外輪４に内嵌(圧入)されると、例えば外輪４の端部４ｅが外側(内輪２の外径面２ａとの距離を広げる方向)に膨張する場合がある(図３(ｂ)の状態)。

そして、このように外輪４の端部４ｅが外側に膨張した状態(例えば、外輪４の端部４ｅが外側に突出した状態)では、例えば軸受ユニット(軸受)を車体(例えば、サスペンションのナックル(図示しない))に固定する(圧入する)際に、外輪４の端部４ｅの突出部分ｄがナックルと干渉するため、外輪４の外径面４ｂとナックルとの間に隙間が生じ、両者を密着させることができなくなってしまう虞がある。また、外輪４の端部４ｅの膨張量が大きくなる(例えば、外輪４の端部４ｅが外側に大きく突出する)と、軸受ユニット(軸受)をナックルに固定することができなくなってしまう場合もある。なお、密封板(例えば、パックシール)１６が取り付けられたことにより、内輪２の端部２ｅが内側(外輪４の内径面４ａとの距離を広げる方向)に膨張した場合には、例えば軸受ユニット(軸受)を車体(例えば、ハブスピンドル(図示しない))に固定する(圧入する)ことが困難になってしまう場合も想定される。
特開平１１−３３６７７３号公報

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、外輪と内輪との間に密封板を取り付けた際に、外輪の端部が軸受の外側に突出することなく、内輪の端部が軸受の内側に突出することもない転がり軸受を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は、相対回転可能に対向して配置された内輪及び外輪と、内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えている。このような構成において、外輪には、外輪の外径が端部に向かうに従って小さくなるように周方向に亘って薄肉部が設けられている。
また、本発明に係る転がり軸受は、相対回転可能に対向して配置された内輪及び外輪と、内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えている。このような構成において、内輪には、内輪の内径が端部に向かうに従って大きくなるように周方向に亘って薄肉部が設けられている。
この場合、薄肉部には、平坦状の傾斜面が形成されている。また、この場合、薄肉部には、湾曲状の傾斜面が形成されている。
また、内輪の対向面及び外輪の対向面には少なくとも１つの軌道面がそれぞれ形成されており、軌道面間に沿って複数の転動体が並んでいる。

本発明の転がり軸受によれば、外輪と内輪との間に密封板を取り付けた際に、外輪の端部が軸受の外側に突出することなく、内輪の端部が軸受の内側に突出することもない。この結果、例えば、当該転がり軸受を有する自動車の車輪支持用の軸受ユニットを自動車の車体に密着して固定させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受について、添付図面を参照して説明する。
なお、転がり軸受としては、例えばスラスト軸受やラジアル軸受を適用することができるが、ここでは一例として、ラジアル軸受を想定する。また、転動体としては、例えば玉やころを適用することができるが、ここでは一例として、ころを想定する。
本実施形態の転がり軸受は、上述した従来の転がり軸受(図３(ａ)，(ｂ))の改良であるため、以下では、改良部分の説明に止める。なお、従来の転がり軸受(図３(ａ)，(ｂ))と同一の構成には図面上で同一符号を付して、その説明を省略する。

図１(ａ)〜(ｃ)に示すように、本実施形態に係る転がり軸受には、一対の軌道輪(内輪２及び外輪４)が相対回転可能に対向して配置されており、この場合、一例として内輪２は、車輪側(例えば、ディスクホイール(図示しない))に接続されて車輪とともに回転する回転輪となっているのに対し、外輪４は、車体側(例えば、懸架装置(サスペンション)のナックル(図示しない))に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪となっている。
本実施形態において、内輪(回転輪)２の対向面２ａには、第１の軌道面８ａと第２の軌道面８ｂとで構成される軌道面８が形成され、外輪(静止輪)４の対向面４ａには、第１の軌道面１０ａと第２の軌道面１０ｂとで構成される軌道面１０が形成されており、軌道面8a,10a間及び軌道面8b,10b間には複数の転動体(ころ)6a,6bがそれぞれ転動自在に組み込まれている。また、内輪２は、第１の内輪２ｂと第２の内輪２ｃとから構成されており、第１の内輪２ｂには第１の軌道面８ａが形成され、第２の内輪２ｃには第２の軌道面８ｂがそれぞれ形成されている。

この場合、ころ６ａの自転軸に直交する作用線(図示しない)と、ころ６ｂの自転軸に直交する作用線(図示しない)とは、外輪(静止輪)４の外側(例えば、ナックル側)で交差する。これにより背面組合せ形(ＤＢ)軸受が構成される。このような構成において、例えば自動車の車輪に作用する力は、全てディスクホイール(ディスク部)から軸受ユニットを通じて車体(例えば、懸架装置)に伝達されることになり、その際、軸受ユニット(軸受)には、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)が作用する。しかし、軸受は、背面組合せ形(ＤＢ)軸受となっているため、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)に対して高い剛性を維持することができる。

また、本実施形態に係る転がり軸受の外輪４には、外輪４の外径が端部４ｅに向かうに従って小さくなるように周方向に亘って薄肉部ｎが設けられている。本実施形態において、薄肉部ｎは、外輪４の外径面４ｂの両端に外輪４の端部４ｅから所定距離ｗの幅で、外輪外径面４ｂに対して所定角度αだけ傾斜した平坦状の傾斜面(テーパ面)ｋをなすように形成されている。なお、この場合、外輪４の端部４ｅには面取り面ｒが形成されており、傾斜面(テーパ面)ｋと連結させることで、一体をなして１つの薄肉部ｎを構成している。
ここで、外輪４をこのように形成した状態において、軸受の内輪２の対向面(内輪外径面)２ａと外輪４の対向面(外輪内径面)４ａとの間の環状空間の両端開口部に密封板(例えば、パックシール)１６を取り付ける場合について考察する。

この場合、パックシール１６を外輪４に内嵌(圧入)すると、例えば外輪４の端部４ｅが外側(内輪２の外径面２ａとの距離を広げる方向)に膨張する。この際、外輪４の端部４ｅが外側に膨張することで、外輪４の外径面４ｂの薄肉部ｎは外側(内輪２の外径面２ａとの距離を広げる方向)に向かって弾性変形し、薄肉部ｎ(傾斜面ｋ)の傾斜角度αが小さくなる(０°に近づく)。また、薄肉部ｎ(傾斜面ｋ)の傾斜角度αは、パックシール１６を外輪４に内嵌(圧入)した状態において負の角度(マイナス)にはならないように設定されているため、外輪４の端部４ｅが外側に弾性変形して膨張しても、外輪４の端部４ｅの外径は外輪４の中央部の外径よりも大きくなることはない。したがって、軸受にパックシール１６が取り付けられても、例えば外輪４の端部４ｅが軸受の外側に突出した状態になることはなく、外輪４の外径面４ｂは、一方の端部４ｅから他方の端部４ｅに亘ってほぼ平坦状をなす。

このため、例えば当該転がり軸受を有する自動車の軸受ユニット(例えば、車輪支持用の軸受ユニット)を車体(例えば、ナックル)に固定する(圧入する)際、外輪４の外径面４ｂとナックルとの間に隙間が生じることはなく、両者を密着して固定することができる。

なお、外輪４の薄肉部ｎの傾斜幅(外輪４の端部４ｅからの所定距離)ｗ、及び薄肉部ｎ(傾斜面ｋ)の傾斜角度αは、軸受のサイズや肉厚、密封板(例えば、パックシール)の大きさなどにより個別に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、軸受の内径を４５ｍｍ、外径を８０ｍｍ、幅を５０ｍｍとした複列の円すいころ軸受に、幅が４ｍｍの密封板を取り付ける場合、外輪４の薄肉部ｎの幅ｗは、密封板の幅(４ｍｍ)から１０ｍｍの範囲内(外輪４の端部４ｅから４ｍｍ〜１４ｍｍの範囲内)、薄肉部ｎ(傾斜面ｋ)の傾斜角度αは、０°より大きく、０°３０′以下の範囲内にそれぞれあることが好ましい。

また、本実施形態においては、一例として、転がり軸受が自動車の車輪支持用の軸受ユニットに組み込まれる場合を想定して説明したが、本発明にかかる転がり軸受の用途はこれに限定されず、軸受の軌道輪(例えば、内輪と外輪)間に密封板(例えば、シールやシールド)が取り付けられる(例えば、内輪若しくは外輪に圧入固定される)とともに、当該軸受が外部部材(例えば、ハウジング)に配設される(例えば、圧入固定される)ような各種の用途であれば、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、一例として、薄肉部ｎが平坦状の傾斜面(テーパ面)ｋをなす場合を想定して説明したが、薄肉部ｎの形状はこれに限定されず、例えば図２に示す変形例のように、その接線が外輪４の外径面４ｂとの間で所定角度αをなす湾曲状の傾斜面(凸曲面)ｍを形成しても同様の効果を得ることができる。本変形例において、薄肉部ｎは、一例として所定の曲率半径をもつ円弧状の凸曲面(円周面)をなすように形成されている。また、この場合、外輪４の端部４ｅには面取り面ｒが形成されており、傾斜面(凸曲面)ｍと連結させることで、一体をなして１つの薄肉部ｎを構成している。

なお、本実施形態及び変形例において、薄肉部ｎは外輪４の外径面４ｂの両端に形成したが、密封板１６の取り付け態様に合わせて、例えば外輪４の外径面４ｂのいずれか一端側に形成してもよい。また、本実施形態及び変形例において、薄肉部ｎには面取り面ｒを形成したが、面取り面ｒを形成せず、傾斜面(テーパ面ｋや凸曲面ｍ)を外輪４の端部４ｅに達するまで延長して形成してもよい。また、本実施形態及び変形例において、軸受は内輪２及び外輪４が２列の軌道面8a,8b及び10a,10bを有する複列構成としたが、単列構成であってもよく、３列以上の構成であってもよい。さらに、本実施形態及び変形例において、内輪２は分割構成(2b,2c)としたが、一体構成としてもよく、外輪４を分割構成としてもよい。

また、本実施形態及び変形例において、薄肉部ｎは外輪４の外径面４ｂのみに形成したが、これに代えて内輪２の内径面２ｄのみに形成してもよく、外輪４の外径面４ｂ及び内輪２の内径面２ｄの双方に形成してもよい。薄肉部ｎを内輪２の内径面２ｄに形成した場合、密封板(例えば、パックシール)１６を内輪２に外嵌(圧入)した際、内輪２の端部２ｅが内側(外輪４の内径面４ａとの距離を広げる方向)に弾性変形して膨張しても、内輪２の端部２ｅの内径は内輪２の中央部の内径よりも小さくなることはない。したがって、軸受にパックシール１６が取り付けられても、例えば内輪２の端部２ｅが軸受の内側に突出した状態になることはなく、内輪２の内径面２ｄは、一方の端部２ｅから他方の端部２ｅに亘ってほぼ平坦状をなす。

このため、例えば当該転がり軸受を有する自動車の軸受ユニット(例えば、車輪支持用の軸受ユニット)を車体(例えば、ハブスピンドル)に固定する(圧入する)際、内輪２の内径面２ｄとハブスピンドルとの間に隙間が生じることはなく、両者を密着して固定することができる。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受の構成例を示す図であって、(ａ)は、密封板を取り付ける前の状態を示す断面図、(ｂ)は、外輪の端部の断面図、(ｃ)は、密封板を取り付けた後の状態を示す断面図。本発明の変形例に係る転がり軸受の主要部の構成例を示す断面図。従来の転がり軸受の構成例を示す図であって、(ａ)は、密封板を取り付ける前の状態を示す断面図、(ｂ)は、密封板を取り付けた後の状態を示す断面図。

符号の説明

２内輪
４外輪
４ｂ外輪外径面
４ｅ外輪端部
６ａ，６ｂ転動体
８，１０軌道面
１６密封板
ｋ傾斜面(テーパ面)
ｍ傾斜面(凸曲面)
ｎ薄肉部
ｒ面取り面
ｗ傾斜幅
α 傾斜角度

Claims

相対回転可能に対向して配置された内輪及び外輪と、
内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えており、
外輪には、外輪の外径が端部に向かうに従って小さくなるように周方向に亘って薄肉部が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
相対回転可能に対向して配置された内輪及び外輪と、
内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えており、
内輪には、内輪の内径が端部に向かうに従って大きくなるように周方向に亘って薄肉部が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
薄肉部には、平坦状の傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
薄肉部には、湾曲状の傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
内輪の対向面及び外輪の対向面には少なくとも１つの軌道面がそれぞれ形成されており、軌道面間に沿って複数の転動体が並んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受。