JP2009180366A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、雨水や泥水等の異物が多量に存在する環境下においても長期間充分な密封性を有するシールが装着された車輪用軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device for rotatably supporting a wheel of an automobile or the like, and more particularly, a wheel equipped with a seal having a sufficient sealing property for a long period of time even in an environment where a large amount of foreign matter such as rainwater and muddy water exists. The present invention relates to a bearing device.
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置は、雨水や泥水等に直接曝される環境下にあるため、この雨水や泥水等が軸受内部に浸入しないように強固な密封性を有するシールが装着されている。近年、こうした厳しい環境下で使用されるこの種の車輪用軸受装置において、さらなる長寿命化が要求されるようになっているが、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等の本来の軸受寿命よりも、シール不具合による損傷が多くを占めている。したがって、シールの密封性と耐久性を高めて軸受寿命の向上を図った車輪用軸受装置が種々提案されている。 Since the wheel bearing device that supports the wheel of the automobile rotatably with respect to the suspension device is in an environment where it is directly exposed to rainwater, muddy water, etc., it is strong so that this rainwater, muddy water, etc. does not enter the inside of the bearing. A seal having a sealing property is attached. In recent years, this type of wheel bearing device used in such a harsh environment has been required to have a longer service life. Damage due to seal failure accounts for more than the bearing life. Accordingly, various wheel bearing devices have been proposed in which the sealability and durability of the seal are improved to improve the bearing life.
図7に示す車輪用軸受装置はこの代表的な一例である。これは駆動輪側の車輪用軸受装置であって、外周に車体(図示せず)に取り付けられる車体取付フランジ51bを一体に有し、内周に複列の外側転走面51a、51aが形成された外方部材51と、一端部に車輪(図示せず)が取り付けられる車輪取付フランジ53を一体に有し、外周に前記複列の外側転走面51a、51aに対向する一方の内側転走面52aと、この内側転走面52aから軸方向に延びる円筒状の小径段部52bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション52cが形成されたハブ輪52と、小径段部52bに圧入され、外周に他方の内側転走面55aが形成された内輪55とを備えている。ハブ輪52の車輪取付フランジ53の円周等配位置には車輪(図示せず)を取り付けるためのハブボルト54が植設されている。
The wheel bearing device shown in FIG. 7 is a typical example of this. This is a wheel bearing device on the drive wheel side, and integrally has a vehicle
複列の外側転走面51a、51aと、これらに対向する内側転走面52a、55a間には複列のボール56が保持器57によって転動自在に収容されている。また、ハブ輪52と内輪55とからなる内方部材58と、前記外方部材51との間に形成される環状空間の開口部にはシール59、60がそれぞれ装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水や泥水等が軸受内に浸入するのを防止している。
A double row of
これらのシール59、60のうち外方部材51と内輪55間に装着されたシール60は、図8に示すように、固定側軌道輪となる外方部材51に内嵌され、断面L字状に形成された芯金61と、この芯金61に一体に加硫接着されたシール部材62とからなる環状のシール板63と、回転側軌道輪となる内輪55に外嵌され、同じく断面L字状に形成され、内輪55の外径に圧入された円筒部64a、およびこの円筒部64aから径方向外方に延びる立板部64bからなるスリンガ64とを備えている。
Of these
シール部材62はゴム等の弾性部材からなり、サイドリップ62aとグリースリップ62b、および中間リップ62cの3本のシールリップを備え、サイドリップ62aの先端縁をスリンガ64の立板部64bの内側面に摺接させると共に、残りのグリースリップ62bと中間リップ62cの先端縁をスリンガ64の円筒部64aに摺接させている。そして、シール板63とスリンガ64の立板部64bの先端とは僅かな径方向すきまを介して対峙され、このすきまでラビリンスシール65を構成している。
The
また、スリンガ64の全表面には、各リップの摺動抵抗が低減される摩擦低減被膜66が形成されている。この摩擦低減被膜66としては、6ナイロンや12ナイロン等のポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン等の低摩擦性の合成樹脂、あるいは、ダイヤモンドライクカーボン膜により形成されている。これにより、各リップの接触圧を低下させることなく摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなる。さらに、スリンガ64と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減されると共に、リップ摺動部の発熱が抑制され、シール60の耐久性が向上する(例えば、特許文献1参照。)。
然しながら、こうした従来のシール60において、スリンガ64の全表面に形成される摩擦低減被膜66が合成樹脂製の被膜であれば、摺動抵抗が小さくなるものの長期的には摩耗して信頼性に乏しい。一方、摩擦低減被膜66がダイヤモンドライクカーボン膜であれば、スリンガ64への結合力が充分とは言えず、長期的には剥離を起こす恐れがあって信頼性が不足する。
However, in such a
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、シールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a wheel bearing device in which the sealing performance and durability of a seal are enhanced to extend the life of the bearing.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、前記シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールを備えた車輪用軸受装置において、シールが、外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されているので、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができ、また、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、摺接面と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。なお、被膜層は、セラミック層のみからなる単層構造、若しくは、セラミック層、金属層等の複数の層からなる積層構造であっても良い。 Thus, in the wheel bearing device including the seal mounted in the opening of the annular space formed between the outer member and the inner member, the seal is fitted into the end of the outer member. And a sealing member integrally bonded to the core by vulcanization and having a plurality of seal lips, and a coating layer having a ceramic layer is formed on the sliding surface of the seal lip. Therefore, the corrosive substance does not enter the base material base, the corrosion resistance can be improved, the sliding resistance of each lip is reduced, the rotational torque is reduced, and the sliding contact surface and each lip are It is possible to provide a wheel bearing device in which lip wear is reduced due to low friction, heat generation at the lip sliding portion is suppressed, seal sealing performance and durability are improved, and the life of the bearing is extended. Note that the coating layer may have a single-layer structure including only a ceramic layer, or a multilayer structure including a plurality of layers such as a ceramic layer and a metal layer.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記被覆層が、金属層、およびセラミック層を有する積層層構造とされていれば、金属との密着性を高めることができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記被覆層が溶射層とされ、溶射完了後に封孔処理が施されていれば、気孔部に水分が入り込むのを防止することができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項4に記載の発明のように、前記シールが、前記内方部材の外周面にシメシロを介して摺接する複数のシールリップを有する一体型のシールで構成され、前記内方部材の外周面に前記被覆層が形成されていても良い。 According to a fourth aspect of the present invention, the seal is composed of an integrated seal having a plurality of seal lips that are slidably contacted with the outer peripheral surface of the inner member via a shimoshiro. The coating layer may be formed on the outer peripheral surface.
また、請求項5に記載の発明のように、前記内方部材が、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入固定され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなり、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が、断面が円弧状の曲面に形成されると共に、前記シールが、前記基部にシメシロを介して摺接するサイドリップを有し、前記基部の表面に前記被覆層が形成されていても良い。 According to a fifth aspect of the present invention, the inner member integrally has a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end, and faces one of the double-row outer rolling surfaces on the outer periphery. And a hub ring formed with a small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and a small-diameter step portion of the hub ring is press-fitted and fixed to the outer periphery via a predetermined shimiro, The inner ring formed with an inner rolling surface facing the other of the outer rolling surfaces of the row, the base on the inner side of the wheel mounting flange is formed in a curved surface with an arc-shaped cross section, and the seal, The base may have a side lip that is in sliding contact with the base through a shimillo, and the coating layer may be formed on the surface of the base.
また、請求項6に記載の発明のように、前記シールが、サイドリップとラジアルリップからなるシール部材を有する環状のシール板と、このシール板に対向配置され、前記内方部材に外嵌され、前記ラジアルリップが摺接される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延び、前記サイドリップが摺接される立板部からなるスリンガとを備えたパックシールで構成されると共に、前記各シールリップが摺接する前記スリンガの表面に前記被覆層が形成されていても良い。 According to a sixth aspect of the present invention, the seal is disposed opposite to the annular seal plate having a seal member composed of a side lip and a radial lip, and is fitted on the inner member. And a pack seal comprising a cylindrical portion to which the radial lip is slidably contacted, and a slinger consisting of a standing plate portion extending radially outward from the cylindrical portion and to which the side lip is slidably contacted, The coating layer may be formed on the surface of the slinger that is in sliding contact with the seal lips.
好ましくは、請求項7に記載の発明のように、前記スリンガの全表面に前記被覆層が形成されていれば、スリンガ自体の耐食性を向上させ、シールの密封性と耐久性を一層高めることができる。 Preferably, if the coating layer is formed on the entire surface of the slinger as in the seventh aspect of the invention, the corrosion resistance of the slinger itself can be improved, and the sealing performance and durability of the seal can be further improved. it can.
また、請求項8に記載の発明のように、前記被膜層は、エアロゾルポジション法により形成されていれば、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができる。また、各リップの摺動抵抗が小さくなって回転トルクが小さくなると共に、摺接面と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺接面の発熱が抑制されてシールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
Further, as in the invention described in
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、前記シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されているので、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができ、また、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、摺接面と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。 The wheel bearing device according to the present invention includes an outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on an inner periphery, and a double row inner rolling that faces the outer rolling surface of the double row on an outer periphery. An inner member having a surface formed thereon, a double row rolling element housed between the rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage, and the outer member; A wheel bearing device including a seal mounted in an opening of an annular space formed between the inner member and a core metal fitted into an end of the outer member; Since this core metal is integrally bonded by vulcanization adhesion and has a seal member having a plurality of seal lips, a coating layer having a ceramic layer is formed on the sliding contact surface of the seal lip. Does not penetrate into the base material, can improve the corrosion resistance, and the sliding resistance of each lip The rotational torque is reduced, and the friction between the slidable contact surface and each lip reduces lip wear, and heat generation at the lip sliding part is suppressed to improve the sealing performance and durability of the seal. It is possible to provide a wheel bearing device with a long life.
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が断面円弧状の曲面に形成されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部に内嵌された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、前記基部にシメシロを介して摺接するサイドリップと一対のラジアルリップを有するシール部材とからなり、前記基部の表面に、金属層とセラミック層を備えた積層構造の被覆層が形成されている。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the suspension device on the outer periphery, a double row outer rolling surface formed integrally on the inner periphery, and a wheel mounting flange for attaching a wheel to one end And a hub wheel in which one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row is formed on the outer periphery, and a small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the hub An inner member formed of an inner ring press-fitted into a small-diameter step portion of the ring and having the other inner rolling surface opposed to the outer rolling surface of the double row on the outer periphery; and the inner member and the outer member A double-row rolling element accommodated between the rolling surfaces via a cage, and a seal attached to an opening of an annular space formed between the outer member and the inner member. And the wheel mounting flange has a base portion on the inner side having a circular arc in cross section. The outer seal of the seals is integrally joined to the end of the outer member, and the core is integrally joined to the core by vulcanization adhesion, A covering member having a laminated structure including a metal layer and a ceramic layer is formed on the surface of the base portion, which includes a sealing member having a side lip and a pair of radial lips that are in sliding contact with each other via a shimoshiro.
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、図2(a)は、図1の一方のシール部を示す要部拡大図、(b)は、(a)の被覆層を示す模式図、図3は、図1の他方のシール部を示す要部拡大図、図4は、図3の変形例を示す要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図1の左側)、中央寄り側をインナー側(図1の右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2A is an enlarged view of a main part showing one seal portion of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a schematic view showing the coating layer of (a), FIG. 3 is an enlarged view of the main part showing the other seal part of FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged view of the main part showing a modification of FIG. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle when assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in FIG. 1), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in FIG. 1).
この車輪用軸受装置は駆動輪用で、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に収容された複列の転動体(ボール)6、6とを備え、第3世代と称される構成をなしている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に所定のシメシロを介して圧入された内輪3とからなる。
This wheel bearing device is for a drive wheel, and includes an
ハブ輪2は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)2cが形成されている。また、車輪取付フランジ4の周方向等配位置にハブボルト5が植設されている。内輪3は、外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成され、ハブ輪2の小径段部2bに所定のシメシロを介して圧入固定されている。
The
ハブ輪2はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面2aをはじめ、後述するシール8のシールランド部となる車輪取付フランジ4のインナー側の基部4aから小径段部2bに亙って高周波焼入れによって58〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。一方、内輪3および転動体6はSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
外方部材10は、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ10bを一体に有し、内周に内方部材1の内側転走面2a、3aに対向する複列の外側転走面10a、10aが一体に形成されている。これら両転走面10a、2aおよび10a、3a間には保持器7を介して複列の転動体6、6が転造自在に収容されている。この外方部材10はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面10a、10aが、高周波焼入れによって58〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。外方部材10と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部にはシール8、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に浸入するのを防止している。
The
なお、ここでは、転動体6にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体6に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。また、本発明に係る車輪用軸受装置は、例示した第3世代構造に限らず、シールが装着された第1世代乃至第4世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
In addition, although the double row angular contact ball bearing which used the ball for the rolling
シール8、9のうちアウター側のシール8は、図2(a)に拡大して示すように、芯金11と、この芯金11に加硫接着により一体に接合されたシール部材12とからなる一体型のシールで構成されている。芯金11は、冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)をプレス加工にて形成され、外方部材10の端部内周に内嵌される円筒状の嵌合部11aと、この嵌合部11aから屈曲して形成され、径方向内方に延びる内径部11bとを備えている。
The
一方、シール部材12は、ニトリルゴム等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金11に一体に接合されている。このシール部材12は、径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ12aと、二股状に形成された一対のラジアルリップ12b、12cとを有している。車輪取付フランジ4の基部4aは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部4aにサイドリップ12aが所定の軸方向シメシロをもって摺接すると共に、ラジアルリップ12b、12cが所定の径方向シメシロをもって摺接している。
On the other hand, the
ここで、サイドリップ12aおよびラジアルリップ12b、12cの摺接面となる基部4aの表面に被覆層13が形成されている。この被覆層13は、図2(b)に模式的に示すように、最内層が金属層13a、中間層がセラミック層13b、最外層が金属層13cからなる3層構造とされている。これら金属層13a、13cおよびセラミック層13bは、いずれも溶射層とされ、最外層の金属層13cは、研削代を含む厚さに溶射され、溶射の後に表面が研削加工等の機械加工によって所定の寸法に形成されている。
Here, the
溶射は、超高温で溶射すべき材料(例えば、パウダー状またはロッド状等)を溶融し、ジェット噴流によりワークに衝突させることで表面膜を形成するものであるが、密着力を高めるために、比較的超高速ジェットと超高温が得られる溶射装置を用いて適切な溶射条件を設定する。この溶射層からなる各金属層13a、13cおよびセラミック層13bは、微細な気孔が存在するため、溶射完了後に、気孔部に水分が入り込まないよう封孔処理が施されている。この封孔処理は、浸透性の良い樹脂や接着剤、あるいは無機微粉末等で行う。
Thermal spraying is to form a surface film by melting a material to be sprayed at an ultra-high temperature (for example, powder or rod) and colliding with a workpiece by a jet jet. Appropriate thermal spraying conditions are set using a thermal spraying device that can obtain a relatively high-speed jet and ultra-high temperature. Since each
また、セラミック層13bとなるセラミック材料としては、アルミナ(Al2O3)、グレーアルミナ、酸化チタン(TiO2)、酸化クロム(Cr2O3)等の金属酸化物等を例示することができる。一方、金属層13a、13cの材料としては、Al、Ni、Cr、Fe等を例示することができる。金属層13a、13cは、溶射後の硬さがHv450以下、好ましくは、Hv300以下の比較的柔らかい材質のものが好ましい。
As the ceramic material for the ceramic layer 13b, alumina (Al 2 O 3), gray alumina, titanium oxide (TiO 2), can be exemplified metal oxides such as
なお、被覆層13は、セラミック層13bのみからなる単層構造、若しくは、最内層が金属層13a、中間層がセラミック層13b、最外層が金属層13cからなる3層構造以外に、最外層の金属層13cを省略した2層構造、すなわち、内層が金属層13a、外層がセラミック層13bからなる2層構造であっても良い。
The
また、摺接面となる基部4aの表面に被覆層13が形成されることにより、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、基部4aと各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール8の密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
Further, since the
以上、溶射によるセラミック層13の形成について述べたが、エアロゾルポジション法(以下、AD法というIでもセラミック層13を形成することができる。このAD法は、原料セラミックの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを被膜形成部分に向けてエアロゾル噴射ノズルにより噴射し、エアロゾルをこの基材表面に高速で衝突させ、微粒子の構成材料からなる被膜を基材上に形成させる方法である。
The formation of the
セラミック微粒子は、衝突により粉砕されて清浄な新生表面が形成されると共に、低温接合を生じさせるので、室温で微粒子同士の接合が実現できる。また、エアロゾル中ではセラミック微粒子は分散状態を維持し、溶射法から得られる被膜が多孔質であるのに対し、AD法により得られる被膜は極めて緻密なセラミック被膜13となる。このため、腐食物質に曝される基部4aは、これらが浸透できる空孔を持たないセラミック被膜13によって保護されるので、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができる。
The ceramic fine particles are pulverized by collision to form a clean new surface and cause low-temperature bonding, so that bonding of the fine particles can be realized at room temperature. Further, in the aerosol, the ceramic fine particles maintain a dispersed state, and the coating obtained by the thermal spraying method is porous, whereas the coating obtained by the AD method becomes an extremely dense
また、摺接面となる基部4aの表面にセラミック被膜13が形成されることにより、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、基部4aと各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール8の密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
Further, since the
AD法によるセラミック被膜13を形成するためのエアロゾル原料となるセラミック微粒子としては、耐食性が良好なアルミナ、ジルコニア、チタニア等の酸化物セラミック微粒子を例示することができる。中でも、真比重が小さく、エアロゾル化し易いアルミナ微粒子が好ましい。本実施形態では、アルミナ微粒子の平均粒子径が0.01μm〜2μmの範囲のものが使用されている。なお、平均粒子径が0.01μm未満では凝着し易く、エアロゾル化が困難であり、また、2μmを超えると膜自体が成長しないため、AD法での膜形成ができない。
Examples of the ceramic fine particles used as an aerosol raw material for forming the
アルミナ微粒子の粒子径調整方法としては、アルコキシド法やコロイド法、アンモニウム明礬の熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法の化学的手法や、ガス中蒸発法、スパッタリング法、アルミニウムの水中火花放電法等の物理的手法を用いて作製された数十nm以下の微細な微粒子を加熱し、粒子径で数百nm程度の2次粒子に凝集させる方法等が挙げられる。また、被膜形成を良好に行なうために、基材への衝突時にアルミナ微粒子が容易に粉砕するように、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いてクラックを予め形成しておくことが好ましい。 The particle size adjustment method of alumina fine particles includes alkoxide method and colloid method, pyrolysis method of ammonium alum, ammonium aluminum carbonate pyrolysis method, improved buyer method, chemical method of ethylene chlorohydrin method, gas evaporation method A method of heating fine particles of several tens of nanometers or less produced using a physical method such as sputtering, aluminum underwater spark discharge, and agglomerating them into secondary particles having a particle diameter of about several hundreds of nanometers. Can be mentioned. In order to satisfactorily form a film, it is preferable to form a crack in advance using a pulverizer such as a ball mill or a jet mill so that the alumina fine particles are easily pulverized at the time of collision with the substrate.
インナー側のシール9は、図3に拡大して示すように、環状のシール板14とスリンガ15とからなる、所謂パックシールを構成している。シール板14は外方部材10に装着された芯金16と、この芯金16に加硫接着により一体に接合されたシール部材17とからなる。芯金16は、冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて断面略L字状に形成され、外方部材10の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部16aと、この嵌合部16aから径方向内方に延びる内径部16bとを有している。シール部材17は、合成ゴム等の弾性部材からなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ17aと、二股状に形成された一対のラジアルリップ17b、17cとを有している。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, the
一方、スリンガ15は、内輪3の外径に圧入された円筒部15aと、この円筒部15aから径方向外方に延びる立板部15bを備えている。そして、シール部材17のサイドリップ17aが立板部15bに摺接すると共に、一対のラジアルリップ17b、17cが円筒部15aに摺接している。また、スリンガ15における立板部15bの外縁は、シール板14と僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール18を構成している。
On the other hand, the
スリンガ15は、フェライト系のステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS430系等)やオーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて断面が略L字状に形成されている。これにより、スリンガ15が雨水や泥水等に曝されても、また、内輪3との嵌合部に雨水や泥水等が浸入してもスリンガ15が発錆するのを防止することができる。
The
ここで、サイドリップ17aおよびラジアルリップ17b、17cの摺接面となるスリンガ15の内側表面に被覆層19が形成されている。この被覆層19は、内層が金属層、外層がセラミック層からなる2層構造で構成されている。これにより、前述したアウター側のシール8と同様、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、スリンガ15と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール9の密封性と耐久性を高めることができる。
Here, the
図4に変形例を示す。このシール20は、前述したシール9と基本的にはスリンガの構成が一部異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 4 shows a modification. This
シール20は、環状のシール板14とスリンガ21とからなる。スリンガ21は、内輪3の外径に圧入された円筒部21aと、この円筒部21aから径方向外方に延びる立板部21bを備えている。そして、サイドリップ17aおよびラジアルリップ17b、17cの摺接面となる内側表面をはじめ、スリンガ21の全表面に被覆層19が形成されている。これにより、スリンガ21の耐食性を一層向上させ、前述したシール8、9と同様、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、スリンガ21と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール20の密封性と耐久性を高めることができる。
The
図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図、図6は、図5の一方のシール部を示す要部拡大図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing one seal portion of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same site | part or the site | part which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
この車輪用軸受装置は第1世代と称され、一対の内輪22、3からなる内方部材23と外方部材24、および両部材23、24間に保持器7を介して転動自在に収容された複列の転動体6、6とを備え、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。
This wheel bearing device is referred to as a first generation, and is accommodated in a rollable manner via a cage 7 between an
外方部材24はSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。そして、この外方部材24と内方部材23との間に形成される環状空間の開口部にシール25、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に浸入するのを防止している。
The
アウター側のシール25は、図6に拡大して示すように、芯金26と、この芯金25に加硫接着により一体に接合されたシール部材27とからなる一体型のシールで構成されている。芯金26は、冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)をプレス加工にて形成され、外方部材24の端部内周に内嵌される円筒状の嵌合部26aと、この嵌合部26aから屈曲して形成され、径方向内方に延びる内径部26bとを備えている。
As shown in an enlarged view in FIG. 6, the
一方、シール部材27は、ニトリルゴム等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金26に一体に接合されている。このシール部材27は、二股状に形成された一対のラジアルリップ27a、27bを有し、これらラジアルリップ27a、27bは、所定の径方向シメシロをもって内輪22の外径面22aに摺接している。
On the other hand, the
ここで、ラジアルリップ27a、27bの摺接面となる内輪22の外径面22aの表面に被覆層28が形成されている。この被覆層28は、内層が金属層、外層がセラミック層からなる2層構造で構成されている。これにより、摺接面の耐食性を向上させ、前述した実施形態と同様、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、内輪22の外径面22aと各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール25の密封性と耐久性を高めることができる。
Here, the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る車輪用軸受装置は、環状空間の開口部にシールが装着された第1世代乃至第4世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to a wheel bearing device having a first generation to a fourth generation structure in which a seal is attached to an opening of an annular space.
1、23・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
2a、3a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
2b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
2c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
3、22・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
4・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
4a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部
5・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
6・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
8、25・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
9、20・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
10、24・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
10a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
10b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
11、16、26・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
11a、16a、26a・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
11b、16b、26b・・・・・・・・・・・・・・内径部
12、17、27・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
12a、17a・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
12b、12c、17b、17c、27a、27b・・ラジアルリップ
13、19、28・・・・・・・・・・・・・・・・・被覆層
13a、13c・・・・・・・・・・・・・・・・・・金属層
13b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セラミック層
14・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
15、21・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
15a、21a・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
15b、21b・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
18・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
22a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪の外径面
51・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
51a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
51b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
52・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
52a、55a・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
52b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
52c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
53・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
54・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
55・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
56・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
57・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
58・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
59、60・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
61・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
62・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
62a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
62b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
62c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間リップ
63・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
64・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
64a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
64b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
65・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
66・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・摩擦低減被膜
1, 23 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Claims (8)
外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
前記シールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、前記シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery;
An inner member in which a double row inner rolling surface facing the outer row rolling surface of the double row is formed on the outer periphery;
A double row rolling element housed between the rolling surfaces of the inner member and the outer member so as to be freely rollable via a cage;
In a wheel bearing device comprising a seal mounted in an opening of an annular space formed between the outer member and the inner member,
The seal includes a metal core fitted into an end portion of the outer member, and a seal member integrally bonded to the metal core by vulcanization adhesion, and having a plurality of seal lips. A wheel bearing device, wherein a coating layer including a ceramic layer is formed on a contact surface.
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