JP2009197883A - 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8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. 8 is a typical example of this. This is a wheel bearing device on the drive wheel side, and integrally has a vehicle body mounting flange 51b attached to the vehicle body (not shown) on the outer periphery, and double row outer
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9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、表面硬さが低く、各リップ62a、62b、62cとスリンガ64との間に異物等が侵入した場合、長期的にはスリンガ64が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、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金、および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からな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る円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部からなる断面略L字状に形成されたスリンガとを備え、前記シールリップが摺接する前記スリンガの内側表面に微小な凹所が無数に形成されている。
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、シールのうち少なくとも一方のシールが、外方部材の端部に内嵌される芯金、および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からなる環状のシール板と、このシール板に対向配置され、内方部材に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部からなる断面略L字状に形成されたスリンガとを備え、シールリップが摺接するスリンガの内側表面に微小な凹所が無数に形成されているので、凹所にグリースが溜まり、摺接面における潤滑性が向上してリップ摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、スリンガと各リップとの低摩擦によりスリンガと各リップの摩耗が抑制される。また、リップ摺動部の発熱が抑制され、長期間に亘ってシールの密封性と耐久性を高めることができ、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。 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, at least one of the seals is the outer member. An annular seal plate made of a sealing member having a plurality of sealing lips integrally joined to the core by vulcanization adhesion, and a core metal fitted into the end, and opposed to the sealing plate. A slinger formed in a substantially L-shaped cross section consisting of a cylindrical part fitted on the member and a standing plate part extending radially outward from the cylindrical part, and a minute amount on the inner surface of the slinger with which the seal lip slides Since there are innumerable recesses, grease accumulates in the recesses, the lubricity on the sliding surface is improved, the lip sliding resistance is reduced, the rotational torque is reduced, and the slinger and each lip Due to low friction Slinger and abrasion of the lip can be suppressed. Further, the heat generation of the lip sliding portion is suppressed, and the sealing performance and durability of the seal can be improved over a long period of time, and a wheel bearing device that extends the life of the bearing can be provided.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記凹所が、直径φ10〜30μmで、深さ1〜5μmの範囲の略円形に形成されていれば、シールリップとスリンガとの摺接面にグリースが行き届き難く希薄な潤滑条件であっても、凹所にグリースが溜まり、摺接面における潤滑性が向上する。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記凹所が、前記スリンガの表面硬さと同等以上の硬さを有し、略球状をなすショットによるショットブラスト処理によって形成されていれば、滑らかな円形の凹所が形成されると共に、リップ摺接面の表面硬さを高めてスリンガと各リップの摩耗が抑制される。
Further, as in the invention described in
また、請求項4に記載の発明のように、前記シール部材が、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、二股状に形成されたグリースリップと中間リップとを有し、これらグリースリップと中間リップが前記スリンガの円筒部に摺接されると共に、前記サイドリップが前記スリンガの立板部に摺接されていても良い。 According to a fourth aspect of the present invention, the seal member includes a side lip that extends obliquely outward in the radial direction, a grease lip formed in a forked shape, and an intermediate lip. And the intermediate lip may be in sliding contact with the cylindrical portion of the slinger, and the side lip may be in sliding contact with the standing plate portion of the slinger.
また、請求項5に記載の発明のように、前記シール部材が、グリースリップと径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップとを有し、前記サイドリップが前記スリンガの立板部に摺接されると共に、前記グリースリップが前記スリンガの円筒部に摺接されていれば、密封性を向上させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the seal member includes a grease lip and a pair of side lips that extend radially incliningly, and the side lip is formed on the standing plate portion of the slinger. If the grease lip is slidably contacted with the cylindrical portion of the slinger, the sealing performance can be improved.
また、請求項6に記載の発明のように、前記グリースリップが、前記スリンガの円筒部に所定の径方向すきまを介して対峙してラビリンスシールが形成されていれば、リップ摺動抵抗が小さくなり、回転トルクを抑制することができる。
If the grease lip faces the cylindrical portion of the slinger through a predetermined radial clearance and a labyrinth seal is formed as in the invention described in
また、請求項7に記載の発明のように、前記グリースリップが廃止され、前記シール部材とスリンガの円筒部との間に環状空間が形成されていれば、サイドリップの摺接面へのグリースの供給が良好になってリップ摺動抵抗が一層小さくなり、シールの回転トルクを大幅に抑えることができる。
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、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金、および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からな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る円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部からなる断面略L字状に形成されたスリンガとを備え、前記シールリップが摺接する前記スリンガの内側表面に微小な凹所が無数に形成されているので、凹所にグリースが溜まり、摺接面における潤滑性が向上してリップ摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、スリンガと各リップとの低摩擦によりスリンガと各リップの摩耗が抑制される。また、リップ摺動部の発熱が抑制され、長期間に亘ってシールの密封性と耐久性を高めることができ、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; In a wheel bearing device including a seal mounted in an opening of an annular space formed between the inner member and at least one of the seals is fitted into an end of the outer member. An annular seal plate made of a seal member integrally bonded to the core metal by vulcanization and having a plurality of seal lips, and disposed opposite to the seal plate, and fitted on the inner member. And a substantially L-shaped cross section comprising a cylindrical portion and a standing plate portion extending radially outward from the cylindrical portion Since there are innumerable minute recesses on the inner surface of the slinger where the seal lip is slidably contacted, grease accumulates in the recesses and lubricity on the slidable contact surface is improved. The lip sliding resistance is reduced, the rotational torque is reduced, and wear of the slinger and each lip is suppressed by the low friction between the slinger and each lip. Further, the heat generation of the lip sliding portion is suppressed, and the sealing performance and durability of the seal can be improved over a long period of time, and a wheel bearing device that extends the life of the bearing can be provided.
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、前記シールのうちインナー側のシールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金、および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からなる環状のシール板と、このシール板に対向配置され、前記内輪に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部からなる断面略L字状に形成されたスリンガとを備え、前記シールリップが摺接する前記スリンガの内側表面に、直径φ10〜30μmで、深さ1〜5μmからなる略円形の凹所が無数に形成されている。 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. In the wheel bearing device comprising: the seal on the inner side of the seal, the outer portion A metal core that is fitted into the end of the metal plate, and an annular seal plate that is integrally joined to the metal core by vulcanization adhesion and includes a seal member having a plurality of seal lips, and is disposed opposite to the seal plate, An inner surface of the slinger having a cylindrical portion fitted on the inner ring and a slinger formed in a substantially L-shaped cross section comprising a standing plate portion extending radially outward from the cylindrical portion, the seal lip being in sliding contact with the slinger In addition, innumerable substantially circular recesses having a diameter of 10 to 30 μm and a depth of 1 to 5 μm are formed.
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は、図1の一方のシール部を示す要部拡大図、図3(a)は、図2のスリンガを示す斜視図、(b)は、(a)のスリンガの内側表面を示す模式図である。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.
1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing one seal part of FIG. 1, and FIG. The perspective view which shows the slinger of 2 and (b) are the schematic diagrams which show the inner surface of the slinger of (a). 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が転動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。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。
The
シール8、9のうちアウター側のシール8は、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されると共に、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されている。
On the other hand, the
また、インナー側のシール9は、図2に拡大して示すように、環状のシール板13とスリンガ14とからなる、所謂パックシールで構成されている。シール板13は外方部材10に装着された芯金15と、この芯金15に加硫接着により一体に接合されたシール部材16とからなる。芯金15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15aと、この嵌合部15aから径方向内方に延びる内径部15bとを有している。シール部材16は、ニトリルゴム等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ16aと、二股状に形成されたグリースリップ16bと中間リップ16cを有している。なお、シール部材16の材質としては、ニトリルゴム以外にもフッ素ゴムやアクリルゴムを例示することができる。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the inner-
一方、スリンガ14は、内輪3の外径に圧入された円筒部14aと、この円筒部14aから径方向外方に延びる立板部14bを備えている。そして、シール部材16のサイドリップ16aが立板部14bに摺接されると共に、グリースリップ16bと中間リップ16cが円筒部14aに摺接されている。また、スリンガ14における立板部14bの外縁は、シール板13と僅かな径方向すきまを介して対峙され、ラビリンスシール17が構成されている。
On the other hand, the
さらに、立板部14bのインナー側の側面には、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入された磁気エンコーダ18が加硫接着等によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ18は、周方向に交互に磁極N、Sが着磁され、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダが構成されている。
Further, a
スリンガ14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14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14が発錆するのを防止することができる。
The
ここで、図3(a)に示すように、サイドリップ16aとグリースリップ16bおよび中間リップ16cの摺接面となるスリンガ14の内側表面に無数の凹所19が形成されている。この凹所19は、(b)に模式的に示すように、ショットブラスト処理によって、直径d=φ10〜30μmで、深さW=1〜5μmの範囲に略円形に形成されている。このショットブラスト処理は、スリンガ14の表面硬さと同等以上の硬さを有し、例えば、略球状をなす20〜200μmのショットを噴射速度50m/sec以上で噴射させることにより行われる。なお、ショットの材質として、鋼球、セラミック、ガラス等を例示することができる。
Here, as shown in FIG. 3A,
このような無数の凹所19がスリンガ14の摺接面に形成されることにより、凹所19にグリースが溜まり、摺接面における潤滑性が向上してリップ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14と各リップ16a、16b、16cとの低摩擦によりスリンガ14と各リップ16a、16b、16cの摩耗が抑制される。また、リップ摺動部の発熱が抑制され、長期間に亘ってシール9の密封性と耐久性を高めることができ、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。
By forming
図4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5(a)は、図4の一方のシール単体を示す拡大図、(b)〜(d)は、(a)のシールの変形例を示す拡大図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, FIG. 5A is an enlarged view showing one seal unit of FIG. 4, and FIGS. These are the enlarged views which show the modification of the seal | sticker of (a). In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component and site | part which has the same component same part as embodiment mentioned above, or the same function, 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3、3からなる内方部材20と外方部材21、および両部材20、21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が構成されている。
This wheel bearing device is referred to as the first generation, and is accommodated in an
外方部材21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21と内方部材20との間に形成される環状空間の開口部にシール22、23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22は、芯金24と、この芯金24に加硫接着により一体に接合されたシール部材25とからなる一体型のシールで構成されている。芯金24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ている。シール部材25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24に一体に接合されている。このシール部材25は、二股状に形成された一対のラジアルリップ25a、25bを有し、所定の径方向シメシロをもって内輪3の外径面に摺接している。
The outer-
また、インナー側のシール23は、図5(a)に拡大して示すように、環状のシール板26とスリンガ14とからなる。シール板26は外方部材21に装着された芯金15と、この芯金15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。シール部材27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一対のサイドリップ27a、27bとグリースリップ16bを有している。
Further, the
ここで、前述した実施形態と同様、サイドリップ27a、27bとグリースリップ16bの摺接面となるスリンガ14の内側表面に無数の凹所19が形成されている。このような無数の凹所19がスリンガ14の摺接面に形成されることにより、一対のサイドリップ27a、27b、特に、外方側に位置するサイドリップ27aとスリンガ14との摺接面にグリースが行き届き難く希薄な潤滑条件であっても、凹所19にグリースが溜まり、摺接面における潤滑性が向上してリップ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14と各リップ27a、27b、16bとの低摩擦により摩耗が抑制される。
Here, in the same manner as in the above-described embodiment,
図5(b)〜(d)は、(a)の変形例を示す。(b)に示すシール28は、基本的には(a)のシール23におけるグリースリップ16bが非接触タイプで構成されていることだけが異なっている。すなわち、シール28のシール部材29は、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ27a、27bとグリースリップ29aを有し、このグリースリップ29aがスリンガ14の円筒部14aに所定の径方向すきまδを介して対峙され、ラビリンスシールが形成されている。そして、スリンガ14の内側表面に無数の凹所19が形成されている。これにより、摺接面における潤滑性が向上してリップ摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが一層小さくなる。
FIGS. 5B to 5D show a modification of (a). The
(c)に示すシール30は、基本的には図2に示すシール9とグリースリップ16bが非接触タイプで構成されていることだけが異なっている。すなわち、シール部材31は、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ16aと中間リップ16cおよびグリースリップ31aを有し、このグリースリップ31aがスリンガ14の円筒部14aに所定の径方向すきまδを介して対峙され、ラビリンスシールが形成されている。これにより、所望の密封性を確保すると共に、リップ摺動抵抗が小さくなり、回転トルクを抑制することができる。
The
また、(d)に示すシール32は、シール部材33が径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ27a、27bを有し、前述したグリースリップが廃止されて、スリンガ14の円筒部14aとの間に環状空間が形成されている。そして、スリンガ14の内側表面のうち立板部14bに無数の凹所19が形成されている。これにより、サイドリップ27a、27bの摺接面へのグリースの供給が良好になってリップ摺動抵抗が一層小さくなり、シール32の回転トルクを大幅に抑えることができる。
Further, the
図6は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図である。この実施形態は従動輪用の第2世代と称され、外方部材34と一対の内輪3、3、および複列の転動体6、6を備え、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the wheel bearing device according to the present invention. This embodiment is called a second generation for a driven wheel, and includes an
外方部材34は、外周のアウター側の端部に車輪取付フランジ4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ている。この外方部材34はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成されている。そして、この外方部材34と一対の内輪3、3との間に形成される環状空間の開口部にシールド35とシール26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。なお、内輪3との間にラビリンスシールが構成されたシールド35は、主として軸受内部に封入された潤滑グリースが外部へ漏洩するのを防止している。そして、図示はしないが、外方部材34のアウター側の端部にはエンドキャップが装着され、外部から軸受内部に雨水等の異物が侵入するのを防止している。
The
インナー側のシール26は、前述したように、シール部材27の一対のサイドリップ27a、27bによって強力な密封性を備えると共に、スリンガ14の内側表面に形成された無数の凹所19によって、摺接面における潤滑性が向上してリップ摺動抵抗が小さくなり、回転トルクを抑制することができる。
As described above, the inner-
図7は、本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図である。この実施形態は第4世代と称され、外方部材10と内方部材36、および複列の転動体6、6を備え、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受が構成されている。内方部材36は、ハブ輪37と、このハブ輪37に一体に塑性結合された等速自在継手38の外側継手部材39からなる。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the wheel bearing device according to the present invention. This embodiment is called a fourth generation, and includes an
ハブ輪37は、アウター側の端部に車輪取付フランジ4を一体に有し、外周に内側転走面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37aが形成され、内周に凹凸部40が形成されている。この凹凸部40はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部40は、後述する良好な食い込み性を確保するためにその凸部の先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されると共に、高周波焼入れによって所定の表面硬さに硬化処理されている。なお、ハブ輪37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、基部4aから小径段部37a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。
The
一方、等速自在継手38は、外側継手部材39に内挿された継手内輪41とケージ42およびトルク伝達ボール43とを備えている。外側継手部材39は、カップ状のマウス部44と、このマウス部44の底部となる肩部45と、この肩部45から軸方向に延びる中空状の軸部46とが一体に形成されている。肩部45の外周にはインナー側の内側転走面45aが直接形成されている。また、軸部46には、ハブ輪37の小径段部37aに円筒嵌合されるインロウ部46aと、このインロウ部46aの端部に嵌合部46bが形成されている。
On the other hand, the constant velocity
外側継手部材39はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、肩部45から軸部46の外周面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。なお、嵌合部46bは鍛造加工後の表面硬さのままとされている。
The outer
そして、外側継手部材39の肩部45がハブ輪37の小径段部37aに衝合するまで軸部46が内嵌され、嵌合部46bの内径にマンドレル等の拡径治具をアウター側に押し込んで嵌合部46bを拡径することにより、嵌合部46bを塑性変形させてハブ輪37の凹凸部40に食い込ませて加締め、ハブ輪37と外側継手部材39が塑性結合されて一体化されている。これにより、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された軸受予圧を維持することができる。符号47、48は、ハブ輪37のアウター側の端部と外側継手部材39の肩部45に装着されたエンドキャップで、外部から継手内部に雨水やダスト等の異物が侵入するのを防止すると共に、継手内部に封入された潤滑グリースが外部へ漏洩するのを防止している。そして、外方部材10と内方部材36との間に形成される環状空間の開口部にシール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。
Then, the
この実施形態においても、前述した実施形態と同様、インナー側のシール9は、シール部材27の一対のサイドリップ27a、27bによって強力な密封性を備えると共に、スリンガ14の内側表面に形成された無数の凹所19によって、摺接面における潤滑性が向上してリップ摺動抵抗が小さくなると共に、摩耗が抑制され、長期間に亘ってシール9の密封性と耐久性を高めることができる。
Also in this embodiment, 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、20、36・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
2、37・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
2a、3a、45a・・・・・・・・・・・・・内側転走面
2b、37a・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
2c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・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、22・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
9、23、28、30、32・・・・・・・・・インナー側のシール
10、21、34・・・・・・・・・・・・・・外方部材
10a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
10b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
11、15、24・・・・・・・・・・・・・・芯金
12、16、25、27、29、31、33・・シール部材
12a、16a、27a、27b・・・・・・・サイドリップ
12b、12c、25a、25b・・・・・・・ラジアルリップ
13、26・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
14・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
14a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
14b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
15a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
15b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内径部
16b、29a、31a・・・・・・・・・・・グリースリップ
16c・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間リップ
17・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
18・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
19・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所
35・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールド
38・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
39・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
40・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
41・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
42・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
43・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
44・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
45・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
46・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸部
46a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
46b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
47、48・・・・・・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
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
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
d・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所の直径
W・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所の深さ
δ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・径方向すきま
1, 20, 36 ...
Claims (7)
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、
前記シールのうち少なくとも一方のシールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金、および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からな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る円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部からなる断面略L字状に形成されたスリンガとを備え、前記シールリップが摺接する前記スリンガの内側表面に微小な凹所が無数に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,
At least one of the seals is an annular member comprising a core member fitted into an end of the outer member, and a seal member integrally joined to the core member by vulcanization and having a plurality of seal lips Formed in a substantially L-shaped cross section comprising a sealing plate, a cylindrical portion that is disposed opposite to the sealing plate, and is fitted on the inner member, and a vertical plate that extends radially outward from the cylindrical portion. A wheel bearing device comprising: a slinger, wherein an infinite number of minute recesses are formed on an inner surface of the slinger that is in sliding contact with the seal lip.
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