JP2009293677A - 転がり軸受装置の密封部材及びその取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 転がり軸受装置において、融雪剤による錆が生じにくい密封部材を提供することである。
【解決手段】 転がり軸受装置の一例であるハブユニット１００において、密封部材４の芯金部１８の上辺部２１の外面に、その全体に亘ってシール部材１９の上辺被着部２４を被着させる。これにより、密封部材４の芯金部１８に、融雪剤が侵入しにくくなる。そして、シール部材１９の上辺被着部２４の画面に、断面三角形状の突起部３１と溝部３２を軸方向に交互に配置し、鋸刃形状の移動防止部を形成する。また、圧入状態で、外輪部材１の嵌合部１４の内周面に、シール部材１９の突起部３１を入り込ませる溝部３４を形成する。これにより、圧入状態での密封部材４が軸方向に移動しにくくなり、スプリングバックが防止される。
【選択図】 図２

Description

本発明は転がり軸受装置の密封部材及びその取付構造に関するものである。

車両（例えば、自動車）には、タイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブユニット（転がり軸受装置）が用いられている。ハブユニットは、車体側に固定された外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されたハブホイール（内輪部材）と、これら外輪部材と内輪部材との間に介装される転動体とを備えており、ハブホイールが軸線周りに回転自在にされている。そして、このハブホイールに車輪が取り付けられる。

ハブユニットを構成するハブホイールと外輪部材との間には、雨水が浸入することを防ぐための密封部材が取り付けられている（例えば、特許文献１を参照）。この密封部材５１は、外輪部材５２の内周面に圧入される芯金部５３と、ゴム材より成り、芯金部５３に被着されるシール部材５４とを備えている。シール部材５４から、３本のリップ部５５が延設されていて、各リップ部５５の先端部が内輪部材５４の外周面に摺接している。これにより、転動体５６の部分に雨水が浸入することを防止している。

図４に示されるように、従来の密封部材５１では、芯金部５３における外輪部材５２に圧入される部分５３ａのうちの一部が、シール部材５４によって被着されている（ハーフラバータイプ）。なぜならば、芯金部５３における圧入部分５３ａの全面を被着した場合、密封部材５１を外輪部材５２に圧入したときのスプリングバックにより、シール部材５４のリップ部５５が内輪部材５４と非接触に配置されるおそれが生じるからである。

上記した従来の密封部材５１の場合、外輪部材５２とシール部材５４との密着部分を越えて融雪剤が侵入すると、外輪部材５２の内周面に錆を発生させて腐食させてしまう。これにより、更に融雪剤が侵入し易くなり、芯金部５３の圧入部分５３ａに錆を発生させる。すると、転動体５６の部分に雨水が浸入し易くなり、転動体５６の軌道部５７を損傷（フレッチングやピッチング）させてしまう。この種の不具合は、特に、北欧や北米のように大量の融雪剤が散布される地域において顕著である。
特開２００５−２９９６８４号公報

本発明は上記した事情に鑑み、転がり軸受装置において、融雪剤による錆が生じにくい密封部材を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するための本発明は、
外輪部材と、該外輪部材と同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装される転動体とを備え、前記外輪部材と前記内輪部材とがそれらの軸線周りに相対回転可能にされた転がり軸受装置において、前記外輪部材と前記内輪部材との開口を密封する密封部材であって、
芯金部と、前記芯金部に被着されるシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記芯金部における前記外輪部材の内周面と対向する面の全面に亘って被着され、かつ密封部材が前記外輪部材に圧入されたときに、前記シール部材における前記外輪部材の内周面と対向する部分に、前記密封部材が軸方向に相対的に移動することを防止するための移動防止部が設けられていることを特徴としている。

本発明に係る転がり軸受装置の密封部材は、上記したように構成されていて、シール部材における前記外輪部材の内周面と対向する部分に、密封部材が前記外輪部材に圧入されたときに該密封部材が軸方向に相対的に移動することを防止するための移動防止部が設けられている。外輪部材に圧入された密封部材の芯金部で外輪部材の内周面と対向する部分には、その全面に亘ってシール部材が被着されているため、芯金部に雨水や融雪剤が侵入することが防止される。この結果、芯金部に錆が発生しにくくなり、転がり軸受装置の内部に雨水が浸入することを防止できる。また、シール部材における外輪部材の内周面と対向する部分に、圧入状態の密封部材が軸方向に移動することを防止するための移動防止部が設けられているため、圧入後のスプリングバックにより、シール部材と内輪部材との当接状態が解除されることが防止される。

前記移動防止部は、前記シール部材における前記外輪部材の内周面と対向する部分に、突起部と溝部が軸方向に交互に配置された凹凸形状に形成されている。例えば、移動防止部を、断面三角形状の突起部と溝部とが交互に配置された鋸刃形状とすることができる。

更に、前記外輪部材の内周面に、前記密封部材の移動防止部を係合させるための係合部を設けてもよい。これにより、外輪部材に圧入された状態における密封部材の移動防止部が外輪部材の係合部に係合されるため、確実に密封部材の移動防止が図られる。

本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例のハブユニット１００の正面断面図、図２は密封部材４の断面図、図３の（ａ）は密封部材４の移動防止部の拡大図であり、同じく（ｂ）は別の実施例の移動防止部を示す図である。

最初に、転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニット１００の全体構成について説明する。図１に示されるように、ハブユニット１００は、外輪部材１と、この外輪部材１と同心に配置されるハブホイール２（内輪部材）と、それらの間に介装された転動体３（玉）と、それらのアキシャル方向の開口を密封する密封部材４，５とを備え、外輪部材１とハブホイール２とがそれらの軸線６の周りに相対回転可能とされている。なお、図１において、図面視における右側は車両アウタ側であり、同じく左側は車両インナ側である。

最初に、ハブホイール２について説明する。ハブホイール２には、車輪やブレーキディスク（いずれも図示せず）を固定するためのハブフランジ７がラジアル方向外側に突出して設けられている。このハブフランジ７の所定位置には、ハブボルト８を挿通するためのボルト孔７ａが形成されている。またハブフランジ７における車両アウタ側の主表面には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイール（いずれも図示せず）を取り付ける際に位置決めの役割を果たす案内部９（インロー部）が、車両アウタ側に突出して形成されている。この案内部９により、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールの位置決めを行う。そして、ボルト孔８に挿通されたハブボルト８を締め込むことにより、ハブフランジ７にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを固定する。

また、ハブホイール２には、多数個の転動体３を配置するための転動体軌道部１１が形成されている。多数個の転動体３は、冠形の保持器１２によって周方向に一定間隔となるように保持されている。

次に、外輪部材１について説明する。外輪部材１は炭素鋼を熱間鍛造して製造される。外輪部材１において、ハブホイール２の転動体軌道部１１と対向する部分には、転動体軌道部１３が形成されている。多数個の転動体３は、保持器１２によって周方向に所定間隔で配置され、ハブホイール２と外輪部材１の各転動体軌道部１１，１３とによって転動自在に支持される。外輪部材１における車両アウタ側の端部には、密封部材４を圧入して嵌合させるための嵌合部１４が設けられている。そして、外輪部材１における車両インナ側の端面部には、案内部１５（インロー部）が車両インナ側に突出して形成されているとともに、ラジアル方向に突出する外輪フランジ部１６が形成されている。ハブユニット１００は、案内部１５により車体（図示せず）に対して位置決めされる。そして、外輪フランジ部１６のボルト孔１７に挿通したボルト（図示せず）により、車体に固定される。

外輪部材１とハブホイール２とが軸線６を同一にして取り付けられた状態において、外輪部材１の嵌合部１４の端面部とハブホイール２におけるハブフランジ７との間には空間部が形成されていて、この空間部を密封する密封部材４が装着されている。この密封部材４は、外輪部材１とハブホイール２との相対回転を許容した状態で空間部を密封している。

密封部材４について説明する。図２に示されるように、本実施例の密封部材４は環状で、金属部材より成る芯金部１８と、芯金部１８の外周面の全体に亘って被着されるシール部材１９とを備えている。このシール部材１９は、弾性部材（例えば、ゴム材）より成る。芯金部１８は断面略「コ」の字状であり、外輪部材１の嵌合部１４の内周面に対向配置される上辺部２１と、上辺部２１の車両アウタ側の端部からラジアル方向の下方に向かって（軸線６に向かって）ほぼ直角に屈曲されて、ハブホイール２の車両インナ側の主表面２ａに対向配置される中辺部２３と、中辺部２３の下端部から車両インナ側に向かってほぼ直角に屈曲されて、上辺部２１とほぼ平行に対向配置される下辺部２３とを備えている。そして、下辺部２３の先端部２３ａは、ラジアル方向の下方に向かって（軸線６に向かって）ほぼ直角に屈曲されている。

シール部材１９は、芯金部１８の上辺部２１の端面部から外面の全体に亘って被着される上辺被着部２４と、中辺部２２の車両アウタ側の面に被着される中辺被着部２５と、下辺部２２の外面から先端部２３ａのほぼ全体に亘って被着される下辺被着部２６とを備えている。上辺被着部２４、中辺被着部２５及び下辺被着部２６は、連続して形成されている。そして、中辺被着部２５と下辺被着部２６との接合部近傍からハブホイール２の車両インナ側の主表面２ａに向かってサイドリップ２７が延設されているとともに、下辺被着部２６の先端部近傍からハブホイール２の外周面に向かって２本のラジアルリップ２８，２９が延設されている。密封部材４が圧入された外輪部材１がハブホイール２に取り付けられたとき、サイドリップ２７の先端部は、ハブホイール２の車両インナ側の主表面２ａに当接する。また、同じ状態で、ラジアルリップ２８，２９の先端部は、ハブホイール２の内周面に当接する。これにより、外輪部材１とハブホイール２との開口から雨水が侵入することが防止される。

上記したように、本実施例のハブユニット１００の密封部材４では、芯金部１８の上辺部２１の外面の全体をシール部材１９で覆っている。これにより、芯金部１８の上辺部２１と外輪部材１の嵌合部１４とが直接的に接触しなくなる。これは、芯金部１８の上辺部２１に融雪剤が接触するおそれが小さくなることを意味する。この結果、芯金部１８に錆を発生することが防止される。なお、外輪部材１の嵌合部１４の内周面に錆が生じても、シール部材１９の弾性復元力によって外輪部材１と密封部材４との密着状態が維持される。

ここで、密封部材４を外輪部材１に圧入したときに、シール部材１９にスプリングバックが発生し、圧入状態でシール部材１９のサイドリップ２７がハブホイール２の車両インナ側の主表面２ａに当接しないおそれがある。これを防止するため、本実施例の密封部材４では、圧入状態で密封部材４が軸方向に相対的に移動しないように、シール部材１９の上辺被着部２４に移動防止部が形成されていて、外輪部材１の嵌合部１４に移動防止部を係合する係合部が形成されている。

即ち、図３の（ａ）に示されるように、シール部材１９における上辺被着部２４の外面（圧入状態で、外輪部材１の嵌合部１４に対向する面）には、断面三角形状の突起部３１と溝部３２が、軸方向に交互に連続して鋸刃状に形成されている（移動防止部）。また、外輪部材１の嵌合部１４の内周面には、シール部材１９の突起部３１と溝部３２を受け入れて係合するための突起部３３と溝部３４が、軸方向に交互に連続して鋸刃状に形成されている（係合部）。

外輪部材１の嵌合部１４に密封部材４が圧入されるとき、シール部材１９の各突起部３１が弾性変形しながら嵌合部１４の溝部３４に入り込むとともに、シール部材１９の各溝部３２に嵌合部１４の突起部３３が入り込む。これにより、圧入状態における密封部材４が軸方向に相対的に移動することが抑止されるため、スプリングバックによるシール部材１９のサイドリップ２７の位置のずれを最小にできる。

外輪部材１の嵌合部１４の突起部３３と溝部３４は、外輪部材１の内周面を加工するときに同時に形成することができる。例えば、外輪部材１の内周面を旋削加工するときに、旋削目を残す加工を行うことにより、突起部３３と溝部３４を形成してもよい。この場合、外輪部材１の嵌合部１４の内周面を研摩加工することが不要となり、加工工数及び加工コストを低減することができる。

図３の（ｂ）に示されるように、密封部材４のシール部材１９に形成された突起部３１の車両アウタ側の斜面部３１ａを、軸線６と直交するように形成してもよい。このとき、突起部３１の断面形状は直角三角形となる。そして、突起部３１における車両インナ側の斜面部３１ｂの傾斜角度θ（軸線６に対する角度）を小とする（例えば、傾斜角度θを４５度よりも小さくする。）ことが望ましい。これにより、外輪部材１の嵌合部１４に密封部材４を圧入するときの抵抗が小さくなって圧入作業が容易になるとともに、シール部材１９の突起部３１の車両アウタ側の斜面部３１ａが、嵌合部１４の突起部３３の斜面部３３ａに押圧されて生じる弾性復元力が大きくなって、密封部材４が軸方向に移動しにくくなる。

本発明の実施例のハブユニット１００の正面断面図である。 密封部材４の断面図である。 （ａ）は密封部材４の移動防止部の拡大図であり、（ｂ）は別の実施例の移動防止部を示す図である。 従来の密封部材の断面図である。

符号の説明

１００ ハブユニット（転がり軸受装置）
１ 外輪部材
２ ハブホイール（内輪部材）
３ 転動体
４，５ 密封部材
６ 軸線
１４ 嵌合部（外輪部材）
１８ 芯金部
１９ シール部材
２４ 上辺被着部（外輪部材の内周面と対向する部分）
３１ 突起部（移動防止部）
３２ 溝部（移動防止部）
３３ 突起部（係合部）
３４ 溝部（係合部）

Claims (3)

1. 外輪部材と、該外輪部材と同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装される転動体とを備え、前記外輪部材と前記内輪部材とがそれらの軸線周りに相対回転可能にされた転がり軸受装置において、前記外輪部材と前記内輪部材との開口を密封する密封部材であって、
   芯金部と、前記芯金部に被着されるシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、前記芯金部における前記外輪部材の内周面と対向する面の全面に亘って被着され、かつ密封部材が前記外輪部材に圧入されたときに、前記シール部材における前記外輪部材の内周面と対向する部分に、前記密封部材が軸方向に相対的に移動することを防止するための移動防止部が設けられていることを特徴とする転がり軸受装置の密封部材。
2. 前記移動防止部は、前記シール部材における前記外輪部材の内周面と対向する部分に、突起部と溝部が軸方向に交互に配置された凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置の密封部材。
3. 請求項１又は２に記載の密封部材と外輪部材との取付構造であって、
   前記外輪部材の内周面に、前記密封部材の移動防止部を係合させるための係合部が設けられていることを特徴とする転がり軸受装置の密封部材の取付構造。

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