JP2010001950A

JP2010001950A - 密封部材および車輪用軸受装置

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Publication number: JP2010001950A
Application number: JP2008160598A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawamura; 浩志河村; Tateo Adachi; 健郎安達
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】製造が簡単で、かつ分離を有効に防止できる密封部材を提供する。
【解決手段】密封部材１６は、円筒部１９ａ、および円筒部１９ａの軸方向一方側端部から径方向外側に突出する外向きフランジ部１９ｂを含むスリンガ１９と、外向きフランジ部１９ｂに接触するアキシアルリップ１７ａ，１７ｂを含み、円筒部１９ａより径方向外側に位置するシール部材と、円筒部１９ａの軸方向他方側端部に径方向外側に突出するように取り付けられて、シール部材とスリンガ１９との分離を防止するエキストラリップ２１とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、車輪用軸受装置、特に軸方向端部に密封部材を備える車輪用軸受装置に関するものである。

従来の転がり軸受は、例えば、特開２００７−１００８２８号公報（特許文献１）に開示されている。図３を参照して、同公報に開示されている転がり軸受１０１は、内輪１０２と、外輪１０３と、内輪１０２および外輪１０３の間に配置される複数の転動体１０４と、内輪１０２および外輪１０３の軸方向両端部を密封する密封装置（密封部材）１０５とを備える。

密封部材１０５は、内輪１０２に取り付けられるスリンガ１０６と、外輪１０３に取り付けられるシール部材１０７とを接触させて、軸受内部を密封している。また、スリンガ１０６には、シール部材１０７の分離を防止するための係止部１０６ａが設けられている。
特開２００７−１００８２８号公報

同公報に記載されている密封部材１０５を組み立てる場合、スリンガ１０６とシール部材１０７とを組み合わせた後に、スリンガ１０６の端部を折り曲げて係止部１０６ａを形成しなければならない。そのため、密封部材１０５の組立作業が煩雑となる。

そこで、この発明の目的は、製造が簡単で、かつ分離を有効に防止できる密封部材、およびこのような密封部材を備えた車輪用軸受装置を提供することである。

この発明に係る密封部材は、円筒部、および円筒部の軸方向一方側端部から径方向外側に突出する外向きフランジ部を含むスリンガと、外向きフランジ部に接触するアキシアルリップを含み、円筒部より径方向外側に位置するシール部材と、円筒部の軸方向他方側端部に径方向外側に突出するように取り付けられて、シール部材とスリンガとの分離を防止するエキストラリップとを備える。

上記構成の密封部材は、スリンガに取り付けられた別体のエキストラリップによってシール部材とスリンガとの分離を防止したので、従来の密封部材と比較して組立てが簡単となる。

一実施形態として、エキストラリップは、軸方向の隙間δ_１が０ｍｍ＜δ_１≦１ｍｍの範囲内でシール部材と対面し、両者の間にラビリンスを形成する非接触リップとして機能する。

他の実施形態として、エキストラリップは、軸方向の締め代δ_２が０ｍｍ＜δ_２≦１ｍｍの範囲内でシール部材と接触する接触リップとして機能する。

上記の各構成とすることにより、エキストラリップは、密封部材の密封性能の向上にも寄与する。

好ましくは、シール部材は、アキシアルリップを含む弾性シールと、弾性シールの形状を保持する形状保持部材とを含む。そして、エキストラリップの外径寸法は、弾性シールの内径寸法より大きく、形状保持部材の内径寸法より小さい。さらに好ましくは、エキストラリップの外径寸法をＤ、弾性シールの内径寸法をｄとすると、０ｍｍ＜（Ｄ−ｄ）≦８ｍｍを満たす。これにより、予めエキストラリップをスリンガに取り付けておき、弾性シールおよびエキストラリップを弾性変形させながら組み立てることができるので、密封部材の組立が簡単になる。

好ましくは、弾性シールは、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ化ゴムから選ばれたいずれかの材料によって形成されている。上記の材料は、いずれもシール部材の材料として好適である。

この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形成された外方部材と、複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が外周に形成された内方部材と、内方部材と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、内方部材および外方部材の軸方向端部を密封する上記のいずれかの密封部材とを備える。これにより、組立てが簡単で、かつ密封性能に優れた車輪用軸受装置を得ることができる。

この発明によれば、エキストラリップを弾性変形させてシール部材とスリンガとを組み立てることができるので、組立が簡単で、かつシール部材とスリンガとの分離を有効に防止した密封部材を得ることができる。また、このような密封部材を採用することにより、組立が簡単で、密封性能に優れた車輪用軸受装置を得ることができる。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置（以下「車輪ハブ軸受」という）を説明する。なお、図１は車輪ハブ軸受１を示す図、図２は図１の密封部材１６周辺の拡大図である。

まず、図１を参照して、車輪ハブ軸受１は、内方部材２と、外方部材５と、内方部材２および外方部材５の間に配置される複数の転動体としての玉６と、隣接する玉６の間隔を保持する保持器７と、車輪ハブ軸受１の軸方向一方側および他方側を密封する密封部材８，１６とを備える。なお、この実施形態における車輪ハブ軸受１は、第３世代構造であり、軸受種別として複列アンギュラ玉軸受を採用している。

内方部材２は、内輪３と、内輪３および車輪（図示省略）を保持する車輪ハブ４とで構成される。具体的には、内輪３の外径面に第１の内側転走面２ａが、車輪ハブ４の外径面に第２の内側転走面２ｂがそれぞれ設けられている。また、内輪３と車輪ハブ４とは、車輪ハブ４の先端（図１の右側）を揺動加締めすることによって固定されている。

外方部材５は、内径面の第１および第２の内側転走面２ａ，２ｂに対面する位置に第１および第２の外側転走面５ａ，５ｂと、外径面から張り出して車輪（図示省略）を保持する車輪取付フランジ５ｃとを有し、ナックル（図示省略）に固定される。

上記構成の内方部材２および外方部材５は、例えば、炭素含有量が０．４０〜０．８０ｗｔ％の中炭素鋼（Ｓ５３Ｃ）で形成されており、高周波焼入れを施すことによって表面硬さＨＲＣを５８〜６４の範囲に設定している。

玉６は、第１の内側転走面２ａと第１の外側転走面５ａとの間、および第２の内側転走面２ｂと第２の外側転走面５ｂとの間にそれぞれ複数個配置されている。また、内方部材２、外方部材５、および密封部材８，１６で囲まれた空間（以下「軸受内部空間」という）には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。

自動車が悪路や雨天で走行すると、上記構成の車輪ハブ軸受１は大量の泥水等と接することとなる。そこで、この車輪ハブ軸受１を密封する密封部材として、図１に示したようなこの発明の一実施形態に係る密封部材１６を採用することにより、組立作業を簡素化することができると共に、密封性能の低下を防止することができる。なお、上記の実施形態においては、車輪ハブ軸受１の軸方向一方側端部（図１の右側）にのみ密封部材１６を配置した例を示したが、これに限ることなく、軸方向両端部に配置すれば、さらにこの発明の効果を得ることができる。

次に、図２を参照して、密封部材１６の構成を説明する。密封部材１６は、弾性シール１７および形状保持部材としての芯金１８（これらを合わせて「シール部材」という）と、スリンガ１９とで構成される。

弾性シール１７は、２枚のアキシアルリップ１７ａ，１７ｂを有する。芯金１８は、外方部材５の内径面に嵌まり込む円筒部１８ａと、円筒部１８ａの軸方向一方側（図２中の左側）から径方向内側に突出する内向きフランジ部１８ｂとを有する。弾性シール１７は、芯金１８に加硫接着される。つまり、芯金１８は、弾性シール１７を外方部材５に固定すると共に、弾性シール１７の形状を保持する形状保持部材として機能する。

スリンガ１９は、内方部材２の外径面に嵌合固定される円筒部１９ａと、円筒部１９ａの軸方向一方側端部（図２中の右側）から径方向外側に突出する外向きフランジ部１９ｂとを有する。

また、外向きフランジ部１９ｂには、着磁エンコーダ２０が取り付けられている。具体的には、着磁エンコーダ２０は、周方向に交互に磁極が配置されたゴム製の多極磁石からなる円環形状の部材であって、外向きフランジ部１９ｂの軸方向外側を向く壁面に保持されている。なお、着磁エンコーダ２０は、この発明の必須の構成要素ではなく、省略してもこの発明の効果を得ることができる。

さらに、スリンガ１９には、エキストラリップ２１が取り付けられている。より具体的には、エキストラリップ２１は、円筒部１９ａの軸方向他方側端部（図２中の左側）に加硫接着されている。

エキストラリップ２１は、円筒部１９ａの軸方向他方側端部から径方向外側に突出して、シール部材とスリンガ１９との分離を防止する。また、エキストラリップ２１の先端とシール部材との間には、軸方向の隙間δ_１が設けられており、両者の間にラビリンスが形成されている。つまり、エキストラリップ２１は、非接触リップとして機能する。なお、軸方向の隙間δ_１は、０ｍｍ＜δ_１≦１ｍｍの範囲内に設定するのが望ましい。隙間δ_１がこれ以上大きくなると、ラビリンス効果が低下するからである。

なお、弾性シール１７は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ化ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムによって形成されている。一方、芯金１８およびスリンガ１９は、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等のステンレスで形成されている。ステンレスは、芯金１８およびスリンガ１９の外気と接触する部分（暴露部）の防錆に有効である。

上記構成の密封部材１６は、アキシアルリップ１７ａ，１７ｂと外向きフランジ部１９ｂとが摺接することによって軸受内部を密封している。なお、弾性シール１７に複数のアキシアルリップ１７ａ，１７ｂを設けることにより、さらに密封部材１６の密封性能が向上する。ただし、アキシアルリップを１枚だけ設けてもこの発明の効果を得ることはできる。

また、エキストラリップ２１の外径寸法は、弾性シール１７の内径寸法より大きく、内向きフランジ部１８ｂの内径寸法より小さく設定する。これにより、予めエキストラリップ２１を円筒部１９ａに取り付けておき、弾性シール１７およびエキストラリップ２１を弾性変形させて密封部材１６を組み立てることが可能となる。より具体的には、エキストラリップ２１の外径寸法をＤ、弾性シール１７の内径寸法をｄとすると、０ｍｍ＜（Ｄ−ｄ）≦８ｍｍの範囲内に設定する。寸法差がこれ以上大きくなると、密封部材１６の組立時にシール部材が変形するおそれがあるからである。

さらに、エキストラリップ２１は、シール部材とスリンガ１９とを組み立てる際のシール部材の挿入方向（図２中の右方向）に傾斜して延びている。したがって、シール部材の挿入方向（図２の左方向から右方向）には大きく変形して、シール部材をスリンガ１９に挿入しやすくする。一方、反対方向（図２の右方向から左方向）には変形し難く、シール部材がスリンガ１９から分離するのを防止する。

なお、上記の実施形態においては、エキストラリップ２１を非接触リップとした例を示したが、これに限ることなく、エキストラリップ２１とシール部材とを接触させて、車輪ハブ軸受１を密封するようにしてもよい。つまり、エキストラリップ２１を接触リップとして使用してもよい。このとき、エキストラリップ２１とシール部材との軸方向の締め代δ_２（図示省略）は、０ｍｍ＜δ_２≦１ｍｍの範囲内に設定するのが望ましい。締め代δ_２を大きくしすぎると、車輪ハブ軸受１の回転時のトルク損失が大きくなるからである。

また、上記の実施形態においては、内方部材２を回転側軌道輪とし、外方部材５を非回転側軌道輪とした車輪ハブ軸受１の例を示したが、この発明は、内方部材を非回転側軌道輪とし、外方部材を回転側軌道輪とした車輪ハブ軸受１にも適用することが可能である。

さらに、上記の実施形態においては、車輪ハブ軸受１として第３世代構造を例示したが、本発明はこれに限らず、第１および第２世代の車輪ハブ軸受にも同様に適用することができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、密封部材に有利に利用される。

この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置を示す図である。図１の密封部材の拡大図である。従来の転がり軸受を示す図である。

符号の説明

１車輪ハブ軸受、２内方部材、２ａ，２ｂ内側転走面、３内輪、４車輪ハブ、５外方部材、５ａ，５ｂ外側転走面、５ｃ車輪取付フランジ、６玉、７保持器、１０１転がり軸受、１０２内輪、１０３外輪、１０４転動体、８，１６，１０５密封部材、１７弾性シール、１７ａ，１７ｂアキシアルリップ、１８芯金、１８ａ，１９ａ円筒部、１８ｂ内向きフランジ部、１９スリンガ、１９ｂ外向きフランジ部、２０着磁エンコーダ、２１エキストラリップ、１０６スリンガ、１０６ａ係止部、１０７シール部材。

Claims

円筒部、および前記円筒部の軸方向一方側端部から径方向外側に突出する外向きフランジ部を含むスリンガと、
前記外向きフランジ部に接触するアキシアルリップを含み、前記円筒部より径方向外側に位置するシール部材と、
前記円筒部の軸方向他方側端部に径方向外側に突出するように取り付けられて、前記シール部材と前記スリンガとの分離を防止するエキストラリップとを備える、密封部材。
前記エキストラリップは、軸方向の隙間δ_１が０ｍｍ＜δ_１≦１ｍｍの範囲内で前記シール部材と対面し、両者の間にラビリンスを形成する非接触リップとして機能する、請求項１に記載の密封部材。
前記エキストラリップは、軸方向の締め代δ_２が０ｍｍ＜δ_２≦１ｍｍの範囲内で前記シール部材と接触する接触リップとして機能する、請求項１に記載の密封部材。
前記シール部材は、前記アキシアルリップを含む弾性シールと、前記弾性シールの形状を保持する形状保持部材とを含み、
前記エキストラリップの外径寸法は、前記弾性シールの内径寸法より大きく、前記形状保持部材の内径寸法より小さい、請求項１または２に記載の密封部材。
前記エキストラリップの外径寸法をＤ、前記弾性シールの内径寸法をｄとすると、
０ｍｍ＜（Ｄ−ｄ）≦８ｍｍを満たす、請求項４に記載の密封部材。
前記弾性シールは、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ化ゴムから選ばれたいずれかの材料によって形成されている、請求項４または５に記載の密封部材。
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が外周に形成された内方部材と、
前記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、
前記内方部材および前記外方部材の軸方向端部を密封する請求項１〜６のいずれかに記載の密封部材とを備える、車輪用軸受装置。