JP2010038248A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転がり軸受装置において、スプリングバックを生じさせないようにして密封部材の緊迫力を高めることである。
【解決手段】 ハブユニット１００を構成する外輪部材１において、密封部材４が嵌合されるインナ側嵌合部１７の内周面に、断面三角形状の突条２３を全周に亘って形成する。そして、密封部材４の外側芯金部２７に被着されるシール部２９において、外輪部材１の突条２３と対向する部分に、突条２３の断面形状に対応する凹溝３１を形成する。密封部材４が外輪部材１のインナ側嵌合部１７に嵌合されたとき、突条２３の頂部２５が凹溝３１の底部３３に入り込んで引っ掛かるため、シール部２９が弾性変形することによるスプリングバックが抑止されるとともに、密封部材４の組付け作業の手間が軽減される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、転がり軸受装置に関するものであり、詳細には、外輪部材と密封部材の密着性を高めた転がり軸受装置に関するものである。

本明細書では、転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニットについて説明する。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が使用されている。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内輪部材（ハブホイール）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、内輪部材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（例えば、特許文献１を参照）。

ハブユニットを構成する内輪部材と外輪部材との間には、雨水や融雪剤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。この密封部材は、金属部材より成り、外輪部材に圧入されるリング状の芯金部と、ゴム材より成り、芯金部に被着されるシール部とを有している。外輪部材に圧入された状態で、密封部材のシール部から延設されたリップ部が、ハブユニットの内輪部材（ハブホイール）に当接する。これにより、転動体の部分に外部から雨水や融雪剤が浸入することを防止している。

従来の密封部材において、シール部が芯金部の内側にのみ設けられているものが存している。この密封部材を外輪部材に圧入したとき、外輪部材の内周面と芯金部とが直接に接触する。外輪部材の内周面と芯金部との間の水密を確実にするためには、外輪部材の内周面を研摩加工する必要がある。

もし、シール部が芯金部の外周面に回り込んで設けられている場合、外輪部材の内周面を研摩加工することは不要となる。しかし、圧入したときのシール部のスプリングバックが懸念されるため、組付けに多くの時間を要してしまう。特に、外輪部材の内周面と芯金部との間の水密を確実にするために、密封部材の緊迫力を高めると、シール部のスプリングバックが生じ易くなる。
特開２００１−６５７０４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、スプリングバックを生じさせないようにして密封部材の緊迫力を高め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、
筒状の外輪部材と、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、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であって、
前記密封部材は、前記外輪部材に嵌合されるリング状の芯金部と、前記芯金部の外周面に被着され、前記外輪部材に嵌合されたときにその内周面に緊迫力をもって密着する弾性変形可能なシール部とを有し、
前記外輪部材の内周面における前記密封部材が嵌合される部分に、前記外輪部材の軸線と直交する方向から見たときの断面が三角形状で、その頂部の角度が鈍角となる突起部を設けたことを特徴としている。

本発明に係る転がり軸受装置は、上記したように構成されていて、外輪部材における密封部材が嵌合される部分に、断面三角形状の突起部が設けられている。外輪部材に密封部材が嵌合される。外輪部材の突起部が鈍角となっているため、密封部材を嵌合させる作業が困難になることはない。そして、密封部材の嵌合状態で、突起部が密封部材のシール部を強固に押圧する。これにより、シール部が弾性変形し、外輪部材と密封部材との密着状態が高められる（即ち、シール部の緊迫力が増大する）とともに、シール部のスプリングバックにより密封部材が外輪部材から抜け出ようとすることが防止される。なお、外輪部材の突起部は、外輪部材の内周面の全周に亘って連続的に形成しても、断続的に形成してもよい。

前記密封部材において、前記芯金部の外周面に被着されたシール部には、前記突起部に対応する凹部を設けることができる。

これにより、突起部と凹部が嵌合される。このとき、突起部の頂部が、凹部の底部に入り込んで引っ掛かる。そして、この引っ掛かり位置が、密封部材の嵌合位置となる。この結果、シール部の弾性変形量が少なくなるため、スプリングバックが抑止されるとともに、密封部材の組付け作業の手間を軽減することができる。

そして、前記外輪部材において、前記密封部材の嵌合方向の奥側に形成された傾斜面が軸線と成す角度は、前記密封部材において、前記外輪部材の奥側の傾斜面と対応する傾斜部分が軸線と成す角度よりも小さくすることが望ましい。

これにより、密封部材の緊迫力をより高くすることができる。

本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例のハブユニット１００の断面図、図２は図１の要部の拡大図である。

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玉３（転動体）と、それらのアキシャル方向の開口を密封する車両インナ側の密封部材４と車両アウタ側の密封部材５とを備えていて、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インナ側であり、同じく左側は車両アウタ側である。

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インロー部９が、車両アウタ側に突出して形成されている。このインロー部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７ａ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。

ハブホイール２には、多数個の玉３を転動自在に配置するための内輪側軌道面１１，１２が形成されている。多数個の玉３は、冠形の保持器１３，１４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の内輪側軌道面１１，１２と対向する部分には、各外輪側軌道面１５，１６が形成されている。保持器１３，１４によって周方向に一定間隔で配置された多数個の玉３は、各内輪側軌道面１１，１２と外輪部材１の各外輪軌道面１５，１６とによって転動自在に保持される。外輪部材１における車両インナ側の端面部には、密封部材４を圧入して嵌合させるためのインナ側嵌合部１７が設けられている。同様に、外輪部材１における車両アウタ側の端面部にも、密封部材５を圧入して嵌合させるためのアウタ側嵌合部１８が設けられている。

そして、外輪部材１の外周面には、ラジアル方向外側に突出する外輪フランジ部１９が形成されている。ハブユニット１００は、外輪フランジ部１６のボルト孔（図示せず）に挿通されたボルト２１により、車体２２に固定される。

図２に示されるように、本実施例の外輪部材１において、車両インナ側（密封部材４が嵌合される入口側）の内周面には、ラジアル方向の内側（軸線６に向かう側）に向かって突出する断面三角形状の突条２３が、全周に亘って設けられている。即ち、図３に示されるように、外輪部材１の内周面には、車両インナ側（入口側）から、軸線６に対する角度α１を成す手前側傾斜面２４が設けられ、その終端部である頂部２５から、軸線６に対する角度α２を成し、手前側傾斜面２４と逆方向に傾斜する奥側傾斜面２６が連続して設けられている。手前側傾斜面２４と軸線６とが成す角度α１と奥側傾斜面２６と軸線６とが成す角度α２は、いずれも４５度よりも小さい。このため、突条２３の頂部２５が成す角度α３は鈍角となっている。

次に、密封部材４，５について説明する。図１に示されるように、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の車両インナ側嵌合部１７とハブホイール２との間、及び外輪部材１の車両アウタ側嵌合部１８とハブホイール２との間には空間部が形成されていて、これらの空間部を密封する密封部材４，５が装着されている。密封部材４，５はリング状で、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。本明細書では、車両インナ側の密封部材４についてのみ説明する。

本実施例の密封部材４は、図２に示されるように、リング状でかつ断面略Ｌ字状の外側及び内側の芯金部２７，２８が対向配置されて一体に組み付けられたパックシール構造となっている。そして、外側芯金部２７における内側部分（内側芯金部２８（スリンガ）の対向部分）にシール部２９が被着されている。このシール部２９はゴム材等の弾性変形可能な高分子材料より成り、内側芯金部２８に当接するリップ部２９ａ〜２９ｃが延設されているとともに、外側芯金部２７の外辺部２７ａの周縁部を巻き込むように被着されている。外側芯金部２７の外辺部２７ａの周縁部に被着されたシール部２９には、外輪部材１のインナ側嵌合部１７に設けられた突条２３の手前側及び奥側の傾斜面２４，２６に対応する断面三角形状の凹溝３１が形成されている。即ち、シール部２９には、図３に示されるように、手前側から、外輪部材１の手前側傾斜面２４に対応し、ハブホイール２の軸線６に対する角度β１を成す手前側傾斜部３２が設けられ、その終端部である底部３３から、軸線６に対する角度β２を成し、手前側傾斜部３２と逆方向に傾斜する奥側傾斜部３４が連続して設けられている。手前側傾斜部３２と軸線６とが成す角度β１は、外輪部材１の突条３１において、手前側傾斜面２４と軸線６とが成す角度α１とほぼ同一である。そして、奥側傾斜部３４と軸線６とが成す角度β２は、外輪部材１の突条３１において、奥側傾斜面２６と軸線６とが成す角度α２よりも少し大きい。

本実施例のハブユニット１００において、外輪部材１のインナ側嵌合部１７に密封部材４を嵌合させるときの作用を説明する。図３に示されるように、密封部材４がシール部２９を弾性変形させながら、外輪部材１のインナ側嵌合部１７に圧入される。外輪部材１の突条２３の頂部２５の角度α３が鈍角であるため、密封部材４を圧入させるときの作業が困難になることはない。密封部材４が外輪部材１のインナ側嵌合部１７の内周面に嵌合されたとき、外輪部材１の突条２３の頂部２５が、密封部材４の凹溝３１の底部３３に入り込んで引っ掛かる。これにより、密封部材４が嵌合位置に位置決め状態で配置され、密封部材４の組付け作業の手間が軽減される。

このとき、外輪部材１の手前側傾斜面２４と密封部材４の手前側傾斜部３２とが密着する。同時に、外輪部材１の奥側傾斜面２６と密封部材４の奥側傾斜部３４とが密着する。ここで、密封部材４の凹溝３１において、奥側傾斜部３４と軸線６とが成す角度β２は、外輪部材１の突条２３において、奥側傾斜面２６と軸線６とが成す角度α２よりも少し大きい。このため、密封部材４の奥側傾斜部３４は、外輪部材１の奥側傾斜面２６に強固に（換言すれば、大きな緊迫力をもって）密着する。図４において、密着される前の状態における密封部材４の凹溝３１の奥側傾斜部３４を二点鎖線で示す。これにより、外輪部材１のインナ側嵌合部１７と密封部材４のシール部２９との隙間から、雨水や融雪剤が浸入しにくくなる。しかも、外輪部材１の突条２３の頂部２５が、密封部材４のシール部２９の底部３３に配置されている。このため、密封部材４を圧入したときのスプリングバックにより、密封部材４が外輪部材１から抜け出ようとしても、頂部２５が底部３３に引っ掛かって、密封部材４が抜け出にくくなる。

本実施例の密封部材４の場合、外側芯金部２７の外辺部２７ａのほぼ全面に亘ってシール部２９が付着されている。密封部材４は、シール部２９を介して外輪部材１のインナ側嵌合部１７の内周面に嵌合されるため、外輪部材１のインナ側嵌合部１７の内周面の加工を簡単なものにすることができる。換言すれば、インナ側嵌合部１７の内周面が研摩加工の精度ではなく、切削加工の精度で済むため、加工工数を少なくできる。

本発明の実施例のハブユニット１００の断面図である。 図１の要部の拡大図である。 外輪部材１に密封部材４を嵌合させる状態の作用説明図である。 外輪部材１に密封部材４を嵌合させた状態の作用説明図である。

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 玉（転動体）
４，５ 密封部材
６ 軸線
２３ 突条（突起部）
２５ 頂部
２６ 奥側傾斜面
２７ 外側芯金部（芯金部）
２７ａ 外辺部（芯金部の外周面）
２８ 内側芯金部（芯金部）
２９ シール部
３１ 凹溝（凹部）
３４ 奥側傾斜部（傾斜部分）
α１〜α３ 角度
β２ 角度

Claims (3)

1. 筒状の外輪部材と、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、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であって、
   前記密封部材は、前記外輪部材に嵌合されるリング状の芯金部と、前記芯金部の外周面に被着され、前記外輪部材に嵌合されたときにその内周面に緊迫力をもって密着する弾性変形可能なシール部とを有し、
   前記外輪部材の内周面における前記密封部材が嵌合される部分に、前記外輪部材の軸線と直交する方向から見たときの断面が三角形状で、その頂部の角度が鈍角となる突起部を設けたことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記密封部材において、前記芯金部の外周面に被着されたシール部には、前記突起部に対応する凹部が設けら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。
3. 前記外輪部材において、前記密封部材の嵌合方向の奥側に形成された傾斜面が軸線と成す角度は、前記密封部材において、前記外輪部材の奥側の傾斜面と対応する傾斜部分が軸線と成す角度よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受装置。

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