JP2010071374A

JP2010071374A - 転動装置

Info

Publication number: JP2010071374A
Application number: JP2008238662A
Authority: JP
Inventors: Manabu Chiga; 学千賀; Masahito Matsui; 雅人松井; Kenji Imanishi; 賢治今西; Tomonori Nomiyama; 知典野見山; Junji Ono; 潤司小野; Takiyoshi Yamada; 瀧義山田; Kazuhiro Kinouchi; 一宏木野内; Kengun Ten; 建軍展
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】泥水と接触するような厳しい環境下で使用されても水が侵入しにくい転動装置を提供する。
【解決手段】車輪支持用転がり軸受装置１には、外輪４に嵌合された芯金３１と、内輪３に嵌合されたスリンガ３２と、芯金３１に取り付けられスリンガ３２に滑り接触する弾性部材３３と、で構成されているシール装置７ａが備えられている。また、スリンガ３２は、内輪３の外周面に外嵌固定可能な内径側円筒部３７と、この内径側円筒部３７の外側縁から径方向外方に折れ曲がった外側円輪部３８とを備えており、断面略Ｌ字形の環状部材である。そして、内輪３におけるスリンガ３２との接触部（すなわち内輪３の外周面）と、スリンガ３２における内輪３との接触部（すなわち内径側円筒部３７の内周面）と、の少なくとも一方には、ねじ溝８が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、転がり軸受，リニアガイド装置，ボールねじ，直動ベアリング等のような転動装置に係り、特にシール装置を備える転動装置に関する。

一般に、転がり軸受等の転動装置においては、転動装置を構成する内方部材と外方部材との間で相対回転運動又は相対直線運動が行われるが、内方部材及び外方部材の間に形成された空隙部の開口を覆うシール装置が該両部材の間に介在され、外部からの水，異物等の侵入や内部からの潤滑剤の漏出が防止されている。特に、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受装置は、運転時に水，異物等の侵入が生じやすいので、シール装置には高い密封性が求められている。

シール装置には様々な種類があるが、例えば転がり軸受用のシール装置としては、内輪の外周面に嵌合される環状部材（スリンガ）と、外輪の内周面に嵌合される環状部材（芯金）と、芯金に取り付けられスリンガに滑り接触する弾性部材（シール部）と、からなるものがある。
特開２００３−８３３４６号公報特開２００１−２１５１３２号公報

しかしながら、上記のような従来の一般的なシール装置では、外部からの水，異物等の侵入や内部からの潤滑剤の漏出を十分に防止できない場合があった。例えば、スリンガは内輪の外周面に圧入され直接嵌合しているが、金属製部材同士の嵌合では、完全な密封は期待できない。また、車輪支持用転がり軸受装置のように泥水と接触する厳しい環境下で使用されると、嵌合部に錆が発生し、錆の進行による体積膨張により密封性が低下するおそれがあった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、例えば泥水と接触するような厳しい環境下で使用されても水が侵入しにくい転動装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内方部材及び前記外方部材の間に介在され、前記内方部材及び前記外方部材の間に形成された空隙部の開口を覆うシール装置と、を備える転動装置において、前記シール装置は、前記内方部材及び前記外方部材の一方に取り付けられる環状部材と、前記内方部材及び前記外方部材の他方に取り付けられ前記環状部材に滑り接触する弾性部材と、を備えており、前記内方部材及び前記外方部材のうち前記環状部材が取り付けられた環状部材取付側部材における前記環状部材との接触部と、前記環状部材における前記環状部材取付側部材との接触部と、の少なくとも一方に、ねじ溝が形成されていることを特徴とする。

なお、本発明は種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。また、本発明における内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。

本発明の転動装置は、例えば泥水と接触するような厳しい環境下で使用されても水が侵入しにくい。

本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明に係る転動装置の一実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を示す断面図である。なお、以降においては、車輪支持用転がり軸受装置を自動車等の車両に取り付けた状態において、車両の幅方向外側を向いた部分を外端側部分と称し、幅方向中央側を向いた部分を内端側部分と称する。すなわち、図１においては、左側が外端側となり、右側が内端側となる。

図１の車輪支持用転がり軸受装置１は、ハブ輪２と、内輪３と、外輪４と、二列の転動体５，５と、転動体５を保持する保持器６，６と、を備えている。ハブ輪２の内端側部分には外径の小さい円筒部１１が形成されており、該円筒部１１に内輪３が圧入されている。そして、内輪３よりも内端側に突出している円筒部１１の先端部分が径方向外方に加締め広げられて、内輪３とハブ輪２とが一体的に固定されている。

ただし、内輪３とハブ輪２とを、ナットにより一体的に固定してもよい。この場合には、ナットによって内輪３に必要な予圧を付与することができる。そして、ハブ輪２及び内輪３の外方には、略円筒形状の外輪４が同心に配されている。なお、内輪３とハブ輪２とが一体的に固定されたものが、本発明の構成要件である内方部材に相当し、外輪４が本発明の構成要件である外方部材に相当する。

ハブ輪２の外周面の軸方向中間部及び内輪３の外周面には、それぞれ軌道面が形成されており、ハブ輪２の軌道面は第一内側軌道面２０ａ、内輪３の軌道面は第二内側軌道面２０ｂとされている。また、外輪４の内周面には、前記両内側軌道面２０ａ，２０ｂに対向する軌道面が形成されており、第一内側軌道面２０ａに対向する軌道面は第一外側軌道面２１ａ、第二内側軌道面２０ｂに対向する軌道面は第二外側軌道面２１ｂとされている。さらに、第一内側軌道面２０ａと第一外側軌道面２１ａとの間、及び、第二内側軌道面２０ｂと第二外側軌道面２１ｂとの間には、それぞれ複数の転動体５が転動自在に配されている。なお、図示の例では、転動体として玉を使用しているが、車輪支持用転がり軸受装置１の用途等に応じて、ころを使用してもよい。

さらに、外輪４の内端側部分の内周面と内輪３の内端側部分の外周面との間、並びに、外輪４の外端側部分の内周面とハブ輪２の中間部の外周面との間には、それぞれシール装置７ａ，７ｂが設けられている。そして、外輪４の内周面と内輪３及びハブ輪２が一体的に固定されたものの外周面との間には空隙部が形成されており、この空隙部の開口がシール装置７ａ，７ｂによって覆われている。外輪４の内周面と内輪３及びハブ輪２が一体的に固定されたものの外周面とシール装置７ａ，７ｂとで囲まれた内部空間１５には、潤滑油，グリース等の潤滑剤（図示せず）が配されている。

さらに、ハブ輪２の外周面の外端側部分には、図示しない車輪を固定するための車輪取り付け用フランジ１０が径方向外方に突出して設けられている。そして、外輪４の外周面には、車輪取り付け用フランジ１０から離間する側の端部に、懸架装置取り付け用フランジ１３が径方向外方に突出して設けられている。
このような車輪支持用転がり軸受装置１を自動車等の車両に組み付けるには、懸架装置取り付け用フランジ１３を図示しない懸架装置に固定し、車輪を車輪取り付け用フランジ１０に固定する。その結果、車輪支持用転がり軸受装置１によって車輪が懸架装置に対し回転自在に支持される。すなわち、内輪３とハブ輪２とが一体的に固定されたものが回転輪となり、外輪４が固定輪（非回転輪）となる。

ここで、シール装置７ａ，７ｂの構成を、図２，３を参照しながらさらに詳細に説明する。なお、以降のシール装置７ａ，７ｂの説明においては、軸方向で内部空間１５に面する側を内側、車輪支持用転がり軸受装置１の外部に面する側を外側と呼ぶ。
まず、図１の車輪支持用転がり軸受装置１において内端側に配されたシール装置７ａについて説明する。図２のシール装置７ａは、補強部材に相当する芯金３１と、本発明における環状部材に相当するスリンガ３２と、シール本体に相当する弾性部材３３と、で構成されている。このうち芯金３１は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。このような芯金３１は、外輪４の内端側部分の内周面に内嵌固定可能な外径側円筒部３５と、この外径側円筒部３５の内側縁（図２における左側縁）から径方向内方に折れ曲がった内側円輪部３６と、を備えており、断面略Ｌ字形の円環状部材である。

また、スリンガ３２は、ステンレス鋼板等の優れた耐食性を有する金属板に、プレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。このようなスリンガ３２は、内輪３の内端側部分の外周面に外嵌固定可能な内径側円筒部３７と、この内径側円筒部３７の外側縁（図２における右側縁）から径方向外方に折れ曲がった外側円輪部３８とを備えており、断面略Ｌ字形の環状部材である。

さらに、弾性部材３３はゴム組成物で構成され、外側，中間，内側の３本のシールリップ４１，４２，４３を備え、芯金３１にその基端部が固定されている。そして、最も外側に位置する外側シールリップ４１の先端縁を、スリンガ３２を構成する外側円輪部３８の内側面に摺接させ、残り２本のシールリップである中間シールリップ４２及び内側シールリップ４３の先端縁を、スリンガ３２を構成する内径側円筒部３７の外周面に摺接させている。これにより、内部からのグリースの漏洩を防止するとともに、外部から車輪支持用転がり軸受装置１内部への塵挨，水，泥水等の侵入を防止している。
この弾性部材３３とスリンガ３２とで囲まれた空間、詳述すると、シールリップ４１，４２とスリンガ３２の外側円輪部３８の内側面とで囲まれた空間、及び、シールリップ４２，４３とスリンガ３２の内径側円筒部３７の外周面とで囲まれた空間の少なくとも一方には、グリースを充填してもよい。

次に、図１の車輪支持用転がり軸受装置１において外端側に配されたシール装置７ｂは、図３に示すように、それぞれが円輪状に形成された芯金５１と弾性部材５２とで構成される。このうちの芯金５１は金属板から製造され、外輪４の外端側部分に内嵌固定されている。また、弾性部材５２はゴム組成物で構成され、芯金５１に接着剤等により接合されている。また、この弾性部材５２は、外径側，内径側の２本のサイドシールリップ５３，５４と、１本のラジアルシールリップ５５とを備える。

そして、上記２本のサイドシールリップ５３，５４を、先端縁（図３における左側縁）に向かうに従って径方向外方（図３における上方）に湾曲する形状とし、車輪取り付け用フランジ１０の基部の内端側面に摺接させることにより、内部空間１５内への異物侵入防止機能を確保している。また、ラジアルシールリップ５５を、先端縁（図３における右下側縁）に向かうに従って内部空間１５の内側（図３における右側）に湾曲する形状とし、ハブ輪２の外周面に摺接させることにより、グリースの漏洩防止機能を確保している。

さらに、詳しく説明すると、図３のシール装置７ｂは、それぞれが円輪状に形成された芯金５１と弾性部材５２とで構成される。このシール装置７ｂの芯金５１は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工及び塑性加工を施すことにより、一体的に成形されている。この芯金５１は、外輪４の外端側部分の内周面に内嵌固定可能な外径側円筒部６１と、この外径側円筒部６１の外側縁（図３における左端縁）から径方向内方に折れ曲がった支持板部６２とを備える。

そして、芯金５１を構成する支持板部６２の外側面（図３における左側面）は、弾性部材５２で全体が覆われ、この弾性部材５２の外周縁部は、外径側円筒部６１から連続する傾斜部６３の外周面と外輪４の内周面との間に挟持されている。このような構成により、芯金５１と外輪４との嵌合部が密封されている。
外径側円筒部６１の内側寄り（図３における右寄り）の大径部６４の自由状態における外径は、外輪４の外端側開口部の内径よりも僅かに大きくしてある。したがって、この大径部６４は、外輪４の外端側開口部に、締まり嵌めで内嵌固定自在とされている。また、支持板部６２は、略Ｓ字形の断面形状を有し、径方向内方（図３における下方）に向かうにしたがって、内部空間１５内に配された転動体５に近づく方向（図３における右方向）に傾斜している。

一方、芯金５１とともにシール装置７ｂを構成する弾性部材５２はゴム組成物で構成され、芯金５１をインサート成形して接着剤等により接合されている。このような弾性部材５２の外周縁部は、傾斜部６３の外周面を覆っている。
このような弾性部材５２の一部で傾斜部６３の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、外輪４の外端側開口部の内径よりも少し大きくしてある。したがって、大径部６４をこの外径側開口部に内嵌固定した状態では、弾性部材５２の一部で傾斜部６３の外周面を覆っている部分が、この傾斜部６３の外周面と外端側開口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性が確保される。さらに、弾性部材５２の基部６５は、支持板部６２の外側面（図３における左側面）を、全周にわたって完全に覆っている。そして、この基部６５の外側面及び内周縁に、外径側，内径側の２本のサイドシールリップ５３，５４と、１本のラジアルシールリップ５５とが形成されている。

この弾性部材５２とハブ輪２とで囲まれた空間、詳述すると、サイドシールリップ５３，５４と車輪取り付け用フランジ１０の基部の内端側面とで囲まれた空間、及び、サイドシールリップ５４，ラジアルシールリップ５５と車輪取り付け用フランジ１０の基部の内端側面とで囲まれた空間の少なくとも一方には、グリースを充填してもよい。
上記のように、シール装置７ａは、内輪３に嵌合されたスリンガ３２と、外輪４に嵌合された芯金３１に取り付けられスリンガ３２に滑り接触する弾性部材３３と、で構成されるが、内輪３（本発明の構成要件である環状部材取付側部材に相当する）におけるスリンガ３２との接触部（すなわち内輪３の外周面）と、スリンガ３２における内輪３との接触部（すなわち内径側円筒部３７の内周面）と、の少なくとも一方には、ねじ溝８が形成されている。図４に、ねじ溝８が形成された内輪３の部分斜視図を示す。

両方の接触部にねじ溝８を形成して、内輪３とスリンガ３２とをねじにより固定してもよいし、いずれか一方の接触部にねじ溝８を形成し他方の接触部は円筒面として、内輪３とスリンガ３２とを圧入により嵌合してもよい。両接触部にねじ溝８を形成した場合には、両接触部間にねじ締結用の接着剤やシールテープを介在させてもよい。また、一方の接触部にねじ溝８を形成した場合には、該ねじ溝８のねじ山が圧潰されるように圧入してもよい。

スリンガ３２と内輪３との嵌合面から内部空間１５に侵入してくる水はねじ溝８に沿って螺旋状に移動することとなるので、両接触部のうち少なくとも一方にねじ溝８が形成されていると、内部空間１５に至るまでに要する移動距離が長くなって水の侵入が生じにくくなる。そのため、ねじ溝８が形成されていない場合と比べて、シール装置７ａの密封性が優れている。よって、車輪支持用転がり軸受装置１が泥水と接触する厳しい環境下で使用されても、外部からの水，異物等の侵入や内部からの潤滑剤の漏出が生じにくい。

〔第２実施形態〕
本発明に係る転動装置の第２実施形態である車輪支持用転がり軸受装置は、その構成が前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、第１実施形態とは異なる部分のみ図５を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
図５の（ａ），（ｂ）に示すように、シール装置７ａのスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面には、多数の環状溝８が形成されている。これらの環状溝８により、内輪３の外周面とスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面との接触面圧が高くなるため、スリンガ３２と内輪３との嵌合面から内部空間１５に水等の異物が侵入しにくくなるとともに、内部空間１５の潤滑剤が該嵌合面から漏出しにくくなる。

〔第３実施形態〕
本発明に係る転動装置の第３実施形態である車輪支持用転がり軸受装置は、その構成が前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、第１実施形態とは異なる部分のみ図６，７を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
図６，７に示すように、シール装置７ａのスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面には、軸方向に延びる線状溝８が多数形成されている。図６，７ともに、（ａ）はスリンガ３２の斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部（円で囲んだ部分）を拡大して示した図であり、
（ｃ）はスリンガ３２を軸方向に沿う平面で破断した断面図である。線状溝８の断面形状は、図６，７の（ｃ）に示すように矩形や三角形でもよいし、他の形状でもよい。

これらの線状溝８は、内径側円筒部３７の内周面の内側端部から軸方向略中央部まで延びており、外側端部までには至っていない。よって、スリンガ３２を内輪３に嵌合した際には、線状溝８は内部空間１５に連通するが、車輪支持用転がり軸受装置１の外部には連通しない。
これらの線状溝８により、内輪３の外周面とスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面との接触面圧が高くなるため、スリンガ３２と内輪３との嵌合面から内部空間１５に水等の異物が侵入しにくくなるとともに、内部空間１５の潤滑剤が該嵌合面から漏出しにくくなる。

〔第４実施形態〕
本発明に係る転動装置の第４実施形態である車輪支持用転がり軸受装置は、その構成が前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、第１実施形態とは異なる部分のみ図８を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
図８に示すように、内輪３の外周面の内端側は、外径が若干小さい小径部７１とされている。そして、この小径部７１にスリンガ３２が圧入され嵌合されている。このスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面の軸方向略中央部には、周方向にわたって形成された１つの環状溝８が形成されている。このような構成により、第２実施形態と同様の作用効果が奏される。

〔第５実施形態〕
本発明に係る転動装置の第５実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみ図９を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
第５実施形態においては、第１実施形態とはスリンガ３２の構造が異なっており、第５実施形態におけるスリンガ３２は、軸方向に沿う平面で破断した断面の形状が下記のようになっている。

内輪３の内端側端面に沿う環状の内径側円板部７１の内径側端部には、内輪３の内端側端面に向かって軸方向に突出する固定爪部７２が形成されている。一方、内径側円板部７１の外径側端部には、内輪３の外周面に沿って軸方向内側に延び折り返されて軸方向外側に延びてなる円筒部７３（第１実施形態の内径側円筒部３７に相当する）が形成されている。つまり、この円筒部７３は、内径側円板部７１から連続する内径側円筒部７３ａと、内径側円筒部７３ａの内側端部で折り返されて内径側円筒部７３ａに重ねられた外径側円筒部７３ｂと、で構成されている。そして、外径側円筒部７３ｂの外側端部（図９における右側端部）から折れ曲がって径方向外方に延びる外径側円板部７４（第１実施形態の外側円輪部３８に相当する）が備えられている。なお、第５実施形態においては、内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部７３ａの内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面は円筒面とされている。

このような構造のスリンガ３２が、内輪３の外周面に圧入され嵌合されている。すなわち、スリンガ３２の内径側円筒部７３ａの内周面と内輪３の外周面とが嵌合している。そして、内輪３の内端側端面に形成された固定溝７６に固定爪部７２を圧入することにより、スリンガ３２が内輪３に強く固定されている。
車輪支持用転がり軸受装置１の使用条件が高速，高負荷になると、変形や熱膨張によりスリンガ３２の内径側円筒部７３ａの内周面と内輪３の外周面との接触面圧が低くなるため、スリンガ３２が内輪３に対して軸方向に滑るおそれがあり、その結果、スリンガ３２が転動体５と干渉したり、スリンガ３２の密封性が低下したりするおそれがある。しかしながら、上記のような構造のスリンガ３２を用いれば、スリンガ３２が固定爪部７２により内輪３に固定されるため、軸方向の滑りが生じることが防止される。

固定溝７６は、軸方向に沿って延びる凹部ではなく、図９に示すように軸方向に対して傾斜していてもよい。そうすると、固定爪部７２を固定溝７６に圧入する際に、軸方向に延びた固定爪部７２が固定溝７６に沿って斜めに塑性変形するため、スリンガ３２の軸方向の滑りがほぼ完全に防止される。
さらに、図１０に示すように、内径側円板部７１と内輪３の内端側端面との間に、樹脂，ゴム等の弾性材からなる弾性部材７７を介在させれば、スリンガ３２と内輪３との間の密封性をより高めることができる。

〔第６実施形態〕
本発明に係る転動装置の第６実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみ図１１を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
まず、第６実施形態においては、シール装置７ａのスリンガ３２が嵌合された内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面は円筒面とされている。

また、第６実施形態においては、シール装置７ａのスリンガ３２及び内輪３の構造は以下のようになっている。すなわち、スリンガ３２は、図１１に示すように、内径側円筒部３７の内側端部に、径方向内方に延びる係合爪８１が形成されている。また、内輪３の外周面の内端側は、図１１に示すように、内端側から外端側に向かって外径が徐々に大きくなるテーパー形状（以降はテーパー部８２と記すこともある）とされている。そして、図１１に示すように、内輪３の外周面のうちテーパー部８２の外端側端部には、係合爪８１と係合する凹部８３が形成されている。

スリンガ３２を内輪３の外周面に圧入すると、内径側円筒部３７が前記テーパー形状に沿って径方向外方に塑性変形（屈曲）するとともに、係合爪８１が凹部８３に係合される。このようにしてスリンガ３２を内輪３の外周面に嵌合すると、スリンガ３２が内輪３にしっかりと固定され、スリンガ３２が外端側に移動することがテーパー部８２により防止されるとともに、スリンガ３２が内端側に移動して内輪３から外れることが係合爪８１と凹部８３との係合により防止される。このとき、係合爪８１の軸方向外側にゴム，グリース等からなるシール材を配して、スリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面と内輪３の外周面との間にシール材を介在させれば、スリンガ３２と内輪３との間の密封性をより高めることができる。

なお、上記の例では、圧入前のスリンガ３２の内径側円筒部３７は、外側円輪部３８と直角をなしており、圧入によりテーパー形状に沿うように変形して外側円輪部３８となす角度が鋭角となるが、圧入前のスリンガ３２の形状を前記テーパー形状に沿うような形状としてもよい。すなわち、圧入前のスリンガ３２の内径側円筒部３７は、外側円輪部３８と鋭角をなしていてもよい。

また、内輪３の外周面の形状を、図１２に示すようなものとし、圧入前のスリンガ３２の形状を、その内輪３の外周面の形状に沿うような形状としてもよい。すなわち、内輪３の外周面の内端側は、軸方向に沿う円筒面となっており、その円筒面の外端側が前述と同様のテーパー形状となっていてもよい。そして、圧入前のスリンガ３２の形状も、この内輪３の外周面と同様に、内径側円筒部３７の内周面の外側部分は軸方向に沿う円筒面となっており、その円筒面の内側部分は径方向外方に屈曲して外側円輪部３８と鋭角をなしていてもよい。

さらに、内輪３の外周面の形状を、図１３に示すようなものとし、圧入前のスリンガ３２の形状を、その内輪３の外周面の形状に沿うような形状としてもよい。すなわち、内輪３の外周面の内端側は、内端側から外端側に向かって外径が徐々に小さくなるテーパー形状とされている。そして、圧入前のスリンガ３２の内径側円筒部３７は、外側円輪部３８と鈍角をなしている。このような構造であれば、発熱によりスリンガ３２が膨張すると、外側円輪部３８が弾性部材３３のシールリップ４１により外側に押されるため、スリンガ３２と内輪３との嵌合部に隙間が生じることがない。図１３の例においては、係合爪８１と凹部８３は設けなくてもよい。

〔第７実施形態〕
本発明に係る転動装置の第７実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の部分の説明は省略する。
まず、第７実施形態においては、スリンガ３２が嵌合された内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面はいずれも円筒面とされている。

そして、スリンガ３２の表面は、鉄よりも卑な金属（例えば亜鉛）のメッキ層で覆われている。スリンガ３２を内輪３に焼き嵌めすると、スリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面に被覆されているメッキ層が、内径側円筒部３７の内周面と接触する内輪３の外周面の表面粗さによる隙間を埋めることとなる。そのため、内輪３とスリンガ３２との密着性が向上し、金属製部材同士の嵌合と比べてシール装置７ａの密封性が優れている。

また、メッキ層が介在されているため、例えば泥水と接触するような厳しい環境下で使用されても錆の発生が抑えられ、シール装置７ａの密封性が優れている。よって、車輪支持用転がり軸受装置１が泥水と接触する厳しい環境下で使用されても、外部からの水，異物等の侵入や内部からの潤滑剤の漏出が生じにくい。
スリンガ３２における内輪３との接触部に被覆されているメッキ層の厚さは、８μｍ以上であることが好ましい。また、メッキ層を構成する金属は、スリンガ３２の母材よりも軟らかいことが好ましい。

〔第８実施形態〕
本発明に係る転動装置の第８実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の部分の説明は省略する。
まず、第８実施形態においては、スリンガ３２が嵌合された内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面はいずれも円筒面とされている。

そして、スリンガ３２の表面のうち少なくともシールリップ４１，４２，４３と摺接する部分は、図示しないダイヤモンドライクカーボン被膜が被覆してある。例えば、内径側円筒部３７の外周面及び外側円輪部３８の内側面の全面にダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆してもよいし、内径側円筒部３７の外周面及び外側円輪部３８の内側面のうちシールリップ４１，４２，４３と摺接する部分のみにダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆してもよい。

ダイヤモンドライクカーボン被膜が被覆してあれば、スリンガ３２とシールリップ４１，４２，４３との摺動トルクが低減され発熱が少なくなるため、温度変化による呼吸作用で内部空間１５に水が吸い込まれることが抑制される。また、摺動トルクが低減されると、スリンガ３２と内輪３とが第１実施形態のように嵌合されていても、嵌合部のゆるみが生じにくく信頼性が高い。

〔第９実施形態〕
本発明に係る転動装置の第９実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の部分の説明は省略する。
まず、第９実施形態においては、スリンガ３２が嵌合された内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面はいずれも円筒面とされている。

そして、外輪４に嵌合された芯金３１は、外輪４を構成する金属よりも線膨張係数が大きい材料で構成されており、且つ、内輪３に嵌合されたスリンガ３２は、内輪３を構成する金属よりも線膨張係数が小さい材料で構成されている。
芯金３１が、外輪４を構成する金属よりも線膨張係数が小さい材料で構成されていたり、スリンガ３２が、内輪３を構成する金属よりも線膨張係数が大きい材料で構成されていると、芯金３１と外輪４との嵌め合い隙間や、スリンガ３２と内輪３との嵌め合い隙間が、車輪支持用転がり軸受装置１の稼働時等の温度上昇時に大きくなるので、嵌合部から水が侵入しやすくなる。しかしながら、上記のような構成であれば、温度上昇により両嵌合部の締め代が大きくなるので、嵌合部からの水の侵入が生じにくい。

例えば、内輪３，外輪４が軸受鋼（線膨張係数は１２．５×１０^-6／Ｋ）で構成されている場合には、芯金３１をＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼（線膨張係数は１５×１０^-6〜１７×１０^-6／Ｋ）で構成し、スリンガ３２をＳＵＳ４０３，ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼（線膨張係数は１０×１０^-6〜１１×１０^-6／Ｋ）で構成するとよい。

〔第１０実施形態〕
本発明に係る転動装置の第１０実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみ図１４〜１７を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。
まず、第１０実施形態においては、スリンガ３２が嵌合された内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面はいずれも円筒面とされている。

また、第１０実施形態においては、シール装置７ａのスリンガ３２の構造は以下のようになっている。すなわち、スリンガ３２の外側円輪部３８の外側面には、スリンガ３２の表面積を大きくするために、突起，凸条，溝などが形成されている。例えば、図１４に示す車輪支持用転がり軸受装置１の場合は、スリンガ３２の外側円輪部３８の外側面に、環状の突起８５（放熱フィン）が外側に向かって突出するように形成されている。環状の突起８５は複数形成されており、同心円状に配されている（図１４の（ｂ）を参照）。

また、図１５に示す車輪支持用転がり軸受装置１の場合は、スリンガ３２の外側円輪部３８の外側面に、径方向内方から径方向外方に延びる線状の突起８５（放熱フィン）が外側に向かって突出するように形成されている。線状の突起８５は複数形成されており、周方向に沿って並べられている。また、線状の突起８５は、径方向内方から径方向外方に向かって直線状に延びる形状でもよいが、図１６，１７に示すように、径方向内方から径方向外方に向かうにしたがって内輪３の回転方向又はその反対方向に湾曲して延びる形状でもよい。

車輪支持用転がり軸受装置１の稼働時等の温度上昇時には、スリンガ３２の熱膨張によりスリンガ３２と内輪３との嵌め合い隙間が大きくなって、嵌合部から水が侵入しやすくなる。しかしながら、突起，凸条，溝などによりスリンガ３２の表面積が大きくなっていると、突起，凸条，溝などからの放熱により温度上昇が抑制されるため、スリンガ３２と内輪３との嵌め合い隙間の増大が抑えられ、嵌合部からの水の侵入が生じにくくなる。
また、突起，凸条，溝などにより回転時に気流を生じさせ、嵌合部から侵入しようとする水をその気流によって外部に放散させることができる（図１６，１７を参照）。

〔第１１実施形態〕
本発明に係る転動装置の第１１実施形態である車輪支持用転がり軸受装置について、以下に説明する。ただし、その構成については、第１実施形態とは異なる部分のみ図１８〜２０を参照しながら説明し、同様の部分の説明は省略する。なお、図１９は、車輪支持用転がり軸受装置１の全体断面図である図１８のうち円で囲んだＡ部分を拡大して示した図であり、図２０は、同じく図１８のうち円で囲んだＢ部分を拡大して示した図である。
まず、第１１実施形態においては、スリンガ３２が嵌合された内輪３の外周面やスリンガ３２の内径側円筒部３７の内周面にはねじ溝８は形成されておらず、両面はいずれも円筒面とされている。

また、第１１実施形態においては、外輪４の外端側端面は、図１９，２０に示すように、径方向内方から径方向外方に向かって内端側に傾斜するテーパ面となっている。一方、ハブ輪２のうち、外輪４の外端側端面と対向する面（以降は「ハブ輪２の対向面」と記す）は、図１９，２０に示すような形状となっている。すなわち、車輪支持用転がり軸受装置１を自動車等の車両に取り付けた状態における下方部分（地面側の部分）については、図１９に示すように、垂直面となっているが、上方部分については、図２０に示すように、径方向内方から径方向外方に向かって内端側に傾斜するテーパ面となっている。

これにより、外輪４の外端側端面とハブ輪２の対向面との間に形成される隙間の形状は、下方部分については、図１９に示すように、径方向内方から径方向外方に向かって徐々に大きくなるテーパ形状となっている。一方、上方部分については、図２０に示すように、径方向内方から径方向外方に向かって徐々に小さくなるテーパ形状となっていることに加えて、そのテーパ形状が内端側に向かって傾斜している。

外輪４の外端側端面とハブ輪２の対向面との間に形成される隙間が、上記のような形状となっているため、上方部分については、この部分からの車輪支持用転がり軸受装置１の内部への水の侵入が生じにくい。しかも、テーパ形状が内端側に傾斜していることから、車両の重さやカーブ時の遠心力により車輪支持用転がり軸受装置１のハブ輪２が外輪４に対して相対的に傾いた場合でも、外輪４の外端側端面とハブ輪２の対向面とが干渉しにくい。

一方、下方部分については、外輪４の外端側端面とハブ輪２の対向面との間に形成される隙間が、上記のような形状となっているため、この隙間に侵入した水がこの部分から排出されやすく、車輪支持用転がり軸受装置１の内部に水が侵入しにくい。
なお、上記の第１〜第１１実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、第１〜第１１実施形態に示したもののうちいずれか２つ以上を組み合わせても差し支えない。

また、第１〜第１１実施形態に示したもののにおいて、スリンガ３２の外側円輪部３８の外側面のうち径方向内方部分に、スリンガ３２と内輪３との嵌合面から内部空間１５に水等の異物が侵入することを防ぐゴムシール９３を、加硫接着等により取り付けてもよい（図２１〜２４を参照）。
さらに、ハブ輪２，内輪３，外輪４，及び転動体５の材質は特に限定されるものではなく、例えばＳＵＪ２製で浸炭窒化処理が施されたものでもよいし、ＳＵＪ２製で高周波焼入れが施されたものでもよい。また、保持器４の材質も特に限定されるものではなく、例えばプラスチックや鋼があげられる。

さらに、本発明は、種々の車輪支持用転がり軸受装置に適用することが可能である。例えば、車輪取り付け用フランジがハブ輪や外輪と別体に設けられた、所謂第一世代の車輪支持用転がり軸受装置、車輪取り付け用フランジ又は懸架装置取り付け用フランジが外輪と一体に設けられた、所謂第二世代の車輪支持用転がり軸受装置、車輪取り付け用フランジ及び懸架装置取り付け用フランジがそれぞれ内輪及び外輪のいずれかと一体に設けられた、所謂第三世代の車輪支持用転がり軸受装置に適用することが可能である。

さらにまた、第１〜第１１実施形態においては、転動装置の例として車輪支持用転がり軸受装置をあげて説明したが、転がり軸受の種類は車輪支持用転がり軸受装置に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、深溝玉軸受，アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，自動調心ころ軸受，針状ころ軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。

本発明に係る転動装置の一実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を示す断面図である。シール装置の構造を示す断面図である。シール装置の構造を示す断面図である。ねじ溝が形成された内輪の部分斜視図である。本発明に係る転動装置の第２実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明するスリンガの断面図である。本発明に係る転動装置の第３実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明するスリンガの図である。本発明に係る転動装置の第３実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明するスリンガの図である。本発明に係る転動装置の第４実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明する要部断面図である。本発明に係る転動装置の第５実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明する要部断面図である。第５実施形態の変形例の構造を示す要部断面図である。本発明に係る転動装置の第６実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明する要部断面図である。第６実施形態の変形例の構造を示す要部断面図である。第６実施形態の別の変形例の構造を示す要部断面図である。本発明に係る転動装置の第１０実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を説明する図である。第１０実施形態の変形例の構造を示す要部断面図である。図１５を軸方向内端側から見た図である。図１５を軸方向内端側から見た図である。本発明に係る転動装置の第１１実施形態である車輪支持用転がり軸受装置の構造を示す断面図である。図１８の要部を拡大して示した要部拡大断面図である。図１８の要部を拡大して示した要部拡大断面図である。スリンガの外側円輪部の外側面に取り付けられたゴムシールを示す図である。スリンガの外側円輪部の外側面に取り付けられたゴムシールを示す図である。スリンガの外側円輪部の外側面に取り付けられたゴムシールを示す図である。スリンガの外側円輪部の外側面に取り付けられたゴムシールを示す図である。

符号の説明

１車輪支持用転がり軸受ユニット
２ハブ輪
３内輪
４外輪
５転動体
７ａシール装置
７ｂシール装置
８ねじ溝
１０車輪取り付け用フランジ
１３懸架装置取り付け用フランジ
１５内部空間
２０ａ第一内側軌道面
２０ｂ第二内側軌道面
２１ａ第一外側軌道面
２１ｂ第二外側軌道面
３１芯金
３２スリンガ
３３弾性部材
３７内径側円筒部
３８外側円輪部
４１外側シールリップ
４２中間シールリップ
４３内側シールリップ

Claims

外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内方部材及び前記外方部材の間に介在され、前記内方部材及び前記外方部材の間に形成された空隙部の開口を覆うシール装置と、を備える転動装置において、
前記シール装置は、前記内方部材及び前記外方部材の一方に取り付けられる環状部材と、前記内方部材及び前記外方部材の他方に取り付けられ前記環状部材に滑り接触する弾性部材と、を備えており、前記内方部材及び前記外方部材のうち前記環状部材が取り付けられた環状部材取付側部材における前記環状部材との接触部と、前記環状部材における前記環状部材取付側部材との接触部と、の少なくとも一方に、ねじ溝が形成されていることを特徴とする転動装置。