JP2010096217A - Rolling bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing device.
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。図1に示されるように、ハブユニット100は、車体側に固定される外輪81と、外輪81と同心に配置されるハブホイール82(内輪)と、これら外輪81とハブホイール82との間に介装される玉83(転動体)とを備えており、ハブホイール82が軸線CL周りに回転自在とされている。そして、このハブホイール82に図示しない車輪(タイヤ)が取り付けられる。
This specification demonstrates the hub unit for vehicles which is an example of a rolling bearing apparatus. A hub unit for attaching a tire wheel and a brake disk is used in a vehicle (for example, an automobile). As shown in FIG. 1, the
図8に示されるように、ハブユニット100を構成する外輪81とハブホイール82との間には、回転抵抗を生じさせないように僅かな隙間84が設けられていて、この隙間84から、雨水や融雪剤を含む泥水等(以下、総称して「異物」と記載する。)が侵入する場合がある。これを防ぐため、外輪81のアキシャル方向の端部に、密封部材85が取り付けられている。しかし、侵入した異物により、密封部材85が摩耗してしまうおそれがある。すると、転がり軸受の部分(例えば、転動面)に異物が侵入し、転がり軸受を損傷させてしまう。
As shown in FIG. 8, a
上記の問題を防ぐため、特許文献1に開示される技術が存している。しかし、この技術では、外輪とハブホイールとの隙間をラビリンス部として、異物を侵入しにくくしている。しかし、ラビリンス部を形成するために別部材(シールド板28)を必要とする(特許文献1の図1の(B)又は図7の(B)を参照)。また、別部材を使用しない実施形態のラビリンス部には、屈曲部が1箇所しか形成されていないため、異物の侵入を阻止する機能はそれほど高くない(特許文献1の図9の(B)を参照)。
本発明は、上記した事情に鑑み、転がり軸受装置における転がり軸受の部分に異物が侵入しにくくなるようにすることを課題としている。 This invention makes it a subject to make it difficult for a foreign material to penetrate | invade in the part of the rolling bearing in a rolling bearing apparatus in view of the above situation.
上記課題を達成するための本発明は、
筒状の外輪と、該外輪と同心に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介装される転動体と、前記外輪と前記内輪との間から前記転動体の転動面に異物が侵入しないようにその開口を密封する密封部材とを備え、前記外輪と前記内輪がそれらの軸線周りに相対回転可能にされる転がり軸受装置であって、
前記密封部材は、前記外輪におけるアキシャル方向の端部に嵌合される芯金と、該芯金に被着されるシール部とを備え、前記シール部から突設されたリップ部が、前記内輪における前記外輪と対向する壁面部に接触することにより、前記外輪と前記内輪との間にラジアル方向に沿って形成された隙間を通って侵入する異物を阻止するようにされてなり、
前記外輪におけるアキシャル方向の端面部と、前記内輪における前記外輪の端面部と対向する壁面部との間に、アキシャル方向の異なる位置で、ラジアル方向に形成された少なくとも2つのラビリンス部を、アキシャル方向に形成された別のラビリンス部で連結したことを特徴としている。
The present invention for achieving the above-mentioned problems
A cylindrical outer ring, an inner ring disposed concentrically with the outer ring, a rolling element interposed between the outer ring and the inner ring, and a rolling surface of the rolling element between the outer ring and the inner ring A rolling bearing device that includes a sealing member that seals its opening so that foreign matter does not enter the outer ring, and the outer ring and the inner ring are relatively rotatable about their axes,
The sealing member includes a core metal fitted to an end portion of the outer ring in the axial direction, and a seal part attached to the core metal, and a lip part protruding from the seal part includes the inner ring In contact with the wall portion facing the outer ring in order to prevent foreign matter from entering through a gap formed along the radial direction between the outer ring and the inner ring,
At least two labyrinth portions formed in the radial direction at different positions in the axial direction between the end surface portion in the axial direction of the outer ring and the wall surface portion facing the end surface portion of the outer ring in the inner ring are arranged in the axial direction. It is characterized in that it is connected by another labyrinth part formed in the above.
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、外輪におけるアキシャル方向の端面部と、内輪における外輪の端面部と対向する壁面部との隙間にラビリンス部を形成している。このラビリンス部には、2箇所に屈曲部が設けられている。このため、ラビリンス部に侵入した異物は屈曲部で堆積し、それ以上侵入しにくくなる。ラジアル方向に形成されるラビリンス部は、2つ以上あってもよい。 The rolling bearing device according to the present invention is configured as described above, and forms a labyrinth portion in a gap between an axial end surface portion of the outer ring and a wall surface portion of the inner ring facing the end surface portion of the outer ring. The labyrinth portion is provided with bent portions at two locations. For this reason, the foreign matter that has entered the labyrinth portion accumulates at the bent portion, and does not easily enter further. There may be two or more labyrinth portions formed in the radial direction.
前記ラジアル方向の各ラビリンス部は、ラジアル方向に対して所定の角度で傾斜して設けられ、それらの角度はいずれも、前記別のラビリンス部とラジアル方向とがなす角度よりも小とすることが望ましい。 Each labyrinth portion in the radial direction is provided to be inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction, and any of these angles may be smaller than an angle formed by the other labyrinth portion and the radial direction. desirable.
アキシャル方向に形成される別のラビリンス部が、ラジアル方向のラビリンス部よりも、よりアキシャル方向に沿わせて形成される。これにより、ラジアル方向のラビリンス部を通過した異物が、アキシャル方向に形成された別のラビリンス部に侵入しにくくなり、異物がラビリンス部を通過することを効果的に防止できる。 Another labyrinth portion formed in the axial direction is formed along the axial direction more than the labyrinth portion in the radial direction. This makes it difficult for foreign matter that has passed through the radial labyrinth portion to enter another labyrinth portion formed in the axial direction, and effectively prevents foreign matter from passing through the labyrinth portion.
前記ラジアル方向の各ラビリンス部は、アキシャル方向の同一位置に非連続状態で設けられた2本の第1ラビリンス部と、それらとアキシャル方向の異なる位置に設けられた第2ラビリンス部とを備え、前記各第1ラビリンス部の端部と前記第2ラビリンス部とを、アキシャル方向に形成された2本の別のラビリンス部で連結し、ラビリンス部の全体をクランク形状とすることができる。 Each of the labyrinth portions in the radial direction includes two first labyrinth portions provided in a discontinuous state at the same position in the axial direction, and a second labyrinth portion provided at a position different from the axial direction in the first labyrinth portion, The end of each said 1st labyrinth part and the said 2nd labyrinth part can be connected by two other labyrinth parts formed in the axial direction, and the whole labyrinth part can be made into a crank shape.
ラビリンス部の全体をクランク形状とすることにより、異物がラビリンス部を通過することを効果的に防止できる。 By making the whole labyrinth part into a crank shape, it is possible to effectively prevent foreign matters from passing through the labyrinth part.
本発明の実施例を説明する。図1は第1実施例のハブユニット101の全体図、図2は密封部材7の拡大図、図3は図2の要部の拡大図である。
Examples of the present invention will be described. 1 is an overall view of the
最初に、センサ付き転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニット101の全体構成について説明する。図1に示されるように、第1実施例のハブユニット101は、外輪1と、この外輪1と同心に配置され、インナ側の外周面に内輪部材2が圧入されているとともに、軸部3が一体に組み付けられたハブホイール4(内輪)と、外輪1と内輪部材2又はハブホイール4との間に介装された玉5(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6と車両アウタ側の密封部材7とを備えている。外輪1は、ボルト8により車体側部材であるナックル9に固定されていて、ハブホイール4が軸線CLの周りに回転可能とされている。なお、図1において、図面視における左側は車両インナ側であり、同じく右側は車両アウタ側である。また、ラジアル方向を符号「R」で示し、アキシャル方向を符号「A」で示す。
First, the overall configuration of a
最初に、ハブホイール4について説明する。ハブホイール4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10がラジアル方向Rの外側に突出して設けられている。このハブフランジ10の所定位置には、ハブボルト11を挿通するためのボルト孔10aが形成されている。また、ハブフランジ10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12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12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10aに挿通されたハブボルト11を締め込むことにより、ハブフランジ10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。
First, the
内輪部材2及びハブホイール4には、多数個の玉5を転動自在に配置するための内輪側転動面13,14が形成されている。多数個の玉5は、冠形の保持器15,16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。
The
次に、外輪1について説明する。外輪1は、炭素鋼を熱間鍛造して製造される。外輪1において、内輪側転動面13,14と対向する部分には、各外輪側転動面17,18が形成されている。保持器15,16によって周方向に一定間隔で配置された多数個の玉5は、各内輪側転動面13,14と外輪1の各外輪転動面17,18とによって転動自在に保持される。外輪1における車両インナ側の端部には、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19が設けられている。同様に、外輪1における車両アウタ側の端部にも、密封部材4を圧入して嵌合させるためのアウタ側嵌合部21が設けられている。
Next, the
そして、外輪1の外周面には、ラジアル方向Rの外側に突出する外輪フランジ部22が形成されている。ハブユニット101は、外輪フランジ部22のボルト孔(図示せず)に挿通されたボルト7により、ナックル8に固定される。
An outer
次に、密封部材6,7について説明する。図1に示されるように、外輪1とハブホイール4とが軸線CLを同一にして取り付けられた状態において、外輪1のインナ側嵌合部19とハブホイール4との間、及び外輪1のアウタ側嵌合部21とハブホイール4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6,7が装着されている。密封部材6,7はリング状で、外輪1とハブホイール4との相対回転を許容した状態で空間部を密封している。
Next, the sealing
本明細書では、車両アウタ側の密封部材7について詳細に説明する。なお、車両インナ側の密封部材6についても殆ど同様である。図2に示されるように、密封部材7は、外輪1の内周面に嵌合されるリング状の芯金23と、この芯金23に被着されるシール部24とを備えている。そして、シール部24からハブホイール4の車両インナ側の壁面部25に向かって突出する第1リップ部26と、ハブホイール4の外周面27に向かって突出する第2及び第3のリップ部28,29とが設けられている。第1ないし第3のリップ部26,28,29は、ハブホイール4の壁面部25又は外周面27と接触している。これにより、異物がハブユニット101の転がり軸受の部分に侵入することが阻止されている。
In this specification, the vehicle outer
図3に示されるように、外輪1における車両アウタ側嵌合部21の端面は、ハブホイール4における車両インナ側の壁面部25と僅かな隙間を介して対向配置されている。本実施例のハブユニット101における外輪1の車両アウタ側嵌合部21の端面は、外輪1の外周面1aから車両アウタ側嵌合部21の厚みのほぼ1/3の部分にまで、外周面1aとほぼ直角に設けられた第1端面部31と、第1端面部31におけるラジアル方向Rの内側の端部から、ラジアル方向Rに対して角度θでアキシャル方向Aの車両インナ側に向かい、外輪1の外周面1aから車両アウタ側嵌合部21の厚みのほぼ2/3の部分にまで斜めに延設される第2端面部32と、第2端面部32におけるラジアル方向Rの内側の端部から、第1端面部31と略平行に延設される第3端面部33とを備えている。この第3端面部33は、ハブホイール4の壁面部25から短い距離e(例えば、1mm程度)だけ離れた位置に、かつ壁面部25と平行となるように形成されている。そして、ハブホイール4の車両インナ側の壁面部25におけるラジアル方向Rの外周縁部には、外輪1の車両アウタ側嵌合部21の第1及び第2の端面部31,32から距離eだけ離れて、かつそれらと平行となる第1及び第2の対向面部34,35が、ハブホイール4の壁面部25と接続して連続的に形成されている。
As shown in FIG. 3, the end surface of the vehicle outer side
この結果、外輪1の第1端面部31とハブホイール4の第1対向面部34との間に、第1ラビリンス部36がラジアル方向Rに沿って形成され、外輪1の第2端面部32とハブホイール4の第2対向面部35との間に、第1ラビリンス部36と接続する第2ラビリンス部37が、第1屈曲部38を介して斜め下方に形成され、外輪1の第3端面部33とハブホイール4の壁面部25との間に、第2ラビリンス部37と接続する第3ラビリンス部39が、第2屈曲部41を介してラジアル方向Rに沿って形成される。
As a result, a
このように、本実施例のハブユニット101は、アキシャル方向Aの異なる位置で、ラジアル方向Rに形成された2つのラビリンス部(第1ラビリンス部36と第3ラビリンス部39)を、アキシャル方向Aに形成された別のラビリンス部(第2ラビリンス部37)で連結した形態である。換言すれば、本実施例のハブユニット101では、3つのラビリンス部36,37,39が、2つの屈曲部38,41によって接続されている。これにより、ラビリンス部36,37,39の形状が複雑になり、異物を侵入させにくくなっている。
As described above, the
本実施例のハブユニット101の作用について説明する。車両のタイヤが回転するのに伴い、ハブホイール4が所定方向に回転する。そして、走行中の車両のハブユニット101の転がり軸受の部分に異物が侵入しようとする。外輪1とハブホイール4との間に形成された第1ラビリンス部36に侵入した異物は、そのまま第1ラビリンス部36を通過し、第2ラビリンス部37に侵入しようとする。ここで、本実施例のハブユニット101の場合、第2ラビリンス部37は、第1ラビリンス部36に対して斜め方向に屈曲されている。このため、第1ラビリンス部36を通過した異物は、第1及び第2のラビリンス部36,37との接続部(第1屈曲部38)で堆積し、第2ラビリンス部37に侵入するのは、そのうちの一部である。即ち、第1屈曲部38において、異物の侵入が阻止される。第1屈曲部38に堆積した異物は、ハブホイール4の回転に伴う遠心力により、第1ラビリンス部36を通って外部に排出され易くなる。
The operation of the
同様に、第2ラビリンス部37に侵入した異物は、第2及び第3のラビリンス部38,39との接続部(第2屈曲部41)で堆積し、第3ラビリンス部39に侵入するのは、そのうちの更に一部である。即ち、第2屈曲部41においても、異物の侵入が阻止される。
Similarly, the foreign matter that has entered the
上記した結果、第1ないし第3のラビリンス部36,37,39を通って密封部材7の部分にまで達する異物の量は、従来のハブユニット100の場合と比較して極めて少なくなる。しかも、密封部材7の部分にまで達した異物は、密封部材7の各リップ部26,28,29によって、転がり軸受の部分に侵入することが阻止される。これにより、転がり軸受の寿命が長くなる。
As a result, the amount of foreign matter that reaches the portion of the sealing
上記した第1実施例のハブユニット101の場合、第2ラビリンス部37は、第1ラビリンス部36に対して斜めに屈曲されている。また、第3ラビリンス部39は、第2ラビリンス部37に対して斜めに屈曲されている。これにより、第1及び第2の屈曲部38,41に堆積した異物を遠心力により排出し易くなっている。しかし、図4に示される第2実施例のハブユニット102のように、第2ラビリンス部37が第1及び第3のラビリンス部36,39に対してほぼ直角に屈曲されていてもよい。この場合、異物が、第1ラビリンス部36から第2ラビリンス部37へ移動しにくくなるという効果が奏される。
In the case of the
図5に示される第3実施例のハブユニット103のように、外輪1の端面部において、第1端面部31と第2端面部32とのなす角度θ1と、第2端面部32と第3端面部33とのなす角度θ2が異なっていてもよい。この場合、ハブホイール4における車両インナ側に、第3端面部33と平行で、第2対向面部35と壁面部25とを接続する第3対向面部42が形成される。なお、θ1とθ2は、いずれも90°以下であり、θ1とθ2が異なること(即ち、第2ラビリンス部37と第3ラビリンス部39との間に屈曲部(この場合、第2屈曲部41)が設けられること)が望ましい。
Like the
更に、図6に示される第4実施例のハブユニット104のように、第1及び第3の端面部31,33を第2端面部32と逆方向(この実施例の場合、車両アウタ側に向かう方向)に屈曲させることにより、第1ないし第3のラビリンス部36,37,39がジグザグ形状になるようにしてもよい。
Further, like the
更に、図7に示される第5実施例のハブユニット105のように、4箇所で屈曲させることにより、第1ないし第3のラビリンス部36,37,39に第4ラビリンス部43及び第5ラビリンス部44を追加して形成し、ラビリンス部の全体がクランク形状になるようにしてもよい。
Further, as in the
上記した各実施例において、第1ないし第5のラビリンス部36,37,3943,44の内幅は、いずれも距離eである。しかし、いずれかのラビリンス部36,37,3943,44の内幅を、距離eよりも長くしても、また短くしてもよい。
In each of the embodiments described above, the inner widths of the first to
101〜105 ハブユニット(転がり軸受装置)
1 外輪
2 内輪部材(内輪)
4 ハブホイール(内輪)
5 玉(転動体)
6,7 密封部材
13,14,17,18 転動面
23 芯金
24 シール部
25 壁面部
26,28,29 リップ部
31,32,33 端面部
36,37,39,43,44 ラビリンス部
A アキシャル方向
CL 軸線
R ラジアル方向
θ,θ1,θ2 角度
101-105 Hub unit (Rolling bearing device)
1
4 Hub wheel (inner ring)
5 balls (rolling elements)
6, 7
Claims (3)
前記密封部材は、前記外輪におけるアキシャル方向の端部に嵌合される芯金と、該芯金に被着されるシール部とを備え、前記シール部から突設されたリップ部が、前記内輪における前記外輪と対向する壁面部に接触することにより、前記外輪と前記内輪との間にラジアル方向に沿って形成された隙間を通って侵入する異物を阻止するようにされてなり、
前記外輪におけるアキシャル方向の端面部と、前記内輪における前記外輪の端面部と対向する壁面部との間に、アキシャル方向の異なる位置で、ラジアル方向に形成された2つのラビリンス部を、アキシャル方向に形成された別のラビリンス部で連結したことを特徴とする転がり軸受装置。 A cylindrical outer ring, an inner ring disposed concentrically with the outer ring, a rolling element interposed between the outer ring and the inner ring, and a rolling surface of the rolling element between the outer ring and the inner ring A rolling bearing device that includes a sealing member that seals its opening so that foreign matter does not enter the outer ring, and the outer ring and the inner ring are relatively rotatable about their axes,
The sealing member includes a core metal fitted to an end portion of the outer ring in the axial direction, and a seal part attached to the core metal, and a lip part protruding from the seal part includes the inner ring In contact with the wall portion facing the outer ring in order to prevent foreign matter from entering through a gap formed along the radial direction between the outer ring and the inner ring,
Two labyrinth portions formed in the radial direction at different positions in the axial direction between the end surface portion in the axial direction of the outer ring and the wall surface portion of the inner ring facing the end surface portion of the outer ring are arranged in the axial direction. A rolling bearing device characterized by being connected by another formed labyrinth portion.
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