JP2010137629A - Rolling bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に使用する転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device used for a vehicle such as an automobile.
自動車等の車両には、タイヤホイールやブレーキデイスクを取り付けるための転がり軸受装置が用いられている。この転がり軸受装置は、車体側に固定された外輪と、この外輪と同心に配置され、タイヤホイールやブレーキデイスクの取付け用のハブフランジを備えた内輪と、これら外輪と内輪との間に介装される転動体とを備えている。さらに内輪と外輪との間に、この軸受部内に砂や融雪剤を含む泥水などの異物が浸入すると充填されているグリースが劣化したり、他の構成部材が発錆して、軸受部自体の寿命の低下を招くため、ハブフランジ側の内外輪の間にシール装置を配置するものが知られている(特許文献1参照)。 Rolling bearing devices for attaching tire wheels and brake disks are used in vehicles such as automobiles. This rolling bearing device includes an outer ring fixed on the vehicle body side, an inner ring that is disposed concentrically with the outer ring and includes a hub flange for mounting a tire wheel or a brake disk, and is interposed between the outer ring and the inner ring. A rolling element. Furthermore, if foreign matter such as sand or snow-melting muddy water enters the bearing part between the inner ring and outer ring, the filled grease will deteriorate or other components will rust and the bearing part itself will become rusted. In order to reduce the service life, it is known to arrange a sealing device between the inner and outer rings on the hub flange side (see Patent Document 1).
この特許文献1のような転がり軸受装置のシール装置は、外輪の内周面に圧入される芯金と、内輪の外周面に摺接するラジアルリップと、ハブフランジに摺接するアキシャルリップとを備えている。ところが内輪のハブフランジにおけるアキシャル方向側の側面と外輪のアキシャル方向側の端面との間には、外部に対して直接的に開口される形態のラビリンス隙間が存在している。
そして、近年では、ブレーキデイスクの冷却のために、外気を導入する通気孔や隙間が設けられるようになってきている。この結果、ラビリンス隙間に到達する異物としての水の浸入量も、かかる通気孔などを通って必然的に増加する傾向にあり、この増加した浸入量に対しては十分なシール機能を発揮できなくなるおそれがある。
The seal device of the rolling bearing device as in
In recent years, ventilation holes and gaps for introducing outside air have been provided for cooling brake disks. As a result, the amount of water as foreign matter that reaches the labyrinth gap also tends to inevitably increase through such a vent hole, and a sufficient sealing function cannot be exhibited for this increased amount of penetration. There is a fear.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、シール装置を改良することなく、このシール装置に到達する水の浸入量自体を低減させ、シール装置のシール機能低下を防止するようにした転がり軸受装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and reduces the amount of water permeating itself reaching the sealing device without improving the sealing device, thereby preventing the sealing function of the sealing device from being deteriorated. An object of the present invention is to provide a rolling bearing device.
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置は、車両インナー側の車両固定部材に取り付けるための取付フランジを有し、内周に外輪転動溝が形成された外輪と、車両アウター側のブレーキデイスク及び車輪に接続されるハブフランジを有し、外周に前記外輪転動溝に対向する内輪転動溝が形成され、前記外輪の軸心と同心となした内輪と、両転動溝間に転動自在に収容された転動体と、前記外輪の一端面と前記ハブフランジの側面との間に設けられるラビリンス隙間と、を備える転がり軸受装置であって、前記外輪が前記車両固定部材に固定された態様で、前記外輪の前記軸心をZ軸とし、このZ軸と直交するX軸と、このX軸及び前記Z軸の両者と直交するY軸とを定め、前記Z軸方向で前記取付フランジの基部側と連続し、前記一端面までの間に形成される前記外輪の外周面であって、前記Y軸上方の上部外周面は、前記Y軸上方と前記X軸との間の前記外輪のラジアル方向において、前記Y軸上方における頂上部から前記X軸の両側に広がり、かつ前記外輪の前記軸心から前記頂上部までを半径とする基準円弧の内方で、前記Y軸下方に向かって傾斜させる傾斜面となすように形成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a rolling bearing device according to the present invention includes an outer ring having a mounting flange for mounting on a vehicle fixing member on the inner side of the vehicle, an outer ring having an outer ring rolling groove formed on the inner periphery, and a vehicle outer side. An inner ring having a hub flange connected to the brake disk and the wheel, an inner ring rolling groove opposed to the outer ring rolling groove formed on the outer periphery, and an inner ring concentric with the axis of the outer ring, and both rolling grooves A rolling bearing device comprising: a rolling element housed in a freely rotatable manner; and a labyrinth gap provided between one end face of the outer ring and a side face of the hub flange, wherein the outer ring is the vehicle fixing member. The axis of the outer ring is a Z axis, an X axis orthogonal to the Z axis, and a Y axis orthogonal to both the X axis and the Z axis are defined, and the Z axis direction At the base side of the mounting flange An outer peripheral surface of the outer ring formed up to one end surface, wherein an upper outer peripheral surface above the Y axis is in the radial direction of the outer ring between the Y axis and the X axis. An inclined surface that extends from the top at the upper side to both sides of the X axis and is inclined inwardly toward the lower side of the Y axis inside the reference arc having a radius from the axis of the outer ring to the top. It is characterized by being formed.
上記構成とすることにより、外部から外輪の上部外周面に砂や融雪剤を含む泥水などの異物としての水が達しても、基準円弧の勾配よりも急傾斜で上部外周面を形成することができ、これによって水を下方へ積極的に流すことができるため、ラビリンス隙間に到達する水の浸入量自体を低減でき、この結果、ラビリンス隙間を有するシール装置のシール機能低下を防止できることとなる。 By adopting the above-described configuration, even when water as foreign matter such as sand or snow melt containing muddy water reaches the outer peripheral surface of the outer ring from the outside, the upper outer peripheral surface can be formed with a steeper slope than the gradient of the reference arc. Thus, water can be actively allowed to flow downward, so that the amount of water permeating into the labyrinth gap itself can be reduced, and as a result, a reduction in the sealing function of the sealing device having the labyrinth gap can be prevented.
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置において、前記上部外周面は、前記ラジアル方向において、前記外輪転動溝との間で、少なくとも前記外輪の所定強度を維持する最小の肉厚を満足させる外周箇所を通る部分を有するように形成されたことを特徴とすることにより、外輪の強度を損なうことなく、ラビリンス隙間に到達する水の浸入量自体を低減でき、しかも外輪の外形は、通常の鍛造加工によって形成することが可能となり、新たな他の加工方法を必要としないので、製造コストの高騰を抑制することができる。また、前記傾斜面の前記頂上部の内角を120度以下となしたことを特徴とすることにより、断面円形の基本形態としての外周面の勾配よりも急傾斜に設定できるため、異物としての水が下方へ流れやすくなる。また、前記上部外周面の傾斜面は、前記頂上部から前記X軸の両側に向かって平坦面状に形成されたことを特徴とすることにより、傾斜勾配が一定、かつ平坦面であるため、ラビリンス隙間に到達する前に効率よく下方へ水を流すことができる。 In order to solve the above-mentioned problem, in the rolling bearing device of the present invention, the upper outer peripheral surface has a minimum thickness that maintains at least a predetermined strength of the outer ring with the outer ring rolling groove in the radial direction. It is characterized by being formed to have a portion that passes through the outer peripheral portion that satisfies the requirements, so that the amount of water that reaches the labyrinth gap itself can be reduced without impairing the strength of the outer ring, and the outer shape of the outer ring is Since it can be formed by a normal forging process and no other other processing method is required, an increase in manufacturing cost can be suppressed. In addition, since the inner angle of the top of the inclined surface is 120 degrees or less, it is possible to set the slope to be steeper than the gradient of the outer peripheral surface as a basic form of a circular cross section. Becomes easier to flow downward. In addition, since the inclined surface of the upper outer peripheral surface is formed in a flat surface shape from the top to both sides of the X axis, the inclination gradient is constant and is a flat surface. Before reaching the labyrinth gap, water can be efficiently flowed downward.
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図1は、本発明に係る転がり軸受装置の取付状態の断面図である。図1において、転がり軸受装置1は、軸受鋼材からなる固定輪としての外輪2と、回転輪としての外輪2の軸心と同心となした内輪3と、該内輪3と外輪2との間に介在される複数列で配列される転動体4から構成される転がり軸受5を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a mounted state of a rolling bearing device according to the present invention. In FIG. 1, a rolling
また、内輪3はハブ6と一体形成されている。ハブ6は車両アウター側でブレーキデイスク7及び車輪としてのタイヤホイール8と接続するようにして装着するためのハブボルト9が固定され、外方へ突設される円盤状のハブフランジ10を備えている。該ハブフランジ10は、内輪3を構成する軸部11の一端部(車両アウター側)の外周に一体形成されている。
The
また、軸部11の他端部(車両インナー側)には、外径が一段小径となった小径部12が形成されている。該小径部12には、別体で形成され、その外周面が複数列で配列される一方の転動体4が転動する内輪転動溝13を備える内輪分割体14が圧入固定されている。また、軸部11の一端部と他端部との間の外周面には、複数列で配列される他方の転動体4が転動する内輪転動溝15が形成されている。このように軸部11の他端部に内輪分割体14が圧入されて一体化されることによって、一端部にハブフランジ10を備えた内輪3が構成される。
A small-diameter portion 12 whose outer diameter is one step smaller is formed at the other end portion (vehicle inner side) of the
また、外輪2は概ね円筒状に形成される外輪胴部16からなり、該外輪胴部16の内周面17には、内輪3の内輪転動溝13、15と対向する転動体4が転動する外輪転動溝18が形成されている。この外輪胴部16の車両アウター側の一端面19は、ハブフランジ10の側面20と対向配置され、このハブフランジ10の側面20と外輪2の一端面19との間には、所定のラビリンス隙間Sが設けられている。
The
また、図1に戻り、外輪2は、車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材21の取付口22に接続される。この接続は外輪2を取付口22内に挿入して嵌装するとともに、外輪胴部16の他端側から外方へ突設される所定肉厚の取付フランジ23をボルト・ナットなどの締結部材24を介して車両固定部材21の取付口22の周辺面(車両アウター側)に固定させている。このように車両固定部材21に転がり軸受装置1が固定された態様で、外輪2の軸心をZ軸とし、このZ軸と直交するX軸(ほぼ水平方向に相当)と、このX軸及び前記Z軸の両者と直交するY軸(ほぼ垂直方向に相当)とを定めている。
Returning to FIG. 1, the
また、取付フランジ23は図2に示すように、車両固定部材21へ取り付けるための締結部材24を厚み方向に挿通させる挿通孔23Aが、少なくとも3個所に設けられている。この取付フランジ23の外形形状は、Z軸方向から見て、底辺側がY軸の下方側となすように、ほぼ三角状に形成されている。また、取付フランジ23の周面23Bには、かかる周面23Bに外部から到達して付着する砂や融雪剤を含む泥水などの異物としての水を、直接的に下方へ流すための排水溝23Cが形成されている。この排水溝23Cによってラビリンス隙間Sへの水の浸入量自体を低減できることとなる。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、外輪2の取付フランジ23の基部側から連続し、一端面19までの間に形成される外輪胴部16の外周面25の基本形態は、軸心方向(Z軸)での任意箇所の断面形状を円形となしている。そして、外輪2が車両固定部材21に固定された態様で、ブレーキデイスク7を冷却するために形成される通風孔(図示せず)などを通って、外部から到達して付着する砂や融雪剤を含む泥水などの異物としての水の量を低減させてラビリンス隙間Sへの浸入量自体を低減させるために、かかる外周面25を異形状に形成している。外輪胴部16は円筒形態に限定されず、例えば図3、4に示すように、その一端面19側が拡径若しくは縮径形態となすように、テーパ筒状に形成することもできる。
Moreover, the basic form of the outer
この外周面25の形態として、図5に示すように、Y軸上方の上部外周面25A側を異形状に形成している。すなわち、Y軸上方とX軸との間の外輪2のラジアル方向Rにおいて、Y軸上方における頂上部25BからX軸の両側に広がり、かつ外輪2の軸心(Z軸)から頂上部25Bまでを半径とする基準円弧BRの内方で、Y軸下方に向かって傾斜させる傾斜面となすように形成されている。
As a form of the outer
この上部外周面25Aは、ラジアル方向Rにおいて、外輪転動溝18の溝底との間で、少なくとも外輪2の機械的な所定強度を維持する最小の肉厚Tを満足させる外周箇所を通る部分を有するように形成される。この上部外周面25Aの傾斜面は、頂上部25BからX軸の両側に向かって平坦面状に形成し、その下側の端部を、Y軸下方の半円形状の下部外周面25Cの端部と接続するように形成し、傾斜面の頂上部25Bの内角θを、望ましくは120度以下となしている。このように頂上部25Bの内角θを120度以下とすることにより、断面円形の基本形態としての外周面25の勾配よりも急傾斜に設定できるため、異物としての水が下方へ流れやすくなる。
25 A of this upper outer peripheral surface passes through the outer peripheral location which satisfy | fills the minimum thickness T which maintains the mechanical predetermined intensity | strength of the outer ring |
また、この平坦面状の上部外周面25Aの変形例として、図6に示すように、基準円弧BRの内方で、頂上部25Bを基点として、上部外周面25Aの下側の端部が基準円弧BRの任意位置に接続される形態とすることも可能である。また、平坦面状の上部外周面25Aに代えて、図7に示すように、例えば楕円の一部のように曲率半径を任意個所で変化させるようにした曲面形状(いわゆる卵形や、涙形など)に形成して、上部外周面25Aとなすことも可能である。
Further, as a modification of the flat outer peripheral
また、上部外周面25Aの変形例として図8に示すように、外輪2の取付フランジ23の基部側から連続し、一端面19までの間の外周面25を断面円形に形成するとともに、その外周面25の上部外周面25AのY軸上方に円弧面RSを備えるリブ25Dを突設している。
Further, as shown in FIG. 8 as a modified example of the upper outer
かかるリブ25Dを設ける場合の傾斜面は、外輪2の軸心から頂上部25Bまでを半径とする基準円弧BRを定め、この基準円弧BRがX軸と交差する交差点と頂上部25Bとを結んだ接続線L1を含む面と置き換えている。そして、この接続線L1とリブ25Dの円弧面RSで囲まれる個所の面積をS1、接続線L1と上部外周面25Aとで囲まれる個所の面積をS2とし、接続線L1とリブ25Dの円弧面RSと上部外周面25Aとで囲まれる個所の面積をS3、接続線L1と上部外周面25AとX軸で囲まれる個所の面積をS4とした場合、「S1+S2」と「S3+S4」とを同じとする条件を満足させることにより、置き換えられる接続線L1を含む面を傾斜面としている。
When the
このように異形状に形成される上部外周面25Aを備える外周面25と、排水溝23Cを備える取付フランジ23との両者によって、異物としての水のラビリンス隙間S側への浸入量自体の低減効果をさらに高めることができる。
Thus, by both the outer
図1に戻り、この転がり軸受2には、外輪2と内輪3との間の環状空間室30を外部から密封するためのシール装置31、32が設けられる。該シール装置31、32は転がり軸受2のZ軸方向の両端側に設けられる。また、内輪3と外輪2との間の軸受内部の環状空間室30内にはグリースが封入される。
Returning to FIG. 1, the rolling
また、少なくとも車両アウター側に設けられるシール装置31は、図9に示すように、外輪2の内周面17に圧入嵌装される芯金33を有している。芯金33は鋼板等の金属製からなる板金材によって全体形状が円環状に形成される。外輪2の内周面17に圧入嵌装される筒状の芯金筒部34が形成される。この芯金筒部34の車両アウター側からラジアル方向R内側に折り曲げられ、内輪3側に伸びる芯金鍔部35が形成されている。
Further, as shown in FIG. 9, the sealing
この芯金33には、ゴム状弾性部材からなるシール部材36が加硫接着されている。このシール部材36はアキシャルリップ37とラジアルリップ38とを有している。アキシャルリップ37は、先端側がZ軸方向の斜め外方に延び、ハブフランジ10側に指向させている。これによってアキシャルリップ37の先端側をハブフランジ10の側面20に接触させることによって、ラビリンス隙間Sからの水の環状空間室30内への浸入を防止するシール機能を発揮させている。また、ラジアルリップ38は、先端側がラジアル方向Rの下方に延び、軸部11側に指向させている。これによってラジアルリップ38の先端側を軸部11の外周面に接触させることによって、グリースの外部への漏洩を防止するシール機能を発揮させている。
A
図1に戻り、内輪3の軸部11には、動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト40がスプライン結合される連結挿通孔41が形成されている。該連結挿通孔41に動力伝達を可能となすようにドライブシャフト40を通している。そして、ドライブシャフト40の軸端面42を、この軸端面42と対向する内輪分割体14における車両インナー側の内輪端面43に当接させるようにして、ドライブシャフト40の延出側の端部に、ねじ締結手段としてのナット44を螺合することにより固定されている。
Returning to FIG. 1, the
また、本例は駆動輪側の転がり軸受装置1であるも、軸部11に連結挿通孔41を形成しない形態の場合には、図10に示すように、軸部11の他端側を外部まで延出させ、その他端側を加締めるように、ラジアル方向R外方に塑性変形させて形成した加締部45によってZ軸方向に抜けないように固定して、従動輪用の転がり軸受装置1とすることも可能である。
Further, although this example is the rolling
2 外輪
3 内輪
4 転動体
7 ブレーキデイスク
10 ハブフランジ
19 一端面
21 車両固定部材
23 取付フランジ
25 外周面
25B 頂上部
2
Claims (4)
車両アウター側のブレーキデイスク及び車輪に接続されるハブフランジを有し、外周に前記外輪転動溝に対向する内輪転動溝が形成され、前記外輪の軸心と同心となした内輪と、
両転動溝間に転動自在に収容された転動体と、
前記外輪の一端面と前記ハブフランジの側面との間に設けられるラビリンス隙間と、を備える転がり軸受装置であって、
前記外輪が前記車両固定部材に固定された態様で、前記外輪の前記軸心をZ軸とし、このZ軸と直交するX軸と、このX軸及び前記Z軸の両者と直交するY軸とを定め、
前記Z軸方向で前記取付フランジの基部側と連続し、前記一端面までの間に形成される前記外輪の外周面であって、前記Y軸上方の上部外周面は、前記Y軸上方と前記X軸との間の前記外輪のラジアル方向において、前記Y軸上方における頂上部から前記X軸の両側に広がり、かつ前記外輪の前記軸心から前記頂上部までを半径とする基準円弧の内方で、前記Y軸下方に向かって傾斜させる傾斜面となすように形成したことを特徴とする転がり軸受装置。 An outer ring having a mounting flange for mounting to a vehicle fixing member on the inner side of the vehicle, and an outer ring rolling groove formed on the inner periphery;
A brake disk on the vehicle outer side and a hub flange connected to the wheel, an inner ring rolling groove facing the outer ring rolling groove is formed on the outer periphery, and an inner ring concentric with the axis of the outer ring;
A rolling element housed between the rolling grooves so as to freely roll,
A labyrinth gap provided between one end surface of the outer ring and a side surface of the hub flange, and a rolling bearing device comprising:
In a mode in which the outer ring is fixed to the vehicle fixing member, the axial center of the outer ring is a Z axis, an X axis orthogonal to the Z axis, and a Y axis orthogonal to both the X axis and the Z axis And
The outer peripheral surface of the outer ring formed between the base end side of the mounting flange in the Z-axis direction and up to the one end surface, and the upper outer peripheral surface above the Y-axis is above the Y-axis and the Inward of a reference arc that extends from the top above the Y axis to both sides of the X axis and has a radius from the axis of the outer ring to the top in the radial direction of the outer ring with respect to the X axis Thus, the rolling bearing device is formed so as to form an inclined surface which is inclined toward the lower side of the Y-axis.
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