JP2010196830A

JP2010196830A - 転がり軸受装置

Info

Publication number: JP2010196830A
Application number: JP2009043539A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Masuda; 善紀増田; Tatsuya Yokota; 竜哉横田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】堆積した異物を排除する構造を付加させ、シール機能を向上させる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】内輪３と外輪２との間を外部からシールする密封装置を備えた転がり軸受装置であって、密封装置は、外輪２に固定され、ハブフランジ８に摺接させたゴム状弾性部材からなるアキシャルリップ３２を有し、外輪端面１４は、ハブフランジ８のフランジ側面１５と対向配置され、このフランジ側面１５と外輪端面１４との間には、所定の隙間Ｓが設けられ、さらに内輪３に固定され、隙間Ｓ内に配置される環状板部３８を有する邪魔板部材３７が設けられ、さらに外輪２に固定され環状板部３８における外輪端面１４と対向する一側面３９に臨むスクレーパ部４６が、外輪２における径方向Ｙ下方側の一部個所から設けられており、当該スクレーパ部４６の先端と環状板部３８の一側面３９との間は、所定の間隔Ｘを設けて、非接触となしたことを特徴とする。
【選択図】図４

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。

自動車等の車両には、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、車輪取付け用の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からなる混合物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、この軸受部に密封装置を配置する転がり軸受装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−６４２９６号公報

この特許文献１のような転がり軸受装置の密封装置は、外輪の内周面に圧入嵌装される芯金と、内輪の外周面に摺接するラジアルリップと、車輪取付け用の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、この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隙間が存在し、この隙間は外部に対して直接的に開口されている形態であるため異物が入りやすい。

しかも、この異物としては、降雪時に融雪剤が使用される場合には、錆などの磁性物を含む混合物としての泥水となっている。そして、車両走行中には、この泥水がフランジと外輪との間の隙間からリップ側へ浸入して、かかる隙間に泥水中の混合物が堆積することとなり、これによって混合物がリップ先端とフランジとの間に噛み込まれて、リップ摺接個所に磨耗が発生してしまい、摺動抵抗が増加したり、シール機能を発揮することができなくなるおそれがある。

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、堆積した異物を排除する構造を付加させ、異物の浸入量を低減させ、シール機能などを向上させるように改良した転がり軸受装置を提供することにある。

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接続される外輪と、車両アウター側の車輪に接続されるハブフランジを有する内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、少なくとも車両アウター側に設けられ、前記内輪と前記外輪との間を外部からシールする密封装置と、を備えた転がり軸受装置であって、前記密封装置は、前記外輪に固定され、前記ハブフランジに摺接させたゴム状弾性部材からなるアキシャルリップを有し、前記外輪の車両アウター側の外輪端面は、前記ハブフランジのフランジ側面と対向配置され、このフランジ側面と前記外輪端面との間には、所定の隙間が設けられ、さらに、前記内輪に固定され、前記隙間内に配置される環状板部を有する邪魔板部材が設けられ、前記外輪が前記車両固定部材に固定された態様で、この外輪に固定され、前記環状板部における前記外輪端面と対向する一側面に臨むスクレーパ部が、少なくとも前記外輪における径方向下方側の一部個所から設けられており、当該スクレーパ部の先端と前記環状板部の一側面との間は、所定の間隔を設けて、非接触となしたことを特徴とする。

上記構成とすることにより、錆などの磁性物を含む混合物としての泥水となっている異物が隙間に侵入すると、邪魔板部材の環状板部に付着して堆積され、この堆積量が増えていくと、その堆積厚みが増える。この結果、堆積物の厚みがスクレーパ部と環状板部の一側面との間の間隔を超えた状態で、ハブフランジの回転に伴って、径方向下方側に固定されるスクレーパ部に達すると、当該スクレーパ部に堆積物が接触し、該堆積物は掻き落とされて外部に排除されるので、堆積物（異物）のアキシャルリップ側への浸入を抑制することができ、アキシャルリップの摺接個所での噛み込みが低減され、磨耗によるシール機能低下を防止できる。また、スクレーパ部と環状板部とは、非接触であるため、摺動抵抗は発生しなく軸受として有益である転がり軸受装置を提供できる。

また、本発明の転がり軸受装置の前記環状板部は磁気を帯びたものであることを特徴とすることにより、錆などの磁性物を含む混合物としての泥水となっている異物は、環状板部に積極的に付着（磁着）して堆積するため、アキシャルリップ側への更なる浸入を抑制することができ、アキシャルリップの摺接個所での噛み込みが低減され、磨耗によるシール機能低下を防止できる転がり軸受装置を提供できる。また、前記スクレーパ部の先端と前記環状板部の一側面との間隔は、径方向下方側に移行するにしたがって広がることを特徴とすることにより、スクレーパ部によって掻き落とされる異物が下方へ排出されやすくなり、異物が溜まることがなく異物排出機能が低減されることがない転がり軸受装置を提供できる。

本発明の転がり軸受装置の取付状態を示す断面図。転がり軸受装置の取付状態の他の例を示す部分断面図。車両インナーの密封装置の装着箇所を示す要部拡大図。邪魔板部材と異物排除部材を示す要部拡大図。ハブフランジを示す要部拡大図。邪魔板部材を示す正面および断面図。異物排除部材を示す斜視図。

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。

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車輪（図示せず）と接続するようにして装着するためのハブボルト７が固定され、外方へ突設される円盤状のハブフランジ８を備えている。該ハブフランジ８は、内輪３を構成する軸部９の一端部（車両アウター側）の外周に一体形成されている。また、軸部９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１０が形成されている。

小径部１０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面１１を備える内輪分割体１２が圧入固定されている。また、軸部９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面１３が形成されている。このように軸部９の他端部に内輪分割体１２が圧入されて一体化されることによって、車両アウター側の一端部にハブフランジ８を備えた内輪３が構成される。

また、外輪２の内周面２９には、内輪３の内輪転動面１１、内輪転動面１３と対向して外輪転動面２ｃが設けられている。また、外輪２の車両アウター側の外輪端面１４は、ハブフランジ８のフランジ側面１５と対向配置され、このハブフランジ８のフランジ側面１５と外輪２の外輪端面１４との間には、所定の隙間Ｓが設けられている。

内輪３における軸部９には、動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト１６がスプライン結合される連結挿通孔１７が形成されている。該連結挿通孔１７に動力伝達を可能となすようにドライブシャフト１６を通している。そして、ドライブシャフト１６の軸端面１８を、この軸端面１８と対向する内輪分割体１２における車両インナー側の内輪端面１９に当接させるようにして、ドライブシャフト１６の延出側の端部に、ねじ締結手段としてのナット２０を螺合することにより固定されている。

また、本例は駆動輪側の転がり軸受装置１であるも、軸部９に連結挿通孔１７を形成しない形態の場合には、図２に示すように、軸部９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、径方向Ｙ外方に塑性変形させて形成した加締部２１によって軸方向Ｚ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。

図１に戻り、転がり軸受５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２２の取付口２３に接続される。この接続は転がり軸受５の外輪２を取付口２３内に挿入して嵌装するとともに、外輪２から外方へ突設される外輪鍔部２４をボルト・ナットなどの締結部材２５を介して車両固定部材２２の取付口２３の周辺面（車両アウター側）に固定させている。

この転がり軸受５には、外輪２と内輪３との間の環状空間室２６を外部から密封するための密封装置２７、２８が設けられる。該密封装置２７、２８は転がり軸受５の軸方向Ｚの両端側に設けられる。また、内輪２と外輪３との間の軸受内部の環状空間室２６内にはグリースが封入される。

また、少なくとも車両アウター側に設けられる密封装置２７は、図３に示すように、外輪２の内周面２９に圧入嵌装される芯金３０を有している。芯金３０は、ハブフランジ８のフランジ側面１５の一部であるシール摺動面３１に対して摺接自在となしたゴム状弾性部材からなるアキシャルリップ３２を有している。

芯金３０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２９に圧入嵌装される筒状の芯金筒部３３が形成される。この芯金筒部３３の車両アウター側から折り曲げられ、内輪３側へ延びる芯金フランジ部３４が設けられている。この芯金フランジ部３４には、車両アウター側に延出されるアキシャルリップ３２が加硫接着されるとともに、内輪３側である内方（径方向Ｙ）に延出されるラジアルリップ３５が加硫接着されている。このラジアルリップ３５は、その先端が内輪３の軸部９における外周摺動面３６に軽く接触している状態であり、内輪３と外輪２との間の軸受内部の環状空間２６内のグリースの漏れを防止している。

また、図１、図４、図６に示すように、内輪３側には邪魔板部材３７が設けられている。該邪魔板部材３７は全体が略環状に形成される。この邪魔板部材３７は円環状の環状板部３８を有している。該環状板部３８は、内輪３におけるハブフランジ８のフランジ側面１５と外輪２の外輪端面１４との間の隙間Ｓに、少なくともその一部が径方向Ｙ外側から入り込み、外輪２の外輪端面１４と部分的に対向するように、その一方の一側面３９側を位置させている。

また、環状板部３８には突片４０が設けられる。この突片４０は環状板部３８の外周側から径方向Ｙ外側に突出される。この突片４０には、ハブボルト７が挿通される挿通孔４１が形成される。そして、この挿通孔４１にハブボルト７を通して、該ハブボルト７をハブフランジ８に固定することによって、環状板部３８を固定し、内輪３と共回りするようにしている。

また、環状板部３８は磁気を帯びさせることができる。例えば、別体形成した強磁性体を環状に成形した後に着磁させた永久磁石としての環状の磁性リング４３を接着などの固定手段によって、環状板部３８の一側面３９に固定することもできる。この永久磁石の種類としては、フェライト磁石、金属磁石（希土類磁石）、ゴム磁石、プラスチック磁石などが挙げられる。また、環状板部３８の一部若しくは全体を永久磁石で形成してもよい。このように環状板部３８が磁気を帯びていれば、異物が錆などの磁性物を含む混合物としての泥水であれば、その泥水中の混合物が環状板部３８に接触すると、環状板部３８（磁性リング４３）に混合物が積極的に付着（磁着）され、堆積されることとなる。

また、外輪２には、図１、図４、図７に示すように、環状板部３８に堆積した混合物を排除するための異物排除部材４４が固定される。異物排除部材４４は外輪２の外輪端面１４側の外周面２ａに外嵌される環状の固定円筒部４５を有している。この固定円筒部４５が外輪２の外周面２ａに外嵌され、外輪２が車両固定部材２２に固定された態様で、固定円筒部４５の少なくとも径方向Ｙ下方（外側）側の一部個所には、スクレーパ部４６が形成されている。このスクレーパ部４６は環状板部３８の一側面３９側に臨むように形成される。また、スクレーパ部４６は固定円筒部４５の少なくとも径方向Ｙ下方側の半円領域内に、複数設けることも可能である。

このスクレーパ部４６は、図７に示すように、固定円筒部４５における径方向Ｙ下方の周縁から連続して軸方向Ｚおよび径方向Ｙ内方に折り曲げられて延びる帯状の内側傾斜板部４７が形成され、該内側傾斜板部４７から更に連続して、軸方向Ｚおよび径方向Ｙ外方に折り曲げられて延びるようにＵターン状の外側傾斜板部４８が形成されることによってスクレーパ部４６となしている。

また、異物排除部材４４におけるスクレーパ部４６の先端としての外側傾斜板部４８と、環状板部３８（磁性リング４３）との間は、所定の間隔Ｘ（図４参照）を設けている。このことによって、スクレーパ部４６と環状板部３８とは非接触となしている。この非接触状態において、スクレーパ部４６の先端としての外側傾斜板部４８の外面４９と、環状板部３８（磁性リング４３）との間の間隔Ｘは、径方向Ｙ下方側に移行するにしたがって広がるようにしている。また、固定円筒部４５の周縁から径方向Ｙ内方に鍔状の位置決め片５０を突設することもできる。

また、環状板部３８の他方の他側面４２は、フランジ側面１５と密着させて、該フランジ側面１５と他側面４２との間に異物が溜まらないようにすることもできる。また、異物排除部材４４の材質としては、スクレーパ部４６と邪魔板部材３７の環状板部３８とが非接触であるため、異物の除去時においても、この異物と接触する以外の外力が加わらないため、構造的機械強度にとらわれない材質を使用することも可能であり、かつ錆などの磁性物を含む混合物が磁着しにくい非磁性材であるアルミニウム、ステンレスなどの金属や、プラスチックなどを用いて一体形成することができる。

また、本発明に係る転がり軸受装置の作用としては、車両走行中において、タイヤで路面上の錆などの磁性物を含む混合物としての泥水となっている異物をはねあげるるため、図４に示すように、ハブフランジ８のフランジ側面１５と外輪２の外輪端面１４との間の隙間Ｓに異物が浸入することとなる。これによって異物における混合物の一部（固形分）は邪魔板部材３７の環状板部３８（磁気リング４３）に付着して堆積されていく。この異物の堆積量が増えていくと、その堆積厚みが増え、当該堆積物の厚みが異物排除部材４４におけるスクレーパ部４６と邪魔板部材３７の環状板部３８（磁気リング４３）の一側面３９との間の間隔Ｘを超えていくようになる。この結果、ハブフランジ８の回転に伴って、径方向Ｙ下方側に固定されるスクレーパ部４６に付着した堆積物が達すると、当該スクレーパ部４６の外側傾斜板部４８に堆積物が接触し、該堆積物は掻き落とされて外部に排除される。特に磁気リング４３を備える環状板部３８であれば、異物は環状板部に積極的に付着（磁着）して堆積されることとなる。また、スクレーパ部４６による異物の排除時には、スクレーパ部４６の外側傾斜板部４８と、環状板部３８（磁性リング４３）との間の間隔Ｘを、径方向Ｙ下方側に移行するにしたがって広がるようにしているため、スクレーパ部４６の外側傾斜板部４８によって掻き落とされる異物が下方へ排出されやすくなり、異物排出機能が低減されることがない。

１転がり軸受装置
２外輪
３内輪
４転動体
８ハブフランジ
１４一端面
１５フランジ側面
２２車両固定部材
２７密封装置
３０芯金
３２アキシャルリップ
３７邪魔板部材
３８環状板部
３９一側面
４６スクレーパ部
Ｓ隙間

Claims

車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車両アウター側の車輪に接続されるハブフランジを有する内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、少なくとも車両アウター側に設けられ、前記内輪と前記外輪との間を外部からシールする密封装置と、を備えた転がり軸受装置であって、
前記密封装置は、前記外輪に固定され、前記ハブフランジに摺接させたゴム状弾性部材からなるアキシャルリップを有し、
前記外輪の車両アウター側の外輪端面は、前記ハブフランジのフランジ側面と対向配置され、このフランジ側面と前記外輪端面との間には、所定の隙間が設けられ、
さらに、前記内輪に固定され、前記隙間内に配置される環状板部を有する邪魔板部材が設けられ、
前記外輪が前記車両固定部材に固定された態様で、この外輪に固定され、前記環状板部における前記外輪端面と対向する一側面に臨むスクレーパ部が、少なくとも前記外輪における径方向下方側の一部個所から設けられており、当該スクレーパ部の先端と前記環状板部の一側面との間は、所定の間隔を設けて、非接触となしたことを特徴とする転がり軸受装置。
前記環状板部は磁気を帯びたものであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
前記スクレーパ部の先端と前記環状板部の一側面との間隔は、径方向下方側に移行するにしたがって広がることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。