JP2011153674A - 車輪支持用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の密封性を向上させ、嵌合面からの水や泥水等の異物の侵入を防止して、軸受の長寿命化を図る。
【解決手段】シール部材６は内輪部材３の外周面に嵌合されるスリンガ６３を有すると共に、内輪部材３２Ａの軸方向車両中心側の肩部には環状部材８ａが外嵌し、前記環状部材８ａは前記スリンガ６３の圧入による前記スリンガ６３の軸方向先端部を内径側に押さえる内周面８ａ１を有し、前記スリンガ６３の軸方向先端部は前記環状部材８ａの内周面８ａ１と接触することを特徴とする車輪支持用転がり軸受。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するための車輪支持用転がり軸受に関する。

車輪支持用転がり軸受において、使用時に軸受内部に水や泥水等の異物が浸入し寿命が低下する、という問題があった。そのため軸受内部を密封するべく、転がり軸受の軸方向両側端部にシール部材が設けられている。特に転がり軸受の軸方向車両中心側（車輪と逆側）が水や泥水に曝されることが多く、この転がり軸受の軸方向車両中心側に設けられるシール部材に関して、その密封性を高めるために数々の改良が試みられている。

図１１に示された車輪支持用転がり軸受１は、内周面に２列の軌道溝を有する外輪部材２と、外周面に前記外輪部材２の軌道溝に対向する２列の軌道溝を有する内輪部材３と、外輪部材２と内輪部材３の２列の軌道溝間に転動自在に配置された複数の転動体４、４と、転動体４、４を転動自在に保持する保持器５、５と、外輪部材２と内輪部材３との間に形成された空間を軸方向にそれぞれ一方向ずつから密封するためのシール部材６、７と、を備える。

図１１に示すように、外輪部材２は、不図示の車両の車体側に取付固定するための複数の固定フランジ２１を周方向に所定の間隔で有している。また、内輪部材３は、外輪部材２内に同軸線上に配置されるハブ本体３１と、ハブ本体３１と別体に形成され、ハブ本体３１の外周面の軸方向車両中心側端部（図中右方）に外嵌固定される内輪３２と、から構成される。ハブ本体３１は、不図示の車両の車輪側に接続するための、径方向外方に向かって延びる複数の取付フランジ３３を、周方向に所定の間隔で、軸方向車両外側端部（図中左方）に有している。

外輪部材２と内輪部材３との間に形成された空間を軸方向にそれぞれ一方向ずつから密封するためのシール部材６、７は、封入した潤滑剤（例えば、グリース、油）が軸受外部に漏洩したり、異物（例えば、水、塵埃）が軸受内部に侵入するのを防止している。このシール部材６、７のうち、軸方向車両中心側に位置するシール部材６は、図１２のように、内輪３２の外周面に嵌合されるスリンガ６３と、外輪部材２の内周面に嵌合される芯金６１と、芯金６１に取り付けられスリンガ６３に摺接するシール部６２とを備える。このように構成されたシール部材６は、内輪３２にスリンガ６３を圧入嵌合することにより、車輪支持用転がり軸受１に固定され、軸受内部への水や泥水等の異物の侵入を抑制している。しかし、このような従来構造では、スリンガ６３と内輪３２との嵌合部が金属嵌合であるために、水侵入の懸念があった。

このような課題を解決するために、特許文献１では、内輪とスリンガとの嵌合面に弾性部材を設け、金属同士の嵌合面をなくすことにより、密封性を向上させている。また、特許文献２では、スリンガの内輪との嵌合部を短くし、シール部の内側リップ（図１２の６２ａに該当する部分）を内輪３２と直接摺接させることによりスリンガと内輪との接触部の密封性を向上させ、芯金の外周面に弾性体からなる突起環を設けることにより外輪と芯金との接触部の密封性を向上させている。

特開２００１−２１５１３２号公報 実公平７−３２９８４号公報

しかし、上記特許文献１に記載の構造では、スリンガと内輪との間に存する弾性部材の摩擦のために、スリンガの圧入が困難になるという問題があった。特許文献２に記載の構造では、スリンガの内輪との嵌合面積が小さくなり、スリンガの固定が不十分となってしまうため、シール部とスリンガとの接触面圧が適正に保つことが困難であり、トルクの増加や密封性の低下を招く虞がある。以上の問題に鑑み、本発明では、前記シール部材の密封性を向上させ、嵌合面からの水や泥水等の異物の侵入を防止して、軸受の長寿命化を図ることを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に２列の軌道溝を有する外輪部材と、外周面に前記外輪部材の軌道溝に対向する２列の軌道溝を有する内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材の２列の軌道溝間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成された空間を軸方向にそれぞれ一方向ずつから密封するための密封部材と、を備えた車輪支持用転がり軸受において、前記密封部材は前記内輪部材の外周面に嵌合されるスリンガを有すると共に、前記内輪部材の軸方向車両中心側の肩部には前記スリンガの軸方向先端部を内径側に押さえる押圧部が形成されていることを特徴とする車輪支持用転がり軸受。

（２）前記押圧部は、内輪部材の軸方向車両中心側の肩部に外嵌された環状部材であり、前記環状部材は前記スリンガの軸方向先端部を内径側に押さえる内周面を有し、前記スリンガの軸方向先端部は前記環状部材の内周面と接触することを特徴とする（１）に記載の車輪支持用転がり軸受。

（３）前記環状部材の内周面は、軸方向車両外側から軸方向車両中心側に向かい拡径することを特徴とする（２）に記載の車輪支持用転がり軸受。

（４）前記内輪部材の軸方向車両中心側肩部は軸方向車両中心側が小径部となるような段差部を有し、前記段差部の側面に対向するように前記環状部材は前記小径部が外嵌していることを特徴とする（２）または（３）に記載の車輪支持用転がり軸受。

（５）前記環状部材の少なくとも前記内輪肩部との嵌合部には弾性体からなる被膜が施されていることを特徴とする請求項（２）乃至（４）に記載の車輪支持用転がり軸受。

（６）前記内輪部材の軸方向車両中心側肩部は軸方向車両中心側が小径部となり、前記肩部の軸方向車両外側が大径部となるような段差部を有し、前記段差部は、軸方向車両外側から軸方向車両中心側に向かい拡径しており、この段差部が前記押圧部であることを特徴とする（１）に記載の車輪支持用転がり軸受。

従来構造では、図１３に示すように、スリンガ６３の圧入時に、スリンガ６３の先端部６３ａが拡径してしまう場合がある。すなわち、図１３（ａ）のように内輪３２の肩部３２ｋ（以下、内輪３２の軌道溝の軸方向車両中心側端部３２ｘから軸方向車両中心側端部の面取り部までの内輪３２の外周面を肩部３２ｋと云う）にスリンガ６３を軸方向車両中心側から圧入すると、スリンガ６３の基部６３ｂよりも剛性の低い先端部６３ａが図１３（ｂ)のように押し拡げられる。圧入が完了した後も先端部６３ａは内輪３２より離れ、図１３（ｃ）のように、スリンガ６３と内輪３２は、スリンガ６３の屈曲部６３ｃ周辺のみで接触することとなる。その結果、スリンガ６３と内輪３２との接触面積が小さくなるため、スリンガ６３と内輪３２との嵌合部より、軸受空間内部へ水や泥水等の異物が浸入する可能性が高くなる。また、スリンガ６３と内輪３２との接触部のスリンガ６３表面または内輪３２表面に傷や打痕等がある場合、異物侵入の可能性が更に高くなる。

本発明によれば、前記環状部材の拡径する内周面で前記スリンガの先端部が内径側に押され、上記のようなシール部材の圧入によるスリンガの先端部の拡径が抑制される。これにより、内輪構成部材と前記スリンガとの嵌合面における接触面積が増加するので、前記シール部材の密封性が向上し、嵌合面からの水や泥水等の異物の侵入を防止して、軸受の長寿命化を図ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例１を示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例２を示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例３を示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例４を示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例５を示す要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例を示す要部拡大断面図である。 従来の車輪支持用転がり軸受の要部断面図である。 従来の車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。 従来の車輪支持用転がり軸受の問題点を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態に係る車輪支持用転がり軸受について、図面を参照しつつ説明する。なお、シール部材以外の車輪支持用転がり軸受の各構成は、前記の従来例と同様である。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。本発明に係る車輪支持用転がり軸受の内輪３２Ａの軸方向車両中心側の肩部には、軸方向車両中心側に小径部３２ａが、軸方向車両外側に大径部３２ｂが形成されている。また、前記小径部３２ａと大径部３２ｂとの境目である段差部３２ｃの側面に当接するように、環状部材が前記小径部３２ａに外嵌している。

この環状部材８ａの内周面は、軸方向車両外側から軸方向車両中心側に向かい拡径するテーパ面８ａ１と、テーパ面８ａ１と連続し、軸方向車両外側に内輪３２Ａと同心円状に形成された円筒面８ａ２とを備える。また環状部材８ａの外周面は、内輪３２Ａと同心円状の円筒形状となっている。

このような内輪３２Ａ及び環状部材８ａとを備える車輪支持用転がり軸受にシール部材６を取り付ける際には、まず内輪３２Ａの小径部３２ａに環状部材８ａを、段差部３２ｃの側面と当接する位置まで外嵌し、次に、環状部材８ａのテーパ面８ａ１とシール部材６のスリンガ６３の軸方向先端が接する位置まで、シール部材６を小径部３２ａに圧入する。このような構造及び取付手順により、テーパ面８ａ１でスリンガ６３の先端部が内径側に押され、図１３のようなシール部材６の圧入によるスリンガ６３の先端部６３ａの拡径が抑制される。これにより、内輪３２Ａとスリンガ６３との嵌合面における接触面積が増加するので、シール部材６の密封性が向上し、嵌合面からの水や泥水等の異物の侵入を防止して、軸受の長寿命化を図ることが可能となる。また、内周がテーパ面８ａ１であるために、環状部材８ａのスリンガ６３を内径側に押す力を、スリンガ６３の位置により容易に調整でき、内周面８ａ１の高い精度は必要とされず、比較的安価に製造できる。

図２は、本発明の第１実施形態に係る変形例１を示す要部拡大断面図である。本例に係る環状部材８ｂは、図１の環状部材８ａの内周面と同様の形状の内周面と、内周面と略平行な形状を有する外周面とを有している。本例によれば、環状部材８ｂの成型には切削等は必要なくプレス加工等の塑性変形のみで製造することが可能となるので、比較的安価で製造できる。

図３は、本発明の第１実施形態に係る変形例２を示す要部拡大断面図である。本例に係る環状部材８ｃは、図１の環状部材８ａの外周面と同様の円筒形の外周面と、軸方向車両中心側から順に、テーパ面８ｃ１、段差面８ｃ３、円筒面８ｃ２が連続した形状の内周面とを有している。段差面８ｃ３は径方向に平行な平面で、テーパ面８ｃ１は図１と同様に軸方向車両外側から中心側に向かい拡径する形状である。本例によれば、テーパ面ｃ１の傾斜を比較的緩やかにすることが可能となるため、スリンガ６３の先端部の拡径を押さえる力や、スリンガ位置を調節することが容易となる。

図４は、本発明の第１実施形態に係る変形例３を示す要部拡大断面図である。本例に係る環状部材８ｄは、図１の環状部材８ａのテーパ面８ａ１の形状を、内径側に凸状の円弧とした面８ｄ１を有している。図５は、本発明の第１実施形態に係る変形例４を示す要部拡大断面図である。本例に係る環状部材８ｅは、図１の環状部材８ａのテーパ面８ａ１の形状を、内径側に凹状の円弧とした面８ｅ１を有している。図６は、本発明の第１実施形態に係る変形例５を示す要部拡大断面図である。本例に係る環状部材８ｆは、図１の環状部材８ａのテーパ面８ａ１の形状を、軸受と同心円状の円筒面８ｆ１とした内周面を有している。

以上のように、本実施形態に係る車輪支持用転がり軸受では、内輪肩部に段差面を設け、小径部に外嵌するための円筒面と、軸方向車両外側から中心側に向かい拡径するテーパ面または円弧面とを内周面に有する環状部材を設け、環状部材の側面を段差面に当接させる構造としたので、テーパ面または円弧面でスリンガの先端部が内径側に押され、図１３のようなシール部材の圧入によるスリンガの先端部の拡径が抑制される。これにより、内輪とスリンガとの嵌合面における接触面積が増加するので、シール部材の密封性が向上し、嵌合面からの水や泥水等の異物の侵入を防止して、軸受の長寿命化を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。本発明に係る車輪支持用転がり軸受は、図１の環状部材８ａと同様の形状を有する環状部材８ｇを有しており、環状部材８ｇの内周のテーパ面はシール部材６のスリンガ６３の軸方向先端と接している。環状部材８ｇには被膜９がなされており、被膜９の材料はゴムや樹脂等の、内輪３２との嵌合部における摩擦を増大させるものであれば良い。

このような構造により、環状部材８ｇのテーパ面でスリンガ６３の先端部が内径側に押され、図１３のようなシール部材６の圧入によるスリンガ６３の先端部６３ａの拡径が抑制される。これにより、内輪３２とスリンガ６３との嵌合面における接触面積が増加するので、シール部材６の密封性が向上し、嵌合面からの水や泥水等の異物の侵入を防止して、軸受の長寿命化を図ることが可能となる。また、被膜９により環状部材８ｇと内輪３２との密封性が高くなるので、内輪３２とスリンガ６３との嵌合面から万が一異物が侵入した場合でも、環状部材９と内輪３２Ａとスリンガ６３とで囲まれる空間で、異物を止めることが可能となり、軸受内部への異物の侵入を防止する効果が一層高くなる。

また、環状部材８ｇと内輪３２との嵌合部における摩擦が、環状部材８ｇの軸方向への抜けを抑制できる程度であれば、第１実施形態において内輪肩部に設けた段差部が省略することが可能となる。その結果、従来構造の車輪支持用転がり軸受に環状部材８ｇを取り付けるのみで、本発明の第１実施形態に示した効果を得ることができる。更に、本実施形態に係る環状部材の形状は、第１実施形態に示した図２〜６のような形状のものに被膜を施したものとしても良い。また、環状部材の外周全体に被膜を施す必要はなく、少なくとも内輪３２との嵌合部に被膜が施されていれば良い。その他の構造、作用効果は第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。本発明に係る車輪支持用転がり軸受は、特許文献２に記載のシール部材に第１実施形態の環状部材を適用した例である。すなわち、内輪３２Ｂに図１と同様の小径部３２Ｂａ、大径部３２Ｂｂを設け、内輪３２Ｂの段差部に当接するように、小径部３２Ｂａに環状部材８ｈを外嵌している。図１の環状部材８ａと同様な形状を有する環状部材８ｈは、内周面で軸方向寸法を従来よりも短くしたスリンガ６３Ｂの先端部を内径側に押さえている。また、シール部６２Ｂの内側リップ６２Ｂａは内輪３２Ｂの大径部３２Ｂｂに摺接している。

このような構成により、環状部材８ｈによりスリンガが十分に固定されるので、特許文献２のスリンガの軸方向寸法が短く、スリンガの固定が不十分である、という難点を克服することができる上に、第１実施形態と同等の効果が得られる。さらに、スリンガ６３Ｂと内輪３２Ｂとの嵌合部、スリンガ６３Ｂと環状部材８ｈとの接触部、環状部材８ｈと内輪３２Ｂとの嵌合部、内側リップ６２Ｂａと内輪３２Ｂとの摺接部により、密封性を第１実施形態よりも向上することが可能となる。更に、本実施形態に係る環状部材の形状は、第１実施形態に示した図２〜６のような形状のものでも良く、また第２実施形態のように被膜を施した形状としても良い。

（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る車輪支持用転がり軸受の要部拡大断面図である。本発明に係る車輪支持用転がり軸受は、図１の環状部材８ａを内輪と一体にしたものである。本実施形態に係る内輪３２Ｃは、小径部３２Ｃａ、大径部３２Ｃｂ、テーパ部３２Ｃｃを有しており、このテーパ部３２Ｃｃがスリンガ６３の先端部と当接している。このような構成により、従来構造から部品点数を増加させることなく、第１実施形態と同様の作用効果を得ることが出来る。

図１０は、本発明の第４実施形態に係る変形例を示す要部拡大断面図である。本例に係る内輪３２Ｄは、図９と同様の小径部３２Ｄａ、大径部３２Ｄｂ、テーパ部３２Ｄｃを有し、さらにテーパ部３２Ｄｃと略平行な第２テーパ部３２Ｄｄを有する。すなわち、内輪３２Ｄは軸方向車両中心側から小径部３２Ｄａ、第２テーパ部３２Ｄｄ、テーパ部３２Ｄｃ、大径部３２Ｄｂが連続する外周面をその肩部に有しており、テーパ部３２Ｄｃと第２テーパ部３２Ｄｄは軸方向車両外側及び径方向内側に向かう溝を形成している。このような構成により、図９の構成と比較して加工性がよく、比較的簡単に製造が可能となる。

以上の実施形態では、種々の形状を有する環状部材を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内周面形状が、スリンガの先端を内径側に押さえることが可能な形状を有していれば良い。

１ 車輪支持用転がり軸受
２ 外輪部材
２１ 固定フランジ
３ 内輪部材
３１ ハブ本体
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ 内輪
３２ａ 小径部
３２ｂ 大径部
３２ｃ 段差部
３３ 取付フランジ
４ 転動体
５ 保持器
６、７ シール部材
６１ 芯金
６２ シール部
６３ スリンガ
８ａ〜８ｇ 環状部材
８ａ１〜８ｃ１ テーパ面
８ｄ１、８ｅ１ 円弧面
８ａ２〜８ｅ２ 円筒面
９ 被膜

Claims (6)

1. 内周面に２列の軌道溝を有する外輪部材と、外周面に前記外輪部材の軌道溝に対向する２列の軌道溝を有する内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材の２列の軌道溝間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成された空間を軸方向にそれぞれ一方向ずつから密封するための密封部材と、を備えた車輪支持用転がり軸受において、前記密封部材は前記内輪部材の外周面に嵌合されるスリンガを有すると共に、前記内輪部材の軸方向車両中心側の肩部には前記スリンガの軸方向先端部を内径側に押さえる押圧部が形成されていることを特徴とする車輪支持用転がり軸受。
2. 前記押圧部は、内輪部材の軸方向車両中心側の肩部に外嵌された環状部材であり、前記環状部材は前記スリンガの軸方向先端部を内径側に押さえる内周面を有し、前記スリンガの軸方向先端部は前記環状部材の内周面と接触することを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用転がり軸受。
3. 前記環状部材の内周面は、軸方向車両外側から軸方向車両中心側に向かい拡径することを特徴とする請求項２に記載の車輪支持用転がり軸受。
4. 前記内輪部材の軸方向車両中心側肩部は軸方向車両中心側が小径部となるような段差部を有し、前記段差部の側面に対向するように前記環状部材は前記小径部が外嵌していることを特徴とする請求項２または３に記載の車輪支持用転がり軸受。
5. 前記環状部材の少なくとも前記内輪肩部との嵌合部には弾性体からなる被膜が施されていることを特徴とする請求項２乃至４に記載の車輪支持用転がり軸受。
6. 前記内輪部材の軸方向車両中心側肩部は軸方向車両中心側が小径部となり、前記肩部の軸方向車両外側が大径部となるような段差部を有し、前記段差部は、軸方向車両外側から軸方向車両中心側に向かい拡径しており、この段差部が前記押圧部であることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用転がり軸受。

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