JP2012202523A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受内部の密封性をより高め、且つ、リップが被摺動部材に吸着することがない転がり軸受を提供する。
【解決手段】外輪２と、内軸３と、軌道溝２６，２７と、軌道溝１６，１７との間に配置される第１の玉５及び第２の玉６と、軌道溝２６，２７と軌道溝１６，１７との間に配置されて、軌道溝２６，２７と、軌道溝１６，１７とを密封する密封装置８とを備え、密封装置８は、外輪２の軌道面側外周の軸方向端部の周面に嵌合装着される基部５０と、基部から略径方向に延在すると共に、内軸３の軌道面側外周の軸方向端部の周面に摺動する環状のリップ５１，５２と、からなる弾性部材４１を有し、内軸３は、リップが当接する位置の密封装置による密封側に突出する凸部７０，７１を有し、凸部は、リップが凸部に当接した場合、密封側と密封側とは反対側の外部側とを連通する少なくとも１個の連通孔７２が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

車両の車輪に用いる転がり軸受は、泥水の影響を受けることがあるため、軸受の外部と内部との間を弾性部材からなる密封装置により密封している。密封装置は、弾性部材の基部が固定側の外輪の内周面に内嵌されて固定され、基部から回転側の内輪に向けて延出するリップが内輪の軸方向の端面に摺動している。
この軸受は、省エネルギーの観点から軸受を低トルクで回転させるニーズがあり、リップを薄くすることによりトルク低減を実現しているものがある。
しかしながら、軸受は、この軸受が備えられた車両が運転状態から停止状態となり軸受の密封空間内の温度が下がった場合、密封空間内の圧力が外部の大気圧に対して負圧になって、この負圧に起因してリップが摺動面に吸着して回転トルクが増大したり、リップの先端が異常に摩耗してリップの寿命が短くなったり、昇温したり、異音が発生することがある。
そこで、リップに連通孔を設けることにより、密封空間内の圧力が外部の大気圧に対して負圧になった場合、外部側に位置する空気が連通孔を通じてリップの密封側に移動することができて、密封装置の内外の気圧差を緩和できる軸受がある。（特許文献１）

特表２００８−５３３４１３号公報

しかしながら、上述の軸受はリップに連通孔を設けているので、軸受の外部から内部に泥水などが侵入することがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、軸受内部の密封性をより高め、且つ、リップが被摺動部材に吸着することがない転がり軸受を提供することを目的とする。

請求項１に係る転がり軸受の構成上の特徴は、固定側の軌道面である第１軌道面を有する第１軌道部材と、
回転側の軌道面である第２軌道面を有する第２軌道部材と、
前記第１軌道面と、前記第２軌道面との間に配置される転動体と、
前記第１軌道部材と前記第２軌道部材との間に配置されて、前記第１軌道面と、前記第２軌道面とを密封する密封装置とを備え、
前記密封装置は、
前記第１軌道部材の軌道面側外周の軸方向端部の周面に嵌合装着される基部と、
前記基部から略径方向に延在すると共に、前記第２軌道部材の軌道面側外周の軸方向端部の周面に摺動する環状のリップと、からなる弾性部材を有し、
前記第２軌道部材は、前記リップが当接する位置の前記密封装置による密封側に突出する凸部を有し、
前記凸部は、前記リップが前記凸部に当接した場合、前記密封側と前記密封側とは反対側の外部側とを連通する少なくとも１個の連通孔が形成されることである。

請求項１の転がり軸受によれば、例えば、この密封装置を備える車両等の機械の運転の後の停止によって、リップの外部側に対してリップの密封側の気圧が小さくなって、外部側から密封側への力によってリップが密封側に変形しても、リップが第２軌道部材の凸部に乗り上げてリップの密封側と外部側とが連通孔により連通される。そして、リップの密封側と外部側との気圧差がなくなることにより、リップが正常位置に戻ってすぐに軸受内部が密封される。これにより、軸受内部の密封性を高めることができ、また、リップが第２軌道部材に吸着することを防止できる。

請求項２に係る転がり軸受の構成上の特徴は、前記凸部は、前記第２軌道部材の周方向に環状に形成されることである。

請求項２の転がり軸受によれば、凸部が環状に形成されるので、リップの外部側に対してリップの密封側の気圧が小さくなった場合に、素早く確実にリップが第２軌道部材の凸部に乗り上げてリップの密封側と外部側とが連通される。これにより、軸受内部の密封性をより高めることができ、また、リップが第２軌道部材に吸着することを確実に防止できる。

請求項３に係る転がり軸受の構成上の特徴は、前記リップ及び前記凸部を組として、この組を複数有することである。

請求項３の転がり軸受によれば、軸受内部の密封性をより高めることができる。

請求項４に係る転がり軸受の構成上の特徴は、前記連通孔は、前記組を複数有し、径方向においてそれぞれの前記リップに対する連通孔が不一致に形成されることである。

請求項４の転がり軸受によれば、複数のリップに対する連通孔が径方向において不一致に形成されるので、リップが凸部に乗り上げてリップの密封側と外部側とが連通孔により連通するわずかな時間にも、軸受の外部から内部への泥水などが侵入しづらくなるので、軸受内部の密封性をより高めることができる。

本発明によれば、軸受内部の密封性をより高め、且つ、リップが被摺動部材に吸着することがない転がり軸受を提供することができる。

本発明の第１実施形態である車輪用転がり軸受の軸方向の断面図である。 図１における第１密封装置周辺の部分拡大断面図である。 図１における第１密封装置周辺の部分拡大断面図である。 図３のＡ矢視図である。 第１実施形態の図４の変形例を説明する図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態である車輪用転がり軸受１（転がり軸受）の軸方向の断面図である。

この車輪用転がり軸受１（転がり軸受）は、第１軌道部材としての外輪２、第２軌道部材としての内軸３、内輪４、複数の第１の玉５（転動体）、複数の第２の玉６（転動体）、第１密封装置８および第２密封装置９を備える。上記第１の玉５および第２の玉６は、転動体を構成する。

内軸３は、軸方向の一端部に、ブレーキディスク１１を取り付けるための径方向に広がる円板状のブレーキディスク取付用フランジ１０を有する。このブレーキディスク取付用フランジ１０の略中心を中心とする同心円上には、複数のボルト貫通穴が形成されている。上記ブレーキディスク取付用フランジ１０に、ブレーキディスク１１を当接させ、さらに、ブレーキディスク１１にホイール部材１３を当接させた状態で、ホイール部材１３のブレーキディスク１１側とは反対側の端面と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間を、複数のボルト１５で固定している。

内軸３の軸方向の他端部には、内輪４が外嵌されて固定されている。内軸３における、内輪４と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間には、第２軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１６が形成されている。また、内輪４の外周面には、第２軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１７が形成されている。

外輪２は、内軸３におけるブレーキディスク取付用フランジ１０よりも他端部側に、内軸３に径方向に対向するように、配置されている。外輪２は、軸方向の他端部側に、径方向に広がる車体側取付用フランジ１４を有する。この円板状の車体側取付用フランジ１４には、車体側取付用フランジ１４を車体側（ナックル）に取り付けるボルトを挿入するためのボルト貫通穴が複数形成されている。外輪２は、外輪２の内周面に軸方向に離間配置された第１軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２６，２７を有している。軌道溝２６は、軌道溝２７よりも一端部側に位置している。

複数の第１の玉５は、内軸３の軌道溝１６と外輪２の軌道溝２６との間に、保持器１８に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。また、複数の第２の玉６は、内輪４の軌道溝１７と外輪２の軌道溝２７との間に、保持器１９に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。

第１密封装置８は、内軸３と外輪２との間における、軸方向の一端部側（ブレーキディスク取付用フランジ１０側）の開口付近に配置されている。第１密封装置８は、内軸３と外輪２との間における一端部側の開口を密封している。

一方、第２密封装置９は、内輪４と外輪２との間における、軸方向の他端部側（車体取付用フランジ１４側）の開口付近に配置されている。第２密封装置９は、内輪４と外輪２との間における他端部側の開口を密封している。

図２は、図１における第１密封装置８周辺の部分拡大断面図である。

図２に示すように、第１密封装置（以下、単に密封装置という）８は、金属製の芯金部材４０と、ゴム製の弾性部材４１とを備え、芯金部材４０は、筒状の固定部６０と、径方向延在部６１とを有する。固定部６０は、外輪２の内周面のブレーキディスク取付用フランジ部１０側の端部に、内嵌されて固定されている。また、径方向延在部６１は、固定部６０から固定部６０の略径方向に延在している。

一方、弾性部材４１は、ブロック状の基部５０、環状のアキシアルリップ５１，５２（リップ）および環状のラジアルリップ５３を有し、基部５０は、径方向延在部６１に固着されている。

アキシアルリップ５１は、アキシアルリップ５２よりも径方向の外方に位置している。アキシアルリップ５１，５２の夫々は、基部５０から軸方向のブレーキディスク取付用フランジ１０側かつ径方向の外輪２側（径方向の外方側）に延在している。アキシアルリップ５１，５２の夫々は、ブレーキディスク取付用フランジ１０軸方向の第１の玉５側の端面５９に摺動するようになっている。

一方、ラジアルリップ５３は、基部５０から軸方向の第１の玉５側かつ径方向の内方側に延在している。ラジアルリップ５３は、内軸３の外周面９０に摺動するようになっている。

摺動面である内軸３の端面５９は、アキシアルリップ５１，５２が当接する位置の密封装置８による密封側に突出する環状の凸部７０，７１が形成されている。

このように、図２に示す状態は、密封装置８の内外の気圧差がない場合、アキシアルリップ５１，５２は、端面５９に低トルクにて摺動し、軸受内部を密封している。

図３は、図１における第１密封装置８周辺の部分拡大断面図であり、車輪用転がり軸受１が、運転した後、停止した場合等において、密封装置８の外部側に対して、密封側の気圧が小さく、且つ、密封装置８の内外の気圧差が大きい場合の状態を表した図である。

アキシアルリップ５１，５２は、アキシアルリップ５１，５２の外部側に対してアキシアルリップ５１，５２の密封側の気圧が小さくなって、外部側から密封側への力によって、アキシアルリップ５１，５２が密封側に変形していくに従って、端面５９に摺動していたアキシアルリップ５１，５２の先端が凸部７０，７１に乗り上げる。そして、アキシアルリップ５１，５２は、凸部７０，７１に小さい接触面積にて摺動するので低トルクを維持し、軸受内部を密封している。

図４は、図３のＡ矢視図である。

アキシアルリップ５１，５２は、図３に示すように、アキシアルリップ５１，５２の先端が凸部７０，７１に乗り上げた場合、図４に示すように、凸部７０，７１にアキシアルリップ５１，５２の外部側と密封側を連通する複数個の連通孔７２が、周方向に略同じ間隔をおいて形成されている。これにより、密封装置８の密封側と外部側とが連通して密封装置８の内外の気圧差がなくなり、アキシアルリップ５１，５２は、すぐに図２に示した正常位置へ戻り、端面５９に軽トルクにて摺動し、軸受内部を密封する。したがって、このことに起因して、アキシアルリップ５１，５２の先端が凸部７０，７１に乗り上げ後において、アキシアルリップ５１，５２が端面５９の密封側への更なる変形および吸着を防止することができる。

以上のように、本実施の形態に係る車輪用転がり軸受１によれば、軸受の外部に対して軸受内部の密封側の気圧が小さくなった場合、アキシアルリップ５１，５２の先端が凸部７０，７１に乗り上げて密封装置８の密封側と外部側とが連通する。その後、密封装置８の内外の気圧差がなくなり、アルリップ５１，５２はすぐに正常位置へ戻るので、軸受内部の密封性を維持しつつ、アキシアルリップ５１，５２が摺動面である内軸３の端面５９に吸着することがない。
また、車輪用転がり軸受１は、アキシアルリップ５１，５２、凸部７０，７１、および連通孔７２からなる組が２段で構成されているので、軸受内部の密封性をより高めている。
これにより、トルクを低減したリップであっても、軸受内部の密封性をより高め、且つ、被摺動部材に吸着することがない転がり軸受を提供することができる。

また、本実施の形態に係る車輪用転がり軸受１によれば、軸受の外部に対して軸受内部の密封側の気圧が小さくなった場合にも、リップが摺動面に吸着して回転トルクが増大したり、リップの先端が異常に摩耗してリップの寿命が短くなったり、昇温したり、異音の発生などを防ぐことができる。

なお、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、図４に示すように、凸部７０，７１が端部５９に環状に形成されるとしたが、しかし、これに限らず、凸部が端部５９に周方向に部分的に形成される構成でも良い。
図５は、その変形例を説明する図である。
図５に示すように、凸部７０a，７１aが端部５９に周方向に部分的に形成されている。軸受の外部に対して軸受内部の密封側の気圧が小さくなった場合、アキシアルリップ５１，５２の先端が凸部７０a，７１aに乗り上げて、凸部７０a，７１aの周囲に密封装置８の密封側と外部側とを連通する連通孔７２aが形成される。その後、密封装置８の内外の気圧差がなくなり、アキシアルリップ５１，５２はすぐに正常位置へ戻るので、軸受内部の密封性を維持しつつ、アキシアルリップ５１，５２が摺動面である内軸３の端面５９に吸着することがない。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、ラジアルリップ５３を有していたが、しかし、これに限らず、ラジアルリップを有さなくても良く、また、ラジアルリップを２以上有していても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、アキシアルリップ５１，５２に対する連通孔７２が径方向において一致するとしたが、しかし、これに限らず不一致（ずれている）の構成でも良い。この場合、リップが凸部に乗り上げてリップの密封側と外部側とが連通するわずかな時間にも、アキシアルリップ５１と５２との連通孔がずれているので軸受の外部から内部への泥水などが侵入しづらくなり、軸受内部の密封性をより高めることができる。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、アキシアルリップ５１，５２を２個有していたが、しかし、これに限らず。アキシアルリップを１個又は３個以上有する構成でも良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、アキシアルリップ５１，５２が内軸３の軸方向の端面５９に摺動する構成であったが、しかし、これに限らず、アキシアルリップが、内軸の外周面、内軸の軸方向端面、外輪の端面、または、外輪の内周面等に摺動する構成でも良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、密封装置８が軸受の転動体配置室（潤滑剤封入室）の軸方向の一端側の開口の近傍に配置されたが、しかし、これに限らず、軸受の転動体配置室の軸方向の両側、または、軸方向の他端側のみの開口の近傍のみに配置されても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受１では、転がり軸受が、内軸３を有する車輪用転がり軸受であったが、この発明の転がり軸受は、軌道面を有する部材が複数（２以上）の筒部材のみからなる構成であっても良い。また、この発明の転がり軸受は、ウォータポンプ、または、モータ等であっても良く、転動体および軌道面を有する如何なる転がり軸受であっても良い。また、この発明の転がり軸受は、転動体は、玉でなくて、ころであっても良い、また、玉ところの両方であっても良い。転動体が、ころであるとは、転動体が、円錐ころである場合、円筒ころである場合および凸面ころである場合を含むが、転動体がころである場合、転動体が円錐ころであると好ましい。また、この発明の転がり軸受は、第１軌道部材は、一体部材であっても、複数の部材からなっていても良く、第２軌道部材も、一体部材であっても、複数の部材からなっていても良い。また、この発明の転がり軸受は、転動体が、単列で配置されても良く、転動体が、２列以上に亘って配置されていても良い。

１：車輪用転がり軸受（転がり軸受）
２：外輪（第１軌道部材）
３：内軸（第２軌道部材）
４：内輪（第２軌道部材）
５：第１の玉（転動体）
６：第２の玉（転動体）
８：密封装置
１６，１７：軌道溝（第２軌道面）
２６，２７：軌道溝（第１軌道面）
４０：芯金部材
４１：弾性部材
５０：基部
５１，５２：アキシアルリップ（リップ）
６０：固定部
６１：径方向延在部
７０，７１，７０a，７１a：凸部
７２，７２a：連通孔

Claims (4)

1. 固定側の軌道面である第１軌道面を有する第１軌道部材と、
   回転側の軌道面である第２軌道面を有する第２軌道部材と、
   前記第１軌道面と、前記第２軌道面との間に配置される転動体と、
   前記第１軌道部材と前記第２軌道部材との間に配置されて、前記第１軌道面と、前記第２軌道面とを密封する密封装置とを備え、
   前記密封装置は、
   前記第１軌道部材の軌道面側外周の軸方向端部の周面に嵌合装着される基部と、
   前記基部から略径方向に延在すると共に、前記第２軌道部材の軌道面側外周の軸方向端部の周面に摺動する環状のリップと、からなる弾性部材を有し、
   前記第２軌道部材は、前記リップが当接する位置の前記密封装置による密封側に突出する凸部を有し、
   前記凸部は、前記リップが前記凸部に当接した場合、前記密封側と前記密封側とは反対側の外部側とを連通する少なくとも１個の連通孔が形成されることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記凸部は、前記第２軌道部材の周方向に環状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記リップ及び前記凸部を組として、この組を複数有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記連通孔は、前記組を複数有し、径方向においてそれぞれの前記リップに対する連通孔が不一致に形成されることを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受。

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