JP2013092190A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇を抑制することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】外周に軌道面が形成された内輪４と、内周に軌道面が形成された外輪２と、内輪４と外輪２との間の軸受内部空間６のアキシャル方向の両端に配置されて、軸受内部空間６を密封する密封装置８と、を備え、外輪２は、その軌道面側周面の軸方向端部に密封装置８が圧入嵌合される嵌合部２１を有するハブユニット１において、嵌合部２１は、軸方向に軸受外部側端部Ｐ１から軸受内部側に向かって途中位置Ｐ２まで連続する少なくとも１個の排気溝２１ａを備える。
【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、雨水や泥水の影響を受けるような悪環境で使用されるため、軸受の外輪と内輪との間の軸受内部を弾性部材からなる密封装置により密封し、密封性を高めている。

この転がり軸受は、軸受の組立工程において、内輪と外輪と転動体とを組み立て、次に軸受内部にグリースを封入し、最後に軸受の軸方向端部の外輪と内輪との間に密封装置を圧入嵌合するが、密封装置を圧入するときに、軸受内部の体積が密封装置の体積分減少するので、軸受内部の圧力が上昇する。そして、軸受内部の圧力が上昇すると、転がり軸受の内部に封入したグリースが密封装置と外輪及び内輪との嵌合面から押し出されて、漏洩する場合がある。

そこで、軸受内部の圧力を調整できる転がり軸受として、軸受が使用される温度変化による軸受内部の圧力変化を、弾性部材からなり軸受内部と軸受外部との両方に露出して設けられる変形可能部材が、軸受内外の圧力差によって弾性変形することにより軸受内部の体積が変化して、軸受内部の圧力が軸受外部の圧力に近づくように調整する内圧調整手段を備えた車輪用転がり軸受がある。（特許文献１）

特開２００５−２２６８２６号公報

しかしながら、上記の転がり軸受は、軸受の組立工程において、密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇が、上記の温度変化による圧力上昇に比べてはるかに大きく、転がり軸受が密封装置を圧入するときの圧力上昇を、上記の内圧調整手段では調整しきれないことがある。そこで、転がり軸受は、密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇を抑制することが課題となっていた。

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、密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇を抑制することができる転がり軸受を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る転がり軸受の構成上の特徴は、外周に軌道面が形成された内輪と、
内周に軌道面が形成された外輪と、
前記内輪と前記外輪との間の軸受内部空間のアキシャル方向の両端に配置されて、前記軸受内部空間を密封する密封装置と、を備え、
前記内輪及び前記外輪は、いずれか一方が回転輪となり他方が固定輪となり、
前記固定輪は、その軌道面側周面の軸方向端部に前記密封装置が圧入嵌合される嵌合部を有する転がり軸受において、
前記嵌合部は、前記転がり軸受の軸方向に軸受外部側端部から軸受内部側に向かって途中位置まで連続する少なくとも１個の排気溝を備えることである。

請求項１の転がり軸受によれば、密封装置の圧入開始時から圧入途中までの間は、密封装置を圧入する体積分が軸受内部空間から排気溝を介して軸受外部に排気されるので、軸受内部の圧力上昇はない。これにより、密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇を抑制することができる。

請求項２に係る転がり軸受の構成上の特徴は、前記排気溝は、前記転がり軸受の軸方向に軸受外部側端部から前記途中位置に向かって順に溝の深さが浅く形成され、又は／及び、前記転がり軸受の周方向に軸受外部側端部から前記途中位置に向かって順に溝の幅が小さく形成されることである。

請求項２の転がり軸受によれば、排気溝が、軸方向での外部側に対して内部側が径方向断面の面積が小さいので、密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇を抑制するとともに、軸受外部からの水浸入を防止することができる。

本発明によれば、密封装置を圧入するときの軸受内部の圧力上昇を抑制することができる転がり軸受を提供できる。

本発明の一実施形態である転がり軸受を備えたハブユニットの縦断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態である転がり軸受の組立工程において、密封装置の圧入開始状態の要部拡大断面図であり、（ｂ）は密封装置を圧入する途中状態の要部拡大断面図であり、（ｃ）は密封装置の圧入終了状態の要部拡大断面図である。 （ａ）は第１実施形態の図２（ａ）の変形例を説明する図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＣ矢視図である。

以下、本発明の転がり軸受を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である転がり軸受を備えたハブユニット１の縦断面図である。図１を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図１における左側を示し、車両アウタ側とは図１における右側を示すものとする。

ハブユニット１は、例えば前輪駆動車の前輪用（駆動軸用）のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１は、車体側のナックル２０に固定される外輪２（固定輪）と、この外輪２の中心軸線０１と同軸に配置されて車軸側のタイヤホイール（図示省略）及びブレーキディスクロータ３０に固定される内軸３（内輪、回転輪）と、内軸３の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部３ａの外周面に嵌着される内輪４（回転輪）と、外輪２と内軸３及び内輪４との間にて周方向に配置される複列の玉５とを備えている。

外輪２の内周面には、車両インナ側に配列された玉５用の軌道面２ａと、車両アウタ側に配列された玉５用の軌道面２ｂとが形成されている。外輪２の外周面には、径方向に突出形成された車体取付フランジ部２ｃが形成されている。

内軸３の外周面には、外輪２の軌道面２ｂに対向する軌道面３ｂが形成され、軌道面３ｂよりもさらに車両アウタ側には、径方向に突出形成された車輪取付フランジ部３ｃが形成されている。

内輪４は、嵌め合い部３ａに外嵌圧入され、嵌め合い部３ａと一体化されている。内輪４の外周面には、外輪２の軌道面２ａに対向する軌道面４ａが形成されている。

外輪２と内軸３及び内輪４との間には、転動体としての玉５を配置するための環状の軸受内部空間６が形成されており、この軸受内部空間６は、車両アウタ側にて弾性部材からなる環状の密封装置７により、車両インナ側にて弾性部材からなる環状の密封装置８により、外輪２と内軸３及び内輪４とのそれぞれの相対回転を許容した状態で密封されている。

図２（ａ）は本発明の一実施形態である転がり軸受の組立工程において、密封装置８の圧入開始状態の要部拡大断面図であり、図２（ｂ）は密封装置８を圧入する途中状態の要部拡大断面図であり、図２（ｃ）は密封装置８の圧入終了状態の要部拡大断面図である。

外輪２は、車両インナ側内周面の軸方向端部に密封装置８が圧入嵌合される嵌合部２１を備え、嵌合部２１には軸受外部側端部Ｐ１から軸受内部側に向かって途中位置Ｐ２まで連続する排気溝２１ａが形成されている。外輪２の材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼材「ＳＵＪ２」が用いられる。

密封装置８は、環状のパックシールであり、芯金８１、スリンガ８４及び弾性部材８２からなる。

芯金８１は、金属板を屈曲してなり、円筒状芯金部８１ｂと、この円筒状芯金部８１ｂの端部から径方向内側に延在する環状芯金部８１ｃとからなる断面Ｌ字形に形成されている。円筒状芯金部８１ｂは、外周面が外輪２の嵌合部２１に嵌合する。芯金８１の材料としては、例えば、冷延鋼板のＳＰＣＣが用いられる。

スリンガ８４は、防錆処理された圧延鋼板などの金属板を屈曲してなり、円筒状スリンガ部８４ａと、この円筒状スリンガ部８４ａの端部から径方向外側に延在する環状スリンガ部８４ｂとからなる断面Ｌ字形に形成されている。円筒状スリンガ部８４ａが、内輪４の軌道面側外周の軸方向端部に嵌合する。スリンガ８４の材料としては、例えば、ステンレス鋼が用いられる。

芯金８１とスリンガ８４は、円筒状芯金部８１ｂと円筒状スリンガ部８４ａとを、また、環状芯金部８１ｃと環状スリンガ部８４ｂとを対峙させて組み合わされ、パックシールと呼ばれる構成となっている。

芯金８１には、ゴムからなる弾性部材８２が取り付けられている。この弾性部材８２は、芯金８１の全周に沿って延設される長尺のものであり、スリンガ８４の環状スリンガ部８４ｂの内周面に摺接するリップ８２ａと、円筒状スリンガ部８４ａの内周面に摺接するリップ８２ｂ，８２ｃと、円筒状芯金部８１ｂの外周の軸方向の軸受外部側端部に締め代をもって形成されて、外輪２の軌道面側内周の軸方向端部の嵌合部２１に嵌合する弾性部材嵌合部８２ｄと、を有している。

ハブユニット１の組立工程は、外輪２と内軸３及び内輪４と玉５と密封装置７とを組み立て、次に軸受内部空間６にグリースを封入し、次に密封装置８を圧入する。図２（ａ）に示す密封装置８の圧入開始時は、円筒状芯金部８１ｂの軸方向の軸受内部側端部Ｐ１０と外輪２の嵌合部２１の軸方向の軸受外部側端部Ｐ１とが一致しているので、密封装置８の体積分が軸受内部空間６から排気溝８１ａを介して矢印Ｂに示すように軸受外部に排気されるので、これ以降、軸受内部空間６の圧力上昇はない。

そして、密封装置８を圧入し続け、図２（ｂ）に示す密封装置８を圧入する途中状態である円筒状芯金部８１ｂの軸方向の軸受内部側端部Ｐ１０が途中位置Ｐ２に一致すると、排気溝８１ａが終端となり、これ以降、軸受内部空間６の体積が圧入する密封装置８の体積分が減少するので、軸受内部の圧力が上昇する。

さらに、密封装置８を圧入し続け、図２（ｃ）に示す嵌合部２１の軸方向の軸受外部側端部Ｐ１が弾性部材嵌合部８２ｄの軸受外部側端部Ｐ３に一致すると、密封装置８の圧入を終了する。

これにより、密封装置８を圧入することによる軸受内部空間６の体積減少は、密封装置８の体積よりも大幅に低減することができる。

以上のように、本実施の形態に係るハブユニット１によれば、密封装置８を圧入する開始時から円筒状芯金部８１ｂの軸方向の軸受内部側端部Ｐ１０が途中位置Ｐ２に一致するまでの間は、圧入する密封装置８の体積分が軸受内部空間６から排気溝２１ａを介して矢印Ｂに示すように軸受外部に排気されるので、軸受内部空間６の圧力上昇はなく、密封装置８を圧入することによる軸受内部の圧力上昇を抑制することができる。

なお、上記実施形態では、図２（ａ）に示すように排気溝２１ａの形状が深さ及び幅とも一定としたが、それに限るものではなく、例えば、軸受外部側に対して軸受内部側が、深さは浅く、幅は狭く形成される構成に適用してもよい。
図３（ａ）は、は第１実施形態の図２（ａ）の変形例を説明する図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ矢視図である。
図３（ａ）に示すように、排気溝２１ａの形状が、軸受外部側に対して軸受内部側の深さが浅く形成されている。また、図３（ｂ）に示すように、排気溝８１ａの形状が、軸受外部側に対して軸受内部側の幅が狭く形成されている。
これにより、排気溝８１ａが、軸受外部側に対して軸受内部側が径方向断面の面積が小さいので、軸受外部からの水浸入を防止することができる。
なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、排気溝２１ａの形状が、軸受外部側から軸受内部側に向かって順に直線的に変化するとしたが、それに限るものではなく、例えば、のこぎりの歯形状のように変化してもよい。

また、上記実施形態では、補強部材の芯金８１により密封装置８の強度を上げて密封性を向上させる構成としたが、それに限るものではなく、例えば、密封装置の形状が小さく強度をあまり必要としない場合、芯金８１を備えていない構成に適用してもよい。

また、上記実施形態では、スリンガ８１を備える構成としたが、それに限るものではなく、例えば、密封装置が芯金及び弾性部材からなり、弾性部材のリップが回転輪の軌道面に摺接する構成に適用してもよい。

１：ハブユニット（転がり軸受）、 ２：外輪（固定輪）、 ２１：嵌合部、 ２１ａ：排気溝、 ３：内軸（内輪、回転輪）、 ４：内輪（回転輪）、 ５：玉、 ６：軸受内部空間、 ７，８：密封装置、 ８１：芯金、 ８２：弾性部材、 ８２ｄ：弾性部材嵌合部、 ８４：スリンガ、 Ｐ１：軸受外部側端部、 Ｐ２：途中位置

Claims (2)

1. 外周に軌道面が形成された内輪と、
   内周に軌道面が形成された外輪と、
   前記内輪と前記外輪との間の軸受内部空間のアキシャル方向の両端に配置されて、前記軸受内部空間を密封する密封装置と、を備え、
   前記内輪及び前記外輪は、いずれか一方が回転輪となり他方が固定輪となり、
   前記固定輪は、その軌道面側周面の軸方向端部に前記密封装置が圧入嵌合される嵌合部を有する転がり軸受において、
   前記嵌合部は、前記転がり軸受の軸方向に軸受外部側端部から軸受内部側に向かって途中位置まで連続する少なくとも１個の排気溝を備えることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記排気溝は、前記転がり軸受の軸方向に軸受外部側端部から前記途中位置に向かって順に溝の深さが浅く形成され、又は／及び、前記転がり軸受の周方向に軸受外部側端部から前記途中位置に向かって順に溝の幅が小さく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。

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