JP2013194774A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】密封装置と外輪との間の嵌合部の密封性を高め、この嵌合部からの異物の侵入を防止することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】外輪２は、軸方向の一端部の端面であるシール密着部２ｄに全周に亘って突起した突起部２ｅを有し、密封装置は、外輪２に圧入嵌合される円筒部７１ａを有する芯金７１と、芯金７１に一体的に固着され内輪の外周面に摺接するシール７２と、を有し、芯金７１は、円筒部７１ａから径方向外方へ延在する円板部７１ｃを備え、円板部７１ｃは、シール密着部２ｄに当接する当接部７１ｄと、当接部７１ｄの外周縁部から径方向外方へ延在してシール密着部２ｄに直接当接しない非当接部７１ｆと、を含み、シール７２は、非当接部７１ｆとシール密着部２ｄとの間に形成される密着部７２ｇを備え、密着部７２ｇが弾性変形して突起部２ｅを含むシール密着部２ｄに圧接する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

従来、例えば車両の車輪を支持する転がり軸受は、外輪が車両インナ側の車両固定部材に固定され、内輪が車両アウタ側の車輪に固定されている。この転がり軸受は、雨水や泥水等（以下、総称して「異物」と記載する。）の影響を受けるような悪環境で使用されるため、外輪と内輪との間の環状空間を軸方向の両端で密封して、軸受内部空間を構成する密封装置を備えている。この密封装置は、外輪の内周端部に圧入して嵌合することにより、軸受内部空間に異物が侵入するのを防止している。

具体的には、車両アウタ側に圧入される密封装置は、芯金と、この芯金に加硫接着され弾性体からなるシールとからなり、このシールが内輪に摺接している。芯金は、外輪に嵌合される円筒部を有し、この円筒部の外周の軸受外方側の一部にシールが形成され、このシールが外輪との間に締め代を有している。（例えば、特許文献１を参照）

特開２００８−４５６７３号公報

しかしながら、上記の転がり軸受は、円筒部に固着されたシールが締め代を有するので、密封装置を外輪に圧入する際に、密封装置が圧入によって軸方向に移動する距離である圧入量の管理が難しく、所望の嵌合位置に圧入できない場合がある。また、密封装置が圧入される外輪の内周端部は、密封装置を案内するために面取り加工されており、この面取り寸法には微少ながらばらつきがある。その結果、密封装置と外輪との間の嵌合部が密着不足となり、この嵌合部から軸受内部空間に異物が侵入する。そこで、転がり軸受は、密封装置と外輪との間の嵌合部の密封性を高め、この嵌合部からの異物の侵入を防止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、密封装置と外輪との間の嵌合部の密封性を高め、この嵌合部からの異物の侵入を防止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、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状空間の軸方向の両端に配置されて、前記環状空間を密封する密封装置と、を備える転がり軸受において、前記外輪は、軸方向の一端部の端面であるシール密着部に全周に亘って軸方向外方へ突起した突起部を有し、前記密封装置は、前記外輪の前記シール密着部側の端部の内周面に圧入嵌合される円筒部を有する芯金と、この芯金に一体的に固着され前記内輪の外周面に摺接するシールと、を有し、前記芯金は、前記円筒部の軸受外方側の端部から径方向外方へ延在する円板部を備え、前記円板部は、前記圧入嵌合状態で前記シール密着部に当接する当接部と、この当接部の外周縁部から径方向外方へ延在して前記シール密着部に直接当接しない非当接部と、を含み、前記シールは、前記非当接部と前記シール密着部との間に形成される密着部を備え、前記密着部が弾性変形して前記突起部を含む前記シール密着部に圧接することである。

請求項１の転がり軸受によれば、外輪への密封装置の圧入は、芯金の当接部が外輪のシール密着部に当接することにより圧入を終了するので、所望の嵌合位置に圧入できる。さらに、この転がり軸受は、密封装置の密着部が弾性変形して突起部を含むシール密着部に圧接するので、密封装置と外輪との間の嵌合部の密封性が高まり、この嵌合部からの異物の侵入を防止することができる。

本発明によれば、密封装置と外輪との間の嵌合部の密封性を高め、この嵌合部からの異物の侵入を防止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軸方向の断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明に係る密封装置の圧入方法を示す説明図である。 図２の変形例を示す要部拡大図である。

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の軸方向の断面図である。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（転がり軸受）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、車両インナ側のナックル２０に固定される外輪２と、外輪２の軸線０１と同軸に配置されて車両アウタ側の車輪（図示省略）及びブレーキディスクロータ３０に取り付けられる内軸３（内輪）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、径方向外方へ突出してナックル２０に固定される車両取付フランジ部２ｃが形成されている。外輪２の材料としては、例えば、高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。

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、径方向外方へ突出して車輪及びブレーキディスクロータ３０を取り付けるフランジ３ｃが形成されている。内軸３の材料としては、例えば、高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。

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。内輪４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。

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（環状空間）が形成されている。軸受内部空間６は、車両アウタ側にて弾性体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体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は、図１のＡ部拡大図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図２における左側を示し、車両アウタ側とは図２における右側を示すものとする。

外輪２には、軸方向の車両アウタ側端面に密封装置７が密着するシール密着部２ｄが形成され、シール密着部２ｄには周方向の全周に亘って軸方向外方へ突起した突起部２ｅが形成されている。外輪２は、丸棒状の素材が鍛造加工された後、シール密着部２ｄを旋削加工する際に、突出部２ｄが同時に所定の形状に形成される。

密封装置７は、環状の芯金７１と環状のシール７２とからなる。

芯金７１は、外輪２の内周の車両アウタ側端部に圧入嵌合される円筒状の円筒部７１ａと、内側円板部７１ｂと、外側円板部７１ｃ（円板部）とからなる。内側円板部７１ｂは、円筒部７１ａの車両インナ側の端部から径方向内方へ延在して形成される。外側円板部７１ｃは、円筒部７１ａの車両アウタ側の端部から径方向外方へ延在して形成される。

外側円板部７１ｃは、圧入嵌合状態の芯金７１を軸方向の断面で見て、円筒部７１ａの車両アウタ側の端部から径方向外方へ延在してシール密着部２ｄに当接する当接部７１ｄと、傾斜部７１ｅと、非当接部７１ｆとからなる。傾斜部７１ｅは、当接部７１ｄの外周縁部から径方向外方且つ車両アウタ側に延在し、傾斜して形成される。非当接部７１ｆは、傾斜部７１ｅの外周縁部から径方向外方へ延在し、シール密着部２ｄに対向配置され直接当接しないで形成される。芯金７１の材料としては、例えば、防錆処理された冷延鋼板のＳＰＣＣが用いられる。

芯金７１には、弾性体からなる環状のシール７２が加硫接着されて一体化されている。シール７２は、基部７２ｂ、リップ部７２c及び密着部７２ｇからなる。基部７２ｂは、円筒部７１ａの内周面から内側円板部７１ｂの車両アウタ側端面に沿って形成される。リップ部７２ｃは、基部７２ｂから内軸３の軌道面側外周に向けて延在し、アキシャルリップ７２ｄ及びラジアルリップ７２ｅ，７２ｆを備える。

アキシャルリップ７２ｄは、基部７２ｂから軸方向のフランジ３ｃ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。アキシャルリップ７２ｂは、その先端がフランジ３ｃの車両インナ側側面に全周に亘って摺接している。

ラジアルリップ７２ｅは、ラジアルリップ７２ｆよりも軸方向の外方に位置している。ラジアルリップ７２ｅ，７２ｆは、それぞれ基部７２ｂから径方向の内方側に延在し、内軸３の軌道面側外周に全周に亘って摺接している。

密着部７２ｇは、基部７２ｂから外側円板部７１ｃの車両アウタ側端面に沿って径方向外方へ延在し、外側円板部７１ｃの外周を覆って折り返し、突起部２ｅを含むシール密着部２ｄと非当接部７１ｆとの間に圧接して形成される。ここで、密着部７２ｇのシール密着部２ｄと接する面は、平坦形状に形成されている。これにより、密封装置７と外輪２との間に嵌合部９が形成される。

図３は、本発明に係る密封装置７の圧入方法を示す説明図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図３における左側を示し、車両アウタ側とは図３における右側を示すものとする。

ハブユニット１の組立工程は、外輪２に玉５を組み込み、次に密封装置７を圧入する。密封装置７の圧入は、円板状の圧入治具１０を用いて、軸方向に圧入荷重を付与して外輪２に圧入嵌合する。圧入治具１０は、端部に環状の押し圧部１０ａが突設している。押し圧部１０ａは、外側円板部７１ｃ及び密着部７２ｇに対向配置され、密着部７２ｇの全周面に当接する形状に形成されている。

密封装置７の圧入の詳細は、圧入治具１０に対して矢印Ｂの方向に所定の圧入荷重を付与し続け、当接部７１ｄがシール密着部２ｄに当接すると圧入荷重に対する反作用力が急激に増加し、その増加を検出して圧入を終了する。

これにより、ハブユニット１は、密封装置７が圧入によって軸方向に移動する距離である圧入量の管理が容易となり、密封装置７を所望の嵌合位置に確実に圧入できる。さらに、ハブユニット１は、シール７２の密着部７２ｇが弾性変形して外輪２の突起部２ｅを含むシール密着部２ｄに圧接するので、嵌合部９の密封性が高まり、嵌合部９からの異物の侵入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ハブユニット１によれば、密封装置７と外輪２との間の嵌合部９の密封性が高まり、嵌合部９からの異物の侵入を防止することができる。

また、本実施の形態に係るハブユニット１によれば、シール７２は、密着部７２ｇがシール密着部２ｄに接する面が平坦形状に形成されているので、成形が容易である。また、突起部２ｄは、外輪２のシール密着部２ｄを旋削加工する際に、同時に所定の形状に形成されるので、加工コストが増加することはない。

なお、上記実施形態では、突起部２ｄが径方向の一箇所に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、図４に示すように突起部２ｅ１，２ｅ２が径方向に異なる位置の二箇所に形成されて、さらに密封性を高めるなどの構成に適用してもよい。このように、密封装置と嵌合する外輪の軸方向端面の形状などから適宜決定すればよい。
図４は、図２の変形例を示す要部拡大図である。外輪２のシール密着部２ｄ１は、突起部２ｅ１，２ｅ２が径方向に異なる位置の二箇所に形成され、密着部７２ｇに密着する。

また、上記実施形態では、駆動輪の構成について説明したが、本発明は従動輪においても、もちろん適用できるものである。

また、上記実施形態では、ハブユニットの車両アウタ側の密封装置の構成について説明したが、それに限るものではなく、例えば、ハブユニットの車両インナ側の密封装置（所謂、パックシール）などの構成に適用してもよい。

また、上記実施形態では、車両に用いるハブユニットの構成について説明したが、本発明は他の構成に用いる転がり軸受においても、もちろん適用できるものである。

１：ハブユニット（転がり軸受）、 ２：外輪、 ２ｃ：車両取付フランジ部、 ２ｄ，２ｄ１：シール密着部、 ２e，２ｅ１，２ｅ２：突起部、 ３：内軸（内輪）、 ３ｃ：フランジ、 ４：内輪、 ５：玉、 ６：軸受内部空間（環状空間）、 ７，８：密封装置、 ７１：芯金、 ７１ａ：円筒部、 ７１ｂ：内側円板部、 ７１ｃ：外側円板部（円板部）、 ７１ｄ：当接部、 ７１ｅ：傾斜部、 ７１ｆ：非当接部、 ７２：シール、 ７２ｂ：基部、 ７２ｃ：リップ部、 ７２ｄ:アキシャルリップ、 ７２ｅ，７２ｆ:ラジアルリップ、 ７２ｇ：密着部、 ９：嵌合部、 １０：圧入治具、 １０ａ：押し圧部、 ０１：軸線

Claims (1)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状空間の軸方向の両端に配置されて、前記環状空間を密封する密封装置と、を備える転がり軸受において、
   前記外輪は、軸方向の一端部の端面であるシール密着部に全周に亘って軸方向外方へ突起した突起部を有し、
   前記密封装置は、前記外輪の前記シール密着部側の端部の内周面に圧入嵌合される円筒部を有する芯金と、この芯金に一体的に固着され前記内輪の外周面に摺接するシールと、を有し、
   前記芯金は、前記円筒部の軸受外方側の端部から径方向外方へ延在する円板部を備え、
   前記円板部は、前記圧入嵌合状態で前記シール密着部に当接する当接部と、この当接部の外周縁部から径方向外方へ延在して前記シール密着部に直接当接しない非当接部と、を含み、
   前記シールは、前記非当接部と前記シール密着部との間に形成される密着部を備え、前記密着部が弾性変形して前記突起部を含む前記シール密着部に圧接することを特徴とする転がり軸受。

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