JP2013224717A - Bearing device for wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device that rotatably supports a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device.
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第1世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第2世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第3世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第4世代構造とに大別されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel bearing device for supporting a wheel of an automobile or the like supports a hub wheel for mounting a wheel rotatably via a double row rolling bearing, and includes a drive wheel and a driven wheel. For structural reasons, an inner ring rotation method is generally used for driving wheels, and an inner ring rotation method and an outer ring rotation method are generally used for driven wheels. Further, the wheel bearing device has a structure called a first generation in which a wheel bearing composed of a double row angular ball bearing or the like is fitted between a knuckle and a hub wheel constituting a suspension device. Second generation structure in which body mounting flange or wheel mounting flange is formed directly on the outer periphery of the member, third generation structure in which one inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the hub wheel, or hub wheel, etc. It is roughly classified into a fourth generation structure in which the inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the outer joint member of the speed universal joint.
これらの軸受部には、軸受内部に封入されたグリースの漏れを防止すると共に、外部から雨水やダスト等の侵入を防止するために密封装置が装着されている。近年、自動車のメンテナンスフリー化が進み、車輪用軸受装置においてもさらなる長寿命化が要求されるようになっている。例えば、シール不具合あるいはシール性の低下により軸受内に雨水やダスト等の侵入により軸受が損傷するのを防ぐため、密封装置のシール性を向上させることにより、軸受寿命の向上を図ることができる。 These bearing portions are equipped with a sealing device for preventing leakage of grease sealed in the bearings and preventing intrusion of rainwater, dust and the like from the outside. 2. Description of the Related Art In recent years, maintenance-free automobiles have progressed, and even longer wheel bearing devices have been demanded. For example, the bearing life can be improved by improving the sealing performance of the sealing device in order to prevent the bearing from being damaged due to intrusion of rainwater, dust or the like into the bearing due to a sealing failure or a decrease in sealing performance.
従来から、シール性を高めた密封装置に関しては種々提案されているが、こうした密封装置の一例を図11に示す。この密封装置51は、取付部材である外輪(図示せず)の内周側に嵌着される芯金52が設けられており、この芯金52にゴム状弾性材製のシール部材53が加硫接着されており、このシール部材53に複数のシールリップが一体成形されており、この複数のシールリップが、軸受部における相対回転部材であるハブ(図示せず)の外周側に嵌着される金属等剛材製のスリンガ54の立板部55の軸方向端面部55aに摺動自在に密接するサイドリップ56と、スリンガ54の円筒部(軸方向部)57の外周面57aに摺動自在に密接するダストリップ58とによって構成されている。
Conventionally, various sealing devices with improved sealing performance have been proposed. An example of such a sealing device is shown in FIG. The
サイドリップ56およびダストリップ58はそれぞれ、軸受外部の泥水やダスト等の異物が軸受内部へ侵入しないようにこれをシールするものであって、その機能からして外向き構造とされ、特にサイドリップ56はその基端から先端へかけて径寸法が徐々に拡大するように形成されている。
Each of the
また、このサイドリップ56は、その先端面56aが内周面56bに対して斜め(鈍角)に交差する断面直線状に形成されており、これによりサイドリップ56は、その摺動部先端頂角θ1の大きさが90度よりも大きくかつ110度以下の角度(90°<θ1≦110°、例えば約100°)に形成されている。摺動部先端頂角θ1は、サイドリップ56の断面形状において、サイドリップ56の先端面56aと内周面56bとがなす角度である。
Further, the
このような構成を備えた密封装置51を実機に装着すると、スリンガ54がサイドリップ56に対して相対的に軸方向に変位してスリンガ54に対するサイドリップ56のシメシロの大きさが変化したり、スリンガ54がサイドリップ56に対して相対的に径方向(軸直角方向)に変位して軸偏心が発生したり、スリンガ54がサイドリップ56に対して相対的に揺動変位して、所謂面振れが発生したり、あるいは、これらが複合して発生したりするが、この密封装置51は前記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
When the
すなわち、密封装置51においては、サイドリップ56の摺動部先端頂角θ1が90度よりも大きな角度に形成されているために、サイドリップ56先端のボリュームが従来よりも実質的に増大せしめられている。これは、摺動部先端頂角が90度以下の場合と比較して、サイドリップ56の先端面56aがサイドリップ56の先端方向(長手方向)に突出した形状に形成されているからである。
That is, in the
すなわち、サイドリップ56が変形しにくく、その接触状態が安定したものとされているために、シメシロの変化や面振れの発生等の悪条件下においてもサイドリップ56の応力分布を適正に保つことができる。したがって、サイドリップ56の接触面圧ピーク値が極端に小さくなって密封性能が極端に低下するのを防止することができ、これにより密封性能を安定化させることができる。また、サイドリップ56先端の接触状態が安定すればサイドリップ56先端の浮き上がりを防止することができるために、この点からも密封性能を安定化させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
That is, since the
サイドリップ56とスリンガ54の立板部55間に強い接触が生じた場合、サイドリップ56がベタ当たりとなることで接触面圧が低下し、シール性が低下して外部から泥水が浸入し易くなる。こうした従来の密封装置51では、接触面圧が低下するのを回避するために先端面56aの頂角θ1を大きくし、剛性を高めることで接触面圧を抑え、一定の面圧を維持して高いシール性を持続しようとしている。
When strong contact occurs between the
然しながら、図12に模式的に示すように、サイドリップ56とスリンガ54の立板部55との接触が強くなる場合は、立板部55が軸受中心に対して直角のため、内周面56bの摺接幅が増大してベタ当たりとなり、その結果、接触面積が増大して接触面圧が低下する恐れがある。これはサイドリップ56の先端面56aが、図13に示すように、V型形状の場合においても同様、内周面56bがベタ当たりとなり、接触面積が増大して接触面圧が低下する恐れがある。
However, as schematically shown in FIG. 12, when the contact between the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シールのリップがベタ当たりとなるのを防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wheel bearing device that prevents the seal lip from becoming solid and improves the sealing performance by increasing the contact surface pressure of the lip portion. The purpose is to do.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部を密封するシールと、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部、およびこの嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板からプレス加工によって形成された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合された合成ゴムからなるシール部材とを備え、このシール部材が径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有し、このサイドリップが相手部材に軸方向のシメシロを介して摺接され、この相手部材の摺接面が、径方向外方に向かって前記サイドリップ側に86.5°以上90°未満に傾斜して形成されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes an outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery, and a wheel attachment for attaching a wheel to one end. The hub ring has a flange integrally formed with a small diameter step portion extending in the axial direction on the outer periphery, and at least one inner ring press-fitted into the small diameter step portion of the hub ring. An inner member in which a double-row inner rolling surface facing the running surface is formed, and a double-row rolling element that is movably accommodated between the inner and outer members. And a seal for sealing both side openings of an annular space formed between the outer member and the inner member, wherein at least one of the seals is the outer seal. Cylindrical fitting that is press-fitted into the inner periphery of the end of the one-way member via a predetermined scissors And an inner diameter portion extending radially inward from the end of the fitting portion, and a cored bar formed by pressing from a steel plate and a synthetic rubber integrally joined to the cored bar by vulcanization adhesion A sealing member, and the sealing member has a side lip that is inclined and extends radially outward, and the side lip is slidably contacted with the mating member via an axial shimiro, and the sliding surface of the mating member However, it is inclined at an angle of 86.5 ° or more and less than 90 ° toward the side lip toward the outside in the radial direction.
このように、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部を密封するシールを備えた車輪用軸受装置において、シールのうち少なくとも一方のシールが、外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部、およびこの嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板からプレス加工によって形成された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合された合成ゴムからなるシール部材とを備え、このシール部材が径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有し、このサイドリップが相手部材に軸方向のシメシロを介して摺接され、この相手部材の摺接面が径方向外方に向かってサイドリップ側に86.5°以上90°未満に傾斜して形成されているので、サイドリップの摺接面がベタ当たりとなるのを防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。 Thus, in the wheel bearing device including the seal that seals both side openings of the annular space formed between the outer member and the inner member, at least one of the seals is the outer member. A metal core formed of a steel plate by press working, comprising a cylindrical fitting portion that is press-fitted into the inner periphery of the end portion via a predetermined shimiro and an inner diameter portion that extends radially inward from the end portion of the fitting portion. And a sealing member made of synthetic rubber integrally joined to the metal core by vulcanization adhesion, and the sealing member has a side lip extending obliquely outward in the radial direction, and the side lip is a counterpart member Since the sliding contact surface of this mating member is formed so as to be inclined at an angle of 86.5 ° or more and less than 90 ° toward the side lip toward the outer side in the radial direction. The sliding surface of the lip is solid Thus, it is possible to provide a wheel bearing device in which the sealing performance is improved by preventing contact and increasing the contact surface pressure of the lip portion.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記サイドリップの内周面が所定の曲率半径からなる凹面形状に形成されていれば、サイドリップの摺接面がベタ当たりとなるのを確実に防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を一層向上させることができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記サイドリップの内周面の曲率半径が、当該サイドリップの長さの1.0〜3.0倍の範囲に設定されていれば、その先端角度が鋭角になり過ぎず、安定した形状が得られると共に、長期間に亘って所望のシール性を維持することができる。
Moreover, if the curvature radius of the inner peripheral surface of the side lip is set in a range of 1.0 to 3.0 times the length of the side lip, as in the invention described in
また、請求項4に記載の発明のように、前記シールのうちアウター側のシールが前記芯金とシール部材とからなる一体型のシールで構成され、前記シール部材が、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に摺接するサイドリップと、断面が円弧状に形成された前記車輪取付フランジのインナー側の基部に所定の軸方向シメシロをもって摺接するダストリップおよび軸受内方側に傾斜して形成され、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に所定の径方向シメシロをもって摺接するグリースリップを一体に有し、前記車輪取付フランジのインナー側の側面が径方向外方に向かって漸次インナー側に傾斜して形成されていても良い。 According to a fourth aspect of the present invention, the seal on the outer side of the seal is constituted by an integral seal composed of the core metal and the seal member, and the seal member is an inner member of the wheel mounting flange. A side lip that is in sliding contact with the side surface on the side, and a dust slidable contact with a base of the inner side of the wheel mounting flange that is formed in an arc shape with a predetermined axial direction incline toward the inner side of the bearing, A grease lip that is slidably contacted with a predetermined radial squeeze at the base of the inner side of the wheel mounting flange is integrally formed, and the side surface of the inner side of the wheel mounting flange is gradually inclined radially outward toward the inner side. It may be formed.
また、請求項5に記載の発明のように、前記ダストリップの内周面が所定の曲率半径からなる凹面形状に形成されていても良い。
Further, as in the invention described in
また、請求項6に記載の発明のように、前記シールが、断面が略L字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が前記芯金とシール部材とからなり、前記スリンガが、前記内輪の外周に圧入された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を有し、前記シール部材が前記スリンガの立板部に摺接するサイドリップと、前記円筒部に摺接するラジアルリップを備え、前記スリンガの側面が前記円筒部の端部から径方向外方に向かって漸次傾斜して形成されていても良い。 According to a sixth aspect of the present invention, the seal is composed of a pack seal composed of an annular seal plate and a slinger that are substantially L-shaped in cross section and arranged to face each other, and the seal plate The slinger has a cylindrical portion press-fitted into the outer periphery of the inner ring, and a standing plate portion extending radially outward from the cylindrical portion, and the sealing member is the slinger A side lip that is in sliding contact with the vertical plate portion and a radial lip that is in sliding contact with the cylindrical portion, and the side surface of the slinger is formed to be gradually inclined radially outward from the end of the cylindrical portion. good.
また、請求項7に記載の発明のように、前記芯金の嵌合部の先端部が薄肉に形成され、この先端部を覆うように前記シール部材が回り込んで接合されてハーフメタル構造をなしていれば、嵌合部の気密性を高めて軸受内部を保護することができる。 Further, as in the invention according to claim 7, the end portion of the fitting portion of the cored bar is formed to be thin, and the seal member wraps and is joined so as to cover the end portion, thereby forming a half metal structure. If it is made, the inside of the bearing can be protected by improving the airtightness of the fitting portion.
また、請求項8に記載の発明のように、前記シールリップの摺接部にグリースが塗布されていれば、リップ摩耗を防止して耐久性を向上させると共に、摩擦トルクが低減され、シールの回転トルクを低減させることができる。また、内周面が凹面形状に形成されているため、グリースを安定して保持することができ、長期間に亘って前述した効果を維持することができる。
If grease is applied to the sliding contact portion of the seal lip as in the invention described in
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部を密封するシールと、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部、およびこの嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板からプレス加工によって形成された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合された合成ゴムからなるシール部材とを備え、このシール部材が径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有し、このサイドリップが相手部材に軸方向のシメシロを介して摺接され、この相手部材の摺接面が径方向外方に向かって前記サイドリップ側に86.5°以上90°未満に傾斜して形成されているので、サイドリップの摺接面がベタ当たりとなるのを防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。 The wheel bearing device according to the present invention integrally has an outer member integrally formed with a double row outer rolling surface on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting the wheel on one end, and on the outer periphery. A hub ring formed with a small-diameter step portion extending in the axial direction, and at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring, the inner side of the double row facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery An inner member having a rolling surface, a double row rolling element housed between the inner member and the outer member so as to roll freely, and the outer member and the inner member. And a seal for sealing both side openings of the annular space formed between the members, and at least one of the seals is provided on the inner periphery of the end of the outer member. Cylindrical fitting part press-fitted through a shimoshiro, and the end of this fitting part An inner diameter portion extending radially inward from the steel plate and formed by pressing from a steel plate, and a seal member made of synthetic rubber integrally joined to the core by vulcanization adhesion. Has a side lip that extends obliquely outward in the radial direction, and the side lip is slidably contacted with the mating member via an axial shimiro, and the slidable contact surface of the mating member is directed radially outward. Since the side lip is inclined at an angle of 86.5 ° or more and less than 90 °, the sliding contact surface of the side lip is prevented from becoming solid and the contact surface pressure of the lip is increased to improve the sealing performance. An improved wheel bearing device can be provided.
外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部を密封するシールと、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうちインナー側のシールが、断面が略L字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記スリンガが、前記内輪の外周に圧入された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を有し、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材とからなり、このシール部材が前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、前記円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するラジアルリップとを備え、当該スリンガの立板部のアウターの側面が前記円筒部の端部から径方向外方に向かって漸次アウター側に傾斜して形成されると共に、前記サイドリップの内周面がストレートではなく、所定の曲率半径からなる凹面形状に形成されている。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the vehicle body on the outer periphery, a double row outer rolling surface formed integrally on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting a wheel on one end A hub wheel integrally formed and having an inner rolling surface facing one of the outer rolling surfaces of the double row on the outer periphery, and a small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the hub wheel An inner member formed of an inner ring that is press-fitted into a small-diameter step portion and has an inner rolling surface that is opposed to the other outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and each of the inner member and the outer member A double row rolling element housed between the rolling surfaces, and a seal for sealing both side openings of the annular space formed between the outer member and the inner member. In the wheel bearing device, the inner seal of the seals has a substantially L-shaped cross section. A pack seal composed of an annular seal plate and a slinger formed opposite to each other, and the slinger is a cylindrical portion press-fitted into the outer periphery of the inner ring, and a standing portion extending radially outward from the cylindrical portion. The seal plate includes a core metal that is press-fitted into the inner periphery of the end of the outer member, and a seal member that is integrally joined to the core metal by vulcanization adhesion. A side lip that slidably contacts the standing plate portion of the slinger through a predetermined axial shimillo; and a radial lip that slidably contacts the cylindrical portion via a predetermined radial shimillo; The side surface is formed to be gradually inclined outward from the end of the cylindrical portion toward the outer side in the radial direction, and the inner peripheral surface of the side lip is not straight but has a concave shape having a predetermined radius of curvature. It has been made.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、図2は、図1の一方のシールを示す要部拡大図、図3は、図1の他方のシールを示す要部拡大図、図4は、図3のスリンガとシールリップの接触状態を示す模式図、図5は、図4の変形例を示す模式図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図1の左側)、中央寄り側をインナー側(図1の右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing one seal of FIG. 1, and FIG. 3 is the other of FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a contact state between the slinger and the seal lip of FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic view showing a modification of FIG. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle when assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in FIG. 1), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in FIG. 1).
この車輪用軸受は駆動輪側の第3世代と称され、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)6、6とを備えている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に圧入された内輪3とからなる。
This wheel bearing is called the third generation on the drive wheel side, and the inner member 1 and the
ハブ輪2は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有し、この車輪取付フランジ4の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト5が植設されている。また、ハブ輪2の外周には一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成され、内周にはセレーション(またはスプライン)2cが形成されている。内輪3は外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成され、ハブ輪2の小径段部2bに所定のシメシロを介して圧入されている。
The
ハブ輪2は、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、後述するシール8のシールランド部となる車輪取付フランジ4のインナー側の基部11をはじめ、アウター側の内側転走面2aから小径段部2bに亙り高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ4の基部11の耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ4に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有することになり、ハブ輪2の強度・耐久性が向上する。一方、内輪3および転動体6はSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。
The
外方部材10は、外周に車体(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ10bを一体に有し、内周に前記内方部材1の内側転走面2a、3aに対向する複列の外側転走面10a、10aが一体に形成されている。この外方部材10は、ハブ輪2と同様、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面10a、10aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。そして、それぞれの転走面10a、2aと10a、3a間に複列の転動体6、6が収容され、保持器7、7によりこれら複列の転動体6、6が転動自在に保持されている。また、外方部材10と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部にはシール8、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
The
なお、ここでは、転動体6にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、転動体6に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。また、ここでは、ハブ輪2の外周に直接内側転走面2aが形成された第3世代構造を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入固定された第1世代または第2世代構造であっても良い。
In addition, although the wheel bearing apparatus comprised by the double row angular contact ball bearing which used the ball for the rolling
本実施形態では、アウター側のシール8は、図2に拡大して示すように、芯金12と、この芯金12に一体に加硫接着されたシール部材13とからなる一体型の密封装置で構成されている。芯金12は、フェライト系ステンレス鋼板(JIS規格のSUS430系等)やオーステナイト系ステンレス鋼板(JIS規格のSUS304系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、外方部材10のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部12aと、この嵌合部12aの端部から径方向内方に延びる内径部12bとを有している。そして、内径部12bから嵌合部12aに亙る外表面を覆うように、シール部材13が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、嵌合部12aの気密性を高めて軸受内部を保護することができる。
In the present embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the
一方、シール部材13は、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、車輪取付フランジ4のインナー側の側面4aに摺接されるサイドリップ13aと、円弧状に形成された車輪取付フランジ4の基部11に摺接されるダストリップ13b、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ13cを一体に備えている。なお、シール部材13の材質としては、例示したNBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR(水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM(ポリアクリルゴム)、FKM(フッ素ゴム)、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
On the other hand, the
ここで、車輪取付フランジ4のインナー側の側面4aが、軸心に対して直角ではなく、径方向外方に向かって漸次インナー側に傾斜して形成されている。この傾斜角θは、86.5°以上90°未満に設定されている(86.5°≦θ<90°)。これにより、サイドリップ13aがベタ当たりとなるのを防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。なお、リップシメシロを考慮した場合、傾斜角θが86.5°未満では、そのシメシロが増大して発熱や偏摩耗を促進する恐れがあるため好ましくない。また、90°以上になると、後述するラビリンスシール18の入り口が開くため、泥水浸入しやすくなると共に、リップとスリンガのなす角度が小さくなることでリップがベタ当たりになるのを防ぐためである。
Here, the
また、インナー側のシール9は、図3に拡大して示すように、断面が略L字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板14とスリンガ15とからなる、所謂パックシールと呼称される複合型のシールを構成している。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the
環状のシール板14は、外方部材10のインナー側の端部内周に圧入された芯金16と、この芯金16に一体に加硫接着されたシール部材17とからなる。芯金16は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、外方部材10の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部16aと、この嵌合部16aの端部から径方向内方に延びる内径部16bを有している。そして、芯金16の嵌合部16aの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材17が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。
The
一方、スリンガ15は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、内輪3の外周面に圧入される円筒部15aと、この円筒部15aから径方向外方に延びる立板部15bとからなる。なお、スリンガ15の立板部15bの外縁は、シール部材14と僅かな径方向すきまを介して対峙しラビリンスシール18を構成している。
On the other hand, the
シール部材17はNBR等の合成ゴムからなり、スリンガ15の立板部15bのアウター側の側面19に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ17aと、このサイドリップ17aの内径側で二股状に形成され、スリンガ15の円筒部15aの外周面に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ17cとダストリップ17bを有している。
The seal member 17 is made of synthetic rubber such as NBR, and has a
ここで、サイドリップ17aが摺接するスリンガ15の立板部15bが軸心に対して直角ではなく、円筒部15aの端部から径方向外方に向かって漸次インナー側に傾斜して形成されている。この傾斜角θは、86.5°以上90°未満に設定されている(86.5°≦θ<90°)。
Here, the standing
図4に、スリンガ15とサイドリップ17aとの接触状態を模式的に示す。これから分かるように、サイドリップ17aとスリンガ15の立板部15bとの接触が強くなる場合、従来のように立板部が軸受中心に対して直角ではなく、僅かに鋭角になるように傾斜して形成されているため、サイドリップ17aの内周面20がベタ当たりとならず、摺接幅Lが実質的に短くなり、その結果、接触面積が増大して接触面圧が低下するのを防止することができる。これはサイドリップ17aの先端面17aaが、図5に示すように、V型形状の場合においても同様、内周面20がベタ当たりとならず、接触面積が増大して接触面圧が低下するのを防止することができる。
FIG. 4 schematically shows a contact state between the
図6は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図、図7は、図6の一方のシールを示す要部拡大図、図8は、図6の他方のシールを示す要部拡大図、図9は、図8のスリンガとシールリップの接触状態を示す模式図、図10は、図8のシールリップの接触力が大きい場合の接触状態を示す模式図である。なお、本実施形態は、前述した実施形態(図1)と基本的にはシールと、このシールの摺接部の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, FIG. 7 is an enlarged view of a main part showing one seal of FIG. 6, and FIG. 8 is the other of FIG. FIG. 9 is a schematic view showing a contact state between the slinger and the seal lip of FIG. 8, and FIG. 10 is a schematic view showing a contact state when the contact force of the seal lip of FIG. 8 is large. is there. Note that this embodiment is basically the same as the above-described embodiment (FIG. 1) except that the seal and the sliding contact portion of the seal are different, and other parts and parts having the same or similar functions. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この車輪用軸受は駆動輪側の第3世代と称され、内方部材21と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列の転動体6、6とを備えている。内方部材21は、ハブ輪22と、このハブ輪22に圧入された内輪3とからなる。
This wheel bearing is referred to as a third generation on the drive wheel side, and includes an
ハブ輪22は、アウター側の端部に車輪取付フランジ4を一体に有し、この車輪取付フランジ4の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト5が植設されている。また、ハブ輪22の外周には一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成され、内周にはセレーション2cが形成されている。内輪3は外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成され、ハブ輪2の小径段部2bに所定のシメシロを介して圧入されている。
The
ハブ輪22は、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、後述するシール23のシールランド部となる車輪取付フランジ4のインナー側の基部11をはじめ、アウター側の内側転走面2aから小径段部2bに亙り高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
外方部材10と内方部材21との間に形成される環状空間の開口部にはシール23、24が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。
本実施形態では、アウター側のシール23は、図7に拡大して示すように、芯金12と、この芯金12に一体に加硫接着されたシール部材25とからなる一体型のシールで構成されている。シール部材25は、NBR等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、車輪取付フランジ4のインナー側の側面4bに摺接されるサイドリップ25aと、断面が円弧状に形成された車輪取付フランジ4の基部11に摺接されるダストリップ25b、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ25cを一体に備えている。なお、シール部材25の材質としては、例示したNBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR、EPDM等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM、FKM、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
In the present embodiment, the outer-
ここで、サイドリップ25aはストレートではなく、内周面26が所定の曲率半径R1からなる凹面形状に形成されている。また、ダストリップ25bの内周面27も同様に所定の曲率半径R2からなる凹面形状に形成されている。これにより、サイドリップ25aおよびダストリップ25bがベタ当たりとなるのを防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
Here, the
なお、内周面26、27の曲率半径R1、R2は、リップ長さW1、W2の1.0〜3.0倍の範囲に設定されている。この曲率半径R1、R2がリップ長さW1、W2未満では、リップシメシロを考慮した場合、その先端角度が鋭角になり過ぎ、金型の製作が難しく安定した形状が得られないだけでなく、偏摩耗を促進する恐れがある。また、曲率半径R1、R2がリップ長さW1、W2の3.0倍を超えると、その効果が半減して好ましくない。
The curvature radii R1 and R2 of the inner
さらに、サイドリップ25aとダストリップ25bとの間およびダストリップ25bとグリースリップ25cとの間にグリース28が塗布されている。このグリース16は、軸受部の潤滑のために封入されるグリースと同じグリースが使用されている。これにより、リップ摩耗を防止して耐久性を向上させると共に、摩擦トルクが低減され、シール23の回転トルクを低減させることができる。また、内周面26、27が凹面形状に形成されているため、グリース28を安定して保持することができ、長期間に亘って前述した効果を維持することができる。
Further,
なお、塗布するグリース28を軸受部に封入されるグリースと異ならせても良い。この場合、そのグリース28の基油動粘度を軸受部に封入されるグリースの基油動粘度以下に設定することにより、リップの摩擦トルクを低減し、回転トルクを一層低減させることができる。
The
また、インナー側のシール24は、図8に拡大して示すように、断面が略L字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板29とスリンガ30とからなるパックシールで構成されている。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 8, the inner-
環状のシール板29は、外方部材10のインナー側の端部内周に圧入された芯金16と、この芯金16に一体に加硫接着されたシール部材31とからなる。そして、芯金16の嵌合部16aの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材31が回り込んで接合されハーフメタル構造をなしている。
The
一方、スリンガ30は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、内輪3の外周面に圧入される円筒部30aと、この円筒部30aから径方向外方に延びる立板部30bとからなる。なお、スリンガ30の立板部30bの外縁は、シール板29の開口部と僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール18を構成している。
On the other hand, the
シール部材31はNBR等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、スリンガ30の立板部30bのアウター側の側面32に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ31aと、このサイドリップ31aの内径側で二股状に形成され、スリンガ30の円筒部30aの外周面に所定の径方向シメシロを介して摺接するとダストリップ31bとグリースリップ31cを有している。
The
ここで、サイドリップ31aはストレートではなく、内周面33が所定の曲率半径R3からなる凹面形状に形成されている。これにより、サイドリップ31aがベタ当たりとなるのを防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を向上させることができる。なお、内周面33の曲率半径R3は、前述したアウター側のサイドリップ25aと同様、リップ長さW3の1.0〜3.0倍の範囲に設定されている。そして、サイドリップ31aの内周面33にグリース28が塗布されている。
Here, the
図9に、スリンガ30とサイドリップ31aとの接触状態を模式的に示す。これから分かるように、サイドリップ31aとスリンガ30の立板部30bとの接触が弱い場合でも、サイドリップ31aの先端部34の接触状態が不安定となり難く、エッジ当たりとなり、接触面圧が高くなってシール性が向上する。
FIG. 9 schematically shows a contact state between the
一方、図10に示すように、サイドリップ31aとスリンガ30の立板部30bとの接触が強くなる場合、サイドリップ31aの内周面33が凹面形状に形成されているため、サイドリップ31aの内周面32の凹面が残存してベタ当たりとならず、摺接幅L1が実質的に短くなり、その結果、接触面積が増大して接触面圧が低下するのを防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, when the contact between the
なお、このように、サイドリップ31aの内周面33を凹面形状に形成すると共に、さらに前述した実施形態の構成を組み合すこと、すなわち、スリンガ30の立板部30bを径方向外方に向かって漸次アウター側に傾斜して形成することにより、サイドリップ31aの摺接面がベタ当たりとなるのを確実に防止し、リップ部の接触面圧を高めてシール性を一層向上させることができる。
As described above, the inner
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る車輪用軸受装置は、内輪回転タイプの第1乃至第3世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to first to third generation wheel bearing devices of the inner ring rotation type.
1、21 内方部材
2、22 ハブ輪
2a、3a 内側転走面
2b 小径段部
2c セレーション
3 内輪
4 車輪取付フランジ
4a、4b 車輪取付フランジのインナー側の側面
5 ハブボルト
6 転動体
7 保持器
8、23 アウター側のシール
9、24 インナー側のシール
10 外方部材
10a 外側転走面
10b 車体取付フランジ
11 車輪取付フランジのインナー側の基部
12、16 芯金
12a、16a 嵌合部
12b、16b 内径部
13、17、25、31 シール部材
13a、17a、25a、31a サイドリップ
13b、17b、25b、31b ダストリップ
13c、17c、25c、31c グリースリップ
14、29 シール板
15、30 スリンガ
15a、30a 円筒部
15b、30b 立板部
17aa サイドリップの先端面
18 ラビリンスシール
19、32 スリンガの立板部のアウター側の側面
20、26、33 サイドリップの内周面
27 ダストリップの内周面
28 リップに塗布されるグリース
34 サイドリップの先端部
51 密封装置
52 芯金
53 シール部材
54 スリンガ
55 立板部
55a 軸方向端面部
56 サイドリップ
56a 先端面
56b 内周面
57 円筒部
57a 円筒部の外周面
58 ダストリップ
L、L1 サイドリップの摺接幅
R1、R3 サイドリップの内周面の曲率半径
R2 ダストリップの内周面の曲率半径
W1、W3 サイドリップの長さ
W2 ダストリップの長さ
θ サイドリップが摺接する相手部材の傾斜角
θ1 サイドリップの摺動部先端頂角
1, 2 1 Inner member 2, 22 Hub wheel 2a, 3a Inner rolling surface 2b Small diameter step 2c Serration 3 Inner ring 4 Wheel mounting flange 4a, 4b Side surface on the inner side of the wheel mounting flange 5 Hub bolt 6 Rolling element 7 Cage 8 , 23 Outer seal 9, 24 Inner seal 10 Outer member 10a Outer rolling surface 10b Car body mounting flange 11 Inner side base 12, 16 of the wheel mounting flange Core 12a, 16a Fittings 12b, 16b Portions 13, 17, 25, 31 Seal members 13a, 17a, 25a, 31a Side lips 13b, 17b, 25b, 31b Dustrips 13c, 17c, 25c, 31c Grease lips 14, 29 Seal plates 15, 30 Slinger 15a, 30a Cylindrical 15b, 30b Standing plate 17aa Side lip tip surface 18 Labyrinth 19, 32 Outer side surfaces 20, 26, 33 of the slinger standing plate portion Inner peripheral surface 27 of the side lip 28 Inner peripheral surface 28 of the dust lip 34 Grease 34 applied to the lip 51 End portion 51 of the side lip Sealing device 52 Metal core 53 Seal member 54 Slinger 55 Standing plate portion 55a Axial end surface portion 56 Side lip 56a Tip end surface 56b Inner peripheral surface 57 Cylindrical portion 57a Outer peripheral surface 58 of cylindrical portion Dustrip L, L1 Sliding contact widths R1, R3 of side lip Side lip radius of curvature R2 Dustrip inner radius of curvature W1, W3 Side lip length W2 Dustrip length θ Tilt angle θ1 of the mating member with which the side lip slides Side lip sliding Head apex angle
Claims (8)
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両側開口部を密封するシールと、を備えた車輪用軸受装置において、
前記シールのうち少なくとも一方のシールが、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部、およびこの嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板からプレス加工によって形成された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合された合成ゴムからなるシール部材とを備え、
このシール部材が径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有し、このサイドリップが相手部材に軸方向のシメシロを介して摺接され、この相手部材の摺接面が径方向外方に向かって前記サイドリップ側に86.5°以上90°未満に傾斜して形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery;
From a hub wheel integrally having a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end and having a small-diameter step portion extending in the axial direction on the outer periphery, and at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring An inner member in which a double row inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row is formed on the outer periphery,
A double row rolling element housed movably between the rolling surfaces of the inner member and the outer member;
In a wheel bearing device comprising: a seal that seals both side openings of an annular space formed between the outer member and the inner member;
At least one of the seals extends inward in the radial direction from a cylindrical fitting portion that is press-fitted into the inner periphery of the end portion of the outer member via a predetermined shimiro, and the end portion of the fitting portion. It comprises an inner diameter portion, a cored bar formed by pressing from a steel plate, and a seal member made of synthetic rubber integrally joined to the cored bar by vulcanization adhesion,
The seal member has a side lip that extends in a radially outward direction, the side lip is slidably contacted with the mating member via an axial shimiro, and the slidable contact surface of the mating member is radially outward. The wheel bearing device is characterized by being inclined toward the side lip side by 86.5 ° or more and less than 90 °.
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