JP2014066270A

JP2014066270A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2014066270A
Application number: JP2012210485A
Authority: JP
Inventors: Hideo Shibata; 英夫芝田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】締め代を大きくしたときに固定輪に密封装置を圧入する際のゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】内輪３と、外輪２と、内外輪間の環状空間Ｓ１を密封する密封装置５と、を備え、密封装置５は、外輪２の内周面に嵌合装着される固定側シール部材５ａと、内輪３の外周面に設けられるスリンガ５ｂと、を有し、固定側シール部材５ａは、外輪２に嵌合装着される円筒部６ａと円筒部６ａの端部から内輪３へ向かって延在する円板部６ｂとからなる芯金６と、弾性体からなり芯金６に固着され円筒部６ａと外輪２との間に形成される嵌合部７ｃを有するシール部材７と、を備える転がり軸受１において、嵌合部７ｃに接する外輪２には外輪嵌合面２ｄが形成され、外輪嵌合面２ｄには径方向に凹む凹部２ａが周方向に非連続に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

図９は、従来の転がり軸受１００の軸方向の断面図である。転がり軸受１００は、固定輪となる外輪１１０と、外輪１１０に対して回転自在に回転する内輪１２０と、内外輪間の環状空間１０１を転動する複数の玉１３０と、環状空間１０１の軸方向端部に装着されて環状空間１０１を密封する密封装置１４０とを備える。

密封装置１４０は、外輪１１０に内嵌される芯金１４１と、芯金１４１に対向して内輪１２０に外嵌されるスリンガ１４３と、弾性体（例えば、ゴム）からなり芯金１４１に固着されてスリンガ１４３に摺接するシール１４２とを備える。

芯金１４１は、外輪１１０に内嵌固定される円筒部１４１ａと、円筒部１４１ａの軸方向内方側の端部から径方向の内方側に延在している円板部１４１ｂとからなる。

シール１４２は、円筒部１４１ａ及び円板部１４１ｂに固着される基部１４２ａと、基部１４２ａの一方から延在してスリンガ１４３に摺接するシール部１４２ｂと、基部１４２ａの他方から延在して円筒部１４１ａの先端に固着される嵌合部１４２ｃとからなる。嵌合部１４２ｃは、径方向の外方側に突出する締め代部１４２ｄを有し、締め代部１４２ｄは、円筒部１４１ａの外周面よりも径方向の外方側に位置している。

転がり軸受１００は、軸受に密封装置１４０を圧入嵌合し、締め代部１４２ｄが弾性変形することにより外輪１１０と密封装置１４０との間からの水の浸入を防止している。（例えば、特許文献１を参照）

特開平１０−２５２７６２号公報

しかしながら、上記の転がり軸受１００では、例えば、自動車等の車輪用軸受として使用した場合、路面に近い位置で使われ、泥水が直接はねかかる悪環境であるために、軸受の外輪１１０と密封装置１４０との間から軸受内部の環状空間１０１に水が浸入する場合がある。そのため、転がり軸受１００は、外輪１１０と密封装置１４０との間の締め代を大きくすることにより密封性を高めている。その結果、転がり軸受１００は、外輪１１０の内周面に密封装置１４０を圧入する際、締め代部１４２ｄのゴムが引き裂かれて欠損する場合がる。そこで、転がり軸受は、締め代を大きくしたときに固定輪に密封装置を圧入する際のゴムの欠損を低減して密封性を確保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、締め代を大きくしたときに固定輪に密封装置を圧入する際のゴムの欠損を低減して密封性を確保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、外径面に軌道面が形成された内輪と、内径面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環状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、前記密封装置は、前記回転輪と前記固定輪との間に配置され、前記固定輪の軌道面側周面に嵌合装着される固定側シール部材と、前記固定側シール部材に対向して前記回転輪に設けられる回転側環状部材と、を有し、前記固定側シール部材は、前記固定輪の軌道面側周面の軸方向端部に嵌合装着される円筒状の円筒部とこの円筒部の一方の端部から前記回転側環状部材へ向かって延在する円板状の円板部とからなる芯金と、弾性体からなり前記芯金に固着され前記円筒部と前記固定輪との間に形成される嵌合部とこの嵌合部から延在して前記回転側環状部材の全周に亘って摺接又は近接するシール部とからなるシール部材と、を備える転がり軸受において、前記円筒部は締め代をもって前記固定輪に圧入嵌合され、前記嵌合部に接する前記円筒部の面には芯金嵌合面が形成され、前記嵌合部に接する前記固定輪の面には固定輪嵌合面が形成され、前記芯金嵌合面又は/及び前記固定輪嵌合面には径方向に凹む凹部が周方向に非連続に形成されることである。

請求項１の転がり軸受によれば、嵌合部に接する芯金嵌合面又は/及び固定輪嵌合面に凹部が形成されるので、締め代を大きくしたときにも、固定輪に密封装置を圧入する際、圧迫された嵌合部の弾性体（例えば、ゴム）の一部を凹部に分散させるので、ゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる。

請求項２に係る転がり軸受の構成上の特徴は、前記固定輪嵌合面に形成される前記凹部は、前記固定輪の端面より軸方向外方側に形成される軸受外部空間に対して開口し、前記固定輪嵌合面の軸方向外方側の端部が面取りされていることである。

請求項２の転がり軸受によれば、固定輪嵌合面の凹部が軸受外部空間に対して開口し、且つ固定輪嵌合面の端部が面取りされているので、密封装置の軸心が固定輪に対して偏心しているときや傾いているときにも、固定輪に密封装置を圧入する際、偏りがある嵌合部の弾性体（例えば、ゴム）の一部を凹部に分散させるので、ゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる。

本発明によれば、締め代を大きくしたときに固定輪に密封装置を圧入する際のゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる転がり軸受を提供できる。

第１実施形態：本発明の一実施形態である転がり軸受の軸方向の断面図である。第１実施形態：図１に示す外輪を矢印Ａの方向から見た矢視図である。第１実施形態：図２に示す外輪のＢ-Ｂ断面図である。第１実施形態：図１に示す芯金の変形例を示す軸方向の断面図である。第１実施形態：図４に示す芯金のＣ-Ｃ断面図である。第２実施形態：本発明の一実施形態である転がり軸受を備えるハブユニットの軸方向の断面図である。第２実施形態：図６の要部拡大断面図である。第２実施形態：図７に示す外輪のＤ-Ｄ断面図である。従来例の転がり軸受の軸方向の断面図である。

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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である転がり軸受１の軸方向の断面図である。図２は、図１に示す外輪２を矢印Ａの方向から見た矢視図である。図３は、図２に示す外輪２のＢ-Ｂ断面図である。図１、図２及び図３を参照しつつ説明する。

転がり軸受１は、固定された外輪２（固定輪）と、外輪２に対して回転自在に回転する内輪３（回転輪）と、外輪２と内輪３との間に形成される環状空間Ｓ１に配置されて転動する複数の玉４と、環状空間Ｓ１の軸方向端部に装着されて環状空間Ｓ１を密封する密封装置５とを備える。

密封装置５は、外輪２に装着される環状の固定側シール部材５ａと、固定側シール部材５ａに対向して内輪３に装着され断面が略Ｌ字形に形成される環状のスリンガ５ｂ（回転側環状部材）とからなる。

固定側シール部材５ａは、環状の芯金６と環状のシール部材７とからなる。
芯金６は、外輪２の内周の端部に圧入嵌合される円筒状の円筒部６ａと、円筒部６ａの内方側の端部から径方向内方へ延在する円板部６ｂとからなり、断面が略Ｌ字形に形成されている。円筒部６ａの外方側の端部には、内径側を同一面として外径側に段が形成されて薄肉化された薄肉部６ｃが形成される。芯金６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６ａには、例えば、ニトリルゴム等の弾性体からるシール部材７が加硫接着されて一体化されている。シール部材７は、円筒部６ａ及び円板部６ｂに固着される基部７ａと、基部７ａの一方から延在してスリンガ５ｂに摺接するシール部７ｂと、基部７ａの他方から延在して円筒部６ａの先端に固着される嵌合部７ｃとからなる。嵌合部７ｃは、円筒部６ａの外径面よりも径方向の外方側に突出して形成される。

固定側シール部材５ａは、嵌合部７ｃが弾性変形して締め代をもって外輪２に圧入嵌合される。嵌合部７ｃに接する外輪２の内周面には、外輪嵌合面２ｄ（固定輪嵌合面）が形成される。外輪嵌合面２ｄは、軸方向外方側の端部を面取りして形成される面取り部２ｂを有する。外輪嵌合面２ｄには、径方向に凹む凹部２ａが周方向に非連続に形成される。凹部２ａは、外輪２の端面より軸方向外方側に形成される軸受外部空間Ｓ１０に対して開口する開口部２ｃを有し、凹部２ａの軸方向の長さが嵌合部７ｃのその長さの約１／２として形成される。

ここで、転がり軸受１では、耐水性が要求される環境で使用されるため、外輪２と密封装置５との間から軸受内部の環状空間Ｓ１への水の浸入を防止するため、固定側シール部材５ａと外輪２との締め代を大きくすることにより密封性を高めている。固定側シール部材５ａの圧入は、押し付け治具（図示せず）により矢印Ａの方向に所定の圧入荷重を付与して行われる。

これにより、転がり軸受１は、嵌合部７ｃに接する外輪嵌合面２ｄに凹部２ａが形成されるので、締め代を大きくしたときにも、外輪２に固定側シール部材５ａを圧入する際、圧迫された嵌合部７ｃのゴムの一部を凹部２ａに分散させるので、ゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる。

また、転がり軸受１は、外輪嵌合面２ｄの凹部２ａが軸受外部空間Ｓ１０に対して開口し、且つ外輪嵌合面２ｄの端部が面取りされているので、固定側シール部材５ａの軸心が外輪２に対して偏心しているときや傾いているときにも、外輪２に固定側シール部材５ａを圧入する際、偏りがある嵌合部７ｃのゴムの一部を凹部２ａに分散させるので、ゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、凹部２ａが外輪２の外輪嵌合面２ｄ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及び図５に示すように凹部６ｅが芯金６に形成される構成に適用しても良い。図４は、図１に示す芯金６の変形例を示す軸方向の断面図である。図５は、図４に示す芯金６のＣ-Ｃ断面図である。
嵌合部７ｃに接する芯金６の円筒部６ａの外周面には、芯金嵌合面６ｄ１が形成される。芯金嵌合面６ｄ１には、径方向に凹む凹部６ｅが周方向に非連続に形成される。凹部６ｅは、その軸方向の長さが嵌合部７ｃのその長さの約１／２として形成される。凹部６ｅは、スリンガ６のプレス成形と同時に、押し出し加工により形成される。
これにより、密封装置５は、上記実施形態と同様の作用効果を有する。

また、本実施形態では、凹部２ａが外輪２の外輪嵌合面２ｄに形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、凹部が、本実施形態に同じく外輪嵌合面２ｄ、及び前記変形例の図４に示す芯金６の芯金嵌合面６ｄ１に形成される構成に適用しても良い。

また、本実施形態では、転がり軸受１が玉軸受としたが、それに限るものではなく、例えば、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受等の構成に適用しても良い。

また、本実施形態では、転がり軸受１が外輪固定としたが、それに限るものではなく、例えば、内輪固定の構成に適用しても良い。

また、本実施形態では、本発明の回転側環状部材がスリンガ５ｂからなるとしたが、それに限るものではなく、例えば、スリンガ５ｂを備えず内輪３が回転側環状部材となり、シール部７ｂが内輪３の外周面に摺接又は近接する構成に適用しても良い。
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の一実施形態である転がり軸受を備えるハブユニット１０の軸方向の断面図である。図６を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは車軸側の事であり図における左側を示し、車両アウタ側とは車輪を取り付ける側の事であり図における右側を示すものとする。

ハブユニット１０（転がり軸受）は、例えば、車両の駆動軸用のものであり、複列玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１０は、車両インナ側のナックル２０に固定される外輪１２（固定輪）と、外輪１２の軸線１１と同軸に配置されて車両アウタ側の車輪（図示省略）が取り付けられる内軸１３（内輪、回転輪）と、内軸１３の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部１３ａの外周面に嵌着される内輪１４と、外輪１２と内軸１３及び内輪１４との間にて周方向に配置される複列の玉１５とを備えている。

外輪１２の内周面には、車両インナ側に配列された玉１５用の軌道面１２ａと、車両アウタ側に配列された玉１５用の軌道面１２ｂとが形成されている。外輪１２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１２ｃが形成されている。外輪１２の材料としては、例えば、高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。

内軸１３の外周面には、外輪１２の軌道面１２ｂに対向する軌道面１３ｂが形成され、軌道面１３ｂ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が取り付けられるフランジ１３ｃが形成されている。内軸１３の材料としては、例えば、高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。

内輪１４は、嵌め合い部１３ａに外嵌圧入され、嵌め合い部１３ａと一体化されている。内輪１４の外周面には、外輪１２の軌道面１２ａに対向する軌道面１４ａが形成されている。内輪１４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１２と内軸１３及び内輪１４との間には、転動体としての玉１５を配置するための環状の環状空間Ｓ２が形成される。環状空間Ｓ２には、車両アウタ側に環状のアウタ側密封装置１６が装着され、車両インナ側に環状の密封装置１７が装着されている。アウタ側密封装置１６及び密封装置１７により、外輪１２と内軸１３及び内輪１４とのそれぞれの相対回転を許容した状態で密封された環状空間Ｓ２が構成されている。

図７は、図６の要部拡大断面図である。図８は、図７に示す外輪のＤ-Ｄ断面図である。図７及び図８を参照しつつ説明する。

密封装置１７は、外輪１２に装着される環状の固定側シール部材１７ａと、固定側シール部材１７ａに対向して内輪１３に装着され断面が略Ｌ字形に形成される環状のスリンガ１７ｂ（回転側環状部材）とからなる。

固定側シール部材１７ａは、環状の芯金１８と環状のシール部材１９とからなる。
芯金１８は、外輪１２の内周の端部に圧入嵌合される円筒状の円筒部１８ａと、円筒部１８ａの内方側の端部から径方向内方へ延在する円板部１８ｂとからなり、断面が略Ｌ字形に形成されている。円筒部１８ａの外方側の端部には、内径側を同一面として外径側に段が形成されて薄肉化された薄肉部１８ｃが形成される。芯金１８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１８ａには、例えば、ニトリルゴム等の弾性体からるシール部材１９が加硫接着されて一体化されている。シール部材１９は、円筒部１８ａ及び円板部１８ｂに固着される基部１９ａと、基部１９ａの一方から延在してスリンガ１７ｂに摺接するシール部１９ｂと、基部１９ａの他方から延在して円筒部１８ａの先端に固着される嵌合部１９ｃとからなる。嵌合部１９ｃは、円筒部１８ａの外径面よりも径方向の外方側に突出して形成される。

固定側シール部材１７ａは、嵌合部１９ｃが弾性変形して締め代をもって外輪１２に圧入嵌合される。嵌合部１９ｃに接する外輪１２の内周面には、外輪嵌合面１２ｇ（固定輪嵌合面）が形成される。外輪嵌合面１２ｇは、軸方向外方側の端部を面取りして形成される面取り部１２ｅを有する。外輪嵌合面１２ｇには、径方向に凹む凹部１２ｄが周方向に非連続に形成される。凹部１２ｄは、外輪１２の端面より軸方向外方側に形成される軸受外部空間Ｓ１１に対して開口する開口部１２ｆを有し、凹部１２ｄの軸方向の長さが嵌合部１９ｃのその長さの約１／２として形成される。

ここで、ハブユニット１０では、路面に近い位置で使われ、泥水が直接はねかかる悪環境で使用されるため、外輪１２と密封装置１７との間から軸受内部の環状空間Ｓ２への水の浸入を防止するため、固定側シール部材１７ａと外輪１２との締め代を大きくすることにより密封性を高めている。固定側シール部材１７ａの圧入は、押し付け治具（図示せず）により矢印Ｅの方向に所定の圧入荷重を付与して行われる。

これにより、ハブユニット１０は、嵌合部１９ｃに接する外輪嵌合面１２ｇに凹部１２ｄが形成されるので、締め代を大きくしたときにも、外輪１２に固定側シール部材１７ａを圧入する際、圧迫された嵌合部１９ｃのゴムの一部を凹部１２ｄに分散させるので、ゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる。

また、ハブユニット１０は、外輪嵌合面１２ｇの凹部１２ｄが軸受外部空間Ｓ１１に対して開口し、且つ外輪嵌合面１２ｇの端部が面取りされているので、固定側シール部材１７ａの軸心が外輪１２に対して偏心しているときや傾いているときにも、外輪１２に固定側シール部材１７ａを圧入する際、偏りがある嵌合部１９ｃのゴムの一部を凹部１２ｄに分散させるので、ゴムの欠損を低減して密封性を確保することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、凹部１２ｄが外輪１２の外輪嵌合面１２ｇに形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、凹部が芯金１８の円筒部１８ａの外周面に形成される構成に適用しても良い。

また、本実施形態では、本発明が車両インナ側の外輪１２及び密封装置１７に適用される構成ついて説明したがが、それに限るものではなく、例えば、車両アウタ側の外輪１２及びアウタ側密封装置１６に適用する構成でも良い。

また、本実施形態では、軸受が玉軸受としたが、それに限るものではなく、例えば、円錐ころ軸受等の構成に適用しても良い。

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。

１：転がり軸受、２：外輪（固定輪）、２ａ：凹部、２ｂ：面取り部、２ｃ：開口部、２ｄ：外輪嵌合面（固定輪嵌合面）、３：内輪（回転輪）、４：玉、５：密封装置、５ａ：固定側シール部材、５ｂ：スリンガ（回転側環状部材）、６：芯金、６ａ：円筒部、６ｂ：円板部、６ｃ，６ｃ１：薄肉部、６ｄ，６ｄ１：芯金嵌合面、６ｅ：凹部、７：シール部材、７ａ：基部、７ｂ：シール部、７ｃ：嵌合部、１０：ハブユニット（転がり軸受）、１２：外輪（固定輪）、１２ｄ：凹部、１２ｅ：面取り部、１２ｆ：開口部、１２ｇ：外輪嵌合面（固定輪嵌合面）、１３：内軸（内輪、回転輪）、１３ｃ：フランジ、１４内輪（回転輪）、１４a: 嵌合面、１５：玉、１６：アウタ側密封装置、１７：密封装置、１７ａ：固定側シール部材、１７ｂ：スリンガ（回転側環状部材）、１８：芯金、１８ａ：円筒部、１８ｂ：円板部、１８ｃ：薄肉部、１９：シール部材、１９ａ：基部、１９ｂ：シール部、１９ｃ：嵌合部、２０：ナックル、１００：転がり軸受、１１０：外輪、１２０：内輪、１３０：玉、１４０：密封装置、１４１：芯金、１４１ａ：円筒部、１４１ｂ：円板部、１４２：シール、１４２ａ：基部、１４２ｂ：シール部、１４２ｃ：嵌合部、１４２ｄ：締め代部、１４３：スリンガ、Ｓ１，Ｓ２：環状空間、Ｓ１０，Ｓ１１：軸受外部空間

Claims

外径面に軌道面が形成された内輪と、
内径面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環状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、
前記密封装置は、前記回転輪と前記固定輪との間に配置され、前記固定輪の軌道面側周面に嵌合装着される固定側シール部材と、前記固定側シール部材に対向して前記回転輪に設けられる回転側環状部材と、を有し、
前記固定側シール部材は、前記固定輪の軌道面側周面の軸方向端部に嵌合装着される円筒状の円筒部とこの円筒部の一方の端部から前記回転側環状部材へ向かって延在する円板状の円板部とからなる芯金と、弾性体からなり前記芯金に固着され前記円筒部と前記固定輪との間に形成される嵌合部とこの嵌合部から延在して前記回転側環状部材の全周に亘って摺接又は近接するシール部とからなるシール部材と、を備える転がり軸受において、
前記円筒部は締め代をもって前記固定輪に圧入嵌合され、前記嵌合部に接する前記円筒部の面には芯金嵌合面が形成され、前記嵌合部に接する前記固定輪の面には固定輪嵌合面が形成され、前記芯金嵌合面又は/及び前記固定輪嵌合面には径方向に凹む凹部が周方向に非連続に形成されることを特徴とする転がり軸受。
前記固定輪嵌合面に形成される前記凹部は、前記固定輪の端面より軸方向外方側に形成される軸受外部空間に対して開口し、
前記固定輪嵌合面の軸方向外方側の端部が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。