JP2014224550A

JP2014224550A - 密封装置、転がり軸受及び車輪用転がり軸受

Info

Publication number: JP2014224550A
Application number: JP2013103017A
Authority: JP
Inventors: 貴信村上; Takanobu Murakami
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-12-04

Abstract

【課題】回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる密封装置、転がり軸受及び車輪用転がり軸受を提供する。
【解決手段】円筒部８４ａとフランジ部８４ｂとを有するスリンガ８４と、シール部材８１とを備え、シール部材８１は、固定部８２ａと円板部８２ｂとを有する芯金８２と、シール８３と、を有し、シール８３は、固定部８２ａの端部を覆うように形成される芯金回り込み部８３ａと、スリンガ８４に摺接するリップ８３ｂ，８３ｃ，８３ｄとを備える密封装置８であって、フランジ部８４ｂの側面にパルサリング８５が一体的に固定され、パルサリング８５にはフランジ部８４ｂの外径部を覆うように回り込み部８５ａが形成され、シール８３は、芯金回り込み部８３aから延出する補助リップ８３eをさらに備え、補助リップ８３eは、円環状に形成され回り込み部８５ａに軽接触する凸部８３fを、周方向に複数有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、密封装置、転がり軸受及び車輪用転がり軸受に関する。

従来、密封装置としては、特開２０１２−１５４３７３号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この密封装置は、所謂パックシールであり、断面Ｌ字形のシール部材と、このシール部材に対向し断面Ｌ字形のスリンガとを備える。シール部材は、円筒状の固定部と固定部の一端から径方向へ延在する円板部とからなる芯金と、芯金に一体的に形成されるシールとからなる。スリンガは、円筒部と、円筒部の一端から径方向に延在するフランジ部とからなる。シールは、密封装置内部に配置されるアキシャルリップ及びラジアルリップがスリンガに摺接することにより、密封装置の外方側から内方側への泥水などの浸入を防止している。

上記の密封装置は、耐泥水性が要求される環境で使用するため、シールには固定部の他端部を覆うように形成される回り込み部から延出する補助リップをさらに設けている。この密封装置は、補助リップがフランジ部の径方向の端部に締め代を有して摺接することにより、密封装置の外方側の端部において泥水などの浸入を防止している。

特開２０１２−１５４３７３号公報

しかしながら、上記の密封装置では、補助リップがフランジ部に締め代を有して摺接するので回転トルクが増大する。また、この密封装置では、何らかの原因により泥水が補助リップを通過したときには、この泥水が排水されずアキシャルリップの近傍に滞留する。このとき、密封装置では、アキシャルリップが泥水に曝される状態となり、泥水がさらに密封装置の内方側へ浸入する場合がある。そこで、密封装置並びにこの密封装置を用いた転がり軸受及び車輪用転がり軸受は、回転トルクの増大を抑制すると共に、耐泥水性を向上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、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる密封装置、転がり軸受及び車輪用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に係る密封装置の構成上の特徴は、円筒部とこの円筒部の軸方向の一端から径方向に延在するフランジ部とを有するスリンガと、前記スリンガに対向配置されるシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記円筒部に対向配置される円筒状の固定部と前記フランジ部に対向配置されて前記固定部の軸方向の一端から径方向に延在する円板部とを有する芯金と、この芯金に一体的に形成され弾性体からなるシールと、を有し、前記シールは、前記固定部の軸方向の他端部を覆うように形成される芯金回り込み部と、前記スリンガに摺接するリップと、を備える密封装置であって、前記シールは、前記芯金回り込み部から対向する前記フランジ部の径方向の端部に向けて延出する補助リップをさらに備え、この補助リップは、円環状に形成され前記フランジ部の径方向の端部に軽接触する凸部を、周方向に複数有することである。

請求項１の密封装置によれば、補助リップの凸部がフランジ部の径方向の端部に軽接触するので、回転トルクの上昇を抑制すると共に、泥水のうち固体に近い泥の浸入を防止することができる。また、この密封装置によれば、補助リップを通過した泥水のうち液体に近い水は、凸部と凸部との間の隙間から密封装置の外方へ排水され、リップ近傍における水の滞留を低減できるので、泥水がさらに密封装置の内方側へ浸入するのを防止することができる。これにより、この密封装置によれば、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる。

請求項２に係る転がり軸受の構成上の特徴は、請求項１に記載の密封装置と、軌道面を有する内輪と、軌道面を有する外輪と、前記内輪の前記軌道面と前記外輪の前記軌道面との間の環状空間に配置された複数の転動体と、を備え、前記密封装置は、前記環状空間の軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置されることである。

請求項２の転がり軸受によれば、内外輪間の環状空間の開口を密封するように配置される密封装置において、補助リップの凸部がフランジ部の径方向の端部に軽接触するので、回転トルクの上昇を抑制すると共に、泥水のうち固体に近い泥の浸入を防止することができる。また、この転がり軸受によれば、補助リップを通過した泥水のうち液体に近い水は、凸部と凸部との間の隙間から軸受の外方へ排水され、リップ近傍における水の滞留を低減できるので、泥水がさらに軸受の内方側へ浸入するのを防止することができる。これにより、この転がり軸受によれば、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる。

請求項３に係る車輪用転がり軸受の構成上の特徴は、請求項１に記載の密封装置と、軌道面を有する内軸と、この内軸に固定されると共に軌道面を有する内輪と、軌道面を有する外輪と、前記内軸及び前記内輪のそれぞれの前記軌道面と前記外輪の前記軌道面との間の環状空間に複列配置された複数の転動体と、を備え、前記密封装置は、前記環状空間の軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置されることである。

請求項３の車輪用転がり軸受によれば、内軸及び内輪と外輪との間の環状空間の開口を密封するように配置される密封装置において、補助リップの凸部がフランジ部の径方向の端部に軽接触するので、回転トルクの上昇を抑制すると共に、泥水のうち固体に近い泥の浸入を防止することができる。また、この車輪用転がり軸受によれば、補助リップを通過した泥水のうち液体に近い水は、凸部と凸部との間の隙間から軸受の外方へ排水され、リップ近傍における水の滞留を低減できるので、泥水がさらに軸受の内方側へ浸入するのを防止することができる。これにより、この車輪用転がり軸受によれば、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる。

請求項４に係る車輪用転がり軸受の構成上の特徴は、前記フランジ部の軸受外方側の側面に回転速度検出用のパルサリングが一体的に固定され、前記パルサリングには前記フランジ部の外径部を覆うように回り込み部が形成され、前記凸部が前記回り込み部に軽接触し、前記凹部が前記回り込み部に非接触とすることである。

請求項４の車輪用転がり軸受によれば、内軸及び内輪と外輪との間の環状空間の開口を密封するように配置される密封装置において、補助リップの凸部がパルサリングの回り込み部に軽接触するので、回転トルクの上昇を抑制すると共に、泥水のうち固体に近い泥の浸入を防止することができる。また、この車輪用転がり軸受によれば、補助リップを通過した泥水のうち液体に近い水は、凸部と凸部との間の隙間から軸受の外方へ排水され、リップ近傍における水の滞留を低減できるので、泥水がさらに軸受の内方側へ浸入するのを防止することができる。これにより、この車輪用転がり軸受によれば、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる。

本発明によれば、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる密封装置、転がり軸受、及び車輪用転がり軸受を提供できる。

本発明の一実施形態である車輪用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に示すＡ部の拡大断面図である。図２のＢ矢視図である。

以下、本発明の車輪用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車輪用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、車両インナ側とは車軸側の事であり以下の図面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以下の図面における右側を示すものとする。

図１に示すようにハブユニット（車輪用転がり軸受）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、車両インナ側の車体側部材であるナックル２０に固定される外輪２と、外輪２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３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（転動体）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が取り付けられるフランジ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環状空間Ｓが形成される。環状空間Ｓには、車両アウタ側に環状の密封装置７が装着され、車両インナ側に環状の密封装置８が装着されている。密封装置７及び密封装置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た軸受内部空間６が構成されている。

図２は、図１に示すＡ部の拡大断面図である。図３は、図２のＢ矢視図である。図２及び図３を参照しつつ説明する。
密封装置８は、外輪２に装着される環状のシール部材８１と、シール部材８１に対向して内輪４に装着される環状のスリンガ８４と、スリンガ８４の側面に固定されるパルサリング８５とからなる。

スリンガ８４は、内輪４の外周の車両インナ側の端部に嵌合される円筒部８４ａと、円筒部８４ａの車両インナ側の端部から径方向外方へ延在するフランジ部８４ｂとからなり、断面が略Ｌ字形に形成されている。スリンガ８４の材料としては、例えば、ステンレス鋼のＳＵＳ４３０が用いられる。

スリンガ８４のフランジ部８４ｂの車両インナ側の側面には、Ｎ極，Ｓ極が交互に着磁され回転速度を検出するための環状のパルサリング８５が、一体的に固定されている。パルサリング８５には、フランジ部８４ｂの外径部を覆うように回り込み部８５ａが形成される。

シール部材８１は、環状の芯金８２と環状のシール８３とからなる。
芯金８２は、円筒部８４aに対向して外輪２の内周の端部に嵌合される円筒状の固定部８２aと、フランジ部８４ｂに対向して固定部８２aの車両アウタ側の端部から径方向の内方へ延在する円板部８２bとからなり、断面が略Ｌ字形に形成されている。芯金８２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。

シール８３は、芯金回り込み部８３a、ラジアルリップ（リップ）８３b，８３c、アキシャルリップ（リップ）８３ｄ及び補助リップ８３ｅからなる。シール８３の材料としては、例えば、ニトリルゴムが用いられる。

芯金回り込み部８３aは、固定部８２ａの車両インナ側の端部を覆うように形成される。ラジアルリップ８３b，８３cは、円筒部８４aの外周面に全周に亘って摺接している。アキシャルリップ８３ｄは、フランジ部８４ｂの車両アウタ側の側面に全周に亘って摺接している。

補助リップ８３ｅは、芯金回り込み部８３aの内周面から径方向に対向する回り込み部８５ａに向けて延出している。また、補助リップ８３ｅは、回り込み部８５ａに締め代を０として軽接触する凸部８３ｆを、周方向の等間隔に複数有する。凸部８３ｆと凸部８３ｆとの間には、隙間８３ｇが形成される。凸部８３ｆ及び隙間８３ｇは、軸方向から見たときに、これらの面積比率を３：１程度としている。また、凸部８３ｆは、軸方向から見たときに、略台形状に形成される。ここで、凸部８３ｆが、回り込み部８５ａに締め代を０として軽接触するとは、狙い所としては僅かな接触であるが、関連する部材の寸法バラツキや内輪４の回転に伴う回り込み部８５ａの外径寸法のバラツキなどにより、接触量が僅かに増えたり、僅かに接触しない状態であったりすることを含む。また、凸部８３ｆの延出する高さは、例えば０．５ｍｍ程度とする。

これにより、ハブユニット１では、補助リップ８３ｅの凸部８３ｆがパルサリング８５の回り込み部８５ａに軽接触するので、回転トルクの上昇を抑制すると共に、泥水のうち固体に近い泥の浸入を防止することができる。また、ハブユニット１では、補助リップ８３eを通過した泥水のうち液体に近い水は、凸部８３ｆと凸部８３ｆとの間の隙間８３gから軸受の外方へ排水され、アキシャルリップ８３ｄの近傍における水の滞留を低減できるので、泥水がさらに軸受の内方側へ浸入するのを防止することができる。これにより、ハブユニット１では、回転トルクの上昇を抑制すると共に、耐泥水性を向上することができる。

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、本発明の密封装置を、車輪用転がり軸受であるハブユニット１に適用した。しかしながら、本発明の密封装置を、軌道面を有する内輪及び外輪からなる転がり軸受において、内外輪間の環状空間の軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置してもよい。また、本発明の密封装置は、内周面を有する第１部材と、外周面を有する第２部材とを有し、かつ、第１部材と第２部材とが、第１部材の内周面の径方向に対向する装置であれば、如何なる機械にも適用できる。

また、本実施形態では、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、本実施形態では、補助リップ８３ｅの凸部８３ｆがパルサリング８５の回り込み部８５ａに軽接触するとしたが、それに限るものではなく、例えばパルサリングを備えていなく、補助リップの凸部がスリンガのフランジ部の径方向の端部に軽接触する構成に適用してもよい。

また、本実施形態では、凸部８３ｆ及び隙間８３ｇが、これらの面積比率や形状などを一実施形態として説明したが、これに限るものではなく、密封装置が使用される周囲環境などによりそれぞれ適宜決定すればよい。

１：ハブユニット（車輪用転がり軸受）、２：外輪、２ａ，２b: 軌道面、３：内軸、３ｂ：軌道面、４：内輪、４ａ：軌道面、５：玉（転動体）、６：軸受内部空間、７，８：密封装置、１１：軸線、２０：ナックル、８１：シール部材、８２：芯金、８２a:固定部、８２b:円板部、８３：シール、８３a:
芯金回り込み部、８３b，８３c:ラジアルリップ（リップ）、８３d:アキシャルリップ（リップ）、８３ｅ：補助リップ、８３ｆ：凸部、８３ｇ：隙間、８４：スリンガ、８４a:円筒部、８４b:フランジ部、８５：パルサリング、８５ａ：回り込み部、Ｓ：環状空間

Claims

円筒部とこの円筒部の軸方向の一端から径方向に延在するフランジ部とを有するスリンガと、
前記スリンガに対向配置されるシール部材と、を備え、
前記シール部材は、
前記円筒部に対向配置される円筒状の固定部と前記フランジ部に対向配置されて前記固定部の軸方向の一端から径方向に延在する円板部とを有する芯金と、
この芯金に一体的に形成され弾性体からなるシールと、を有し、
前記シールは、
前記固定部の軸方向の他端部を覆うように形成される芯金回り込み部と、
前記スリンガに摺接するリップと、を備える密封装置であって、
前記シールは、前記芯金回り込み部から対向する前記フランジ部の径方向の端部に向けて延出する補助リップをさらに備え、
この補助リップは、円環状に形成され前記フランジ部の径方向の端部に軽接触する凸部を、周方向に複数有することを特徴とする密封装置。
請求項１に記載の密封装置と、
軌道面を有する内輪と、
軌道面を有する外輪と、
前記内輪の前記軌道面と前記外輪の前記軌道面との間の環状空間に配置された複数の転動体と、を備え、
前記密封装置は、前記環状空間の軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置されることを特徴とする転がり軸受。
請求項１に記載の密封装置と、
軌道面を有する内軸と、
この内軸に固定されると共に軌道面を有する内輪と、
軌道面を有する外輪と、
前記内軸及び前記内輪のそれぞれの前記軌道面と前記外輪の前記軌道面との間の環状空間に複列配置された複数の転動体と、を備え、
前記密封装置は、前記環状空間の軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置されることを特徴とする車輪用転がり軸受。
前記フランジ部の軸受外方側の側面に回転速度検出用のパルサリングが一体的に固定され、前記パルサリングには前記フランジ部の外径部を覆うように回り込み部が形成され、前記凸部が前記回り込み部に軽接触し、前記凹部が前記回り込み部に非接触とすることを特徴とする請求項３に記載の車輪用転がり軸受。