JP2018066405A - Rolling bearing unit with seal ring and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両(自動車)の車輪を懸架装置に支持する為に利用するシールリング付転がり軸受ユニット、及び、その製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a rolling bearing unit with a seal ring used for supporting, for example, wheels of a vehicle (automobile) on a suspension device, and an improvement of a manufacturing method thereof.
例えば図9に示す様に、自動車の車輪は、シールリング付転がり軸受ユニット1により、懸架装置に対し回転自在に支持されている。このシールリング付転がり軸受ユニット1は、外輪2の内径側にハブ3を、複数個の転動体4、4を介して回転自在に支持している。外輪2は、懸架装置に支持する為の静止側フランジ5を外周面に有しており、複列の外輪軌道6a、6bを内周面に有している。ハブ3は、ハブ本体7と内輪8とを、ナット9により結合する事により構成されており、外周面に複列の内輪軌道10a、10bを有している。転動体4、4は、内輪軌道10a、10bと外輪軌道6a、6bとの間に、各列毎に複数個ずつ、それぞれ保持器11、11により保持された状態で転動自在に設けられている。
For example, as shown in FIG. 9, the wheel of the automobile is supported by the rolling bearing unit 1 with a seal ring so as to be rotatable with respect to the suspension device. In this rolling bearing unit 1 with a seal ring, a
ハブ本体7の外周面のうち、外輪2の軸方向外端開口部から軸方向外方に突出した部分には、径方向外方に突出した回転側フランジ12が設けられている。回転側フランジ12には、複数本のスタッド13を利用して、車輪を構成するホイールが取り付けられる。尚、本明細書及び特許請求の範囲で、軸方向に関して内とは、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる側を言い、同じく外とは、車両の幅方向外側となる側を言う。
On the outer peripheral surface of the
外輪2の軸方向外端部内周面とハブ3の軸方向中間部外周面との間には、シールリング14を装着している。これにより、外輪2の内周面とハブ3の外周面との間に存在する内部空間15の軸方向外端開口部を塞いでいる。一方、外輪2の軸方向内端部には、有底円筒状のカバー16を装着して、この外輪2の軸方向内端開口部を塞いでいる。
A
内部空間15の軸方向外端開口部を塞ぐシールリング14は、回転側フランジ12の軸方向内側面に沿って径方向内方に導かれた異物が内部空間15に侵入するのを防止する必要上、優れたシール性能が要求されており、従来から複数本のシールリップを備えたものが使用されている。図10は、特許文献1に記載される等により従来から知られている、シールリング14の具体的構造の1例を示している。
The
シールリング14は、芯金17と、シール材18とから構成されている。このうちの芯金17は、円環状に構成されており、外輪2の軸方向外端部に内嵌固定されている。又、シール材18は、弾性材製で、芯金17に結合固定されており、3本のシールリップ19〜21を備えている。これら3本のシールリップ19〜21のうち、最も径方向外方に位置し、軸方向外方に延出する状態で設けられた、サイドリップと呼ばれる軸方向シールリップ(アキシアルリップ)19は、その先端縁を回転側フランジ12の基端部の軸方向内側面に全周に亙り摺接させている。又、径方向内方に突出する状態で設けられた2本の径方向シールリップ(ラジアルリップ)20、21は、それぞれの先端縁をハブ本体7の軸方向中間部外周面に全周に亙り摺接させている。
The
ところで、ハブ本体7の表面(主に外周面)には、従来から図11に示す様にして、仕上加工(研削加工)が施されている。即ち、回転側フランジ12の軸方向外側面に、磁気吸着力によりマグネットチャック22を結合させた状態で、このマグネットチャック22を回転させる事により、ハブ本体7を回転させる。又、ハブ本体7の軸方向中間部外周面を2つのシュー23の先端部により回転自在に支持し、このハブ本体7のラジアル方向の位置決めを図る。そして、この状態で、総型の研削砥石(回転砥石)24の外周面を、ハブ本体7の外周面に押し付け、このハブ本体7の外周面に研削による仕上加工を施す。尚、研削砥石24の外周面形状は、総型ロータリドレッサ25により、完成後のハブ本体7の外周面形状に合致する形状に適宜整えられる。
By the way, the surface of the hub body 7 (mainly the outer peripheral surface) has been conventionally subjected to finishing (grinding) as shown in FIG. That is, the hub
上述した様な仕上加工をハブ本体7の表面に施した場合、回転側フランジ12の基端部の軸方向内側面には、図12に誇張して示す様に、軸方向に関する凹部26と凸部27とが径方向に亙り交互に配置された対数螺旋状(渦巻き状)の研削筋目28が形成される。この理由は、仕上加工を行う際に、ハブ本体7の中心軸O7 とマグネットチャック22の回転中心軸O22とを偏心させて、ハブ本体7に2つのシュー23の間に向かう押圧力を付与しており、これら2つのシュー23の先端部には摩耗が生じる為、ハブ本体7の中心軸O7 の高さ(芯高、図11の表裏方向の高さ)と研削砥石24の中心軸O24の高さ(芯高)とが不一致になり易く、回転側フランジ12の軸方向内側面に対する研削砥石24の研削面(研削点)の位置が上下方向に変化する為である。
When the surface of the
そして、研削筋目28が形成されると、ハブ本体7が回転した際に、軸方向シールリップ19の先端縁が回転側フランジ12の軸方向内側面に沿って径方向に往復移動させられる可能性がある。この為、軸方向シールリップ19が径方向に振動し、シール鳴きと呼ばれる異音を発生させる可能性がある。尚、厳密には、研削筋目28の径方向の間隔は、径方向外方に向かう程大きくなるが、その変化は僅かである為、図12には、研削筋目28の径方向の間隔を等間隔に描いている。
When the
内部空間15の軸方向外端開口部を塞ぐシールリング14には、上述した様なハブ本体7の仕上加工に起因して問題が生じる他、摺接面の表面粗さに起因して、次の様な問題が生じる可能性がある。
前記図11に示した様に、一般的に、回転側フランジ12の軸方向内側面は、総型ロータリドレッサ25(ダイヤモンドホイール)で成形された研削砥石24を用いて、軸方向外側列の外輪軌道10aと同時に研削されるが、この研削砥石24の3要素である、砥粒、結合剤及び気孔は、外輪軌道10aを後工程で超仕上し易い粗さに研削する(表面粗さを良好にし過ぎない様にする)事を考慮して決定されている。この為、研削加工後の回転側フランジ12の軸方向内側面は、必ずしも十分に良好な表面粗さにはならない。非特許文献1には、摺接面の表面粗さが0.8Rmax以上になると、摺接面にねじポンプ作用が働く場合がある事が記載されている。この為、回転側フランジ12の軸方向内側面の表面粗さが0.8Rmax以上である場合には、ねじポンプ作用が働き、ハブ3の回転方向によっては、回転側フランジ12の軸方向内側面と軸方向シールリップ19との摺接部から外部にグリースが漏れ出たり、又、軸方向シールリップ19と径方向シールリップ20との間の空間が負圧になる事で、この軸方向シールリップ19が回転側フランジ12の軸方向内側面に押し付けられて(貼り付いて)、シールトルクが上昇したりする可能性がある。
The
As shown in FIG. 11, generally, the inner side surface in the axial direction of the
以上説明した様な、ハブ本体の仕上加工や摺接面の表面粗さに起因して生じる問題を解決する為に、回転側フランジの軸方向内側面に超仕上加工や電着塗装、ショットピーニングなどの処理を施し、回転側フランジの軸方向内側面を平滑化する事が考えられる。但し、この場合には、平滑化の為の新たな工程を追加する必要があり、製造コストの上昇が避けられない。特に、電着塗装やショットピーニングを施す場合には、ハブ(ハブ本体)を工場間で移動させる必要がある為、製造コストが大幅に上昇する。 In order to solve the problems caused by the finishing of the hub body and the surface roughness of the sliding contact surface as described above, super finishing, electrodeposition coating, and shot peening are performed on the inner surface in the axial direction of the rotating flange. It is conceivable to smooth the axial inner side surface of the rotation side flange by performing such a process. However, in this case, it is necessary to add a new process for smoothing, and an increase in manufacturing cost is inevitable. In particular, when performing electrodeposition coating or shot peening, it is necessary to move the hub (hub body) between factories, which greatly increases manufacturing costs.
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、製造コストの上昇を抑えつつ、異音の発生を抑制できると共に、グリース漏れやシールトルクの上昇を抑制できる、シールリング付転がり軸受ユニットの構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention provides a structure of a rolling bearing unit with a seal ring that can suppress the generation of abnormal noise while suppressing an increase in manufacturing cost and can suppress an increase in grease leakage and seal torque. It was invented to realize.
本発明のシールリング付転がり軸受ユニット及びその製造方法のうち、シールリング付転がり軸受ユニットに係る発明は、外輪と、ハブと、複数個の転動体と、シールリングとを備える。
このうちの外輪は、使用時にも回転しないもので、例えば略円筒状に構成され、内周面に外輪軌道が設けられている。
前記ハブは、使用時に回転するもので、前記外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されており、外周面のうちで、前記外輪軌道と対向する部分に内輪軌道が設けられると共に、前記外輪の軸方向外端開口部よりも軸方向外方に突出した部分に、例えば車輪を結合固定する為の円輪状の回転側フランジが設けられている。
前記各転動体は、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に、例えば保持器により保持された状態で、転動自在に設けられている。
前記シールリングは、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外端開口部を塞ぐものであり、弾性材製で、その先端縁を前記回転側フランジの軸方向内側面に全周に亙り摺接させた軸方向シールリップ(サイドリップ、アキシアルリップ)を有している。
更に、本発明の場合には、研磨材を含有したグリースを、前記軸方向シールリップに塗布している。
尚、本発明に使用する研磨材としては、例えば立方晶窒化ホウ素(BN)、炭化ケイ素(SiC)、酸化アルミニウム(Al2O3)など、グリースよりも密度が高いものを好ましく使用できる。
前記シールリングには、前記軸方向シールリップが1本だけ設けられていても良いし、複数本設けられていても良い。前記シールリングに、複数本の軸方向シールリップが設けられている場合には、研磨材を含有したグリースを、少なくとも1本の軸方向シールリップに塗布しても良いし、全ての軸方向シールリップに塗布しても良い。又、前記シールリングには、軸方向シールリップの他、先端縁をハブの外周面に全周に亙り摺接させた1乃至複数本の径方向シールリップが設けられていても良い。この様に、前記シールリングに、前記軸方向シールリップ以外のシールリップ(例えば径方向シールリップ)が設けられている場合には、研磨材を含有したグリースは、軸方向シールリップにのみ塗布する事が好ましい。
Of the rolling bearing unit with seal ring and the manufacturing method thereof according to the present invention, the invention relating to the rolling bearing unit with seal ring includes an outer ring, a hub, a plurality of rolling elements, and a seal ring.
Of these, the outer ring does not rotate even when in use, and is configured, for example, in a substantially cylindrical shape, and an outer ring raceway is provided on the inner peripheral surface.
The hub rotates when in use, and is disposed concentrically with the outer ring on the inner diameter side of the outer ring, and an outer ring is provided with an inner ring raceway in a portion facing the outer ring raceway, and the outer ring For example, a ring-shaped rotation-side flange for coupling and fixing a wheel is provided at a portion protruding outward in the axial direction from the axial outer end opening.
Each of the rolling elements is provided between the outer ring raceway and the inner ring raceway so as to be able to roll while being held by a cage, for example.
The seal ring closes the axially outer end opening of the inner space existing between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the hub, and is made of an elastic material, and has its tip edge on the rotation side An axial seal lip (side lip, axial lip) is formed on the inner side surface in the axial direction of the flange and is in sliding contact with the entire circumference.
Furthermore, in the case of the present invention, grease containing an abrasive is applied to the axial seal lip.
As the abrasive material for use in the present invention, for example, cubic boron nitride (BN), silicon carbide (SiC),
The seal ring may be provided with only one axial seal lip or a plurality of the axial seal lips. When a plurality of axial seal lips are provided on the seal ring, grease containing abrasive may be applied to at least one axial seal lip, or all the axial seal lips may be applied. It may be applied to the lip. In addition to the axial seal lip, the seal ring may be provided with one or a plurality of radial seal lips whose tip edges are in sliding contact with the outer peripheral surface of the hub over the entire circumference. Thus, when the seal ring is provided with a seal lip (for example, a radial seal lip) other than the axial seal lip, the grease containing the abrasive is applied only to the axial seal lip. Things are preferable.
又、本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの製造方法に関する発明は、上述した様な本発明のシールリング付転がり軸受ユニットを造る為の製造方法であり、前記ハブの表面に、ビトリファイド砥石とレジノイド砥石とを組み合わせて成る組み合わせ砥石を用いて研削加工を施す。この際に、前記レジノイド砥石により前記回転側フランジの軸方向内側面を研削し、前記ビトリファイド砥石により前記内輪軌道を研削する。 The invention relating to the manufacturing method of the rolling bearing unit with a seal ring of the present invention is a manufacturing method for manufacturing the rolling bearing unit with a seal ring of the present invention as described above, and a vitrified grindstone and a resinoid are formed on the surface of the hub. Grinding is performed using a combination whetstone that is combined with a whetstone. At this time, the inner side surface in the axial direction of the rotary flange is ground by the resinoid grindstone, and the inner ring raceway is ground by the vitrified grindstone.
上述の様な構成を有する本発明によれば、製造コストの上昇を抑えつつ、異音の発生を抑制できると共に、グリース漏れやシールトルクの上昇を抑制できる、シールリング付転がり軸受ユニットを実現できる。
即ち、本発明の場合には、内部空間の軸方向外端開口部を塞ぐ為のシールリングのうち、回転側フランジの軸方向内側面に先端縁を摺接させる軸方向シールリップに、研磨材を含有したグリースを塗布している。この為、バフ加工と同様の原理により、研磨材は軸方向シールリップの表面に緩く保持され、ハブの回転に伴って、回転側フランジの軸方向内側面を研磨する。従って、回転側フランジの軸方向内側面に研削筋目が形成されている場合にも、この研削筋目を削り取る事ができる為、軸方向シールリップの先端縁が径方向に振動する事に起因して生じる異音の発生を抑制できる。又、使用に伴って、回転側フランジの軸方向内側面の表面粗さを良好にできる為、ねじポンプ作用が働く事を抑制でき、グリース漏れやシールトルクの上昇を抑制できる。しかも、本発明の場合には、研磨材入りのグリースを軸方向シールリップに塗布するだけで良い為、回転側フランジの軸方向内側面に電着塗装やショットピーニングを施す場合に比べて、製造コストの上昇は十分に抑えられる。
According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to realize a rolling bearing unit with a seal ring that can suppress the generation of abnormal noise while suppressing an increase in manufacturing cost and can suppress an increase in grease leakage and an increase in seal torque. .
That is, in the case of the present invention, of the seal ring for closing the axial outer end opening of the internal space, the abrasive is applied to the axial seal lip that slides the tip edge on the axial inner surface of the rotation side flange. The grease containing is applied. For this reason, the abrasive is loosely held on the surface of the axial seal lip by the same principle as buffing, and the axial inner surface of the rotation side flange is polished as the hub rotates. Therefore, even when a grinding line is formed on the inner side surface in the axial direction of the rotation side flange, this grinding line can be cut off, resulting in vibration of the tip end edge of the axial seal lip in the radial direction. Generation of abnormal noise can be suppressed. Moreover, since the surface roughness of the inner side surface in the axial direction of the rotating side flange can be improved with use, it is possible to suppress the action of the screw pump and to suppress the grease leakage and the increase in the seal torque. Moreover, in the case of the present invention, since it is only necessary to apply the grease containing abrasive to the axial seal lip, it is manufactured compared to the case where electrodeposition coating or shot peening is applied to the axial inner surface of the rotating flange. The increase in cost can be suppressed sufficiently.
更に、本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの製造方法の場合には、回転側フランジの軸方向内側面を研削する為の砥石と、内輪軌道を研削する為の砥石とを、種類の異なる別の砥石としている。具体的には、回転側フランジの軸方向内側面を、仕上粗さを良好にできるレジノイド砥石により研削し、内輪軌道を、研削面の母線形状を正確にできるビトリファイド砥石により研削する。この為、回転側フランジの軸方向内側面の表面粗さを、使用開始時より良好にできる。従って、回転側フランジの軸方向内側面と軸方向シールリップとの摺接部に関して、シールリング付転がり軸受ユニットの使用開始直後から、グリースが漏れ出たり、シールトルクが上昇したりする事を抑制できる。 Furthermore, in the case of the method for manufacturing a rolling bearing unit with a seal ring according to the present invention, a grindstone for grinding the axial inner surface of the rotation side flange and a grindstone for grinding the inner ring raceway are separated by different types. It is a whetstone. Specifically, the inner side surface in the axial direction of the rotation side flange is ground with a resinoid grindstone capable of improving the finish roughness, and the inner ring raceway is ground with a vitrified grindstone capable of accurately generating the generatrix of the ground surface. For this reason, the surface roughness of the inner side surface in the axial direction of the rotation side flange can be made better than at the start of use. Therefore, at the sliding contact portion between the axial inner surface of the rotary flange and the axial seal lip, it is possible to prevent grease from leaking or seal torque from increasing immediately after the use of the rolling bearing unit with seal ring. it can.
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1、2を参照しつつ説明する。本例のシールリング付転がり軸受ユニット1aは、自動車の車輪(従動輪)を懸架装置に対して回転自在に支持する為のもので、外輪2aと、ハブ3aと、複数個の転動体(玉)4a、4aと、シールリング14aと、カバー16aとを備えている。
[First example of embodiment]
A first example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A rolling
外輪2aは、例えば中炭素鋼等の鉄系合金製で略円筒状に構成されており、内周面に複列の外輪軌道6c、6dを、外周面に静止側フランジ5aを、それぞれ有している。この様な外輪2aは、使用時に、静止側フランジ5aを、図示しない懸架装置のナックルに結合固定する事により、この懸架装置に支持された状態で回転しない。
The
ハブ3aは、ハブ本体7aと内輪8aとを結合する事により構成されており、外輪2aの内径側にこの外輪2aと同心に配置されている。ハブ本体7aは、例えば中炭素鋼等の鉄系合金製で、外周面に例えば高周波焼き入れ処理などの硬化熱処理が施されている。
The
ハブ本体7aの外周面のうち、外輪2aの軸方向外端開口から軸方向外方に突出した部分には、車輪やディスクロータを支持固定する為の円輪状の回転側フランジ12aが設けられている。回転側フランジ12aのうち、径方向内端部(基端部)を、軸方向に関する厚さ寸法(肉厚)が大きい厚肉部29としており、径方向中間部乃至外端部(先端部)を、軸方向に関する厚さ寸法が厚肉部29に比べて小さい薄肉部30としている。これにより、旋回走行等に伴って、車輪から回転側フランジ12aに加わるモーメント(旋回モーメント)に対する強度及び剛性を確保している。又、厚肉部29と薄肉部30とを、回転側フランジ12aの軸方向内側面の内径寄り部分に設けられた段部31により連続させている。
A portion of the outer peripheral surface of the
又、ハブ本体7aの外周面のうち、外輪2aの内周面に設けられた外側列の外輪軌道6cと対向する部分には、断面形状が部分円弧状である内輪軌道10cを設けている。又、ハブ本体7aの外周面のうち、内輪軌道10cの軸方向外側に隣接した部分には、外径寸法が軸方向に亙り変化しない円筒面部32を設けている。又、この円筒面部32と、回転側フランジ12a(厚肉部29)の軸方向内側面との間には、断面形状が部分円弧形の凹曲面部33を設けている。更に、ハブ本体7aの外周面の軸方向内端部には、小径段部34を設けている。
In addition, an
本例の場合には、上述した様な構成を有するハブ本体7aの外周面に、前記図11に示した場合と同様に、総型の研削砥石24(図11参照)を使用した仕上加工を施している。より具体的には、回転側フランジ12aの軸方向外側面にマグネットチャック22(図11参照)を磁気吸着力により結合させた状態で、このマグネットチャック22を回転させる事により、ハブ本体7aを回転させる。又、ハブ本体7aの軸方向中間部外周面を2つのシュー23(図11参照)の先端部により回転自在に支持し、このハブ本体7aのラジアル方向の位置決めを図る。そして、この状態で、研削砥石24の外周面を、ハブ本体7aの外周面に押し付け、このハブ本体7aのうち、厚肉部29の軸方向内側面、凹曲面部33、円筒面部32、及び、内輪軌道10cから小径段部34に亙る範囲に、同時に研削加工を施す。又、ハブ本体7aの中心軸とマグネットチャック22の回転中心軸とを偏心させて、このハブ本体7aに2つのシュー23の間に向かう押圧力を付与する。
In the case of this example, the finishing process using the grinding wheel 24 (see FIG. 11) of the total type is performed on the outer peripheral surface of the
以上の様な仕上加工により、ハブ本体7aの各部の形状及び寸法は、研削砥石24の外周面形状に倣ったものになり、厳密に規制される。但し、本例の場合にも、前記偏心及び前記押圧力による前記2つのシュー23の先端部の摩耗の影響により、ハブ本体7aの中心軸の高さ(芯高)と研削砥石24の中心軸の高さ(芯高)とが不一致になり、回転側フランジ12aの軸方向内側面に対する研削砥石24の研削面(研削点)の位置が変化する。この結果、回転側フランジ12aの厚肉部29の軸方向内側面には、前記図12に示した場合と同様に、シールリング付転がり軸受ユニット1aの使用開始以前の状態で、軸方向に関する凹部26(図12参照)と凸部27(図12参照)とが径方向に亙り交互に配置された、対数螺旋状(等角螺旋状、渦巻き状)の研削筋目28(図12参照)が形成されている。尚、研削筋目28は対数螺旋状である為、径方向に隣り合う1対の凸部27、27(凹部26、26)同士のピッチは、厚肉部29の軸方向内側面の径方向外側に向かう程大きくなる。
By the finishing process as described above, the shape and size of each part of the hub
又、ハブ本体7aと共にハブ3aを構成する内輪8aは、例えばSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼製で略円環状に構成されており、ズブ焼き入れ等の熱処理が施されている。又、内輪8aの外周面には、断面形状が部分円弧形である内側列の内輪軌道10dが形成されている。この様な内輪8aは、ハブ本体7aの軸方向内端部に設けられた小径段部34に、締り嵌めにより外嵌固定されている。そして、内輪8aは、ハブ本体7aの軸方向内端部を径方向外方に塑性変形する事により形成されたかしめ部35により、軸方向内端面が抑え付けられている。尚、ハブ本体7aの軸方向内端部にかしめ部35を形成する構造に代えて、ハブ本体の軸方向内端部にナットを螺着する構造を採用する事もできる。
The
転動体4a、4aは、外側列の外輪軌道6c及び内輪軌道10cとの間部分、並びに、内側列の外輪軌道6d及び内輪軌道10dとの間部分に、それぞれ保持器36a、36bにより保持された状態で転動自在に配置されている。又、転動体4a、4aには、かしめ部35による押し付け力を利用して、背面組合せ型の接触角と適正な予圧が付与されている。尚、図示の例では、転動体4a、4aとして玉を使用しているが、重量が嵩む自動車の車輪支持用のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する事もできる。
The rolling
外輪2aの内周面とハブ3aの外周面との間に存在する、内部空間(転動体設置空間)15aの軸方向両端開口を、シールリング14a及びカバー16aにより塞いでいる。このうちのカバー16aは、外輪2aの軸方向内端開口部を塞ぐ事により、内部空間15aの軸方向内端開口を塞ぐもので、全体を有底円筒状に構成されており、円筒状の嵌合筒部37と、この嵌合筒部37の軸方向内端部から径方向内方に折れ曲がった底板部38とを備えている。そして、このうちの嵌合筒部37を、外輪2aの軸方向内端部に内嵌固定する事で、中実体であるハブ本体7aの軸方向内側面と共に、内部空間15aの軸方向内端開口を塞いでいる。
Both ends in the axial direction of the internal space (rolling element installation space) 15a existing between the inner peripheral surface of the
シールリング14aは、内部空間15aの軸方向外端開口を塞ぐもので、芯金17aと、シール材18aとから構成されている。このうちの芯金17aは、鋼板等の金属板に打ち抜き及び曲げ等のプレス加工を施す事により、断面略コ字形で全体を円環状に構成されており、外径側円筒部39と、この外径側円筒部39の軸方向外端縁から径方向内方に折れ曲がった円輪部40と、この円輪部40の径方向内端縁から軸方向内方に向かう程径方向内方に向かう方向に傾斜した内径側円すい筒部41とを備えている。そして、このうちの外径側円筒部39を、外輪2aの軸方向外端部内周面に締り嵌めで内嵌固定している。
The
シール材18aは、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、芯金18aの軸方向外側面(円輪部40の軸方向外側面及び内径側円すい筒部41の内周面)を覆う様にして、この芯金18aに結合固定されており、3本の接触式のシールリップ19a、20a、21aを備えている。これら3本のシールリップ19a〜21aのうち、最も径方向外方に位置し、軸方向外方に突出する状態で設けられた、サイドリップと呼ばれる軸方向シールリップ(アキシアルリップ)19aは、その先端縁を回転側フランジ12aの厚肉部29の軸方向内側面に全周に亙り摺接させている。又、径方向内方に突出する状態で設けられた2本の径方向シールリップ(ラジアルリップ)20a、21aは、それぞれの先端縁を、ハブ本体7aの軸方向中間部外周面に設けられた円筒面部32に全周に亙り摺接させている。これにより、内部空間15aの軸方向外端開口を塞いでいる。又、厚肉部29の軸方向内側面は、巨視的(マクロ的)には、ハブ本体7aの中心軸に直交する仮想平面上に配置されているが、微視的(ミクロ的)には、軸方向に関する凹部26と凸部27とが径方向に関して交互に配置されている(断面波形状となっている)。
The sealing
又、図示の例では、軸方向シールリップ19a及び軸方向外側に配置された径方向シールリップ20aを、それぞれ基端縁から先端縁に向かう程、外部空間(内部空間15aと反対側)に向かう方向に傾斜させている。これにより、軸方向シールリップ19a及び径方向シールリップ20aによる異物侵入防止機能を高めている。これに対し、軸方向内側に配置された径方向シールリップ21aを、基端縁である外径側端縁から先端縁である内径側端縁に向かう程、内部空間15aの軸方向中央側に向かう方向に傾斜させている。これにより、径方向シールリップ21aによるグリース漏洩防止機能を高めている。
Further, in the illustrated example, the
特に本例の場合には、回転側フランジ12a(厚肉部29)の軸方向内側面にその先端縁を全周に亙り摺接させた軸方向シールリップ19aに、粉末状の研磨材42を適量含有したグリース43を塗布している。この研磨材42は、例えば立方晶窒化ホウ素(BN)、炭化ケイ素(SiC)、酸化アルミニウム(Al2O3)など、密度が3〜4g/cm3程度(立方晶窒化ホウ素:3.48g/cm3、炭化ケイ素:3.22g/cm3、酸化アルミニウム:3.99g/cm3)であり、一般的な(研磨材を含有していない)グリース(0.9〜1g/cm3程度)よりも密度が高くなっている。
In particular, in the case of the present example, the powdery abrasive 42 is applied to the
又、シールリング14aを構成する3本のシールリップ19a、20a、21aのうち、軸方向シールリップ19aにのみ研磨材42入りグリース43を塗布し、残りの径方向シールリップ20a、21aには、研磨材を含有していない通常のグリースを塗布している(図示省略)。本例の場合には、この様な構成を得る為に、3本のシールリップ19a、20a、21aに、それぞれ研磨材42を含有していない通常のグリース43を塗布した後、軸方向シールリップ19aに塗布したグリース43にのみ、研磨材42を振り掛けるか、或いは、軸方向シールリップ19aのみを対象として、研磨材42を予め含有したグリース43を適量塗布する様にしている。何れの場合にも、本例の場合には、研磨材42入りグリース43を、軸方向シールリップ19aの先半部の内周面に塗布している。そして、この軸方向シールリップ19aの先端縁を回転側フランジ12aの軸方向内側面に接触させた状態で、研磨材42入りのグリース43に就いても、この回転側フランジ12aの軸方向内側面に接触させている。
Of the three
以上の様な構成を有する本例のシールリング付転がり軸受ユニット1aによれば、製造コストの上昇を抑えつつ、異音の発生を抑制できると共に、グリース漏れやシールトルクの上昇を抑制できる。
即ち、本例の場合には、回転側フランジ12aの軸方向内側面に先端縁を摺接させた軸方向シールリップ19aに、粉末状の研磨材42を含有したグリース43を塗布している。この為、バフ加工と同様の原理により、研磨材42は、回転側フランジ12aの軸方向内側面ではなく、軸方向シールリップ19aの表面に緩く保持され、この軸方向シールリップ19aを殆ど摩耗させる事なく、ハブ3aの回転に伴って、回転側フランジ12aの軸方向内側面を研磨する。特に本例の場合には、研磨材42入りのグリース43を軸方向シールリップ19aの先半部内周面に塗布しており、このグリース43を回転側フランジ12aの軸方向内側面に接触させている為、ハブ3aの回転に伴う遠心力の作用により、グリース43中の研磨材42を、軸方向シールリップ19aの先端縁と回転側フランジ12aとの摺接部に効率良く供給できる。この為、回転側フランジ12aの軸方向内側面を効果的に研磨できる。従って、研磨材42により、回転側フランジ12a(厚肉部29)の軸方向内側面に形成された研削筋目28を削り取る事ができ、この軸方向内側面に、新たにハブ3aの回転中心と同心円状の筋目を形成する事ができる。この為、軸方向シールリップ19aの先端縁が径方向に振動する事が抑制され、異音の発生を抑制できる。又、使用に伴って、回転側フランジ12aの軸方向内側面の表面粗さを良好にできる為、ねじポンプ作用が働く事を抑制でき、グリース漏れやシールトルクの上昇を抑制できる。しかも、本例の場合には、研磨材42入りのグリース43を、軸方向シールリップ19aにのみ塗布するだけで良い為、回転側フランジ12aの軸方向内側面に電着塗装やショットピーニングを施す場合に比べて、製造コストの上昇は十分に抑えられる。
According to the rolling bearing unit with a
That is, in the case of this example, the
又、軸方向シールリップ19aの表面に塗布したグリース43中の研磨材42、及び、回転側フランジ12aの軸方向内側面から生じた摩耗粉は、シールリング付転がり軸受ユニット1aの使用に伴って効率良く外部空間に排出される。
即ち、グリース43中の研磨材42のうち、軸方向シールリップ19aの表面に元々保持されていない、又は、この表面から脱落するなどした研磨材42は、グリース43中に遊離し、ハブ3aの回転による遠心力を受ける。又、軸方向シールリップ19aの表面に保持されている研磨材42に関しても、この軸方向シールリップ19aの表面は、バフの表面とは異なり比較的平滑な面であり、研磨材42を保持する機能は低い為、使用に伴って研磨材42はその後脱落し、遠心力を受ける。前述した通り、研磨材42として使用する材料の密度は3〜4g/cm3程度であり、グリース43の密度(0.9〜1g/cm3)よりも3〜4倍大きい為、研磨材42が受ける遠心力はグリース43が受ける遠心力の3〜4倍になる。この為、研磨材42は、軸方向シールリップ19aの先端縁と回転側フランジ12aの軸方向内側面との摺接部から径方向外方に移動し、ハブ3aの回転に伴って外部空間へと排出される。従って、グリース43中の研磨材42は次第に減少していき、最終的にはゼロになる。又、回転側フランジ12aの軸方向内側面から生じる摩耗粉に関しても、ハブ本体7aの素材である中炭素鋼の密度或いは表面が酸化する事で生じた酸化鉄の密度は、グリース43の密度よりも何れも大きい(中炭素鋼:7.8g/cm3程度、酸化鉄:5〜5.5g/cm3程度)。この為、摩耗粉に関しても、研磨材42の場合と同様に、外部空間に排出され、グリース43中などに残る事はない。従って、軸方向シールリップ19aの締め代が低下するなどして、シールリング14aの密封性が低下する事を防止できる。尚、回転側フランジ12aの軸方向内側面に形成された研削筋目28は、軸方向シールリップ19aが摺接する部分のみが研磨により除去され、軸方向シールリップ19aが摺接しない部分は除去されずに残留している。しかしながら、軸方向シールリップ19aの摺接面が、螺旋状の研削筋目の存在しない平滑面に形成されていれば良く、摺接面以外に研削筋目28が残存していても問題はない。
Further, the abrasive 42 in the
That is, among the
[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図3、4を参照しつつ説明する。本例の特徴は、回転側フランジ12aの軸方向内側面の表面粗さを当初より良好にすべく、ハブ3aの外周面に施す仕上加工(研削加工)を工夫した点にある。
[Second Example of Embodiment]
A second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of this example is that the finishing process (grinding process) applied to the outer peripheral surface of the
即ち、本例の場合には、ハブ本体7aの表面(外周面)を研削する研削砥石として、特性の異なるレジノイド砥石44とビトリファイド砥石45とを組わせて成る、組み合わせ砥石46を使用する。この様な組み合わせ砥石46としては、レジノイド砥石44とビトリファイド砥石45とを、1本のスピンドルの周囲に紙製のワッシャ又は間座を介して取り付けたものを使用できる他、特許文献2に記載されている様に、一体型の構造を有するものを使用しても良い。
That is, in the case of this example, a
何れにしても、本例の場合には、組み合わせ砥石46を構成する1対の砥石44、45のうち、レジノイド砥石44により、回転側フランジ12a(厚肉部29)の軸方向内側面及び凹曲面部33を研削し、ビトリファイド砥石45により、外側列の外輪軌道10cを含む、円筒面部32から小径段部34(図1参照)に亙る部分を研削する。
In any case, in the case of this example, of the pair of
レジノイド砥石44とビトリファイド砥石45との突き合わせ面47には、砥石の形状崩れが発生し易い為、ハブ本体7aの外周面のうち、この突き合わせ面47と対向する部分に、予め逃げ凹溝48を全周に亙り形成している。
Since the shape of the grindstone is likely to be deformed on the
以上の様な構成を有する本例の場合には、レジノイド砥石44により、回転側フランジ12aの軸方向内側面を研削する事ができる為、この軸方向内側面の表面粗さを、前記図11に示した場合の様に、内輪軌道を研削する事を優先に選択された砥石により研削する場合に比べて、良好にできる。又、ビトリファイド砥石45により内輪軌道10cを研削する為、この内輪軌道10cの母線形状を正確に規制する事ができる。従って、本例の場合には、回転側フランジ12aの軸方向内側面と軸方向シールリップ19との摺接部で、ねじポンプ作用が生じる事を抑制する事ができ、シールリング付転がり軸受ユニット1aの使用開始直後から、グリースが漏れ出たり、シールトルクが上昇したりする事を抑制できる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, the resin
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of the said embodiment.
[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例に就いて、図5、6を参照しつつ説明する。本例の特徴は、ハブ本体7aの表面に仕上加工を施す為に使用する組み合わせ砥石46aの構成を、上述した実施の形態の第2例の場合とは変更した点にある。
[Third example of embodiment]
A third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of this example is that the configuration of the
即ち、本例の場合には、組み合わせ砥石46aを構成するレジノイド砥石44aとビトリファイド砥石45aとの突き合わせ面47aの位置を、ハブ本体7aの外周面のうち、円筒面部32と外側列の内輪軌道10cとの境界位置としている。そして、これら円筒面部32と外側列の内輪軌道10cとの間に、面取り49を全周に亙り形成している。又、本例の場合には、レジノイド砥石44aにより、回転側フランジ12a(厚肉部29)の軸方向内側面、凹曲面部33及び円筒面部32を研削し、ビトリファイド砥石45aにより、外側列の外輪軌道10cから小径段部34(図1参照)に亙る部分を研削する。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例及び第2例の場合と同様である。
That is, in the case of this example, the position of the
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example and 2nd example of the said embodiment.
[実施の形態の第4例]
本発明の実施の形態の第4例に就いて、図7を参照しつつ説明する。本例の特徴は、シールリング14bを構成する軸方向シールリップ19bの全長(軸方向長さ寸法)を、全周に亙り同じとはせずに、円周方向位置に応じて異ならせた点にある。
[Fourth Example of Embodiment]
A fourth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this example is that the total length (axial length dimension) of the
即ち、本例の場合には、軸方向シールリップ19bの自由状態での全長を、シールリング14bを外輪2a(図1参照)の軸方向外端部に内嵌固定した状態で、鉛直方向上側に位置する部分で最も長くなり(Lmax)、鉛直方向下側に位置する部分で最も短くなる(Lmin)様に設定している。これにより、軸方向シールリップ19bの締め代の大きさを、鉛直方向上側で最も大きくすると共に、鉛直方向下側で最も小さくしている。
That is, in the case of this example, the full length of the
以上の様な構成を有する本例の場合には、軸方向シールリップ19bの締め代の大きさが円周方向位置に応じて変化する為、軸方向シールリップ19bに塗布した研磨材42入りグリース43(図2等参照)の撹拌を促進させる事ができる。従って、この研磨材42を外部空間に向けて効率良く排出する事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, since the size of the interference of the
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of the said embodiment.
[実施の形態の第5例]
本発明の実施の形態の第5例に就いて、図8を参照しつつ説明する。本例の特徴は、軸方向シールリップ19cの先端縁の円周方向に関する形状を、凹凸形状とした点にある。これにより、本例の場合には、軸方向シールリップ19cの先端縁を、回転側フランジ12a(図2等参照)の軸方向内側面に対し、周方向に関して間欠的に摺接させる。
[Fifth Example of Embodiment]
A fifth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this example is that the shape of the tip edge of the
軸方向シールリップ19cの先端縁の凹凸形状は特に問わない。例えば、図8の(A)に示す様な、矩形の凹部と凸部とを交互に連続させる形状、(B)に示す様なサインカーブ状の波形形状、(C)に示す様な先端縁のうちで回転側フランジの軸方向内側面と摺接する内周縁部にのみ欠肉部を間欠的に形成した形状、(D)に示す様な内周縁部の形状のみを波形とした形状、(E)に示す様なハイポサイクロイド曲線形状、(F)に示す様なエピサイクロイド曲線形状等を採用できる。(D)、(E)、(F)に示した形状は、軸方向シールリップの先端縁全体を当該形状にしても、回転側フランジの軸方向内側面と摺接する内周縁(又は外周縁)のみを当該形状としても良い。何れの形状を採用した場合でも、軸方向シールリップ19cの先端縁のうちの凸部のみが回転側フランジ12aの軸方向内側面と摺接し、軸方向シールリップ19cの先端縁のうちの凹部と回転側フランジ12aの軸方向内側面との間には多数の微小隙間が、円周方向に関して間欠的に存在する状態となる。
The uneven shape of the tip edge of the
以上の様な構成を有する本例の場合には、軸方向シールリップ19cの先端縁と回転側フランジ12aの軸方向内側面との摺接部の径方向位置が、円周方向に関して変化する為、グリース43に含有した研磨材42(図2等参照)及び回転側フランジ12aの軸方向内側面に生じた摩耗粉を、外部空間に効率良く排出する事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, the radial position of the sliding contact portion between the tip edge of the
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of the said embodiment.
本発明のシールリング付転がり軸受ユニットは、実施の形態の各例で説明した様な、車輪を回転自在に支持する為の車輪支持用の用途に限らず、その他の転がり軸受ユニットに適用する事もできる。又、車輪支持用の転がり軸受ユニットに適用する場合にも、従動輪用に限らず、駆動輪用の転がり軸受ユニットに適用する事もできる。又、本発明は、実施の形態の各例に示した構造を適宜組み合わせて実施する事もできる。 The rolling bearing unit with a seal ring of the present invention is not limited to the use for supporting the wheel for rotatably supporting the wheel as described in each example of the embodiment, but can be applied to other rolling bearing units. You can also. Also, when applied to a rolling bearing unit for supporting a wheel, the present invention can be applied not only to a driven wheel but also to a rolling bearing unit for a driving wheel. The present invention can also be implemented by appropriately combining the structures shown in the examples of the embodiment.
1、1a シールリング付転がり軸受ユニット
2、2a 外輪
3、3a ハブ
4、4a 転動体
5、5a 静止側フランジ
6a〜6d 外輪軌道
7、7a ハブ本体
8、8a 内輪
9 ナット
10a〜10d 内輪軌道
11 保持器
12、12a 回転側フランジ
13 スタッド
14、14a シールリング
15、15a 内部空間
16、16a カバー
17、17a 芯金
18、18a シール材
19、19a〜19c 軸方向シールリップ
20、20a 径方向シールリップ
21、21a 径方向シールリップ
22 マグネットチャック
23 シュー
24 研削砥石
25 ロータリドレッサ
26 凹部
27 凸部
28 研削筋目
29 厚肉部
30 薄肉部
31 段部
32 円筒面部
33 凹曲面部
34 小径段部
35 かしめ部
36a、36b 保持器
37 嵌合筒部
38 底板部
39 外径側円筒部
40 円輪部
41 内径側円すい筒部
42 研磨材
43 グリース
44、44a レジノイド砥石
45、45a ビトリファイド砥石
46、46a 組み合わせ砥石
47、47a 突き合わせ面
48 逃げ凹溝
49 面取り
DESCRIPTION OF
Claims (2)
外周面のうちで、前記外輪軌道と対向する部分に内輪軌道を有すると共に、前記外輪の軸方向外端開口部よりも軸方向外方に突出した部分に回転側フランジを有する、使用時に回転するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、
前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外端開口部を塞ぐもので、その先端縁を前記回転側フランジの軸方向内側面に全周に亙り摺接させた軸方向シールリップを有するシールリングと、を備え、
研磨材を含有したグリースが、前記軸方向シールリップに塗布されている、
シールリング付転がり軸受ユニット。 An outer ring that has an outer ring raceway on its inner peripheral surface and does not rotate during use;
The outer ring surface has an inner ring raceway at a portion facing the outer ring raceway, and has a rotation side flange at a portion protruding outward in the axial direction from the axial outer end opening of the outer ring. A hub,
A plurality of rolling elements provided in a freely rollable manner between the outer ring raceway and the inner ring raceway;
It closes the axially outer end opening of the internal space existing between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the hub, and the tip edge thereof extends over the entire inner periphery in the axial direction of the rotary flange. A seal ring having an axial seal lip brought into sliding contact,
Grease containing abrasive is applied to the axial seal lip,
Rolling bearing unit with seal ring.
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