JP5132457B2 - 複列円錐ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用の複列円錐ころ軸受、特に、一対の内輪を有し、これらの内輪の分離を防止した第１世代あるいは第２世代構造の複列円錐ころ軸受に関するものである。

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、この複列の転がり軸受には、一般的に、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、何よりも燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。

この従来の複列円錐ころ軸受５０は、図１２に示すように、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外輪５１と、外周にこれら複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する内側転走面５２ａ、５２ａが形成された一対の内輪５２、５２と、両転走面間に保持器５３、５３を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ５４、５４と、外輪５１と内輪５２との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシール５５、５５と、各内輪５２、５２どうしの接触面側の内径面に形成された環状の保持凹部５６に嵌合された分離防止部材５７とを備えている。保持器５３の端面とシール５５の端面との間には所定の幅Ａを有する第１隙間５８が設けられている。

分離防止部材５７は、図１３に示すように、鋼板からプレス加工によって断面がコ字形で、全体として円環状に形成され、内輪５２の保持凹部５６に嵌合される折曲部５９が形成されている。また、分離防止部材５７の折曲部５９と保持凹部５６の壁面との間に所定の幅ｄ１、ｄ２を有する第２隙間６０が設けられ、内輪５２、円錐ころ５４および保持器５３の組立品が軸心６１方向に微移動可能に構成されている。そして、この複列円錐ころ軸受５０を組み立てた際の第１隙間５８が、折曲部５９間の幅Ｄから保持凹部５６の壁面間の幅Ｃの最小幅を減じた値よりも大きくなるように設定されている（Ａ＞Ｄ−Ｃ＝ｄ１＋ｄ２）。

複列円錐ころ軸受５０は、外輪５１に対して内輪５２、円錐ころ５４および保持器５３の組立品を組み込むことで組み立てられる。そして、例えば、製品の搬送中等に内輪５２、円錐ころ５４および保持器５３の組立品が軸心６１方向に力を受けた場合、これが軸心６１方向に微移動し、第１隙間５８の幅Ａおよび保持凹部５６の壁面間の幅Ｃ（幅ｄ１、ｄ２）は変化する。しかし、保持凹部５６の壁面間の幅Ｃは、最大で折曲部５９間の幅Ｄであり、したがって、第１隙間５８の幅Ａおよび保持凹部５６の壁面間の幅Ｃが変化したとしても、Ａ＞Ｄ−Ｃ＝ｄ１＋ｄ２に設定されているので、内輪５２、円錐ころ５４および保持器５３の組立品が車軸６２方向に移動した際であっても、保持器５３の端面とシール５５の端面とが接触するのを防止することができる。
特開２００２−３１０１７５号公報

然しながら、この従来の複列円錐ころ軸受５０では、内輪５２の内径面に形成された保持凹部５６に分離防止部材５７を嵌合させて内輪５２の軸心６１方向の移動が防止されているが、これでは、分離防止部材５７の部品点数が増えるだけでなく、内輪５２に保持凹部５６を形成する加工工数が増し、さらには、この分離防止部材５７を嵌合するための組立工数が増え、コスト高になる問題があった。

さらに、この種の車輪用の複列円錐ころ軸受５０はコンパクト化が求められているため、内輪５２に保持凹部５６を形成するだけの肉厚および幅方向のスペースを確保することは難しい。したがって、従来は、軸受の負荷容量を犠牲にしてこの分離防止部材５７を採用する必要があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンパクト化と低コスト化を図ると共に、簡単な構成で内輪の分離を防止した複列円錐ころ軸受を提供することを目的としている。

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、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、前記外方部材と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成され、前記内輪の正面側端面が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受において、前記シールが、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り、このスリンガが、前記内輪の外径に嵌合された円筒部、および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嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の軸受内方側端部から径方向内方に延びる立板部と、この立板部から、前記保持器の内径側で、軸受内方側に延びる円筒状の内径部とを有する芯金と、この芯金に一体に接合され、前記スリンガの立板部に摺接されるサイドリップ、および前記スリンガの円筒部に摺接されるラジアルリップを有するシール部材とからなると共に、前記円錐ころの大端面と前記シール板との距離が、前記保持器と当該シール板との距離よりも小さく設定され、かつ、前記芯金の内径部と前記スリンガの円筒部との段差が０以上、前記芯金の内径部の幅寸法以下に設定されている。

このように、第１世代または第２世代構造からなる背面合せタイプの複列円錐ころ軸受において、シールが、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り、このスリンガが、内輪の外径に嵌合された円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を有し、シール板が、外方部材の端部内周に嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の軸受内方側端部から径方向内方に延びる立板部と、この立板部から、保持器の内径側で、軸受内方側に延びる円筒状の内径部とを有する芯金と、この芯金に一体に接合され、スリンガの立板部に摺接されるサイドリップ、およびスリンガの円筒部に摺接されるラジアルリップを有するシール部材とからなると共に、円錐ころの大端面とシール板との距離が、保持器と当該シール板との距離よりも小さく設定され、かつ、芯金の内径部とスリンガの円筒部との段差が０以上、芯金の内径部の幅寸法以下に設定されているので、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止し、コンパクト化と低コスト化を図ることができる。また、シールを単体で取り扱う際に、ラジアルリップがスリンガの円筒部から脱落しないため、シール板とスリンガが分離するのを防止することができ、組立作業性を向上させると共に、ラジアルリップの損傷を防止して所望の密封性を確保することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記芯金の内径部と前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されていれば、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止でき、グリースリップを設けなくても密封性を確保でき軸受の低トルク化を達成することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記芯金の内径部の端部に径方向内方に折曲されて係止部が形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されていても良い。

また、請求項４に記載の発明のように、前記シール部材に凸部が形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されていても良い。

また、請求項５に記載の発明のように、前記シール部材に径方向内方に延びる突出片が形成され、前記スリンガの円筒部または前記内輪の外径との間に所定のすきまからなるラビリンスシールが構成されていても良い。

また、請求項６に記載の発明のように、前記シール部材に軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップが形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されていれば、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止できると共に、軸受の低トルク化を達成することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記芯金の内径部の端部に前記シール部材が回り込んで包囲部が形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されていても良い。これにより、円錐ころの大端面が芯金に干渉することがなくシール部材の包囲部に当接するので、円錐ころに傷が付くのを防止することができる。

本発明に係る複列円錐ころ軸受は、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、前記外方部材と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成され、前記内輪の正面側端面が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受において、前記シールが、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り、このスリンガが、前記内輪の外径に嵌合された円筒部、および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嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の軸受内方側端部から径方向内方に延びる立板部と、この立板部から、前記保持器の内径側で、軸受内方側に延びる円筒状の内径部とを有する芯金と、この芯金に一体に接合され、前記スリンガの立板部に摺接されるサイドリップ、および前記スリンガの円筒部に摺接されるラジアルリップを有するシール部材とからなると共に、前記円錐ころの大端面と前記シール板との距離が、前記保持器と当該シール板との距離よりも小さく設定され、かつ、前記芯金の内径部と前記スリンガの円筒部との段差が０以上、前記芯金の内径部の幅寸法以下に設定されているので、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止し、コンパクト化と低コスト化を図ることができる。また、シールを単体で取り扱う際に、ラジアルリップがスリンガの円筒部から脱落しないため、シール板とスリンガが分離するのを防止することができ、組立作業性を向上させると共に、ラジアルリップの損傷を防止して所望の密封性を確保することができる。

内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、前記外方部材と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成され、前記内輪の正面側端面が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受において、前記シールが、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り、このスリンガが、前記内輪の外径に嵌合された円筒部、および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嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる立板部と、この立板部から軸受内方側に延びる円筒状の内径部とを有する芯金と、この芯金に一体に接合され、前記スリンガの立板部に摺接されるサイドリップ、および前記スリンガの円筒部に摺接されるラジアルリップを有するシール部材とからなると共に、前記円錐ころの大端面と前記シール板との距離が、前記保持器と当該シール板との距離よりも小さく設定され、かつ、前記芯金の内径部と前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成され、前記内径部の段差が０以上、当該内径部の幅寸法以下に設定されている。

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、本発明に係る複列円錐ころ軸受の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のシール部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２のシールの積層状態を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）の比較例を示す説明図、図４は、図２のシールの変形例を示す要部拡大図、図５は、図２のシールの他の変形例を示す要部拡大図、図６は、図５のシールの変形例を示す要部拡大図である。

この複列円錐ころ軸受１は、車輪用軸受装置に使用される第１世代と称される構成を有し、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面２ａ、２ａが形成された外輪（外方部材）２と、外周に前記複列の外側転走面２ａ、２ａに対向するテーパ状の内側転走面３ａが形成された一対の内輪３と、両転走面間に収容された複列の円錐ころ４、４と、これらの円錐ころ４を転動自在に保持する保持器５と、外輪２と内輪３との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシール６、６とを備えている。この複列円錐ころ軸受１は、一対の内輪３、３の小径側（正面側）端面が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受を構成している。

内輪３の内側転走面３ａの大径側には、円錐ころ４の大端面４ａに接触して円錐ころ４を案内するための大鍔３ｂが形成されると共に、小径側には、円錐ころ４の脱落を防止するための小鍔３ｃが形成されている。

外輪２は、ＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ ４８０５）等の高炭素クロム軸受鋼、あるいは浸炭鋼からなり、高炭素クロム軸受鋼の場合は、８２０〜８６０℃で焼き入れされた後、１６０〜２００℃で焼き戻しされ、５８〜６４ＨＲＣの範囲に芯部まで硬化処理される。一方、浸炭鋼の場合は、５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理される。また、内輪３および円錐ころ４も、外輪２と同様、ＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ ４８０５）等の高炭素クロム軸受鋼、あるいは浸炭鋼からなり、高炭素クロム軸受鋼の場合は５８〜６４ＨＲＣの範囲に芯部まで硬化処理され、浸炭鋼の場合は、表面が５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理される。

この複列円錐ころ軸受１は、予め保持器５に円錐ころ４が組み込まれ、これらを内輪３に組み立てた、内輪３、円錐ころ４、保持器５のアッセンブリー（以下、内輪サブアッシと呼ぶ）がそれぞれ外輪２の両側から嵌挿され、外輪２と内輪３との環状空間から所定量のグリースが封入される。その後、シール６、６が装着されて組み立てられている。

シール６は、図２に拡大して示すように、互いに対向配置された環状のシール板７とスリンガ８とからなる、所謂パックシールで構成されている。シール板７は、芯金９と、この芯金９に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材１０とからなる。芯金９は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）やフェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略クランク形状に形成され、外輪２の端部内周に嵌合される円筒状の嵌合部９ａと、この嵌合部９ａから径方向内方に延びる立板部９ｂと、この立板部９ｂから軸受内方側に延びる円筒状の内径部９ｃとを有している。

一方、シール部材１０は、ＡＣＭ（ポリアクリルゴム）や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、芯金９の嵌合部９ａから内径部９ｃに亙って一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂを有している。なお、シール部材１０は、前述したもの以外にも、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、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはＥＰＭ（エチレン・プロピレンゴム）やシリコンゴム等を例示することができる。

スリンガ８は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）やフェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（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、内輪３の外周に嵌合される円筒部８ａと、この円筒部８ａから径方向外方に延びる立板部８ｂとを有している。そして、シール部材１０のサイドリップ１０ａがこの立板部８ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、ラジアルリップ１０ｂが円筒部８ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。また、スリンガ８における立板部８ｂの外縁は、シール板７と僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシール１１が構成されている。

ここで、本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａと芯金９の内径部９ｃとの距離ｅ１が所定値に設定されると共に、保持器５とシール６とが干渉しない距離に設定されている。ここでは、保持器５のポケットすきまや各部品の製造バラツキ等を考慮してｅ１＝０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定されている。これにより、分離防止部材等の部品の付加や特別な加工を施すことなく、簡単な構成で輸送中等に内輪サブアッシが図中右方向に移動して外輪２から分離するのを防止でき、コンパクト化と低コスト化を図ることができる。

また、ここでは、芯金９の内径部９ｃのシール部材１０とスリンガ８の円筒部８ａとの径方向すきまｅ２が所定値（半径で０．１〜０．５ｍｍ）に設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、シール部材１０にグリースリップを設けることなく、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止できると共に、グリースリップの廃止により、軸受の低トルク化を達成することができる。

さらに、芯金９の内径部９ｃとスリンガ８の円筒部８ａとの段差ｅ３は０以上、内径部９ｃの幅寸法ｅ４以下に設定されている。これにより、シール（パックシール）６を単体で取り扱う際に、ラジアルリップ１０ｂがスリンガ８の円筒部８ａから脱落しないため、シール板７とスリンガ８が分離するのを防止することができ、組立作業性を向上させると共に、ラジアルリップ１０ｂの損傷を防止して所望の密封性を確保することができる。

図３（ａ）に示すように、組立工程等の製造現場においてシール６を積層するような場合、前述したように、芯金９の内径部９ｃに対してスリンガ８の円筒部８ａを軸方向に延ばしてほぼ同等の長さに設定しているので、スリンガ８の立板部８ｂに、隣接するシール６の芯金９の内径部９ｃとスリンガ８の円筒部８ａが当接し、シール部材１０を保護することができる。すなわち、（ｂ）に示すように、スリンガ８’の立板部８ｂに、隣接するシールのスリンガ８’の円筒部８ａ’が当接せず、積層されたシール自体の重量によってサイドリップ１０ａ、ラジアルリップ１０ｂが押し潰されて損傷するような不具合を解消することができる。

図４は、図２のシール６の変形例である。このシール１２は、基本的には前述したシール６の芯金９の構成が一部異なるだけで、その他前述したシール６と同一部位、同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

このシール１２は、互いに対向配置された環状のシール板１３とスリンガ８とからなるパックシールで構成されている。シール板１３は、芯金１４と、この芯金１４に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材１０とからなる。芯金１４は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）やフェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略クランク形状に形成され、外輪２の端部内周に嵌合される円筒状の嵌合部９ａと、この嵌合部９ａから径方向内方に延びる立板部９ｂと、この立板部９ｂから軸受内方側に延びる円筒状の内径部９ｃと、この内径部９ｃから径方向内方に折曲された係止部１４ａとを有している。

ここで、本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａと芯金９の係止部１４ａとの距離ｅ１が０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定され、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止し、コンパクト化と低コスト化を図っている。また、芯金９の係止部１４ａとスリンガ８の円筒部８ａとの径方向すきまｅ２’が、半径で０．１〜０．５ｍｍに設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、シール部材１０にグリースリップを設けることなく、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止できると共に、グリースリップの廃止により、軸受の低トルク化を達成することができる。

さらに、芯金９の係止部１４ａとスリンガ８の円筒部８ａとの段差ｅ３’は０以上、立板部９ｂから係止部１４ａまでの距離ｅ４’以下に設定されている。これにより、シール１２を単体で取り扱う際に、ラジアルリップ１０ｂがスリンガ８の円筒部８ａから脱落しないため、シール板１３とスリンガ８が分離するのを防止することができ、組立作業性を向上させると共に、ラジアルリップ１０ｂの損傷を防止して所望の密封性を確保することができる。

図５は、図２のシール６の他の変形例である。このシール１５は、基本的には前述したシール６のシール部材１０の構成が一部異なるだけで、その他前述したシール６と同一部位、同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

このシール１５は、互いに対向配置された環状のシール板１６とスリンガ８とからなるパックシールで構成されている。シール板１６は、芯金９と、この芯金９に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材１７とからなる。シール部材１７は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金９の嵌合部９ａから内径部９ｃに亙って一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂおよびグリースリップ１７ａとを有している。

ここで、本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａと芯金９の内径部９ｃとの距離ｅ１が０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定され、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止し、コンパクト化と低コスト化を図ると共に、グリースリップ１７ａとスリンガ８の円筒部８ａとの径方向すきまｅ２が、半径で０．１〜０．５ｍｍに設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止でき、密封性を向上させることができる。

さらに、芯金９の内径部９ｃとスリンガ８の円筒部８ａとの段差ｅ３は０以上、内径部９ｃの幅寸法ｅ４以下に設定されている。これにより、シール１５を単体で取り扱う際に、ラジアルリップ１０ｂがスリンガ８の円筒部８ａから脱落しないため、シール板１６とスリンガ８が分離するのを防止することができ、組立作業性を向上させると共に、ラジアルリップ１０ｂの損傷を防止して所望の密封性を確保することができる。

図６は、図５のシール１５の変形例である。このシール１８は、基本的には前述したシール１５のシール部材１７の構成が一部異なるだけで、その他前述したシール１５と同一部位、同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

このシール１８は、互いに対向配置された環状のシール板１９とスリンガ８とからなるパックシールで構成されている。シール板１９は、芯金９と、この芯金９に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材２０とからなる。シール部材２０は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金９の嵌合部９ａから内径部９ｃに亙って一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂおよび凸部２０ａとを有している。

ここで、本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａと芯金９の内径部９ｃとの距離ｅ１が０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定され、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止し、コンパクト化と低コスト化を図ると共に、シール部材２０の凸部２０ａとスリンガ８の円筒部８ａとの径方向すきまｅ２が、半径で０．１〜０．５ｍｍに設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止でき、密封性を向上させることができる。

図７は、本発明に係る複列円錐ころ軸受の第２の実施形態を示す縦断面図、図８は、図７のシール部を示す要部拡大図、図９は、図８のシールの変形例を示す要部拡大図、図１０は、図８のシールの他の変形例を示す要部拡大図、図１１は、図１０のシールの変形例を示す要部拡大図である。

この複列円錐ころ軸受２１は、車輪用軸受装置に使用される第２世代と称される構成を有し、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ２２を一体に有し、この車輪取付フランジ２２の周方向等配にハブボルト（図示せず）が固定されるボルト孔２２ａが形成され、内周に外向きに開くテーパ状の複列の外側転走面２３ａ、２３ａが形成された外方部材２３と、外周にこれら複列の外側転走面２３ａ、２３ａに対向するテーパ状の内側転走面３ａが形成された一対の内輪３、３と、これら両転走面間に収容された複列の円錐ころ４、４と、これら複列の円錐ころ４、４を転動自在に保持する保持器５、５とを備えている。そして、外方部材２３と内輪３との間に形成される環状空間を密封するためにシール２４、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、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

外方部材２３は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼あるいはＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなる。高炭素クロム軸受鋼の場合は８２０〜８６０℃で焼き入れされた後、１６０〜２００℃で焼き戻しされ、５８〜６４ＨＲＣの範囲に芯部まで硬化処理されている。中高炭素鋼の場合は、複列の外側転走面２３ａ、２３ａは高周波焼入れによって表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

シール２４は、図８に拡大して示すように、互いに対向配置された環状のシール板２５とスリンガ８とからなるハイパックシールで構成されている。シール板２５は、芯金９と、この芯金９に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材２６とからなる。

一方、シール部材２６はＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金９の内周面に一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂおよび径方向内方に延びる突出片２６ａを有している。そして、この突出片２６ａとスリンガ８の円筒部８ａの端面との軸方向すきまｅ５が所定値（０．１〜０．５ｍｍ）に設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止できると共に、軸受の低トルク化を達成することができる。

ここで、本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａと芯金９の内径部９ｃ（またはシール部材２６の端部）との距離ｅ１が所定値に設定されている。また、芯金９の内径部９ｃとスリンガ８の円筒部８ａとの段差ｅ３は０以上、内径部９ｃの幅寸法ｅ４以下に設定されている。これにより、内輪サブアッシの分離を防止すると共に、シール２４を単体で取り扱う際に、ラジアルリップ１０ｂがスリンガ８の円筒部８ａから脱落しないため、シール板２５とスリンガ８が分離するのを防止することができ、組立作業性を向上させると共に、ラジアルリップ１０ｂの損傷を防止して所望の密封性を確保することができる。

図９は、図８のシール２４の変形例である。このシール２７は、基本的には前述したシール２４のシール部材２６の構成が一部異なるだけで、その他前述したシール２４と同一部位、同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

このシール２７は、互いに対向配置された環状のシール板２８とスリンガ８とからなるパックシールで構成されている。シール板２８は、芯金９と、この芯金９に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材２６’とからなる。シール部材２６’は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金９の嵌合部９ａから内径部９ｃに亙って一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂおよび突出片２６ａ’とを有している。

ここで、本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａと芯金９の内径部９ｃとの距離ｅ１が０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定され、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止すると共に、シール部材２６’の突出片２６ａ’と内輪３の外径との径方向すきまｅ６が、半径で０．１〜０．５ｍｍに設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止でき、密封性を向上させることができる。

図１０は、図８のシール２４の他の変形例である。このシール２９は、基本的には前述したシール２４のシール部材２６の構成が一部異なるだけで、その他前述したシール２４と同一部位、同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

このシール２９は、互いに対向配置された環状のシール板３０とスリンガ８とからなるパックシールで構成されている。シール板３０は、芯金９と、この芯金９に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材３１とからなる。シール部材３１は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金９の嵌合部９ａから内径部９ｃに亙って一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂおよび内径部９ｃの端部に回り込んで形成された包囲部３１ａとを有している。

ここで、円錐ころ４の大端面４ａとシール部材３１の包囲部３１ａとの距離ｅ１が０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定され、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止している。本実施形態では、円錐ころ４の大端面４ａが芯金９に干渉することがなくシール部材３１の包囲部３１ａに当接するので、円錐ころ４に傷が付くのを防止することができる。また、包囲部３１ａとスリンガ８の円筒部８ａとの径方向すきまｅ２が、半径で０．１〜０．５ｍｍに設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止でき、密封性を向上させることができる。

図１１は、図１０のシール２９の変形例である。このシール３２は、基本的には前述したシール２９の芯金９の構成が一部異なるだけで、その他前述したシール２９と同一部位、同一部品あるいは同一の機能を有する部品や部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

このシール３２は、互いに対向配置された環状のシール板３３とスリンガ８とからなるパックシールで構成されている。シール板３３は、芯金１４と、この芯金１４に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材３４とからなる。シール部材３４は、ＡＣＭやＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金１４の嵌合部９ａから係止部１４ａに亙って一体に接合されて、サイドリップ１０ａとラジアルリップ１０ｂおよび係止部１４ａの端部に回り込んで形成された包囲部３４ａとを有している。

ここで、円錐ころ４の大端面４ａとシール部材３４の包囲部３４ａとの距離ｅ１が０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定され、輸送中等に内輪サブアッシが分離するのを防止している。本実施形態では、前述した実施形態と同様、円錐ころ４の大端面４ａが芯金１４に干渉することがなくシール部材３４の包囲部３４ａに当接するので、円錐ころ４に傷が付くのを防止することができる。また、包囲部３４ａとスリンガ８の円筒部８ａとの径方向すきまｅ２が、半径で０．１〜０．５ｍｍに設定され、ラビリンスシールを構成している。これにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を防止でき、密封性を向上させることができる。

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。

本発明に係る複列円錐ころ軸受は、車輪を回転自在に支承する第１世代または第２世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る複列円錐ころ軸受の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１のシール部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図２のシールの積層状態を示す説明図である。 （ｂ）は、（ａ）の比較例を示す説明図である。 図２のシールの変形例を示す要部拡大図である。 図２のシールの他の変形例を示す要部拡大図である。 図５のシールの変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る複列円錐ころ軸受の第２の実施形態を示す縦断面図である。 図７のシール部を示す要部拡大図である。 図８のシールの変形例を示す要部拡大図である。 図８のシールの他の変形例を示す要部拡大図である。 図１０のシールの変形例を示す要部拡大図である。 従来の複列円錐ころ軸受を示す縦断面図である。 図１２の要部拡大図である。

符号の説明

１、２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・複列円錐ころ軸受
２、２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ、２３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
３ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大端面
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
６、１２、１５、１８、２４、２７、２９、３２・・シール
７、１３、１６、１９、２５、２８、３０、３３・・シール板
８、８’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
８ａ、８ａ’・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
８ｂ、９ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
９、１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
９ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
９ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内径部
１０、１７、２０、２６、２６’、３１、３４・・・シール部材
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
１４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・係止部
１７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
２０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凸部
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔
２６ａ、２６ａ’・・・・・・・・・・・・・・・・突出片
３１ａ、３４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・包囲部
５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・複列円錐ころ軸受
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外輪
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持凹部
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・分離防止材
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１隙間
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・折曲部
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２隙間
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸心
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車軸
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器の端面とシールの端面間の幅
Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持凹部の壁面間の幅
Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・折曲部間の幅
ｄ１、ｄ２・・・・・・・・・・・・・・分離防止部材の折曲部と保持凹部の壁面間の幅
ｅ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころの大端面とシール板との距離
ｅ２・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材とスリンガの円筒部との径方向すきま
ｅ２’・・・・・・・・・・・・・・芯金の係止部とスリンガの円筒部との径方向すきま
ｅ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金の内径部とスリンガの円筒部との段差
ｅ３’・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金の係止部とスリンガの円筒部との段差
ｅ４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金の内径部の幅寸法
ｅ４’・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金の立板部から係止部までの距離
ｅ５・・・・・・・・・・・・・・・突出片とスリンガの円筒部の端面との軸方向すきま
ｅ６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・突出片と内輪の外径との径方向すきま

Claims (7)

1. 内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された一対の内輪と、
   前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、
   前記外方部材と内輪との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
   前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が形成され、前記内輪の正面側端面が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受において、
   前記シールが、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り、このスリンガが、前記内輪の外径に嵌合された円筒部、および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嵌合される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の軸受内方側端部から径方向内方に延びる立板部と、この立板部から、前記保持器の内径側で、軸受内方側に延びる円筒状の内径部とを有する芯金と、この芯金に一体に接合され、前記スリンガの立板部に摺接されるサイドリップ、および前記スリンガの円筒部に摺接されるラジアルリップを有するシール部材とからなると共に、
   前記円錐ころの大端面と前記シール板との距離が、前記保持器と当該シール板との距離よりも小さく設定され、かつ、前記芯金の内径部と前記スリンガの円筒部との段差が０以上、前記芯金の内径部の幅寸法以下に設定されていることを特徴とする複列円錐ころ軸受。
2. 前記芯金の内径部と前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されている請求項１に記載の複列円錐ころ軸受。
3. 前記芯金の内径部の端部に径方向内方に折曲されて係止部が形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されている請求項１に記載の複列円錐ころ軸受。
4. 前記シール部材に凸部が形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されている請求項１に記載の複列円錐ころ軸受。
5. 前記シール部材に径方向内方に延びる突出片が形成され、前記スリンガの円筒部または前記内輪の外径との間に所定のすきまからなるラビリンスシールが構成されている請求項１に記載の複列円錐ころ軸受。
6. 前記シール部材に軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップが形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されている請求項１に記載の複列円錐ころ軸受。
7. 前記芯金の内径部の端部に前記シール部材が回り込んで包囲部が形成され、前記スリンガの円筒部との間に所定の径方向すきまからなるラビリンスシールが構成されている請求項１乃至６いずれかに記載の複列円錐ころ軸受。
   

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