JP5493307B2

JP5493307B2 - 転がり軸受装置

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Publication number: JP5493307B2
Application number: JP2008205496A
Authority: JP
Inventors: 善紀増田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: JP2010038346A

Description

本発明は、自動車等の車両に使用する転がり軸受装置に関する。

自動車等の車両には、タイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるための転がり軸受装置が用いられている。この転がり軸受装置は、車体側に固定された外輪と、この外輪と同心に配置され、車輪取付け用のフランジを備えた内輪と、これら外輪と内輪との間に介装される転動体とを備えている。さらに内輪と外輪との間に、この軸受部内に砂や融雪剤を含む泥水などの異物が浸入すると充填されているグリースが劣化したり、他の構成部材が発錆して、軸受部自体の寿命の低下を招くため、この軸受部に密封装置を配置する転がり軸受装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−６４２９６号公報

この特許文献１のような転がり軸受装置の密封装置は、外輪の内周面に圧入される芯金と、内輪の外周面に摺接するラジアルリップと、車輪取付け用のフランジに摺接するアキシャルリップとを備えている。ところが内輪のフランジにおけるアキシャル方向側の側面と外輪のアキシャル方向側の端面との間には隙間が存在し、この隙間は外部に対して直接的に開口されている形態であるため、異物が入りやすく、この異物の浸入量によっては十分なシール機能を発揮することができなくなるおそれがある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、異物の浸入量を低減させ、シール機能などを向上させるように改良した転がり軸受装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置は、車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車両アウター側の車輪に接続されるハブフランジを有する内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、少なくとも車両アウター側に設けられ、前記内輪と前記外輪との間を外部からシールする密封装置と、を備えた転がり軸受装置であって、前記外輪の車両アウター側の一端面は、前記ハブフランジの側面と対向配置され、このハブフランジの側面と前記外輪の一端面との間には、所定の隙間が設けられ、前記密封装置は、前記外輪の内周面に圧入嵌装される芯金を有し、該芯金には、前記外輪の内周面に圧入嵌装される芯金筒部の車両アウター側から折り曲げられ、前記隙間を通って前記外輪の外径よりも外方に伸びる外フランジ部が形成され、該外フランジ部には、先端側が前記外方に延び、前記ハブフランジ側に指向するアキシャルリップが形成され、該アキシャルリップの先端側と前記ハブフランジの側面とによってラビリンスシール部が形成されることを特徴とする。

上記構成とすることにより、密封装置を構成する芯金を外輪に圧入嵌装することにより、隙間よりもラジアル方向の外方に非接触形式のラビリンスシール部が形成されるので、かかる隙間からの異物そのものの浸入量を低減できる。これによって密封装置としてのシール機能を向上させることができる。しかも、ラビリンスシール部を構成する外フランジ部は芯金の芯金筒部から折り曲げ形成されたものであるため、加工コストが安価なプレスによる板金加工を採用できる。さらに、ラビリンスシール部は非接触であるため、シール摺動抵抗はなく、シール摺動抵抗を低減させる転がり軸受装置を提供できる効果を奏する。

上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置の前記アキシャルリップはゴム状弾性部材からなり、その先端側が弾性変形自在となすように、その基端部側が外フランジ部に固定されることを特徴とすることにより、ラビリンスシール部への異物の浸入量が多くなったり、その異物が停滞して溜まったり、さらにその浸入速度が速くなるようなシール高負荷箇所が発生してもアキシャルリップが弾性変形自在となしているため、かかる箇所に加わる浸入量や浸入速度などによる外力によって、アキシャルリップの先端側が弾性変形すると、その変形部分は接触形式のシール部となるので、部分的なシール高負荷にも耐えられる密封装置を備える転がり軸受装置を提供できる。

上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置の前記アキシャルリップの先端側は先細り状に形成されることを特徴とすることにより、その先端側は弾性変形しやすくなり、シール高負荷箇所の浸入量や浸入速度の変化に対する追従性が良好となり、これによって上記効果を相まってシール機能を向上させる転がり軸受装置を提供できる。

上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置の前記密封装置はラジアルリップを備え、該ラジアルリップは、前記内輪の直軸形態の外周面に摺接自在となしたことを特徴とすることにより、接触状態における締め代が安定し、回転中でのシール機能に変化が生じない転がり軸受装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明に係る転がり軸受装置の取付状態の断面図である。図１において、転がり軸受装置１は、軸受鋼材からなる固定輪としての外輪２ａと、回転輪としての内輪２ｂと、該内輪２ｂと外輪２ａとの間に介在される複数列で配列される転動体２ｃから構成される転がり軸受２を備えている。

また、内輪２ｂはハブ３と一体形成されている。ハブ３は車両アウター側で車輪（図示せず）と接続するようにして装着するためのハブボルト３ａが固定され、外方へ突設される円盤状のハブフランジ３ｂを備えている。該ハブフランジ３ｂは、内輪２ｂを構成する軸部２ｂ１の一端部（車両アウター側）の外周に一体形成されている。また、軸部２ｂ１の他端部（車両インナー側）には、外径が一段小径となった小径部２ｂ２が形成されている。該小径部２ｂ２には、別体で形成され、その外周面が複数列で配列される一方の転動体２ｃが転動する転動面２ｂ３を備える内輪分割体２ｂ４が圧入固定されている。また、軸部２ｂ１の一端部と他端部との間の外周面には、複数列で配列される他方の転動体２ｃが転動する転動面２ｂ５が形成されている。このように軸部２ｂ１の他端部に内輪分割体２ｂ４が圧入されて一体化されることによって、一端部にハブフランジ３ｂを備えた内輪２ｂが構成される。

また、外輪２ａの車両アウター側の一端面２ａ１は、ハブフランジ３ｂの側面３ｃと対向配置され、このハブフランジ３ｂの側面３ｃと外輪２ａの一端面２ａ１との間には、所定の隙間Ｓが設けられている。

内輪２ｂの軸部２ｂ１には、動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４がスプライン結合される連結挿通孔２ｂ６が形成されている。該連結挿通孔２ｂ６に動力伝達を可能となすようにドライブシャフト４を通している。そして、ドライブシャフト４の軸端面４ａを、この軸端面４ａと対向する内輪分割体２ｂ４における車両インナー側の内輪端面２ｂ７に当接させるようにして、ドライブシャフト４の延出側の端部に、ねじ締結手段としてのナット５を螺合することにより固定されている。

また、本例は駆動輪側の転がり軸受装置１であるも、軸部２ｂ１に連結挿通孔２ｂ６を形成しない形態の場合には、図２に示すように、軸部２ｂ１の他端側を外部まで延出させ、その他端側を加締めるように、ラジアル方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｂ８によってアキシャル方向Ｚに抜けないように固定して、従動輪用の転がり軸受装置１とすることも可能である。

図１に戻り、転がり軸受２は車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材６の取付口６ａに接続される。この接続は転がり軸受２の外輪２ａを取付口６ａ内に挿入して嵌装するとともに、外輪２ａから外方へ突設される鍔部２ａ２をボルト・ナットなどの締結部材７を介して車両固定部材６の取付口６ａの周辺面（車両アウター側）に固定させている。

この転がり軸受２には、外輪２ａと内輪２ｂとの間の環状空間室２ｄを外部から密封するための密封装置８、９が設けられる。該密封装置８、９は転がり軸受２のアキシャル方向Ｚの両端側に設けられる。また、内輪２ｂと外輪２ａとの間の軸受内部の環状空間室２ｄ内にはグリースが封入される。

また、少なくとも車両アウター側に設けられる密封装置８は、図３に示すように、外輪２ａの内周面２ａ３に圧入嵌装される芯金８ａを有している。芯金８ａは鋼板等の金属製からなる板金材によって全体形状が円環状に形成される。外輪２ａの内周面２ａ３に圧入嵌装される筒状の芯金筒部８ｃが形成される。この芯金筒部８ｃの車両アウター側から折り曲げられ、隙間Ｓを通って外輪２ａの外径よりも外方に伸びる外フランジ部８ｄが形成されている。

この外フランジ部８ｄには、ゴム状弾性部材からなるアキシャルリップ８ｂが設けられる。該アキシャルリップ８ｂは、先端側が斜め外方に延び、ハブフランジ３ｂ側に指向させている。これによってアキシャルリップ８ｂの先端側とハブフランジ３ｂの側面３ｃとの両者によってラビリンスシール部１０が形成される。このラビリンスシール部１０を構成するアキシャルリップ８ｂの先端側とハブフランジ３ｂの側面３ｃの間隔Ｘは、両者が協働してラビリンスシール機能を発揮するような寸法に設定されている。

図４に示すように、このラビリンスシール部１０におけるハブフランジ３ｂの側面３ｃは、外輪２ａの一端面２ａ１と所定の隙間Ｓを介して対向する側面３ｃ１よりも車両アウター側にアール形状の段差部３ｅを介して形成することもできる。このように形成される段差部３ｅとアキシャルリップ８ｂとの間をラビリンスシール部１０とすることもできる。この場合には、ラビリンスシール部１０を構成するアキシャルリップ８ｂは、その全長を長くすることができるため、その先端側の弾性変形をし易くすることができる。

このような構成によって、ラビリンスシール部１０への異物の浸入量が多くなったり、その異物が停滞して溜まったり、さらにその浸入速度が速くなるようなシール高負荷箇所が発生してもアキシャルリップ８ｂが弾性変形自在となしているため、かかる箇所に加わる浸入量や浸入速度などによる外力によって、アキシャルリップ８ｂの先端側が弾性変形すると、その変形部分がハブフランジ３ｂの側面３ｃ又は段差部３ｅに接触することによって接触形式のシール部となる（図３及び図４参照）。

また、芯金８ａにおける芯金筒部８ｃの車両インナー側から内方側である内輪２ｂ側へ折り曲げられて、延出される内フランジ部８ｅが設けられている。この内フランジ部８ｅには、内輪２ｂ側である内方（ラジアル方向）に延出されるラジアルリップ８ｋが加硫接着されている。このラジアルリップ８ｋは、その先端が内輪２ｂの軸部２ｂ１における直軸形態の外周面２ｂ９に摺動自在となしている。これによって、内輪２ｂと外輪２ａとの間の軸受内部の環状空間室２ｄ内のグリースの漏れを防止している。

また、内フランジ部８ｅには、当接面８ｅ１を設けることもできる。かかる当接面８ｅ１は、芯金筒部８ｃから内輪２ｂ側へ折り曲げられる内フランジ部８ｅの車両インナー側の側面を当該当接面８ｅ１となしている。この当接面８ｅ１は、芯金８ａを外輪２ａに圧入嵌装する際、芯金筒部８ｃが圧入嵌装される外輪２ａの内周面２ａ３と連続形成される受端面２ａ４に当接させている。この外輪２ａの受端面２ａ４は、外輪２ａの一端面２ａ１よりもアキシャル方向Ｚで車両インナー側に所定の段差を介して形成されている。また、この外輪２ａの受端面２ａ４と芯金８ａの当接面８ｅ１との当接状態は金属接触であることが、位置決め精度を向上させるうえで有利となる。また、位置決め精度が向上すると、密封装置８が適切な姿勢で圧入され、異物に対する密封性が向上する。

また、図５に示すように、芯金８ａが外輪２ａに圧入嵌装された状態で、外気と接触する外部露出表面８ｆには、防錆被膜８ｇを形成している。この防錆被膜８ｇはアキシャルリップ８ｂと同じ材質であるゴム状弾性部材を加硫接着したものである。その加硫接着の領域としてしての外部露出表面８ｆは、グリースが充填される環状空間室２ｄに接触する箇所と反対側の外気と接触する箇所の表面を当該外部露出表面８ｆとしている。

また、図６に示すように、芯金８ａが圧入嵌装される外輪２ａの内周面２ａ３と、該外輪２ａの一端面２ａ１との間に面取部２ａ５を設けることもできる。この面取部２ａ５は角部をテーパ面となすコーナ面取りや、角部を丸めることによるアール面取りの形態に形成できる。そして、芯金８ａの圧入嵌装時に、芯金８ａに加硫接着されるゴム状弾性材からなる防錆被膜８ｇが弾性変形して、面取部２ａ５が埋めるように装着されることとなる。このことによって外輪２ｂの外径側を伝って浸入しようとする泥水などの異物があっても、面取部２ａ５にはゴム状弾性部材が埋まりシール機能が発揮され、その浸入を防止することができることとなる。また、面取部２ａ５はテーパ面となすコーナ面取りよりも角部を丸めることによるアール面取りが、バリやシャープエッジがないのでゴム状弾性材からなる防錆被膜８ｇを損傷させることがない好ましい形態である。

また、転がり密封装置１の他の実施の形態の要部を図７に示す。この例による実施の形態にあっては、外輪２ａの外径側を伝って、隙間Ｓに浸入する異物を規制できるようにしたものである。なお、本例による実施の形態について、上述の構成と同一の構成の説明は一部省略し、本例特有の関連構成について説明する。

図７において、ハブフランジ３ｂの車両インナー側には、デフレクタ部材１１が装着されている。このデフレクタ部材１１は、ハブフランジ３ｂに設けられるハブボルト３ａを介して装着されている。即ち、デフレクタ部材１１は、周方向にハブボルト３ａが挿通される複数の装着孔１１ａが形成される環状円板１１ｂからなる。この環状円板１１ｂの内径端から車両インナー側に突出形成されるテーパ筒状のデフレクタ部１１ｃを備えている。デフレクタ部材１１ｃは装着孔１１ａを通したハブボルト３ａがハブフランジ３ｂに固定されることによって装着される。このデフレクタ部材１１の装着状態において、テーパ筒状のデフレクタ部１１ｃの先端開口縁が外輪２ａの外周面２ａ４に非接触状態となすようにデフレクタ部１１ｃの突出寸法が設定されている。これによって、デフレクタ部１１ｃの先端開口縁と外輪２ａの外周面２ａ４の両者によってラビリンスシール部１２が形成されている。このラビリンスシール部１２を構成するデフレクタ部材１１ｃと外輪２ａの外周面２ａ４の間隔Ｘは、両者が協働してラビリンスシール機能を発揮するような寸法に設定されている。

また、外輪２ａの外周面２ａ４において、デフレクタ部材１１のデフレクタ部１１ｃの内方位置の外周面２ａ４には、周方向の連続する凹状の溝部２ａ５を形成することもできる。このことによってラビリンスシール部１２を通過した異物があった場合でも、この溝部２ａ５がその浸入の抵抗となり、隙間Ｓ側への更なる浸入を規制することができる。なお、デフレクタ部１１ｃ内に異物が溜まる場合には、デフレクタ部１１ｃの基部側に異物を外部へ排出するための排水口（図示せず）を設けることもできる。

上述で説明した複数の転がり軸受装置１は例示であり、これらの転がり軸受装置１を構成する各構成要素は種々の変更が可能であり、これらの構成要素（例えば、受端面２ａ４、面取部２ａ５、アキシャルリップ８ｂ、ラジアルリップ８ｋ、防錆被膜８ｇ、デフレクタ部材１１など）を任意に組み合わせる形で転がり軸受装置１を構成することも可能である。

本発明の転がり軸受装置の取付状態を示す断面図。転がり軸受装置の取付状態の他の例を示す断面図。車両インナーの密封装置の装着箇所を示す要部拡大図。車両インナーの密封装置の装着箇所の他の例を示す要部拡大図。車両インナーの密封装置の装着箇所の他の例を示す要部拡大図。車両インナーの密封装置の装着箇所の他の例を示す要部拡大図。車両インナーの密封装置の装着箇所の他の例を示す要部拡大図。

符号の説明

１転がり軸受装置
２ａ外輪
２ａ１一端面
２ａ３内周面
２ｂ内輪
２ｃ転動体
３ｂハブフランジ
３ｃ側面
６車両固定部材
８密封装置
８ａ芯金
８ｂアキシャルリップ
８ｃ芯金筒部
８ｄ外フランジ部
１０ラビリンスシール部

Claims

車両インナー側の車両固定部材に接続される外輪と、車両アウター側の車輪に接続されるハブフランジを有する内輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在される転動体と、少なくとも車両アウター側に設けられ、前記内輪と前記外輪との間を外部からシールする密封装置と、を備えた転がり軸受装置であって、
前記外輪の車両アウター側の一端面は、前記ハブフランジの側面と対向配置され、このハブフランジの側面と前記外輪の一端面との間には、所定の隙間が設けられ、
前記密封装置は、前記外輪の内周面に圧入嵌装される芯金を有し、該芯金には、前記外輪の内周面に圧入嵌装される芯金筒部の車両アウター側から折り曲げられ、前記隙間を通って前記外輪の外径よりも外方に伸びる外フランジ部が形成され、該外フランジ部には、先端側が前記外方に延び、前記ハブフランジ側に指向するアキシャルリップが設けられ、前記アキシャルリップと同じ材質である防錆被膜がさらに形成され、前記芯金が圧入嵌装される前記外輪の内周面と前記外輪の一端面との間に形成された面取部に、前記防錆被膜が弾性変形することにより前記面取部を埋めるように嵌装され、該アキシャルリップの先端側と前記ハブフランジの側面とによってラビリンスシール部が形成され、前記芯金における芯金筒部の車両インナー側から折り曲げられ、前記内輪側へ延びる内フランジ部には当接面が形成され、この芯金を外輪に圧入嵌装する際、前記芯金筒部が圧入嵌装される前記外輪の内周面と連続形成される受端面に、前記当接面を当接させ、
前記アキシャルリップはゴム状弾性部材からなり、その先端側が弾性変形自在となすように、その基端部側が外フランジ部に固定され、前記アキシャルリップの先端側は先細り状に形成され、
前記密封装置はラジアルリップを備え、該ラジアルリップは、前記内輪の直軸形態の外周面に摺接自在となしたことを特徴とする転がり軸受装置。