JP6020018B2 - ハブユニット軸受およびハブユニット軸受の輸送方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハブユニット軸受およびハブユニット軸受の輸送方法に関する。

周知のように、ハブユニット軸受は、互いに相対回転可能に配置された内輪および外輪と、内外輪間の環状空間に設けられた複数の転動体とを備えており、自動車など車両の車輪を車体に対して回転自在に支持するために用いられる。
上記のようなハブユニット軸受は、例えば特許文献１に示すように、前記環状空間を密封する密封装置を備えている。この密封装置は、内輪に固定されるスリンガと、外輪に固定されるシール芯金と、スリンガとシール芯金との間に設けられるとともに、シール芯金に固定され、スリンガに摺接するゴム材からなるシールリップとを備えている。
スリンガは、内輪に固定される円筒状の固定部と、この固定部の端部に形成された円板部とを備えた断面Ｌ字形に形成されている。

前記シールリップ１２は、例えば図５に示すように、スリンガ１０の固定部１０ａに摺接するグリースリップ１２ｂと、スリンガ１０の固定部１０ａのグリースリップ１２ｂより軸受の外部側に摺接するメインリップ１２ｅと、スリンガ１０の円板部１０ｂに摺接するサイドリップ１２ｆとを有している。
最も軸受の内部側のリップのみ、軸受の内部向きのグリースリップ１２ｂとなっており、他のメインリップ１２ｅとサイドリップ１２ｆは軸受の外部向きにダストリップとなっている。また、それぞれのリップには、通常、軸受に封入されるグリースと同様のグリースＧが塗布され、潤滑されている。
前記グリースリップ１２ｂは、シールの回転トルクを抑える目的で締め代は小さく設定され、スリンガ１０の固定部１０ａの摺動面とグリースリップ１２ｂの稜部で軽接触（線接触）しているが、新品時のリップの稜部は成形時に不可避に発生するヒケ（不均一な成形収縮）やバリ、カケ（アンダーフィル）などの影響で微視的には部分的に隙間が開いた状態となっている。
なお、図５において、符号１１はシール芯金を示している。

前記のようなハブユニット軸受は、当該ハブユニット軸受単体輸送や、車両組込後の新車輸送時に発生するフォールスブリネリングを防止するために、基油分離し易いウレア系グリースが封入されている。なお、フォールスブリネリングとは、フレッチングのうち、転動体と軌道輪との接触部分において振動や揺動による摩耗が進みブリネル圧痕に似た窪みを生ずる現象である。
前記ウレア系グリースは、増ちょう剤と基油と添加剤とから構成されている。
増ちょう剤は、耐フレッチング性を良くする目的で、極性を持つため軌道面に吸着し易く、また、増ちょう剤どうしが吸着し合って網目構造を形成し易い芳香族系のウレア系増ちょう剤が用いられる。
一方、極性を持つ増ちょう剤と組み合わせる基油は鉱油や炭化水素系合成油など、無極性の油剤が選ばれる。基油は増ちょう剤の網目構造に保持され、網目構造から適宜漏れ出した基油によって、軌道面と転動体との接触面が潤滑されることでフォールスブリネリングが防止される。

特開２００９−３６２８３号公報

ところで、前記のようなハブユニット軸受の組立工程では、外側列（ハブフランジに近い側の列）のグリースは、組立て前に、内輪、内輪軌道面、外輪軌道面、転動体、保持器近傍に塗布された後、組み立てられるので、外側列のグリースは外側シールに近接することは少ない。
これに対して、内側列のグリースは軸受部分の組立て後、密封装置の装着前に、外輪と内輪に設けられた内輪構成体（回転輪構成体）との間から封入される。軸受部分の組立て後にグリースを封入するのは、内側列にグリースが存在すると、音響検査や予圧量の測定など、軸受の検査に支障がでるためである。
内側列にグリースを封入するとき、既に外側シールは装着されているので、軸受内部空間は袋小路となっており、グリース封入によって内圧が上昇し、グリースは深く入らず、また、封入グリースの一部は外内輪の戸場口まで押し戻され、内側シール、つまり密封装置に近接した位置に留まる。

したがって、基油分離し易いグリースが密封装置のグリースリップに接触するように存在し、密封装置の装着（圧入）によって軸受内圧が上昇すると、軸受内側端を上方に向けて出荷する場合でも、輸送中にグリースから分離した基油が、スリンガの摺動面とグリースリップの稜部との間の隙間から軸受内圧と毛細管現象により、密封装置内のグリースリップ〜メインリップ間の空間（グリースリップとメインリップとスリンガとで囲まれたリップ間空間）に侵入し、最後には密封装置から漏洩、つまり軸受外部に漏洩するおそれがある。すなわち、前記リップ間空間に侵入した基油は、当該リップ間空間のグリース（増ちょう剤）に吸収され、リップ間空間のグリースの体積を増やし（リップ間空間をグリースで満たし）つつ、メインリップの摺動部に達し、同様の現象を発生させ、サイドリップでも同様の状態となり、最後に軸受外部に漏洩するおそれがある。軸受内圧はこの侵入を加速し、軸受内側端を上にして輸送出荷する場合でも、軸受外部へ漏洩するおそれがある。したがって、このような漏洩を防止するためには、グリースの連鎖を断ち切る必要があるが、泥水リップであるメインリップやサイドリップは締め代（面圧）も大きいため、グリースの塗布は必須である。
なお、前記隙間（スリンガの摺動面とグリースリップの稜部との間の隙間）は微小なものであり、車両装着後、自動車の使用が始まれば摩滅し、グリースあるいは基油の漏洩が発生することはない。

このような問題を解決するため、前記特許文献１に記載の転がり軸受では、軸受内圧を下げた状態で密封装置を組み込み、密封装置圧入後の軸受内圧を略大気圧にすることによって、グリースの漏洩を防止している。しかし、軸受内圧を下げた状態で密封装置を組み込むには、吸引装置等が必要となり設備コストの上昇を招く。
また、図６に示すように、グリースリップ１２ｂの断面形状を、円弧状（図６（ａ）参照）または円弧と直線の組み合わせた形状（図６（ｂ）参照）とし、バリやカケがなく、ヒケの影響の少ない側面を摺動面に面当たりさせることでグリースリップの密着度を高めることも考えられるが、シールトルクの上昇やシール幅寸法の増加に繋がり、好ましくない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、グリースの漏洩を容易かつ確実に防止できるハブユニット軸受およびハブユニット軸受の輸送方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のハブユニット軸受は、相対回転可能に配置された外輪および内輪と、前記外輪と前記内輪との間の環状空間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記環状空間を密封する密封装置とを備えたハブユニット軸受であって、
前記密封装置は、前記内輪に取り付けられるスリンガと、前記外輪に取り付けられるシール芯金を有し、
前記シール芯金には、前記スリンガに摺接するリング状のシールリップが設けられ、
前記シールリップは、前記スリンガに摺接するグリースリップと、前記スリンガの前記グリースリップより軸受の外部側に摺接するメインリップとを有し、
前記グリースリップと前記メインリップと前記スリンガとで囲まれた空間に、軸受内部でかつ前記密封装置の近傍に存在するグリースが、前記グリースリップと前記スリンガとの間の隙間から毛細管現象によって侵入するのを防止するために、前記空間は、前記毛細管現象の発生を防止可能な大きさに設定され、
前記グリースリップに、前記空間と前記軸受内部を連通する連通部が前記グリースリップの周方向に所定間隔で複数設けられていることを特徴とする。

本発明においては、グリースリップとメインリップとスリンガとで囲まれた空間が毛細管現象の発生を防止可能な大きさに設定されているので、毛細管現象によって、グリースがグリースリップとスリンガとの間の隙間から前記空間に侵入することがない。
また、グリースリップに、前記空間と前記軸受内部を連通する連通部が前記グリースリップの周方向に所定間隔で複数設けられているので、前記空間と軸受内部との圧力差を解消できる。したがって、軸受内部から前記空間に向けてグリース（の基油）が前記隙間を通過するのを抑制できるとともに、隙間を通過したグリース（の基油）を当該隙間を通して軸受内部に還流できる。
よって、グリースの漏洩を容易かつ確実に防止できる。

なお、前記連通部は、例えばグリースリップの周縁部に切欠部や貫通孔を形成することによって容易に設けることができる。
また、切欠部の幅や貫通孔の径は、グリースを構成する基油の性情とグリースリップを構成するゴム材料の濡れ性により必要な大きさが変化するため、特に定量的に規定するものではないが、例えば増ちょう剤は通過できないが、基油は通過できるサイズとしてもよい。
例えばＪＩＳ Ｋ２２２０のグリースの離油試験方法から明らかなように、グリースを目開き２５０μｍ、線径１６０μｍの網上に置いた場合、増ちょう剤は網上に残り、基油の一部は滴下する。したがって、この結果に基づいて基油が通過できるサイズを設定してもよい。なお、ここでいう基油は、純粋な基油である鉱油や炭化水素系合成油の他に、これらの油剤に溶解可能なグリースの添加剤を含むものである。なお、この場合も基油は無極性の油剤の方が、切欠部の幅や貫通孔の径が小さくてすむ。

また、メインリップの潤滑グリース塗布量を最小化し、グリースリップとメインリップとスリンガとで囲まれた空間の最大径部（軸受の径方向における前記空間の最大隙間寸法）までメインリップの潤滑グリースを到達させないようにするのが好ましい。
また、締め代の小さいグリースリップは、グリースの塗布を省略すれば、メインリップとグリースリップとの連鎖の形成をよりよく防ぐことができ、この結果、グリースの漏洩を防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記連通部が前記グリースリップの周方向に沿う縁部を周方向に所定間隔で切り欠いてなる切欠部によって構成され、
前記切欠部は、周方向に隣り合う切欠部間の中央位置に存在する前記グリースリップの部分より軸受内側方向に位置しているのが好ましい。

このような構成によれば、ハブユニット軸受の軸受内側端（図１においてハブユニット軸受の右端）を上方に向けた場合に、グリースリップの内径側が、切欠部間のグリース（の基油）を切欠部に導く斜面となるので、この斜面に沿ってグリース（の基油）が流れて、当該切欠部からグリース（の基油）を軸受内部に還流できる。
また、グリースリップの内径側は、軸受回転時にグリースを掻くことによって、切欠部からのグリースの侵入を防止するブレードの役割を果たすことになるので、より確実にグリースの侵入を防止できる。

また、本発明のハブユニット軸受の輸送方法は、請求項１に記載のハブユニット軸受を輸送するハブユニット軸受の輸送方法において、
前記ハブユニット軸受の軸受内側端を上方に向けて、当該ハブユニット軸受を輸送することを特徴とする。

本発明においては、毛細管現象によって、グリースがグリースリップとスリンガとの間の隙間から前記空間に侵入することもなく、さらに、軸受内部から前記空間に向けてグリース（の基油）が前記隙間を通過するのを抑制できるとともに、ハブユニット軸受の軸受内側端を上方に向けることによって、隙間を通過したグリース（の基油）を当該隙間を通して軸受内部に還流できる。よって、グリースの漏洩を容易かつ確実に防止できる。

本発明によれば、グリースの漏洩を容易かつ確実に防止できる。

本発明の第１の実施の形態に係るハブユニット軸受を示す図であって、断面図である。 同、ハブユニット軸受の密封装置の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るハブユニット軸受の密封装置の要部を示す断面図である。 同、グリースリップをその径方向から見た要部の図である。 従来のハブユニット軸受の一例を示すもので、密封装置の要部を示す断面図である。 従来のハブユニット軸受の他の例を示すもので、密封装置の要部を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態に係るハブユニット軸受１は、図１に示すように、相対回転可能に配置された外輪３および内輪４と、外輪３と内輪４との間の環状空間に転動自在に配置される複数の転動体５と、前記環状空間を密封する密封装置６とを備えている。

外輪３には、その外周面３ａから外方（拡径方向）に向かって突出した固定フランジ３ｆが一体成形されており、当該固定フランジ３ｆを貫通する固定ネジ孔３ｈに、ナックルの車両中心側から挿入された固定用ボルト（図示略）を螺合、締結することで、外輪３を図示しない懸架装置（サスペンション）のナックルに固定することができる。

内輪４は、概略円筒形を成すハブ４１と、このハブ４１のインボード側（図１において右側）の外側に嵌着された環状の内輪構成体４２から構成されている。ハブ４１は、ブレーキのブレーキロータ（図示略）を介して車輪のディスクホイール（図示略）に固定され、当該ディスクホイールとともに回転するように構成されている。なお、ハブ４１には、そのアウトボード側にブレーキロータおよびディスクホイールを固定（外嵌）するためのフランジ４１ｆが周方向に沿って連続して突設されている。

フランジ４１ｆは、外輪３を越えて外方（ハブ４１の拡径方向）に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔（ボルト孔）４１ｈが設けられている。また、図示しないブレーキロータおよびディスクホイールにも、それぞれ当該ボルト孔４１ｈと連通可能な貫通孔が周方向に沿って複数個（一例として、ボルト孔４１ｈと同数個）設けられている。そして、ハブボルト４１ｂをボルト孔４１ｈから前記貫通孔へ挿通し、ハブナット（図示略）で締結（共締め）することにより、ブレーキロータおよびディスクホイールがフランジ４１ｆに対して位置決めされて固定されている。

内輪４の外径側に外輪３が配置されており、この外輪３と内輪４との間に、複数の転動体（玉）５が周方向に所定間隔で配置されている。
内輪４の内輪構成体４２をハブ４１に嵌着する場合、外輪３と内輪４との間に複数の転動体５を組み込んだ状態で、内輪構成体４２をハブ４１に形成された段部４１ｓまで当て付けた後、ハブ４１のインボード側端部（図１の右端）を加締めることにより、当該内輪構成体４２がハブ４１のインボード側に固定されている。
なお、上述したような加締による固定に代えて、例えば、内輪構成体４２をハブ４１に形成された段部４１ｓまで外嵌した後、インボード側からナットなどの締結部材により締め付けることで、内輪構成体４２をハブ４１のインボード側に固定してもよい。

また、転動体（玉）５は、環状の保持器７に形成されたポケットへ１つずつ回転自在に保持された状態で外輪３と内輪４の軌道面間に組み込まれ、所定間隔（一例として、等間隔）でこれらの間を転動するようになっている。
これにより、各転動体（玉）５は、その転動面が相互に接触することなく軌道面間を円滑に転動することができ、結果として、当該各転動体（玉）５が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。なお、ハブユニット軸受１の軸受内部には、このような回転抵抗の増大や焼付きなどをさらに効果的に防止すべく、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
また、トラック等の重量の嵩む自動車に用いられるハブユニット軸受の場合には、上記転動体として、玉５に代わり、円錐ころが使用されることもある。

前記密封装置６は、図２に示すように、内輪４の内輪構成体４２に嵌合固定されるスリンガ１０と、外輪３に嵌合固定されるシール芯金１１と、スリンガ１０とシール芯金１１との間に設けられたシールリップ１２とを備えている。
スリンガ１０およびシール芯金１１は、いずれもリング状でかつ断面形状が略Ｌ字状に形成されており、シールリップ１２はシール芯金１１に加硫接合されて、スリンガ１０に摺接するようになっている。

前記スリンガ１０は、内輪４の内輪構成体４２に嵌合される円筒状の固定部１０ａと、この固定部１０ａの端部に形成された円板部１０ｂとから構成されている。
また、シール芯金１１は、外輪３に嵌合される円筒状の固定部１１ａと、この固定部１１ａの端部に形成された円板部１１ｂとから構成されている。

前記シールリップ１２は、ゴム、エラストマー等の弾性材によって全体としてリング状に形成されており、装着部１２ａを有している。この装着部１２ａは断面略Ｌ字形に形成されており、断面Ｌ字形のシール芯金１１に密着した状態で加硫接着されている。装着部１２ａの内周部にはグリースリップ１２ｂが形成されている。
グリースリップ１２ｂは装着部１２ａの内周部から前記固定部１０ａの端部側に向けて延び、先端が固定部１０ａに弾性的に摺接するようになっている。また、装着部１２ａの内周部には挟持片１２ｃが形成されており、この挟持片１２ｃと装着部１２ａとによってシール芯金１１の円板部１１ｂの内周部のゴムの接着性が高められている。さらに、装着部１２ａの外周部には挟持片１２ｄが形成されており、この挟持片１２ｄと装着部１２ａとによってシール芯金１１の固定部１１ａのゴムの接着性を高めると共に、ノーズガスケットを形成している。

また、前記装着部１２ａには、前記グリースリップ１２ｂより軸受の外部側に、メインリップ１２ｅが軸受の外部向きに形成されており、その先端がスリンガ１０の固定部１０ａに、前記グリースリップ１２ｂより軸受の外部側で摺接するようになっている。
さらに、前記装着部１２ａには、メインリップ１２ｅより外径側（図２において上側）にサイドリップ１２ｆが形成されている。このサイドリップ１２ｆは、前記スリンガ１０の円板部１０ｂ側の方が大径となるテーパリング状に形成されており、その先端は円板部１０ｂに摺接するようになっている。

前記グリースリップ１２ｂとメインリップ１２ｅとスリンガ１０の固定部１０ａとで囲まれた空間Ｓ（以下、リップ間空間Ｓと称す。）に、軸受内でかつ前記密封装置６の近傍に存在するグリースが、グリースリップ１２ｂとスリンガ１０の固定部１０ａとの間の隙間から毛細管現象によって侵入するの防止するために、当該リップ間空間Ｓは、前記毛細管現象の発生を防止可能な大きさに設定されている。例えば、前記リップ間空間Ｓにおいて、シールリップ１２の径方向（図２において上下方向）における、最大隙間寸法ｔを、毛細管現象が発生しないように適宜設定している。この最大隙間寸法ｔは、グリースを構成する基油の性情とシールリップ１２のゴム材料の濡れ性によって長さが変化するため、特に定量的に限定されるものではない。なお、基油が無極性の鉱油や炭化水素系合成油の場合、極性油（例えば弗素油や芳香族系の合成油）に比べ、最大隙間寸法は小さくてよい。

また、前記グリースリップ１２ｂには、前記リップ間空間Ｓと軸受内部を連通する連通部としての切欠部１５がグリースリップ１２ｂの周方向に所定間隔で複数設けられている。この切欠部１５は、グリースリップ１２ｂとスリンガ１０の固定部１０ａとの間の隙間を通過した基油を軸受内部空間へ還流するとともに、リップ間空間Ｓと軸受内部の圧力差を解消し、基油のグリースリップ通過に対する加速効果を抑制することを目的とするものである。
切欠部１５の幅は、グリースを構成する基油の性情とグリースリップ１２ｂを構成するゴム材料の濡れ性により必要な大きさが変化するため、特に定量的に規定するものではないが、例えば、増ちょう剤は通過できないが、基油は通過できるサイズとしてもよい。

また、メインリップ１２ｅの潤滑グリース塗布量を最小化し、前記リップ間空間Ｓの最大径部（軸受の径方向におけるリップ間空間Ｓの最大隙間寸法ｔ）までメインリップ１２ｅの潤滑グリースＧを到達させないようにするのが好ましい。
また、締め代の小さいグリースリップ１２ｂは、グリースの塗布を省略すれば、メインリップ１２ｅとグリースリップ１２ｂとの連鎖の形成をよりよく防ぐことができ、この結果、グリースの漏洩を防止できる。

このような構成のハブユニット軸受１を輸送する場合、ハブユニット軸受１の軸受内側端（図１においてハブユニット軸受１の右端）を上方に向けて、当該ハブユニット軸受１を輸送する。

本実施の形態によれば、リップ間空間Ｓが毛細管現象の発生を防止可能な大きさに設定されているので、毛細管現象によって、グリースがグリースリップ１２ｂとスリンガ１０との間の隙間からリップ間空間Ｓに侵入することがない。
また、グリースリップ１２ｂに、リップ間空間Ｓと軸受内部を連通する切欠部１５がグリースリップ１２ｂの周方向に所定間隔で複数設けられているので、リップ間空間Ｓと軸受内部との圧力差を解消できる。したがって、軸受内部からリップ間空間Ｓに向けてグリース（の基油）が前記隙間を通過するのを抑制できるとともに、ハブユニット軸受１の軸受内側端を上方に向けて輸送することによって、前記隙間を通過したグリース（の基油）を当該隙間を通して軸受内部に還流できる。よって、グリースの漏洩を容易かつ確実に防止できる。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係るハブユニット軸受の要部を示す断面図である。この図に示すハブユニット軸受が第１の実施の形態のハブユニット軸受と異なる点は、切欠部１５の形成位置であるので、以下ではこの点について説明する。なお、その他の構成は第１の実施の形態と同一であるので、その説明を省略する。

前記グリースリップ１２ｂには、前記リップ間空間Ｓと軸受内部を連通する切欠部１５がグリースリップ１２ｂの周方向に所定間隔で複数設けられている。
切欠部１５は、周方向に隣り合う切欠部１５,１５間の中央位置に存在するグリースリップ１２ｂの部分１２ｂ１より軸受内側方向に位置している。
すなわち、グリースリップ１２ｂをその径方向から見ると、図４に示すように、複数の円弧１６が繋がったような形状となるが、隣り合う円弧１６,１６の接続部に前記切欠部１５が形成されている。なお、図４はハブユニット軸受１の軸受内側端（図１においてハブユニット軸受１の右端）を上方に向けた状態において、グリースリップ１２ｂをその径方向から見た図である。
このような切欠部１５は、周方向に隣り合う切欠部１５,１５間の中央位置に存在するグリースリップ１２ｂの部分１２ｂ１より軸受内側（図４において下側）に位置している。

本実施の形態によれば、ハブユニット軸受１の軸受内側端を上方に向けた場合に、グリースリップ１２ｂの内径側が、切欠部１５,１５間のグリース（の基油）を切欠部１５に導く斜面１７となるので、この斜面１７に沿ってグリース（の基油）が流れて、当該切欠部１５からグリース（の基油）を軸受内部に還流できる。
また、グリースリップ１２ｂの内径側は、軸受回転時にグリースを掻くことによって、切欠部１５からのグリースの侵入を防止するブレードの役割を果たすことになるので、より確実にグリースの侵入を防止できる。

１ ハブユニット軸受
３ 外輪
４ 内輪
５ 転動体
６ 密封装置
１０ スリンガ
１１ シール芯金
１２ シールリップ
１２ｂ グリースリップ
１２ｅ メインリップ
１５ 切欠部（連通部）
Ｓ 空間（リップ間空間）

Claims (2)

1. 相対回転可能に配置された外輪および内輪と、前記外輪と前記内輪との間の環状空間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記環状空間を密封する密封装置とを備えたハブユニット軸受であって、
   前記密封装置は、前記内輪に取り付けられるスリンガと、前記外輪に取り付けられるシール芯金を有し、
   前記シール芯金には、前記スリンガに摺接するリング状のシールリップが設けられ、
   前記シールリップは、前記スリンガに摺接するグリースリップと、前記スリンガの前記グリースリップより軸受の外部側に摺接するメインリップとを有し、
   前記グリースリップと前記メインリップと前記スリンガとで囲まれた空間に、軸受内部でかつ前記密封装置の近傍に存在するグリースが、前記グリースリップと前記スリンガとの間の隙間から毛細管現象によって侵入するのを防止するために、前記空間は、前記毛細管現象の発生を防止可能な大きさに設定され、
   前記グリースリップに、前記空間と前記軸受内部を連通する連通部が前記グリースリップの周方向に所定間隔で複数設けられ、
   前記連通部が前記グリースリップの周方向に沿う縁部を周方向に所定間隔で切り欠いてなる切欠部によって構成され、
   前記切欠部は、周方向に隣り合う切欠部間の中央位置に存在する前記グリースリップの部分より軸受内側方向に位置していることを特徴とするハブユニット軸受。
2. 請求項１に記載のハブユニット軸受を輸送するハブユニット軸受の輸送方法において、
   前記ハブユニット軸受の軸受内側端を上方に向けて、当該ハブユニット軸受を輸送することを特徴とするハブユニット軸受の輸送方法。

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