JP2010106925A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転がり軸受装置における転がり軸受の部分に異物が侵入しにくくなるようにすることである。
【解決手段】 ハブホイール４において、外輪１とアキシャル方向Ａに対向する壁面部２５のうち、外輪１の端面部３２と対向する対向面部３４を除く部分を、アキシャル方向Ａの車両アウタ側に凹ませて、凹条部３１を形成する。そして、外輪１の端面部３２とハブホイール４の対向面部３４との間に形成される隙間３３とアキシャル方向Ａに同一となる位置に、密封部材７の第１リップ部２６の基端部２６ｂを配置させるとともに、第１リップ部２６の先端部２６ａを凹条部３１に入り込ませて、凹条部３１と接触させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転がり軸受装置に関するものである。

本明細書では、転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニットについて説明する。車両（例えば、自動車）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ハブユニットが使用されている。図１に示されるように、ハブユニット１００は、車体側に固定される外輪８１と、外輪８１と同心に配置されるハブホイール８２（内輪）と、これら外輪８１とハブホイール８２との間に介装される玉８３（転動体）とを備えており、ハブホイール８２が軸線ＣＬ周りに回転自在とされている。そして、このハブホイール８２に図示しない車輪（タイヤ）が取り付けられる。

図５に示されるように、ハブユニット１００を構成する外輪８１とハブホイール８２との間には、回転抵抗を生じさせないように僅かな隙間８４が設けられていて、この隙間８４から、雨水や融雪剤を含む泥水等（以下、総称して「異物」と記載する。）が侵入する場合がある。これを防ぐため、外輪８１のアキシャル方向の端面部には、密封部材８５が取り付けられている。しかし、侵入した異物により、密封部材８５が摩耗してしまうおそれがある。すると、転がり軸受の部分（例えば、転動面）に異物が侵入し、転がり軸受を損傷させてしまう。

特に、隙間８４とアキシャル方向に対応する位置に、密封部材８５のリップ部８６の先端部が配置されている。このため、隙間８４から侵入した異物は、リップ部８６の先端部に堆積し、その自重により徐々にリップ部８６を撓ませる。これにより、異物が密封部材８５を越えて転がり軸受の部分に侵入したり、リップ部８６とハブホイール８２との接触圧が増大し、リップ部８６を早期に摩耗させたりするという不具合が発生するおそれがある。

上記の問題を防ぐため、特許文献１に開示される技術が存している。この技術では、外輪とハブホイールとの隙間をラビリンス部として、異物を侵入しにくくしている。しかし、ラビリンス部を形成するために別部材（シールド板２８）を取り付けている（特許文献１の図１の（Ｂ）又は図７の（Ｂ）を参照）。このため、別部材の組付け工数が必要となってしまう。
特開２００５−１４７２９８号公報

本発明は、上記した事情に鑑み、転がり軸受装置における転がり軸受の部分に異物が侵入しにくくなるようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するための本発明は、
筒状の外輪と、該外輪と同心に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介装される転動体と、前記外輪と前記内輪との間から前記転動体の転動面に異物が侵入しないようにその開口を密封する密封部材とを備え、前記外輪と前記内輪がそれらの軸線周りに相対回転可能にされる転がり軸受装置であって、
前記密封部材は、前記外輪におけるアキシャル方向の端部に嵌合される芯金と、該芯金に被着されるシール部とを備え、前記シール部から突設されたリップ部が、前記内輪における前記外輪と対向する壁面部に接触することにより、前記外輪と前記内輪との間にラジアル方向に沿って形成された隙間を通って侵入する異物を阻止するようにされてなり、
前記内輪における前記外輪とアキシャル方向に対向する壁面部のうち、前記外輪の端面部と対向する部分を除く部分を外輪から遠ざかる側に凹ませて、周方向に連続する凹条部を形成し、前記密封部材のリップ部を前記凹条部に接触させたことを特徴としている。

本発明に係る転がり軸受装置は、上記したように構成されていて、内輪の壁面部のうち、外輪の端面部と対向する部分を除く部分を外輪から遠ざかる側に凹ませて、周方向に連続する凹条部を形成し、前記密封部材のリップ部を前記凹条部に接触させている。これにより、密封部材のリップ部の先端部は、凹条部に入り込んで配置されるため、リップ部の先端部に異物が堆積しにくくなる。即ち、異物の自重によってリップ部の先端部が撓んだり、リップ部の先端部と内輪の壁面部との接触圧を増大させたりすることが抑止されるため、リップ部が早期に摩耗することが防止される。また、異物が、リップ部を越えて転がり軸受の部分に侵入することが防止される。

前記密封部材のリップ部は、その先端部が基端部よりもラジアル方向の外側に配置されるように軸線に対して所定角度で斜めに突設され、
前記リップ部のアキシャル方向の投影長さは、前記隙間のアキシャル方向の内幅と前記凹条部のアキシャル方向の凹み量との和よりも長くなっている。

これにより、密封部材が外輪に嵌合されたとき、リップ部の基端部が隙間とアキシャル方向に対応される位置に配置されるとともに、リップ部の先端部が、内輪の凹条部に接触する。この結果、隙間を通って侵入した異物は、密封部材のリップ部の基端部に堆積され、密封部材のリップ部の早期摩耗が抑止される。

前記内輪の壁面部において、前記外輪の端面部と対向する壁面部と前記凹条部との連結部は、前記凹条部との接続縁部の方が前記対向する壁面部との接続縁部よりもラジアル方向の外側に配置されるように斜めに形成されていることが望ましい。

これにより、内輪の壁面部を伝って侵入する異物を、内輪が相対回転したときの遠心力によって排出させることができる。

本発明の実施例を説明する。図１は第１実施例のハブユニット１０１の全体図、図２は密封部材７の拡大図、図３は図２の要部の拡大図である。

最初に、センサ付き転がり軸受装置の一例である車両用のハブユニット１０１の全体構成について説明する。図１に示されるように、第１実施例のハブユニット１０１は、外輪１と、この外輪１と同心に配置され、インナ側の外周面に内輪部材２が圧入されているとともに、軸部３が一体に組み付けられたハブホイール４（内輪）と、外輪１と内輪部材２又はハブホイール４との間に介装された玉５（転動体）と、それらのアキシャル方向の開口を密封する車両インナ側の密封部材６と車両アウタ側の密封部材７とを備えている。外輪１は、ボルト８により車体側部材であるナックル９に固定されていて、ハブホイール４が軸線ＣＬの周りに回転可能とされている。なお、図１において、図面視における左側は車両インナ側であり、同じく右側は車両アウタ側である。また、ラジアル方向を符号「Ｒ」で示し、アキシャル方向を符号「Ａ」で示す。

最初に、ハブホイール４について説明する。ハブホイール４には、車輪やブレーキディスク（いずれも図示せず）を固定するためのハブフランジ１０がラジアル方向Ｒの外側に突出して設けられている。このハブフランジ１０の所定位置には、ハブボルト１１を挿通するためのボルト孔１０ａが形成されている。また、ハブフランジ１０における車両アウタ側の主表面には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイール（いずれも図示せず）を取り付ける際に位置決めの役割を果たすインロー部１２が、車両アウタ側に突出して形成されている。このインロー部１２により、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイールの位置決めを行う。そして、ボルト孔１０ａに挿通されたハブボルト１１を締め込むことにより、ハブフランジ１０にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを固定する。

内輪部材２及びハブホイール４には、多数個の玉５を転動自在に配置するための内輪側転動面１３，１４が形成されている。多数個の玉５は、冠形の保持器１５，１６によって周方向に一定間隔となるように保持されている。

次に、外輪１について説明する。外輪１は、炭素鋼を熱間鍛造して製造される。外輪１において、内輪側転動面１３，１４と対向する部分には、各外輪側転動面１７，１８が形成されている。保持器１５，１６によって周方向に一定間隔で配置された多数個の玉５は、各内輪側転動面１３，１４と外輪１の各外輪転動面１７，１８とによって転動自在に保持される。外輪１における車両インナ側の端部には、密封部材４を圧入して嵌合させるためのインナ側嵌合部１９が設けられている。同様に、外輪１における車両アウタ側の端部にも、密封部材４を圧入して嵌合させるためのアウタ側嵌合部２１が設けられている。

そして、外輪１の外周面には、ラジアル方向Ｒの外側に突出する外輪フランジ部２２が形成されている。ハブユニット１０１は、外輪フランジ部２２のボルト孔（図示せず）に挿通されたボルト７により、ナックル８に固定される。

次に、密封部材６，７について説明する。図１に示されるように、外輪１とハブホイール４とが軸線ＣＬを同一にして取り付けられた状態において、外輪１のインナ側嵌合部１９とハブホイール４との間、及び外輪１のアウタ側嵌合部２１とハブホイール４との間には空間部が形成されていて、これらの空間部を密封する密封部材６，７が装着されている。密封部材６，７はリング状で、外輪１とハブホイール４との相対回転を許容した状態で空間部を密封している。

本明細書では、車両アウタ側の密封部材７について詳細に説明する。なお、車両インナ側の密封部材６についても殆ど同様である。図２に示されるように、密封部材７は、外輪１の内周面に嵌合されるリング状の芯金２３と、この芯金２３に被着されるシール部２４とを備えている。そして、シール部２４からハブホイール４の車両インナ側の壁面部２５に向かって突出する第１リップ部２６と、ハブホイール４の外周面２７に向かって突出する第２及び第３のリップ部２８，２９とが設けられている。第１ないし第３のリップ部２６，２８，２９は、ハブホイール４の壁面部２５の凹条部３１（後述）又は外周面２７と接触している。これにより、異物がハブユニット１０１の転がり軸受の部分に侵入することが阻止されている。

第１リップ部２６は、シール部２４の高さ方向（ラジアル方向Ｒ）のほぼ中央部から、アキシャル方向Ａで車両アウタ側に向かって突設されている。第１リップ部２６の先端部２６ａは、その基端部２６ｂ（シール部２４との接続部）よりもラジアル方向Ｒの外側に配置されている（換言すれば、第１リップ部２６は、軸線ＣＬに対して角度θで斜めになるように配置されている）。

外輪１の車両アウタ側の端面部３２と、ハブホイール４の車両インナ側の壁面部２５との間には、アキシャル方向Ａに僅かな隙間３３が形成されている。また、ハブホイール４における壁面部２５のうち、外輪１の車両アウタ側の端面部３２と対向する部分（対向面部３４）を除く部分は、対向面部３４よりも車両アウタ側に凹んでおり、当該部分に周方向に連続する凹条部３１が形成されている。

ここで、隙間３３のアキシャル方向Ａの内幅をＬ１、凹条部３１のアキシャル方向Ａの長さ（凹み量）をＬ２とし、第１リップ部２６の長さをＬ３とする。本実施例のハブユニット１０１の場合、第１リップ部２６をアキシャル方向Ａに投影したときの長さ（Ｌ３×ｃｏｓθ）は、隙間３３の内幅Ｌ１と凹条部３１の凹み量Ｌ２との和よりも長い（Ｌ３ｃｏｓθ＞Ｌ１＋Ｌ２）。これにより、第１リップ部２６の基端部２６ｂが、隙間３３とアキシャル方向Ａに同一となる位置に配置されたとき、第１リップ部２６の先端部２６ａは、所定の接触圧をもって凹条部３１に接触する。このため、隙間３３を通過した異物は、第１リップ部２６の基端部２６ｂに堆積する。換言すれば、異物が、第１リップ部２６の先端部２６ａに堆積することはない。

従来のハブユニット１００の場合、図５に示されるように、密封部材７の第１リップ部８６の先端部が、隙間８４とアキシャル方向Ａに同一となる位置に配置されている。このため、第１リップ部８６の先端部に異物が堆積し、第１リップ部８６を早期に摩耗させてしまう。しかし、本実施例のハブユニット１０１の場合、隙間３３とアキシャル方向Ａに同一となる位置には、密封部材７の第１リップ部２６の基端部が配置されている。このため、隙間３３を通って侵入する異物は、第１リップ部２６の基端部２６ｂに堆積し、第１リップ部２６の先端部２６ａとハブホイール４の凹条部３１との接触圧を増大させるおそれが小さくなり、第１リップ部２６の早期摩耗が抑止される。

本実施例のハブユニット１０１の作用について説明する。車両のタイヤが回転するのに伴い、ハブホイール４が所定方向に回転する。図２に示されるように、走行中の車両のハブユニット１０１の転がり軸受の部分に、異物が侵入しようとする。外輪１とハブホイール４との間に形成された隙間３３に侵入した異物は、そのまま隙間３３を通り、密封部材７の第１リップ部２６の基端部２６ｂに堆積する。異物の堆積量が増大しても、第１リップ部２６の先端部２６ａとハブホイール４の凹条部３１との接触圧は殆ど変化しないため、第１リップ部２６の先端部２６ａが摩耗しにくくなる。また、第１リップ部２６の先端部２６ａに到達する異物の量も少なくなる。

もし、異物が第１リップ部２６を越えたとしても、当該異物は、第２及び第３のリップ部２８，２９によってそれ以上侵入することが阻止される。これにより、転がり軸受の寿命が長くなる。

次に、第２実施例のハブユニット１０２について説明する。図３に示される第２実施例のハブユニット１０２のように、外輪１の端面部３２とハブホイール４の対向面部３４との間に、ラビリンス形状の隙間３５を形成してもよい。この実施例のハブユニット１０２の場合、外輪１の端面部３２に、周方向に連続する凹条部３６を形成するとともに、ハブホイール４の対向面部３４に、外輪１の凹条部３６に入り込む突条部３７を周方向に連続して形成して、断面をクランク形状としている。これにより、隙間３５を通過する異物の量は、第１実施例のハブユニット１０１及び従来のハブユニット１００と比較して、極めて少なくなる。この結果、密封部材７の第１リップ部２６の基端部２６ｂに堆積する異物の量も少なくなり、転がり軸受の更なる長寿命化が図られる。

次に、第３実施例のハブユニット１０３について説明する。上記した第１及び第２実施例のハブユニット１０１，１０２において、ハブホイール４の対向面部３４と凹条部３１との連結部３８は、アキシャル方向Ａの車両インナ側が、車両アウタ側よりもラジアル方向Ｒの外側に配置されるように斜めに形成されている（図２参照）。これにより、ハブホイール４の対向面部３４及び連結部３８を伝って侵入しようとする異物を、遠心力により排出し易くなっている。

しかし、図４に示される第３実施例のハブユニット１０３のように、連結部３９が、ハブホイール４の対向面部３４と凹条部３１とに対してほぼ直角に設けられていてもよい。この実施例のハブユニット１０３の場合、ハブホイール４の対向面部３４を伝って侵入しようとする異物を、対向面部３４と連結部３９との直角部分（接続縁部４１）で切って、確実に第１リップ部２６の基端部２６ｂに堆積させることができる。

第１実施例のハブユニット１０１の全体図である。 図１の要部の拡大図である。 第２実施例のハブユニット１０２の要部の拡大図である。 第３実施例のハブユニット１０３の要部の拡大図である。 従来のハブユニット１００の要部の拡大図である。

符号の説明

１０１〜１０３ ハブユニット（転がり軸受装置）
１ 外輪
２ 内輪部材（内輪）
４ ハブホイール（内輪）
５ 玉（転動体）
６，７ 密封部材
１３，１４，１７，１８ 転動面
２３ 芯金
２４ シール部
２５ 壁面部
２６，２８，２９ リップ部
２６ａ 先端部
２６ｂ 基端部
３１ 凹条部
３２ 端面部
３３，３５ 隙間
３４ 対向面部（対向する部分）
３８，３９ 連結部
４１ 接続縁部
Ａ アキシャル方向
ＣＬ 軸線
Ｒ ラジアル方向
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 長さ

Claims (3)

1. 筒状の外輪と、該外輪と同心に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介装される転動体と、前記外輪と前記内輪との間から前記転動体の転動面に異物が侵入しないようにその開口を密封する密封部材とを備え、前記外輪と前記内輪がそれらの軸線周りに相対回転可能にされる転がり軸受装置であって、
   前記密封部材は、前記外輪におけるアキシャル方向の端部に嵌合される芯金と、該芯金に被着されるシール部とを備え、前記シール部から突設されたリップ部が、前記内輪における前記外輪と対向する壁面部に接触することにより、前記外輪と前記内輪との間にラジアル方向に沿って形成された隙間を通って侵入する異物を阻止するようにされてなり、
   前記内輪における前記外輪とアキシャル方向に対向する壁面部のうち、前記外輪の端面部と対向する部分を除く部分を外輪から遠ざかる側に凹ませて、周方向に連続する凹条部を形成し、前記密封部材のリップ部を前記凹条部に接触させたことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記密封部材のリップ部は、その先端部が基端部よりもラジアル方向の外側に配置されるように軸線に対して所定角度で斜めに突設され、
   前記リップ部のアキシャル方向の投影長さは、前記隙間のアキシャル方向の内幅と前記凹条部のアキシャル方向の凹み量との和よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記内輪の壁面部において、前記外輪の端面部と対向する壁面部と前記凹条部との連結部は、前記凹条部との接続縁部の方が前記対向する壁面部との接続縁部よりもラジアル方向の外側に配置されるように斜めに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。

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