JP2012036973A - サポートベアリングのシール装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストでありながら高いシール性能と低トルクロスとを両立したサポートベアリングのシール装置を提供すること。
【解決手段】シール装置Sは、外輪1a、内輪1b、および外・内輪1a,1bの軌道面間に介在させた玉1cを有するサポートベアリング1をシールする。外輪1aはブラケット4を介して自動車の車体に固定される。内輪1bは、差動歯車装置と等速自在継手との間でトルクを伝達する中間シャフト2に固定される。中間シャフト2に、ブラケット4の近傍まで延びるダストカバー5が固定される。ブラケット4とダストカバー5の何れか一方に、他方に対して摺動可能なブラシ7を設けた。
【選択図】図1
【解決手段】シール装置Sは、外輪1a、内輪1b、および外・内輪1a,1bの軌道面間に介在させた玉1cを有するサポートベアリング1をシールする。外輪1aはブラケット4を介して自動車の車体に固定される。内輪1bは、差動歯車装置と等速自在継手との間でトルクを伝達する中間シャフト2に固定される。中間シャフト2に、ブラケット4の近傍まで延びるダストカバー5が固定される。ブラケット4とダストカバー5の何れか一方に、他方に対して摺動可能なブラシ7を設けた。
【選択図】図1
Description
本発明は、サポートベアリングのシール装置に関する。
図11に、FF自動車の前輪のトルク伝達系を概略図示する。図示のように、原動機からの動力は差動歯車装置Gで左右に分配される。分配後の一方(図面左側)の動力は、摺動型の等速自在継手J1→ドライブシャフトD1→固定型の等速自在継手J2を介してホイールW1に伝達され、他方(図面右側)の動力は、中間シャフト52→摺動型の等速自在継手J3→ドライブシャフトD2→固定型の等速自在継手J4を介してホイールW2に伝達される。
この前輪のトルク伝達系においては、中間シャフト52を車体に対して回転自在に支持するため、通常、サポートベアリング50が使用される。
図12、図13に示すように、このサポートベアリング50は、ブラケット51に嵌合固定された外輪と、中間シャフト52に嵌合固定された内輪と、内輪と外輪の軌道面間に介在させた複数の転動体とを具備する軸受、例えば深溝玉軸受で構成される。ブラケット51は、フランジ51aを介して車体に固定される。
通常、このサポートベアリング50を泥水や塵埃から保護することを主要な目的としてその軸方向両側にシール装置が設けられている。
例えば、図12のシール装置では、サポートベアリング50の両側のそれぞれに、接触型のシール部材53とダストカバー54とが配置されている。シール部材53は、中間シャフト52およびダストカバー54に対して摺動可能なリップを有し、ブラケット51に固定されている。ダストカバー54は、中間シャフト52に固定されている。必要に応じて、シール部材53とサポートベアリング50の間には、グリースが封入される。
一方、図13のシール装置では、サポートベアリング50自体に、シール55とスリンガ56を設け、シール性を付与している。サポートベアリングの50両側には、これらのサポートベアリング50のシール部への異物の直撃を回避することを目的として、また、ブラケット51との間の隙間によるラビリンス効果を目的として、ダストカバー54が取付けられている。
また、特許文献1に開示された発明では、軸受の両側でブラケットとダストカバーとの間の隙間を屈曲させることにより、この隙間のラビリンス効果を向上させている。
しかしながら、図12の例のシール装置では、高いシール性能が期待される一方、摺動抵抗がやや大きく、これが中間シャフト52の動力伝達効率の向上を抑制する可能性がある。これに対し、図13の例のシール装置では、摺動抵抗は低いが、シール性能は劣る。
一方、特許文献1のシール装置でも、摺動抵抗は低いが、シール性能は十分に高いとはいえない。また、このシール装置で、シール性能を向上するには、ブラケットとダストカバーの間のラビリンス隙間を縮小することが望ましい。しかし、そのためには、各組付け部品の寸法公差やダストカバーの組付け位置公差、軸受のアキシアル隙間、ブラケット内径のベアリングハウジングの寸法公差の関係を考慮しなければならない。すなわち、これらの関係を考慮して、ブラケットとダストカバーが接触しないように設計しなければならないので、ラビリンス隙間を縮小することは困難である。また、単列の玉軸受を使用した場合には、軸受が有するミスアライメント量も考慮しなければならないため、ラビリンス隙間を縮小する設計は、さらに困難となる。
本発明は、上記事情に鑑み、低コストでありながら高いシール性能と低トルクロスとを両立したサポートベアリングのシール装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、差動歯車装置と等速自在継手との間でトルクを伝達する中間シャフトに固定される内輪、ブラケットを介して自動車の車体に固定される外輪、および内・外輪の軌道面間に介在させた転動体を有するサポートベアリングをシールする装置であって、前記中間シャフトにブラケットの近傍まで延びるカバー部材を固定し、ブラケットとカバー部材の何れか一方に、他方に対して摺動可能なブラシを設けたことを特徴とする。
この構成であれば、ブラシと相手部材との摺動により、シール効果を得ることができる。従って、本発明のシール装置は、特許文献1や図13に示す非接触のシール装置より高いシール性能を得ることが可能である。その一方で、ブラシが設けられた面と摺動する面との隙間(ラビリンス隙間)を縮小する必要性は少ないので、特許文献1のシール装置より容易に設計可能である。また、本発明のシール装置は、ゴム等からなるシールリップを摺動させないので、図12に示すシール装置と比較して、摺動抵抗を低減してトルクロスを減じることができる。
上記構成において、ブラシが設けられた面とブラシが摺動する面とを径方向で対向させることができる。この場合、ブラシをカバー部材に設ければ、中間シャフトの回転と共に、カバー部材とブラシが回転する。従って、ブラシ近傍もしくはブラシに付着した泥水や塵埃が遠心力により径方向外方に移動するので、シール装置のシール性能の向上が期待され得る。その一方、ブラシをブラケットに設ければ、ブラシが摺動する部位の径が、ブラシをカバー部材に設けた場合より縮小する。従って、シール装置の摺動抵抗を低減することができる。
上記構成において、ブラシが設けられた面とブラシが摺動する面とを軸方向で対向させてもよい。この構成で、ブラシをカバー部材に設ければ、中間シャフトの回転と共に、カバー部材とブラシが回転する。従って、ブラシ近傍もしくはブラシに付着した泥水や塵埃が遠心力により径方向外方に移動するので、シール装置のシール性能を向上することができる。
カバー部材とブラケットとの間にラビリンスシールを設け、ラビリンスシールよりもサポートベアリング側にブラシを配置すれば、ラビリンスシールとしての機能も得られるため、シール効果が増す。
サポートベアリングの軸方向両側に以上に述べたシール装置を配置することで、サポートベアリングの軸方向両側で高いシール効果が得られる。この場合、軸方向一方側のシール装置と他方側のシール装置とでブラシ素材を異ならせることができ、これにより両側のシール装置で異なる機能が要求される場合にも対応可能となる。例えば、両側のシール装置の摺動径が異なる場合、より高速摺動する大径側のシール装置で耐久性の高いブラシ素材を選択することにより、シール装置全体の耐久寿命を向上させることができる。
ブラシの先端を、他方の部材の、面取りも含む摺動面の形状に倣って形成すれば、ブラシによるシール効果が高まり、シール装置のシール性能を向上することができる。
以上に述べたシール装置と、サポートベアリングと、ブラケットと、中間シャフトとをアセンブリにすることでサポートベアリングユニットが得られる。この場合、中間シャフトは、等速自在継手を構成する外側継手部材のステム部で構成することができる。
本発明によれば、トルクロスが少なく、高いシール性能を有するサポートベアリングのシール装置が低コストに得られる。
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
図1に、本発明の実施形態に係るサポートベアリングユニットを示す。このサポートベアリングユニットは、サポートベアリング1と、中間シャフト2(ハーフシャフトとも呼ばれる)と、車体側に固定されたブラケット4と、シール装置Sとで構成される。図示例では、摺動側等速自在継手20の外側継手部材20aに一体形成されたステム部20bを中間シャフト2として使用する場合を例示しているが、外側継手部材20aと別体に形成され、かつ外側継手部材20aの内周に嵌合固定されたシャフト(図12参照)を中間シャフト2として使用する場合もある。
サポートベアリング1は、転がり軸受の1種である単列の深溝玉軸受であり、外輪1aと、内輪1bと、外輪1aと内輪1bとの間に介在する転動体としての複数の玉1cとを主要な構成要素として備える。外輪1aはブラケット4を介して自動車の車体に固定される。内輪1bは中間シャフト2の外周に嵌合固定され、さらに止め輪3により抜け止めされる。外輪1aと内輪1bの間に形成された軸受内部空間の軸方向両側は、外輪1aの内周面もしくは内輪1bの外周面の何れか一方に固定され、先端を他方に摺接させたシール部材1dで密封されている。なお、サポートベアリング1は単列の他、複列で使用する場合もある。
シール装置Sは、サポートベアリング1の軸方向両側に配置され、それぞれブラケット4と、カバー部材としてのダストカバー5とを備える。ブラケット4とダストカバー5の一方には、他方に対して摺動可能なブラシ7が設けられている。ブラシ7は、ダストカバー5とブラケット4のどちらに設けられてもよい。本実施形態では、継手側(図で右側)のシール装置Sで、ブラシ7が設けられた面(以下、「ブラシ取付け面」と称する)と、ブラシ7先端が摺動する面(以下、「ブラシ摺動面」と称する)とを軸方向で対向させ、反継手側(図で左側)のシール装置Sで、ブラシ取付け面と、ブラシ摺動面とを径方向で対向させている。ブラシ7の毛は、ブラシ取付け面から起立する形で植設されている。
ブラケット4は、円筒部4aとその軸方向一端側に設けられたフランジ部4bとを有する。円筒部4aの内周に外輪1aが嵌合固定され、止め輪8により抜け止めされる。フランジ部4bが、ボルト孔4cに挿通したボルトにより、自動車の車体に固定される。
ダストカバー5は、中間シャフト2に嵌合固定される円筒状の取付け部5aと、取付け部5aの軸方向の一端から径方向外方に突出し、ブラケット4の端面近傍に延在し(図面右側)、あるいはブラケット4の内周面近傍に延在する(図面左側)カバー部5bとから成る。
図2に示すように、ブラシ7の配設領域Aには、ブラシ7の毛が密集した密集領域Bが相互に所定の距離で離隔するように配設されている。なお、ブラシ取付け面と、ブラシ摺動面とが径方向で対向する場合、配設領域Aの長手方向(図の左右方向)が周方向で、幅方向(図の上下方向)が軸方向である。
密集領域Bの配設パターンは、図2(A),(B)に示すように、長手方向に列を成すようにしてもよいが、これに限定されるものではない。例えば、図2(C),(D)に示すように、複数の密集領域Bを所定の配置にしたものを単位として、それを長手方向に配設してもよい。また、図2(E)に示すように、領域Aの幅方向両端側に、長手方向の密集領域Bの列を偏在させてもよい。また、長手方向の密集領域Bの列は単列でもよい。
密集領域Bは略円形で、その領域内で、図3(A)に示すように、ブラシ7の毛7aは均等な太さであってもよいし、図3(B)に示すように、例えば2種類の太さの毛7aが混在してもよい。
ブラシ7の毛7aの材料としては、例えば獣毛、植物繊維、合成樹脂等が挙げられる。1つの密集領域B内で、毛7aは同一種類でもよいし、2種類以上の毛7aが混在してよい。また、継手側のブラシ7と反継手側のブラシ7とで、毛7aの種類を異ならせてもよい。
図4にブラシ7の毛7aのブラシ取付け面に対する植設構造を例示する。ブラシ7の毛7aはゴム等の柔軟性材料からなるブラシ固定用基板9に適宜の方法で固定されている。このブラシ固定用基板を、接着剤層10を介してブラシ取付け面11に固定することにより、ブラシ7が構成される。ブラシ固定用基板9の裏面には、複数の凸部9aが設けられており、この凸部9aをブラシ取付け面11に予め設けた凹部9bに嵌合することにより、接着前に、ブラシ取付け面11に対するブラシ固定用基板9の位置決めを行なうことができる。
以上に説明したシール装置Sでは、ブラシ7とブラシ摺動面とが摺動するので、サポートベアリング1の軸方向両側をシールすることができる。従って、本実施形態のシール装置は、特許文献1のシール装置や図13のシール装置より高いシール性能を有することが可能である。その一方で、ブラシ取付け面とブラシ摺動面との隙間を縮小する必要性がないので、特許文献1のシール装置より容易に設計可能である。また、本実施形態のシール装置は、図12に示すシール装置と比較して、摺動抵抗を低減することができ、トルクロスを減じることができる。
本実施形態では、反継手側(図で左側)のシール装置Sで、ブラシ取付け面と、ブラシ摺動面とが径方向で対向する。このシール装置Sでは、ブラシ7をダストカバー5に設ければ、中間シャフト2の回転と共に、ダストカバー5とブラシ7が回転する。従って、ブラシ7近傍もしくはブラシ7に付着した泥水や塵埃が遠心力により径方向外方に移動するので、シール装置Sのシール性能の向上が期待され得る。その一方、ブラシ7をブラケット4に設ければ、ブラシ摺動面の径が、ブラシ7をダストカバー5に設けた場合より縮小する。従って、シール装置Sの摺動抵抗を低減することができる。
また、本実施形態では、継手側(図で右側)のシール装置Sで、ブラシ取付け面と、ブラシ摺動面とが軸方向で対向する。このシール装置Sで、ブラシ7をダストカバー5に設ければ、中間シャフト2の回転と共に、ダストカバー5とブラシが回転する。従って、ブラシ7近傍もしくはブラシ7に付着した泥水や塵埃が遠心力により径方向外方に移動するので、シール装置Sのシール性能を向上することができる。
以下、図5〜図10に基づいて、本発明の他の実施形態を説明する。
図5は、軸方向両側のシール装置Sの双方において、ブラシ取付け面とブラシ摺動面を軸方向で対向させた例であり、図6は、双方において、ブラシ取付け面とブラシ摺動面を径方向で対向させた例である。このようにブラシ取付け面とブラシ摺動面の対向方向は、設計条件等に応じて軸方向両側のシール装置Sで任意に選択することができる。
図7は、ダストカバー5のカバー部5bの先端を、ブラシ7を越えて延在させることで、ダストカバー5とブラケット4との間でラビリンスシールを構成した例である。ラビリンスシールよりもサポートベアリング1側にブラシ7が配置されている。このようにブラシ7とラビリンスシールとを併設することで、シール効果をさらに高めることができる。
図8は、軸方向両側のシール装置Sにそれぞれブラシ7を複数(図示例は2つ)設けた例である。このようにシール装置Sに複数のブラシを設けることで、各シール装置Sでさらに高いシール効果を得ることができる。各シール装置Sにおけるブラシ取付け面とブラシ摺動面の対向方向は、図示のように軸方向と半径方向を混在させた形にする他、共通の方向で対向させた形にしてもよい(図示省略)。
また、図9,10に示すように、ブラシ7の長さを不等長にしてもよい。例えば面取りも含めてブラシ摺動面とし(図示例はブラケット4にブラシ摺動面を設け、ダストカバー5にブラシ取付け面を設けた場合を例示している)、ブラシ7の先端を、面取り部も含むブラシ摺動面の形状に倣った形態にすることもできる。勿論、図示例とは逆に、ブラケット4にブラシ取付け面を設け、ダストカバー5にブラシ摺動面を設けた場合は、ブラシ摺動面にダストカバーの面取りを含め、このブラシ摺動面の形状に倣った形態にブラシ7の先端を配置することもできる。
本発明は上記実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。
1 サポートベアリング
1a 外輪
1b 内輪
1c 転動体
1d シール部材
2 中間シャフト
4 ブラケット
5 ダストカバー(カバー部材)
7 ブラシ
S シール装置
1a 外輪
1b 内輪
1c 転動体
1d シール部材
2 中間シャフト
4 ブラケット
5 ダストカバー(カバー部材)
7 ブラシ
S シール装置
Claims (12)
- 差動歯車装置と等速自在継手との間でトルクを伝達する中間シャフトに固定される内輪、ブラケットを介して自動車の車体に固定される外輪、および内・外輪の軌道面間に介在させた転動体を有するサポートベアリングをシールする装置であって、
前記中間シャフトにブラケットの近傍まで延びるカバー部材を固定し、ブラケットとカバー部材の何れか一方に、他方に対して摺動可能なブラシを設けたことを特徴とするサポートベアリングのシール装置。 - 前記ブラシが設けられた面とブラシが摺動する面とを径方向で対向させた請求項1に記載のサポートベアリングのシール装置。
- 前記ブラシをカバー部材に設けた請求項2に記載のサポートベアリングのシール装置。
- 前記ブラシをブラケットに設けた請求項2に記載のサポートベアリングのシール装置。
- 前記ブラシが設けられた面とブラシが摺動する面とを軸方向で対向させた請求項1に記載のサポートベアリングのシール装置。
- 前記ブラシをカバー部材に設けた請求項5に記載のサポートベアリングのシール装置。
- カバー部材とブラケットとの間にラビリンスシールを設け、ラビリンスシールよりもサポートベアリング側に前記ブラシを配置した請求項1〜6の何れか1項に記載のサポートベアリングのシール装置。
- サポートベアリングの軸方向両側に配置された請求項1〜7の何れか1項に記載のサポートベアリングのシール装置。
- 軸方向一方側と他方側とでブラシ素材を異ならせた請求項8記載のサポートベアリングのシール装置。
- 前記ブラシの先端を、他方の部材の、面取りも含む摺動面の形状に倣って形成した請求項1〜9の何れか1項に記載のサポートベアリングのシール装置。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載したシール装置と、前記サポートベアリングと、前記ブラケットと、前記中間シャフトとを有するサポートベアリングユニット。
- 中間シャフトを、等速自在継手を構成する外側継手部材のステム部で構成した請求項11記載のサポートベアリングユニット。
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Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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2010
- 2010-08-06 JP JP2010177796A patent/JP2012036973A/ja active Pending
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