JP2013185633A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属同士により嵌合される密封装置を軸受に圧入嵌合後、軸受内部の潤滑剤が外部に漏洩するのを抑制することができる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】密封装置８は、外輪２に嵌合される芯金円筒部８ａ１と、内輪４に嵌合される円筒部８ｂ１と、円筒部８ｂ１に摺接するシール部材８ｃと、を備え、シール部材８ｃは、軸方向外方側に設けられる外方リップ８ｃ２と、この外方リップ８ｃ２よりも軸方向内方に設けられる内方リップ８ｃ３と、を有し、外方リップ８ｃ２及び内方リップ８ｃ３が円筒部８ｂ１に摺接し、外方リップ８ｃ２と内方リップ８ｃ３と円筒部８ｂ１とにより囲われる環状のリップ間空間１１を形成し、円筒部８ｂ１は、リップ間空間１１に接する位置であって、径方向に貫通する貫通孔９が周方向に８個形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受装置に関する。

車両の車輪に用いる転がり軸受装置は、雨水や泥水の影響を受けるような悪環境で使用されるため、軸受の外輪と内輪との間の環状空間を密封装置により密封して形成される軸受内部空間の密封性を高めている。

車両のインナ側に装着される密封装置は、外輪の内周面に嵌合される芯金と、内輪の外周面に嵌合されるスリンガと、芯金に固着されスリンガに摺接するシール部材とから構成され、所謂パックシールと呼ばれるものである。（特許文献１）

特開２００９−１６２６７７号公報

上記の転がり軸受装置は、軸受内部空間に潤滑剤（例えば、グリース）を封入した状態で、内輪と外輪と転動体と車両アウタ側の密封装置とを組み立て、次に軸受の軸方向端部の外輪と内輪との間に車両インナ側の密封装置を圧入嵌合して組み立てられる。この密封装置を圧入する際に、軸受内部空間の体積が密封装置の体積分減少するので、軸受内部空間の圧力が上昇する。
スリンガと内輪外周面との嵌合部が金属同士であることから、それぞれの面粗さによっては微少な隙間が生じることがある。軸受内部空間の圧力が上昇しているため、軸受内部空間に封入されたグリースの基油がこの隙間から押し出されて、軸受の外部に漏洩する場合がある。特に、組み立てられた転がり軸受装置が、単体のままで長期間、例えば２〜３週間保管されたときには、基油の漏洩が確認されることがある。その結果、転がり軸受装置が車両に取り付けられる際に、漏洩した基油に手が触れることがあり、作業環境が悪化する。
そこで、転がり軸受装置は、金属同士により嵌合される密封装置を軸受に圧入嵌合後、軸受内部空間の潤滑剤が外部に漏洩するのを抑制することが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、金属同士により嵌合される密封装置を軸受に圧入嵌合後、軸受内部空間の潤滑剤が外部に漏洩するのを抑制することができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、固定輪と、回転輪と、これら両輪間の環状空間を密封して前記軸受内部空間を形成する密封装置と、を備え、軸受内部空間に潤滑剤を封入した転がり軸受装置において、前記密封装置は、前記固定輪に嵌合される固定側環状部材と、前記固定側環状部材に径方向で対向して前記回転輪に嵌合される回転側環状部材と、弾性体からなって前記固定側環状部材に固着され前記回転側環状部材に摺接する環状のシール部材と、を備え、前記シール部材は、軸方向外方側に設けられる外方リップと、この外方リップよりも軸方向内方に設けられる内方リップと、を有し、前記外方リップ及び前記内方リップが前記回転側環状部材に摺接し、前記外方リップと前記内方リップと前記回転側環状部材とにより囲われる環状のリップ間空間を形成し、前記回転側環状部材は、前記リップ間空間に接する位置であって、径方向に貫通する貫通孔が周方向に少なくとも１個形成されることである。

請求項１の転がり軸受装置によれば、密封装置を圧入嵌合することにより軸受内部空間の圧力が上昇し、その結果、軸受内部空間に封入された潤滑剤が回転輪と回転側環状部材とが嵌合する嵌合部に押し出される。押し出された潤滑剤は、貫通孔を介してリップ間空間に導かれて溜まる。これにより、軸受の外部への漏洩を抑制することができる。

請求項２に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、前記回転側環状部材は、前記回転輪に嵌合される側の面であって、前記貫通孔が形成される位置に周方向の全周に亘って周溝が形成されることである。

請求項２の転がり軸受装置によれば、回転輪と回転側環状部材との嵌合部に押し出された潤滑剤が、周溝により確実に集まり、貫通孔を介してリップ間空間に導かれて溜まる。これにより、軸受の外部への漏洩を大幅に抑制することができる。

本発明によれば、金属同士により嵌合される密封装置を軸受に圧入嵌合後、軸受内部空間の潤滑剤が外部に漏洩するのを抑制することができる転がり軸受装置を提供できる。

本発明の一実施形態である転がり軸受装置を備えたハブユニットの縦断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 図２のＡ矢視図である。

以下、本発明の転がり軸受装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置を備えたハブユニット１の縦断面図である。図１を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図１における左側を示し、車両アウタ側とは図１における右側を示すものとする。

ハブユニット１（転がり軸受装置）は、例えば前輪駆動車の前輪用（駆動軸用）のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１は、車両側のナックル２０に固定される外輪２（固定輪）と、この外輪２の中心軸線０１と同軸に配置されて車軸側のタイヤホイール（図示省略）及びブレーキディスクロータ３０に固定される内軸３（回転輪）と、内軸３の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部３ａの外周面に嵌着される内輪４（回転輪）と、外輪２と内軸３及び内輪４との間にて周方向に配置される複列の玉５とを備えている。

外輪２の内周面には、車両インナ側に配列された玉５用の軌道面２ａと、車両アウタ側に配列された玉５用の軌道面２ｂとが形成されている。外輪２の外周面には、径方向に突出形成された車両取付フランジ部２ｃが形成されている。

内軸３の外周面には、外輪２の軌道面２ｂに対向する軌道面３ｂが形成され、軌道面３ｂよりもさらに車両アウタ側には、径方向に突出形成された車輪取付フランジ部３ｃが形成されている。

内輪４は、嵌め合い部３ａに外嵌圧入され、嵌め合い部３ａと一体化されている。内輪４の外周面には、外輪２の軌道面２ａに対向する軌道面４ａが形成されている。内輪４の材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼材「ＳＵＪ２」が用いられる。

外輪２と内軸３及び内輪４との間には、転動体としての玉５を配置するための環状の軸受内部空間６が形成されており、この軸受内部空間６は、車両アウタ側にて弾性体からなる環状の密封装置７により、車両インナ側にて弾性体からなる環状の密封装置８により、外輪２と内軸３及び内輪４とのそれぞれの相対回転を許容した状態で密封されている。

図２は、図１の要部拡大断面図である。図３は、図２のＡ矢視図である。図２及び図３を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図２における左側を示し、車両アウタ側とは図２における右側を示すものとする。

密封装置８は、環状のパックシールであり、芯金８ａ、スリンガ８ｂ及びシール部材８ｃからなる。

芯金８ａは、外輪２の内周の車両インナ側端部に嵌合される円筒状の芯金円筒部（固定側環状部材）８ａ１と、芯金円筒部８ａ１の車両アウナ側の端部から径方向内方へ延在する芯金円板部８ａ２とからなり、断面が略Ｌ字形に形成されている。芯金８ａの材料としては、例えば、防錆処理された冷延鋼板のＳＰＣＣが用いられる。

スリンガ８ｂは、内輪４の外周の車両インナ側端部に嵌合され芯金円筒部８ａ１に対向配置される円筒部（回転側環状部材）８ｂ１と、円筒部８ｂ１の車両インナ側の端部から径方向外方へ延在し芯金円板部８ａ２に対向配置される円板部８ｂ２とからなり、断面が略Ｌ字形に形成されている。スリンガ８ｂの材料としては、例えば、ステンレス鋼のＳＵＳ４３０が用いられる。

芯金８ａとスリンガ８ｂは、芯金円筒部８ａ１と円筒部８ｂ１とを、また、芯金円板部８ａ２と円板部８ｂ２とを対向させて組み合わされ、パックシールと呼ばれる構成となっている。

芯金円筒部８ａ１及び芯金円板部８ａ２には、弾性体からなる環状のシール部材８ｃが加硫接着されて一体化されている。シール部材８ｃは、芯金円筒部８ａ１の外周且つ車両インナ側端部から車両アウタ側へ向かう途中位置まで形成されるシール嵌合部８ｃ４と、円板部８ｂ２の車両アウタ側に摺接するアキシャルリップ８ｃ１と、円筒部８ｂ１の外周面に摺接し車両インナ側に設けられる外方リップ８ｃ２と、円筒部８ｂ１の外周面に摺接し外方リップ８ｃ２よりも車両アウタ側に設けられる内方リップ８ｃ３と、を備える。密封装置８は、シール部材８ｃがスリンガ８ｂに摺接して、軸受内部空間６を車両インナ側にて密封している。リップの材料としては、例えば、ニトリルゴムが用いられる。

シール嵌合部８ｃ４が弾性変形することにより、芯金円筒部８ａ１が外輪２に締め代を有して嵌合され、この嵌合部が密封される。シール部材８ｃは、外方リップ８ｃ２と内方リップ８ｃ３と円筒部８ｂ１とにより囲われる環状のリップ間空間１１を形成する。シール部材８ｃには、リップ間空間１１と、アキシャルリップ８ｃ１の先端部の軸受内部側とに、それぞれに予めグリースＧ２，Ｇ３（潤滑剤）が塗布されている。これらのグリースＧ２，Ｇ３が、三つのリップの摺接部を潤滑する。

円筒部８ｂ１には、軸方向において外方リップ８ｃ２と内方リップ８ｃ３とがそれぞれ摺接する位置の間であって、径方向に貫通する貫通孔９（例えば、直径０．５ｍｍ）が周方向に８個等配に形成されている。また、円筒部８ｂ１は、貫通孔９が形成される位置の内周面に周方向の全周に亘って周溝１０（例えば、溝幅１ｍｍ）が形成される。

ハブユニット１の組立工程は、軸受内部空間６にグリースＧ１（潤滑剤）を封入した状態で、外輪２と内軸３及び内輪４と玉５と密封装置７とを組み立て、次に密封装置８を圧入する。ハブユニット１は、密封装置８を圧入して軸受内部空間６が密封されると、軸受内部空間６の体積が圧入する密封装置８の体積分減少するので、軸受内部空間６の圧力が上昇する。

円筒部８ｂ１の内周面と内輪４の外周面とが嵌合する嵌合部１２が金属同士であることから、それぞれの面粗さによっては微少な隙間が生じることがある。その場合、軸受内部空間６の圧力が上昇しているため、軸受内部空間６に封入されたグリースＧ１の基油が僅かながらこの隙間から押し出される。押し出された基油は、周溝１０に集まり貫通孔９を介してリップ間空間１１に導かれグリースＧ２に混ざって溜まる。リップ間空間１１のグリースＧ２は、リップ間空間１１の圧力が軸受外部空間１３と同じであるため、軸受外部空間１３に漏洩することはほとんどない。

これにより、組み立てられたハブユニット１が長期間、例えば２〜３週間保管される場合であっても、軸受内部空間６に封入されたグリースＧ１が、軸受外部空間１３に漏洩することを抑制できる。

以上のように、本実施の形態に係るハブユニット１によれば、金属同士により嵌合される密封装置８を軸受に圧入嵌合後、軸受内部空間６のグリースＧ１が軸受外部空間１３に漏洩するのを大幅に抑制することができる。

なお、上記実施形態では、貫通孔９が８箇所に設けられるとしたが、それに限るものではなく、例えば、４箇所に設けるなど圧入する密封装置の体積やグリースの封入量などにより適宜決定すればよい。

また、上記実施形態では、円筒部８ｂ１に周溝１０が形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、周溝１０が形成されない構成に適用してもよい。

また、上記実施形態では、駆動輪の構成について説明したが、本発明は従動輪においても、もちろん適用できるものである。

また、上記実施形態では、シール部材８ｃが、アキシャルリップ８ｃ１と、外方リップ８ｃ２と、内方リップ８ｃ３と、を備えるとしたが、それに限るものではなく、例えば、外方リップ８ｃ２と、内方リップ８ｃ３と、を備え、アキシャルリップ８ｃ１を備えていない構成に適用してもよい。

また、上記実施形態では、ハブユニットの構成について説明したが、本発明は転がり軸受全般においても、もちろん適用できるものである。

また、上記実施形態では、固定輪が外輪側、回転輪が内輪側としたが、それに限るものではなく、例えば、固定輪が内輪側、回転輪が外輪側とする構成に適用してもよい。

１：ハブユニット（転がり軸受装置）、 ２：外輪（固定輪）、 ２ｃ：車両取付フランジ部、 ３：内軸（回転輪）、 ４：内輪（回転輪）、 ５：玉、 ６：軸受内部空間、 ７，８：密封装置、 ８ａ：芯金、 ８ａ１：芯金円筒部（固定側環状部材）、 ８ａ２：芯金円板部、 ８ｂ：スリンガ、 ８ｂ１：円筒部（回転側環状部材）、 ８ｂ２：円板部、 ８ｃ：シール部材、 ８ｃ１：アキシャルリップ、 ８ｃ２：外方リップ、 ８ｃ３：内方リップ、 ８ｃ４：シール嵌合部 ９：貫通孔、 １０：周溝、 １１：リップ間空間、 １２：嵌合部、 １３：軸受外部空間、 ２０：ナックル、 Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３：グリース（潤滑剤）

Claims (2)

1. 固定輪と、回転輪と、これら両輪間の環状空間を密封して軸受内部空間を形成する密封装置と、を備え、前記軸受内部空間に潤滑剤を封入した転がり軸受装置において、
   前記密封装置は、前記固定輪に嵌合される固定側環状部材と、前記固定側環状部材に径方向で対向して前記回転輪に嵌合される回転側環状部材と、弾性体からなって前記固定側環状部材に固着され前記回転側環状部材に摺接する環状のシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、軸方向外方側に設けられる外方リップと、この外方リップよりも軸方向内方に設けられる内方リップと、を有し、前記外方リップ及び前記内方リップが前記回転側環状部材に摺接し、前記外方リップと前記内方リップと前記回転側環状部材とにより囲われる環状のリップ間空間を形成し、
   前記回転側環状部材は、前記リップ間空間に接する位置であって、径方向に貫通する貫通孔が周方向に少なくとも１個形成されることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記回転側環状部材は、前記回転輪に嵌合される側の面であって、前記貫通孔が形成される位置に周方向の全周に亘って周溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。

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