JP2014055651A - 密封装置及びこれを備える転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スリンガを圧入する際の変形を抑えると共に、スリンガの小型化を図ることができる密封装置及びこれを備える転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪2と内輪3との間に形成される環状の空間S1の軸方向の端部を塞ぐ密封装置5であって、外輪2に装着される固定側シール部材6と、内輪3の内周又は外周に嵌着される円筒部8aと円筒部8aの一方の端部から固定側シール部材6に向かって延在する円板部8bとからなり断面L字形に形成された回転側環状部材8とを備え、固定側シール部材6は、これに固着され回転側環状部材8の内周又は外周の全周に亘って摺接又は近接する環状シール部材6dを有し、円板部8bは、円筒部8a側の端部に形成され軸方向の外方側又は内方側に押し出される押し出し部8dと平坦な平坦部8eとが周方向に交互に配置される凹凸部8cを備える。
【選択図】図1
【解決手段】外輪2と内輪3との間に形成される環状の空間S1の軸方向の端部を塞ぐ密封装置5であって、外輪2に装着される固定側シール部材6と、内輪3の内周又は外周に嵌着される円筒部8aと円筒部8aの一方の端部から固定側シール部材6に向かって延在する円板部8bとからなり断面L字形に形成された回転側環状部材8とを備え、固定側シール部材6は、これに固着され回転側環状部材8の内周又は外周の全周に亘って摺接又は近接する環状シール部材6dを有し、円板部8bは、円筒部8a側の端部に形成され軸方向の外方側又は内方側に押し出される押し出し部8dと平坦な平坦部8eとが周方向に交互に配置される凹凸部8cを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、密封装置及びこれを備える転がり軸受装置に関する。
例えば、固定部材に対して回転する回転部材には、固定部材と回転部材との間の環状空間の端部を塞ぐ密封装置が備えられている。この密封装置は、環状空間に封入した潤滑剤、例えばグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、外部に存在する雨水、泥、塵等の異物が環状空間に入り込むことを防止している。
従来の密封装置の一例として、車両の車輪を支持するためのハブユニットに組み込まれる転がり軸受には、固定側の外輪と回転側の内輪との間の環状空間の端部に密封装置が備えられている。この密封装置では、断面L字形に形成される環状の芯金が外輪に内嵌され、断面L字形に形成される環状のスリンガが芯金に対向して内輪に外嵌され、芯金に固着される環状のシール部材がスリンガの内側に摺接することにより、環状空間を密封している。
上記密封装置のスリンガは、その円筒部が内輪に外嵌され、円筒部の外方側端部から径方向の外方へ延在して円板部が形成され、薄い鉄板をL字形に曲げて構成される。このスリンガの内輪への嵌合は、円板部の内周縁近傍を押し付け治具により軸方向に圧入することにより行われる。この密封装置では、スリンガを圧入する際、円板部が前傾する等して少し変形する場合があり、その結果、スリンガの摺接部が予期しない状態となり、密封性が低下する。そこで、円板部の内周縁近傍に断面が半円形の折り曲げ部を設けて、円板部の変形を抑えている密封装置がある。(例えば、特許文献1を参照)
しかしながら、上記の密封装置では、スリンガが折り曲げ部により軸方向に大きくなるので、密封装置を装着するときの装着スペースが大きくなる。それに伴い、密封装置が装着される転がり軸受及びハブユニットが大きくなり、車両の小型化に影響を及ぼす場合がある。そこで、密封装置及びこれを備える転がり軸受装置は、スリンガを圧入する際の変形を抑えると共に、スリンガの小型化を図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、スリンガを圧入する際の変形を抑えると共に、スリンガの小型化を図ることができる密封装置及びこれを備え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に係る密封装置の構成上の特徴は、固定部材と、この固定部材に対して回転自在に回転する回転部材との間に形成される環状の空間の軸方向の端部を塞ぐ密封装置であって、前記固定部材に装着される固定側シール部材と、前記回転部材の内周又は外周に嵌着される円筒部とこの円筒部の一方の端部から前記固定側シール部材に向かって延在する円板部とからなり断面L字形に形成された回転側環状部材とを備え、前記固定側シール部材は、これに固着され前記回転側環状部材の内周又は外周の全周に亘って摺接又は近接する環状シール部材を有し、前記円板部は、前記円筒部側の端部に形成され軸方向の外方側又は内方側に押し出される押し出し部と平坦な平坦部とが周方向に交互に配置される凹凸部を備えることである。
請求項1の密封装置によれば、回転側環状部材(例えば、スリンガ)が凹凸部の凹凸構造により強度が上がるので、回転側環状部材を回転部材に嵌着する際に円板部の変形を抑えることができる。また、この密封装置によれば、凹凸構造が少しの押し出しによる押し出し部から形成できるので、回転側環状部材の小型化を図ることができる。
請求項2に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、車両インナ側の車両固定部材に固定される外輪、及びこの外輪と相対回転する内輪を有する転がり軸受と、前記内輪に内嵌され車両アウタ側の車輪が取り付けられる回転軸と、前記転がり軸受の車両アウタ側の端部に装着され、前記内輪と前記外輪との間に環状に形成される空間からなる軸受内部空間の端部を塞ぐ内方密封装置と、前記外輪と前記回転軸との間に形成される環状の空間の端部を塞ぐ請求項1に記載された密封装置とを備え、前記回転軸には、車両アウタ側の端部に径方向外方へ突出して車輪を固定するためのフランジが形成され、前記固定部材は前記外輪からなり、前記回転部材は前記回転軸からなり、前記固定側シール部材が前記外輪の内方密封装置より軸方向外方に装着され、前記回転側環状部材が前記回転軸の内方密封装置より軸方向外方に外嵌され、前記円筒部の一方が他方に対して軸方向外方に配置されることである。
請求項2の転がり軸受装置によれば、回転軸の車両インナ側から入れ込んで奥まった位置に外嵌される密封装置の回転側環状部材(例えば、スリンガ)であっても、凹凸部の凹凸構造により強度が上がるので、回転側環状部材を回転軸に外嵌する際に円板部の変形を抑えることができる。また、この転がり軸受装置によれば、密封装置の凹凸構造が少しの押し出しによる押し出し部から形成できるので、回転側環状部材の小型化を図ることができる。
本発明によれば、スリンガを圧入する際の変形を抑えると共に、スリンガの小型化を図ることができる密封装置及びこれを備える転がり軸受装置を提供できる。
以下、本発明の密封装置及びこれを備える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。
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態である密封装置5を備える転がり軸受1の軸方向の断面図である。図2は、図1に示すスリンガ8を矢印Aの方向から見た矢視図である。図1及び図2を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態である密封装置5を備える転がり軸受1の軸方向の断面図である。図2は、図1に示すスリンガ8を矢印Aの方向から見た矢視図である。図1及び図2を参照しつつ説明する。
転がり軸受1は、固定された外輪2(固定部材)と、外輪2に対して回転自在に回転する内輪3(回転部材)と、外輪2と内輪3との間に形成される環状の空間S1に配置されて転動する複数の玉4と、空間S1の軸方向端部に装着されて空間S1を密封する密封装置5とを備える。
密封装置5は、外輪2に装着される環状の固定側シール部材6と、固定側シール部材6に対向して内輪3に装着される環状のスリンガ8(回転側環状部材)とからなる。
固定側シール部材6は、環状の芯金6aと環状の環状シール部材6dとからなる。
芯金6aは、外輪2の内周の端部に嵌合される円筒状の芯金円筒部6bと、芯金円筒部6bの内方側の端部から径方向内方へ延在する芯金円板部6cとからなり、断面が略L字形に形成されている。芯金6a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。
芯金6aは、外輪2の内周の端部に嵌合される円筒状の芯金円筒部6bと、芯金円筒部6bの内方側の端部から径方向内方へ延在する芯金円板部6cとからなり、断面が略L字形に形成されている。芯金6a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。
芯金6aには、弾性体からなる環状シール部材6dが加硫接着されて一体化されている。環状シール部材6dは、スリンガ8に所定の締め代をもって摺接している。
スリンガ8は、芯金円筒部6bに対向して内輪3の外周の端部に嵌合される円筒状の円筒部8aと、芯金円板部6cに対向して円筒部8aの外方側の端部から径方向外方へ延在する円板部8bとからなり、断面が略L字形に形成されている。
円板部8bは、円筒部8a側の端部に軸方向の外方側に押し出される押し出し部8dと、平坦な平坦部8eとが周方向に交互に配置される凹凸部8cを備える。ここで、一例として具体的には、スリンガ8の材料は、ステンレス鋼のSUS430であって、厚み0.8mmのものが用いられる。押し出し部8dは、その押し出し量が厚みの半分、即ち0.4mmとし、薄板からなるスリンガ8の曲げ加工と共に、同時にプレス成形により形成される。また、押し出し部8dは、径方向の長さが周方向のそれより長い長方形であって、径方向の長さL1が円板部8bのその長さL2の約1/3とし、周方向の幅W1が平坦部8eのその幅W2の約1/2として形成されている。
図3は、図1に示すスリンガ8の圧入方法について説明する断面図である。円筒状の押し付け治具9は、スリンガ8に当接する側の端部に薄肉化された押し付け部9aを備える。押し付け部9aの先端には、環状の硬質ゴムからなる当接部9bが固着され、そのスリンガ8に当接する面は相手の形状に合わせて形成されている。当接部9bは、径方向には円筒部8aの端面及び押し出し部8dに対向する位置であり、周方向には全周に形成されている。
スリンガ8の圧入は、押し付け治具9に対して矢印Bの方向に所定の圧入荷重を付与して行われる。押し付け治具9は、スリンガ8との当接面において僅かな形状の違いがあっても、当接部9bが弾性変形することによりスリンガ8に密着させている。
これにより、密封装置5は、スリンガ8が凹凸部8cの凹凸構造により強度が上がるので、スリンガ8を内輪3の外周面に圧入して嵌合する際に円板部8bの変形を抑えることができる。
また、密封装置5は、凹凸構造が少しの押し出しによる押し出し部8dから形成できるので、スリンガ8の小型化を図ることができる。
また、密封装置5は、スリンガ8が、曲げ加工と共に、押し出し加工を同時にプレス成形により形成されるので、押し出し加工を低コストにて行うことができる。
以上のように、本実施の形態に係る密封装置5によれば、スリンガ8を圧入する際の変形を抑えると共に、スリンガ8の小型化を図ることができる。
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、スリンガ8の押し出し部8dが軸方向の外方側に押し出されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、図4に示すように軸方向の内方側に押し出される構成に適用しても良い。図4は、図1に示すスリンガ8の変形例を示す軸方向の断面図である。スリンガ8の円板部8b1は、円筒部8a側の端部に軸方向の内方側に押し出される押し出し部8d1と、平坦な平坦部8eとが周方向に交互に配置される凹凸部8c1を備える。
これにより、密封装置5は、上記実施形態と同様の作用効果を有する。
本実施形態では、スリンガ8の押し出し部8dが軸方向の外方側に押し出されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、図4に示すように軸方向の内方側に押し出される構成に適用しても良い。図4は、図1に示すスリンガ8の変形例を示す軸方向の断面図である。スリンガ8の円板部8b1は、円筒部8a側の端部に軸方向の内方側に押し出される押し出し部8d1と、平坦な平坦部8eとが周方向に交互に配置される凹凸部8c1を備える。
これにより、密封装置5は、上記実施形態と同様の作用効果を有する。
また、本実施形態では、転がり軸受1が玉軸受としたが、それに限るものではなく、例えば、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受等の構成に適用しても良い。
また、本実施形態では、転がり軸受1が外輪固定としたが、それに限るものではなく、例えば、内輪固定の構成に適用しても良い。
<第2実施形態>
図5は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置を備えるハブユニット10の軸方向の断面図である。図6は、図5の要部拡大断面図である。図7は、図6に示すスリンガ18を矢印Cの方向から見た矢視図である。図5、図6及び図7を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは車軸側の事であり図における右側を示し、車両アウタ側とは車輪を取り付ける側の事であり図における左側を示すものとする。
<第2実施形態>
図5は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置を備えるハブユニット10の軸方向の断面図である。図6は、図5の要部拡大断面図である。図7は、図6に示すスリンガ18を矢印Cの方向から見た矢視図である。図5、図6及び図7を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは車軸側の事であり図における右側を示し、車両アウタ側とは車輪を取り付ける側の事であり図における左側を示すものとする。
ハブユニット10(転がり軸受装置)は、例えば、車両の駆動軸用のものであり、複列円錐ころ軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット10は、車両インナ側のナックル30(車両固定部材)に固定される転がり軸受11と、転がり軸受11に内嵌されて車両アウタ側の車輪(図示省略)が取り付けられるハブ軸14(回転軸、回転部材)とを主に備える。
転がり軸受11は、ナックル30に固定される外輪12(固定部材)と、外輪12に対して径方向内方に配置されて相対回転し軸方向に2分割された内輪13と、内外輪間の環状の空間からなる軸受内部空間S2に転動自在に周方向に配置される複数の円錐ころ11aとを備える。外輪12は、外周面から径方向外方へ突出する車両取付フランジ部12bを有し、車両取付フランジ部12bがナックル30に固定される。軸受内部空間S2は、車両インナ側の端部にインナ側密封装置15を装着し、車両アウタ側の端部にアウタ側密封装置16(内方密封装置)を装着することにより密封されている。
ハブ軸14の外周面には、内輪13の内周面に嵌合する嵌合面14aが形成され、嵌合面14aよりもさらに車両アウタ側には、径方向外方へ突出して車輪が取り付けられるフランジ14bが形成されている。フランジ14bの車両インナ側の側面には、軸心20に対して略平行な段部14cが形成される。ハブ軸14の内周には、車軸(図示省略)がスプライン結合して組み付けられる。
アウタ側密封装置16よりもさらに車両アウタ側には、外輪12の車両アウタ側の端部と段部14cとの間に密封装置17が装着され、外輪12とハブ軸14との間の環状の空間S3を密封している。これにより、悪環境で使用されるハブユニット10は、車両アウタ側において、密封装置を2重化して軸受内部空間S2に雨水等の異物が侵入するのをさらに防止している。
密封装置17は、外輪12に装着される環状の固定側シール部材19と、固定側シール部材19に対向して段部14cに装着される環状のスリンガ18(回転側環状部材)とからなる。
固定側シール部材19は、環状の芯金19aと環状の環状シール部材19eとからなる。
芯金19aは、外輪12の車両アウタ側の端部外周面に嵌合される円筒状の大径部19bと、大径部6bの外方側の端部から外輪12の側面に沿って径方向内方へ延在する円板状の接続部19cと、接続部19c内周縁から軸方向に外方へ延在する円筒状の小径部19dとからなり、断面がクランク形状に形成されている。芯金19a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。
芯金19aは、外輪12の車両アウタ側の端部外周面に嵌合される円筒状の大径部19bと、大径部6bの外方側の端部から外輪12の側面に沿って径方向内方へ延在する円板状の接続部19cと、接続部19c内周縁から軸方向に外方へ延在する円筒状の小径部19dとからなり、断面がクランク形状に形成されている。芯金19a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。
芯金19aには、弾性体からなる環状シール部材19eが加硫接着されて一体化されている。環状シール部材19eは、スリンガ18に所定の締め代をもって摺接している。
スリンガ18は、段部14cに嵌合される円筒状の円筒部18aと、円筒部18aの外方側の端部から径方向外方へ延びる円板部18bとからなり、断面が略L字形に形成されている。
円板部18bは、円筒部18a側の端部に軸方向の外方側に押し出される押し出し部18dと、平坦な平坦部18eとが周方向に交互に配置される凹凸部18cを備える。ここで、一例として具体的には、スリンガ18の材料は、ステンレス鋼のSUS430であって、厚み0.8mmのものが用いられる。押し出し部18dは、その押し出し量が厚みの半分、即ち0.4mmとし、薄板からなるスリンガ18の曲げ加工と共に、同時にプレス成形により形成される。また、押し出し部18dは、径方向の長さが周方向のそれより長い長方形であって、径方向の長さL11が円板部18bのその長さL12の約1/3とし、周方向の幅W11が平坦部18eのその幅W12の約1/2として形成されている。
図8は、図5に示すスリンガ18の圧入方法について説明する断面図である。ハブ軸14へのスリンガ18の圧入は、スリンガ18をハブ軸14の車両インナ側から入れ込み、奥まった車両アウタ側の段部14cに嵌合することにより行われる。そのため、押し付け治具40は、軸方向に長い円筒状からなり、スリンガ18に当接する端部に薄肉化された押し付け部40aを備える。押し付け部40aは、径方向には円筒部18aの端面に対向する位置であり円筒部18aの厚みの2倍程度とし、周方向には全周に形成されている。
スリンガ18の圧入は、押し付け治具40に対して矢印Dの方向に所定の圧入荷重を付与して行われる。
このような構成における密封装置17の装着位置では、圧入するスリンガ18が奥まった位置であって、押し付け治具40によって押し付ける面である円筒部18aの端面が小さいので、この端面の全周に亘って均等に圧入荷重を付与するのが難しく、スリンガ18を圧入して嵌合する際に円板部18bが変形しやすい。しかしながら、本実施の形態に係る密封装置17及びハブユニット10によれば、スリンガ18が凹凸部18cの凹凸構造により強度が上がるので、スリンガ18をハブ軸14の段部14cに圧入して嵌合する際に円板部18bの変形を抑えることができる。
また、密封装置17は、凹凸構造が少しの押し出しによる押し出し部18dから形成できるので、スリンガ18の小型化を図ることができる。
また、密封装置17は、スリンガ18が、曲げ加工と共に、押し出し加工を同時にプレス成形により形成されるので、押し出し加工を低コストにて行うことができる。
以上のように、本実施の形態に係る密封装置17及びハブユニット10によれば、スリンガ18を圧入する際の変形を抑えると共に、スリンガ18の小型化を図ることができる。
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、スリンガ18の押し出し部18dが軸方向の外方側に押し出されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、軸方向の内方側に押し出される構成に適用しても良い。
本実施形態では、スリンガ18の押し出し部18dが軸方向の外方側に押し出されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、軸方向の内方側に押し出される構成に適用しても良い。
また、本実施形態では、転がり軸受11が円錐ころ軸受としたが、それに限るものではなく、例えば、玉軸受等の構成に適用しても良い。
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。
1:転がり軸受、 2:外輪(固定部材)、 3:内輪(回転部材)、 4:玉、 5:密封装置、 6:固定側シール部材、 6a:芯金、 6b:芯金円筒部、 6c:芯金円板部、 6d:環状シール部材、 8:スリンガ(回転側環状部材)、 8a:円筒部、 8b,8b1:円板部、 8c,8c1:凹凸部、 8d,8d1:押し出し部、 8e:平坦部、 9:押し付け治具、 9a:押し付け部、 9b:当接部、 10:ハブユニット(転がり軸受装置)、 11:転がり軸受、 11a:円錐ころ、 12:外輪(固定部材)、 13:内輪、 14:ハブ軸(回転軸、回転部材)、 14a: 嵌合面、 14b:フランジ、 14c:段部、 15:インナ側密封装置、 16:アウタ側密封装置(内方密封装置)、 17:密封装置、 18:スリンガ(回転側環状部材)、 18a:円筒部、 18b:円板部、 18c:凹凸部、 18d:押し出し部、 18e:平坦部、 19:固定側シール部材、 19a:芯金、 19b:大径部、 19c:接続部、 19d:小径部、 19e:環状シール部材、 30:ナックル(車両固定部材)、 S1:空間、 S2:軸受内部空間、 S3:空間
Claims (2)
- 固定部材と、この固定部材に対して回転自在に回転する回転部材との間に形成される環状の空間の軸方向の端部を塞ぐ密封装置であって、
前記固定部材に装着される固定側シール部材と、
前記回転部材の内周又は外周に嵌着される円筒部とこの円筒部の一方の端部から前記固定側シール部材に向かって延在する円板部とからなり断面L字形に形成された回転側環状部材とを備え、
前記固定側シール部材は、これに固着され前記回転側環状部材の内周又は外周の全周に亘って摺接又は近接する環状シール部材を有し、
前記円板部は、前記円筒部側の端部に形成され軸方向の外方側又は内方側に押し出される押し出し部と平坦な平坦部とが周方向に交互に配置される凹凸部を備えることを特徴とする密封装置。 - 車両インナ側の車両固定部材に固定される外輪、及びこの外輪と相対回転する内輪を有する転がり軸受と、
前記内輪に内嵌され車両アウタ側の車輪が取り付けられる回転軸と、
前記転がり軸受の車両アウタ側の端部に装着され、前記内輪と前記外輪との間に環状に形成される空間からなる軸受内部空間の端部を塞ぐ内方密封装置と、
前記外輪と前記回転軸との間に形成される環状の空間の端部を塞ぐ請求項1に記載された密封装置とを備え、
前記回転軸には、車両アウタ側の端部に径方向外方へ突出して車輪を固定するためのフランジが形成され、
前記固定部材は前記外輪からなり、前記回転部材は前記回転軸からなり、前記固定側シール部材が前記外輪の内方密封装置より軸方向外方に装着され、前記回転側環状部材が前記回転軸の内方密封装置より軸方向外方に外嵌され、前記円筒部の一方が他方に対して軸方向外方に配置されることを特徴とする転がり軸受装置。
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2012
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