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JP2006010055A - 軸受装置 - Google Patents

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JP2006010055A
JP2006010055A JP2004243775A JP2004243775A JP2006010055A JP 2006010055 A JP2006010055 A JP 2006010055A JP 2004243775 A JP2004243775 A JP 2004243775A JP 2004243775 A JP2004243775 A JP 2004243775A JP 2006010055 A JP2006010055 A JP 2006010055A
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hub unit
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Akira Takahashi
明 高橋
Yuji Nakamura
雄二 中村
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NSK Ltd
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Abstract

【課題】 長期間に亘って軸受性能を良好に維持することができる軸受装置を提供する。
【解決手段】 外輪部材11と、複数の転動体である玉17を介して外輪部材11に対して相対回転可能とされた内輪部材であるハブ13と、外輪部材11の軸方向外側部において外輪部材11に固定され外輪部材11とハブ13との隙間を密封する円環状の密封装置19と、を備えた軸受装置であるハブユニット100であって、ハブ13が、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側に広がった鍔状のフランジ部13bを有しており、密封装置19が、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向内側において、ハブ13の外周面および/または該外周面に連続するフランジ部13bの内側面と摺接してシールする第1のシール部である接触型シール部材23と、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bの前記内側面とのあいだでシールする第2のシール部である非接触型シール部材25と、を有している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、自動車等の車両の車輪を回転可能に支持するのに好適な軸受装置に関する。
図18に示されるように、自動車の車輪を回転可能に支持するための軸受装置であるハブユニット10は、自動車の車台に固定された外輪部材2と、保持器3により転動自在に保持された複数の転動体(玉)4を介して外輪部材2に対して相対回転可能に配置されたハブ(内輪部材)1とから構成されている。ハブユニット10は、泥水などがかかり易い場所に配置されるため、ハブ1と外輪部材2との間に密封装置5が設けられている。
従来の密封装置5としては、3枚のシールリップ6aを備えたシール部材6を外輪部材2の内周面2aに装着し、それぞれのシールリップ6aをハブ1に摺接させてシールするようにしたものが知られている。また、外輪部材2の端面2bとハブ1のフランジ部1bの内側面との隙間C1を小さくすることによりラビリンス効果を持たせたものもある。
しかし、上記のように構成された密封装置5において、シール部材6は外輪部材2の内周面2aに装着されており、外輪部材2の端面2bとハブ1のフランジ部1bの前記内側面とにより形成されたラビリンスの近傍に配置されることとなる。そのため、前記ラビリンスを通過した泥水や塵埃などの異物がシール部材6に到達し易く、シールリップ6aが損傷する虞があった。
また、ハブ1および外輪部材2は一般に炭素鋼などで形成されており、泥水などに直接曝される部位に錆が発生し易い。そして、密封装置5の軸受外方側において発生した錆がシールリップ6aの摺接部にまで進行してシール部材6の密封性能を低下させ、更にはシールリップ6aに損傷を与えて泥水などが軸受内部に進入する場合があり、軸受性能を長期間に亘って良好な状態に維持できない問題があった。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期間にわたって軸受性能を良好に維持することができる軸受装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る軸受装置は、下記の(1)〜(4)を特徴としている。
(1) 外輪部材と、複数の転動体を介して前記外輪部材に対して相対回転可能とされた内輪部材と、前記外輪部材の軸方向外側部において前記外輪部材に固定され前記外輪部材と前記内輪部材との隙間を密封する円環状の密封装置と、を備える軸受装置であって、
前記内輪部材が、前記外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向外側に広がった鍔状のフランジ部を有しており、
前記密封装置が、
前記外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向内側において、前記内輪部材の外周面および/または該外周面に連続する前記フランジ部の内側面と摺接してシールする第1のシール部と、
前記外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、前記フランジ部の前記内側面とのあいだでシールする第2のシール部と、
を有していること。
上記構成の軸受装置によれば、外輪部材と内輪部材との隙間を密封する密封装置に、外輪部材の軸方向外側部の外径よりも半径方向内側において内輪部材の外周面および/または該外周面に連続するフランジ部の内側面に摺接してシールする第1のシール部と、外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向外側においてフランジ部の内側面とのあいだでシールする第2のシール部とを設けているので、外輪部材と内輪部材との隙間を2重にシールして密封性能を向上させることができる。そして、第1のシール部が外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向内側において内輪部材の外周面および/または該外周面に連続するフランジ部の内側面に摺接してシールし、第2のシール部が外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向外側においてフランジ部の内側面とのあいだでシールしており、即ち、第2のシール部を第1のシール部の摺接箇所から軸受外方側に離間した位置に配置することができる。これにより、第2のシール部を通過した泥水や塵埃などの異物が第1のシール部の摺接箇所に到達し難くすることができると共に、前記摺接箇所への錆の進行を抑制することができる。従って、長期間にわたって軸受性能を良好に維持することができる。
(2) 上記(1)に記載の軸受装置において、
前記第2のシール部が、少なくとも前記外輪部材と前記内輪部材との相対回転停止時には、前記フランジ部の前記内側面と軸方向に僅かな隙間をおいて離間していること。
上記構成の軸受装置によれば、少なくとも外輪部材と内輪部材との相対回転停止時には第2のシール部とフランジ部の内側面とは接触しておらず、第1のシール部に対して軸受外方側に配置されることにより劣悪な環境に曝され潤滑不足となり易い第2のシール部において、長時間回転を停止させた場合に第2のシール部がフランジ部の内側面に固着することを防止することができ、よって、第2のシール部の寿命を延ばすことができる。
(3) 上記(1)または(2)に記載の軸受装置において、
前記フランジ部の前記内側面に、全周にわたって半径方向に段差を形成する段部が設けられており、
前記第2のシール部が、前記段部と軸方向に重畳していること。
上記構成の軸受装置によれば、第2のシール部が、フランジ部の内側面において全周にわたって半径方向に段差を形成する段部と軸方向に重畳しているので、第1のシール部への泥水や塵埃等の直撃を避けることができる。これにより、軸受装置内部への泥水や塵埃等の異物の侵入を効果的に防止して軸受性能を良好に維持することができる。
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載の軸受装置において、
前記第1のシール部が、芯金と、該芯金に固着され前記内輪部材の前記外周面および/または前記フランジ部の前記内側面に摺接する弾性のシールリップと、を有し、
前記第2のシール部が、少なくとも芯金を有し、
前記第1のシール部の前記芯金と前記第2のシール部の前記芯金とが一体に形成されていること。
上記構成の軸受装置によれば、第1のシール部の芯金と第2のシール部の芯金とが一体に形成されているので、部品点数が削減され、また組付け工数が低減されて組付けが容易になり、軸受装置を安価に製作することができる。
尚、芯金は、好ましくは板厚が0.3mm〜1.0mm程度の不錆性板材により形成される。不錆性板材としては、例えば、ステンレス鋼板、チタン、SPCCなどの鉄板にメッキなどの表面処理を施して不錆性としたもの、合成樹脂などが使用可能であるが、ステンレス鋼板が好適である。ステンレス鋼板は、SUS430やSUS410などの磁性材料を用いてもよいが、SUS304などの非磁性材料を用いれば外部の異物に含まれる鉄粉などを吸着することがないので望ましい。尚、板厚を0.3mm〜1.0mmとしたのは、板厚が0.3mm以下だと機械的強度が不足して外輪部材の端部に固定するときに変形する虞があるからであり、また、板厚が1.0mm以上であると、加工し難い問題があるからである。また、シールリップを形成する弾性材料としてはゴムや樹脂等の弾性材料を好適に用いることができる。
本発明の軸受装置によれば、長期間にわたって軸受性能を良好に維持できる軸受装置を提供することができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
以下、本発明に係る好適な各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の軸受装置の第1実施形態であるハブユニットの断面図、図2は図1における要部拡大図である。
図1及び図2に示されるように、ハブユニット100は、外輪部材11と、内輪部材であるハブ13と、ハブ13とは別体に形成され且つハブ13に一体的に固定された内輪15と、複数の転動体である玉17と、密封装置19と、を備えている。
外輪部材11は、車体のフレーム(図示せず)にナックル(図示せず)を介して取り付けられる。内輪部材であるハブ13は略円柱形状の部材であり、軸方向の一端部には、外輪部材11の同一側の軸方向の端部(軸方向外側部)の外径よりも半径方向外側に広がった鍔状のフランジ部13bが形成されている。ハブ13の外周面に連続するフランジ部13bの内側面には、全周にわたって半径方向に段差を形成する段部13cが設けられている。フランジ部13bにはブレーキディスクロータ(図示せず)および車輪(図示せず)などが取り付けられるようになっている。
外輪部材11の内周面には、互いに平行な2列の外輪軌道面11a,11aが離間して形成され、またハブ13および内輪15の外周面には、それぞれ内輪軌道面13a,15aが、外輪部材11の各外輪軌道面11aに対応して形成されている。内輪軌道面13a,15aおよび外輪軌道面11a,11aで構成される軌道には、保持器21によって転動自在に保持された複数の玉17が円周方向に等間隔に配設されている。これによって、ハブ13が外輪部材11に対して軸芯CLを中心として相対回転できるようになっている。
密封装置19は、円環状の第1のシール部である接触型シール部材23と、第2のシール部である非接触型シール部材25とを備え、非接触型シール部材25は接触型シール部材23の軸受外方側に離間して配置されている。接触型シール部材23は、ステンレス鋼板などの不錆性材料により略U字形の円環状に形成された芯金27と、ゴム等により形成された弾性部材29とを有し、弾性部材29を芯金27に固着して構成されている。弾性部材29には円環状の3個のシールリップ29a,29b,29cが設けられている。芯金27は、外輪部材11の前記外側部の内周面11cに圧入されて固定されており、弾性部材29のシールリップ29a,29b,29cは、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向内側において、内輪軌道面13aの肩部13dの外周面若しくは肩部13dの前記外周面に連続するフランジ部13bの付根部の内側面にそれぞれ摺接してシールしている。
非接触型シール部材25は、ステンレス鋼板などの不錆性材料により断面略クランク状に形成された円環状部材である。非接触型シール部材25は、外輪部材11の前記外側部の外周面11dに外嵌する取付部25aと、取付部25aから半径方向外方に一体に立ち上げられ更に軸方向に折り曲げられてハブ13のフランジ部13b方向に延設された延長部25bとからなる。延長部25bの内径ID2は、取付部25aの内径ID1よりも大きく、且つフランジ部13bの段部13cの外径OD1よりも僅かに大きくなっている。
外輪部材11の前記外側部の外周面11dは、非接触型シール部材25の取付部25aの内径ID1と略等しい寸法の外径に加工されており、非接触型シール部材25は、取付部25aを外輪部材11の外周面11dに圧入され、延長部25bをハブ13のフランジ部13b側に向けて突出させた状態で固定されている。そして、延長部25bは、ハブ13の段部13cの外周面と僅かな隙間C2をおいて段部13cと軸方向に重畳し、延長部25bとハブ13の段部13cとによりラビリンスを構成して、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
尚、外輪部材11の前記外側部の端面11bと該端面11bに対向するハブ13のフランジ部13bの内側面との隙間C3を、延長部25bと段部13cとの隙間C2と同程度に設定することにより、ラビリンス長さを長くしてラビリンス効果を更に高めるようにしてもよい。また、非接触型シール部材25の材料はステンレス鋼板に限定されることはなく、例えば、チタンや、SPCCなどの鉄板にメッキなどの表面処理を施して不錆性としたものであってもよく、また、合成樹脂などであってもよい。
上述したハブユニット100によれば、密封装置19は、図1および図2に示されるように、接触型シール部材23および非接触型シール部材25を有し、外輪部材11とハブ13との隙間を、回転トルクを増大させることなく2重にシールして密封性能を向上させている。
そして、非接触型シール部材25は、取付部25aを外輪部材11の外周面11dに固定され、延長部25bがフランジ部13bの段部13cの外周面とわずかな隙間C2をおいて段部13cと軸方向に重畳するように配置されており、延長部25bとハブ13の段部13cとにより構成されるラビリンスを、接触型シール部材23のシールリップ29a,29b,29cとハブ13との摺接箇所から軸受外方側に離れた位置に設けている。これにより、前記ラビリンスを通過した泥水や塵埃などの異物が、接触型シール部材23の前記摺接箇所に到達し難くしていると共に、非接触型シール部材25の近傍に錆が生じても、錆が接触型シール部材23まで進行することを抑制することができ、錆がシールリップ29a,29b,29cに噛み込まれてシール性能を低下させる不具合が防止される。
さらに、外輪部材11の端面11bと該端面11bに対向するハブ13のフランジ部13bの内側面との隙間C3は非接触型シール部材25の延長部25bにより覆われているので、外部の泥水や塵埃などの異物がハブユニット100にかかった場合にも、非接触型シール部材25によってハブユニット100内部への異物の進入が阻止される。また、非接触型シール部材25を通過して内部に進入した異物は、接触型シール部材23によりシールされるので、ハブユニット100の内部は確実にシールされ、泥水、塵埃、或いは薬品などに曝される劣悪な環境下で用いられても長期間に亘って軸受性能が良好な状態に維持される。
次に、図3を参照して第1実施形態のハブユニット100の変形例について説明する。図3は第1実施形態の変形例であるハブユニットの第2のシール部を示す要部拡大図である。
ハブユニット110のハブ13において、フランジ部13bの段部13cは、半径方向外方に向かって次第に大径となるテーパー状に形成されている。また、第2のシール部である非接触型シール部材37は、単純な円筒形状に形成されており、非接触型シール部材37の一方の端部である取付部37aが外輪部材11の外周面11dに外嵌し、他方の端部である延長部37bがフランジ部13bの段部13cに向けて突出した状態で固定されている。そして、延長部37bの先端とフランジ部13bの段部13cの外周面とが僅かな隙間C2をおいてラビリンスを構成し、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
その他の部分については、本発明の第1実施形態のハブユニット100と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
上述したハブユニット110によれば、非接触型シール部材37は、単純な円筒形状に形成されているので、製作が容易であり安価に提供することができる。その他の作用および効果については、第1実施形態のハブユニット100と同様である。
(第2実施形態)
次に、本発明の軸受装置の第2実施形態について図4および図5を参照して説明する。図4は本発明の軸受装置の第2実施形態であるハブユニットの要部断面図、図5は図4における楕円Vで囲まれた部分の拡大図である。
図4および図5に示されるように、第2実施形態のハブユニット200は、第1実施形態のハブユニット100と多くの共通点を有しており、第2のシール部の形態およびフランジ部に設けられた段部の細部が相違するだけであるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
ハブユニット200の内輪部材であるハブ13において、フランジ部13bの段部13cには、その外周面に開口を有するシール溝13eが全周に亙って設けられている。
第2のシール部である非接触型シール部材45は、断面形状略クランク状の芯金47およびゴム等の弾性材料からなるリップ部49とから構成されている。芯金47は、ステンレス鋼板などの不錆性材料を円環状に形成した部材であり、取付部47aと、取付部47aから半径方向外方に一体に立ち上げられ、更に軸方向に折り曲げられてフランジ部13bに向かって延設された延長部47bと、を有している。
リップ部49は、ゴムなどの弾性材料により円環状に形成されており、外周縁部には芯金47の延長部47bの先端部に固着される基部49aが形成され、内周縁部に向かうに従って次第に肉薄に形成されたシールリップ49bが基部49aに連続して形成されている。基部49aは、芯金47の延長部47bの先端部に接着剤などにより固着されている。シールリップ49bの先端部の内径ID3は、フランジ部13bの段部13cの外径OD1よりも小さくなっている。
そして、非接触型シール部材45は、延長部47bをフランジ部13bの段部13cに向けて突出させ且つシールリップ49bの先端部をシール溝13eに非接触に没入させた状態で、取付部47aを外輪部材11の外周面11dに嵌合させて固定されている。これにより、シールリップ49bとシール溝13eとによりラビリンスを構成し、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
本実施形態のハブユニット200によれば、非接触型シール部材45を、外輪部材11の外周面11dに嵌合する取付部47aと、取付部47から延設されてフランジ部13bの段部13cに軸方向に重畳する延長部47bとを有する芯金47、および芯金47の延長部の先端部に固着されてフランジ部13bのシール溝13eに没入するシールリップ49bを有するリップ部49、から構成し、リップ部49とシール溝13eとによりラビリンスを構成するようにしたので、複雑な形状のラビリンス隙間を形成してラビリンス効果を高めることができる。
その他の作用および効果については、第1実施形態のハブユニット100の作用および効果と同様である。
次に、図6を参照して第2実施形態のハブユニット200の変形例について説明する。図6は第2実施形態の変形例であるハブユニットの要部拡大図である。
図6に示されるように、第2実施形態のハブユニット200の変形例であるハブユニット210は、第2実施形態のハブユニット200におけるフランジ部13bのシール溝を、断面形状コ字形の金環61により形成した以外は第2実施形態のハブユニット200と同様であるので、第2実施形態と共通する部分については同一符号を付して明確化を図り説明を簡略化又は省略する。
金環61は、ステンレス鋼板などの不錆性材料から断面コ字形の円環状に形成されており、半径方向外方に開口するシール溝61aを有するように形成されている。そして、底面61bをハブ13の段部13cの外周面に嵌合させて固定されている。第2のシール部である非接触型シール部材45は、シールリップ49bの先端部をシール溝61a内に非接触に没入した状態で配置されており、シールリップ49bとシール溝61aとによりラビリンスを構成し、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
上述したハブユニット210によれば、シール溝61aを、不錆性材料からなる金環61により形成したので、ハブ13に複雑な機械加工を施すことなくシール溝61aを設けることができる。これによって、ハブユニット210を安価に製作することが可能となる。また、ラビリンスを構成する全ての部材(即ち、金環61およびシールリップ49b)が不錆性材料により形成されているので、錆による密封性能の低下を防止することができ、長期間に亘って安定した軸受性能を維持することができる。
その他の作用および効果については、第2実施形態のハブユニット200の作用および効果と同様である。
(第3実施形態)
次に、図7を参照して本発明の軸受装置の第3実施形態であるハブユニットについて説明する。図7は本発明の軸受装置の第3実施形態であるハブユニットの要部断面図である。
図7に示されるように、第3実施形態のハブユニット300は、第2実施形態のハブユニット200と多くの共通点を有しており、第2のシール部である非接触型シール部材の形態が相違するだけであるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
ハブユニット300において、ハブ13のフランジ部13bは、段部13cに形成された第1シール溝13eと、段部13cより半径方向外側において軸方向に凹設された第2シール溝13fとを有している。また、第2のシール部である非接触型シール部材54の芯金47の延長部47bの先端部に固着されたリップ部55は、基部55aから半径方向内方に向けて形成された第1シールリップ55bと、軸方向に向けて形成された第2シールリップ55cとを有している。
非接触型シール部材54は、第1シールリップ55bを第1シール溝13e内に、第2シールリップ55cを第2シール溝13f内に、それぞれ非接触に没入させた状態で配置されている。これにより、第1シールリップ55bおよび第1シール溝13eと、第2シールリップ55cおよび第2シール溝13fとにより2重のラビリンスを構成し、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
上述したハブユニット300によれば、非接触型シール部材54を、外輪部材11の外周面11dに嵌合する取付部47aおよび取付部47から延設されてハブ13の段部13cに半径方向に対向する延長部47bとを有する芯金47と、芯金47の延長部の先端部に固着されハブ13の第1シール溝13eに没入する第1シールリップ55bおよびハブ13の第2シール溝13fに没入する第2シールリップ55cを有するリップ部55と、から構成し、第1シールリップ55bと第1シール溝13e、および第2シールリップ55cと第2シール溝13fにより2重のラビリンスを構成するようにしたので、さらに複雑なラビリンス隙間を形成し、ラビリンス効果を高めることにより効率的に異物の進入を阻止することができる。
その他の作用および効果については、第2実施形態のハブユニット200の作用および効果と同様である。
(第4実施形態)
次に、図8を参照して本発明の軸受装置の第4実施形態であるハブユニットについて説明する。図8は本発明の軸受装置の第4実施形態であるハブユニットの要部断面図である。
図8に示されるように、第4実施形態のハブユニット400は、第2実施形態の変形例であるハブユニット210と多くの共通点を有しており、第2のシール部である非接触型シール部材の形態が相違するだけであるので、第2実施形態の変形例と共通する部分については同一符号を付して明確化を図り説明を簡略化又は省略する。
ハブユニット400において、不錆性材料からなる金環67は断面形状略C字形の円環状に形成されており、外輪部材11側の側壁上部が開口してシール溝67aが形成されている。金環67は、他方の側壁67cをハブ13のフランジ部13bの内側面に当接させると共に、底部67bをフランジ部13bの段部13cに嵌合させて固定されている。
第2のシール部である非接触型シール部材70は、芯金47の延長部47bの先端部にゴム等の弾性材料からなるリップ部71が固着されて構成されている。リップ部71は、芯金47の延長部47bの先端部に固着される基部71aと、基部71aから半径方向内方に向けて形成された第1シールリップ71bと、基部71aから半径方向外方に向けて形成された第2シールリップ71cと、を有している。
リップ部71は、金環67の前記開口から挿入され、第1シールリップ71bがシール溝67aに非接触で収納されると共に第2シールリップ71cが金環67の開口端部67dとわずかな隙間をおいて軸方向に対向するように配置される。そして、非接触型シール部材70は、第1シールリップ71bとシール溝67a、および第2シールリップ71cと金環67の開口端部67dにより2重にラビリンスを構成し、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
上述したハブユニット400によれば、単純な形状の金環67およびリップ部71により2重のラビリンスを同時に形成することができ、これによって、ハブユニット400を安価に製作することが可能となる。
その他の作用および効果については、第2実施形態の変形例であるハブユニット210の作用および効果と同様である。
(第5実施形態)
次に、図9を参照して本発明の軸受装置の第5実施形態であるハブユニットについて説明する。図9は本発明の軸受装置の第5実施形態であるハブユニットの要部断面図である。
図9に示されるように、第5実施形態のハブユニット500は、図5に示される第2実施形態のハブユニット200と多くの共通点を有しており、第2のシール部である非接触型シール部材の形状が相違するだけであるので、第2実施形態と共通する部分については同一符号を付して明確化を図り説明を簡略化又は省略する。
第5実施形態のハブユニット500において、第2のシール部である非接触型シール部材73は、ステンレス鋼板などの不錆性材料からなる芯金75と、ゴム等の弾性材料からなるリップ部49と、封止部材77とから構成されている。芯金75は、断面形状略クランク状の円環状に形成された部材であり、外輪部材11の外周面11dに圧入される取付部75aと、取付部75aから半径方向外方に一体に立ち上げられ、更に軸方向に折り曲げられてフランジ部13bに向かって延設された延長部75bと、を有している。
芯金75の取付部75aの端部は半径方向外方に拡開されて大径に形成されており、該端部にはゴムなどの弾性材料により断面形状略コ字形に形成された封止部材77が接着剤などにより固着されている。封止部材77の内径は、取付部75aの内径と同一径とされており、取付75aと共に外輪部材11の外周面11dに圧入されて固定されている。
上述したハブユニット500によれば、非接触型シール部材73の芯金75と外輪部材11の外周面11dとの間にできる僅かな隙間は、弾性を有する封止部材77によって確実にシールされる。従って、芯金75と外輪部材11の外周面11dとの間から進入する僅かな泥水などの浸入も阻止することができ、優れた密封性能が得られる。
その他の作用および効果については、第2実施形態のハブユニット200の作用および効果と同様である。
尚、図10に示されるハブユニット510のように、非接触型シール部材73において、芯金75の取付部75aの内周面に、全周にわたってゴム等の弾性材料により形成された円環状の封止部材81を接着剤などにより固着させ、封止部材81が外輪部材11の外周面11dに外嵌するようにしてもよい。これにより、外輪部材11の外周面11dと円環状部材75との間を封止部材81によって一層確実にシールすることができる。
(第6実施形態)
次に、図11から図13を参照して本発明の軸受装置の第6実施形態であるハブユニットについて説明する。図11は本発明の軸受装置の第6実施形態であるハブユニットの断面図、図12は図11におけるハブユニットの楕円XIIで囲まれた部分の拡大図、図13は図11におけるハブユニットの組付け手順を示し、(a)は組付け前のハブユニットの断面図、(b)は組付け後のハブユニットの断面図である。尚、上述した各実施形態と共通する部分については同一符号を付して明確化を図り説明を簡略化又は省略する。
図11および図12に示されるように、ハブユニット600は、ゴムなどの弾性材料からなるリップ部95を固着された第2のシール部である非接触型シール部材87と、同じくゴムなどの弾性材料からなるリップ部91を固着された金環89と、を備えている。
非接触シール部材87は、ステンレス鋼板などの不錆性材料により形成された芯金93と、ゴム等の弾性材料からなるリップ部95と、から構成されている。芯金93は、外輪部材11の外周面11dに外嵌する取付部93aから半径方向外方に側壁93bが立設され、側壁93bから更にハブ13のフランジ部13b方向に曲げられて延長部93cが形成されて断面形状略コ字形に形成されている。そして、取付部93aと、側壁93bと延長部93cとにより円環状の空間である収容室94を画成している。
芯金93の延長部93cの先端部に固着されたリップ部95には、基部95aから半径方向内方および外方に向けてシールリップ95b,95cが設けられている。
金環89は、ステンレス鋼板などの不錆性材料により円環状に形成されており、フランジ部13bの段部13cの外周面に外嵌して固定される底壁89eと、フランジ部13bの内側面に密着して底壁89eの一方の軸方向端部から延設された側壁89dと、フランジ部13bの内側面に略平行に底壁89eの他方の軸方向端部から延設された側壁89aと、外輪部材11の外周面11dの半径方向外方を覆うように側壁89aの外周縁部から軸方向に延設された張出し部89bとを有しており、そして底壁89eおよび側壁89a,89dによりシール溝89cを画成している。
金環89の張出し部89bには、ゴム等の弾性部材からなるリップ部91が固着されており、リップ部91には、半径方向外方に延びるシールリップ91a,91bと、リップ部91の先端部から軸方向に延びるシールリップ91cとが設けられている。
次に、ハブユニット600の組み付けについて図13に基づいて説明する。図13(a)に示されるように、ハブ13の段部13cにリップ部91を固着された金環89を外嵌させて固定する。一方、外輪部材11の外周面11dに芯金93の取付部93aを外嵌させて非接触型シール部材87を固定し、更に、内周面11cに接触型シール部材23の芯金27を内嵌させて固定する。また、複数の玉17を転動自在に保持した保持器21を外輪部材11の2列の外輪軌道面11aにそれぞれ装着し、外輪部材11およびハブ13を予備組み付けする。
そして、外輪部材11を図中矢印方向に移動させて、図13(b)に示されるように、収容室94内に金環89のリップ部91を収容するように外輪部材11をハブ13に組み付ける。非接触型シール部材87のリップ部95のシールリップ95bの内径ID4は、金環89のシール部材91のシールリップ91a,91bの外径OD4よりも小径に設定されているが(図12参照)、シールリップ95bおよびシールリップ91a,91bはいずれも弾性材料により形成されているので容易に変形して組み付けることができる。
図12に示されるように、外輪部材11とハブ13とが組み付けられた状態において、非接触型シール部材87は、リップ部95の基部95aおよびシールリップ95cは金環89の側壁89dにわずかな隙間をおいて近接し、また金環89のリップ部91のシールリップ91cは非接触型シール部材87の芯金93の側壁93bにわずかな隙間をおいて近接してラビリンスを構成している。さらに、リップ部91のシールリップ91a,91bおよびリップ部95のシールリップ95bとによりラビリンスを一層複雑に構成している。そして、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
上述のハブユニット600によれば、ラビリンス隙間の長さを長く、且つ複雑な形状としてラビリンス効果を高め、密封性能を向上させることができる。また、外輪部材11の端面11bと該端面11bに対向するハブ13のフランジ部13bの内側面との隙間は、非接触型シール部材87の芯金93の延長部93cと金環89の張出し部89bにより2重に覆われているので、外部の泥水や塵埃などの異物がハブユニット600にかかった場合にも、ハブユニット600内部への異物の進入が一層確実に阻止される。
その他の作用および効果については、上述した各実施形態およびそれらの変形例において述べた各ハブユニットの作用および効果と同様である。
尚、図14に示されるように、ハブユニット600において、収容室94の余剰空間に該余剰空間を埋める円環状の補助部材96を設けてもよい。これにより、一層ラビリンス効果を高めることができる。また、非接触型シール部材87の芯金93の取付部93aと外輪部材11の外周面11dとの間にゴムなどの弾性部材からなる封止部材97を設けてもよい。これにより、非接触型シール部材87の芯金93と外輪部材11の外周面11dとの間から進入する僅かな泥水などの浸入も阻止することができ、優れた密封性能が得られる。
(第7実施形態)
次に、図15を参照して本発明の軸受装置の第7実施形態であるハブユニットについて説明する。図15は本発明の軸受装置の第7実施形態であるハブユニットの要部断面図である。
図15に示されるように、第7実施形態のハブユニット700は、第1実施形態のハブユニット100と多くの共通点を有しており、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
ハブユニット700の密封装置19は、円環状の第1のシール部である接触型シール部材23と、第2のシール部125とを備えている。
第2のシール部125は、断面形状クランク形に形成された円環状の芯金127を有している。芯金127は、外輪部材11の外周面11dに外嵌する取付部127aと、取付部127aから半径方向外方に一体に立ち上げられた立上り部127cと、立上り部127cから更に軸方向に折り曲げられてフランジ部13b方向に延設された延長部127bとからなる。延長部127bの内径は、取付部127aの内径よりも大きく、且つフランジ部13bの段部13cの外径よりも大きくなっている。
芯金127は、板厚が0.3mm〜1.0mm程度の不錆性板材により形成されている。不錆性板材としては、例えば、ステンレス鋼板、チタン、SPCCなどの鉄板にメッキなどの表面処理を施して不錆性としたもの、合成樹脂などが使用可能であるが、ステンレス鋼板が好適である。ステンレス鋼板は、SUS430やSUS410などの磁性材料を用いてもよいが、SUS304などの非磁性材料を用いれば外部の異物に含まれる鉄粉などを吸着することがないので望ましい。尚、板厚を0.3mm〜1.0mmとしたのは、板厚が0.3mm以下だと機械的強度が不足して外輪部材11の外周面11dに圧入嵌合するとき変形する虞があるからであり、また、板厚が1.0mm以上であると、加工し難い問題があるからである。
また、第2のシール部125は、NBRなどのゴムや合成樹脂などの弾性材料により円環状に形成されたリップ部130を有している。リップ部130の内周縁部には芯金127の延長部127bの先端部に固着される基部130aが形成され、リップ部130の外周縁部に向かうに従って次第に肉薄に形成されたシールリップ130bが基部130aに連続して形成されている。基部130aは、芯金127の延長部127bの先端部に一体成形や接着剤などにより固着されている。
第2のシール部125は、シールリップ130bをフランジ部13b側に向け、取付部127aを外輪部材11の外周面11dに圧入嵌合されて固定されている。尚、芯金127と外輪部材11との圧入は、断面形状クランク形の芯金127の立上り部127cに圧入治具を当接させて押圧することにより容易に行うことができ、芯金127の立上り部127cのハブ13側の側面と外輪部材11の端面11bとが面一となっている。このとき、リップ部130のシールリップ130bは、フランジ部13bの内側面と僅かな隙間、例えば0〜0.2mm程度の隙間C4をもって、少なくとも外輪部材11とハブ13との相対回転停止時には非接触に配置されまた、芯金127の延長部127b及びリップ部130は、フランジ部13bの段部13cと軸方向に重畳して配置される。
そして、第2のシール部125は、シールリップ130bとフランジ部13bとによりラビリンスを形成すると共に、延長部127bによりフランジ部13bの内側面と外輪部材11の端面11bとの間の隙間C3を覆い、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bとのあいだでシールしている。
また、外輪部材11の端面11bと該端面11bに対向するフランジ部13bの内側面との隙間C3を隙間C4と同程度の隙間に設定することにより、第2のラビリンスを構成してラビリンス効果を更に高めるようにしてもよい。
上述したハブユニット700によれば、外輪部材11とハブ13との隙間を密封する密封装置19に、外輪部材11の端部の外径よりも半径方向内側においてハブ13の肩部13dの外周面および/またはフランジ部13bの内側面に摺接してシールする第1のシール部である接触型シール部材23と、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側においてフランジ部13bの内側面とのあいだでシールする第2のシール部125とを設けているので、外輪部材11とハブ13との隙間を2重にシールして密封性能を向上させることができる。
そして、接触型シール部材23が外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向内側においてハブ13の肩部13dの外周面および/またフランジ部13bの内側面に摺接してシールし、第2のシール部125が外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側においてフランジ部13bの内側面とのあいだでシールしており、即ち、第2のシール部125を接触型シール部材23のシールリップ29a,29b,29cとハブ13の肩部13dの外周面および/またフランジ部13bの内側面との摺接箇所から軸受外方側に離間した位置に配置することができる。これにより、第2のシール部125を通過した泥水や塵埃などの異物が接触型シール部材23の前記摺接箇所に到達し難くすることができると共に、前記摺接箇所への錆の進行を抑制することができる。従って、長期間にわたって軸受性能を良好に維持することができる。
また、少なくとも外輪部材11とハブ13との相対回転停止時には第2のシール部125のシールリップ130bとフランジ部13bの内側面とは接触しておらず、接触型シール部材23に対して軸受外方側に配置されることにより劣悪な環境に曝され潤滑不足となり易い第2のシール部125において、長時間回転を停止させた場合に第2のシール部125のシールリップ130bがフランジ部13bの内側面に固着することを防止することができ、よって、第2のシール部125の寿命を延ばすことができる。
また、第2のシール部125は、芯金127の延長部127b及びリップ部130をフランジ部13bの段部13cと軸方向に重畳させ、芯金127の延長部127b及びリップ部130によりフランジ部13bの内側面と外輪部材11の端面11bとの間の隙間C3を覆っているので、接触型シール部材23への泥水や塵埃等の直撃を避けることができる。これにより、軸受装置内部への泥水や塵埃等の異物の侵入を効果的に防止して軸受性能を良好に維持することができる。
その他の作用および効果については、第1実施形態のハブユニット100の作用および効果と同様である。
(第8実施形態)
次に、図16を参照して本発明の軸受装置の第8実施形態であるハブユニットについて説明する。図16は本発明の軸受装置の第8実施形態であるハブユニットの要部断面図である。
図16に示されるように、第8実施形態のハブユニット800は、第7実施形態のハブユニット700と多くの共通点を有しており、密封装置の形態が相違するだけであるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
密封装置131は、芯金133の内周縁部133aにシールリップ129a,129b,129cを有する弾性部材129が固着されて構成された円環状の第1のシール部123と、芯金133の外周縁部133bに弾性部材129とは別体に形成されたリップ部135が固着されて構成された第2のシール部134と、を備えている。
リップ部135の内周縁部には芯金133の外周縁部133bに固着される基部135aが形成され、リップ部135の外周縁部に向かうに従って次第に肉薄に形成されたシールリップ135bが基部135aに連続して形成されている。基部135aは、芯金133の外周縁部133bに一体成形や接着剤などにより固着されている。
芯金133は、ステンレス鋼板などの前述した不錆性材料により形成された円環状部材であり、内周縁部133aと外周縁部133bとの間の中間部133cに断面略U字型に軸方向に突出して折り曲げ形成された円環状の嵌合部133dが設けられており、嵌合部133dの内径は、外輪部材11の外周面11dの外径と略同一とされている。
密封装置131は、芯金133の中間部133cの内側面を外輪部材11の端面11bに当接させ且つ芯金133の嵌合部133dを外輪部材11の前記外側部に外嵌させるように、外輪部材11の前記外側部に圧入されて固定されている。尚、中間部133cの外側面は、芯金133(密封装置131)を外輪部材11の前記外側部に圧入するための圧入治具(不図示)が当接可能なように、側方(左側方)に開放されている。
第1のシール部123は、芯金133の内周縁部133aに固着された弾性部材129のシールリップ129a,129b,129cを、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向内側において、ハブ13の肩部13dの外周面および/またはフランジ部13bの内側面にそれぞれ摺接させてシールしている。
また、第2のシール部134は、芯金133の外周縁部133bに固着されたリップ部135のシールリップ135bを、フランジ部13bの内側面と僅かな隙間、例えば0〜0.2mm程度の隙間C5をもって、少なくとも外輪部材11とハブ13との相対回転停止時には非接触に配置して、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bの内側面とのあいだでシールしている。
上述したハブユニット800によれば、第1のシール部123の芯金と第2のシール部125の芯金とが一体に形成されているので、部品点数が削減することができ、また組付け工数を低減して組付けを容易とすることができ、ハブユニット800安価に製作することができる。
その他の作用および効果については、第7実施形態のハブユニット700の作用および効果と同様である。
次に、図17を参照して第8実施形態のハブユニット800の変形例について説明する。図17は第8実施形態の変形例であるハブユニットの要部拡大図である。
図17に示されるように、ハブユニット810は、第8実施形態のハブユニット800と多くの共通点を有しており、密封装置の芯金の形態が相違するだけであるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
ハブユニット810の密封装置131は、芯金136の内周縁部136aにシールリップ129a,129b,129cを有する弾性部材129が固着されて構成された円環状の第1のシール部123と、芯金136の外周縁部136bに弾性部材129とは別体に形成されたリップ部135が固着されて構成された第2のシール部134と、を備えている。
芯金136は、ステンレス鋼板などの前述した不錆性材料により形成された円環状部材であり、内周縁部136aと外周縁部136bとの間の中間部136cに断面略U字型に軸方向に突出して折り曲げ形成された円環状の嵌合部136dが設けられており、嵌合部136dの外径は、外輪部材11の内周面11cの内径と略同一とされている。
密封装置131は、芯金136の中間部136cの内側面を外輪部材11の端面11bに当接させ且つ芯金136の嵌合部136dを外輪部材11の前記外側部に内嵌させるように、外輪部材11の前記外側部に圧入されて固定されている。尚、中間部136cの外側面は、芯金136(密封装置131)を外輪部材11の前記外側部に圧入するための圧入治具(不図示)が当接可能なように、側方(左側方)に開放されている。
第1のシール部123は、芯金136の内周縁部136aに固着された弾性部材129のシールリップ129a,129b,129cを、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向内側において、ハブ13の肩部13dの外周面および/またはフランジ部13bの内側面にそれぞれ摺接させてシールしている。
また、第2のシール部134は、芯金136の外周縁部136bに固着されたリップ部135のシールリップ135bを、フランジ部13bの内側面と僅かな隙間、例えば0〜0.2mm程度の隙間C5をもって、少なくとも外輪部材11とハブ13との相対回転停止時には非接触に配置して、外輪部材11の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、フランジ部13bの内側面とのあいだでシールしている。
上述したハブユニット810の作用および効果については、第8実施形態のハブユニット800の作用および効果と同様である。
尚、第8実施形態およびその変形例のハブユニット800および810においては、ハブ13のフランジ部13bに段部13cがないものとして説明したが、フランジ部13bに段部13cを設けてもよく、この場合に、第2シール部134のリップ部135を段部13cと軸方向に重畳させることにより、フランジ部13bの内側面と外輪部材11の端面11bとの間の隙間を覆い、接触型シール部材23への泥水や塵埃等の直撃を避けることができる。
尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態及び変形例における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
本発明の軸受装置の第1実施形態であるハブユニットの断面図である。 図1における要部拡大図である。 図1に示す第1実施形態の変形例であるハブユニットの密封装置の第2のシール部を示す要部拡大図である。 本発明の軸受装置の第2実施形態であるハブユニットの要部断面図である。 図4における楕円Vで囲まれた部分の拡大図である。 図4に示す第2実施形態の変形例であるハブユニットの要部拡大図である。 本発明の軸受装置の第3実施形態であるハブユニットの要部断面図である。 本発明の軸受装置の第4実施形態であるハブユニットの要部断面図である。 本発明の軸受装置の第5実施形態であるハブユニットの要部断面図である。 図9に示す第5実施形態の変形例であるハブユニットの要部断面図である。 本発明の軸受装置の第6実施形態であるハブユニットの断面図である。 図11における楕円XIIで囲まれた部分の拡大図である。 図11に示すハブユニットの組付け手順を示し、(a)は組付け前のハブユニットの断面図、(b)は組付け後のハブユニットの断面図である。 図11に示す第6実施形態の変形例であるハブユニットの要部断面図である。 本発明の軸受装置の第7実施形態であるハブユニットの要部断面図である。 本発明の軸受装置の第8実施形態であるハブユニットの要部断面図である。 図16に示す第8実施形態の変形例であるハブユニットの要部断面図である。 従来のハブユニットの要部断面図である。
符号の説明
100 ハブユニット(軸受装置)
800 ハブユニット(軸受装置)
11 外輪部材
13 ハブ(内輪部材)
13b フランジ部
13c 段部
17 玉(転動体)
19 密封装置
23 接触型シール部材(第1のシール部)
25 非接触型シール部材(第2のシール部)
27 芯金
29a,29b,29c シールリップ
123 第1のシール部
129a,129b,129c シールリップ
131 密封装置
133 芯金
134 第2のシール部
135 リップ部

Claims (4)

  1. 外輪部材と、複数の転動体を介して前記外輪部材に対して相対回転可能とされた内輪部材と、前記外輪部材の軸方向外側部において前記外輪部材に固定され前記外輪部材と前記内輪部材との隙間を密封する円環状の密封装置と、を備える軸受装置であって、
    前記内輪部材が、前記外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向外側に広がった鍔状のフランジ部を有しており、
    前記密封装置が、
    前記外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向内側において、前記内輪部材の外周面および/または該外周面に連続する前記フランジ部の内側面と摺接してシールする第1のシール部と、
    前記外輪部材の前記外側部の外径よりも半径方向外側において、前記フランジ部の前記内側面とのあいだでシールする第2のシール部と、
    を有していることを特徴とする軸受装置。
  2. 前記第2のシール部が、少なくとも前記外輪部材と前記内輪部材との相対回転停止時には、前記フランジ部の前記内側面と軸方向に僅かな隙間をおいて離間していることを特徴とする請求項1に記載の軸受装置。
  3. 前記フランジ部の前記内側面に、全周にわたって半径方向に段差を形成する段部が設けられており、
    前記第2のシール部が、前記段部と軸方向に重畳していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軸受装置。
  4. 前記第1のシール部が、芯金と、該芯金に固着され前記内輪部材の前記外周面および/または前記フランジ部の前記内側面に摺接する弾性のシールリップと、を有し、
    前記第2のシール部が、少なくとも芯金を有し、
    前記第1のシール部の前記芯金と前記第2のシール部の前記芯金とが一体に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の軸受装置。
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