(57)【要約】      （修正有）【課題】圧入により金属嵌合させた場合であっても、長期に亘って一定の密封性能を維持可能な耐久性に優れた密封シールを組み付けた転がり軸受ユニットを提供する。【解決手段】静止側軌道輪12、回転側軌道輪の内輪構成体16、転動体、密封シール2のスリンガ22、芯金24及びシール部材26を備えたハブユニット軸受において、スリンガ及び芯金は、金属板の曲げ加工により、円板部と円筒部を備え、スリンガ用嵌合面16s及び芯金用嵌合面12sへ圧入により金属嵌合して固定され、曲げ加工時にスリンガ円筒部のスリンガ用嵌合面に対する嵌合面の内周面22s、芯金円筒部の芯金用嵌合面に対する嵌合面の外周面24sに生じた軸方向筋目を曲げ加工後に除去するとともに、軸方向筋目の除去後の嵌合面に対し、軸方向への送りのない周方向筋目82を新たに形成した構成とする。【選択図】図２
2011226576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸を中心に相対回転可能に対向配置された静止側軌道輪及び回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪及び回転側軌道輪の互いに対向する周面にそれぞれ形成された静止側軌道と回転側軌道との間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密及び液密に保つべく、スリンガ、芯金及びシール部材を断面の輪郭形状が略矩形状となるように組み合わせた構造を成す密封シールを備えた転がり軸受ユニットであって、
前記スリンガは、金属板を曲げ加工することにより、スリンガ円板部とスリンガ円筒部でなる環状に成形され、前記スリンガ円筒部は、軸方向に延出する円筒状を成し、前記回転側軌道輪及び前記静止側軌道輪のいずれか一方の軌道輪の周面の一部で、他方の軌道輪の周面と対向する部位に設けられた円筒状のスリンガ用嵌合面へ圧入により金属嵌合して固定され、前記スリンガ円板部は、前記スリンガ円筒部の一方側の延出端に連続するとともに、当該延出端から所定の角度で延出し、
前記芯金は、金属板を曲げ加工することにより、芯金円板部と芯金円筒部でなる環状に成形され、前記芯金円筒部は、軸方向に延出する円筒状を成し、前記他方の軌道輪の周面の一部で前記一方の軌道輪の周面に対向する部位に設けられた円筒状の芯金用嵌合面へ圧入により金属嵌合して固定され、前記芯金円板部は、前記芯金円筒部の一方側の延出端に連続し、当該延出端から所定の角度で延出し、
前記シール部材は、所定の間隔を空けて対向配置された前記スリンガと前記芯金との間に介在され、これらスリンガ及び芯金の一方に連結されるとともに、他方と摺接するように延出して成る複数のリップ部を有しており、
前記スリンガ及び前記芯金は、前記曲げ加工時に前記スリンガ円筒部の前記スリンガ用嵌合面に対する嵌合面及び前記芯金円筒部の前記芯金用嵌合面に対する嵌合面にそれぞれ生じた軸方向筋目が当該曲げ加工後に除去されるとともに、当該軸方向筋目の除去後の嵌合面に対し、軸方向への送りのない周方向筋目が新たに形成されてなることを特徴とする転がり軸受ユニット。
【請求項２】
前記スリンガのスリンガ円筒部は、前記スリンガ円板部と連続する一方側の延出端、他方側の延出端、及びこれらの間の中間部のうち、前記他方側の延出端から前記中間部までの領域のみを前記スリンガ嵌合面へ圧入し、当該スリンガ嵌合面に金属嵌合して固定されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受ユニット。
【請求項３】
前記軸方向筋目の除去及び前記周方向筋目の形成は、研削加工、旋削加工、ローレット加工及びローリング加工のいずれかにより行われ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ユニット。
【請求項４】
車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される静止側軌道輪と、
車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブと、当該ハブに配設される回転側軌道輪構成体で構成され、前記静止側軌道輪に対向配置されて前記車輪構成部材及び前記車輪駆動軸構成部材とともに回転する回転側軌道輪と、
前記静止側軌道輪に形成された複列の静止側軌道と、前記静止側軌道と対向する前記回転側軌道輪構成体の周面、もしくはこれに加えて当該静止側軌道と対向する前記ハブの周面に形成された複列の回転側軌道との間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、
内部を気密及び液密に保つべく、前記密封シールを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受ユニットにおいて、その内部を外部から封止して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つための密封装置の改良に関し、具体的には、自動車の車輪(一例として、駆動輪)を支持するためのハブユニット軸受において、金属嵌合される密封装置(一例として、パッケージ型の密封シール)のスリンガや芯金などに対する密封性能(耐浸水性)の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、転がり軸受ユニットには、ユニットの内部を外部から封止して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つために各種の密封装置が設けられており、当該密封装置を設けることで、ユニットの外部から異物(例えば、泥水、塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース、潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。
【０００３】
このような密封装置は、接触型と非接触型とに大別することができ、例えば、接触型としては、鋼板等を断面が略Ｌ字状を成すようにプレス加工などにより曲げ成形した環状の芯金の一部に、各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)を連結してリップを形成してなるシールがあり、非接触型としては、ステンレス板、鉄板等の金属板をプレス加工などにより曲げ成形したシールドがある。さらには、これらの接触型シールと非接触型シールド(いわゆるスリンガ)とを断面形状が略箱形(矩形)状となるように組み合わせ、パッケージ構造とした接触型の密封装置(いわゆるパックシール)も知られている(特許文献１参照)。
【０００４】
一般的に、接触型の方が非接触型よりも密封性能が高く、転がり軸受ユニットの使用条件や使用目的などに応じて要求される密封性(気密性や液密性)のレベルによって、これらの密封装置が使い分けられている。
例えば、複数のリップを有する多リップシールは、密封性能が非常に高いという優れた特長を有しており、パックシールは、優れた密封性能に加えて、その断面積が小さくコンパクトで、大きな配設スペースを確保する必要がなく、低トルクであるという特長も有している。このため、内圧変化が大きく、厳しい泥水条件に晒される転がり軸受ユニット、例えば、図８(ａ)に示すような自動車の車輪を支持するためのハブユニット軸受Ｂの密封装置(密封シール)には、これらのパックシール７や多リップシール４が広く用いられている。
【０００５】
図８(ｂ)には、密封装置の一例として、かかるパックシール７の構成例が示されており、当該パックシール７は、所定の間隔を空けて対向して配置されたスリンガ７２及び芯金７４と、これらの間に介在するシール部材７６で構成されている。この場合、スリンガ７２及び芯金７４は、いずれも断面形状が略Ｌ字状を成す環状に構成されており、シール部材７６は、当該芯金７４に連結されるとともに、当該スリンガ７２に摺接する複数のリップ部７６ａを備えて構成されている。
そして、このような構成を成すパックシール７は、スリンガ７２を回転側軌道輪１０(具体的には、ハブ１４とともに回転側軌道輪１０を構成する内輪構成体１６)に圧入して嵌合固定するのに対し、芯金７４を静止側軌道輪１２に圧入して嵌合固定することでハブユニット軸受Ｂに組み付けられ、スリンガ７２が回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)とともに回転するのに対し、芯金７４が常時静止状態に維持されるシール構造となる。
【０００６】
ところで、上述したようにパックシール７は、非常にコンパクトであるという特長を有する一方で、コンパクトである(すなわち、断面積が小さい)がため、ハブユニット軸受Ｂへの組み付け時における回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)及び静止側軌道輪１２との嵌合長さ(軸方向(図８(ｂ)の左右方向)の長さ)が短くなり、嵌合力を十分確保できない場合がある。このため、嵌合長さが短い場合であっても十分な嵌合力を得られるよう、パックシール７は、金属嵌合でハブユニット軸受Ｂへ組み付けられている。
【０００７】
パックシール７を金属嵌合でハブユニット軸受Ｂへ組み付けるに当たり、例えば、ハブユニット軸受Ｂのインボード側(自動車の車体内方に相当する側)のシール嵌合面、具体的には、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)の嵌合面１６ｓと静止側軌道輪１２の嵌合面１２ｓは、ダイヤモンドホイールで成形された砥石を用い、オシレーションを掛けないプランジカット研削でいずれも転動体(玉)１８を転動させるための軌道(回転側軌道１０ｖ及び静止側軌道１２ｖ)と一体研削されることで形成されている。したがって、これらの嵌合面１６ｓ,１２ｓは、ユニット外部からの嵌合面浸水に強い周方向の筋目(以下、周方向筋目という)を有している。
【０００８】
これに対し、パックシール７のスリンガ７２を成形する際には、図３(ａ),(ｂ)に示すように、加工の容易性やコストなどを考慮し、通常、鋼板などの薄い板材をプレス機などで環状に打ち抜いて円板部７２ａを形成(ブランク)し、当該円板部７２ａの外径側をダイ３２で支えた後(同図(ａ)に示す状態)、内径側にパンチ３４を入れて当該内径側を屈曲させることで、円筒部７２ｂを形成(バーリング)している(同図(ｂ)に示す状態)。このため、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)の嵌合面１６ｓと嵌合するスリンガ７２(具体的には、その円筒部７２ｂ)の内周面７２ｓには、必然的に軸方向(図８(ｂ)の左右方向)の筋目(以下、軸方向筋目という)８０が生じてしまう(図３(ｂ)及び図８(ｂ)参照)。なお、図３(ａ),(ｂ)には、内周面７２ｓが嵌合面となるスリンガ７２の成形方法を示しているが、外周面(図８(ｂ)の上側の面)７４ｓが静止側軌道輪１２(嵌合面１２ｓ)との嵌合面となる芯金７４を成形する場合には、円板部７４ａの内径側をダイで支えつつ外径側にパンチを入れて円筒部７４ｂを形成すればよい。この結果、静止側軌道輪１２の嵌合面１２ｓと嵌合する芯金７４の外周面７４ｓにも、スリンガ７２と同様の軸方向筋目が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２８９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のようなスリンガ７２及び芯金７４の嵌合面７２ｓ,７４ｓに生じる軸方向筋目の程度によっては、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)及び静止側軌道輪１２との嵌合部分の密封性が不十分となり、ハブユニット軸受Ｂの外部から軸方向筋目へ浸水してしまう場合があり、スリンガ７２及び芯金７４の嵌合面７２ｓ,７４ｓ、あるいは、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)や静止側軌道輪１２の嵌合面１６ｓ,１２ｓが発錆してしまう虞がある。そして、これらの嵌合面が発錆すると、スリンガ７２及び芯金７４の嵌合力がさらに低下するとともに、その密封性能(耐浸水性)もさらに低下し、スリンガ７２と回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)との嵌合部分、あるいは、芯金７４と静止側軌道輪１２との嵌合部分から、軸方向筋目を介してハブユニット軸受Ｂの内部への浸水を一層誘因してしまう虞がある。
加えて、スリンガ７２の内径寸法には、通常、０．１ｍｍレンジの内径公差(芯金７４の外径寸法であれば同様の外径公差)が必要となる。このため、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)及び静止側軌道輪１２の嵌合面１６ｓ,１２ｓをオシレーションを掛けないプランジカット研削で加工しても、スリンガ７２及び芯金７４の嵌合代のばらつきが大きく、シール側の嵌合面７２ｓ,７４ｓと軸受側の嵌合面１６ｓ,１２ｓとの間の面圧もばらつき、これらの嵌合力やパックシール７の密封性能(耐浸水性)も安定しない。
【００１１】
また、スリンガ７２及び芯金７４の寸法公差は、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)及び静止側軌道輪１２の寸法公差、あるいは回転軸(図示しない)の寸法公差などが重畳されると、実質的な公差幅が大きくなってしまう。このような実質的な公差幅によっても、スリンガ７２及び芯金７４の嵌合代が大きくばらついてしまう場合がある。そして、例えば、スリンガ７２の嵌合代が過大であると、当該スリンガ７２を回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)へ嵌合させる際、その嵌合面７２ｓに連続する薄肉の円板部７２ａがシール部材７６(リップ部７６ａ)と接近する方向、若しくは離間する方向のいずれかへテーパ状に傾いて変形してしまう場合がある。このようにスリンガ７２が変形すると、当該スリンガ７２とシール部材７６のリップ部７６ａとの摺接状態(いわゆる、リップ部７６ａのしめ代(以下、単にしめ代という))が変化してしまう。具体的には、スリンガ７２が円板部７２ａをシール部材７６と接近する方向へ傾けて変形した場合には、しめ代が増加してしまうのに対し、その逆方向へ円板部７２ａを傾けて変形した場合には、しめ代が減少してしまう。この場合、しめ代が増加すると、スリンガ７２とシール部材７６(リップ部７６ａ)とが過度に摺接し、摩擦による発熱などが生じて当該スリンガ７２及びシール部材７６の早期劣化を招く虞があるのに対し、しめ代が減少すると、スリンガ７２とシール部材７６との摺接圧が不足し、パックシール７の密封性能(耐浸水性)を低下させてしまう虞がある。
なお、芯金７４の嵌合代が過大である場合も、静止側軌道輪１２への嵌合時において、外周面７４ｓに連続する薄肉の円板部７４ａがシール部材７６と接近する方向、若しくは離間する方向のいずれかへテーパ状に傾いて変形すると、当該芯金７４に連結されたシール部材７６のリップ部７６ａとスリンガ７２との摺接状態(上記と同様のしめ代)が変化してしまう。結果として、上述したスリンガ７２の場合と同様にパックシール７の早期劣化や密封性能の低下を招くこととなる。
【００１２】
したがって、パックシール７を製造する際には、まずシール部材７６のリップ部７６ａのしめ代限界(しめ代の最大値)からスリンガ７２及び芯金７４の最大嵌合代を設定し、次いで当該最大嵌合代から加工時における寸法公差を差し引くことで最小嵌合代を設定する場合が多い。このため、スリンガ７２及び芯金７４の嵌合代が最小値付近に加工された場合、当該スリンガ７２や芯金７４を回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)や静止側軌道輪１２へ圧入する(金属嵌合させる)際、不用意に力(押込力)を加えると、これらが必要以上に動いてしまう虞があるだけでなく、当該押込力の大きさによってはこれらが変形してしまう虞もある。
【００１３】
また、嵌合代が最小値付近に加工されたスリンガ７２及び芯金７４は、ハブユニット軸受Ｂへの組み付け後(金属嵌合後)、例えば、転動体(玉)１８の転動により回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)、あるいは静止側軌道輪１２が瞬間的に撓んだ場合など、クリープにより位置ずれを起こしてしまう虞もある。
このようにスリンガ７２や芯金７４が位置ずれを起こした場合、シール部材７６のリップ部７６ａのしめ代が変動してパックシール７の早期劣化や密封性能の低下を招き、これによりハブユニット軸受Ｂの内部に泥水などが浸入する事態となると、回転側軌道輪１０(内輪構成体１６)や静止側軌道輪１２の軌道１０ｖ,１２ｖ、あるいは転動体(玉)１８の転動面にフレーキングなどの損傷が生じてしまう虞がある。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、圧入により金属嵌合させた場合であっても、長期に亘って一定の密封性能を保ち続けることが可能な耐久性に優れた密封シールを組み付けた転がり軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受ユニットは、所定の回転軸を中心に相対回転可能に対向配置された静止側軌道輪及び回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪及び回転側軌道輪の互いに対向する周面にそれぞれ形成された静止側軌道と回転側軌道との間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密及び液密に保つべく、スリンガ、芯金及びシール部材を断面の輪郭形状が略矩形状となるように組み合わせた構造を成す密封シールを備えている。かかる転がり軸受ユニットにおいて、前記スリンガは、金属板を曲げ加工することにより、スリンガ円板部とスリンガ円筒部でなる環状に成形され、前記スリンガ円筒部は、軸方向に延出する円筒状を成し、前記回転側軌道輪及び前記静止側軌道輪のいずれか一方の軌道輪の周面の一部で、他方の軌道輪の周面と対向する部位に設けられた円筒状のスリンガ用嵌合面へ圧入により金属嵌合して固定され、前記スリンガ円板部は、前記スリンガ円筒部の一方側の延出端に連続するとともに、当該延出端から所定の角度で延出し、前記芯金は、金属板を曲げ加工することにより、芯金円板部と芯金円筒部でなる環状に成形され、前記芯金円筒部は、軸方向に延出する円筒状を成し、前記他方の軌道輪の周面の一部で前記一方の軌道輪の周面に対向する部位に設けられた円筒状の芯金用嵌合面へ圧入により金属嵌合して固定され、前記芯金円板部は、前記芯金円筒部の一方側の延出端に連続し、当該延出端から所定の角度で延出し、前記シール部材は、所定の間隔を空けて対向配置された前記スリンガと前記芯金との間に介在され、これらスリンガ及び芯金の一方に連結されるとともに、他方と摺接するように延出して成る複数のリップ部を有している。そして、前記スリンガ及び前記芯金は、前記曲げ加工時に前記スリンガ円筒部の前記スリンガ用嵌合面に対する嵌合面及び前記芯金円筒部の前記芯金用嵌合面に対する嵌合面にそれぞれ生じた軸方向筋目を当該曲げ加工後に除去するとともに、当該軸方向筋目の除去後の嵌合面に対し、軸方向への送りのない周方向筋目を新たに形成した構成とする。
【００１６】
この場合、前記スリンガのスリンガ円筒部は、前記スリンガ円板部と連続する一方側の延出端、他方側の延出端、及びこれらの間の中間部のうち、前記他方側の延出端から前記中間部までの領域のみを前記スリンガ嵌合面へ圧入し、当該スリンガ嵌合面に金属嵌合して固定することが好ましい。
なお、前記軸方向筋目の除去及び前記周方向筋目の形成は、例えば、研削加工、旋削加工、ローレット加工及びローリング加工などによって行うことが可能である。
【００１７】
以上のような転がり軸受ユニットは、一例として、車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される静止側軌道輪と、車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブと、当該ハブに配設される回転側軌道輪構成体で構成され、前記静止側軌道輪に対向配置されて前記車輪構成部材及び前記車輪駆動軸構成部材とともに回転する回転側軌道輪と、前記静止側軌道輪に形成された複列の静止側軌道と、前記静止側軌道と対向する前記回転側軌道輪構成体の周面、もしくはこれに加えて当該静止側軌道と対向する前記ハブの周面に形成された複列の回転側軌道との間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密及び液密に保つべく、前記密封シールを備えたハブユニット軸受として構成することが可能である。
この場合、かかるハブユニット軸受は、自動車の駆動輪、すなわち、前置エンジン前輪駆動車の前輪、前置エンジン後輪駆動車及び後置エンジン後輪駆動車の後輪、四輪駆動車の全輪のいずれを支持するための軸受として構成することができるが、その中でも、特に前置エンジン前輪駆動車の前輪を支持するためのハブユニット軸受として構成した場合には、有用性が高い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、密封シール(一例として、パックシール)のスリンガ及び芯金の成形後に、転がり軸受ユニットとの嵌合面に対して後加工を施し、軸方向筋目を除去する(消失させる)とともに、軸方向への送りのない周方向筋目を形成しつつ、内径寸法もしくは外径寸法の公差を狭めることで、スリンガ及び芯金の転がり軸受ユニットに対する嵌合力を高めるとともに、一定かつ安定させることができる。この結果、転がり軸受ユニットへの組み付け後における密封シールの密封性能(耐浸水性)の向上を図るとともに、変形やクリープによる位置ずれなどの防止を図ることができる。したがって、長期に亘って一定の密封性能を保ち続けることが可能な耐久性に優れた密封シールを実現でき、かかる密封シールを組み付けることで、厳しい泥水条件に晒される場合であっても、転がり軸受ユニットを長期に亘って高精度に回転させ続けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受ユニット(ハブユニット軸受)の構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る密封シール(パックシール)の構成を示す図であって、(ａ)は、転がり軸受ユニットに組み付けた状態を示す断面図、(ｂ)は、スリンガ及びその内周面(嵌合面)に形成した周方向筋目の構成を示す図、(ｃ)は、同図(ａ)の鎖線円内を拡大してスリンガと回転側軌道輪(内輪構成体)との嵌合状態を示す図である。
【図３】スリンガの成形方法を説明するための図であって、(ａ)は、スリンガ円板部を形成し、当該スリンガ円板部の外径側をダイで支えた状態を示す図、(ｂ)は、バーリングによりスリンガ円筒部を形成し、内周面に軸方向筋目が生じた状態を示す図である。
【図４】スリンガ円筒部の内周面に生じた軸方向筋目を除去するとともに、軸方向への送りのない周方向筋目を形成する後加工(研削加工)を説明するための図である。
【図５】後加工としての旋削加工を説明するための図である。
【図６】後加工としてのローレット加工を説明するための図である。
【図７】スリンガ円板部の傾きを防止するためのスリンガの構成を示す図であって、(ａ)は、屈曲部をスリンガ円板部やスリンガ円筒部よりも肉薄としたスリンガの要部断面図、(ｂ)は、屈曲部を大きくしたスリンガの要部断面図である。
【図８】従来の転がり軸受ユニットの構成を示す図であって、(ａ)は、要部断面図、(ｂ)は、密封シール(パックシール)の構成を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の転がり軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットや軸受ともいう)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る軸受ユニットは、例えば、自動車や鉄道車両など、車輪を装着して走行する各種車両において、所定の駆動力を伝達し、前記車輪を回転自在に支持する軸受ユニットなどとして適用することができる。以下に説明する本実施形態においては、自動車の駆動輪(ＦＦ(前置エンジン前輪駆動)車の前輪、ＦＲ(前置エンジン後輪駆動)車及びＲＲ(後置エンジン後輪駆動)車の後輪、四輪駆動車の全輪)、この中でも特にＦＦ車の前輪を回転支持するためのハブユニット軸受として構成されている場合を一例として想定する。また、以下の説明においては、かかるハブユニット軸受が自動車に搭載された場合に、当該自動車の車体外方に相当する側(車輪側(図１の左側))をアウトボード側といい、その反対側、すなわち自動車の車体内方に相当する側(同図の右側)をインボード側という。
【００２１】
図１には、本発明の一実施形態に係る転がり軸受ユニット(ハブユニット軸受)Ａの構成が示されている。なお、図１に示すハブユニット軸受Ａは、その基本的な構成において、上述したハブユニット軸受Ｂ(図８(ａ))と同一もしくは類似する部材を含んでおり、これらの部材については図面上で同一符号を付する。かかるハブユニット軸受Ａには、所定の回転軸、本実施形態においては、等速ジョイント(ＣＶＪ：Constant Velocity Joint)９２のシャフト(スプライン軸)９２ｓを中心に相対回転可能に対向配置された静止側軌道輪(以下、静止輪という)１２、及び回転側軌道輪(以下、回転輪という)１０が備えられている。静止輪１２は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(キャリアとも呼ばれる)４４)に固定されて非回転状態に維持され、回転輪１０は、静止輪１２と同心を成してその内径側に配されるとともに、車輪構成部材(例えば、ディスクホイール４２及びブレーキロータ４０)に固定され、これらディスクホイール４２及びブレーキロータ４０とともに回転する。すなわち、この場合、軸受ユニットＡは、外方側軌道輪(外輪)が静止輪１２となるように構成されているとともに、内方側軌道輪(内輪)が回転輪１０となるように構成されている。
【００２２】
また、かかるハブユニット軸受Ａには、複数の転動体１８が、静止輪１２及び回転輪１０の互いに対向する周面にそれぞれ形成されて相互に対向する複列(２列)の静止側軌道１２ｕ,１２ｖと回転側軌道１０ｕ,１０ｖ間へ転動可能に組み込まれている。この場合、転動体１８は、環状を成す保持器２０に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、静止側軌道１２ｕと回転側軌道１０ｕの間、静止側軌道１２ｖと回転側軌道１０ｖの間をそれぞれ転動している。なお、転動体１８は、図１に示すような玉であってもよいし、各種のころ(円筒ころ、円すいころ及び球面ころなど)であっても構わない。また、保持器は、転動体の種類に応じて任意のタイプを適用すればよい。例えば、転動体が玉である場合、冠型(図１)、傾斜型及び波型などのタイプを適用することができ、転動体が各種のころ(円錐ころ、円筒ころ及び球面ころなど)である場合、もみ抜き型、くし型及びかご型などのタイプを適用することができる。
【００２３】
図１に示す構成において、静止輪１２には、その外周面１２ａから外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ１２ｆが一体成形されており、当該固定フランジ１２ｆを貫通する固定孔１２ｈに固定用ボルト５８を挿通し、これを車体側に締結することで、静止輪１２を懸架装置(サスペンション)のナックル４４に固定することができる。
回転輪１０は、ブレーキロータ４０(制動部材)を介して車輪のディスクホイール４２に固定されるハブ１４と、当該ハブ１４に配設される回転側軌道輪構成体(以下、内輪構成体という)１６で構成されている。この場合、ハブ１４には、その外周部に静止輪１２のアウトボード側の軌道(静止側軌道１２ｕ)と対向する軌道(回転側軌道１０ｕ)が形成され、内輪構成体１６には、その外周部に静止輪１２のインボード側の軌道(静止側軌道１２ｖ)と対向する軌道(回転側軌道１０ｖ)が形成されている。なお、図１には、内輪構成体１６を１つだけ備え、当該内輪構成体１６をハブ１４のインボード側に固定した回転輪１０の構成を示しているが、２つの内輪構成体を備え、これらの内輪構成体に静止輪１２の複列(２列)の静止側軌道１２ｕ,１２ｖと対向する２つの軌道をそれぞれ形成し、これらの内輪構成体をハブのインボード側及びアウトボード側にそれぞれ固定した回転輪の構成とすることも想定可能である。
【００２４】
ハブ１４には、アウトボード側にディスクホイール４２のディスク部４２ｄを固定するためのハブフランジ１４ｆが周方向に沿って連続して突設されている。ハブフランジ１４ｆは、静止輪１２を越えて外方(ハブ１４の径方向外側)に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)１４ｈが設けられている。また、ブレーキロータ４０及びディスクホイール４２のディスク部４２ｄにも、それぞれ当該ボルト孔１４ｈと連通可能な貫通孔４０ｈ,４２ｈが周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔１４ｈと同数個)設けられている。そして、複数のハブボルト５４をボルト孔１４ｈから貫通孔４０ｈ,４２ｈへ挿通し、ハブナット５６で締結することにより、ブレーキディスク４０及びディスクホイール４２をハブフランジ１４ｆに対して位置決めして固定することができる。
【００２５】
ハブ１４は、その内径部に軸方向の一端側から他端側まで(図１の左端側から右端側まで)を貫通する孔(スプライン孔)１４ｔを有する略円筒形を成している。当該スプライン孔１４ｔには、内周部に貫通方向へ沿って複数のスプライン歯が所定間隔(等間隔)で形成されており(雌スプライン)、等速ジョイント９２のシャフト(スプライン軸)９２ｓが圧入により挿通されている。スプライン軸９２ｓには、スプライン孔１４ｔのスプライン歯(雌スプライン)と噛合可能な複数のスプライン歯が、延出方向に沿って所定間隔(等間隔)で外周部に形成されており(雄スプライン)、当該スプライン軸９２ｓがスプライン孔１４ｔに挿通されることで、双方のスプライン歯が相互に噛合(スプライン嵌合)される。これにより、スプライン軸９２ｓからハブ１４へトランスミッション(図示しない)の駆動力が伝達され、当該駆動力を受けてハブ１４が回転可能となる。
【００２６】
内輪構成体１６は、ハブ１４のインボード側に配設されており、当該ハブ１４とともに回転輪１０を構成する。
この場合、例えば、静止輪１２と回転輪１０との間に複数の転動体１８を保持器２０で保持した状態で、内輪構成体１６をハブ１４に形成された段部１４ｓまで外嵌した後、等速ジョイント９２のスプライン軸９２ｓをハブ１４のスプライン孔１４ｔにインボード側からアウトボード側へ向けて圧入し、挿通する。そして、スプライン軸９２ｓの延出方向先端部(図１の左端部)において、ハブ１４のＣＶＪナット座面１４ｃよりもアウトボード側方向(同図の左方向)へ突出した部分に設けられた雄ねじ部９２ｔにＣＶＪナット９４を螺合させ、当該ＣＶＪナット９４がハブ１４のＣＶＪナット座面１４ｃと当接するように締結することで、ハブ１４とスプライン軸９２ｓとを位置決め固定することができる。その際、内輪構成体１６は、その一端面(インボード側の端面)１６ａが等速ジョイント９２の突き当て面(スプライン軸９２ｓの延出方向終端部を拡径させてなる面部)９２ａに当接し、当該等速ジョイント９２の突き当て面９２ａとハブ１４の段部１４ｓとの間で挟み込まれることで位置決め固定される。そして、このように内輪構成体１６が位置決め固定されることで、ハブユニット軸受Ａに対して所定の予圧が付与される。
【００２７】
ここで、軸受ユニット(ハブユニット軸受Ａ)の型式(タイプ)は図１に示すような構成には限定されず、例えば、回転輪１０(ハブ１４)のフランジ１４ｆの有無や数、静止輪１２のフランジ１２ｆの有無や数、あるいは内輪構成体１６の有無、及び転動体１８の種類(玉や各種のころ)などは、いずれも軸受ユニットの使用条件や使用目的などに応じて任意に設定することが可能である。また、図１に示す構成においては、外方側軌道輪を静止輪１２、内方側軌道輪を回転輪１０(ハブ１４及び内輪構成体１６)としているが、これとは逆に外方軌道輪を回転輪、内方軌道輪を静止輪とした構成の軸受ユニットとすることも可能である。さらに、ハブ１４及び内輪構成体１６の位置決め固定は、上述したようなアウトボード側からのＣＶＪナット９４による締結の他、軸受ユニットの型式(タイプ)に応じて異なる方法を採用することができる。例えば、内輪構成体１６をハブ１４のインボード側から挿入して段部１４ｓに当て付けた後、当該ハブ１４のインボード側に予め設けられた加締め領域を当該内輪構成体１６のインボード側の端面１６ａに沿って加締めることで、加締め部１４ｄを形成する(図８参照)。これにより、当該加締め部１４ｄと段部１４ｓとの間に挟まれた状態で、内輪構成体１６をハブ１４のインボード側に一体化して固定することができるとともに、軸受ユニットに対して所定の予圧を与えることができる。あるいは、内輪構成体１６をハブ１４の段部１４ｓまで外嵌した後、インボード側からナットなどの締結部材により締め付けることで、当該内輪構成体１６をハブ１４のインボード側に固定することも想定可能である。
いずれの軸受ユニットにおいても、回転輪は、車輪構成部材(例えば、ディスクホイール４２及びブレーキロータ４０)が固定されて当該車輪構成部材とともに回転するのに対し、静止輪は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル４４)に固定されて静止状態に維持される。
【００２８】
そして、ハブユニット軸受Ａには、ユニットの内部(静止輪１２及び回転輪１０(ハブ１４と内輪構成体１６)で囲まれた空間)を外部から封止して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つための密封装置(密封シール)が設けられており、これにより、ユニット外部から異物(例えば、泥水や塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、ユニット内部に封入された潤滑剤(例えば、グリースや潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。
一例として、図１に示す構成においては、ハブユニット軸受Ａのアウトボード側に接触型のシール(鋼板製の芯金の全体若しくは一部を各種の弾性材で連結して成る多リップシール)４を設けているのに対し、インボード側にはスリンガ、芯金及びシール部材を組み合わせた構造を成すパッケージ型のシール(以下、パックシールという)２を設けており、これらのシール４,２を設けることで、ユニット内部の密封性(気密性及び液密性)を保っている。なお、密封装置は、ハブユニット軸受Ａの種類、使用目的や使用条件などに応じて要求される密封性(気密性や液密性)のレベルによって、上記のほか、非接触型のシールやシールド(例えば、ステンレス板、鉄板等の薄い金属板を曲げ加工して成形されたシールド等)などを任意に選択して使用することも可能である。
【００２９】
図２には、パックシール２の構成の一例が示されており、本実施形態においては、このようなパックシール２に対する密封性能(耐浸水性)の向上を図っている。
かかるパックシール２は、スリンガ２２、芯金２４及びシール部材２６を備え、これらを断面の輪郭形状が略矩形状となるように組み合わせた構造を成している。スリンガ２２は、金属板(例えば、ステンレス板、鉄板等の薄い金属板)を曲げ加工することにより、円板部(以下、スリンガ円板部という)２２ａと円筒部(同、スリンガ円筒部という)２２ｂでなる環状に成形されている。
スリンガ円筒部２２ｂは、軸方向(図２(ａ)の左右方向)に所定の長さ(下記スリンガ用嵌合面１６ｓの軸方向寸法よりも小寸)で延出する円筒状を成し、回転輪１０(具体的には、内輪構成体１６)の周面の一部で、静止輪１２の周面と対向する部位に設けられた円筒状の嵌合面(以下、スリンガ用嵌合面という)１６ｓに金属嵌合して固定されている。
一方、スリンガ円板部２２ａは、スリンガ円筒部２２ｂの一方側の延出端(図２(ａ)においては、右端)に連続するとともに、当該延出端から略直角に所定の長さ(スリンガ用嵌合面１６ｓと前記静止輪１２の周面との対向間隔よりも小寸)で、拡径方向(図２(ａ)においては、上方向)へ延出した円環の平板状(リング板状)を成している。
このように、スリンガ２２は、縦断面形状が略Ｌ字状を成すように構成されており、回転輪１０(内輪構成体１６)のスリンガ用嵌合面１６ｓへ圧入され、当該スリンガ用嵌合面１６ｓとスリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓが金属嵌合することによって回転輪１０(内輪構成体１６)に固定され、当該回転輪１０(内輪構成体１６)とともに回転する構造を成している。
【００３０】
また、スリンガ２２は、その内径寸法(具体的には、スリンガ円筒部２２ｂの内径寸法)に対し、回転輪１０(内輪構成体１６)へ嵌合させる際の嵌合代を設けて構成されている。すなわち、スリンガ２２は、スリンガ円筒部２２ｂの内径寸法を回転輪１０(内輪構成体１６)のスリンガ用嵌合面１６ｓの径寸法よりも、当該嵌合代の分だけ小さな寸法に設定して構成されている。その際、スリンガ２２のスリンガ円筒部２２ｂに設定する具体的な嵌合代は、回転輪１０(内輪構成体１６)の大きさなどに応じて決定すればよい。
なお、スリンガ円筒部２２ｂ及びスリンガ円板部２２ａの大きさ(延出長さや肉厚等)や形状などは、例えば、軸受ユニットＡの回転輪１０(内輪構成体１６)及び静止輪１２の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、特に限定されない。
【００３１】
芯金２４は、金属板(例えば、ステンレス板、鉄板等の薄い金属板)を曲げ加工することにより、円板部(以下、芯金円板部という)２４ａと円筒部(以下、芯金円筒部という)２４ｂでなる環状に成形されている。
芯金円筒部２４ｂは、軸方向(図２(ａ)の左右方向)に所定の長さ(下記芯金用嵌合面１２ｓの軸方向寸法よりも小寸)で延出する円筒状を成し、静止輪１２の周面の一部で、回転輪１０の周面(具体的には、内輪構成体１６のスリンガ用嵌合面１６ｓ)と対向する部位に設けられた円筒状の嵌合面(以下、芯金用嵌合面という)１２ｓに金属嵌合して固定されている。
一方、芯金円板部２４ａは、芯金円筒部２４ｂの一方側の延出端(図２(ａ)においては、左端)に連続するとともに、当該延出端から略直角に所定の長さ(芯金用嵌合面１２ｓとスリンガ用嵌合面１６ｓとの対向間隔よりも小寸)で、縮径方向(図２(ａ)においては、下方向)へ延出した円環の平板状(リング板状)を成している。
このように、芯金２４は、縦断面形状が略Ｌ字状を成すように構成されており、静止輪１２の芯金用嵌合面１２ｓへ圧入され、当該芯金用嵌合面１２ｓと芯金２４(芯金円筒部２４ｂ)の外周面２４ｓが金属嵌合することによって静止輪１２に固定され、常時静止状態に維持される構造を成している。
【００３２】
また、芯金２４は、その外径寸法(具体的には、芯金円筒部２４ｂの外径寸法)に対し、静止輪１２へ嵌合させる際の嵌合代を設けて構成されている。すなわち、芯金２４は、芯金円筒部２４ｂの外径寸法を静止輪１２の芯金用嵌合面１２ｓの径寸法よりも、当該嵌合代の分だけ大きな寸法に設定して構成されている。その際、芯金２４の芯金円筒部２４ｂに設定する具体的な嵌合代は、静止輪１２の大きさなどに応じて決定すればよい。
なお、芯金円筒部２４ｂ及び芯金円板部２４ａの大きさ(延出長さや肉厚等)や形状などは、例えば、軸受ユニットＡの回転輪１０(内輪構成体１６)及び静止輪１２の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、特に限定されない。
【００３３】
シール部材２６は、所定の間隔を空けて対向配置されたスリンガ２２と芯金２４との間に介在され、これらスリンガ２２及び芯金２４の一方に連結されるとともに、他方に摺接する構造を成している。図２(ａ)に示す構成においては、一例として、シール部材２６が芯金２４の芯金円筒部２４ｂ及び芯金円板部２４ａ(具体的には、これらの内側の面(同図においては、下面及び右面))に連結され、複数(例えば、３つ)のリップ部２６ａをスリンガ２２(具体的には、スリンガ円筒部２２ｂとスリンガ円板部２２ａ)へ向けて延出するように設けたシール構造を成している。
シール部材２６の材料は、スリンガ２２や芯金２４の材質などに応じて、各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)を任意に選択して適用すればよい。また、シール部材２６に設けるリップ部２６ａの数や形状も図２(ａ)に示す構成には限定されず、例えば、シール部材２６に対して２つのリップ部２６ａを設けた構成としてもよいし、４つ以上のリップ部２６ａを設けた構成としてもよい。さらに、芯金２４とシール部材２６(各種の弾性材)との連結は、接着、かしめ、コーティング、射出成形、加硫など、各種の方法を任意に選択して行えばよい。
【００３４】
そして、かかるシール部材２６のリップ部２６ａがスリンガ２２(具体的には、スリンガ円筒部２２ｂとスリンガ円板部２２ａ)と当接(スリンガ２２の回転時には摺接)するように、当該シール部材２６が連結された芯金２４とスリンガ２２とを断面の輪郭形状が略矩形状となるように組み合わせて、密封装置(パックシール)２が構成されている。
なお、パックシール２は、図２(ａ)に示す構成には特に限定されず、例えば、シール部材を２つの分離構成とし、一方をスリンガ２２に連結するとともに、他方を芯金２４に連結させ、スリンガ２２に連結したシール部材を芯金２４に摺接させつつ、芯金２４に連結したシール部材をスリンガ２２に摺接させる構成としてもよい。
【００３５】
本実施形態において、スリンガ２２及び芯金２４は、その曲げ加工による成形時に、スリンガ円筒部２２ｂのスリンガ用嵌合面１６ｓに対する嵌合面(スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓ)、及び芯金円筒部２４ｂの芯金用嵌合面１２ｓに対する嵌合面(芯金円筒部２４ｂの外周面２４ｓ)にそれぞれ生じた軸方向(図２の左右方向)への筋目(以下、軸方向筋目という)が当該曲げ加工後に除去されるとともに、当該軸方向筋目の除去後の嵌合面２２ｓ,２４ｓに対し、軸方向への送りのない周方向への筋目(以下、周方向筋目という)が新たに形成された構成となっている。
このような構成をなすスリンガ２２及び芯金２４は、以下に説明するような方法で成形されている。なお、以下ではスリンガ２２を一例として取り上げ、その成形方法について説明するが、芯金２４についても同様の方法で成形することができる。
【００３６】
スリンガ２２の成形は、所定の前加工と後加工により行う。前加工においては、図３(ａ),(ｂ)に示すように、金属板(例えば、ステンレス板、鉄板等の薄い金属板)をプレス機などで環状に打ち抜いてスリンガ円板部２２ａを形成(ブランク)し、当該円板部２２ａの外径側をダイ３２で支えた後(同図(ａ)に示す状態)、内径側にパンチ３４を入れて当該内径側を屈曲させることで、スリンガ円筒部２２ｂを形成(バーリング)する(同図(ｂ)に示す状態)。これにより、スリンガ円板部２２ａとスリンガ円筒部２２ｂが略直角に一体的に連続され、縦断面形状が略Ｌ字状を成すスリンガ２２を容易に、かつ低コストで加工することができる。その一方で、かかるスリンガ２２には、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに軸方向筋目８０が生じる(図３(ｂ)参照)。
【００３７】
そこで、このような曲げ加工(バーリング加工)によるスリンガ円筒部２２ｂの形成後(すなわち前加工後)、回転輪１０(内輪構成体１６)のスリンガ用嵌合面１６ｓとの嵌合面となる内周面２２ｓに対し、所定の後加工を施すことで軸方向筋目８０を除去するとともに、当該軸方向筋目８０の除去後の内周面(嵌合面)２２ｓに対し、軸方向への送りのない周方向筋目８２(図４から図６参照)を新たに形成する。なお、周方向筋目８２の本数、深さ、間隔、断面形状などの構成は、例えば、回転輪１０(内輪構成体１６)の大きさや材質、ハブユニット軸受Ａの使用条件や使用目的等に応じて要求される密封性(気密性や液密性)のレベルなどに応じて任意に設定することが可能であるため、ここでは特に限定しない。
【００３８】
図４から図６には、かかる後加工の方法を例示しており、図４は研削加工、図５は旋削加工、図６はローリング加工もしくはローレット加工の一例をそれぞれ示している。なお、本実施形態においては、軸方向筋目８０の除去、及び周方向筋目８２の形成を同一方法により同一工程で行う場合を一例として想定するが、軸方向筋目８０の除去と周方向筋目８２の形成をそれぞれ異なる方法により別工程で行うことも想定可能である。
図４に示す後加工では、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対し、研削加工を施している。一般に、研削は目の細かい仕上げ面に加工することができる一方で、その加工時における法線力が高く、薄肉のワークを変形させやすい。このため、薄肉の金属板で成形されたスリンガ２２に対して研削加工を施す際にも、その変形を防止すべく、所定の保持具(例えば、コレットチャックややといなど)を用いてスリンガ２２の姿勢を法線方向に対して安定させる必要がある。具体的には、図４に示すように、スリンガ円筒部２２ｂの外周面２２ｔの全体を保持具３６と密着させることで、研削加工中におけるスリンガ２２の姿勢を法線方向(同図においては、上方向)に対して安定させ、加工面であるスリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓを位置決め制御するとともに、バックアップすればよい。なお、図４においては、スリンガ円筒部２２ｂの外周面２２ｔのみならず、スリンガ円板部２２ａのスリンガ円筒部２２ｂの延出方向(同図においては、左方向)の側面２２ｘの全体を保持具３６と密着させることで、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓのより正確な位置決め制御を行っている。
【００３９】
スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対する研削は、スリンガ２２を回転軸Ｃ１を中心として回転させるとともに、所定の円板状の砥石３８を回転軸Ｃ１と平行をなす回転軸Ｃ２を中心としてスリンガ２２と同一方向へ回転させ、回転する砥石３８の外周面３８ｓを内周面２２ｓに当て付けることにより行う。一般に、内径研削は、加工する内径の８０％以下の径の砥石で行うことが多いが、砥石が大きいと当該砥石と被加工物の周方向接触長さが増し、研削抵抗が大きくなる。したがって、本実施形態においては、研削取代が小さいことから、砥石３８をスリンガ円筒部２２ｂの内径寸法よりも十分に小さな直径寸法、例えば、前記内径寸法の５０％以下(さらに好ましくは３０％以下)の直径寸法に設定した円筒状に構成し、内周面２２ｓに対する研削時には回転軸Ｃ２を中心としてスリンガ２２よりも高速の周速度で回転させるが、軸方向へは振動させない(オシレーションを掛けない)。これにより、内周面２２ｓの軸方向筋目８０を除去するとともに、当該軸方向筋目８０の除去後の内周面２２ｓに対し、軸方向への送りのない周方向筋目８２を新たに形成することができる。
なお、スリンガ２２がステンレス鋼やアルミニウム合金のように、研削屑を砥石作業面(外周面)に付着させやすいような材質の場合、あまり砥石を小さくし過ぎると当該砥石の作業面積(外周面積)が小さくなり、研削屑の付着による研削効率(いわゆる砥石の切れ味)の低下を招きやすく、発熱も大きくなる。このため、スリンガ２２がこのような材質の場合には、砥石径をスリンガ円筒部２２ｂの内径寸法の２０％以上とすることが好ましい。
【００４０】
回転輪１０(内輪構成体１６)のスリンガ用嵌合面１６ｓへのスリンガ２２の圧入時における、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対する軸方向への傷の発生を防止するためには、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓの一方側の延出端(図４においては、左端)に面取り部２２ｃを形成するとともに、スリンガ２２の屈曲部２２ｄ(スリンガ円板部２２ａとスリンガ円筒部２２ｂが連続する部位)のうち、内周面２２ｓとスリンガ円板部２２ａの側面２２ｙ(側面２２ｘとは反対側の側面)が連続する側を凸曲面状(いわゆるＲ状)に形成し、これらの面取り部２２ｃ及び屈曲部２２ｄも併せて研削すること(内周面２２ｓに近接する部分のみを研削することも含む)で滑面加工を施すことが好ましい。また、スリンガ２２を圧入する際には、焼き嵌めを併用しても構わない。
なお、後加工は、軸方向筋目８０を除去するとともに、当該軸方向筋目８０の除去後の内周面２２ｓに対し、軸方向への送りのない周方向筋目８２を新たに形成することを目的としているため、砥石を回転させることなく、当該回転しない砥石(例えば、スーパーフィニッシュ(超仕上げ)用の砥石や油砥石など)をオシレーションなしに内周面２２ｓへ押し付けるだけで済ませても構わない。
【００４１】
図５に示す後加工では、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対し、総型バイト６４を用いて軸方向へ送りをかけない旋削加工を施している。総型バイトを用いた旋削加工は、その加工時における法線力が高いだけでなく、接線力も高く、薄肉のワークをさらに変形させやすい。このため、スリンガ２２に対して前記旋削加工を施す際には、その変形を防止すべく、所定の保持具(例えば、コレットチャックややといなど)を用いてスリンガ２２の姿勢を法線方向だけでなく、接線方向にも安定させる必要がある。具体的には、図５に示すように、スリンガ円筒部２２ｂの外周面２２ｔの全体を保持具３６と密着させた上で、スリンガ円板部２２ａの全体を保持具３６と保持具６２で両側から挟み込むことで、旋削加工中におけるスリンガ２２の姿勢を法線方向(同図においては、上方向)、及び接線方向(同、左右方向)のいずれに対しても確実に安定させ、加工面であるスリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓをより一層正確に位置決め制御するとともに、バックアップすればよい。
【００４２】
スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対する旋削は、スリンガ２２を回転軸Ｃ１を中心として回転させるとともに、総型バイト６４を軸方向へ送ることなく、内周面２２ｓに当て付けることにより行う。これにより、内周面２２ｓの軸方向筋目８０を除去するとともに、当該軸方向筋目８０の除去後の内周面２２ｓに対し、軸方向への送りのない周方向筋目８２を新たに形成することができる。また、スリンガ用嵌合面１６ｓへの圧入時の軸方向への傷の発生を防止すべく、スリンガ２２(スリンガ円筒部２２ｂ)には面取り部２２ｃ及び屈曲部２２ｄを形成し、これらも併せて旋削、さらには研削すること(内周面２２ｓに近接する部分のみを研削することも含む)が好ましい。スリンガ２２を圧入する際には、焼き嵌めを併用しても構わない。
【００４３】
図６に示す後加工では、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対し、ローレット加工(ローリング加工も含む)を施している。ローレット加工は、上述した研削などと同様に、その加工時における法線力が高いため、所定の保持具(例えば、コレットチャックややとい、ダイなど)を用いてスリンガ２２の姿勢を法線方向に対して安定させ、スリンガ２２の変形の防止を図る。具体的には、図６に示すように、スリンガ円筒部２２ｂの外周面２２ｔの全体を保持具６６と密着させることで、ローレット加工中におけるスリンガ２２の姿勢を法線方向(同図においては、上方向)に対して安定させ、加工面であるスリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓを位置決め制御するとともに、バックアップすればよい。なお、図６においては、スリンガ円筒部２２ｂの外周面２２ｔのみならず、スリンガ円板部２２ａの側面２２ｘの全体も保持具６６と密着させることで、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓのより正確な位置決め制御を行っている。
【００４４】
スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに対するローレット加工は、スリンガ２２を回転軸Ｃ１を中心として回転させるとともに、所定の円板状のローレット駒６８を回転軸Ｃ１と平行をなす回転軸Ｃ３を中心としてスリンガ２２と逆方向へ回転させ、回転するローレット駒６８の外周面６８ｓを内周面２２ｓに当て付けることにより行う。この場合、一例として、ローレット駒６８は、スリンガ円筒部２２ｂの内径寸法よりも十分に小さな直径寸法に設定された円板状に構成するとともに、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓに形成する周方向筋目８２に対応した周方向への筋目を外周面６８ｓに予め形成し、当該筋目を内周面２２ｓに対して転造もしくは切削する。その際、ローレット駒６８は、回転軸Ｃ３を中心としてスリンガ２２よりも高速の周速度で回転させるが、軸方向送りはかけない。これにより、内周面２２ｓの軸方向筋目８０を除去するとともに、当該軸方向筋目８０の除去後の内周面２２ｓに対し、軸方向への送りのない周方向筋目８２を新たに形成することができる。また、スリンガ用嵌合面１６ｓへの圧入時の軸方向への傷の発生を防止すべく、スリンガ２２(スリンガ円筒部２２ｂ)には面取り部２２ｃ及び屈曲部２２ｄを形成し、これらも併せてローレット加工、さらには研削すること(内周面２２ｓに近接する部分のみを研削することも含む)が好ましい。スリンガ２２を圧入する際には、焼き嵌めを併用しても構わない。
【００４５】
なお、このようなローレット加工を施した場合、スリンガ円筒部２２ｂが僅かながらも拡径され、スリンガ円板部２２ａに傾きが生じることがある。スリンガ円板部２２ａは、シール部材２６のリップ部２６ａやセンサ機構の被検出体(例えば、磁気エンコーダなど)の支持体、あるいは前記リップ部２６ａの摺接体としての機能を有するため、前記のような傾きが生じることは好ましくない。そこで、図７(ａ),(ｂ)に示すように、屈曲部２２ｄをスリンガ円板部２２ａやスリンガ円筒部２２ｂよりも肉薄とする(同図(ａ))、あるいは屈曲部２２ｄを大きくする(同図(ｂ))ことで、当該屈曲部２２ｄの剛性を下げ、スリンガ円筒部２２ｂの拡径の影響をスリンガ円板部２２ａへ伝え難いスリンガ構成とすればよい。
【００４６】
ここで、芯金２４に対しても、曲げ加工(バーリング加工)による芯金円筒部２４ｂの形成時に、スリンガ２２(スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓ)と同様の軸方向筋目が外周面(芯金用嵌合面１２ｓとの金属嵌合面)２４ｓに生じるが、上述したようなスリンガ２２と同様の後加工を施すことで、かかる軸方向筋目を除去するとともに、当該軸方向筋目の除去後の外周面２４ｓに対し、軸方向への送りのない周方向筋目を新たに形成すればよい。その際、芯金円筒部２４ｂに対する加工面は外径側(外周面２４ｓ)となるが、その加工手順などは内径側が加工面(内周面２２ｂ)となるスリンガ２２(スリンガ円筒部２２ｂ)の場合に準じて行うことが可能である。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、密封シール(一例として、パックシール２)のスリンガ２２及び芯金２４の嵌合面(スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓ及び芯金円筒部２４ｂの外周面２４ｓ)に研削、旋削、ローレット加工などの後加工を施すことで、軸方向筋目８０を除去する(消失させる)とともに、軸方向への送りのない周方向筋目８２を形成することができる。同時に、スリンガ２２の内径寸法もしくは芯金２４の外径寸法の公差を狭めることができる。これにより、スリンガ２２及び芯金２４のハブユニット軸受Ａに対する嵌合力を高めるとともに、一定かつ安定させることができ、結果としてハブユニット軸受Ａへの組み付け後におけるパックシール２の密封性能(耐浸水性)の向上を図るとともに、変形やクリープによる位置ずれなどの防止を図ることができる。したがって、長期に亘って一定の密封性能を保ち続けることが可能な耐久性に優れたパックシール２を実現でき、かかるパックシール２を組み付けることで、厳しい泥水条件に晒される場合であっても、ハブユニット軸受Ａを長期に亘って高精度に回転させ続けることが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、パックシール２が組み付けられる転がり軸受ユニットとして、図１に示すようなハブユニット軸受Ａ、すなわち、軸重が大きく、かつ軸方向寸法が短い、内径部が中空となる自動車の駆動輪支持用のハブユニット軸受(特に、ＦＦ車の前輪を回転支持するためのハブユニット軸受)を想定している。このような大径幅狭の軸受ユニット(例えば、静止輪１２の固定フランジ１２ｆを除く外径部が玉列間距離の４倍以上となるような軸受ユニット)にあっては、仮に、路面反力により軌道輪(静止輪１２及び回転輪１０)に変形が生じた場合、その変形の度合いが大きくなりやすく、パックシール２のスリンガ２２や芯金２４のクリープによる位置ずれが発生しやすい。しかしながら、本実施形態においては、スリンガ２２(具体的には、スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓ)の回転輪１０(内輪構成体１６)のスリンガ用嵌合面１６ｓに対する嵌合力、及び芯金２４(具体的には、芯金円筒部２４ｂの外周面２４ｓ)の静止輪１２の芯金用嵌合面１２ｓに対する嵌合力を一定かつ安定させることができ、スリンガ２２や芯金２４の変形もばらつきがなくなるため、予め、これらのスリンガ２２や芯金２４をかかる変形を見越した形状に成形しておくことも可能となる。また、パックシール２側の嵌合面(スリンガ円筒部２２ｂの内周面２２ｓ及び芯金円筒部２４ｂの外周面２４ｓ)及び軸受Ａ側の嵌合面(スリンガ用嵌合面１６ｓ及び芯金用嵌合面１２ｓ)には、いずれも周方向への筋目が形成されているが、当該筋目には軸方向への送りがないため、仮に、クリープが発生した場合であっても、当該スリンガ２２や芯金２４が軸方向へ位置ずれすることがない(ネジ送りのような状態とはならない)。
【００４９】
また、スリンガ２２のスリンガ円筒部２２ｂは、スリンガ円板部２２ａと連続する一方側の延出端(図２(ａ),(ｃ)においては、右端部)、他方側の延出端(同、左端部)、及びこれらの間の中間部のうち、前記他方側の延出端から前記中間部までの領域のみをスリンガ嵌合面１６ｓへ圧入し、当該スリンガ嵌合面１６ｓに金属嵌合して固定されている。本実施形態においては、図２(ａ),(ｃ)に示すように、回転輪１０(内輪構成体１６)の静止輪１２と対向する周面には、スリンガ嵌合面１６ｓのインボード側に連続する部分に円すい面部１６ｔが設けられている。そして、スリンガ２２は、スリンガ円筒部２２ｂをスリンガ嵌合面１６ｓへ圧入し、当該スリンガ嵌合面１６ｓに内周面(嵌合面)２２ｓを金属嵌合させて固定した状態で、スリンガＲエンド部２２ｅ(内周面２２ｓと屈曲部２２ｄの内径面との繋ぎ目)が、スリンガ嵌合面１６ｓと円すい面部１６ｔとの繋ぎ目１６ｐよりも、インボード側(図２(ａ),(ｃ)においては、右側)へ位置付けられるように、配されている。
【００５０】
これにより、スリンガ嵌合面１６ｓへスリンガ円筒部２２ｂの前記他方側の延出端及び前記中間部のみを圧入する際、仮に、スリンガ嵌合面１６ｓと円すい面部１６ｔとの繋ぎ目１６ｐ部分によって、内周面２２ｓに軸方向への傷が生じた場合であっても、当該軸方向への傷がスリンガ嵌合面１６ｓとの嵌合部分を越えて内周面２２ｓを軸方向へ貫通する状態で形成されることはない。すなわち、かかる軸方向への傷は、内周面２２ｓが繋ぎ目１６ｐと接する位置で止まり、ユニット内部を大気開放することがない。したがって、このような軸方向への傷がスリンガ嵌合面１６ｓとの嵌合部分を越えて内周面２２ｓを軸方向へ貫通し、内周面２２ｓのスリンガ用嵌合面１６ｓに対する嵌合力を大きく低下させ、パックシール２の密封性能(耐浸水性)を損なうといった事態を有効に回避することができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、スリンガ円筒部２２ｂをスリンガ嵌合面１６ｓへ圧入し、当該スリンガ嵌合面１６ｓに金属嵌合して固定する際、当該スリンガ円筒部２２ｂのうち、前記他方側の延出端から前記中間部までの領域、すなわち、スリンガ円板部２２ａから離れた位置に存在し、剛性がほぼ一様になっている部分のみをスリンガ嵌合面１６ｓへ圧入する一方で、前記一方側の延出端、すなわち、スリンガ円板部２２ａの近くの位置に存在し、他の部分に比べて剛性が高くなっている部分は、スリンガ嵌合面１６ｓへ圧入していない。このため、スリンガ円筒部２２ｂ(内周面２２ｓ)とスリンガ嵌合面１６ｓとの嵌合部分の接触面圧を全体的に一様にして、内周面２２ｓのスリンガ用嵌合面１６ｓに対する嵌合力を一定かつ安定させることができる。併せて、前記嵌合部分の接触面圧の勾配に基づくスリンガ円板部２２ａの倒れ(傾斜)を防止して、当該スリンガ円板部２２ａに摺接するシール部材２６のリップ部２６ａのしめ代が変化することを防止し、シール部材２６の耐久性向上を図ることができる。
【００５２】
なお、図２(ａ),(ｃ)に示す構成においては、円すい面部１６ｔの軸方向寸法(同各図の左右方向への寸法)を大きく設定することによって、内輪構成体１６のインボード側の端面１６ａと静止輪１２のインボード側の端面１２ｂとを面一にしている(端面１６ａと端面１２ｂを同一平面上に位置付けている)。これにより、例えば、センサ機構の被検出体(例えば、磁気エンコーダなど)をスリンガ円板部２２ａのインボード側の側面に取り付けた場合であっても、当該被検出体のインボード側の側面(センサ機構の検出体との対向面)と内輪構成体１６の端面１６ａ及び静止輪１２の端面１２ｂとを面一にすることができ、量産時の作業性向上を図ることが可能となる。
また、多リップシール４(図１)を構成するシール芯金であっても、さらには、密封装置として金属板を曲げ加工して成形(バーリング加工)された非接触型のシールドを適用する場合であっても、これらをハブユニット軸受Ａに組み付ける際に当該軸受Ａと金属嵌合する面に対し、上述したパックシール２のスリンガ２２や芯金２４と同様に、軸方向筋目を除去するとともに、周方向筋目を形成することで、上記と同様の各作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
２  密封シール(密封装置)
１０  回転側軌道輪(回転輪)
１２  静止側軌道輪(静止輪)
１２ｓ  芯金用嵌合面
１４  ハブ
１６  内輪構成体
１６ｓ  スリンガ用嵌合面
１８  転動体(玉)
２２  スリンガ
２２ａ  スリンガ円板部
２２ｂ  スリンガ円筒部
２２ｓ  スリンガ円筒部内周面
２４  芯金
２４ａ  芯金円板部
２４ｂ  芯金円筒部
２４ｓ  芯金円筒部外周面
２６  シール部材
８０  軸方向筋目
８２  周方向筋目
Ａ  転がり軸受ユニット(ハブユニット軸受)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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