(57)【要約】【課題】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構造を成す軸受用密封装置、及び車輪支持用軸受ユニットを提供する。【解決手段】軌道輪10,12、複数の転動体１８を具備した軸受装置Ａの内部を密封するために、スリンガ２２、芯金２４及びシール２６を断面輪郭形状が略矩形状となるように組合せた軸受用密封装置２であって、スリンガは、筒状を成し、一方軌道輪に固定されるスリンガ固定部２２ａ、及びスリンガ固定部の一方側延出端に連続して延出するスリンガ円板部２２ｂで構成されるとともに、芯金は、筒状を成し、他方軌道輪に固定される芯金固定部２４ａ、及び芯金固定部の一方側延出端に連続して延出する芯金円板部２４ｂで構成され、シールは、スリンガと芯金との間に介在され、これらの一方に連結されるとともに、他方に摺接しており、スリンガには、少なくともスリンガ固定部に対し、電着塗装が施されている。【選択図】図１
2008274995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向配置された少なくとも一対の軌道輪と、当該軌道輪間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体を具備した軸受装置の内部を気密並びに液密に保つために、スリンガ、芯金及びシール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軸受用密封装置であって、
スリンガは、所定方向に延出する筒状を成し、前記一方の軌道輪に固定されるスリンガ固定部、及び当該スリンガ固定部の一方側の延出端に連続し、当該スリンガ固定部に対して所定の角度で延出するスリンガ円板部で構成されるとともに、
芯金は、所定方向に延出する筒状を成し、前記他方の軌道輪に固定される芯金固定部、及び当該芯金固定部の一方側の延出端に連続し、当該芯金固定部に対して所定の角度で延出する芯金円板部で構成され、
シールは、所定の間隔を空けて対向配置された前記スリンガと芯金との間に介在され、当該スリンガ及び芯金の一方に連結されるとともに、他方に摺接しており、
スリンガには、少なくともスリンガ固定部に対し、電着塗装が施されていることを特徴とする軸受用密封装置。
【請求項２】
スリンガ及び芯金が金属製であるとともに、シールが当該スリンガ及び芯金に対して加硫成形により連結されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用密封装置。
【請求項３】
車体構成部材に固定される静止輪、及び車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪を相対回転可能に対向配置して成る軌道輪と、当該静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを具備した車輪支持用軸受ユニットであって、その内部を気密並びに液密に保つために、請求項１又は２に記載の軸受用密封装置が設けられていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
【請求項４】
車体構成部材に固定される静止輪、及び車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪を相対回転可能に対向配置して成る軌道輪と、当該静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密並びに液密に保つための密封装置を具備した車輪支持用軸受ユニットであって、
密封装置は、回転輪に固定されるスリンガと、静止輪に固定される芯金と、所定の間隔を空けて対向配置された前記スリンガと芯金との間に介在され、当該スリンガ及び芯金の一方に連結されるとともに、他方に摺接するシールを備え、スリンガ、芯金及びシール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おり、
回転輪には、その表面のうち少なくともスリンガとの固定部分に対し、電着塗装が施されていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の軸受(例えば、自動車の車輪を支持するためのハブユニット軸受(車輪支持用軸受ユニット)等の軸受装置など)の内部を密封状態に保つための密封構造に関し、特に、当該車輪支持用軸受ユニットの密封性の向上を図る密封構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軸受装置には、軸受の内部を外部から遮蔽して密封状態(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、軸受装置の外部から異物(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Ｌ字状を成すようにプレス加工などにより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)を連結した構造を成すシールがあり、非接触型としては、ステンレス板、鉄板等の金属板(鋼板)からプレス加工などにより成形されたシールドがある。さらには、前記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、軸受装置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、これらの密封装置の使い分けが行われている。
【０００５】
一例として、パックシールは、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いという特長を有するだけでなく、密封性能が非常に高く、低トルクであるという優れた特長を有するため、厳しい密封性能(例えば、高レベルの泥水浸入防止効果)が要求される軸受装置、例えば、図１(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(以下、軸受ユニットという)Ａに対する密封装置として広く使用されている。
【０００６】
図２には、かかるパックシールの構成例が示されており、当該パックシール２は、所定の間隔を空けて対向して配置されたスリンガ２２及び芯金(以下、シール芯金という)２４と、これらの間に介在するシール２６で構成されている。この場合、スリンガ２２及びシール芯金２４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２６は、当該シール芯金２４に連結されるとともに、当該スリンガ２２に摺接する複数のリップ部２６ｌを設けて構成されている。
なお、このような構成を成すパックシール２を製造する際、スリンガ２２及びシール芯金２４は、加工の容易性やコストなどを考慮し、通常、薄い鋼板などをプレス加工することによって成形されている。
【０００７】
そして、このような構成を成すパックシール２が軸受ユニットＡ(図１(ａ))に組み付けられる場合、スリンガ２２は、回転輪１０(具体的には、内輪構成体１６)に固定(具体的には、嵌合)されて当該回転輪１０(内輪構成体１６)とともに回転するのに対し、シール芯金２４は、静止輪１２に固定(具体的には、嵌合)されて常時静止状態に維持される。
【０００８】
ところで、上述したようにパックシール２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、軸受ユニットＡへの組み付け時における回転輪１０(内輪構成体１６)及び静止輪１２との嵌合長さ(軸方向(図２の左右方向)の長さ)が短くなってしまい、当該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２を軸受ユニットＡへ組み付ける際には、金属嵌合を行っている。
【０００９】
しかしながら、パックシール２を軸受ユニットＡに対して金属嵌合により組み付けた場合、スリンガ２２の回転輪１０(内輪構成体１６)への圧入時、並びにシール芯金２４の静止輪１２への圧入時に、その嵌合面22s,24sに軸方向(図２の左右方向)の傷が生じてしまう虞がある。同様に、回転輪１０(内輪構成体１６)の嵌合面、及び静止輪１２の嵌合面に対しても、軸方向の傷が生じてしまう虞がある。
なお、上述したようなプレス加工によりスリンガ２２及びシール芯金２４が成形されると、これらの嵌合面22s,24sに対し、その成形時にプレス機によって軸方向の傷(スジ目)が生じてしまう場合もある。
【００１０】
スリンガ２２及びシール芯金２４の嵌合面22s,24s、あるいは、回転輪１０(内輪構成体１６)及び静止輪１２の嵌合面に対して、このような軸方向の傷が生じると、軸受ユニットＡの外部から当該傷の部分へ浸水し、例えば、回転輪１０(内輪構成体１６)、あるいは静止輪１２の嵌合面が発錆してしまう場合がある。このように回転輪１０(内輪構成体１６)や静止輪１２の嵌合面が発錆すると、スリンガ２２及びシール芯金２４との嵌合力が低下するとともに、これらの密封性能(浸水防止効果)も低下し、スリンガ２２と回転輪１０(内輪構成体１６)との嵌合部分、あるいは、シール芯金２４と静止輪１２との嵌合部分から軸受ユニットＡの内部へのさらなる浸水を招いてしまう虞がある。
【００１１】
そこで、このような不都合を回避すべく、従来から各種の方策が講じられており、例えば、シール芯金の外径部(嵌合面の端部)にシールを連結(例えば、加硫成形)し、ゴム製のノーズガスケットを形成する方策が知られている。一方、スリンガ２２は加硫されていない場合が多く、シール芯金のようにゴム製のノーズガスケットを形成することができないため、内径部(嵌合面)に対してゴム状のシーリング材を塗布するなどの塗装を施す方策が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２１５１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これらの方策では、形成するノーズガスケットやシーリング材による塗装の品質が不安定になり易く、またこれらの加工を施すためのコストが必要となってしまう。また、スリンガ２２を回転輪１０(内輪構成体１６)へ圧入する際、その内径部(嵌合面)に施した塗装が剥がれ易く、結果として、密封性能(浸水防止効果)を十分に得ることができなくなってしまう場合がある。
【００１３】
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、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構造を成す軸受用密封装置、及び車輪支持用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】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明に係る軸受用密封装置は、相対回転可能に対向配置された少なくとも一対の軌道輪と、当該軌道輪間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体を具備した軸受装置の内部を気密並びに液密に保つために、スリンガ、芯金及びシール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。かかる軸受用密封装置において、スリンガは、所定方向に延出する筒状を成し、前記一方の軌道輪に固定されるスリンガ固定部、及び当該スリンガ固定部の一方側の延出端に連続し、当該スリンガ固定部に対して所定の角度で延出するスリンガ円板部で構成されるとともに、芯金は、所定方向に延出する筒状を成し、前記他方の軌道輪に固定される芯金固定部、及び当該芯金固定部の一方側の延出端に連続し、当該芯金固定部に対して所定の角度で延出する芯金円板部で構成され、シールは、所定の間隔を空けて対向配置された前記スリンガと芯金との間に介在され、当該スリンガ及び芯金の一方に連結されるとともに、他方に摺接しており、スリンガには、少なくともスリンガ固定部に対し、電着塗装が施されている。
【００１５】
この場合、一例として、軸受用密封装置は、スリンガ及び芯金が金属製であるとともに、シールが当該スリンガ及び芯金に対して加硫成形により連結された構造をなしている。
【００１６】
なお、以上のような軸受用密封装置は、一例として、車体構成部材に固定される静止輪、及び車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪を相対回転可能に対向配置して成る軌道輪と、当該静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを具備した車輪支持用軸受ユニットの内部を気密並びに液密に保つための密封装置として適用することができる。
【００１７】
また、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、車体構成部材に固定される静止輪、及び車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪を相対回転可能に対向配置して成る軌道輪と、当該静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密並びに液密に保つための密封装置を具備している。かかる車輪支持用軸受ユニットにおいて、密封装置は、回転輪に固定されるスリンガと、静止輪に固定される芯金と、所定の間隔を空けて対向配置された前記スリンガと芯金との間に介在され、当該スリンガ及び芯金の一方に連結されるとともに、他方に摺接するシールを備え、スリンガ、芯金及びシール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おり、回転輪には、その表面のうち少なくともスリンガとの固定部分に対し、電着塗装が施されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スリンガあるいは回転輪(内輪構成体)に電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施すことで、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構造を成す軸受用密封装置、及び車輪支持用軸受ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の軸受用密封装置(以下、単に密封装置ともいう)、及び車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットともいう)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る軸受用密封装置は、各種の軸受装置の内部を密封するための密封装置として適用することができるが、ここでは、図１(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(軸受ユニットＡ)の内部を密封するために、かかる密封装置が用いられている場合を一例として想定する。この場合、本発明に係る密封装置の基本的構成は、上述した従来の密封装置(図２)と同様であり、これと同一の構成については、図面上で同一符号を付す。
また、ここでは、かかる密封装置が、図示しない自動車の車体側(図１(ａ)の右側)へ配設されている場合を一例として想定する。ここで、以下の説明においては、密封装置が配設される図示しない自動車の車体内側をインボード側といい、これと反対側、すなわち図示しない自動車の車輪側(図１(ａ)の左側)をアウトボード側という。
【００２０】
なお、図１(ａ)には、自動車の駆動輪(前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)車及び後置エンジン後輪駆動(ＲＲ)車の後輪、前置エンジン前輪駆動(ＦＦ)車の前輪及び四輪駆動(４ＷＤ)車の全輪)を支持するハブユニット軸受の構成が一例として示されているが、軸受ユニットは、自動車の従動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪)を支持するハブユニット軸受として構成してもよい。
【００２１】
また、軸受ユニットの型式(タイプ)は特に限定されず、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ればよい。さらに、図１(ａ)に示す構成においては、外方部材(外方軌道輪)を静止輪１２、内方部材(内方軌道輪)を回転輪１０(ハブ１４及び内輪構成体１６)としているが、これとは逆に外方部材(外方軌道輪)を回転輪、内方部材(内方軌道輪)を静止輪とした構成の軸受ユニットであってもよい。
【００２２】
なお、内輪構成体１６は、静止輪１２のインボード側の軌道面１２ｔと対向する軌道面１０ｔが形成され、ハブ１４のインボード側に外嵌されて当該ハブ１４とともに回転輪１０を構成する部材のことを指す。
また、いずれの軸受ユニットにおいても、回転輪１０は、車輪構成部材(例えば、ディスクホイール(図示しない))が固定されて当該車輪構成部材とともに回転しているのに対し、静止輪１２は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(図示しない))に固定されて静止状態に維持される。
【００２３】
図１(ａ),(ｂ)には、本発明の一実施形態に係る軸受用密封装置２が示されており、当該密封装置２は、図１(ａ)に示すような軸受ユニットＡ、すなわち、相対回転可能に対向配置して成る軌道輪10,12、当該軌道輪10,12間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉)１８を具備した車輪支持用軸受ユニット(ハブユニット軸受)の内部を外部から遮蔽し、その内部を密封状態(気密状態並びに液密状態)に保っている。具体的には、軌道輪10,12として、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(図示しない))に固定される静止輪１２、及び車輪構成部材(例えば、ディスクホイール(図示しない))が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪１０が相対回転可能に対向配置されており、当該静止輪１２及び回転輪１０にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面10s,12s間、及び軌道面10t,12t間へ複数の転動体(玉)１８が転動可能に組み込まれて、軸受ユニットＡが構成されている。
【００２４】
この場合、静止輪１２には、その外周面１２ａから外方(拡径方向)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(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪１２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
【００２５】
一方、回転輪１０には、略円筒形を成すハブ１４が設けられており、当該ハブ１４は、ブレーキのブレーキロータ(図示しない)を介して車輪のディスクホイール(図示しない)に固定され、当該ディスクホイールとともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１４には、そのアウトボード側にブレーキロータ及びディスクホイールを固定(外嵌)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。
【００２６】
ハブフランジ１４ｆは、静止輪２を越えて外方(ハブ１４の拡径方向)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、図示しないブレーキロータ及びディスクホイールにも、それぞれ当該ボルト孔１４ｈと連通可能な貫通孔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、ハブボルト１４ｂをボルト孔１４ｈから前記貫通孔へ挿通し、ハブナット(図示しない)で締結(供締め)することにより、ブレーキロータ及びディスクホイールをハブフランジ１４ｆに対して位置決めして固定することができる。
【００２７】
また、ハブ１４には、そのインボード側に環状の内輪構成体１６が外嵌されるようになっており、例えば、静止輪１２とハブ１４との間に複数の転動体(玉)１８を組み込んだ状態で、内輪構成体１６をハブ１４に形成された段部１４ｓまで当て付けた後、ハブ１４のインボード側端部(図１(ａ)の右端)を加締めることにより、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ができるとともに、軸受ユニットＡ(より具体的には、転動体(玉)１８)に対して所定の予圧を与えることができる。
なお、上述したような加締固定に代えて、例えば、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、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がハブ１４のインボード側に固定される場合もある。
【００２８】
かかる軸受ユニットＡにおいて、密封装置２は、スリンガ２２、芯金２４及びシール２６を断面形状が略矩形状となるように組み合わせた構造(いわゆるパッケージ構造)を成すパックシール(以下、パックシール２という)として構成されている。
【００２９】
スリンガ２２は、所定方向に延出する筒状を成し、回転輪１０(具体的には、内輪構成体１６)に固定される固定部(以下、スリンガ固定部という)２２ａ、及び当該スリンガ固定部２２ａの一方側の延出端に連続するとともに、当該スリンガ固定部２２ａに対して所定の角度で延出する円板部(以下、スリンガ円板部という)２２ｂで構成されている。
【００３０】
図１(ｂ)には、スリンガ固定部２２ａが所定方向(同図の左右方向)に所定の長さ(同図同方向の距離)で延出した円筒状に形成され、スリンガ円板部２２ｂがスリンガ固定部２２ａに対して略直角に所定の長さ(同図の上下方向の距離)で、当該スリンガ固定部２２ａの一方側の延出端(同図の右端)に連続して拡径方向(同図の上方向)へ延出した円環の平板状(リング板状)に形成されたスリンガ２２の構成を示している。すなわち、この場合、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、軸受ユニットＡの回転輪１０(内輪構成体１６)に圧入して固定(具体的には、嵌合)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。
【００３１】
また、この場合、スリンガ２２は、その内径寸法(具体的には、スリンガ固定部２２ａ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、スリンガ固定部２２ａの内径寸法を回転輪１０(内輪構成体１６)の外径寸法(具体的には、回転輪１０(内輪構成体１６)がスリンガ固定部２２ａと嵌合(当接)する面(図１(ｃ)の上側の面(以下、嵌合面１６ｂという))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のスリンガ固定部２２ａに設定する嵌合代は、回転輪１０(内輪構成体１６)の大きさなどに応じて任意に設定すればよい。
【００３２】
なお、スリンガ固定部２２ａの大きさ(延出長さ、及び厚さ(図１(ｂ)の上下方向の距離)などの寸法)、及びスリンガ円板部２２ｂの大きさ(延出長さ、厚さ(同図の左右方向の距離)及び径などの寸法)は、例えば、軸受ユニットＡの回転輪１０(内輪構成体１６)の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
また、スリンガ円板部２２ｂのスリンガ固定部２２ａに対する傾斜角度も特に限定されず、パックシール２の使用条件などに応じて任意に設定すればよい。
【００３３】
さらに、スリンガ２２の材質及び形成方法も特に限定されず、例えば、スリンガ２２を所定の金属板製(鋼板製)とし、当該金属板(鋼板)をプレス加工することなどによって形成すればよい。本実施形態においては、一例として、スリンガ２２がステンレス鋼製である場合を想定する。このようにスリンガ２２をステンレス鋼製とすることで、後述するシール２６のリップ２６ｌとの摺接面であるスリンガ固定部２２ａの外周面(図１(ｂ)の上側の面)２２ｕに対する発錆が防止され、当該外周面２２ｕとの摺接時にリップ２６ｌに傷が生じてしまうことを有効に防止することができる。
【００３４】
また、芯金２４は、所定方向に延出する筒状を成し、静止輪１２に固定される固定部(以下、芯金固定部という)２４ａ、及び当該芯金固定部２４ａの一方側の延出端に連続するとともに、当該芯金固定部２４ａに対して所定の角度で延出する円板部(以下、芯金円板部という)２４ｂで構成されている。
【００３５】
図１(ｂ)には、芯金固定部２４ａが所定方向(同図の左右方向)に所定の長さ(同図同方向の距離)で延出した円筒状に形成され、芯金円板部２４ｂが芯金固定部２４ａに対して略直角に所定の長さ(同図の上下方向の距離)で、当該芯金固定部２４ａの一方側の延出端(同図の左端)２４ｔに連続して縮径方向(同図の下方向)へ延出した円環の平板状(リング板状)に形成された芯金２４の構成を示している。すなわち、この場合、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、軸受ユニットＡの静止輪１２に圧入して固定(具体的には、嵌合)され、常時静止状態に維持される構造を成している。
【００３６】
また、この場合、芯金２４は、その外径寸法(具体的には、芯金固定部２４ａ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、芯金固定部２４ａの外径寸法を静止輪１２の内径寸法(具体的には、静止輪１２が芯金固定部２４ａと嵌合(当接)する面の径寸法)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の芯金固定部２４ａに設定する嵌合代は、静止輪１２の大きさなどに応じて任意に設定すればよい。
【００３７】
なお、芯金固定部２４ａの大きさ(延出長さ、及び厚さ(図１(ｂ)の上下方向の距離)などの寸法)、及び芯金円板部２４ｂの大きさ(延出長さ、厚さ(同図の左右方向の距離)及び径などの寸法)は、例えば、軸受ユニットＡの静止輪１２の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、芯金円板部２４ｂの芯金固定部２４ａに対する傾斜角度も特に限定されず、パックシール２の使用条件などに応じて任意に設定すればよい。さらに、芯金２４の材質及び形成方法も特に限定されず、例えば、芯金２４を所定の金属板製(鋼板製)とし、当該金属板(鋼板)をプレス加工することなどによって形成すればよい。
【００３８】
また、シール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、当該スリンガ２２及びシール芯金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１(ｂ)に示す構成においては、一例として、シール２６が芯金２４の芯金固定部２４ａ及び芯金円板部２４ｂ(具体的には、これらの内側の面(同図の下面及び右面))に連結され、複数(例えば、３つ)のリップ２６ｌをスリンガ２２(具体的には、スリンガ固定部２２ａとスリンガ円板部２２ｂ)へ向けて延出するように設けた構造を成している。
【００３９】
なお、シール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２６に設けるリップ２６ｌの数や形状も図１(ｂ)に示す構成には限定されず、例えば、シール２６に対して２つのリップ２６ｌを設けた構成としてもよいし、４つ以上のリップ２６ｌを設けた構成としてもよい。さらに、芯金２４とシール２６(各種の弾性材)との連結は、接着、かしめ、コーティング、射出成形など、各種の方法を任意に選択して行えばよいが、本実施形態においては、一例として、芯金２４とシール２６(各種の弾性材)とが加硫成形によって連結されている場合を想定する。
【００４０】
そして、かかるシール２６のリップ２６ｌがスリンガ２２(具体的には、スリンガ固定部２２ａとスリンガ円板部２２ｂ)と当接(摺接)するように、当該シール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。
【００４１】
なお、パックシール２は、図１(ｂ)に示す構成には特に限定されず、例えば、シールを２つの分割構成とし、一方をスリンガに連結するとともに、他方を芯金に連結させ、スリンガに連結したシールを芯金に摺接させるとともに、芯金に連結したシールをスリンガに摺接させる構成としてもよい。
【００４２】
本実施形態において、スリンガ２２には、少なくともスリンガ固定部２２ａに対し、電着塗装(いわゆるカチオン塗装)が施されている。図１(ｂ)に示す構成においては、一例として、スリンガ２２の表面全体、すなわちスリンガ固定部２２ａ及びスリンガ円板部２２ｂの表面全体に対し、電着塗装(いわゆるカチオン塗装)が施され、当該スリンガ固定部２２ａ及びスリンガ円板部２２ｂにカチオン塗膜(以下、スリンガ塗膜という)２２ｃが形成されている。
【００４３】
なお、スリンガ２２に対する電着塗装(いわゆるカチオン塗装)は、少なくともスリンガ固定部２２ａ、より具体的には、回転輪１０(内輪構成体１６)との当接面(嵌合面)である当該スリンガ固定部２２ａの内周面(同図の下側の面(以下、嵌合面２２ｓという))に対して施されていれば、必ずしも、図１(ｂ)に示す構成のようにスリンガ２２の表面全体に施さなくともよい。例えば、スリンガ固定部２２ａの嵌合面２２ｓに対してのみ電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施し、当該嵌合面２２ｓにのみカチオン塗膜(スリンガ塗膜)を形成した構成であってもよい。
【００４４】
ここで、スリンガ２２に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施す際の手順の一例について、以下、説明する。
上述したように、本実施形態においては、スリンガ２２を一例としてステンレス鋼製としているが、一般的に、ステンレス鋼は電着塗装(いわゆるカチオン塗装)が施しにくい(塗装のノリが悪く、塗膜が形成され難い)ため、前処理として燐酸皮膜処理を行う。なお、当該燐酸皮膜処理では不十分な場合、必要に応じてニッケルめっき処理などを前処理として行えばよい。
【００４５】
前処理後、塗料を入れた塗装槽へスリンガ２２を沈下し、当該塗料に浸漬させた状態で、当該スリンガ２２及び塗料に対して直流電流を通すことによって、当該塗料を電気的に塗着させる。その後、スリンガ２２に塗着させた塗料を乾燥硬化させることで、スリンガ塗膜２２ｃを形成することができる。
【００４６】
その際、スリンガ塗膜２２ｃの厚さは、回転輪１０(内輪構成体１６)のスリンガ固定部２２ａとの嵌合面１６ｂに対する研削粗さ(研削後の表面粗さ)と、プレス加工によるスリンガ２２の成形時に嵌合面２２ｓに対して生じた軸方向の傷(スジ目)の深さの合計寸法以上に設定することが好ましい。スリンガ塗膜２２ｃをこのような厚さに設定することで、回転輪１０(内輪構成体１６)の嵌合面１６ｂに対する研削粗さ(研削後の表面粗さ)がスリンガ塗膜２２ｃによって調整されるとともに、嵌合面２２ｓの傷(スジ目)がスリンガ塗膜２２ｃによって被覆され、スリンガ２２の表面(具体的には、スリンガ固定部２２ａの嵌合面２２ｓ)を当該スリンガ塗膜２２ｃによって滑面状態とすることができる。
【００４７】
そして、スリンガ塗膜２２ｃが形成されたスリンガ２２を回転輪１０(内輪構成体１６)に対してインボード側から圧入して嵌合させることで、パックシール２を軸受ユニットＡに対して組み付ける。
【００４８】
このように、スリンガ２２(スリンガ固定部２２ａ及びスリンガ円板部２２ｂ)に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施し、スリンガ塗膜２２ｃを形成することで、例えば、プレス加工によるスリンガ２２の成形時に、嵌合面２２ｓに対してプレス機によって軸方向の傷(スジ目)が生じた場合であっても、当該傷(スジ目)をスリンガ塗膜２２ｃによって被覆することができる。これにより、スリンガ２２の嵌合面２２ｓが滑面状態となり、軸受ユニットＡの外部から当該傷(スジ目)の部分へ浸水するような事態を完全に回避することができる。
【００４９】
また、スリンガ２２(具体的には、スリンガ固定部２２ａ)に対してスリンガ塗膜２２ｃを形成することで、当該スリンガ塗膜２２ｃがいわゆるパッキンの役割を果たすため、スリンガ２２の嵌合面２２ｓを回転輪１０(具体的には、内輪構成体１０)の嵌合面１６ｂと密着させることができ、当該嵌合部分からの異物の侵入(泥水の浸水など)を確実に防止することができる。
【００５０】
なお、スリンガ２２(スリンガ固定部２２ａ及びスリンガ円板部２２ｂ)に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施す場合、後述する回転輪１０(内輪構成体１６)に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施す際に要するベーキング(加熱処理)や、後処理(電着塗装後の研磨加工など)を行う必要がない。このため、スリンガ２２には、回転輪１０(内輪構成体１６)よりも容易に電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施すことができる。
【００５１】
ここで、図１(ｂ)に示す構成においては、上述したようにスリンガ２２の表面全体に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施しているため、スリンガ円板部２２ｂに連結されたシール２６の複数(例えば、３つ)のリップ２６ｌとの摺接面であるスリンガ固定部２２ａの外周面２２ｕとスリンガ円板部２２ｂのアウトボード側の面(同図の左側の面))２２ｖにもスリンガ塗膜２２ｃが形成されている。このようにリップ２６ｌとの摺接面22u,22vに対してスリンガ塗膜２２ｃを形成した場合であっても、当該摺接面22u,22vとリップ２６ｌとの摺接状態は変化せず、シール２６(リップ２６ｌ)の密封性能が低下することはない。
【００５２】
また、本実施形態においては、スリンガ２２に加えて、回転輪１０、具体的には内輪構成体１６に対し、電着塗装(いわゆるカチオン塗装)が施されている。図１(ｂ)に示す構成においては、一例として、内輪構成体１６の軌道面１０ｔ以外の表面(以下、外表面という)に対し、電着塗装(いわゆるカチオン塗装)が施され、当該外表面にカチオン塗膜(以下、外表面塗膜という)１０ｃが形成されている。
【００５３】
なお、内輪構成体１６に対する電着塗装(いわゆるカチオン塗装)は、少なくともスリンガ２２との固定部分、より具体的には、スリンガ固定部２２ａ(嵌合面２２ｓ)との嵌合面(当接面)１６ｂに対して施されていれば、必ずしも、図１(ｂ)に示す構成のように内輪構成体１６の外表面全体に施さなくともよい。例えば、内輪構成体１６の嵌合面１６ｂに対してのみ電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施し、当該嵌合面１６ｂにカチオン塗膜(外表面塗膜)を形成した構成であってもよい。
【００５４】
ここで、内輪構成体１６に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施す際の手順の一例について、以下、説明する。
内輪構成体１６は、例えば、鍛造や鋳造などにより成形され熱処理を施された後、所定のベーキング条件(加熱温度と加熱時間)で高温焼戻しを行い、当該焼戻し後の内輪構成体１６に対して研削加工を施すことで、所定寸法に仕上げられている。
次いで、所定寸法に仕上げた内輪構成体１６に対して燐酸皮膜処理を行い、さらに水素脆性を避けるため所定のベーキング条件(加熱温度と加熱時間)で十分にベーキング(加熱処理)を行う。
なお、上述した各ベーキング条件(加熱温度と加熱時間)は、内輪構成体１６の形状やベーキング炉の能力などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００５５】
そして、これらの前処理を行った後、塗料を入れた塗装槽へ内輪構成体１６を沈下し、当該塗料に浸漬させた状態で、当該内輪構成体１６及び塗料に対して直流電流を通すことによって、当該塗料を電気的に塗着させる。その後、内輪構成体１６に塗着させた塗料を乾燥硬化させることで、カチオン塗膜を形成することができる。なお、この時点においては、内輪構成体１６に対し、その表面全体にカチオン塗膜が形成されている。すなわち、外表面塗膜１０ｃが形成されるとともに、軌道面１０ｔにもカチオン塗膜が形成されることになる。
したがって、軌道面１０ｔに形成されたカチオン塗膜を除去するため、さらに、以下の後処理を行う。
【００５６】
この場合、当該後処理においては、カチオン塗膜が形成された軌道面１０ｔに対して高精度の研磨加工を行い、まず、当該軌道面１０ｔからカチオン塗膜を除去する。続いて、前記カチオン塗膜を除去する際の研磨加工で使用された砥石よりも砥粒が粗く、組織が疎で結合度の低い砥石を用いて、カチオン塗膜が除去された軌道面１０ｔに対して研磨加工を行い、当該軌道面１０ｔを良好な粗さと面性状(いわゆる鏡面状態)となるように仕上げる。このように、軌道面１０ｔに対する研磨加工は２回に分けて行うこと、具体的には、カチオン塗膜の除去を目的として１回目の研磨加工を行い、軌道面１０ｔの仕上げを目的として２回目の研磨加工を行うことが好ましい。これにより、軌道面１０ｔに対するカチオン塗膜の除去と滑面処理を効率よく、且つ精度よく行うことができる。
【００５７】
なお、外表面塗膜１０ｃの厚さは、内輪構成体１６のスリンガ固定部２２ａとの嵌合面１６ｂに対する研削粗さ(研削後の表面粗さ)と、プレス加工によるスリンガ２２の成形時に嵌合面２２ｓに対して生じた軸方向の傷(スジ目)の深さの合計寸法以上に設定することが好ましい。外表面塗膜１０ｃをこのような厚さに設定とすることで、回転輪１０(内輪構成体１６)の嵌合面１６ｂに対する研削粗さ(研削後の表面粗さ)が外表面塗膜１０ｃによって調整されるとともに、嵌合面２２ｓの傷(スジ目)が外表面塗膜１０ｃによって被覆され、内輪構成体１６の外表面(具体的には、嵌合面１６ｂ)を当該外表面塗膜１０ｃによって滑面状態とすることができる。
【００５８】
そして、外表面塗膜１０ｃが形成された内輪構成体１６を、ハブ１４に対して組み付け、静止輪１２、転動体(玉)１８及びアウトボード側シール３０と一体化されたハブ１４に対して組み付ける。
【００５９】
このように、内輪構成体１６に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施し、外表面塗膜１０ｃを形成することで、例えば、焼戻し後の内輪構成体１６に対する研削加工時に、嵌合面１６ｂに対して軸方向の傷(スジ目)が生じた場合であっても、当該傷(スジ目)を外表面塗膜１０ｃによって被覆することができる。これにより、内輪構成体１６の嵌合面１６ｂが滑面状態となり、軸受ユニットＡの外部から当該傷(スジ目)の部分へ浸水するような事態を完全に回避することができる。
【００６０】
また、内輪構成体１６の外表面(具体的には、嵌合面１６ｂ)に対して外表面塗膜１０ｃを形成することで、当該外表面塗膜１０ｃがいわゆるパッキンの役割を果たすため、内輪構成体１０の嵌合面１６ｂをスリンガ２２の嵌合面２２ｓと密着させることができ、当該嵌合部分からの異物の侵入(泥水の浸水など)を確実に防止することができる。
【００６１】
さらに、内輪構成体１６の外表面(具体的には、嵌合面１６ｂ)に対して外表面塗膜１０ｃを形成することで、内輪構成体１６の外表面(特に、嵌合面１６ｂ)への発錆を防止することができるとともに、仮に発錆した場合であっても、その進行を大幅に遅らせることができる。これにより、内輪構成体１０の嵌合面１６ｂとスリンガ２２の嵌合面２２ｓとの嵌合状態を長期に亘って一定に保つことができ、その密着状態(すなわち、軸受ユニットＡの密封状態)を維持し続けることができる。
【００６２】
このような内輪構成体１６に対する発錆の防止効果は、図１(ａ)に示すように内輪構成体１６とハブ１４とが加締めにより一体構造を成して回転輪１０が構成される軸受ユニットＡの場合、非常に大きくなる。すなわち、この場合、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が形成される。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がハブ１４と密着され、当該内輪構成体１６とハブ１４とが一体化されている。このため、加締め後の内輪構成体１６の発錆は、当該内輪構成体１６の加締め力に対する内部応力を増大させ、いわゆる遅れ破壊(クラック)を招くこととなり、内輪構成体１６の発錆を防止することで、かかる遅れ破壊(クラック)を有効に防止することができる。
【００６３】
以上のように、パックシール２のスリンガ２２に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施すとともに、回転輪１０(内輪構成体１６)に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施すことで、形成されるスリンガ塗膜２２ｃ及び外表面塗膜１０ｃを容易に厚くすることができるとともに、これらのスリンガ塗膜２２ｃ及び外表面塗膜１０ｃを非常に強固なものとすることができる。また、スリンガ塗膜２２ｃ及び外表面塗膜１０ｃの形成時における、厚さ(塗膜厚)の制御も行い易い。
【００６４】
この結果、本実施形態によれば、パックシール２のスリンガ２２に対して均質なスリンガ塗膜２２ｃを形成することができるとともに、回転輪１０(内輪構成体１６)に対して均質な外表面塗膜１０ｃを形成することができる。これにより、パックシール２のスリンガ２２と回転輪１０(内輪構成体１６)とを、スリンガ塗膜２２ｃ及び外表面塗膜１０ｃを介して嵌合させることで、長期に亘って一定の密封性能(例えば、泥水浸入防止効果)を維持することが可能で、耐久性に優れた軸受装置(車輪支持用軸受ユニット)の密封構造を容易に実現することができる。
したがって、かかる密封構造を適用することで、軸受ユニットＡを長期に亘って、一定の精度で安定して回転させ続けることが可能となる。
【００６５】
なお、上述した本実施形態においては、パックシール２のスリンガ２２、並びに回転輪１０(内輪構成体１６)の双方に対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施し、スリンガ塗膜２２ｃ及び外表面塗膜１０ｃを形成した構成としているが、いずれか一方、すなわち、パックシール２のスリンガ２２のみ、あるいは回転輪１０(内輪構成体１６)のみに対して電着塗装(いわゆるカチオン塗装)を施し、スリンガ塗膜２２ｃあるいは外表面塗膜１０ｃのいずれか一方のみを形成した構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る軸受装置の密封構造の構成例を示す図であって、(ａ)は、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、(ｂ)は、電着塗装(カチオン塗装)が施された密封装置(パックシール)の構成を示す断面図、(ｃ)は、電着塗装(カチオン塗装)が施された回転輪(内輪構成体)の構成を示す断面図。
【図２】従来の密封装置(パックシール)の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６７】
２  密封装置(パックシール)
１０  回転輪
１０ｃ  外表面塗膜
１２  静止輪
１４  ハブ
１６  内輪構成体
１６ｂ  嵌合面
２２  スリンガ
２２ａ  スリンガ固定部
２２ｂ  スリンガ円板部
２２ｃ  スリンガ塗膜
２２ｓ  嵌合面
２４  芯金
２４ａ  芯金固定部
２４ｂ  芯金円板部
２６  シール
２６ｌ  リップ
Ａ  軸受ユニット(ハブユニット軸受)
【図１】
2008274995.tif 000003
【図２】
2008274995.tif 000004