(57)【要約】【課題】  フレッティング磨耗を効果的に低減できる転がり軸受およびハブユニットを提供する。【解決手段】  外輪部材２と内輪部材３の間に形成された転動体配置空間Ｓのアキシャル方向アウタ側端部において、外輪部材２と内輪部材との間を密封する環状の密封装置４を備える。この密封装置４のアキシャル方向におけるインナ側の側面に、転動体配置空間Ｓ内の酸素を吸収する脱酸素剤が取り付けられている。これにより、転動体配置空間Ｓにおいて酸化鉄の発生が防止され、フレッティング磨耗を低減することが可能となる。【選択図】  図１
2008032151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪部材と、該外輪部材と同心に配置された内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に介装された転動体とを備え、前記外輪部材と前記内輪部材とが軸線周りに相対回転可能にされた転がり軸受であって、
前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向アウタ側端部において前記外輪部材と前記内輪部材との間を、これら外輪部材と内輪部材との相対回転を許容した状態で密封する環状の密封装置と、
該密封装置のアキシャル方向におけるインナ側の側面に取り付けられ、該転動体配置空間内の酸素を吸収する脱酸素剤と、
を備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記密封装置は、前記外輪部材または前記内輪部材に取り付けられた基端部と該基端部からラジアル方向に延出するフランジ部とを有する芯金と、該フランジ部のアキシャル方向におけるアウタ側の側面に設けられた本体部と該本体部から突出形成されたリップとを有する弾性樹脂製のシール部とを備え、
前記脱酸素剤は、前記芯金の前記フランジ部のアキシャル方向における前記インナ側の側面に取り付けられ、
前記脱酸素剤は、前記転動体配置空間に封入された潤滑剤の流通を許容せず、かつ空気の流通を許容する包装体に包まれた状態で前記密封装置に取り付けられている請求項１記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車両には、タイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブユニットが用いられている。
【０００３】
ハブユニットは、車体側に固定された外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されたハブホイールと、これら外輪部材とハブホイールとの間に介装される転動体とを備えており、ハブホイールが軸心周りに回転自在にされている。そして、このハブホイールに車輪が取り付けられる。
【０００４】
貨車や船舶等により車両を輸送すると、微小な揺れにより、車両に取り付けられたハブユニットが微小振動を起こしてフレッティング摩耗が発生し、その結果摩耗粉が生じて、転動体の軌道部に擬似圧痕が発生する問題がある。そして摩耗粉が酸化して酸化鉄となり、その酸化鉄がさらに摩耗を促進させ、擬似圧痕が拡大する。この擬似圧痕が異音の発生原因になる。
【０００５】
この問題を解決するために従来は、転動体の軌道部を高周波熱処理によって硬化処理していた（下記特許文献１）。しかし高周波熱処理の為に製造コストをかけても、そのコストに見合うだけフレッティング磨耗を減少できない場合があった。
【特許文献１】特開平１１−５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、上述のフレッティング磨耗はハブユニットだけに限らず、他の転がり軸受においても起こる問題である。そのため、フレッティング磨耗を効果的に低減できる転がり軸受およびハブユニットが望まれていた。
【０００７】
本発明の課題は、フレッティング磨耗の原因となり得る酸化鉄の発生を効果的に低減でき、ひいてはフレッティング磨耗を低減できる転がり軸受およびハブ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および発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の転がり軸受は、
外輪部材と、外輪部材と同心に配置された内輪部材と、外輪部材と内輪部材との間に介装された転動体とを備え、外輪部材と内輪部材とが軸線周りに相対回転可能にされた転がり軸受であって、
外輪部材と内輪部材との間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向アウタ側端部において外輪部材と内輪部材との間を、これら外輪部材と内輪部材との相対回転を許容した状態で密封する環状の密封装置と、
密封装置のアキシャル方向におけるインナ側の側面に取り付けられ、転動体配置空間内の酸素を吸収する脱酸素剤と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の転がり軸受によると、密封装置のアキシャル方向におけるインナ側（転動体配置空間側）の側面に脱酸素剤を設けたので、転動体配置空間内の酸素を吸収することができ、従って磨耗粉の酸化を防止することができる。これにより、フレッティング磨耗を低減することが可能となる。
【００１０】
また上記本発明では、転動体の軌道部に近い場所に脱酸素剤を配置したため、転動体軌道部周辺の酸素を効果的に吸収でき、従って酸化鉄の発生を効果的に防止できる。これにより、フレッティング磨耗を効果的に低減することが可能となる。
【００１１】
一方、転動体配置空間にはグリース（潤滑剤）が封入されており、このグリースが酸化することにより、転動体軌道部に悪影響を及ぼしている。具体的には、酸化したグリースにより酸化鉄の発生が促進されている。上記本発明では、転動体配置空間の酸素を吸収しているので、グリースの酸化を防止できる。そのため、酸化したグリースによる転動体軌道部への悪影響（酸化鉄の発生）を効果的に防止できる。
【００１２】
また、密封装置は、外輪部材または内輪部材に取り付けられた基端部と当該基端部からラジアル方向に延出するフランジ部とを有する芯金と、フランジ部のアキシャル方向におけるアウタ側の側面に設けられた本体部と当該本体部から突出形成されたリップとを有する弾性樹脂製のシール部とを備え、脱酸素剤は、芯金のフランジ部のアキシャル方向におけるインナ側の側面に取り付けられたものとすることができる。この構成によると、芯金は硬いため、脱酸素剤をしっかりと固定することができる。
【００１３】
脱酸素剤は、転動体配置空間に封入された潤滑剤の流通を許容せず、かつ空気の流通を許容する包装体に包まれた状態で密封装置に取り付けられたものとすることができる。脱酸素剤と潤滑剤とが混合すると化学変化が生じる恐れがあるが、上記構成によると脱酸素剤と潤滑剤とが直接、接触することがないため、化学変化等の問題を回避できる。また、脱酸素剤が包装体に包まれていれば、例えば粉末状の脱酸素剤が転動体軌道部に入って悪影響を及ぼす等の不具合が生じにくい。
【００１４】
また、芯金は、外輪部材または内輪部材のうち固定輪とされた側に基端部が取り付けられ、その固定状態の芯金に脱酸素剤が取り付けられたものとすることができる。この構成によると脱酸素剤は、固定状態の芯金に取り付けられているため、転がり軸受が駆動しても脱酸素剤自体は回転しなくてすむ。そのため、包装体が破れたりする等の問題が生じにくい。
【００１５】
さらには、芯金の基端部は円筒形状に形成され、自身の外周面が外輪部材の内周面に密着係合する形で外輪部材に取り付けられ、フランジ部は、基端部のアキシャル方向アウタ側端部からラジアル方向インナ側に向かって延出する形で形成された第一部分と、第一部分のラジアル方向インナ側端部からアキシャル方向インナ側に向かって突出する第二部分とを備え、基端部と、フランジ部の第一部分および第二部分とによってインナ側に開放した凹状の空間が芯金に形成され、その凹状空間に脱酸素剤が配置された構成にすることができる。この構成によると、転動体と脱酸素剤とが接触しにくくなる。
【００１６】
また、本発明のハブユニットは、上述の転がり軸受を備え、外輪部材は車体側に非回転に取り付けられ、内輪部材は車両の車輪が取り付けられて一体回転することを特徴とする。ハブユニットはフレッティング磨耗が解決すべき重要な問題になっているため、本発明の転がり軸受をハブユニットに適用した場合、その効果が特に顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。
図１は本発明に係る転がり軸受としてのハブユニット１の断面図である。この図の右側は車両アウタ側であり、左側は車両インナ側である。図示するようにハブユニット１は、外輪部材２と、この外輪部材２と同心に配置される内輪部材３（ハブホイール）と、これら外輪部材２と内輪部材３との間に介装された転動体１０とを備え、外輪部材２と内輪部材３とが軸線周りに相対回転可能とされている。
【００１８】
内輪部材３は、軸部３ａと、車輪やブレーキディスクを固定するためのハブフランジ１２とを有している。ハブフランジ１２は、軸部３ａのアキシャル方向車両アウタ側端部からラジアル方向外側に突出する形で形成されている。
【００１９】
また、内輪部材３と外輪部材２には転動体軌道部１１が形成されている。この転動体軌道部１１に転動体１０が配置されている。転動体１０は、冠形保持器１４によって周方向に一定間隔となるように保持されている。一方、内輪部材３と外輪部材２との間に形成された転動体配置空間Ｓのアキシャル方向アウタ側端部において外輪部材２と内輪部材３との間を、これら外輪部材２と内輪部材３との相対回転を許容した状態で密封する環状の密封装置４を備えている。
【００２０】
内輪部材３のハブフランジ１２には、所定の位置にハブボルト１６を挿通するための挿通孔３０が形成されている。またハブフランジ１２の車両アウタ側主表面には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイール（図示しない）を取り付ける際の位置決めの役割を果たす案内部（インロー部）３ｂがアキシャル方向車両アウタ側に突出形成されている。この案内部３ｂによってブレーキディスクロータ及びタイヤホイールの位置決めを行って、挿通孔３０にハブボルト１６を挿通してナット締めを行うことにより、ハブフランジ１２にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを固定する。
【００２１】
外輪部材２は炭素鋼の熱間鍛造製であり、ボルト挿通孔１７を有する外輪フランジ部１８が突設形成されている。また、外輪部材２には、アキシャル方向車両インナ側に突出した外輪インロー部３１が形成されている。この外輪インロー部３１を用いてハブユニット１を車体に対して位置決めし、外輪フランジ部１８のボルト挿通孔１７にボルトを挿通して外輪部材２をナックル等で固定することにより、ハブユニット１を車体に固定する。
【００２２】
図１のハブユニット１は、車両の従動輪側に使用されるものである。車両インナ側端部には遮蔽体１３（カバー）が取り付けられており、転動体配置空間Ｓは、密封装置４と遮蔽体１３とによって密封されている。また遮蔽体１３には、回転センサ（ＡＢＳセンサ）１５が取り付けられている。
【００２３】
図２に、ハブユニット１の要部拡大図を示す。図示するように、密封装置４は転動体配置空間Ｓのアキシャル方向アウタ側端部に設けられており、この密封装置４によって、転動体配置空間Ｓが密封され、外部空間Ｓ’からの異物侵入が防止されている。また、転動体配置空間Ｓにはグリース等の潤滑剤９が封入されている。この潤滑剤９は密封装置４によって、外部空間Ｓ’へ漏れ出さないようになっている。
【００２４】
密封装置４のアキシャル方向におけるインナ側（転動体配置空間Ｓ側）の側面には、転動体配置空間Ｓの酸素を吸収する脱酸素剤８が取り付けられている。上述したように、ハブユニット１が取り付けられた車両を船等で運送すると、ハブユニット１が非回転の状態で微小振動が加わるため、転動体軌道１１に圧痕が生じる場合がある。これによって生じた磨耗粉が酸化して酸化鉄になり、さらに磨耗が促進するという問題がある。本発明では、転動体配置空間Ｓ内の酸素を吸収する脱酸素剤８を設けたので、酸化鉄の発生を抑制でき、従って、フレッティング磨耗を低減することができる。
【００２５】
特に本発明では、転動体軌道部１１のすぐ近くに脱酸素剤８を設けたので、転動体軌道部１１周辺の酸素を効果的に吸収することが可能であり、従って、フレッティング磨耗の低減効果が高い。また、潤滑剤９が酸化すると、その酸化した潤滑剤９によって酸化鉄が発生しやすくなる問題があるが、本発明では転動体配置空間Ｓの酸素を脱酸素剤８によって吸収しているため、潤滑剤９の酸化を抑制することができる。
【００２６】
密封装置４は、金属製の芯金６（６ａ〜６ｃ）と、ゴム等の弾性樹脂からなるシール部５（５ａ〜５ｄ）とを備える。より詳しくは、芯金６は外輪部材２に取り付けられた基端部６ａと、この基端部６ａからラジアル方向に延出するフランジ部６ｂ，６ｃとを有する。また、シール部５は、フランジ部６ｂ，６ｃのアキシャル方向におけるアウタ側の側面に設けられた本体部５ａと、この本体部５ａから外輪部材２側に向けて突出形成された複数のリップ５ｂ〜５ｄを備える。これらのリップのうち第一リップ５ａおよび第二リップ５ｂは、外部空間Ｓ’から転動体配置空間Ｓへの異物侵入を防止するためのものであり、第三リップ５ｄは潤滑油９を封止するためのものである。そして脱酸素剤８は、芯金８のフランジ部６ｂ，６ｃのアキシャル方向におけるインナ側（転動体配置空間Ｓ側）の側面に取り付けられている。この構成によると、芯金６は硬いため、脱酸素剤８をしっかりと固定することができる。仮に密封装置４が芯金６を備えず、シール部５だけから構成されていたとすると、弾性樹脂製のシール部５に脱酸素剤８を取り付けた場合、シール部５の密封性が損なわれてしまう場合がある。
【００２７】
一方、脱酸素剤８は、包装体７に包まれた状態で取り付けられている。包装体７は、潤滑剤９の流通を許容せず、かつ空気の流通を許容する材料から形成されている。このようにすると、脱酸素剤８と潤滑剤９とが直接、接触することを防止できる。脱酸素剤８と潤滑剤９が接触すると化学反応が起きる場合があり、好ましくない。また、脱酸素剤８と潤滑剤９とが接触すると、粉末状の脱酸素剤８が潤滑剤９に混入することがあり、異物となって転動体軌道部１１に悪影響を及ぼす場合があるが、上述のように包装体７に包まれていれば、このような不具合が生じにくい。
【００２８】
なお、上述したように芯金６の基端部６ａは外輪部材２に取り付けられており、この外輪部材２は固定輪とされている。すなわち、固定状態の芯金６に脱酸素剤８が取り付けられた構成になっている。このようにすると、内輪３が回転駆動している時でも芯金６は回転しないため、包装体７が破れる等の問題が生じにくい。
【００２９】
芯金６は、より詳しくは、基端部６ａが円筒形状に形成され、その円筒形状の基端部６ａの外周面Ａ２が外輪部材２の内周面Ａ１に密着係合する形で外輪部材２に取り付けられている。またフランジ部は、基端部６ａのアキシャル方向アウタ側端部からラジアル方向インナ側に向かって延出する形で形成された第一部分６ｂと、その第一部分のラジアル方向インナ側端部からアキシャル方向インナ側に向かって突出する第二部分６ｃとを備えている。そして、これら基端部６ａと、フランジ部の第一部分６ｂおよび第二部分６ｃとによってインナ側に開放した凹状の空間Ｄが形成され、その凹状空間Ｄに脱酸素剤８が配置されている。このようにすると、脱酸素剤８と転動体１０との間隔を比較的広くとることができ、脱酸素剤８が転動体１０に接触する等の問題が起きにくい。
【００３０】
なお、脱酸素剤８としては例えば、鉄粉（還元鉄粉、電解鉄粉、噴霧鉄粉等）や第一鉄塩を含むものを使用できる。また、有機系の脱酸素剤（アスコルビン酸、アスコルビン酸塩、ポルフィリン錯体類、大環状ポリアミン錯体など）を使用してもよい。
【００３１】
次に、本発明の別の実施例を図３に示す。このハブユニット１は、駆動輪に用いられるものであり、図１のように遮蔽体１３が取り付けられていない。つまり、転動体配置空間Ｓは二個の密封装置４，１９によって密封されている。これら二個の密封装置４，１９のうち、アキシャル方向車両アウタ側に設けられた第一の密封装置４は図２と同じ構造をしているので説明を省略する。第二の密封装置１９は、転動体配置空間Ｓに関して密封装置４のアキシャル方向反対側に設けられている。
【００３２】
図４に、第二の密封装置１９の拡大図を示す。図示するように、第二の密封装置１９は芯金２０（２０ａ，２０ｂ）と、弾性樹脂製のシール部２２（２２ａ〜２２ｄ）と、スリンガ２１（２１ａ，２１ｂ）とからなる。芯金２０は、円筒形状に形成され自身の外周面が外輪部材２の内周面に密着係合する形で取り付けられた基端部２０ａと、その基端部２０ａのアキシャル方向におけるインナ側（転動体配置空間Ｓ側）の端部からラジアル方向インナ側へ延出するフランジ部２０ｂとを備えている。またシール部２２は、芯金２０のアキシャル方向におけるアウタ側（外部空間Ｓ’側）の側面に取り付けられた本体部２２ａと、その本体部２２ａからスリンガ２１へ向けて突出形成されたリップ２２ｂ〜２２ｄを備える。リップ２２ｂ，２２ｃは、外部空間から転動体配置空間Ｓへの異物の侵入を防止している。またリップ２２ｄは、潤滑剤９を転動体配置空間Ｓに封止している。一方、スリンガ２１は、芯金２０の基端部２０ａよりも小さな半径を有する円筒形状に形成され、自身の内周面が内輪部材３の外周面に密着係合する形で取り付けられた第一部分２１ａと、その第一部分２１ａのアキシャル方向アウタ側端部においてラジアル方向外側に突出する形で形成された第二部分２１ｂとを備える。そして脱酸素剤８は、潤滑剤９の流通を許容せず、かつ空気の流通を許容する包装体７に包まれた状態で、フランジ部２０ｂのアキシャル方向におけるインナ側の側面に取り付けられている。脱酸素剤８が転動体配置空間Ｓ内の酸素を吸収するため、磨耗粉の酸化を防止できる。これにより、転動体軌道部１１のフレッティング磨耗を効果的に抑制できる。
【００３３】
以上、ハブユニットを例として本発明の説明をしたが、本発明はこれに限定されず、任意の転がり軸受に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ハブユニットの断面図
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】ハブユニットの他の例。
【図４】図３の要部拡大図。
【符号の説明】
【００３５】
１  ハブユニット
２  外輪部材
３  内輪部材（ハブホイール）
４  密封装置
５  シール部
５ａ（シール部の）本体部
５ｂ〜５ｄ（シール部の）リップ
６  芯金
６ａ（芯金の）基端部
６ｂ，６ｃ（芯金の）フランジ部
７  包装体
８  脱酸素剤
９  潤滑剤
１０  転動体
１９  密封装置
Ｄ  凹状空間
Ｓ  転動体配置空間
【図１】
2008032151.tif 000003
【図２】
2008032151.tif 000004
【図３】
2008032151.tif 000005
【図４】
2008032151.tif 000006