(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装置を提供する。【解決手段】静止輪１２及び回転輪１０と、複数の転動体１８と、スリンガ２２、芯金２４及びシール２６を組合せた密封装置２を具備した軸受装置Ａであって、スリンガはスリンガ固定部２２ａ、これに連続して所定角度で延出するスリンガ円板部２２ｂで構成され、芯金２４は静止輪に固定される芯金固定部２４ａ、これに連続して所定角度で延出する芯金円板部２４ｂで構成され、シール２６はスリンガと芯金との間に介在され、一方に連結され、他方及び回転輪と摺接する複数のリップ２６ｌを有し、回転輪には、スリンガを圧入固定するため、対向面１０ａの一部を全周に亘って凹状に切り欠いて成る段部１０ｄを設け、スリンガは、スリンガ固定部を段部の周面部分１０ｕに嵌合させ、スリンガ円板部を段部の側面部分１０ｖに密着させて回転輪に固定する。【選択図】図１
2008240957.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静止輪及び回転輪と、当該静止輪及び回転輪の間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密並びに液密に保つために、スリンガ、芯金及びシールが組み合わされた構造を成す密封装置を具備した軸受装置であって、
スリンガは、所定方向に延出する筒状を成すスリンガ固定部、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、前記静止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、他方及び前記回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップを有しており、
回転輪には、前記スリンガを圧入して固定するために、静止輪との対向面の一部を全周に亘って連続して凹状に切り欠いて成る段部が設けられ、スリンガは、前記スリンガ固定部を前記段部の周面部分に嵌合させるとともに、前記スリンガ円板部を当該段部の側面部分に密着させて、前記回転輪に固定されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
スリンガは、スリンガ円板部がスリンガ固定部に対して圧入方向へ前傾するように、スリンガ円板部とスリンガ固定部との間で成す内角を鈍角に設定して構成されており、当該圧入方向とは反対方向へ弾性変形されることで、前記段部の周面部分へ前記スリンガ固定部を嵌合させるとともに、前記段部の側面部分へ前記スリンガ円板部を密着させていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【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(特許文献１参照)。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２参照)。
なお、図２(ｂ)には、接触型の密封装置としてパックシール８０が設けられた軸受装置(車輪支持用軸受ユニット)の構成が例示されており、同図(ｃ)には、非接触型の密封装置としてエンコーダ芯金９０が設けられた磁気センサ付き軸受装置(車輪支持用軸受ユニット)の構成が例示されている。
【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３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(ａ)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４２及び芯金(以下、シール芯金という)４４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４４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４６は、当該シール芯金４４に連結されるとともに、当該スリンガ４２に摺接する複数のリップ部４６ｌ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４２及びシール芯金４４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３)に組み付けられる場合、スリンガ４２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４４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４２の回転輪１０(内輪構成体１６)への圧入時、並びにシール芯金４４の静止輪１２への圧入時に、その嵌合面42s,44s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４２及びシール芯金４４が成形されると、これらの嵌合面42s,44s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４２及びシール芯金４４の嵌合面42s,44s、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４２及びシール芯金４４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４２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４４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４６ｇを形成する方策が知られている。一方、スリンガ４２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４６ｇ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２００６−６４０８２号公報
【特許文献２】実開平６−５５８０８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、シーリング材による塗装の品質は不安定になり易く、またこのような塗装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４２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装置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静止輪及び回転輪と、当該静止輪及び回転輪の間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、内部を気密並びに液密に保つために、スリンガ、芯金及びシールが組み合わされた構造を成す密封装置を具備している。
かかる軸受装置において、スリンガは、所定方向に延出する筒状を成すスリンガ固定部、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、前記静止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、他方及び前記回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップを有している。
この場合、回転輪には、前記スリンガを圧入して固定するために、静止輪との対向面の一部を全周に亘って連続して凹状に切り欠いて成る段部が設けられ、スリンガは、前記スリンガ固定部を前記段部の周面部分に嵌合させるとともに、前記スリンガ円板部を当該段部の側面部分に密着させて、前記回転輪に固定されている。
【００１５】
その際、スリンガは、スリンガ円板部がスリンガ固定部に対して圧入方向へ前傾するように、スリンガ固定部との間で成す内角を鈍角に設定して構成されており、当該圧入方向とは反対方向へ弾性変形されることで、前記段部の周面部分へ前記スリンガ固定部を嵌合させるとともに、前記段部の側面部分へ前記スリンガ円板部を密着させている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、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装置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】
【００１７】
以下、本発明の軸受装置について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る密封構造は、各種の軸受装置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)に保つために適用することができるが、ここでは、図３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適用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、自動車の当該車輪側(図１(ａ)〜(ｃ)及び図３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側(同各図の右側)をインボード側という。
【００１８】
なお、図３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。
【００１９】
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３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。
【００２０】
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。
【００２１】
図１(ａ),(ｂ)には、本発明の一実施形態に係る軸受ユニットＡ(図３)の密封構造が示されており、当該軸受ユニットＡには、相対回転可能に対向配置された静止輪１２及び回転輪１０と、当該静止輪１２及び回転輪１０の間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉)１８と、内部を気密並びに液密に保つために、スリンガ２２、芯金２４及びシール２６が組み合わされた構造を成す密封装置２が設けられている。
【００２２】
具体的には、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、常時非回転状態に維持されているのに対し、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。
【００２３】
この場合、静止輪１２には、その外周面１２ｂ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。
【００２４】
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１０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。
【００２５】
ハブフランジ１４ｆは、静止輪２を越えて外方(ハブ１０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。
【００２６】
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いる。その際、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。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。
【００２７】
本実施形態においては、密封装置２がインボード側へ配設されて、軸受ユニットＡが構成されている場合を一例として想定し、以下、説明する。なお、軸受ユニットＡには、一例として、そのアウトボード側にも密封装置(アウトボードシール)３０が配設されている(図３参照)。
スリンガ２２は、回転輪１０(内輪構成体１６)に圧入固定されており、所定方向に延出する筒状を成す固定部(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。
【００２８】
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(同図の左端)２２ｔ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。この場合、スリンガ２２は、スリンガ円板部２２ｂがスリンガ固定部２２ａに対して圧入方向(同図の左方向)へ前傾するように、スリンガ円板部２２ｂとスリンガ固定部２２ａとの間で成す内角(図１(ｂ)に示す角度θ(以下、内角θという))を鈍角(９０°＜θ＜１８０°)に設定し、当該スリンガ円板部２２ｂがスリンガ固定部２２ａの延出端２２ｔから延出された構造を成している。
【００２９】
すなわち、スリンガ２２は、回転輪１０(内輪構成体１６)へ圧入される前の状態(図１(ｂ)に示す状態)において、スリンガ円板部２２ｂをスリンガ固定部２２ａに対して圧入方向へ前傾させている。そして、スリンガ２２は、スリンガ円板部２２ｂが圧入方向とは反対方向(同図の右方向)へ弾性変形され、当該スリンガ円板部２２ｂがスリンガ固定部２２ａに対して略直角(すなわち内角θが略直角)を成した状態で、回転輪１０(内輪構成体１６)に対して固定(具体的には、嵌合)されている(同図(ａ)に示す状態)。
【００３０】
これにより、回転輪１０(内輪構成体１６)への圧入前の状態における内角θを略直角(θ≒９０°)に設定してスリンガ２２が構成された場合と比べ、回転輪１０(内輪構成体１６)に対し、スリンガ円板部２２ｂをより強く密着させることができるとともに、スリンガ固定部２２ａをより強く嵌合させることができる。この結果、スリンガ２２は、回転輪１０(内輪構成体１６)とともに安定して回転する構造を成す。
なお、内角θ(９０°＜θ＜１８０°)の具体的な大きさは、スリンガ２２の材質などに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
【００３１】
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。
【００３２】
図１(ａ)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に圧入されて固定(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。
【００３３】
なお、一例として、芯金２４には、芯金固定部２４ａの延出端２４ｔとは反対側の端部(図１(ａ)の右端)にシール２６を連結(例えば、加硫成形)することで、ノーズガスケット２４ｇが形成されている。これにより、芯金固定部２４ａを静止輪１２と密着させ、これらの嵌合部分を密封状態に保つことで、例えば、軸受ユニットＡの外部から当該嵌合部分への浸水を有効に防止している。
【００３４】
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、他方及び回転輪１０(内輪構成体１６)に摺接する構造を成している。図１(ａ)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がスリンガ２２(具体的には、スリンガ円板部２２ｂのアウトボード側の面(以下、円板内面２２ｕという))、及び回転輪１０(具体的には、外周面１０ａ)へ向けて延出され、当該円板内面２２ｕ及び外周面１０ａと摺接するように設けられた構造を成している。
【００３５】
以下の説明においては、スリンガ円板部２２ｂの円板内面２２ｕと摺接するリップ２６ｌをアキシアルリップ２６ａといい、回転輪１０(内輪構成体１６)の外周面１０ａと摺接するリップ２６ｌをラジアルリップ２６ｒという。さらに、アキシアルリップ２６ａとラジアルリップ２６ｒの間に位置し、外周面１０ａと摺接するリップ２６ｌ(図１(ａ)に示す３つのリップ２６ｌの中間に位置するリップ)をメインリップ２６ｍという。
【００３６】
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(ａ)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(例えば、アキシアルリップ２６ａとメインリップ２６ｍ)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、及び加硫成形など、各種の方法を任意に選択して行えばよい。
【００３７】
なお、シール２６の形態は、図１(ａ)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。
【００３８】
本実施形態において、回転輪１０(内輪構成体１６)には、スリンガ２２を圧入して固定するために、静止輪１２との対向面(回転輪１０の外周面１０ａ)の一部(インボード側の端部(図１(ａ)の右端部))を全周に亘って連続して凹状に切り欠いて成る段部１０ｄが設けられている。そして、スリンガ２２は、スリンガ固定部２２ａ(具体的には、その内周面(以下、固定嵌合面という)２２ｓ)を段部１０ｄの周面部分(以下、段部周面という)１０ｕに嵌合させるとともに、スリンガ円板部２２ｂ(具体的には、円板内面２２ｕ)を当該段部１０ｄの側面部分(以下、段部側面という)１０ｖに密着させて、回転輪１０(内輪構成体１６)に固定されている。
【００３９】
この場合、段部１０ｄの大きさ(幅及び深さ)、すなわち、段部周面１０ｕの幅(図１(ａ)の左右方向の距離)及び段部側面１０ｖの高さ(同図の上下方向の距離)や、これらの形状などは特に限定されず、例えば、スリンガ２２の大きさや形状、あるいは回転輪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すればよい。
【００４０】
一例として、図１(ａ)に示す構成においては、段部１０ｄの幅(段部周面１０ｕの幅)がスリンガ２２のスリンガ固定部２２ａの延出長さ(同図の左右方向の距離)よりも若干大きな寸法に設定されているとともに、その深さ(段部側面１０ｖの高さ)がスリンガ円板部２２ｂの延出長さ(同図の上下方向の距離)よりも小さな寸法に設定されている。
また、図１(ａ)に示す構成において、段部１０ｄは、一例として、その縦断面の輪郭形状が矩形状を成すように、より具体的には、段部周面１０ｕと段部側面１０ｖとが略直角に連続するように構成されている。
【００４１】
このような構成とすることで、段部１０ｄにスリンガ２２を圧入固定した場合、延出端２２ｔとは反対側(インボード側)のスリンガ固定部２２ａの端部(図１(ａ)の右端部(以下、先端部という))２２ｗを、回転輪１０(内輪構成体１６)のインボード側の端面１０ｃよりもアウトボード側へ凹ませた状態で位置付けることができる。別の捉え方をすれば、スリンガ固定部２２ａの全体を段部１０ｄへ配設することができる。一方、スリンガ円板部２２ｂを内輪１０(内輪構成体１６)の外周面１０ａよりも静止輪１２の方向(同図の上方向)へ突出した状態で位置付けることができる。
【００４２】
これにより、スリンガ２２のスリンガ固定部２２ａと回転輪１０(内輪構成体１６)の段部１０ｄ(段部周面１０ｕ)との当接面積(嵌合面積)を大きくすることができ、スリンガ２２の姿勢が安定して回転輪１０(内輪構成体１６)に対する嵌合力を高めることができる。
【００４３】
また、スリンガ２２と回転輪１０(内輪構成体１６)との嵌合位置、より具体的には、スリンガ固定部２２ａの固定嵌合面２２ｓと段部１０ｄの段部周面１０ｕとの嵌合位置を、シール２６のリップ２６ｌが摺接する回転輪１０(内輪構成体１６)の外周面１０ａに対し、段部１０ｄの深さ(段部側面１０ｖの高さ)に相当する距離だけラジアル方向(図１(ａ)の上下方向、同図においては下方向)へずらすことができる。
【００４４】
したがって、スリンガ２２のスリンガ円板部２２ｂがリップ２６ｌと外周面１０ａとの摺接部分を覆って塞ぐ構成となり、かかる摺接部分が軸受ユニットＡの外部に直接さらされることがなく、当該摺接部分をユニット外部に対して遮蔽することができる。これにより、軸受ユニットＡの外部からの異物(例えば、泥水、塵埃など)の侵入を確実に防止することができ、ユニット内部を常に密封状態に保つことができる。
【００４５】
さらに、スリンガ２２と回転輪１０(内輪構成体１６)とは、スリンガ固定部２２ａの固定嵌合面２２ｓが段部１０ｄの段部周面１０ｕと嵌合されるとともに、スリンガ円板部２２ｂの円板内面２２ｕが当該段部１０ｄの段部側面１０ｖと密着される構成となっているため、当該スリンガ２２と回転輪１０(内輪構成体１６)との当接範囲(密封範囲)を拡大させることができる。
【００４６】
したがって、段部周面１０ｕや段部側面１０ｖ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、固定嵌合面２２ｓと段部周面１０ｕとの嵌合状態、並びに円板内面２２ｕと段部側面１０ｖとの密着状態を長期に亘って一定に保つことができ、軸受ユニットＡを密封状態に維持し続けることができる。
【００４７】
なお、万が一、固定嵌合面２２ｓと段部周面１０ｕとの嵌合部分、及び円板内面２２ｕと段部側面１０ｖとの密着部分を通過して軸受ユニットＡの外部から浸水した場合であっても、当該水は、メインリップ２６ｍの手前(図１(ａ)においてメインリップ２６ｍの右側)に浸水することになり、その後、ユニット内部にまで浸水してしまうことは、当該メインリップ２６、さらにはラジアルリップ２６ｒによって確実に防止することができる。
【００４８】
加えて、スリンガ２２は、スリンガ円板部２２ｂを段部側面１０ｖに密着させて回転輪１０(内輪構成体１６)へ固定されているため、密封装置２の軸受ユニットＡへの組み付け後、当該密封装置２(スリンガ２２)が当該軸受ユニットＡの内部方向(図１(ａ)の左方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することも防止することができる。
【００４９】
なお、この場合、スリンガ固定部２２ａの大きさ(延出長さ、厚さ(図１(ａ)の上下方向の距離)及び径などの寸法)、並びにスリンガ円板部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、回転輪１０(内輪構成体１６)の段部１０ｄ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。例えば、スリンガ円板部２２ｂは、スリンガ２２が段部１０ｄに固定された状態で、円板内面２２ｕをシール２６のアキシアルリップ２６ａと摺接させることが可能な延出長さに設定すればよい。
【００５０】
ただし、スリンガ固定部２２ａは、スリンガ２２が段部１０ｄに固定された際、その先端部２２ｗを回転輪１０(内輪構成体１６)の端面１０ｃよりもアウトボード側へ凹ませた状態で位置付けることが可能となるように、予め延出長さを設定しておく必要がある。その理由について、以下、説明する。
【００５１】
上述したように軸受ユニットＡは、自動車の駆動輪を支持するハブユニット軸受として構成されているため、ハブ１４には、その軸方向の一端側から他端側まで(図３の左端側から右端側まで)を貫通する所定の大きさを成すスプライン孔１４ｔが形成されており、当該スプライン孔１４ｔには、図示しない等速ジョイント(以下、ＣＶＪという)のスプライン軸が挿通される。
【００５２】
かかるＣＶＪ(スプライン軸)は非常に硬く、また、当該ＣＶＪと軸受ユニットＡとの接触部分、具体的にはスプライン軸の周面とハブ１４のスプライン孔１４ｔの周面には、スプライン軸５０ｓに対する軸力(軸方向の力)による荷重、並びに自動車の走行中に負荷される各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、及びモーメント荷重など)によって回転輪１０(ハブ１４)と静止輪１２との間の相対的な傾きにより生ずる荷重が重畳的に作用する。その際、いわゆるスティックスリップ現象が発生する場合があり、スリンガ２２のように鋼板で成る部材は、当該部材が伸長する方向へ変形(伸長変形)してしまう虞がある。
【００５３】
したがって、スリンガ２２をスリンガ固定部２２ａの先端部２２ｗが回転輪１０(内輪構成体１６)の端面１０ｃよりもアウトボード側へ凹んだ状態で位置付ける(段部１０ｄに配設する)ことで、仮にスリンガ２２(具体的には、スリンガ固定部２２ａ)が伸長変形したとしても、当該スリンガ固定部２２ａの先端部２２ｗが端面１０ｃよりも突出することを回避できる。これにより、例えば、スリンガ固定部２２ａの先端部２２ｗがハブ１４に形成された加締め部１４ｄと接触するなどの不都合が生じることを有効に防止することが可能となる。
【００５４】
また、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(一例として、剛性と弾性を有する鋼板製)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。一例として、スリンガ２２をステンレス鋼製とした場合、シール２６のリップ２６ｌとの摺接面であるスリンガ円板部２２ｂの円板内面２２ｕに対する発錆が防止され、当該円板内面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。
【００５５】
なお、上述した本実施形態に係る密封装置２において、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、段部１０ｄの段部周面１０ｕ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。
【００５６】
これに対し、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)する段部１２ｄの周面部分の径寸法)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。
【００５７】
なお、図１(ａ)に示す構成においては、一例として、静止輪１２には、芯金２４を圧入して固定するために、回転輪１０(内輪構成体１６)との対向面(静止輪１２の内周面１２ａ)の一部(インボード側の端部(同図の右端部))を全周に亘って連続して凹状に切り欠いて成る段部１２ｄが設けられている。そして、芯金２４は、芯金固定部２４ａ(具体的には、その外周面)を段部１２ｄの周面部分に嵌合させるとともに、芯金円板部２４ｂ(具体的には、アウトボード側(図１(ａ)の左側)の面を当該段部１２ｄの側面部分(同図の左側部分)と所定間隔を空けて対向させて、静止輪１２に固定されている。ただし、静止輪１２に対し、上述したような段部１２ｄを設けることなく、その内周面１２ａに直接芯金２４を嵌合固定させた構成としてもよい。
【００５８】
ここで、芯金固定部２４ａの大きさ(延出長さ、及び厚さ(図１(ａ)の上下方向の距離)などの寸法)、並びに芯金円板部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、あるいは、当該静止輪１２の段部１２ｄ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、密封装置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(一例として、ゴムなどの弾性材を加硫成形可能な鋼板製)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。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、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。
【００６０】
なお、上述した本実施形態に係る密封装置２においては、図１(ａ)に示すように、スリンガ２２のスリンガ円板部２２ｂをスリンガ固定部２２ａの延出端２２ｔから平坦面状(縦断面形状が直線状)に延出させた構成としているが、密封装置２(スリンガ２２のスリンガ円板部２２ｂ)の構成は、このような平坦面状には特に限定されない。例えば、図１(ｃ)に示す本発明の第１変形例や同図(ｄ)に示す本発明の第２変形例のように、スリンガ円板部２２ｂを段付き構造として密封装置２(スリンガ２２)を構成してもよく、これらの構成とした場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００６１】
以下、第１変形例、並びに第２変形例について説明する。この場合、第１変形例及び第２変形例に係る密封装置２(スリンガ２２)は、スリンガ円板部２２ｂが段付き構造とされている以外、その基本的な構成を上述した本実施形態に係る密封装置２(図１(ａ),(ｂ))と同様としているため、これらについては特に説明しない。その際、同一構成の部材については、必要に応じて図面上で同一符号を付する。
【００６２】
図１(ｃ)に示す本発明の第１変形例においては、スリンガ円板部２２ｂをインボード側(同図の右側)へ凸状に突出させた段付き構造として、スリンガ２２が構成されている。この場合、スリンガ円板部２２ｂは、密着部分ｂ１、連結部分ｂ２及び摺接部分ｂ３の３部分で構成されている。具体的には、スリンガ固定部２２ａの延出端２２ｔから内角θ(図１(ｂ)参照)を成して、回転輪１０(内輪構成体１６)の段部１０ｄの深さ(段部側面１０ｖの高さ(同図(ｃ)の上下方向の距離))と略同一寸法で密着部分ｂ１が延出された後、当該密着部分ｂ１からインボード側(同図の右側)へ略直角に所定長さで連結部分ｂ２が延出され、さらに当該連結部分ｂ２から拡径方向へ略直角に所定長さで摺接部分ｂ３が延出されて、スリンガ円板部２２ｂが構成されている。
【００６３】
なお、図１(ｃ)には、密封装置２(スリンガ２２)が回転輪１０(内輪構成体１６)の段部１０ｄへ圧入された後の状態が示されており、この状態においては、スリンガ円板部２２ｂが密着部分ｂ１をスリンガ固定部２２ａに対して略直角を成すように、当該圧入方向とは反対方向(同図の右方向)へ弾性変形され、当該密着部分ｂ１を段部１０ｄの段部側面１０ｖに密着させている。また、この状態において、連結部分ｂ２(具体的には、その外周面)は、回転輪１０(内輪構成体１６)の外周面１０ａと略面一となるように位置付けられている。さらに、摺接部分ｂ３(具体的には、そのインボード側の面(図１(ｃ)の右側の面))は、静止輪１２のインボード側の端面(同図の右端面)と略面一となるように位置付けられている。
【００６４】
このような構成とすることで、スリンガ２２と芯金２４との対向間隔を拡大させ、シール２６(リップ２６ｌ)のサイズを大きくすることが可能となり、密封装置２の密封性能(例えば、泥水浸入防止効果など)をさらに高めることが可能となる。
ただし、スリンガ円板部２２ｂ(密着部分ｂ１、連結部分ｂ２及び摺接部分ｂ３)の構成は、図１(ｃ)に示す構成には限定されず、密着部分ｂ１、連結部分ｂ２及び摺接部分ｂ３の大きさ(延出長さ、厚さなど)や形状などは、例えば、密封装置２の配設位置、あるいはシール２６の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。
【００６５】
これに対し、図１(ｄ)に示す本発明の第２変形例においては、スリンガ円板部２２ｂをアウトボード側(同図の左側)へ凸状に突出させた段付き構造として、スリンガ２２が構成されている。この場合も、スリンガ円板部２２ｂは、密着部分ｂ１、連結部分ｂ２及び摺接部分ｂ３の３部分で構成されている。具体的には、スリンガ固定部２２ａの延出端２２ｔから内角θ(図１(ｂ)参照)を成して、回転輪１０(内輪構成体１６)の段部１０ｄの深さ(段部側面１０ｖの高さ(同図(ｄ)の上下方向の距離))と略同一寸法で密着部分ｂ１が延出された後、当該密着部分ｂ１からアウトボード側(同図の左側)へ略直角に所定長さで連結部分ｂ２が延出され、さらに当該連結部分ｂ２から拡径方向へ略直角に所定長さで摺接部分ｂ３が延出されて、スリンガ円板部２２ｂが構成されている。
【００６６】
なお、図１(ｄ)には、密封装置２(スリンガ２２)が回転輪１０(内輪構成体１６)の段部１０ｄへ圧入された後の状態が示されており、この状態においては、スリンガ円板部２２ｂが密着部分ｂ１をスリンガ固定部２２ａに対して略直角を成すように、当該圧入方向とは反対方向(同図の右方向)へ弾性変形され、当該密着部分ｂ１を段部１０ｄの段部側面１０ｖに密着させている。また、この状態において、連結部分ｂ２(具体的には、その内周面)は、回転輪１０(内輪構成体１６)の外周面１０ａと当接(嵌合)させるように位置付けられている。さらに、摺接部分ｂ３(具体的には、そのインボード側の面(図１(ｃ)の右側の面))は、静止輪１２のインボード側の端面(同図の右端面)よりもアウトボード側へ凹んだ状態となるように位置付けられている。
【００６７】
このような構成とすることで、スリンガ２２をスリンガ固定部２２ａに加えて、スリンガ円板部２２ｂの連結部分ｂ２で回転輪１０(内輪構成体１６)に嵌合させることが可能となり、当該スリンガ２２の回転輪１０(内輪構成体１６)に対する嵌合力をより高めることが可能となる。
ただし、スリンガ円板部２２ｂ(密着部分ｂ１、連結部分ｂ２及び摺接部分ｂ３)の構成は、図１(ｄ)に示す構成には限定されず、密着部分ｂ１、連結部分ｂ２及び摺接部分ｂ３の大きさ(延出長さ、厚さなど)や形状などは、例えば、密封装置２の配設位置、あるいはシール２６の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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、密封装置が組み付けられた状態を示す軸受装置の要部断面図、(ｂ)は、スリンガの構成を示す断面図、(ｃ)は、第１変形例に係る軸受装置の密封構造を示す要部断面図、(ｄ)は、第２変形例に係る軸受装置の密封構造を示す要部断面図。
【図２】従来の軸受装置の密封構造を説明するための図であって、(ａ)は、密封装置(パックシール)の構成例を示す断面図、(ｂ)は、密封装置(パックシール)が組み付けられた軸受装置の要部断面図、(ｃ)は、密封装置(エンコーダ芯金)が組み付けられた軸受装置の要部断面図。
【図３】車輪支持用軸受ユニット(ハブユニット軸受)の構成を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００６９】
２  密封装置
１０  回転輪
１０ａ  外周面(対向面)
１０ｄ  段部
１０ｕ  段部周面
１０ｖ  段部側面
１２  静止輪
１４  ハブ
１６  内輪構成体
２２  スリンガ
２２ａ  スリンガ固定部
２２ｂ  スリンガ円板部
２２ｓ  固定嵌合面
２４  芯金
２４ａ  芯金固定部
２４ｂ  芯金円板部
２６  シール
２６ｌ(２６ａ，２６ｍ，２６ｒ)  リップ
Ａ  軸受ユニット(ハブユニット軸受)
θ  内角
【図１】
2008240957.tif 000003
【図２】
2008240957.tif 000004
【図３】
2008240957.tif 000005