(57)【要約】【課題】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車輪支持用軸受ユニットの密封構造を提供する。【解決手段】車体構成部材に固定される静止輪１２、車輪構成部材が固定されて回転する回転輪１０、静止輪及び回転輪に形成された対向軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体１８を具備した車輪支持用軸受ユニットＡの内部を密封するための軸受ユニット用密封装置６であって、軸受ユニット用密封装置は、所定方向に延出する筒状の固定部６２ａ、及び固定部の一方側延出端６２ｔに連続して所定角度で延出する円板部６２ｂで成る環状のスリンガ６２を備えて構成されており、スリンガには、その内径寸法を縮径させる方向へ凸出した突起部６２ｄを固定部の一方側延出端に設け、当該スリンガは、固定部が回転輪に当接された状態で、当該回転輪の当接面を全周に亘って連続して凹状に窪ませて形成された係合部１６ｇに突起部を係止させて固定する。【選択図】図１
2008256063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体構成部材に固定される静止輪と、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と、当該静止輪及び当該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を具備した車輪支持用軸受ユニットの内部を密封するための軸受ユニット用密封装置であって、当該軸受ユニット用密封装置は、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続するとともに、当該固定部に対して所定の角度で延出する円板部で成る環状のスリンガを少なくとも備えて構成されており、
スリンガには、その内径寸法を縮径させる方向へ凸出した突起部が前記固定部の一方側延出端に設けられ、当該スリンガは、前記固定部が回転輪に当接された状態で、当該回転輪の当接面を全周に亘って連続して凹状に窪ませて形成された係合部に前記突起部を係止させて固定されていることを特徴とする軸受ユニット用密封装置。
【請求項２】
スリンガの突起部は、弾性材で成るシール部によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット用密封装置。
【請求項３】
スリンガは、突起部を前記固定部の一方側延出端の全周に亘って連続して設けて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の軸受ユニット用密封装置。
【請求項４】
スリンガは、突起部を前記固定部の一方側延出端に周方向へ沿って断続的に少なくとも１つ設けて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の軸受ユニット用密封装置。
【請求項５】
スリンガは、前記シール部を前記回転輪の係合部に当接させて位置決め固定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の軸受ユニット用密封装置。
【請求項６】
スリンガは、前記シール部を前記回転輪の係合部と所定の間隔を空けて対向させて位置決め固定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の軸受ユニット用密封装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の構造を成すスリンガと、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続するとともに、当該固定部に対して所定の角度で延出する円板部で成る環状の芯金と、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、前記スリンガ、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ことを特徴とする軸受ユニット用密封装置。
【請求項８】
車体構成部材に固定される静止輪と、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とを相対回転可能に対向配置して成る軌道輪、並びに前記静止輪と回転輪との間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体を具備した車輪支持用軸受ユニットであって、当該軸受ユニットの内部を密封するために、請求項１〜７のいずれかに記載の軸受ユニット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。
【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の改良に関し、特に、当該車輪支持用軸受ユニットに設けられた密封装置の位置ずれ防止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、鉄板などの金属板(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(図８(ａ))。
【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。
一例として、パックシールは、その断面積が小さく、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、その密封性能が非常に高い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３〜７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。
【０００５】
図８(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、当該スリンガ２２あるいはシール芯金２４の一方に連結されるとともに、他方に摺接する複数のリップ部２６ｌを設けて構成されている。
【０００６】
このような構成を成すパックシール２が、図３〜７に示すような軸受ユニットＡに組み付けられた場合、スリンガ２２は、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)に固定(具体的には、嵌合)されて当該回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体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。なお、図８(ａ)に示す構成においては、回転するスリンガ２２にリップ２６ｌを摺接させた状態でシール２６が静止している。
【０００７】
ところで、パックシール２のスリンガ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。このため、例えば、軸受ユニットＡの回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)との嵌合面であるスリンガ２２の内径面(図８(ａ)の下側の面)２２ａ、並びに静止輪１２との嵌合面であるシール芯金２４の外径面(同図の上側の面)２４ａの寸法の公差幅は、いずれも約１ｍｍ程度となり、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)及び静止輪１２の寸法公差、あるいは回転軸やハウジング(いずれも図示しない)の寸法公差などが重畳されると、かかる公差幅はさらに大きくなってしまう。この結果、実質的な公差幅によって、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)と嵌合させる際のスリンガ２２(内径面２２ａ)の嵌合代、並びに静止輪１２と嵌合させる際のシール芯金２４(外径面２４ａ)の嵌合代が、いずれも大きくばらついてしまう場合がある。
【０００８】
例えば、スリンガ２２の嵌合代が過大であると、当該スリンガ２２を回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)へ嵌合させる際、その内径面２２ａに連続する薄肉の円板部分２２ｂ(図８(ａ))がシール２６と接近する方向(同図の左方向)、若しくはその逆方向(同図の右方向)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。
【０００９】
このようにスリンガ２２が変形すると、当該スリンガ２２とシール２６のリップ２６ｌとの摺接状態(いわゆる、リップ２６ｌ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２２が円板部分２２ｂをシール２６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、スリンガ２２がその逆方向へ円板部分２２ｂ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２２とシール２６(リップ２６ｌ)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２２及びシール２６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２２とシール２６との摺接圧が不足し、パックシール２の密封性能(例えば、泥水浸入防止効果)を低下させてしまう虞がある。
【００１０】
なお、シール芯金２４の嵌合代が過大である場合も、静止輪１２への嵌合時において、外径面２４ａに連続する薄肉の円板部分２４ｂがシール２６と接近する方向、若しくはその逆方向のいずれかへテーパ状に傾いて変形すると、当該シール芯金２４に連結されたシール２６のリップ２６ｌとスリンガ２２との摺接状態(上述と同様のしめ代)が変化してしまう。結果として、上述したスリンガ２２の場合と同様にパックシール２の早期劣化や密封性能の低下を招いてしまう。
【００１１】
したがって、パックシール２を製造する際には、まずシール２６のリップ２６ｌのしめ代限界(しめ代の最大値)からスリンガ２２及びシール芯金２４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２２及びシール芯金２４の嵌合代が最小値付近に加工された場合、当該スリンガ２２やシール芯金２４を軸受ユニットＡへ組み付ける(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。
【００１２】
また、嵌合代が最小値付近に加工されたスリンガ２２及びシール芯金２４は、軸受ユニットＡへの組み付け後(嵌合後)、例えば、転動体(玉)１８の転動により回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)、あるいは静止輪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。
【００１３】
このようにスリンガ２２やシール芯金２４が位置ずれを起こした場合、シール２６のリップ２６ｌのしめ代が変動してパックシール２の早期劣化や密封性能の低下を招き、例えば、軸受ユニットＡの内部に泥水が浸入する事態となると、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)や静止輪１２の軌道面、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。さらに、スリンガ２２やシール芯金２４が軸受ユニットＡの内部方向へ位置ずれ(移動)し、転動体(玉)１８に接触した場合、接触したスリンガ２２やシール芯金２４が当該転動体(玉)１８に噛み込まれ、その程度によっては軸受が破損してしまう虞もある。
【００１４】
これらの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、特許文献１には、図８(ａ),(ｂ)に示すように回転輪１０の溝(係合溝)１０ｄとスリンガ２２の突起部２２ｄとを係合させることで、スリンガ２２及びシール２６が連結されたシール芯金２４で成る密封装置(パックシール)２が軸受の内部方向(同図の右側)へ位置ずれ(移動)することを防止する構造が一例として開示されている。
【００１５】
なお、この場合、係合溝１０ｄは、回転輪１０の外周面(スリンガ２２との嵌合面)１０ａの全周に亘って連続して形成されており、一方、突起部２２ｄは、スリンガ２２の内周面(図８(ａ)の下側の面)２２ａに対し、その厚さ方向(同図の左右方向)の中間位置へ前記回転輪１０の係合溝１０ｄと係合可能に周方向へ沿って部分的(断続的)に(図８(ａ))、あるいは全周に亘って連続して(同図(ｂ))設けられている。また、図８(ｂ)に示すように、スリンガ２２の内周面２２ａには突起部２２ｄを覆うように薄膜状の弾性部材３０が取り付けられており、当該弾性部材３０が回転輪１０と当該スリンガ２２との間に介在する構成となっている。
【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】
【００１６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された方策(構造)では、スリンガ２２に対し、突起部２２ｄが内周面２２ａの厚さ方向(同図の左右方向)の略中間位置へ設けられているため(図８(ｂ))、回転輪１０との嵌合面である内周面２２ａの真円度の悪化や母線形状の崩れが生じ易く、その程度によってはスリンガ２２と回転輪１０との嵌合部分から外部の泥水などが浸入してしまう虞がある。
【００１７】
また、かかる密封装置(パックシール)２を軸受ユニットＡへ組み付ける際、その圧入作業が容易ではなく、例えば、スリンガ２２が軟質の金属製である場合、当該スリンガ２２を弾性変形可能な範囲で変形させ、回転輪１０へスムーズに圧入して嵌合させるためには、その嵌合代(係り代)をあまり大きく設定することができない。このため、密封装置(パックシール)２を回転輪１０へ嵌合させる(軸受ユニットＡへの組み付ける)際の作業効率を高めつつ、嵌合後(組み付け後)の密封装置(パックシール)２、具体的にはスリンガ２２の位置ずれ(例えば、軸受ユニットＡの内部方向への移動)を防止することには限界があった。
【００１８】
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、車輪支持用軸受ユニットへの組み付けを容易に成し得るとともに、組み付け後の位置ずれを確実に防止することで、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軸受ユニット用密封装置、及び当該軸受ユニット用密封装置を組み付けることで密封性能の向上を図った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】
【００１９】
このような目的を達成するために、本発明に係る軸受ユニット用密封装置は、車体構成部材に固定される静止輪と、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と、当該静止輪及び当該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を具備した車輪支持用軸受ユニットの内部を密封しており、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続するとともに、当該固定部に対して所定の角度で延出する円板部で成る環状のスリンガを少なくとも備えて構成されている。スリンガには、その内径寸法を縮径させる方向へ凸出した突起部が前記固定部の一方側延出端に設けられ、当該スリンガは、前記固定部が回転輪に当接された状態で、当該回転輪の当接面を全周に亘って連続して凹状に窪ませて形成された係合部に前記突起部を係止させて固定されている。
【００２０】
この場合、スリンガの突起部は、弾性材で成るシール部によって被覆されている。
なお、スリンガは、突起部を前記固定部の一方側延出端の全周に亘って連続して設けた構成としてもよいし、突起部を当該固定部の一方側延出端に周方向へ沿って断続的に少なくとも１つ設けた構成としてもよい。
また、スリンガは、突起部が前記回転輪の係合部に当接するように位置決め固定してもよいし、突起部が当該回転輪の係合部と所定の間隔を空けて対向するように位置決め固定してもよい。
【００２１】
ここで、軸受ユニット用密封装置は、上述したような構造を成すスリンガ単体構成であってもよいが、当該スリンガと、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続するとともに、当該固定部に対して所定の角度で延出する円板部で成る環状の芯金と、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としてもよい。
【００２２】
なお、以上のような軸受ユニット用密封装置は、車体構成部材に固定される静止輪と、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とを相対回転可能に対向配置して成る軌道輪、並びに前記静止輪と回転輪との間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体を具備した車輪支持用軸受ユニットに設けることで、当該軸受ユニットの密封性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の軸受ユニット用密封装置によれば、車輪支持用軸受ユニットへの組み付けを容易に行うことができるとともに、組み付け後の位置ずれを確実に防止することができる。この結果、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軸受ユニット用密封装置を提供することができる。また、かかる軸受ユニット用密封装置を組み付けることで、車輪支持用軸受ユニットの密封性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の軸受ユニット用密封装置(以下、単に密封装置ともいう)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用密封装置は、例えば、自動車や鉄道車両など、各種の車両の車輪を回転自在に軸支する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)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３〜７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。また、その際、かかる密封装置は、図示しない自動車の車体側(いわゆるインボード側(図３〜７の右側))へ配設されている場合を一例として想定する。
【００２５】
なお、軸受ユニットは、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(図３〜７)として構成してもよいし、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(図３,５,７)として構成してもよい。
【００２６】
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は、軸受ユニットの使用目的や使用条件などに応じて、２つに分割された内輪16p,16qとして構成してもよいし(図３〜６)、ハブ１４及び当該ハブ１４に外嵌される内輪構成体１６として構成してもよい(図７)。さらに、回転輪１０(内輪16p,16q、ハブ１４及び内輪構成体１６)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)なども、軸受ユニットの使用目的や使用条件などに応じて任意に設定すればよい。
加えて、図３〜７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(内輪16p,16q、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。
【００２７】
図１(ａ)〜(ｄ)及び図２(ａ),(ｂ)には、本発明の各実施形態に係る軸受ユニット用密封装置６が示されており、当該密封装置６は、図３〜７に示すような軸受ユニットＡ、すなわち、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と、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と、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間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉やころ)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)の内部を密封する。
【００２８】
密封装置６は、所定方向に延出する筒状の固定部６２ａ、及び当該固定部６２ａの一方側の延出端に連続するとともに、当該固定部６２ａに対して所定の角度で延出する円板部６２ｂで成る環状のスリンガ６２を備えて構成されている。
図１(ａ)〜(ｄ)には、本発明の第１実施形態に係る密封装置６(スリンガ６２)が示されており、当該スリンガ６２は、固定部６２ａ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ているとともに、円板部６２ｂが固定部６２ａに対して略直角に所定の長さ(同図の上下方向の距離)で、当該固定部６２ａの一方側の延出端(同図の左端、以下、固定部延出外端という)６２ｔ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)に形成されている。すなわち、この場合、スリンガ６２は、縦断面形状が略Ｌ字状を成すように構成されている。
【００２９】
また、この場合、スリンガ６２は、その内径寸法(具体的には、固定部６２ａの内径寸法)に対し、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体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６２は、固定部６２ａの内径寸法を回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の外径寸法、具体的には、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)が固定部６２ａと嵌合(当接)する面(図１(ｄ)の上側の面)１６ｂ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６２の固定部６２ａに設定する嵌合代は、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の大きさなどに応じて任意に設定すればよい。
【００３０】
なお、固定部６２ａの大きさ(延出長さ、及び厚さ(図１(ａ)〜(ｄ)の上下方向の距離)などの寸法)、及び円板部６２ｂ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16p,16q、あるいは内輪構成体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、円板部６２ｂの固定部６２ａに対する傾斜角度も特に限定されず、密封装置６の使用条件などに応じて任意に設定すればよい。
【００３１】
スリンガ６２には、固定部延出外端(固定部６２ａと円板部６２ｂとの連続部分)６２ｔに突起部６２ｄが設けられており、この場合、当該突起部６２ｄは、スリンガ６２の内径寸法を縮径させる方向(図１(ｃ),(ｄ)の下方向)へ所定の大きさ及び形状で凸出するように構成されている。
【００３２】
なお、突起部６２ｄの大きさや形状は特に限定されず、例えば、スリンガ６２の大きさや回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の形状などに応じて任意に設定すればよい。一例として、図１(ｃ),(ｄ)に示す構成においては、突起部６２ｄが固定部６２ａと円板部６２ｂとの連続部分(固定部延出外端)６２ｔの全周に亘って連続した構造を成している場合を想定している。この場合、突起部６２ｄは、スリンガ６２の固定部６２ａと円板部６２ｂとを、全周に亘ってなだらかな凸曲状に連続させている。
【００３３】
また、突起部６２ｄの形成方法も特に限定されず、例えば、スリンガ６２が所定の金属板製(鋼板製)である場合、当該金属板(鋼板)をプレス加工し、成形後のスリンガ６２に対してしごき加工、あるいは切削加工や研削加工などを施すことで、突起部６２ｄを形成すればよい。
【００３４】
図１(ｂ)には、突起部６２ｄの形成方法の一例が示されており、かかる方法では、まず、プレス加工により縦断面形状が略Ｌ字状を成すように成形したスリンガ６２に対し、当該スリンガ６２の固定部６２ａの内側の面(スリンガ６２の内周面(同図の下側の面))６２ｊ、及び円板部６２ｂの外側の面(同図の左側の面)６２ｋにそれぞれ所定の型42,44を当て付ける。そして、この状態でこれらの型42,44を固定部６２ａと円板部６２ｂとの連続部分(すなわち、固定部延出外端６２ｔ)へ向けてプレス(押圧)する。これにより、固定部延出外端６２ｔをスリンガ６２の内径寸法を縮径させる方向(図１(ｂ)の下方向)へ凸出させることで、突起部６２ｄを形成することができる。
【００３５】
なお、スリンガ６２をプレス加工する際、当該スリンガ６２の成形と同時に突起部６２ｄを形成してもよい。これにより、突起部６２ｄを加工するための別途のコストを発生させることなく、スリンガ６２に対して容易に突起部６２ｄを設けることができる。
あるいは、突起部６２ｄをスリンガ６２とは別体成形し、当該別体成形した突起部６２ｄをスリンガ６２の固定部６２ａと円板部６２ｂとの連続部分(固定部延出外端)６２ｔに接着や溶接などにより固着して一体化させることで、当該スリンガ６２に対して突起部６２ｄを設けた構成としてもよい。
【００３６】
本実施形態において、スリンガ６２は、固定部６２ａが回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)に当接された状態で、当該回転輪１０の当接面(固定部６２ａが当接する面(同図の上側の面))１６ｂを全周に亘って連続して凹状に窪ませて形成された係合部１６ｇ(図１(ｄ))に、突起部６２ｄを係止させて固定されている。
【００３７】
この場合、スリンガ６２は、密封装置６の密封性能(例えば、泥水の浸入防止効果)を高めるべく、図２(ａ),(ｂ)に示す本発明の第２実施形態のように、弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)で成るシール部６２ｓによって突起部６２ｄが被覆された(別の捉え方をすれば、突起部６２ｄにシール部６２ｓを連結した)構成とすることが好ましい。なお、シール部６２ｓの大きさや形状は特に限定されず、例えば、突起部６２ｄの大きさや回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の係合部１６ｇ(図１(ｄ))の形状などに応じて任意に設定すればよい。
【００３８】
一例として、図２(ａ)には、シール部６２ｓが係合部１６ｇの表面に丁度沿うように、かかる係合部１６ｇと略同一の大きさにシール部６２ｓを成形するとともに、当該係合部１６ｇの表面形状と略同一の形状(外郭形状)にシール部６２ｓを成形した構成が示されている。
また、図２(ｂ)には、シール部６２ｓに係合部１６ｇの表面へ向けて延出するリップ６２ｌを設け、当該リップ６２ｌを所定のしめ代(摺接状態)で当該係合部１６ｇの表面と当接(摺接)させた構成が示されている。
【００３９】
シール部６２ｓをこのような構成とすることで、当該シール部６２ｓを係合部１６ｇに密着させることができ、密封装置６の密封性能(例えば、泥水の浸入防止効果(いわゆるガスケット効果))を効果的に高めることができる。さらに、図２(ａ)に示すように、シール部６２ｓを係合部１６ｇと略同一大で、且つ略同一形状に構成した場合には、スリンガ６２を軸受ユニットＡへ組み付ける際に当該シール部６２ｓがガイドとなって、組み付け作業をよりスムーズに行うことができるとともに、スリンガ６２を回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)に対して容易に位置決めすることができる。
【００４０】
なお、突起部６２ｄとシール部６２ｓ(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。また、突起部６２ｄに対するシール部６２ｓの被覆態様(突起部６２ｄに連結するシール部６２ｓの数)、シール部６２ｓに設けるリップ６２ｌの数や形状も、図２(ａ),(ｂ)に示す構成には特に限定されない。例えば、突起部６２ｄを全体(全周)に亘ってシール部６２ｓで被覆(突起部６２ｄの全体(全周)にシール部６２ｓを連結)してもよいし、突起部６２ｄの周方向に沿った複数個所のみ被覆(突起部６２ｄの一部にシール部６２ｓを連結)してもよい。また、シール部６２ｓに対して複数のリップ６２ｌを設けた構成としてもよい。
【００４１】
このように突起部６２ｄに対してシール部６２ｓが設けられたスリンガ６２は、当該シール部６２ｓを回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の係合部１６ｇ(図１(ｄ))に当接(摺接)させて位置決め固定してもよいし、シール部６２ｓを当該係合部１６ｇと所定の間隔を空けて対向させて位置決め固定してもよい。
【００４２】
例えば、シール部６２ｓを係合部１６ｇ(図１(ｄ))に当接(摺接)させた状態で、スリンガ６２を位置決め固定した場合、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)への組み付け後，スリンガ６２が軸受ユニットＡ(図３〜７)の内部方向(図２(ａ),(ｂ)の右方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することを完全に防止することができる。
【００４３】
これに対し、シール部６２ｓを当該係合部１６ｇと所定の間隔を空けて対向させた状態で、スリンガ６２を位置決め固定した場合、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)への組み付け後、スリンガ６２を常に所定の範囲内(係合部１６ｇの幅(図１(ｄ)の左右方向の距離))に位置決めすることができる。すなわち、スリンガ６２の回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)への組み付け後は、仮に当該スリンガ６２が軸受ユニットＡ(図３〜７)の内部方向(図２(ａ),(ｂ)の右方向)へ移動した場合であっても、スリンガ６２のシール部６２ｓが回転輪１０の係合部１６ｇに当接して係止されるため、当該スリンガ６２は、それ以上内部方向へ移動する(位置ずれする)ことがない。
【００４４】
また、図１(ｄ)に示す構成においては、一例として、係合部１６ｇが、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の当接面(同図の上側の面)１６ｂに対し、その軸方向の外側(同図の左端側)を全周に亘って連続して凹状に窪ませて形成した１本の溝(段部)として構成されている。この場合、係合部１６ｇは、当接面１６ｂの周方向に沿って連続する底部と、当該底部の軸方向の内側(図１(ｄ)の右端側)へ全周に亘って連続し、当接面１６ｂ方向(同図の上方向)へ立ち上がる壁部により構成され、その縦断面の輪郭が略Ｊ字状となるように形成されている。
【００４５】
なお、係合部１６ｇの形状は、上述した縦断面の輪郭が略Ｊ字状には特に限定されず、例えば、壁部を底部の軸方向の両側(図１(ｄ)の右端側と左端側)へ相互に対向するように一対を成して設け、その縦断面の輪郭を略Ｕ字状、矩形状や曲線状とした溝、あるいは底部を省略し相互に対向する壁部を直接連続させ、縦断面の輪郭を略Ｖ字状とした溝などとして、係合部１６ｇを構成してもよい。
係合部１６ｇをこのような形状とすることで、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)への組み付け後、スリンガ６２が軸受ユニットＡの内部方向(図１(ｄ)の左方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することを防止することができるだけでなく、外部方向(同図の右方向)へ移動(位置ずれ)することも防止することができる。すなわち、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)への組み付け後において、軸受ユニットＡの内部及び外部の両方向(図１(ｄ)の左右方向)へのスリンガ６２の移動(位置ずれ)を完全に防止することができる。
【００４６】
いずれの場合であっても、突起部６２ｄと係合部１６ｇは、スリンガ６２の固定部６２ａが回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の当接面１６ｂに当接された状態で、突起部６２ｄと係合部１６ｇとが当接(摺接)し係合可能となる大きさにそれぞれ設定して構成すればよい。あるいは、突起部６２ｄと係合部１６ｇとが相互に所定の間隔を空けて対向可能となる大きさに、これらを設定して構成すればよい。
また、シール部６２ｓ(リップ６２ｌ)と係合部１６ｇは、スリンガ６２の固定部６２ａが回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の当接面１６ｂに当接された状態で、シール部６２ｓ(リップ６２ｌ)と係合部１６ｇとが当接(摺接)し係合可能となる大きさにそれぞれ設定して構成すればよい。あるいは、シール部６２ｓ(リップ６２ｌ)と係合部１６ｇとが相互に所定の間隔を空けて対向可能となる大きさに、これらを設定して構成すればよい。
【００４７】
このように、スリンガ６２に対して突起部６２ｄ(シール部６２ｓ)を設け、当該突起部６２ｄを回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の係合部１６ｇに係止させる構成とすることで、当該スリンガ６２の軸受ユニットＡへの組み付けを容易に行うことができるとともに、組み付け後の位置ずれを確実に防止することができる。
すなわち、スリンガ６２を軸受ユニットＡの回転輪１０(具体的には、内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)に組み付ける際には、内輪16p,16qあるいは内輪構成体１６に係合部１６ｇが設けられているため、圧入時にスリンガ６２の突起部６２ｄ(シール部６２ｓ)が内輪16p,16qあるいは内輪構成体１６に干渉することなく、スムーズに当該スリンガ６２を当該内輪16p,16qあるいは内輪構成体１６に嵌合させることができる。そして、嵌合後は、突起部６２ｄ(シール部６２ｓ)が係合部１６ｇに係止されるため、スリンガ６２を内輪16p,16qあるいは内輪構成体１６に対して位置決め固定することができ、位置ずれを防止することができる。
【００４８】
なお、スリンガ６２が予め突起部６２ｄを回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の係合部１６ｇに当接(係止)させた状態で位置決め固定された構成、あるいは、予めシール部６２ｓ(リップ６６ｌ)を係合部１６ｇに当接(係止)させた状態で位置決め固定された構成とすれば、回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)への組み付け後、スリンガ６２が軸受ユニットＡの内部方向(図１(ｄ)の左方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することを完全に防止することができる。
【００４９】
ここで、上述した本発明の第１実施形態(図１(ｃ),(ｄ))、及び第２実施形態(図２(ａ),(ｂ))においては、一例として、突起部６２ｄが固定部６２ａと円板部６２ｂとの連続部分(固定部延出外端)６２ｔの全周に亘って連続した構造を成している場合を想定したが、突起部６２ｄは、固定部延出外端６２ｔに周方向へ沿って断続的に少なくとも１つ(例えば、複数)設けた構造であってもよい。
【００５０】
この場合、突起部６２ｄの周方向への長さ寸法を固定部延出外端６２ｔの周方向の長さ寸法よりも小さく設定し、当該突起部６２ｄを当該固定部延出外端６２ｔの周方向に沿って少なくとも１つ配設した構成とすればよい。あるいは、固定部延出外端６２ｔの全周に亘って連続して設けた突起部６２ｄに対し、当該突起部６２ｄの周方向に少なくとも１つの切り欠き(スリット)を形成した構成としてもよい。
【００５１】
このように突起部６２ｄを固定部延出外端６２ｔの全周に亘って連続する構造ではなく、周方向に沿って断続させた構造とすることで、当該突起部６２ｄの回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の係合部１６ｇに対する係合代を大きく(すなわち、突起部６２ｄと係合部１６ｇとの係止状態を緊密に)設定した場合であっても、密封装置６(スリンガ６２)の軸受ユニットＡへの組み付けをスムーズに行うことができるとともに、組み付け後にスリンガ６２が軸受ユニットＡ(図３〜７)の内部方向(図１(ｃ),(ｄ)及び図２(ａ),(ｂ)の右方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することをより確実に防止することができる。さらに、密封装置６(スリンガ６２)の密封性能(例えば、泥水の浸入防止効果)を高めることができる。
【００５２】
なお、突起部６２ｄの数は、スリンガ６２の大きさなどに応じて任意に設定すればよいため特に限定されないが、上述したような軸受ユニットＡへの組み付け後におけるスリンガ６２の位置ずれ防止効果を考慮すれば、スリンガ６２に対してより多くの突起部６２ｄを設けるとともに、これらを固定部延出外端６２ｔの周方向に沿って等間隔で配置することが好ましい。
【００５３】
別の捉え方をすれば、２〜４個程度のより大きな(周方向に長い)突起部６２ｄを固定部延出外端６２ｔの周方向に沿って等間隔で配置することが好ましい。すなわち、固定部延出外端６２ｔの全周に亘って連続して設けた突起部６２ｄに対し、２〜４個程度の切り欠き(スリット)を形成するに止め、これらの切り欠き(スリット)を当該固定部延出外端６２ｔの周方向に沿って等間隔で配置することが好ましい。
【００５４】
なお、突起部６２ｄを固定部延出外端６２ｔの周方向に沿って断続させた構造とした場合、上述した第２実施形態のように突起部６２ｄに対してシール部６２ｓ、さらにはリップ部６２ｌを設ける際は、各突起部６２ｄのすべてにシール部６２ｓ及びリップ６６ｌを設けてもよいし、その一部にのみシール部６２ｓ及びリップ６６ｌを設けてもよい。
【００５５】
このように、スリンガ６２に突起部６２ｄを設けることで、当該突起部６２ｄが固定部６２ａの内周面(図１(ｃ),(ｄ)及び図２(ａ),(ｂ)の下側の面)６２ｊと回転輪１０(内輪16p,16q、あるいは内輪構成体１６)の当接面１６ｂとの当接部分(嵌合部分)を覆って塞ぐ構成とすることができる。このため、かかる当接部分(嵌合部分)が軸受ユニットＡの外部に直接さらされることがなく、当該当接部分(嵌合部分)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)の侵入をさらに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。この結果、例えば、かかる当接部分(嵌合部分)への発錆を効果的に防止することができる。
【００５６】
なお、スリンガ６２は、円板部６２ｂに対して所定の磁性材で成る磁極体(図示しない)を磁気センサ(図示しない)のエンコーダとして取り付けた構成としてもよい。これにより、内部を密封状態に保ちつつ、その回転状態(例えば、回転速度、回転角度あるいは回転方向など)を計測することが可能なセンサ機能を備えた軸受ユニットを構成することが可能となる。この場合、スリンガ６２は、密封装置６として構成されるとともに、磁極体(エンコーダ)を取り付けるための芯金(すなわち、エンコーダ芯金)としても構成することができる。
【００５７】
ここで、本発明に係る密封装置６は、上述した第１実施形態(図１(ａ)〜(ｄ))及び第２実施形態(図２(ａ),(ｂ))のようなスリンガ６２の単体構成であってもよいが、図３〜７に示す軸受ユニットＡに配設されている密封装置(例えば、図８(ａ)に示す密封装置２)のように、パッケージ構造(いわゆる、パックシール)を成していてもよい。
【００５８】
すなわち、密封装置６は、スリンガ６２、芯金(図８(ａ)のシール芯金２４に相当)及びシール(同図のシール２６に相当)を組み合わせた構造とすることができる。この場合、芯金(以下、シール芯金という)は、所定方向(図８(ａ)の左右方向)に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端(同図の左端)に連続するとともに、当該固定部に対して所定の角度で延出する円板部で成り、全体形状が環状を成すように構成され、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)されている。
【００５９】
具体的には、シール芯金は、固定部が所定方向(図８(ａ)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ており、円板部が固定部に対して略直角に所定の長さ(同図の上下方向の距離)で、当該固定部の一方側の延出端(同図の左端)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)に形成されている。すなわち、この場合、シール芯金は、縦断面形状が略Ｌ字状を成すように構成されている。
また、この場合、シール芯金は、その外径寸法(具体的には、固定部の外径寸法)に対し、軸受ユニットＡの静止輪１２(図３〜７)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、シール芯金は、固定部の外径寸法を当該静止輪１２の内径寸法(回転輪１０との対向部分の径寸法)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、シール芯金の固定部に設定する嵌合代は、当該静止輪１２の大きさなどに応じて任意に設定すればよい。
【００６０】
なお、固定部の大きさ(延出長さ、及び厚さ(図８(ａ)の上下方向の距離)などの寸法)や形状、及び円板部の大きさ(延出長さ、厚さ(同図の左右方向の距離)及び径などの寸法)や形状などは、例えば、軸受ユニットＡの静止輪１２(図３〜７)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、円板部の固定部に対する傾斜角度も特に限定されず、密封装置６の使用条件などに応じて任意に設定すればよい。
さらに、シール芯金の材質及び形成方法も特に限定されず、例えば、シール芯金を所定の金属板製(鋼板製)とし、当該金属板(鋼板)をプレス加工することで形成すればよい。
【００６１】
また、シールは、スリンガ６２とシール芯金との間に介在され、当該スリンガ６２及びシール芯金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。例えば、図８(ａ)に示す構成のように、シールがシール芯金の円板部に連結され、複数(例えば、３つ)のリップをスリンガ６２(具体的には、固定部６２ａと円板部６２ｂ)へ向けて延出するように設けた構造とすればよい。また、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、他方をシール芯金に連結させ、スリンガに連結したシールをシール芯金に摺接させるとともに、シール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。
【００６２】
なお、シールの材料は、スリンガ６２やシール芯金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、シールに設けるリップの数や形状も特に限定されず、例えば、シールに対して２つのリップを設けた構成としてもよいし、４つ以上のリップを設けた構成としてもよい。さらに、シール芯金とシール(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。
【００６３】
そして、かかるシールのリップがスリンガ６２(具体的には、固定部６２ａと円板部６２ｂ)と当接(摺接)するように、当該シールが連結されたシール芯金とスリンガ６２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(以下、パックシールという)６を構成すればよい。
【００６４】
このようなパックシール６においても、スリンガ６２には、上述した第１実施形態(図１(ａ)〜(ｄ))及び第２実施形態(図２(ａ),(ｂ))と同様に、固定部６２ａと円板部６２ｂとの連続部分(固定部延出外端)６２ｔに突起部６２ｄを設ければよい。
【００６５】
以上、本発明に係る密封装置(スリンガ６２、あるいはパックシール６)によれば、軸受ユニットＡへの組み付けを容易に行うことができるとともに、組み付け後の位置ずれを確実に防止することができる。この結果、かかる密封装置(スリンガ６２、あるいはパックシール６)の耐久性の向上を図り、密封性能を長期に亘って一定に保ち続けることができる。
したがって、当該密封装置(スリンガ６２、あるいはパックシール６)を組み付けることで、軸受ユニットＡ(図３〜７)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。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る密封装置(スリンガ)の構成例を示す図であって、(ａ)は、突起部を設ける前の密封装置(スリンガ)の状態を示す断面図、(ｂ)は、密封装置(スリンガ)に対して突起部を設ける工程を説明するための断面図、(ｃ)は、突起部が設けられた密封装置(スリンガ)を示す断面図、(ｄ)は、回転輪に固定された密封装置(スリンガ)を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る密封装置(スリンガ)の構成例を示す図であって、(ａ)は、突起部に回転輪の係合部と同大同形のシール部を設けた構成を示す断面図、(ｂ)は、シール部にリップを設けた構成を示す断面図。
【図３】密封装置が組み付けられた軸受ユニット(ハブユニット軸受)の断面図。
【図４】密封装置が組み付けられた軸受ユニット(ハブユニット軸受)の断面図。
【図５】密封装置が組み付けられた軸受ユニット(ハブユニット軸受)の断面図。
【図６】密封装置が組み付けられた軸受ユニット(ハブユニット軸受)の断面図。
【図７】密封装置が組み付けられた軸受ユニット(ハブユニット軸受)の断面図。
【図８】従来の密封装置(パックシール)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)に組み付けられた状態の密封装置(パックシール)の断面図、(ｂ)は、密封装置(スリンガ)の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００６７】
６  密封装置
１０  回転輪
１２  静止輪
１６ｂ  当接面
１６ｇ  係合部
１８  転動体
６２  スリンガ
６２ｄ  突起部
６２ｌ  リップ
６２ｓ  シール部
６２ｔ  固定部延出外端
Ａ  軸受ユニット(ハブユニット軸受)
【図１】
2008256063.tif 000003
【図２】
2008256063.tif 000004
【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】
2008256063.tif 000009
【図８】
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