(57)【要約】【課題】車体への取り付け時における軸受強度を確保するとともに、軸受空間への異物の侵入を確実に阻止すること。【解決手段】外輪１と、外輪１の内径側に軸周りに相対回転自在に設けられた内輪２と、外輪１と内輪２との間に内外輪１、２の軌道面１ａ、２ａに接触するように設けられた複数の転動体３と、複数の転動体３を互いに所定間隔で保持する保持器４と、外輪１又は内輪２の一方側に固定され外輪１又は内輪２の他方側に接触するリップ５ａが形成されたシール部材５と、内輪２に設けられたスリンガー６と、を備えた密封型転がり軸受において、外輪１に、車体への固定用のフランジ７を一体に設けるとともに、スリンガー６を外輪１の幅面に沿って径方向外向きに延長して、スリンガー６と幅面との間にラビリンス隙間９を形成し、車両の等速ジョイント又は前記等速ジョイントに接続される中間軸をフランジ７で前記車体に固定して支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪（１）と、前記外輪（１）の内径側に軸周りに相対回転自在に設けられた内輪（２）と、前記外輪（１）と前記内輪（２）との間に内外輪（１、２）の軌道面（１ａ、２ａ）に接触するように設けられた複数の転動体（３）と、前記複数の転動体（３）を互いに所定間隔で保持する保持器（４）と、前記外輪（１）又は前記内輪（２）の一方側に固定され前記外輪（１）又は前記内輪（２）の他方側に接触するリップ（５ａ）が形成されたシール部材（５）と、前記内輪（２）に設けられたスリンガー（６）と、を備えた密封型転がり軸受において、
前記外輪（１）に、車体への固定用のフランジ（７）を一体に設けるとともに、前記スリンガー（６）を前記外輪（１）の幅面に沿って径方向外向きに延長して、前記スリンガー（６）と前記幅面との間にラビリンス隙間（９）を形成し、車両の等速ジョイント又は前記等速ジョイントに接続される中間軸を前記フランジ（７）で前記車体に固定して支持することを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
前記外輪（１）の外径部に、周溝（８）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の密封型転がり軸受。
【請求項３】
前記スリンガー（６）に、前記転動体（３）側に接近するように屈曲する凹状部（６ａ）を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
前記外輪（１）が、その軌道面（１ａ）に熱処理が施された炭素鋼からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
前記スリンガー（６）が、ステンレス材、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金メッキ鋼板、又は表面に防錆処理を施した鋼板のいずれかからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の密封型転がり軸受。
【請求項６】
前記シール部材（５）が、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムのうちいずれかからなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の密封型転がり軸受。
【請求項７】
前記スリンガー（６）が、前記外輪（１）の幅面と接触するサイドリップ（１１）をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の密封型転がり軸受。
【請求項８】
前記防錆処理が、リン酸塩被膜処理であることを特徴とする請求項５に記載の密封型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内輪と外輪の間の軸受空間をシール部材で密封した密封型転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な前輪駆動車（ＦＦ車）のドライブシャフトにおいて、左右等長の等速ジョイントを用いる場合、この等速ジョイントは、ロングステムタイプの等速ジョイントや中間軸によって駆動力が与えられる。このタイプの等速ジョイントや中間軸は、密封型転がり軸受によってサポートされる。この密封型転がり軸受の軸受空間には、一般的にグリースが封入されており、軸回転の円滑性を損なわないようにしつつ、グリースの軸受空間から外部への流出、雨水や泥水等の異物の外部から軸受空間への侵入を防止する必要がある。
【０００３】
グリースの流出や異物の侵入を防止するためのシール機構として、図３に示す構成の他、例えば特許文献１〜８に示す構成がある。図３に示す密封型転がり軸受は、外輪２０と、外輪２０の内径側に軸周りに相対回転自在に設けられた内輪２１と、外輪２０と内輪２１との間に内外輪２０、２１の軌道面２０ａ、２１ａに接触するように設けられた複数の転動体２２と、複数の転動体２２を互いに所定間隔で保持する保持器２３と、外輪２０又は内輪２１の一方側に固定され外輪２０又は内輪２１の他方側に接触するリップ２４ａが形成されたシール部材２４と、軸受の軸方向の両端に、泥水等の異物が軸受空間に入るのを防止するダストカバー２５と、を備えている。
【０００４】
特許文献１〜５に記載の軸受は、外輪の内径側及び内輪の外径側にそれぞれ接触シールを設け、対向する内輪の外径側又は外輪の内径側に、それぞれの接触シールの先端を当接させている。特許文献６に記載の軸受は、内輪に、外輪の内径面に接触する内側シールと、外輪の内径面に臨む外側シールの両シールを設けている。特許文献７に記載の軸受は、特許文献６に記載の軸受と異なり、外輪に、内輪の外径面に接触する内側シールと、内輪の外径面に臨む外側シールの両シールを設けている。特許文献８に記載の軸受は、内輪の外径側に外輪の内径側に臨むスリンガーを設けるとともに、外輪の内径側にスリンガーの円筒部に接触するシール部材を設けている。
【０００５】
この種の密封型転がり軸受の車体への取り付けは、例えば図３に示すように、外輪２０にフランジ２６を設け、このフランジ２６を車体に固定することによってなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７６２５７６号公報
【特許文献２】特許第４６７６２１２号公報
【特許文献３】特許第５１３９５４９号公報
【特許文献４】特許第４８５１１１４号公報
【特許文献５】特開２０１４−１１４８３０号公報
【特許文献６】特開２０１３−１６０２８０号公報
【特許文献７】特開２０１３−１６７３１６号公報
【特許文献８】特開２０１４−７４４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の車両の燃費向上のための軽量化に際しては、車両に搭載される軸受の小型化も重量な要素となっている。この軸受の軽量化のために、軸受構成部材である外輪の薄肉化が検討されている。図３や特許文献１〜８に示す軸受においても、外輪の薄肉化によって軸受の小型化を図り得るように思われるが、この外輪を薄肉化すると、外輪にフランジ部材を嵌め込んだ際に外輪が歪んで、フランジ部材を確実に保持するのに十分な強度を確保できない問題が生じる。このように、単なる外輪の薄肉化による軸受の小型化は図りづらい。
【０００８】
また、この軸受は車両の下部に設けられているが、車両の下部はタイヤからの泥水の跳ね上げが多く、軸受に泥水中の異物が付着しやすい。特許文献１〜８に示す軸受は、接触シール及びスリンガーが、内輪の外径面側又は外輪の内径面側から、対向する外輪の内径面側又は内輪の外径面側に臨むように又は接触して設けられている。このため、内輪の外径面側又は外輪の内径面側が接触シール又はスリンガーによって完全には覆われておらず、内輪の外径面側又は外輪の内径面側から軸受空間に異物が侵入して、動作不良等のトラブルを生じる問題もある。
【０００９】
そこで、この発明は、車体への取り付け時における軸受強度を確保するとともに、軸受空間への異物の侵入を確実に阻止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、この発明においては、外輪と、前記外輪の内径側に軸周りに相対回転自在に設けられた内輪と、前記外輪と前記内輪との間に内外輪の軌道面に接触するように設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を互いに所定間隔で保持する保持器と、前記外輪又は前記内輪の一方側に固定され前記外輪又は前記内輪の他方側に接触するリップが形成されたシール部材と、前記内輪に設けられたスリンガーと、を備えた密封型転がり軸受において、前記外輪に、車体への固定用のフランジを一体に設けるとともに、前記スリンガーを前記外輪の幅面に沿って径方向外向きに延長して、前記スリンガーと前記幅面との間にラビリンス隙間を形成し、車両の等速ジョイント又は前記等速ジョイントに接続される中間軸を前記フランジで前記車体に固定して支持することを特徴とする密封型転がり軸受を構成した。
【００１１】
外輪とフランジを一体化した場合、外輪に相当する部分とフランジに相当する部分とをもはや区別することはできないが、軸受軽量化のためにこの外輪に相当する部分を薄肉化したとしても、フランジに相当する部分の肉厚によって、外輪に相当する部分の肉厚が補われる。このため、十分な軸受強度を確保することができる。また、外輪とフランジを一体化することにより部品点数を減らすことができ、車体への組み付け性が向上する。
【００１２】
しかも、スリンガーを外輪の幅面に沿って径方向外向きに延長して、スリンガーと外輪の幅面との間にラビリンス隙間を形成したことにより、外輪の内径側からの異物の侵入を極力防止するとともに、万が一侵入したとしても、内輪とともに回転するスリンガーの遠心力によって、この異物を確実に排出することができる。このため、軸受空間への異物の侵入を確実に阻止することができる。
【００１３】
前記構成においては、前記外輪の外径部に、周溝を形成した構成とするのが好ましい。
【００１４】
このように、周溝を形成することにより、外輪の外径部に付着した水が、この周溝によって外輪の幅面方向に伝わるのが阻止される。このため、この水が外輪の内径側に到達して、軸受空間に侵入するのを確実に防止することができる。しかも、周溝を形成することにより、外輪の外径部の表面積が増大するため、放熱性の向上を図ることができる。このように、放熱性を向上することにより、軸受がエギゾーストパイプの近傍にあって、この軸受がサポートする回転軸を通じて、車両のエギゾーストパイプからの熱が軸受に伝播しやすい使用状況においても、軸受の熱を速やかに放熱することができる。このため、熱に起因してグリースが劣化する等のトラブルを未然に防止することができる。
【００１５】
前記各構成においては、前記スリンガーに、前記転動体側に接近するように屈曲する凹状部を形成した構成とするのが好ましい。
【００１６】
この凹状部は、特に、転動体のピッチ円半径（ＰＣＤ）の近傍に形成するのが好ましい。この位置に凹状部を形成することにより、スリンガーとシール部材との間の隙間が小さくなってラビリンス隙間が新たに形成される。このため、軸受空間への異物の侵入を一層抑制することができる。
【００１７】
前記各構成においては、前記外輪が、その軌道面に熱処理が施された炭素鋼からなる構成とするのが好ましい。
【００１８】
この熱処理として焼入れ処理が特に好ましく、このように熱処理を行うことにより、転動体の転動に伴う軌道面の摩耗を防止して長寿命化を図ることができる。焼入れ処理の他に、軌道面の靭性を高める熱処理等、必要に応じて種々の熱処理を行うこともできる。
【００１９】
前記各構成においては、前記スリンガーが、ステンレス材、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金メッキ鋼板、又は表面に防錆処理を施した鋼板のいずれかからなる構成とするのが好ましい。
【００２０】
スリンガーは、雨水や泥水等の異物に直接接触する過酷な環境に曝されることが多く錆が生じやすいため、上記の各素材を用いることにより、錆の発生を防止して軸受の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
前記各構成においては、前記シール部材が、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムのうちいずれかからなる構成とするのが好ましい。
【００２２】
これらは、いずれも高い耐油性を備えた素材であり、軸受空間からのグリースの流出を確実に防止することができる。特に、ニトリルゴム、フッ素ゴムは耐水性にも優れるため、仮にスリンガーと外輪の隙間から雨水等の水が入り込んだとしても、この水が軸受空間に侵入するのを確実に防止することができる。
【００２３】
前記各構成においては、前記スリンガーが、前記外輪の幅面と接触するサイドリップをさらに有する構成とするのが好ましい。
【００２４】
このようにサイドリップを設けることにより、スリンガーによる異物侵入防止作用と相まって、軸受空間への雨水や泥水等の異物の侵入を一層確実に防止することができる。
【００２５】
また、スリンガーの素材として鋼板を用いる構成においては、その表面の防錆処理として、リン酸塩被膜処理を行うのが好ましい。
【００２６】
このように、スリンガーに対してリン酸塩被膜処理を行うことにより、高い発錆防止効果を得ることができ、メンテナンスの頻度を低く抑えることができるとともに、軸受のさらなる長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明では、密閉型転がり軸受において、外輪と、車体への固定用のフランジとを一体に構成するとともに、スリンガーを前記外輪の幅面に沿って径方向外向きに延長して、スリンガーと幅面との間にラビリンス隙間を形成し、車両の等速ジョイント又は等速ジョイントに接続される中間軸をフランジで車体に固定して支持する構成を採用した。
【００２８】
この構成によると、軸受の小型化に伴う軸受強度の確保と、軸受空間への異物侵入の確実な阻止を図ることができる。このため、車両の等速ジョイントや中間軸等のサポートのように、過酷な使用環境においても、長期間に亘って安定的にその軸受を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に係る密閉型転がり軸受の第一実施形態を示す縦断面図
【図２】この発明に係る密閉型転がり軸受の第二実施形態を示す縦断面図
【図３】従来技術に係る密閉型転がり軸受の実施形態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
この発明に係る密閉型転がり軸受（以下、単に軸受という。）の第一実施形態を図１に示す。この軸受は、車両の等速ジョイントや中間軸のサポートに用いられるものであって、外輪１と、外輪１の内径側に軸周りに相対回転自在に設けられた内輪２と、外輪１と内輪２との間に内外輪１、２のそれぞれの軌道面１ａ、２ａに接触するように設けられた複数の転動体３と、複数の転動体３を互いに所定間隔で保持する保持器４と、外輪１に固定され内輪２に接触するリップ５ａが形成されたシール部材５と、内輪２に設けられたスリンガー６と、を備えている。
【００３１】
外輪１には、この軸受を車両の車体に固定するためのフランジ７が一体に設けられている。このフランジ７には、ボルト孔７ａが形成され、このボルト孔７ａにボルトをねじ込んで、この軸受の車体への固定がなされる。軸受の軽量化を図るために、外輪１を薄肉化する手法が採られることがあるが、この場合、外輪１の強度が不足する恐れがある。本実施形態に係る構成のように、外輪１とフランジ７を一体化することにより、この一体化された部材によって外輪１の強度が発揮されるため、外輪１とフランジ７を別部材とした場合と比較して、外輪１とフランジ７の厚みを合わせたトータルの厚みが同じであっても、その強度を大幅に向上することができる。しかも、設計自由度とコンパクト化を図ることも可能となる。
【００３２】
この外輪１の外径部には、複数本の周溝８が形成されている。この周溝８を形成することにより、外輪１の外径部に付着した水が、この外輪１の幅面方向に伝わるのを防止することができる。このため、この水が外輪１の内径側に到達して、軸受空間に侵入するのを確実に防止することができる。しかも、周溝８を形成することにより、外輪１の外径部の表面積が増大するため、放熱性の向上を図ることができる。
【００３３】
このように、放熱性を向上することにより、この軸受が、車両のエギゾーストパイプの近傍にある等、熱負荷がかかりやすい状況においても、熱に起因するトラブルを未然に防止することができる。この周溝８の本数や形状は、軸受の熱環境（エギゾーストパイプからの距離等）を考慮した上で適宜決定することができる。この周溝８は、水の伝播防止や放熱性向上を考慮する必要がない場合は省略することも可能である。
【００３４】
この外輪１の素材として、所定条件での焼入れ熱処理が施された炭素鋼が用いられる。このように熱処理を行うことにより、転動体３の転動に伴う軌道面１ａの摩耗を防止して長寿命化を図ることができる。この熱処理は、外輪１全体に施すのが最も簡便で好ましいが、例えばレーザ焼入れ等によって、外輪１の軌道面１ａのみに熱処理を行うようにしてもよい。少なくとも軌道面１ａに熱処理を行っておけば、この熱処理による表面改質効果が期待できるためである。熱処理が施された炭素鋼の代わりに、所定の耐摩耗性を有する素材を外輪１の素材として適宜選択して使用することもできる。
【００３５】
上記で挙げた焼入れ熱処理はあくまでも一例であって、外輪１に要求される特性を発揮させるために、焼鈍熱処理等の種々の熱処理を採用することができる。また、熱処理が不要の場合は、省略することも可能である。
【００３６】
外輪１に設けられたシール部材５は、その内部に芯金５ｂを有し、この芯金５ｂに弾性部材５ｃを設けた環状部材であって、このシール部材５の外径側端部が外輪１の内径面側に形成された嵌入溝１ｂに嵌め込まれるとともに、その内径側端部（リップ５ａ）が内輪２の外径面側に接触している。このシール部材５のリップが内輪２に接触することによって、密封された軸受空間が構成されている。
【００３７】
このシール部材５の弾性部材５ｃの素材として、ニトリルゴムが採用される。このニトリルゴムは、耐水性及び耐油性に優れ、これらとの接触によって劣化が生じないため、軸受空間に封入されたグリースが外部に漏出しないように確実に保持する一方で、雨水や泥水等の異物が軸受空間内に侵入するのを確実に防止することができる。ニトリルゴムの代わりに、アクリルゴムやフッ素ゴム等の弾性を備えた素材を適宜選択して使用することができる。シール部材５（弾性部材５ｃ）の素材は、もちろんこれらに限定されず、所定の耐水性及び耐油性を備えた素材であれば、適宜採用することができる。
【００３８】
内輪２に設けられたスリンガー６は、外輪１の幅面に沿って、軸受の径方向外向きに延長して設けられている。すなわち、スリンガー６の先端部は、外輪１の内径面よりも外径側に位置している。このスリンガー６と幅面との間には、第一ラビリンス隙間９が形成され、この第一ラビリンス隙間９によって、雨水や泥水等の異物が軸受空間に侵入するのを防止している。このスリンガー６には、転動体３のピッチ円半径（ＰＣＤ）の近傍において、この転動体３に接近するように凹状部６ａが形成されている。
【００３９】
このようにＰＣＤ近傍で凹状部６ａを形成することにより、スリンガー６の剛性向上と、軸回転による遠心力によって、雨水や泥水等の異物を吹き飛ばす効果が発揮される。なお、第一ラビリンス隙間９のみで十分な異物侵入抑制効果が発揮される場合は、凹状部６ａの形成を省略することも可能である。
【００４０】
図１においては、スリンガー６の先端は、外輪１の外径面とほぼ同一面上に位置しているが、外輪１の幅面に沿う部分がある（第一ラビリンス隙間９が形成されている）限りにおいて、スリンガー６の径方向外向きの長さは適宜変更することができる。スリンガー６の先端が、外輪１の幅面に沿う、すなわち、外輪１の内径面よりも径方向外側に位置していれば、外輪１の内径面から異物が入り込む恐れは大幅に小さくなるためである。
【００４１】
このスリンガー６の素材として、ステンレスが用いられる。スリンガー６は雨水や泥水等の異物に常時曝される過酷な環境に置かれるため錆が生じやすく、錆が生じることによってスリンガー６の交換等が必要になったり、錆が軸受空間に入り込んだ場合には転動体３や内外輪１、２の軌道面１ａ、２ａが損傷してそのメンテナンスが必要になったりする等、大掛かりな作業が必要になることがある。このように、スリンガー６をステンレスで構成することにより、錆の発生に起因するメンテナンスの頻度を減らすことができ、維持コストの削減を図ることができる。
【００４２】
ステンレスの代わりに、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金メッキ鋼板や、表面に防錆処理を施した鋼板を使用することもできる。この鋼板への防錆処理としては、例えばリン酸塩被膜処理を採用することができる。スリンガー６の素材やその表面処理方法は、もちろんこれらに限定されず、所定の防錆効果を有する素材や、表面処理方法を適宜採用することができる。
【００４３】
この発明に係る軸受の第二実施形態を図２に示す。この第二実施形態に係る軸受は、車両の等速ジョイントや中間軸のサポートに用いられ、外輪１と、外輪１の内径側に軸周りに相対回転自在に設けられた内輪２と、外輪１と内輪２との間に内外輪１、２の軌道面１ａ、２ａに接触するように設けられた複数の転動体３と、複数の転動体３を互いに所定間隔で保持する保持器４と、外輪１に固定され内輪２に接触するリップ５ａが形成されたシール部材５と、内輪２に設けられたスリンガー６と、を備えたものであり、これらの基本的な構成は第一実施形態に係る軸受と同様であるが、スリンガー６に、外輪１の幅面と接触するサイドリップ１１を設けた点において相違している。
【００４４】
スリンガー６と外輪１の幅面との間に第一ラビリンス隙間９を、及びスリンガー６とシール部材５との間に第二ラビリンス隙間１０を形成しておくことにより、雨水や泥水等の異物が入り込むのを十分防止することができるが、例えば、軸受の回転が停止していてスリンガー６によって生じる遠心力による水の弾き飛ばし作用が発揮されなかったり、軸受が想定よりも勢いよく水を被ったりした場合には、水が両ラビリンス隙間９、１０を通り抜けてシール部材５まで到達し、この水がさらに軸受空間に到達する恐れがある。
【００４５】
このようにサイドリップ１１を設けることにより、軸受が停止中であったり、勢いよく水を被ったりした場合でも、軸受空間に水が到達するのを確実に防止することができ、軸受の安定動作と長寿命化を期待できる。
【００４６】
上記の実施形態はあくまでも一例であって、車体への取り付け時における軸受強度を確保するとともに、軸受空間への異物の侵入を確実に阻止するという本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状や配置、素材等は適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  外輪
１ａ  （外輪の）軌道面
１ｂ  嵌入溝
２  内輪
２ａ  （内輪の）軌道面
３  転動体
４  保持器
５  シール部材
５ａ  リップ
５ｂ  芯金
５ｃ  弾性部材
６  スリンガー
６ａ  凹状部
７  フランジ
８  周溝
９  第一ラビリンス隙間（ラビリンス隙間）
１０  第二ラビリンス隙間
１１  サイドリップ
【図１】
2016080122.tif 000003
【図２】
2016080122.tif 000004
【図３】
2016080122.tif 000005