特許 7415449 軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/76 20060101AFI20240110BHJP

   F16C 33/58 20060101ALI20240110BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20240110BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

F16C33/76 A

F16C33/58

F16C33/64

F16C19/18

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019199508

(22)【出願日】2019-11-01

(65)【公開番号】P2021071181

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-10-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西出 渉真

【審査官】西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０７８５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４４６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８７８５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ３３／５８

Ｆ１６Ｃ ３３／６４

Ｆ１６Ｃ ３３／７６

Ｆ１６Ｃ １９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同心状に設けられる内方部材及び外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に設けられている複数の転動体と、前記外方部材の軸方向一方側の端部外周面に嵌合して取り付けられている有底円筒状のカバーと、を備え、
前記端部外周面の軸方向他方側に、当該端部外周面に対する機械加工用の逃げ溝が形成されていて、前記逃げ溝から軸方向他方に向かって拡径している傾斜面が設けられていて、
前記カバーは、前記逃げ溝の径方向外方に位置する当該カバーの軸方向他方側の端部に、軸方向他方に向かって拡径する部分を有しかつ軸方向寸法が前記逃げ溝の軸方向寸法よりも大きい拡径部を有し、
前記逃げ溝及び前記傾斜面と前記拡径部との間に充填剤が設けられている、軸受装置。

【請求項2】

前記カバーは、円形の底部と、前記底部から軸方向他方に延びる円筒部と、を有し、
前記円筒部は、前記拡径部と、前記拡径部から軸方向一方に設けられている円筒形状の本体部と、を有し、
前記充填剤は、前記本体部の内周面と、前記外方部材の前記端部外周面との間にも設けられている、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、軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

軸受装置は、同心状に設けられる内方部材（「内輪」ともいう。）及び外方部材（「外輪」ともいう。）と、これら内方部材と外方部材との間に設けられている複数の転動体とを備える。外方部材と内方部材との間であって転動体が設けられている軸受内部に異物が侵入するのを防止するために、外方部材にカバーが取り付けられている軸受装置が知られている。カバーは、外方部材の軸方向一方側の端部外周面に嵌合する有底円筒状の部材である。特許文献１には、前記のようなカバーを備える軸受装置の例として、自動車に用いられ車輪を支持する車輪用軸受装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－８７８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、カバーと外方部材との間を通じて軸受内部に異物が侵入するのを防止するために、カバーと外方部材との間にＯリングが用いられている。また、他の形式の軸受装置として、図７に示すように、外方部材９０の軸方向一方側の端部外周面９１に溝９２が形成されていて、その溝９２とカバー９５との間にシーラントのような充填剤９９が設けられる軸受装置が存在する。

【0005】

端部外周面９１の途中に溝９２を設けるためには、旋削による溝加工が追加的に必要となる。また、端部外周面９１にカバー９５が嵌合して取り付けられるため、あるいは、外方部材９０の内周面に設けられる軌道面を研磨加工するための基準面を得るため、端部外周面９１に対して例えば研磨加工が行われる。その研磨加工の際、端部外周面９１に溝９２が形成されていると、砥石が偏摩耗する可能性があり、砥石の寿命が低下する。なお、端部外周面９１の軸方向他方側には、砥石による研磨加工のための逃げ溝９３も形成されている。

【0006】

このように、カバー９５を備える軸受装置において、外部からの異物の侵入を防止するためには、従来、溝９２の追加的な加工が必要であり、製造コストが高くなってしまう。製造コストの低減のためにシーラントのような充填剤９９及び溝９２を省略すると、異物の侵入を防止する機能が低下してしまう。このような課題は、Ｏリング用の溝を外方部材に形成する必要のある、特許文献１に開示の従来技術においても生じる。

【0007】

そこで、本開示の目的は、軸受装置において、泥水等の異物がカバーと外方部材との間を通じて軸受内部に侵入するのを防ぐ機能を高めることが可能であると供に、製造コストを低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の軸受装置は、同心状に設けられる内方部材及び外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に設けられている複数の転動体と、前記外方部材の軸方向一方側の端部外周面に嵌合して取り付けられている有底円筒状のカバーと、を備え、前記端部外周面の軸方向他方側に、当該端部外周面に対する機械加工用の逃げ溝が形成されていて、前記カバーは、前記逃げ溝の径方向外方に位置する当該カバーの軸方向他方側の端部に、軸方向他方に向かって拡径する拡径部を有し、前記逃げ溝と前記拡径部との間に充填剤が設けられている。

【0009】

前記構成を備える軸受装置では、拡径部により、充填剤が、カバーの軸方向他方側の端部と外方部材の端部外周面との間に確実に充填される。このため、泥水等の異物がカバーと外方部材との間を通じて軸受内部に侵入するのを防ぐ機能が高まる。しかも、外方部材の端部外周面に対する機械加工用の逃げ溝が、充填剤の充填用溝として用いられる。このため、製造コストが低減される。

【0010】

また、好ましくは、前記カバーは、円形の底部と、前記底部から軸方向他方に延びる円筒部と、を有し、前記円筒部は、前記拡径部と、前記拡径部から軸方向一方に設けられている円筒形状の本体部と、を有し、前記充填剤は、前記本体部の内周面と、前記外方部材の前記端部外周面との間にも設けられている。
前記構成によれば、泥水等の異物が、カバーと外方部材との間を通じて軸受内部に侵入するのを防ぐ機能が高まる。

【発明の効果】

【0011】

本開示の軸受装置によれば、泥水等の異物がカバーと外方部材との間を通じて軸受内部に侵入するのを防ぐ機能を高めることが可能であると供に、製造コストの低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】転がり軸受装置の一例を示す断面図である。

【図2】軸受装置の軸方向一方側を拡大して示す断面図である。

【図3】カバーと外輪部材との間に充填剤を設けるための方法の説明図である。

【図4】カバーと外輪部材との間に充填剤を設けるための方法の説明図である。

【図5】カバーと外輪部材との間に充填剤を設けるための方法の説明図である。

【図6】充填剤が充填されている小空間の変形例を説明するための断面図である。

【図7】従来の軸受装置の一部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

〔軸受装置について〕
図１は、軸受装置の一例を示す断面図である。図１に示す軸受装置１０は、車両（自動車）の車体に設けられている懸架装置（「ナックル」ともいう。）に取り付けられ、車輪７を回転可能に支持する。軸受装置１０はハブユニット又は車輪用軸受装置とも称される。軸受装置１０が車体側（懸架装置）に取り付けられた状態で、図１の左側が、車輪７側であり、車両アウタ側と称される。図１の右側が、車体中央側であり、車両インナ側と称される。

【0014】

本開示の軸受装置１０において、軸受装置１０の中心線Ｃに沿った方向が「軸方向」と定義される。この軸方向には、軸受装置１０の中心線Ｃに平行な方向も含まれる。軸受装置１０の中心線Ｃを「軸受中心線Ｃ」と称する。軸受中心線Ｃに直交する方向が「径方向」と定義される。本開示の軸受装置１０では、車両インナ側が軸方向一方側となり、車両アウタ側が軸方向他方側となる。

【0015】

軸受装置１０は、外輪部材（「外方部材」ともいう。）１２と、内軸部材（「内方部材」ともいう。）１４と、外輪部材１２と内軸部材１４との間に設けられている複数の転動体１６とを備える。本開示の転動体１６は、玉である。

【0016】

外輪部材１２は、円筒形状である外輪本体部２２と、外輪本体部２２から径方向外方に向かって延びて設けられている固定用のフランジ部２４とを有する。外輪本体部２２の内周の軸方向一方側及び他方側それぞれに、外輪軌道面２６が形成されている。フランジ部２４が車体側部材であるナックル（図示せず）に取り付けられる。これにより、外輪部材１２を含む軸受装置１０が車体に固定される。

【0017】

内軸部材１４は、軸状のハブ軸３２（内軸）と、ハブ軸３２の軸方向一方側に固定されている内輪３４とを有する。ハブ軸３２は、外輪部材１２の径方向内方に設けられている軸本体部３６と、フランジ部３８とを有する。軸本体部３６は、軸方向に長い部分である。フランジ部３８は、軸本体部３６の軸方向他方側から径方向外方に向かって延びて設けられている部分である。フランジ部３８に、ボルト穴３９が形成されている。このボルト穴３９に取り付けられるボルト８によって車輪７がフランジ部３８に固定される。内輪３４は、環状の部材であり、軸本体部３６の軸方向一方側の一部４０に外嵌して固定されている。

【0018】

軸本体部３６の外周側に軸軌道面４２が形成され、内輪３４の外周面に内輪軌道面４４が形成されている。軸方向一方側の外輪軌道面２６と内輪軌道面４４との間に複数の転動体１６が設けられている。軸方向他方側の外輪軌道面２６と軸軌道面４２との間に複数の転動体１６が設けられている。各列において、複数の転動体１６は保持器１８によって保持されている。以上より、外輪部材１２と内軸部材１４とは同心状に設けられていて、外輪部材１２に対して内軸部材１４が軸受中心線Ｃを中心として回転する。

【0019】

外輪部材１２と、ハブ軸３２及び内輪３４との間に、転動体１６が存在する環状空間が形成されている。この環状空間を軸受内部２０と称する。軸受装置１０は、カバー６０を軸方向一方側に備える。カバー６０は、軸受装置１０の軸方向一方側の外部から軸受内部２０に泥水等の異物の侵入を防止することが可能である。軸受装置１０は、密封装置７０を軸方向他方側に備える。密封装置７０は、外輪部材１２とハブ軸３２との間に設けられていて、軸受装置１０の軸方向他方側の外部から軸受内部２０に泥水等の異物が侵入するのを防止することが可能である。

【0020】

図２は、軸受装置１０の軸方向一方側を拡大して示す断面図である。外輪部材１２は、外輪本体部２２から軸方向一方に延びて設けられている円筒状の端部４５を有する。端部４５の外周面４６は、外輪部材１２の中心線を中心とする円筒形状を有する。外輪部材１２の中心線は軸受中心線Ｃ（図１参照）と一致する。端部４５の外周面４６を「端部外周面４６」と称する。端部外周面４６は、砥石によって研磨された研磨面である。この端部外周面４６にカバー６０が嵌合して取り付けられる。

【0021】

外輪本体部２２の軸方向一方側の外周面２３は、端部外周面４６から軸方向他方に向かって拡径している傾斜面４７と、傾斜面４７から軸方向他方に向かって延びて設けられている大径の円筒面４８とを有する。端部外周面４６のうちの軸方向他方側に逃げ溝４９が形成されている。つまり、端部外周面４６のうちの傾斜面４７側に逃げ溝４９が形成されている。逃げ溝４９は環状の溝であり、端部外周面４６を研磨加工する際に、砥石と非接触となる溝である。この逃げ溝４９により、端部外周面４６が全体にわたって砥石により研磨される。逃げ溝４９は、端部外周面４６に対する機械加工用（つまり、研磨加工用）の溝である。

【0022】

カバー６０について説明する。カバー６０は、有底円筒状である。つまり、カバー６０は、円形の底部６１と、底部６１から軸方向他方に延びる円筒部６２とを有する。図２に開示の底部６１は、内軸部材１４（内輪３４等）と非接触となるように、段付き形状を有する。底部６１の外周縁部６１ａが、端部４５の軸方向一方の側面４５ａに接触することで、カバー６０は、端部４５に取り付けられる際、位置決めされる。

【0023】

カバー６０の円筒部６２は、円筒形状の本体部６３と拡径部６４とを有する。図２に示す形態では、拡径部６４は、円筒形状の本体部６３から軸方向他方に向かって拡径する連結筒部６４ｂと、連結筒部６４ｂから軸方向他方に延びて設けられている円筒形状の端部筒部６４ａとを有する。端部筒部６４ａと本体部６３とは同軸状であり、供に円筒形状を有する。

【0024】

拡径部６４（特に、端部筒部６４ａ）の径方向内方に逃げ溝４９が位置している。拡径部６４の軸方向寸法は、逃げ溝４９の軸方向寸法よりも大きい。逃げ溝４９と、端部筒部６４ａの軸方向他方側の一部との間に、環状の小空間（第一小空間ｅ１）が形成されている。端部筒部６４ａの残りの部分及び連結筒部６４ｂと、端部外周面４６の軸方向他方側の一部との間にも、環状の小空間（第二小空間ｅ２）が形成されている。第一小空間ｅ１と第二小空間ｅ２とは繋がっていて、これらによって一つの小空間Ｅが形成されている。この小空間Ｅに、充填剤６５としてシーラント（シーリング材）が設けられている（充填されている）。

【0025】

充填剤６５は逃げ溝４９を埋めるようにして設けられている。更に、充填剤６５は、端部筒部６４ａの軸方向他方の端６４ｃと、外輪部材１２（傾斜面４７）との間を塞ぐようにして、小空間Ｅに充填された状態にある。

【0026】

ここで、充填剤６５を、カバー６０と外輪部材１２との間に設けるための方法について説明する。外輪部材１２には、内軸部材１４及び転動体１６が組み付けられている。その外輪部材１２の端部４５に対して、カバー６０が圧入して取り付けられる。図３に示すように、カバー６０が端部４５に取り付けられる前に、端部外周面４６の軸方向一方側の領域４６ａに硬化前の充填剤６５を塗布する。なお、本開示の充填剤６５は、嫌気性シーラントであり、塗布の際、流動性を有するペースト状であるが、カバー６０が外輪部材１２の端部４５に取り付けられ、空気が遮断されると固化する特性を有する。
なお、本開示では、充填剤６５として、嫌気性シーラントが用いられるが、これに限定されない。充填剤６５は、空気に触れ時間経過により固化（固着）するシーラントでもよく、又は、接着剤であってもよい。

【0027】

軸方向一方側の領域４６ａに充填剤６５が塗布された状態で、図４に示すように、カバー６０を端部４５の軸方向一方側から嵌合させる。端部４５に対してカバー６０を軸方向他方へ移動させるにしたがって、充填剤６５の多くの部分は、カバー６０の軸方向他方側の端部によって、軸方向他方に押される。充填剤６５の一部は、カバー６０が有する円筒状の本体部６３と端部外周面４６との間に薄い状態で残留する。カバー６０が軸方向他方に移動する際、拡径部６４により、端部外周面４６との間に小空間ｅ０が形成される。このため、充填剤６５は拡径部６４の内周側（小空間ｅ０）から逃げにくく、拡径部６４の内周側に充填剤６５が維持される、

【0028】

カバー６０が所定の取り付け位置に取り付けられた状態（図５に示す状態）で、充填剤６５の多くの部分が、拡径部６４と、逃げ溝４９及び端部外周面４６の一部との間に充填された状態となる。また、充填剤６５の残りの部分が、カバー６０の円筒状の本体部６３と端部外周面４６との間に薄い状態で存在する。その薄い状態で存在する充填剤の参照符号を図５（及び図２）では、「６５ａ」としている。

【0029】

このようなカバー６０の取り付け方法により、図５に示すように、充填剤６５は、カバー６０の円筒形状である本体部６３の内周面６３ａと、端部外周面４６との間にも設けられた状態となる。なお、図５（及び図４）では、本体部６３の内周面６３ａと、端部外周面４６との間に存在する薄膜状の充填剤６５ａを説明するために、その充填剤６５ａを実際よりも厚く示している。

【0030】

図６は、充填剤６５が充填されている小空間Ｅの変形例を説明するための断面図である。図６に示すカバー６０は、図２に示すカバー６０と同様、底部６１と円筒部６２とを有していて、円筒部６２は、円筒形状の本体部６３と拡径部６４とを有する。図２に示す形態では、拡径部６４の端部筒部６４ａと、本体部６３とによって、半径が段階的に拡大する段付き形状を有する。これに対して、図６に示す形態は、拡径部６４により、半径が直線的に拡大する形状を有する。つまり、拡径部６４は、円筒形状の本体部６３から軸方向他方に向かって直線的に拡径する形状を有する。

【0031】

図６に示す形態においても、拡径部６４の径方向内方に逃げ溝４９が位置している。逃げ溝４９と拡径部６４との間に環状の小空間Ｅが形成されている。この小空間Ｅに、充填剤６５としてシーラントが設けられている（充填されている）。充填剤６５は逃げ溝４９を埋めるようにして設けられている。更に、充填剤６５は、拡径部６４の軸方向他方の端６４ｃと、外輪部材１２（傾斜面４７）との間を塞ぐようにして、小空間Ｅに充填された状態にある。充填剤６５を、カバー６０と外輪部材１２との間に充填する方法は、図３～図５により説明した方法と同じであり、ここでは説明を省略する。

【0032】

以上のように、前記各形態の軸受装置１０は、外輪部材１２の軸方向一方側の端部外周面４６に嵌合して取り付けられている有底円筒状のカバー６０を備える。端部外周面４６のうちの軸方向他方側に、その端部外周面４６に対する研磨加工用の逃げ溝４９が形成されている。カバー６０は、軸方向他方側の端部に拡径部６４を有する。拡径部６４は、軸方向他方に向かって拡径している。カバー６０が外輪部材１２に取り付けられた状態で、拡径部６４は、逃げ溝４９の径方向外方に位置する。そして、逃げ溝４９と拡径部６４との間に充填剤６５が設けられている。

【0033】

この構成を備える軸受装置１０では、拡径部６４により、充填剤６５が、カバー６０の軸方向他方側の端部と、外輪部材１２の端部外周面４６との間に確実に充填される。このため、泥水等の異物がカバー６０と外輪部材１２（端部４５）との間を通じて軸受内部２０に侵入するのを防ぐ機能が高まる。
特に、前記各形態では、充填剤６５は、拡径部６４の軸方向他方の端６４ｃと、外輪部材１２（傾斜面４７）との間を塞ぐようにして、小空間Ｅに充填された状態にある。このため、充填剤６５が、外部から侵入しようとする異物に対して壁として機能する。よって、カバー６０と外輪部材１２（端部４５）との間に、異物が侵入し難い。

【0034】

本開示の充填剤６５は、小空間６４を充填して異物の侵入を防止する機能の他に、カバー６０（円筒部６２の本体部６３）と端部外周面４６とを接着する機能も有する。これにより、カバー６０は強固に端部４５に固定される。

【0035】

しかも、外輪部材１２の端部外周面４６に対して設けられている研磨加工用の逃げ溝４９が、充填剤６５の充填用溝として用いられる。つまり、本開示の軸受装置１０によれば、従来のように（図７参照）、端部外周面９１に対して、研磨加工のための逃げ溝９３の他に、充填剤９９用の溝９２を別途設ける必要がなくなる。また、本開示の軸受装置１０によれば、研磨面（端部外周面４６）の途中に溝が存在しないため、砥石が偏摩耗するのを防ぐことが可能となる。以上より、軸受装置１０の製造コストが低減される。

【0036】

また、図５に示すように、カバー６０の円筒部６２は、拡径部６４と、拡径部６４から軸方向一方に設けられている円筒形状の本体部６３とを有する。充填剤６５は、本体部６３の内周面６３ａと、外輪部材１２の端部外周面４６との間にも設けられている（充填剤６５ａ）。この充填剤６５ａにより、泥水等の異物が、カバー６０と外輪部材１２（端部４５）との間を通じて、軸受内部２０に侵入するのを防ぐ機能が高まる。本体部６３の内周面６３ａと端部外周面４６との間に設けられている充填剤６５ａは、拡径部６４と逃げ溝４９との間に設けられている充填剤６５と繋がっている。

【0037】

なお、拡径部６４と逃げ溝４９との間に設けられている充填剤６５は、周方向に沿って連続的に設けられている。本体部６３の内周面６３ａと端部外周面４６との間に設けられている充填剤６５ａについては、周方向に沿って連続的に設けられているのが好ましいが、部分的に欠損していてもよい。

【0038】

本開示では、軸受装置１０は、車輪用軸受装置である場合について説明した。しかし、本開示の発明は、他の軸受装置１０にも適用可能である。

【0039】

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0040】

１０：軸受装置 １２：外輪部材（外方部材） １４：内軸部材（内方部材）
１６：転動体 ４６：端部外周面 ４９：逃げ溝
６０：カバー ６１：底部 ６２：円筒部
６３：本体部 ６３ａ：内周面 ６４：拡径部
６５：充填剤 ６５ａ：充填剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】