JP2001294011A - 車輪軸受装置 - Google Patents
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Abstract
から軸受内部に泥水が侵入して軸受寿命を低下させると
いう不都合の発生を防止することができるようにした車
輪軸受装置を提供することである。 【解決手段】 外方部材1の内周面に形成された複列の
転走面3a、3bと第1および第2の内方部材11、2
1の外周面に設けられた転走面13、27間に転動体3
1を組込んで第1および第2の内方部材11、21を回
転自在に支持する。第2の内方部材21に形成されたス
テム23を第1の内方部材11に設けられたステム挿入
孔14に挿入し、ステム23の先端部の加締めによって
第1および第2の内方部材11、21を結合状態に保持
する。ステム23に設けられた嵌合軸部23aの外周に
環状溝51を形成し、その環状溝51に取付けたシール
リング52をステム挿入孔14に形成された嵌合孔部1
4aの内周面に接触させてステム23とステム挿入孔1
4の嵌合面間から軸受内部に泥水が侵入するのを防止す
る。
Description
車輪軸受装置に係り、特に、第1の内方部材と第2の内
方部材の嵌合面の密封構造に関するものである。
に示したものが従来から知られている。この車輪軸受装
置は、外方部材1と、第1の内方部材11および第2の
内方部材21と、前記外方部材1と第1および第2の内
方部材11、21を相対的に回転自在に支持する複列の
転動体31とから成る。
フランジ2が設けられ、内周には複列の転走面3a、3
bが形成されている。
を支持する車輪取付フランジ12と、前記複列の転走面
3a、3bの一方と対向する転走面13とが形成されて
いる。また、第1の内方部材11には両端面に貫通する
ステム挿入孔14が形成されている。このステム挿入孔
14は嵌合孔部14aとスプライン孔部14bとから成
っている。
塞端にステム23を設けた等速自在継手の外側継手部材
から成り、その第2の内方部材21の外周に前記複列の
転走面3a、3bの他方と対向する転走面27が形成さ
れている。また、第2の内方部材21はステム23を有
し、そのステム23には前記嵌合孔部14aに嵌合され
る嵌合軸部23aとスプライン孔部14bに嵌合される
スプライン軸部23bが形成されている。
第1の内方部材11のステム挿入孔14に挿入され、そ
のステム23の先端の加締めによって第1および第2の
内方部材11、21は互に結合されている。26は加締
め部を示す。
転走面3a、3bと第1および第2の内方部材11、2
1の転走面13、27間に組込まれ、その複列の転動体
31と転走面3a、3b、13、27間で予圧が付与さ
れた状態で、ステム23の先端部を加締めることにより
車輪軸受装置が組立てられる。
材41が取付けられ、そのシール部材41によって外方
部材1と第1および第2の内方部材11、21の対向部
間が密封され、軸受内部に泥水や異物が侵入するのを防
止している。
車輪軸受装置を装着する自動車、特にRV車等は、雪路
や山路等の悪路を走行する場合がある。この場合、外方
部材1の両端部に取付けたシール部材41によって、そ
の外方部材1と第1および第2の内方部材11、21の
対向部間を密封しているものの、第1の内方部材11と
第2の内方部材21との嵌合面から軸受内部に泥水等の
侵入を配慮する必要がある。
ことができるようにし、軸受寿命を低下させることのな
い密封性に優れた車輪軸受装置を提供することである。
めに、この発明においては、車体に対する取付フランジ
を外周に有し、内周に複列の転走面が形成された外方部
材と、車輪取付フランジおよび前記複列の転走面の一方
と対向する転走面を外周に有する第1の内方部材と、前
記複列の転走面の他方と対向する転走面を外周に有し、
前記第1の内方部材に嵌合された第2の内方部材と、前
記外方部材と第1および第2の内方部材の転走面間に組
込まれた複列の転動体と、前記外方部材の両端部内周と
第1および第2の内方部材の外周間を密封する一対のシ
ール部材とから成る車輪軸受装置において、前記第1の
内方部材と第2の内方部材の嵌合部を密封する密封手段
を設けた構成を採用したのである。
方部材の嵌合面間を密封する密封手段を設けることによ
って、前記嵌合面間から軸受内部に泥水が侵入するのを
防止することができる。これによって、RV車等で泥水
の多い悪路を走行しても、軸受寿命を低下させることが
ない。
2の内方部材の嵌合部における嵌合面の少なくとも一方
に環状溝を形成し、その環状溝に取付けたシールリング
を嵌合面の他方に弾性接触させるようにしてもよく、あ
るいは、第1の内方部材と第2の内方部材の軸方向で対
向する端面の一方にシール部材を取付け、そのシール部
材に設けられた複数のシールリップを他方の端面に弾性
接触させるようにしてもよい。シール部材を用いる密封
においては、複数のシールリップと端面の接触部のそれ
ぞれでシールすることができるため、きわめて良好な密
封度を得ることができる。
ウタ側端面より外部に臨む端部にシールキャップを取付
け、そのシールキャップに設けられたシールリップを第
1内方部材のアウタ側端面に弾性接触させて、第1内方
部材に形成された嵌合孔の端部開口を覆うようにしても
よい。これにより、車輪軸受装置の組立て後にシールキ
ャップを取付けることができるので、組立て作業が容易
である。さらに、第1の内方部材と第2の内方部材の嵌
合面間にシール剤を塗布してもよい。シール剤を用いる
密封は、嵌合部の空間を埋めることができるので、高い
密封度を得ることができる。
2の内方部材は、ステムを有し、そのステムに第1の内
方部材に形成されたステム挿入孔の嵌合孔部に圧入嵌合
される嵌合軸部およびステム挿入孔のスプライン孔部に
嵌合されるスプライン軸部が形成された等速自在継手の
外側継手部材であってもよい。外側継手部材を第2の内
方部材とした場合、等速自在継手を含めて一体化したた
め、車輪軸受装置の軽量化と軸方向長さのコンパクト化
とを図ることができる。
て、第2の内方部材は、第1の内方部材の端部外周に形
成された小径の軌道輪嵌合面に圧入嵌合される内輪から
成るものであってもよい。
1乃至図8に基づいて説明する。図1はこの発明に係る
車輪軸受装置の第1の実施の形態を示す。この車輪軸受
装置は、外方部材1と、第1の内方部材11と、第2の
内方部材21および複列の転動体31とを有している。
取付フランジ2が形成され、内周には複列の転走面3
a、3bが設けられている。
の第1の内方部材11の外周面には車輪取付フランジ1
2と、前記複列の転走面3a、3bの一方の転走面3a
と対向する転走面13とが形成されている。また、第1
の内方部材11には、インナ側の端面からアウタ側の端
面に貫通する軸方向のステム挿入孔14が設けられ、そ
のステム挿入孔14にインナ側の端部から嵌合孔部14
aとスプライン孔部14bとが形成されている。
軸受装置の取付け状態において、車体の幅方向内方に位
置する側をいい、各図の右側となる。反対にアウタ側と
は幅方向外方に位置する側をいい、各図の左側をいう。
塞端にステム23を設けた等速自在継手の外側継手部材
から成り、前記マウス部22に形成された球形内面24
に曲線状のトラック溝25が設けられている。
イン軸部23bを設けており、前記嵌合軸部23aが第
1の内方部材11に形成された嵌合孔部14aに圧入さ
れ、一方、スプライン軸部23bがスプライン孔部14
bに嵌合されている。
は、ステム23の先端部の加締めによって結合状態に保
持されている。26は加締め部を示す。
の閉塞端部の外周に外方部材1の他方の転走面3bと対
向する転走面27が設けられている。
3a、3bと第1および第2の内方部材11、21に形
成された転走面13、27間に組込まれている。この転
動体31と転走面3a、3b、13、27との間で予圧
が付与された状態でステム23の先端部を加締めて車輪
軸受装置が組立てられている。
材41が取付けられ、そのシール部材41によって外方
部材1と第1および第2の内方部材11、21の対向端
部間が密封され、軸受内部に泥水等が侵入するのが防止
されている。
部材21は、第1内方部材11に形成されたステム挿入
孔14に第2内方部材21に設けられたステム23を嵌
合する接続であるため、嵌合面間における密封の信頼性
は高いとは言えず、その嵌合面間から泥水が侵入して軸
受寿命を低下させるおそれがある。
内方部材11と第2の内方部材21の相互間に嵌合面間
を密封する密封手段を設けている。密封手段として、こ
こでは、図2に示すように、ステム23に設けられた嵌
合軸部23aの外周面に環状溝51を設け、その環状溝
51に取付けたシールリング52を第1の内方部材11
に形成された嵌合孔部14aの内周面に弾性接触させる
ようにしている。
と第2の内方部材21の嵌合面間の密封を長期にわたっ
て維持することができるようにするため、劣化すること
が少ない耐久性に優れた材料で形成するのが好ましい。
そのような材料としてニトリルゴム、フッ素ゴム、アク
リルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム等を挙げ
ることができる。
形成された環状溝51にシールリング52を取付けて、
第1および第2の内方部材11、21の嵌合面間を密封
することにより、その嵌合面間より軸受内部に泥水が侵
入するのを防止することができ、軸受寿命の低下を抑制
することができる。
ステム23の嵌合軸部23aにシールリング52を取付
けるようにしたが、第1の内方部材11における嵌合孔
部14aの内周面に環状溝を形成して、その環状溝にシ
ールリング52を取付けるようにしてもよい。
0.45〜1.10重量%、好ましくは0.45〜0.
75重量%の炭素鋼を素材として鍛造加工により成形さ
れている。その成形後において、その表面が高周波焼入
れ、浸炭焼入れ、レーザ焼入れ等の焼入れ処理が施され
て硬度が高められている。15は焼入れ硬化層を示す。
の根元部表面から第1内方部材11のインナ側端に至る
範囲とされ、その表面硬さはHv500〜900程度と
されている。また、焼入れ硬化層15の焼入れ深さは、
転走面13の位置で0.7〜4mm程度とされ、その他
の部分ではこれより浅く、0.3〜3mm程度とされて
いる。
さの深い焼入れ硬化層15を設けることにより、転走面
13の転がり疲れ寿命を充分に確保することができる。
このような転がり疲れ寿命の確保は、第1の内方部材1
1の炭素の含有量が0.45重量%以上の炭素鋼製とし
て焼入れ処理することにより得られるものであり、その
炭素含有量が0.45重量%未満の炭素鋼により形成し
た場合、焼入れ処理しても必要な硬度を得ることができ
ない。
面を焼入れにより硬化させることによって、その車輪取
付フランジ12に取付けられる車輪からのモーメント荷
重によって車輪取付フランジ12が変形し、あるいは面
振れするのを防止することができる。また、シール部材
41の接触位置における摩擦抵抗が減少し、所期のシー
ル効果を発揮させることができると共に、耐摩耗性の向
上を図ることができる。
45〜1.10重量%、好ましくは0.45〜0.75
重量%の炭素鋼から成り、鍛造による成形後において、
焼入れされている。
23の先端部に至る範囲、およびマウス部22に形成さ
れたトラック溝25の内表面の全体とされ、その表面硬
さはHv500〜900程度とされている。28は焼入
れ硬化層を示す。
必要があり、その先端部の表面硬さがHv300を超え
ると、先端部を加締めた際に、加締め部26にクラック
が発生したり、加締めが不充分となって、第1および第
2の内方部材11、21の結合力が不足したりする。そ
のため、ステム23の先端部は焼入れ処理が施されない
未焼入れ部分として残してある。具体的には、表面硬さ
をHv200〜300の範囲として、加締めが可能な延
性を確保している。
ラック溝25および転走面27の位置で0.7〜4mm
程度とされ、その他の部分ではこれより浅く、0.3〜
3mm程度としている。
面27の位置で焼入れ深さの深い焼入れ硬化層28を設
けることによって、トラック溝25の内表面および転走
面27の転がり疲れ寿命を充分に確保することができ
る。
化させることによって、トルク伝達時のステム23の捩
り変形を防止することができると共に、嵌合軸部23a
およびスプライン軸部23bの耐クリープ性および耐フ
レッティング性の向上を図ることができる。
置においては、ステム23の先端部の加締めによって第
1の内方部材11と第2の内方部材21を結合状態に保
持するようにしたが、結合手段はこれに限定されない。
例えば、ステム23の先端部にねじ軸を設け、そのねじ
軸にねじ係合するナットの締付けによって第1の内方部
材11と第2の内方部材21を結合状態に保持するよう
にしてもよい。
装置の第2乃至第4の実施の形態の密封手段の拡大図を
示す。この第2乃至第4の実施の形態の車輪軸受装置と
図1に示す車輪軸受装置とは第1の内方部材11と第2
の内方部材21の嵌合面間を密封する密封手段が異なる
のみで他の構成部品は同じであるため、以下、その密封
手段について述べる。
軸受装置の密封手段においては、第1の内方部材11に
おけるインナ側端面の内周部にシール取付け凹部53を
形成し、そのシール取付け凹部53の内周にシール部材
54を接着等の手段により取付け、そのシール部材54
に形成された複数のシールリップ54aをステム23の
付根に形成された円弧面23cに弾性接触させるように
している。また、接着以外の方法として、シール取付け
凹部53の内周とシール部材54とは若干の締代をもた
せてシール取付け凹部53に装着してもよい。シール部
材54として、ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴ
ム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム等から成るもの
を採用することができる。図では、シール部材54に二
つのシールリップ54aを設けたが、半径方向に延びる
リップを追加して、三つもしくは四つにしてもよい。
の形態における車輪軸受装置の密封手段においては、ス
テム23の先端部に形成された加締め部26の外周に環
状の係合突部55を設け、その係合突部55にシールキ
ャップ56を取付けている。
ャップ本体56aの表面にゴム等の弾性を有するシール
部材56bを焼付け、あるいは接着による手段を介して
固着し、前記キャップ本体56aの開口端に内向きの係
合片56cを形成し、前記シール部材56bの開口部に
シールリップ56dを設けている。シールリップ56d
は図4(II)に示すように、一つであってもよく、ある
いは、図4(III )に示すように2つであってもよく、
さらに、図では省略したが、三つのシールリップであっ
てもよい。
嵌合され、係合片56cと係合突部55の係合により取
付け状態に保持されると共に、第1の内方部材11のア
ウタ側端面に対するシールリップ56dの弾性接触によ
って第1の内方部材11に形成されたステム挿入孔14
のアウタ側端部の開口全体を覆い、ステム挿入孔14と
ステム23との嵌合面を密封している。
の形態における車輪軸受装置の密封手段は、ステム23
の先端部外周および嵌合軸部23aの外周にシール剤5
7を塗布して、ステム23とステム挿入孔14の嵌合面
間をシールするようにしている。図5(II)は、ステム
23の先端部の拡大図を示し、図5(III )はステム2
3の嵌合軸部23aの拡大図を示している。これらの図
では、シール剤57の厚みをかなり誇張して示してい
る。シール剤57としては、樹脂性接着剤が好ましく、
さらに、嫌気性室温硬化型接着剤であることが好まし
い。
ると、この樹脂性接着剤はステム23の表面およびステ
ム挿入孔14の内周面の面粗さによって生じる微細な窪
みを完全に埋めるため、きわめて高い密封性を得ること
ができる。
れても硬化速度が遅く、その反面、空気に触れなくて
も、室温で速く硬化するため、ステム挿入孔14におけ
る嵌合孔部14aとステム23の嵌合軸部23aとの圧
入のしめ代を少なくすることができ、組立て性の向上を
図ることができる。
えば日本ロックタイト株式会社製のロックタイトリフテ
ィングコンパウンド680(商品名)やロックタイト6
03(商品名)が存在する。なお、図5(II)のステム
23の先端部外周にのみシール剤57を塗布してもよ
く、または、図5(III )の嵌合軸部23aの外周にの
みシール剤57を塗布してもよい。さらに、図示はして
いないが、ステム挿入孔14にシール剤57を塗布して
もよく、逆に、スプライン軸部23bの外周にシール剤
57を塗布してもよい。
いても、第1の内方部材11に設けられたステム挿入孔
14と第2の内方部材21に形成されたステム23の嵌
合面間を密封することができ、前記嵌合面間から軸受内
部に泥水等が侵入するのを防止することができる。
5の実施の形態を示す。この例で示す車輪軸受装置と先
に述べた図1に示す車輪軸受装置とは、第2の内方部材
21’が相違する。第2の内方部材21’は外周に転走
面29を有する内輪30から成る。この第2の内方部材
21’である内輪30は、第1の内方部材11’のイン
ナ側端部の外周に形成された小径の軌道輪嵌合面16に
圧入嵌合され、第1の内方部材11’のインナ側端部の
加締めによって第1の内方部材11’と結合一体化され
ている。17は加締め部を示す。
は、軌道輪嵌合面16に環状溝58を形成し、その環状
溝58に取付けたシールリング59を第2の内方部材2
1’の内周面に弾性接触させて、第1の内方部材11’
と第2の内方部材21’である内輪30の嵌合面間を密
封している。シールリング59の材料は図2に示すシー
ルリング52で例示したものが使用される。
溝を形成し、その環状溝にシールリングを取付けて第1
の内方部材11’と第2の内方部材21’の嵌合面間を
密封してもよい。この車輪軸受装置の第1の内方部材1
1’の材料、熱処理は図1に示す第1の内方部材11と
ほぼ同じであるが、インナ側端部を加締めるため、車輪
取付フランジ12の根元部表面から第1の内方部材1
1’の軌道輪嵌合面に至る範囲とされ、加締められるイ
ンナ側先端部は未焼入れ部分として残してある。
受装置の第6及び第7の実施の形態の密封手段の拡大図
を示す。第6及び第7の実施の形態の車輪軸受装置と図
6に示す車輪軸受装置とは第1の内方部材11’と第2
の内方部材21’の嵌合面間の密封手段が異なるのみで
他の構成部品は同じであるため、以下にその密封手段に
ついて述べる。図7に示す第6の実施の形態における車
輪軸受装置の密封手段においては、第2の内方部材2
1’のアウタ側端面の内周部にシール取付け凹部60を
形成し、そのシール取付け凹部60にシール部材61を
接着等の手段で固着し、そのシール部材61に設けられ
た複数のシールリップ61aを第1の内方部材11’の
外周に接触させて第1および第2の内方部材11’、2
1’の嵌合面間を密封するようにしている。また、接着
以外の方法として、シール取付け凹部60の内周とシー
ル部材61とは若干の締代をもたせてシール取付け凹部
60に装着してもよい。シール部材61の材料は、図3
のシール部材54で例示したものが使用される。
軸受装置の密封手段においては、第1の内方部材11’
と第2の内方部材21’の嵌合面間にシール剤62を塗
布して前記嵌合面間を密封している。この図では、シー
ル剤62の厚みをかなり誇張して示している。また、シ
ール剤62としては図5(I)乃至(III )に示すシー
ル剤57と同様に樹脂性接着剤が好ましく、さらに、嫌
気性室温硬化型接着剤であることが好ましい。
第1の内方部材11’と第2の内方部材21’の嵌合面
間を密封することができるため、その嵌合面間から軸受
内部に泥水等が侵入するのを防止することができる。
の内方部材11’に図示しない等速自在継手のステムが
挿入されるスプライン孔から成るステム挿入孔14を形
成した駆動輪用の車輪軸受装置を示したが、車輪軸受装
置はこれに限定されず、第1の内方部材11’に円形
孔、もしくは、孔を有しない中実のものから成る車輪挿
入孔を形成した非駆動輪用の車輪軸受装置であってもよ
い。また、図6に示す車輪軸受装置においては、第1の
内方部材11’のインナ側端部を加締めた車輪軸受装置
を示したが、加締め部17を廃止して、内輪30を軌道
輪嵌合面に圧入嵌合しただけの車輪軸受装置であっても
よく、非駆動輪の車輪軸受装置の場合は、加締め部17
の代わりに第1の内方部材11’のインナ側端部にねじ
軸を設け、そのねじ軸に係合するナットの締付けによっ
て第1の内方部材11’と第2の内方部材21’である
内輪30を結合状態に保持するようにしてもよい。ま
た、いずれの実施の形態も転動体としてボールを示した
が、これに限らず、円すいころでもよい。
1の内方部材と第2の内方部材の嵌合面間を密封する密
封手段を設けたことによって、前記嵌合面間から軸受内
部に泥水等が侵入するのを防止することができ、泥水の
侵入による軸受寿命の低下を抑制することができる。
置の縦断正面図
置の密封手段を示す断面図
施の形態の車輪軸受装置の密封手段の断面図
施の形態の車輪軸受装置の密封手段の断面図
置を示す縦断正面図
置の密封手段を示す断面図
置の密封手段を示す断面図
Claims (8)
- 【請求項1】 車体に対する取付フランジを外周に有
し、内周に複列の転走面が形成された外方部材と、車輪
取付フランジおよび前記複列の転走面の一方と対向する
転走面を外周に有する第1の内方部材と、前記複列の転
走面の他方と対向する転走面を外周に有し、前記第1の
内方部材に嵌合された第2の内方部材と、前記外方部材
と第1および第2の内方部材の転走面間に組込まれた複
列の転動体と、前記外方部材の両端部内周と第1および
第2の内方部材の外周間を密封する一対のシール部材と
から成る車輪軸受装置において、前記第1の内方部材と
第2の内方部材の嵌合部を密封する密封手段を設けたこ
とを特徴とする車輪軸受装置。 - 【請求項2】 前記第2の内方部材が、等速自在継手の
外側継手部材から成り、その外側継手部材に設けられた
ステムに、前記第1の内方部材に形成されたステム挿入
孔の嵌合孔部に圧入嵌合される嵌合軸部と、ステム挿入
孔のスプライン孔部に嵌合されるスプライン軸部とが形
成されている請求項1に記載の車輪軸受装置。 - 【請求項3】 前記第2の内方部材が、内輪から成り、
その第2の内方部材が前記第1の内方部材の端部外周に
形成された小径の軌道輪嵌合面に圧入嵌合されている請
求項1に記載の車輪軸受装置。 - 【請求項4】 前記密封手段が、第1の内方部材と第2
の内方部材の嵌合部における嵌合面の少なくとも一方に
環状溝を形成し、その環状溝に取付けたシールリングを
嵌合面の他方に弾性接触させた構成から成る請求項1乃
至3のいずれかに記載の車輪軸受装置。 - 【請求項5】 前記密封手段が、第1の内方部材のイン
ナ側端面の内周部にシール部材を取付け、そのシール部
材に設けられた複数のシールリップを第2の内方部材の
表面に弾性接触させた構成から成る請求項1又は2に記
載の車輪軸受装置。 - 【請求項6】 前記密封手段が、第2の内方部材のアウ
タ側端面の内周部にシール部材を取付け、そのシール部
材に設けられた複数のシールリップを第1の内方部材の
表面に弾性接触させた構成から成る請求項1又は3に記
載の車輪軸受装置。 - 【請求項7】 前記密封手段が、第2の内方部材の第1
内方部材のアウタ側端面より外部に臨む端部にシールキ
ャップを取付け、そのシールキャップに設けられたシー
ルリップを第1内方部材のアウタ側端面に弾性接触させ
て、第1内方部材に形成された嵌合孔の端部開口を覆う
ようにした構成から成る請求項1又は2に記載の車輪軸
受装置。 - 【請求項8】 前記密封手段が、第1の内方部材と第2
の内方部材の嵌合面間にシール剤を塗布した構成から成
る請求項1乃至3のいずれかに記載の車輪軸受装置。
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