JP2007032640A - Bearing unit for wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するための車輪用軸受ユニットに関する。 The present invention relates to a wheel bearing unit for rotatably supporting a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device.
従来の車輪用軸受ユニットでは、車両走行時或いは停止時において、雨水、水道水(洗車時)、泥水(未舗装路走行時)、塩水(寒冷地走行時)、水蒸気等の水分の影響を受けやすい。このような外部からの水、泥、塵等の異物の侵入を防止するために、例えば、駆動輪用の軸受ユニットでは、懸架装置に固定される外輪(固定輪)と車輪とともに回転するハブ(回転輪)との間に構成される軸受の軸受空間内をシールする密封装置が設けられている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventional wheel bearing units are affected by moisture such as rainwater, tap water (when washing a car), muddy water (when running on an unpaved road), salt water (when driving in a cold region), and water vapor when the vehicle is running or stopped. Cheap. In order to prevent the entry of foreign matter such as water, mud, and dust from the outside, for example, in a bearing unit for a drive wheel, an outer ring (fixed wheel) fixed to a suspension device and a hub that rotates together with the wheel ( A sealing device that seals the inside of the bearing space of the bearing formed between the rotating wheel and the rotating wheel is provided (see, for example, Patent Document 1).
具体的に、図10〜12に示すように、外輪101とハブ102との間のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部)には密封装置103が設けられ、図13に示すように、アウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部)には密封装置104が設けられている。
Specifically, as shown in FIGS. 10 to 12, a
これにより、車輪用軸受ユニットの軸受空間の軸方向両端部開口をシールして、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間への浸入を防止するとともに、封入グリースの漏洩を防止する。 This seals both axial ends of the bearing space of the wheel bearing unit in the axial direction so as to prevent dust, water, muddy water, etc. from entering the bearing space from the outside, and leakage of the encapsulated grease.
密封装置103は、図10に示すように、外輪101のインボード側端部の内周面に嵌合される芯金105と、ハブ102のインボード側端部の外周面に嵌合されるスリンガ106と、芯金105に接着固定されてスリンガ106に摺接するシール部材107とを備えている。シール部材107は、図示の例では、スリンガ106に対して軸方向に摺接する1つのアキシアルシールリップ108と、径方向に摺接する1つのラジアルシールリップ109とを有している。
As shown in FIG. 10, the
また、近年では、回転輪側であるハブ102の外周面に嵌合されるスリンガ106の軸受外面側に、例えば、図11及び図12に示すように、車両のABS用のセンサ等として使用される磁気エンコーダ(例えばゴム磁石等)110を接着固定したものが増加している。
Further, in recent years, as shown in FIGS. 11 and 12, it is used as a sensor for an ABS of a vehicle on the bearing outer surface side of the
一方、密封装置103は、図13に示すように、外輪101のアウトボード側端部の内周面に嵌合される芯金111と、該芯金111に接着固定されてハブ102に摺接するシール部材112とを備えている。シール部材112は、図示の例では、ハブ102の車輪取り付けフランジの側面に対して軸方向に摺接する2つのアキシアルシールリップ113,114と、ハブ102の外周面に対して径方向に摺接する1つのラジアルシールリップ115とを有している。
ところで、従来の車輪用軸受ユニットにおいては、車両の車軸が水没するような状況での使用や、軸受のがたつき、また、長年の使用による密封装置103,104の劣化等により、密封装置103,104の機能が低下して、車輪用軸受ユニットの軸受空間内に水が浸入する場合がある。車輪用軸受ユニットの内部に水が浸入すると、外輪101及びハブ102と転動体との間に存在するグリースの油膜が破断され、金属接触状態が発生する。
By the way, in the conventional wheel bearing unit, the
自動車は、走行状態と停止状態を繰り返しており、特に、泥水環境下での走行後は密封装置103,104が密封性を維持し、軸受内部への泥水の浸入を阻止したとしても、アキシアルシールリップ108,113の先端近傍には、泥水が堆積することになる。
The automobile repeats a running state and a stopped state. In particular, after the running in a muddy water environment, even if the
また、泥水環境下での走行後に停止状態が長く続けば、アキシアルシールリップ108,113先端近傍に堆積した泥水は乾燥し、アキシアルシールリップ108,113及びアキシアルシールリップ108,113が摺接する相手面に固着する。このような泥水環境下での走行と停止を繰り返すことにより、アキシアルシールリップ108,113及び相手面に、図10〜図13に示す泥120が大量に固着することになる。特に、図12に示すように、ハブ102側のスリンガ106の軸受外面側に設けられた磁気エンコーダ110がスリンガ106の外周部に巻き付いたタイプでは、この巻き付き部に泥120が固着しやすくなる。
In addition, if the stop state continues for a long time after traveling in a muddy water environment, the muddy water accumulated near the tips of the
このように泥120が大量に固着した状態でアキシアルシールリップ108,113が摺接すると、アキシアルシールリップ108,113の先端摺接部以外の部分が固着した大量の泥120と接触し、本来の摺接するはずのアキシアルシールリップ108,113の先端が浮いた状態となり、密封性が維持されないという問題が発生する。
When the
また、アキシアルシールリップ108,113の先端摺接部以外の部分と固着した大量の泥120との摺接部の摩擦が大きくなって、トルクの増大や摩耗が促進され、自動車の燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能に悪影響を及ぼす原因となる。
In addition, the friction of the sliding contact portion between the
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、密封装置のシールリップの先端近傍及び該シールリップが軸方向に摺接する相手面に泥等の異物が固着しにくくするとともに、泥等の異物が固着したとしても、シールリップ先端の摺接部以外の部分での接触をなくして、高い密封性を維持することができる車輪用軸受ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and makes it difficult for foreign matter such as mud to adhere to the vicinity of the tip of the seal lip of the sealing device and the mating surface where the seal lip slides in the axial direction. An object of the present invention is to provide a wheel bearing unit capable of maintaining high sealing performance by eliminating contact at a portion other than a sliding contact portion at the tip of a seal lip even if foreign matter such as mud adheres.
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
(1) 回転輪と、固定輪と、該回転輪と該固定輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記回転輪と前記固定輪の一方に装着され、且つ、他方の側に設けられた相手面と摺接するシールリップを有する密封装置と、を有する車輪用軸受ユニットであって、
前記シールリップと摺接する前記相手面は、前記シールリップの摺接位置より径方向外方部位が、前記摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されることを特徴とする車輪用軸受ユニット。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A rotating wheel, a fixed wheel, a plurality of rolling elements that are rotatably arranged between the rotating wheel and the fixed wheel, one of the rotating wheel and the fixed wheel, and A wheel bearing unit having a sealing device having a seal lip that is in sliding contact with a mating surface provided on the other side,
For the wheel, the mating surface that is in sliding contact with the seal lip is formed such that a radially outer portion is positioned axially outward from the sliding contact position from the sliding contact position of the seal lip. Bearing unit.
本発明の車輪用軸受ユニットによれば、シールリップと摺接する相手面は、シールリップとの摺接位置より径方向外方部位が、摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されるので、シールリップ先端近傍及びシールリップと摺接する相手面に泥等の異物が固着しにくくなる。 According to the wheel bearing unit of the present invention, the mating surface that is in sliding contact with the seal lip is formed such that the radially outer portion is positioned axially outward from the sliding contact position with respect to the seal lip. Therefore, it becomes difficult for foreign matters such as mud to adhere to the vicinity of the tip of the seal lip and the mating surface in sliding contact with the seal lip.
また、泥等の異物が固着したとしても、シールリップ先端の摺接部以外の部分での接触がなくなるため、高い密封性を維持することができるとともに、シールリップの低摩擦化及び低摩耗化が図れて、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能の向上を図ることができる。 Moreover, even if foreign matter such as mud adheres, contact with the portion other than the sliding contact portion at the tip of the seal lip is eliminated, so that high sealing performance can be maintained, and friction and wear of the seal lip are reduced. Therefore, it is possible to improve the running performance of the vehicle centering on the fuel efficiency performance and the acceleration performance.
以下、本発明の車輪用軸受ユニットの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の車輪用軸受ユニットOは駆動輪用とされており、外輪1(固定輪)及びハブ(回転輪)3と、複数の転動体10とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a wheel bearing unit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The wheel bearing unit O of the present embodiment is for a drive wheel, and includes an outer ring 1 (fixed wheel) and a hub (rotating wheel) 3, and a plurality of
ハブ3は、中空状のハブ輪4を備えており、ハブ輪4は、その外周面のアウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部:図1の左端部)に径方向外方に延びる車輪取り付けフランジ7を有している。車輪取り付けフランジ7には、そのアウトボード側の側面に車輪を構成する図示しないホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのスタッド7aが周方向に略等間隔で複数植設されている。
The
ハブ輪4のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部:図1の右端部)には小径段部4aが形成されており、該小径段部4aには内輪5が嵌め込まれている。内輪5の外周面には内輪軌道面9が形成され、また、ハブ輪4の軸方向の中間部外周面にも内輪軌道面9が形成されている。
A small-
外輪1の内周面にはハブ輪4の内輪軌道面9に対応する外輪軌道面8及び内輪5の内輪軌道面9に対応する外輪軌道面8が形成されており、また、車輪取り付けフランジ7から離間する側の外輪1の外周部には径方向外方に延びる懸架装置取り付けフランジ2が設けられている。
An outer ring raceway surface 8 corresponding to the inner
そして、複列の内輪軌道面9と複列の外輪軌道面8との間に、それぞれ複数の転動体10が保持器11を介して周方向に転動可能に配設されている。また、外輪1とハブ3との間のインボード側端部には密封装置12aが設けられ、アウトボード側端部には密封装置12bが設けられており、車輪用軸受ユニットの軸受空間の軸方向両端部開口をシールして、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間への浸入を防止するとともに、封入グリースの漏洩を防止する。
A plurality of
尚、図示の例では、転動体10として玉を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用軸受ユニットの場合には、転動体10としてテーパころを使用する場合もある。
In the illustrated example, a ball is used as the
上述の様な車輪用軸受ユニットOを自動車に組み付けるには、固定輪側の外輪1の懸架装置取り付けフランジ2を懸架装置に固定し、回転輪側のハブ3の車輪取り付けフランジ7にスタッド7aやナット(図示せず)等を介してブレーキロータ及びホイールを固定する。これにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持することができる。
In order to assemble the wheel bearing unit O as described above to an automobile, the suspension
密封装置12aは、図2に示すように、外輪1のインボード側端部の内周面に嵌合される芯金21と、内輪5のインボード側端部の外周面に嵌合されるスリンガ22と、芯金21に接着固定されてスリンガ22に摺接するシール部材23とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
芯金21は、外輪1のインボード側の端部内周面に内嵌固定される外径側円筒部24と、この外径側円筒部24の軸方向内端緑(図2の左端縁)から径方向内方に延びる内側円環部25とを有して断面略L字形状に形成されている。一方、スリンガ22は、内輪5の外周面に外嵌される内径側円筒部26と、この内径側円筒部26の軸方向外端縁(図2の右端縁)から径方向外方に延びる外側円環部27とを有して断面L字形状に形成されている。
The
シール部材23は合成ゴム等により形成されており、スリンガ22の外側円環部27に対して軸方向に摺接する1つのアキシアルシールリップ23aと、内径側円筒部26に対して径方向に摺接する1つのラジアルシールリップ23bとを有している。また、スリンガ32の外側円環部27の軸方向外側側面には、例えば、車両のABS用のセンサ等として使用される磁気エンコーダ28が接着等により固定されている。
The
一方、密封装置12bは、図3に示すように、外輪1のアウトボード側の端部内周面に嵌合される断面略L字形状の芯金31と、該芯金31に接着等により固定されて、ハブ輪4に摺接するシール部材32とを備えている。シール部材32は、ハブ輪4の車輪取り付けフランジ7の側面に対して軸方向に摺接する上下2つのアキシアルシールリップ32a,32bと、ハブ輪4の外周面に対して径方向に摺接する1つのラジアルシールリップ32cとを有している。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the sealing
ここで、本実施形態では、インボード側の密封装置12aのアキシアルシールリップ23aの先端が摺接する相手面であるスリンガ22の外側円環部27の軸方向内側面において、アキシアルシールリップ23aの軸方向の摺接位置より径方向外方部位に、図1に示すように、段部40を形成し、これにより、密封装置12aにおける相手面のアキシアルシールリップ23aの摺接位置より径方向外方部位を、該摺接位置より軸方向外方に配置している。また、磁気エンコーダ28の外周部における軸方向内端面28aも段部40の軸方向側面40aと連続して形成され、摺接位置より軸方向外方に配置されている。
Here, in the present embodiment, the shaft of the
また、アウトボード側の密封装置12bの上側のアキシアルシールリップ32aの先端が摺接する相手面であるハブ輪4の車輪取り付けフランジ7の側面において、アキシアルシールリップ32aの軸方向の摺接位置より径方向外方部位に、図3に示すように、段部50を形成し、これにより、密封装置12bにおける相手面のアキシアルシールリップ32aの摺接位置より径方向外方部位を、該摺接位置より軸方向外方に配置している。
Further, on the side surface of the
このように、本実施形態では、密封装置12a,12bのアキシアルシールリップ23a,32aと摺接する相手面となるスリンガ27及びハブ4は、アキシアルシールリップ23a,32aとの摺接位置より径方向外方部位が、段差40,50によって、摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されるので、アキシアルシールリップ23a,32aの先端近傍及びアキシアルシールリップと摺接する相手面となるスリンガ27及びハブ4に泥等の異物が固着しにくくなる。
As described above, in this embodiment, the
また、泥等の異物が固着したとしても、アキシアルシールリップ23a,32a先端の摺接部以外の部分での泥との接触がなくなるため、高い密封性を維持することができるとともに、アキシアルシールリップ23a,32aの低摩擦化及び低摩耗化が図れて、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能の向上を図ることができる。
In addition, even if foreign matter such as mud adheres, contact with mud at portions other than the sliding contact portions at the tips of the
なお、本発明の上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, it is not limited to the said embodiment of this invention, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
本実施形態では、インボード側の密封装置12aにおける相手面のアキシアルシールリップ23aの摺接位置より径方向外方部位を、段部40を形成することで、該摺接位置より軸方向外方に配置するようにしているが、段部40に代えて、図3に示すような斜面部41や、図4に示すような凸円弧部42、或いは、図5に示すような凹円弧部43によって形成してもよい。また、これらの場合においても、磁気エンコーダ28の外周部における軸方向内端面28aは、これらの軸方向側面と連続して形成される。
In this embodiment, by forming the
また、アウトボード側の密封装置12bにおいても、相手面のアキシアルシールリップ32aの摺接位置より径方向外方部位に、段部50を形成することで、該摺接位置より軸方向外方に配置するようにしているが、段部50に代えて、図6に示すような斜面部51や、図7に示すような凸円弧部52、或いは、図8に示すような凹円弧部53によって形成してもよい。
Further, also in the
また、本実施形態では、内輪回転の駆動輪用の車輪用軸受ユニットに本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、内輪回転の従動輪用の車輪用軸受ユニット他、外輪回転の従動輪用及び駆動輪用の車輪用軸受ユニットに本発明を適用してもよい。 Further, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to the wheel bearing unit for the driving wheel for the inner ring rotation is illustrated, but instead, the wheel bearing unit for the driven wheel for the inner ring rotation, the outer ring rotation, and the like. The present invention may be applied to a wheel bearing unit for a driven wheel and a drive wheel.
さらに、本実施形態では、インボード側の密封装置12aに磁気エンコーダ28を設けた場合を例示したが、磁気エンコーダ28を設けないタイプのインボード側の密封装置に本発明を適用してもよいのは勿論である。
Furthermore, in this embodiment, the case where the
図1(実施例1)、図11(従来例1)、図12(従来例2)の各インボード側の密封装置を用いて、泥水環境下での寿命試験を行った結果を示す。なお、試験条件は、回転速度2000min-1とし、浸漬と乾燥、回転と停止をそれぞれ組み合わせたパターンによるサイクル試験とした。試験結果を表1に示す。 The result of having performed the life test in a muddy water environment using the sealing device of each inboard side of FIG. 1 (Example 1), FIG. 11 (Conventional example 1), and FIG. 12 (Conventional example 2) is shown. The test conditions were a rotational speed of 2000 min −1 and a cycle test using a pattern in which immersion, drying, rotation, and stop were combined. The test results are shown in Table 1.
従来例2のように、磁気エンコーダ110がスリンガ106の外周部に巻き付いたタイプでは、この巻き付き部に泥が固着しやすく、短時間で泥水が浸入し、寿命が大幅に短くなるのが判る。従来例1では、従来例2に比べると寿命が延びてはいるが、やはりアキシアルシールリップ108の先端近傍に泥が堆積、固着していることが試験後の観察から判明した。
It can be seen that in the type in which the
これに対し、実施例1では、寿命が大幅に延びており、試験後の観察でもアキシアルシールリップ23aの先端近傍への泥の堆積、固着がほとんど見られなかった。
On the other hand, in Example 1, the lifetime was significantly extended, and even when observed after the test, there was hardly any mud accumulation or adhesion near the tip of the
1 外輪(固定輪)
3 ハブ(回転輪)
10 転動体
12a インボード側密封装置
12b アウトボード側密封装置
23a アキシアルシールリップ
32a アキシアルシールリップ
40,50 段部
1 Outer ring (fixed ring)
3 Hub (rotating wheel)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記シールリップと摺接する前記相手面は、前記シールリップの摺接位置より径方向外方部位が、前記摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されることを特徴とする車輪用軸受ユニット。 A rotating wheel, a fixed wheel, a plurality of rolling elements disposed between the rotating wheel and the fixed wheel so as to be freely rollable, one of the rotating wheel and the fixed wheel, and the other side A wheel bearing unit having a sealing device having a sealing lip that is in sliding contact with a mating surface provided on the wheel,
For the wheel, the mating surface that is in sliding contact with the seal lip is formed such that a radially outer portion is positioned axially outward from the sliding contact position from the sliding contact position of the seal lip. Bearing unit.
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