JP2007315527A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アウトボード側のシール性強化と、その長期にわたるシール性能維持がなされる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 内周に複列の軌道面１ａ，１ｂを有する外方部材１と、アウトボード側端に車輪取付用のフランジ４ｂを有する内方部材４Ａと、これら外方部材１と内方部材４Ａの軌道面１ａ，１ｂ，２ａ，３ａ間に介在した複列の転動体５とを備える。外方部材１のアウトボード側の端面を覆う立脚板部１２ａおよび外周面を覆う円筒状部１２ｂを有する断面Ｌ字形のシール接触環１２を取付ける。内方部材４Ａのフランジ４ｂのインボード側の側面に取付けられる芯金１３、およびこの芯金１３に固着された弾性体１４を有するシール１５を設ける。このシール１５に、外方部材１に取付けられたシール接触環１２の立脚板部１２ａに先端が摺接するシールリップ１４ａを設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車輪用軸受装置に関し、詳しくはその密封構造に関する。

自動車等の車輪用軸受装置として、内方部材が車輪取付用フランジを有するハブ輪と、このハブ輪の外周に嵌合した内輪とよりなる軸受装置（いわゆる第２世代および第３世代型車輪用軸受装置）が多く採用されている。このような軸受装置の場合、その使用環境が厳しいことから、車両外側のシール性を強化する目的で、アウトボード側のシールにハブ輪の車輪取付用フランジに摺接するシールリップをさらに付加し、シール性を確保することもなされるようになった。特許文献１にはそのようなシール構造が開示されている。図３は、特許文献１に開示されたと同様のシール構造を示すものであり、以下これについて略述する。なお、以下において、アウトボード側は、車輪用軸受装置を車体に取付けた状態で車幅方向外側を、インボード側は、同車幅方向中央側をそれぞれ意味している。

図３に示す軸受装置１００は、後記する車輪用軸受装置と同様の駆動輪用第２世代タイプの軸受装置であって、そのアウトボード側のシール部分を拡大して示している。この軸受装置１００は、内方部材がハブ輪１０１と内輪１０２とよりなり、ハブ輪１０１は車輪取付用フランジ１０１ａを有している。内輪１０２と外方部材１０３との間の各軌道面１０２ａ，１０３ａ間に転動体１０４としての円すいころが介在され、この円すいころは保持器１０５によって保持されている。内輪１０２と外方部材１０３とによって形成される軸受空間の両端部にはシール（図ではアウトボード側）１０６が装着されている。このアウトボード側のシール１０６は、内輪１０２の外径面に嵌合されるスリンガ（環状体）１０７と、外輪１０３の内径面に嵌合されるゴム等からなる弾性体１０８と、この弾性体１０８を固着保持する芯金１０９とよりなる。弾性体１０８は、スリンガ１０７の円筒部の外径面に弾性摺接する第１のシーリリップ１０８ａと、車輪取付用フランジ１０１ａに弾性摺接する第２のシールリップ１０８ｂとを備える。また、スリンガ１０７のその外向鍔状部の周縁には、芯金１０９の円筒部の内径面に弾性摺接するシールリップ１１０が固着されている。
特表２００１−５１０５３４号公報

図３に示すシール構造においては、第１のシールリップ１０８ａとスリンガ１０７、第２のシールリップ１０８ｂとハブフランジ１０１ａおよびシールリップ１１０と芯金１０９のそれぞれの弾性摺接関係によって、前記軸受空間内に充填される潤滑剤（グリース）の漏出および外部からの水や汚泥の軸受空間内への浸入が防止される。特に、車輪取付用フランジ１０１ａに弾性摺接する第２のシールリップを設けることにより、自動車用軸受装置のような厳しい使用環境下に対するシール性の強化がなされる。しかし、車輪取付用フランジ１０１ａはその材質上、錆が発生し易く、そのため経時的にシール性能が低下することが予想される。

そこで、本発明者等は、図４に示すようなシール構造を備えた車輪用軸受装置を試作し提案した。この提案例の車輪用軸受装置Ｃは、上記同様駆動輪用２世代タイプの軸受装置であって、２列の軌道面１ａ，１ｂを有する外方部材１と、この各軌道面１ａ，１ｂに対向する軌道面２ａ，３ａをそれぞれ有する２個の内輪２，３と、ハブ輪４とを備える。ハブ輪４は、中空軸部４ａおよび車輪取付用フランジ４ｂを有し前記軸部４ａが前記２個の内輪２，３の内周に圧入されている。ハブ輪４における軸部４ａの中空部は、スプライン軸孔とされ、図示しない等速ジョイントの先側連結軸部分が嵌合固定され、これによってハブ輪４が駆動回転する。車輪取付用フランジ４ｂには車輪（図示せず）がボルト４ｃによって取付けられる。また、外方部材１は、フランジ１ｃを備え、このフランジ１ｃに形成されたボルト孔１ｄを介して車体（図示せず）に固定される。上記外輪側軌道面１ａ，１ｂと内輪側軌道面２ａ，３ａとの間には転動体５としての複数の円すいころが２列介在され、これら円すいころは、保持器６によって保持されている。

外方部材１と２個の内輪２，３とによって形成される軸受空間Ｓの両端部には、パックシール等と呼ばれる組み合わせ型のシール７、８が介在している。さらに、外方部材１のアウトボード側端部の外径面には、円筒状部９ａと、その先端に連成された外向鍔部９ｂとよりなる断面Ｌ形の金属環９がその円筒状部９ａをして嵌合固定されている。この金属環９の外向鍔部９ｂには車輪取付用フランジ４ｂに向け拡径状に延びるシールリップ１０ａを備えたゴム材等からなる弾性体１０が固着されている。また、車輪取付用フランジ４ｂのインボード側面でシールリップ１０ａに対応する面に、非発錆性の環状シール接触板１１が固着され、このシール接触板にシールリップ１０ａが弾性摺接するよう構成されている。このシールリップ１０ａとシール接触板１１との弾性摺接および前記シール７とにより、軸受空間Ｓのアウトボード側のシールがなされる。

このようなアウトボード側のシール構造にあっては、車輪取付用フランジ４ｂとシールリップ１０ａとの間に非発錆性のシール接触板１１が介在するため、車輪取付用フランジ４ｂの発錆が、この部分の経時的なシール性に影響を及ぼすことがない。しかし、アウトボード側の全体的なシール性能としては、要求性能に応えるにはまだ不十分である。

この発明の目的は、内方部材が車輪取付用フランジを有する車輪用軸受装置において、アウトボード側のシール性強化と、その長期にわたるシール性能維持がなされる車輪用軸受装置を提供することである。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有し外周に車体への取付用のフランジを有する外方部材と、前記軌道面に対向する軌道面を外周に有しアウトボード側端に車輪取付用のフランジを有する内方部材と、これら外方部材と内方部材の軌道面間に介在した複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材のアウトボード側の端面を覆う立脚板部および外周面を覆う円筒状部を有する断面Ｌ字形のシール接触環を取付け、前記内方部材の車輪取付用のフランジのインボード側の側面に取付けられる芯金およびこの芯金に固着された弾性体を有するシールを設け、このシールに、前記外方部材に取付けられたシール接触環の立脚板部に先端が摺接するシールリップを設けたことを特徴とする。

この構成によると、車輪取付用フランジのインボード側の側面に芯金を介して取付けられたシールのシールリップが、外方部材に取付けられたシール接触環の立脚板部にその先端をして接触する。そのため、芯金およびシールリップと立脚板部との接触により、軸受装置のアウトボード側のシールがなされる。このシールリップと立脚板部との接触は、従来のハイパックシールに比べて径方向において広範囲になされ、実質的にシールサイズがアップされることになるから、シール性能が強化される。また、シールリップの摺接対象が車輪取付用フランジとはされないから、車輪取付用フランジの発錆の影響がなく、これによってシール性能が低下する懸念がない。そして、シール接触環は、これ自体をＳＵＳ等の非発錆性材料で別途製造することが容易であるから、摺接対象の発錆による経時的なシール性能の低下を防止することができる。

この発明において、前記シールリップよりも外径側に位置して、前記シールの芯金と前記シール接触環との間に非接触シール隙間を形成する非接触シール隙間形成部を、前記シールの芯金または前記シール接触環に設けても良い。この構成によれば、シールリップよりも外径側に位置して、シールの芯金と前記シール接触環との間に非接触シール隙間が形成されるから、この隙間のシール機能により、シールリップとシール接触環の立脚板部との摺接部分に対して外部からの汚泥や塵埃等の浸入が防止され、シール性能がより向上する。非接触シールであるため、摩耗することがなくて、摩耗によってシール性能が低下することがなく、またトルク増が回避できる。

また、この発明において、前記シールの前記弾性体に、内方部材の外径面に接するシールリップであるラジアルリップを設けても良い。このようなラジアルリップを設けることにより、上記シールリップとシール接触環の立脚板部との摺接作用と相乗してよりシール性能が強化される。

この発明において、前記内方部材が前記車輪取付用のフランジを有するハブ輪と、このハブ輪の外周に嵌合した内輪とでなるものとしても良い。このような内方部材を備えた車輪用軸受装置は、自動車用の軸受装置として汎用されており、自動車用特有の厳しい使用環境下において、上記優れたシール性能が効果的である。また、上記ラジアルリップを内輪の外径面に接するものとすれば、ハブ輪と内輪との突当部で生じるフレデリック摩耗粉が軸受空間内に浸入することを防止し、この摩耗粉が転動体と軌道面との間に噛み込んで軸受としての耐久性を低下させることもない。

この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有し外周に車体への取付用のフランジを有する外方部材と、前記軌道面に対向する軌道面を外周に有しアウトボード側端に車輪取付用のフランジを有する内方部材と、これら外方部材と内方部材の軌道面間に介在した複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材のアウトボード側の端面を覆う立脚板部および外周面を覆う円筒状部を有する断面Ｌ字形のシール接触環を取付け、前記内方部材の車輪取付用のフランジのインボード側の側面に取付けられる芯金およびこの芯金に固着された弾性体を有するシールを設け、このシールに、前記外方部材に取付けられたシール接触環の立脚板部に先端が摺接するシールリップを設けたため、芯金およびシールリップと立脚板部との摺接により軸受装置のアウトボード側のシール性能の強化がなされ、しかも、車輪取付用フランジの発錆の影響がなく、所期のシール性能が長期にわたって低下することなく維持される。

この発明の車輪用軸受装置の第１の実施形態を図１と共に説明する。この車輪用軸受装置Ａは、駆動輪用の第２世代タイプの軸受装置であって、２列の軌道面１ａ，１ｂを有する軸受外輪である外方部材１と、この各軌道面１ａ，１ｂに対向する軌道面２ａ，３ａをそれぞれ有する２個の内輪２，３と、ハブ輪４とを備える。これらハブ輪４および内輪２，３により、内方部材４Ａが構成される。
ハブ輪４は、中空軸部４ａおよび車輪取付用フランジ４ｂを有し前記軸部４ａが前記２個の内輪２，３の内周に圧入されている。ハブ輪４における軸部４ａの中空部は、スプライン軸孔とされ、図示しない等速ジョイントの先側連結軸部分が嵌合固定され、これによってハブ輪４が駆動回転する。車輪取付用フランジ４ｂには車輪（図示せず）がボルト４ｃによって取付けられる。また、外方部材１は、フランジ１ｃを備え、このフランジ１ｃに形成された雌ねじ等のボルト孔１ｄを介して車体（図示せず）に固定される。上記外方部材側軌道面１ａ，１ｂと内輪側軌道面２ａ，３ａとの間には円すいころからなる複数の転動体５が２列に介在され、これら転動体５は、保持器６によって保持されている。外方部材１と２個の内輪２，３とによって形成される軸受空間Ｓのインボード側端部には、組み合わせシール等からなるシール８が介在している。

図１に示す車輪用軸受装置Ａの全体構成は、上述のように図４に示した提案例の車輪用軸受装置Ｃの全体構成略同様であるが、アウトボード側のシール構造が異なる。この車輪用軸受装置Ａにおいては、外方部材としての外方部材１のアウトボード側端部に、その端面を覆う立脚板部１２ａ、および外周面を覆う円筒状部１２ｂを有する断面Ｌ字形のシール接触環１２が圧入嵌合によって取付られている。また、内方部材としてのハブ輪４に形成された車輪取付用フランジ４ｂのインボード側の側面には環状芯金１３が固定されている。この芯金１３にはゴム材等からなる弾性体１４が固着され、この弾性体１４と芯金１３とによりシール１５が構成される。この弾性体１４は、外方部材１に取付けられたシール接触環１２の立脚板部１２ａに先端が弾性摺接する２個のシールリップ１４ａを備えている。前記芯金１３およびシール接触環１２は、ＳＵＳ等の非発錆性金属からなる。

上記芯金１３は、車輪取付用フランジ４ｂのインボード側の側面に固定される環状取付基部１３ａと、この取付基部１３ａの内周縁部からインボード側に延出された円筒状部１３ｂと、この円筒状部１３ｂの端部よりさらに内向きに屈曲形成された内向鍔状部１３ｃとよりなり、板金加工等により一体形成されたものである。上記弾性体１４は、この内向鍔状部１３ｃのインボード側全面と、円筒状部１３ｂの外径面の一部とを覆うように固着されている。弾性体１４は、上記２個のシールリップ１４ａの他に、アウトボード側内輪２の外径面に弾性的に接触するシールリップとしてのラジアルリップ１４ｂと、外径側からシール接触環１２の円筒状部１２ｂの外径面にまで及ぶ円筒状部１４ｃとを備えている。この円筒状部１４ｃの内径面とシール接触環１２の円筒状部１２ｂの外径面との間に、ラビリンス隙間となる非接触隙間ｒ１が形成される。上記円筒状部１４ｃが、芯金１３とシール接触環１２との間に非接触隙間ｒ１を形成する非接触シール隙間形成部となる。シール接触環１２の円筒状部１２ｂと外方部材１との圧入嵌合部には、ゴムの加硫接着層１２ｃが介在され、シール接触環１２の嵌合固定を強固にすると共に、外方部材１の嵌合面の発錆防止がなされている。

この実施形態の車輪用軸受装置Ａにおいては、アウトボード側の外方部材１とハブ輪４の車輪取付用フランジ４ｂとの間は、芯金１３と、この芯金１３に固着された弾性体１４とよりなるシール１５が、シールリップ１４ａの先端でシール接触環１２の立脚板部１２ａに接触する。これによってシールされるから、軸受空間Ｓに充填された潤滑剤が漏出することがなく、また、外部から水、汚泥あるいは塵埃が軸受空間に浸入することが防止される。特に、シールリップ１４ａと立脚板部１２ａとの弾性摺接範囲を径方向に大きく確保することができるから、実質的なシールサイズのアップが図られ、シール性能の強化がなされる。

さらに、内輪２の外径面に接するラジアルリップ１４ｂによって、上記のシール性がより強化されると共に、ハブ４の内輪２との突当部４ｄで生じる摩耗粉（フレッティング摩耗粉）の軸受空間Ｓ内への浸入が阻止される。したがって、フレッティング摩耗粉が軸受空間Ｓ内に浸入して軌道面１ａ，１ｂ，２ａ，３ａや転動体５の表面を傷つけるようなことがなく、軸受としての耐久性が低下することがない。また、非接触隙間ｒ１により、弾性体１４とシール接触環１２の立脚板部１２ａとにより囲まれた空間内への塵埃等の浸入が阻止される。このため、シールリップ１４ａとシール接触環１２の立脚板部１２ａとの弾性摺接部分に浸入・噛み込まれた塵埃等によってシールリップ１４ａの先端が摩耗するような恐れがない。したがって、シールリップ１４ａの先端の弾性摺接によるシール性能の低下を来たす懸念もない。

図２は、他の実施形態の車輪用軸受装置Ｂを示す。この実施形態の車輪用軸受装置Ｂの全体構成は、図１に示した実施形態の車輪用軸受装置Ａの全体構成と、アウトボード側のシール構造を除いて同一であるので、ここでは、共通部分に同一の符号を付しその構成の説明を省略する。この車輪用軸受装置Ｂにおいては、上記弾性体１４は、芯金１３の内向鍔状部１３ｃのインボード側面の略全面を覆うように固着され、上記実施形態のようなシール接触環１２の円筒状部１２ｂの外周面近傍にまで及ぶ円筒状部１４ｃを形成せず、代って、シール接触環１２の円筒状部１２ｂをインボード側より折り返し、芯金１３の円筒状部１３ｂの外径面近傍にまで及ぶ折返円筒状部１２ｂａを形成している。この折返円筒状部１２ｂａの内径面と芯金１３の円筒状部１３ｂの外径面との間に、ラビリンス隙間となる非接触隙間ｒ２が形成され、折返円筒状部１２ｂａが芯金１３とシール接触環１２との間に非接触隙間ｒ２を形成する非接触シール隙間形成部とされる。また、上記の実施形態と同様、シール接触環１２の円筒状部１２ｂと外方部材１との圧入嵌合部には、ゴムの加硫接着層１２ｃが介在され、外方部材１の嵌合面の発錆防止がなされている。

この構成の車輪用軸受装置Ｂにおいても、アウトボード側の外方部材１とハブ輪４の車輪取付用フランジ４ｂとの間は、芯金１３と、シール１５とによりシールされ、軸受空間に充填された潤滑剤が漏出することがなく、また、外部から水、汚泥あるいは塵埃が軸受空間に浸入することが防止される。さらに、ラジアルリップ１４ｂによって、上記のシール性がより強化されると共に、上記摩耗粉（フレッティング摩耗粉）の軸受空間内への浸入が阻止される。また、非接触隙間ｒ２により、弾性体１４とシール接触環１２の立脚板部１２ａとにより囲まれた空間内への塵埃等の浸入が阻止される。

なお、上記実施形態では、駆動輪用第２世代タイプの軸受装置での例を述べたが、従動輪用の車輪用軸受装置であっても、また内方部材がハブ輪と片方の列の内輪とでなる車輪用軸受装置である第３世代タイプ、あるいは内方部材がハブ輪と等速ジョイントの外輪とでなる第４世代の軸受装置にも、この発明を適用することができる。さらに、円すいころ軸受型に限らず、アンギュラ玉軸受型の車輪用軸受装置にもこの発明を適用することができる。

この発明の車輪用軸受装置の一実施形態を示す断面図と部分拡大図である。 同他の実施形態の同様図である。 従来の車輪用軸受装置の一例を示す部分拡大図である。 提案例の断面図およびその部分拡大図である。

符号の説明

１、１０３…外方部材
１ａ，１ｂ、２ａ、３ａ、１０２ａ、１０３ｂ…軌道面
１ｃ…フランジ
１ｄ…ボルト孔
２、３、１０２…内輪
４、１０１…ハブ輪
４Ａ…内方部材
４ａ…軸部
４ｂ、１０１ａ…車輪取付用フランジ
４ｃ…ボルト
４ｄ…突当部
５、１０４…転動体
６、１０５…保持器
７、８、１５、１０６…シール
９…金属環
９ａ、１２ｂ、１３ｂ…円筒状部
９ｂ…外向鍔部
１０、１４、１０８…弾性体
１０ａ、１４ａ、１１０…シールリップ
１１…シール接触板
１２…シール接触環
１２ａ…立脚板部
１２ｂａ…折返円筒状部（非接触シール隙間形成部）
１２ｃ…ゴムの加硫接着層
１３、１０９…芯金
１３ａ…取付基部
１３ｃ…内向鍔状部
１４ｂ…ラジアルリップ
１４ｃ…円筒状部（非接触シール隙間形成部）
１００…軸受装置
１０７…スリンガ
１０８ａ…第１のシールリップ
１０８ｂ…第２のシールリップ
ｒ１，ｒ２…非接触シール隙間
Ａ、Ｂ、Ｃ…車輪用軸受装置
Ｓ…軸受空間

Claims (4)

1. 内周に複列の軌道面を有し外周に車体への取付用のフランジを有する外方部材と、前記軌道面に対向する軌道面を外周に有しアウトボード側端に車輪取付用のフランジを有する内方部材と、これら外方部材と内方部材の軌道面間に介在した複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材のアウトボード側の端面を覆う立脚板部および外周面を覆う円筒状部を有する断面Ｌ字形のシール接触環を取付け、前記内方部材の車輪取付用のフランジのインボード側の側面に取付けられる芯金およびこの芯金に固着された弾性体を有するシールを設け、このシールに、前記外方部材に取付けられたシール接触環の立脚板部に先端が摺接するシールリップを設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記シールリップよりも外径側に位置して、前記シールの芯金と前記シール接触環との間に非接触シール隙間を形成する非接触シール隙間形成部を、前記シールの芯金または前記シール接触環に設けた車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記シールの前記弾性体に、内方部材の外径面に接するシールリップであるラジアルリップを設けた車輪用軸受装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記内方部材が前記車輪取付用のフランジを有するハブ輪と、このハブ輪の外周に嵌合した内輪とでなる車輪用軸受装置。

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