JP2009166787A - 車両用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加を抑制しつつ、防水能力を向上させ、車両用軸受装置内部に錆が発生することを抑制することができる車両用軸受装置を提供する。
【解決手段】車両用軸受装置10のハブ軸２のフランジ部６の車輪が取り付けられる面６ａの反対面６ｂ、即ち、軸方向において車体側の面に、フランジ部６の中心部近傍から径方向において外方であるとともにハブ軸の反回転方向へ延設された複数のスパイラル状の溝を設け、フランジ部６の車体側表面に付着した水滴を集め、遠心力により外方に排水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用軸受装置に関し、特に車両用軸受装置への水分浸入を抑制し、錆びの発生が従来に比べ低減された車両用軸受装置に関する。

一般に、自動車等に用いられる車両用軸受装置には、走行時に泥水等の水分の浸入を防止するための密封装置が備えられている。車両用軸受装置に水分が浸入すると車両用軸受装置内部に錆が生じたり、水分に混入している物質により軸受が焼きついたりする可能性があるためである。しかし、１組の密封装置のみで十分な防水効果を挙げることは困難であった。また、接触型の密封装置を他段階に組み合わせると、軸受の回転トルクの増加を招き、燃費が低下する。

そこで、車両用軸受装置内部を泥水同から保護する保護カバーを備え、シール装置（密封装置）よりも外径において外輪と内輪との間の開口部を覆いつつ、シール構造を形成する技術が開示されている。かかる構成により、密封装置（シール装置）に直接泥水等がかかることを防止し、且つ、保護カバーで覆われた箇所、即ちシール装置への泥水、異物等の浸入を防止することができ、シール装置のシール性能を長期にわたって維持することができると記載されている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−１３２６１８号公報

しかし、上記特許文献１に記載の技術では、車両用軸受装置の防水能力は向上するものの、保護カバーを用いた泥除け構造等を軸受け装置に併設すると軸受装置全体の重量が増加するため、車両の軽量化を図ることが困難になるという問題があった。

本発明は、かかる実情を鑑みて成されたもので、重量の増加を抑制しつつ、防水能力を向上させ、車両用軸受装置内部に錆が発生することを抑制することができる車両用軸受装置を提供することを課題とする。

本発明にかかる車両用軸受装置は、車輪とともに回転する回転部材と、前記回転部材から、回転軸のラジアル方向において外方に突出する、前記回転部材を車輪に固定するための略円環状のフランジ部を備えた車両用軸受装置において、前記フランジ部は、前記回転部材の回転状態において、前記回転部材の回転に伴う遠心力により、前記フランジ部に付着した水滴を寄せ集めるとともに、寄せ集めた前記水滴をラジアル方向において外方に排水する排水構造を有する。

上記構成によると、フランジ部は、回転部材の回転状態において、回転部材の回転に伴う遠心力により、フランジ部に付着した水滴を寄せ集めるとともに、寄せ集めた前記水滴をラジアル方向において外方に排水する排水構造を有するため、フランジ部に付着した水滴が、車両用軸受装置内部に浸入することを抑制することができる。従って、フランジ部に付着した水滴が浸入することを原因とする車両用軸受装置内部における錆の発生を抑制することができる。また、錆の抑制効果はフランジ部の構造のみで達せられるため、特段の部品を追加する必要はない。従って、部材の増加による重量の増加を抑制することが可能となる。

本発明にかかる車両用軸受装置において、前記排水構造は、前記フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に設けられるとともに、前記フランジ部の中心部近傍から前記ラジアル方向へ延設された複数のスパイラル状の溝であることが好ましい。

上記構成によると、排水構造は、フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に設けられるとともに、フランジ部の中心部近傍からラジアル方向へ延設された複数のスパイラル状の溝であるため、フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に付着した水滴は、回転部材の回転に伴って溝の内部に集められ、付着時より大きな水滴となる。また、大きくなった水滴は遠心力の影響を受けやすいため、溝に集められた水滴が、遠心力により跳ね飛ばされ、排水される。従って、回転部材の回転状態においては、フランジ部を伝って車両用軸受装置内部に水滴が浸入することが抑制される。

本発明にかかる車両用軸受装置において、排水構造は、前記フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に設けられるとともに、前記フランジ部の中心部近傍から前記ラジアル方向へ延設された複数のスパイラル状のリブであることも好ましい。

上記構成によると、排水構造は、フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に設けられるとともに、フランジ部の中心部近傍からラジアル方向へ延設された複数のスパイラル状のリブであるため、フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に付着した水滴は、回転部材の回転に伴ってリブの側壁に集められ、付着時より大きな水滴となる。また、大きくなった水滴は遠心力の影響を受けやすいため、リブに集められた水滴が、遠心力により跳ね飛ばされ、排除される。従って、回転部材の回転状態においては、フランジ部を伝って車両用軸受装置内部に水滴が浸入することが抑制される。

本発明にかかる車両用軸受装置は、車体に固定される固定部材と、前記固定部材に嵌合される密封装置を更に備え、前記固定部材の表面であるとともに前記密封装置が嵌合される部分が、メッキ処理されていることが好ましい。

上記構成によると、固定部材の表面であるとともに密封装置が嵌合される部分がメッキ処理されているため、密封装置が嵌合される部分に錆が発生することを抑制できる。従って、車両用軸受装置内部における錆の発生を一層抑制することができる。また、錆の抑制効果はフランジ部の構造およびメッキで達せられるため、特段の部品を追加する必要はない。従って、部材の増加による重量の増加を抑制することが可能となる。

本発明によれば、重量の増加を抑制しつつ、防水能力を向上させ、車両用軸受装置内部に錆が発生することを抑制することができる車両用軸受装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
本発明を具体化した車両用軸受装置の一実施形態につき、図１〜図１５を参照して、以下に説明する。

図１に示すように、固定部材としての略円筒形状の外輪４は、その外周面から径方向（ラジアル方向）において外方に突出したフランジ部７を介して、車両（不図示）に固定されている。また、軸方向（アキシャル方向）において外部側の端部内周面１２ａに錫メッキが施されるとともに、メッキが施された部分に密封装置１３ａが内嵌されている。同様に、軸方向において車体側の端部内周面１２ｂにも錫メッキが施されるとともに、メッキが施された部分に密封装置１３ｂが内嵌されている。更に、外輪４の内周面であるとともに、メッキが施された内周面１２ａの近傍車体側には、軌道面５ａが設けられており、同様に、外輪４の内周面であるとともに、メッキが施された内周面１２ｂの近傍外部側には、軌道面５ｂが設けられている。

一方、車輪が固定される回転部材としての内輪部材１は、略円筒形状のハブ軸２、およびこのハブ軸２に嵌合固定された略円環形状の内輪３から構成されている。ハブ軸２の軸方向において外部側の端部には、軸方向において外部側に突出した円環状の案内部１５と、径方向において外方に突出したフランジ部６とを備えている。なお、このフランジ部６を介してハブ軸２に車輪が固定される。また、ハブ軸２の軸方向において車体側の端部には小径部８が形成されており、小径部８の外周面に上述の内輪３が外嵌されている。ハブ軸２のフランジ部６より車体側の外周面であるとともに外輪４の軌道面５ａに対応する位置には軌道面９ａが形成されている。この軌道面５ａと軌道面９ａとの間に転動体１１ａが転動可能に介装されている。同様に、内輪３の外周面であるとともに外輪４の軌道面５ｂに対応する位置には軌道面９ｂが形成されている。この軌道面５ｂと軌道面９ｂとの間に転動体１１ｂが転動可能に介装されている。また、外輪４の外部側端部に内嵌された密封装置１３ａはハブ軸２の内周面であるとともにフランジ部６の付根部分に摺接し、同様に、外輪４の車体側端部に内嵌された密封装置１３ｂは内輪３の内周面であるとともに車体側端部に摺接している。

ここで、図２〜図１５に示すように、上述したハブ軸２のフランジ部６の車輪が取り付けられる面６ａの反対面６ｂ、即ち、軸方向において車体側の面にはフランジ部６の中心部近傍から径方向において外方であるとともにハブ２の反回転方向へ延設された複数のスパイラル状の溝２０が設けられている。この複数のスパイラル状の溝２０がフランジ部６の車体側表面に付着した水滴を寄せ集め、遠心力により外方に排水する排水構造として機能する。

より具体的には、ハブ軸２の回転状態においては、フランジ部６の車体側表面に付着した水滴には慣性力および空気との摩擦力が働くため、フランジ部６の回転速度より遅れて中心軸の周りを回転する。そのためフランジ部６の表面を滑る様に移動し、溝２０に補足される。このようにして、フランジ部６の車体側表面に付着した水滴は溝２０内に寄せ集められ、更に溝２０の内壁２１に押し付けられることにより一層大きな水滴となる。一方ハブ軸２は回転しているためハブ軸２とともに回転している水滴には、径方向において外方の遠心力が働いている。遠心力は物質の重量に比例して大きくなるので、水滴が大きくなるに従い、この遠心力も一層大きくなるため、水滴は径方向において外方に移動を開始する。また、遠心力は回転の中心から径方向において外方に位置するほど強く働くため、径方向において外方に移動するにつれ水滴に一層強い遠心力が働き、水滴は加速度的に径方向において外方に移動する。溝２０の外方の端部２２に達した水滴は、径方向において外方に振り飛ばされることにより、車両用軸受装置１０の外部へ排水される。

また、外輪４の外部側端部を伝う水滴は密封装置１３ａにより軸方向において車体側に浸入することを防止される。また、外輪４の軸方向において外部側の端部内周面１２ａは錫メッキされているため、外輪４と密封装置１３ａとの界面に錆が生じたり、外輪４と密封装置１３ａとの界面から水分が浸入したりすることはない。同様に、外輪４の外部側端部を伝う水滴は密封装置１３ｂにより軸方向において外部側に浸入することを防止される。外輪４の軸方向において車体側の端部内周面１２ｂも錫メッキされているため、外輪４と密封装置１３ｂとの界面に錆が生じたり、外輪４と密封装置１３ｂとの界面から水分が浸入したりすることはない。

上記実施形態の車両用軸受装置によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）上記実施形態にかかる車両用軸受装置によれば、フランジ部６は、ハブ軸２の回転状態において、遠心力によりフランジ部６に付着した水滴を排除する構造を有するため、フランジ部６に付着した水滴が、車両用軸受装置内部に浸入することを抑制することができる。従って、フランジ部６に付着した水滴が浸入することを原因とする車両用軸受装置１０内部における錆の発生を抑制することができる。また、錆の抑制効果はフランジ部６の構造のみで達せられるため、特段の部品を追加する必要はない。従って、部材の増加による重量の増加を抑制することが可能となる。

（２）上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０によれば、フランジ部６に付着した水滴を集めるための複数のスパイラル状の溝２０が、車輪が取り付けられる面の反対面に設けられているため、フランジの、車輪が取り付けられる面の反対面に付着した水滴は、フランジが回転すると溝２０の内部に集められ、付着時より大きな水滴となる。また、大きくなった水滴は遠心力の影響を受けやすいため、溝２０に集められた水滴が、遠心力により跳ね飛ばされ、排除される。従って、回転部材の回転状態においては、フランジ部６を伝って車両用軸受装置内部に水滴が、浸入することが抑制される。

（３）上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０によれば、フランジ部６に溝２０が形成されているため、フランジ部の重量が従来より小さくなり、車両用軸受装置が軽量化される。

（４）上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０によれば、固定部材の表面であるとともに密封装置が嵌合される部分がメッキ処理されているため、車両用軸受装置１０内部における錆の発生を一層抑制することができる。また、錆の抑制効果はフランジ部６の構造およびメッキで達せられるため、特段の部品を追加する必要はない。従って、部材の増加による重量の増加を抑制することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した車両用軸受装置の第２の実施形態を図１６〜図２９にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態のフランジ部の形状を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態においては、図１６〜図２９に示すように、ハブ軸２のフランジ部６の車輪が取り付けられる面６ａの反対面６ｂ、即ち、軸方向において車体側の面にはフランジ部６の中心部近傍から径方向において外方であるとともにハブ２の反回転方向へ延設された複数のスパイラル状のリブ３０が設けられている。この複数のリブ３０がフランジ部６の車体側表面に付着した水滴を寄せ集め、遠心力により外方に排水する排水構造として機能する。

より具体的には、ハブ軸２の回転状態においては、フランジ部６の車体側表面に付着した水滴には慣性力および空気との摩擦力が働くため、フランジ部６の回転速度より遅れて中心軸の周りを回転する。そのためフランジ部６の表面を滑る様に移動し、リブ３０の側壁３１に寄せ集められ、更にリブ３０の側壁３１に押し付けられることにより一層大きな水滴となる。一方ハブ軸２は回転しているためハブ軸２とともに回転している水滴には径方向において外方の遠心力が働いている。遠心力は物質の重量に比例して大きくなるので、水滴が大きくなるに従い、この遠心力も一層大きくなるため、水滴は径方向において外方に移動を開始する。また、遠心力は回転の中心から径方向において外方に位置するほど強く働くため、径方向において外方に移動するにつれ水滴に一層強い遠心力が働き、水滴は加速度的に径方向において外方に移動する。リブ３０の側壁３１の外方端部３２に達した水滴は、径方向において外方に振り飛ばされることにより、車両用軸受装置１０の外部へ排水される。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。

（１）第２の実施形態にかかる車両用軸受装置１０によれば、フランジ部６に付着した水滴を集めるための複数のスパイラル状のリブ３０が、車輪が取り付けられる面の反対面に設けられているため、フランジ部６の、車輪が取り付けられる面の反対面に付着した水滴は、ハブ軸２の回転に伴ってフランジ部６が回転するとリブ３０の側壁に集められ、付着時より大きな水滴となる。また、大きくなった水滴は遠心力の影響を受けやすいため、リブ３０に集められた水滴が、遠心力により跳ね飛ばされ、排除される。従って、ハブ軸２の回転状態においては、フランジを伝って車両用軸受装置内部に水滴が浸入することが抑制される。

（２）第２の実施形態にかかる車両用軸受装置１０によれば、フランジ部６にリブ３０が形成されているため、フランジ部の剛性が従来のフランジ部より大きくなり、車両用軸受装置の強度が増加する。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０において、外輪４の、軸方向において外部側の端部内周面１２ａに錫メッキが施されるとともに、メッキが施された部分に密封装置１３ａが内嵌されているが、他の構成であっても良い。即ち、外輪４と密封装置１３ａとの界面部分に錆が発生しなければ良いのであるから、防錆効果を有しかつ経済的合理性のある他の金属でメッキしても良く、非金属でコーティングしても良い。また、外輪４の軸方向において車体側の端部内周面１２ｂについても同様である。

・上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０において、外輪４の、軸方向において外部側の端部内周面１２ａに錫メッキが施されるとともに、メッキが施された部分に密封装置１３ａが内嵌されているが、錫メッキが施されない構成であっても良い。即ち、外輪４と密封装置１３ａとの界面部分に錆が発生しなければ良いのであるから、界面部分に浸入する蓋然性がなければ、メッキを割愛することができる。この構成によれば、メッキ工程が割愛できるため、コストダウンに資する。また、外輪４の軸方向において車体側の端部内周面１２ｂについても同様である。

・上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０において、外輪４の、軸方向において外部側の端部内周面１２ａに錫メッキが施されるとともに、メッキが施された部分に密封装置１３ａが内嵌されているが、内輪部材１にメッキを行い、メッキが施された部分に密封装置１３ａを外嵌する構成であっても良い。即ち、固定部材と密封装置１３ａとの界面部分に錆が発生しなければ良いのであるから、内輪部材が固定部材であればかかる構成が有効となる。また、外輪４の軸方向において車体側の端部内周面１２ｂについても同様である。

・上記実施形態にかかる車両用軸受装置１０は、固定部材が外輪４であり、回転部材が内輪部材１である車両用軸受装置に適用されているが、固定部材が内輪部材であり、回転部材が外輪であっても適応可能である。即ち、回転軸のラジアル方向において外方に突出するとともに、回転部材を車輪に固定するためのフランジ部６を有する車両用軸受装置であればいずれにでも適応することができる。

本発明は、車両用軸受装置、特に水分が浸入しにくい車両用軸受装置であり、産業上広く利用可能である。

本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の軸方向断面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の斜視図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の内軸の正面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の内軸の背面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の内軸の平図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の内軸の底図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の内軸の右側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、軸受装置の内軸の左側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した斜視図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した正面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した背面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した平図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した底図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した右側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の一実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した左側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の斜視図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の正面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の背面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の平図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の底図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の右側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の左側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した斜視図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した正面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した背面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した平図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した底図面である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した右側面図である。 本発明にかかる車両用軸受装置の他の実施形態について説明する図面であり、車両用軸受装置の内軸の、発明特長部分を実線で示した左側面図である。

符号の説明

１…内輪部材、２…ハブ軸、３…内輪、４…外輪、５ａ…軌道面、５ｂ…軌道面、６…フランジ部、６ａ…車輪が取り付けられる面、６ｂ…車輪が取り付けられる面の反対面、７…フランジ部、８…小径部、９ａ…軌道面、９ｂ…軌道面、１０…車両用軸受装置、１１ａ…転動体、１１ｂ…転動体、１２ａ…内周面、１２ｂ…内周面、１３ａ…密封装置、１３ｂ…密封装置、１５…案内部、２０…溝、２１…(溝の)内壁。２２…(溝の)端部、３０…リブ、３１…(リブの)側壁、３２…(リブの)端部。

Claims (4)

1. 車輪とともに回転する回転部材と、
   前記回転部材から、回転軸のラジアル方向において外方に突出する、前記回転部材を車輪に固定するための略円環状のフランジ部を備えた車両用軸受装置において、
   前記フランジ部は、前記回転部材の回転状態において、前記回転部材の回転に伴う遠心力により、前記フランジ部に付着した水滴を寄せ集めるとともに、寄せ集めた前記水滴をラジアル方向において外方に排水する排水構造を有することを特徴とする車両用軸受装置。
2. 前記排水構造は、前記フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に設けられるとともに、前記フランジ部の中心部近傍から前記ラジアル方向へ延設された複数のスパイラル状の溝であることを特徴とする請求項１に記載の車両用軸受装置。
3. 前記排水構造は、前記フランジ部の車輪に固定される面の反対の面に設けられるとともに、前記フランジ部の中心部近傍から前記ラジアル方向へ延設された複数のスパイラル状のリブであることを特徴とする請求項１に記載の車両用軸受装置。
4. 車体に固定される固定部材と、
   前記固定部材に嵌合される密封装置を更に備え、
   前記固定部材の表面であるとともに前記密封装置が嵌合される部分が、メッキ処理されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用軸受装置。

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