JP2010019340A - 車軸用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】構造が簡単で、長期にわたって軸受部内へのインナ側からの泥水の浸入を防止することのできるシール部材を備えた長期間メンテナンスフリーの車軸用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪が取付けられるフランジ３及び円筒部５からなるハブシャフト２と、内輪１１、外輪１２及びこれら内輪１１と外輪１２との間に配設された転動体１３を有し、内輪１１と外輪１２との間に形成された環状開口部に第１のシール部材１５ａ，１５ｂが装着され、ハブシャフト２の円筒部５に装着された軸受部１０とを備え、軸受部１０のインナ側に、芯金２１と芯金２１に取付けられたシール材３０とを有し、第１のシール部材１５ａのインナ側を覆う第２のシール部材２０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車軸用軸受装置に係り、より詳しくは、泥水が軸受部に浸入するのを防止するシール部材を備えた車軸用軸受装置に関するものである。
近来、ピックアップトラックやＳＵＶ等にもユニット化された車軸用軸受装置の使用が増加しており、そのため、従来よりさらに高度の耐泥水性が要求されている。
このような車軸用軸受装置の軸受部においては、従来から、内輪と外輪の間のインナ側とアウタ側の開口部にシール部材が装着されて、潤滑剤の流出と泥水の浸入を防止しているが、これだけでは不十分なため、特に泥水の浸入が顕著なアウタ側においては種々対策が講じられて効果があげられている。
しかしながら、インナ側の開口部はシール部材のみで泥水の浸入を防止しているため、長期間の使用によりシール機能が低下すると軸受部内に泥水が浸入してしまうことがあり、このため、時々軸受部を分解してシール部材を交換しなければならず、メンテナンスがきわめて面倒であった。
従来の車軸用軸受装置に、ホイールハブの内端部とアクスルハウジングとの隙間にオイルシールを装着すると共に、上記隙間を覆うように、ホイールハブのフランジの内側にオイルキャッチャーをボルトで固定したものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、車軸支持体の外端部にドーナツ状パッキングプレートを固定すると共に、ブレーキドラムの内端部に圧入されたリング部材にシール部材を取付けて、このシール部材をパッキングプレートに摺接させるようにした車軸のダストシール構造がある（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−２０１９７９号公報（第３−４頁、図１−３） 実開昭６３−８８５０５号公報（第８−９頁、図１−２）
特許文献１の車軸用軸受装置は、軸受部のインナ側の開口部にオイルシールを装着し、これを覆うようにオイルキャッチャーを取付けているが、オイルシールとオイルキャッチャーとの間には大きなすき間があるため、オイルシールの機能が低下すると、やはりこのすき間から軸受部に泥水が浸入するという問題があり、時々オイルシールのメンテナンスが必要であった。
また、特許文献２のダストシール構造は、車軸支持体に固定したパッキングプレートに、ブレーキドラムの内端部（オイルシールの外側）に設けたリング部材に取付けたゴム製のシール部材を摺接させるようにしているため、長期の使用によりシール部材が摩耗すると共に、劣化してシール機能が低下し、車軸支持体とブレーキドラムとの間を十分にシールすることができず、軸受部に泥水が浸入するため、やはり時々オイルシールのメンテナンスが必要であった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構造が簡単で、長期にわたって軸受部内へのインナ側からの泥水の浸入を防止することのできるシール部材を備えた長期間メンテナンスフリーの車軸用軸受装置を提供することを目的としたものである。
本発明に係る車軸用軸受装置は、車輪が取付けられるフランジ及び円筒部からなるハブシャフトと、内輪、外輪及びこれら内輪と外輪との間に配設された転動体を有し、前記内輪と外輪との間に形成された環状開口部に第１のシール部材が装着され、前記ハブシャフトの円筒部に装着された軸受部とを備え、前記軸受部のインナ側に、芯金と該芯金に取付けられたシール材とを有し、前記第１のシール部材のインナ側を覆う第２のシール部材を設けたものである。
また、本発明に係る車軸用軸受装置は、車輪が取付けられるフランジを有する外輪と、前記外輪内に転動体を介して配設された内輪と、前記外輪と内輪との間に形成された環状開口部に装着された第１のシール部材とを備え、前記外輪のインナ側に、芯金と該芯金に取付けられたシール材を有し、前記第１のシール部材のインナ側を覆う第２のシール部材を設けたものである。
上記の第２のシール部材は、前記外輪に嵌合する円筒状の嵌合部、該嵌合部からインナ側に延設されインナ側端部に外径側に突出するフランジ部が形成されたシールド部、前記フランジ部から前記シールド部の内周面に沿って折り返えされたのち中心部に向って折り曲げられ、中心部に貫通穴が設けられた中壁からなる芯金と、前記芯金の中壁の貫通穴の内周縁に取付けられたリップを有する円環状のシール材とからなるものである。
本発明によれば、内輪と外輪との間に形成された環状開口部をシールする第１のシール部材のインナ側に、第１のシール部材を覆うように第２のシール部材を設けたので、第１のシール部材に直接泥水がかからないため、第１のシール部材の損傷を長期にわたって抑制することができる。
また、第２のシール部材の芯金に断面溝形状のシールド部を設けたので、インナ側へ飛散した泥水の大部分はシールド部に集まり、その外周面に沿って外部へ流出するので、第１のシール部材の内径側に流れ込んで溜ることがなく、軸受部への泥水の浸入を防止することができる。
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る車軸用軸受装置の縦断面図、図２は図１の軸受部の要部拡大図である。なお、以下の説明では、図の右側をインナ側（車体側）、左側をアウタ側（車輪側）という。
図において、１は内輪回転型の車軸用軸受装置で、鋼材からなるハブシャフト２のアウタ側の外周には、車輪（図示せず）を取付けるためのボルト４０が圧入される複数のボルト穴４を有するフランジ３が設けられており、フランジ３の中心部にはインナ側に突出し、後述の軸受部１０が装着される円筒部５が設けられている。６は円筒部５の中心部の軸方向に貫設されてドライブシャフトが嵌入される貫通穴である。
軸受部１０は２分割されてそれぞれ両端部に設けた鍔部の間に転走面（軌道面）が設けられた軸受用鋼材からなる内輪１１と、この内輪１１の転走面に対応して２列の転走面が設けられた軸受用鋼材からなる外輪１２と、保持器１４ａ，１４ｂのポケットにそれぞれ転動自在に保持され、内輪１１と外輪１２の転走面の間に２列に配設された転動体としての軸受用鋼材からなる円錐ころ１３とを備えている。なお、２分割された内輪１１は、一方をハブシャフト２と一体に構成し、他方を別部材で構成してもよい。１５ａ，１５ｂは内輪１１と外輪１２の間のインナ側とアウタ側の環状開口部に装着された第１のシール部材である。
この第１のシール部材１５ａ，１５ｂは、スリンガー１５ｃとシール環体１５ｄを組合わせてパック状態に形成されたいわゆるパックシールであって、内輪１１、外輪１２、保持器１４ａ，１４ｂ及び転動体１３を組立てて一体とした後に、内輪１１と外輪１２との間に嵌合したものである。
このようにして、軸受部１０に組込んだパックシール（第１のシール部材１５ａ，１５ｂ）を取外す場合は、軸受部１０を解体しなければならないため、メンテナンスがきわめて困難である。なお、軸受部１０内には、潤滑のためにグリースやオイルが封入されている。
２０は軸受部１０のインナ側において、第１のシール部材１５ａのインナ側に装着された第２のシール部材で、ほぼ円筒状の芯金２１と、この芯金２１に取付けられたシール材３０とからなっている。
この第２のシール部材２０を構成する芯金２１は、例えば、図３に示すように、ステンレス鋼板や表面処理鋼板の如き弾性を有する金属板を、プレス加工により形成したものである。そして、軸受部１０の外輪１２のインナ側の外径とほぼ等しい内径で、外輪１２に圧入等により嵌合して装着される円筒状の嵌合部２２と、段部２３を介してインナ側に延設された嵌合部２２より若干小径で円筒状のシールド部２４と、シールド部２４のインナ側を嵌合部２２とほぼ同じ外径位置まで外径側に折り曲げたのち、内径側に折り曲げて形成されたフランジ部２５（突出部）と、フランジ部２５の内径側をシールド部２４の内周面に沿ってアウタ側に折り曲げた補強部２６と、この補強部２６をシールド部２４の幅方向の中央部近傍で中心部側に折り曲げた中壁２７とからなっており、中壁２７の中心部には、ハブシャフト２のインナ側の外径（後述のかしめ部７を含む）より大径の貫通穴２８が設けられている。そして、シールド部２４は、段部２３とフランジ部２５とにより、断面溝状に形成されている。なお、外径側にフランジ２５があれば段部２３は省略してもよい。
３０は第２のシール部材２０の中壁２７の貫通穴２８の内周縁に、インサート又は接着等により取付けられた例えばゴム材からなるほぼ円環状のシール材で、インナ側に張り出したシールド部２４より若干短かいラッパ状の１個又は複数個のインナ側リップ３１ａ，３１ｂ（以下、単に３１と記すことがある）と、下端部から斜めアウタ側に張り出した逆ラッパ状のアウタ側リップ３２とからなっている。なお、インナ側リップ３１やアウタ側リップ３２の数、形成位置、形状は上記に限定するものではなく、適宜変更することができる。
次に、上記のように構成した車軸用軸受装置１の組立手順の一例について説明する。
先ず、組立てられた軸受部１０の内輪１１を、ハブシャフト２の円筒部５にインナ側から圧入し、円筒部５のインナ側の端部を外周側に折り曲げてかしめる（かしめ部７）。これにより、軸受部１０はアウタ側に設けた段部８との間に軸力が付与されて固定される。
ついで、インナ側から軸受部１０の外輪１２の外周に、第２のシール部材２０の芯金２１の嵌合部２２を圧入等により嵌合し、段部２３を外輪１２のインナ側端面に当接させる。このとき、シール材３０のアウタ側リップ３２の内周縁は、ハブシャフト２のかしめ部７の外周に当接する。この場合、アウタ側リップ３２を内輪１１の端面に当接するようにしてもよく、あるいは、かしめ部７の外周と内輪１１の端面の両方に当接するなど、形状を適宜形成することにより当接面を設定することができる。なお、第２のシール部材２０の外輪１２への装着にあたっては、圧入に代えてねじ等で固定してもよい。これにより、メンテナンス時に第２のシール部材２０を簡単に着脱することができる。
このようにして組立てられたハブシャフト２は、その貫通穴６をドライブシャフト（図示せず）に嵌合し、固定される。そして、軸受部１０の外輪１２に設けたフランジ１６が車軸ケース等に固定され、ドライブシャフトを含むハブシャフト２及び軸受部１０の内輪１１が回転自在に支持される。このとき、第２のシール部材２０の芯金２１のインナ側端部（フランジ部２５）は、ハブシャフト支持体４１に僅かなすき間ｇを隔てて対峙する。
上記のように構成した本実施の形態においては、自動車等の走行によって飛散した泥水は、軸受部１０のアウタ側は第１のシール部材１５ｂにより、インナ側は第２のシール部材２０及び第１のシール部材１５ａによって、軸受部１０内への浸入を防止することができる。
また、第２のシール部材２０は芯金２１の外径側に突出するフランジ部２５により断面溝状のシールド部２４を形成したので、インナ側へ飛散した泥水の大部分は、断面溝状のシールド部２４に集まり、シールド部２４の外周面に沿って下方に流れて外部に排出されるため、第１のシール部材１５ａの内径側空間に流れ込んで溜るのを抑制することができる。さらに、若し、芯金２１のフランジ部２５とハブシャフト支持体４１との間に形成された僅かなすき間ｇから泥水が浸入しても、この泥水はシール材３０のインナ側リップ３１ａ，３１ｂ及びアウタ側リップ３２によって軸受部１０への浸入が阻止され、外部へ排出される。なお、第２のシール部材２０は、外径側に突出するフランジ部２５により芯金２１の外周面に水流を導くシールド部２４が形成されていれば、芯金２１の段部２３は曲面であってもよく、あるいは省略してもよい。
本実施の形態によれば、泥水がかかり易い車軸用軸受装置１のインナ側に、軸受部１０の外輪１２に固定されて軸受部１０のインナ側を覆う第２のシール部材２０を設け、飛散した泥水を第２のシール部材により排水するようにしたので、第１のシール部材１５ａに直接泥水がかかりにくい。このため、第１のシール部材の損傷が抑制され、軸受部１０内にインナ側から泥水が浸入するのを防止することができるので、長期にわたってメンテナンスフリーの信頼性の高い車軸用軸受装置を得ることができる。
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る車軸用軸受装置の要部の断面図である。
５１は外輪回転型の車軸用軸受装置で、５２は車輪を取付けるフランジ５４を有する外輪、５６は固定軸に固定される内輪である。
鋼材からなる外輪５２の円筒部５３の内周面には、２条の転走面（軌道面）５５ａ，５５ｂが設けられている。また、２分割された円筒状の内輪５６の外周面には、外輪５２の転走面５５ａ，５５ｂと対向して転走面５７ａ，５７ｂが設けられている。
５８は軸受用鋼材やセラミックスからなり、金属材料や合成樹脂からなる保持器５９ａ，５９ｂの周方向に設けたポケットに、それぞれ転動自在に保持された転動体である複数の玉で、外輪５３と内輪５６の転走面５５ａと５８ａ、５５ｂと５８ｂの間に配設され、これらにより軸受部６０が形成される。６１ａ，６１ｂは外輪５２と内輪５６との間に形成された環状開口部に設けられた第１のシール部材である。
２０は実施の形態１の第２のシール部材２０とほぼ同じ構造の第２のシール部材で、芯材２１の嵌合部２２が外輪５２の円筒部５３のインナ側の端部外周に嵌合され、第１のシール部材６１ａを覆うように装着されている。このとき、芯金２１に設けたシール材３０のアウタ側リップ３２は、内輪５６の外周面に当接する。
本実施の形態においては、その内輪５６が自動車等の固定軸に嵌合されて固定され、外輪５２のフランジ５４にボルト４０によって車輪（従動輪）が取付けられる。
自動車等が走行して車輪が回転すると、外輪５２は固定軸を中心に玉５８を介して回転し、外輪５２に装着された第２のシール部材２０も外輪５２と一体に回転する。このとき、インナ側に飛散した泥水は回転する第２のシール部材２０によって排除され、実施の形態１の場合と同様に、軸受部６０内に浸入することはない。
本実施の形態においても、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
［実施の形態３］
図５は本発明の実施の形態３に係る車軸用軸受装置に装着する第２のシール部材の要部の説明図である。
本実施の形態は、実施の形態２の外輪５２に装着した第２のシール部材２０の芯金２１の嵌合部２２のアウタ側を、上方に折り曲げたのちほぼ水平にインナ側に折り曲げて円筒状の外周部２９を形成し、この外周部２９の外周面に、周方向に歯車状、波形状、梯子状等の多数の凹凸部、あるいは着磁部材を設けて、パルサーリングと同等の機能を有する円筒状のパルサー部３５を装着したものである。なお、芯金２１に外周部２９を設けることなく、芯金２１の嵌合部２２の外周に直接パルサー部３５を装着してもよい。
そして、このパルサー部３５に近接して、例えば、ヨークに巻かれた検出コイル及びマグネットを内蔵し、ナックル等の固定部に取付けられて、その先端部がパルサー部３５と僅かなすき間を隔てて対峙する回転検出センサ（図示せず）が配設される。
前述のように、車輪の回転に伴って外輪５２が回転し、これに装着した第２のシール部材２０が回転すると、これに設けたパルサー部３５が回転検出センサーのマグネットによって生じる一定磁界内を回転する。
これにより、回転検出センサーのヨークとパルサー部３５との間の磁路の変化による磁束の変化により、コイルの両端部に誘導パルス信号が発生するので、このパルス信号を計測することにより、外輪５３の回転運動（回転数、速度等）、したがって、車輪の回転運動を検出することができる。
パルサー部３５の構成は上記の凹凸部に限定するものではなく、例えば、周方向にＳ極とＮ極を交互かつ等間隔に設けてパルサー部を構成するなど、他の手段によってもよく、また、回転運動の検出には、磁気抵抗素子やホール素子を用いるなど、他の手段を用いてもよい。
本実施の形態によれば、実施の形態２に係る外輪回転型の車軸用軸受装置５１において、これに設けた第２のシール部材２０の芯金２１にパルサー部３５を設けたので、簡単な構造で外輪５２等の回転運動を検出することができ、その上コストを低減することができる。
上記の説明では、図示の車軸用軸受装置１，５１の外輪１２，５２に第２のシール部材２０を設けた場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の車軸用軸受装置にも本発明を実施することができる。
本発明の実施の形態１に係る車軸用軸受装置の縦断面図である。 図１の要部の拡大図である。 図１の第２のシール部材の正面図及びそのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態２に係る車軸用軸受装置の要部の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る車軸用軸受装置の第２のシール部材の要部の説明図である。
符号の説明
１，５１ 車軸用軸受装置、２，５２ ハブシャフト、３ フランジ、５ 円筒部、１０ 軸受部、１１，５６ 内輪、１２，５３ 外輪、１３，５８ 転動体、１５ａ，１５ｂ，６１ａ，６１ｂ 第１のシール部材、２０ 第２のシール部材、２１ 芯金、２２ 嵌合部、２４ シールド部、２７ 中壁、３０ シール材、３１ａ，３１ｂ インナ側リップ、３２ アウタ側リップ、３５ パルサー部。

Claims (3)

  1. 車輪が取付けられるフランジ及び円筒部からなるハブシャフトと、内輪、外輪及びこれら内輪と外輪との間に配設された転動体を有し、前記内輪と外輪との間に形成された環状開口部に第１のシール部材が装着され、前記ハブシャフトの円筒部に装着された軸受部とを備え、
    前記軸受部のインナ側に、芯金と該芯金に取付けられたシール材とを有し、前記第１のシール部材のインナ側を覆う第２のシール部材を設けたことを特徴とする車軸用軸受装置。
  2. 車輪が取付けられるフランジを有する外輪と、前記外輪内に転動体を介して配設された内輪と、前記外輪と内輪との間に形成された環状開口部に装着された第１のシール部材とを備え、
    前記外輪のインナ側に、芯金と該芯金に取付けられたシール材を有し、前記第１のシール部材のインナ側を覆う第２のシール部材を設けたことを特徴とする車軸用軸受装置。
  3. 前記第２のシール部材は、前記外輪に嵌合する円筒状の嵌合部、該嵌合部からインナ側に延設されインナ側端部に外径側に突出するフランジ部が形成されたシールド部、前記フランジ部から前記シールド部の内周面に沿って折り返えされたのち中心部に向って折り曲げられ、中心部に貫通穴が設けられた中壁からなる芯金と、前記芯金の中壁の貫通穴の内周縁に取付けられたリップを有する円環状のシール材とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の車軸用軸受装置。
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