JP2010053893A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪取付フランジ６の基部６ｂに金属環１２が嵌着されてサイドリップ１４ａ、１４ｂを有するシール８が摺接され、金属環１２が、ハブ輪４の肩部４ｅに外嵌される円筒状の嵌合部１２ａと、円弧状の湾曲部１２ｂと、車輪取付フランジ６の側面６ｃに密着される円板部１２ｃと、側面６ｃから軸方向に離間して延びる傘部１２ｄと、径方向外方に突出した折曲部１２ｅとを備え、傘部１２ｄが、外方部材２のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間Ａを介して対向配置されると共に、外方部材２の外周に圧入される円筒部１６ａと、この円筒部１６ａから径方向外方に延びる立板部１６ｂを備えたスリンガ１６が配設され、立板部１６ｂと折曲部１２ｅとが僅かな軸方向隙間Ｂを介して対峙している。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、密封性能の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。

これらの車輪用軸受装置は泥水等がかかり易い部位に配置されるため、シール装置が装着されて外方部材と内方部材との間を密封するように構成されている。一般的に、シール装置は、シールリップを備えたシール部材が固定側部材となる外方部材に装着され、シールリップが内方部材の外周面に摺接されている。

こうした車輪用軸受装置の一例を図５に示す。この車輪用軸受装置５０は、車体側に非回転に取り付けられる外輪部材（外方部材）５１と、外輪部材５１にボール（図示せず）を介して回転支持される内輪部材（内方部材）５２とを有し、車輪（図示せず）は内輪部材５２に固定されて車体に対して回転可能とされている。そして、車輪用軸受装置５０は、泥水等がかかり易い場所に配置されるため、密封装置を配置して内輪部材５２と外輪部材５１との間を密封するように構成されている。

この密封装置は、外輪部材５１の端部内周に嵌着されたシール部材５３と、ハブ輪５４の車輪取付フランジ５５の基部５６に嵌着された金属環５７とからなる。シール部材５３は、円環状の弾性シール体５８と、この弾性シール体５８を保持する芯金５９とから構成されている。弾性シール体５８は、円環状の３個のシールリップ５８ａ、５８ｂ、５８ｃを有しており、シールリップ５８ａはハブ輪５４のフランジ面５４ａに、シールリップ５８ｂはハブ輪５４のアール面５４ｂに、また、シールリップ５８ｃは、ハブ輪５４の肩部外周面５４ｃに、それぞれ近接して配置されるように形成されている。

金属環５７は、ハブ輪５４の肩部外周面５４ｃに嵌合される嵌合部５７ａと、ハブ輪５４のフランジ面５４ａに密着される鍔部５７ｂと、この鍔部５７ｂの外径側周縁部に、ハブ輪５４のフランジ面５４ａから離間する方向に断面略クランク状に形成されたシール装着部５７ｃと、さらに、外輪部材５１の面取り部５１ａに沿って軸方向に延設された非接触シール部５７ｄとを有している。非接触シール部５７ｄの内周面と外輪部材５１の面取り部５１ａおよび外周面５１ｂとの隙間Ｃは極めて狭い寸法に設定されている。

そして、金属環５７の鍔部５７ｂをハブ輪５４のフランジ面５４ａに密着させて、金属環５７の嵌合部５７ａをハブ輪５４の肩部外周面５４ｃに嵌合させた時、フランジ面５４ａとシール装着部５７ｃとの間に形成されたシール空間に弾性体６０が装着されている。また、非接触シール部５７ｄの内周面と外輪部材５１の面取り部５１ａおよび外周面５１ｂとによってラビリンスが形成されている。

シール空間に装着された弾性体６０のシール効果により、金属環５７とハブ輪５４との嵌合部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、非接触シール部５７ｄの内周面と外輪部材５１の面取り部５１ａおよび外周面５１ｂとによって形成されたラビリンスの効果により、シール部材５３と金属環５７との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができる。
特開２００５−２９１４８５号公報

こうした従来の車輪用軸受装置の密封装置では、非接触シール部５７ｄの内周面と外輪部材５１の面取り部５１ａおよび外周面５１ｂとによって形成されたラビリンスの効果により、シール部材５３と金属環５７との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができる特徴を備えている。然しながら、この僅かな隙間Ｃから一旦浸入した泥水等は外部に排出され難いと言う問題があった。そして、弾性シール体５８上に滞留した泥水等がシールリップ５８ａの摺接面に付着してシールリップ５８ａを摩耗させる可能性があり、長期間に亘って安定した密封性を保持するのは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部と、この傘部から径方向外方に突出して形成された折曲部とを備え、前記傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周にスリンガが圧入され、このスリンガが前記金属環の端部近傍にラビリンスシールを介して配置されている。

このように、車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、アウター側のシールが、外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが金属環に摺接された車輪用軸受装置において、金属環が、ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部と、この傘部から径方向外方に突出して形成された折曲部とを備え、前記傘部が、外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、外方部材のアウター側の端部外周にスリンガが圧入され、このスリンガが金属環の端部近傍にラビリンスシールを介して配置されているので、外方部材の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガで阻止し、金属環の内部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、ラビリンスシールによって、内部に浸入した泥水等が、金属環の回転に伴う遠心力によって排出するのを妨げることないため長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記スリンガが、前記外方部材の外周面に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備えると共に、この立板部と前記金属環の折曲部とが僅かな軸方向隙間を介して対峙していれば、外方部材の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガで阻止し、金属環の内部に泥水等が浸入するのを確実に防止することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記スリンガの立板部から軸方向に延びる円筒状の鍔部が形成され、この鍔部と前記折曲部とが僅かな径方向隙間を介して対峙していれば、金属環の内部に泥水等が浸入するのを一層防止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記折曲部と立板部との間に接触シールが介装されていれば、金属環の内部に泥水等が浸入するのを一層防止することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記金属環の傘部の周方向等配に排出孔が穿設され、少なくとも一つが路面に最も近い位置に配置されていれば、金属環と外方部材との間の僅かな環状の隙間から泥水等が浸入したとしても、金属環の回転に伴う遠心力によって排出されると共に、車両の停止時、金属環の内部に浸入した泥水等は、シールのサイドリップを伝って下方に流動し、容易に外部に排出される。

また、請求項６に記載の発明のように、前記排水孔が円径に形成され、その直径がφ３ｍｍ以下に設定されていれば、排水孔に付着した水の表面張力により泥水等の浸入を効果的に防止することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記金属環の傘部と前記外方部材の外周面との環状の隙間が０．０５〜１．０ｍｍの範囲に設定されていれば、金属環や外方部材の寸法バラツキや偏心等があっても傘部が外方部材に干渉することなく効果的に泥水等が浸入するのを防止することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記基部が所定の曲率半径ｒからなる円弧面に形成されると共に、この円弧面に対応して前記金属環の湾曲部が所定の曲率半径Ｒからなる円弧面に形成され、それぞれの曲率半径Ｒ、ｒがＲ≧ｒになるように設定されていれば、金属環を基部に嵌合した時に基部の円弧面に金属環の湾曲部が干渉して浮き上がるのを防止することができ、車輪取付フランジの側面と金属環の円板部との間に隙間が生じるのを防止することができる。これにより、両者が密着してサイドリップのシメシロのバラツキを抑え、安定した密封性を確保することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記金属環が耐食性を有する鋼板で形成され、その素材となる鋼板の表面粗さがＲａ０．２〜０．６の範囲に設定されていれば、長期間に亘って発錆を防止して密封性を維持することができると共に、良好なシール摺接面を得ることができ、リップ摩耗を抑制して劣悪な環境で使用されても、シールの密封性能の維持を図ることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部と、この傘部から径方向外方に突出して形成された折曲部とを備え、前記傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周にスリンガが圧入され、このスリンガが前記金属環の端部近傍にラビリンスシールを介して配置されているので、外方部材の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガで阻止し、金属環の内部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、ラビリンスシールによって、内部に浸入した泥水等が、金属環の回転に伴う遠心力によって排出するのを妨げることないため長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。

外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のサイドリップおよびグリースリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部と、この傘部から径方向外方に突出して形成された折曲部とを備え、前記傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備えたスリンガが配設され、前記立板部と折曲部とが僅かな軸方向隙間を介して対峙している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３は、図２の変形例を示す要部拡大図、図４は、図２の他の変形例を示す要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と、この内方部材１に複列の転動体（ボール）３を介して外挿された外方部材２とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に固定された内輪５とからなる。

ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。内輪５は、外周に他方（インナー側）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態でハブ輪４に対して軸方向に固定されている。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから段差部４ｄを介して小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部４ｃは鍛造加工後の表面硬さのままで未焼入れ部とされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、加締加工によって加締部４ｃに微小クラック等が発生するのを防止している。

外方部材２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。この外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。一方、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材２と内方部材１の両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受が構成されている。

また、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、９が装着されている。これらのシール８、９によって、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に浸入するのを防止している。インナー側シール９は、断面が略Ｌ字状をなして互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなる、所謂パックシールを構成している。

ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂに金属環１２が嵌着され、アウター側のシール８は、この金属環１２に摺接するように配設されている。シール８は、図２に拡大して示すように、外方部材２のアウター側の端部内周に嵌合される芯金１３と、この芯金１３に加硫接着等により一体に接合されたシール部材１４とからなる。芯金１３は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略コの字状に形成されている。

一方、シール部材１４は、芯金１３の外周部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１４ａ、１４ｂと、芯金１３の内縁部に接合され、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１４ｃとを有している。これらのサイドリップ１４ａ、１４ｂおよびグリースリップ１４ｃは、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂに嵌着された金属環１２に摺接されている。なお、芯金１３の外方部にはシール部材１４が回り込んで接合され、外方部材２と芯金１３との嵌合部から泥水等の異物が軸受内部に浸入するのを防止している。

金属環１２は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成され、ハブ輪４の肩部４ｅに外嵌される円筒状の嵌合部１２ａと、円弧状に形成された基部６ｂに対応して円弧状に形成された湾曲部１２ｂと、この湾曲部１２ｂから径方向外方に延び、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃに密着される円板部１２ｃと、この円板部１２ｃの外径部から車輪取付フランジ６に対して軸方向に離間して延びる円筒状の傘部１２ｄと、この傘部１２ｄから径方向外方に突出して形成された折曲部１２ｅとを備えている。この折曲部１２ｅは、金属環１２の剛性を向上させるために設けられたもので、金属環１２の寸法・形状精度を高めることができる。

なお、この金属環１２は、素材となる鋼板の表面粗さがＲａ０．２〜０．６の範囲に設定されている。これにより、良好なシール摺接面を得ることができ、リップ摩耗を抑制すると共に、劣悪な環境で使用されても、シール８の密封性能の維持を図ることができる。なお、Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）、算術平均粗さのことで、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。

基部６ｂは、ハブ輪４の肩部４ｅと車輪取付フランジ６との間の角部に所定の曲率半径ｒからなる円弧面に形成されている。そして、この円弧面に対応して、金属環１２の湾曲部１２ｂは所定の曲率半径Ｒからなる円弧面からなり、それぞれの曲率半径Ｒ、ｒがＲ≧ｒになるように設定されている。これにより、金属環１２を基部６ｂに嵌合した時に基部６ｂの円弧面に金属環１２の湾曲部１２ｂが干渉して浮き上がるのを防止している。したがって、車輪取付フランジ６の側面６ｃと金属環１２の円板部１２ｃとの間に隙間が生じるのが防止されて両者が密着し、サイドリップ１４ａ、１４ｂのシメシロのバラツキを抑えて安定した密封性を確保することができる。

また、図示はしないが、車輪取付フランジ６の側面６ｃと金属環１２のとの間に弾性リップが装着されていても良い。これにより、車輪取付フランジ６の側面６ｃと金属環１２の円板部１２ｃとの間から異物が浸入するのを防止して基部６ｂおよび金属環１２の装着部の発錆を長期間に亘って防止することができる。

本実施形態では、金属環１２の傘部１２ｄは、外方部材２のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間Ａを介して対向配置され、ラビリンスシールが構成されている。この環状の隙間Ａは０．０５〜１．０ｍｍ（直径）の範囲に設定されている。そして、傘部１２ｄの周方向に複数の排水孔１５が穿設されている。なお、隙間Ａが０．０５ｍｍ未満となると金属環１２や外方部材２の寸法バラツキや偏心等により、傘部１２ｄが外方部材２に干渉する恐れがあると共に、１．０ｍｍを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。

このように、傘部１２ｄの内周面と外方部材２の外周面とによって形成されたラビリンス効果により、シール８と金属環１２との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができると共に、この僅かな環状の隙間Ａから金属環１２の内部に泥水等が浸入したとしても、図中矢印にて示すように、金属環１２の回転に伴う遠心力によって排出されると共に、傘部１２ｄに穿設された排水孔１５によって容易に外部に排出され、サイドリップ１４ａ上に滞留することはない。したがって、泥水等がサイドリップ１４ａの摺接面に付着して摩耗するのを防止し、長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。

排水孔１５は円径に形成され、その直径ｄはφ３ｍｍ以下に設定されている。排水孔１５のサイズを大きくすると、内部に浸入した泥水等が排出され易い反面、この排水孔１５を通して外部から泥水等が内部に浸入するため、φ３ｍｍ以下に抑えることによって発生する水の表面張力により泥水等の浸入を防止することができる。

また、車両の停止時、金属環１２の内部に浸入した泥水等は、シール８のサイドリップ１４ａを伝って下方に流動し、路面に最も近い傘部１２ｄの下側に穿設された排水孔１５から排出される。したがって、排水孔１５は、少なくとも一つは路面に最も近い位置に配置されると共に、排出効果の面から周方向等配に複数個穿設されるのが好ましい。ただし、個数が多くなり過ぎると、外部から泥水等の浸入する恐れがあるため、６〜１２個の範囲に設定するのが適当である。

さらに、本実施形態では、外方部材２のアウター側の端部外周にスリンガ１６が圧入されている。このスリンガ１６は金属環１２の端部近傍に圧入される円筒部１６ａと、この円筒部１６ａから径方向外方に延びる立板部１６ｂとからなり、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成されている。そして、金属環１２の折曲部１２ｅと立板部１６ｂとが僅かな軸方向隙間Ｂを介して対峙し、ラビリンスシールが構成されている。これにより、外方部材２の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガ１６で阻止し、金属環１２の内部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、ラビリンスシールによって、内部に浸入した泥水等が、金属環１２の回転に伴う遠心力によって排出するのを妨げることないため長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。

なお、軸方向隙間Ｂは０．０５〜１．０ｍｍの範囲に設定されている。隙間Ｂが０．０５ｍｍ未満となると金属環１２やスリンガ１６の寸法バラツキや取付誤差等により、折曲部１２ｅと立板部１６ｂとが干渉する恐れがあると共に、１．０ｍｍを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。

なお、ここでは、車輪用軸受装置として従動輪側の第３世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、適用可能な構造であれば第２世代あるいは第４世代であっても良い。さらに、本実施形態では、転動体３にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、無論これに限らず、転動体に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。

次に、本発明に係るスリンガの変形例を図３に示す。このスリンガ１７は、金属環１２の端部の近傍に配設され、外方部材２の外周面に圧入される円筒部１７ａと、この円筒部１７ａから径方向外方に延びる立板部１７ｂと、さらにこの立板部１７ｂから軸方向に延びる円筒状の鍔部１７ｃからなる。このスリンガ１７は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されている。そして、金属環１２の折曲部１２ｅと立板部１７ｂとが僅かな軸方向隙間Ｂを介して対峙すると共に、鍔部１７ｃと折曲部１２ｅとが僅かな径方向隙間Ｄを介して対峙してラビリンスシールが構成されている。これにより、金属環１２の折曲部１２ｅと立板部１７ｂとの軸方向隙間Ｂから泥水等が侵入するのを確実に防止することができ、長期間に亘って安定した密封性を保持し、信頼性を向上させることができる。

なお、径方向隙間Ｄは０．０５〜１．０ｍｍの範囲に設定されている。隙間Ｄが０．０５ｍｍ未満となると金属環１２やスリンガ１７の寸法バラツキや取付誤差等により、折曲部１２ｅと鍔部１７ｃとが干渉する恐れがあると共に、１．０ｍｍを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。

また、図４に示すスリンガ１８は、金属環１２の端部の近傍に配設され、外方部材２の外周面に圧入される円筒部１６ａと、この円筒部１６ａから径方向外方に延びる立板部１６ｂとを備え、立板部１６ｂにシール部材１９が加硫接着により一体に接合されている。シール部材１９は径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１９ａを有し、金属環１２’の折曲部１２ｅ’に僅かなシメシロで摺接されている。これにより、金属環１２の折曲部１２ｅと立板部１７ｂとの軸方向隙間から泥水等が侵入するのを確実に防止することができ、長期間に亘って安定した密封性を保持し、信頼性を向上させることができる。

なお、ここでは、スリンガ１６にシール部材１９が接合されたスリンガ１８を例示したが、金属環１２の折曲部１２ｅにシール部材１９を接合し、サイドリップ１９ａをスリンガ１６の立板部１６ｂに摺接させるようにしても良い。これにより、金属環１２の回転に伴う遠心力によってサイドリップ１９ａが拡径してシメシロがなくなり、金属環１２の内部に浸入した泥水等をスムーズに排出することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、あらゆる世代の車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 図２の変形例を示す要部拡大図である。 図２の他の変形例を示す要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置の密封装置を示す要部拡大図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
３・・・・・・・・・・・転動体
４・・・・・・・・・・・ハブ輪
４ａ、５ａ・・・・・・・内側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・小径段部
４ｃ・・・・・・・・・・加締部
４ｄ・・・・・・・・・・段差部
４ｅ・・・・・・・・・・肩部
５・・・・・・・・・・・内輪
６・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・基部
６ｃ・・・・・・・・・・インナー側の側面
７・・・・・・・・・・・保持器
８・・・・・・・・・・・アウター側のシール
９・・・・・・・・・・・インナー側のシール
１０・・・・・・・・・・シール板
１１・・・・・・・・・・スリンガ
１２、１２’・・・・・・金属環
１２ａ・・・・・・・・・嵌合部
１２ｂ・・・・・・・・・湾曲部
１２ｃ・・・・・・・・・円板部
１２ｄ・・・・・・・・・傘部
１２ｅ、１２ｅ’・・・・折曲部
１３・・・・・・・・・・芯金
１４・・・・・・・・・・シール部材
１４ａ、１４ｂ、１９ａ・サイドリップ
１４ｃ・・・・・・・・・グリースリップ
１５・・・・・・・・・・排水孔
１６、１７、１８・・・・スリンガ
１６ａ、１７ａ・・・・・円筒部
１６ｂ、１７ｂ・・・・・立板部
１７ｃ・・・・・・・・・鍔部
１９・・・・・・・・・・シール部材
５０・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・外輪部材
５１ａ・・・・・・・・・面取り部
５１ｂ・・・・・・・・・外周面
５２・・・・・・・・・・内輪部材
５３・・・・・・・・・・シール部材
５４・・・・・・・・・・ハブ輪
５４ａ・・・・・・・・・フランジ面
５４ｂ・・・・・・・・・アール面
５４ｃ・・・・・・・・・肩部外周面
５５・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・・・基部
５７・・・・・・・・・・金属環
５７ａ・・・・・・・・・嵌合部
５７ｂ・・・・・・・・・鍔部
５７ｃ・・・・・・・・・シール装着部
５７ｄ・・・・・・・・・非接触シール部
５８・・・・・・・・・・弾性シール体
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ・シールリップ
５９・・・・・・・・・・芯金
６０・・・・・・・・・・弾性体
Ａ・・・・・・・・・・・環状の隙間
Ｂ・・・・・・・・・・・軸方向隙間
Ｃ・・・・・・・・・・・隙間
Ｄ・・・・・・・・・・・径方向隙間
ｒ・・・・・・・・・・・基部の曲率半径
Ｒ・・・・・・・・・・・金属環の湾曲部の曲率半径

Claims (9)

1. 外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
   前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、
   前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、
   前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部と、この傘部から径方向外方に突出して形成された折曲部とを備え、前記傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周にスリンガが圧入され、このスリンガが前記金属環の端部近傍にラビリンスシールを介して配置されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記スリンガが、前記外方部材の外周面に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備えると共に、この立板部と前記金属環の折曲部とが僅かな軸方向隙間を介して対峙している請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記スリンガの立板部から軸方向に延びる円筒状の鍔部が形成され、この鍔部と前記折曲部とが僅かな径方向隙間を介して対峙している請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記折曲部と立板部との間に接触シールが介装されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記金属環の傘部の周方向等配に排出孔が穿設され、少なくとも一つが路面に最も近い位置に配置されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
6. 前記排水孔が円径に形成され、その直径がφ３ｍｍ以下に設定されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記金属環の傘部と前記外方部材の外周面との環状の隙間が０．０５〜１．０ｍｍの範囲に設定されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
8. 前記基部が所定の曲率半径ｒからなる円弧面に形成されると共に、この円弧面に対応して前記金属環の湾曲部が所定の曲率半径Ｒからなる円弧面に形成され、それぞれの曲率半径Ｒ、ｒがＲ≧ｒになるように設定されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
9. 前記金属環が耐食性を有する鋼板で形成され、その素材となる鋼板の表面粗さがＲａ０．２〜０．６の範囲に設定されている請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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