JP2012224265A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】保護カバーの圧入時に生ずる軸受内圧の上昇を抑えてシールの密封性を確保すると共に、保護カバーの圧入時の変形を抑えて保持力を高め、回転速度検出の精度と信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】保護カバー10がオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部10aと、この嵌合部10aから径方向内方に延び、回転速度センサ15がインナー側の側面に近接または当接される円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10dとを備えると共に、この底部10dの中央部に通孔16が形成され、この通孔16に、片面が粘着面となった弾性を有するテープからなるシーリング部材17が取り外し可能に接合され、当該通孔16が閉塞されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承すると共に、軸受内部を密封する保護カバーが装着された車輪用軸受装置に関するものである。
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承すると共に、車輪の回転速度を検出し、アンチロックブレーキシステム(ABS)を制御する回転速度検出装置が軸受内部に内蔵された車輪用軸受装置が一般的に知られている。従来、このような車輪用軸受装置は、転動体を介して転接する内方部材および外方部材の間にシール装置が設けられ、円周方向に磁極を交互に並べてなる磁気エンコーダを前記シール装置に一体化させている。この磁気エンコーダに対面配置され、車輪の回転に伴う磁気エンコーダの磁極変化を検出する回転速度センサは、懸架装置を構成するナックルに車輪用軸受装置が装着された後、当該ナックルに装着されている。
このような車輪用軸受装置の一例として図11に示すような構造が知られている。この車輪用軸受装置は、外方部材50と内方部材51と、これら外方部材50と内方部材51との間に収容される複数のボール52とを備えている。内方部材51は、ハブ輪53と、このハブ輪53に圧入された内輪54とからなる。
外方部材50は、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に固定される車体取付フランジ50bを一体に有し、内周に複列の外側転走面50a、50aが一体に形成されている。
ハブ輪53は、一端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ55を一体に有し、外周に内側転走面53aと、この内側転走面53aから軸方向に延びる小径段部53bが形成されている。内輪54は、外周に内側転走面54aが形成され、小径段部53bの端部を塑性変形させて形成した加締部53cによって軸方向に固定されている。
外方部材50の外端部にはシールリング56が内嵌固定され、このシールリング56のリップは車輪取付フランジ55の基部55aに摺接されている。一方、内輪54の内端部外周面にはエンコーダ57が外嵌固定されている。このエンコーダ57は、断面L字形に形成された支持環58と、この支持環58の側面に全周に亙って添着支持されたエンコーダ本体59とからなる。このエンコーダ本体59は、周方向に交互に磁極N、Sが等間隔ピッチに着磁されている。
外方部材50の内端開口部はカバー60によって塞がれている。このカバー60は、非磁性体のステンレス鋼板、アルミニウム合金板、高機能樹脂等の非磁性の板材から形成され、外周縁部に外方部材50の内周面に圧入して固定される外周円筒部61と、エンコーダ本体59と対向する環状平坦部62と、内方部材51の端部を覆う底面部63とを一体に備えている。このカバー60は、所定の形状に形成した後、脱磁処理を行い、残留磁気を好ましくは3ガウス以下にされている。
エンコーダ57を構成するエンコーダ本体59の側面は、カバー60に近接対向して配置されると共に、センサ64の検出部は、カバー60の側面に近接もしくは当接され、検出部とエンコーダ本体59とはカバー60を介して近接対向されている。これにより、カバー60の存在により、センサ64とエンコーダ57との間に、水や鉄粉、磁気を帯びた破片等が入り込むのを防止してセンサ64やエンコーダ57の損傷が防止できると共に、エンコーダ本体59の規則的、周期的な磁気特性変化を乱したり劣化させたりするのを防止することができる(例えば、特許文献1参照。)。
このようなカバー60は外方部材50に金属同士の嵌合であるため、嵌合面の形状や面粗さに密封性が左右されるため、高い密封性を得るには、カバー60だけでなく外方部材50の加工精度を厳しく抑える必要があった。
また、図12に示すようなカバーも知られている。このカバー65は、非磁性体のステンレス鋼板、アルミニウム合金板、高機能樹脂等の非磁性の板材から形成され、環状空間Kを塞ぐカバー本体66を備えている。カバー本体66の外周縁は軸受内部側に折り曲げられている。その折り曲げ部分67は、嵌合方向に漸次縮径する環状構造を有する嵌合部としての円錐部67aと、この円錐部67aから先端にかけて嵌合方向に一定径を有する当接部としての円筒部67bとを備える。
カバー本体66は、内輪54および加締部53cを覆うように突出した形状に形成され、折り曲げ部分67は、外方部材68の軸方向一方側端部の開口Kに臨む内周面69に圧入される状態で内嵌されている。この内周面69は、嵌合方向に漸次縮径する環状構造とされた被嵌合部としての円錐部69aと、この円錐部69aよりも軸方向内側で嵌合方向に一定径とされた被当接部としての円筒部69bとされている。
そして、カバー65の折り曲げ部分67は、二点鎖線で示すように、外方部材68の内周面69に嵌合する前の状態では、外方部材68の内周面69の内径よりも外側にいく分拡径している。これにより、カバー65の折り曲げ部分67の円錐部67aを外方部材68の内周面69の円錐部69aに圧入した状態では、円錐部67aは縮径した状態に弾性変形し、外広がりとなるように弾性付勢力が外方部材68の円錐部69aに対して作用する。したがって、カバー65の嵌合部67の当接摩擦力が高められ、軸方向での位置保持力として働くことになり、位置決め精度が向上する。
また、図13に示すカバー70では、折り曲げ部分71は筒状に構成されている。その筒状の折り曲げ部分71の軸方向幅のほぼ中央位置に、径方向外側に突出する環状の凸部72が周方向全周に亙って形成されている。一方、外方部材73の内周面74は、その軸方向での幅のほぼ中間部に、周方向に沿った環状の凹溝75が形成されている。
したがって、カバー70を外方部材73に軸方向に沿って嵌合して行くと、凸部72が凹溝75に嵌合することになり、凸部72が凹溝75に嵌合した状態では、その嵌合したそれぞれの相手に対する当接箇所が軸方向で位置規制を行うので、カバー70の位置決め精度が向上する(例えば、特許文献2参照。)。
特開2007−218426号公報 特許第4244631号公報
然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置では、カバー60、65、70を外方部材50、68、73に圧入した際、押し込まれる空気により軸受の内圧が高くなり、シールリング56のリップが反転し、摩擦抵抗が高くなって発熱や摩耗が促進され、密封性が低下する恐れがあった。
また、カバー60、65、70がこの内圧によってその中央部が盛り上がるように変形し、それに伴い嵌合シメシロが減少して保持力(抜け耐力)が低下する恐れがあった。そして、この保持力の低下によって、車両の走行時、軸受内部の温度上昇に起因して内圧が上がってカバー60、65、70が移動し、センサ64に接触した場合、センサ64自体の位置だけでなく、エンコーダ57とのエアギャップが異常となって車速検知が精度良くできないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、保護カバーの圧入時に生ずる軸受内圧の上昇を抑えてシールの密封性を確保すると共に、保護カバーの圧入時の変形を抑えて保持力を高め、回転速度検出の精度と信頼性を向上させた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、外周に懸架装置を構成するナックル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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材のアウター側の端部にシールが装着されると共に、前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、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が密封された車輪用軸受装置において、前記保護カバーが鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から段部を介して前記内方部材のインナー側の端部を塞ぐ底部とを備えると共に、この底部の中央部に通孔が形成され、この通孔にシーリング部材が取り外し可能に接合され、当該通孔が閉塞されている。
このように、内輪に外嵌された磁気エンコーダを備え、外方部材のアウター側の端部にシールが装着されると共に、外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部が密封された車輪用軸受装置において、保護カバーが鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から段部を介して内方部材のインナー側の端部を塞ぐ底部とを備えると共に、この底部の中央部に通孔が形成され、この通孔にシーリング部材が取り外し可能に接合され、当該通孔が閉塞されているので、保護カバーを外方部材に圧入した際、押し込まれる空気により軸受の内圧が高くなり、アウター側のシールのリップが反転するのを確実に防止することができ、シールの密封性を確保すると共に、保護カバーの圧入時の変形を抑えて保持力を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
また、請求項2に記載の発明のように、前記保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板で形成され、前記保護カバーの遮蔽部に回転速度センサがインナー側の側面に近接または当接されると共に、前記内輪に磁気エンコーダが外嵌され、この磁気エンコーダと前記回転速度センサが前記保護カバーを介して所定のエアギャップで対向配置されていれば、磁束の流れ経路に影響せず所望の検出精度が得られると共に、長期間に亘って検出部の密封性を確保し、回転速度検出の精度と信頼性を向上させることができる。
また、請求項3に記載の発明のように、前記シールが、芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成されると共に、このシール部材が合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、円弧状に形成された前記車輪取付フランジのインナー側の基部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップとダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延び、前記基部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップとを一体に備えていれば、保護カバーの圧入時に軸受内圧上昇によるリップ反転が発生せず、長期間に亘って所望の密封性を維持することができる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記通孔の面積が1〜20mmの範囲に設定されていれば、シーリング部材の面積が大きくなってシール性能が低下するのを抑えると共に、面積が小さくなって、保護カバーの圧入時、通孔を通して空気の排出が悪くなり、圧入速度が低下するのを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、前記シーリング部材が、その片面が粘着面となった弾性を有するテープからなっていれば、保護カバーを外方部材に圧入した後に簡単に接合することができ、作業性を向上させることができる。
また、請求項6に記載の発明のように、前記シーリング部材がアルミ箔または樹脂フィルムからなる基材を備えていれば、製造工程でのシーリング部材の取り外し作業が容易になり、作業性が向上する。
また、請求項7に記載の発明のように、前記シーリング部材が弾性を有する液状シール剤からなっていても良い。
好ましくは、請求項8に記載の発明のように、前記シーリング部材が、経時により硬化するパテまたは非硬化の弾性パテからなっていても良い。
また、請求項9に記載の発明のように、前記シーリング部材が合成ゴムからなり、先端に前記通孔内を弾性変形して通過するボタン部を備えたプラグ状に成形されていれば、製造工程での着脱が容易となり、作業性が向上する。
また、請求項10に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記保護カバーが、前記底部から前記加締部の内径部に膨出する凹部を備え、この凹部に前記通孔が形成されていれば、保護カバーの剛性が一層高くなり、飛石等による変形や圧入時における変形を抑えることができると共に、例えば、製造工程で、保護カバーが他部品と干渉してもシーリング部材が剥がれるのを防止することができる。
また、請求項11に記載の発明のように、前記凹部の凹み量が、前記シーリング部材が底部の側面よりも突出しないように設定されていれば、製造工程で、保護カバーが他部品と干渉してもシーリング部材が剥がれるのを確実に防止することができる。
また、請求項12に記載の発明のように、前記通孔がバーリング加工により筒状に形成されていれば、シーリング部材に液状シール剤を使用した場合、接着面積が増えるため、液状シール剤の封止効果を高めることができる。
また、請求項13に記載の発明のように、前記保護カバーの嵌合部が、端部を折り返して形成され、前記外方部材の端部内周に圧入される重合部と、この重合部から径方向外方に延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部とで構成されていれば、保護カバーの環剛性が一段と高くなって圧入時の変形を防止することができると共に、鍔部によって保護カバーの位置決め精度が向上し、回転速度センサと磁気エンコーダ間のエアギャップ管理を精度良く行うことができる。
また、請求項14に記載の発明のように、前記保護カバーの嵌合部の少なくとも外周面に弾性部材からなる被覆部が一体に接合されていれば、この被覆部を外方部材の端部内周に弾性嵌合することによって長期間に亘って外方部材と保護カバーとの嵌合面の気密性を高めることができると共に、走行中の振動等により保護カバーが移動して抜け出すのを防止することができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置を構成するナックル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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材のアウター側の端部にシールが装着されると共に、前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、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が密封された車輪用軸受装置において、前記保護カバーが鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から段部を介して前記内方部材のインナー側の端部を塞ぐ底部とを備えると共に、この底部の中央部に通孔が形成され、この通孔にシーリング部材が取り外し可能に接合され、当該通孔が閉塞されているので、保護カバーを外方部材に圧入した際、押し込まれる空気により軸受の内圧が高くなり、アウター側のシールのリップが反転するのを確実に防止することができ、シールの密封性を確保すると共に、保護カバーの圧入時の変形を抑えて保持力を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
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の保護カバー単体を示す縦断面図である。 (a)、(b)は、図2のシーリング部材の形状を示す模式図である。 (a)〜(c)は、図2の通孔の形状を示す模式図である。 (a)は、図2の通孔を示す斜視図、(b)は、(a)の正面図、(c)は、(b)の変形例を示す正面図である。 図2の保護カバーの変形例を示す要部拡大図である。 (a)、(b)は、図2の保護カバーの他の変形例を示す要部拡大図である。 (a)、(b)は、図7(b)の保護カバーの装着方法を示す説明図である。 (a)〜(c)は、図2の保護カバーの他の変形例を示す要部拡大図である。 (a)〜(c)は、同上、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を示す縦断面図である。 従来の他の車輪用軸受装置の検出部を示す要部拡大図である。 従来の他の車輪用軸受装置の検出部を示す要部拡大図である。
外周に懸架装置を構成するナックル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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記内輪に外嵌された磁気エンコーダとを備え、前記ハブ輪の小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部により、所定の軸受予圧が付与された状態で前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記外方部材のアウター側の端部にシールが装着されると共に、前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、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が密封された車輪用軸受装置において、前記保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、回転速度センサがインナー側の側面に近接または当接される円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から屈曲部を介して前記内方部材のインナー側の端部を塞ぐ底部とを備えると共に、この底部の中央部に通孔が形成され、この通孔に、片面が粘着面となった弾性を有するテープからなるシーリング部材が取り外し可能に接合され、当該通孔が閉塞されている。
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の保護カバー単体を示す縦断面図、図3(a)、(b)は、図2のシーリング部材の形状を示す模式図、図4(a)〜(c)は、図2の通孔の形状を示す模式図、図5(a)は、図2の通孔を示す斜視図、(b)は、(a)の正面図、(c)は、(b)の変形例を示す正面図、図6は、図2の保護カバーの変形例を示す要部拡大図、図7(a)、(b)は、図2の保護カバーの他の変形例を示す要部拡大図、図8(a)、(b)は、図7(b)の保護カバーの装着方法を示す説明図、図9(a)〜(c)は、図2の保護カバーの他の変形例を示す要部拡大図、図10(a)〜(c)は、同上、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世代と称される従動輪用であって、内方部材1と外方部材2、および両部材1、2間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)3、3とを備えている。内方部材1は、ハブ輪4と、このハブ輪4に所定のシメシロを介して圧入された内輪5とからなる。
外方部材2はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、外周にナックル(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ2bを一体に有し、内周に複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。これら複列の外側転走面2a、2aは、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。
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、この車輪取付フランジ6の円周等配位置にハブボルト6aが植設されている。また、外周に前記複列の外側転走面2a、2aの一方(アウター側)に対向する内側転走面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。一方、内輪5は外周に前記複列の外側転走面2a、2aの他方(インナー側)に対向する内側転走面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ている。そして、ハブ輪4の小径段部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7によって所定の軸受予圧が付与された状態で内輪5が軸方向に固定されている。
外方部材2の複列の外側転走面2a、2aと、これらに対向する複列の内側転走面4a、5a間には複列の転動体3、3がそれぞれ収容され、保持器8、8によって転動自在に保持されている。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のうちアウター側の開口部にはシール9が装着され、インナー側の開口部には磁気エンコーダ14と保護カバー10が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
なお、ここでは、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車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、転動体3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。また、ここでは、ハブ輪4の外周に直接内側転走面4aが形成された第3世代構造を例示したが、図示はしないが、複数の内輪を有し、ハブ輪に直接内側転走面が形成されていない従動輪の第2.5世代構造であっても良い。
ハブ輪4はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面4aをはじめ、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから小径段部4bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。なお、加締部7は鍛造加工後の表面硬さのままの未焼入れ部とされている。これにより、加締加工が容易となり、加工時の微小クラックの発生を防止すると共に、シール9のシールランド部となる基部6bの耐摩耗性が向上するばかりでなく、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、ハブ輪4の耐久性が向上する。なお、内輪5および転動体3はSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。
本実施形態では、アウター側のシール9は、冷間圧延鋼板(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成された芯金11と、この芯金11に一体に加硫接着されたシール部材12とからなる。このシール部材12は、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、円弧状に形成された車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ12aとダストリップ12b、および軸受内方側に傾斜して延び、基部6bに所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ12cとを一体に備えている。なお、シール部材12の材質としては、例示したNBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR(水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM(ポリアクリルゴム)、FKM(フッ素ゴム)、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
内輪5には断面L字形に形成された支持環13が外嵌されている。この支持環13は、内輪5の外径に圧入される円筒部13aと、この円筒部13aから径方向外方に延びる立板部13bとを備え、立板部13bのインナー側の側面に磁気エンコーダ14が加硫接着によって一体に接合されている。磁気エンコーダ14は、合成ゴムにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に等ピッチで磁極N、Sが着磁されている。
また、支持環13は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板(JIS規格のSUS430系等)や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成されている。これにより、磁気エンコーダ14の磁気出力が強くなり安定した検出精度を確保することができる。
外方部材2のインナー側の端部に装着された保護カバー10は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板(JIS規格のSUS304系等)からプレス加工にてカップ状に形成されている。この保護カバー10は、図2に拡大して示すように、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部10aと、この嵌合部10aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10dとを備えている。そして、回転速度センサ15が保護カバー10の遮蔽部10bに近接または当接され、回転速度センサ15と磁気エンコーダ14とは保護カバー10を介して所定のエアギャップ(軸方向すきま)で対向配置されている(図1参照)。こうした段付き形状によって保護カバー10の剛性が高くなり、飛石等による変形や圧入時における変形を抑えることができると共に、保護カバー10が非磁性体のため磁束の流れ経路に影響せず、また、耐食性に優れ、長期間に亘って耐久性を向上させることができる。
なお、ここでは、内輪5に回転速度検出用の磁気エンコーダ14が取り付けられているため、保護カバー10が磁束の流れ経路に影響を及ぼさない非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板で形成されているが、内輪5に磁気エンコーダ14が取り付けられていない場合はこれに限らず、例えば、フェライト系のステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板であっても良い。
ここで、本実施形態では、保護カバー10の底部10dの中央部に通孔16が形成されている。そして、この通孔16に粘着性のあるテープからなるシーリング部材17が接合され、通孔16が閉塞されている。このシーリング部材17の接合は、保護カバー10を外方部材2に圧入した後に行われている。これにより、保護カバー10を外方部材2に圧入した際、押し込まれる空気により軸受の内圧が高くなり、アウター側のシール9のグリースリップ12cが反転するのを確実に防止することができ、シール9の密封性を確保すると共に、保護カバー10の圧入時の変形を抑えて保持力を高め、回転速度検出の精度と信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
通孔16を閉じるためのシーリング部材17は、アルミ箔や樹脂フィルムからなる基材を備え、片面が粘着面となった弾性を有する粘着テープからなり、変性エステル樹脂を主成分としたものからなる。なお、この変性エステル樹脂以外に、例えば、フェノール系、アクリル系、あるいはシリコン系樹脂を主成分としたものであっても良い。そして、形状は、図3(a)に示す円形に形成されている。なお、(b)に示すような矩形(四角形)でも良いが、保護カバー10の形状が円形であるため、このシーリング部材17の形状は円形であるのが好ましい。
また、通孔16の形状は、図4(a)に示す円形に限らず、例えば、(b)に示す矩形、(c)に示す多角形であっても良い。丸孔の場合、直径が1〜5mmに設定されている。直径1〜5mmでは、通孔16の面積が0.8〜19.6mmとなり、矩形や多角形の場合も含め、面積を1〜20mmに設定しても良い。なお、通孔16の面積が20mmより大きくなるとシーリング部材17も大きくなり、シール性能が低下する恐れがある。また、通孔16の面積が1mmより小さくなると、通孔16を通して保護カバー10の圧入時、空気の排出が悪くなり、圧入速度が低下する。この場合、空気が抜け切らずに軸受の内圧が一時的に高まってしまう恐れがあるから好ましくない。
保護カバー10の底部10dに形成される通孔16は、単一であっても図5(a)、(b)に示すように、複数(ここでは、2個対向)個形成しても良い。また、(c)に示すように、丸孔からなる通孔16と矩形の通孔16’を組み合わされた保護カバー10’であっても良い。例えば、内輪5に磁気エンコーダ14が取り付けられている車輪用軸受装置に、図5(a)、(b)に示す保護カバー10を使用し、内輪5に磁気エンコーダ14が取り付けられていない場合に、図5(c)に示す保護カバー10’を使用することで、外方部材2のインナー側の端部に保護カバー10、10’が装着された後での車輪用軸受装置の磁気エンコーダ14の有無を、製造工程中に容易に目視で区別することができる。また、シーリング部材17の基材の種類または色相を、保護カバー10に接合する場合と、保護カバー10’に接合する場合で異なったものとすることで、外方部材2のインナー側の端部に装着された保護カバー10、10’にシーリング部材が接合された後での車輪用軸受装置の磁気エンコーダ14の有無を、製品で容易に目視による区別をすることができる。
図6は、前述した保護カバー10の変形例である。この保護カバー10は、前述した保護カバー10と基本的にはシーリング部材が異なるだけで、その他同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この保護カバー10は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部10aと、この嵌合部10aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10dとを備え、この底部10dに通孔16が形成されている。
ここで、本実施形態では、通孔16に弾性を有する液状シール剤からなるシーリング部材18が接合され、通孔16が閉塞されている。このシーリング部材18の接合は、保護カバー10を外方部材2に圧入した後に行われている。液状シール剤は液状ガスケットとも称され、具体的には、変性エステル樹脂を主成分としたペースト状の不乾性で、剥離することなく通孔16を閉塞することができる(商品名;スリーボンド1121)。また、この液状シール剤は粘着性をも有するため、長期間に亘って保護カバー10の固定を維持すると共に、外部から通孔16を通して軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止することができる。液状シール剤としては、変性エステル樹脂を主成分としたもの以外に、例えば、フェノール系、アクリル系、あるいはシリコン系樹脂を主成分としたものであっても良い。また、シーリング部材18として、スティールパテのような硬化するパテや、シリコンシーリング剤のような非硬化の弾性パテでも良い。
図7(a)は、前述した保護カバー10の変形例である。この保護カバー19は、前述した保護カバー10と基本的には保護カバーの一部形状とシーリング部材が異なるだけで、その他同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この保護カバー19は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部10aと、この嵌合部10aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10d、およびこの底部10dから加締部7の内径部7aに膨出する凹部10eを備え、この凹部10eに通孔19aが形成されている。こうした段付き形状によって保護カバー19の剛性が一層高くなり、飛石等による変形や圧入時における変形を抑えることができると共に、凹部10eに後述するシーリング部材20が装着されているので、例えば、製造工程で、保護カバー19が他部品と干渉してもシーリング部材20が剥がれるのを防止することができる。
ここで、本実施形態では、通孔19aに弾性を有するNBRからなるシーリング部材20が着脱自在に装着され、通孔19aが閉塞されている。このシーリング部材20は、先端に通孔19a内を弾性変形して通過するボタン部20aを備えたプラグ状に成形されている。シーリング部材20の材質としては、例示したNBR以外にも、HNBR、EPDM、ACM、FKM、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。このシーリング部材20は、保護カバー19を外方部材2に圧入した後に装着されている。また、シーリング部材20による通孔19aの密封性を高めるため、前述のシーリング部材18と同様の液状シール材であるシーリング部材18aを、保護カバー21の凹部10eと接触するシーリング部材20の外周部に塗布してもよい。
図7(b)は、前述した保護カバー10の変形例である。この保護カバー21は、前述した保護カバー10と基本的には保護カバーの一部形状が異なるだけで、その他同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この保護カバー21は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部10aと、この嵌合部10aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10d、およびこの底部10dから加締部7の内径部7aに膨出する凹部10eを備え、この凹部10eに通孔16が形成されている。こうした段付き形状によって保護カバー21の剛性が一層高くなり、飛石等による変形や圧入時における変形を抑えることができる。
ここで、本実施形態では、通孔16を閉じるためのシーリング部材17は、アルミ箔や樹脂フィルムからなる基材を備え、片面が粘着面となった弾性を有する粘着テープからなり、変性エステル樹脂を主成分としたものからなる。そして、保護カバー21の凹部10eにこのシーリング部材17が装着されている。なお、凹部10eの底部10dからの凹み量δは、シーリング部材17が、底部10dの側面よりも突出しないように設定されている。これにより、製造工程で、保護カバー21が他部品と干渉してもシーリング部材17が剥がれるのを確実に防止することができる。
次に、図8を用いて、保護カバー21の装着方法を詳細に説明する。
(a)に示すように、車輪用軸受装置を縦置きにし、加締部7が上方に位置するように載置される。一方、保護カバー21は、押込み治具22に保持されている。この押込み治具22は、円筒状のガイド環23と、このガイド環23に進退自在に嵌挿され、保護カバー21を収容する凹所24aを備えた押込み部24とで構成されている。ガイド環23には径方向に貫通する連通孔23aが周方向に複数形成されると共に、この連通孔23aに連通する逃がし孔24bが周方向に複数形成されている。保護カバー21は、ガイド環23の端部内周に嵌挿された状態で保持されている。
そして、(b)に示すように、押込み治具22が外方部材2の端面に載置され、押込み部24によって保護カバー21の遮蔽部10bを押圧して外方部材2の端部内周に保護カバー21が装着される。保護カバー21を外方部材2に装着する際、軸受内部の空気が圧縮されるところ、保護カバー21の凹部10eに通孔16が形成されているため、軸受内の空気は圧縮されずにこの通孔16を介して押込み部24の凹所24aに押し出される。なお、この押し出された空気は逃がし孔24bおよびガイド環23の連通孔23aから外部に排出される。これにより、保護カバー21の外方部材2への圧入に伴い、軸受内部内で空気が圧縮されるのを防止することができ、保護カバー21を精度良く、スムーズに位置決め固定することができる。
図9(a)は、前述した保護カバー10の他の変形例である。この保護カバー25は、前述した保護カバー10と基本的には保護カバーの嵌合部の構成が異なるだけで、その他同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この保護カバー25は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部26と、この嵌合部26から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10d、およびこの底部10dから加締部7の内径部7aに膨出する凹部10eを備え、この凹部10eに通孔16が形成されている。そして、通孔16を閉じるためのシーリング部材17が凹部10eに接合されている。
ここで、本実施形態では、嵌合部26が、外方部材2の端部内周に圧入される重合部26aとこの重合部26aから径方向外方に延び、外方部材2のインナー側の端面2cに密着する鍔部26bとからなる。このように嵌合部26が端部を折り返して形成された重合部26aと、外方部材2の端面2cに密着する鍔部26bとで構成されているので、保護カバー25の環剛性が一段と高くなって圧入時の変形を防止することができると共に、鍔部26bによって保護カバー25の位置決め精度が向上し、回転速度センサ(図示せず)と磁気エンコーダ14間のエアギャップ管理を精度良く行うことができる。また、保護カバー25圧入後の車輪用軸受装置の運搬時、あるいは車両への組立時に、保護カバー25がナックルに干渉した際にも、外方部材2の端面2cに密着する鍔部26bがあるためにそれ以上押込まれることがない。したがって、保護カバー25が磁気エンコーダ14と干渉し、車輪用軸受装置の回転に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
図9(b)は、前述した保護カバー10の他の変形例である。この保護カバー27は、前述した保護カバー10と基本的には保護カバーの嵌合部の構成が異なるだけで、その他同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この保護カバー27は、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板からプレス加工にてカップ状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部27aと、この嵌合部27aから径方向内方に延びる円板状の遮蔽部10bと、この遮蔽部10bから屈曲部10cを介して内方部材1のインナー側の端部を塞ぐ底部10d、およびこの底部10dから加締部7の内径部7aに膨出する凹部10eを備え、この凹部10eに通孔16が形成されている。そして、通孔16を閉じるためのシーリング部材17が凹部10eに接合されている。
ここで、本実施形態では、嵌合部27aの端部が、外方部材2のインナー側の端面2cの方向になるように形成されている。これにより、保護カバー27の圧入作業が容易になり、圧入時の変形を抑制することができる。
(c)に示す保護カバー27’は、前述した保護カバー27の変形例で、凹部10eに形成される通孔28の構成が異なる。すなわち、この通孔28は前述したプレス加工による打ち抜き孔ではなく、バーリング加工によって、軸受内方側(アウター側)に突出して筒状に形成されている。これにより、シーリング部材に前述した液状シール剤を使用した場合、接着面積が増えるため、液状シール剤の封止効果を高めることができる。
図10(a)〜(c)に、保護カバーの嵌合部の変形例を示す。(a)に示す保護カバー29は、前述した嵌合部10aの外表面に、NBR等の合成ゴムからなる被覆部29aが加硫接着により一体に接合されている。この被覆部29aが図示しない外方部材の端部内周に弾性嵌合することによって長期間に亘って外方部材2と保護カバー29との嵌合面の気密性を高めることができると共に、走行中の振動等により保護カバー29が移動して抜け出すのを防止することができる。
(b)に示す保護カバー30は、嵌合部10aと遮蔽部10bとの間に縮径部31が形成され、この縮径部31の外周面に、嵌合部10aの外径よりも僅かに大径に形成された被覆部30aが設けられている。この被覆部30aは、GF(グラス繊維)等の繊維状強化材が10〜40wt%充填されたPA(ポリアミド)66等の熱可塑性の合成樹脂を射出成形によってインサート成形によって一体に接合されている。これにより、長期間に亘って外方部材2と保護カバー30との嵌合面の気密性を高めることができる。
なお、被覆部30aの材質は、前述したPA66以外に、PPA(ポリフタルアミド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の所謂エンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂やポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、ポリアミドイミド(PAI) 等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂、あるいは、フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、ポリイミド樹脂(PI)等の熱硬化性の合成樹脂であっても良い。また、環境負荷を軽減する生分解性の合成樹脂であっても良い。この生分解性の合成樹脂の成分としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、変性ポリビニルアルコール、カゼイン等を例示することができる。また、繊維状強化材としては、GFに限らず、CF(炭素繊維)やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。
(c)に示す保護カバー32は、端部が薄肉に形成された嵌合部33を備え、この嵌合部33の内周面から端部に回り込んで被覆部32aが設けられている。この被覆部32aはNBR等の合成ゴムからなり、加硫接着により一体に接合されると共に、嵌合部33の外径よりも僅かに大径に形成されている。これにより、前述した実施形態と同様、長期間に亘って外方部材2と保護カバー32との嵌合面の気密性を高めることができる。
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、加締タイプの第2.5世代および第3世代構造の従動輪側の車輪用軸受装置に適用することができる。
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
2c 外方部材のインナー側の端面
3 転動体
4 ハブ輪
4a、5a 内側転走面
4b 小径段部
5 内輪
6 車輪取付フランジ
6a ハブボルト
6b 車輪取付フランジのインナー側の基部
7 加締部
7a 加締部の内径部
8 保持器
9 アウター側のシール
10、19、21、25、27、27’、29、30、32 保護カバー
10a、26、27a、33 嵌合部
10b 遮蔽部
10c 屈曲部
10d 底部
10e 凹部
11 芯金
12 シール部材
12a サイドリップ
12b ダストリップ
12c グリースリップ
13 支持環
13a 円筒部
13b 立板部
14 磁気エンコーダ
15 回転速度センサ
16、16’、16”、19a、28 通孔
17、17’、18、18a、20 シーリング部材
20a ボタン部
22 押込み治具
23 ガイド環
23a 連通孔
24 押込み部
24a 凹所
24b 逃がし孔
26a 重合部
26b 鍔部
29a、30a、32a 被覆部
31 縮径部
50、68、73 外方部材
50a 外側転走面
50b 車体取付フランジ
51 内方部材
52 ボール
53 ハブ輪
53a、54a 内側転走面
53b 小径段部
53c 加締部
54 内輪
55 車輪取付フランジ
55a 基部
56 シールリング
57 エンコーダ
58 支持環
59 エンコーダ本体
60、65、70 カバー
61 外周円筒部
62 環状平坦部
63 底面部
64 センサ
66 カバー本体
67、71 折り曲げ部分
67a、69a 円錐部
67b、69b 円筒部
69、74 内周面
72 凸部
75 凹溝
K 環状空間
δ 凹部の凹み量

Claims (14)

  1. 外周に懸架装置を構成するナックル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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
    前記外方部材のアウター側の端部にシールが装着されると共に、
    前記外方部材のインナー側の端部に保護カバーが装着され、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が密封された車輪用軸受装置において、
    前記保護カバーが鋼板からプレス加工によってカップ状に形成され、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部と、この遮蔽部から段部を介して前記内方部材のインナー側の端部を塞ぐ底部とを備えると共に、この底部の中央部に通孔が形成され、この通孔にシーリング部材が取り外し可能に接合され、当該通孔が閉塞されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記保護カバーが非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼板で形成され、前記保護カバーの遮蔽部に回転速度センサがインナー側の側面に近接または当接されると共に、前記内輪に磁気エンコーダが外嵌され、この磁気エンコーダと前記回転速度センサが前記保護カバーを介して所定のエアギャップで対向配置されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記シールが、芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成されると共に、このシール部材が合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、円弧状に形成された前記車輪取付フランジのインナー側の基部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップとダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延び、前記基部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップとを一体に備えている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記通孔の面積が1〜20mmの範囲に設定されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記シーリング部材が、その片面が粘着面となった弾性を有するテープからなっている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記シーリング部材がアルミ箔または樹脂フィルムからなる基材を備えている請求項5に記載の車輪用軸受装置。
  7. 前記シーリング部材が弾性を有する液状シール剤からなっている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  8. 前記シーリング部材が、経時により硬化するパテまたは非硬化の弾性パテからなっている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  9. 前記シーリング部材が合成ゴムからなり、先端に前記通孔内を弾性変形して通過するボタン部を備えたプラグ状に成形されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  10. 前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記保護カバーが、前記底部から前記加締部の内径部に膨出する凹部を備え、この凹部に前記通孔が形成されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  11. 前記凹部の凹み量が、前記シーリング部材が底部の側面よりも突出しないように設定されている請求項10に記載の車輪用軸受装置。
  12. 前記通孔がバーリング加工により筒状に形成されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  13. 前記保護カバーの嵌合部が、端部を折り返して形成され、前記外方部材の端部内周に圧入される重合部と、この重合部から径方向外方に延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する鍔部とで構成されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  14. 前記保護カバーの嵌合部の少なくとも外周面に弾性部材からなる被覆部が一体に接合されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
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JP2014228038A (ja) * 2013-05-21 2014-12-08 Ntn株式会社 車輪用軸受装置
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KR101814597B1 (ko) 2016-06-10 2018-01-04 주식회사 일진글로벌 휠 베어링용 실링 캡

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