JP2013217419A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性能を確保しながら、リップによる摺動摩擦抵抗を軽減して低トルク化を図ることができる車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】内輪部材１１と、外輪部材３０と、転動体４１と、密封装置５０とを備える。外輪部材３０には、奥側のシール組込孔部３６と、開口側の大径開口孔部３７とを有して段差状をなす段差孔部３８が形成される。密封装置５０のスリンガ７０は、内輪部材１１に圧入される筒状部７１と、環状部７２とを有する。密封装置５０のシール部材６０は、スリンガ７０の環状部７２に摺接する一つのアキシャルリップ６７と、内輪部材１１の外周面に摺接する一つのラジアルリップ６８とを有する。シール組込孔部３６の内径寸法をＡとし、スリンガ７０の環状部７２の外径寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係に設定される。スリンガ７０の環状部７２と大径開口孔部３７との間にはラビリンスＳ１が構成される。
【選択図】図２

Description

この発明は車輪用転がり軸受装置に関する。

従来、車輪用転がり軸受装置においては、外周面にフランジ部を有する内輪部材と、フランジ部に一端が対向する外輪部材と、内・外輪の両部材の間の環状空間に転動可能に配設される転動体と、環状空間のフランジ部側の開口部を密封する密封装置とを備えた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような車輪用転がり軸受装置において、環状空間のフランジ部側の開口部を密封する密封装置は、シール部材によって構成される。
このシール部材は、外輪部材の一端部（内輪部材のフランジ部側の端部）の内周面に圧入される筒状部を有する芯金と、この芯金から延出されたゴム弾性を有するアキシャルリップと、ラジアルリップとを有している。
そして、アキシャルリップは、内輪部材のフランジ部の根元部近傍に摺接し、ラジアルリップは内輪部材のフランジ部に隣接する軌道肩部の外周面に摺接している。
さらに、シール性能を確保するため、シール部材には、複数（例えば、二つ）のラジアルリップが設けられ、アキシャルリップと合わせて多重（三重）リップ構造をなしている。

特開２００５−３２５８６８号公報

ところで、従来の多重リップ構造をなすシール部材のアキシャルリップと、複数のラジアルリップとが内輪部材の各部に摺接すると、摺動摩擦抵抗が大きくなり、低トルク化を図ることが困難となる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、シール性能を確保しながら、リップによる摺動摩擦抵抗を軽減して低トルク化を図ることができる車輪用転がり軸受装置を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る車輪用転がり軸受装置は、外周面にフランジ部を有する内輪部材と、前記フランジ部に一端が対向する外輪部材と、前記内・外輪の両部材の間の環状空間に転動可能に配設される転動体と、前記環状空間の前記フランジ部側の開口部を密封する密封装置とを備えた車輪用転がり軸受装置であって、
前記外輪部材の前記フランジ部側の一端部内周面には、奥側のシール組込孔部と、開口側の大径開口孔部とを有して段差状をなす段差孔部が形成され、前記密封装置は、シール部材と、スリンガとを有し、前記スリンガは、前記内輪部材のフランジ部に隣接する軌道肩部の外周面に圧入される筒状部と、この筒状部の一端部から径方向外方へ突出された環状部とを有し、前記シール部材は、前記シール組込孔部に圧入される筒状部を有する芯金と、この芯金から延出されたゴム弾性を有する一つのアキシャルリップと、一つのラジアルリップとを有し、前記アキシャルリップは前記スリンガの環状部に摺接し、前記ラジアルリップは前記内輪部材のフランジ部に隣接する軌道肩部の外周面に摺接し、さらに、前記シール組込孔部の内径寸法をＡとし、前記スリンガの環状部の外径寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定され、前記スリンガの環状部の外径部と前記大径開口孔部の内周面との間にはラビリンスが構成されていることを特徴とする。

前記構成によると、外輪部材の段差孔奥側のシール組込孔部の内径寸法をＡとし、スリンガの環状部の外径寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定され、スリンガの環状部の外径部と段差孔部の大径開口孔部の内周面との間にラビリンスを構成することによって、車両走行時に車輪が跳ね上げる泥水等の浸入を抑制することができる。
そして、リップ摺動部に対する泥水の被水量を軽減することができる。
このため、一つのアキシャルリップと、一つのラジアルリップによって充分なシール性能を確保することができ、ラジアルリップを減らした分だけ低トルク化を図ることができる。

請求項２に係る車輪用転がり軸受装置は、請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、スリンガの環状部の外径部には、内輪部材のフランジ部と外輪部材の前記フランジ部側の一端面との間の隙間に向けて突出されると共に、外径部が前記外輪部材の前記フランジ部側の一端部外周面を越える位置まで延出されて前記外輪部材の一端面との間にラビリンスを構成する拡張環状部が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、スリンガの環状部の外径部に、外輪部材の一端面との間にラビリンスを構成する拡張環状部が形成されることで、車両走行時に車輪が跳ね上げる泥水等の浸入をより一層良好に抑制することができ、シール性能を向上させることができる。

この発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置を示す縦断面図である。 車輪用転がり軸受装置の内・外輪の両部材の間の環状空間のフランジ部側の開口部に密封装置が配設された状態を拡大して示す縦断面図である。 この発明の実施例２に係る車輪用転がり軸受装置の内・外輪の両部材の間の環状空間のフランジ部側の開口部に密封装置が配設された状態を拡大して示す縦断面図である。 この発明の実施例３に係る車輪用転がり軸受装置の内・外輪の両部材の間の環状空間のフランジ部側の開口部に密封装置が配設された状態を拡大して示す縦断面図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

図１に示すように、車輪用転がり軸受装置は、内輪部材１１と、外輪部材３０と、これら内輪部材１１と外輪部材３０との間の環状空間に複列をなして転動可能に配設されかつ保持器４２、４３によって保持された複列の転動体（図１では玉）４０、４１と、密封装置５０とを備えている。

内輪部材１１は、軸部１４と、この軸部１４の車外側端部の外周面から径方向外方に突出されたフランジ部１３とを一体に備えている。
また、フランジ部１３の基部１３ａは車内側に向けて突出されて厚肉に形成された段差状に形成され、基部１３ａの内径部がアール面１３ｂをもって内輪部材１１の車外側内輪軌道面２６の車外側軌道肩部２７に連続している。
また、この実施例１において、フランジ部１３には車輪を締め付けるための複数のハブボルト１２が所定ピッチで配設されている。

図１と図２に示すように、外輪部材３０は、円筒状に形成され、内輪部材１１の軸部１４の外周面に環状空間を隔てて同一中心線上に配設されている。
また、外輪部材３０の外周面にはフランジ部３１が一体に形成され、車輪用転がり軸受装置（車輪用ハブユニット）は、フランジ部３１において、車体側部材、例えば、車両の懸架装置（図示しない）に支持されたナックル、又はキャリアの取付面にボルトによって締め付けられて固定される。
また、図２に示すように、外輪部材３０の車外側（内輪部材１１のフランジ部１３側）の端部内周面には、奥側のシール組込孔部３６と、開口側の大径開口孔部３７とを有して段差状をなす段差孔部３８が形成されている。

図１と図２に示すように、密封装置５０は、内輪部材１１と外輪部材３０とがなす環状空間の車外側開口部（内輪部材１１のフランジ部１３側の開口部）に装着されて車外側開口部を密封する。
この密封装置５０は、シール部材６０と、スリンガ７０とを有して構成されている。
スリンガ７０は、防錆処理された鋼鉄板や錆が発生し難いステンレス板等によって形成されている。
このスリンガ７０は、内輪部材１１のフランジ部１３のアール面１３ｂに隣接する車外側軌道肩部２７の外周面に圧入される筒状部７１と、この筒状部７１の車外側端部から径方向外方へ突出された環状部７２とを有する。
また、図２に示すように、外輪部材３０の段差孔３８奥側のシール組込孔部３６が旋削加工による機械加工面としている。
また、シール組込孔部３６の内径寸法をＡとし、スリンガ７０の環状部７２の外径寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されている。
さらに、スリンガ７０の環状部７２の外径部と外輪部材３０の大径開口孔部３７の内周面との間には微小な隙間（例えば、１ｍｍ程度の隙間）によるラビリンスＳ１が構成されている。

また、内輪部材１１のフランジ部１３の基部１３ａの車内側面と外輪部材３０の車外側端面との間の隙間寸法をＤとし、内輪部材１１のフランジ部１３の基部１３ａの車内側面とスリンガ７０の環状部７２の車外側面との間の隙間寸法をＥとしたときに、「Ｄ＜Ｅ」の関係となるように設定されている。
なお、スリンガ７０の筒状部７１と環状部７２とがなす車外側の外角部に対しゴム弾性を有するシール体７９を可硫接着等によって固着してもよい。この場合、スリンガ７０の筒状部７１が車外側軌道肩部２７の外周面に圧入されることで、シール体７９が内輪部材１１のフランジ部１３のアール面１３ｂに密接する。

一方、シール部材６０は、金属製の芯金６１と、ゴム弾性を有する弾性シール体６４とを一体に備える。
芯金６１は、外輪部材３０のシール組込孔部３６に圧入される筒状部６２と、この筒状部６２の車外側端部から径方向内方へ突出された環状部６３とを有する。
弾性シール体６４は、芯金６１の環状部６３の車外側面全面に接着された弾性層６４ａと、この弾性層６４ａの内径端から車外側へ向けてしだいに拡径された状態で突出された一つのアキシャルリップ６７と、弾性層６４ａの内径端から車内側へ向けてしだいに縮径された状態で突出された一つのラジアルリップ６８とを有している。
そして、アキシャルリップ６７の先端部はスリンガ７０の環状部７２の車内側面に摺接し、ラジアルリップ６８は内輪部材１１の車外側軌道肩部２７の外周面に摺接する。

また、この実施例１において、外輪部材３０のシール組込孔部３６の軸方向の長さ寸法をＦとし、シール部材６０の芯金６１の筒状部６２（弾性層６４ａの部分も含む）の長さ寸法をＧとしたときに、「Ｆ≧Ｇ」の関係となるように設定されている。

上述したように構成されるこの実施例１に係る車輪用転がり軸受装置において、車両走行時に車輪が跳ね上げる泥水の一部が内輪部材１１と外輪部材３０とがなす環状空間の車外側開口部（内輪部材１１のフランジ部１３側の開口部）に向けて飛散する場合がある。
この場合、外輪部材３０の大径開口孔部３７の内周面との間にラビリンスＳ１を構成するスリンガ７０の環状部７２によって泥水等を受け止めることができ、これ以上内部に泥水等が浸入することを抑制することができる。
前記したように、泥水等の浸入を抑制することで、アキシャルリップ６７とラジアルリップ６８とのリップ摺動部に対する泥水等の被水量を軽減することができる。
このため、一つのアキシャルリップ６７と、一つのラジアルリップ６８によって充分なシール性能を確保することができ、従来と異なりラジアルリップを減らした分だけ低トルク化を図ることができる。

また、この実施例１において、内輪部材１１のフランジ部１３の基部１３ａの車内側面と外輪部材３０の車外側端面との間の隙間寸法Ｄが、内輪部材１１のフランジ部１３の基部１３ａの車内側面とスリンガ７０の環状部７２の車外側面との間の隙間寸法Ｅよりも小さく、「Ｄ＜Ｅ」の関係に設定されている。
これによって、泥水等が外輪部材３０の外周面から車外側端面を伝った場合でも、外輪部材３０の車外側端面が水切り作用をなすため、ラビリンスＳ１に浸入し難くなる。

また、この実施例１において、外輪部材３０のシール組込孔部３６の軸方向の長さ寸法Ｆは、シール部材６０の芯金６１の筒状部６２（弾性層６４ａの部分も含む）の長さ寸法Ｇと同等あるいは若干大きく「Ｆ≧Ｇ」の関係に設定されている。
これによって、外輪部材３０のシール組込孔部３６の奥側端にシール部材６０の芯金６１の筒状部６２の奥側端部が当接する位置まで圧入された装着状態において、シール組込孔部３６と大径開口孔部３７との境界段差面３９が筒状部６２の車外側に位置する。
このため、仮に、泥水等が外輪部材３０の大径開口孔部３７の内周面を伝って浸入したとしても、境界段差面３９が水切り作用をなすため、これ以上内部に泥水等が浸入することを抑制することができる。

次に、この発明の実施例２に係る車輪用転がり軸受装置を図３にしたがって説明する。
図３に示すように、この実施例２においては、スリンガ７０の環状部７２の外径端部に車内側に向けて筒状に折り返された折返し部７３が形成されている。そして、折返し部７３の外周面と、外輪部材３０の大径開口孔部３７の内周面との間に構成されるラビリンスＳ２が軸方向に長く構成されている。
この実施例２のその他の部分は実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、この実施例２に係る車輪用転がり軸受装置においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例２においては、スリンガ７０の環状部７２の外径端の折返し部７３の外周面と、外輪部材３０の大径開口孔部３７の内周面との間に構成されるラビリンスＳ２が軸方向に長く構成される。このため、泥水等の浸入防止に効果が大きい。

次に、この発明の実施例３に係る車輪用転がり軸受装置を図４にしたがって説明する。
図４に示すように、この実施例３においては、スリンガ７０の環状部７２の外径端部に車外側に向けて筒状に曲げられた外径筒部７４が形成されている。そして、外径筒部７４の外周面と、外輪部材３０の大径開口孔部３７の内周面との間にラビリンスＳ３が構成される。
また、外径筒部７４の先端部には径方向外方へ環状に突出された拡張環状部７５が形成されている。

拡張環状部７５は、内輪部材１１のフランジ部１３と外輪部材３０の車外側端面との間の隙間に向けて突出されると共に、外径部が外輪部材３０の車外側端部の外周面を越える位置まで延出されている。
そして、拡張環状部７５と外輪部材３０の車外側端面との間に僅かな隙間を隔てるラビリンスＳ４が構成されている。

さらに、拡張環状部７５の外径端部には、内輪部材１１のフランジ部１３の基部１３ａの厚肉部分を越える位置までしだいに拡径されて突出されたテーパ状曲げ部７６が形成され、このテーパ状曲げ部７６とフランジ部１３の基部１３ａとの間に僅かな隙間を隔てるラビリンスＳ５が構成されている。
この実施例３のその他の部分は実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、この実施例３に係る車輪用転がり軸受装置においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
特に、この実施例３においては、スリンガ７０の拡張環状部７５と外輪部材３０の車外側端面との間に僅かな隙間を隔てるラビリンスＳ４が構成されることによって、車両走行時に車輪が跳ね上げる泥水等の浸入をより一層良好に抑制することができ、シール性能を向上させることができる。
さらに、スリンガ７０のテーパ状曲げ部７６と内輪部材１１のフランジ部１３の基部１３ａとの間に僅かな隙間を隔てるラビリンスＳ５が構成されることによって、スリンガ７０の筒状部７１と内輪部材１１の車外側軌道肩部２７との嵌合部に対する泥水等の浸入を抑制することができる。

なお、この発明は前記実施例１〜３に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１〜３においては、内輪部材１１が回転輪であり、外輪部材３０が固定輪である場合を例示したが、内輪部材が固定輪であり、外輪部材が回転輪である場合にもこの発明を実施することができる。この場合、内輪部材のフランジ部が車体側部材に固定され、外輪部材のフランジ部に車輪が締め付けられるハブボルトが配設される。

１１ 内輪部材
１３ フランジ部
３０ 外輪部材
４０、４１ 転動体
５０ 密封装置
６０ シール部材
６１ 芯金
６２ 筒状部
６７ アキシャルリップ
６８ ラジアルリップ
７０ スリンガ
７１ 筒状部
７２ 環状部
Ｓ１ ラビリンス

Claims (2)

1. 外周面にフランジ部を有する内輪部材と、前記フランジ部に一端が対向する外輪部材と、前記内・外輪の両部材の間の環状空間に転動可能に配設される転動体と、前記環状空間の前記フランジ部側の開口部を密封する密封装置とを備えた車輪用転がり軸受装置であって、
   前記外輪部材の前記フランジ部側の一端部内周面には、奥側のシール組込孔部と、開口側の大径開口孔部とを有して段差状をなす段差孔部が形成され、
   前記密封装置は、シール部材と、スリンガとを有し、
   前記スリンガは、前記内輪部材のフランジ部に隣接する軌道肩部の外周面に圧入される筒状部と、この筒状部の一端部から径方向外方へ突出され環状部とを有し、
   前記シール部材は、前記シール組込孔部に圧入される筒状部を有する芯金と、この芯金から延出されたゴム弾性を有する一つのアキシャルリップと、一つのラジアルリップとを有し、前記アキシャルリップは前記スリンガの環状部に摺接し、前記ラジアルリップは前記内輪部材のフランジ部に隣接する軌道肩部の外周面に摺接し、
   さらに、前記シール組込孔部の内径寸法をＡとし、前記スリンガの環状部の外径寸法をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定され、
   前記スリンガの環状部の外径部と前記大径開口孔部の内周面との間にはラビリンスが構成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
2. 請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   スリンガの環状部の外径部には、内輪部材のフランジ部と外輪部材の前記フランジ部側の一端面との間の隙間に向けて突出されると共に、外径部が前記外輪部材の前記フランジ部側の一端部外周面を越える位置まで延出されて前記外輪部材の一端面との間にラビリンスを構成する拡張環状部が形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。

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