JP2015224688A - 車輪支持用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】外輪の軸方向内端開口を塞ぐキャップの脱落を防止して、軸受寿命の急激な低下を抑制した車輪支持用軸受ユニットを提供する。【解決手段】径方向に円筒部２０を貫通する貫通孔２２が形成されたキャップ５ａが、外輪１の内端部内周面に嵌合固定され、組立時においては、貫通孔２２の外径側開口は外輪１の内周面により密封されている。内部空間１１の温度が上昇して内圧が上昇すると、圧力を受けるキャップ５ａが軸方向内側に移動して、貫通孔２２の外径側開口が外輪１の内端部端面よりも軸方向内側に達すると、貫通孔２２の外径側開口を密封していた外輪１の内周面（封止部材）による密封状態が解除され、貫通孔２２により内部空間１１と外部空間とが連通した状態となる。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用軸受ユニットの改良に関するものである。

従来より、自動車の車輪は、懸架装置に対して車輪支持用軸受ユニットにより回転自在に支持している。図１３は、この様な車輪支持用軸受ユニットの従来構造の１例として、特許文献１に記載された従動輪用の車輪支持用軸受ユニットを示している。この車輪支持用軸受ユニット１０は、外輪１と、ハブ２と、複数個の転動体３、３と、シールリング４と、キャップ５とを備えている。このうちの外輪１は、内周面に複列の外輪軌道６、６を、外周面の軸方向内端寄り部分に、懸架装置を構成するナックルに結合固定する為の固定側フランジ７を、それぞれ有している。尚、軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、各図の右側となる。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、各図の左側を、軸方向に関して「外」と言う。

又、前記ハブ２は、外周面の軸方向外端寄り部分に、車輪及びブレーキディスクを支持固定する為の回転側フランジ８を、同じく軸方向中間部乃至内端寄り部分に複列の内輪軌道９、９を、それぞれ有している。又、前記各転動体３、３は、前記両外輪軌道６、６と前記両内輪軌道９、９との間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられている。又、前記シールリング４は、前記外輪１の軸方向外端部内周面と前記ハブ２の軸方向中間部外周面との間に、この間部分を塞ぐ状態で設けられている。又、前記キャップ５は、金属板に塑性加工を施す事によりシャーレ状に造られたもので、外周部を構成する円筒部２０を、前記外輪１の軸方向内端部に締り嵌めで嵌合（圧入）している。そして、この状態で、この外輪１の軸方向内端開口を底板部１９で塞いでいる。

上述の様に構成する車輪支持用軸受ユニット１０は、前記外輪１に形成された固定側フランジ７の軸方向内側面を懸架装置を構成するナックル（不図示）に当接させると共に、固定側フランジ７よりも軸方向内側に突出した部分をナックルにより覆われた状態で、懸架装置に固定されている。又、前記外輪１の内周面と前記ハブ２の外周面との間には円環状の内部空間１１が形成され、この内部空間１１の軸方向両端部は、前記シールリング４と前記キャップ５とによりそれぞれ気密性を保った状態で塞がれている。この様にして、各転動体３、３が設置される前記内部空間１１から、封入されたグリースが外部に流出することを防止すると共に、外部空間から泥水及び塵埃が内部空間１１内に侵入することを防止している。

ところで、特許文献２に記載されている様に、軸受組立時においては前記シールリング４を装着した状態で前記キャップ５を外輪１に圧入嵌合する為、前記内部空間１１の圧力が上昇し、内部空間１１の内圧は大気圧と比較して高い状態にある。さらに、自動車の走行により車輪支持用軸受ユニット１０のハブ２が回転して内部空間１１の温度が上昇すると、ボイルシャルルの法則により内圧が上昇する為に、上述した軸受組立時の内圧上昇分に加えて内部空間１１の内圧がさらに高くなる。通常の自動車走行時における軸受自体の発熱による内圧上昇分に更に加えて、長くて急な下り坂又は過剰な制動動作により、回転側フランジ８に支持固定されたブレーキディスクか異常に高温になると、その熱がハブ２に伝導して、内部空間１１が高温状態となり内圧が急激に高まり、前記キャップ５が外輪１から抜け落ちる虞がある。

キャップ５が外輪１から外れる時は、キャップ５が外部空間側に移動する（外れる）に伴い内部空間１１の内圧は低下するが、外輪１とキャップ５との摩擦が静止摩擦から動摩擦に変わり摩擦係数が低下すること、キャップ５の底板部１９の影響により円筒部２０は底板部１９側の剛性が高くて嵌合力が高い為にキャップ５の移動に伴って嵌合力の低下も進行することから、キャップ全体が一気に抜け落ちてしまう場合が多い。このキャップ５が外れると、転動体３が設置された軸受の内部空間１１が外界に晒され、多量の泥水又は塵埃等が侵入すると共に、グリースが外部に流出する為に、車輪支持用軸受ユニット１の寿命が急激に低下してしまう。

特開２００４−１３２５５２号公報 特開２００９−０３６２８３号公報

本発明は、上述したような問題を解決する為になされており、外輪の軸方向内端開口を塞ぐキャップの脱落を防止して、軸受寿命の急激な低下を抑制した車輪支持用軸受ユニットを提供することを目的とする。

本発明の車輪支持用軸受ユニットは、内周面に複列の外輪軌道を有して懸架装置に支持固定される外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有して前記外輪の内径側に前記外輪と同心に配置されるハブと、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に両列毎にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、前記外輪の軸方向外端開口を塞ぐ状態で前記外輪の軸方向外端開口部に装着されるシールリングと、前記外輪の軸方向内端開口全体を塞ぐ状態で前記外輪の軸方向内端開口部に装着されるキャップとを備えている。そして、前記ハブの外周面のうちで前記外輪の軸方向外端部よりも軸方向外方に突出した部分に車輪を支持する為の回転側フランジを設け、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面とにより形成される内部空間が前記シールリングと前記キャップとにより気密状態に保たれている。

特に、本発明の車輪支持用軸受ユニットに於いては、前記内部空間と外部空間とを連通する貫通孔を設けると共に、この貫通孔は封止部材により密封されており、前記内部空間の内圧上昇時に前記封止部材による密封状態が解除されて前記内部空間と外部空間とが連通状態となる。

また、内圧上昇により前記キャップが外部空間側に移動することで、前記貫通孔が連通状態となる。
また、温度上昇により前記内部空間の内圧が上昇し、前記封止部材が溶融することで、前記貫通孔が連通状態となる。
また、前記貫通孔よりも前記内部空間側に、前記内部空間を仕切るシールリングを設けている。

本発明によれば、外輪の軸方向内端開口を塞ぐキャップの脱落を防止して、軸受寿命の急激な低下を抑制した車輪支持用軸受ユニットを提供することができる。
即ち、温度上昇等により内部空間の内圧が上昇した場合、貫通孔が内部空間と外部空間とを連通して圧力を逃がすことでキャップを外部空間側に押す力を除去し、キャップが外輪の内端開口部から抜け落ちることを防止している。これにより、内部空間の軸方向内端開口の全体が外部に晒されることがないので、多量の異物混入、グリースの流出等による軸受寿命の急激な低下を防止している。

本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。 同第１変形例を示す部分断面図。 同第２変形例を示す部分断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す部分断面図。 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。 本発明の実施の形態の第４例及び変形例を示す部分断面図。 同変形例を示す断面図。 本発明の実施の形態の第５例を示す部分断面図。 同第１変形例を示す部分断面図。 同第２変形例を示す部分断面図。 本発明の実施の形態の第６例を示す部分断面図。 同変形例を示す部分断面図。 従来構造の１例を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、外輪１の軸方向内端開口を塞ぐキャップ５ａの構造、並びに、この外輪１の軸方向内端開口部に対するこのキャップ５ａの装着部の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１３に示した従来構造の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合、前記キャップ５ａは、円板状の底板部１９と、この底板部１９の外周縁の全周を内径側に折り返した鍔部２１と、この鍔部２１の内径端から軸方向外側に向け直角に折れ曲がって延在する円筒部２０とから成り、圧延鋼板或いはステンレス鋼板等の金属板に塑性加工を施すことにより、全体をシャーレ状に造られ、必要に応じて電着塗装等により防錆処理されている。この様な構成を有するキャップ５ａは、前記円筒部２０を前記外輪１の内端部内周面に圧入嵌合されると共に、前記鍔部２１の軸方向外側面を前記外輪１の内端部端面に当接する事により、前記外輪１の軸方向内端開口の全体を塞ぐ状態で、この外輪１の軸方向内端開口部に装着されている。

又、前記円筒部２０の前記鍔部２１側には径方向に円筒部２０を貫通する貫通孔２２が形成されており、キャップ５ａの組立完了時においては、貫通孔２２の外径側開口は外輪１の内周面により密封されている（外輪１の内周面が請求項における封止部材に相当する）。この状態においては、前記貫通孔２２を通じて内部空間１１と外部空間とは連通しておらず、キャップ５ａにより内部空間１１は気密状態に保たれている。

激しい制動動作等によるブレーキディスクの発熱が軸受に伝播することで、内部空間１１が高温状態となり内圧が異常に上昇した場合、圧力を受けるキャップ５ａが軸方向内側に移動して外れ始めるが、前記貫通孔２２の外径側開口が外輪１の内端部端面よりも軸方向内側に達すると、貫通孔２２の外径側開口を密封していた外輪１の内周面（封止部材）による密封状態が解除され、貫通孔２２により内部空間１１と外部空間とが連通した状態となる。これにより、内部空間１１内の空気が外部に排出されて減圧され、キャップ５ａを軸方向内側へ移動させる力が除去されることでキャップ５ａの移動が停止するので、キャップ５ａは外輪１から抜け落ちることなく、外輪１の内端開口部に嵌合された状態を維持することができる。

上述の様に構成する本例の車輪支持用軸受ユニットの場合には、外輪１の軸方向内端開口を塞ぐキャップ５ａの脱落を防止して、軸受寿命の急激な低下を抑制した車輪支持用軸受ユニットを提供することができる。
即ち、温度上昇等により内部空間１１の内圧が上昇した場合、密封状態が解除された貫通孔２２が内部空間１１と外部空間とを連通して圧力を逃がすことで、キャップ５ａが外輪１の内端開口部から抜け落ちることを防止することができる。これにより、内部空間１１の軸方向内端側は貫通孔２２において外部空間と連通してはいるが、その全体が外部に晒されることがないので、多量の異物混入、グリースの流出等による軸受寿命の急激な低下を防止している。キャップ５ａを外輪１に圧入する軸受組立時においても、貫通孔２２は内部空間１１内の空気を外部に逃がす排気口として作用するので、組立時における内圧上昇を抑制することができる。また、熱による内圧上昇により軸方向内側に移動したキャップ５ａは、内圧が減少しても元の位置に戻ることは無いので、キャップ５ａの状態を調べることで過去に軸受が異常な高温状態になったことを事後確認することができる。

尚、貫通孔２２の個数は任意であり、周方向に複数の貫通孔２２を形成することもできる。また、貫通孔２２を形成する周方向の位相に関しては、図１に示す様に鉛直方向において上側に設けることもできるが、水平方向または下側に形成すれば内部空間１１内への浸水を抑制でき、下側に形成すれば内部空間１１内に侵入した泥水等の排出口として作用させることもできる。また、キャップは鍔部２１を設けない形状とする事もできるが、鍔部２１には貫通孔２２からの異物侵入を抑制するのラビリンスシールとしての効果がある。キャップ５ａの製造時に於いては、貫通孔２２はブランクの状態で孔明け加工により形成し、孔の明いた板材をバーリング加工等でプレス成形する為、新たな工程を追加する必要がなく、コストアップすることなく製造できる。

図２は、本発明の実施の形態の第１例の第１変形例を示している。本例の場合には、キャップ５ｂの鍔部２１を、ワッシャ２４を介してボルト２３により外輪１の内端部端面に締結している。ワッシャ２４は、はんだ等の低融点金属または樹脂の様な、高温で溶解する材料により造られている。また、ワッシャ２４の厚さは、キャップ５ｂが軸方向内側に移動して、貫通孔２２が内部空間１１と外部空間とを連通するのに必要な最小限の移動距離と同じ長さに設定している。この様な構成においては、軸受が高温になるとワッシャ２４が溶融して脱落するので、キャップ５ｂが抜け出す場合の抜け出し量を、貫通孔２２による減圧可能な最小量に抑えることができる。また、通常の（高温でない）状態においては、キャップ５ｂはボルト２３により強固に外輪に固定されていながら、高温の状態においては、キャップ５ｂはボルト２３により抜け落ちることを防止されているので、軸受寿命の低下をより確実に抑制することができる。尚、ワッシャ２４を省略して、ワッシャ２４の厚さと同等の隙間を設けた状態でボルト２３を固定することもできる。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

図３は、本発明の実施の形態の第１例の第２変形例を示している。本例の場合には、外輪１ｃの軸方向内端寄り部分で、前記キャップ５の円筒部２０が圧入される嵌合面の鉛直方向上側に、径方向に外輪１ｃを貫通する貫通孔２２ｇが形成されている。キャップ５の組立完了時においては、貫通孔２２ｇの内径側開口は円筒部２０の外周面により密封されており、（円筒部２０が請求項における封止部材に相当する）この状態においては、前記貫通孔２２ｇを通じて内部空間１１と外部空間とは連通しておらず、キャップ５により内部空間１１は気密状態に保たれている。

この様な構成においては、軸受が高温になり内圧が異常に上昇した場合、圧力を受けるキャップ５が軸方向内側に移動して外れ始めるが、前記円筒部２０の軸方向外端部が外輪１ｃに形成した前記貫通孔２２ｇよりも軸方向内側に達すると、貫通孔２２ｇの内径側開口を密封していた円筒部２０の外周面（封止部材）による密封状態が解除され、貫通孔２２ｇにより内部空間１１と外部空間とが連通した状態となる。これにより、内部空間１１内の空気が外部に排出されて減圧され、キャップ５を軸方向内側へ移動させる力が除去されることでキャップ５の移動が停止するので、キャップ５は外輪１ｃから抜け落ちることなく、外輪１ｃの内端開口部に嵌合された状態を維持することができる。
外輪１ｃに貫通孔２２ｇを設ける本例の構成は、板金製のキャップ５に貫通孔を形成する場合と比較して、貫通孔の位置精度が向上する為、内部の空気が排出される位置（キャップ５の軸方向移動量）をより細かく設定することができる。さらに、貫通孔２２ｇは、前記固定側フランジ７の近傍で、図示しないナックルにより覆われた奥側に形成されているので、円筒部２０による封止状態が解除された後、外部空間と連通した状態となった貫通孔２２ｇを通して、泥水や塵埃等が内部空間１１に侵入する事が抑制される。

［実施の形態の第２例］
図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、キャップ５ｃを構成する底板部１９に、軸方向に貫通して内部空間１１と外部空間とを連通する貫通孔２２ａを形成すると共に、この貫通孔２２ａは封止部材であるゴム栓２５を外部空間側から挿入することで密封されている。軸受が高温状態となり内圧が上昇すると、ゴム栓２５が外部空間側に抜け落ちることで、密封状態が解除されて内部空間１１は減圧される。また、キャップ５ｃを外輪１に嵌合固定後にゴム栓２５をキャップ２５に挿入するので、組立時において内部空間１１の内圧が上昇することはない。貫通孔２２ａの個数及び形成する位置は任意であり、複数の貫通孔の形成が可能である。本例の場合、貫通孔２２ａの形成位置を鉛直方向下側として、ゴム栓２５が抜け落ちた後の異物の侵入を抑制しながら排出口として作用させ、キャップ５ｃの内部に異物が貯留することを防止している。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、外輪１ａの外周面の軸方向中間部分に全周に亙り溝３０を形成し、この溝３０と径方向に重畳する位置に、外輪１を径方向に貫通して内部空間１１と外部空間とを連通する貫通孔２２ｂを設けている。溝３０には封止部材であるＯリング２６を外嵌することで、前記貫通孔２２ｂを密封している。軸受が高温状態となり内圧が上昇すると、前記Ｏリングが径方向外側に弾性変形することで、密封状態が解除されて内部空間１１は減圧される。そして、減圧が完了するとＯリング２６は元の位置に戻り、貫通孔２２ｂは再び密封状態となる。Ｏリング２６は外輪１ａの外周面へ弾性力により外嵌されており、Ｏリング２６の円周応力と飛び散った泥水の水圧とが作用する方向が同じ（貫通孔２２ｂにＯリング２６を押し付ける方向）であるため、外部から内部空間１１へ異物が侵入することを防止している。また、キャップ５を外輪１ａに嵌合固定後にＯリング２６を溝３０に固定するので、組立時において内部空間１１の内圧が上昇することはない。貫通孔２２ｂの個数及び形成する位置は任意であり、複数の貫通孔の形成が可能であり、貫通孔２２ｂの形成位置を鉛直方向下側とすれば、異物の侵入を抑制することができる。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第４例］
図６（ａ）は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、外輪１の内端開口を塞ぐキャップ５ｄの底板部１９に、軸方向に貫通して内部空間１１と外部空間とを連通する貫通孔２２ｃを形成すると共に、この貫通孔２２ｃは封止部材である低温溶融材２７により密封されている。軸受が高温状態になると内圧が上昇するが、低温溶融材２７が溶融して外部空間側に抜け落ちることで、密封状態が解除されて内部空間１１は減圧される。封止部材としては高温で溶融する材料であれば特に限定されず、はんだ等の低温溶融金属、ポリエチレン等の樹脂、蝋等を使用することができる。また、キャップ５ｄを外輪１に嵌合固定後に、低温溶融材２７により貫通孔２２ｃを密封するので、組立時において内部空間１１の内圧が上昇することはない。本例の場合にも、貫通孔２２ｃを鉛直方向下側に形成して、封止部材が溶融した後は異物の排出口として作用させている。

図６（ｂ）は、本発明の実施の形態の第４例の変形例を示している。本例の場合には、外輪１の内端開口を塞ぐキャップ５ｅの底板部１９に、切り起こし２８を設けることにより、軸方向に貫通して内部空間１１と外部空間とを連通する貫通孔２２ｄを形成している。この貫通孔２２ｄは封止部材である低温溶融材２７aにより密封されているが、軸受が高温状態となり内圧が上昇すると、低温溶融材２７ａが溶融、脱落することで、密封状態が解除されて内部空間１１は減圧される。切り起こし２８は、溝底部１９から内部空間側に向かって突出させ、下側のスリット部分を円筒部２０に対向させることにより、防水効果を得ている。

図６（ｃ）は、本発明の実施の形態の第４例における別の変形例を示している。本例の場合には、外輪１の内端開口を塞ぐキャップ５ｆの底板部１９に、軸方向に貫通する状態で中空円筒状の管２９を設けることにより、軸方向に貫通して内部空間１１と外部空間とを連通する貫通孔２２ｅを形成している。管２９は、底板部１９に固定された後、内部空間側を鉛直方向上側に向かって曲げ、外部空間側を鉛直方向上側に向かって曲げた後に鉛直方向下側に折り返している。そして、管２９の内部には封止部材である低温溶融材２７ｂを充填することで密封されている。軸受が高温になると内部空間１１の内圧が上昇するが、前記低温溶融材２７ｂが溶融して前記管２９の内部を空気が通過して外部空間に排出されることで、密封状態が解除されて内部空間１１は減圧される。この時、低温溶融材２７ｂは外部に流出することなく管２９の内部に残留するので、軸受の温度が低下すると低温溶融材２７ｂは再度凝固し、貫通孔２２ｅを再び密封状態にする。尚、図６（ｃ）に於いて、外部空間側の管２９は軸方向（図の右側）に折り返されているが、底板部１９に沿って径方向（図の表裏方向）に折り返すことで、管２９がキャップ５ｆから突出することを抑制できる。

図７は、本発明の実施の形態の第４例における別の変形例を示している。本例の場合には、外輪１ｂの軸方向中間部で鉛直方向下側に、径方向に貫通して内部空間１１と外部空間とを連通する貫通孔２２ｆを形成すると共に、この貫通孔２２ｆに低温溶融材２７ｃを充填することで密封している。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第５例］
図８は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合、キャップ５ｇは、円板状の底板部１９と、この底板部１９の外周縁から軸方向外側に向け直角に折れ曲がって延在する円筒部２０ａとから成り、圧延鋼板或いはステンレス鋼板等の金属板に塑性加工を施すことにより、全体を有底円筒状に造られている。この様な構成を有するキャップ５ｇは、円筒部２０ａを外輪１ｃの軸方向内端部の内周面に圧入嵌合される事により、外輪１ｃの軸方向内端開口の全体を塞いでいる。円筒部２０ａの軸方向外端部分には、径方向内方に折り曲げられた段差部３１を介在させた状態で、外輪１ｃの軸方向内端部の内周面よりも小径である円筒状の小径段部３２を設けている。この小径段部３２の外周面及び円筒部２０ａの内周面は、ゴムの如きエラストマー等の弾性を有するシール材３３を、全周に亙って被覆している。このシール材３３の自由状態での外径寸法は、外輪１ｃの軸方向内端部の内径寸法よりも大きくしている。この様なシール材３３を、小径段部３２の外周面と外輪１ｃの軸方向内端部の内周面との間で、全周に亙って径方向に弾性的に圧縮した状態で挟持する事で、外輪１ｃの軸方向内端開口に対するカバー５ｇの嵌合部のシール性向上を図っている。

外輪１ｃの軸方向内端寄り部分で、キャップ５ｇの円筒部２０ａが圧入される嵌合面の鉛直方向上方に、径方向に外輪１ｃを貫通する貫通孔２２ｇが形成されている。キャップ５ｇの組立完了時においては、貫通孔２２ｇの内径側開口は円筒部２０ａの外周面により密封されており、（円筒部２０ａが請求項における封止部材に相当する）この状態においては、貫通孔２２ｇを通じて内部空間１１と外部空間とは連通しておらず、キャップ５ｇにより内部空間１１は気密状態に保たれている。又、車輪支持用軸受ユニットを自動車に組み付けた状態においては、貫通孔２２ｇの外径側開口は懸架装置を構成するナックル１２と径方向に重畳しており、この状態において、貫通孔２２ｇと外部空間とは、外輪１ｃとナックル１２との間に存在する隙間を介して連通している。

この様な構成においては、軸受が高温になり内圧が異常に上昇した場合、圧力を受けるキャップ５ｇが軸方向内側に移動して外れ始めるが、円筒部２０ａの軸方向外端部（シール材３３）が貫通孔２２ｇよりも軸方向内側に達すると、密封状態が解除され、貫通孔２２ｇにより内部空間１１と外部空間とが連通した状態となる。これにより、キャップ５ｇの移動が停止するので、キャップ５ｇは外輪１ｃから抜け落ちることなく、外輪１ｃの内端開口部に嵌合された状態を維持することができる。
又、キャップ５ｇを外輪１ｃに圧入する際においては、円筒部２０ａのシール材３３が外輪１ｃの軸方向内端部に接触（圧入）してから、シール材３３が貫通孔２２ｇに達するまでは、貫通孔２２ｇにより内部空間１１と外部空間とは連通した状態にある。従って、内部空間１１の空気を外部空間に排出する事により、キャップ５ｇを外輪１ｃに圧入する組立工程における内圧上昇を抑制することができる。

貫通孔２２ｇは、固定側フランジ７の軸方向内側で、ナックル１２により覆われた部分に形成されているので、円筒部２０ａによる封止状態が解除された後、外部空間と連通する貫通孔２２ｇを通して、泥水や塵埃等が内部空間１１に侵入する事が抑制される。或いは、外輪１ｃをナックル１２に組み付けた状態で、貫通孔２２ｇを外輪１ｃの鉛直方向下方に設ければ、排水性を向上することで貫通孔２２ｇからの浸水を防止する事ができる。
又、円筒部２０ａの内周面を被覆するシール材３３は、キャップ５ｇの底板部１９まで延在している。これにより、シール材３３をキャップ５ｇに加硫成型する際には、底板部１９の軸方向外側面でシール材３３の流れを止める事により、シール材３３の成型を容易としている。
尚、キャップ５ｇの底板部１９の径方向中央部を、軸方向外側（内部空間１１側）に凹ませた凹部を形成したり、軸方向内側に突出した凸部を形成する事もできる。底板部１９の径方向中央部に凹部または凸部を形成すると、底板部１９の平坦度を向上させる事ができる。従って、底板部１９を介してハブ２に係止した磁気エンコーダの磁束密度をセンシングする場合、磁気エンコーダとセンサのエアギャップを狭める事ができ、センシングの信頼性が向上する。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

図９は、本発明の実施の形態の第５例における第１変形例を示している。本例の場合には、外輪１ｄをナックル（不図示）に結合固定する為の固定側フランジ７ａは、外輪１ｄの軸方向内端部に形成されると共に、径方向に外輪１ｃを貫通する貫通孔２２ｇは、外輪１ｄの外周面で、固定側フランジ７ａよりも軸方向外側部分に開口して形成されている。
図１０は、本発明の実施の形態の第５例における第２変形例を示している。本例の場合には、キャップ５ｈは、円板状の底板部１９と、この底板部１９の外周縁の全周を内径側に折り返した鍔部２１と、この鍔部２１の内径端から軸方向外側に向け直角に折れ曲がって延在する円筒部２０ａとから成り、全体をシャーレ状に造られている。この様なキャップ５ｈは、円筒部２０ａを外輪１ｃの軸方向内端部の内周面に圧入嵌合されると共に、鍔部２１の軸方向外側面を外輪１ｃの内端部端面に当接する事により、外輪１ｃの軸方向内端開口部に装着されている。

［実施の形態の第６例］
図１１は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合、キャップ５ａよりも軸方向外側（内部空間１１ａ側）で、外輪１の軸方向内端寄り部分の内周面と、ハブ２の軸方向内端部の外周面との間にシールリング３５を設けている。このシールリング３５は、芯金３６とシール部材３７とを備えており、心金３６の外周縁部分にシール部材３７を加硫接着している。芯金３６は、板材をプレス加工する事により、全体を円環状で断面Ｌ字に形成したものであり、その円筒状部分をハブ２の軸方向内端部の外周面に外嵌固定している。シール部材３７は、メインリップ３８と、このメインリップ３８よりも薄肉として剛性を低くし、さらに締め代を小さくしたサブリップ３９とを備えている。メインリップ３８は、芯金３６の外周縁から、径方向外方に向かうに従い軸方向外側（内部空間１１ａ側）に向かって延出し、その先端縁を外輪１の内周面に全周に亘り摺接させている。サブリップ３９は、芯金３６の外周縁から、径方向外方に向かうに従い軸方向内側（キャップ５ａ側）に向かって延出し、その先端縁を外輪１の内周面に全周に亘り摺接させている。この状態において、内部空間１１ａの軸方向内側にはシールリング３５により仕切られたキャップ空間４０が存在し、キャップ５ａにより両空間共に気密状態に保たれている。

内部空間１１ａの圧力が異常に上昇した場合、内部空間１１ａ内の空気がメインリップ３８及びサブリップ３９の摺接部分を通過してキャップ空間４０に移動する事により、内部空間１１ａは減圧される。そして、内部空間１１ａの空気が流入したキャップ空間４０の内圧が上昇するが、圧力を受けたキャップ５ａが軸方向内側に移動して、貫通孔２２が外部空間に開口して密封状態が解除される。キャップ空間４０と外部空間とは連通した状態となり、キャップ空間４０の圧力は、外部空間と同等になる。

上述のように構成する本例の場合には、キャップ５ａの貫通孔２２が外部空間と連通した状態となった後でも、軸受寿命の低下を抑制している。
即ち、キャップ空間４０の軸方向内端側は貫通孔２２により外部空間と連通しているが、内部空間１１ａはシールリング３５により密封されているので、内部空間１１ａの内部には、異物が侵入したり、封入されたグリースが外部空間に流出することはない。
尚、空気を外部空間に排出する為の貫通孔２２は小さな孔であり、この貫通孔２２からの異物の侵入は僅かである。従って、内部空間１１ａへの異物の侵入を阻止するサブリップ３９は、薄肉として剛性を下げ、締め代も小さくすることにより、回転トルクの上昇を抑制している。一方、メインリップ３８は、厚肉として剛性を高め、締め代も大きくすることにより、温度上昇によって上昇した内部空間１１ａの圧力をある程度維持する様にして、内部空間１１ａとキャップ空間４０との間に圧力差が発生する（内部空間１１ａの圧力＞キャップ空間４０の圧力）構成としている。これにより、内部空間１１ａの圧力が大きく上昇しても、キャップ空間４０の圧力上昇を緩和して、キャップ５ａの移動を抑制している。
また、貫通孔２２は、外輪１の鉛直方向下側（道路側）に設けることにより、キャップ空間４０に侵入した異物を排出容易とし、キャップ空間４０の内部に異物が貯留することを防止している。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

図１２は、本例の変形例を示している。本変形例の場合、内周部にシールリップを有するシールリング３５ａを外輪１の内周面に固定している。このシールリング３５ａは、芯金３６ａとシール部材３７ａとを備えており、心金３６ａの内外周縁部分及び軸方向内側面にシール部材３７ａを加硫接着している。芯金３６ａは、全体を円環状で断面略Ｌ字に形成している。シール部材３７ａは、メインリップ３８ａと、このメインリップ３８ａよりも薄肉として剛性を低くし、さらに締め代を小さくしたサブリップ３９ａとを備えている。メインリップ３８ａは、芯金３６ａの内周縁から、径方向内方に向かうに従い軸方向外側（内部空間１１ａ側）に向かって延出し、その先端縁をハブ２の外周面に全周に亘り摺接させている。サブリップ３９ａは、芯金３６ａの内周縁から、径方向内方に向かうに従い軸方向内側（キャップ５ａ側）に向かって延出し、その先端縁をハブ２の外周面に全周に亘り摺接させている。シール部材３７ａの外周部分を、外輪１の内周面に形成した板溝４１に係止することにより、シールリング３５ａを外輪１に内嵌固定している。

上述の様に構成する本変形例の場合には、板溝４１にシールリング３５ａのシール部材３７ａを圧入すると共に、サブリップ３９ａの摺接面を貫通孔２２よりも鉛直方向上側に位置させることにより、キャップ空間４０内に水などが溜まった場合でも、シールリング３５ａの嵌合部及び摺接部から異物が内部空間１１ａに侵入することを防止している。また、メインリップ３８ａ及びサブリップ３９ａの摺接面をハブ２の外周面とし、摺接径を小さくして、回転トルクの低減を図っている。更に、板溝４１にシールリング３５ａを係止する構造としているので、係止部分の軸方向寸法を小さくすることが可能である。

本発明を実施する場合、キャップの形状は鍔部を有するシャーレ形状に限定されるものではなく、軸受端部を気密状態に保つキャップであれば、鍔部を有しない形状、底板部の一部を軸方向に膨出させた形状等の各種の構造を採用することができる。又、上述した実施の形態の第３例及び第４例の変形例（図７）に示した形態は、従動輪用の車輪支持用軸受ユニットに限らず、駆動輪用の車輪支持用軸受ユニットにも適用する事ができる。本発明を駆動輪用の車輪支持用軸受ユニットに適用する場合、外輪の軸方向内端開口を塞ぐキャップの代わりに、円環状のシールリングを設け、その内径側に駆動軸部材の中間部を挿通可能とする。又、上記各実施例では転動体として玉を例示しているが、特に重量が嵩む自動車に用いられる車輪支持用軸受ユニットには転動体として円すいころが使用される。円すいころ軸受は、玉軸受と比較して回転による発熱が大きい為、本発明をより好適に使用できる。

本発明の車輪支持用軸受ユニットは、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして好適に使用することができる。

１、１ａ〜１ｄ 外輪
２ ハブ
３ 転動体
４ シールリング
５、５ａ〜５ｈ キャップ
６ 外輪軌道
７，７ａ 固定側フランジ
８ 回転側フランジ
９ 内輪軌道
１０ 車輪支持用軸受ユニット
１１，１１ａ 内部空間
１２ ナックル
１９ 底板部
２０，２０ａ 円筒部
２１ 鍔部
２２、２２ａ〜２２ｇ 貫通孔
２３ ボルト
２４ ワッシャ
２５ ゴム栓
２６ Ｏリング
２７、２７ａ〜２７ｃ 低温溶融材
２８ 切り起こし
２９ 管
３０ 溝
３１ 段差部
３２ 小径円筒部
３３ シール材
３５，３５ａ シールリング
３６，３６ａ 芯金
３７，３７ａ シール部材
３８，３８ａ メインリップ
３９，３９ａ サブリップ
４０ キャップ空間
４１ 板溝

Claims (4)

1. 内周面に複列の外輪軌道を有して懸架装置に支持固定される外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有して前記外輪の内径側に前記外輪と同心に配置されるハブと、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に両列毎にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、前記外輪の軸方向外端開口を塞ぐ状態で前記外輪の軸方向外端開口部に装着されるシールリングと、前記外輪の軸方向内端開口全体を塞ぐ状態で前記外輪の軸方向内端開口部に装着されるキャップとを備え、前記ハブの外周面のうちで前記外輪の軸方向外端部よりも軸方向外方に突出した部分に車輪を支持する為の回転側フランジを設け、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面とにより形成される内部空間が前記シールリングと前記キャップとにより気密状態に保たれた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、
   前記内部空間と外部空間とを連通する貫通孔を設けると共に、この貫通孔は封止部材により密封されており、前記内部空間の内圧上昇時に前記封止部材による密封状態が解除されて前記内部空間と外部空間とが連通状態となることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
2. 内圧上昇により前記キャップが外部空間側に移動することで、前記貫通孔が連通状態となることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受ユニット。
3. 温度上昇により前記内部空間の内圧が上昇し、前記封止部材が溶融することで、前記貫通孔が連通状態となることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受ユニット。
4. 前記貫通孔よりも前記内部空間側に、前記内部空間を仕切るシールリングを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輪支持用軸受ユニット。

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