JP2017009018A - 車輪支持用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】外輪のインナ側端部とカバー部材との突き合わせ領域に配設されるＯリングの密封性能を維持して、軸受内部への水・泥などの異物の浸入を有効に防止し得る軸受ユニットを提供する。
【解決手段】車体側と連結される外輪１と、外輪１と相対回転可能に配されるハブ輪１９と、外輪１とハブ輪１９との間に組み込まれる転動体２９と、外輪１のインナ側端部に嵌合されて密閉するカバー部材４３とを備えている。外輪１のインナ側端面とカバー部材４３のアウタ側面とが、軸方向で突き合わされる突き合わせ領域６５を有し、外輪１のインナ側端部の外輪径方向面部１３とカバー部材４３のカバー径方向面部６３が、突き合わせ領域６５の外径側にて径方向で重なり合うように位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持し、外輪の端部にセンサホルダやエンドキャップなどの樹脂製のカバー部材を配設してなる車輪支持用軸受ユニットに関する。

自動車の車輪の回転速度を計測するために、回転センサを備えた車輪支持用軸受ユニットが様々提案されている。例えば、従動輪を支持する車輪支持用軸受ユニットの場合、車体の内側である軸受ユニットのインナ側に回転センサを備えているものが知られており、回転輪である内輪のインナ側端部にエンコーダが固定されると共に、静止輪である外輪のインナ側端部にセンサを保持したセンサホルダ（カバー部材）が配設されている。

センサホルダとしては、環状の芯金に樹脂部を有底円筒状にモールド成形して構成されるものが知られている。芯金に樹脂部をモールド成形する場合、樹脂材料の成形収縮の影響で芯金と樹脂部が密着せず、外輪のインナ側端面とセンサホルダの樹脂部におけるアウタ側面との突き合せ面（突き合せ領域）における密封性が低くなってしまうことがある。このように突き合わせ面の密封性が低くなってしまうと、その突き合せ領域から泥水などの異物が浸入してしまい、芯金の表面を伝わって軸受内部にまで泥水が到達してしまう虞がある。

外輪のインナ側端部とセンサホルダとの間の密封性を向上させるため、図５に例示されているように、外輪１００のインナ側端部の軸方向面部１０１とセンサホルダ２００の樹脂部におけるアウタ側の軸方向面部２０１との突き合せ領域３００にＯリング４００を配して、Ｏリング４００で防水する（密封性を向上する）ことが行われている（特許文献１参照）。

しかし、Ｏリング４００よりも径方向外側（外部空間側）の突き合わせ領域３００に浸入した水分により軸方向面部１０１が錆びて、突き合わせ領域３００に軸方向の隙間が発生した場合、この隙間からＯリング４００のゴム材料の可塑剤が流出する事がある。さらに、Ｏリング４００は樹脂部に設けられたＯリング溝５００に３方を覆われた状態で使用されるため、Ｏリング４００のゴム材料の可塑剤が樹脂部に移行してしまう事もある。この様な場合、Ｏリング４００のゴム弾性が失われて硬くなり、密封性が低下する虞があった。又、耐水性や耐塩カル性を備えると共に、ゴムの可塑剤の吸収を起こさないような樹脂部の材料を選択すると、樹脂部の材料が限定され、結果的にコストが高くなるという問題もあった。

特開２００８-２５６５１２号公報

本発明は、従来技術の有する前記問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、外輪のインナ側端部とカバー部材との突き合わせ領域に配設されたＯリングによる密封性を長期に亘り維持して、軸受内部への泥水などの異物の浸入を防止している車輪支持用軸受ユニットを提供する事を課題とする。

上述の様な課題を達成するために、本発明の車輪支持用軸受ユニットは、外輪軌道を内周面に有する外輪と、内輪軌道と車輪を支持するためのフランジとを、外周面に有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に組み込まれる複数個の転動体と、前記外輪のインナ側端部に嵌合されるカバー部材とを備える車輪支持用軸受ユニットであって、
前記カバー部材は、前記外輪のインナ側端部に嵌合する環状の芯金と、前記芯金と一体に成形される樹脂部とで構成されており、前記外輪のインナ側端面と前記カバー部材のアウタ側端面が、軸方向に突き合わされる突き合わせ領域を有し、前記突き合わせ領域にはＯリングが介装されており、前記外輪のインナ側端部に設けられた外輪径方向面部と前記カバー部材に設けられたカバー径方向面部が、前記突き合わせ領域の外径側にて径方向に重なり合う状態で位置することを特徴としている。

本発明によれば、外輪径方向面部とカバー径方向面部が、突き合せ領域の外径側にて、径方向で重なり合うようにして配設されるため、外輪のインナ側端面とカバー部材のアウタ側面との突き合せ領域に泥水が直接掛からない。

そして、前記外輪のインナ側端部の内径側部分をアウタ側に凹ませて凹入部を形成し、前記凹入部の内径面が前記外輪径方向面部であり、前記樹脂部の外径面が前記カバー径方向面部であり、前記凹入部のインナ側面と前記樹脂部のアウタ側端面とが突き合わされた部分が、前記突き合わせ領域であり、前記突き合わせ領域よりもアウタ側に位置する前記外輪の内径面に、前記芯金を嵌合固定していることを特徴としている。

本発明によれば、凹入部の外輪径方向面部が、カバー部材の樹脂部の外径面であるカバー径方向面部と、径方向に重なり合うようにして配設されるため、外輪の凹入部のインナ側面とカバー部材の樹脂部のアウタ側面との突き合せ領域に泥水が直接掛からない。

又、前記外輪のインナ側端部の外径側に小径段部を形成し、前記小径段部の外径面が前記外輪径方向面部であり、前記樹脂部の外径側端部にアウタ側に突出する庇部を形成し、前記庇部の内径面が前記カバー径方向面部であり、前記外輪のインナ側端面と前記庇部の内径側に位置する前記樹脂部のアウタ側面とが突き合わされた部分が、前記突き合わせ領域であり、前記突き合わせ領域よりもアウタ側に位置する前記外輪の内径面に、前記芯金を嵌合固定していることを特徴としている。

本発明によれば、外輪の外径側に段部を設け、カバー径方向面部を段部の外径側にて庇状に張り出して重なり合うように構成したため、外輪のインナ側端面とカバー部材の樹脂部のアウタ側面との突き合せ領域に泥水が直接掛からないようにすることが可能である。

本発明によれば、外輪のインナ側端部とカバー部材との突き合わせ領域に配設されているＯリングの密封性能を長期に亘り維持して、軸受内部への水・泥などの異物の浸入を有効に防止し得る車輪支持用軸受ユニットを提供することができる。

第１実施形態を示す、（ａ）概略断面図、（ｂ）部分拡大断面図。 第２実施形態を示す、（ａ）概略断面図、（ｂ）部分拡大断面図。 第３実施形態を示す、（ａ）概略断面図、（ｂ）部分拡大断面図。 第４実施形態を示す、（ａ）概略断面図、（ｂ）部分拡大断面図。 先行技術の概略断面図。

以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態は本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用軸受ユニットは、自動車の懸架装置（不図示）に固定する取付フランジ５を外周面に備えると共に、内周面に複列の外輪軌道７を有する外輪１と、外周面に車輪を支持するための回転フランジ２０を有すると共に、外周面に複列の内輪軌道２１を有する内輪１９と、各外輪軌道７と各内輪軌道２１との間に組み込まれる複数個の転動体（玉）２９と、内輪１９のインナ側端部に固定されるエンコーダ３３と、外輪１のインナ側端部に嵌合固定されて軸受内空間を密封するカバー部材であるセンサホルダ４３と、センサホルダ４３のセンサ孔５９に固定されるセンサ３９と、を備えている。なお、図中の矢印Ｘは軸方向を示しており、各図の右側をインナ側、左側をアウタ側と定義する。又、矢印Ｙは径方向を示している。

外輪１は、中炭素鋼により造られており、インナ側端部の径方向内側部分をアウタ側に向けて凹ませることにより、凹入部１１を形成している。外輪径方向面部１３である凹入部１１の内径面は、インナ側に向かうに従って大径となるテーパ面に形成されている。凹入部１１のインナ側面は、軸心１７と直交する平面で、円輪状に形成されており、外輪径方向面部１３のアウタ側端部と連続して形成されている。

カバー部材であるセンサホルダ４３は、凹入部１１の径方向幅よりも小径に形成されると共に、凹入部１１の軸方向幅よりも厚みをもって形成され、凹入部１１からインナ側に向けて一部突出した状態で配設されている。
センサホルダ４３は、芯金４５と樹脂部５３とにより、全体を有底円筒状に構成されている。芯金４５は、金属板にプレス加工を施して成るもので、円筒状の芯金円筒部４７と、芯金円筒部４７のインナ側端部から外径側に連続して形成される円輪状の芯金円輪部４９とにより構成されている。樹脂部５３は、円筒状の樹脂円筒部５５と、樹脂円筒部５５のインナ側端部から内径側に連続して形成される円板状の樹脂底板部５７とにより構成されている。樹脂部５３は、芯金４５の芯金円輪部４９と芯金円筒部４７の一部を埋設すると共に、芯金円筒部４７の内径面の全域を覆う構成により一体に成形されている。

芯金円筒部４７の外径面のアウタ側部分は樹脂部５３により覆われておらず、凹入部１１の内径縁からアウタ側に向けて連続して形成されている外輪１の嵌合面３に、芯金筒部４７のアウタ側外径面を直接内嵌固定する事により、センサホルダ４３は、外輪１に固定されている。そして、樹脂円筒部５５のアウタ側端面を凹入部１１のインナ側面に軸方向に突き当てた、突き合わせ領域６５により、外輪１に対してセンサホルダ４３の軸方向の位置決めを図っている。

センサホルダ４３を構成する樹脂円筒部５５のアウタ側端面で、突き合わせ領域６５の内径側部分には、インナ側に凹んだ周溝６１が全周に亘り形成されている。周溝６１は、アウタ側に向けて開口する断面矩形状に形成されており、外径側面及びアウタ側面の２面を樹脂部５３により構成し、内径側面を芯金円筒部４７により構成している。センサホルダ４３を外輪１に固定した状態に於いて、周溝６１にはＯリング６７が装着されており、凹入部１１のインナ側面と周溝６１のアウタ側面とでＯリングを狭持する事により、外輪１に対するセンサホルダ４３の密封性を確保している。

センサホルダ４３の樹脂底板部５７には、樹脂底板部５７のインナ側面に開口してアウタ側面が塞がれた状態で、センサ孔５９が凹設されている。センサ孔５９にはセンサ３９が内装されており、センサ３９は、センサ孔５９の底部を介してエンコーダ３３と軸方向に対向している。
又、カバー径方向面部６３である樹脂部５３（樹脂円筒部５５）の外径面は、インナ側に向かうに従って小径となるテーパ面に形成されている。

センサホルダ４３を外輪１のインナ側端部に形成した凹入部１１に圧入し、センサホルダ４３における樹脂部５３のアウタ側端面を、凹入部１１のインナ側面に突き合せ（突き合せ領域６５を形成）、且つ突き合わせ領域６５よりもアウタ側に位置する外輪１の嵌合部３に芯金円筒部４７を内嵌固定させると、凹入部１１の外輪径方向面部１３が、センサホルダ４３のカバー径方向面部６３の外径側にて、所定の径方向隙間をあけた状態で重なり合うようにして配設される。このため、外輪１とセンサホルダ４３との突き合せ領域６５には、泥水等が直接掛からない。

又、凹入部１１の外輪径方向面部１３はインナ側に向かうに従って大径となるテーパ面とすると共に、センサホルダ４３のカバー径方向面部６３をインナ側に向かうに従って小径となるテーパ面としているため、突き合せ領域６５の近傍に泥水が浸入したとしても、その泥水は、凹入部１１の外輪径方向面部１３若しくはカバー径方向面部６３に沿って迅速に外部へ排出される。

更に、突き合せ領域６５に配しているＯリング６７の密閉性を長期に亘り維持する事ができる。即ち、水分の浸入により錆びが発生して、突き合わせ領域６５に軸方向の隙間が発生するのを防止しているので、Ｏリング６７のゴム材料の可塑剤が外部に流出する事はない。さらに、周溝６１に装着されたＯリング６７は、２方のみを樹脂部５３で覆われ、残りの２方は金属材（外輪１及び芯金４５）に覆われた状態で使用されるため、Ｏリング６７の可塑剤が樹脂部に移行するのを抑制している。従って、Ｏリング６７のゴム弾性が失われて硬くなり、密封性が低下する事を防止できる。又、Ｏリングの使用による適合材料の限定も無くすことが出来るため、材料コストが上昇する事はない。

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態では第１実施形態と相違する点についてのみの説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第１実施形態の説明を援用する。

本実施形態では、凹入部１１の外輪径方向面部１３を軸方向に関して内径が一定である円筒面とすると共に、樹脂部５３のカバー径方向面部６３に、外輪径方向面部１３との間に所定の締め代を持つ断面視でドーム状の突条（環状突部）６９を全周に亘り形成している。
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を発揮すると共に、突条６９の先端部分が、突条６９の外径側に位置する外輪径方向面部１３に、締め代を有する状態で全周に亘り接触しているため、突き合せ領域６５への泥水浸入を防止する事が可能である。

本実施形態では、断面視でドーム状の突条６７を形成しているが、その突出形状に限定解釈されるものではなく、外輪径方向面部１３との間で所定の締め代を持って形成されるものであれば、断面視で三角形状、多角形状など適宜設計変更可能である。なお、本実施形態では周方向に一連で形成されている形態をもって説明したが、軸方向に二連、三連で形成されている形態であってもよく、複数連にすることによりシール領域を多くして密封性を向上させることも本発明の範囲内である。
また、本実施形態において、外輪径方向面部１３を、インナ側に向かうに従って大径となるテーパ面に形成する構成であっても適用可能である。

［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態を示している。本実施形態では第１及び第２実施形態と相違する点についてのみの説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第１実施形態の説明を援用する。

本実施形態では、外輪１のインナ側端部に小径段部７１を形成し、小径段部７１の外径側にて、センサホルダ４３の庇部７７を、所定の径方向隙間をあけて重ね合わせるように配設する実施の形態を採用している。

小径段部７１は、外輪１のインナ側端部の外径面全周に、外輪１の外径面よりも小径に形成されている。小径段部７１のアウタ側部分の全週には、内径側に向かって凹んだ排水溝７５を設けており、排水溝７５の溝底のアウタ側部分は、インナ側に向けて小径となるテーパ面に形成されている。
小径段部７１のインナ側部分は、本実施形態における外輪径方向面部１３であり、アウタ側に向かうに従って小径となるテーパ面に形成されている。

センサホルダ４３は、樹脂部５３の外径面に、アウタ側に向けて軸方向に突設する環状の庇部７７を設けている。庇部７７の内径面は、本実施形態におけるカバー径方向面部６３であり、アウタ側に向けて大径となるテーパ面に形成されている。
又、Ｏリング６７を収容する周溝６１は、内径面及びアウタ側面の２方を芯金４５により構成し、外径面のみを樹脂部５３により構成している。

外輪１のインナ側端部にセンサホルダ４３を嵌合した状態に於いて、小径段部７１（外輪径方向面部１３）よりも小径である外輪１のインナ側端面と、センサホルダ４３の樹脂円筒部５５のアウタ側端面とが軸方向に当接して、本実施形態における突き合わせ領域６５を構成すると共に、庇部７７は小径段部７１よりも外径側に位置している。従って、突き合わせ領域６５よりも外径側にて、庇部７７のカバー径方向面部６３が、小径段部７１の外輪径方向面部１３と、所定の径方向隙間をあけて重ね合わせるようにして位置している。
尚、庇部７７は、小径段部７１の外輪径方向面部１３上をアウタ側に向けて僅かに越えて、排水溝７５と径方向に重畳する位置まで延出する状態に形成されている。

本実施形態によれば、突き合せ領域６５の外径側で外輪径方向面部１３とカバー径方向面部６３とが径方向に重なり合う状態で位置しているので、突き合わせ領域６５に泥水が直接掛からないようにすることが可能である。
又、小径段部７１の外径面（外輪径方向面部１３）はアウタ側に向けて小径となるテーパ面であり、庇部７７の内径面（カバー径方向面部６３）はアウタ側に向けて大径となるテーパ面である為、小径段部７１内に泥水が入り込んだとしても、この泥水は、小径段部７１（排水溝７５）から迅速に排水することが可能である。

周溝６１に装着されたＯリング６７は、１方のみを樹脂部５３で覆われ、残りの３方は金属材（外輪１及び芯金４５）に覆われた状態で使用されるため、Ｏリング６７の可塑剤が樹脂部に移行するのをさらに抑制して、密封性が低下する事を防止している。
又、樹脂円筒部５５の径方向肉厚を前述した第１及び第２実施形態と比較して厚く形成する事が出来るので、樹脂の成形性が良くなると共に、センサホルダ４３の強度が上昇する。従って、樹脂円筒部５５を押してセンサホルダ４３を外輪１の嵌合面３に圧入嵌合する際、センサホルダ４３が破損する事を防止できる。

［第４実施形態］
図４は、本発明の第４実施形態を示している。本実施形態では第１乃至第３実施形態と相違する点についてのみの説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第１実施形態の説明を援用する。

本実施形態では、前述した第３実施形態に対して、庇部７７の軸方向突出量（張り出し量）を大きくして、段部７１の段差面７３の近傍まで延出させてラビリンスシールを形成すると共に、小径段部７１に排水溝を設けていない。
又、芯金円筒部４７のアウタ側部分を内径側に折り曲げる事により、圧入容易としながら、嵌合面３に対する嵌合力を強化している。

外輪１とセンサホルダ４３は共に静止部材である為、極めて狭いラビリンス隙間の設定が可能となり、突き合わせ領域６５に泥水等の異物が直接掛かるのを防止できる。
尚、ラビリンス隙間が狭くて泥水の排水性が悪い場合には、センサホルダ４３の庇部７７の鉛直方向下部に図示しない水抜き孔を設ける事も可能である。
又、樹脂円筒部５５の軸方向肉厚を第３実施形態と比較して厚くしているので、センサホルダ４３の強度が更に上昇して、センサホルダ４３の破損を防止している。

本発明は、カバー部材として樹脂製のエンドキャップを備えた車輪支持用軸受ユニットに適用可能である。また、本発明は、本明細書に示す以外の車輪支持用軸受ユニットの形態にも適用可能である。

１ 外輪
３ 嵌合部
５ 固定フランジ
７ 外輪軌道
１１ 凹入部
１３ 外輪径方向面部
１９ 内輪
２０ 回転フランジ
２１ 内輪軌道
２９ 転動体
３３ エンコーダ
３９ センサ
４３ センサホルダ
４５ 芯金
４７ 芯金円筒部
４９ 芯金円輪部
５３ 樹脂部
５５ 樹脂円筒部
５７ 樹脂底板部
５９ センサ孔
６１ 周溝
６３ カバー径方向面部
６５ 突き合せ領域
６７ Ｏリング
６９ 突条
７１ 小径段部
７３ 段差部
７５ 排水溝
７７ 庇部

Claims (3)

1. 外輪軌道を内周面に有する外輪と、
   内輪軌道と車輪を支持するためのフランジとを、外周面に有する内輪と、
   前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に組み込まれる複数個の転動体と、
   前記外輪のインナ側端部に嵌合されるカバー部材とを備える車輪支持用軸受ユニットであって、
   前記カバー部材は、前記外輪のインナ側端部に嵌合する環状の芯金と、前記芯金と一体に成形される樹脂部とで構成されており、
   前記外輪のインナ側端面と前記カバー部材のアウタ側端面が、軸方向に突き合わされる突き合わせ領域を有し、前記突き合わせ領域にはＯリングが介装されており、
   前記外輪のインナ側端部に設けられた外輪径方向面部と前記カバー部材に設けられたカバー径方向面部が、前記突き合わせ領域の外径側にて径方向に重なり合う状態で位置することを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
2. 前記外輪のインナ側端部の内径側部分をアウタ側に凹ませて凹入部を形成し、前記凹入部の内径面が前記外輪径方向面部であり、
   前記樹脂部の外径面が前記カバー径方向面部であり、
   前記凹入部のインナ側面と前記樹脂部のアウタ側端面とが突き合わされた部分が、前記突き合わせ領域であり、
   前記突き合わせ領域よりもアウタ側に位置する前記外輪の内径面に、前記芯金を嵌合固定してい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. 前記外輪のインナ側端部の外径側に小径段部を形成し、前記小径段部の外径面が前記外輪径方向面部であり、
   前記樹脂部の外径側端部にアウタ側に突出する庇部を形成し、前記庇部の内径面が前記カバー径方向面部であり、
   前記外輪のインナ側端面と前記庇部の内径側に位置する前記樹脂部のアウタ側面とが突き合わされた部分が、前記突き合わせ領域であり、
   前記突き合わせ領域よりもアウタ側に位置する前記外輪の内径面に、前記芯金を嵌合固定してい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。
   

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