JP2017032008A

JP2017032008A - 車輪用軸受装置

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Publication number: JP2017032008A
Application number: JP2015149831A
Authority: JP
Inventors: 大三新宅; Hiromi Shintaku; 健治荻本; Kenji Ogimoto
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: JP6575203B2

Abstract

【課題】ハブ軸のフランジ部とスリンガとの対向面の間への泥水や異物の侵入を防止する。【解決手段】外輪１１と、内側軸部２０及びフランジ部２２を有するハブ軸１２と、外輪１１と内側軸部２０との間の環状空間に配置される転動体１３と、環状空間の車両アウタ側の端部で外輪１１の内周面に取り付けられたシール部材３１と、内側軸部２０の外周面に嵌合される円筒部５１、及び円筒部５１の車両アウタ側の端部から径方向外方へ延びる円板部５２を有し、シール部材３１が当接するスリンガ３２とを備え、フランジ部２２は、車両インナ側に被係合部２８を備え、スリンガ３２は、被係合部２８に係合することで当該スリンガ３２の軸方向移動を規制する係合部５７を円板部５２に備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関するものである。

自動車等の車両においては、車輪を回転自在に装着するために車輪用軸受装置（ハブユニット）が用いられている。この車輪用軸受装置は、車体側に固定される外輪と、外輪の内周側に転動体を介して回転自在に支持される内軸及び内輪、及び内軸の車両アウタ側の端部から径方向外方へ延びる車輪取付用のフランジ部を有するハブ軸とを備えている（例えば、特許文献１参照）。また、この車輪用軸受装置には、外輪と、内軸及び内輪との間の転動体の収容空間を密封する密封装置が、当該収容空間の軸方向両側に設けられている。

車両アウタ側に配置される密封装置は、例えば図５に示すように、ラジアルリップ部１４２ｂとアキシャルリップ部１４２ｃとを有するシール部材１３１と、シール部材１３１の各リップ部１４２ｂ，１４２ｃが当接するスリンガ１３２とを備えている。スリンガ１３２は、内軸１２１の外周面に嵌合される円筒部１５１と、この円筒部１５１の車両アウタ側の端部から径方向外方へ延びる円板部１５２とを備え、内軸１２１の外周面からフランジ部１２２の車両インナ側の側面に沿って断面Ｌ字形状に形成されている。

特開２０１４−９５４０３号公報

図５に示すスリンガ１３２は、ステンレス等の錆びにくい金属によって形成されている。また、スリンガ１３２は、各リップ部１４２ｂ，１４２ｃとの締め代のばらつきを抑えることで安定した密封性を確保している。
しかしながら、スリンガ１３２は、円筒部１５１が内軸１２１の外周面に嵌合されることによって内軸１２１に固定されるのみであるため、継続的な負荷振動により徐々に車両インナ側へ移動し、シール部材１３１に接近する可能性がある（図５の２点鎖線参照）。このようにスリンガ１３２が移動すると、フランジ部１２２とスリンガ１３２との対向面に隙間が生じ、当該対向面の間へ泥水や異物が侵入する可能性が高くなり、フランジ部１２２に腐食や錆が発生するおそれがある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ハブ軸のフランジ部とスリンガとの対向面の間への泥水や異物の侵入を防止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する。

本発明の車輪用軸受装置は、車両インナ側の車体側部材に固定される外輪と、前記外輪の径方向内側に配置される内側軸部、及び前記外輪よりも車両アウタ側において前記内側軸部から径方向外方へ延び、車輪が取り付けられるフランジ部を有するハブ軸と、前記外輪と前記内側軸部との間の環状空間に配置される転動体と、前記環状空間の車両アウタ側の端部において前記外輪の内周面に取り付けられたシール部材と、前記内側軸部の外周面に嵌合される円筒部、及び前記円筒部の車両アウタ側の端部から径方向外方へ延びる円板部を有し、前記シール部材が当接するスリンガとを備え、前記フランジ部は、車両インナ側に被係合部を備え、前記スリンガは、前記被係合部に係合することで当該スリンガの軸方向の移動を規制する係合部を備えていることを特徴とする。

上記構成の車輪用軸受装置によれば、スリンガに設けられた係合部とフランジ部に設けられた被係合部との係合によって、スリンガの車両インナ側への移動が規制され、スリンガの円板部とフランジ部との対向面に隙間が生じるのを防止することができ、円板部とフランジ部との対向面の間への泥水や異物の侵入を防止することができる。そのため、フランジ部に腐食や錆が発生するのを防止することができる。
また、スリンガの車両インナ側への移動が規制されるので、スリンガとシール部材との接触面圧が高まるのを防止することができ、シール部材の摩耗やハブ軸の回転トルクの増大を防止することができる。

前記被係合部は、前記フランジ部の車両インナ側の側部において径方向外方へ突出しており、前記スリンガは、前記円板部の径方向外端部から車両アウタ側に延び、かつ前記フランジ部と前記円板部との対向面を径方向外側から覆う被覆部と、前記被係合部に車両アウタ側から係合する前記係合部とを有する係合片を備えていてもよい。
この構成によれば、係合片の被覆部によって円板部とフランジ部との対向面が径方向外側から覆われるので、これによっても当該対向面の間への泥水や異物の侵入を防止することができる。そのため、フランジ部に腐食や錆が発生するのを防止することができる。

上記車輪用軸受装置は、前記被覆部の径方向内側面と、前記被係合部との間をシールする第２のシール部材をさらに備えていることが好ましい。
このような構成によって、フランジ部と円板部との対向面の間への泥水や異物の侵入をより確実に防止することができる。

前記係合部は、前記被覆部から径方向内方かつ車両インナ側へ向けて傾斜状に形成され、前記係合部の径方向内端部が前記被係合部の径方向外端部よりも径方向内側に配置され、前記係合部の径方向外端部が前記被係合部の径方向外端部よりも径方向外側に配置されていてもよい。
このような構成によって、ハブ軸にスリンガを組み付けるときに、スリンガの係合部をフランジ部の被係合部に係合させ易くすることができ、スリンガの組付性を向上させることができる。

また、前記被係合部の径方向外端の頂面は、車両インナ側ほど外径が小さくなる傾斜面に形成され、前記傾斜面の最小径が前記係合部の径方向内端部の径と同じかこれよりも小さく、前記傾斜面の最大径が、前記係合部の径方向内端部の径よりも大きく形成されていてもよい。
このような構成によって、ハブ軸にスリンガを組み付けるときに、スリンガの係合部をフランジ部の被係合部に係合させ易くすることができ、スリンガの組付性を向上させることができる。

本発明によれば、ハブ軸のフランジ部とスリンガとの対向面の間への泥水や異物の侵入を防止することができる。

第１の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。図１に示される車輪用軸受装置の密封装置を拡大して示す断面図である。第２の実施形態に係る車輪用軸受装置の密封装置を拡大して示す断面図である。第３の実施形態に係る車輪用軸受装置の密封装置を拡大して示す断面図である。従来技術に係る車輪用軸受装置の密封装置を拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。なお、本明細書では、図１の左右方向を車輪用軸受装置１０の軸方向といい、図１の左側を車両アウタ側（又は軸方向外側）、右側を車両インナ側（又は軸方向内側）という。

車輪用軸受装置（ハブユニット）１０は、例えば自動車の車輪を車体側の懸架装置に対して回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１０は、外輪１１と、ハブ軸１２と、転動体１３と、保持器１４と、密封装置１５，１６とを備えている。外輪１１は、Ｓ５５Ｃ等の高炭素鋼により円環状に形成され、車両インナ側の車体側部材であるナックル（図示省略）に固定される。外輪１１の内周面には、車両アウタ側の外輪軌道面１１ａと車両インナ側の外輪軌道面１１ｂとが軸方向に間隔をあけて形成されている。

ハブ軸１２は、車両アウタ側の車輪が取り付けられるものである。ハブ軸１２は、Ｓ５５Ｃ等の高炭素鋼により形成されている。ハブ軸１２は、内側軸部２０とフランジ部２２とを有している。内側軸部２０は、内軸２１と、内輪２９とを有している。内軸２１は、外輪１１の径方向内側に外輪１１と同心状に配置されている。内軸２１の車両インナ側の端部には、径方向内方へ凹む凹部２１ｂが周方向に沿って形成されている。内輪２９は、円環状に形成され、凹部２１ｂに嵌合されることによって内軸２１に固定されている。内軸２１の外周面には内輪軌道面２１ａが形成され、内輪２９の外周面にも、内輪軌道面２９ａが形成されている。車両アウタ側の内輪軌道面２１ａと車両インナ側の内輪軌道面２９ａとは、軸方向に間隔をあけて配置されている。外輪１１の外輪軌道面１１ａ，１１ｂと内軸２１及び内輪２９の内輪軌道面２１ａ，２９ａとは径方向に対向し、これらの間に転動体１３としての複数の玉が複列に配置されている。また、各列の玉は、保持器１４によって周方向の間隔が保持されている。

フランジ部２２は、外輪１１よりも車両アウタ側において内側軸部２０の内軸２１から径方向外方に延びている。フランジ部２２には、その厚さ方向に貫通するボルト孔２２ａが周方向に複数形成されている。各ボルト孔２２ａには、車輪のホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブボルト（図示省略）が圧入される。

外輪１１と内側軸部２０との間には、転動体１３を配置するための環状空間（収容空間）Ｓが形成されている。この環状空間Ｓの車両アウタ側と車両インナ側の端部には、それぞれ密封装置１５，１６が設けられている。各密封装置１５，１６は、環状空間Ｓ内への水（泥水等）や異物の侵入を防ぐとともに、環状空間Ｓの内部を潤滑する潤滑材の漏洩を防止する。

図２は、車両アウタ側の密封装置１５を拡大して示す断面図である。密封装置１５は、シール部材３１と、スリンガ３２とを備えている。
シール部材３１は、芯金４１と、シール本体４２とからなる。芯金４１は、断面略Ｌ字状に形成されており、外輪１１の内周面に嵌合されることによって外輪１１に固定されている。シール本体４２は、弾性材料により形成されている。シール本体４２は、芯金４１に固着される基部４２ａと、基部４２ａから突出する複数のリップ部４２ｂ，４２ｃとを備えている。リップ部４２ｂ，４２ｃは、内軸２１に向けて径方向内方に突出する２つのラジアルリップ部４２ｂと、フランジ部２２に向けて車両アウタ側に突出する１つのアキシャルリップ部４２ｃとからなる。

スリンガ３２は、錆びにくい性質を有する硬質な材料、例えばステンレス鋼により環状に形成されている。スリンガ３２は、円筒部５１と円板部５２とを備えている。円筒部５１は、円筒形状に形成され、内側軸部２０の外周面に嵌合されることによって内側軸部２０に固定されている。また、円筒部５１の外周面には、シール部材３１の２つのラジアルリップ部４２ｂが当接している。

円板部５２は、円筒部５１の車両アウタ側の端部から径方向外方へ屈曲し、径方向に沿って形成された円環状の平板部材からなる。円板部５２は、フランジ部２２の車両インナ側の側面２４ａに沿って配置され、車両アウタ側の側面５２ａが、フランジ部２２の側面２４ａに対向し当接している。円板部５２の車両インナ側の側面には、シール部材３１のアキシャルリップ部４２ｃが当接している。
円筒部５１と円板部５２との境界部分５３は円弧状に湾曲している。この境界部分５３は、内側軸部２０とフランジ部２２との間の境界部分２３に沿い、当該境界部分２３に当接している。

円板部５２の径方向外端部には、係合片５５が設けられている。この係合片５５は、円板部５２の径方向外端部から、車両アウタ側へ軸方向に沿って屈曲する第１屈曲部５６と、この第１屈曲部５６の車両アウタ側の端部から径方向内方へ屈曲する第２屈曲部５７とを有する。第２屈曲部５７は、第１屈曲部５６に対して鋭角に傾斜するように屈曲されている。すなわち、第２屈曲部５７は、第１屈曲部５６から径方向内方かつ車両インナ側へ向けて傾斜状に形成されている。したがって、第２屈曲部５７の外側面５７ａは、径方向内側かつ車両アウタ側に向いている。また、第２屈曲部５７の径方向内端部は、後述する被係合部２８の径方向外端部よりも径方向内側に配置され、第２屈曲部５７の径方向外端部は、被係合部２８の径方向外端部よりも径方向外側に配置されている。係合片５５は、円板部５２の外周部をプレス等により塑性加工することにより形成することができる。

フランジ部２２は、径方向内側の基部２４と、径方向外側の先端部２５とを備えている。基部２４は、その車両インナ側の側面２４ａがスリンガ３２の円板部５２に対向し当接する部分とされている。先端部２５は、基部２４の径方向外端部から径方向外方に延びた部分とされている。フランジ部２２の車両インナ側の側部には、基部２４と先端部２５との境界に相当する位置に段部２６が形成されている。この段部２６は、径方向外方に向く段差面２７を備えている。先端部２５の車両インナ側の側面２５ａは、段部２６によって基部２４の車両インナ側の側面２４ａよりも車両アウタ側に配置されている。

段部２６の段差面２７には、径方向外方に突出する被係合部２８が形成されている。この被係合部２８は、段差面２７上において車両インナ側に偏った位置に形成され、被係合部２８と先端部２５の側面２５ａとの間には凹部が形成されている。
一方、スリンガ３２の円板部５２に形成された係合片５５の第２屈曲部５７は、被係合部２８と側面２５ａとの間の凹部内に挿入され、被係合部２８に対して車両アウタ側から係合している。つまり、第２屈曲部５７は、被係合部２８に係合する係合部を構成している。そのため、スリンガ３２は、車両インナ側への移動が規制される。

したがって、スリンガ３２に継続的な負荷振動が付与されたとしても、従来技術（図５参照）のように、スリンガ３２が車両インナ側へ移動してしまうことがなく、円板部５２がシール部材３１のアキシャルリップ部４２ｃに対して強く圧接することに起因するアキシャルリップ部４２ｃの摩耗やハブ軸１２の回転トルクの増大を抑制することができる。また、互いに対向するフランジ部２２の基部２４の車両インナ側の側面２４ａと、スリンガ３２の円板部５２の車両アウタ側の側面５２ａ（以下、これらの面を「対向面」ともいう）とに隙間が生じることを防止することができる。そのため、当該対向面２４ａ，５２ａの間への泥水や異物の侵入を防止することができ、当該対向面２４ａ，５２ａの間を介して外輪１１と内側軸部２０との間の環状空間Ｓに水が入り込んでしまうことも防止することができる。

係合片５５の第１屈曲部５６は、フランジ部２２とスリンガ３２の円板部５２との対向面２４ａ，５２ａを径方向外側から覆っている。つまり、第１屈曲部５６は、前記対向面２４ａ，５２ａを径方向外側から覆う被覆部を構成している。この第１屈曲部５６によって、前記対向面２４ａ，５２ａの間への泥水や異物の侵入を防止することができる。

係合片５５における第２屈曲部５７は、車両アウタ側の側面５７ａが、径方向内側に向くように傾斜している。そのため、内側軸部２０にスリンガ３２を装着するために、第２屈曲部５７の側面５７ａを被係合部２８の先端に当接させた状態でさらにスリンガ３２を車両アウタ側へ移動させたとき、第２屈曲部５７が被係合部２８を乗り越えやすくなる。これにより、第２屈曲部５７を被係合部２８に係合させ易くすることができ、内側軸部２０に対するスリンガ３２の組付性を向上させることができる。

［第２の実施形態］
図３は、第２の実施形態に係る車輪用軸受装置の密封装置を拡大して示す断面図である。
本実施形態の密封装置１５においては、スリンガ３２の係合片５５の第１屈曲部（被覆部）５６の径方向内側面と、被係合部２８の径方向外端面との間に第２のシール部材６１を設けたものとなっている。この第２のシール部材６１は、ゴム等の弾性材からなり、第１屈曲部（被覆部）５６と被係合部２８との間で圧接されている。したがって、本実施形態では、スリンガ３２の円板部５２の車両アウタ側の側面５２ａとフランジ部２２の車両インナ側の側面２４ａとの間への泥水や異物の侵入をより確実に防止することができる。

［第３の実施形態］
図４は、第３の実施形態に係る車輪用軸受装置の密封装置を拡大して示す断面図である。
本実施形態の密封装置１５は、スリンガ３２の係合片５５の第２屈曲部（係合部）５７が、径方向に沿って略垂直に形成されたものとなっている。そして、第２屈曲部５７は、フランジ部２２の被係合部２８に車両アウタ側から係合している。したがって、本実施形態においても上記第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

また、本実施形態の被係合部２８は、頂面２８ａの外径が車両インナ側ほど小さくなるような傾斜面に形成されている。この頂面２８ａの車両インナ側の外径（最小径）は、第２屈曲部５７の径方向内端部の径と同じかこれよりも小さく、頂面２８ａの車両アウタ側の外径（最大径）は、第２屈曲部５７の径方向内端部の径よりも大きい。そのため、スリンガ３２を内側軸部２０に装着するために、第２屈曲部５７の先端を被係合部２８の頂面２８ａに当接させた状態でさらにスリンガ３２を車両アウタ側へ移動させたとき、第２屈曲部５７が被係合部２８を乗り越えやすくなる。これにより、第２屈曲部５７を被係合部２８に係合させ易くすることができ、内側軸部２０に対するスリンガ３２の組付性を向上させることができる。なお、係合片５５の第１屈曲部５６の径方向内側面と被係合部２８の頂面２８ａとの間には、第２の実施形態で説明したような第２のシール部材が設けられていてもよい。また、被係合部２８の頂面２８ａの傾斜は省略してもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
車輪用軸受装置１０は、転動体１３として玉を備えたものに限らず、円すいころを備えたものであってもよい。スリンガ３２は、ステンレス鋼製のものに限らず、外輪１１やハブ軸１２よりも錆びにくい性質（防錆性、耐発錆性）を有するものであればよい。

車輪用軸受装置の内輪は、中実形状に形成されたものであってもよいし、中空形状（円筒形状）に形成されたものであってもよい。
第３の実施形態において説明した被係合部２８の頂面２８ａの傾斜は、第１の実施形態における被係合部２８の頂面にも形成することができる。このように構成することで、被係合部２８に対して第２屈曲部５７をより係合させ易くすることができる。

１０：車輪用軸受装置、１１：外輪、１２：ハブ軸、１３：転動体、１５：密封装置、２０：内側軸部、２２：フランジ部、２４ａ：フランジ部の側面（対向面）、２８：被係合部、２８ａ：頂面、３１：シール部材、３２：スリンガ、５１：円筒部、５２：円板部、５２ａ：円板部の側面（対向面）、５５：係合片、５６：第１屈曲部（被覆部）、５７：第２屈曲部（係合部）、６１：第２のシール部材、Ｓ：環状空間

Claims

車両インナ側の車体側部材に固定される外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置される内側軸部、及び前記外輪よりも車両アウタ側において前記内側軸部から径方向外方へ延び、車輪が取り付けられるフランジ部を有するハブ軸と、
前記外輪と前記内側軸部との間の環状空間に配置される転動体と、
前記環状空間の車両アウタ側の端部において前記外輪の内周面に取り付けられたシール部材と、
前記内側軸部の外周面に嵌合される円筒部、及び前記円筒部の車両アウタ側の端部から径方向外方へ延びる円板部を有し、前記シール部材が当接するスリンガと、を備え、
前記フランジ部は、車両インナ側に被係合部を備え、
前記スリンガは、前記被係合部に係合することで当該スリンガの軸方向の移動を規制する係合部を前記円板部に備えていることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記被係合部は、前記フランジ部の車両インナ側の側部において径方向外方へ突出しており、
前記スリンガは、
前記円板部の径方向外端部から車両アウタ側に延び、かつ前記フランジ部と前記円板部との対向面を径方向外側から覆う被覆部と、前記被係合部に車両アウタ側から係合する前記係合部とを有する係合片を備えている、請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記被覆部の径方向内側面と、前記被係合部との間をシールする第２のシール部材をさらに備えている、請求項２に記載の車輪用軸受装置。
前記係合部は、前記被覆部から径方向内方かつ車両インナ側へ向けて傾斜状に形成され、前記係合部の径方向内端部が前記被係合部の径方向外端部よりも径方向内側に配置され、前記係合部の径方向外端部が前記被係合部の径方向外端部よりも径方向外側に配置されている、請求項２又は３に記載の車輪用軸受装置。
前記被係合部の径方向外端の頂面が、車両インナ側ほど外径が小さくなる傾斜面に形成され、前記傾斜面の最小径が前記係合部の径方向内端部の径と同じかこれよりも小さく、前記傾斜面の最大径が、前記係合部の径方向内端部の径よりも大きく形成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。