JP2017053452A

JP2017053452A - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2017053452A
Application number: JP2015178463A
Authority: JP
Inventors: 久雄石黒; Hisao Ishiguro; 昭吾鈴木; Shogo Suzuki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-16

Abstract

【課題】外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止して高い密封性能を維持させると共に、低トルク化を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材１０の端部にダストカバー１２が装着され、このダストカバー１２が、前記外方部材に圧入される嵌合部２５ａと、縮径部２５ｂを介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部２５ｂと、円筒状の屈曲部２５ｄを備えた芯金２５と、これに一体に接合された合成ゴム製の弾性部材２６からなり、芯金２５の内縁部に回り込むように接合され、この弾性部材２６の基部２７に径方向内方に傾斜して延びるダストリップ２７ａが形成され、内輪３の大端面３ｂに軸方向シメシロを介して摺接されると共に、外側継手部材１４の肩部１９に断面コの字状に形成された円環２９が嵌合され、この円環２９の内周面が弾性部材２６の基部２７に対向配置され、ラビリンスシールが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用軸受装置、詳しくは、車輪用軸受と等速自在継手とを備え、独立懸架式サスペンションに装着された駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車あるいはＲＲ車の後輪、および４ＷＤ車の全輪）を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置に関するものである。

自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端が摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が固定型の等速自在継手を含む車輪用軸受装置を介して駆動輪に連結されている。

この車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば、図７に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置５０は、外周に懸架装置を構成するナックル５９に取り付けられるための車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが一体に形成された外方部材５１と、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５４を一体に有し、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａの一方に対向する内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５２ｂが形成されたハブ輪５２、およびこのハブ輪５２の小径段部５２ｂに圧入され、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａの他方に対向する内側転走面５３ａが形成された内輪５３からなる内方部材５５と、この内方部材５５と外方部材５１の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール５６、５６と、外方部材５１と内方部材５５との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシール５７、５８とを備えている。

ハブ輪５２に等速自在継手６０が連結され、この等速自在継手６０の外側継手部材６１は、カップ状のマウス部の底部をなす肩部６２と、この肩部６２から軸方向に延び、ハブ輪５２にセレーション６３ａを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部６３とを一体に有し、肩部６２が内輪５３と突き合わせ状態で、ハブ輪５２と外側継手部材６１が固定ナット６４を介して軸方向に着脱自在に結合されている。

外側継手部材６１の肩部６２には小径部６２ａと大径部６２ｂが形成され、環状のシール部材６５の小径筒部６５ａが小径部６２ａに圧入されている。そして、シール部材６５の大径筒部６５ｂが大径部６２ｂに配置され、フランジ部６５ｃが、大径筒部６５ｂの他端から径方向外側に延びるように形成されている。このフランジ部６５ｃがナックル５９の内径に僅かな径方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されている。

ここで、シール部材６５を肩部６２に圧入する前の状態において、大径筒部６５ｂ内径は、肩部６２の大径部６２ｂの外径以上に形成され、もしくは、大径部６２ｂとの圧入代が小径筒部６５ａと小径部６２ａとの圧入代より小さくなるように形成されている。そして、大径筒部６５ｂが大径部６２ｂに当接してガイドされた状態で小径筒部６５ａが小径部６２ａに圧入されている。これにより、シール部材６５の圧入代が充分確保でき、シール部材６５を確実に固定しつつ、シール部材６５のフランジ部６５ｃの倒れ変形量を抑制することにより、シール性能の低下を抑制することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−６４４６５号公報

この種の駆動輪タイプの車輪用軸受装置５０では、シール５７、５８のうち特に車両中央寄り側のシール５８として密封性が高い、所謂パックシールが使用されている。すなわち、シールリップが内輪５３に装着されたスリンガ（図示せず）に摺接されているパックシールを使用することが必須である。然しながら、このパックシールは密封性が高い反面、シールリップの摺動抵抗が大きく、車輪用軸受の低トルク化の制約となっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外部から泥水等が軸受内に浸入するのを防止して高い密封性能を維持させると共に、低トルク化を図っ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に記載の発明は、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円筒状の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、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両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間のアウター側の開口部に装着されたシールと、を備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内輪と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部にダストカバーが装着され、このダストカバーが、芯金と、この芯金に一体に接合された弾性部材を備え、前記芯金が鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、前記外方部材の円筒状の嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部を備えると共に、前記弾性部材が合成ゴムからなり、前記芯金の内縁部に回り込むように接合され、この弾性部材の基部に径方向内方に傾斜して延びるダストリップが形成され、前記内輪の大端面に軸方向シメシロを介して摺接されると共に、前記弾性部材の基部と前記外側継手部材の肩部との間にラビリンスシールが構成されている。

このように、ハブ輪にセレーションを介して外側継手部材がトルク伝達可能に、かつ軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、外方部材のインナー側の端部にダストカバーが装着され、このダストカバーが、芯金と、この芯金に一体に接合された弾性部材を備え、芯金が鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、外方部材の円筒状の嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部を備えると共に、弾性部材が合成ゴムからなり、芯金の内縁部に回り込むように接合され、この弾性部材の基部に径方向内方に傾斜して延びるダストリップが形成され、内輪の大端面に軸方向シメシロを介して摺接されると共に、弾性部材の基部と外側継手部材の肩部との間にラビリンスシールが構成されているので、内輪の大端面に摺接されるダストリップと相俟って、耐泥水性の厳しい条件、例えば、泥水等の異物が跳ね掛かったり、深い水たまりに埋没したりしても軸受内に浸入するのを防止して高い密封性能を維持させると共に、従来のようなパックシールを廃止し、ダストリップの摺接径が従来のシールよりも小径の内輪の大端面であるため、低トルク化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、弾性部材の基部と外側継手部材の肩部との間のラビリンスシールにより、内輪と外側継手部材との当接面に泥水等が浸入して発錆するのを防止でき、当接部の固着によりメンテナンス性が低下するのを防止することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外側継手部材の肩部に断面コの字状に形成された円環が嵌合され、この円環が、前記肩部の外周面に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる起立壁部と、この起立壁部から軸方向に延びる円筒状の傘部を備え、これらの内周面が前記弾性部材の基部に対向配置され、前記ラビリンスシールが形成されていても良い。

また、請求項３に記載の発明のように、前記円環の円筒部と起立壁部との間に拡径部が形成され、この拡径部に前記円筒部の内径より径方向内方に突出する弾性部材が一体に接合され、前記円環の嵌合時に前記肩部に弾性変形して圧着されていれば、円環の円筒部の気密性を高めることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記外側継手部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所の内周面が前記弾性部材の基部に対して僅かなすきまを介して対向配置され、前記ラビリンスシールが構成されていても良い。

また、請求項５に記載の発明のように、前記円環または凹所の内周面に繊毛状の突起物が多数形成され、前記弾性部材の基部の外表面に僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されていれば、密封性能を一層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、前記弾性部材の基部の外表面に前記突起物が多数形成され、これらの突起物が交互に対向配置されていれば、泥水等の異物が跳ね掛かっても軸受内に浸入するのを防止して一層高い密封性能を維持させることができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記芯金の嵌合部と遮蔽部との間に縮径部が形成され、この縮径部から遮蔽部の外表面に亙って前記弾性部材が接合されると共に、前記縮径部の弾性部材に前記芯金の嵌合部の外径より径方向外方に突出する環状突起が一体形成され、前記ダストカバーの嵌合時に前記外方部材の嵌合面に弾性変形して圧着されていれば、芯金の露出する外表面を弾性部材によって覆うことができ、高価な防錆能を有するステンレス鋼板を使用しなくてもＳＰＣＣ系等の冷間圧延鋼板を使用するができ、加工性の向上と低コスト化を図ることができると共に、ダストカバーの嵌合部の気密性を高めることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、前記内輪の外径面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部とからなる支持環と、この支持環の立板部のインナー側の側面に一体に接合された磁気エンコーダとからなり、前記ダストカバーを介して回転速度センサが前記磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されていれば、エアギャップを小さく設定することができ、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業の向上を図ると共に、エアギャップを小さく設定することが可能になり、検出精度を高めることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、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円筒状の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、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両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間のアウター側の開口部に装着されたシールと、を備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内輪と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部にダストカバーが装着され、このダストカバーが、芯金と、この芯金に一体に接合された弾性部材を備え、前記芯金が鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、前記外方部材の円筒状の嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部を備えると共に、前記弾性部材が合成ゴムからなり、前記芯金の内縁部に回り込むように接合され、この弾性部材の基部に径方向内方に傾斜して延びるダストリップが形成され、前記内輪の大端面に軸方向シメシロを介して摺接されると共に、前記弾性部材の基部と前記外側継手部材の肩部との間にラビリンスシールが構成されているので、内輪の大端面に摺接されるダストリップと相俟って、耐泥水性の厳しい条件、例えば、泥水等の異物が跳ね掛かったり、深い水たまりに埋没したりしても軸受内に浸入するのを防止して高い密封性能を維持させると共に、従来のようなパックシールを廃止し、ダストリップの摺接径が従来のシールよりも小径の内輪の大端面であるため、低トルク化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、弾性部材の基部と外側継手部材の肩部との間のラビリンスシールにより、内輪と外側継手部材との当接面に泥水等が浸入して発錆するのを防止でき、当接部の固着によりメンテナンス性が低下する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の第１の実施形態を示す縦断面図である。図１のシール部を示す要部拡大図である。（ａ）は、図２のラビリンスシール部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図である。（ａ）〜（ｄ）は、図３のラビリンスシール部の他の変形例を示す要部拡大図である。本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図である。（ａ）は、図５のシール部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）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。

外周に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円筒状の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両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間のアウター側の開口部に装着されたシールと、を備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内輪と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記外方部材のインナー側の端部にダストカバーが装着され、このダストカバーが、芯金と、この芯金に一体に接合された弾性部材を備え、前記芯金が鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、前記外方部材の端部内周の嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から縮径部を介して径方向内方に延びる円板状の遮蔽部と、この遮蔽部からインナー側に延びる円筒状の屈曲部を備えると共に、前記弾性部材が合成ゴムからなり、前記縮径部から遮蔽部の外表面を介して芯金の内縁部に回り込むように接合され、この弾性部材の基部に径方向内方に傾斜して延びるダストリップが形成され、前記内輪の大端面に軸方向シメシロを介して摺接されると共に、前記外側継手部材の肩部に断面コの字状に形成された円環が嵌合され、この円環が、前記肩部の外周面に圧入される円筒部と、この円筒部から拡径部を介して径方向外方に延びる起立壁部と、この起立壁部から軸方向に延びる円筒状の傘部を備え、これらの内周面が前記弾性部材の基部に対して僅かなすきまを介して対向配置され、ラビリンスシールが構成されている。

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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のシール部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２のラビリンスシール部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図、図４（ａ）〜（ｄ）は、図３のラビリンスシール部の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。

図１に示す車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と呼称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）８、８とを備え、等速自在継手１３が着脱自在に結合されている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入固定された内輪３とからなる。

ハブ輪２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４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を取り付けるハブボルト４ａが植設されている。

ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、アウター側のシール１１が摺接するシールランド部となる車輪取付フランジ４のインナー側の基部７から小径段部２ｂ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。そして、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成された内輪３がハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、軸方向に固定されている。一方、内輪３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、転動体８はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材１０は、外周にナックル５に固定ボルト６を介して取り付けるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に前記内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。この外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１０ａ、１０ａが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。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体８、８が保持器９、９を介して転動自在に収容されている。また、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間のアウター側の開口部にシール１１が装着されると共に、インナー側の開口部にはダストカバー１２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部から軸受内部に泥水等の異物が侵入するのを防止している。

なお、本実施形態では、転動体８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、例えば、転動体８に円すいころを用いた複列の円すいころ軸受で構成されていても良い。また、ここでは、ハブ輪２の外周に一方の内側転走面２ａが直接形成された第３世代構造からなる車輪用軸受装置を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第１または第２世代構造であっても良い。

等速自在継手１３は、外側継手部材１４と継手内輪１５とケージ１６およびトルク伝達ボール１７を備えている。外側継手部材１４は、カップ状のマウス部１８と、このマウス部１８の底部をなす肩部１９と、この肩部１９から軸方向に延びるステム部２０を一体に有している。ステム部２０は、外周にハブ輪２のセレーション２ｃに係合するセレーション（またはスプライン）２０ａと、このセレーション２０ａの端部に雄ねじ２０ｂが形成されている。

外側継手部材１４のマウス部１８の内周および継手内輪１５の外周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝１８ａ、１５ａがそれぞれ形成されている。また、外側継手部材１４および継手内輪１５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、トラック溝１８ａ、１５ａをはじめ、外側継手部材１４の肩部１９からステム部２０の基部に亙ってその外周面に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。

ハブ輪２と外側継手部材１４との結合は、外側継手部材１４の肩部１９が内輪３の大端面３ｂに衝合するまでステム部２０がハブ輪２に嵌挿され、この内輪３の大端面３ｂと外側継手部材１４の肩部１９とが突き合わせ状態で、雄ねじ２０ｂに固定ナット２１が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪２と外側継手部材１４が軸方向に着脱自在に結合されている。

ここで、図２に拡大して示すように、内輪３の外径にパルサリング２２が圧入されている。このパルサリング２２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（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によってＬ字状に、全体として円環状に形成された支持環２３と、この支持環２３に一体に接合された磁気エンコーダ２４とからなる。

支持環２３は、内輪３の外径面に圧入される円筒状の嵌合部２３ａと、この嵌合部２３ａから径方向外方に延びる立板部２３ｂとを備えている。そして、この立板部２３ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ２４が加硫接着によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ２４は、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。なお、ここでは、ゴム磁石からなる磁気エンコーダ２４を有するパルサリング２２を例示したが、これに限らず、焼結合金で形成されたものでも良いし、プラスチック磁石が接合されたものでも良い。

本実施形態では、外方部材１０のインナー側の端部内周にダストカバー１２が圧入されている。このダストカバー１２は、芯金２５と、この芯金２５に加硫接着等により一体に接合された弾性部材２６を備えている。芯金２５はオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、外方部材１０の円筒状の嵌合面１０ｃに圧入される円筒状の嵌合部２５ａと、この嵌合部２５ａから縮径部２５ｂを介して径方向内方に延び、磁気エンコーダ２４に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部２５ｃと、この遮蔽部２５ｃからインナー側に延びる円筒状の屈曲部２５ｄを備えている。

一方、弾性部材２６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、芯金２５のテーパ状に形成された縮径部２５ｂから遮蔽部２５ｃを介して屈曲部２５ｄの外表面に亙って接合されている。そして、芯金２５の内縁部となるこの屈曲部２５ｄに回り込むように基部２７が形成されている。この基部２７のアウター側（軸受側）の端部には径方向内方に傾斜して延びるダストリップ２７ａが形成され、内輪３の大端面３ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されている。

また、縮径部２５ｂに接合された弾性部材２６には環状突起２８が一体形成されている。この環状突起２８は、芯金２５の嵌合部２５ａの外径より径方向外方に突出して形成され、ダストカバー１２の嵌合時に外方部材１０の嵌合面１０ｃに弾性変形して圧着され、ハーフメタル構造をなして嵌合部２５ａの気密性を高めている。

なお、弾性部材２６の材質としては、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。

回転速度センサ（図示せず）の検出部は、ダストカバー１２に近接または当接され、具体的には、芯金２５の遮蔽部２５ｃに接合された弾性部材２６に近接または当接され、検出部と磁気エンコーダ２４とはこのダストカバー１２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。これにより、エアギャップを小さく設定することができ、煩雑なエアギャップ調整を省いて組立作業の向上を図ると共に、エアギャップを小さく設定することが可能になり、検出精度を高めることができる。

ダストカバー１２を構成する芯金２５は、回転速度センサの感知性能に悪影響を及ぼさないように、耐食性を有する、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板等の非磁性体の鋼板が好ましいが、必ずしも防錆能を有する鋼板に限らず、本実施形態のように、芯金２５の露出する外表面に弾性部材２６を接合することによって、高価な防錆能を有するステンレス鋼板を使用しなくてもＳＰＣＣ系等の冷間圧延鋼板を使用することも可能となり、加工性を向上させると共に、低コスト化を図ることができる。

外側継手部材１４の肩部１９には円環２９が圧入されている。この円環２９は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面コの字状に形成され、図３（ａ）に示すように、肩部１９の外周面に圧入される円筒部２９ａと、この円筒部２９ａから径方向外方に延びる起立壁部２９ｂと、この起立壁部２９ｂから軸方向に延びる円筒状の傘部２９ｃを備えている。そして、この円環２９の内周面がダストカバー１２の弾性部材２６に対して僅かなすきまを介して対向配置されている。

円環２９の内周面には繊毛状の突起物３０が多数形成されている。この突起物３０は、例えば、マジックテープ（登録商標）等の面ファスナーからなり、弾性部材２６の基部２７の外表面に対して僅かなすきまＳ１、Ｓ２を介して対向し、ラビリンスシールが構成されている。これにより、内輪３の大端面３ｂに摺接されるダストリップ２７ａと相俟って、耐泥水性の厳しい条件、例えば、泥水等の異物が跳ね掛かったり、深い水たまりに埋没したりしても軸受内に浸入するのを防止して高い密封性能を維持させると共に、従来のようなパックシールを廃止し、ダストリップ２７ａの摺接径が従来のパックシールよりも小径の内輪３の大端面３ｂであるため、低トルク化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、円環２９とダストカバー１２との間のラビリンスシールにより、内輪３の大端面３ｂと外側継手部材１４の肩部１９との当接面に泥水等が浸入して発錆するのを防止でき、当接部の固着によりメンテナンス性が低下するのを防止することができる。

ここで、ラビリンスシールのすきま（径方向すきま）Ｓ１は、０．２〜１．５ｍｍ（直径）の範囲に設定されている。円環２９の内周面は通常プレスでは交差レンジが±０．３、精密プレスでは±０．１で製作可能である。精密プレスで加工し、製造上の板厚のバラツキおよび突起物３０の寸法バラツキを加味したとして円環２９が交差最悪でも、弾性部材２６との干渉を防止してラビリンスすきまＳ１が残るように設定されている。一方、１．５ｍｍを超えると、ラビリンスすきまＳ１が大きくなり、ラビリンス効果が著しく低下する恐れがあって好ましくない。

また、ラビリンスシールのすきま（軸方向すきま）Ｓ２は、０．２〜１．０ｍｍの範囲に設定されている。円環２９を肩部１９に圧入する際、圧入治具（図示せず）によって円輪２９を押圧することによって圧入されるが、ダストカバー１２と円環２９の位置決め精度を±０．１として、製造上の板厚のバラツキおよび突起物３０の寸法バラツキを加味したとしても、また、位置決め精度の交差が悪くても、ダストカバー１２の弾性部材２６と円輪２９とのラビリンスすきまが残るか、僅かに摺接するように設定されている。一方、１．０ｍｍを超えると、ラビリンスすきまが大きくなり、ラビリンス効果が著しく低下するので好ましくない。

（ｂ）に示す実施形態は前述したものの変形例である。この実施形態は、基本的には前述したものと突起物３０の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品や同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この円環２９の内周面には繊毛状の突起物３０が多数形成されると共に、弾性部材２６の基部２７の外表面にも突起物３１が多数形成され、これらの突起物３０、３１が交互に対向配置されている。これにより、泥水等の異物が跳ね掛かっても軸受内に浸入するのを防止して一層高い密封性能を維持させることができる。

次に、図４（ａ）、（ｂ）に、前述した円環２９の変形例を示す。（ａ）に示す円環３２は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面コの字状に形成され、肩部１９の外周面に圧入される円筒部３２ａと、この円筒部３２ａからテーパ状の傾斜部（拡径部）３２ｂを介して径方向外方に延びる起立壁部２９ｂと、この起立壁部２９ｂから軸方向に延びる円筒状の傘部２９ｃを備えている。そして、この円環３２の内周面がダストカバー１２の弾性部材２６に対して僅かなすきまＳ１、Ｓ２を介して対向配置され、ラビリンスシールＲＳを構成している。

円環３２の傾斜部３２ｂには加硫接着によって弾性部材３３が一体に接合されると共に、円筒部３２ａの内径より径方向内方に突出して形成され、円環３２の嵌合時に肩部１９に弾性変形して圧着されている。これにより、円環３２の円筒部３２ａの気密性を高めることができる。

（ｂ）に示す円環３４は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面コの字状に形成され、肩部１９の外周面に圧入される円筒部３２ａと、この円筒部３２ａから段差部（拡径部）３４ａを介して径方向外方に延びる起立壁部２９ｂと、この起立壁部２９ｂから軸方向に延びる円筒状の傘部２９ｃを備えている。そして、この円環３４の内周面がダストカバー１２の弾性部材２６に対して僅かなすきまＳ１、Ｓ２を介して対向配置され、ラビリンスシールＲＳを構成している。

円環３４の段差部３４ａには加硫接着によって弾性部材３３が一体に接合されると共に、円筒部３２ａの内径より径方向内方に突出して形成され、円環３４の嵌合時に肩部１９に弾性変形して圧着されている。これにより、前述した実施形態と同様、円環３４の円筒部３２ａの気密性を高めることができる。

図４（ｃ）、（ｄ）に、前述した実施形態（図３）の他の変形例を示す。前述した実施形態では、外側継手部材１４の肩部１９に円環２９を圧入し、この円環２９とダストカバー１２との間にラビリンスシールを形成したものを例示したが、これに限らず、（ｃ）に示すように、肩部３５に直接環状の凹所３６を形成し、この凹所３６にダストカバー１２の内端部を挿入しても良い。さらには、（ｄ）に示すように、肩部３５の凹所３６に繊毛状の突起物３０を多数形成し、弾性部材２６の基部２７の外表面に対して僅かなすきまＳ１、Ｓ２を介して対向させ、ラビリンスシールを構成しても良い。これにより、部品点数の増加なしに前述した実施形態と同様の効果を実現できる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図５のシール部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的にはダストカバーとそのラビリンスシールの構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示す車輪用軸受装置は、その外方部材１０のインナー側の端部内周にダストカバー３７が圧入されている。このダストカバー３７は、芯金３８と、この芯金３８に加硫接着等により一体に接合された弾性部材３９を備えている。芯金３８はオーステナイト系ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、外方部材１０の円筒状の嵌合面１０ｃに圧入される円筒状の嵌合部２５ａと、この嵌合部２５ａから縮径部２５ｂを介して径方向内方に延び、磁気エンコーダ２４に僅かな軸方向すきまを介して対峙する円板状の遮蔽部３８ａを備えている。

一方、弾性部材３９はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金３８のテーパ状に形成された縮径部２５ｂから遮蔽部３８ａの外表面に亙って接合されている。そして、この遮蔽部３８ａの内縁部に回り込んで接合された弾性部材３９の基部４０に径方向内方に傾斜して延びるダストリップ４０ａが形成され、内輪３の大端面３ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されている。

外側継手部材４１の肩部４２には環状の凹所４３が形成され、この凹所４３にダストカバー３７の内縁部が収容されている。そして、図６（ａ）に拡大して示すように、ダストカバー３７の弾性部材３９のインナー側の側面が凹所４３の壁面４３ａに対して僅かなすきまＳ２を介して対向配置され、ラビリンスシールＲＳが形成されている。これにより、内輪３の大端面３ｂに摺接されるダストリップ４０ａと相俟って、泥水等の異物が軸受内に浸入するのを防止して高い密封性能を維持させると共に、低トルク化を図ることができ、また、肩部４２の凹所４３とダストカバー３７との間のラビリンスシールにより、内輪３の大端面３ｂと外側継手部材４２の肩部４２との当接面に泥水等が浸入して発錆するのを防止することができる。

また、（ｂ）に示すように、環状の凹所４３の壁面４３ａに繊毛状の突起物４４を多数形成しても良い。この突起物４４は、例えば、面ファスナーからなり、弾性部材３９のインナー側の側面に対して僅かなすきまＳ２を介して対向し、ラビリンスシールが構成されている。これにより、耐泥水性の厳しい条件で使用されても、泥水等の異物が軸受内に侵入するのを防止して高い密封性能を維持させることができると共に、内輪３の大端面３ｂと外側継手部材４１の肩部４２との当接面に泥水等が浸入して発錆するのを防止することができる。

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、ハブ輪と内輪からなる内方部材と等速自在継手とを備え、内方部材と等速自在継手の外側継手部材とが突き合わせ状態で分離可能に締結された第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。

１内方部材
２ハブ輪
２ａ、３ａ内側転走面
２ｂ小径段部
２ｃ、２０ａセレーション
３内輪
３ｂ内輪の大端面
４車輪取付フランジ
４ａハブボルト
５ナックル
６固定ボルト
７車輪取付フランジのインナー側の基部
８転動体
９保持器
１０外方部材
１０ａ外側転走面
１０ｂ車体取付フランジ
１０ｃ外方部材の嵌合面
１１シール
１２、３７ダストカバー
１３等速自在継手
１４、４１外側継手部材
１５継手内輪
１５ａ、１８ａトラック溝
１６ケージ
１７トルク伝達ボール
１８マウス部
１９、３５、４２肩部
２０ステム部
２０ｂ雄ねじ
２１固定ナット
２２パルサリング
２３支持環
２３ａ嵌合部
２３ｂ立板部
２４磁気エンコーダ
２５、３８芯金
２５ａ嵌合部
２５ｂ縮径部
２５ｃ遮蔽部
２５ｄ屈曲部
２６、３３、３９弾性部材
２７、４０弾性部材の基部
２７ａ、４０ａダストリップ
２８環状突起
２９、３２、３４円環
２９ａ、３２ａ円筒部
２９ｂ起立壁部
２９ｃ傘部
３０、３１、４４突起物
３２ｂ傾斜部
３４ａ段差部
３６、４３凹所
４３ａ凹所の壁面
５０車輪用軸受装置
５１外方部材
５１ａ外側転走面
５１ｂ車体取付フランジ
５２ハブ輪
５２ａ、５３ａ内側転走面
５２ｂ小径段部
５３内輪
５４車輪取付フランジ
５５内方部材
５６ボール
５７、５８シール
５９ナックル
６０等速自在継手
６１外側継手部材
６２肩部
６２ａ小径部
６２ｂ大径部
６３ステム部
６３ａセレーション
６４固定ナット
６５シール部材
６５ａ小径筒部
６５ｂ大径筒部
Ｓ１径方向すきま
Ｓ２軸方向すきま
ＲＳラビリンスシール

Claims

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円筒状の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、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両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間のアウター側の開口部に装着されたシールと、を備え、
前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内輪と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、
前記外方部材のインナー側の端部にダストカバーが装着され、このダストカバーが、芯金と、この芯金に一体に接合された弾性部材を備え、
前記芯金が鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、前記外方部材の円筒状の嵌合面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる円板状の遮蔽部を備えると共に、
前記弾性部材が合成ゴムからなり、前記芯金の内縁部に回り込むように接合され、この弾性部材の基部に径方向内方に傾斜して延びるダストリップが形成され、前記内輪の大端面に軸方向シメシロを介して摺接されると共に、
前記弾性部材の基部と前記外側継手部材の肩部との間にラビリンスシールが構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記外側継手部材の肩部に断面コの字状に形成された円環が嵌合され、この円環が、前記肩部の外周面に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる起立壁部と、この起立壁部から軸方向に延びる円筒状の傘部を備え、これらの内周面が前記弾性部材の基部に対向配置され、前記ラビリンスシールが形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記円環の円筒部と起立壁部との間に拡径部が形成され、この拡径部に前記円筒部の内径より径方向内方に突出する弾性部材が一体に接合され、前記円環の嵌合時に前記肩部に弾性変形して圧着されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
前記外側継手部材の肩部に環状の凹所が形成され、この凹所の内周面が前記弾性部材の基部に対して僅かなすきまを介して対向配置され、前記ラビリンスシールが構成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記円環または凹所の内周面に繊毛状の突起物が多数形成され、前記弾性部材の基部の外表面に僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されている請求項２または４に記載の車輪用軸受装置。
前記弾性部材の基部の外表面に前記突起物が多数形成され、これらの突起物が交互に対向配置されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
前記芯金の嵌合部と遮蔽部との間に縮径部が形成され、この縮径部から遮蔽部の外表面に亙って前記弾性部材が接合されると共に、前記縮径部の弾性部材に前記芯金の嵌合部の外径より径方向外方に突出する環状突起が一体形成され、前記ダストカバーの嵌合時に前記外方部材の嵌合面に弾性変形して圧着されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記内輪にパルサリングが装着され、このパルサリングが、鋼板から断面がＬ字状に、全体として円環状に形成され、前記内輪の外径面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部とからなる支持環と、この支持環の立板部のインナー側の側面に一体に接合された磁気エンコーダとからなり、前記ダストカバーを介して回転速度センサが前記磁気エンコーダに軸方向エアギャップにて対峙されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。