JP2017137973A - ハブユニット用密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 泥水等の異物が侵入しにくく、かつ、侵入した異物が外部に排出されやすいハブユニット用密封装置を提供する。
【解決手段】 芯金３２とデフレクタ３７とを含むシール本体３０及びスリンガ３１を備え、スリンガ３１はデフレクタ対向部３１ｅを有し、デフレクタ３７は、外周面がデフレクタ対向部３１ｅの内周面に対向するように設けられるとともに、外周面から径方向外方に突出する突出部３７ｂを有しており、デフレクタ３７の外周面とスリンガ３１のデフレクタ対向部３１ｅとの間で第１のラビリンスシールを構成し、デフレクタ３７の突出部３７ｂとスリンガ３１のデフレクタ対向部３１ｅの軸方向先端面との間で第２のラビリンスシールを構成しているハブユニット用密封装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハブユニット（車輪用軸受装置）に好適に採用される密封装置に関する。

自動車などの車両に搭載され、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置（ハブユニット）は、同心状に配置された内軸と外輪とを備えており、これら内軸と外輪との間に配設された転動体によって、例えば、外輪に対して内軸が回転自在にされている。内軸の車両アウタ側の端部には、径外方向に延びるフランジが設けられており、このフランジに車輪及びブレーキディスクが取り付けられる。

このようなハブユニットでは、内軸と外輪との間に形成され、転動体が配設されている環状空間に外部から泥水などが浸入するのを防ぐために、当該環状空間の軸方向両端部に密封装置が装着されている。

ハブユニットにおいて、車両アウタ側に用いられる密封装置としては、例えば、図３に示すように、外輪１１１の内周面に取り付けられたシール本体１３１と、内軸１２１の外周面に取り付けられ、フランジ部１２２の内側面にスリンガ用シール部材１３３を介して当接されたスリンガ１３２とを有し、シール本体１３１のリップ部１３１ａ〜１３１ｃがスリンガ１３２に当接している密封装置１０１が提案されている（特許文献１参照）。
この密封装置１０１では、スリンガ１３２の径方向外端部に車両インナ側に延びる庇状筒部１３２ａが設けられている。そして、この庇状筒部１３２ａの先半分内周面を、外輪１１１の車両アウタ側端部の外周面に近接対向させることにより、庇状筒部１３２ａの先半分内周面と外輪１１１の車両アウタ側端部の外周面との間をラビリンスシール部Ｄとしている。

特開２０１４−５２０７０号公報

特許文献１に記載された密封装置１０１は、ラビリンスシール部Ｄを形成しているものの、このラビリンスシール部Ｄは、スリンガ１３２に設けられた庇状筒部１３２ａを外輪１１１の端部外周面と対向させているだけであるため、耐泥水性に劣るものであった。また、密封装置１０１は、上記ラビリンスシール部Ｄが軸方向に向かって開口しているため、侵入した泥水等の異物の排出性にも劣っていた。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、泥水等の異物の侵入を抑制することができ、かつ、侵入した異物を外部へ排出させやすくしたハブユニット用密封装置を提供することを目的とする。

本発明のハブユニット用密封装置（以下、単に密封装置ともいう）は、同心状に配置された内軸と外輪とを備え、当該外輪の軸方向端面と間隔を隔てて対向する側面を有するフランジが上記内軸の一端側に設けられたハブユニットに用いられる密封装置であって、
上記内軸の一端側の外周面に嵌合して上記内軸に固定される第１円筒部と、上記第１円筒部の軸方向外端部から上記フランジの側面に沿って径方向外方に延びる円環部と、上記円環部の径方向外端部から上記外輪側に延びる第２円筒部とを有するスリンガと、
上記外輪に固定される芯金と、上記スリンガの第１円筒部の外周面と摺接するリップ部を有し、上記芯金に固定された第１シール部と、外周面が上記スリンガの第２円筒部の内周面に対向するデフレクタと、上記スリンガの円環部と摺接するアキシャルリップとを有し、上記芯金に固定された第２シール部とを備えるシール本体と、
を備え、
上記デフレクタは、外周面から径方向外方に突出し、上記第２円筒部の軸方向先端面と対向する環状の突出部を有し、
上記デフレクタの外周面と上記スリンガの第２円筒部の内周面との間で第１のラビリンスシールを構成し、上記デフレクタの突出部と上記スリンガの第２円筒部の軸方向先端面との間で第２のラビリンスシールを構成している、ことを特徴とする。

本発明の密封装置によれば、スリンガが備える第２円筒部の内周面とシール本体が備えるデフレクタの外周面との間に第１のラビリンスシールが構成されるとともに、上記第２円筒部の軸方向先端面と上記デフレクタが備える突出部との間に第２のラビリンスシールが構成されている。そのため、これらの２つのラビリンスシールが組み合わさることによって、水等が侵入しにくい途中で折れ曲がった複雑な流路が構築され、外部からの泥水等の異物の侵入を抑制することができる。
さらに、第２のラビリンスシールは、径方向外方に向かって開口するため、ハブユニットに侵入した泥水等を効果的に排出することができる。
従って、上記密封装置では、泥水等の異物の侵入を抑制する性能に優れるとともに、侵入した泥水等の異物を排出する性能にも優れている。

上記密封装置は、上記スリンガの円環部における前記外輪側の側面（内側面）と、この側面に対向する上記デフレクタの側面との間で第３のラビリンスシールを構成していることが好ましい。
上記密封装置は、第１及び第２のラビリンスシールに加えて、第３のラビリンスシールを備えており、これら３つのラビリンスシールが組み合わさることによってより複雑な流路が構築されるため、泥水等の異物はより侵入しにくくなる。

上記密封装置において、上記デフレクタの突出部と上記スリンガの第２円筒部の軸方向先端面との間の軸方向寸法は、０．８〜１．２ｍｍであることが好ましい。
上記軸方向寸法が小さいと泥水等の侵入は防ぎやすくなるものの、この部分に泥等が付着すると、隙間が詰って侵入した泥水等を排出することが困難になることがあり、一方、上記軸方向寸法が大きいと、泥水等が侵入しやすくなる。
これに対して、上記隙間の軸方向寸法を上記範囲とすることにより、泥水等が侵入しにくく、かつ、侵入した泥水等を排出し易くすることができる。

本発明によれば、泥水等の異物が侵入しにくく、かつ、侵入した異物が外部に排出されやすいハブユニット用密封装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る密封装置を備えたハブユニットの断面説明図である。 図１の密封装置の断面説明図である。 従来の密封装置の断面説明図である。

以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
［ハブユニットの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る密封装置１２を備えたハブユニット（車輪用軸受装置）１の断面説明図である。なお、本明細書では、図１の左右方向を軸方向といい、図１の左側を車両アウタ側、右側を車両インナ側という。

ハブユニット１は、自動車の車体に設けられている懸架装置２に対して車輪を回転自在に支持するものであり、外輪３と内軸４とを備えている。
外輪３は円筒形状の部材であり、当該外輪３の外周面３ｂに形成されたフランジ５がボルト６により車体側の懸架装置２に固定される。
内軸４は、軸本体部７と、この軸本体部７の車両インナ側の端部に外嵌され、かしめ固定されている環状の内輪部材８とで構成されている。外輪３の内周側に形成された外輪軌道面３ｄと、内軸４を構成する軸本体部７及び内輪部材８の各外周側において外輪軌道面３ｄと対向するように形成された内輪軌道面７ａ、８ａとの間には転動体である玉９が配設されている。玉９は、外輪３と内軸４との間に軸方向に沿って２列配設されており、また、各列に複数の玉９が配設されている。各列の複数の玉９は、保持器１０により周方向に沿って所定間隔で保持されている。

外輪３と内軸４は同心状に配置されており、本実施形態では、外輪３に対して内軸４が回転自在となっている。軸本体部７の車両アウタ側の端部には、車輪やブレーキディスク（図示せず）を取り付けるためのフランジ１１が形成されている。
このようなハブユニット１は、図示しない車輪やブレーキディスクがフランジ１１に固定された内軸４を、車両に対して回転自在に支持することができる。

外輪３の軸方向両端部と内軸４との間、より詳細には、外輪３の車両アウタ側端部と軸本体部７との間、及び、外輪３の車両インナ側端部と内輪部材８との間には、それぞれ密封装置１２、１３が取り付けられている。これらの密封装置１２、１３は外輪３の径方向外側から、外輪３と内軸４との間に形成される環状空間Ｒに泥水等の異物が浸入するのを防ぐ役割を有している。そして、これらの密封装置１２、１３のうち、車両アウタ側（図１において左側）に配設される密封装置１２が本発明の実施形態に係る密封装置である。

［密封装置の構成］
図２は、図１の密封装置１２の断面説明図である。
密封装置１２は、図２に示すように、シール本体３０とスリンガ３１とを備えている。

スリンガ３１は、錆びにくい性質を有する硬質な材料、例えばステンレスなどの金属板をプレス加工することで環状に形成されている。
スリンガ３１は、軸本体部７（内軸４）の外周面７ｂに嵌合されることによって軸本体部７に固定された第１円筒部３１ｃと、第１円筒部３１ｃの車両アウタ側の端部からフランジ１１の車両インナ側の側面（フランジ面１１ａ）に沿って径方向外方に延びる円環部３１ｄと、円環部３１ｄの径方向外端部から外輪３側に延びる円筒状のデフレクタ対向部（第２円筒部）３１ｅを有している。

スリンガ３１は、スリンガ３１の外側面３１ｂがフランジ面１１ａに当接するように、スリンガ３１の第１円筒部３１ｃを軸本体部７の外周面７ｂに嵌合させることで、軸本体部７（内軸４）に固定されている。なお、本明細書において、スリンガ３１の内側面３１ａとは、スリンガ３１の２つの側面のうちシール本体３０と対向する側面のことであり、スリンガ３１の外側面３１ｂとは、かかる側面の裏側の側面、すなわちフランジ面１１ａと当接する側の側面のことである。

シール本体３０は、外輪３の車両アウタ側端部の内周面３ａに嵌合して外輪３に固定される芯金３２と、この芯金３２に固着されるシール部材３３とで構成されている。
芯金３２は、ＳＰＣＣなどの鋼板をプレス加工することによって環状に形成されている。芯金３２は、外輪３の車両アウタ側端部の内周面３ａに嵌合される円筒部３２ａと、この円筒部３２ａの車両アウタ側の端部から径方向外方に延び、その一部が外輪３の車両アウタ側端面３ｃに当接する外円環部３２ｂと、円筒部３２ａの車両アウタ側の端部から径方向内方に延びる内円環部３２ｃとを有している。円筒部３２ａは、鋼板が折り曲げられた二重構造を有しており、外円環部３２ｂは円筒部３２ａの外周側部分の端部から径方向外方に延びており、内円環部３２ｃは円筒部３２ａの内周側部分の端部から径方向内方に延びている。

シール部材３３は、ニトリルゴム等の弾性材料を円環状に形成したものであり、芯金３２に加硫接着されている。
シール部材３３は、芯金３２の内円環部３２ｃの径方向内端部および軸方向内側（車両インナ側）の側面に固定され、スリンガ３１の第１円筒部３１ｃの内側面３１ａに摺接するラジアルリップ３４ｃを有する第１シール部３４と、芯金３２の車両アウタ側の側面および外円環部３２ｂの径方向外端部に固定された第２シール部３５とを備えている。第２シール部３５は、スリンガ３１の円環部３１ｄにおける内側面３１ａに摺接する２つのアキシャルリップ３４ａ，３４ｂと、外周面３７ｄがスリンガ３１のデフレクタ対向部（第２円筒部）３１ｅの内周面３１ｇに対向するデフレクタ３７とを有する。第１シール部３４と第２シール部３５とは一体的に形成されている。
アキシャルリップ３４ａ，３４ｂは、芯金３２の車両アウタ側の側面から径方向外方かつ車両アウタ側へ延びており、ラジアルリップ３４ｃは、芯金３２の径方向内端部から径方向内方かつ車両インナ側へ延びている。

デフレクタ３７は、円筒状の本体部３７ａと、本体部３７ａの車両インナ側の端部の外周面から径方向外方に突出する環状の突出部３７ｂとを有している。
本体部３７ａは、車両インナの内周面３７ｃが外輪３の外周面３ｂに嵌合している。これにより、デフレクタ３７の内周面３７ｃと外輪３の外周面３ｂとの間から泥水等が侵入することを防止している。特に外輪３の外周面３ｂを伝って泥水等が侵入することを効果的に防止することができる。

デフレクタ３７は、本体部３７ａの外周面３７ｄと、スリンガ３１におけるデフレクタ対向部３１ｅの内周面３１ｇとが対向し、対向した部分に微小隙間３８を有するように設けられている。これにより本体部３７ａの外周面３７ｄとスリンガ３１のデフレクタ対向部３１ｅとの間にラビリンスシール（第１のラビリンスシール）が構成される。この微小隙間３８の径方向寸法Ａは、例えば、０．５ｍｍ程度である。
更に、デフレクタ３７は、本体部３７ａの車両アウタ側の端面３７ｅがスリンガ３１の円環部３１ｄにおける内壁面３１ｈに近接対向するように設けられ、車両アウタ側の端面３７ｅと円環部３１ｄの内壁面３１ｈとの間にも微小隙間３９を有している。これにより、本体部３７ａの車両アウタ側の端面３７ｅとスリンガ３１の円環部３１ｄの内壁面３１ｈとの間にラビリンスシール（第３のラビリンスシール）が構成される。この微小隙間３９は、軸方向寸法Ｂが、例えば０．８〜１．２ｍｍ（好ましくは１．０ｍｍ程度）である。

デフレクタ３７の突出部３７ｂは、スリンガ３１におけるデフレクタ対向部３１ｅの車両インナ側の端面３１ｆとの間に、径方向外方に向かって開口する微小隙間４０が形成されるように設けられている。これにより、デフレクタ３７の突出部３７ｂとスリンガ３１のデフレクタ対向部３１ｅの車両インナ側の端面３１ｆとの間にラビリンスシール（第２のラビリンスシール）が構成される。この微小隙間４０は、軸方向寸法Ｃが、例えば０．８〜１．２ｍｍ（好ましくは、１．０ｍｍ程度）である。

このような密封装置１２では、微小隙間３８〜４０が組み合わさることによって、第１〜第３のラビリンスシールによる流路が構築されているため、密封装置１２による密封性は格別優れたものとなっている。
また、密封装置１２では、デフレクタ３７の突出部３７ｂとデフレクタ対向部３１ｅの端面３１ｆとの間に微細隙間４０が設けられており、この微細隙間４０は径方向外方に向かって開口している。そのため、密封装置内に侵入した泥水等を効果的に排出することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、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設計変更することができる。例えば、上記第３のラビリンスシールは必ずしも構成されていなくてもよい。勿論、第１及び第２のラビリンスシールとともに第３のラビリンスシールを備えることにより、密封装置の密封性はより向上する。

例えば、図２に示した密封装置１２では、突出部３７ｂの外径がスリンガ３１のデフレクタ対向部３１ｅの外径と略同一であるが、突出部３７ｂの外径はデフレクタ対向部３１ｅの端面３７ｅとの間に微小隙間が設けられる寸法であればよく、デフレクタ対向部３１ｅの外径より大径であってもよい。
また、本体部３７ａの外周面３７ｄと、デフレクタ対向部３１ｅの内周面３１ｇとの対向部分（微小隙間３８）の軸方向寸法は、特に限定されないが、例えば、２〜５ｍｍとすればよい。

本発明の密封装置は、上記実施形態で示すハブユニットに限らず、他の形態のハブユニット等にも適用することができる。例えば、転動体として玉ではなく円すいころを用いたハブユニットにも適用することができる。

１：ハブユニット、３：外輪、４：内軸、５，１１：フランジ、７：軸本体部、８：内輪部材、９：玉、１０：保持器、１２、１３：密封装置、３０：シール本体、３１：スリンガ、３１ｃ：第１円筒部、３１ｄ：円環部、３１ｅ：デフレクタ対向部（第２円筒部）、３２：芯金、３２ａ：円筒部、３２ｂ：外円環部、３２ｃ：内円環部、３３：シール部材、３４：第１シール部、３４ａ，３４ｂ：アキシャルリップ、３４ｃ：ラジアルリップ、３５：第２シール部、３７：デフレクタ、３７ａ：本体部、３７ｂ：突出部、３８，３９，４０：微小隙間

Claims (3)

1. 同心状に配置された内軸と外輪とを備え、当該外輪の軸方向端面と間隔を隔てて対向する側面を有するフランジが前記内軸の一端側に設けられたハブユニットに用いられる密封装置であって、
   前記内軸の一端側の外周面に嵌合して前記内軸に固定される第１円筒部と、前記第１円筒部の軸方向外端部から前記フランジの側面に沿って径方向外方に延びる円環部と、前記円環部の径方向外端部から前記外輪側に延びる第２円筒部とを有するスリンガと、
   前記外輪に固定される芯金と、前記スリンガの第１円筒部の外周面と摺接するリップ部を有し、前記芯金に固定された第１シール部と、外周面が前記スリンガの第２円筒部の内周面に対向するデフレクタと、前記スリンガの円環部と摺接するアキシャルリップとを有し、前記芯金に固定された第２シール部とを備えるシール本体と、
   を備え、
   前記デフレクタは、外周面から径方向外方に突出し、前記第２円筒部の軸方向先端面と対向する環状の突出部を有し、
   前記デフレクタの外周面と前記スリンガの第２円筒部の内周面との間で第１のラビリンスシールを構成し、前記デフレクタの突出部と前記スリンガの第２円筒部の軸方向先端面との間で第２のラビリンスシールを構成している、ことを特徴とするハブユニット用密封装置。
2. 前記スリンガの円環部における前記外輪側の側面と、この側面に対向する前記デフレクタの側面との間で第３のラビリンスシールを構成している、請求項１に記載のハブユニット用密封装置。
3. 前記デフレクタの突出部と前記スリンガの第２円筒部の軸方向先端面との間の軸方向寸法は、０．８〜１．２ｍｍである請求項１又は２に記載のハブユニット用密封装置。
   

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