JP2019173878A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】カバー７が嵌合される嵌合部７ａと、を有するインナー側開口部２ａと、が形成された外輪２と、ハブ輪３の小径段部３ａに圧入された少なくとも一つの内輪４を有する内方部材と、カバー嵌合部２ｃに嵌合され、インナー側開口部２ａを密封するカバー７と、外輪２のアウター側開口部２ｇに嵌合され、外輪２とハブ輪３との間をシールするアウター側シール部材９と、を備えた車輪用軸受装置１において、カバー嵌合部２ｃは、軸受内部の密閉空間の圧力をそれぞれ異なる圧力に設定する複数のカバー嵌合位置のうち一のカバー嵌合位置にカバー７を配置させる位置決め手段を有する。【選択図】図２

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。例えば、車輪用軸受装置は、車輪に接続される内方部材であるハブ輪が転動体を介して回転自在に支持されている。車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材の内部に封入されたグリースが漏出したり、内部に泥水および砂塵等の異物が入り込むことで転動体および軌道面が損傷する懸念がある。このため、車輪用軸受装置は、泥水および砂塵等の異物の入り込みを防止するために外方部材と内方部材との隙間にシール部材等を設けて密封性を向上させている。

このような密封性を高めた車輪用軸受装置において、外方部材のインナー側開口部（車輪用軸受装置を車体に取り付けた際の車体側）に保護カバーが嵌合されたものがある。保護カバーには、嵌合時の密封性を高めるために嵌合面に合成ゴムからなる弾性部材が一体に接合されている。弾性部材には、帯状の環状突起とリップ形状の環状突起が形成されている。保護カバーは、弾性部材の環状突起が外方部材のシール嵌合面に圧着された状態で外方部材に嵌合されている。これにより、車輪用軸受装置は、金属製の保護カバーであっても嵌合部分の気密性を高めて密封性を向上させている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

このような密封性を高めた車輪用軸受装置において、標高の高い地域で気密性の高い保護カバーを組み付けた場合、標高の低い地域において使用する際に外部の大気圧が軸受内部の圧力よりも大きくなる。このため、車輪用軸受装置は、軸受組立地と使用地との気圧差によってアウター側シール部材のシールリップが摺動面に吸着して回転トルクが増大する。この課題を解決するために、例えば、特許文献２のように、外方部材に、軸受内部空間と軸受外部空間とを連通する連通孔を設けることが考えられる。

特開２０１５−０６８４５４号公報 特開２０１３−０３２８３２号公報

特許文献２に記載の車輪用軸受装置は、外方部材の連通孔がナックルによって封止されている。しかし、外方部材とナックルとは、互いに金属同士であるため隙間が存在する。また、車輪用軸受装置は、外方部材およびナックルの嵌合孔の加工状態、加工精度、組み付け状態によって外方部材とナックルとの隙間の大きさが変動する。このため、車輪用軸受装置は、部品の加工状態および組み付け状態によって気密性が低下する可能性があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、気密性を低下させることなく、軸受内部空間の軸受外部空間の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制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。

即ち、第一の発明は、内周に形成された複列の外側軌道面と、インナー側開口部にカバー嵌合部とを有する外方部材と、外周に小径段部が形成されたハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪を有し、前記ハブ輪と前記内輪との外周面に、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記カバー嵌合部に嵌合され、前記インナー側開口部を密封するカバーと、前記外方部材のアウター側開口部に嵌合され、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側シール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、前記カバー嵌合部は、軸受内部空間の圧力をそれぞれ異なる圧力に設定する複数のカバー嵌合位置のうち一のカバー嵌合位置に前記カバーを配置させる位置決め手段を有するものである。

第二の発明の車輪用軸受装置は、前記位置決め手段が、カバー嵌合部に設けられる複数の円周溝であるものである。

第三の発明の車輪用軸受装置は、前記カバーには、前記円周溝に係合し、軸方向インナー側への移動を制限するかえりが設けられているものである。

第四の発明の車輪用軸受装置は、前記位置決め手段が、前記カバー嵌合部に設けられるピンであるものである。

第五の発明の車輪用軸受装置は、前記カバーには、前記ピンに係合し、軸方向アウター側への移動を制限する軸方向長さの異なる複数の切欠き部が設けられているものである。

第六の発明の車輪用軸受装置は、エンコーダリングを更に備え、前記内輪に複数の円周溝が設けられ、前記エンコーダリングには、前記内輪の円周溝に係合し、軸方向インナー側への移動を制限するかえりが設けられているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、第一の発明は、複数のカバー嵌合位置から任意のカバー嵌合位置を選択することで、軸受内部の圧力が車輪用軸受装置の組立て地域の環境および使用地域の環境に基づいた所望の圧力に設定される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

第二の発明は、位置決め手段として複数の円周溝がカバーを囲むように配置されているので容易に所望する嵌合位置にカバーが嵌合される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

第三の発明は、位置決め手段である円周溝を用いてカバーの軸方向インナー側への移動を制限するので、外方部材に対するカバーとの嵌合量が少なくても外方部材に嵌合された状態が維持される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

第四の発明は、位置決め手段としてピンが径方向に突出しているのでカバーの端部をピンに接触させることで容易に所望する嵌合位置にカバーが嵌合される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

第五の発明は、複数の切欠き部がカバーに設けられているのでカバーの周方向の向きを変更してピンと接触する切欠きを選択することで容易に所望する嵌合位置にカバーが嵌合される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

第六の発明は、エンコーダリングの軸方向の位置が変更できるので、エンコーダリングと干渉することなく所望する嵌合位置にカバーが嵌合される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

第一実施形態に係る車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。 第一実施形態に係る車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。 第一実施形態に係る車輪用軸受装置の常圧嵌合位置にカバーが嵌合された状態を示す部分拡大断面図。 （ａ）第一実施形態に係る車輪用軸受装置の初期嵌合位置にカバーが到達した状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）同じくカバーのかえりが外輪に嵌合された状態を示す部分拡大断面図。 第一実施形態に係る車輪用軸受装置の中圧嵌合位置にカバーが嵌合された状態を示す部分拡大断面図。 第一実施形態に係る車輪用軸受装置の高圧嵌合位置にカバーが嵌合された状態を示す部分拡大断面図。 （ａ）第一実施形態に係る車輪用軸受装置を低地で組み立てる場合のカバーの嵌合位置を示す断面図、（ｂ）同じく高地で組み立てる場合のカバーの嵌合位置を示す断面図。 第二実施形態に係る車輪用軸受装置の常圧嵌合位置にカバーが嵌合された状態の全体構成を示す断面図。

以下に、図１から図３を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１と図２とに示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５ａ（図２参照）、アウター側ボール列５ｂ（図２参照）、エンコーダリング６、カバー７、カバー７に設けられている円環状のインナー側シール部材８（図２参照）、アウター側シール部材９（図２参照）を具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。

図２に示すように、外輪２は、例えばＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。

外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側軌道面２ｄと、アウター側の外側軌道面２ｅとが形成されている。インナー側の外側軌道面２ｄとアウター側の外側軌道面２ｅとには、例えば高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない車体側の部材（ナックル）に取り付けるための車体取り付けフランジ２ｆが一体に形成されている。外輪２のアウター側開口部２ｇには、アウター側シール部材９が嵌合されている。

外輪２のインナー側開口部２ａには、インナー側シール嵌合部２ｂとカバー嵌合部２ｃとが同一軸心上に形成されている。外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂは、インナー側シール部材８が嵌合される。カバー嵌合部２ｃは、カバー７が嵌合される。カバー嵌合部２ｃの外径は、インナー側シール嵌合部２ｂのシール嵌合径よりも小さい。また、カバー嵌合部２ｃは、インナー側シール嵌合部２ｂのアウター側端から所定の軸方向長さの孔を有している。つまり、外輪２のインナー側開口部２ａの内周には、外側（インナー側）から順に大径側のインナー側シール嵌合部２ｂと小径側のカバー嵌合部２ｃとが形成されている。

ハブ輪３は、例えばＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面にアウター側端部よりも縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置に複数のハブボルト３ｅが設けられている。また、ハブ輪３には、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｅに対向するようにアウター側の内側軌道面３ｃが設けられている。また、ハブ輪３には、車輪取り付けフランジ３ｂの基部側にアウター側シール部材９のリップ摺動面３ｄが形成されている。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が設けられている。

内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、例えばＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から構成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側軌道面４ａが形成されている。内輪４は、圧入および加締加工によりハブ輪３の小径段部３ａに固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４ａが構成されている。ハブ輪３は、インナー側端部の内輪４の内側軌道面４ａが外輪２のインナー側の外側軌道面２ｄに対向している。

転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボール５が保持器１０によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、例えばＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から構成され、ズブ焼入れにより芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４の内側軌道面４ａと、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３の内側軌道面３ｃと、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｅとの間に転動自在に挟まれている。

車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているが、複列円錐ころ軸受等の軸受で構成されていてもよい。

エンコーダリング６は、フェライト等の磁性紛体が混入された合成ゴムが環状に形成され、周方向に等ピッチで磁極Ｎと磁極Ｓとに着磁されたものである。エンコーダリング６は、支持環６ａを介して内輪４の外周面に支持されている。支持環６ａは、インナー側端部が径方向外側に向かって屈曲された折り曲げ部を有する円筒状部材である。支持環６ａは、防錆性の向上と検出精度の安定性の向上のため強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されている。支持環６ａの折り曲げ部には、例えば加硫接着によってエンコーダリング６が固着されている。支持環６ａのアウター側端部には、内輪４が圧入されている。これにより、エンコーダリング６は、内輪４と一体で回転する。

図３に示すように、カバー７は、外輪２のインナー側開口部２ａ（図２（ａ）参照）を塞いで外部から泥水等の異物の入り込みを防止し、エンコーダリング６を保護するものである。カバー７は、プレス加工によって形成されている。カバー７の軸方向アウター側は、開口している。カバー７の軸方向インナー側には、底面が形成されている。カバー７は、例えばフェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）から構成されている。カバー７は、嵌合部７ａ、段部７ｂ、シール支持部７ｃ、遮蔽部７ｄおよび底部７ｅが一体に連結されたものである。

カバー７の円筒部分には、嵌合部７ａとシール支持部７ｃとが同一軸心上に形成されている。嵌合部７ａは、外輪２のカバー嵌合部２ｃに嵌合される。嵌合部７ａは、カバー７の開口側端部に形成されている。嵌合部７ａは、外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂの内径よりも小さく、カバー嵌合部２ｃの内径よりも大きい外径に形成されている。つまり、嵌合部７ａは、インナー側シール嵌合部２ｂに接触することなく、カバー嵌合部２ｃに圧入嵌合可能な外径および軸方向長さを有している。

シール支持部７ｃは、インナー側シール部材８を支持する。シール支持部７ｃの外周面は、外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂの内周面と平行になるように形成されている。シール支持部７ｃは、段部７ｂを介して、嵌合部７ａのインナー側に隣接して配置されている。カバー７は、外周面のうち任意の位置から軸方向のインナー側に嵌合部７ａよりも小さい外径のシール支持部７ｃを有している。これにより、シール支持部７ｃは、カバー嵌合部２ｃの内周面との間にインナー側シール部材８を配置可能な空間を構成している。

遮蔽部７ｄと底部７ｅは、カバー７の底面を構成している。遮蔽部７ｄは、シール支持部７ｃのインナー側端部から径方向内側に延びる円環状に形成され、エンコーダリング６に僅かな軸方向すきまを介して対峙している。底部７ｅは、遮蔽部７ｄの内周縁からインナー側に突出しつつ、外輪２のインナー側開口部２ａを覆っている。

環状のインナー側シール部材８は、外輪２とカバー７との間の隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材８は、カバー７のシール支持部７ｃの外周面に、例えば加硫接着により固着されている。つまり、インナー側シール部材８は、嵌合部７ａと隣接するようにして設けられている。インナー側シール部材８は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、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）、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の合成ゴムから構成されている。

インナー側シール部材８は、外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂの内径よりも大きい外径に形成されている。インナー側シール部材８には、帯状部８ａとシールリップ８ｂとが形成されている。帯状部８ａは、外周面のうち所定の軸方向幅の範囲が嵌合部７ａの外径よりも径方向外側に突出している。シールリップ８ｂは、インナー側シール部材８のインナー側部分からインナー側かつ径方向外側に向かって延びている。

インナー側シール部材８は、カバー７の嵌合部７ａが外輪２のカバー嵌合部２ｃに嵌合された際、インナー側シール嵌合部２ｂの内周面に密着するように構成されている。嵌合部７ａは、カバー嵌合部２ｃよりも大きいインナー側シール嵌合部２ｂの内周面に接触することなくカバー嵌合部２ｃに嵌合される。また、インナー側シール部材８は嵌合時に、帯状部８ａとシールリップ８ｂとがインナー側シール嵌合部２ｂに弾性変形して圧着されることで、外輪２とカバー７との隙間を塞いでいる。なお、インナー側シール部材８は、インナー側シール嵌合部２ｂの内周面に密着するように構成されているが、カバー嵌合部２ｃの内周面に密着するように構成してもよい。

アウター側シール部材９は、主に外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材９は、略円筒状に形成された芯金に、例えば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る複数のシールリップが加硫接着されている。アウター側シール部材９は、外輪２のアウター側開口部２ｇに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄに複数のシールリップが油膜を介して接触または近接することでハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。

車輪用軸受装置１では、カバー７の遮蔽部７ｄを介してエンコーダリング６に対峙している磁気センサ１２によってエンコーダリング６の磁性が検出される。磁気センサ１２は、エンコーダリング６から所定のエアギャップ（軸方向すきま）になるように車体側に保持されている。磁気センサ１２は、ハブ輪３と一体的に回転することにより交互に検出面を通過するエンコーダリング６の各磁性の通過時間を検出する。これにより、車輪用軸受装置１は、センサホルダに取り付けられる磁気センサ１２をエンコーダリング６に対して適切な位置で容易に保持することができる。なお、車輪用軸受装置１は、外輪２のインナー側開口部２ａにセンサホルダ嵌合部を設け、磁気センサ１２のセンサホルダを嵌合させる構成でもよい。

次に、図３から図６を用いて、車輪用軸受装置１における軸受内部空間の圧力の調整について説明する。車輪用軸受装置１では、外輪２のカバー嵌合部２ｃに設けられているカバー７の位置決め手段である円周溝とカバー７とによって軸受内部の圧力が環境に応じた所望の圧力に設定される。ここで、車輪用軸受装置１における「環境に応じた所望の圧力」とは、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気圧と車輪用軸受装置１が使用される地域の大気圧が異なる場合に、軸受内部の圧力と使用される地域の圧力との圧力差によってアウター側シール部材９のシール性が低下したり、ハブ輪３（内輪４）の回転抵抗が増大したりしないように調整された軸受内部の圧力を言う。また、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域と使用される地域との大気圧の差が小さくても、組み立てられる地域の温度と使用される地域の温度との温度差に応じて調整された軸受内部の圧力を含む。

図３に示すように、カバー嵌合部２ｃである外輪２の内周面には、カバー７の位置決め手段である複数の円周溝として、インナー側から順に常圧嵌合位置用溝２ｈ、中圧嵌合位置用溝２ｉおよび高圧嵌合位置用溝２ｊが軸方向に所定の間隔を開けて形成されている。常圧嵌合位置用溝２ｈは、カバー７の常圧嵌合位置Ｂを規定し、中圧嵌合位置用溝２ｉは、カバー７の中圧嵌合位置Ｃを規定し、高圧嵌合位置用溝２ｊは、カバー７の高圧嵌合位置Ｄを規定する。常圧嵌合位置Ｂは、カバー７の嵌合によって上昇する車輪用軸受装置１の軸受内部の圧力を外部の大気圧に近似する所定値（以下、単に「常圧基準値」と記す）以下に設定する位置である。中圧嵌合位置Ｃは、嵌合によって上昇する車輪用軸受装置１の軸受内部の圧力を常圧基準値よりも高い所定値の範囲（以下、単に「中圧下限値から中圧上限値」と記す）に設定するものである。高圧嵌合位置用溝２ｊは、嵌合によって上昇する車輪用軸受装置１の軸受内部の圧力を中圧上限値よりも高い所定値の範囲（以下、単に「高圧下限値から高圧上限値」と記す）に設定するものである。

常圧嵌合位置用溝２ｈ、中圧嵌合位置用溝２ｉおよび高圧嵌合位置用溝２ｊは、外輪２の軸に対して垂直な仮想面とカバー嵌合部２ｃである外輪２の内周面との交線上に円環状に形成されている。常圧嵌合位置用溝２ｈ、中圧嵌合位置用溝２ｉおよび高圧嵌合位置用溝２ｊの溝形状は、溝方向の断面視で矩形状になるように形成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、三つの円周溝が形成されているがこれに限定するものではない。

カバー７の嵌合部７ａのアウター側端部には、複数のかえり７ｆが形成されている。かえり７ｆは、嵌合部７ａのアウター側端の一部を塑性変形させて径方向外側に突出させた突出部である。かえり７ｆは、外輪２の常圧嵌合位置用溝２ｈ，中圧嵌合位置用溝２ｉ，高圧嵌合位置用溝２ｊと係合する。複数のかえり７ｆは、少なくとも二つ形成され、嵌合部７ａのアウター側端部に等配されている。かえり７ｆは、嵌合部７ａのアウター側端からインナー側に向かうにつれて径方向外側に突出するテーパ状に形成されている。かえり７ｆのアウター側端は、嵌合部７ａの外周面よりも径方向内側に形成されている。かえり７ｆのインナー側端は、嵌合部７ａの外周面よりも径方向外側に突出し、かつ外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂの内周面に接触しないように形成されている。なお、かえり７ｆは、嵌合部７ａのアウター側端の全周に亘って形成されていてもよい。

同様に、内輪４の外周面には、エンコーダリング６の位置決め手段である複数の円周溝として、インナー側から順に常圧嵌合位置用溝４ｂ、中圧嵌合位置用溝４ｃおよび高圧嵌合位置用溝４ｄが形成されている。常圧嵌合位置用溝４ｂ、中圧嵌合位置用溝４ｃおよび高圧嵌合位置用溝４ｄは、外輪２のカバー嵌合部２ｃに形成されている常圧嵌合位置用溝２ｈ、中圧嵌合位置用溝２ｉおよび高圧嵌合位置用溝２ｊの間隔と同一の間隔で軸方向に形成されている。常圧嵌合位置用溝４ｂ、中圧嵌合位置用溝４ｃおよび高圧嵌合位置用溝４ｄは、内輪４の軸に対して垂直な仮想面と内輪４の外周面との交線上に円環状に形成されている。常圧嵌合位置用溝４ｂ、中圧嵌合位置用溝４ｃおよび高圧嵌合位置用溝４ｄの溝形状は、溝方向の断面視で矩形状になるように形成されている。

エンコーダリング６の支持環６ａのアウター側端部には、複数のかえり６ｂが形成されている。かえり６ｂは、支持環６ａのアウター側端の一部を塑性変形させて径方向外側に突出させた突出部である。かえり６ｂは、内輪４の常圧嵌合位置用溝４ｂ，中圧嵌合位置用溝４ｃ，高圧嵌合位置用溝４ｄと係合する。複数のかえり６ｂは、少なくとも二つ形成され、支持環６ａのアウター側端に等配されている。かえり６ｂは、支持環６ａのアウター側端からインナー側に向かうにつれて径方向内側に突出するテーパ状に形成されている。かえり６ｂのアウター側端は、支持環６ａの内周面よりも径方向内側に形成されている。かえり６ｂのインナー側端は、支持環６ａの内周面よりも径方向内側に突出している。

図４（ａ）に示すように、外輪２にカバー７を嵌合する際、カバー７は、嵌合部７ａのアウター側端から外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂに挿入される。このとき、かえり７ｆは、インナー側シール嵌合部２ｂの内周面に接触することなくインナー側シール嵌合部２ｂを通過する。嵌合部７ａのアウター側端がカバー嵌合部２ｃに到達すると、カバー７のインナー側シール部材８がインナー側シール嵌合部２ｂに嵌合される（初期嵌合位置Ａ）。

図４（ｂ）に示すように、嵌合部７ａがカバー嵌合部２ｃに挿入されると、かえり７ｆは、カバー嵌合部２ｃの内周面に押されて径方向内側に弾性変形される。かえり７ｆは、カバー嵌合部２ｃの常圧嵌合位置用溝２ｈと径方向視で重複する位置で径方向外側に広がり、常圧嵌合位置用溝２ｈに係合する（引っかかる）。これにより、カバー７は、カバー嵌合部２ｃの常圧嵌合位置Ｂで嵌合される。カバー７は、かえり７ｆによりインナー側への移動が制限される（図３参照）。

図５に示すように、カバー７は、さらにアウター側に向かって挿入されると、かえり７ｆが常圧嵌合位置用溝２ｈから抜けてカバー嵌合部２ｃの内周面によって径方向内側に弾性変形される。かえり７ｆは、カバー嵌合部２ｃの中圧嵌合位置用溝２ｉと径方向視で重複する位置で径方向外側に広がり、中圧嵌合位置用溝２ｉに係合する（引っかかる）。これにより、カバー７は、カバー嵌合部２ｃの中圧嵌合位置Ｃに嵌合されるとともに、かえり７ｆによりインナー側への移動が制限される。

図６に示すように、カバー７は、さらにアウター側に向かって挿入されると、かえり７ｆが中圧嵌合位置用溝２ｉから抜けて高圧嵌合位置用溝２ｊと径方向視で重複する位置で径方向外側に広がり、高圧嵌合位置用溝２ｊに係合する（引っかかる）。これにより、カバー７は、カバー嵌合部２ｃの高圧嵌合位置Ｄに嵌合されるとともに、かえり７ｆによりインナー側への移動が制限される。

また、車輪用軸受装置１では、カバー７の嵌合位置に応じて、カバー７の遮蔽部７ｄと僅かな軸方向すきまを介して対峙しているエンコーダリング６の嵌合位置が変更される。
図３に示すように、カバー７が常圧嵌合位置Ｂで嵌合されている場合、エンコーダリング６は、かえり６ｂが内輪４の常圧嵌合位置用溝４ｂに引っかかる位置で嵌合される。
同様にして、図５に示すように、カバー７が中圧嵌合位置Ｃに嵌合されている場合、エンコーダリング６は、内輪４の中圧嵌合位置用溝４ｃに引っかかる位置で嵌合される。図６に示すように、カバー７が高圧嵌合位置Ｄに嵌合されている場合、エンコーダリング６は、内輪４の高圧嵌合位置用溝４ｄに引っかかる位置で嵌合される。これにより、エンコーダリング６は、カバー７の嵌合位置が変更されても、遮蔽部７ｄとの僅かな軸方向すきまを維持することができる。

図３に示すように、カバー７が常圧嵌合位置Ｂに嵌合されることで、カバー７、外輪２、ハブ輪３、内輪４およびアウター側シール部材９で囲まれている軸受内部空間が常圧基準値以下の圧力である密閉空間Ｓｂとして構成される。図５に示すように、カバー７が中圧嵌合位置Ｃに嵌合されることで中圧下限値から中圧上限値の範囲の圧力である密閉空間Ｓｃが構成される。図６に示すように、車輪用軸受装置１は、カバー７が高圧嵌合位置Ｄに嵌合されることで高圧下限値から高圧上限値の範囲の圧力である密閉空間Ｓｄが構成される。

図５に示すように、中圧嵌合位置Ｃにカバー７が嵌合されている場合の密閉空間Ｓｃの容積は、常圧嵌合位置Ｂにカバー７が嵌合されている場合の密閉空間Ｓｂの容積に比べて、カバー７の軸方向視での投影面積と中圧嵌合位置用溝４ｃから常圧嵌合位置用溝４ｂまでの間隔との積だけ小さい。図６に示すように、高圧嵌合位置Ｄにカバー７が嵌合されている場合の密閉空間Ｓｄの容積は、常圧嵌合位置Ｂにカバー７が嵌合されている場合の密閉空間Ｓｂの容積に比べて、カバー７の軸方向視での投影面積と高圧嵌合位置用溝４ｄから常圧嵌合位置用溝４ｂまでの間隔との積だけ小さい。

カバー７が中圧嵌合位置Ｃまた高圧嵌合位置Ｄに嵌合されることで、密閉空間Ｓｂから密閉空間Ｓｃまたは密閉空間Ｓｄに圧縮される。車輪用軸受装置１の中圧嵌合位置Ｃまた高圧嵌合位置Ｄにカバー７が嵌合されている場合の軸受内部の圧力は、ボイルの法則に基づいて圧縮された容積の割合が大きいほど高くなる。このように、カバー７の嵌合位置を変更することで、密閉空間Ｓｂ、密閉空間Ｓｃおよび密閉空間Ｓｄの圧力をそれぞれ異なる圧力に設定することができる。なお、本実施形態において、カバー７の嵌合位置は、常圧嵌合位置Ｂ、中圧嵌合位置Ｃおよび高圧嵌合位置Ｄから構成されているが、これに限らず、複数の嵌合位置が設定されていればよい。

次に、図７を用いて、例えば大気圧が略１気圧である標高（例えば標高１００ｍ未満）の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合と、例えば大気圧が１気圧よりも低い標高（例えば標高３０００ｍ）の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合におけるカバー７による軸受内部の圧力の設定について具体的に説明する。本実施形態において、車輪用軸受装置１は、主に大気圧が略１気圧である標高（例えば標高１００ｍ未満）の地域で走行する車両に搭載されるものとする。すなわち、軸受内部の圧力が使用される地域の大気圧と同じ略１気圧になるように組み立てることで、使用時にアウター側シール部材９のシールリップを摺動面に押さえつける力や、摺動面から離間させる力の発生を抑制することができる。

図７（ａ）に示すように、大気圧が略１気圧である標高の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域と使用される地域との大気圧が略同一であるため、車輪用軸受装置１は、カバー７の嵌合によって軸受内部の圧力が大きく高まらないように組み立てを行う必要がある。従って、大気圧が略１気圧である標高の地域で組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が常圧基準値以下になる常圧嵌合位置Ｂにカバー７が嵌合される。

図７（ｂ）に示すように、大気圧が１気圧よりも低い標高（例えば標高３０００ｍ）の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気圧が使用される地域の大気圧よりも低いため、車輪用軸受装置１は、カバー７の嵌合によって軸受内部の圧力が所定の範囲内まで高くなるように組み立てを行う必要がある。従って、大気圧が１気圧よりも低い標高の地域で組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が高圧下限値以上、高圧上限値以下になる高圧嵌合位置Ｄにカバー７が嵌合される。

さらに、使用される地域の温度よりも低い温度の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気密度は、車輪用軸受装置１が使用される地域の大気密度よりも高い。または、使用される地域と組み立てられる地域が同一の地域環境において、組み立て時の温度が平均気温よりも低い温度の場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる時期の大気密度は、他の時期の大気密度よりも高い。車輪用軸受装置１は、カバー７の嵌合によって軸受内部の圧力が大きく高まらないように組み立てを行う必要がある。従って、使用される地域の温度よりも低い温度の地域または低い温度の時期に組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が常圧基準値以下になる常圧嵌合位置Ｂにカバー７が嵌合される。

さらに、使用される地域の温度よりも高い温度の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気密度が使用される地域の大気密度よりも低い。または、使用される地域と組み立てられる地域が同一の地域環境において、組み立て時の温度が平均気温よりも高い温度の場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる時期の大気密度が他の時期の大気密度よりも低い。車輪用軸受装置１は、カバー７の嵌合によって軸受内部の圧力が所定の範囲内まで高くなるように組み立てを行う必要がある。従って、使用される地域の温度よりも高い温度の地域または高い温度の時期に組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が高圧下限値以上、高圧上限値以下になる高圧嵌合位置Ｄにカバー７が嵌合される。

これにより、車輪用軸受装置１は、使用地域の大気圧に応じて、常圧嵌合位置Ｂ、中圧嵌合位置Ｃおよび高圧嵌合位置Ｄのうちいずれかの嵌合位置に嵌合されることで軸受内部の圧力と使用地域での大気圧との圧力差が許容値内に収まり、シール部材のシールリップを摺動面に押さえつける力や、摺動面から離間させる力によるシールリップの摩耗や回転トルクの上昇が抑制される。

このように構成することで、車輪用軸受装置１は、組立てが行われる環境に応じてカバー７を所望の嵌合位置に嵌合させることで軸受内部の容積が管理される。つまり、車輪用軸受装置１は、全体の大きさやカバー７が嵌合される外輪２の形状を変更することなく軸受内部の圧力が車輪用軸受装置１の組立て地域の環境および使用地域の環境に基づいた所望の圧力に設定される。また、カバー７は、かえり７ｆが円周溝に引っかかることで抜け耐力が増大されるので、カバー嵌合部２ｃに対するカバー７の嵌合量が少なくても気密性が維持される。これにより、車輪用軸受装置１は、気密性を低下させることなく軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制し、圧力差によるシールリップの摩耗や回転トルクの上昇を防止することができる。

次に、図８を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１Ａについて説明する。なお、以下の各実施形態に係る車輪用軸受装置１は、図１から図７に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図８に示すように、カバー嵌合部２ｃには、位置決め手段として複数のピン１１が設けられている。複数のピン１１は、カバー嵌合部２ｃから径方向内側に突出している。複数のピン１１は、カバー嵌合部２ｃの周方向に等配されている。本実施形態において、車輪用軸受装置１には、四本のピン１１が周方向に等配されている。

嵌合部７ａのアウター側端部には、カバー７の位置決め手段である複数の切欠きとして、常圧嵌合位置用切欠き７ｋ、中圧嵌合位置用切欠き７ｌおよび高圧嵌合位置用切欠き７ｍが周方向に所定の間隔で形成されている。常圧嵌合位置用切欠き７ｋ、中圧嵌合位置用切欠き７ｌおよび高圧嵌合位置用切欠き７ｍは、外輪２の四本のピン１１と対向する位置にそれぞれ四か所ずつ形成されている。中圧嵌合位置用切欠き７ｌのインナー側端（底部７ｅ側端）は、常圧嵌合位置用切欠き７ｋのインナー側端から軸方向インナー側に所定の長さだけ離れた位置に形成されている。高圧嵌合位置用切欠き７ｍのインナー側端は、中圧嵌合位置用切欠き７ｌのインナー側端から軸方向インナー側に所定の長さだけ離れた位置に形成されている。常圧嵌合位置用切欠き７ｋ、中圧嵌合位置用切欠き７ｌおよび高圧嵌合位置用切欠き７ｍの形状は、ピン１１を挿入可能な所定の幅の溝状に形成されているがこれに限定するものではない。

外輪２の常圧嵌合位置Ｂにカバー７を嵌合する際、カバー７は、嵌合部７ａの常圧嵌合位置用切欠き７ｋとカバー嵌合部２ｃのピン１１とが軸方向視で重複する周方向位置で、嵌合部７ａのアウター側端から外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂに挿入される。嵌合部７ａがカバー嵌合部２ｃに挿入されると、常圧嵌合位置用切欠き７ｋにピン１１が挿入されて係合する。カバー７は、常圧嵌合位置用切欠き７ｋのインナー側端にピン１１が接触することで、カバー嵌合部２ｃの常圧嵌合位置Ｂで嵌合される。

同様にして、外輪２の中圧嵌合位置Ｃにカバー７を嵌合する際、カバー７は、嵌合部７ａの中常圧嵌合位置用切欠き７ｋとカバー嵌合部２ｃのピン１１とが軸方向視で重複する状態で、嵌合部７ａのアウター側端から外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂに挿入される。カバー７は、中圧嵌合位置用切欠き７ｌのインナー側端にピン１１が接触することで、カバー嵌合部２ｃの中圧嵌合位置Ｃで嵌合される。外輪２の高圧嵌合位置Ｄにカバー７を嵌合する際、カバー７は、嵌合部７ａの高常圧嵌合位置用切欠き７ｋとカバー嵌合部２ｃのピン１１とが軸方向視で重複する状態で、嵌合部７ａのアウター側端から外輪２のインナー側シール嵌合部２ｂに挿入される。カバー７は、高圧嵌合位置用切欠き７ｍのインナー側端にピン１１が接触することで、カバー嵌合部２ｃの高圧嵌合位置Ｄで嵌合される。

このように構成することで、車輪用軸受装置１は、組立てが行われる環境に応じてカバーを所望の嵌合位置に嵌合させることで軸受内部の容積が管理される。つまり、車輪用軸受装置１は、全体の大きさやカバー７が嵌合される外輪２の形状を変更することなくカバー７の嵌合時の周方向位置によって軸受内部の圧力が車輪用軸受装置１の組立て地域の環境および使用地域の環境に基づいた所望の圧力に設定される。これにより、気密性を低下させることなく、軸受内部の圧力と外部の圧力との圧力差を許容範囲内に抑制することができる。

本願における車輪用軸受装置１は、内方部材として一つの内輪４が嵌合されたハブ輪３を備え、外方部材である外輪２と内方部材である内輪４とハブ輪３の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第３世代構造としているが、外方部材である外輪２と内方部材である一対の内輪４とで構成され、この一対の内輪４がハブ輪３の外周に嵌合される内輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。

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。

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ａ インナー側開口部
２ｂ インナー側シール嵌合部
２ｃ カバー嵌合部
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
４ 内輪
５ａ インナー側ボール列
５ｂ アウター側ボール列
７ カバー
９ アウター側シール部材
Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ 密閉空間
Ｂ 常圧嵌合位置
Ｃ 中圧嵌合位置
Ｄ 高圧嵌合位置

Claims (6)

1. 内周に形成された複列の外側軌道面と、インナー側開口部にカバー嵌合部とを有する外方部材と、
   外周に小径段部が形成されたハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪を有し、前記ハブ輪と前記内輪との外周面に、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、
   前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記カバー嵌合部に嵌合され、前記インナー側開口部を密封するカバーと、
   前記外方部材のアウター側開口部に嵌合され、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側シール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記カバー嵌合部は、軸受内部空間の圧力をそれぞれ異なる圧力に設定する複数のカバー嵌合位置のうち一のカバー嵌合位置に前記カバーを配置させる位置決め手段を有する車輪用軸受装置。
2. 前記位置決め手段が、カバー嵌合部に設けられる複数の円周溝である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記カバーには、前記円周溝に係合し、軸方向インナー側への移動を制限するかえりが設けられている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記位置決め手段が、前記カバー嵌合部に設けられるピンである請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記カバーには、前記ピンに係合し、軸方向アウター側への移動を制限する軸方向長さの異なる複数の切欠き部が設けられている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
6. エンコーダリングを更に備え、
   前記内輪に複数の円周溝が設けられ、
   前記エンコーダリングには、前記内輪の円周溝に係合し、軸方向インナー側への移動を制限するかえりが設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

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