JP2023154326A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪用軸受装置に関する。 The present invention relates to a wheel bearing device.
従来より、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。かかる車輪用軸受装置は、車体に外方部材が固定される。また、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に複数の転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としている。 BACKGROUND ART Wheel bearing devices that rotatably support wheels have been known. In such a wheel bearing device, an outer member is fixed to the vehicle body. Further, an inner member is disposed inside the outer member, and a plurality of rolling elements are interposed between raceway surfaces of the outer member and the inner member. In this way, the wheel bearing device constitutes a rolling bearing structure, and allows the wheel attached to the inner member to freely rotate.
ところで、このような車輪用軸受装置おいては、外方部材と内方部材の間に軸受内部空間が形成されており、軸受内部空間への異物(泥水や砂塵等)の侵入や、軸受内部空間に封入しているグリース(以下、内部グリースという)の漏出が生じる可能性がある。そのため、車輪用軸受装置は、軸受内部空間の両側開口端を塞ぐためにインナー側密封装置とアウター側密封装置を備えている。車輪用軸受装置は、軸受内部空間の内圧が変化すると、シールリップが摺動面に吸着して摩擦トルクが増加するおそれがある。特許文献1のハブユニット軸受(車輪用軸受装置)は、シール密封空間(シールリップで囲まれた空間)を含む内部空間(軸受内部空間)の内圧変化を抑えるために以下の3つの構造を備えている。
By the way, in such a wheel bearing device, a bearing internal space is formed between the outer member and the inner member, so that foreign matter (muddy water, dust, etc.) cannot enter the bearing internal space, or the inside of the bearing can be damaged. There is a possibility that the grease sealed in the space (hereinafter referred to as internal grease) may leak. Therefore, the wheel bearing device includes an inner sealing device and an outer sealing device to close both open ends of the bearing internal space. In wheel bearing devices, when the internal pressure of the bearing internal space changes, there is a risk that the seal lip will stick to the sliding surface and friction torque will increase. The hub unit bearing (wheel bearing device) of
第一の構造は、外輪内部に通気孔と圧力センサが設けられ、大気開放部、圧縮空気供給源、及び制御器へと通じる送気管(通気管)が通気孔に接続された構造である。制御器は、圧力センサが負圧を感知した場合、圧縮空気供給源から送気管を通して内部空間に適量の空気を送り込む。これにより、ハブユニット軸受は、内部空間を常に大気圧又は正圧に保つことができる。 The first structure is a structure in which a vent hole and a pressure sensor are provided inside the outer ring, and an air supply pipe (vent pipe) leading to an atmosphere opening, a compressed air supply source, and a controller is connected to the vent hole. The controller sends an appropriate amount of air from the compressed air supply through the air pipe into the interior space when the pressure sensor senses negative pressure. Thereby, the hub unit bearing can always maintain the internal space at atmospheric pressure or positive pressure.
第二の構造は、従動輪のハブ輪内部に内部空間と外部空間(軸受外部空間)を繋ぐ通気孔が設けられた構造となっている。ハブ輪内部には、径方向外側から順に押圧ばね及びピストンが設けられている。ピストンが摺動運動をするシリンダ側面の径方向外側には、内部空間の通気孔に通じる内側空気路と、外部空間の通気孔に通じる外側空気路と、を仲介する通気孔が設けられている。シリンダの径方向内側底面には、外部空間に通じる通気孔が設けられており、シリンダ径方向内側の空間が常に大気圧と同圧に保たれている。 The second structure is such that a ventilation hole is provided inside the hub wheel of the driven wheel to connect the internal space and the external space (bearing external space). Inside the hub ring, a pressure spring and a piston are provided in order from the outside in the radial direction. A vent hole is provided on the radially outer side of the side surface of the cylinder where the piston slides, mediating an inner air passage leading to a ventilation hole in the inner space and an outer air passage leading to a ventilation hole in the outer space. . A vent hole communicating with the external space is provided on the radially inner bottom surface of the cylinder, and the space inside the cylinder in the radial direction is always kept at the same pressure as atmospheric pressure.
運転時には、遠心力によりピストンが押圧ばねの押圧力に抗して径方向外側に移動して、シリンダ側面の通気孔を塞ぐ。停止時には、遠心力がなくなることで、押圧ばねの押圧力によってピストンが径方向内側に移動して、シリンダ側面の通気孔を開放するため、外部空間の通気孔、外側空気路、シリンダ側面の通気孔、内側空気路、内部空間の通気孔を通って内部空間に空気が流れ込む。これにより、ハブユニット軸受は、内部空間を常に大気圧又は正圧に保つことができる。 During operation, the piston moves radially outward against the pressing force of the pressing spring due to centrifugal force, thereby closing the vent hole on the side surface of the cylinder. When stopped, the centrifugal force disappears, and the piston moves radially inward due to the pressing force of the pressing spring, opening the ventilation hole on the side of the cylinder. Air flows into the interior space through pores, interior air channels, and ventilation holes in the interior space. Thereby, the hub unit bearing can always maintain the internal space at atmospheric pressure or positive pressure.
第三の構造は、従動輪のハブ輪内部に内部空間と外部空間を繋ぐ通気孔が設けられた構造となっている。ハブ輪内部には、径方向外側から順に押圧ばね及びピストンが設けられている。シリンダの径方向内側底面には通気孔が設けられており、内部空間の通気孔及び外部空間の通気孔に通じる空気路(第1空気路、第2空気路、第3空気路)に接続されている。空気路の軸方向には、第1チェック弁と第2チェック弁がシリンダ径方向内側と空気路の間で閉じた空間を形成するようにして設けられている。 The third structure is such that a ventilation hole is provided inside the hub wheel of the driven wheel to connect the internal space and the external space. Inside the hub ring, a pressure spring and a piston are provided in order from the outside in the radial direction. A ventilation hole is provided on the radially inner bottom surface of the cylinder, and is connected to the air path (first air path, second air path, third air path) leading to the internal space ventilation hole and the external space ventilation hole. ing. A first check valve and a second check valve are provided in the axial direction of the air passage so as to form a closed space between the radially inner side of the cylinder and the air passage.
運転時には、遠心力によりシリンダ内のピストンが押圧ばねの押圧力に抗して径方向外側に移動して、内部空間の内圧が大気圧よりも高くなる。内部空間の内圧が大気圧よりも高くなると第2チェック弁が閉じて、内部空間と外部空間(第2閉塞空間)との間の連通が遮断された状態になる。停止時には、遠心力がなくなることで、押圧ばねの押圧力によってピストンが径方向内側に移動して、内部空間の内圧が大気圧よりも低くなる。内部空間の内圧が大気圧よりも低くなると第1チェック弁と第2チェック弁がいずれも開き、内部空間と外部空間(第2閉塞空間)との間が連通された状態になる。これにより、ハブユニット軸受は、内部空間を常に大気圧又は正圧に保つことができる。以上の3つの構造により、ハブユニット軸受は、内部空間を常に大気圧又は正圧に保ち、摺動面に対するシールリップの吸着を防止し、摩擦トルクの増加を抑制する。 During operation, the piston within the cylinder moves radially outward against the pressing force of the pressing spring due to centrifugal force, and the internal pressure of the internal space becomes higher than atmospheric pressure. When the internal pressure of the internal space becomes higher than atmospheric pressure, the second check valve closes, and communication between the internal space and the external space (second closed space) is cut off. When stopped, the centrifugal force disappears, and the piston moves radially inward due to the pressing force of the pressing spring, and the internal pressure of the internal space becomes lower than atmospheric pressure. When the internal pressure of the internal space becomes lower than atmospheric pressure, both the first check valve and the second check valve open, and the internal space and the external space (second closed space) are brought into communication. Thereby, the hub unit bearing can always maintain the internal space at atmospheric pressure or positive pressure. With the above three structures, the hub unit bearing always maintains the internal space at atmospheric pressure or positive pressure, prevents the seal lip from adhering to the sliding surface, and suppresses an increase in frictional torque.
しかし、第一の構造は、比較的簡単な構造であるが、制御器や圧力空気供給源等の外部装置の設計が別途必要となる上に、外部装置の作動に必要な電力とリップ吸着防止による摩擦トルク低減で確保されるエネルギーとを比較すると、車両全体のエネルギー効率向上に有効でない可能性がある。更に、内部空間を正圧にして、外部空間に空気が漏れ出すようにしているが、同時に内部グリースが外部空間に放出される可能性があるとともに、潤滑不良により密封装置の性能が低下することも懸念される。 However, although the first structure is relatively simple, it requires separate design of external devices such as a controller and a pressurized air supply source, as well as the power required to operate the external devices and the prevention of lip adsorption. Compared to the energy secured by reducing friction torque, it may not be effective in improving the energy efficiency of the entire vehicle. Furthermore, the internal space is made to have positive pressure to allow air to leak into the external space, but at the same time internal grease may be released into the external space and the performance of the sealing device may deteriorate due to poor lubrication. There are also concerns.
第二及び第三の構造は、ハブ輪に複数の孔(シリンダ、空気路)を設ける必要があり、特にピストンとシリンダの摺動面では高い精度を必要とするため工数がかかる。加えて、ばねを用いる構造であることから、回転数の変化に伴うばねの共振現象も考慮して設計する必要があり、実用化には相応の時間とコストを要すると考えられる。また、ハブ輪(外部空間)の通気孔を通して外部空間から粉塵等が吸い込まれて、軸受寿命の低下を招く可能性がある。 The second and third structures require a plurality of holes (cylinders, air passages) to be provided in the hub ring, and require high precision especially on the sliding surfaces of the piston and cylinder, which requires a lot of man-hours. In addition, since the structure uses springs, it is necessary to take into consideration the resonance phenomenon of the springs due to changes in the rotational speed when designing, and it is thought that a considerable amount of time and cost will be required to put it into practical use. Further, dust and the like may be sucked in from the external space through the ventilation holes of the hub ring (external space), which may shorten the life of the bearing.
従来の車輪用軸受装置では、軸受内部空間a(図3参照)及びシール密封空間c、d、e、f(図3参照)が密封状態にあるため、走行時の軸受温度の上昇による空気の膨張によってシール密封空間c、d、e、fに正圧が生じる。これにより、シール密封空間c、d、e、fに接するリップ表面及び摺動面に押圧力が働き、リップ先端が径方向外側に持ち上げられることで、シールリップと摺動面の間に隙間ができて、空気が軸受外部空間に漏れ出す。この際、内部グリースが軸受外部空間に放出される可能性があるとともに、潤滑不良により密封装置の性能が低下することも懸念される。停車時には、軸受温度の低下による空気の収縮によってシール密封空間c、d、e、fに負圧が生じる。これにより、シールリップが径方向内側に変形することで、シールリップが摺動面に吸着して(図3参照)、摩擦トルクが増加することが課題となっている。 In conventional wheel bearing devices, the bearing internal space a (see Figure 3) and the sealed spaces c, d, e, and f (see Figure 3) are in a sealed state, so air leakage occurs due to the rise in bearing temperature during driving. The expansion creates positive pressure in the sealed spaces c, d, e, f. As a result, a pressing force acts on the lip surface and sliding surface in contact with the sealed spaces c, d, e, and f, and the tip of the lip is lifted radially outward, creating a gap between the seal lip and the sliding surface. air leaks into the external space of the bearing. At this time, there is a possibility that the internal grease may be released into the external space of the bearing, and there is also concern that the performance of the sealing device may deteriorate due to poor lubrication. When the vehicle is stopped, negative pressure is generated in the sealed spaces c, d, e, and f due to air contraction due to a decrease in bearing temperature. As a result, the seal lip deforms inward in the radial direction, causing the seal lip to stick to the sliding surface (see FIG. 3), resulting in an increase in frictional torque.
そこで、本発明においては、シール密封空間で生じる正圧及び負圧によって、シール密閉空間から空気と共に内部グリースが軸受外部空間に放出されることと、シールリップが摺動面に吸着して摩擦トルクが増加することを防止し、低トルク化に寄与できる車輪用軸受装置を提供する。 Therefore, in the present invention, internal grease is released from the seal space together with air into the external space of the bearing due to the positive and negative pressures generated in the seal space, and the seal lip is attracted to the sliding surface to generate friction torque. To provide a wheel bearing device that can prevent an increase in torque and contribute to lower torque.
即ち、第一の発明は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
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、
前記外方部材と前記内方部材とによって形成された軸受内部空間の開口端を塞ぐ密封装置と、
前記外方部材と前記内方部材とのうちの回転側部材の回転速度を検出する回転センサと、を備えた車輪用軸受装置であって、
前記回転センサは、前記軸受内部空間において空気を取込及び排出することにより当該軸受内部空間を大気圧に保つ通気孔と、前記通気孔に接続された通気管と、を有し、
前記軸受内部空間を大気圧に保つ通気機構を備え、
前記通気機構は、前記軸受内部空間に向かって開口し当該軸受内部空間において空気を取込及び排出する通気孔と、前記通気孔に接続された通気管と、を有し、
前記密封装置は、軸受外部空間からの異物の侵入を防ぐ第1シールリップと、前記軸受内部空間のグリースを密封する第2シールリップを有し、
前記第2シールリップは、前記第1シールリップよりも剛性が低い、としたものである。
That is, the first invention includes an outer member having a double row outer raceway surface on the inner periphery;
an inner member having a double-row inner raceway surface facing the double-row outer raceway surface;
a double row of rolling elements rotatably housed between raceway surfaces of the outer member and the inner member;
a sealing device that closes an open end of a bearing internal space formed by the outer member and the inner member;
A wheel bearing device comprising: a rotation sensor that detects the rotational speed of a rotating member of the outer member and the inner member,
The rotation sensor includes a ventilation hole that maintains the bearing interior space at atmospheric pressure by taking in and exhausting air in the bearing interior space, and a ventilation pipe connected to the ventilation hole,
comprising a ventilation mechanism that maintains the internal space of the bearing at atmospheric pressure;
The ventilation mechanism includes a ventilation hole that opens toward the bearing internal space and takes in and exhausts air in the bearing internal space, and a ventilation pipe connected to the ventilation hole,
The sealing device has a first seal lip that prevents foreign matter from entering the bearing external space, and a second seal lip that seals grease in the bearing internal space,
The second seal lip has lower rigidity than the first seal lip.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 The present invention has the following effects.
即ち、第一の発明によれば、シール密封空間で生じる正圧及び負圧によって、シール密閉空間から空気と共に内部グリースが軸受外部空間に放出されることと、シールリップが摺動面に吸着して摩擦トルクが増加すること防止し、低トルク化に寄与できる。 That is, according to the first invention, internal grease is discharged from the sealing space together with air into the external space of the bearing due to the positive pressure and negative pressure generated in the sealing space, and the seal lip is attracted to the sliding surface. This prevents friction torque from increasing and contributes to lower torque.
図1を用いて、車輪用軸受装置1の全体構成について説明する。なお、以下の説明において、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。軸方向とは、車輪用軸受装置1の回転軸Rに沿った方向を表す。径方向とは、車輪用軸受装置1の回転軸Rに直交する方向を表す。周方向とは、車輪用軸受装置1の回転軸Rを中心とする円弧に沿う方向を表す。
The overall configuration of a
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、外輪2と、ハブ輪3と、内輪4と、転動体5と、インナー側密封装置6と、アウター側密封装置7と、通気機構8、回転センサ9を備えている。
The
外方部材である外輪2は、ハブ輪3と内輪4とを支持している。外輪2のインナー側端部2aにおける内周面には、インナー側密封装置6を嵌合する嵌合面2bが設けられている。外輪2のアウター側端部2cにおける内周面には、アウター側密封装置7を嵌合する嵌合面2dが設けられている。外輪2の外周面2eには、図示しない車体取り付けフランジが一体に設けられている。
An
内方部材は、ハブ輪3と内輪4とによって構成されている。ハブ輪3は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持する。ハブ輪3の外周面におけるインナー側端部には、軸方向に延びる縮径された小径段部3aが設けられている。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が一体的に設けられている。車輪取り付けフランジ3bには、ハブ輪3と車輪又はブレーキ装置とを締結するためのハブボルト3cが圧入されている。又は、車輪取り付けフランジ3bにハブボルトを締結するためのタップ穴が設けられていてもよい。また、ハブ輪3のアウター側の外周面には、アウター側の外側軌道面2hに対向する内側軌道面3dが設けられている。つまり、内方部材のアウター側には、ハブ輪3によって内側軌道面3dが構成されている。ハブ輪3における車輪取り付けフランジ3bの基部側には、アウター側密封装置7が摺接する摺動面3eが設けられている。ハブ輪3は、インナー側の転動体5とアウター側の転動体5の間に、外周面が被検出面となる円環状のエンコーダ3fが嵌合されている。
The inner member is composed of a hub ring 3 and an
内輪4は、ハブ輪3の小径段部3aに圧入されている。内輪4は、転動体5に予圧を付与している。内輪4の外周面には、インナー側の外側軌道面2gに対向する内側軌道面4aが設けられている。つまり、内方部材のインナー側には、内輪4によって内側軌道面4aが構成されている。また、内輪4のインナー側端部4cにおける外周面には、インナー側密封装置6を嵌合する嵌合面4bが設けられている。
The
転動体5は、ボールで構成されている。インナー側の転動体5とアウター側の転動体5とは、それぞれ保持器51によって保持されている。インナー側の転動体5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2gとの間に転動自在に挟まれている。アウター側の転動体5は、ハブ輪3の内側軌道面3dと、外輪2のアウター側の外側軌道面2hとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側の転動体5とアウター側の転動体5とは、外方部材と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容されている。このように、車輪用軸受装置1においては、外輪2と、ハブ輪3及び内輪4と、複列の転動体5とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置1は複列アンギュラ玉軸受に替えて複列円錐ころ軸受を構成していてもよい。
The rolling
密封装置であるインナー側密封装置6及びアウター側密封装置7は、外方部材と内方部材とによって形成された軸受内部空間Aの開口端を塞ぐものである。
The
インナー側密封装置6は、スリンガ61とシールリング62によって構成されている。スリンガ61は、円筒状の嵌合部61aと、嵌合部61aから径方向外側へ延びる円板状の側板部61bを有している。そして、嵌合部61aが内輪4の嵌合面4bに嵌合されている。一方、シールリング62は、芯金63に弾性部材64を固着したものである。芯金63は、円筒状の嵌合部63aと、嵌合部63aから径方向内側へ延びる円板状の側板部63bを有している。そして、嵌合部63aが外輪2の嵌合面2bに嵌合されている。弾性部材64には、サイドリップ64a・64bが形成されており、それぞれのリップ先端が対向するスリンガ61の側板部61bの摺動面61dに接触している。更に、弾性部材64には、グリースリップ64cが形成されており、そのリップ先端が対向するスリンガ61の嵌合部61aの摺動面61cに接触又は近接している。
The
アウター側密封装置7は、芯金71と弾性部材72によって構成されている。アウター側密封装置7は、芯金71に弾性部材72が固着されている。芯金71は、円筒状の嵌合部71aと、嵌合部71aから径方向内側へ延びる円板状の側板部71bを有している。そして、嵌合部71aが外輪2の嵌合面2dに嵌合されている。弾性部材72には、サイドリップ72aが形成されており、そのリップ先端がハブ輪3の摺動面3eに接触している。また、弾性部材72には、中間リップ72bが形成されており、そのリップ先端がハブ輪3の摺動面3eに接触している。更に、弾性部材72には、グリースリップ72cが形成されており、そのリップ先端がハブ輪3の摺動面3eに接触又は近接している。
The
次に、図1及び図2を用いて、車輪用軸受装置1の特徴点とその効果について述べる。本願における第1シールリップは、サイドリップ64a・64b、サイドリップ72a、中間リップ72bによって構成され、軸受外部空間Bからの異物の侵入を防ぐものである。本願における第2シールリップは、グリースリップ64c、グリースリップ72cによって構成され、軸受内部空間Aのグリースを密封するものである。
Next, the features and effects of the
車輪用軸受装置1は、回転センサ9に設けられた通気機構8を備えている。通気機構8は、軸受内部空間Aを大気圧に保つものである。通気機構8は、1つ以上の通気孔8aと、通気孔8aに接続する通気管8bと、通気管8bの端部に接続するフィルター8cと、を有している。なお、通気機構8が設けられる対象は、回転センサ9に限定されるものでなく、その他のセンサ等に設けられてもよい。
The
回転センサ9は、外方部材(外輪2)と内方部材(ハブ輪3及び内輪4)とのうちの回転側部材の回転速度を検出する。本実施形態において、回転センサ9は、回転部材がハブ輪3及び内輪4であって、ABS(アンチロックブレーキシステム)を制御するための車輪の回転速度を検出するABSセンサである。回転センサ9は、外輪2を径方向に貫通しており、エンコーダ3fの外周面からなる被検出面に対向して設けられている。
The
通気孔8aは、軸受内部空間Aに向かって開口して形成され軸受内部空間Aにおいて空気を取込及び排出する。通気管8bは、フィルター8cを介して軸受外部空間Bへと通じ、軸受内部空間Aを常に大気圧に保つ。通気孔8aは、通気管8bに接続されており、通気管8bは回転センサ9の配線9aと共に車内へと誘導されている。通気管8bは、車内にて回転センサ9の配線9aと分離し、軸受外部空間Bと通気管8bを隔てるフィルター8cへと接続されている。フィルター8cは、軸受外部空間Bにおいて空気を取込及び排出するとともに、軸受の機能に有害な物体である異物の侵入を防止する。
The
次に、インナー側密封装置6の特徴点とその効果について説明する。
Next, the features and effects of the
サイドリップ64a・64bは、軸受内部空間Aから軸受外部空間Bに空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して上流から下流に向かう方向に伸長している。グリースリップ64cは、軸受内部空間Aから軸受外部空間Bに空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して、下流から上流に向かう方向に伸長して軸受内部空間Aに接している。グリースリップ64cは、サイドリップ64a・64bに比べて剛性が低く変形しやすい。なお、シールリップは、第1シールリップ及び第2シールリップがそれぞれ少なくとも1つ形成され、上記の伸長方向に延びるものであればよく、シールリップの形状や数は、本願の仕様に限定するものではない。
The
軸受の温度上昇に伴う空気膨張により、シール密封空間C、D内に緩やかに正圧が生じる場合、又は、組立時の衝撃により、シール密封空間C、D内に瞬間的に増加する正圧が生じる場合において、シール密封空間C、Dに接するリップ表面及び摺動面61c・61dに対して押圧力が働く。ここで、シール密封空間Cに対して軸受外部空間Bが大気圧であり、シール密封空間Dに対して軸受内部空間Aが大気圧である。
When positive pressure is gradually generated in the sealed spaces C and D due to air expansion due to a rise in the temperature of the bearing, or when an instantaneous positive pressure increases in the sealed spaces C and D due to shock during assembly. When this occurs, a pressing force acts on the lip surfaces and sliding
グリースリップ64cは、サイドリップ64a・64bと比べて変形しやすいためグリースリップ64cと摺動面61cの隙間が開いて、シール密封空間Dの空気が軸受内部空間Aに吐き出される。これにより、シール密封空間Cに対してシール密封空間Dが負圧となるため、シール密封空間Cの正圧を打ち消すように、シール密封空間D側に向かってサイドリップ64bを引っ張る力が働く。これにより、サイドリップ64aと摺動面61cの隙間からシール密封空間Cの空気が軸受外部空間Bに吐き出されると同時に、内部グリースが軸受外部空間Bに放出されることを防ぐ。また、従来の車輪用軸受装置と比べて、シール密封空間C、D内から漏れ出す空気の総量を低く抑えられるため、リップ吸着によるトルク上昇を抑制できる。
Since the
次に、アウター側密封装置7の特徴点とその効果について説明する。
Next, the features and effects of the
サイドリップ72a、中間リップ72bは、軸受内部空間Aから軸受外部空間Bに空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して、上流から下流に向かう方向に伸長している。グリースリップ72cは、軸受内部空間Aから軸受外部空間Bに空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して、下流から上流に向かう方向に伸長して軸受内部空間Aに接している。グリースリップ72cは、サイドリップ72a、中間リップ72bと比べて剛性が低く変形しやすい。
The
軸受の温度上昇に伴う空気膨張により、シール密封空間E、F内に緩やかに正圧が生じる場合、もしくは、組立時の衝撃により、シール密封空間E、F内に瞬間的に増加する正圧が生じる場合において、シール密封空間E、Fに接するリップ表面及び摺動面3eに対して押圧力が働く。ここで、シール密封空間Eに対して軸受外部空間Bが大気圧であり、シール密封空間Fに対して軸受内部空間Aが大気圧である。
When positive pressure is gradually generated in the sealed spaces E and F due to air expansion due to a rise in the temperature of the bearing, or when an instantaneous increase in positive pressure occurs in the sealed spaces E and F due to shock during assembly. When this occurs, a pressing force acts on the lip surface and sliding
グリースリップ72cは、サイドリップ72a、中間リップ72bと比べて変形しやすいため、グリースリップ72cと摺動面3eの隙間が開いて、シール密封空間Fの空気が軸受内部空間Aに吐き出される。これにより、シール密封空間Eに対してシール密封空間Fが負圧となるため、シール密封空間Eの正圧を打ち消すように、シール密封空間F側に向かって中間リップ72bを引っ張る力が働く。これにより、サイドリップ72aと摺動面3eの隙間からシール密封空間Eの空気が軸受外部空間Bに吐き出されると同時に、内部グリースが軸受外部空間Bに放出されることを防ぐ。また、従来の車輪用軸受装置と比べて、シール密封空間E、F内から漏れ出す空気の総量を低く抑えられるため、リップ吸着によるトルク上昇を抑制できる。
Since the
以上のように構成される車輪用軸受装置1によれば、従来のABSセンサに通気孔8a及び通気管8bを設けることで、軸受内部空間Aを大気圧に保ち、シール密封空間C、D、E、Fの気圧差に応じて、シール密封空間D、Fから軸受内部空間Aへ空気を流出させることができる。これにより、外部装置を用いずに(外部装置の作動によるエネルギー損失がなく)、シール密封空間C、D、E、F内の圧力を調整し、内部グリースの外部漏れを防止するとともに、シールリップ(64a・64b・64c、72a・72b・72c)の摺動面(3e・61c・61d)への吸着を抑えることで、密封装置が本来持つ性能を引き出すことができる。
According to the
即ち、車輪用軸受装置1は、シール密封空間C、D、E、Fで生じる正圧及び負圧によって、シール密閉空間C、D、E、Fから空気と共に内部グリースが軸受外部空間Bに放出されることと、シールリップ(64a・64b・64c、72a・72b・72c)が摺動面(3e・61c・61d)に吸着して摩擦トルクが増加すること防止し、低トルク化に寄与できる。また、車輪用軸受装置1は、従来の内蔵ABSセンサに通気孔8a及び通気管8bを併設したものであり、車両走行により発生しうる環境を利用して作動することから、上記の3つの構造と比べて、実現性、エネルギー効率、グリース漏れ防止の面でリードしている。更に、車輪用軸受装置1は、通気管8bがフィルター8cに接続されていることにより、軸受外部空間Bから軸受内部空間Aへ粉塵等が吸い込まれて、軸受寿命の低下することを防止できる。
That is, in the
以上、各実施形態の車輪用軸受装置1は、ハブ輪3の外周に転動体5の内側軌道面3dが直接形成されている内輪回転の第3世代構造の車輪用軸受装置1として説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、ハブ輪3に一対の内輪4が圧入固定された内輪回転の第2世代構造であってもよい。また、外輪回転の第3世代構造又は第2世代構造であってもよい。また、上記の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
The
1 車輪用軸受装置
2 外輪(外方部材)
2g 外側軌道面
2h 外側軌道面
3 ハブ輪(内方部材)
3a 小径段部
3d 内側軌道面
4 内輪(内方部材)
4a 内側軌道面
6 インナー側密封装置
64a サイドリップ(第1シールリップ)
64b サイドリップ(第1シールリップ)
64c グリースリップ(第2シールリップ)
7 アウター側密封装置
72a サイドリップ(第1シールリップ)
72b 中間リップ(第1シールリップ)
72c グリースリップ(第2シールリップ)
8 通気機構
8a 通気孔
8b 通気管
8c フィルター
9 回転センサ
9a 配線
A 軸受内部空間
B 軸受外部空間
1
2g Outer raceway surface 2h Outer raceway surface 3 Hub ring (inner member)
3a Small diameter stepped
4a
64b Side lip (first seal lip)
64c Grease lip (second seal lip)
7 Outer
72b Intermediate lip (first seal lip)
72c Grease lip (second seal lip)
8
Claims (4)
前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
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、
前記外方部材と前記内方部材とによって形成された軸受内部空間の開口端を塞ぐ密封装置と、を備えた車輪用軸受装置であって、
前記軸受内部空間を大気圧に保つ通気機構を備え、
前記通気機構は、前記軸受内部空間に向かって開口し当該軸受内部空間において空気を取込及び排出する通気孔と、前記通気孔に接続された通気管と、を有し、
前記密封装置は、軸受外部空間からの異物の侵入を防ぐ第1シールリップと、前記軸受内部空間のグリースを密封する第2シールリップと、を有し、
前記第2シールリップは、前記第1シールリップよりも剛性が低い、ことを特徴とする車輪用軸受装置。 an outer member having a double-row outer raceway surface on the inner periphery;
an inner member having a double-row inner raceway surface facing the double-row outer raceway surface;
a double row of rolling elements rotatably housed between raceway surfaces of the outer member and the inner member;
A wheel bearing device comprising: a sealing device that closes an open end of a bearing internal space formed by the outer member and the inner member,
comprising a ventilation mechanism that maintains the internal space of the bearing at atmospheric pressure;
The ventilation mechanism includes a ventilation hole that opens toward the bearing internal space and takes in and exhausts air in the bearing internal space, and a ventilation pipe connected to the ventilation hole,
The sealing device includes a first seal lip that prevents foreign matter from entering the bearing external space, and a second seal lip that seals grease in the bearing internal space,
The wheel bearing device, wherein the second seal lip has lower rigidity than the first seal lip.
前記第2シールリップは、前記軸受内部空間から前記軸受外部空間に空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して、下流から上流に向かう方向に伸長して前記軸受内部空間に接している、ことを特徴とする請求項1に記載の車輪用軸受装置。 The first seal lip extends from upstream to downstream with respect to an air outflow direction when air leaks from the bearing internal space to the bearing external space,
The second seal lip extends from downstream to upstream and is in contact with the bearing internal space with respect to the outflow direction of air when air leaks from the bearing internal space to the bearing external space. The wheel bearing device according to claim 1.
前記通気機構が前記回転センサに設けられる、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車輪用軸受装置。 comprising a rotation sensor that detects the rotational speed of a rotating member of the outer member and the inner member,
The wheel bearing device according to claim 1 or 2, wherein the ventilation mechanism is provided in the rotation sensor.
前記通気管は、前記回転センサの配線とともに車内へ誘導され、前記車内において前記回転センサの配線から分離し、前記フィルターに接続されている、ことを特徴とする請求項3に記載の車輪用軸受装置。 The ventilation mechanism includes a filter that takes in and exhausts air in the external space of the bearing and prevents foreign matter from entering.
The wheel bearing according to claim 3, wherein the ventilation pipe is guided into the vehicle together with the rotation sensor wiring, is separated from the rotation sensor wiring inside the vehicle, and is connected to the filter. Device.
Priority Applications (1)
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JP2022063591A JP2023154326A (en) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | Wheel bearing device |
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JP2022063591A Pending JP2023154326A (en) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | Wheel bearing device |
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2022
- 2022-04-06 JP JP2022063591A patent/JP2023154326A/en active Pending
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