JP4505365B2

JP4505365B2 - 駆動輪用軸受装置

Info

Publication number: JP4505365B2
Application number: JP2005104009A
Authority: JP
Inventors: 喜大徳田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006281959A

Description

本発明は、例えば、自動車等の車体に車輪を支持する駆動輪用軸受装置に関し、一層詳細にはハブベアリングへの水、泥水、塵埃等の浸入を防止することが可能な駆動輪用軸受装置に関する。

従来から、例えば、自動車の車輪軸受装置には、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）等の制御用として、車輪の回転速度を検出する回転速度検出機構が取り付けられている。この回転速度検出機構は、車輪と一体的に回転する回転部材側に設けられ円周方向に沿って周期的に磁気特性が変化する磁気リング等と、車体に固定された固定部材側に設けられる回転速度センサとから構成される。この場合、前記磁気リング等は車輪軸受装置の内方部材（内輪）側に取り付けられ、一方、回転速度センサは外方部材（外輪）側に取り付けられている。

そして、特許文献１〜５には、取り付け性（組み付け性）、交換作業性及び設置スペース等の観点から、前記磁気リングをハブベアリングと一体的に組み付けて構成する技術的思想が開示されている。

また、従来から、ハブベアリングへの水等の浸入を防止するためにシール部材が設けられ、前記特許文献１〜５では、磁気リングと回転速度センサとの間の位置関係だけでなく、ハブベアリングのシール性も考慮されている。

さらに、特許文献６〜９には、各種のシール部材を用いてハブベアリングに対するシール性を向上させる技術的思想が開示されている。

特開平３−２７９０６１号公報特開平６−３０８１４５号公報特開２００１−８３１６６号公報特開２０００−２２１２０３号公報特開２００４−１３２７８２号公報特開２００１−２９４０１１号公報特開２００２−１７２９１２号公報特開２００３−１７５７０１号公報実開昭６３−１３３６４１号公報

しかしながら、前記の従来技術に開示されたシール構造では、ハブベアリングを構成するボールの近接部位にシール部材が配置されているため、例えば、前記シール部材の近接部位に浸入した水、泥水等が、前記ハブベアリングの近傍に配設された回転速度センサに対して悪影響を及ぼすという問題がある。

また、前記の従来技術に開示されたシール構造を、例えば、独立四輪駆動用車両に設けられた車輪軸受装置に適用した場合、前輪によって跳ね上げられた大量の泥水等が後輪側のハブベアリングに連通する通路へ浸入することを阻止することが困難であり、前記ハブベアリングに連通する通路中に設けられた回転速度センサを好適に保護することができないという問題がある。

さらに、前記の従来技術に開示されたシール構造では、水、泥水等が内部に浸入することを阻止する点にのみ主眼がおかれており、内部に浸入しようとする水、泥水等を外部に排出する点については、何ら考慮が払われていない。

本発明は、前記の種々の点に鑑みてなされたものであり、シール部材を設けることにより、囲繞部材との間で内部に対して水、泥水等が浸入することを阻止するシール機能を営むと共に、内部に浸入しようとする水、泥水等を好適に外部に排出することが可能な駆動輪用軸受装置を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動輪用軸受装置は、車輪が装着されるハブと、
前記ハブの外周に設けられ、前記ハブを車体に対して回転自在に支持するハブベアリングと、
前記ハブの内部に嵌合されるシャフト部と該シャフト部に接続するカップ部とを有する外輪部材と、
を備える駆動輪用軸受装置において、
間隙を介して前記外輪部材のカップ部の一部を囲繞し断面階段状に形成された内径面を有する囲繞部材が設けられ、前記囲繞部材の内径面に対応する断面階段状からなる環状のシール部材が前記外輪部材に装着され、
前記シール部材は、前記囲繞部材の内径面と離間した状態で前記外輪部材の軸線と略直交する方向に延在する第１環状側部と、
前記第１環状側部から前記ハブベアリング側に屈曲する第２環状側部と、
前記第２環状側部から前記外輪部材側に屈曲する第３環状側部と、
前記第３環状側部から前記ハブベアリング側に屈曲し、かつ前記外輪部材の外径面に接触する第４環状側部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、間隙内への水や泥水等の浸入を阻止するシール機能が相互に対向するシール部材の外側面と囲繞部材の内径面との間のクリアランスによって営まれると共に、前記シール部材の内側面によって前記間隙内に浸入しようとする水や泥水等が拘束され、前記シール部材の内側面により拘束された水や泥水等は、その重力及び外輪部材の回転による遠心力の作用下に前記シール部材の下部側に集められて貯留され、この貯留された水や泥水等が前記シール部材から流出することにより外部に排出される。

このように本発明によれば、シール部材の外側面によるシール機能と、シール部材の内側面によって拘束された水等が外部に円滑に排出される排出機能とを併有するため、ハブベアリングに対する水等の浸入が阻止されて、前記ハブベアリングの近傍に配設された回転速度センサに対して悪影響を及ぼすことを回避することができる。

この場合、前記囲繞部材は、前記第１環状側部を覆う第１内径面と、前記第１内径面よりも前記ハブベアリング側に位置して該第１内径面よりも小径に形成された第２内径面と、を有することにより断面階段状の内径面を実現するようにしてもよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、シール部材の外側面によるシール機能と、前記シール部材の内側面によって拘束された水、泥水等を外部に円滑に排出する排出機能とを併有することにより、ハブベアリングに近接する回転速度センサを好適に保護することができる。

本発明に係る駆動輪用軸受装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号２０は、本発明の実施の形態に係る駆動輪用軸受装置を示す。

この駆動輪用軸受装置２０は、自動車等の車輪が取付けられるハブ２２と、前記ハブ２２の外周面の一部に嵌合され、図示しない保持器を介して転動自在に保持された複数の鋼球からなる転動体２４ａ、２４ｂ（但し、転動体２４ｂは図示を省略している）を有するハブベアリング２６と、前記ハブ２２の内部に嵌合される外輪部材２８と、前記ハブ２２及びハブベアリング２６の外周側に配設され前記外輪部材２８の一部を囲繞するナックル部材（囲繞部材）２９とから構成される。

前記外輪部材２８は、エンジン等からの駆動力が伝達される駆動軸３０の一端部に連結されたトリポートタイプの第１等速ジョイント３２を構成するものであり、前記駆動軸３０の他端部には、図示しないデファレンシャル装置に連結されるトリポートタイプの第２等速ジョイント（図示せず）が連結される。

ハブ２２の略中央部には、軸線方向に沿って貫通孔３４が形成され、前記貫通孔３４の内周面には、該貫通孔３４の軸線と略平行にセレーション溝３８（又はスプライン溝）が刻設されている。

また、ハブ２２の外周面には、半径外方向に拡径した図示しない車輪取付フランジが形成され、図示しないハブボルトを介して図示しないブレーキディスク及び自動車等の車輪（図示せず）が車輪取付フランジに装着される。

ナックル部材２９は、図３に示されるように、車体懸架装置の支柱３５にボルト３６を介して固定され、前記ハブベアリング２６及びハブ２２は前記ナックル部材２９の内径に嵌合される。

従って、ハブベアリング２６が前記ナックル部材２９を介して図示しない車体に固定されているため、前記ハブベアリング２６により該ハブベアリング２６の内周側に設けられたハブ２２及び外輪部材２８が回転自在に支持されている。

また、図１に示されるように、前記外輪部材２８の外周面の一部と前記ナックル部材２９の内壁との間で間隙３９が形成される。

ナックル部材２９の内壁には、図１に示されるように、外方に向かって突出する周縁部２９ａから順に、大径なる一定の直径によって形成された第１内径面４０ａと、前記第１内径面４０ａに連続し断面が図１中の略鉛直方向に傾斜する環状段部４１と、前記環状段部４１に連続し小径なる一定の直径によって形成された第２内径面４０ｂとを有する。

前記ナックル部材２９の第２内径面４０ｂには、半径内方向に向かって突出して間隙３９に臨む回転速度センサ４３が設けられる。前記回転速度センサ４３は、例えば、ホール素子等によって構成され、図示しない磁気リングから発生する磁界を検知することにより検出信号が導出される。

一方、外輪部材２８のカップ端面４４からシャフト部２８ｂ側に向かう外周面には、継手用ブーツ４５の大径端部４６が金属製バンド４７によって緊締され略一定の直径からなる第１外径面４８ａと、前記第１外径面４８ａに連続し断面が図１中の左下がりに傾斜する環状段差部４９と、前記環状段差部４９に連続し前記第１外径面４８ａよりも縮径した略一定の直径でカップ部２８ａの底部まで延在する第２外径面４８ｂ、前記カップ部２８ａの底面とシャフト部２８ｂとの間に設けられ前記第２外径面４８ｂよりも縮径した一定の直径によって形成される第３外径面４８ｃとが設けられる。

ナックル部材２９の内壁と対向する前記第３外径面４８ｃには、金属製材料からなる環状のシール部材５０が配設される。

前記シール部材５０は、図４に示されるようにその断面が階段状に形成され、駆動軸３０（外輪部材２８）の軸線と略直交する方向に延在する外側の第１環状側部５１ａと、前記第１環状側部５１ａから屈曲し前記駆動軸３０（外輪部材２８）の軸線と略平行に延在する第２環状側部５１ｂと、前記第２環状側部５１ｂから屈曲し前記駆動軸３０（外輪部材２８）の軸線と略直交する方向に延在する第３環状側部５１ｃと、前記第３環状側部５１ｃから屈曲し前記駆動軸３０（外輪部材２８）の軸線と略平行に延在する内側の第４環状側部５１ｄとから構成される。

前記第４環状側部５１ｄが外輪部材２８の第３外径面４８ｃに接触して緊締されることにより、前記シール部材５０が外輪部材２８の外周面に係止される。

この場合、ナックル部材２９の内壁とシール部材５０の外側面との間で、前記ナックル部材２９の第１内径面４０ａとシール部材５０の第１環状側部５１ａの先端部との間に形成される狭小な第１クリアランス５６ａと、前記ナックル部材２９の環状段部４１と前記第１環状側部５１ａの外側面との間に形成される第２クリアランス５６ｂと、前記ナックル部材２９の第２内径面４０ｂと前記シール部材５０の第２環状側部５１ｂの外側面との間に形成される第３クリアランス５６ｃとが設けられる。

換言すると、ナックル部材２９の内壁に形成された階段状の断面形状に対応して前記シール部材５０を階段状に形成することにより、前記ナックル部材２９とシール部材５０との離間間隔が狭小な第１〜第３クリアランス５６ａ〜５６ｃが形成され、前記第１〜第３クリアランス５６ａ〜５６ｃによって水や泥水等の間隙３９内への浸入を阻止するシール機能が営まれる。

図１に示されるように、ハブベアリング２６の軸線方向に沿った両端部であって前記ハブベアリング２６を構成する外側の第１円筒体５８ａと内側の第２円筒体５８ｂとの間には、環状のシール部材６０ａ、６０ｂ（但し、シール部材６０ｂは図示を省略している）が装着され、転動体２４ａ、２４ｂが転動するハブベアリング２６の内部に水分や塵埃等が浸入することが阻止される。

外輪部材２８は、その一端部側にカップ状に形成されるカップ部２８ａと、他端部側に形成され、ハブ２２の貫通孔３４に嵌合される円柱状のシャフト部２８ｂと、前記カップ部２８ａと前記シャフト部２８ｂとの間に設けられた環状中間部２８ｃとから構成され、前記カップ部２８ａ、シャフト部２８ｂ及び環状中間部２８ｃが一体的に形成される。

シャフト部２８ｂの外周面には、セレーション７８（又はスプライン）が形成され、前記シャフト部２８ｂがハブ２２の貫通孔３４に挿入された際、該貫通孔３４のセレーション溝３８（又はスプライン溝）と嵌合する。

すなわち、シャフト部２８ｂのセレーション７８（又はスプライン）と、ハブ２２のセレーション溝３８（又はスプライン溝）とが噛合して、ハブ２２に対して外輪部材２８がセレーション嵌合（又はスプライン嵌合）され、前記外輪部材２８がハブ２２に対して相対的に回転することが規制された状態となる。そのため、第１等速ジョイント３２を介して駆動力が伝達された際、外輪部材２８とハブ２２とが一体的に回転する。

なお、貫通孔３４の内周面にセレーション溝３８が形成される場合には、シャフト部２８ｂの外周面に対応してセレーション７８が形成されると共に、貫通孔３４の内周面にスプライン溝が形成される場合には、シャフト部２８ｂの外周面にも同様にスプラインが形成される。

また、外輪部材２８においてシャフト部２８ｂを貫通孔３４の内部に挿通する際、前記外輪部材２８のカップ部２８ａとシャフト部２８ｂとの間に設けられた環状中間部２８ｃが、ハブベアリング２６の端面に当接して軸線方向に沿って位置決めされる。そして、前記シャフト部２８ｂの先端部を、例えば、図示しない加締め手段又はボルト等によって固定することにより、外輪部材２８に対してハブ２２が強固に固定される。この場合、外輪部材２８は、ハブ２２と一体的に回転変位すると共に、軸線方向に沿って一体的に変位する。

外輪部材２８の外周面には、蛇腹状に形成された継手用ブーツ４５の大径端部４６が金属製の大径なバンド４７を介して緊締され、前記継手用ブーツ４５の小径端部は、金属製の小径なバンド（図示せず）を介して駆動軸３０の外周面に装着される。

前記外輪部材２８の内壁面には、図１に示されるように、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ１２０度の間隔をおいて３本の案内溝８０ａ〜８０ｃが形成される（但し、案内溝８０ｂ、８０ｃは図示するのを省略している）。駆動軸３０の端部にはリング状のスパイダ８２が外嵌され、前記スパイダ８２の外周面には、それぞれ前記案内溝８０ａ〜８０ｃに向かって膨出し軸心の回りに１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン８４ａ〜８４ｃが一体的に形成される（但し、トラニオン８４ｂ、８４ｃは、図示するのを省略している）。円柱状に形成されたトラニオン８４ａ（８４ｂ、８４ｃ）の外周部には、前記案内溝８０ａ〜８０ｃに沿って摺動可能なリング状のローラ８６が外嵌される。

本発明の実施の形態に係る駆動輪用軸受装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

図示しないエンジン等で発生した駆動力が図示しない第２等速ジョイントから駆動軸３０へと伝達され、前記駆動軸３０に対してスプライン嵌合されたスパイダ８２が一体的に回転する。そして、前記スパイダ８２の外周に設けられた複数のトラニオン８４ａ〜８４ｃが係合する案内溝８０ａ〜８０ｃを介して、等速ジョイント３２の外輪部材２８が回転する。

前記外輪部材２８は、シャフト部２８ｂに形成されるセレーション７８（又はスプライン）を介してハブ２２の貫通孔３４の内部に噛合されているため、ナックル部材２９を介して図示しない車体に固定されたハブベアリング２６を介してハブ２２が一体的に回転する。

そして、エンジン等から伝達された駆動力が、ハブ２２の車輪取付フランジを介して装着された図示しないブレーキディスク及び車輪へと伝達される。

ところで、本実施の形態では、前記ナックル部材２９の第１内径面４０ａとシール部材５０の第１環状側部５１ａの先端部との間の狭小な第１クリアランス５６ａと、前記ナックル部材２９の環状段部４１と前記第１環状側部５１ａの外側面との間の第２クリアランス５６ｂと、前記ナックル部材２９の第２内径面４０ｂと前記シール部材５０の第２環状側部５１ｂの外側面との間に形成される第３クリアランス５６ｃとによってそれぞれシール機能が営まれることにより、間隙３９内に浸入しようとする水や泥水等の回転速度センサ４３側への浸入が阻止される。

同時に、本実施の形態では、間隙３９内に浸入しようとする水や泥水等が、シール部材５０の階段状に形成された内側面によって拘束されると共に貯留され、この貯留された水や泥水等がその重力及び外輪部材２８の回転による遠心力の作用下に前記シール部材５０の内側面から外部に向かって流出することにより容易に外部に排出される（図２参照）。

換言すると、シール部材５０は、ナックル部材２９との間で該シール部材５０の外側面がシール機能を発揮すると共に、前記シール部材５０の内側面によって外部排出機能を営むという二重の作用を併有する。

このように本実施の形態では、回転速度センサ４３に近接する部位に設けられたシール部材５０の外側面とナックル部材２９との間の狭小なクリアランスによって、内部への浸入を阻止するシール機能と、前記シール部材５０の内側面によって拘束された水や泥水等を外部へ円滑に排出する排出機能との共働作用によってハブベアリング２６に近接する部位に設けられた回転速度センサ４３を好適に保護することができる。

なお、本実施の形態では、トリポートタイプの等速ジョイントに適用された駆動輪用軸受装置２０を例示して説明しているが、これに限定されるものではなく、図５に示されるようなバーフィールドタイプの等速ジョイント３２ａに適用することも可能である。図５において、参照数字１００はインナリング、１０２はリテーナ、１０４は前記リテーナ１０２の保持窓に回転自在に収容されるボールをそれぞれ示している。

本発明の実施の形態に係る駆動輪用軸受装置の一部省略縦断面図である。図１の部分拡大縦断面図である。車体懸架装置の支柱にナックル部材が連結された状態を示す一部切り欠き斜視図である。図１に示す駆動輪用軸受装置に設けられたシール部材の一部破断斜視図である。本発明の他の実施の形態に係る駆動輪用軸受装置の一部省略縦断面図である。

符号の説明

２０、２０ａ…駆動輪用軸受装置２２…ハブ
２４ａ、２４ｂ…転動体２６…ハブベアリング
２８…外輪部材２９…ナックル部材
２９ａ…周縁部３２、３２ａ…等速ジョイント
３９…間隙４０ａ、４０ｂ…内径面
４１…環状段部４３…回転速度センサ
４５、４５ａ…継手用ブーツ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ…外径面
５０…シール部材５１ａ〜５１ｄ…環状側部
５６ａ〜５６ｃ…クリアランス

Claims

車輪が装着されるハブと、
前記ハブの外周に設けられ、前記ハブを車体に対して回転自在に支持するハブベアリングと、
前記ハブの内部に嵌合されるシャフト部と該シャフト部に接続するカップ部とを有する外輪部材と、
を備える駆動輪用軸受装置において、
間隙を介して前記外輪部材のカップ部の一部を囲繞し断面階段状に形成された内径面を有する囲繞部材が設けられ、前記囲繞部材の内径面に対応する断面階段状からなる環状のシール部材が前記外輪部材に装着され、
前記シール部材は、前記囲繞部材の内径面と離間した状態で前記外輪部材の軸線と直交する方向に延在する第１環状側部と、
前記第１環状側部から前記ハブベアリング側に屈曲する第２環状側部と、
前記第２環状側部から前記外輪部材側に屈曲する第３環状側部と、
前記第３環状側部から前記ハブベアリング側に屈曲し、かつ前記外輪部材の外径面に接触する第４環状側部と、を有することを特徴とする駆動輪用軸受装置。
請求項１記載の装置において、
前記囲繞部材は、前記第１環状側部を覆う第１内径面と、前記第１内径面よりも前記ハブベアリング側に位置して該第１内径面よりも小径に形成された第２内径面と、を有することにより断面階段状の内径面を実現することを特徴とする駆動輪用軸受装置。