JP4586559B2

JP4586559B2 - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP4586559B2
Application number: JP2005036275A
Authority: JP
Inventors: 明高橋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2025-02-14
Also published as: JP2006220270A

Description

本発明は、例えば自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に関する。

ハブユニット軸受の密封装置は、軸受の固定輪と回転輪の軸方向両端部に設けられ、軸受空間に封入されるグリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間への浸入を防止している。

例えば、図８に示すように、従来の密封装置１００は、固定輪１１０の端部内周面に嵌合されるＬ字状のスリンガ１０１と、回転輪１２０の端部外周面に嵌合されるＬ字状のスリンガ１０２と、スリンガ１０１に接着固定されてスリンガ１０２に摺接するシール部１０３とを備えている。シール部１０３は、スリンガ１０２に対して軸方向に摺接する１つのアキシアルリップ１０３ａと径方向に摺接する２つのラジアルリップ１０３ｂ，１０３ｃとを有している。また、近年では、回転輪１１０の外周面に嵌合されるスリンガ１０２の軸受外側面に例えば車両のＡＢＳ用のセンサ等として使用される磁気エンコーダ（例えばゴム磁石等）１０４を接着固定したものが増加している。

しかしながら、従来の密封装置１００においては、一対のスリンガ１０１，１０２のうち、固定輪１１０側のスリンガ１０１にのみシール部１０３を固定して、各リップ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃをスリンガ１０２に摺接させる構造を採用しているため、ハブユニット軸受のような密封装置の断面積が非常に制約を受ける場合、シール部１０３のリップ数を増加する等のシール性を向上するための対策を取るのが難しいという問題がある。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、密封装置を大型化することなく、密封装置のシール性を向上することができると共に、製造工程の増加を回避することができるハブユニット軸受を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）回転輪と、固定輪と、該回転輪と該固定輪間の環状空間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記環状空間を密封する密封装置と、前記回転輪と共に回転する、ゴムまたは樹脂をバインダーとする磁気エンコーダと、を備えるハブユニット軸受であって、
前記密封装置は、前記回転輪に固定される第１のスリンガと、前記固定輪に固定される第２のスリンガと、前記第１のスリンガに固定されて前記第２のスリンガと摺接するゴム材料から成る第１のシール部と、前記第２のスリンガに固定されて前記第１のスリンガと摺接する第２のシール部とを有し、
前記磁気エンコーダは、前記第１のスリンガに固定され、
前記第１のスリンガは、固定される前記第１のシール部及び磁気エンコーダの間を仕切る、軸方向外側に延出した仕切り部を有し、
前記磁気エンコーダと前記第１のシール部は、同一の接着剤が予め付着された前記第１のスリンガの前記仕切り部で仕切られた表面に、それぞれの材料を用いてインジェクション方式またはコンプレッション方式で同時に成形され、前記同一の接着剤によって前記第１のスリンガに接着固定されることを特徴とするハブユニット軸受。
（２）（１）に記載のハブユニット軸受であって、前記第１のシール部がインジェクション方式で成形され、前記磁気エンコーダがコンプレッション方式で成形されることを特徴とするハブユニット軸受。

本発明によれば、密封装置は、回転輪に固定される第１のスリンガと、固定輪に固定される第２のスリンガと、第１のスリンガに固定されて第２のスリンガと摺接する第１のシール部と、第２のスリンガに固定されて第１のスリンガと摺接する第２のシール部とを有するので、密封装置を大型化することなく、密封装置の断面空間を有効に利用してリップ数を増加することができ、これにより、密封装置のシール性を向上することができる。

また、磁気エンコーダは、第１のスリンガに固定され、磁気エンコーダと第１のシール部は、同一の接着剤によって第１のスリンガに接着固定されるので、第２のシール部と磁気エンコーダとを同時に第１のスリンガに成形接着することができ、これにより、第１のスリンガに第２のシール部を接着固定することによる製造工程の増加を回避することができ、製造コストの増加を抑えることができる。

以下、本発明の一実施形態に係るハブユニット軸受について図を参照して詳細に説明する。

本実施形態のハブユニット軸受Ｏは、駆動輪用とされており、固定輪である外輪１及び回転輪であるハブ３と、外輪１とハブ３間の環状空間１３に転動自在に配置される複数の転動体１０と、環状空間１３を密封する密封装置１２ａ，１２ｂと、ハブ３と共に回転する磁気エンコーダ２０とを備えている。

ハブ３は、中空状のハブ輪４を備えており、ハブ輪４は、その外周面のアウトボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部：図１の左端部）に径方向外方に延びる車輪取り付けフランジ７を有している。車輪取り付けフランジ７には、そのアウトボード側の側面に車輪を構成する図示しないホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのスタッド７ａが周方向に略等間隔で複数植設されている。

ハブ輪４のインボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部：図１の右端部）には小径段部４ａが形成されており、該小径段部４ａには内輪５が嵌め込まれている。内輪５の外周面には内輪軌道面９が形成され、また、ハブ輪４の軸方向の中間部外周面にも内輪軌道面９が形成されている。

外輪１の内周面にはハブ輪４の内輪軌道面９に対応する外輪軌道面８及び内輪５の内輪軌道面９に対応する外輪軌道面８が形成されており、また、車輪取り付けフランジ７から離間する側の外輪１の端部には径方向外方に延びる懸架装置取り付けフランジ２が設けられている。

そして、複列の内輪軌道面９と複列の外輪軌道面８との間には、それぞれ複数の転動体１０が保持器１１を介して周方向に転動可能に配設されている。尚、図示の例では、転動体１０として玉を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用ハブユニット軸受の場合には、転動体１０としてテーパころを使用する場合もある。

上述の様なハブユニット軸受Ｏを自動車に組み付けるには、固定輪側の外輪１の懸架装置取り付けフランジ２を懸架装置に固定し、回転輪側のハブ３の車輪取り付けフランジ７にスタッド７ａやナット（図示せず）等を介してブレーキロータ及びホイールを固定する。これにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持することができる。

また、外輪１のアウトボード側の端部とハブ輪４との間、及び外輪１のインボード側の端部と内輪５との間には、密封装置１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられている。

密封装置１２ａは、外輪１のアウトボード側の端部内周面に嵌合されたスリンガ１４と、スリンガ１４に接着固定されてハブ輪４に摺接するシール部１５とを備えている。

一方、密封装置１２ｂは、図２に示すように、内輪５の外周面に嵌合される第１のスリンガ１６と、外輪１のインボード側の端部内周面に嵌合される第２のスリンガ１７と、第１のスリンガ１６に接着固定されて第２のスリンガ１７と摺接する第１のシール部１８と、第２のスリンガ１７に接着固定されて前記第１のスリンガ１６と摺接する第２のシール部１９とを有する。

第１のスリンガ１６は、内輪５の外周面に外嵌固定される円筒部１６ａと、この円筒部１６ａの軸方向外端縁（図２の右端縁）から径方向外方に延びる環状のフランジ部１６ｂとを有して断面Ｌ字形状に形成される。

一方、第２のスリンガ１７は、外輪１のインボード側の端部内周面に内嵌固定される円筒部１７ａと、この円筒部１７ａの軸方向内端緑（図２の左端縁）から径方向内方に延びる環状のフランジ部１７ｂとを有する断面略Ｌ字形状に形成される。

第１のシール部１８は、ゴム材料によって形成され、第１のスリンガ１６のフランジ部１６ｂの先端に接着固定される。また、第１のシール部１８は、第２のスリンガ１７の円筒部１７ａの内周面に対して径方向に摺接する１つのラジアルリップ１８ａを有している。

一方、第２のシール部１９も、ゴム材料によって形成され、第２のスリンガ１７のフランジ部１７ｂの先端に接着固定される。また、第２のシール部１９は、第１のスリンガ１６の円筒部１６ａの外周面に対して径方向に摺接する２つのラジアルリップ１９ａ，１９ｂを有している。

そして、第１のスリンガ１６に接着固定される第１のシール部１８の１つのラジアルリップ１８ａを第２のスリンガ１７の円筒部１７ａの内周面に摺接させ、第２のスリンガ１７に接着固定される第２のシール部１９の２つのラジアルリップ１９ａ，１９ｂを第１のスリンガ１６の円筒部１６ａの外周面に摺接させることにより、封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間１３への侵入を防止する。

また、第１のスリンガ１６のフランジ部１６ｂの軸方向外側面には、例えば車両のＡＢＳ用のセンサ等として使用される磁気エンコーダ２０が接着固定されており、車輪の回転と共に磁気エンコーダ２０を回転させ、車輪の回転に同期した磁場変化を図示しない検出部により検出する。

ここで、第１のスリンガ１６に接着固定される磁気エンコーダ２０及び第１のシール部１８はそれぞれの材料を用いて同時成形され、接着は予め第１のスリンガ１６の表面に付着（塗布、吹付け、或いは付着後焼付け等）される同一の接着剤によって行う。また、この場合の接着剤は、第１のスリンガ１６の表面に１層或いは数種の接着剤を数層に付着させるが、接着剤の種類としては、磁気エンコーダ２０及び第１のシール部１８共に、第１のスリンガ１６の全表面で同一のものを用いる。

接着剤の種類としては、磁気エンコーダ２０がゴム、或いは樹脂（例えば、ナイロン系バインダー）の場合は、フェノール系の加硫接着剤が好ましい。第１のシール部１８のゴムと磁気エンコーダ２０のゴム磁石のバインダーとなるゴムは同じ場合が多く、フェノール系接着剤は、アミド基を有するナイロン系バインダーと相互作用（反応性）があり、ゴムの加硫時に併せて接着することができる。

また、磁気エンコーダ２０が金属製の場合には、バインダーは通常、エポキシ樹脂が用いられるため、エポキシ系接着剤が好ましい。

また、磁気エンコーダ２０と第１のシール部１８との成形方法については、両方共、インジェクション方式としても良いし、コンプレッション方式としても良い。また、磁気エンコーダ２０と第１のシール部１８とでそれぞれ別々の成形方法（例えば、磁気エンコーダ２０をコンプレッション方式、第１のシール部１８をインジェクション方式、又はその逆）としても良いし、更には、予め成形された磁気エンコーダ２０を第１のシール部１８の成形と同時に第１のスリンガ１６に接着させる方法としても良い。なお、図１では、磁気エンコーダ２０と第１のシール部１８との間に隙間を設けているが、この隙間は特に無くても問題はない。

従って、本実施形態では、密封装置１２ｂを構成する第１、第２のスリンガ１６，１７のうち、磁気エンコーダ２０が固定される回転輪側の第１のスリンガ１６に固定輪側の第２のスリンガ１７に摺接する第１のシール部１８を固定し、固定輪側の第２のスリンガ１７に回転輪側の第１のスリンガ１７に摺接する第２のシール部１９を固定しているので、密封装置１２ｂを大型化することなく、密封装置１２ｂの断面空間を有効に利用してシール部のリップ数を増加させることができ、これにより、密封装置１２ｂのシール性を向上することができる。

また、磁気エンコーダ２０は、第１のスリンガ１６に固定され、磁気エンコーダ２０と第１のシール部１８は、同一の接着剤によって第１のスリンガ１６に接着固定されるので、第１のスリンガ１６に対して第１のシール部１８と磁気エンコーダ２０とを同時に成形接着することができ、これにより、磁気エンコーダ２０が接着固定される第１のスリンガ１６に第１のシール部１８を接着固定することによる製造工程の増加を回避することができ、製造コストの増加を抑えることができる。

更に、磁気エンコーダ２０が固定される第１のスリンガ１６に密封装置１２ｂの外気側の開口部を塞ぐ形で第１のシール部１８のラジアルリップ１８ａを成形接着しているので、図８に示す従来の密封装置１００と比較して密封装置１２ｂ内の空間に泥水等が浸入するのを防止することができ、また、ラジアルリップ１８ａが回転することから、遠心力による泥水等の振り切り効果も期待することができ、シール性能の更なる向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本実施形態では、１つのラジアルリップ１８ａを設けた第１のシール部１８及び２つのラジアルリップ１９ａ，１９ｂを設けた第２のシール部１９を例示するが、本発明のシール部のリップ数やリップ形状は、種々変更可能である。

例えば、本実施形態の第１の変形例として、図３に示すように、第２のシール部１９は、２つのラジアルリップ１９ａ，１９ｂに加えて、第１のスリンガ１６のフランジ部１６ｂの軸方向内側面に摺接する１つのアキシアルリップ１９ｃを設け、シール性の更なる向上を図るようにしてもよい。

また、本実施形態の第２の変形例として、図４に示すように、第１のシール部１８が、１つのラジアルリップ１８ａに加えて、第２のスリンガ１７のフランジ部１７ｂの軸方向外側面に摺接する１つのアキシアルリップ１８ｂを設け、シール性の更なる向上を図るようにしてもよい。

更に、本実施形態の第３の変形例として、図５に示すように、第１のシール部１８が２つのラジアルリップ１８ａ，１８ｃを有し、シール性の更なる向上を図るようにしてもよく、また、図６に示す本実施形態の第４の変形例のように、第１のシール部１８の２つのラジアルリップ１８ａ，１８ｃと、第２のシール部１９の２つのラジアルリップ１９ａ，１９ｂと１つのアキシアルリップ１９ｃとで、シール性の更なる向上を図るようにしてもよい。

また、図７に示すように、本実施形態の第５の変形例として、回転輪側の第１のスリンガ１６は、フランジ部１６ｂの先端を軸方向外側に延出し、磁気エンコーダ２０と第１のシール部１８との間に仕切り部１６ｃを設けるようにしてもよい。このようにすると、磁気エンコーダ２０と第１のシール部１８とを同時に成形する際に、仕切り部１６ｃによって磁気エンコーダ２０の材料と第１のシール部１８の材料とがそれぞれ流出することがないので、磁気エンコーダ２０及び第１のシール部１８を第１のスリンガ１６に安定して成形及び接着固定することができる。また、第１のスリンガ１６の形状が図２に示す断面Ｌ字形状の場合は、成形型に仕切り部を設ける等にして磁気エンコーダ２０の材料と第１のシール部１８の材料とが混合しないようにするのが好ましい。

更に、回転輪側の第１のスリンガ１６に接着される第１のシール部１８と磁気エンコーダ２０、及び、固定輪側の第２のスリンガ１７に接着固定される第２のシール部１９は、いずれも接着剤を用いることを条件に、その他の固定手段を付加してそれぞれ第１及び第２のスリンガ１６，１７に固定されてもよい。

更に、本実施形態では、内輪回転の駆動輪用のハブユニット軸受に本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、内輪回転の従動輪用のハブユニット軸受他、外輪回転の従動輪用及び駆動輪用のハブユニット軸受に本発明を適用してもよい。

本発明の一実施形態であるハブユニット軸受を説明するための断面図である。本発明の一実施形態のハブユニット軸受の密封装置を説明するための要部断面図である。本実施形態の第１の変形例を説明するための要部断面図である。本実施形態の第２の変形例を説明するための要部断面図である。本実施形態の第３の変形例を説明するための要部断面図である。本実施形態の第４の変形例を説明するための要部断面図である。本実施形態の第５の変形例を説明するための要部断面図である。従来のハブユニット軸受の密封装置を説明するための要部断面図である。

符号の説明

１外輪（固定輪）
３ハブ（回転輪）
４ハブ輪（回転輪）
５内輪（回転輪）
１０転動体
１２ａ，１２ｂ密封装置
１６第１のスリンガ
１７第２のスリンガ
１８第１のシール部
１９第２のシール部
２０磁気エンコーダ

Claims

回転輪と、固定輪と、該回転輪と該固定輪間の環状空間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記環状空間を密封する密封装置と、前記回転輪と共に回転する、ゴムまたは樹脂をバインダーとする磁気エンコーダと、を備えるハブユニット軸受であって、
前記密封装置は、前記回転輪に固定される第１のスリンガと、前記固定輪に固定される第２のスリンガと、前記第１のスリンガに固定されて前記第２のスリンガと摺接するゴム材料から成る第１のシール部と、前記第２のスリンガに固定されて前記第１のスリンガと摺接する第２のシール部とを有し、
前記磁気エンコーダは、前記第１のスリンガに固定され、
前記第１のスリンガは、固定される前記第１のシール部及び磁気エンコーダの間を仕切る、軸方向外側に延出した仕切り部を有し、
前記磁気エンコーダと前記第１のシール部は、同一の接着剤が予め付着された前記第１のスリンガの前記仕切り部で仕切られた表面に、それぞれの材料を用いてインジェクション方式またはコンプレッション方式で同時に成形され、前記同一の接着剤によって前記第１のスリンガに接着固定されることを特徴とするハブユニット軸受。
請求項１に記載のハブユニット軸受であって、前記第１のシール部がインジェクション方式で成形され、前記磁気エンコーダがコンプレッション方式で成形されることを特徴とするハブユニット軸受。