JP4826538B2 - Wheel support bearing unit - Google Patents
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Description
本発明は、自動車や鉄道車両などの車輪を車体に対して回転自在に軸支する車輪支持用軸受ユニットに関し、特に、当該車輪支持用軸受ユニットの密封構造の改良に関する。 The present invention relates to a wheel support bearing unit that rotatably supports a wheel of an automobile or a railway vehicle with respect to a vehicle body, and more particularly, to an improvement in a sealing structure of the wheel support bearing unit.
従来から、自動車や鉄道車両など、様々な車両の車輪を支持するための各種のハブユニット軸受(車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットという))が知られている。
例えば、図6には、このような軸受ユニットの構成の一例として、自動車の車輪を回転自在に支持するためのハブユニット軸受(以下、軸受ユニットAという)の構成が例示されている。
Conventionally, various hub unit bearings (wheel support bearing units (hereinafter simply referred to as bearing units)) for supporting wheels of various vehicles such as automobiles and railway vehicles are known.
For example, FIG. 6 illustrates a configuration of a hub unit bearing (hereinafter referred to as a bearing unit A) for rotatably supporting the wheels of an automobile as an example of the configuration of such a bearing unit.
かかる軸受ユニットAは、車体(懸架装置のナックル(図示しない))に固定される静止輪2と、車輪(ディスクホイール(図示しない))に固定されて当該ディスクホイールとともに回転する回転輪4とを備えている。また、軸受ユニットAには、複数の転動体(玉)20が、静止輪2及び回転輪4にそれぞれ形成された相互に対向する複列(2列)の軌道面6,8間へ転動可能に組み込まれている。この場合、転動体(玉)20は、環状を成す保持器22に形成されたポケット内に1つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面6,8間を転動している。
The bearing unit A includes a stationary wheel 2 fixed to a vehicle body (a knuckle (not shown) of a suspension device) and a rotating wheel 4 fixed to a wheel (a disk wheel (not shown)) and rotating together with the disk wheel. I have. Further, in the bearing unit A, a plurality of rolling elements (balls) 20 roll between the double-row (two rows)
この場合、静止輪2には、その外周面から外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ2fが一体成形されており、当該固定フランジ2fを貫通する固定孔2hに固定用ボルト(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪2を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
In this case, the stationary wheel 2 is integrally formed with a
一方、回転輪4には、略円筒形を成すハブ10が設けられており、当該ハブ10は、ブレーキのブレーキロータ(図示しない)を介して車輪のディスクホイール(図示しない)に固定され、当該ディスクホイールとともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ10には、その軸方向(図6の左右方向)の一方側(車輪側(同図の左側)、以下、アウトボード側という)に、ブレーキロータ及びディスクホイールを固定(外嵌)するためのハブフランジ10fが周方向に沿って連続して突設されている。
On the other hand, the rotating wheel 4 is provided with a
この場合、ハブフランジ10fは、静止輪2を越えて外方(ハブ10の拡径方向)に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)10hが設けられている。また、図示しないブレーキロータ及びディスクホイールにも、それぞれ当該ボルト孔10hと連通可能な貫通孔が周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔10hと同数個)設けられている。そして、ハブボルト10bをボルト孔10hから前記貫通孔へ挿通し、ハブナット(図示しない)で締結(供締め)することにより、ブレーキロータ及びディスクホイールをハブフランジ10fに対して位置決めして固定することができる。
In this case, the
また、ハブ10には、その軸方向(図6の左右方向)の他方側(車体内側(同図の右側)、以下、インボード側という)に環状の内輪構成体12が外嵌されるようになっており、例えば、静止輪2と回転輪4との間に複数の転動体20を保持器22で保持した状態で、内輪構成体12をハブ10に形成された段部まで外嵌した後、ハブ10のインボード側端部(同図の右端)を加締めることにより、当該内輪構成体12をハブ10のインボード側に固定することができるとともに、軸受ユニットA(より具体的には、転動体(玉)20)に対して所定の予圧を与えることができる。ここで、内輪構成体12は、静止輪2のインボード側の軌道面6と対向する軌道面8が形成され、ハブ10とともに回転輪4を構成する部材のことを指す。
なお、上述したような加締固定に代えて、例えば、内輪構成体12をハブ10に形成された段部まで外嵌した後、インボード側からナットなどの締結部材により締め付けることで、当該内輪構成体12がハブ10のインボード側に固定される場合もある。
In addition, an annular inner ring
Instead of the above-described caulking and fixing, for example, after the inner
ところで、かかる軸受ユニットAには、ユニットの内部を外部から遮蔽して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つために各種の密封装置が設けられており、当該密封装置を設けることで、軸受ユニットの外部から異物(例えば、泥水、塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース、潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。 By the way, the bearing unit A is provided with various sealing devices for shielding the inside of the unit from the outside and keeping the sealed state (airtight state and liquid-tight state). In addition to preventing foreign matter (e.g., muddy water, dust, etc.) from entering the bearing unit from the outside, lubricant (e.g., grease, lubricating oil, etc.) enclosed inside leaks to the outside. Is preventing.
図6に示す構成においては、軸受ユニットAのインボード側に円板状のカバー部材(以下、インボードキャップという)26が設けられているのに対し、アウトボード側にはシール部材(以下、アウトボードシールという)24が設けられており、これらのインボードキャップ26及びアウトボードシール24を設けることで、ユニット内部の密封性(気密性及び液密性)を保っている。
In the configuration shown in FIG. 6, a disc-like cover member (hereinafter referred to as an inboard cap) 26 is provided on the inboard side of the bearing unit A, whereas a seal member (hereinafter referred to as an inboard cap) is provided on the outboard side. An outboard seal (24) is provided, and by providing the
従来から、アウトボード側にこのようなアウトボードシール24を配設した各種の軸受ユニット構成が知られており、例えば、特許文献1には、図7(a)に示すように、鋼板等をプレス加工などにより成形した環状の芯金24aの一部に各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)で成るシール部24bが連結され、当該シール部24bに複数(一例として、3つ)のリップ24cが設けられた構造を成すアウトボードシール24の構成が、一例として開示されている。
Conventionally, various bearing unit configurations in which such an
この場合、アウトボードシール24は、静止輪2の回転輪4(具体的には、ハブ10)との対向面のアウトボード側端部に装着された状態で、シール部24bのリップ24cがハブフランジ10fの根元部分(以下、摺接面という)10sに摺接するように位置付けられている。具体的には、シール部24bのリップ24cが凹曲面状を成す摺接面10sのカーブに沿って延出されるとともに、当該カーブに沿って摺接面10sと摺接している。
このため、アウトボードシール24は、シール部24bの軸方向の寸法(図7(a)の左右方向の距離)を小さくすること、すなわちコンパクト化が容易であるという特長を有するとともに、リップ24cが反転し難いという特長を有している。
In this case, the
Therefore, the
その一方で、静止輪2のアウトボード側の端面2cとハブフランジ10fとの間から浸水した場合、当該浸水が外側リップ24cの摺接面10sに対する摺接部分に直接かかることとなる。なお、外側リップ24cとは、図7(a)に示す3つのリップ24cのうち、摺接面10sと最も外側で摺接するリップ(同図の左上のリップ)のことをいう。したがって、かかる浸水が軸受ユニットAの内部まで漏洩することを防止するためには、外側リップ24cの摺接面10sに対する面圧(いわゆる、しめ代)をある程度大きく設定しておく必要がある。
On the other hand, when water is immersed between the
このため、アウトボードシール24の回転トルクが大きくなり、そのトルク上昇の程度によっては、軸受ユニットAの回転精度を悪化させてしまう虞がある。なお、外側リップ24cは、その摺動径D2も大きく、アウトボードシール24の回転トルクが大きくなり易い。
また、別の捉え方をすれば、外側リップ24cの外径寸法と芯金24aの外径寸法との差が小さいため、静止輪2にアウトボードシール24を圧入する際の圧入面(具体的には、図7(b)に示す芯金24aと外側リップ24cとの径差H2)が小さくなり、圧入作業が行い難くなってしまう。
In other words, since the difference between the outer diameter of the
このような不都合を回避するためには、以下のような方策を講じることが考えられる。
例えば、図7(c)に示す構成のように、回転輪4(具体的には、ハブ10)に対し、摺接面10sのカーブに沿って所定の摺動部材(以下、スリンガという)30を設ければよい。かかるスリンガ30を設けることで、アウトボードシール24のリップ24c(外側リップ24c)は、当該スリンガ30の外周面30sと摺接される。また、スリンガ30には、その外端部(同図の左上端部)に外側リップ24cを軸受ユニットAの外部から遮蔽するための筒状部30aが当該外側リップ24cと所定間隔を空けて対向するように形成されている。
In order to avoid such an inconvenience, the following measures can be taken.
For example, as shown in FIG. 7C, a predetermined sliding member (hereinafter referred to as a slinger) 30 along the curve of the sliding
これにより、外側リップ24cと外周面30sとの摺接部分に浸水が直接かかることを防止することができる。この結果、外側リップ24cの外周面30sに対する面圧(しめ代)を小さく設定することができ、アウトボードシール24の回転トルクの上昇を抑制することが可能となる。
しかしながら、かかるスリンガ30の製作工程や取付工程が別途必要となるため、その分だけ余計なコストが生じてしまうことになる。
Thereby, it is possible to prevent water from directly entering the sliding contact portion between the
However, since the manufacturing process and attachment process of this
また、例えば、図7(d)に示す構成のように、回転輪4(具体的には、ハブ10)の摺接面10sをアウトボードシール24のリップ24c(外側リップ24c)を収容可能な大きさで窪ませた構造とすればよい。摺接面10sをこのような構造とすることで、リップ24c(外側リップ24c)は、当該摺接面10sの窪み部10bと摺接し、外側リップ24cと窪み部10bとの摺接部分に浸水が直接かかることを防止することができる。この結果、外側リップ24cの窪み部10bに対する面圧(しめ代)を小さく設定することができ、アウトボードシール24の回転トルクの上昇を抑制することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 7D, the sliding
ここで、一般的に、回転輪4(具体的には、ハブ10)の摺接面10sは、軌道面8に対して研削加工を行う際、それと同時に研削加工が施されることで形成されている。しかしながら、摺接面10sに対して窪み部10bを形成する場合、このような同時研削を行うことができず、摺接面10s自体、あるいは窪み部10bのみを別途の作業工程で形成(加工)する必要があるため、その分だけ余計なコストが生じてしまうことになる。
Here, generally, the sliding
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、優れた密封性能を有するとともに、回転トルクの低減化を図ることが可能で、且つ、導入が容易な密封構造を備えた車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and its object is to provide a sealing structure that has excellent sealing performance, can reduce rotational torque, and is easy to introduce. The object is to provide a wheel-supporting bearing unit provided.
このような目的を達成するために、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、車体構成部材に固定される静止輪と、車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、前記静止輪と回転輪との間に介在し、内部を気密並びに液密に保つための密封装置を具備している。かかる車輪支持用軸受ユニットにおいて、前記密封装置は、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続して延出する円環部で成る環状の芯金と、当該芯金に連結されるとともに、前記回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップが設けられたシールとを備えている。前記シールは、前記回転輪と最も外側で摺接するリップが、軸方向に略平行して筒状に延出された延出部と、当該延出部の延出端よりも軸受内方の部位の内径寸法を縮径させるように、当該部位の内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部とで構成され、前記芯金を介して前記静止輪に対して固定された状態において、前記延出部の延出端を前記回転輪の外周部と径方向に対して所定間隔を空けて対向させつつ、前記摺接部を前記回転輪の外周部に摺接させるように位置付けられているとともに、前記延出部の延出端が当該静止輪の前記車輪構成部材側の端面よりも当該車輪構成部材側へ凸出し、かつ当該延出端が前記回転輪の外周部と軸方向に対して所定間隔を空けて対向するように位置付けられている。そして、前記延出部の延出端と前記回転輪の外周部の軸方向に対する対向間隔をA1、前記摺接部の凸出高さをB1とした場合、A1<B1なる関係に設定する。 In order to achieve such an object, a wheel support bearing unit according to the present invention includes a stationary wheel fixed to a vehicle body constituent member, a rotating wheel to which the wheel constituent member is fixed and rotates together with the wheel constituent member, A plurality of rolling elements which are formed on the stationary wheel and the rotating wheel, respectively, and are incorporated so as to be able to roll between the mutually facing double-row raceway surfaces, and interposed between the stationary wheel and the rotating wheel, Is equipped with a sealing device for keeping the airtight and liquid-tight. In such a wheel support bearing unit, the sealing device has an annular shape composed of a cylindrical fixed portion extending in a predetermined direction and an annular portion extending continuously from the extended end on one side of the fixed portion. A core bar, and a seal connected to the core bar and provided with a plurality of lips extending so as to be in sliding contact with the rotating wheel. The seal includes an extended portion in which a lip that is in sliding contact with the rotating wheel on the outermost side extends in a cylindrical shape substantially parallel to the axial direction, and a portion inside the bearing from the extended end of the extended portion It is composed of a sliding contact portion that is continuously projected over the entire circumference of the inner peripheral surface of the part so as to reduce the inner diameter dimension of the part, and is fixed to the stationary wheel via the cored bar. In this state, the sliding contact portion is brought into sliding contact with the outer peripheral portion of the rotating wheel while the extending end of the extending portion is opposed to the outer peripheral portion of the rotating wheel at a predetermined interval with respect to the radial direction . The extension end of the extension portion protrudes toward the wheel component member side from the end surface of the stationary wheel on the wheel component member side, and the extension end is the outer periphery of the rotating wheel. It is positioned so as to face the part with a predetermined interval with respect to the axial direction. Then, when the distance between the extending end of the extending portion and the outer peripheral portion of the rotating wheel in the axial direction is A1, and the protruding height of the sliding contact portion is B1, the relationship of A1 <B1 is set.
前記静止輪、前記保持器及び前記転動体を前記回転輪に対して組み付ける際には、略半円環状を成す2つの組付治具を前記静止輪の前記車輪構成部材側の端面と前記回転輪の外周部との間の隙間に対して挿入し、これらの組付治具によって前記延出部がガイドされた状態で、前記回転輪と最も外側で摺接する前記シールのリップを位置決めすればよい。なお、組付作業の完了後は、前記隙間から前記組付治具を取り除けばよい。When the stationary wheel, the cage, and the rolling element are assembled to the rotating wheel, two assembly jigs that form a substantially semi-annular shape are connected to the end surface of the stationary wheel on the wheel component member side and the rotating wheel. If it is inserted into the gap between the outer periphery of the ring and the extension part is guided by these assembling jigs, the lip of the seal that slides on the outermost side with the rotating wheel is positioned. Good. Note that after the assembly work is completed, the assembly jig may be removed from the gap.
本発明の車輪支持用軸受ユニットによれば、優れた密封性能を有する密封構造を容易に導入することができるとともに、回転トルクを格段に低減させることができ、結果として車両の低燃費化を図ることも可能となる。 According to the wheel support bearing unit of the present invention, a sealing structure having excellent sealing performance can be easily introduced, and the rotational torque can be greatly reduced, resulting in a reduction in fuel consumption of the vehicle. It is also possible.
以下、本発明の車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットという)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、例えば、自動車や鉄道車両など、各種の車両の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして適用することができるが、ここでは、自動車の車輪を支持するハブユニット軸受として適用されている場合を一例として想定する。この場合、本発明に係る軸受ユニットの基本的構成は、上述した従来の軸受ユニットA(図6)と同様である場合を想定しており、これと同一若しくは類似の構成部材についてはその説明を省略若しくは簡略化し、以下においては、本発明の特徴的な構成について説明する。 A wheel support bearing unit (hereinafter simply referred to as a bearing unit) according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The wheel support bearing unit according to the present invention can be applied as a bearing unit that rotatably supports the wheels of various vehicles such as automobiles and railway vehicles. The case where it is applied as a hub unit bearing is assumed as an example. In this case, it is assumed that the basic configuration of the bearing unit according to the present invention is the same as that of the conventional bearing unit A (FIG. 6) described above. Omitted or simplified, and the characteristic configuration of the present invention will be described below.
なお、かかる軸受ユニットは、図6に示すような自動車の従動輪(前置エンジン後輪駆動(FR)車及び後置エンジン後輪駆動(RR)車の前輪、前置エンジン前輪駆動(FF)車の後輪)を支持するハブユニット軸受として構成してもよいし、自動車の駆動輪(FR車及びRR車の後輪、FF車の前輪及び四輪駆動(4WD)車の全輪)を支持するハブユニット軸受として構成してもよい。 Such a bearing unit is a driven wheel of an automobile as shown in FIG. 6 (front wheel of a front engine rear wheel drive (FR) vehicle and rear engine rear wheel drive (RR) vehicle, front engine front wheel drive (FF)). It may be configured as a hub unit bearing that supports the rear wheels of the vehicle, or drive wheels of automobiles (rear wheels of FR and RR vehicles, front wheels of FF vehicles, and all wheels of four-wheel drive (4WD) vehicles) You may comprise as a hub unit bearing to support.
図1(a),(b)には、本発明の一実施形態に係る軸受ユニットXの軸方向の一方側(車輪側(同図の左側)、以下、アウトボード側という)における密封構造が示されている。
なお、かかる軸受ユニットXは、車体(懸架装置のナックル(図示しない))に固定される静止輪40と、車輪(ディスクホイール(図示しない))に固定されて当該ディスクホイールとともに回転する回転輪42と、静止輪40及び回転輪42にそれぞれ形成されて相互に対向する複列(一例として、2列(ただし、アウトボード側のみ図示))の軌道面40a,42a間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉)44と、内部を気密並びに液密に保つための密封装置46を具備している。
1 (a) and 1 (b) show a sealing structure on one side (wheel side (left side in the figure), hereinafter referred to as outboard side) of the bearing unit X according to an embodiment of the present invention in the axial direction. It is shown.
The bearing unit X includes a
この場合、転動体(玉)44は、図示しない環状を成す保持器に形成されたポケット内に1つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面40a,42a間を転動している。これにより、各転動体44は、その転動面が相互に接触することなく軌道面40a,42a間を転動することができ、結果として、当該各転動体44が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。なお、軸受ユニットXには、このような回転抵抗の増大や焼付きなどをさらに効果的に防止すべく、内部に潤滑剤(一例として、グリース)が封入されている。
ここで、図1(a)には、転動体44として玉が適用された構成を一例として示しているが、転動体44として、玉に代えて各種のころ(円筒ころ、円すいころ及び球面ころなど)を適用した軸受構成としてもよい。
In this case, the rolling elements (balls) 44 roll between the raceway surfaces 40a and 42a in a state in which the rolling elements (balls) 44 are rotatably held one by one in a pocket formed in an annular retainer (not shown). Thereby, each rolling
Here, FIG. 1A shows an example of a configuration in which a ball is applied as the rolling
本実施形態において、密封装置(以下、アウトボードシールという)46には、環状を成す芯金50、及び当該芯金50に連結されたシール60が備えられている。この場合、芯金50は、所定方向に延出する筒状の固定部52、及び当該固定部52の一方側の延出端に連続して延出する円環部54で構成されている。一方、シール60には、回転輪42と摺接するように延出して成る複数のリップ60lが設けられている。
In the present embodiment, the sealing device (hereinafter referred to as “outboard seal”) 46 includes an annular cored
一例として、図1(a)に示す構成において、芯金50は、固定部52が所定方向(同図の左右方向)に所定長さ(同図同方向の距離)で延出した円筒状に形成されているとともに、円環部54が基端部分54a、連結部分54b及び先端部分54cの3つの部分で構成されている。具体的には、固定部52の一方側の延出端(図1(a)の左端)から縮径方向(同図の下方向)へ略直角に所定長さ(同図の上下方向の距離)で基端部分54aが延出された後、当該基端部分54aからインボード側(同図の右側)へ前傾して(基端部分54aとの内角が鈍角を成して)所定長さで連結部分54bが延出され、さらに当該連結部分54bから縮径方向へ略直角に所定長さで先端部分54cが延出されて、円環部54が構成されている。
そして、このような構成を成す芯金50は、軸受ユニットXの静止輪40に圧入されて固定(具体的には、嵌合)され、常時静止状態に維持されている。
As an example, in the configuration shown in FIG. 1A, the cored
The
ここで、固定部52の大きさ(延出長さ、厚さ(図1(a)の上下方向の距離)及び径などの寸法)や形状、及び円環部54(基端部分54a、連結部分54b及び先端部分54c)の大きさ(延出長さ、厚さ(同図の左右方向の距離)及び径などの寸法)や形状などは、例えば、軸受ユニットXの静止輪40及び回転輪42の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、特に限定されない。
さらに、芯金50の材質及び形成方法も特に限定されず、例えば、芯金50を所定の金属板製(鋼板製)とし、当該金属板(鋼板)をプレス加工することなどによって形成すればよい。
Here, the size (extension length, thickness (distance in the vertical direction in FIG. 1A) and diameter, etc.) and shape of the fixing
Furthermore, the material and the forming method of the cored
図1(a)に示す構成においては、一例として、静止輪40に対し、その内周面40bのアウトボード側の端部を全周に亘って連続して凹状に切り欠いて成る段部40gが設けられており、当該段部40gに芯金50の固定部52が固定(嵌合)されることでアウトボードシール46が組み付けられる構造を成している。
In the configuration shown in FIG. 1 (a), as an example, a
なお、段部40gの大きさ(幅(図1(a)の左右方向の距離)及び深さ(同図の上下方向の距離))や形状などは特に限定されず、例えば、静止輪40の大きさや形状、及び密封装置46(芯金50)の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。一例として、図1(a)に示す構成においては、段部40gの幅が芯金50の固定部52の延出長さ(同図の左右方向の距離)よりも大きな寸法に設定されているとともに、その深さが当該固定部52の厚さ(同図の上下方向の距離)と略同一寸法に設定されている。
このような構成とすることで、段部40gに対し、芯金50の固定部52の全体を配設することができ、芯金50の固定部52と静止輪40の段部40gとの当接面積(嵌合面積)を大きくすることができる。
The size (width (distance in the left-right direction in FIG. 1A) and depth (distance in the vertical direction in FIG. 1)) and shape of the stepped
With this configuration, the entire fixing
この結果、芯金50の静止輪40に対する嵌合力を高めることができ、軸受ユニットXへの組み付け後、転動体(玉)44の列からアウトボード側へ流動した潤滑剤(一例として、グリース)によってアウトボードシール46に押圧力(軸受ユニットの外部方向(図1(a)の左方向)への押圧力)が作用した場合であっても、当該押圧力に十分対抗することができる。したがって、芯金50が当該軸受ユニットXの外部方向(図1(a)の左方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することを防止することができ、アウトボードシール46の密封性能を常時一定に保つことができる。
As a result, the fitting force of the
なお、この場合、アウトボードシール46には、その内径寸法(具体的には、芯金50の固定部52の内径寸法)に対し、静止輪40へ嵌合させる際の嵌合代が設けられている。すなわち、アウトボードシール46は、芯金50の固定部52の内径寸法を静止輪40の段部40g部分の径寸法よりも、当該嵌合代の分だけ大きな寸法に設定して構成されている。その際、芯金50の固定部52に設定する嵌合代は、静止輪40の大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、特に限定されない。
In this case, the
また、図1(a)に示す構成においては、静止輪40に段部40gを設け、当該段部40gに芯金50(固定部52)が固定(嵌合)されることでアウトボードシール46が組み付けられる構造としたが、例えば、このような段部40gを設けることなく、芯金50の固定部52を静止輪40の内周面40bのアウトボード側の端部に固定(嵌合)することで、当該静止輪40に対してアウトボードシール46が組み付けられる構造であってもよい。なお、芯金50の固定部52は、例えば、静止輪40の内周面40bのアウトボード側の端部に対して所定の接着剤などにより接着固定させてもよい。
Further, in the configuration shown in FIG. 1A, a stepped
また、図1(a)に示す構成において、シール60は、芯金50、具体的には、円環部54(基端部分54a、連結部分54b及び先端部分54c)の外面(同図の左側の面)に連結され、複数(一例として、3つ)のリップ62l,64l,66lを回転輪42に設けられたハブフランジ42fの根元部分のインボード側(以下、周面という)42sへ向けて延出させるとともに、これらのリップ62l,64l,66lを当該回転輪42の周面42sと摺接させた構造を成している。
Further, in the configuration shown in FIG. 1A, the
この場合、シール60は、回転輪42の周面42sと最も外側(図1(a)の左上側)で摺接するリップ(以下、外側リップという)62lが軸方向(同図の左右方向)に略平行して筒状に延出された延出部62sと、当該延出部62sの内径寸法を縮径させるように、その内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部62tとで構成されている。なお、当該回転輪42の周面42sと最も内側(同図の右下側)で摺接するリップ(以下、内側リップという)66lは、軸受ユニットXの内方(同図の下方)へ向けて延出するように構成されている。また、シール60に設けられた3つのリップ60lのうち、中間に位置付けられたリップ(以下、中間リップという)64lは、一例として、軸受ユニットXの外方(図1(a)の上方)へ向けて延出され、その先端部を当該外方へ向けて回転輪42の周面42sと摺接させるように構成されている。ただし、中間リップ64lは、軸受ユニットXの内方(図1(a)の下方)へ向けて延出し、その先端部を当該内方へ向けて回転輪42の周面42sと摺接させるように構成してもよい。
In this case, the
シール60をこのような構成とすることで、軸受ユニットXの外部から内部への異物(例えば、泥水や塵埃など)の侵入を外側リップ62l及び中間リップ64lで防止することができるとともに、軸受ユニットXの内部から外部への潤滑剤(一例として、グリース)の漏洩を内側リップ66lで防止することができる。これにより、シール60は、効果的に軸受ユニットXの内部を外部から遮蔽し、ユニット内部を常時、密封状態(気密状態、及び液密状態)に維持することができる。
With such a configuration of the
図1(a)に示す構成においては、一例として、円環部54の連結部分54bに対してアウトボード側へ略直角に所定長さ(同図の左右方向の距離)で延出部62sが延出されている。その際、延出部62sの延出長さは、シール60が芯金50を介して静止輪40に固定された状態において、当該延出部62sの延出端62vが回転輪42の外周部(周面42s)と所定間隔を空けて対向可能な寸法に設定すればよい。
なお、延出部62sは、必ずしも円環部54の連結部分54bに対して略直角を成して、すなわち軸方向(図1(a)の左右方向)に略平行してアウトボード側へ延出させなくともよい。例えば、アウトボード側へ上昇勾配、あるいは下降勾配となるように連結部分54bから延出させて延出部62sを構成してもよい。
In the configuration shown in FIG. 1A, as an example, the extending
The extending
また、摺接部62tの大きさ、形状、数、及び配設位置などは、延出部62sの大きさ、回転輪42の周面42sの形状などに応じて任意に設定すればよい。一例として、図1(a)には、断面の輪郭形状が先細りの台形状に形成された摺接部62tの構成を示しているが、その形状はこれに特に限定されない。例えは、摺接部62tは、断面の輪郭形状を先太りの台形状、三角形状、矩形状、あるいは凸曲状、さらには二又以上に枝分かれした形状などに形成してもよい。
Further, the size, shape, number, arrangement position, and the like of the sliding
さらに、図1(a)に示す構成においては、摺接部62tを延出部62sの内周面の延出寸法の略中間部に位置付けて構成しているが、例えば、当該内周面の延出端部(同図の左端部)、あるいは基端部(同図の右端部)に摺接部62tを位置付けた構成としてもよい。また、摺接部62tの数は1つに限られず、複数(複数条)設けてもよい。その際、すべての摺接部62tの形状(断面の輪郭形状)が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Further, in the configuration shown in FIG. 1 (a), the sliding
かかる摺接部62tは、シール60が芯金50を介して静止輪40に固定された状態において、回転輪42の外周部(周面42s)に摺接するように位置付けられている。すなわち、摺接部62tの凸出高さ(図1(a)に示す距離B1)は、このようなシール60の固定状態において、回転輪42の外周部(周面42s)に接触(摺接)可能な所定の大きさに設定すればよい。ただし、摺接部62tの凸出高さB1は、外側リップ62lの延出端62vとハブフランジ42fの内面(インボード側の面(図1(a)の右側の面))42iの対向間隔(同図に示す距離A1)よりも大きく設定することが好ましい(同図中の寸法A1<B1)。このように、A1<B1とすることで、外側リップ62lの延出端62vとハブフランジ42fの内面42iとの間に形成されるラビリンスの入口が狭くなり、中の空間が広がるので、ラビリンスの効果を高めることができる。
The sliding
なお、シール60の材料は、芯金50の材質などに応じて、各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)を任意に選択して適用すればよい。また、シール60に設けるリップ60lの数や形状も図1(a)に示す構成には限定されず、例えば、シール60に対して2つのリップ60lを設けた構成としてもよいし、4つ以上のリップ60lを設けた構成としてもよい。さらに、芯金50とシール60(各種の弾性材)との連結は、接着、かしめ、コーティング、射出成形及び加硫成形など、各種の方法を任意に選択して行えばよい。
ただし、いずれの場合においても、少なくとも回転輪42の周面42sと最も外側(図1(a)の左上側)で摺接するリップ(すなわち、外側リップ)には、軸方向(同図の左右方向)に略平行して筒状に延出された延出部と、当該延出部の内径寸法を縮径させるように、その内周面の全周に亘って連続して凸出された摺接部を設ければよい。
As the material of the
However, in any case, at least the lip (that is, the outer lip) slidably in contact with the
また、図1(a)に示す構成において、シール60のリップ60lが摺接する回転輪42の周面42sは、凹曲面状を成しており、当該凹曲面42cが所定の段差を設けることで形成された段差面(以下、摺接面という)42dを介してハブフランジ42fの内面42iに連続されている。この場合、周面42sの段差は、摺接面42dが軸方向(図1(a)の左右方向)に略平行を成すように、回転輪42の外周部、具体的にはハブフランジ42fの根元部分のインボード側へその全周に亘って連続して設けられている。
In the configuration shown in FIG. 1A, the
周面42sをこのような構成とすることで、シール60の3つのリップ60lのうち、中間リップ64lと内側リップ66lは、凹曲面42cと摺接するのに対し、外側リップ62lは、摺接面42dと摺接する。すなわち、外側リップ62lは、延出部62sが摺接面42dと所定間隔を空けて当該摺接面42dに沿って延出するとともに、その延出端62vをハブフランジ42fの根元部分(内面42i)と所定間隔を空けて対向させた構造を成す。また、外側リップ62lは、摺接部62tが摺接面42dに対して略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する構造を成す。
With such a configuration of the
すなわち、これにより、静止輪40のアウトボード側の端面40cとハブフランジ42fの内面42iとの間から仮に浸水した場合であっても、当該浸水は、外側リップ62lの延出部62s(具体的には、その外周面)にかかることになり、摺接部62tの摺接面42dに対する摺接部分に当該浸水が直接かかることを防止することができる。したがって、摺接部62tの摺接面42dに対する面圧(いわゆる、しめ代)を比較的小さく設定しても、当該摺接部分からユニット内部への浸水を確実に防止することが可能となる。
That is, by this, even if the water is temporarily submerged from between the
また、外側リップ62lの摺接部62tが摺接面42dに対して略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する構造とすることで、外側リップ62l(具体的には、摺接部62t)の摺動径D1を小さくすることができる(例えは、上述した従来の軸受ユニットAの密封構造における外側リップ24cの摺動径D2との関係においては、D1<D2となる)。
この結果、アウトボードシール46の回転トルクを低減化することができるとともに、ひいては、軸受ユニットXの回転トルクの低減化を図ることができ、その回転精度を容易に高めることが可能となる。
Further, the sliding
As a result, the rotational torque of the
同様に、外側リップ62lの摺接部62tが摺接面42dに対して略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する構造とすることで、外側リップ62lの外径寸法と芯金50の外径寸法との差、より具体的には、延出部62sの外径寸法と固定部52の外径寸法との差を大きくすることができる。したがって、静止輪40にアウトボードシール46を圧入する際の圧入面(具体的には、図1(b)に示す芯金50の固定部52と外側リップ62lの延出部62sとの径差H1)が大きくなることで、圧入作業を非常にスムーズに行うことができる。
Similarly, the outer diameter dimension of the outer lip 62l and the outer diameter dimension of the cored
なお、その際、外側リップ62lの延出部62sは、円環部54の連結部分54bの延出端近傍(図1(b)の下端部近傍)からアウトボード側へ延出させた構成とすることが好ましい。これにより、芯金50の固定部52と外側リップ62lの延出部62sとの径差H1をより大きく設定することができる。
また、延出部62sの延出端62vとハブフランジ42fの根元部分(内面42i)との対向間隔(図1(a)に示す距離A1)は、可能な限り狭めた設定とすることが好ましい。これにより、当該延出端62vとハブフランジ42fの根元部分(内面42i)との間でラビリンスを形成することができ、摺接部62tが摺接面42dと摺接する部分へのユニット外部からの浸水そのものを有効に防止することができる。
At this time, the extending
Further, it is preferable that the facing distance (distance A1 shown in FIG. 1A) between the extending
以上、本実施形態に係る車輪支持用軸受ユニット(軸受ユニットX)によれば、優れた密封性能を有する密封構造を容易に導入することができるとともに、回転トルクを格段に低減化させることができる。
この結果、軸受ユニットXを長期に亘って一定の精度で回転させ続けることが可能となり、ひいては、自動車の低燃費化を図ることも可能となる。
As described above, according to the wheel support bearing unit (bearing unit X) according to the present embodiment, a sealing structure having excellent sealing performance can be easily introduced, and the rotational torque can be significantly reduced. .
As a result, it becomes possible to continue rotating the bearing unit X with a certain accuracy over a long period of time, and as a result, it is possible to reduce the fuel consumption of the automobile.
ここで、上述したような構造を成すアウトボードシール46は、保持器(図示しない)に保持された転動体(玉)44と一体化された静止輪40に組み付けられ、軸受ユニットXのアセンブリ体を構成する。なお、当該アセンブリ体を回転輪42(具体的には、ハブ10(図6))に対して組み付けた後、当該ハブ10に対して内輪構成体12(同図)を組み付け、これらを一体的に組み合わせることで、軸受ユニットXを組み上げることができる。
Here, the
なお、この際、上述したような本実施形態に係る構成に加えて、軸受ユニットXを以下に説明するような各構成とすることで、前記アセンブリ体を回転輪42(ハブ10(図6))に対して組み付ける際(以下、かかる作業を組付作業という)において、シール60の外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)が反転することを有効に防止することができる。この場合、以下の各構成をそれぞれ個別に本実施形態に係る構成(図1(a),(b))に付加してもよいし、これらを任意に選択して複数組み合わせて本実施形態に係る構成(図1(a),(b))に付加してもよい。
At this time, in addition to the configuration according to the present embodiment as described above, the bearing unit X is configured as described below so that the assembly body is connected to the rotating wheel 42 (hub 10 (FIG. 6)). ) (Hereinafter, such work is referred to as assembly work), it is possible to effectively prevent the outer lip 62l (the
図1(a)に示す構成のように、アウトボードシール46は、芯金50を介して静止輪40に対して固定された状態において、延出部62sの延出端62vが当該静止輪40のアウトボード側の端面40cよりも当該アウトボード側へ凸出するように位置付けることが好ましい。
As shown in FIG. 1A, in the state where the
すなわち、このような構成とすることで、組付作業を行う際、外側リップ62lの延出部62sの状態、特にその延出端62vの状態を静止輪40の端面40cと回転輪40のハブフランジ42fの内面42iとの間の隙間(以下、組付隙間という)から目視により確認することができる。これにより、組付作業時に、外側リップ62lの延出部62s(特に、その延出端62v)の状態を逐一目視により確認しながら当該組付作業を行うことが可能となる。結果として、かかる組付作業においてシール60の外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)が反転することを、有効に防止することできる。
That is, with this configuration, when the assembling work is performed, the state of the
また、このように延出端62vを端面40cよりもアウトボード側へ凸出させることで、図2に示すように、組付隙間から所定の治具(以下、組付治具という)80を挿入した状態で組付作業を行うことが可能となる。その際、組付治具80の挿入位置を目視により確認することができるため、その挿入作業を容易に、且つ正確に行うことが可能となる。
Further, by projecting the
なお、図2に示す構成においては、一例として、略半円環状を成す2つの板材80a,80bで組付治具80が構成されており、その内径寸法が外側リップ62lの延出部62sの外径寸法よりも極僅かに大きな寸法に設定されているとともに、その厚さ寸法(同図の左右方向の距離)が組付隙間の間隔寸法よりも小さく設定されている。これにより、組付作業前に、予め組付治具80(80a,80b)をラジアル方向から組付隙間に対して挿入し、略円環状に組み合わせておくことで、組付作業を行う際、外側リップ62lの延出部62sを略全周に亘って所定の位置までガイドすることができ、摺接部62tが回転輪42の摺接面42dと略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する位置へ、当該外側リップ62lを容易に位置決めすることができる。なお、組付作業の完了後は、組付隙間に挿入した組付治具80(80a,80b)を取り除けばよい。
In the configuration shown in FIG. 2, as an example, the assembling
これにより、外側リップ62lの延出部62sが組付治具80(80a,80b)によってガイドされた状態で組付作業を行うことができるため、シール60の外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)が反転することを有効に防止することできる。
Accordingly, the assembling work can be performed in a state where the extending
また、上述した本実施形態においては、図1(a)に示すように、回転輪42の摺接面42dが軸方向(同図の左右方向)に対して略平行を成すように形成されているが、例えば、図3(a)に示すように、組付作業時における外側リップ62lの延出部62sの移動方向(同図の左方向)に対して上昇勾配となる傾斜状(テーパ状)に摺接面42dを形成することがより好ましい。
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 1A, the sliding
すなわち、このような構成とすることで、組付作業を行う際、外側リップ62lの摺接部62tは、テーパ状の摺接面42dの低い部分にまず接触し、徐々に当該摺接面42dの稜線部分を上昇していく。これにより、摺接面42dに対する外側リップ62lの摺接部62tの面圧を徐々に高めながら当該外側リップ62lを位置決めすることができるため、シール60の外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)が反転することを有効に防止することできる。
なお、勾配の大きさや稜線部分の長さなどは、外側リップ62lの延出部62sの延出長さや、摺接部62tの大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
That is, with this configuration, when the assembly work is performed, the sliding
In addition, since the magnitude | size of a gradient, the length of a ridgeline part, etc. should just be arbitrarily set according to the extension length of the
あるいは、図3(b)に示すように、回転輪42の摺接面42dを段付き構造とし、組付作業の際には、外側リップ62lの摺接部62tが所定の段差42gを乗り越えて当該外側リップ62lを位置決めさせる構成としてもよい。この場合、摺接面42dには、組付作業時における外側リップ62lの移動方向(図3(b)の右から左へ向かう方向)に対し、段差42gを境にしてその手前側に比較的小径の低い部分d1が形成され、奥側に比較的大径の高い部分d2が形成される。
Alternatively, as shown in FIG. 3B, the
すなわち、摺接面42dをこのような段付き構造とすることで、組付作業を行う際、外側リップ62lの摺接部62tは、摺接面42dの低い部分d1にまず接触し、徐々に段差42gへ向けて移動していき、当該段差42gを乗り越えて摺接面42dの高い部分d2と接触する。これにより、摺接面42dに対する摺接部62tの面圧を段差42gの前後で段階的に高めながら当該外側リップ62lを位置決めすることができるため、シール60の外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)が反転することを有効に防止することできる。
なお、段差42gの大きさや高さなどは、外側リップ62lの延出部62sの延出長さや、摺接部62tの大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
That is, when the sliding
The size and height of the
また、図4に示す構成のように、シール60の外側リップ62lの延出部62sに対し、その外周面、すなわち摺接部62tの配設側とは反対側に、延出部62sの基端62uから延出端62vまでを覆うリブ62rを設けてもよい。これにより、外側リップ62lの延出部62sに対して組付作業時に作用する当該外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)を反転させようとする力(反転力)に対する強度(剛性)が増し、当該当該外側リップ62lをかかる反転力に十分対抗可能な構造とすることができる。なお、リブ62rの大きさや形状などは、外側リップ62lの延出部62sの延出長さや材質などに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
Further, as in the configuration shown in FIG. 4, the base of the
さらに、図5に示す構成のように、回転輪42の摺接面42dのインボード側の端部から外側リップ62lの摺接部62tが位置決めされて当該摺接面42dと摺接する部分までの寸法(同図に示す距離5a)よりも、回転輪42(具体的には、ハブ10(図6))に形成された軌道面42aのインボード側の溝肩部を落として成るカウンタボア部42bの軸方向の寸法(同図に示す距離5b)が大きくなるように設定することが好ましい(距離5a<距離5b)。
Further, as shown in FIG. 5, from the end on the inboard side of the sliding
すなわち、距離5aと距離5bをこのような関係(距離5a<距離5b)とすることで、組付作業を行う際、外側リップ62lの摺接部62tが回転輪42の摺接面42dと接触するよりも前に、上述したアセンブリ体の転動体(玉)44が当該回転輪42のカウンタボア部42bと接触し、当該アセンブリ体の静止輪40と回転輪42(ハブ10(図6))とが芯出しされた状態となる。これにより、静止輪40と回転輪42(ハブ10)とが芯出しされた状態で、摺接部62tが摺接面42dと略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する位置までアウトボードシール46を移動させて位置決めすることができる。この結果、かかる組付作業においてシール60の外側リップ62l(延出部62s及び摺接部62t)が反転することを、有効に防止することができる。
That is, by setting the
40 静止輪
42 回転輪
42c 凹曲面
42d 摺接面
42f ハブフランジ
42i ハブフランジ内面
42s 周面
44 転動体
46 密封装置(アウトボードシール)
50 芯金
52 固定部
54 円環部
54a 基端部分
54b 連結部分
54c 先端部分
60 シール
60l(62l,64l,66l) リップ
62s 外側リップ延出部
62t 外側リップ摺接部
62v 外側リップ延出端
A1 外側リップ延出端とハブフランジ内面との対向間隔
B1 外側リップ摺接部の凸出高さ
D1 外側リップ摺動径
H1 アウトボードシール圧入面(芯金固定部−外側リップ延出部径差)
X 車輪支持用軸受ユニット
40
50 cored
X Bearing unit for wheel support
Claims (2)
前記密封装置は、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続して延出する円環部で成る環状の芯金と、当該芯金に連結されるとともに、前記回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップが設けられたシールとを備えており、
前記シールは、前記回転輪と最も外側で摺接するリップが、軸方向に略平行して筒状に延出された延出部と、当該延出部の延出端よりも軸受内方の部位の内径寸法を縮径させるように、当該部位の内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部とで構成され、前記芯金を介して前記静止輪に対して固定された状態において、前記延出部の延出端を前記回転輪の外周部と径方向に対して所定間隔を空けて対向させつつ、前記摺接部を前記回転輪の外周部に摺接させるように位置付けられているとともに、前記延出部の延出端が当該静止輪の前記車輪構成部材側の端面よりも当該車輪構成部材側へ凸出し、かつ当該延出端が前記回転輪の外周部と軸方向に対して所定間隔を空けて対向するように位置付けられ、
前記延出部の延出端と前記回転輪の外周部の軸方向に対する対向間隔をA1、前記摺接部の凸出高さをB1とした場合、A1<B1なる関係に設定されていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。 A stationary wheel fixed to the vehicle body component member, a rotating wheel to which the wheel component member is fixed and rotating together with the wheel component member, and a double row raceway surface formed on the stationary wheel and the rotating wheel and facing each other. A wheel-supporting bearing unit comprising a plurality of rolling elements incorporated so as to be able to roll in between, and a sealing device interposed between the stationary wheel and the rotating wheel to keep the inside airtight and liquid-tight. And
The sealing device includes a cylindrical fixed part extending in a predetermined direction, and an annular cored bar continuously extending from an extended end on one side of the fixed part; And a seal provided with a plurality of lips formed to extend in sliding contact with the rotating wheel,
The seal includes an extended portion in which a lip that is in sliding contact with the rotating wheel on the outermost side extends in a cylindrical shape substantially parallel to the axial direction, and a portion inside the bearing from the extended end of the extended portion It is composed of a sliding contact portion that is continuously projected over the entire circumference of the inner peripheral surface of the part so as to reduce the inner diameter dimension of the part, and is fixed to the stationary wheel via the cored bar. In this state, the sliding contact portion is brought into sliding contact with the outer peripheral portion of the rotating wheel while the extending end of the extending portion is opposed to the outer peripheral portion of the rotating wheel at a predetermined interval with respect to the radial direction . The extension end of the extension portion protrudes toward the wheel component member side from the end surface of the stationary wheel on the wheel component member side, and the extension end is the outer periphery of the rotating wheel. It is positioned so as to face the part with a predetermined interval with respect to the axial direction,
When the distance between the extension end of the extension part and the outer peripheral part of the rotating wheel in the axial direction is A1, and the protrusion height of the sliding contact part is B1, the relation of A1 <B1 is set. A wheel support bearing unit characterized by the above.
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