JP5040469B2 - 車輪支持装置の密封構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪支持装置の転がり軸受の内部に泥水等が浸入することを抑える車輪支持装置の密封構造に関するものである。
一般に、自動車等の従動側車輪を支持する車輪支持装置は、車体に取り付けられる車軸と、車輪が取り付けられて車軸の周囲に転がり軸受を介して回転自在に支持される円環状のハウジングとを備えて構成されている。このような車輪支持装置においては、転がり軸受の内部に泥水、砂利、小石等の異物が浸入して転がり軸受が破損することを抑えるための密封構造が設けられている。こうした密封構造としては、特許文献1に示されるように、転がり軸受の軸方向外側で且つ車軸の外周面とハウジングの内周面との間の環状の隙間に、パックシール等のシール部材を配置するようにしたものが広く知られている。
図9は特許文献1に係る車輪支持装置の密封構造を示す縦断面図である。この車輪支持装置は、図9(a)に示すように、車体に取り付けられる車軸100と、車輪が取り付けられるハウジング110と、ハウジング110を車軸100に対して回転自在に支持する転がり軸受120とを備える。車軸100の外周には、転がり軸受120を構成する一対の内輪121が外嵌されている。内輪121は、車軸100の端部側から螺合されたナット101と、車軸100の基部側に形成された肩部102とによって挟持され、これにより車軸100に対して固定されている。ハウジング110の中心孔111には、転がり軸受120を構成する外輪122が内嵌されている。外輪122は、中心孔111に形成された鍔部112と、中心孔111に嵌め込まれる止め輪113とによって挟持され、これによりハウジング110に対して固定されている。また、ハウジング110には、車輪を取り付けるためのフランジ部114が形成されている。転がり軸受120は、複列アンギュラ玉軸受であり、内輪121の外周面に形成された転走面と外輪122の内周面に形成された転走面との間に複列のボール123を配置して構成される。
そして、転がり軸受120のインナー側(車輪が取り付けられる側の反対側)には、車軸100の外周面とハウジング110の内周面との間の環状の隙間に、パックシール130が配設され、外部から泥水等が浸入することを抑えている。パックシール130は、図9(b)に示すように、内輪121の外周に嵌合するスリンガ131と、ハウジング110の中心孔111の内径に嵌合するシール部材132とからなる。スリンガ131は、円筒部131aと、この円筒部131aから外径に延びるフランジ部131bとからなる断面L字状に形成される。シール部材132は、スリンガ131の円筒部131aに摺接する二股状のラジアルリップ132a,132bと、スリンガ131のフランジ部131bに摺接するサイドリップ132cとを芯金133に対して一体的にゴムを加硫接着することで形成される。このように、転がり軸受120のインナー側においては、パックシール130を配設することで密封構造を構成し、外部から泥水等が浸入することを抑え、泥水等の浸入による転がり軸受の破損を抑制するようにしている。
特開2003−21151号公報
ところで、特許文献1に示されるような車輪支持装置では、転がり軸受のインナー側の密封構造をパックシールのみに依存しているため、泥水等の転がり軸受内部への浸入を確実に防止することが困難になる場合がある。すなわち、車両の外部からパックシールまでの間には他の密封構造が存在しないため、パックシールに対して大量の泥水等が送り込まれ得る。泥水等が大量に送り込まれると、パックシールのシール機能だけでは、泥水等の浸入を確実に排除することが困難となり、転がり軸受の内部に多くの泥水等が浸入してしまうおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の内部に泥水等が浸入することを抑制することができる車輪支持装置の密封構造を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、車体に取り付けられる車軸と、車輪が取り付けられて車軸の周囲に転がり軸受を介して回転自在に支持される円環状のハウジングとを備える車輪支持装置に適用され、転がり軸受の軸方向外側で且つ車軸の外周面とハウジングの内周面との間の環状の隙間に形成される密封構造であって、車軸の外周面に固定される円筒部と、同円筒部の軸方向端部から径方向外側へ延びるように形成されると共に車軸の大径部の軸方向端面に固定され、ハウジングの軸方向端面と対峙する環状のフランジ部と、同フランジ部の外周縁部から軸方向に延びるように形成され、ハウジングの外周面と対峙する円筒状のデフレクタ部とを有し、断面コ字状に形成されているシールカバーを備え、前記シールカバーには、前記円筒部と前記フランジ部との間の角部に環状のシールゴムが固定されており、前記シールゴムは、前記ハウジングの軸方向端面と前記フランジ部との対峙する空間に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部が形成されると共に凹部の軸方向反車体側の壁は前記ハウジングの内周面側に延びるように形成されていることをその要旨としている。
同構成によれば、シールカバーは、円筒部が車軸の外周面に固定されるとともに、フランジ部がハウジングの軸方向端面と対峙し、デフレクタ部がハウジングの外周面と対峙するため、転がり軸受の軸方向外側で且つ車軸の外周面とハウジングの内周面との間の環状の隙間に、外部から泥水等が到達する経路を長くすることができる。また、デフレクタ部がハウジングの外周面と対峙していることから、デフレクタ部とハウジングの外周面との軸方向のオーバーラップ量を確保することができるため、車輪に跳ね上げられてハウジングの外周側から内周側に向かってくる泥水等が、前記経路に浸入することを好適に抑えることができる。このため、この密封構造によって前記環状の隙間に泥水等が浸入することを抑えることができ、転がり軸受の内部に泥水等が到達することを抑制することができる。従って、泥水等の浸入による転がり軸受の破損を極力抑えるように構成することができる。加えて、シールカバーに固定されるシールゴムには、ハウジングの軸方向端面とフランジ部との対峙する空間に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部が形成されているため、前記空間から浸入する泥水等を樋効果によって排水することができる。すなわち、外部から浸入した泥水等は、車両停止時等に滞留することなく凹部を伝って下方に流れ、前記空間を通って外部に排出される。また、この凹部によって、前記空間を径方向内側に浸入してくる泥水等が、軸方向に向かい難くすることができるため、転がり軸受側に泥水等が導かれることを抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、車体に取り付けられる車軸と、車輪が取り付けられる円環状のハウジングと、円筒状の内輪と円筒状の外輪を備えると共に、前記内輪が前記車軸の外周部に固定され、前記外輪が前記ハウジングに固定される転がり軸受とを備える車輪支持装置に適用され、前記内輪の軸方向車体側の端部の外周面と、ハウジングの内周面との間の環状の隙間に形成される密封構造であって、前記内輪の軸方向車体側の端部の前記外周面に固定される円筒部と、同円筒部の軸方向端部から径方向外側へ延びるように形成されると共に車軸の大径部の軸方向端面に固定され、ハウジングの軸方向端面と対峙する環状のフランジ部と、同フランジ部の外周縁部から軸方向に延びるように形成され、ハウジングの外周面と対峙する円筒状のデフレクタ部とを有し、断面コ字状に形成されているシールカバーを備え、前記シールカバーには、前記円筒部と前記フランジ部との間の角部に環状のシールゴムが固定されており、前記シールゴムは、前記ハウジングの軸方向端面と前記フランジ部との対峙する空間に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部が形成されると共に凹部の軸方向反車体側の壁は前記ハウジングの内周面側に延びるように形成されていることをその要旨としている。
同構成によれば、シールカバーは、転がり軸受の内輪の軸方向車体側の端部の外周面に固定されるとともに、フランジ部がハウジングの軸方向端面と対峙し、デフレクタ部がハウジングの外周面と対峙するため、転がり軸受の内輪の軸方向車体側の端部の外周面とハウジングの内周面との間の環状の隙間に、外部から泥水等が到達する経路を長くすることができる。また、デフレクタ部がハウジングの外周面と対峙していることから、デフレクタ部とハウジングの外周面との軸方向のオーバーラップ量を確保することができるため、車輪に跳ね上げられてハウジングの外周側から内周側に向かってくる泥水等が、前記経路に浸入することを好適に抑えることができる。このため、この密封構造によって前記環状の隙間に泥水等が浸入することを抑えることができ、転がり軸受の内部に泥水等が到達することを抑制することができる。従って、泥水等の浸入による転がり軸受の破損を極力抑えるように構成することができる。加えて、シールカバーに固定されるシールゴムには、ハウジングの軸方向端面とフランジ部との対峙する空間に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部が形成されているため、前記空間から浸入する泥水等を樋効果によって排水することができる。すなわち、外部から浸入した泥水等は、車両停止時等に滞留することなく凹部を伝って下方に流れ、前記空間を通って外部に排出される。また、この凹部によって、前記空間を径方向内側に浸入してくる泥水等が、軸方向に向かい難くすることができるため、転がり軸受側に泥水等が導かれることを抑制することができる。
また、本発明が備えるシールカバーは、転がり軸受の内輪の軸方向車体側の端部の外周面に、円筒部で固定されている。即ち、当該シールカバーは転がり軸受に付属した付加的構造物である。従って、転がり軸受製造と同時に同シールカバーを成形できる。また、車軸に同シールカバーを装着する際に特段の工程を必要とせず、軸受の取り付けにより同時にシールカバーの装着が可能となる。
請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の車輪支持装置の密封構造において、前記シールカバーの円筒部と対向する前記ハウジングの内周面に固定される円筒部と、同円筒部の軸方向端部から径方向内側へ延びるように形成され、前記シールカバーのフランジ部と軸方向に対向するフランジ部とを有するスリンガを更に備え、前記シールゴムは、スリンガのフランジ部と摺接するリップ部を有することをその要旨としている。
同構成によれば、スリンガは、円筒部がハウジングの内周面に固定されるとともに、フランジ部が径方向内側へ延びるように形成される。そして、シールゴムのリップ部が、スリンガのフランジ部と摺接するように構成されるため、このリップ部により泥水等が浸入することをより一層抑制することができる。また、リップ部は個別に設けられたスリンガと摺接するため、摺接部の密封性を確保しつつ、ハウジングの回転により発生する摺接負荷を極力低減するように構成することが可能となる。
また、リップ部が摺接するスリンガのフランジ部とハウジングの軸方向端面との軸方向の距離、すなわちハウジングの内周面とシールゴムとの軸方向のオーバーラップ量を確保することで、前記空間を径方向内側に浸入してくる泥水等が、軸方向側に導かれ難くすることができるため、転がり軸受側に泥水等が浸入することをより好適に抑制することができる。
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか1項に記載の車輪支持装置の密封構造において、前記ハウジングの軸方向車体側の内周には溝部が形成され、同溝部に止め輪が嵌め込まれていることをその要旨としている。
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか1項に記載の車輪支持装置の密封構造において、前記車軸の大径部の軸方向反車体側には、磁気センサが配置され、同磁気センサの検出部が、前記シールカバーのフランジ部に形成された孔部を通じて前記ハウジングの軸方向端面に設けた着磁部側に突出していることをその要旨としている。
本発明によれば、車輪支持装置の密封構造は、円筒部、フランジ部、及びデフレクタ部を有するシールカバーを備えるため、転がり軸受の軸方向外側で且つ車軸の外周面とハウジングの内周面との間に形成される環状の隙間に、外部から泥水等が到達する経路を長くすることができる。また、デフレクタ部とハウジングの外周面との軸方向のオーバーラップをとることができるため、車輪に跳ね上げられてハウジングの外周側から内周側に向かってくる泥水等が、前記経路に浸入することを好適に抑えることができる。このため、前記隙間に泥水等が浸入することを抑えることができ、転がり軸受の内部に泥水等が到達することを抑制することができる。
(第1の実施形態)
以下、図1,2を参照して、本発明に係る車輪支持装置の密封構造を具体化した一実施形態について説明する。図1は車輪支持装置1の構成を示す縦断面図である。この車輪支持装置1は、自動車等の従動側車輪を支持するものであり、車体に取り付けられる車軸10と、車輪が取り付けられるハウジング20と、ハウジング20を車軸10に対して回転自在に支持する転がり軸受30とを備える。なお、以下の説明では、車輪が取り付けられる側をアウター側といい、車輪が取り付けられる側の反対側をインナー側という。
車軸10は、インナー側に大径部11を有するとともに、アウター側に小径部12を有し、大径部11のインナー側は、図示しない取付部によって車体に対して固定されている。小径部12の外周には、転がり軸受30を構成する一対の内輪31が外嵌されている。小径部12のアウター側端部には、ねじ部13が形成されており、このねじ部13には環状のスペーサ14を介してナット15が螺合されている。内輪31は、このナット15の螺合により、小径部12のアウター側に形成された段部のインナー側端面16とスペーサ14とによって挟持され、車軸10の外周部37に固定されている。
ハウジング20は、中心孔21が形成される軸部22のアウター側端部に車輪(図示せず)を取り付けるためのフランジ部23を有し、このフランジ部23の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト24が植設されている。なお、軸部22の外周側には、ハウジング20の回転に対して制動力を付与する制動機構(図示せず)が配置されている。
ハウジング20の中心孔21の内周には、転がり軸受30を構成する外輪32が内嵌されている。中心孔21のインナー側の内周には溝部25が形成されており、この溝部25には止め輪26が嵌め込まれている。外輪32は、止め輪26の嵌め込みにより、中心孔21に形成された段部のインナー側の端面27と、止め輪26のアウター側に挿入された環状のスペーサ28とによって挟持され、ハウジング20に対して固定されている。
転がり軸受30は、複列円錐ころ軸受であり、アウター側及びインナー側に配置された一対の内輪31と、外輪32と、複列の円錐ころ33と、保持器34と、インナー側及びアウター側に配置されたシール部材35,36とを有する。一対の内輪31は、その外周面に円錐ころ33の軌道面31a,31bをそれぞれ有している。外輪32は、一対の軌道面31aと対向する位置に軌道面32a,32bを有している。そして、円錐ころ33が、軌道面31a,31bと軌道面32a,32bとの間にそれぞれ配置されている。保持器34は、内輪31の外周面と外輪32の内周面とにより形成される空間に配置され、円錐ころ33を転動自在に保持している。シール部材35,36は、内輪31の両端部と外輪32の両端部との間に介在して配置され、公知のパックシール等により構成されている。このシール部材35,36により、泥水等が内輪31と外輪32との隙間から転がり軸受30の内部に浸入することを抑制するとともに、転がり軸受30内に封入した潤滑グリースが外部に飛散することを抑制している。
次に、転がり軸受30のインナー側の、車軸10の外周面17とハウジング20の軸部22の内周面22aとの間の環状の隙間Xにおける密封構造について説明する。図2は環状の隙間Xにおける密封構造を示す要部拡大断面図である。この密封構造は、シールカバー41と、スリンガ42と、シールゴム43とを備えて構成される。
シールカバー41は、円筒部41aとフランジ部41bとデフレクタ部41cとにより構成され、断面がコの字状に形成されている。円筒部41aは、車軸10の外周面17に圧入固定されている。フランジ部41bは、円筒部41aのインナー側端部から径方向外側へ延びるように環状に形成され、ハウジング20の軸部22の軸方向端面22bと微小隙間を介して対峙している。デフレクタ部41cは、フランジ部41bの外周縁部から軸方向に延びるように円筒状に形成され、ハウジング20の軸部22の外周面22cと微小隙間を介して対峙している。
スリンガ42は、円筒部42aとフランジ部42bとにより構成され、断面がL字状に形成されている。円筒部42aは、シールカバー41の円筒部41aと対向するハウジング20の軸部22の内周面22aに圧入固定されている。フランジ部42bは、円筒部42aのアウター側端部から径方向内側へ延びるように形成され、シールカバー41のフランジ部41bと軸方向に対向している。
環状のシールゴム43は、環状の隙間Xに配置され、シールカバー41の円筒部41a及びフランジ部41bの内周面の角部38に、加硫接着により固定されている。シールゴム43は、凹部43aとリップ部43bとを有する。凹部43aは、ハウジング20の軸部22の軸方向端面22bとシールカバー41のフランジ部41bとが対峙する空間S2に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って形成されている。リップ部43bは、アウター側で且つ内周側に延びるように形成され、その先端がスリンガ42のフランジ部42bと摺接する。
次に、上記のように構成される密封構造の作用について説明する。車両の走行時においては、泥水等が車輪等により跳ね上げられて、ハウジング20の外周側から内周側に向かって浸入してくる。このとき、シールカバー41のデフレクタ部41cと、ハウジング20の軸部22の外周面22cとの軸方向のオーバーラップ量Aが大きくとられているため、泥水等は外周面22cとデフレクタ部41cとが対峙する空間S1に浸入し難くなる。空間S1に泥水等が浸入した場合には、その泥水等が環状の隙間Xに到達するまでに、空間S1及び空間S2といった微小隙間の長い経路を通過する必要があるため、外部の泥水等は環状の隙間Xに到達し難くなる。
そして、空間S2を通過して環状の隙間Xに到達する泥水等は、空間S2と対向して形成されたシールゴム43の凹部43aに導かれる。この凹部43aは、シールゴム43の全周に亘って形成されているため、凹部43aに導かれた泥水等は樋効果によって排水される。すなわち、凹部43aの泥水等は、滞留することなく凹部43aを伝って下方に流れ、空間S2及び空間S1を通って外部に排出される。また、凹部43aのアウター側の壁によって、凹部43aに導かれた泥水等が、シールゴム43のリップ部43bの外周側に形成される空間S3に向かって移動し難くなる。さらに、ハウジング20の軸部22の内周面22aとシールゴム43との軸方向のオーバーラップ量Bが確保されているため、空間S2を径方向内側に浸入してくる泥水等が、アウター側に配置された空間S3に導かれ難くなる。
そして、シールゴム43のリップ部43bがスリンガ42のフランジ部42bと摺接しているため、空間S3から転がり軸受30側に浸入する泥水等をほとんど無くすことができる。また、転がり軸受30のインナー側端部にはシール部材35が配置されているため、泥水等の転がり軸受30内部への浸入がより一層抑制される。
このように、密封構造の各構成部及びシール部材35において、転がり軸受30側へと導かれる泥水等の量が順次低減されるため、車両の外部から転がり軸受30内部へと導かれる泥水等をほぼ無くすことが可能となる。これにより、泥水等の浸入による転がり軸受30の破損が防止される。
なお、転がり軸受30のアウター側からの泥水等の浸入は、ハウジング20のアウター側に形成されたインロー部29にエンドキャップ44が装着されることにより抑制される。また、転がり軸受30のアウター側端部に配置されるシール部材36によって、泥水等の浸入がさらに抑制されように構成されている。
上記実施形態の車輪支持装置の密封構造によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、シールカバー41は、フランジ部41bがハウジング20の軸方向端面22bと微小隙間を介して対峙し、デフレクタ部41cがハウジング20の外周面22cと微小隙間を介して対峙するため、車両の外部から環状の隙間Xに泥水等が到達する経路を微小隙間で形成することができるとともに、その経路を長くすることができる。また、デフレクタ部41cとハウジング20の外周面22cとの軸方向のオーバーラップ量Aを確保することができるため、車輪に跳ね上げられてハウジング20の外周側から内周側に向かってくる泥水等が、空間S1に浸入し難くすることができる。このため、隙間Xに泥水等が浸入することを抑えることができ、転がり軸受30の内部に泥水等が到達することを抑制することができる。従って、泥水等の浸入による転がり軸受30の破損を抑制することができる。
(2)上記実施形態では、シールゴム43には、空間S2に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部43aが形成されているため、空間S2から浸入する泥水等を樋効果によって排水することができる。また、シールゴム43の凹部43aのアウター側の壁によって、凹部43aに導かれた泥水等が、シールゴム43のリップ部43bの外周側に形成される空間S3に向かって移動し難くすることができるため、転がり軸受30側に泥水等が導かれることを抑制することができる。
(3)上記実施形態では、スリンガ42のフランジ部42bとハウジング20の軸方向端面22bとの軸方向の距離、すなわちハウジング20の内周面22aとシールゴム43との軸方向のオーバーラップ量Bを確保することにより、空間S2を径方向内側に浸入してくる泥水等が、アウター側に配置された空間S3に導かれ難くすることができる。このため、転がり軸受30側に泥水等が浸入することを好適に抑制することができる。
(4)上記実施形態では、シールゴム43のリップ部43bは、スリンガ42のフランジ部42bと摺接するように構成されるため、空間S3から転がり軸受30側に浸入する泥水等をほとんど無くすことができる。また、リップ部43bはスリンガ42と摺接するため、摺接部の密封性を確保しつつ、ハウジング20の回転により発生する摺接負荷を極力低減するような構成をとることが可能となる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の密封構造は、ハウジングの軸方向端面に着磁部材を付設し、磁気センサにより着磁部材の磁極検出を行ってハウジングの回転速度を検出できるように構成した車輪支持装置に適用してもよい。図3はこのように構成される車輪支持装置2の密封構造を示す要部拡大断面図である。なお、上記実施形態と同一構成については同一符号を付している。ハウジング20の軸部22には、着磁部材としてのパルサリング51が設けられる。パルサリング51は、軸部22の外周面22cに圧入固定される円筒部51aと、軸部22の軸方向端面22b上に配置されて周方向に多極磁化された円環状の着磁部51cとを有する。そして、シールカバー41、スリンガ42、及びシールゴム43からなる密封構造は、上記実施形態と同様に構成される。車軸10の大径部11のアウター側には、磁気センサ52が配置され、シールカバー41のフランジ部41bに形成された孔部41dを通じて着磁部51cの磁極検出を行う。このように構成される車輪支持装置2においても、車輪支持装置1と同様の密封構造をとることができ、転がり軸受側に泥水等が浸入することを抑制することができる。
・上記実施形態の密封構造は、ハウジングの軸方向端面に着磁部材を付設し、磁気センサにより着磁部材の磁極検出を行ってハウジングの回転速度を検出できるように構成した車輪支持装置に適用してもよい。図4はこのように構成される車輪支持装置2の密封構造を示す要部拡大断面図である。なお、上記実施形態と同一構成については同一符号を付している。ハウジング20の軸部22には、着磁部材としてのパルサリング51が設けられる。パルサリング51は、軸部22の外周面22cに圧入固定される円筒部51aと、軸部22の軸方向端面22b上に配置された円環状の着磁部支持部51bと、同着磁部支持部51bに取り付けられると共に周方向に多極磁化された円環状の着磁部51cとを有する。着磁部51cは、ゴムや合成樹脂にフェライト等の磁性粉を混入した後、円環状に成形し、S極とN極とを周方向に交互に着磁したものである。そして、シールカバー41、スリンガ42、及びシールゴム43からなる密封構造は、上記実施形態と同様に構成される。車軸10の大径部11のアウター側には、磁気センサ52が配置され、その検出部52aが、シールカバー41のフランジ部41bに形成された孔部41dを通じて着磁部51c側に突出し、着磁部51cの磁極検出を行う。このように構成される車輪支持装置2においても、車輪支持装置1と同様の密封構造をとることができ、転がり軸受側に泥水等が浸入することを抑制することができる。また、この構造によると磁気センサ52の検出部52aが着磁部51cに近接するため磁気センサ52の検出感度を低くすることが可能となり、小型または安価な磁気センサを用いることができる。
・上記実施形態では、シールゴム43のリップ部43bは、スリンガ42のフランジ部42bと摺接するように構成されるが、スリンガ42を設けずに、リップ部43bがハウジング20又は止め輪26の表面と摺接するように構成してもよい。また、摺接するリップ部をシールゴム43に複数個設けるように構成してもよい。
・上記実施形態では、転がり軸受30のインナー側端部にシール部材35を配置しているが、上記密封構造により泥水等の転がり軸受30内部への浸入を十分に抑えることができれば、シール部材35を設けなくてもよい。
・上記実施形態では、転がり軸受30の内輪31を、2つの内輪部材により構成したが、インナー側の内輪を車軸10と一体化した構成としてもよい。
・上記実施形態では、転がり軸受30として複列円錐ころ軸受を用いているが、複列のアンギュラ玉軸受を用いてもよい。
(第2の実施形態)
次に、本発明に係る車輪支持装置の密封構造を具体化した第2の実施形態を図5〜図7にしたがって説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態の内輪31の軸方向インナー側の長さを変更したのみの構成である。また、実質的に同様な部分には同じ符号を付した。
以下、図5,6を参照して、本発明に係る車輪支持装置の密封構造を具体化した第2の実施形態について説明する。図5は車輪支持装置1の構成を示す縦断面図である。この車輪支持装置1は、自動車等の従動側車輪を支持するものであり、車体に取り付けられる車軸10と、車輪が取り付けられるハウジング20と、ハウジング20を車軸10に対して回転自在に支持する転がり軸受30とを備える。なお、以下の説明では、第1の実施形態の説明と同様、車輪が取り付けられる側をアウター側といい、車輪が取り付けられる側の反対側をインナー側という。
車軸10は、インナー側に大径部11を有するとともに、アウター側に小径部12を有し、大径部11のインナー側は、図示しない取付部によって車体に対して固定されている。小径部12の外周には、転がり軸受30を構成する一対の内輪31が外嵌されている。小径部12のアウター側端部には、ねじ部13が形成されており、このねじ部13には環状のスペーサ14を介してナット15が螺合されている。内輪31は、このナット15の螺合により、小径部12と大径部11との境界を成すインナー側端面16とによって挟持され、車軸10の外周部37に固定されている。なお、第1の実施形態と異なり、小径部12と大径部11との間に段部は形成されない。
ハウジング20は、中心孔21が形成される軸部22のアウター側端部に車輪(図示せず)を取り付けるためのフランジ部23を有し、このフランジ部23の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト24が植設されている。なお、軸部22の外周側には、ハウジング20の回転に対して制動力を付与する制動機構(図示せず)が配置されている。
ハウジング20の中心孔21の内周には、転がり軸受30を構成する外輪32が内嵌されている。中心孔21のインナー側の内周には溝部25が形成されており、この溝部25には止め輪26が嵌め込まれている。外輪32は、止め輪26の嵌め込みにより、中心孔21に形成された段部のインナー側の端面27と、止め輪26のアウター側に挿入された環状のスペーサ28とによって挟持され、ハウジング20に対して固定されている。
転がり軸受30は、複列円錐ころ軸受であり、アウター側及びインナー側に配置された一対の内輪31と、外輪32と、複列の円錐ころ33と、保持器34と、インナー側及びアウター側に配置されたシール部材35,36とを有する。一対の内輪31は、その外周面に円錐ころ33の軌道面31a,31bをそれぞれ有している。外輪32は、一対の軌道面31a,31bと対向する位置に軌道面32a,32bを有している。そして、円錐ころ33が、軌道面31a,31bと軌道面32a,32bとの間にそれぞれ配置されている。保持器34は、内輪31の外周面と外輪32の内周面とにより形成される空間に配置され、円錐ころ33を転動自在に保持している。シール部材35,36は、内輪31の両端部と外輪32の両端部との間に介在して配置され、公知のパックシール等により構成されている。このシール部材35,36により、泥水等が内輪31と外輪32との隙間から転がり軸受30の内部に浸入することを抑制するとともに、転がり軸受30内に封入した潤滑グリースが外部に飛散することを抑制している。
次に、転がり軸受の内輪の軸方向車体側の端部の外周面17とハウジング20の軸部22の内周面22aとの間の環状の隙間Xにおける密封構造について説明する。図6は環状の隙間Xにおける密封構造を示す要部拡大断面図である。この密封構造は、シールカバー41と、スリンガ42と、シールゴム43とを備えて構成される。
シールカバー41は、円筒部41aとフランジ部41bとデフレクタ部41cとにより構成され、断面がコの字状に形成されている。円筒部41aは、転がり軸受の内輪の軸方向車体側の外周面17に圧入固定されている。フランジ部41bは、円筒部41aのインナー側端部から径方向外側へ延びるように環状に形成され、ハウジング20の軸部22の軸方向端面22bと微小隙間を介して対峙している。デフレクタ部41cは、フランジ部41bの外周縁部から軸方向に延びるように円筒状に形成され、ハウジング20の軸部22の外周面22cと微小隙間を介して対峙している。
スリンガ42は、円筒部42aとフランジ部42bとにより構成され、断面がL字状に形成されている。円筒部42aは、シールカバー41の円筒部41aと対向するハウジング20の軸部22の内周面22aに圧入固定されている。フランジ部42bは、円筒部42aのアウター側端部から径方向内側へ延びるように形成され、シールカバー41のフランジ部41bと軸方向に対向している。
環状のシールゴム43は、環状の隙間Xに配置され、シールカバー41の円筒部41a及びフランジ部41bの内周面の角部38に、加硫接着により固定されている。シールゴム43は、凹部43aとリップ部43bとを有する。凹部43aは、ハウジング20の軸部22の軸方向端面22bとシールカバー41のフランジ部41bとが対峙する空間S2に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って形成されている。リップ部43bは、アウター側で且つ内周側に延びるように形成され、その先端がスリンガ42のフランジ部42bと摺接する。
次に、上記のように構成される密封構造の作用について説明する。車両の走行時においては、泥水等が車輪等により跳ね上げられて、ハウジング20の外周側から内周側に向かって浸入してくる。このとき、シールカバー41のデフレクタ部41cと、ハウジング20の軸部22の外周面22cとの軸方向のオーバーラップ量Aが大きくとられているため、泥水等は外周面22cとデフレクタ部41cとが対峙する空間S1に浸入し難くなる。空間S1に泥水等が浸入した場合には、その泥水等が環状の隙間Xに到達するまでに、空間S1及び空間S2といった微小隙間の長い経路を通過する必要があるため、外部の泥水等は環状の隙間Xに到達し難くなる。
そして、空間S2を通過して環状の隙間Xに到達する泥水等は、空間S2と対向して形成されたシールゴム43の凹部43aに導かれる。この凹部43aは、シールゴム43の全周に亘って形成されているため、凹部43aに導かれた泥水等は樋効果によって排水される。すなわち、凹部43aの泥水等は、滞留することなく凹部43aを伝って下方に流れ、空間S2及び空間S1を通って外部に排出される。また、凹部43aのアウター側の壁によって、凹部43aに導かれた泥水等が、シールゴム43のリップ部43bの外周側に形成される空間S3に向かって移動し難くなる。さらに、ハウジング20の軸部22の内周面22aとシールゴム43との軸方向のオーバーラップ量Bが確保されているため、空間S2を径方向内側に浸入してくる泥水等が、アウター側に配置された空間S3に導かれ難くなる。
そして、シールゴム43のリップ部43bがスリンガ42のフランジ部42bと摺接しているため、空間S3から転がり軸受30側に浸入する泥水等をほとんど無くすことができる。また、転がり軸受30のインナー側端部にはシール部材35が配置されているため、泥水等の転がり軸受30内部への浸入がより一層抑制される。
このように、密封構造の各構成部及びシール部材35において、転がり軸受30側へと導かれる泥水等の量が順次低減されるため、車両の外部から転がり軸受30内部へと導かれる泥水等をほぼ無くすことが可能となる。これにより、泥水等の浸入による転がり軸受30の破損が防止される。
なお、転がり軸受30のアウター側からの泥水等の浸入は、ハウジング20のアウター側に形成されたインロー部29にエンドキャップ44が装着されることにより抑制される。また、転がり軸受30のアウター側端部に配置されるシール部材36によって、泥水等の浸入がさらに抑制されように構成されている。
従って、第2の実施形態によれば、第1の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
(1)第2の実施形態では、シールカバー41は、転がり軸受30の内輪31であって軸方向車体側の端部の外周面17に、円筒部41aにおいて固定されている。即ち、シールカバー41は転がり軸受30に付属した付加的構造である。従って、転がり軸受製造と同時に同シールカバー41を成形できる。また、車軸に同シールカバー41を装着する際に特段の工程を必要とせず、転がり軸受30を車軸10への取り付けることにより同時にシールカバー41の装着が可能となる。よって転がり軸受30取り付け時の工程を減少させることができる。
(2)また、第2の実施形態では、ハウジング20と軸受30とが一体となった形態の軸受を使用する場合、シールカバー41に加え、スリンガ42およびシールゴム43を含む車輪支持装置の密封構造の全てを、転がり軸受製造と同時に成形できる。また、車軸に車輪支持装置の密封構造を形成する際に特段の工程を必要とせず、転がり軸受30を車軸10への取り付けることにより同時に車輪支持装置の密封構造が形成される。よって、工程を一層減少させることができる。
なお、第2の実施形態は第1の実施形態と同様に、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の密封構造は、ハウジングの軸方向端面に着磁部材を付設し、磁気センサにより着磁部材の磁極検出を行ってハウジングの回転速度を検出できるように構成した車輪支持装置に適用してもよい。図7はこのように構成される車輪支持装置2の密封構造を示す要部拡大断面図である。なお、上記実施形態と同一構成については同一符号を付している。ハウジング20の軸部22には、着磁部材としてのパルサリング51が設けられる。パルサリング51は、軸部22の外周面22cに圧入固定される円筒部51aと、軸部22の軸方向端面22b上に配置されて周方向に多極磁化された円環状の着磁部51cとを有する。そして、シールカバー41、スリンガ42、及びシールゴム43からなる密封構造は、上記実施形態と同様に構成される。車軸10の大径部11のアウター側には、磁気センサ52が配置され、シールカバー41のフランジ部41bに形成された孔部41dを通じて着磁部51cの磁極検出を行う。このように構成される車輪支持装置2においても、車輪支持装置1と同様の密封構造をとることができ、転がり軸受側に泥水等が浸入することを抑制することができる。
・上述の変更例にかかる密封構造は、更に以下のように変更してもよい。図8はこのように構成される車輪支持装置2の密封構造を示す要部拡大断面図である。なお、上記実施形態と同一構成については同一符号を付している。ハウジング20の軸部22には、着磁部材としてのパルサリング51が設けられる。パルサリング51は、軸部22の外周面22cに圧入固定される円筒部51aと、軸部22の軸方向端面22b上に配置された円環状の着磁部支持部51bと、同着磁部支持部51bに取り付けられると共に周方向に多極磁化された円環状の着磁部51cとを有する。着磁部51cは、ゴムや合成樹脂にフェライト等の磁性粉を混入した後、円環状に成形し、S極とN極とを周方向に交互に着磁したものである。そして、シールカバー41、スリンガ42、及びシールゴム43からなる密封構造は、上記実施形態と同様に構成される。車軸10の大径部11のアウター側には、磁気センサ52が配置され、その検出部52aが、シールカバー41のフランジ部41bに形成された孔部41dを通じて着磁部51c側に突出し、着磁部51cの磁極検出を行う。このように構成される車輪支持装置2においても、車輪支持装置1と同様の密封構造をとることができ、転がり軸受側に泥水等が浸入することを抑制することができる。また、この構造によると磁気センサ52の検出部52aが着磁部51cに近接するため磁気センサ52の検出感度を低くすることが可能となり、小型または安価な磁気センサを用いることができる。
・上記実施形態では、シールゴム43のリップ部43bは、スリンガ42のフランジ部42bと摺接するように構成されるが、スリンガ42を設けずに、リップ部43bがハウジング20又は止め輪26の表面と摺接するように構成してもよい。また、摺接するリップ部をシールゴム43に複数個設けるように構成してもよい。
・上記実施形態では、転がり軸受30のインナー側端部にシール部材35を配置しているが、上記密封構造により泥水等の転がり軸受30内部への浸入を十分に抑えることができれば、シール部材35を設けなくてもよい。
・上記実施形態では、転がり軸受30として複列円錐ころ軸受を用いているが、複列のアンギュラ玉軸受を用いてもよい。
第1の実施形態にかかる車輪支持装置の構成を示す縦断面図。 第1の実施形態にかかる車輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。 第1の実施形態にかかる他の例における輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。 第1の実施形態にかかる更に他の例における輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。 第2の実施形態にかかる車輪支持装置の構成を示す縦断面図。 第2の実施形態にかかる車輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。 第2の実施形態にかかる他の例における輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。 第2の実施形態にかかる更に他の例における輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。 (a)は従来例における車輪支持装置の構成を示す縦断面図、(b)はこの車輪支持装置の密封構造を示す要部拡大断面図。
符号の説明
1,2…車輪支持装置、10…車軸、20…ハウジング、22…軸部、22a…内周面、22b…軸方向端面、22c…外周面、30…転がり軸受、41…シールカバー、41a…円筒部、41b…フランジ部、41c…デフレクタ部、42…スリンガ、42a…円筒部、42b…フランジ部、43…シールゴム、43a…凹部、43b…リップ部。

Claims (5)

  1. 車体に取り付けられる車軸と、車輪が取り付けられて車軸の周囲に転がり軸受を介して回転自在に支持される円環状のハウジングとを備える車輪支持装置に適用され、転がり軸受の軸方向外側で且つ車軸の外周面とハウジングの内周面との間の環状の隙間に形成される密封構造であって、
    車軸の外周面に固定される円筒部と、同円筒部の軸方向端部から径方向外側へ延びるように形成されると共に車軸の大径部の軸方向端面に固定され、ハウジングの軸方向端面と対峙する環状のフランジ部と、同フランジ部の外周縁部から軸方向に延びるように形成され、ハウジングの外周面と対峙する円筒状のデフレクタ部とを有し、断面コ字状に形成されているシールカバーを備え
    前記シールカバーには、前記円筒部と前記フランジ部との間の角部に環状のシールゴムが固定されており、
    前記シールゴムは、前記ハウジングの軸方向端面と前記フランジ部との対峙する空間に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部が形成されると共に凹部の軸方向反車体側の壁は前記ハウジングの内周面側に延びるように形成されている
    ことを特徴とする車輪支持装置の密封構造。
  2. 車体に取り付けられる車軸と、
    車輪が取り付けられる円環状のハウジングと、
    円筒状の内輪と円筒状の外輪を備えると共に、前記内輪が前記車軸の外周部に固定され、前記外輪が前記ハウジングに固定される転がり軸受とを備える車輪支持装置に適用され、
    前記内輪の軸方向車体側の端部の外周面と、ハウジングの内周面との間の環状の隙間に形成される密封構造であって、
    前記内輪の軸方向車体側の端部の前記外周面に固定される円筒部と、同円筒部の軸方向端部から径方向外側へ延びるように形成されると共に車軸の大径部の軸方向端面に固定され、ハウジングの軸方向端面と対峙する環状のフランジ部と、同フランジ部の外周縁部から軸方向に延びるように形成され、ハウジングの外周面と対峙する円筒状のデフレクタ部とを有し、断面コ字状に形成されているシールカバーを備え
    前記シールカバーには、前記円筒部と前記フランジ部との間の角部に環状のシールゴムが固定されており、
    前記シールゴムは、前記ハウジングの軸方向端面と前記フランジ部との対峙する空間に対して径方向に対向する円筒状の表面に、全周に亘って凹部が形成されると共に凹部の軸方向反車体側の壁は前記ハウジングの内周面側に延びるように形成されている
    ことを特徴とする車輪支持装置の密封構造。
  3. 請求項1または2に記載の車輪支持装置の密封構造において、
    前記シールカバーの円筒部と対向する前記ハウジングの内周面に固定される円筒部と、同円筒部の軸方向端部から径方向内側へ延びるように形成され、前記シールカバーのフランジ部と軸方向に対向するフランジ部とを有するスリンガを更に備え、
    前記シールゴムは、スリンガのフランジ部と摺接するリップ部を有する
    ことを特徴とする車輪支持装置の密封構造。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車輪支持装置の密封構造において、
    前記ハウジングの軸方向車体側の内周には溝部が形成され、同溝部に止め輪が嵌め込まれている
    ことを特徴とする車輪支持装置の密封構造。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の車輪支持装置の密封構造において、
    前記車軸の大径部の軸方向反車体側には、磁気センサが配置され、同磁気センサの検出部が、前記シールカバーのフランジ部に形成された孔部を通じて前記ハウジングの軸方向端面に設けた着磁部側に突出している
    ことを特徴とする車輪支持装置の密封構造。
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