JP6476960B2 - 軸受ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車などの車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するための車輪支持用の軸受ユニットであって、外輪の端面に樹脂センサホルダや樹脂エンドキャップなどのカバー部材を配設してなる軸受ユニットに関する。

自動車の車輪の回転速度を計測するために、回転センサを備えた軸受ユニットが様々提案されている。例えば、従動輪を支持する車輪支持用軸受ユニットの場合、車体の内側であるユニットのインナ側に備えられているものが知られており、回転輪である内輪のインナ側端部にエンコーダが嵌合されるとともに、静止輪である外輪のインナ側端部に樹脂センサホルダ（カバー部材）が嵌合されて配設されている。

樹脂センサホルダは、環状の芯金に樹脂部を環状にモールド成形して構成されているものが知られており、このように芯金に樹脂部をモールド成形する場合、樹脂材料の成形収縮の影響で芯金と樹脂部が密着せず、外輪のインナ側端部の軸方向面部と樹脂センサホルダの樹脂部におけるアウタ側の軸方向面部との突き合せ面（突き合せ領域）における気密性が低くなってしまうことがある。このように突き合わせ面の気密性が低くなってしまうと、その突き合せ領域から泥水などの異物が浸入してしまい、芯金の表面を伝わって軸受内部にまで泥水が到達してしまう虞がある。

そこで、このような外輪のインナ側端部と樹脂センサホルダとの間の気密性を向上させるため、図５に例示されているように、外輪１００のインナ側端部の軸方向面部１０１と樹脂センサホルダ２００の樹脂部におけるアウタ側の軸方向面部２０１との突き合せ面（突き合せ領域）３００にＯリング４００を配して、Ｏリング４００で防水する（気密性を向上する）ことが行われてきた（特許文献１参照。）。

しかし、特許文献１に示すように、突き合せ面（突き合せ領域）３００にＯリング４００を配設する場合、Ｏリング４００を構成要素とするとともに、樹脂部のアウタ側の軸方向面部２０１に環状のＯリング溝５００を成形しなければならない分だけコストが上昇するという課題を有していた。
また、Ｏリング４００は樹脂部に設けられたＯリング溝５００に３方覆われた状態で使用されるため、Ｏリング４００のゴム材料の可塑剤が樹脂部に移行してゴム弾性が失われて硬くなるのを防ぐため、耐水性や耐塩カル性を備えるとともに、ゴムの可塑剤の吸収を起こさないような樹脂部の材料を選択する必要があり、樹脂部の材料が限定され、結果的にコストが高くなるというような課題もあった。

特開２００８-２５６５１２号公報

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、静止輪のインナ側端部とカバー部材との突き合わせ領域に配設されていたＯリングを無くしても軸受内部への水・泥などの異物の浸入を有効に防止し得るとともに、Ｏリング使用による適合材料の限定などの不都合も解消し得る軸受ユニットを提供し、大幅なコスト削減を図ることにある。

このような課題を達成するために、第１の発明は、周面に静止側軌道面を有する静止輪と、
前記静止輪と相対回転可能に配設され、前記静止側軌道面と対向する周面に回転側軌道面を有するとともに、外周面に車輪を支持するための車輪支持用フランジを有する回転輪と、
前記静止側軌道面と前記回転側軌道面との間に組み込まれる複数個の転動体と、
前記静止輪のインナ側端部に嵌合されて密閉するカバー部材とを少なくとも含む軸受ユニットであって、
前記静止輪は、インナ側端部を軸方向でアウタ側に向けて凹ませることにより、軸方向でインナ側に向けて突設される環状の径方向面部と、前記径方向面部よりもアウタ側に位置して形成される軸方向面部と、を有する凹入部を備え、
前記カバー部材は、前記静止輪のインナ側端部に嵌合可能な環状の芯金と、前記芯金と一体に成形される環状の樹脂部と、で構成されており、
前記カバー部材の樹脂部における軸方向面部を、前記凹入部の軸方向面部に突き合わせて突き合わせ領域を形成すると共に、前記突き合わせ領域の外径側にて、前記カバー部材の径方向面部の外径側に静止輪の径方向面部が径方向で重なり合うように位置し、
前記突き合わせ領域よりもアウタ側に位置する静止輪の内径面に前記芯金を嵌合固定させ、
前記静止輪の径方向面部は、インナ側に向かうに従い大径となるテーパ面又は内径が一定である円筒面に形成され、
前記カバー部材の径方向面部は、インナ側に向かうに従い小径となるテーパ面に形成され、
前記カバー部材の厚さは、前記凹入部の軸方向深さよりも大きく形成されていることを特徴とする軸受ユニットとしたことである。

第１の発明によれば、静止輪のインナ側端部の径方向面部と、カバー部材の径方向面部が、突き合せ領域の外径側にて、径方向で重なり合うようにして配設されるため、静止輪のインナ側端部の軸方向面部とカバー部材のアウタ側の軸方向面部との突き合せ領域に泥水が直接掛からない。凹入部の径方向面部が、カバー部材の樹脂部の外径面上にて、重なり合うようにして配設されるため、静止輪の凹入部の軸方向面部とカバー部材の樹脂部の軸方向面部との突き合せ領域に泥水が直接掛からない。

本発明によれば、静止輪のインナ側端部とカバー部材との突き合わせ領域に配設されていたＯリングを無くしても軸受内部への水・泥などの異物の浸入を有効に防止し得るとともに、Ｏリング使用による適合材料の限定などの不都合も解消し得る軸受ユニットを提供し、大幅なコスト削減を図ることができた。

本発明の第一実施形態で、（ａ）は全体を示す概略縦断面図、（ｂ）は要部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第二実施形態で、（ａ）は全体を示す概略縦断面図、（ｂ）は要部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第三実施形態で、（ａ）は全体を示す概略縦断面図、（ｂ）は要部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第四実施形態で、（ａ）は全体を示す概略縦断面図、（ｂ）は要部を拡大して示す部分拡大断面図である。 先行技術の概略縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図に基いて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。

「第一実施形態」
図１は本発明の第一実施形態の一例を示し、本実施形態では、自動車の懸架装置に固定する取付用フランジ５を外周面に備えるとともに、内周面に複列の外輪軌道（静止側軌道面）７，７を有する外輪（静止輪）１と、外周面に車輪を支持するための車輪支持用フランジ２０を有するとともに、外周面に内輪軌道（回転側軌道面）２１を有するハブ輪（回転輪）１９と、ハブ輪１９のインナ側の外周面に形成された小径の段部２３に外嵌めされ、内輪軌道（回転側軌道面）２７を有する別体の内輪（回転輪）２５と、それぞれの外輪軌道７，７と内輪軌道２１，２７との間に組み込まれる複数個の転動体（玉）２９と、内輪２５の肩部に嵌合される支持環３１を介して軸方向に保持されるエンコーダ３３と、外輪１のインナ側端部９に嵌合されて軸受内空間を密閉するカバー部材としての樹脂センサホルダ４３と、エンコーダ３３の回転を検出する検出部４１を有して樹脂センサホルダ４３のセンサ孔５５に固定されるセンサ３９と、を少なくとも含む従動輪用のセンサ付き車輪支持用ハブ軸受ユニットを採用した一実施形態をもって説明する。
なお、図中矢印Ｘは軸方向、矢印Ｙは径方向をそれぞれ示す。

外輪１は、インナ側端部９を軸方向でアウタ側に向けて凹ませることにより、軸方向でインナ側に向けて突設される円筒状の径方向面部１３と、前記径方向面部１３よりもアウタ側に位置して形成される円環状の軸方向面部１５とを有する短尺円筒状の凹入部１１を形成している。

凹入部１１を構成する軸方向面部１５は、軸心１７と鉛直方向に直交する平面で円環状に形成されている。一方、径方向面部１３は、前記軸方向面部１５の外径からインナ側に向けて大径となるテーパ面に形成されている。

ハブ輪１９、別体内輪２５、転動体２９、エンコーダ３３及びセンサ３９などは、特に限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で適宜選択されて適用されるものである。

樹脂センサホルダ（カバー部材）４３は、凹入部１１の径方向幅よりも小径に形成されるとともに、凹入部１１の軸方向深さよりも厚みをもって形成され、凹入部１１からインナ側に向けて一部突出した状態で配設されている。
すなわち、例えば本実施形態の樹脂センサホルダ４３は、鉛直方向に小幅環状の円板部４７と、円板部４７の内径から軸方向に連続して形成される円筒部（嵌合部）４９とで形成された芯金４５と、芯金４５の円板部４７と円筒部４９の少なくとも一部を埋設するとともに、円筒部４９の径方向内径面５１の周方向全域を覆って一体に形成される有底円筒状の樹脂部５３とで構成されている。

芯金の円筒部４９は、凹入部１１の内径から軸方向でアウタ側に向けて連続して形成されている外輪の内径面３に嵌合可能な外径をもって形成されている。

樹脂部５３には、上述したとおり、センサ３９を内装するセンサ孔５５が、樹脂部５３のインナ側の軸方向面部５７から凹設されている。
また、樹脂部５３の径方向面部（外径面）６１は、凹入部１１の軸方向面部１５に突き合わされるアウタ側の軸方向面部５９からインナ側に向かうに従って小径となるテーパ面に形成されている。

従って、樹脂センサホルダ４３を外輪１のインナ側端部９に形成した凹入部１１内に挿入し、樹脂センサホルダ４３における樹脂部５３のアウタ側の軸方向面部５９を、凹入部１１の軸方向面部１５に突き合せ（突き合せ領域６３を形成する）、かつ凹入部１１奥の外輪内径面３に芯金４５の円筒部４９を嵌合固定させると、凹入部１１の径方向面部１３が、樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の径方向面部（外径面）６１上にて、所定の隙間６５をあけた状態で重なり合うようにして配設されるため、外輪１の凹入部１１の軸方向面部１５と樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の軸方向面部５９との突き合せ領域６３には泥水が直接掛からない。

また、凹入部１１の径方向面部１３はインナ側に向かうに従って大径となるテーパ面とすると共に、樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の径方向面部（外径面）６１をインナ側に向かうに従って小径となるテーパ面としているため、突き合せ領域６３に泥水が浸入したとしても、その泥水は、凹入部１１のテーパ面である径方向面部１３若しくは樹脂部５３のテーパ面である径方向面部（外径面）６１に沿って迅速に排水される。

このような構成を採用したため、従来のように、突き合せ領域６３に配していたＯリングを省略しても密閉性を向上することが可能である。従って、本実施形態では、Ｏリング廃止によるコストの削減だけでなく、Ｏリングの使用による適合材料の限定も無くすことが出来たため、大きなコスト低減効果が得られる。

「第二実施形態」
図２に本発明の第二実施形態の一例を示し、本実施形態では第一実施形態と相違する点についてのみの説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態の説明を援用する。

本実施形態では、外輪１のインナ側端部９に凹入部１１を形成し、樹脂センサホルダ４３を前記凹入部１１内に挿入し、樹脂センサホルダ４３における樹脂部５３のアウタ側の軸方向面部５９を、凹入部１１の軸方向面部１５に突き合せ（突き合せ領域６３を形成する）、かつ凹入部１１奥の外輪内径面３に芯金４５の円筒部４９を嵌合固定させる第一実施形態に類似の実施形態を採用している。

本実施形態では、凹入部１１の径方向面部１３を軸方向に関して内径が一定である円筒面とすると共に、樹脂部５３の径方向面部（外径面）６１を、前記凹入部１１の径方向面部１３との間に所定の締め代を持つ断面視でドーム状の突条（環状突部）６７に形成している。
本実施形態によれば、第一の実施形態と同様の作用効果を発揮すると共に、樹脂部５３の径方向面部（外径面）６１の突条６７が、前記突条６７の外径側に位置する凹入部１１の径方向面部１３との間で圧入されて接触のシール領域６９を構成しているため、突き合せ領域６３へのさらなる泥水浸入を防止することが可能である。

また、本実施形態では、樹脂部５３の径方向面部（外径面）６１を断面視でドーム状の突条６７に形成しているが、その突出形状に限定解釈されるものではなく、凹入部１１の径方向面部１３との間で所定の締め代を持って形成されるものであれば、断面視で三角形状、多角形状など適宜設計変更可能である。なお、本実施形態では周方向に一連で形成されている形態をもって説明したが、軸方向に二連、三連で形成されている形態であってもよく複数連にすることによりシール領域を多くして密封性を向上させることも本発明の範囲内である。
また、本実施形態において、凹入部１１の径方向面部１３を、インナ側に向かうに従って徐々に大径となるテーパ面に形成する構成であっても適用可能であって、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。

「第三実施形態」
図３に本発明の第三実施形態の一例を示し、本実施形態では第一及び第二実施形態と相違する点についてのみの説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態の説明を援用する。

本実施形態では、第一及び第二実施形態と異なり、外輪１のインナ側端部９の外径に段部７１を形成し、前記段部７１の外径側にて、樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の径方向面部６１を径方向で所定の隙間８５をあけて重ね合わせるように配設する実施の形態を採用している。

段部７１は、外輪１のインナ側端部９の外径に凹状に形成されている。
段部７１は、外径面２から軸心１７方向に向けて鉛直方向に連続して形成される第一壁面７３と、第一壁面７３からインナ側に向けて小径となるように連続して形成したテーパ面７５と、テーパ面７５から軸方向でインナ側に向けて連続して形成された円筒部７７と、円筒部７７から連続して鉛直方向に立ち上げ形成され、前記第一壁面７３よりも小径に形成された第二壁面７９と、第二壁面７９から軸方向でインナ側に向けて連続して形成され、外径面２よりも小径の対向面部８１で構成されている。

樹脂センサホルダ４３は、外輪１のインナ側端部９に嵌合された状態で、樹脂部５３におけるアウタ側の軸方向面部５９よりも外径側にてアウタ側に向けて軸方向に突設される環状の径方向面部（庇部とも称する）６１を庇状に形成し、前記庇状の径方向面部６１が、前記段部７１の対向面部８１よりも外径側に突出するように大径に形成されるとともに、外輪１のインナ側端部９に形成した段部７１の対向面部８１の外径側にて、所定隙間８５をあけて重ね合わせるようにして位置している。

径方向面部６１は、段部７１の対向面部８１上をアウタ側に向けて僅かに越えて円筒部７７上に差し掛かる程度の長さをもって形成されている。
そして、径方向面部６１の内径面は、アウタ側に向けて大径となるようにテーパ面８３に形成している。

そして、樹脂センサホルダ４３における樹脂部５３のアウタ側の軸方向面部５９を、外輪１のインナ側端部９の軸方向面部１５に突き合せ（突き合せ領域６３を形成する）、かつ軸方向面部１５奥の外輪内径面３に芯金４５の円筒部４９を嵌合固定させると、樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の庇状の径方向面部６１が、外輪１のインナ側端部９における段部７１の外径側にて対向面部８１上にて、所定の隙間８５をあけた状態で重なり合うようにして配設される。
このよう形成されることによって、本実施形態では、樹脂部５３の庇状の径方向面部６１と外輪１の段部７１との間には排水溝８７が形成される。

従って、本実施形態によれば、段部７１にはアウタ側に向けて大径となるテーパ面７５を有し、前記段部７１の外径側にて段部７１上に庇状に張り出して位置する樹脂部５３の径方向面部６１の内径面にアウタ側に向けて大径となるテーパ面８３を有し、かつ排水溝８７を設けることにより、段部７１内に泥水が入り込んだとしても、入り込んだ泥水は、前記両テーパ面７５，８３によって排水溝８７から迅速に排水することが可能であるため、外輪１のインナ側端部９の軸方向面部１５と樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の軸方向面部５９との突き合せ領域６３に泥水が直接掛からないようにすることが可能である。

「第四実施形態」
図４に本発明の第四実施形態の一例を示し、本実施形態では第一乃至第三実施形態と相違する点についてのみの説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態の説明を援用する。

本実施形態では、第三実施形態と異なり、樹脂部５３の庇状に突出する径方向面部６１の突出量（張り出し量）を大きくして排水溝８７を覆い、段部７１の第一壁面７３の直前まで設けて所定のラビリンス８９を形成した実施の一例である。
この場合、外輪１と樹脂センサホルダ４３は、共に静止部材であるため、極めて狭いラビリンス設定が可能となる。
また、本実施形態の段部７１は、第一壁面７３の内径からインナ側に向けて連続して大径となるようにテーパ面９１を形成している。
なお、ラビリンス８９が狭くて泥水の排水が悪い場合には、樹脂センサホルダ４３の樹脂部５３の径方向面部６１に図示しない水抜き孔を設けることも可能であって本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。

本発明は、カバー部材として樹脂製のエンドキャップを備えた軸受ユニットにも適用可能である。また、本発明は、本明細書に示す以外のハブ軸受ユニット形態にも適用可能である。

１ 静止輪（外輪）
７ 外輪軌道（静止側軌道面）
９ インナ側端部
１１ 凹入部
１３ 円筒状の径方向面部
１５ 円環状の軸方向面部
１９ 回転輪（ハブ輪）
２１ 内輪軌道（回転側軌道面）
２５ 回転輪（別体の内輪）
２７ 内輪軌道（回転側軌道面）
２９ 転動体
４３ カバー部材（樹脂センサホルダ）
４５ 芯金
５３ 樹脂部
５９ アウタ側の軸方向面部
６１ 径方向面部
６３ 突き合せ領域

Claims (1)

1. 周面に静止側軌道面を有する静止輪と、
   前記静止輪と相対回転可能に配設され、前記静止側軌道面と対向する周面に回転側軌道面を有するとともに、外周面に車輪を支持するための車輪支持用フランジを有する回転輪と、
   前記静止側軌道面と前記回転側軌道面との間に組み込まれる複数個の転動体と、
   前記静止輪のインナ側端部に嵌合されて密閉するカバー部材とを少なくとも含む軸受ユニットであって、
   前記静止輪は、インナ側端部を軸方向でアウタ側に向けて凹ませることにより、軸方向でインナ側に向けて突設される環状の径方向面部と、前記径方向面部よりもアウタ側に位置して形成される軸方向面部と、を有する凹入部を備え、
   前記カバー部材は、前記静止輪のインナ側端部に嵌合可能な環状の芯金と、前記芯金と一体に成形される環状の樹脂部と、で構成されており、
   前記カバー部材の樹脂部における軸方向面部を、前記凹入部の軸方向面部に突き合わせて突き合わせ領域を形成すると共に、前記突き合わせ領域の外径側にて、前記カバー部材の径方向面部の外径側に静止輪の径方向面部が径方向で重なり合うように位置し、
   前記突き合わせ領域よりもアウタ側に位置する静止輪の内径面に前記芯金を嵌合固定させ、
   前記静止輪の径方向面部は、インナ側に向かうに従い大径となるテーパ面又は内径が一定である円筒面に形成され、
   前記カバー部材の径方向面部は、インナ側に向かうに従い小径となるテーパ面に形成され、
   前記カバー部材の厚さは、前記凹入部の軸方向深さよりも大きく形成されていることを特徴とする軸受ユニット。
   

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