JP6782131B2

JP6782131B2 - 車輪用軸受装置

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Publication number: JP6782131B2
Application number: JP2016178090A
Authority: JP
Inventors: 寿範小林; 小楽包
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-09-12
Also published as: JP2018043558A

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、懸架装置を構成するナックルに外方部材が固定される。また、車輪用軸受装置は、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材の間に転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。

ところで、このような車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材の間に形成された環状空間に泥水や砂塵が侵入すると、転動体等が損傷して軸受寿命が短くなる。また、環状空間に封入されているグリースが漏出しても、転動体等が損傷して軸受寿命が短くなる。このため、車輪用軸受装置は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止すべく、環状空間を密封するシール部材を備えている。例えば特許文献１および特許文献２および特許文献３に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、外方部材と、内方部材と、外方部材と内方部材の間に介装される転動体と、外方部材と内方部材の間に形成される環状空間のアウター側端部を密封するシール部材と、を備えている。しかし、かかる車輪用軸受装置は、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達すると、泥水に含まれる異物を噛み込んでシール部材が破損したり摩耗したりするという懸念があった。つまり、シール部材の密封性が低下するという懸念があった。

そこで、特許文献２に記載の車輪用軸受装置は、泥水が外方部材を伝ってシール部材に到達するのを防ぐべく、シール部材の形状を工夫することによって外方部材の外周に遮水堰を設けている。また、特許文献３に記載の車輪用軸受装置は、外方部材に別途部品を嵌め合わせることによって外方部材の外周に遮水堰を設けている。しかし、これらの車輪用軸受装置は、泥水が遮水堰の堰壁面に当たって飛散すると、飛散した泥水が遮水堰を飛び越えてシール部材に到達する場合があり（図１５の（Ａ）および（Ｂ）に示す矢印Ｆ参照）、シール部材が破損したり摩耗したりするという懸念を払拭できていないという問題があった。つまり、シール部材の密封性が低下するという懸念を払拭できていないという問題があった。

更に加えて、内方部材の車輪取り付けフランジには、内方部材の回転軸を中心とする同心円上に複数のボルト穴が設けられており、それぞれのボルト穴にハブボルトが圧入されている。そして、それぞれのハブボルトは、その頭部が外方部材に近接した状態で配置されている。そのため、泥水が飛び越えにくくなることを考慮して遮水堰の高さ寸法を大きくすれば、この遮水堰が障害となってハブボルトの交換ができなくなってしまうという問題もあった。

特開２０１４−２１９１００号公報特開２０１２−９７８１７号公報特開２０１１−７２７２号公報

本発明は、シール部材の密封性が低下するという懸念を払拭でき、ひいては転動体等の損傷を防いで軸受寿命の向上を実現できる車輪用軸受装置を提供する。また、本発明の構成要素である遮水堰がハブボルトの交換時に障害とならない車輪用軸受装置を提供する。

第一の発明は、
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
複数のハブボルトが圧入される車輪取り付けフランジを有するとともに軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装される複列の転動体と、
前記外方部材と前記内方部材の間に形成される環状空間の両端部を密封するシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材のアウター側端部の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする円環状の遮水堰を設け、
前記遮水堰は、前記外方部材の上半分側と下半分側で非対称の形状とされ、前記上半分側の一部分若しくは全部分における堰壁面が径方向外側に向かうにつれてインナー側に傾斜している、ものである。

第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記遮水堰は、前記下半分側の一部分若しくは全部分における堰壁面が径方向外側に向かうにつれてアウター側に傾斜している、ものである。

第三の発明は、第一又は第二の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記遮水堰は、その外縁にインナー側へ延びる折返部分が形成されている、ものである。

第四の発明は、第一から第三のいずれかの発明に係る車輪用軸受装置において、
前記遮水堰は、その外縁に前記ハブボルトを通すための案内溝が形成されている、ものである。

第五の発明は、第四の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記複数のハブボルトが前記回転軸を中心とする同心円上に周方向等配置に設けられており、
前記案内溝は、前記ハブボルトと同数若しくは倍数で、かつ前記同心円上に周方向等配置に設けられている、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材のアウター側端部の外周に内方部材の回転軸を中心とする円環状の遮水堰を設けている。そして、遮水堰は、外方部材の上半分側と下半分側で非対称の形状とされ、上半分側の一部分若しくは全部分における堰壁面が径方向外側に向かうにつれてインナー側に傾斜している。これにより、本車輪用軸受装置は、泥水が遮水堰の堰壁面に当たって飛散しても、飛散した泥水が遮水堰を飛び越えないので、泥水がシール部材に到達するのを防ぐことができる。従って、シール部材の密封性（耐久性ともいえる）が低下するという懸念を払拭でき、ひいては転動体等の損傷を防いで軸受寿命の向上を実現できる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、遮水堰は、下半分側の一部分若しくは全部分における堰壁面が径方向外側に向かうにつれてアウター側に傾斜している。これにより、本車輪用軸受装置は、外方部材の外周に沿って流れてきた泥水を堰壁面の傾斜に沿って円滑かつ連続的に流れ落とし、泥水が走行風などに舞い上げられないようにしているので、泥水がシール部材に到達するのを防ぐことができる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、遮水堰は、その外縁にインナー側へ延びる折返部分が形成されている。これにより、本車輪用軸受装置は、泥水が全てインナー側および下方側へ飛散するので、泥水がシール部材に到達するのを防ぐことができる。また、本車輪用軸受装置は、泥水が堰壁面の外縁を回り込まないので、泥水がシール部材に到達するのを防ぐことができる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、遮水堰は、その外縁にハブボルトを通すための案内溝が形成されている。これにより、本車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材を分解することなく、ハブボルトの交換作業が可能となる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、複数のハブボルトが回転軸を中心とする同心円上に周方向等配置に設けられている。そして、案内溝は、ハブボルトと同数若しくは倍数で、かつ同心円上に周方向等配置に設けられている。これにより、本車輪用軸受装置は、全ての案内溝に全てのハブボルトを重ねることができるので、容易にハブボルトの交換作業が可能となる。

車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。第一実施形態に係る遮水堰を示す拡大断面図。第一実施形態に係る遮水堰を示す側面図。ハブボルトの交換作業を示す図。第二実施形態に係る遮水堰を示す拡大断面図。第三実施形態に係る遮水堰を示す拡大断面図。第三実施形態に係る遮水堰を示す側面図。ハブボルトの交換作業を示す図。第四実施形態に係る遮水堰を示す拡大断面図。第五実施形態に係る遮水堰を示す拡大断面図。第六実施形態に係る遮水堰を示す拡大断面図。従来の車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。

以下に、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置１について説明する。なお、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３および図４は、図２における一部領域の拡大図である。

車輪用軸受装置１は、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２と、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）と、転動体６と、シール部材７（以降「インナー側シール部材７」とする）と、シール部材１０（以降「アウター側シール部材１０」とする）と、を具備する。ここで、インナー側とは、車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車輪用軸受装置１の車輪側を表す。

外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２は、略円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外方部材２のインナー側端部には、拡径部２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部には、拡径部２ｂが形成されている。更に、拡径部２ａと拡径部２ｂの間には、環状に外側転走面２ｃと外側転走面２ｄが互いに平行となるように形成されている。なお、外側転走面２ｃと外側転走面２ｄには、高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。外方部材２の外周には、ナックル取り付けフランジ２ｅが一体的に形成されている。ナックル取り付けフランジ２ｅには、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする同心円上に周方向等配置にボルト穴が設けられている。

内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪４と内輪５で構成されている。

ハブ輪４は、略円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪４のインナー側端部には、小径段部４ａが形成されている。小径段部４ａには、その端部を径方向外側へ折り曲げることで内輪５を固定するカシメ部分４ｂが形成されている。また、ハブ輪４のアウター側端部には、開口部４ｃが形成されている。更に、ハブ輪４の外周には、環状に内側転走面４ｄが形成されている。内側転走面４ｄは、外方部材２の外側転走面２ｄに対向する。なお、ハブ輪４は、小径段部４ａから内側転走面４ｄを経てシールランド部（後述する軸面部４ｅと曲面部４ｆと側面部４ｇで構成される）まで高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。ハブ輪４の外周には、車輪取り付けフランジ４ｈが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ４ｈには、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする同心円上に周方向等配置にボルト穴４ｉが設けられ、それぞれのボルト穴４ｉにハブボルト４０が圧入されている。

内輪５は、略円筒形状に形成されたＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪５の外周には、環状に内側転走面５ａが形成されている。つまり、内輪５は、ハブ輪４の小径段部４ａに嵌合され、小径段部４ａの外周に内側転走面５ａを構成している。内側転走面５ａは、外方部材２の外側転走面２ｃに対向する。なお、内輪５は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。

転動体６は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。転動体６は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。インナー側のボール列６ａは、複数の転動体６が保持器によって環状に配置されたものである。ボール列６ａは、内輪５に形成されている内側転走面５ａと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｃと、の間に転動自在に収容されている。一方で、アウター側のボール列６ｂも、複数の転動体６が保持器によって環状に配置されたものである。ボール列６ｂは、ハブ輪４に形成されている内側転走面４ｄと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｄと、の間に転動自在に収容されている。なお、ボール列６ａとボール列６ｂを構成しているそれぞれの転動体６には、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。

インナー側シール部材７は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのインナー側端部を密封するものである。図３に示すように、インナー側シール部材７は、円環状のスリンガ８と円環状のシールリング９で構成されている。

スリンガ８は、内輪５の外周に嵌合（外嵌）される。

スリンガ８は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。スリンガ８は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が直角に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、スリンガ８は、円筒状の嵌合部８ａと、その端部から外方部材２に向かって延びる円板状の側板部８ｂと、が形成されている。嵌合部８ａと側板部８ｂは、互いに垂直に交わっており、嵌合部８ａは、内輪５の外周面に沿って嵌合している。また、側板部８ｂは、外方部材２に向かって延び、後述する芯金９１の側板部９１ｂに対向している。

シールリング９は、外方部材２の拡径部２ａに嵌合（内嵌）される。シールリング９は、芯金９１と弾性部材であるシールゴム９２を有する。

芯金９１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金９１は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が直角に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、芯金９１は、円筒状の嵌合部９１ａと、その端部から内方部材３（内輪５）に向かって延びる円板状の側板部９１ｂと、が形成されている。嵌合部９１ａと側板部９１ｂは、互いに略垂直に交わっており、嵌合部９１ａは、拡径部２ａの内周面に沿って嵌合している。また、側板部９１ｂは、内方部材３（内輪５）に向かって延び、前述したスリンガ８の側板部８ｂに対向している。なお、嵌合部９１ａと側板部９１ｂには、弾性部材であるシールゴム９２が加硫接着されている。

シールゴム９２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム９２には、シールリップであるラジアルリップ９２ａ、内側アキシアルリップ９２ｂおよび外側アキシアルリップ９２ｃが形成されている。

このように、インナー側シール部材７は、スリンガ８とシールリング９が対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ９２ａは、油膜を介してスリンガ８の嵌合部８ａに接触する。また、内側アキシアルリップ９２ｂは、油膜を介してスリンガ８の側板部８ｂに接触する。そして、外側アキシアルリップ９２ｃも、油膜を介してスリンガ８の側板部８ｂに接触する。このようにして、インナー側シール部材７は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止しているのである。

アウター側シール部材１０は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのアウター側端部を密封するものである。図４に示すように、アウター側シール部材１０は、円環状のシールリング１１で構成されている。

シールリング１１は、外方部材２の拡径部２ｂに嵌合（内嵌）される。シールリング１１は、芯金１１１と弾性部材であるシールゴム１１２を有する。

芯金１１１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金１１１は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が複雑に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、芯金１１１は、円筒状の嵌合部１１１ａと、その一端から内方部材３（ハブ輪４）に向かって延びる円板状の側板部１１１ｂと、その他端から外方部材２のアウター側端面に沿って延びる円板状の止板部１１１ｃと、が形成されている。嵌合部１１１ａと側板部１１１ｂは、互いに湾曲しながら交わっており、嵌合部１１１ａは、拡径部２ｂの内周面に沿って嵌合している。また、側板部１１１ｂは、内方部材３（ハブ輪４）に向かって延び、ハブ輪４の曲面部４ｆおよび側面部４ｇに対向する。更に、止板部１１１ｃは、外方部材２のアウター側端面に沿って延び、ハブ輪４の側面部４ｇに対向する。なお、嵌合部１１１ａと側板部１１１ｂと止板部１１１ｃには、弾性部材であるシールゴム１１２が加硫接着されている。

シールゴム１１２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム１１２には、シールリップであるラジアルリップ１１２ａ、内側アキシアルリップ１１２ｂおよび外側アキシアルリップ１１２ｃが形成されている。

このように、アウター側シール部材１０は、シールリング１１とハブ輪４が対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ１１２ａは、油膜を介してハブ輪４の軸面部４ｅに接触する。また、アキシアルリップ１１２ｂは、油膜を介してハブ輪４の曲面部４ｆに接触する。そして、外側アキシアルリップ１１２ｃも、油膜を介してハブ輪４の側面部４ｇに接触する。このようにして、アウター側シール部材１０は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止しているのである。

次に、図５から図７を用いて、第一実施形態に係る遮水堰２０について詳細に説明する。図５の（Ａ）は、図２における領域Ｒａを拡大した図であり、図５の（Ｂ）は、図２における領域Ｒｂを拡大した図である。また、図６は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。そして、図７は、ハブボルト４０の交換作業を示している。

第一実施形態に係る遮水堰２０は、シールゴム１１２の一部によって構成されている。そのため、遮水堰２０は、シールゴム１１２と同じく、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。なお、遮水堰２０は、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする円環状となっている（図２参照）。但し、遮水堰２０が完全な円環状であるものに限定する必要はなく、周方向の一部を欠いていても良い。ここで、図６に示すように、車両に取り付けられた際に、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌと交わり重力が作用する方向に対して平行となる上下方向線Ｖを定義し、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌと交わり上下方向線Ｖに対して垂直となる左右方向線Ｓを定義した場合、外方部材２の上半分側Ｕｓとは、左右方向線Ｓよりも上側を表し、外方部材２の下半分側Ｌｓとは、左右方向線Ｓよりも下側を表す。また、径方向外側とは、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌから外側へ遠ざかる方向を表す。

本実施形態に係る遮水堰２０は、軸方向断面が略台形状に形成されている。遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされている（図５参照）。外方部材２の上半分側Ｕｓにおいては、遮水堰２０のインナー側の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれてインナー側へ傾斜している。また、遮水堰２０の下半分側Ｌｓにおいては、遮水堰２０のインナー側の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれてアウター側へ傾斜している。具体的に説明すると、回転軸Ｌから上方へ向かう想像線Ｉａを位相角０°とし、回転軸Ｌから右方へ向かう想像線Ｉｂを位相角９０°とし、回転軸Ｌから下方へ向かう想像線Ｉｃを位相角１８０°とし、回転軸Ｌから左方へ向かう想像線Ｉｄを位相角２７０°とした場合、位相角０°の軸方向断面においては、インナー側の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれて最も大きくインナー側へ傾斜している。また、位相角１８０°の軸方向断面においては、インナー側の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれて最も大きくアウター側へ傾斜している。そして、位相角９０°および位相角２７０°の軸方向断面においては、インナー側の堰壁面２０ａが傾斜せずに回転軸Ｌに対して垂直となっている。なお、本遮水堰２０において、堰壁面２０ａの傾斜角度αは、位相角の変化に対して一定の割合で滑らかに変化するものである。

このように、外方部材２の上半分側Ｕｓにおける堰壁面２０ａをインナー側へ傾斜させたのは、堰壁面２０ａに当たった泥水をインナー側に向かって飛散させ、若しくは下方側に向かって飛散させることを意図したものである（図５の（Ａ）における矢印Ｆａ参照）。そのため、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果を奏する。

以上のように、本実施形態に係る遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされ、上半分側Ｕｓの一部分若しくは全部分におけるインナー側の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれてインナー側に傾斜している。これにより、本車輪用軸受装置１は、泥水が遮水堰２０の堰壁面２０ａに当たって飛散しても、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えないので、泥水がシール部材（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぐことができる。従って、シール部材（アウター側シール部材１０）の密封性（耐久性ともいえる）が低下するという懸念を払拭でき、ひいては転動体等の損傷を防いで軸受寿命の向上を実現できる。

また、外方部材２の下半分側Ｌｓにおけるインナー側の堰壁面２０ａを径方向外側に向かうにつれてアウター側へ傾斜させたのは、外方部材２の外周に沿って流れてきた泥水が走行風などによって散逸せず、まとまったままで流れ落ちていくことを意図したものである（図５の（Ｂ）における矢印Ｆｂ参照）。そのため、泥水が走行風などに舞い上げられてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果を奏する。

以上のように、本実施形態に係る遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされ、下半分側Ｌｓの一部分若しくは全部分におけるインナー側の堰壁面２０ａがアウター側に傾斜している。これにより、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の外周に沿って流れてきた泥水を堰壁面２０ａの傾斜に沿って円滑かつ連続的に流れ落とし、泥水が走行風などに舞い上げられないようにしているので、ひいては泥水がシール部材（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぐことができる。従って、シール部材（アウター側シール部材１０）の密封性（耐久性ともいえる）が低下するという懸念を払拭でき、ひいては転動体等の損傷を防いで軸受寿命の向上を実現できる。

加えて、本遮水堰２０は、その外縁部分にハブボルト４０の案内溝２０ｂが形成されている。より詳細には、遮水堰２０の外縁部分が円弧状に切り欠かれることにより、ハブボルト４０を通すための案内溝２０ｂが形成されている。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、泥水が乗り越えにくくなることを考慮して遮水堰２０の高さ寸法を大きくしても、外方部材２と内方部材３を分解することなく、ハブボルト４０の交換作業が可能となる。

加えて、本車輪用軸受装置１は、五つのハブボルト４０を有しており、それぞれ回転軸Ｌを中心として角度が７２°ごととなる周方向等配置に設けられている。そのため、遮水堰２０の外縁部分には、周方向に五ヶ所の案内溝２０ｂが、それぞれ回転軸Ｌを中心とする角度が７２°ごととなる位置に形成されている。但し、倍数である１０ヶ所に案内溝２０ｂが設けられていても良い。このとき、案内溝２０ｂは、それぞれ回転軸Ｌを中心とする角度が３６°ごととなる位置に形成される。また、車輪用軸受装置１は、五つのハブボルト４０を有しているが、例えば四つのハブボルト４０を有するものとし、それぞれ回転軸Ｌを中心とする角度が９０°ごととなる位置に設けられるとしても良い。この場合、四ヶ所の案内溝２０ｂが、それぞれ回転軸Ｌを中心とする角度が９０°ごととなる位置に形成される。但し、倍数である８ヶ所や１２ヶ所に案内溝２０ｂが設けられるとしても良い。

このような設計とすることで、本車輪用軸受装置１は、図７に示すように、全ての案内溝２０ｂに全てのハブボルト４０の位置を重ねることができるので、ハブボルト４０の交換作業が容易となる。

次に、図８を用いて、第二実施形態に係る遮水堰２０について詳細に説明する。図８の（Ａ）は、図２における領域Ｒａに相当する部分を拡大した図であり、図８の（Ｂ）は、図２における領域Ｒｂに相当する部分を拡大した図である。第一実施形態に係る遮水堰２０に対して、本実施形態に係る遮水堰２０は、その外縁にインナー側へ延びる折返部分２０ｃが形成されている。

このように、外方部材２の上半分側Ｕｓにおいて、折返部分２０ｃを形成するのは、堰壁面２０ａに当たった泥水が上方へ飛散するのを防ぎ、全てインナー側および下方側へ飛散させることを意図したものである（図８の（Ａ）における矢印Ｆａ参照）。そのため、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果がより強く発揮される。

また、外方部材２の下半分側Ｌｓにおいて、折返部分２０ｃを形成するのは、堰壁面２０ａに付着した泥水を確実に落とし、堰壁面２０ａの外縁を回り込ませないことを意図したものである（図８の（Ｂ）における矢印Ｆｂ参照）。そのため、泥水が走行風などに舞い上げられてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果がより強く発揮される。

以上のように、本実施形態に係る遮水堰２０は、その外縁にインナー側へ延びる折返部分２０ｃが形成されている、としても良い。この場合、車輪用軸受装置１は、泥水が全てインナー側および下方側へ飛散するので、泥水がシール部材（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぐことができる。また、泥水が堰壁面２０ａの外縁を回り込まないので、泥水がシール部材（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぐことができる。

次に、図９から図１１を用いて、第三実施形態に係る遮水堰２０について詳細に説明する。図９の（Ａ）は、図２における領域Ｒａに相当する部分を拡大した図であり、図９の（Ｂ）は、図２における領域Ｒｂに相当する部分を拡大した図である。また、図１０は、図２におけるＢ−Ｂ断面に相当する図である。そして、図１１は、ハブボルト４０の交換作業を示している。なお、以下において、第一実施形態に係る遮水堰２０と同様の構造部分には、同じ符号を付すものとし、簡単のために当該部分の説明を省略する。

第三実施形態に係る遮水堰２０は、外方部材２に別途部品を嵌め合わせることによって構成されている。遮水堰２０は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。遮水堰２０は、外方部材２の外周に嵌合（外嵌）される円筒部２０ｄと円筒部２０ｄのインナー側から径方向に延びる側板部２０ｅとからなる。そして、側板部２０ｅのインナー側の平面が堰壁面２０ａに相当する。なお、遮水堰２０は、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする円環状となっている（図１０参照）。但し、遮水堰２０が完全な円環状であるものに限定する必要はなく、周方向の一部を欠いていても良い。ここで、図１０に示すように、車両に取り付けられた際に、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌと交わり重力が作用する方向に対して平行となる上下方向線Ｖを定義し、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌと交わり上下方向線Ｖに対して垂直となる左右方向線Ｓを定義した場合、外方部材２の上半分側Ｕｓとは、左右方向線Ｓよりも上側を表し、外方部材２の下半分側Ｌｓとは、左右方向線Ｓよりも下側を表す。また、径方向外側とは、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌから外側へ遠ざかる方向を表す。

本実施形態に係る遮水堰２０は、軸方向断面が略楔形状に形成されている。遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされている（図９参照）。外方部材２の上半分側Ｕｓにおいては、遮水堰２０のインナー側の側板部２０ｅが径方向外側に向かうにつれてインナー側へ傾斜している。また、遮水堰２０の下半分側Ｌｓにおいては、遮水堰２０のインナー側の側板部２０ｅが径方向外側に向かうにつれてアウター側へ傾斜している。具体的に説明すると、回転軸Ｌから上方へ向かう想像線Ｉａを位相角０°とし、回転軸Ｌから右方へ向かう想像線Ｉｂを位相角９０°とし、回転軸Ｌから下方へ向かう想像線Ｉｃを位相角１８０°とし、回転軸Ｌから左方へ向かう想像線Ｉｄを位相角２７０°とした場合、位相角０°の軸方向断面においては、インナー側の側板部２０ｅが径方向外側に向かうにつれて最も大きくインナー側へ傾斜している。また、位相角１８０°の軸方向断面においては、インナー側の側板部２０ｅが径方向外側に向かうにつれて最も大きくアウター側へ傾斜している。そして、位相角９０°および位相角２７０°の軸方向断面においては、インナー側の側板部２０ｅが傾斜せずに回転軸Ｌに対して垂直となっている。なお、本遮水堰２０において、側板部２０ｅの傾斜角度αは、位相角の変化に対して一定の割合で滑らかに変化するものである。

このように、外方部材２の上半分側Ｕｓにおける側板部２０ｅをインナー側へ傾斜させたのは、側板部２０ｅに当たった泥水をインナー側に向かって飛散させ、若しくは下方側に向かって飛散させることを意図したものである（図９の（Ａ）における矢印Ｆａ参照）。そのため、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果を奏する。

以上のように、本実施形態に係る遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされ、上半分側Ｕｓの一部分若しくは全部分におけるインナー側の側板部２０ｅが径方向外側に向かうにつれてインナー側に傾斜している。これにより、本車輪用軸受装置１は、泥水が遮水堰２０の側板部２０ｅに当たって飛散しても、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えないので、泥水がシール部材（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぐことができる。従って、シール部材（アウター側シール部材１０）の密封性（耐久性ともいえる）が低下するという懸念を払拭でき、ひいては転動体等の損傷を防いで軸受寿命の向上を実現できる。側板部２０ｅのインナー側の平面を堰壁面２０ａともいう。

また、外方部材２の下半分側Ｌｓにおけるインナー側の堰壁面２０ａを径方向外側に向かうにつれてアウター側へ傾斜させたのは、外方部材２の外周に沿って流れてきた泥水が走行風などによって散逸せず、まとまったままで流れ落ちていくことを意図したものである（図９の（Ｂ）における矢印Ｆｂ参照）。そのため、泥水が走行風などに舞い上げられてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果を奏する。

以上のように、本実施形態に係る遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされ、下半分側Ｌｓの一部分若しくは全部分におけるインナー側の堰壁面２０ａがアウター側に傾斜している。これにより、本車輪用軸受装置１は、外方部材２の外周に沿って流れてきた泥水を堰壁面２０ａの傾斜に沿って円滑かつ連続的に流れ落とし、泥水が走行風などに舞い上げられないようにしているので、泥水がシール部材（アウター側シール部材１０）に到達するのを防ぐことができる。従って、シール部材（アウター側シール部材１０）の密封性（耐久性ともいえる）が低下するという懸念を払拭でき、ひいては転動体等の損傷を防いで軸受寿命の向上を実現できる。

次に、図１２を用いて、第四実施形態に係る遮水堰２０について詳細に説明する。図１２の（Ａ）は、図２における領域Ｒａに相当する部分を拡大した図であり、図１２の（Ｂ）は、図２における領域Ｒｂに相当する部分を拡大した図である。第三実施形態に係る遮水堰２０に対して、本実施形態に係る遮水堰２０は、その外縁にインナー側へ延びる折返部分２０ｃが形成されている。

このように、外方部材２の上半分側Ｕｓにおいて、折返部分２０ｃを形成するのは、堰壁面２０ａに当たった泥水が上方へ飛散するのを防ぎ、全てインナー側および下方側へ飛散させることを意図したものである（図１２の（Ａ）における矢印Ｆａ参照）。そのため、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果がより強く発揮される。

また、外方部材２の下半分側Ｌｓにおいて、折返部分２０ｃを形成するのは、堰壁面２０ａに付着した泥水を確実に落とし、堰壁面２０ａの外縁を回り込ませないことを意図したものである（図１２の（Ｂ）における矢印Ｆｂ参照）。そのため、泥水が走行風などに舞い上げられてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果がより強く発揮される。

次に、図１３を用いて、第五実施形態に係る遮水堰２０について詳細に説明する。図１３の（Ａ）は、図２における領域Ｒａに相当する部分を拡大した図であり、図１３の（Ｂ）は、図２における領域Ｒｂに相当する部分を拡大した図である。なお、以下において、第一実施形態に係る遮水堰２０と同様の構造部分には、同じ符号を付すものとし、簡単のために当該部分の説明を省略する。

遮水堰２０は、外方部材２の上半分側Ｕｓと下半分側Ｌｓで非対称の形状とされており、外方部材２の上半分側Ｕｓにおいては、遮水堰２０の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれてインナー側へ傾斜している。また、遮水堰２０の下半分側Ｌｓにおいては、遮水堰２０の堰壁面２０ａが径方向外側に向かうにつれてアウター側へ傾斜している。

また、外方部材２の上半分側Ｕｓにおいては、折返部分２０ｃが形成されている。これは、堰壁面２０ａに当たった泥水が上方へ飛散するのを防ぎ、全てインナー側および下方側へ飛散させることを意図したものである（図１３の（Ａ）における矢印Ｆａ参照）。そのため、飛散した泥水が遮水堰２０を飛び越えてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果がより強く発揮される。

更に、本実施形態においては、外方部材２の上半分側Ｕｓで遮水堰２０の高さ寸法が低くなっている。つまり、遮水堰２０の外縁を折り曲げて折返部分２０ｃを形成しているので、遮水堰２０の高さ寸法が低くなっているのである。このため、外方部材２の上半分側Ｕｓでは、遮水堰２０がハブボルト４０の交換時に障害とならない。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２と内方部材３を分解することなく、ハブボルト４０の交換作業が可能となる。

次に、図１４を用いて、第六実施形態に係る遮水堰２０について詳細に説明する。図１４の（Ａ）は、図２における領域Ｒａに相当する部分を拡大した図であり、図１４の（Ｂ）は、図２における領域Ｒｂに相当する部分を拡大した図である。なお、以下において、第一実施形態に係る遮水堰２０と同様の構造部分には、同じ符号を付すものとし、簡単のために当該部分の説明を省略する。

また、外方部材２の下半分側Ｌｓにおいては、折返部分２０ｃが形成されている。これは、堰壁面２０ａに付着した泥水を確実に落とし、堰壁面２０ａの外縁を回り込ませないことを意図したものである（図１４の（Ｂ）における矢印Ｆｂ参照）。そのため、泥水が走行風などに舞い上げられてアウター側シール部材１０に到達するのを防ぐという効果がより強く発揮される。

更に、本実施形態においては、外方部材２の下半分側Ｕｓで遮水堰２０の高さ寸法が低くなっている。つまり、遮水堰２０の外縁を折り曲げて折返部分２０ｃを形成しているので、遮水堰２０の高さ寸法が低くなっているのである。このため、外方部材２の下半分側Ｌｓでは、遮水堰２０がハブボルト４０の交換時に障害とならない。従って、本車輪用軸受装置１は、外方部材２と内方部材３を分解することなく、ハブボルト４０の交換作業が可能となる。

１車輪用軸受装置
２外方部材
２ｃ外側転走面
２ｄ外側転走面
３内方部材
４ハブ輪
４ａ小径段部
４ｄ内側転走面
４ｈ車輪取り付けフランジ
５内輪
５ａ内側転走面
６転動体
６ａボール列
６ｂボール列
７シール部材
１０シール部材
２０遮水堰
２０ａ堰壁面
２０ｂ案内溝
２０ｃ折返部分
４０ハブボルト
Ｓ環状空間
Ｌ回転軸
Ｕｓ外方部材の上半分側
Ｌｓ外方部材の下半分側
α 堰壁面の傾斜角度

Claims

内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
複数のハブボルトが圧入される車輪取り付けフランジを有するとともに軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装される複列の転動体と、
前記外方部材と前記内方部材の間に形成される環状空間の両端部を密封するシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記外方部材のアウター側端部の外周に前記内方部材の回転軸を中心とする円環状の遮水堰を設け、
前記遮水堰は、
前記外方部材の上半分側と下半分側で非対称の形状とされ、
前記上半分側の一部分若しくは全部分における堰壁面が、径方向外側に向かうにつれてインナー側に傾斜しており、
前記下半分側の一部分若しくは全部分における堰壁面が、径方向外側に向かうにつれてアウター側に傾斜している、
ことを特徴とする車輪用軸受装置。
前記遮水堰は、その外縁にインナー側へ延びる折返部分が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記遮水堰は、その外縁に前記ハブボルトを通すための案内溝が形成されている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
前記複数のハブボルトが前記回転軸を中心とする同心円上に周方向等配置に設けられており、
前記案内溝は、前記ハブボルトと同数若しくは倍数で、かつ前記同心円上に周方向等配置に設けられている、
ことを特徴とする請求項３に記載の車輪用軸受装置。