JP7119919B2

JP7119919B2 - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP7119919B2
Application number: JP2018208295A
Authority: JP
Inventors: 彩水鈴木; 達男若林
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-11-05
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Description

本発明は、自動車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。

自動車の車輪および制動用回転体は、ハブユニット軸受により懸架装置に対して回転自在に支持される。図５および図６は、特開２０１５－１７２４０１号公報に記載された、ハブユニット軸受１を示している。ハブユニット軸受１は、外輪２と、ハブ３と、複数個の転動体４とを備える。

外輪２は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと、静止フランジ６とを備える。複列の外輪軌道５ａ、５ｂは、外輪２の内周面の軸方向中間部にそれぞれ形成されている。静止フランジ６は、外輪２の軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出するように形成されており、円周方向複数箇所に支持孔７を有する。外輪２は、支持孔７に螺合または挿通されたボルトなどの結合部材により、懸架装置のナックルに支持固定される。

ハブ３は、外輪２の径方向内側に該外輪２と同軸に配置されており、複列の内輪軌道８ａ、８ｂと、回転フランジ９とを備える。複列の内輪軌道８ａ、８ｂは、ハブ３の外周面のうち、複列の外輪軌道５ａ、５ｂに対向する部分に形成されている。回転フランジ９は、ハブ３のうち、外輪２の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に存在する部分に、径方向外側に向けて突出するように形成されており、円周方向複数箇所に取付孔１０を有する。車輪および制動用回転体は、取付孔１０に圧入されたスタッド１１により、回転フランジ９に対し支持される。

なお、ハブユニット軸受に関して、軸方向外側とは、ハブユニット軸受を懸架装置に組み付けた状態での車両の幅方向外側となる、各図の左側をいい、反対に、ハブユニット軸受を懸架装置に組み付けた状態での車両の幅方向中央側となる、各図の右側を、軸方向内側という。

転動体４は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道８ａ、８ｂとの間に、列ごとに複数個ずつ、それぞれ保持器１２ａ、１２ｂのポケット２７ａ、２７ｂに保持された状態で、転動自在に配置されている。

ハブユニット軸受１は、外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在する円筒状の転動体設置空間１３の軸方向外側の開口を塞ぐシールリング１４、および、外輪２の軸方向内側の開口を塞ぐカバー１５をさらに備える。これにより、外部空間から外輪２の径方向内側に存在する空間内に水などの異物が侵入したり、転動体設置空間１３に封入されたグリースが外部空間に漏洩したりするのを防止している。

カバー１５は、非磁性の鋼板製で、略円板状の底板部１６と、該底板部１６の径方向外側の端部から軸方向外側に折れ曲がった筒状部１７とを備える。筒状部１７は、軸方向外側に配置された嵌合筒部１８と、軸方向内側に配置され、かつ、嵌合筒部１８の外径寸法よりも小さい外径寸法を有する小径筒部１９とを有する。カバー１５は、嵌合筒部１８を、外輪２の内周面に締り嵌めで内嵌固定（圧入）することにより、外輪２の軸方向内側の開口を塞ぐようにして、外輪２の軸方向内側の端部に装着されている。

ハブユニット軸受１は、車輪の回転速度を検出するためのエンコーダ２０をさらに備える。エンコーダ２０は、鋼板製の芯金２１と、ゴム磁石製のエンコーダ本体２２とからなる。芯金２１は、ハブ３の軸方向内側の端部外周面に外嵌固定された円筒部２３と、該円筒部２３の軸方向内側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった円輪部２４とを有する。エンコーダ本体２２は、円輪部２４の軸方向内側面に加硫接着により支持固定されている。

図示の例では、被検出面であるエンコーダ本体２２の軸方向内側面に、センサ２５の検出部を、カバー１５の底板部１６のうち、径方向外側部分に配置された円輪板部２６を介して対向させることにより、車輪の回転速度を測定可能としている。

特開２０１５－１７２４０１号公報

特開２０１５－１７２４０１号公報に記載の構造は、次の面から改良の余地がある。
ハブユニット軸受１を備える車両の走行時に、転動体設置空間１３に封入されたグリースは、車輪の回転に伴い回転するハブ３、並びに、外輪２とハブ３との間で公転する（ハブユニット軸受１の中心軸を中心に回転する）転動体４および保持器１２ａ、１２ｂの回転に伴う遠心力により径方向外側に向けて移動し、外輪２の内周面に押し付けられる傾向となる。

また、保持器１２ａ、１２ｂのポケット２７ａ、２７ｂの内面と、転動体４の外周面（転動面）とのポケット隙間は、保持器１２ａ、１２ｂの振れ回りを抑えるために、小さく抑えられている。このため、転動体４の外周面に付着したグリースの大部分は、転動体４の自転に伴って、保持器１２ａ、１２ｂの周面のうちでポケット２７ａ、２７ｂの周囲に存在する部分により掻き取られる。掻き取られたグリースは、転動体４の外周面と、外輪軌道５ａ、５ｂおよび内輪軌道８ａ、８ｂとの転がり接触部の潤滑に供されることなく、保持器１２ａ、１２ｂの周囲に残留する。この結果、保持器１２ａ、１２ｂの回転に伴う遠心力によるグリースの径方向外側への移動が、さらに助長される。このようにして外輪２の内周面へのグリースの堆積が進むと、グリースの一部が、転動体設置空間１３から軸方向に押し出されやすくなる。この結果、転動体４の転動面と、複列の外輪軌道５ａ、５ｂおよび複列の内輪軌道８ａ、８ｂとの転がり接触部の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持することが難しくなる可能性がある。

特に、特開２０１５－１７２４０１号公報に記載の構造では、ハブ３の軸方向内側の端部にエンコーダ２０を設置している。車輪の回転速度の測定機能を有するハブユニット軸受１では、センサ２５の検出精度を十分に確保すべく、被検出面であるエンコーダ本体２２の軸方向内側面とセンサ２５の検出部との間のエアギャップをできる限り小さく抑えるために、エンコーダ２０の軸方向内側面と、底板部１６の円輪板部２６の軸方向外側面とを近接対向させている。ここで、車両の走行時に、回転フランジ９に路面反力に基づくモーメント荷重が加わり、外輪２の中心軸に対してハブ３の中心軸が傾斜すると、エンコーダ２０の軸方向内側面と円輪板部２６の外側面との間部分でポンピング作用が生じて、転動体設置空間１３から軸方向に押し出されたグリースが、エンコーダ２０よりも軸方向内側かつ径方向内側に存在する空間に押し出される可能性がある。

すなわち、車両の走行時に、回転フランジ９に路面反力に基づくモーメント荷重が加わり、外輪２の中心軸に対してハブ３の中心軸が傾斜すると、エンコーダ２０の軸方向内側面と円輪板部２６の外側面との間の軸方向に関する間隔Ｔが変化する。この間隔Ｔが広くなるか狭くなるかは、周方向に関して変化する。具体的には、例えば、図５に示すように、回転フランジ９の上側部分にモーメント荷重Ｆが加わり、ハブ３が、図５の時計方向に揺動すると、ハブユニット軸受１の上側部分においては、エンコーダ２０が円輪板部２６に対し、軸方向に近づいて間隔Ｔが狭くなるのに対し、ハブユニット軸受１の下側部分においては、エンコーダ２０が円輪板部２６から、軸方向に離れて間隔Ｔが広くなる。

このように、間隔Ｔが周方向に関して変化している状態で、ハブ３が回転すると、間隔Ｔが広い部分では、エンコーダ２０の軸方向内側面と円輪板部２６の外側面との間部分にグリースが取り込まれるのに対し、間隔Ｔが狭い部分では、エンコーダ２０の軸方向内側面と円輪板部２６の外側面との間部分からグリースが吐き出される。このようにして生じるポンピング作用により、転動体設置空間１３から軸方向に押し出されたグリースが、エンコーダ２０よりも軸方向内側かつ径方向内側に存在する空間に押し出される可能性がある。

なお、外輪２の中心軸に対するハブ３の中心軸の傾斜の中心は、回転フランジ９に加わるモーメント荷重の大きさや方向などに応じて多少変わるが、おおよそ、ハブ３の中心軸Ｏ上で、軸方向に関して複列の転動体４同士の中央位置に位置する点Ｐとなる。図７の鎖線αは、外輪２の中心軸とハブ３の中心軸とを同軸に配置した状態において、点Ｐと、エンコーダ２０の軸方向内側面の径方向中央位置とを結ぶ仮想直線を示している。

ここで、回転フランジ９の上側部分にモーメント荷重Ｆが加わることで、ハブ３の中心軸が外輪２の中心軸に対してΔθだけ傾斜したとする。この場合、ハブユニット軸受１の上側部分においては、エンコーダ２０は円輪板部２６に対し、軸方向にΔＴ_１だけ近づくのに対し、ハブユニット軸受１の下側部分においては、エンコーダ２０が円輪板部２６から、軸方向にΔＴ_２だけ離れる。図７から明らかなように、ハブユニット軸受１の上側部分におけるエンコーダ２０の円輪板部２６に対する軸方向の相対変位量ΔＴ_１は、ハブユニット軸受１の下側部分におけるエンコーダ２０の円輪板部２６に対する軸方向の相対変位量ΔＴ_２よりも小さい（ΔＴ_１＜ΔＴ_２）。したがって、図７から明らかなように、エンコーダ２０全体としては、軸方向に関して、ΔＴ（＝（ΔＴ_２－ΔＴ_１）／２）だけ、円輪板部２６から離れる方向に変位する。この結果、エンコーダ２０の軸方向内側面の表面積×ΔＴ分だけ、エンコーダ２０の軸方向内側面と円輪板部２６の外側面との間部分の容積が増大するため、上述したポンピング作用が助長されやすい。

本発明は、上述のような事情を鑑みて、転動体の転動面と、外輪軌道および内輪軌道との転がり接触部の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持することができる、ハブユニット軸受の構造を実現することを目的としている。

本発明のハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、複列の転動体と、カバーと、ラビリンスシールとを備える。
前記外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有する。
前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有する。
前記複列の転動体は、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置されている。
前記カバーは、前記外輪の軸方向内側の開口部を塞ぐ。
前記ラビリンスシールは、径方向のラビリンス部および軸方向のラビリンス部、並びに、接続部を有する。
前記径方向のラビリンス部は、前記外輪または前記カバーと、前記ハブまたは使用時に該ハブと一体に回転する部分とを軸方向に近接対向させてなる。
前記軸方向のラビリンス部は、前記外輪または前記カバーと、前記ハブまたは使用時に該ハブと一体に回転する部分とを径方向に近接対向させてなる。
前記接続部は、前記径方向のラビリンス部と前記軸方向のラビリンス部とを接続する。
本発明のハブユニット軸受は、前記径方向のラビリンス部の径方向に関する長さ寸法と、前記軸方向のラビリンス部の軸方向に関する長さ寸法とが略同じ（寸法誤差や組立誤差などの不可避的な製造誤差など、実用上問題を生じない程度の誤差を除いて同じ）である。
さらに、前記ハブの中心軸上で、軸方向に関して前記複列の転動体同士の中央位置に位置する点を通り、かつ、前記ハブの中心軸に対する傾斜角度が４５度である仮想直線上を含む部分に前記ラビリンスシールが存在する。

本発明のハブユニット軸受の具体的な一態様では、軸方向内側面に、前記ハブの中心軸に直交する円輪面を有し、前記ハブの軸方向内側部分に外嵌固定された対向部材をさらに備える。
前記カバーを、前記外輪の内周面に内嵌固定された嵌合筒部と、該嵌合筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に折れ曲がった円輪板部と、該円輪板部の径方向内側の端部から軸方向内側に折れ曲がった小径筒部と、該小径筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった底板部とを含むものとする。
前記径方向のラビリンス部を、前記円輪面の軸方向内側面と前記円輪板部の軸方向外側面とを近接対向させることにより、前記円輪面の軸方向内側面と前記円輪板部の軸方向外側面との間に存在するものとする。
前記軸方向のラビリンス部を、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面とを近接対向させることにより、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面との間に存在するものとする。
前記仮想直線を、前記接続部を通過するものとする。

本発明のハブユニット軸受の別の態様では、軸方向内側面に、前記ハブの中心軸に直交する円輪面を有する円輪部と、該円輪部の径方向外側の端部から軸方向外側に折れ曲がった円筒部とを含み、前記ハブの軸方向内側部分に外嵌固定された対向部材をさらに備える。
前記カバーを、前記外輪の内周面に内嵌固定された嵌合筒部と、該嵌合筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に折れ曲がった円輪板部と、該円輪板部の径方向内側の端部から軸方向内側に折れ曲がった小径筒部と、該小径筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった底板部とを含むものとする。
前記径方向のラビリンス部を、前記円輪面と前記円輪板部の軸方向外側面とを近接対向させることにより、前記円輪面と前記円輪板部の軸方向外側面との間に存在するものとする。
前記軸方向のラビリンス部を、第１の軸方向のラビリンス部と第２の軸方向のラビリンス部とからなるものとする。前記第１の軸方向のラビリンス部は、前記円筒部の外周面と前記外輪の軸方向内側の端部内周面または前記嵌合筒部の内周面とを近接対向させることにより、前記円筒部の外周面と前記外輪の軸方向内側の端部内周面または前記嵌合筒部の内周面との間に存在する。前記第２の軸方向のラビリンス部は、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面とを近接対向させることにより、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面との間に存在する。
前記径方向のラビリンス部の径方向に関する長さ寸法と、前記第１の軸方向のラビリンス部の軸方向に関する長さ寸法と前記第２の軸方向のラビリンス部の軸方向に関する長さ寸法との和とを略同じとする。
前記仮想直線を、前記径方向のラビリンス部の径方向中間部を通過するものとする。

本発明のいずれの態様においても、前記対向部材を、エンコーダまたはスリンガとすることができる。

本発明のハブユニット軸受によれば、転動体の転動面と、外輪軌道および内輪軌道との転がり接触部の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持することができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例に係るハブユニット軸受を示す断面図である。図２は、図１の右半部拡大図である。図３は、本発明による効果を説明するための模式図である。図４は、本発明の実施の形態の第２例に係るハブユニット軸受を示す、図２に相当する図である。図５は、ハブユニット軸受の従来構造の１例を示す断面図である。図６は、図５の要部拡大図である。図７は、従来のハブユニット軸受の問題点を説明するための模式図である。

［実施の形態の第１例］
図１～図３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のハブユニット軸受１ａは、外輪２と、ハブ３ａと、複数個の転動体４と、対向部材であるエンコーダ２０とを備える。

外輪２は、中炭素鋼などの硬質金属からなり、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと、外輪２を懸架装置に固定するための静止フランジ６とを備える。複列の外輪軌道５ａ、５ｂは、外輪２の内周面の軸方向中間部にそれぞれ形成されている。静止フランジ６は、外輪２の軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出するように形成されており、円周方向複数箇所に支持孔７を有する。外輪２は、支持孔７に螺合または挿通されたボルトなどの結合部材により、懸架装置のナックルに支持固定される。

ハブ３ａは、外輪２の径方向内側に該外輪２と同軸に配置されており、複列の内輪軌道８ａ、８ｂと、車輪および制動用回転体を支持固定するための回転フランジ９とを備える。複列の内輪軌道８ａ、８ｂは、ハブ３ａの外周面のうち、複列の外輪軌道５ａ、５ｂに対向する部分に形成されている。回転フランジ９は、ハブ３ａのうち、外輪２の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に存在する部分に、径方向外側に向けて突出するように形成されており、円周方向複数箇所に取付孔１０を有する。車輪および制動用回転体は、取付孔１０に圧入されたスタッド１１、または、取付孔１０に螺合されるハブボルトにより、回転フランジ９に対し支持される。

本例では、ハブ３ａは、ハブ本体２８と内輪２９とを結合固定してなる。

ハブ本体２８は、軸方向中間部外周面に、複列の内輪軌道８ａ、８ｂのうち、軸方向外側の内輪軌道８ａを有し、かつ、軸方向外側の内輪軌道８ａよりも軸方向外側に存在する部分に、径方向外側に向けて突出した回転フランジ９を有する。さらに、ハブ本体２８は、軸方向内側部分に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径寸法が小さい小径筒部３０を有し、かつ、小径筒部３０の軸方向外側の端部に、軸方向内側を向いた段差部３１を有する。

内輪２９は、軸方向中間部外周面に、複列の内輪軌道８ａ、８ｂのうち、軸方向内側の内輪軌道８ｂを備えるとともに、軸方向内側の端部に、軸方向外側に隣接する溝肩部３２の外径寸法よりも小さい外径寸法を有する小径段部３３を備える。

本例では、内輪２９を小径筒部３０に外嵌し、かつ、小径筒部３０のうちで内輪２９の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した部分を径方向外側に向けて塑性変形させることにより形成したかしめ部３４により、内輪２９の軸方向内側の端面を抑え付けている。これにより、内輪２９を、かしめ部３４と段差部３１との間で軸方向に挟持して、ハブ本体２８と内輪２９とを結合固定することにより、ハブ３ａを構成している。

ハブ３ａは、ハブ本体と内輪とを、前記ハブ本体の小径筒部に前記内輪を外嵌した状態で、前記ハブ本体のうち、前記内輪の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した部分の外周面に形成された雄ねじ部にナットを螺合して結合固定することにより構成することもできる。

本例では、内輪２９の軸方向内側の端面を、外輪２の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に位置させている。換言すれば、ハブ３ａの軸方向内側の端部、すなわち内輪２９の小径段部３３およびかしめ部３４を、外輪２の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出させている。

転動体４は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道８ａ、８ｂとの間に、列ごとに複数個ずつ、それぞれ保持器１２ａ、１２ｂのポケット２７ａ、２７ｂに保持された状態で、転動自在に配置されている。なお、本例では、転動体４として、玉を使用しているが、円すいころを使用することもできる。

エンコーダ２０は、芯金２１と、エンコーダ本体２２とからなる。芯金２１は、軟鋼板などの磁性金属板製で、内輪２９の溝肩部３２の外周面に外嵌固定された円筒部２３と、該円筒部２３の軸方向内側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった円輪部２４とを有する。エンコーダ本体２２は、ゴム磁石やプラスチック磁石などの永久磁石製で、円輪部２４の軸方向内側面に支持固定されている。

本例のハブユニット軸受１ａは、外輪２の内周面とハブ３ａの外周面との間に存在する転動体設置空間１３の軸方向外側の開口を塞ぐシールリング１４ａ、および、外輪２の径方向内側に存在する内部空間の軸方向内側の開口を塞ぐカバー１５ａをさらに備える。

シールリング１４ａは、外輪２の軸方向外側の端部に嵌合固定された、金属板製で円環状の芯金３５と、該芯金３５により補強された、ゴムの如きエラストマー製のシール材３６とからなる。シール材３６は、ハブ３ａの外周面に全周にわたって摺接する複数本（図示の例では３本）のシールリップ３７と、回転フランジ９の軸方向内側面に近接対向するラビリンスリップ３８とを備える。

カバー１５ａは、非磁性金属板製であり、底板部１６ａと、該底板部１６ａの径方向外側の端部から軸方向外側に折れ曲がった筒状部１７ａとを備える。底板部１６ａは、円板状の平板部３９を有する。筒状部１７ａは、平板部３９の径方向外側の端部から軸方向外側に向けて折れ曲がった小径筒部４０と、該小径筒部４０の軸方向外側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった円輪板部４１と、該円輪板部４１の径方向外側の端部から軸方向外側に向けて折れ曲がった嵌合筒部４２とを有する。すなわち、小径筒部４０は、嵌合筒部４２の内径寸法よりも小さい内径寸法を有する。なお、本例のハブユニット軸受１ａは、従動輪用であるため、平板部３９は、小径筒部４０の軸方向内側の開口全体を塞いでいる。

カバー１５ａは、嵌合筒部４２を、外輪２の軸方向内側の端部内周面に締り嵌めで内嵌固定（圧入）することにより、外輪２の軸方向内側の端部の内周面に装着され、該外輪２の径方向内側に存在する空間の軸方向内側の開口を塞いでいる。本例では、カバー１５ａを外輪２の軸方向内側の端部に装着した状態で、カバー１５ａの円輪板部４１の軸方向内側面の軸方向位置を、外輪２の軸方向内側の端面の軸方向位置と一致させている。換言すれば、円輪板部４１の軸方向内側面と、外輪２の軸方向内側の端面とが、ハブユニット軸受１ａの中心軸に直交する同一の仮想平面上に存在するようにしている。

本例では、カバー１５ａを外輪２の軸方向内側の端部に装着した状態で、カバー１５ａの円輪板部４１の軸方向外側面を、エンコーダ本体２２の軸方向内側面に軸方向に近接対向させ、かつ、小径筒部４０の内周面を、内輪２９の小径段部３３の外周面に径方向に近接対向させている。これにより、円輪板部４１の軸方向外側面とエンコーダ本体２２の軸方向内側面との間に、径方向のラビリンス部４３を構成するとともに、小径筒部４０の内周面と小径段部３３の外周面との間に、軸方向のラビリンス部４４を構成している。

なお、円輪板部４１の軸方向外側面は、径方向両側の端部に存在する折れ曲がり部を除いて、外輪２の中心軸に直交する平坦面であり、エンコーダ本体２２の軸方向内側面は、軸方向両側の端部を除いて、ハブ３ａの中心軸に直交する平坦面である。したがって、径方向のラビリンス部４３は、径方向に関して軸方向に関する幅寸法が変化しない円輪状に構成されている。また、小径筒部４０の内周面は、軸方向両側の端部に存在する折れ曲がり部を除いて、軸方向に関して内径寸法が変化しない円筒面であり、小径段部３３の外周面は、軸方向内側の端部を除いて、軸方向に関して外径寸法が変化しない円筒面である。したがって、軸方向のラビリンス部４４は、軸方向に関して径方向に関する幅寸法が変化しない円筒状に構成されている。

本例では、径方向のラビリンス部４３および軸方向のラビリンス部４４、並びに、これら径方向のラビリンス部４３と軸方向のラビリンス部４４との接続部５０により、断面Ｌ字形のラビリンスシール４５を構成している。なお、径方向のラビリンス部４３は、軸方向のラビリンス部４４の軸方向外側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がっている。換言すれば、径方向のラビリンス部４３の径方向内側の端部と、軸方向のラビリンス部４４の軸方向外側の端部とを接続部５０により接続している。

また、本例では、径方向のラビリンス部４３の径方向に関する長さ寸法Ｌ_４３と、軸方向のラビリンス部４４の軸方向に関する長さ寸法Ｌ_４４とを略同じとしている。すなわち、径方向のラビリンス部４３の径方向に関する長さ寸法Ｌ_４３と、軸方向のラビリンス部４４の軸方向に関する長さ寸法Ｌ_４４とを、ハブユニット軸受１ａを構成する各部材の寸法誤差や組立誤差などの不可避的な製造誤差など、実用上問題を生じない程度の誤差を除いて同じとしている。

なお、本例では、径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３と、軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４とを略同じとしている。したがって、本例では、径方向のラビリンス部４３の容積（円輪板部４１の軸方向外側面とエンコーダ本体２２の軸方向内側面との間に存在する隙間の容積）と、軸方向のラビリンス部４４の容積（小径筒部４０の内周面と小径段部３３の外周面との間に存在する隙間の容積）とが略同じとなっている。

ラビリンスシール４５は、回転フランジ９にモーメント荷重が加わっていない状態において、ハブユニット軸受１ａの中心軸（外輪２の中心軸）と同軸であるハブ３ａの中心軸Ｏ上で、軸方向に関して複列の転動体４同士の中央位置に位置する点Ｐを通り、前記中心軸Ｏに対する傾斜角度θが４５度である仮想直線β上を含む部分に存在している。具体的には、仮想直線βは、径方向のラビリンス部４３と軸方向のラビリンス部４４との接続部５０と交差している（接続部５０を横切っている）。このように、仮想直線β上を含む部分にラビリンスシール４５を存在させるために、ハブユニット軸受１ａの各部の寸法を規制している。なお、軸方向に関して複列の転動体４同士の中央位置は、複列の外輪軌道５ａ、５ｂの互いに近い側の端部同士の軸方向に関する中央位置、および、複列の内輪軌道８ａ、８ｂの互いに近い側の端部同士の軸方向に関する中央位置と一致する。

なお、被検出面であるエンコーダ本体２２の軸方向内側面に、センサ２５（図５参照）の検出部を、カバー１５ａの底板部１６ａのうちの円輪板部４１を介して対向させることにより、車輪の回転速度を測定可能とする。

本例のハブユニット軸受１ａによれば、転動体４の転動面と、外輪軌道５ａ、５ｂおよび内輪軌道８ａ、８ｂとの転がり接触部の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持することができる。この理由について、以下で説明する。

車両の走行時に、車輪の回転に伴って、転動体設置空間１３に封入されたグリースの外輪２の内周面への堆積が進むと、グリースの一部が、転動体設置空間１３から軸方向に押し出されて、径方向のラビリンス部４３の径方向外側の端部からラビリンスシール４５内に入り込む。

本例のハブユニット軸受１ａでは、ラビリンスシール４５を、ハブ３ａの中心軸Ｏ上で、軸方向に関して複列の転動体４同士の中央位置に位置する点Ｐを通り、前記中心軸Ｏに対する傾斜角度θが４５度である仮想直線β上を含む部分に配置している。このため、ラビリンスシール４５内に入り込んだグリースを、このラビリンスシール４５内に保持しやすくすることができる。この理由について、次に説明する。

車両の走行時に、回転フランジ９に路面反力に基づくモーメント荷重が加わると、ハブ３ａの中心軸が外輪２の中心軸に対し傾斜する。外輪２の中心軸に対するハブ３ａの中心軸の傾斜の中心は、回転フランジ９に加わるモーメント荷重の大きさや方向などに応じて多少変わるが、おおよそ、ハブ３ａの中心軸Ｏ上で、軸方向に関して複列の転動体４同士の中央位置に位置する点Ｐとなる。

ここで、例えば、図１に示すように、回転フランジ９の上側部分にモーメント荷重Ｆが加わり、ハブ３ａが、図１の時計方向に揺動すると、ハブユニット軸受１ａの上側部分においては、径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３（図２参照）が狭くなるのに対し、軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４が広くなる。一方、ハブユニット軸受１ａの下側部分（図１では省略）においては、径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３が広くなるのに対し、軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４が狭くなる。また、回転フランジ９のうち、モーメント荷重Ｆが加わった部分から周方向に関する位相が９０度ずれた位置においては、径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３および軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４は、モーメント荷重Ｆが加わる以前と変わらない。

車両の走行時に車輪が回転すると、ラビリンスシール４５内に入り込んだグリースが、ハブ３ａに連れ回されるようにして周方向に移動する。このようにして、周方向に移動するグリースは、ラビリンスシール４５のうち、厚さ寸法Ｔ（径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３および軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４）が大きい側に向けて軸方向に移動する。すなわち、ラビリンスシール４５内に入り込んだグリースは、周方向に移動しながら、ラビリンスシール４５の厚さ寸法Ｔの変化に基づいて、径方向のラビリンス部４３と軸方向のラビリンス部４４との間を往復移動する。この結果、ラビリンスシール４５に入り込んだグリースを、該ラビリンスシール４５内に止める（保持する）ことができて、グリースが、ラビリンスシール４５よりも軸方向内側に押し出されることを防止できる。これにより、転動体設置空間１３に、長期間にわたり十分量のグリースを保持することができて、転動体４の転動面と、外輪軌道５ａ、５ｂおよび内輪軌道８ａ、８ｂとの転がり接触部の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持することができる。

特に本例では、ハブ３ａの中心軸Ｏに対する傾斜角度θが４５度である仮想直線βを、径方向のラビリンス部４３と軸方向のラビリンス部４４との接続部５０と交差させるとともに、径方向のラビリンス部４３の容積と、軸方向のラビリンス部４４の容積とを略同じとしている。このため、ハブ３ａの中心軸Ｏが外輪２の中心軸に対し傾斜した場合でも、ラビリンスシール４５の容積が変動するのを抑えることができる。この理由について、図３を参照しつつ説明する。

例えば、回転フランジ９の上側部分にモーメント荷重Ｆが加わることで、ハブ３ａの中心軸が外輪２の中心軸に対してΔθだけ傾斜したとする。この場合、ハブユニット軸受１ａの上側部分においては、エンコーダ本体２２の軸方向内側面が円輪板部４１の軸方向外側面に対して軸方向にΔＴ_ｘ１だけ近づくのに対し、小径段部３３の外周面が小径筒部４０の内周面から径方向にΔＴ_ｙ１だけ離れる。一方、ハブユニット軸受１ａの下側部分においては、エンコーダ本体２２の軸方向内側面が円輪板部４１の軸方向外側面から軸方向にΔＴ_ｘ２だけ離れるのに対し、小径段部３３の外周面が小径筒部４０の内周面に対して径方向にΔＴ_ｙ２だけ近づく。

本例では、ハブ３ａの中心軸Ｏの外輪２の中心軸に対する傾斜角度θが４５度である仮想直線βを、径方向のラビリンス部４３と軸方向のラビリンス部４４との接続部５０と交差させている。このため、ハブユニット軸受１ａの上側部分におけるエンコーダ本体２２の円輪板部４１に対する軸方向の相対変位量ΔＴ_ｘ１と、ハブユニット軸受１ａの下側部分における小径段部３３の小径筒部４０に対する径方向の相対変位量ΔＴ_ｙ２とが略同じとなる。同様に、ハブユニット軸受１ａの下側部分におけるエンコーダ本体２２の円輪板部４１に対する軸方向の相対変位量ΔＴ_ｘ２と、ハブユニット軸受１ａの上側部分における小径段部３３の小径筒部４０に対する径方向の相対変位量ΔＴ_ｙ１とが略同じとなる。本例では、径方向のラビリンス部４３の径方向に関する長さ寸法Ｌ_４３と、軸方向のラビリンス部４４の軸方向に関する長さ寸法Ｌ_４４とを略同じとしているため、ハブ３ａの中心軸が外輪２の中心軸に対しΔθだけ傾斜したことに基づいて径方向のラビリンス部４３の容積が増大する分、軸方向のラビリンス部４４の容積を減少させることができる。この結果、ラビリンスシール４５全体としての容積の増大を抑えることができるため、ラビリンスシール４５の厚さ寸法Ｔが、周方向に関して変化することに伴って生じるポンピング作用が助長されるのを防止することができる。

なお、本例では、径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３と、軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４とを略同じとすることにより、径方向のラビリンス部４３の容積と、軸方向のラビリンス部４４の容積とを略同じとしている。このため、径方向のラビリンス部４３と軸方向のラビリンス部４４との間でのグリースの移動を円滑にできる。ただし、径方向のラビリンス部４３の軸方向に関する厚さ寸法Ｔ_４３と、軸方向のラビリンス部４４の径方向に関する厚さ寸法Ｔ_４４とを互いに異ならせることもできる。

また、ラビリンスシール４５が仮想直線β上を含む部分に存在する限り、該仮想直線βが横切る部分をずらすこともできる。すなわち、径方向のラビリンス部４３を、仮想直線β上を含む部分に配置することもできるし、軸方向のラビリンス部４４を、仮想直線β上を含む部分に配置することもできる。

［実施の形態の第２例］
図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のハブユニット軸受１ｂは、対向部材であるスリンガ４６を備える。スリンガ４６は、鋼板などの金属板を断面略コ字形（略Ｕ字形）に曲げ成形してなる。スリンガ４６は、内輪２９の溝肩部３２の外周面に外嵌固定された内径側円筒部４７と、該内径側円筒部４７の軸方向内側の端部から径方向外側に折れ曲がった円輪部４８と、該円輪部４８の径方向外側の端部から軸方向外側に折れ曲がった外径側円筒部４９とを備える。なお、円輪部４８の軸方向内側面に、ゴム磁石やプラスチック磁石などの永久磁石製のエンコーダ本体を支持固定することもできる。

本例では、カバー１５ａを外輪２の軸方向内側の端部内周面に装着した状態で、カバー１５ａの小径筒部４０の内周面を内輪２９の小径段部３３に径方向に近接対向させるとともに、円輪板部４１の軸方向外側面を、円輪部４８の軸方向内側面に軸方向に近接対向させ、さらに、嵌合筒部４２の内周面を、外径側円筒部４９の外周面に径方向に近接対向させている。これにより、小径筒部４０の内周面と内輪２９の小径段部３３の外周面との間に、第１の軸方向のラビリンス部４４ａを構成するとともに、円輪板部４１の軸方向外側面と円輪部４８の軸方向内側面との間に、径方向のラビリンス部４３ａを構成し、さらに、嵌合筒部４２の内周面と外径側円筒部４９の外周面との間に、第２の軸方向のラビリンス部４４ｂを構成している。

このような径方向のラビリンス部４３ａ、並びに、第１の軸方向のラビリンス部４４ａおよび第２の軸方向のラビリンス部４４ｂと、第１の接続部５０ａおよび第２の接続部５０ｂとにより、断面クランク形のラビリンスシール４５ａを構成している。径方向のラビリンス部４３ａは、径方向内側部分が、第１の軸方向のラビリンス部４４ａの軸方向内側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がっており、径方向外側部分が、第２の軸方向のラビリンス部４４ｂの軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がっている。換言すれば、径方向のラビリンス部４３ａの径方向内側の端部と、第１の軸方向のラビリンス部４４ａの軸方向外側の端部とを第１の接続部５０ａにより接続するとともに、径方向のラビリンス部４３ａの径方向外側の端部と、第２の軸方向のラビリンス部４４ｂの軸方向内側の端部とを第２の接続部５０ｂにより接続している。

また、径方向のラビリンス部４３ａは、ハブ３ａの中心軸Ｏ上にあり、軸方向に関して複列の転動体４同士の中央位置に位置する点Ｐを通り、中心軸Ｏに対する傾斜角度θが４５度である仮想直線β上を含む部分に存在している。具体的には、仮想直線βは、径方向のラビリンス部４３ａの径方向中間部を横切っている。

さらに、本例では、径方向のラビリンス部４３ａの径方向に関する長さ寸法Ｌ_43a（＝Ｌ_43a1＋Ｌ_43a2）を、第１の軸方向のラビリンス部４４ａの軸方向に関する長さ寸法Ｌ_44aと第２の軸方向のラビリンス部４４ｂの軸方向に関する長さ寸法Ｌ _44bとの和と、略同じとしている。具体的には、径方向のラビリンス部４３ａのうち、仮想直線βが横切る部分よりも径方向内側部分の径方向に関する長さ寸法Ｌ_43a1と、第１の軸方向のラビリンス部４４ａの軸方向に関する長さ寸法Ｌ_44aとを略同じとするとともに、径方向のラビリンス部４３ａのうち、仮想直線βが横切る部分よりも径方向外側部分の径方向に関する長さ寸法Ｌ_43a2と、第２の軸方向のラビリンス部４４ｂの軸方向に関する長さ寸法Ｌ_44bとを略同じとしている。なお、仮想直線βは、径方向のラビリンス部４３ａの径方向中央部を横切る（Ｌ_43a1＝Ｌ_43a2）ように構成するのが好ましい。

このような本例の場合にも、ラビリンスシール４５ａ内に入り込んだグリースを、このラビリンスシール４５ａ内に保持しやすくできて、転動体４の転動面と、外輪軌道５ａ、５ｂおよび内輪軌道８ａ、８ｂとの転がり接触部の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持することができる。また、本例のハブユニット軸受１ｂは、実施の形態の第１例のハブユニット軸受１ａに比べて、軸方向寸法を短くすることができ、軽量化を図りやすい。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

１、１ａ、１ｂハブユニット軸受
２外輪
３、３ａハブ
４転動体
５ａ、５ｂ外輪軌道
６静止フランジ
７支持孔
８ａ、８ｂ内輪軌道
９回転フランジ
１０取付孔
１１スタッド
１２ａ、１２ｂ保持器
１３転動体設置空間
１４、１４ａシールリング
１５、１５ａカバー
１６、１６ａ底板部
１７、１７ａ筒状部
１８嵌合筒部
１９小径筒部
２０エンコーダ
２１芯金
２２エンコーダ本体
２３円筒部
２４円輪部
２５センサ
２６円輪板部
２７ａ、２７ｂポケット
２８ハブ本体
２９内輪
３０小径筒部
３１段差部
３２溝肩部
３３小径段部
３４かしめ部
３５芯金
３６シール材
３７シールリップ
３８ラビリンスリップ
３９平板部
４０小径筒部
４１円輪板部
４２嵌合筒部
４３、４３ａ径方向のラビリンス部
４４軸方向のラビリンス部
４４ａ第１の軸方向のラビリンス部
４４ｂ第２の軸方向のラビリンス部
４５、４５ａラビリンスシール
４６スリンガ
４７内径側円筒部
４８円輪部
４９外径側円筒部
５０接続部
５０ａ第１の接続部
５０ｂ第２の接続部

Claims

内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置された複列の転動体と、
前記外輪の軸方向内側の開口部を塞ぐカバーと、
前記外輪または前記カバーと、前記ハブまたは使用時に該ハブと一体に回転する部分とを軸方向に近接対向させてなる径方向のラビリンス部、および、前記外輪または前記カバーと、前記ハブまたは使用時に該ハブと一体に回転する部分とを径方向に近接対向させてなる軸方向のラビリンス部、並びに、前記径方向のラビリンス部と前記軸方向のラビリンス部とを接続する接続部を有するラビリンスシールと、
を備え、
前記径方向のラビリンス部の径方向に関する長さ寸法と、前記軸方向のラビリンス部の軸方向に関する長さ寸法とが略同じであり、
前記ハブの中心軸上で、軸方向に関して前記複列の転動体同士の中央位置に位置する点を通り、かつ、前記ハブの中心軸に対する傾斜角度が４５度である仮想直線上を含む部分に前記ラビリンスシールが存在する、ハブユニット軸受。
軸方向内側面に、前記ハブの中心軸に直交する円輪面を有し、前記ハブの軸方向内側部分に外嵌固定された対向部材をさらに備え、
前記カバーが、前記外輪の内周面に内嵌固定された嵌合筒部と、該嵌合筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に折れ曲がった円輪板部と、該円輪板部の径方向内側の端部から軸方向内側に折れ曲がった小径筒部と、該小径筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった底板部とを含み、
前記径方向のラビリンス部が、前記円輪面と前記円輪板部の軸方向外側面とを近接対向させることにより、前記円輪面と前記円輪板部の軸方向外側面との間に存在しており、
前記軸方向のラビリンス部が、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面とを近接対向させることにより、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面との間に存在しており、
前記接続部を前記仮想直線が通過している、請求項１に記載のハブユニット軸受。
軸方向内側面に、前記ハブの中心軸に直交する円輪面を有する円輪部と、該円輪部の径方向外側の端部から軸方向外側に折れ曲がった円筒部とを含み、前記ハブの軸方向内側部分に外嵌固定された対向部材をさらに備え、
前記カバーが、前記外輪の内周面に内嵌固定された嵌合筒部と、該嵌合筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に折れ曲がった円輪板部と、該円輪板部の径方向内側の端部から軸方向内側に折れ曲がった小径筒部と、該小径筒部の軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった底板部とを含み、
前記径方向のラビリンス部が、前記円輪面と前記円輪板部の軸方向外側面とを近接対向させることにより、前記円輪面と前記円輪板部の軸方向外側面との間に存在しており、
前記軸方向のラビリンス部が、前記円筒部の外周面と前記外輪の軸方向内側の端部内周面または前記嵌合筒部の内周面とを近接対向させることにより、前記円筒部の外周面と前記外輪の軸方向内側の端部内周面または前記嵌合筒部の内周面との間に存在する第１の軸方向のラビリンス部と、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面とを近接対向させることにより、前記ハブの軸方向内側の端部外周面と前記小径筒部の内周面との間に存在する第２の軸方向のラビリンス部とからなり、
前記径方向のラビリンス部の径方向に関する長さ寸法と、前記第１の軸方向のラビリンス部の軸方向に関する長さ寸法と前記第２の軸方向のラビリンス部の軸方向に関する長さ寸法との和とが略同じであり、
前記径方向のラビリンス部の径方向中間部を前記仮想直線が通過している、請求項１に記載のハブユニット軸受。
前記対向部材がエンコーダである、請求項２または３に記載のハブユニット軸受。