JP7401974B2

JP7401974B2 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP7401974B2
Application number: JP2019057262A
Authority: JP
Inventors: 亮太松谷
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020159399A

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。

車輪用軸受装置には、泥水等の異物の入り込みを防止するシール部材が外方部材と内方部材との間に設けられている。車輪用軸受装置のアウター側シール部材は、外方部材のアウター側端部に嵌合され、外方部材と内方部材とによって形成された環状空間のアウター側開口端を塞いでいる。

車輪用軸受装置において、アウター側シール部材のシール構造を工夫して密封性を向上させているものがある（例えば、特許文献１参照）。

従来のアウター側シール部材では、密封性向上のために、ハブ輪の車輪取付けフランジと微小間隔を空けて配置されるラビリンスリップ、又は、外方部材の外周面に沿って延びる堰を設けているものが存在する。しかし、ラビリンスリップ又は堰を設けるためには外方部材のアウター側端部の径方向厚さを薄くして空間を確保する必要があり、外方部材に形状的な制限が発生する。そのため、形状的な制限を設けずに泥水等の異物の侵入を防止できるように構成されたアウター側シール部材が求められる。

特開２０１６－８９９９９号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、外方部材に形状的な制限を設けずに軸受内部への泥水等の異物の侵入を防止することができるアウター側シールを備えた車輪用軸受装置の提供を目的とする。

第一の発明は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周に軸方向に延びる小径段部、および前記小径段部よりもアウター側に配置される車輪取り付けフランジを有するハブ輪、ならびにこのハブ輪の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軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間のうちアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材と、を備え、前記アウター側シール部材は、前記外方部材に嵌合された芯金と、前記芯金に接合されたシール部材と、前記内方部材に嵌合されて前記シール部材が摺接する金属環とを有し、前記金属環は、その外周縁に前記ハブ輪の回転に伴って回転する羽根部を備える。

第二の発明は、前記羽根部は、前記外方部材の外周面よりも径方向外側に設けられている。

本発明によれば、羽根部が回転することによって発生する風により、軸受内部に侵入する泥水等を吹き飛ばすため、ラビリンスリップ又は堰を設けていなくても、耐泥水性が向上されたアウター側シール部材を備えた車輪用軸受装置を提供することができる。

車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図。車輪用軸受装置の第一実施形態におけるアウター側シール部材を示す拡大断面図。金属環の鍔部に複数並べて配置された羽根部を模式的に示す正面図。車輪用軸受装置の第二実施形態におけるアウター側シール部材を示す拡大断面図。車輪用軸受装置の第三実施形態におけるアウター側シール部材を示す拡大断面図。

以下に、図１から図３を用いて、車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。なお、以下の説明において、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。

図１に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両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１は、外輪２、ハブ輪３、内輪４、転動体５、インナー側シール部材６およびアウター側シール部材７を具備する。

図１に示すように、外方部材である外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持する。外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ｂが設けられている。外輪２のアウター側端部２ｆには、アウター側シール部材７を嵌合可能なアウター側開口部２ｃが設けられている。外輪２の外周面２ｅには、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｄが一体に設けられている。外輪２の内周面には、そのインナー側及びアウター側に周方向に複列の内側軌道面２ａ・２ａが設けられている。

内方部材は、ハブ輪３と内輪４とによって構成されている。ハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持する。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが設けられている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に設けられている。車輪取り付けフランジ３ｂには、ハブ輪３と車輪又はブレーキ装置とを締結するためのハブボルト３ｃが圧入されている。また、ハブ輪３のアウター側の外周面には、内側軌道面３ｄが設けられている。

内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａに圧入されている。内輪４の外周面には、内側軌道面４ａが設けられている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４ａが構成されている。

転動体５は、複数のボールと、当該ボールを保持する保持器とを有している。

インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板６ａと略円筒状のスリンガ６ｂとを有している。シール板６ａは外輪２のインナー側開口部２ｂに嵌合され、スリンガ６ｂは内輪４に嵌合されている。

図１及び２に示すように、アウター側シール部材７は、外輪２とハブ輪３とによって形成された環状空間のうちアウター側開口端を塞いでいる。アウター側シール部材７は、芯金８と、金属環９と、シール部材１０とを有している。

芯金８は、例えば鋼板をプレス加工することによって形成されている。図２に示すように、芯金８は、円筒部８ａと屈曲部８ｂとを含んでいる。

円筒部８ａは、外輪２のアウター側開口部２ｃ（外輪２のうちアウター側端部２ｆの内周面）に嵌合している。屈曲部８ｂは、円筒部８ａのアウター側端部から屈曲しつつ径方向内方に延びている。

芯金８には、例えば合成ゴムからなるシール部材１０が接合（ここでは、加硫接着）されている。屈曲部８ｂには、シール部材１０のラジアルリップ１０ａ、内側アキシアルリップ１０ｂ及び外側アキシアルリップ１０ｃが接合されている。ラジアルリップ１０ａは、屈曲部８ｂの最も径方向内側に設けられている。ラジアルリップ１０ａは、車輪用軸受装置１の内部のグリースが外部へ漏れることを防止している。内側アキシアルリップ１０ｂは、ラジアルリップ１０ａよりも径方向外側に設けられている。外側アキシアルリップ１０ｃは、内側アキシアルリップ１０ｂよりも径方向外側に設けられている。

金属環９は、例えば鋼板をプレス加工することによって形成されている。金属環９は、円筒部９ａと、折曲部９ｂと、円板部９ｃと、テーパ部９ｄと、鍔部９ｅと、羽根部９ｆとを含んでいる。

円筒部９ａは、ハブ輪３の肩部３ｆ（内周軌道面３ｄとアウター側で隣接している部分）に嵌合している。円筒部９ａには、ラジアルリップ１０ａがグリース油膜を介して摺接している。折曲部９ｂは、円筒部９ａのアウター側端部からアウター側に向かうにつれて径方向外側に拡径している。折曲部９ｂには、内側アキシアルリップ１０ｂがグリース油膜を介して摺接している。円板部９ｃは、折曲部９ｂの先端部から径方向外側に延びている。円板部９ｃには、外側アキシアルリップ１０ｃがグリース油膜を介して摺接している。

テーパ部９ｄは、円板部９ｃの外周縁からインナー側に向かうにつれて拡径している。鍔部９ｅは、テーパ部９ｄの先端部から径方向外側に延びている。

図２及び３に示すように、羽根部９ｆは、金属環９（の鍔部９ｅ）の外周縁に設けられている。羽根部９ｆは翼形状であり、金属環９の外周縁をプレス加工することによって形成されている。羽根部９ｆは、金属環９の外周縁において、周方向に等間隔で設けられている。軸方向から視て、隣り合う羽根部９ｆは、その一部がお互いに重なっている。羽根部９ｆは、ハブ輪３の回転に伴って回転する動翼として機能する。羽根部９ｆは、外側アキシアルリップ１０ｃの先端部と軸方向位置が重なっている。羽根部９ｆは、外輪２の外周面２ｅよりも径方向外側に設けられていて、車輪取り付けフランジ３ｂと軸方向に対向している。

円板部９ｃ、テーパ部９ｄ及び鍔部９ｅのうちハブ輪３の外周面３ｅと軸方向に対向する面には、ゴム部材１１が接合（ここでは、加硫接着）されている。ゴム部材１１は、例えば、合成ゴムである。ゴム部材１１は、ハブ輪３の外周面３ｅに接触している。

以上に説明した構成によれば、アウター側シール部材７において、ハブ輪３の外周面３ｅには、羽根部９ｆを備えた金属環９が設けられている。これにより、車両走行時においてハブ輪３が回転した際に金属環９の羽根部９ｆは外輪２に対して回転する動翼として機能し、羽根部９ｆの回転によって発生した風（空気）でアウター側シール部材７に降り掛かる泥水等の異物を吹き飛ばすことができる。これにより、アウター側シール部材にラビリンスリップ又は堰を設けていなくても、耐泥水性を向上させることができる。また、金属環９は、例えばプレス加工により成型する際、外周縁の一部に羽根部９ｆを設けるだけでよいため、羽根部を別体として用意する必要が無く、製造コストを抑えることができる。

次に、図を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の変形例として第二実施形態及び第三実施形態について説明する。以下の各実施形態の説明では、各実施形態において追加、変更した部位について主に説明を行い、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して、その説明を省略する。

[第二実施形態]
次に、図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１Ａについて説明する。本実施形態に係る車輪用軸受装置１Ａは、第一実施形態の変形例であり、第一実施形態である車輪用軸受装置１において、第一実施形態のテーパ部９ｄをインナー側に傾斜して延ばし、そのインナー側端部と外輪２のアウター側端部２ｆとが径方向外側から見て重複するように配置されたテーパ部９ｄ１を含んでいる。さらに、外輪２のアウター側端部２ｆには、外輪２のアウター側の端面２ｇから外周面２ｅに向って漸次拡径する所定の傾斜角からなるテーパ面２ｈが設けられている。金属環９のテーパ部９ｄ１は、外輪２のテーパ面２ｈに対向して配置され、外輪２のテーパ面２ｈとの間に僅かな環状の隙間が形成され、金属環９のテーパ部９ｄ１とテーパ面２ｈとの間でラビリンス構造Ａが構成される。

これにより、車輪用軸受装置１Ａは、第一実施形態の車輪用軸受装置１と同様の効果を有するとともに、テーパ部９ｄ１とテーパ面２ｈとの間でラビリンス構造Ａが構成されるため、軸受内部への泥水等の異物の侵入を更に抑制することができる。なお、車輪用軸受装置１Ａは、外輪２のアウター側端部２ｆの外周面２ｅの周方向に亘って断面半円状の環状溝を設けてもよい。この環状溝は、後述する第三実施形態の環状溝２ｉと同様である。

[第三実施形態]
次に、図５を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置１Ｂについて説明する。本実施形態に係る車輪用軸受装置１Ｂは、第二実施形態の変形例であり、第二実施形態である車輪用軸受装置１Ａにおいて、鍔部９ｅの外周縁部及び羽根部９ｆが取り除かれて、弾性部材（ここでは、合成ゴム）からなる羽根部１１ａが追加されている。さらに、第二実施形態の車輪用軸受装置１Ａにおいて、外輪２のアウター側端部２ｆの外周面２ｅの周方向に亘って断面半円状の環状溝２ｉが追加されている。羽根部１１ａは、複数の板状の部分であり、ゴム部材１１の基部１１ｂの外周縁の周方向に沿って等間隔に配置されるとともに片端（径方向内側端）が基部１１ｂの外周縁に支持され、かつ互いに重なり合うように設けられる。羽根部１１ａは、ハブ輪３の回転に伴って回転する動翼のブレード部分として構成されている。

これにより、車輪用軸受装置１Ｂは、第二実施形態の車輪用軸受装置１Ａと同様の効果を有する。また、羽根部１１ａは、合成ゴムから構成されるため、金属からなる羽根部と比べて成型が容易であり、コストの低減が図れる。さらに、車輪用軸受装置１Ｂは、環状溝２ｉを有しているため、例えば外輪２の外周面２ｅに沿ってインナー側に向けて流れて来る泥水等の異物を、環状溝２ｉにより外輪２の径方向下方（路面方向）に誘導して排水することができるため、軸受内部への泥水等の異物の侵入を更に抑制することができる。

以上、本実施形態に係る車輪用軸受装置１・１Ａ・１Ｂは、ハブ輪３の外周に転動体５の内側軌道面３ｄが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、ハブ輪３に一対の内輪４が圧入固定された内輪回転の第２世代構造であってもよい。また、上述の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１車輪用軸受装置
２外輪
２ａ外側軌道面
２ｅ外周面
２ｈテーパ面
２ｆアウター側端部
３ハブ輪
３ａ小径段部
３ｂ車輪取り付けフランジ
４内輪
４ａ内側軌道面
５転動体
７アウター側シール部材
８、８Ａ芯金
９金属環
９ｆ羽根部
１０、１０Ａシール部材
１１ゴム部材
１１ａ羽根部

Claims

内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
外周に軸方向に延びる小径段部、および前記小径段部よりもアウター側に配置される車輪取り付けフランジを有するハブ輪、ならびにこのハブ輪の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軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
この内方部材と前記外方部材のそれぞれの軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間のうちアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材と、を備え、
前記アウター側シール部材は、前記外方部材に嵌合された芯金と、前記芯金に接合されたシール部材と、前記内方部材に嵌合されて前記シール部材が摺接する金属環とを有し、
前記金属環は、その外周縁に前記ハブ輪の回転に伴って回転する複数の翼形状の羽根部を備え、
前記複数の羽根部は、周方向に等間隔で設けられるとともに、前記車輪取り付けフランジと軸方向に対向して設けられる、車輪用軸受装置。
前記羽根部は、前記外方部材の外周面よりも径方向外側に設けられている、請求項１に記載の車輪用軸受装置。