WO2003071147A1 - Rolling bearing unit for supporting wheel - Google Patents

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WO2003071147A1
WO2003071147A1 PCT/JP2003/001759 JP0301759W WO03071147A1 WO 2003071147 A1 WO2003071147 A1 WO 2003071147A1 JP 0301759 W JP0301759 W JP 0301759W WO 03071147 A1 WO03071147 A1 WO 03071147A1
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wheel
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Junshi Sakamoto
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    • F16C33/723—Shaft end sealing means, e.g. cup-shaped caps or covers

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing unit for supporting a wheel, which rotatably supports a wheel, particularly a driven wheel (a rear wheel of an FF vehicle, a front wheel of an FR vehicle and an RR vehicle) with respect to a suspension system of the vehicle. Regarding improvements. Background art
  • FIG. 11 A rolling bearing unit for supporting a wheel
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-221432 describes a structure as shown in FIGS.
  • a wheel 1 constituting a wheel is rotatably supported on an end of an axle 3 constituting a suspension device by a rolling bearing unit 2 for supporting a wheel. That is, the inner races 5, which are stationary raceways, constituting the wheel supporting rolling bearing unit 2, are externally fitted to the support shaft 4 fixed to the end of the axle 3, and fixed by the nut 6.
  • the wheel 1 is fixedly connected to a hub 7, which is a rotating raceway, constituting the wheel supporting rolling bearing unit 2 by a plurality of studs 8, 8 and nuts 9, 9.
  • double-row outer ring raceways 10a and 10b are formed, and on the outer peripheral surface, a mounting flange 11 is formed.
  • the wheel 1 is mounted on one side (the outer side in the illustrated example) of the mounting flange 11 together with a drum 12 for forming a braking device by the studs 8 and 8 and nuts 9 and 9. The bond is fixed.
  • a plurality of balls 14, 14, each of which is a rolling element are provided so as to roll freely while being held by holders 15, 15.
  • a double-row angular contact type ball bearing which is a combination of back surfaces, is constructed.
  • the above-mentioned hub 7 is rotatably supported by a radial load and a thrust load.
  • Seal rings 16a and 16b are provided between the inner peripheral surfaces at both ends of the hub 7 and the outer peripheral surfaces at the ends of the inner rings 5 and 5, respectively. It blocks the space with 4 and the outside space.
  • the outer end of the hub 7 (the term “outside in the axial direction” refers to the outside in the width direction when assembled to the vehicle. Similarly, the center in the width direction is referred to as "in”. The same applies to the entire specification). It is closed by a cap 17.
  • the support shaft 4 on which the inner rings 5 and 5 are externally fixed is fixed to the axle 3 and the mounting flange 1 of the hub 7 is fixed.
  • a drum drum for braking is configured by combining the drum 12 of these with a wheel cylinder and a shoe (not shown) supported on a backing plate 18 fixed to the end of the axle 3. At the time of braking, a pair of shoes provided on the inner diameter side of the drum 12 is pressed against the inner peripheral surface of the drum 12.
  • a hub 7a as a rotating raceway is provided on the inner diameter side of an outer ring 19 as a stationary raceway, and a plurality of balls each being a rolling element. It is supported rotatably by 14 and 14.
  • the double-row outer raceways 10a and 10b are rotated on the inner circumferential surface of the outer race 19, respectively, on the outer circumferential surface of the hub 7a.
  • First and second inner raceways 20 and 21 which are side raceway surfaces are provided, respectively.
  • the hub 7a is formed by combining a hub body 22 and an inner ring 23.
  • the mounting flange 1 la for supporting the wheel, the first inner raceway 20 at the intermediate part, and the inner end part near the intermediate part A small-diameter step portion 24 having a smaller diameter than the portion where the first inner raceway 20 is formed is provided.
  • the inner ring 23 provided with the second inner raceway 21 having an arc-shaped cross section on the outer peripheral surface is fitted on the small diameter step portion 24. Further, the inner end surface of the inner ring 23 is pressed down by a caulking portion 25 formed by plastically deforming the inner end portion of the hub body 22 outward in the radial direction. It is fixed for.
  • the inner peripheral surfaces of both ends of the outer ring 19, the outer peripheral surfaces of the intermediate portion of Seal rings 16c and 16d are provided between the inner peripheral surface of the inner ring 23 and the outer peripheral surface of the hub 7a, respectively.
  • the space provided with the balls 14 and 14 is isolated from the external space.
  • sealing rings 16a and 16b (or 16c and 16d) were installed at both ends of the opening of the internal space where the balls 14 and 14 were installed, It is inevitable that the torque required to rotate the hub 7 (or 7a) (the rolling resistance of the wheel bearing rolling bearing unit) will increase.
  • a structure in which one end of the internal space is closed with a cap and a seal ring is provided only on the other end in the axial direction to shut off the internal space from the external space is disclosed in, for example, As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 241450, it has been conventionally known.
  • the rolling bearing unit for supporting wheels of the present invention has been invented in view of such circumstances. Disclosure of the invention
  • the rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention includes a stationary raceway, a rotating raceway, and a plurality of stationary raceways, similarly to the above-described conventionally known wheel supporting rolling bearing unit.
  • a rolling element, a cap, and a seal ring are provided.
  • the stationary race is supported and fixed to the suspension device in use.
  • the rotating raceway rings support and fix the wheels in use.
  • each of the rolling elements is provided between the stationary-side raceway surface and the rotating-side raceway surface that are present on peripheral surfaces of the stationary-side raceway ring and the rotating-side raceway that face each other.
  • the cap closes the entire axial one-end opening of the raceway located on the outer diameter side of the stationary raceway and the rotating raceway.
  • the seal ring closes a space in which the rolling elements are installed between peripheral surfaces of the stationary raceway and the rotating raceway that face each other on a side opposite to the cap in the axial direction.
  • the seal ring has two or three seal lips each made of an elastic material.
  • the rotation resistance of the seal ring based on the friction between the seal lip and the mating surface is in the range of 0.33 to 0.2 Nm.
  • the rotating torque can be sufficiently reduced while ensuring the required sealing performance. That is, since the rotational resistance of the seal ring is suppressed to 0.2 N ⁇ m or less, the rotational torque of the wheel supporting rolling unit as a whole can be reduced.
  • the rotation resistance of the seal ring is at least 0.3 N ⁇ m, the required sealing performance (mainly the muddy water resistance to prevent intrusion of muddy water) can be ensured.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a first example of a structure to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a half sectional view showing a second example of the structure to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a half sectional view showing a third example of the structure to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a first example of a specific structure of a seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a second example of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a third example of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 7 is a partial sectional view showing a fourth example of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a fifth example of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a sixth example of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 10 is a partial sectional view showing a seventh example of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a first example of a conventionally known wheel-supporting rolling bearing unit when assembled to a suspension device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a second example of a conventionally known rolling bearing unit for supporting a wheel.
  • Fig. 1 shows a first example of a structure in which the structure shown in Fig. 11 described above was modified to make it easier to reduce the rotational torque while ensuring the sealing performance. Is shown.
  • the inner inner raceway 13a is formed directly on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the support shaft 4a.
  • the outer seal ring 16a which is incorporated in the conventional structure shown in FIG.
  • the rotation resistance (torque) of the inner seal ring 16b is regulated in the range of 0.3 to 0.2 m. Prevention of foreign matter such as muddy water from entering the space where the balls 14 and 14 are installed is prevented by the seal ring 16 and the cap 17 attached to the outer end opening of the hub 7. I have.
  • the structure of other parts is the same as the conventional structure shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a second example of a rolling bearing unit for supporting a wheel, which is an object of the present invention.
  • the structure shown in FIG. 12 is changed to a structure to which the present invention can be applied. Therefore, in the case of this example, the inner end opening of the outer ring 19 is closed with the cap 17a, and the inner peripheral surface of the outer end of the outer ring 19 and the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub body 22 are formed. The space is closed with a seal ring 16c. A seal ring 16d (FIG. 12) between the inner peripheral surface of the inner end of the outer ring 19 and the outer peripheral surface of the inner ring 23 is omitted.
  • the rotation resistance of the seal ring 16c is restricted to a range of 0.03 to 0.2 N'm. Foreign matter such as muddy water is prevented from entering the space in which the balls 14 and 14 are installed by the seal ring 16c and the cap 17a.
  • the structure of the other parts is the same as the conventional structure shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a third example of a rolling bearing unit for supporting a wheel, which is an object of the present invention.
  • the inner ring 2 externally fitted to the small-diameter stepped portion 24 of the hub main body 2 2a by a nut 27 screwed to the male screw portion 26 provided at the inner end of the hub main body 22a.
  • the inner end face of 3 is held down.
  • the shape of the cap 17b attached to the opening at the inner end of the outer ring 19 is expanded to prevent the male screw part 26 and the nut 27 from drying out.
  • Other configurations are the same as those of the above-described second example.
  • FIGS. 4 to 8 seven examples of the specific structure of the seal ring applicable to the present invention will be described with reference to FIGS. Of these, the five examples shown in Figs. 4 to 8 are the first example of the wheel-supporting rolling bearing unit shown in Fig. 1, and are used as the inner seal ring 16b. Shows possible structures.
  • an outer-diameter-side seal ring 28 that is fitted and fixed to the inner end of the hub 7 (FIG. 1) and an outer-diameter seal ring 28 near the inner end of the support shaft 4a (FIG. 1) are shown.
  • This is a combination seal ring combining the inner diameter side seal ring 29 to be fitted and fixed, and has a total of three seal lips, two on the inner diameter side and one on the outer diameter side.
  • the torque required for the relative rotation between the outer and inner seal rings 28 and 29 based on the friction between the leading edges of these three seal lips and the mating surface (the surface of the core metal) (Rotating resistance) is restricted to the range of 0.03 to 0.2 N ⁇ m.
  • the seal ring 30 is fixed to the inner end of the hub 7 (FIG. 1) and the outer ring is fixed to the portion near the inner end of the support shaft 4a (FIG. 1).
  • the seal ring is a combination of a slinger 31 and three seal lips.
  • the torque (rotational resistance) required for the relative rotation between the seal ring 30 and the slinger 31 based on the friction between the leading edges of the three seal lips and the surface of the slinger 31 is 0.03. Regulate within the range of ⁇ 0.2N'm.
  • the third example shown in FIG. 6 shows the inner side of the two seal lips 32a and 32b that constitute the seal ring 30a that is fitted and fixed to the inner end of the hub 7 (FIG. 1).
  • the seal lip 32a is slidably contacted with the outer peripheral surface of the portion near the inner end of the support shaft 4a (FIG. 1) by the gutter spring 33.
  • the seal ring 30a and the support shaft 4a are based on the friction between the leading edge of the two seal lips 32a and 32b and the outer peripheral surface of the portion near the inner end of the support shaft 4a.
  • the seal ring 34a which is locked to the inner peripheral surface of the inner end of the hub 7 (FIG. 1), and the outer periphery of the portion near the inner end of the support shaft 4a (FIG. 1)
  • This is a combination seal ring that combines a seal ring 34b that locks on the surface.
  • a total of three seal lips are provided, two on the seal ring 34a that locks on the hub 7 side and one on the seal ring 34b that locks on the support shaft 4a side.
  • the hub is based on the friction between the leading edges of these three seal lips and the mating surface, the inner peripheral surface of the bush 7, the outer peripheral surface of the support shaft 4a, and the surface of the cored bar.
  • Torque rotational resistance
  • FIG. 8 shows that the leading edges of the two seal lips provided on the seal ring 35 which is fitted inside the inner end of the hub 7 (FIG. 1) are located near the inner end of the support shaft 4a (FIG. 1). It is to be in sliding contact with the outer peripheral surface of.
  • the required torque is restricted to the range of 0.03 to 0.2N * m.
  • FIGS. 9 and 10 are the second to third examples of the wheel supporting rolling bearing unit shown in FIGS. 2 and 3, wherein the inner peripheral surface of the outer end of the outer ring 19 and the hub body 22 are shown.
  • This figure shows a structure that can be used as a seal ring provided between the outer peripheral surface of the intermediate part of 22a.
  • the seal ring 36 of the first example shown in FIG. 9 is provided with three seal lips on a core metal that can be internally fixed to the outer end of the outer ring 19 (FIGS. 2 and 3). Connect the tip edge of each seal lip to the inner surface of the mounting flange 11a (Figs. 2-3) or a curved surface that connects this inner surface to the outer peripheral surface of the hub body 22, 22a (Figs.
  • the middle seal lip 37 of the three seal lips provided on the seal ring 36a is connected to the hub body 22 by the girder spring 33a. , 22a (Figs. 2 and 3).
  • the relative rotation between the seal ring 36a and the hub bodies 22, 22a based on the friction between the tip edges of the three seal lips and the surfaces of the hub bodies 22, 22a.
  • the required torque (rotational resistance) is restricted to the range of 0.03 to 0.2 N * m.
  • Table 1 shows the results of the experiment performed under such conditions.
  • the mark “X” indicates that a large amount of muddy water entered the grease-filled interior space
  • the mark “ ⁇ ” indicates that a small amount of muddy water entered
  • the mark “ ⁇ ” indicates the infiltration of muddy water. Indicates that was not observed. From the results of such experiments, it can be seen that if the seal torque is 0.03 N'm or more, the infiltration of muddy water can be prevented with any type of seal ring.
  • the experiment was performed by incorporating the seal ring 36 shown in FIG. 9 into the wheel supporting rolling unit shown in FIG. Then, the seal torque was changed in five steps between 0.1 and 0.3 Nm, and the rotational torque of the hub 7a constituting the wheel supporting rolling unit was observed.
  • the lubrication of the rolling bearing unit for wheel support has a viscosity of 10-14 cSt. Performed by enclosing grease (10 ⁇ 14 X 10- 6 m 2 / s), in an environment at 20, rotates the hub 7 a in 20 Omin- 1.
  • the rolling bearing unit for supporting a wheel according to the present invention is configured and operates as described above, the rotational torque of the hub that rotates with the wheels is reduced, and the traveling performance of the vehicle, mainly the acceleration performance and the fuel consumption performance, is reduced. It can contribute to improvement.

Description

明 細書 車輪支持用転がり軸受ュニット 技術分野
この発明は、 自動車の懸架装置に対して車輪、 特に従動輪 （F F車の後輪、 F R車及び R R車の前輪） を回転自在に支持する為の、 車輪支持用転がり軸受ュニ ッ卜の改良に関する。 背景技術
車輪支持用転がり軸受ュニットとして、 例えば特開 2 0 0 1— 2 2 1 2 4 3号 公報には、 図 1 1〜 1 2に示す様な構造が記載されている。 先ず、 このうちの図 1 1に示した第 1例の構造に就いて説明する。 車輪を構成するホイール 1は、 車 輪支持用転がり軸受ュニット 2により、 懸架装置を構成する車軸 3の端部に回転 自在に支持している。 即ち、 この車軸 3の端部に固定した支持軸 4に、 上記車輪 支持用転がり軸受ユニット 2を構成する、 静止側軌道輪である内輪 5、 5を外嵌 し、 ナット 6により固定している。 一方、 上記車輪支持用転がり軸受ユニット 2 を構成する、 回転側軌道輪であるハブ 7に上記ホイール 1を、 複数本のスタッド 8、 8とナット 9、 9とにより結合固定している。
上記ハブ 7の内周面には、 それぞれが回転側軌道面である複列の外輪軌道 1 0 a、 1 0 bを、 外周面には取付フランジ 1 1を、 それぞれ形成している。 上記ホ ィール 1は、 制動装置を構成する為のドラム 1 2と共に、 上記取付フランジ 1 1 の片側面 （図示の例では外側面） に、 上記各スタッド 8、 8とナット 9、 9とに より、 結合固定している。
上記各外輪軌道 1 0 a、 1 0 と、 上記各内輪 5、 5の外周面に形成した、 そ れぞれが静止側軌道面である各内輪軌道 1 3、 1 3との間には、 それぞれが転動 体である玉 1 4、 1 4を複数個ずつ、 それぞれ保持器 1 5、 1 5により保持した 状態で転動自在に設けている。 構成各部材をこの様に組み合わせる事により、 背 面組み合わせである複列アンギユラ型の玉軸受を構成し、 上記各内輪 5、 5の周 囲に上記ハブ 7を、 回転自在に、 且つ、 ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自 在に支持している。 尚、 上記ハブ 7の両端部内周面と、 上記各内輪 5、 5の端部 外周面との間には、 それぞれシールリング 1 6 a、 1 6 bを設けて、 上記各玉 1 4、 1 4を設けた空間と外部空間とを遮断している。 更に、 上記ハブ 7の外端 (軸方向に関して外とは、 車両への組み付け状態で幅方向外側を言う。 同じく、 幅方向中央側を内と言う。 本明細書全体で同じ。） 開口部は、 キャップ 1 7によ り塞いでいる。
上述の様な車輪支持用転がり軸受ュニット 2の使用時には、 図 1 1に示す様に、 内輪 5、 5を外嵌固定した支持軸 4を車軸 3に固定すると共に、 ハブ 7の取付フ ランジ 1 1に、 図示しないタイヤを組み合わせたホイール 1及びドラム 1 2を固 定する。 又、 このうちのドラム 1 2と、 上記車軸 3の端部に固定のバッキングプ レート 1 8に支持した、 図示しないホイルシリンダ及びシユーとを組み合わせて、 制動用のドラムブレーキを構成する。 制動時には、 上記ドラム 1 2の内径側に設 けた 1対のシユーをこのドラム 1 2の内周面に押し付ける。
次に、 図 1 2に示した従来構造の第 2例に就いて説明する。 この車輪支持用転 がり軸受ユニット 2 aの場合には、 静止側軌道輪である外輪 1 9の内径側に、 回 転側軌道輪であるハブ 7 aを、 それぞれが転動体である複数の玉 1 4、 1 4によ り、 回転自在に支持している。 この為に、 上記外輪 1 9の内周面にそれぞれが静 止側軌道面である複列の外輪軌道 1 0 a、 1 0 bを、 上記ハブ 7 aの外周面にそ れぞれが回転側軌道面である第一、 第二の内輪軌道 2 0、 2 1を、 それぞれ設け ている。 このハブ 7 aは、 ハブ本体 2 2と内輪 2 3とを組み合わせて成る。 この うちのハブ本体 2 2の外周面のうちの外端部に車輪を支持する為の取付フランジ 1 l aを、 同じく中間部に上記第一の内輪軌道 2 0を、 同じく中間部内端寄り部 分にこの第一の内輪軌道 2 0を形成した部分よりも小径である小径段部 2 4を、 それぞれ設けている。 そして、 この小径段部 2 4に、 外周面に断面円弧状である 上記第二の内輪軌道 2 1を設けた上記内輪 2 3を外嵌している。 更に、 上記ハブ 本体 2 2の内端部を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部 2 5により上記内 輪 2 3の内端面を抑え付けて、 この内輪 2 3を上記ハブ本体 2 2に対し固定して いる。 更に上記外輪 1 9の両端部内周面と、 上記八ブ 7 aの中間部外周面及び上 記内輪 2 3の内端部外周面との間に、 それぞれシールリング 1 6 c、 1 6 dを設 けて、 上記外輪 1 9の内周面と上記ハブ 7 aの外周面との間で上記各玉 1 4、 1 4を設けた空間と、 外部空間とを遮断している。
上述した従来構造の場合、 玉 1 4、 1 4を設置した内部空間の両端開口部にシ—ルリング 1 6 a、 1 6 b (又は 1 6 c、 1 6 d ) を設置していた為、 ハブ 7 (又は 7 a ) の回転に要するトルク （車輪支持用転がり軸受ユニットの回転抵 抗） が大きくなる事が避けられない。 一方、 上記内部空間と外部空間との遮断を 行なうのに、 この内部空間の一端側をキャップにより塞ぎ、 シールリングを軸方 向他端側にのみ設ける構造も、 例えば特開 2 0 0 1 - 2 4 1 4 5 0号公報に記載 されている様に、 従来から知られている。
但し、 従来の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、 シールリングの回転 抵抗が必ずしも低くない為、 この車輪支持用転がり軸受ュニットの転がり抵抗に 就いても十分に低くできなかった。 この結果、 この車輪支持用転がり軸受ュニッ トを組み込んだ車両の、 加速性能、 燃費性能を中心とする走行性能が悪化する為、 近年に於ける省エネルギ化の流れを受けて、 改良が望まれている。
シールリング設置部分の抵抗を低減して転がり軸受の回転トルクを低減する構 造として従来から、 特開平 1 0— 2 5 2 7 6 2号公報に記載されたものの如きシ ールリップの締め代を工夫する構造の他、 軸受型式、 予圧量、 各部の形状、 接触 角や軌道面の曲率半径等の内部設計、 グリースの種類、 シールリングの形状ゃ材 料等を工夫する事が考えられている。 但し、 これらの要素を互いに関連付けつつ 適正に規制して、 必要とするシール性能を確保し、 且つ、 上記回転トルクを低減 する設計は面倒であった。 この為、 より簡便に車輪支持用転がり軸受ユニットの 回転トルクを低減できる構造の実現が望まれている。
本発明の車輪支持用転がり軸受ュニットは、 この様な事情に鑑みて発明したも のである。 発明の開示
本発明の車輪支持用転がり軸受ュニットは、 前述した従来から知られている車 輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、 静止側軌道輪と、 回転側軌道輪と、 複数 個の転動体と、 キャップと、 シールリングとを備える。
このうちの静止側軌道輪は、 使用状態で懸架装置に支持固定される。
又、 上記回転側軌道輪は、 使用状態で車輪を支持固定する。
又、 上記各転動体は、 上記静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周 面に存在する静止側軌道面と回転側軌道面との間に設けられている。
又、 上記キャップは、 上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とのうちの外径側 に位置する軌道輪の軸方向一端開口部の全体を塞ぐ。
更に、 上記シールリングは、 上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との互いに 対向する周面同士の間で上記各転動体を設置した空間を、 上記キャップと軸方向 反対側で塞ぐ。
そして、 上記シールリングは、 それぞれが弾性材製である 2〜 3本のシ一ルリ ップを有する。
特に、 本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、 上記各シールリツ プと相手面との摩擦に基づく上記シールリングの回転抵抗が、 0 . 0 3〜0 . 2 N · mである。
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ュニッ卜の場合には、 必要 とするシール性能を確保しつつ、 回転トルクを十分に低減できる。 即ち、 シール リングの回転抵抗を 0 . 2 N · m以下に抑えているので、 車輪支持用転がり軸受 ュニット全体としての回転トルクを低減できる。
一方、 上記シールリングの回転抵抗を 0 . 0 3 N · m以上確保しているので、 必要とするシール性能 （主として泥水の侵入防止の為の耐泥水性能） を確保でき る。
即ち、 本発明者の行なった実験の結果、 シールリップの数が 2本又は 3本であ る限り、 このシールリップの形状や材質を含め、 シールリングの構造に関係なく、 このシールリングの回転抵抗の大小により、 シール性能の適否を判定できる事が 分かった。 同時に、 上記シールリングの回転抵抗を 0 . 0 3 N ' m以上にすれば、 必要とするシール性能を得られる事も分かった。
これらにより、 上記シールリングの回転抵抗が 0 . 0 3〜0 . 2 N ' mである 本発明の車輪支持用転がり軸受ュニッ卜の場合には、 必要とするシール性能を確 保しつつ回転トルクを十分に低減できる事が分かる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の対象となる構造の第 1例を示す断面図である。
図 2は、 本発明の対象となる構造の第 2例を示す半部断面図である。
図 3は、 本発明の対象となる構造の第 3例を示す半部断面図である。
図 4は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 1例を示す部分断 面図である。
図 5は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 2例を示す部分断 面図である。
図 6は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 3例を示す部分断 面図である。
図 7は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 4例を示す部分断 面図である。
図 8は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 5例を示す部分断 面図である。
図 9は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 6例を示す部分断 面図である。
図 1 0は、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の第 7例を示す部分 断面図である。
図 1 1は、 従来から知られている車輪支持用転がり軸受ユニットの第 1例を、 懸架装置への組み付け状態で示す断面図である。
図 1 2は、 従来から知られている車輪支持用転がり軸受ュニッ卜の第 2例を示 す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
先ず、 本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ュニットの構造の 3例に就い て説明する。 先ず、 図 1は、 その第 1例として、 前述の図 1 1に示した構造に改 良を加えて、 シール性能を確保しつつ回転トルクの低減を行ない易くした構造を 示している。 この為に本例の場合には、 内側の内輪軌道 1 3 aを、 支持軸 4 aの 中間部外周面に直接形成している。 これにより、 上記図 1 1に示した従来構造で 考えられた、 内側の内輪 5と支持軸 4との嵌合部を通じての異物侵入をなくせる 構造としている。 又、 上記図 1 1に示した従来構造に組み込んでいた、 外側のシ —ルリング 1 6 aを省略し、 内側のシールリング 1 6 bのみとしている。 そして、 この内側のシールリング 1 6 bの回転抵抗 （トルク） を、 0 . 0 3〜0 . 2 Ν · mの範囲に規制している。 各玉 1 4、 1 4を設置した空間内への、 泥水等の異物 侵入防止は、 上記シールリング 1 6 と、 ハブ 7の外端開口部に被着したキヤッ プ 1 7とにより防止している。 その他の部分の構造は、 上記図 1 1に示した従来 構造と同様である。
次に、 図 2は、 本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの第 2例を 示している。 本例は、 前述の図 1 2に示した構造を、 本発明を適用可能な構造に 変更したものである。 この為に本例の場合には、 外輪 1 9の内端開口部をキヤッ プ 1 7 aにより塞ぐと共に、 この外輪 1 9の外端部内周面とハブ本体 2 2の中間 部外周面との間をシールリング 1 6 cにより塞いでいる。 上記外輪 1 9の内端部 内周面と内輪 2 3の外周面との間のシールリング 1 6 d (図 1 2 ) は省略してい る。 そして、 上記シールリング 1 6 cの回転抵抗を、 0 . 0 3〜0 . 2 N ' mの 範囲に規制している。 各玉 1 4、 1 4を設置した空間内への、 泥水等の異物侵入 防止は、 上記シールリング 1 6 cと上記キャップ 1 7 aとにより防止している。 その他の部分の構造は、 上記図 1 2に示した従来構造と同様である。
次に、 図 3は、 本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの第 3例を 示している。 本例の場合には、 ハブ本体 2 2 aの内端部に設けた雄ねじ部 2 6に 螺着したナツト 2 7により、 このハブ本体 2 2 aの小径段部 2 4に外嵌した内輪 2 3の内端面を抑え付けている。 これに合わせて、 外輪 1 9の内端開口部に被着 したキャップ 1 7 bの形状を膨らませ、 上記雄ねじ部 2 6及びナット 2 7との干 涉を防止している。 その他の構成は、 上述した第 2例の場合と同様である。
次に、 本発明に適用し得るシールリングの具体的構造の 7例に就いて、 図 4〜 1 0により説明する。 このうち、 図 4〜8に示した 5例は、 前記図 1に示した車 輪支持用転がり軸受ュニッ卜の第 1例で、 内側のシールリング 1 6 bとして利用 可能な構造を示している。
先ず、 図 4に示した第 1例は、 ハブ 7 (図 1) の内端部に内嵌固定する外径側 シールリング 28と、 支持軸 4 a (図 1) の内端寄り部分に外嵌固定する内径側 シールリング 29とを組み合わせた組み合わせシールリングであり、 内径側に 2 本、 外径側に 1本の、 合計 3本のシールリップを備える。 本例の場合、 これら 3 本のシールリップの先端縁と相手面 （芯金の表面） との摩擦に基づく、 上記外径 側、 内径側両シールリング 28、 29同士の相対回転に要するトルク （回転抵 抗） を、 0. 03〜0. 2N · mの範囲に規制する。
次に、 図 5に示した第 2例は、 ハブ 7 (図 1) の内端部に内嵌固定するシール リング 30と、 支持軸 4 a (図 1) の内端寄り部分に外嵌固定するスリンガ 31 とを組み合わせた組み合わせシールリングであり、 上記シールリング 30に 3本 のシールリップを備える。 本例の場合、 これら 3本のシールリップの先端縁と上 記スリンガ 31の表面との摩擦に基づく、 上記シールリング 30とスリンガ 31 との相対回転に要するトルク （回転抵抗） を、 0. 03〜0. 2N 'mの範囲に 規制する。
次に、 図 6に示した第 3例は、 ハブ 7 (図 1) の内端部に内嵌固定するシール リング 30 aを構成する 2本のシ一ルリップ 32 a, 32 bのうちの内側のシ一 ルリップ 32 aを、 ガ一タスプリング 33により、 支持軸 4 a (図 1) の内端寄 り部分の外周面に摺接させる構造としている。 本例の場合、 上記 2本のシールリ ップ 32 a、 32 bの先端縁と上記支持軸 4 aの内端寄り部分の外周面との摩擦 に基づく、 上記シールリング 30 aと支持軸 4 aとの相対回転に要するトルク (回転抵抗） を、 0. 03〜0. 2N · mの範囲に規制する。
次に、 図 7に示した第 4例は、 ハブ 7 (図 1) の内端部内周面に係止するシー ルリング 34 aと、 支持軸 4 a (図 1) の内端寄り部分の外周面に係止するシー ルリング 34 bとを組み合わせた組み合わせシールリングである。 本例の場合、 ハブ 7側に係止するシールリング 34 aに 2本、 支持軸 4 a側に係止するシール リング 34bに 1本の、 合計 3本のシールリップを備える。 この様な本例の場合、 これら 3本のシールリップの先端縁と相手面 ひ、ブ 7の内周面、 支持軸 4 aの外 周面、 芯金の表面） との摩擦に基づく、 ハブ 7と支持軸 4 aとの相対回転に要す るトルク （回転抵抗） を、 0. 03〜0· 2N · mの範囲に規制する。
次に、 図 8は、 ハブ 7 (図 1) の内端部に内嵌するシールリング 35に設けた 2本のシールリップの先端縁を、 支持軸 4 a (図 1) の内端寄り部分の外周面に 摺接させるものである。 この様な本例の場合、 上記 2本のシールリップの先端縁 と上記支持軸 4 aの内端部外周面との摩擦に基づく、 上記シールリング 35と支 持軸 4 aとの相対回転に要するトルク （回転抵抗） を、 0. 03〜0. 2N *m の範囲に規制する。
次に、 図 9〜10に示した 2例は、 前記図 2〜3に示した車輪支持用転がり軸 受ユニットの第 2〜 3例で、 外輪 19の外端部内周面とハブ本体 22、 22 aの 中間部外周面との間に設けるシールリングとして利用可能な構造を示している。 先ず、 図 9に示した第 1例のシールリング 36は、 上記外輪 19 (図 2〜3) の外端部に内嵌固定自在な芯金に 3本のシールリップを設けたもので、 これら各 シールリップの先端縁を、 取付フランジ 11 a (図 2〜3) の内側面、 或はこの 内側面と上記ハブ本体 22、 22 a (図 2〜3) の外周面とを連続させる曲面部 に摺接自在としている。 この様な本例の場合、 上記 3本のシールリップの先端縁 と上記ハブ本体 22、 22 aの表面との摩擦に基づく、 上記シールリング 36と ハブ本体 22、 22 aとの相対回転に要するトルク （回転抵抗） を、 0. 03〜 0. 2N · mの範囲に規制する。
次に、 図 10に示した第 2例の場合には、 シールリング 36 aに設けた 3本の シールリップのうちの中間のシールリップ 37を、 ガー夕スプリング 33 aによ り、 ハブ本体 22、 22 a (図 2〜3) の中間部外周面に押し付ける様にしてい る。 この様な本例の場合も、 3本のシールリップの先端縁と上記ハブ本体 22、 22 aの表面との摩擦に基づく、 上記シールリング 36 aとハブ本体 22、 22 aとの相対回転に要するトルク （回転抵抗） を、 0. 03〜0. 2N * mの範囲 に規制する。 実施例
次に、 本発明の効果を確認する為に行なった実験の結果に就いて説明する。 実 験では、 図 4〜10に示した 7種類のシールリングに就いて、 シールリング単体 での回転抵抗 （シールトルク） とシール性能との関係を求めた。 シールトルクの 調節は、 シールリップの締め代 （弾性変形量） の調整、 弾性材の変更、 相手面と の接触状態の調整により行なった。 そして、 上記 7種類のシールリングのそれぞ れに就いて、 シールトルクが 0〜0. 22N · mまでのものを 6種類ずつ製作し た。 そして、 各シールリングを、 図 1又は図 2に示した車輪支持用転がり軸受ュ ニットに組み込んで、 泥水浸入試験に供した。 車輪支持用転がり軸受ユニットの 潤滑は、 粘度が 10〜14 c S t (10〜： L 4X 10— 6m2 / s) のグリースを 封入する事により行ない、 20での環境下で、 ハブ 7、 7 &を200111111—1 で回 転させた。
この様な条件で行なった実験の結果を次の表 1に示す。 表 1
Figure imgf000011_0001
尚、 この表 1中、 「X」 印はグリースを封入した内部空間に多量の泥水が浸入 した事を、 「△」 印は少量の泥水が浸入した事を、 「〇」 印は泥水の浸入が観測さ れなかった事を、 それぞれ表している。 この様な実験の結果から、 シールトルク が 0. 03N ' m以上であれば、 何れの構造のシールリングの場合でも、 泥水の 浸入を阻止できる事が分かる。
次に、 シールトルク （回転抵抗） が、 転がり軸受ユニット全体の回転トルクに 及ぼす影響を知る為に行なった実験に就いて説明する。 実験は、 図 9に示したシ ールリング 36を、 図 2に示した車輪支持用転がり軸受ュニットに組み込む事に より行なった。 そして、 シールトルクを 0. 1〜0. 3N . mの間で 5段階に変 化させ、 上記車輪支持用転がり軸受ュニットを構成するハブ 7 aの回転トルクを 観察した。 車輪支持用転がり軸受ュニッ卜の潤滑は、 粘度が 1 0〜14 c S t (10〜 14 X 10— 6m2 /s) のグリースを封入する事により行ない、 20で の環境下で、 ハブ 7 aを 20 Omin— 1 で回転させた。
この様な条件で行なった実験の結果を次の表 2に示す。 表 2
Figure imgf000012_0001
この様な実験の結果を示す表 2から明らかな通り、 シールトルクが 0. 22N • m以上になると、 上記車輪支持用転がり軸受ュニッ卜の回転トルクを十分に低 く抑えられなくなる。 産業上の利用可能性
本発明の車輪支持用転がり軸受ュニットは、 以上に述べた通り構成され作用す るので、 車輪と共に回転するハブの回転トルクを低減して、 加速性能、 燃費性能 を中心とする車両の走行性能の向上に寄与できる。

Claims

請求の範囲
1 . 使用状態で懸架装置に支持固定される静止側軌道輪と、 使用状態で車輪を支 持固定する回転側軌道輪と、 これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向 する周面に存在する静止側軌道面と回転側軌道面との間に設けられた複数個の転 動体と、 上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とのうちの外径側に位置する軌道 輪の軸方向一端開口部の全体を塞ぐキャップと、 上記静止側軌道輪と上記回転側 軌道輪との互いに対向する周面同士の間で上記各転動体を設置した空間を、 上記 キャップと軸方向反対側で塞ぐシールリングとを備え、 このシールリングは、 そ れぞれが弾性材製である 2〜 3本のシ一ルリップを有するものである車輪支持用 転がり軸受ュニットに於いて、 これら各シールリップと相手面との摩擦に基づく 上記シールリングの回転抵抗が 0 . 0 3〜0 . 2 N · mである事を特徴とする車 輪支持用転がり軸受ュニッ卜。
2 . 静止側軌道輪が、 内周面にそれぞれが断面円弧状である複列の外輪軌道を設 けた外輪であり、 回転側軌道輪が外周面に複列の内輪軌道を設けたハブであり、 このハブはハブ本体と内輪とを組み合わせて成るものであり、 このうちのハブ本 体の外周面のうちの外端部に車輪を支持する為の取付フランジが、 同じく中間部 に断面円弧状である第一の内輪軌道が、 同じく中間部内端寄り部分にこの第一の 内輪軌道を形成した部分よりも小径である小径段部が、 それぞれ設けられており、 この小径段部に外嵌された、 外周面に断面円弧状である第二の内輪軌道を設けた 内輪の内端面が、 上記ハブ本体の内端部を径方向外方に塑性変形させて成るかし め部により抑え付けられており、 上記各外輪軌道と上記第一、 第二の内輪軌道と の間に設けられた転動体が玉であり、 上記外輪の内端開口部全体がキャップによ り塞がれており、 シールリングが、 この外輪の外端開口部と上記ハブ本体の中間 部外周面との間に設けられている、 請求項 1に記載した車輪支持用転がり軸受ュ ニット。
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