WO2005116471A1 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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bearing device
seal
wheel
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Akira Torii
Tomomi Ishikawa
Syougo Suzuki
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Ntn Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a bearing device for a wheel in an automobile or the like, and particularly to a sealing structure thereof.
  • bearing devices used in vehicles such as automobiles are strictly exposed to road surfaces and the like and are under environmental conditions. Therefore, it is necessary to reliably prevent intrusion of dust and mud from the outside, and there is no need for maintenance. Therefore, a high effect is also required for preventing grease leakage. For this reason, for example, a seal structure as shown in FIG. 9 is adopted (see, for example, JP-A-2003-202028).
  • the bearing device shown in the figure has a ball 33 interposed between a double row of raceways 34, 35 of an outer member 31 and an inner member 32, and a ring formed between the inner and outer members 32, 31. The end of the space on the outboard side is sealed with a seal member 37.
  • a slinger 38 is press-fitted into the outer diameter of the inner ring at the inboard end, and is sealed with a cap (not shown).
  • a combination seal (not shown) is used on the inboard side to improve the seal performance.
  • FIG. 9 (B) is an enlarged view of a portion X in FIG. 9 (A).
  • the seal member 37 on the outboard side is obtained by providing an elastic member 40 on a metal core 39, and the elastic member 40 is a seal contacting surface 32c on the outer periphery of the inner member 32.
  • Have 40b, 40c! One of them, a seal lip 40a, is a grease slip for preventing the grease from flowing out, and extends inside the bearing space.
  • the other sealing lips 40b and 40c are dust lips that prevent dust and muddy water from entering.
  • the seal lip 40a has a shape in which the virtual position force of the seal contact surface 32c protrudes as shown in FIG.
  • the seal lips 40a to 40c contact the seal contact surface 32c with a predetermined interference.
  • a seal member 37 having a plurality of seal lips 40a to 40c is provided!
  • the dimensions become longer.
  • the bearing device becomes longer in the axial direction and the weight increases.
  • the seal lips 40a to 40c of the seal member 37 are brought into contact with the seal contact surface 32c of the inner member 32 with a predetermined interference, the contact resistance increases and the bearing rotational torque increases.
  • the above-mentioned three seal lips 40a to 40c have a seal contact surface 32c, that is, a force using the hub wheel as a sliding surface.
  • An object of the present invention is to provide a bearing device for a wheel, which can minimize the exposure of the sliding surface of the seal lip on the outboard side to muddy water and can prevent a decrease in sealing performance due to wear of the seal lip. To provide.
  • the wheel bearing device of the present invention has an outer member having a double-row raceway surface on the inner periphery, a raceway surface opposed to the raceway surface, and a wheel mounting surface on the outer periphery of the outboard side end.
  • An inner member having a flange, a double row of rolling elements interposed between opposing raceway surfaces, and an outboard side and an inboard sealing both ends of an annular space between the outer member and the inner member.
  • the wheel bearing device is provided in close proximity to an outer periphery of an outboard side end of the outer member on the wheel mounting flange.
  • a shield plate having a cylindrical portion constituting a labyrinth seal is provided; water flowing between the shield plate and the outer member through the flange and the shield plate on the outer peripheral surface of the outer member; The seal is transmitted along the outer diameter surface. It is provided with a guide means for guiding the water flowing between the plate and the outer member downwardly of the outer member.
  • the guiding means has an effect of guiding water flowing between the shield plate forming the labyrinth seal and the outer member below the outer member.
  • Can be This allows muddy water to slide with the contact seal on the hub wheel.
  • the sliding surface is prevented from entering, and the occurrence of the sliding surface is suppressed. Therefore, it is possible to suppress abrasion of the contact seal and prevent a decrease in sealing performance.
  • the labyrinth seal formed between the shield plate and the outer member has a function of mainly preventing intrusion of dust, muddy water, and the like from the outside.
  • the contact seal portion As a result, the entry of muddy water or the like into the contact seal portion is prevented, so that the contact seal can be simplified and the rotational torque generated by the contact resistance of the contact seal is reduced. Further, by simplifying the contact seal, the axial length of the inner member and the like can be reduced, and the bearing weight can be reduced accordingly. These can contribute to improving the fuel efficiency of the vehicle.
  • the guide means may be provided on an outer periphery of an axial range of the outer member covered with the shield plate.
  • the guide means may be a groove provided on the outer peripheral surface of the outer member along the circumferential direction, or a ridge provided on the outer peripheral surface of the outer member along the circumferential direction. Alternatively, it may be a separate component attached to the outer peripheral surface of the outer member.
  • the guide means is a groove or a ridge
  • the guide means can be formed integrally with the outer member, so that an increase in the number of parts and the number of assembly steps can be avoided. If the guide means is a separate part, the number of parts and the number of assembly steps increase, but the processing of the outer member is not complicated.
  • the tubular portion of the shield plate may have a shape that has a water return that returns water transmitted along the outer periphery to the base end side of the tubular portion.
  • the tip force transmitted along the outer periphery of the shield plate can be prevented from entering the water, and muddy water can be more reliably prevented from flowing into the sealing means.
  • the shield plate is made of a material having corrosion resistance.
  • the shield plate is a part that is placed in a place where muddy water is likely to be applied. If the shield plate is extended, the shield plate may flow into the sealing means together with water. Therefore, it is preferable that the shield plate has excellent corrosion resistance.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a wheel bearing device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged view of a portion A in FIG.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing another example of the contact seal in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view showing still another example of the contact seal in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a sealing means and a shield plate of a wheel bearing device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a sealing plate and a shield plate of a wheel bearing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a sealing means and a shield plate of a wheel bearing device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a sealing means and a shield plate showing a modification of the embodiment of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the periphery of a wheel bearing device according to a first embodiment.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a conventional example
  • FIG. 9B is an enlarged view of a portion X in FIG. 9A.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • This embodiment is an inner ring rotating type wheel bearing device for supporting a driven wheel, and is classified as a third generation type.
  • the side closer to the outside in the vehicle width direction when attached to the vehicle is referred to as an auto board side
  • the side closer to the center in the vehicle width direction is referred to as an inboard side.
  • the left side is the outboard side
  • the right side is the force inboard side.
  • the wheel bearing device includes an outer member 1 having a double-row raceway surface 4 on the inner periphery, an inner member 2 having a raceway surface 5 opposed to each of the raceway surfaces 4, and a double-row raceway surface 4. , 5 and a double row of rolling elements 3 interposed therebetween. Rolling element 3 becomes ball force. Held at 6.
  • This bearing device for a wheel is a double-row angular ball bearing, and each of the orbital surfaces 4 and 5 has an arc-shaped cross section and has a contact angle so as to be back-to-back.
  • the outer member 1 is a member on the fixed side, and is an integral member having a vehicle body mounting flange la.
  • the inner member 2 is a member on the rotating side, and includes a hub wheel 2A having a wheel mounting flange 2a and a separate inner ring 2B fitted to the outer diameter of the inboard end of the hub wheel 2A. And the raceway surfaces 5 and 5 of each row are respectively formed on the hub wheel 2A and the inner wheel 2B.
  • the wheel mounting flange 2a is located closer to one end of the inner member 2 on the outboard side than the outer member 1 and is formed so as to protrude outward from the outer diameter surface of the cylindrical portion of the outer member 1. ing.
  • the inner ring 2B is axially fastened and fixed to the hub wheel 2A by a caulking portion provided at the inboard end of the hub wheel 2A. Open ends on both sides of an annular space formed between the inner and outer members 2 and 1 are sealed by sealing means 7 and 8, respectively.
  • FIG. 1B is an enlarged view of a portion A in FIG. 1A.
  • the sealing means 7 on the outboard side includes a contact seal 9 attached to the outer member 1 and in contact with the inner member 2 and a contact seal 9 outside the bearing space relative to the contact seal 9.
  • a labyrinth seal 10 provided between the inner and outer members 2 and 1.
  • the labyrinth seal 10 is a non-contact seal formed by a gap between the shield plate 11 mounted on the wheel mounting flange 2a of the inner member 2 and the outer peripheral surface lb of the outer member 1.
  • the shield plate 11 is a member having an L-shaped cross section including a cylindrical tube portion 11a and a standing plate portion l ib extending in the radial direction, and the standing plate portion 1 lb is attached to the inboard side surface 2b of the wheel mounting flange 2a. It is fixed to.
  • the labyrinth seal 10 is formed by the inner surface of the cylindrical portion 11a approaching the outer peripheral surface lb of the outer member 1.
  • a groove lc along the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface lb of the outer member 1 so as to be covered by the shield plate 11 and positioned on the labyrinth seal 10, and the groove lc constitutes a guide means. are doing.
  • the contact seal 9 includes a metal core 12 having a substantially U-shaped cross section including a cylindrical portion 12a and an upright plate portion 12b, and a rubber-like elastic material fixed to the metal core 12. And an elastic member 13.
  • the contact seal 9 is attached to the outer member 1 by fitting the cylindrical portion 12a of the cored bar 12 to the inner diameter surface of the outer member 1.
  • the elastic member 13 has three sealing lips 13a, 13b, and 13c each having a tip directed at a sealing surface 2c in the vicinity of the wheel mounting flange 2a on the outer periphery of the inner member 2 near the wheel mounting flange 2a.
  • each of the seal lips 13b and 13c is a dust lip for preventing intrusion of dust and muddy water, and is formed so that its tip extends outside the bearing space. These dust lips 13b and 13c are in contact with the sealing surface 2c without any interference.
  • the innermost seal lip 13a is a grease slip that prevents the sealed grease from flowing out, and its tip is formed so as to extend inside the bearing space, and comes into contact with the seal surface 2c with an interference.
  • the sealing means 8 on the inboard side in FIG. 1 (A) includes an L-shaped core 14 formed of a cylindrical portion 14a and an upright portion 14b, and an inner side of the upright portion 14b of the core 14. It is configured as a combination seal composed of a contact seal 15 that comes into contact with the seal.
  • a multipolar magnet 19 shown in FIG. 8 to be described later may be fixed to a side surface of the standing plate portion 14b facing the outer side of the bearing space, thereby forming a slinger that also serves as a magnetic encoder.
  • the multipole magnet has a ring shape in which magnetic poles are alternately magnetized in a circumferential direction.
  • a rotation speed detecting device for detecting is configured.
  • the entire end surface of the inboard end of the wheel bearing device is closed by a seal cap 17 attached to an outer member.
  • the magnetic sensor 20 is attached to the seal cap 17 and the like.
  • the sealing means 7 on the outboard side in FIG. 1B is constituted by the contact seal 9 and the labyrinth seal 10.
  • a groove lc is formed in the outer peripheral surface lb of the member 1 along the circumferential direction as a guide means, so that dust and muddy water from outside can be prevented from entering and passing through the S labyrinth seal 10.
  • the sealing function of the contact seal 9 is reduced as compared with the case where the interference is provided.However, the labyrinth seal 10 and the groove lc serving as the guide means are sufficient for the seal means 7 as a whole. A proper sealing function can be secured. As a result, the rotational torque generated by the contact resistance of the contact seal 9 is reduced, which can contribute to improving the fuel efficiency of the vehicle.
  • the seal lip 13b, 13c which is a dust lip, comes into contact with the seal surface 2c without any interference!
  • the contact resistance may be reduced by reducing the interference.
  • FIGS. 2 and 3 show another example of the contact seal 9 in FIG. 1 (B).
  • the outermost seal lip 13c serving as a dust lip can be omitted as shown in FIG. 2, or the two seal lips 13b and 13c serving as a dust lip can be omitted as shown in FIG. Therefore, the contact resistance of the contact seal 9 is reduced.
  • the shape of the contact seal 9 is simplified, so that the axial dimension of the contact seal 9 is shortened, and the sealing surface 2c for making contact with the contact seal 9 accordingly.
  • the axial length of the bearing device can also be shortened, and the axial length of the bearing device can be shortened. This makes it possible to reduce the weight of the wheel bearing device, which also contributes to improving the fuel efficiency of the vehicle.
  • the configuration other than the contact seal 9 is the same as that of FIG. 1 (B).
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
  • the guide means in the sealing means 7 on the outboard side is constituted by a ridge Id formed on the outer peripheral surface lb of the outer member 1 along the circumferential direction.
  • the ridge Id is located on the labyrinth seal 10 formed by the gap between the shield plate 11 mounted on the wheel mounting flange 2a of the inner member 2 and the outer peripheral surface lb of the outer member 1 as described above. I do.
  • the water flowing between the shield plate 11 and the outer member 1 through the flange 2a and the shield plate 11 and the shield plate 11 and the outer member 1 along the outer diameter surface of the outer member 1 are transmitted.
  • the water flowing between the outer member 1 is blocked by the ridge Id and does not flow to the outboard side. It is guided downward. Therefore, intrusion of muddy water into the contact seal portion is prevented.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
  • a metal core 12 having an L-shaped cross section and constituting the contact seal 9 is fixed by being fitted into the outer peripheral surface lb of the outer member 1 from its outboard side through its cylindrical portion 12a.
  • the gap between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 12a and the inner peripheral surface of the shield plate 11 is a labyrinth seal 10.
  • the end part le on the inboard side of the cylindrical portion 12a as one part functions as a guide means, flows along the flange 2a and the shield plate 11, and flows between the shield plate 11 and the outer member 1.
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • the cylindrical portion 1 la of the shield plate 11 in the sealing means 7 on the outboard side is provided with water transmitted along the outer periphery on the base end side (standing with the cylindrical portion 11 a). It returns to the corner 11c) with the plate part l ib and has a shape with water return.
  • the angle ⁇ formed with b is made smaller than 90 °, the distal end of the cylindrical portion 11a is formed into a tapered cylindrical shape having a larger diameter than the base end to return water.
  • a groove 1 c along the circumferential direction is formed so as to be covered by the shield plate 11 and located on the labyrinth seal 10.
  • This groove lc constitutes the guide means. Therefore, the cylindrical member 11a has a water return because it is guided below the outer member 1 by the hydraulic groove lc flowing along the outer diameter surface of the outer member 1 and between the shield plate 11 and the outer member 1. Coupled with the function of the shape, the intrusion of muddy water into the contact seal is almost completely prevented.
  • Corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.
  • FIG. 7 shows a modification of the fourth embodiment shown in FIG.
  • the cylindrical portion 11a of the shield plate 11 has a cylindrical shape, and an outward flange lid is provided at an inboard end of the cylindrical portion 11a.
  • a shape having a water return is formed by the outward flange lid. Therefore, the water flowing on the inboard side surface 2b of the wheel mounting flange 2a and the 1 lb of the upright portion, or the water flowing around the outer periphery of the cylindrical portion 11a, is guided from the outer surface of the cylindrical portion 11a directly below the shield plate 11. You.
  • the cylindrical portion 11a constitutes a labyrinth seal 10 close to the outer periphery of the outer member on the artboard side, and the muddy water has the above-mentioned sealing function. It is desirable to use a material that has corrosion resistance because it is constantly exposed to the environment where it is exposed. Thereby, the sealing function is maintained for a long time.
  • the gap between the labyrinth seals 10 is preferably about 0.5 mm (0.4 to 0.8 mm including the tolerance).
  • FIG. 8 shows a peripheral structure of the wheel bearing device according to the first embodiment.
  • the outer member 1 is fixed to a knuckle 16 of a suspension device, and a seal cap portion 17 is provided integrally with the knuckle 16.
  • the sealing means 8 on the inboard side is provided with a multi-pole magnet 19 to constitute a magnetic encoder, and a magnetic sensor 20 facing the multi-pole magnet 19 is installed on the knuckle 16.
  • a hub bolt 23 is press-fitted into the wheel mounting flange 2a of the inner member 2.
  • the brake rotor 21 and the rim portion 22 of the wheel are mounted on the hub bolt 23 in an overlapping state, and tightened by screwing a nut 24.
  • peripheral structure is not limited to the first embodiment, and is also applied to the peripheral structure of the wheel bearing device of the other embodiments described above.

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Abstract

 外方部材1と内方部材2の軌道面4,5間に転動体3を介在させ、両部材1,2間の環状空間の両端をそれぞれ密封する密封手段7,8を設ける。内方部材2の車輪取付用のフランジ2aにシールド板11を設ける。シールド板11は、外方部材1のアウトボード側端の外周に近接してラビリンスシール10を構成する筒部11aを有するものとする。外方部材1の外周面1bに、流入水を外方部材1の下方へ案内する案内手段1cを設ける。案内手段1cは、前記フランジ2aおよびシールド板11を伝わって前記シールド板11と外方部材1の間に流れ込む水、および前記外方部材1の外径面を伝わって前記シールド板11と外方部材1の間に流れ込む水を下方へ案内する。案内手段1cは、環状の溝または突条等により構成される。

Description

明 細 書
車輪用軸受装置
技術分野
[0001] この発明は、自動車等における車輪用軸受装置に関し、特にその密封構造に関す る。
背景技術
[0002] 自動車等の車両に用いられる軸受装置は、路面等に曝される厳 、環境下にある ため、外部からの塵埃や泥水の確実な侵入防止が求められ、また保守の不要化の 面から、グリース漏れの防止についても高い効果が求められる。このため、例えば図 9に示すようなシール構造が採用されて!/、る(例えば特開 2003 - 202028号公報)。 同図の軸受装置は、外方部材 31と内方部材 32の複列の軌道面 34, 35に、ボール 3 3を介在させたものであり、内外の部材 32, 31間に形成される環状空間のアウトボー ド側の端部がシール部材 37で密封されている。インボード側端は、内輪外径にスリン ガ 38が圧入され、キャップ(図示せず)により密封されている。なお、特開 2003— 20 2028号公報は、インボード側において、組合せシール(図示せず)が用いられ、シー ル性能の向上が図れられている。
[0003] 図 9 (A)の X部を図 9 (B)に拡大して示す。アウトボード側のシール部材 37は、芯金 39に弾性部材 40を設けたものであり、弾性部材 40は、内方部材 32の外周のシール 接虫面 32c【こ接虫する 3つのシーノレリップ 40a, 40b, 40cを有して!/ヽる。そのうち 1つ のシールリップ 40aは、封入グリースの流出を防止するグリースリップであり、軸受空 間の内方に延びている。他のシールリップ 40b, 40cは塵埃や泥水の侵入を防止す るダストリップである。これらのシールリップ 40a〜40cの先端部はシール接触面 32c に組付けな 、自然状態では、図 9 (B)のようにシール接触面 32cの仮想位置力 突 出した形状であり、これにより各シールリップ 40a〜40cは所定の締代を持ってシー ル接触面 32cに接触して 、る。
[0004] しかし、上記軸受装置におけるアウトボード側のシール構造では、複数のシールリ ップ 40a〜40cを有するシール部材 37を設けて!/、るので、シール部材 37の軸方向 寸法が長くなる。その分、軸受装置が軸方向に長くなり、重量が重くなる。自動車部 品である車輪用軸受装置においては、燃費の向上等のために、重量を極力軽減す ることが求められる。また、シール部材 37のシールリップ 40a〜40cを内方部材 32の シール接触面 32cに所定の締代を持って接触させて 、るので、接触抵抗が大きくな り軸受回転トルクが増大する。さら〖こ、上記 3つのシールリップ 40a〜40cは、シール 接触面 32c、すなわち、ハブ輪を摺動面としている力 この摺動面は絶えず泥水に曝 されることになるので、摺動面が発鲭し易ぐその結果、シールリップの摩耗が大きく なり、長期の使用によって泥水が軸受内部に浸入する恐れが生じる。この軸受内部 への泥水の浸入を防止するために、上記締代を更に大きくすることも考えられるが、 接触抵抗がより大きくなり、軸受回転トルクが一層増大することになる。このため、得 策とは言えず、その改善が望まれる。
発明の開示
[0005] この発明の目的は、アウトボード側のシールリップの摺動面が泥水に曝されることを 極力抑え、シールリップの摩耗によるシール性の低下を防止することができる車輪用 軸受装置を提供することである。
[0006] この発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら 軌道面に対向する軌道面を有しかつアウトボード側端の外周に車輪取付用のフラン ジを有する内方部材と、対向する軌道面間に介在した複列の転動体と、前記外方部 材と内方部材との間の環状空間の両端を密封するアウトボード側およびインボード側 の密封手段とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置で あって、前記車輪取付用のフランジに、前記外方部材のアウトボード側端の外周に 近接してラビリンスシールを構成する筒部を有するシールド板を設け、前記外方部材 の外周面に、前記フランジおよびシールド板を伝わって前記シールド板と外方部材 の間に流れ込む水、および前記外方部材の外径面を伝わって前記シールド板と外 方部材の間に流れ込む水を外方部材の下方へ案内する案内手段を設けている。
[0007] この構成によると、アウトボード側の密封手段において、前記案内手段によって、ラ ビリンスシールを構成するシールド板と外方部材との間に流れ込む水を外方部材の 下方へ案内する作用が得られる。これにより、泥水がハブ輪の接触シールとの摺動 面に進入することが阻止され、この摺動面の発鲭が抑えられる。したがって、接触シ ールの摩耗を抑制してシール性の低下を防ぐことができる。また、シールド板と外方 部材との間で構成されるラビリンスシールは、主に外部からの塵埃や泥水等の侵入を 防止する機能を果たすことになる。これらにより、接触シール部への泥水等の進入が 阻止されるので、接触シールを簡略ィ匕でき、接触シールの接触抵抗により生じる回 転トルクが軽減される。また、接触シールの簡略ィ匕によって、内方部材等の軸方向長 さを短くすることができ、それだけ軸受重量を軽減することも可能になる。これらにより 、車両の燃費向上に貢献できる。
[0008] この発明にお 、て、前記案内手段は、前記外方部材の前記シールド板で覆われた 軸方向範囲の外周に設けたものであっても良!、。このようにシールド板のインボード 側端よりもアウトボード側に案内手段を配置することで、内方部材の車輪取付用フラ ンジおよび外方部材の両方力 伝わって来る水滴を、共に案内手段で外方部材の 下方に案内でき、アウトボード側の密封手段まで浸入することが防止される。
[0009] 前記案内手段は、前記外方部材の外周面に円周方向に沿って設けた溝であって も良ぐまた前記外方部材の外周面に円周方向に沿って設けた突条であっても良ぐ さらには外方部材の外周面に取付けられた別体の部品であつても良い。
案内手段が溝または突条であると、外方部材と一体に案内手段が形成できるため、 部品点数,組立工数の増加を回避できる。案内手段が別体の部品であると、部品点 数,組立工数は増えるが、外方部材の加工の複雑化が回避される。
[0010] この発明にお 、て、前記シールド板の筒部は、外周を伝わる水を筒部の基端側へ 返す水返しを有する形状としても良い。水返しがシールド板に設けられていると、シ 一ルド板の外周を伝わってその先端力も水が浸入するのを防止でき、密封手段へ泥 水が流れ込むことがより一層確実に防止される。
[0011] 前記シールド板は、耐腐食性を持つ材質とすることが望ま 、。シールド板は、泥 水をかぶり易い箇所に配置された部品であり、またシールド板が鲭びると、その鲭が 密封手段に水と共に流れ込む恐れがある。そのため、シールド板は耐腐食性に優れ たものとすることが好ましい。
図面の簡単な説明 [0012] この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭 に理解されるであろう。し力しながら、実施例および図面は単なる図示および説明の ためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この 発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面に おける同一の部品番号は、同一部分を示す。
[図 1] (A)はこの発明の第 1の実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図、 (B)は( A)における A部の拡大図である。
[図 2]図 1における接触シールの他の例を示す拡大断面図である。
[図 3]図 1における接触シールの更に他の例を示す拡大断面図である。
[図 4]この発明の第 2の実施形態に力かる車輪用軸受装置の密封手段およびシール ド板周辺の部分断面図である。
[図 5]この発明の更に第 3の実施形態に力かる車輪用軸受装置の密封手段およびシ 一ルド板周辺の部分断面図である。
[図 6]この発明の第 4の実施形態に力かる車輪用軸受装置の密封手段およびシール ド板周辺の部分断面図である。
[図 7]図 6の実施形態の変形例を示す密封手段およびシールド板周辺の部分断面図 である。
[図 8]第 1の実施形態に力かる車輪用軸受装置の周辺部を示す断面図である。
[図 9] (A)は従来例の断面図、(B)は (A)における X部の拡大図である。
発明を実施するための最良の形態
[0013] この発明の第 1の実施形態を図 1と共に説明する。この実施形態は内輪回転タイプ で従動輪支持用の車輪用軸受装置であり、第 3世代型に分類されるものである。な お、この明細書において、車両に糸且付けた状態で車幅方向の外側寄りとなる側をァ ゥトボード側と 、、車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と言う。図 1では左側 がアウトボード側、右側力 Sインボード側となる。
この車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面 4を有する外方部材 1と、これら軌道 面 4にそれぞれ対向する軌道面 5を有する内方部材 2と、これら複列の軌道面 4, 5間 に介在する複列の転動体 3とを備える。転動体 3はボール力 なり、各列毎に保持器 6で保持されている。この車輪用軸受装置は、複列のアンギユラ玉軸受とされ、各軌 道面 4, 5は、断面円弧状とされて背面合わせとなるように接触角が形成されている。
[0014] 外方部材 1は、固定側の部材となるものであって、車体取付フランジ laを有する一 体の部材である。内方部材 2は、回転側の部材となるものであって、車輪取付フラン ジ 2aを有するハブ輪 2Aと、このハブ輪 2Aのインボード側端の外径に嵌合した別体 の内輪 2Bとで構成され、ハブ輪 2Aおよび内輪 2Bに各列の軌道面 5, 5がそれぞれ 形成されて 、る。車輪取付フランジ 2aは外方部材 1よりもアウトボード側で内方部材 2 の一端寄りに位置して、外方部材 1の円筒部の外径面よりも外径側に突出するように 形成されている。内輪 2Bは、ハブ輪 2Aのインボード側の端部に設けられた加締部 でハブ輪 2Aに軸方向に締め付け固定される。内外の部材 2, 1間に形成される環状 空間の両側の開口端部は、それぞれ密封手段 7, 8で密封されている。
[0015] 図 1 (A)の A部を拡大して図 1 (B)に示す。同図のように、アウトボード側の密封手 段 7は、外方部材 1に取付けられて内方部材 2に接する接触シール 9と、この接触シ ール 9よりも軸受空間の外側にあって、内外の部材 2, 1間に設けられたラビリンスシ ール 10とでなる。ラビリンスシール 10は、内方部材 2の車輪取付フランジ 2aに装着さ れたシールド板 11と、外方部材 1の外周面 lbとの間の隙間により形成された非接触 シールである。シールド板 11は、円筒状の筒部 11aと径方向に延びる立板部 l ibと でなる断面 L字状の部材であって、立板部 1 lbを車輪取付フランジ 2aのインボード側 面 2bに固着されている。この状態で、筒部 11aの内面が外方部材 1の外周面 lbに近 接してラビリンスシール 10が形成される。外方部材 1の外周面 lbには、円周方向に 沿った溝 lcが、シールド板 11に覆われ、かつラビリンスシール 10に位置するよう形 成されており、この溝 lcが案内手段を構成している。
[0016] 上記接触シール 9は、円筒部 12aと立板部 12bとでなる断面概形カ 字状の芯金 1 2と、この芯金 12に固着されたゴムのような弾性材料カゝらなる弾性部材 13とで構成さ れる。この接触シール 9は、芯金 12の円筒部 12aを外方部材 1の内径面に嵌合する ことで、外方部材 1に取付けられている。弾性部材 13には、内方部材 2の外周の上記 車輪取付フランジ 2aの近傍におけるシール面 2cに先端が向力 3つのシールリップ 13a, 13b, 13cが形成されている。そのうち、内外の部材 2, 1の間の軸受空間に対 する最内側のシールリップ 13aを除く各シールリップ 13b, 13cは、塵埃、泥水の侵入 を防止するダストリップであり、それぞれ先端が軸受空間の外側へ延びるように形成 されている。これらダストリップ 13b, 13cは、上記シール面 2cに対して締代を持たな い状態で接触している。最内側のシールリップ 13aは、封入グリースの流出を防止す るグリースリップであり、その先端が軸受空間の内側に延びるように形成され、上記シ ール面 2cに対して締代を持って接触して 、る。
[0017] 図 1 (A)のインボード側の密封手段 8は、円筒部 14aおよび立板部 14bからなる断 面 L字状の芯金 14と、この芯金 14の立板部 14bの内側に接触する接触シール 15と よりなる組合せシールとして構成されている。この場合、立板部 14bにおける軸受空 間の外側に向く側面に、後述する図 8の多極磁石 19を固着し磁気ェンコーダ兼用の スリンガとすることも可能である。多極磁石は、円周方向に磁極が交互に着磁されたリ ング状のものであり、この多極磁石にアキシアル方向から対面して磁気センサ 20を配 置することにより、車輪回転数を検出する回転数検出装置が構成される。この車輪用 軸受装置のインボード側端は、外方部材に取付けられたシールキャップ 17により端 面の全体が閉じられている。上記磁気センサ 20はこのシールキャップ 17等に取付け られる。
[0018] この構成の車輪用軸受装置によると、図 1 (B)のアウトボード側の密封手段 7を、接 触シール 9とラビリンスシール 10とで構成し、このラビリンスシール 10に位置して外方 部材 1の外周面 lbに、案内手段となる円周方向に沿う溝 lcが形成されているため、 外部からの塵埃や泥水の侵入力 Sラビリンスシール 10を通過して浸入することが防止 される。
特に、フランジ 2aおよびシールド板 11を伝わってシールド板 11と外方部材 1の間 に流れ込む水、および外方部材 1の外径面を伝わってシールド板 11と外方部材 1の 間に流れ込む水が、溝 lcによって外方部材 1の下方へ案内されるので、接触シール 部への泥水の侵入防止効果が高いものとなる。
[0019] そのため、アウトボード側の密封手段 7が、泥水に曝される環境下にありながら、内 方部材 2のシール面 2cへの泥水の浸入がなぐこの部分の発鲭が抑制される。した がって、接触シール 9を簡略化させても、十分な密封機能を確保できる上に、シール 面 2cの発鲭による接触シール 9の摩耗がなぐシール性が低下する懸念がない。こ の例では、接触シール 9の簡略化の形態として、ダストリップとなるシールリップ 13b, 13cが、内方部材 2のシール面 2cに対して締代を持たずに接触するものとしてある。 このため、締代を持たせた場合よりも接触シール 9での密封機能は低下するが、ラビ リンスシール 10および前記案内手段となる溝 lcがあることで、密封手段 7の全体とし ては十分な密封機能を確保できる。これにより、接触シール 9による接触抵抗で生じ る回転トルクが小さくなり、車両の燃費向上に貢献できる。
[0020] なお、接触シール 9の接触抵抗を小さくする構成として、上記の例ではダストリップ であるシールリップ 13b, 13cがシール面 2cに対して締代を持たな!、で接触するもの としたが、締代を小さくすることで接触抵抗を小さくしても良い。
[0021] 図 2および図 3は、図 1 (B)における接触シール 9の他の例を示すものである。図 1 ( B)におけるダストリップとなる最外側のシールリップ 13cを、図 2のように省いたり、あ るいは図 3のようにダストリップとなる 2つのシールリップ 13b, 13cを共に省くことによ つて、接触シール 9の接触抵抗を小さくしている。
このようにシールリップの枚数を削減した場合は、接触シール 9の形状が簡略ィ匕さ れることで接触シール 9の軸方向寸法が短くなり、それだけ接触シール 9に接触させ るためのシール面 2cの軸方向長さも短くでき、軸受装置の軸方向長さを短くすること ができる。これにより、車輪用軸受装置の軽量ィ匕が可能となり、この点でも車両の燃 費向上に貢献できる。図 2,図 3の例において、接触シール 9以外の構成は、図 1 (B) と同様であるので、共通部分に同一の符号を付しその説明を省略する。
[0022] 図 4は、この発明の第 2の実施形態を示す。この車輪用軸受装置は、アウトボード側 の密封手段 7における案内手段が、外方部材 1の外周面 lbに円周方向に沿って形 成された突条 Idにより構成されている。この突条 Idが、上記と同様に内方部材 2の 車輪取付フランジ 2aに装着されたシールド板 11と、外方部材 1の外周面 lbとの間の 隙間により形成されたラビリンスシール 10に位置する。この実施形態では、フランジ 2 aおよびシールド板 11を伝わつてシールド板 11と外方部材 1の間に流れ込む水、お よび外方部材 1の外径面を伝わってシールド板 11と外方部材 1の間に流れ込む水が 、突条 Idによって堰き止められ、アウトボード側へ流入せずにそのまま外方部材 1の 下方へ案内される。そのため、接触シール部への泥水の侵入が阻止される。
[0023] このような突条 Idの泥水侵入阻止機能と、上記同様のラビリンスシール 10の機能と が相俟って、アウトボード側の密封手段 7の密封機能をより高めることができる。した がって、接触シール 9による接触抵抗で生じる回転トルクが小さくなり、車両の燃費向 上に貢献できることは上記と同様である。また、この優れた密封機能により、図 2およ び図 3に示すような接触シールの簡略化が、この実施形態でも可能であることは言う までもない。その他の構成、効果は第 1の実施形態と同じであり、対応部分に同一符 号を付し、その説明を省略する。
[0024] 図 5は、この発明の第 3の実施形態を示す。接触シール 9を構成する断面概形が L 字状の芯金 12が、その円筒部 12aをして外方部材 1の外周面 lbにアウトボード側か ら嵌め込まれて固定されて 、る。この円筒部 12aの外周面とシールド板 11の内周面 との隙間がラビリンスシール 10とされている。この実施形態では、一部品としての円 筒部 12aのインボード側の端部 leが案内手段として機能し、フランジ 2aおよびシー ルド板 11を伝わつてシールド板 11と外方部材 1の間に流れ込む水、および外方部 材 1の外径面を伝わってシールド板 11と外方部材 1の間に流れ込む水力 端部 leに よって堰き止められ、アウトボード側へ流入せずにそのまま外方部材 1の下方へ案内 される。そのため、接触シール部への泥水の侵入阻止効果が高められる。
[0025] このような案内手段としての端部 leの泥水侵入阻止機能と、上記同様のラビリンス シール 10の機能とが相俟って、上記と同様にアウトボード側の密封手段 7の密封機 能をより高めることができる。したがって、接触シール 9による接触抵抗で生じる回転ト ルクが小さくなり、車両の燃費向上に貢献できることは上記と同様である。また、この 優れた密封機能により、図 2および図 3に示すような接触シールの簡略化が、この実 施形態でも可能であることは言うまでもない。その他の構成、効果は第 1の実施形態 と同じであり、対応部分に同一符号を付して、ここでもその説明を省略する。
[0026] 図 6は、この発明の第 4の実施形態を示す。この車輪用軸受装置は、図 1に示す第 1の実施形態において、アウトボード側の密封手段 7におけるシールド板 11の筒部 1 laを、外周を伝わる水を基端側 (筒部 11aと立板部 l ibとのコーナー部 11c)へ返す 水返しを有する形状としたものである。具体的には、図のように筒部 11aと立板部 11 bとのなす角度 αが 90° より小さい形状とすることで、筒部 11aの先端が基端よりも大 径であるテーパ筒状に成形して水返しとしたものである。この構成の場合、ラビリンス シール 1の隙間はインボード側に向かって広がる傾向となる力 車輪取付フランジ 2a のインボード側面 2bおよび立板部 1 lbを流れる水、あるいは筒部 1 laの外周を流れ る水は、コーナー部 11cに集まり、そのままシールド板 11の下方に案内される。
[0027] 一方、外方部材 1の外周面 lbには、第 1の実施形態と同様、円周方向に沿った溝 1 cが、シールド板 11に覆われかつラビリンスシール 10に位置するよう形成されている 。この溝 lcが案内手段を構成している。したがって、外方部材 1の外径面を伝わって シールド板 11と外方部材 1の間に流れ込む水力 溝 lcによって外方部材 1の下方へ 案内されるので、上記筒部 11aの水返しを有する形状による機能とも相俟って、接触 シール部への泥水の侵入が略完全に阻止される。その他の構成、効果は第 1の実施 形態と同じであり、対応部分に同一符号を付してここでもその説明を省略する。
[0028] 図 7は、図 6の第 4の実施形態の変形例を示すものである。シールド板 11の筒部 11 aが円筒状とされ、この筒部 11aのインボード側端部に外向鍔部 l idが設けられてい る。この外向鍔部 l idにより水返しを有する形状が形成されている。したがって、車輪 取付フランジ 2aのインボード側面 2bおよび立板部 1 lbを流れる水、あるいは筒部 11 aの外周を流れる水は、円筒部 11aの外表面から、そのままシールド板 11の下方に 案内される。ラビリンスシール 10および溝 lcの構成は上記と同様であるので、これら の相乗効果により、接触シール部への泥水の侵入阻止作用が高められる。その他の 構成は第 1の実施形態の場合と同じである。なお、図 6および図 7の実施形態のシー ルド板 11の形状は、図 4または図 5に示す実施形態にも適用可能である。
[0029] 前記各実施形態で採用されるシールド板 11は、その筒部 11aが、外方部材のァゥ トボード側の外周に近接してラビリンスシール 10を構成し、上記シール機能を奏する 力 泥水の暴露環境下に絶えず曝されるので、耐腐食性を持つ材質力 なることが 望ましい。これにより、そのシール機能が長く維持される。ラビリンスシール 10の隙間 は 0. 5mm程度(公差を含めて 0. 4〜0. 8mm)とするのが好ましい。
[0030] なお、上記各実施形態では、外方部材 1が固定側部材で、内方部材 2が回転側部 材である車輪用軸装置の場合につき説明したが、上記とは逆に、外方部材 1が回転 側部材で、内方部材 2が固定側部材である車輪用軸装置の場合に適用しても、上記 と同様の効果が得られる。
図 8は、第 1の実施形態にかかる車輪用軸受装置の周辺構造を示す。外方部材 1 は、懸架装置のナックル 16に固定され、ナックル 16に一体にシールキャップ部 17が 設けられている。また、図示の車輪用軸受装置は、インボード側の密封手段 8が多極 磁石 19を備え、磁気エンコーダを構成するものとされ、この多極磁石 19に対面する 磁気センサ 20がナックル 16に設置されている。内方部材 2の車輪取付用フランジ 2a には、ハブボルト 23が圧入されている。ブレーキロータ 21と車輪のリム部 22とは、重 なり状態でハブボルト 23に装着され、ナット 24の螺合により締め付けられている。そ の他の構成は、図 1に示す実施形態と同様であるので、共通部分に同一の符号を付 し、その説明を省略する。また、この周辺構造は、第 1の実施形態に限らず、上記し た他の実施形態の車輪用軸受装置の周辺構造にも適用される。

Claims

請求の範囲
[1] 円周に複列の軌道面を有する外方部材と、これら軌道面に対向する軌道面を有し かつアウトボード側端の外周に車輪取付用のフランジを有する内方部材と、対向する 軌道面間に介在した複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間の環状空間 の両端を密封するアウトボード側およびインボード側の密封手段とを備え、車体に対 して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、
前記車輪取付用のフランジに、前記外方部材のアウトボード側端の外周に近接し てラビリンスシールを構成する筒部を有するシールド板を設け、前記外方部材の外周 面に、前記フランジおよびシールド板を伝わって前記シールド板と外方部材の間に 流れ込む水、および前記外方部材の外径面を伝わって前記シールド板と外方部材 の間に流れ込む水を外方部材の下方へ案内する案内手段を設けた車輪用軸受装 置。
[2] 請求項 1にお 、て、前記案内手段を、前記外方部材の前記シールド板で覆われた 軸方向範囲の外周に設けた車輪用軸受装置。
[3] 請求項 1において、前記案内手段が、前記外方部材の外周面に円周方向に沿つ て設けた溝である車輪用軸受装置。
[4] 請求項 1において、前記案内手段が、前記外方部材の外周面に円周方向に沿つ て設けた突条である車輪用軸受装置。
[5] 請求項 1にお 、て、前記案内手段が、前記外方部材の外周面に取付けられた部品 である車輪用軸受装置。
[6] 請求項 1にお 、て、前記シールド板の筒部力 外周を伝わる水を筒部の基端側へ 返す水返しを有する形状である車輪用軸受装置。
[7] 請求項 1にお ヽて、前記シールド板を、耐腐食性を持つ材質とした車輪用軸受装 置。
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