JP2006151275A - ハブユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】
本発明は、シールの近傍に泥水を滞留させることなくシールのシール性能を維持することが出来るハブユニットを提供することを目的としている。
【解決手段】
前記外端側シールは前記外輪の車両外端側端部と前記車輪取付けフランジとの空間をシールする第１シールと、前記第１シールより前記空間の内方に設けられて前記外輪と前記ハブとの空間をシールする第２シールを備え、前記第１シールと前記第２シールとに間にグリースを充填したことを特徴とするハブユニットによって課題の解決を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハブユニットに係わり、詳しくは、シール性を向上したハブユニットに関する。
従来、ハブユニットは、例えば、図５に示す従動輪用のハブユニットＨｕｚのように内周面に複列の内周軌道１１ｚ、１２ｚを有し、外周面には車体取付けフランジ１ｆｚを有する外輪１ｚと、車両外端側（図中、左側）に車輪取付けフランジ２ｆｚを有し軸方向車両中心（図中、右側）に向かって、外輪１ｚの内周軌道１１ｚ、１２ｚに対向する複列の外周軌道２１ｚ、３２ｚを外周面に有するハブＨｂｚと、外輪１ｚとハブＨｂｚとの間に介装されて、外輪１ｚとハブＨｂｚとの相対回転を許容する複列のボール４１ｚ、４２ｚと、ボール４１ｚ、４２ｚを保持する保持器５１ｚ、５２ｚと、車両外端側において外輪１ｚとハブＨｂｚとの間をシールする外端側シール７１ｚおよび車両中心側で外輪１ｚに装着されるキャップ状シール７２ｚとから構成されている。外端側シール７１ｚは密封シールになっている。
特に、外端側シール７１ｚは泥水に晒されると、シールリップ７１１ｚを通過して内部への浸水が問題になることがある。そのために、外輪１ｚの外端側端面１３ｚと車輪取付けフランジ２ｆｚの車両中心側面２ｆ１ｚとの軸方向隙間Ｒｚをできるだけ小さくしてラビリンス効果を持たせ外端側シール７１ｚに出来るだけ泥水がかからないようにしている。
しかし、その反面、軸方向隙間Ｒｚを通過して滞留した泥水によって、シールリップ７１１ｚ近傍の外輪およびハブ（いずれも炭素鋼等の金属である）に錆が発生し、その錆がシールリップ７１１ｚの摺動面まで進行するとシールリップ７１１ｚの磨耗を生ぜしめ密封性能を低下させてしまう虞がある。なお、ハブユニットの内部には潤滑用のグリースＧｚが充填されている。
密封性能の劣化を出来るだけ防止するのにシールリップ７１１ｚの剛性を上げるなどの方法もあるが、シールによるトルクが増大するために適切とはいえない。密封性能の改善に関し、例えば次の提案がある。（特許文献１を参照）
特開２００２-１７４２５６号公報
しかしながら、特許文献１は、車両中心側シールにおける提案であり、外端側シールに関してではない。しかも、特許文献１は等速ジョイントの外輪に取付けたシール部材（以下、シール部材Ａという）を、ころがり軸受の外輪の車両中心側端部を覆うような構造で外輪の車両中心側端部に固定されたシール部材（以下、シール部材Ｂという）と接触するような関係としている。
そのためにシール部材Ａとシール部材Ｂとの間の空間は狭くなっており、シール部材Ａを泥水が通過した場合、外輪に固定されたシール部材Ｂの近傍に泥水が滞留してしまい、その泥水が金属部分を腐食するので、シール性能に影響する錆の発生問題は依然として解決されない。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、本発明は、シールの近傍に泥水を滞留させない工夫によって、シールリップ近傍の外輪やハブの表面に錆を発生させず、シール性能を維持することが出来るハブユニットを提供することを目的としている。
上記の目的を達成するため、本発明は、
車両外端側に第１内周軌道と車両中心側に第２内周軌道とを有する外輪と、
車両外端側には、車輪取付けフランジを有すると共に前記車輪取付けフランジの軸方向車両中心側に前記外輪の第１内周軌道に対向する第１外周軌道を一体または別体に有し、かつ、さらに車両中心側に終端嵌合部を有する軸体と、前記軸体の前記終端嵌合部に外嵌固定されて前記外輪の第２内周軌道に対向する第２外周軌道を有する内輪要素とを含むハブと、
前記外輪の複列の内周軌道と、前記ハブの複列の外周軌道との間に介在して、前記外輪と前記ハブとの相対回転を可能にする転動体と、
前記転動体を保持する保持器と、
前記外輪と前記ハブとの間をシールするために、前記車両外端側に外端側シールと、
を備えたハブユニットにおいて、
前記外端側シールは前記外輪の車両外端側端部と前記車輪取付けフランジとの空間をシールする第１シールと、前記第１シールより前記空間の内方に設けられて前記外輪と前記ハブとの空間をシールする第２シールを備え、前記第１シールと前記第２シールとに間にグリースを充填したことを特徴とするハブユニットを提供する。
本発明によれば、シールの近傍に泥水を滞留させない工夫によって、シールリップ近傍の外輪やハブの表面に錆を発生させず、シール性能を維持することが出来るハブユニットを提供する事が出来る。
以下、本発明のハブユニットに係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
実施形態の説明において、簡明化のために車両外端側を外端側と、車両中心側を中心側とそれぞれ云うことにする。
（実施形態１）
図１（ａ）、（ｂ）によって本発明の実施形態１を説明する。
図１（ａ）は、従動輪用のハブユニットであって、中心線Ｘ-Ｘより上半分の断面図を示している。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ部拡大図である。
図１（ａ），（ｂ）において、ハブユニットＨｕは、内周面に複列の内周軌道１１、１２を有する外輪１と、外端側（図中、左側）に車輪取付けフランジ２ｆを有し軸方向中心側（図中、右側）に向かって、外輪１の内周軌道１１、１２に対向する複列の外周軌道２１、３２を有するハブＨｂと、外輪１とハブＨｂとの間に介装されて、外輪１とハブＨｂの相対回転を許容するボール４１、４２と、ボール４１、４２を保持する保持器５１、５２と、外端側において外輪１とハブＨｂとの間を密封する外端側シール７１および中心側で外輪１に装着される中心側シールとしてキャップ状シール７２とから構成されている。
外輪１は、外周面に外輪１を車体に取付ける車体取付けフランジ１ｆを有し、内周面には、外端側に第１内周軌道１１と中心側に第２内周軌道１２をそれぞれ有している。
ハブＨｂは、外端側に車輪取付けフランジ２ｆを有し、軸方向中心側に向かって、車輪取付けフランジ２ｆに続いて外端側の第１外周軌道２１と、さらに引続いて中心側に向かって延在する円筒部２ｍと、円筒部２ｍから段部２ｃを介して、終端嵌合部２３となる小径部２ｎが設けられ、さらに小径部２ｎの先端にねじ部２ｐが形成されている軸体２と軸体２の小径部２ｎに嵌合固定された内輪要素３とからなっている。
外端側の第１外周軌道２１は軸体２に一体に形成されている。
内輪要素３の外周面には外輪１の中心側の第２内周軌道１２に対向する第２外周軌道３２が設けられている。
内輪要素３は、軸体２の終端嵌合部２３に嵌合され、段部２ｃと、軸体２のねじ部２ｐに螺合されたナットＮによって軸方向に挟持されて軸体２に結合されている。軸体２と内輪要素３を結合することによって、ハブＨｂは外輪１の第１内周軌道１１および第２内周軌道１２に対向する第１外周軌道２１および第２外周軌道３２を形成することになる。
複列のボール４１、４２は外輪１とハブＨｂとの間に介装され、保持器５１、５２によって保持されている。
外端側シール７１は外輪１の外端側端部１３に取付けられている。外端側シール７１は、第１シール７１ａと第２シール７１ｂとからなっている。
第１シール７１ａは芯金７１ａ１と後述するように外輪１に取付けられた後、車輪取付けフランジ２ｆに対向する芯金７１ａ１の先端部７１ａ２に固定されたゴムなどの弾性部材のシールリップ７１ａ３からなっている。
芯金７１ａ１は円筒部７１ａ４により外輪１の端部外周面１５に嵌合固定されており、端部外周面１５から径方向外方に折れ曲がった平面部外縁７１ａ５から車輪取付けフランジ２ｆに向かって延びる円筒部７１ａ６を径方向内方に向かって折り曲げて車輪取付けフランジ２ｆの段部外周面２ｆ２に対向する先端部７１ａ２を形成している。
先端部７１ａ２にシールリップ７１ａ３が固着され、シールリップ７１ａ３は車輪取付けフランジ２ｆの段部外周面２ｆ２に摺動するようになっている。シールリップ７１ａ３の向きは、軸方向内部（図中、ボール４１側）を向いており、後述する充填グリースが漏洩しないようにしてある。
第２シール７１ｂは芯金７１ｂ１と芯金７１ｂ１を被覆しているゴムなど弾性部材からなっている。弾性部材は、第２シール７１ｂを取付け状態で芯金７１ｂ１の反ボール４１側を被覆している。
芯金７１ｂ１は円筒面７１ｂ４と円筒面７１ｂ４に直角な径方向内方に向いた折曲げ部７１ｂ５からなり、円筒面７１ｂ４は外輪１の内周面１６に嵌合固定されている。
折曲げ部７１ｂ５の内周縁には外側シールリップ７１ｂ２と内側シールリップ７１ｂ３とを形成して、軸体２の外周面２ｈに摺動するようになっている。
外側シールリップ７１ｂ２と内側シールリップ７１ｂ３とは分岐してそれぞれ外方と内方を向いている。
外方（図中、ボールと反対方向）に向いている外側シールリップ７１ｂ２は、後述するグリースシールとしての充填グリースがボール４１側に充填してある潤滑用グリースＧ０と混合しないようにしてあり、また、第１シール７１ａを水が通過した場合であってもボール４１側に水が浸入しないよう外向きとしている。
内方（図中、ボール４１側）を向いている内側シールリップ７１ｂ３は、潤滑グリースＧ０が漏洩しないような向きになっている。
上記説明のように第１シール７１ａのシールリップ７１ａ３と、第２シール７１ｂの外側シールリップ７１ｂ２および内側シールリップ７１ｂ３とは、いずれもハブＨｂと摺動する密封シールになっている。
第１シール７１ａと第２シール７１ｂとで環状空間Ｓを形成し、環状空間Ｓには、グリースＧが充填されている（図中、斜線部）。グリースＧはグリースシール（グリース自体にシール機能を持たせる）として機能する。
グリースＧは、ハブユニットＨｕが稼動中に第１シール７１ａを泥水が通過したとしても、グリースＧが水の浸入を妨げて泥水が第２シール７１ｂまで到達する時間を延ばすことが出来、さらに、グリースＧによって軸体２や外輪１などに錆が発生するのを防止することが出来る。
また、第１シール７１ａ、第２シール７１ｂ、グリースＧによるシール効果があるので、車輪取付けフランジ２ｆと外輪端部１３と間隙Ｒをラビリンスにする等厳密に管理する必要もない。
なお、環状空間Ｓに充填するグリースＧとボール側へ充填する潤滑グリースＧ０は、銘柄を必要により別にしても良い。
なお、車両中心側には外輪１の内周面１４に嵌合固定されたキャップシール７２が取付けられている。
次に、図２を参照しながら、実施形態１の変形例１を説明する。
同図は、図１（ｂ）相当図である。
第１シール７１ａは図１（ｂ）に比べて、シールリップが外側シールリップ７１ａ７と内側シールリップ７１ａ８の二股になっている点で異なる。シールリップの向きは外向きと内向きになっている。外向きおよび内向きの機能は実施形態１における説明と同じである。
第２シール７１ｂは図１（ｂ）に比べて、外向きのアキシャルシールリップ７１ｂ６とアキシャルリップ７１ｂ６の内方（ボール側）に形成された内向きのラジアルシールリップ７１ｂ７の組合せシールリップである点で異なる。アキシャルシールリップ７１ｂ６は車輪取付けフランジの平面部２ｈ２を摺動し、ラジアルリップ７１ｂ７は軸体２の外周面２ｈを摺動する。グリースＧ１は第１シール７１ａと第２シール７１ｂのアキシャルリップ７１ｂ６で形成される環状空間Ｓ１に充填されている。
また、アキシャルリップ７１ｂ６とラジアルリップ７１ｂ７との間に形成される環状空間Ｓ２にグリースＧ２を充填している。これら２つの環状空間Ｓ１、Ｓ２にグリースＧ１、Ｇ２を充填することによって２重のグリースシールを形成することが出来るので、泥水の浸入を防止する効果は向上する。
なお、第２シール７１ｂはアキシャルシールのシールリップ７１ｂ６を長くすることにより、トルクを小さくすることが可能である。
図１（ａ）、（ｂ）において説明の同一符号、同一部位については説明を省略する。
次に、図３を参照しながら、実施形態１の変形例２を説明する。
同図は、図１（ｂ）相当図である。
図１（ｂ）に比べて、第１シール７１ａの芯金７１ａ１の大径先端部７１ａ９に固着したシールリップを外向きのアキシャルシールリップ７１ａ１０とし、車輪取付けフランジ２ｆの平面２ｈ２に摺動させている。第１シール７１ａと第２シール７１ｂとの間の環状空間Ｓ３に充填したグリースＧ３とアキシャルリップ７１ａ１０とで水などの侵入を防止する。 また、アキシャルシールリップを長くすることが出来るので、低トルク化が可能になる。
図１（ｂ）と同一符号、同一部位については説明を省略する。
上記説明した、変形例１および変形例２のシールリップはいずれも密封シールを形成している。
（実施形態２）
図４（ａ）、（ｂ）によって本発明の実施形態２を説明する。
図４（ａ）は、駆動輪用のハブユニットであって、中心線Ｘ１-Ｘ１より上半分の断面図を示している。
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部拡大図である。
本実施形態は、実施形態１が転動体として、ボールを使用しているのに比べて円すいころを使用している。軸体２の外端側に車輪取付けフランジ２ｆを設け、車輪取付けフランジ２ｆに続いて、中心側に一体に設けた第１円すい外周軌道２１を形成し、続いてさらに、第１外周軌道２１の中心側の外周面２ｍから段部２ｃを介して終端嵌合部２３となる小径面２ｎに内輪要素３を嵌合固定し、端部２３１を加締めて段部２ｃとの間で内輪要素３を固定している。
内輪要素３の外周面には第２円すい外周軌道３２が形成されている。ハブＨｂは、この結果、複列の外周軌道を有することになり、外輪の第１内周軌道１１および第２内周軌道１２に対向する。
ハブＨｂの内周には、駆動軸となる等速ジョイント（図示略）と連結されるセレーション２ｓが設けられている。
外輪１の外端側端部１３には、第１シール７１ａと第２シール７１ｂを一体化した外端側シール７１を取付けている。前述の実施形態１および各種変形例が第１シール７１ａと第２シール７１ｂとが別体で個々に取り扱うのに比べ、本実施形態では、第１シール７１ａと第２シール７１ｂを一体にしているので取扱いが用意である。
外端側シール７１を外輪１に取付けた状態で説明する。
外端側シール７１は芯金７１ａ１の外側（取付けた状態で反円すいころ側）をゴムなどの弾性部材で被覆してある。
芯金７１ａ１は外周が円筒部７１ａ１１で、円筒部７１ａ１１の軸方向外方（反円すいころ側）で直角に内方に折曲げられた折曲げ部７１ａ１２を有し、さらに折曲げ部７１ａ１２から、円すいころ４１側に向いて斜め右下方に延在した斜面７１ａ１３とその内周に内周縁７１ａ１４を形成している。
芯金７１ａ１の円筒部７１ａ１１は外輪１の外端側端部１５に嵌合固定されている。
弾性部材は、芯金７１ａ１の外側(取付け状態では円すいころの反対側)を被覆している。径方向外周側には芯金７１ａ１の被覆部より軸方向に突き出た外側リップ７１ａ１５を有し、外側リップ７１ａ１５を車輪取付けフランジの段部外周面２ｆ２に摺動せしめ、第１シール７１ａとしている。外側リップ７１ａ１５はアキシャルシールリップである。
芯金７１ａ１の折曲げ部７１ａ１２と斜面７１ａ１３とを被覆している弾性部材は第１、第２および第３の３枚からなるリップを有している。
第１リップ７１ｂ８は軸方向に突き出て車輪取付けフランジ２ｆの平面２ｆ１と摺動し、さらに第１リップ７１ｂ８の径方向内方に軸方向を向いた第２リップ７１ｂ９を有し、車輪取付けフランジ２ｆの平面２ｆ１と摺動している。第１および第２リップはアキシャルシールリップである。
さらに、第２リップ７１ｂ９の内方(円すいころ側)には第３リップ７１ｂ１０が形成されている。第３リップ７１ｂ１０は軸体２の外周面２ｈと摺動するラジアルリップである。
以上の第１、第２および第３リップで第２シール７１ｂを形成している。
第１シール７１ａの外側リップ７１ａ１５および第２シール７１ｂの第１リップ７１ｂ８、第２リップ７１ｂ９、第３リップ７１ｂ１０はいずれもハブＨｂと摺動する密封シールである。
第１シール７１ａの外側リップ７１ａ１５と第２シール７１ｂの第１リップ７１ｂ８との間の環状空間Ｓ４にグリースＧ４を充填して、さらに、第２シール７１ｂの第１リップ７１ｂ８と第２リップ７１ｂ９との間の環状空間Ｓ５にグリースＧ５を充填して、また、さらに、第２リップ７１ｂ９と第３リップ７１ｂ１０との環状空間Ｓ６にグリースＧ６を充填して、３重のグリースシールを形成している。なお、場合によっては、グリースＧ６は省略しても良い。
このことによって、外部からの水侵入に対してはさらなる効果がある。合計４枚のリップによっても３枚がアキシャルシールであるので、トルクの増加は少ない。また、第１シール７１ａと第２シール７１ｂを一体にしているので、先に述べたように、外輪への取付けも簡単である。
なお、実施形態１で使用した符号と同一符号については、説明が済んでいるので省略する。
以上説明したように、実施形態１,変形例１,変形例２および実施形態２のそれぞれのリップは密封シールを形成しているが、それらのリップの中で必要に応じて、幾つかをハブＨｂの車輪取付けフランジ２ｆや軸体２の外周と近接対向するラビリンスシールとすることもできる。
具体例としては、図４（ｂ）に示すような３重リップである第２シール７１ｂの第１リップ７１ｂ８と車輪取付けフランジ２ｆとの間そして／もしくは第２リップ７１ｂ９と車輪取付けフランジ２ｆとの間をラビリンスシールにすることができる。この場合、ラビリンスシールを形成するリップは車輪取付けフランジ２ｆと摺動しないので、接触圧力に関連する厳密な寸法管理などが不要になって、リップの寸法・形状を簡単にできる。このリップはラビリンスシールとしての機能の他に、先に述べている密封シールのリップと同様にグリースを充填する環状空間を形成するので、充填したグリースを保持する機能も有することは勿論である。
また、他の具体例としては、各図に示すような第１シール７１ａの車輪取付けフランジ２ｆと摺動するリップを、密封シールに限定せずにラビリンスシールとすることも出来、しかも、リップを円周方向に不連続なリップとなったブラシ状リップとすることもできる。
ブラシ状リップであればフランジ２ｆと軽接触をさせても、トルクの増大は最小限に抑えられ、また、その場合、リップが初期磨耗を起こすと、リップの接触圧は殆ど零になるので、トルクの増大も無く、泥水の侵入を軽減できる。また、ブラシ状リップは車両走行中に、ブラシ状リップに付着した泥やブレーキパッドの磨耗粉を取込んで固着し、その結果、ブラシ状リップが水の通過を防止することになるので、シールの耐久性を延ばすことができる。
また、以上説明した実施形態１,変形例１,変形例２および実施形態２において、それぞれの環状空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６に充填するグリースの容積比は６０-９０％がよい。
なお、上記の説明では、外端側シールを対象にしたが、中心側シールについては、従来より使用しているキャップシール、若しくは図４に示しているパックシール（図中、右側）などを使用してよい。
（ａ）は本発明の実施形態１を示す断面図である。
（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大図である。
変形例１の図１（ａ）相当図である。 変形例２の図１（ａ）相当図である。 (ａ)は本発明の実施形態２を示す断面図である。
(ｂ)は図４(ａ)のＢ図拡大図である。
従来図である。
符号の説明
Ｈｕ:ハブユニット
１:外輪
１１：第１内周軌道
１２:第２内周軌道
１３:外輪外端側端部
１５:外端側端部外周面
１６：外端側端部内周面
２:軸体
２１:第１外周軌道
２ｍ:軸体の外周面
２３：終端嵌合部（２ｎ:小径面）
２ｆ:車輪取付けフランジ
３:内輪要素
３２:第２外周軌道
４１,４２:転動体(ボール、円すいころ)
５１,５２:保持器
７１:外端側シール
７２:車両中心側シール
７１ａ:第１シール
７１ｂ:第２シール
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２,Ｓ３、Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６：環状空間
Ｇ、Ｇ１，Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６:グリース
Ｈｂ:ハブ

Claims (1)

  1. 車両外端側に第１内周軌道と車両中心側に第２内周軌道とを有する外輪と、
    車両外端側には、車輪取付けフランジを有すると共に前記車輪取付けフランジの軸方向車両中心側に前記外輪の第１内周軌道に対向する第１外周軌道を一体または別体に有し、かつ、さらに車両中心側に終端嵌合部を有する軸体と、前記軸体の前記終端嵌合部に外嵌固定されて前記外輪の第２内周軌道に対向する第２外周軌道を有する内輪要素とを含むハブと、
    前記外輪の複列の内周軌道と、前記ハブの複列の外周軌道との間に介在して、前記外輪と前記ハブとの相対回転を可能にする転動体と、
    前記転動体を保持する保持器と、
    前記外輪と前記ハブとの間をシールするために、前記車両外端側に外端側シールと、
    を備えたハブユニットにおいて、
    前記外端側シールは前記外輪の車両外端側端部と前記車輪取付けフランジとの空間をシールする第１シールと、前記第１シールより前記空間の内方に設けられて前記外輪と前記ハブとの空間をシールする第２シールを備え、前記第１シールと前記第２シールとに間にグリースを充填したことを特徴とするハブユニット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010111386A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Kyklos Bearing Internatl Inc 車輪軸受アセンブリ
CN104937297A (zh) * 2012-12-20 2015-09-23 舍弗勒技术股份两合公司 具有在带有用于固定传感器的凸起部的密封罩的内部的内圈的凸出区域上的信号发生器的轮毂滚动轴承单元

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