JP2006312961A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 鍔輪を設けた円錐ころ形の車輪用軸受装置において、アウトボード側端のシール性の確保、軽量化、およびコスト低減を図る。
【解決手段】内周に複列の円錐状の転走面１ａを有する外方部材１と、この転走面に対向する複列の円錐状の転走面２ａを有する内方部材２と、これら内外の部材の転走面間に介在した複列の円錐ころ４とを備える。内方部材は、アウトボード側の端部付近の外周にハブフランジ１１を有するハブ輪３と、インボード側の端部外周に嵌合した内輪５とを有し、ハブ輪および内輪に前記各列の転走面２ａを形成する。内輪は、インボード側に大鍔５ａを有し、ハブ輪の外周におけるハブフランジに隣接する箇所に、アウトボード側列の円錐ころの大端に接する鍔輪６を嵌合させる。外方部材の内周面におけるアウトボード側端には、鍔輪にシールリップが接するシール部材８を嵌合させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ハブユニット形式の円錐ころ形の車輪用軸受装置に関し、特に、車両重量の重い大型トラックや、ワゴン車、あるいは一般乗用車に用いられる車輪用軸受装置に関する。
従来、車輪用軸受装置として、図６に示す円錐ころ軸受型でかつハブユニット形式（第３世代型）としたものが用いられている（例えば特許文献１）。この軸受装置は、外方部材３１と内方部材３２の間に複列の円錐ころ３４を介在させ、内方部材３２をハブ輪３３と内輪３５とで構成したものである。ハブ輪３３および内輪３５に各列の転走面３２ａが形成されている。ハブ輪３３はアウトボード側の端部外周にハブフランジ４１を有し、ハブ輪３３の外周におけるハブフランジ４１に隣接する箇所に、アウトボード側列の円錐ころ３４の大端に接する鍔輪３６が嵌合させてある。
なお、一般的には、上記鍔輪３６を設けず、アウトボード側の円錐ころ３４の大端に接する大鍔（図示せず）をハブ輪３３に形成している。しかし、その場合、ハブ輪３３の大鍔の基端に形成される研磨ぬすみにより、過大な応力が発生することがある。この研磨ぬすみの形成箇所は、荷重条件の厳しいハブフランジ４１の付け根の位置であり、特に車両重量の大きい大型トラック等に適用した場合、モーメント荷重が負荷されたときに、上記応力集中により疲労が生じ易くなる。鍔輪３６は、このような研磨ぬすみ部の応力集中による耐久性の低下を防止するために設けられたものである。
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およびインボード側の各開口端部は、それぞれ接触式の密封装置３８，３９で密封されている。アウトボード側の密封装置３８は、図７に拡大断面図で示すように、外方部材３１の内周面に嵌合したシール部材４２と、前記鍔輪３６に圧入嵌合され、前記シール部材４２が接する断面Ｌ字状のスリンガ４３とで構成される。
特開２００４−３４０２４２号公報
上記構成の密封装置３９の場合、シール部材４２とスリンガ４３の位置を精密に調整することが、信頼性の高いシール性を得るために必要となる。しかし、鍔輪３６へのスリンガ４３の圧入において、図８（Ａ）のようにスリンガ４３の軸方向端部を治具４４で押す場合、鋼板の打ち抜き加工品であるスリンガ４３の寸法精度が悪く軸方向寸法Ｌのばらつきが大きい。そのため、シール部材４２のサイドリップ４２ａ，４２ｂの接触面となるスリンガ立板部４３ａの位置を精密に調整できず、シール性を確保することが難しい。
また、図８（Ｂ）のようにスリンガ立板部４３ａを治具４４Ａで押してスリンガ４３を鍔輪３６へ圧入する場合、スリンガ立板部４３ａが変形するので、その位置を精密に調整できず、やはりシール性を確保することが難しい。さらに、シール部材４２と別体のスリンガ４３を設けることで、軽量化およびコスト低減が阻害される。
この発明の目的は、鍔輪を設けた円錐ころ形の車輪用軸受装置において、アウトボード側端のシール性の確保、軽量化、およびコスト低減を図ることである。
この発明の車輪用軸受装置は、内周に互いに小径側が隣合う複列の円錐状の転走面を有する外方部材と、この転走面に対向する複列の円錐状の転走面を有する内方部材と、これら内外の部材の転走面間に介在した複列の円錐ころとを備え、前記内方部材は、アウトボード側の端部付近の外周にハブフランジを有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側の端部外周に嵌合した内輪とを有し、これらハブ輪および内輪に前記複列の転走面となる各列の転走面が形成され、前記内輪はインボード側に大鍔を有し、前記ハブ輪の外周におけるハブフランジに隣接する箇所に、アウトボード側列の円錐ころの大端に接する鍔輪を嵌合させた車輪用軸受装置において、前記鍔輪にシールリップが接するシール部材を、前記外方部材の内周面におけるアウトボード側端に取り付け、前記鍔輪の前記シールリップが接する面を、表面粗さを平坦化させた平坦化加工面としたことを特徴とする。
この構成によると、外方部材に取り付けたシール部材のシールリップが、ハブ輪に嵌合させた鍔輪に接することで、内外の部材間のアウトボード側端の密封が図られる。この場合に、シールリップを鍔輪に直接に接触させるため、従来例の場合のように鍔輪に嵌合させるスリンガが不要で部品点数の削減となると共に、鍔輪へスリンガを圧入する工程も要らず、軽量化およびコスト低減が可能となる。また、スリンガを圧入する場合のスリンガの変形や位置調整不良に起因するシール性低下がない。鍔輪におけるシールリップが接する面は平坦化加工面としているので、高いシール性が確保され、シールリップの摩耗も低減される。
前記鍔輪の前記平坦化加工面は、例えば研削加工面とされる。研削加工によると、シールリップが接触して十分なシール性が得られる表面粗さとすることが簡単にできる。
前記鍔輪は、ハブ輪の外周に嵌合する円筒状部と、この円筒状部のアウトボード側端から外径側に突出して一側面がハブフランジに接する円輪部とを有し、前記シール部材は、芯金およびこの芯金に固着された弾性体からなり、この弾性体は、前記鍔輪の円輪部の他側面に接するシールリップ、および前記円筒状部の外周面に接するシールリップを有するものであっても良い。
鍔輪がこのような円筒状部と円輪部とでなる段付き円筒面状の形状であると、別体の鍔輪を設けながら、外方部材と内方部材間のアウトボード側端のシールを空間効率良く配置できる。この場合に、前記シールは、鍔輪の円輪部の側面に接するサイドシールリップ、および円筒状部の外周面に接するラジアルシールリップを有するため、優れた密封性が得られる。サイドシールリップを設ける場合、前記従来例のようにスリンガを設けたものであると、スリンガを圧入する場合のスリンガの変形や位置調整不良に起因するシール性低下の問題が大きいが、このようなシール性の低下が、シールリップを鍔輪に直接に接触させる構成とすることで回避される。
この発明の車輪用軸受装置は、内周に互いに小径側が隣合う複列の円錐状の転走面を有する外方部材と、この転走面に対向する複列の円錐状の転走面を有する内方部材と、これら内外の部材の転走面間に介在した複列の円錐ころとを備え、前記内方部材は、アウトボード側の端部付近の外周にハブフランジを有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側の端部外周に嵌合した内輪とを有し、これらハブ輪および内輪に前記複列の転走面となる各列の転走面が形成され、前記内輪はインボード側に大鍔を有し、前記ハブ輪の外周におけるハブフランジに隣接する箇所に、アウトボード側列の円錐ころの大端に接する鍔輪を嵌合させた車輪用軸受装置において、前記鍔輪にシールリップが接するシール部材を、前記外方部材の内周面におけるアウトボード側端に取り付け、前記鍔輪の前記シールリップが接する面を平坦化加工面としたため、鍔輪を設けて耐久性の控除を図った構成でありながら、シール性の確保、軽量化およびコスト低減が可能となる。
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図１では、左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。
図１のように、この車輪用軸受装置は、ハブユニット形式で、かつ複列の円錐ころ軸受形式としたものであり、内周に互いに小径側が隣合う複列の円錐状の転走面１ａを有する外方部材１と、この転走面１ａに対向する複列の円錐状の転走面２ａを外周に有する内方部材２と、これら内外の部材２，１の転走面２ａ，１ａ間に介在した複列の円錐ころ４とを備える。円錐ころ４は各列毎に保持器７で保持されている。
外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置におけるナックル１７に固定するための車体取付フランジ１３を外周に有し、全体が一体の部材とされている。車体取付フランジ１３は、前記ナックル１７に周方向複数箇所のボルト１８で締結される。外方部材１の両端部内周面には内外部材２，１間を密封するシール部材８，９が取付けられている。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、アウトボード側の端部付近の外周に車輪取付用のハブフランジ１１を有するハブ輪３と、このハブ輪３のインボード側の端部外周に嵌合した内輪５とを有し、これらハブ輪３および内輪５に上記各列の転走面２ａが形成されている。ハブ輪３の外周における上記ハブフランジ１１に隣接する箇所には、アウトボード側列の円錐ころ４の大端に接する鍔輪６が嵌合させてある。ハブフランジ１１には、その円周方向複数箇所に設けられた各孔を貫通するボルト１２により、タイヤホイールが取付けられる。
ハブ輪３には等速ジョイント１４の一端の継手外輪１４ａが連結され、他端の継手内輪が駆動軸に連結される。具体的には、ハブ輪３は中央孔１９を有し、この中央孔１９に、継手外輪１４ａに一体に形成されたステム部１５が挿通される。このステム部１５の先端に螺合するナット１６の締め付けにより、継手外輪１４ａがハブ輪３に連結される。このとき、継手外輪１４ａに設けられたアウトボード側に向く段面１４ａａが、ハブ輪３に嵌合した内輪５のインボード側に向く端面に押し付けられ、継手外輪１４ａとナット１６とで内方部材２が幅締めされる。ハブ輪３の中央孔１９にはスプライン溝１９ａが形成されており、ステム部１５のスプライン溝１５ａとスプライン嵌合する。
ハブ輪３のインボード側の端部外周には、段差を持って小径となる内輪嵌合面３ａが形成され、この内輪嵌合面３ａに上記内輪５が嵌合する。内輪５は、そのインボード側端に大鍔５ａを有し、この大鍔５ａの側面にインボード側列の円錐ころ４の大端が接する。大鍔５ａの外周面には、外方部材１の内周面に取付けられたシール９の摺接するスリンガ（シール接触リング）１０が設けられている。このスリンガ１０は、図３に拡大断面図で示すように、円筒部１０ａと、この円筒部１０ａのインボード側端から外径側に延びる立板部１０ｂとでなる断面Ｌ字状とされ、円筒部１０ａで内輪大鍔５ａの外周面に嵌合して取付けられる。
ハブ輪３のハブフランジ１１よりもインボード側の外周には円筒面状の鍔輪嵌合面３ｂが形成され、この鍔輪嵌合面３ｂからハブフランジ１１の側面に繋がる円弧状断面部３ｃが形成されている。鍔輪６は、この鍔輪嵌合面３ｂに嵌合している。鍔輪６は、図２に拡大断面図で示すように、ハブ輪３の鍔輪嵌合面３ｂに嵌合する円筒状部６ａと、この円筒状部６ａのアウトボード側端から外径側に突出して一側面がハブフランジ１１に接する円輪部６ｂとを有する。
外方部材１のアウトボード側端に取付けられたシール部材８は、図２のように構成されている。このシール部材８は、外方部材１の内周面に嵌合する芯金２０と、この芯金２０に一体に固着された弾性体２１とでなる。芯金２０は、円筒部２０ａとこの円筒部２０ａのインボード側端から内径側へ延びる立板部２０ｂとでなる断面Ｌ字状とされ、円筒部２０ａで外方部材１の内周面に嵌合して取付けられる。
弾性体２１には、鍔輪６に先端が接する３つのシールリップ２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている。弾性体２１の内径側端に形成された１つのシールリップ２１ａは、鍔輪６における円筒状部６ａの外周面６ａａに接するラジアルシールリップである。弾性体２１の前記シールリップ２１ａよりも外径側位置に形成された２つのシールリップ２１ｂ，２１ｃは、鍔輪６における円輪部６ｂのインボード側に向く側面６ｂａに接するサイドシールリップである。これらのシールリップ２１ａ，２１ｂ，２１ｃが接する鍔輪６の上記各面６ａａ，６ｂａは、研削加工により表面粗さを平坦化させた平坦化加工面とされている。
外方部材１のインボード側端部内周面に取付けられたシール部材９は、図３のように外方部材１の内周面に嵌合する芯金２２と、この芯金２２に一体に固着された弾性体２３とでなる。芯金２２は、円筒部２２ａとこの円筒部２２ａのアウトボード側端から内径側へ延びる立板部２２ｂとでなる断面Ｌ字状とされ、円筒部２２ａで外方部材１の内周面に嵌合して取付けられる。弾性体２３には、前記内輪大鍔５ａの外周面に設けられたスリンガ１０に先端が接する３つのシールリップ２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されている。弾性体２３の内径側端における軸方向の内外位置に形成された２つのシールリップ２３ａ，２３ｂは、スリンガ１０における円筒部１０ａの外周面に接するラジアルシールリップである。弾性体２３の前記シールリップ２３ａ，２３ｂよりも外径側位置に形成された１つのシールリップ２３ｃは、スリンガ１０における立板部１０ｂのアウトボード側に向く側面に接するサイドシールリップである。
この構成の車輪用軸受装置によると、外方部材１のアウトボード側端に嵌合させたシール部材８のシールリップ２１ａ〜２１ｃが、ハブ輪３の外周に嵌合させた鍔輪６に接するすることで、内外の部材２，１間のアウトボード端が密封される。シールリップ２１ａ〜２１ｃは、鍔輪６に直接に接触させるため、従来例の場合のように鍔輪に嵌合させるスリンガが不要で、部品点数の削減となると共に、鍔輪へスリンガを圧入する工程も要らず、軽量化およびコスト低減が可能となる。また、スリンガを圧入する場合のスリンガの変形や位置調整不良に起因するシール性低下がない。鍔輪６におけるシールリップ２１ａ〜２１ｃが接する面６ａａ，６ｂａは、研削加工面からなる平坦化加工面としているので、高いシール性を確保でき、またシールリップ２１ａ〜２１ｃの摩耗が低減する。
この実施形態では、鍔輪６が円筒状部６ａと円輪部６ｂとを有する段付き円筒面状の外周面形状であり、シール部材８が、ハブ輪３の円輪部６ｂの他側面６ｂａに接するシールリップ２１ｂ，２１ｃ、および円筒状部６ａの外周面６ａａに接するシールリップ２１ａを有するものとしているので、定められた軸受寸法で、鍔輪６とシール部材８とを空間効率良く配置でき、かつシール性の確保も可能となる。
図４および図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、先の実施形態の車輪用軸受装置において、アウトボード側のシール部材８Ａを図５に拡大断面図で示すようにしたものである。この実施形態においても、シール部材８Ａは、芯金２４およびこの芯金２４に固着された弾性体２５とでなる。芯金２４は、外方部材１の内径面に嵌合する円筒部２４ａと、この円筒部２４ａのアウトボー側端から内径側へ延びる立板部２４ｂとでなる。弾性体２５は、芯金２４の円筒部２４ａの内周面および立板部２４ｂのアウトボード側の側面を覆い、内径側端に前記鍔輪６の円筒状部６ａの外周面６ａａに接するシールリップ２５ａを有する。また、弾性体２５は、このシールリップ２５ａよりも外径側位置に、前記鍔輪６の円輪部６ｂの側面６ｂａに接する複数のシールリップ２５ｂ，２５ｃを有する。なお、図５において、各シールリップ２５ａ〜２５ｃは、各面６ａａ，６ｂａに接する前の自然状態における形状で図示してある。その他の構成は第１の実施形態の場合と同様である。
この発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。 同軸受装置におけるアウトボード側のシール部材の拡大断面図である。 同軸受装置におけるインボード側のシール部材の拡大断面図である。 この発明の他の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。 同軸受装置におけるアウトボード側のシール部材の拡大断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。 同軸受装置におけるアウトボード側の密封装置の拡大断面図である。 （Ａ）は同軸受装置における鍔輪へのスリンガの圧入作業の一例の説明図、（Ｂ）は同圧入作業の他の例の説明図である。
符号の説明
１…外方部材
１ａ…転走面
２…内方部材
２ａ…転走面
３…ハブ輪
４…円錐ころ
５…内輪
５ａ…大鍔
６…鍔輪
６ａ…円筒状部
６ａａ…外周面
６ｂ…円輪部
６ｂａ…側面
８…シール部材
１１…ハブフランジ
２０…芯金
２０ａ…円筒部
２０ｂ…立板部
２１…弾性体
２１ａ〜２１ｃ…シールリップ
２２…芯金
２２ａ…円筒部
２２ｂ…立板部
２３…弾性体
２３ａ〜２３ｃ…シールリップ

Claims (3)

  1. 内周に互いに小径側が隣合う複列の円錐状の転走面を有する外方部材と、この転走面に対向する複列の円錐状の転走面を有する内方部材と、これら内外の部材の転走面間に介在した複列の円錐ころとを備え、前記内方部材は、アウトボード側の端部付近の外周にハブフランジを有するハブ輪と、このハブ輪のインボード側の端部外周に嵌合した内輪とを有し、これらハブ輪および内輪に前記複列の転走面となる各列の転走面が形成され、前記内輪はインボード側に大鍔を有し、前記ハブ輪の外周におけるハブフランジに隣接する箇所に、アウトボード側列の円錐ころの大端に接する鍔輪を嵌合させた車輪用軸受装置において、
    前記鍔輪にシールリップが接するシール部材を、前記外方部材の内周面におけるアウトボード側端に取り付け、前記鍔輪の前記シールリップが接する面を、表面粗さを平坦化させた平坦化加工面としたことを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 請求項１において、前記鍔輪の前記平坦化加工面は研削加工面である車輪用軸受装置。
  3. 請求項１または請求項２において、前記鍔輪は、ハブ輪の外周に嵌合する円筒状部と、この円筒状部のアウトボード側端から外径側に突出して一側面がハブフランジに接する円輪部とを有し、前記シール部材は、芯金およびこの芯金に固着された弾性体からなり、この弾性体は、前記鍔輪の円輪部の他側面に接するシールリップ、および前記円筒状部の外周面に接するシールリップを有するものである車輪用軸受装置。
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