JP2011133053A

JP2011133053A - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP2011133053A
Application number: JP2009293812A
Authority: JP
Inventors: Kengun Ten; 建軍展
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】軸方向の寸法を短くすることで各種自動車のバネ下重量の軽量化が可能な密封性に優れたハブユニット軸受を提供する。
【解決手段】互いに相対回転可能に配置された外輪構成部材４０及び内輪構成部材２と、前記外輪構成部材４０と前記内輪構成部材２との間に転動自在に設けられた複数の転動体６、８と、前記外輪構成部材４０と前記内輪構成部材２との間に設けられた密封部材１００と、を備えたハブユニット軸受であって、前記外輪構成部材４０の軸方向車両外側端面には軸方向溝４０ａが設けられており、前記密封部材１００は芯金１０２と弾性材１０１とからなり、前記芯金１０２は少なくとも一つの折曲部１０２ａを有し、前記折曲部１０２ａの外周には弾性材１０１が被覆され、前記折曲部１０２ａを前記軸方向溝４０ａに嵌合固定したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種自動車の車輪を懸架装置（サスペンション）に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に関する。

従来から種々のハブユニット軸受が知られており、例えば図４に示されたハブユニット軸受は、互いに相対回転可能に配置された内輪構成部材２及び外輪構成部材４と、内外輪構成部材２、４間に複列で設けられた複数の転動体６、８とを備えており、内輪構成部材２には、各種自動車車両の、不図示のディスクホイールが固定されて、共に回転する略円筒形状のハブ１０が設けられている。なお、外輪構成部材４は、中空円筒状を成しており、内輪構成部材２の外周を覆うように配置されている。

ハブ１０の軸方向車両外側には、不図示のディスクホイールのディスク部を取り付けるための外向フランジ１０ａが突設されている。外向フランジ１０ａは、外輪構成部材４を越えて外方に向って延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って所定間隔で配置された複数のハブボルト１２が設けられている。この場合、複数のハブボルト１２を、前記ディスク部に形成されたボルト孔に差し込んでハブナットで締付けることにより、外向フランジ１０ａに対してディスク部を位置決めし、固定することができる。

また、ハブ１０の軸方向車両中心側には、内輪構成部材２の構成要素の一つである、環状の内輪素子１４が外嵌されるようになっており、外輪構成部材４と内輪構成部材２との間に複数の転動体６、８を保持器１６で転動可能に保持した状態で、内輪素子１４を段部１０ｂまで外嵌してナット１８で締付けることにより、内輪素子１４をハブ１０の軸方向車両中心側に固定することができる。

外輪構成部材４には、その外周面から外方に向って突出した取付部４ａが一体成形されており、取付部４ａは、不図示の懸架装置に固定される。この構成において、各種自動車の車輪に作用する力は、全てディスクホイール（ディスク部）からハブユニット軸受を通じて懸架装置に伝達される。

更に、ハブユニット軸受の軸方向両側には、封入した潤滑剤（例えば、グリース、油）が軸受外部に漏洩したり、異物（例えば、水、塵埃）が軸受内部に侵入するのを防止する密封装置が設けられている。ハブ１０の軸方向車両中心側の密封装置としてはカバー２０が適用されており、カバー２０は、ナット１８を覆うように外輪構成部材４に内嵌されている。ハブ１０の軸方向車両外側の密封装置としては、シール部材やシールドを適用することが可能であるが、ここでは一例としてシール部材２２を想定する。

シール部材２２は、図５に示すように、芯金２４の外周面にシール部２６が被覆されて構成されていると共に、内輪構成部材２と外輪構成部材４との間に配設されており、その３つのリップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが内輪構成部材２の環状曲面部Ｃｓに摺接している。環状曲面部Ｃｓは、外向フランジ１０ａの根元部分（ハブ１０の外周面から外向フランジ１０ａの側面に移行する部分）に周方向に沿って連続して形成されている。この場合、ハブ１０（内輪構成部材２）と外輪構成部材４とが相対回転する間或いは静止状態において、シール部材２２の各リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは常に環状曲面部Ｃｓに対して摺接状態となるため、ハブ１０の一方側からの潤滑剤の漏洩や異物の浸入が防止される。

具体的に説明すると、シール部材２２の芯金２４は、外輪構成部材４の内周面に内嵌する中空円筒部２４ａと、中空円筒部２４ｂからハブ１０に向けてＳ字状に屈曲した環状屈曲部２４ｂとから構成されている。この場合、中空円筒部２４ａの自由状態（外輪構成部材４の内周面に内嵌する前の状態）において、中空円筒部２４ａの外径は外輪構成部材４の内周面の内径よりも僅かに大きく設定されている。このため、中空円筒部２４ａは、外輪構成部材４の内周面に対して締まり嵌めで内嵌される。

また、シール部２６は、環状屈曲部２４ｂの外周面（環状曲面部Ｃｓ側の面）に被覆されており、環状屈曲部２４ｂのＳ字移行部２４ｃの外周面に被覆されたシール部２６の外径は、その自由状態（中空円筒部２４ａを外輪構成部材４の内周面に内嵌する前の状態）において、外輪構成部材４の内周面の内径よりも僅かに大きく設定されている。この場合、中空円筒部２４ａを外輪構成部材４の内周面に内嵌した際、Ｓ字移行部２４ｃに被覆されたシール部２６は、Ｓ字移行部２４ｃと外輪構成部材４の内周面との間で弾性的に押圧されて当該内周面に密着する。これによりシール性が維持向上される。なお、シール部２６としては、例えばゴムやエラストマーなどの弾性材を適用することができると共に、かかるシール部２６を環状屈曲部２４ｂの外周面に被覆する方法としては、例えば焼き付けや接着剤により被覆すれば良い。

このようなシール部材２２において、３つのリップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃはそれぞれシール部２６で形成されており、環状曲面部Ｃｓに対する各リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの摺接位置が異なっている。具体的には、リップ部（外径側リップ）２２ａは環状曲面部Ｃｓの外径側に摺接し、リップ部（内径側リップ）２２ｂは環状曲面部Ｃｓの内径側に摺接し、そして、リップ部（ラジアルリップ）２２ｃは環状曲面部Ｃｓに対してラジアル方向に摺接する。この場合、主に外径側リップ２２ａ及び内径側リップ２２ｂにより異物の浸入防止が図られると共に、ラジアルリップ２２ｃにより潤滑剤の漏洩防止が図られる。

ところで、各種自動車には、そのロードホールディングや乗り心地の良好性、運動性能などの向上が要求されている。これに応えるためには、バネ下重量を軽量化することが必要である。バネ下重量の軽量化には、例えば車輪周りの回転部分を軽量化することが有効である。このため、上述したハブユニット軸受には、特に軸方向の寸法を短くすることが要求される。一方で、剛性向上の面からは、複列の転動体６、８間の軸方向寸法は大きい方が望ましい。これらの要求を満たすため、シール部材２２や、外輪構成部材４のシール部材２２との嵌合部の軸方向寸法を短くする必要がある。

この課題を解決するための発明として、特許文献１には、図５における環状局面部Ｃｓに相当する環状曲面部を、各ハブボルトのボルト頭よりも軸方向車両中心側に位置付けると共に、シール部材の芯金を図５に示す従来構造に対し反転させたことにより、従来よりも外輪構成部材の軸方向の寸法を短くしたハブユニット軸受が記載されている。また特許文献２には、外輪構成部材の外周にシール部材の芯金を嵌合させて、外輪構成部材の軸方向の寸法を短くしたハブユニット軸受が記載されている。

特開２００６−２００６２８号公報特開２００５−０６１６１６号公報

しかし、特許文献１に記載の密封部材は、外輪構成部材の内周面と嵌合して固定されるため、外輪構成部材に嵌合のための円筒部が必要となる。その結果、外輪構成部材の短縮可能な軸方向寸法に限界があるため、軽量化の効果が小さくなる。また、特許文献２のように金属同士が嵌合している構造の場合、この嵌合部から水が浸入してくる虞がある。

以上の問題に鑑み、本発明は、軸方向の寸法を短くすることで各種自動車のバネ下重量の軽量化が可能な密封性に優れたハブユニット軸受を提供することを目的とする。

本発明に係るハブユニット軸受は、互いに相対回転可能に配置された外輪構成部材及び内輪構成部材と、前記外輪構成部材と前記内輪構成部材との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記外輪構成部材と前記内輪構成部材との間に設けられた密封部材と、を備えたハブユニット軸受であって、前記外輪構成部材の軸方向車両外側端面には軸方向溝が設けられており、前記密封部材は芯金と弾性材とからなり、前記芯金は少なくとも一つの折曲部を有し、前記折曲部の外周には弾性材が被覆され、前記折曲部を前記軸方向溝に嵌合固定したことを特徴とする。

本発明によれば、軸方向の寸法を短くすることで各種自動車のバネ下重量の軽量化が可能な、密封性に優れたハブユニット軸受を実現することができる。

本発明の第１実施形態に係るハブユニット軸受の要部断面図である。本発明の第２実施形態に係るハブユニット軸受の要部断面図である。本発明の第３実施形態に係るハブユニット軸受の要部断面図である。従来のハブユニット軸受の全体の構成を示す断面図である。従来のハブユニット軸受の要部断面図である。

以下、本発明の実施形態に係わるハブユニット軸受の図面を参照しつつ説明する。なお、外輪構成部材及びシール部材以外のハブユニット軸受の各構成は、前記の従来例と同様である。

（第１実施形態）
図１は本実施形態に係るハブユニット軸受の要部断面図である。本実施形態に係るハブユニット軸受の外輪構成部材４０は、軸方向車両外側端面に周方向全周に形成された軸方向溝４０ａを備える。本実施形態に係るハブユニット軸受のシール部材１００は、この軸方向溝４０ａに嵌合している。

シール部材１００は、従来と同様に、芯金１０２とシール部１０１で構成される。シール部１０１は、芯金１０２の外周面に被覆された弾性材であり、３つのリップ部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを有する。この３つのリップ部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、内輪構成部材２の環状曲面部Ｃｓに摺接しており、その作用は従来構造と同様である。芯金１０２は、図１に示す通り、半径方向外側から順に断面コ字状の第１折曲部１０２ａ、直線部１０２ｂ、断面Ｓ字状の第２折曲部１０２ｃを有する。芯金１０２の直線部１０２ｂ及び第２折曲部１０２ｃは、シール部１０１を補強し、第１折曲部１０１ａは、外輪構成部材４０の軸方向溝４０ａに嵌合する。

上記のように、外輪構成部材４０に軸方向溝４０ａを形成し、シール部材１００と外輪構成部材４０とを軸方向に嵌合し固定した構造とすることにより、従来構造のように、シール部材取付のために外輪構成部材に軸方向車両外側に伸びる嵌合部を形成する必要がなくなるため、外輪構成部材４０の軸方向の寸法を短くすることが可能となる。その結果、ハブユニット軸受全体の軸方向寸法を小さくすることが可能となり、軽量化及びコンパクト化が可能となる。

また、芯金１０２の第１折曲部１０２ａの外周に、弾性材であるシール部１０１を被覆したことにより、シール部材１００の外輪構成部材４０への取付、及び嵌合固定が容易となるだけでなく、シール部がない場合、すなわち金属同士が嵌合固定される場合と比較して、嵌合部からの水の浸入を防止することが可能となる。

上記実施形態において、この第１折曲部１０２ａの断面形状は、軸方向溝４０ａの形状に対応した形状であることが好ましい。また、第１折曲部１０２ａの断面寸法は軸方向溝４０ａより小さくなっており、外周にシール部１０１を被覆された状態では、シール部材１００の断面寸法が軸方向溝４０ａよりも僅かに大きくなることが好ましい。その他の構成は従来と同様である。

（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係るハブユニット軸受の要部断面図である。本実施形態では、シール部材２００の芯金２０２は、外輪構成部材５０との嵌合のための折曲部２０２ａとシール部２０１の補強のための直線部２０２ａのみを有する。

このような構造により、シール部材２００全体の軸方向寸法が小さくなるため、外輪構成部材５０の軸方向の寸法を、さらに短くすることが可能となる。その結果、ハブユニット軸受全体の軸方向寸法を小さくすることが可能となり、軽量化及びコンパクト化が可能となる。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態に係るハブユニット軸受の要部断面図である。本実施形態では、第１及び第２実施形態に比べ、外輪構成部材６０の軸方向車両外側端面の位置が転動体６側に移動し、軸受軸方向寸法が短くなっている。また、シール部材３００の芯金３０２は、断面コ字状の第１折曲部３０２ａ、第１直線部３０２ｂ、第２折曲部３０２ｃ、第２直線部３０２ｄを有する。第１折曲部３０２ａは、第１及び第２実施形態と同様に外輪構成部材６０との嵌合のために形成される。第１直線部３０２ｂは、シール部３０１のリップ部３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのうち、最も転動体６に近いリップ部３０１ｃとの距離を保つために形成される。第２折曲部３０２ｃは、前記第１直線部３０２ｂと、シール部の補強のために形成された第２直線部３０２ｄとの接続のために形成される。

このような構造により、シール部材３００と転動体６の接触を考慮する必要なしに、外輪構成部材６０の軸方向の寸法を、軸受強度のみを考慮して短くすることが可能となる。その結果、ハブユニット軸受全体の軸方向寸法を小さくすることが可能となり、軽量化及びコンパクト化が可能となる。その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様である。

２内輪構成部材
４、４０、５０、６０外輪構成部材
４ａ取付部
６、８転動体
１０ハブ
１０ａ外向フランジ
１０ｂ段部
１２ハブボルト
１４内輪要素
１８ナット
２０カバー
２２、１００、２００、３００シール部材
２４、１０２、２０２、３０２芯金
２６、１０１、２０１、３０１シール部

Claims

互いに相対回転可能に配置された外輪構成部材及び内輪構成部材と、
前記外輪構成部材と前記内輪構成部材との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、
前記外輪構成部材と前記内輪構成部材との間に設けられた密封部材と、
を備えたハブユニット軸受であって、
前記外輪構成部材の軸方向車両外側端面には軸方向溝が設けられており、
前記密封部材は芯金と弾性材とからなり、
前記芯金は少なくとも一つの折曲部を有し、
前記折曲部の外周には弾性材が被覆され、
前記折曲部を前記軸方向溝に嵌合固定したこと
を特徴とするハブユニット軸受。