JP2020183781A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】泥水等の異物の堰き止め量を十分に得ることができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内周に複列の外側軌道面2c、2dを有する外輪2と、一端部に車輪取り付けフランジ3bを有し、外周に軸方向に延びる小径段部3aを有するハブ輪3、および小径段部3aに圧入された内輪4からなり、外側軌道面2c、2dに対向する複列の内側軌道面3c、4aを有する内方部材と、外輪2と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列のボール列5、6と、外輪2と内方部材とによって形成された環状空間のアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材10とを備える車輪用軸受装置1であって、外輪2は、アウター側端部における外周面2oに周方向に沿って形成される溝部2gと、円環状に形成され、溝部2gに嵌装されて外輪2の外周面2oよりも径方向外側に突出する堰部材11とを有し、堰部材11は、径方向に切断された切断部11cを有する。【選択図】図1

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。
従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置には、泥水等の異物の入り込みを防止するシール部材が外方部材と内方部材との間に設けられている。車輪用軸受装置のアウター側シール部材は、外方部材のアウター側端部に嵌合され、外方部材と内方部材とによって形成された環状空間のアウター側開口端を塞いでいる。
さらに車輪用軸受装置においては、外方部材のアウター側端部に径方向外側へ突出する環状の堰部材を嵌合して、外方部材からアウター側シール部材に向かって流れる泥水等の異物を堰き止めることにより、泥水等の異物の軸受装置内部への浸入を抑制することが行われている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載の堰部材は、外方部材と内方部材を組み立てる前に外方部材に嵌合されるものであり、外方部材と内方部材を組み立てた後には取り外すことができない構成となっている。また、車輪用軸受装置における内方部材であるハブ輪は、アウター側端部に径方向外側へ突出する車輪取り付けフランジを有しており、車輪取り付けフランジにはハブボルトが軸方向に圧入されている。
従って、堰部材の径方向における突出高さは、ハブボルトを圧入または交換する際にハブボルトと干渉しない程度の高さに制限する必要があった。堰部材の突出高さは大きい方が泥水等の異物の堰き止め量が多くなるため、堰部材の突出高さがハブボルトと干渉しない程度の高さに制限されると、十分な堰き止め量を得ることが困難であった。
特開2008−223893号公報
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、堰部材の径方向における突出高さがハブボルトにより制限されることがなく、泥水等の異物の堰き止め量を十分に得ることができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。
即ち、第一の発明は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、一端部に車輪取り付けフランジを有し、外周に軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間のアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材と、を備える車輪用軸受装置であって、前記外方部材は、アウター側端部における外周面に周方向に沿って形成される溝部と、円環状に形成され、前記溝部に嵌装されて前記外方部材の外周面よりも径方向外側に突出する堰部材とを有し、前記堰部材は、径方向に切断された少なくとも一つの切断部を有することを特徴とする車輪用軸受装置である。
本発明によれば、泥水等の異物の堰き止め量を十分に得ることができる。
車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 車輪用軸受装置を示す正面図である。 外輪および第1実施形態に係る堰部材を示す正面断面図である。 外輪および第2実施形態に係る堰部材を示す正面断面図である。 堰部材が接着剤を介して外輪の溝部に嵌装された状態を示す側面断面図である。 (a)は第3実施形態に係る堰部材を示す側面断面図であり、(b)は第4実施形態に係る堰部材を示す側面断面図である。
以下に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
[車輪用軸受装置]
図1、図2に示す車輪用軸受装置1は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態であり、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置1は、外方部材である外輪2と、内方部材であるハブ輪3および内輪4と、転動列である二列のインナー側ボール列5およびアウター側ボール列6と、インナー側シール部材9と、アウター側シール部材10とを具備する。
ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車輪側を表す。また、軸方向とは、車輪用軸受装置1の回転軸に沿った方向を表す。
外輪2のインナー側端部には、インナー側シール部材9が嵌合可能なインナー側開口部2aが形成されている。外輪2のアウター側端部には、アウター側シール部材10が嵌合可能なアウター側開口部2bが形成されている。外輪2の内周面には、インナー側の外側軌道面2cと、アウター側の外側軌道面2dとが形成されている。
外輪2の外周面2oには、外輪2を車体側部材(ナックル)に取り付けるための車体取り付けフランジ2eが一体的に形成されている。車体取り付けフランジ2eには、車体側の部材と外輪2とを締結する締結部材が挿通されるボルト孔2fが設けられている。
外輪2は、溝部2gと堰部材11とを有している。外輪2のアウター側端部における外周面2oには、溝部2gが周方向に沿って、全周に形成されている。溝部2gには、円環状に形成される堰部材11が嵌装されている。堰部材11は、外輪2の外周面2oにおける全周にわたって、外周面2oよりも径方向外側に突出している。
外輪2に堰部材11を設けることによって、外輪2の外周面2oからアウター側シール部材10に向かって流れる泥水等の異物を堰き止めて下方に流下させ、泥水等の異物が車輪用軸受装置1の内部に浸入することを抑制している。
ハブ輪3の外周面3oにおけるインナー側端部には、アウター側端部よりも縮径された小径段部3aが形成されている。ハブ輪3のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ3bが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ3bには、ハブボルト3gが圧入されるボルト孔3fが設けられている。
車輪取り付けフランジ3bには、複数のハブボルト3gが周方向に沿って圧入されている。複数のハブボルト3gは、ハブ輪3の中心軸C1を中心とするピッチ円P1上に配置されており、ハブボルト3gの中心軸C2はピッチ円P1上に位置している。
ハブ輪3には、アウター側の内側軌道面3cが外輪2のアウター側の外側軌道面2dに対向するように設けられている。また、ハブ輪3においては、車輪取り付けフランジ3bの基部側にアウター側シール部材10が摺接するリップ摺動面3dが形成されている。ハブ輪3の小径段部3aには、内輪4が設けられている。
内輪4の外周面には、内側軌道面4aが形成されている。内輪4は、ハブ輪3のインナー側端部にかしめ加工をすることにより一体的に固定されている。つまり、ハブ輪3のインナー側には、内輪4によって内側軌道面4aが構成され、外輪2のインナー側の外側軌道面2cに対向するように配置されている。
転動列であるインナー側ボール列5とアウター側ボール列6とは、転動体である複数のボール7が保持器8によって保持されることにより構成されている。インナー側ボール列5は、内輪4の内側軌道面4aと、外輪2のインナー側の外側軌道面2cとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列6は、ハブ輪3の内側軌道面3cと、外輪2のアウター側の外側軌道面2dとの間に転動自在に挟まれている。
車輪用軸受装置1においては、外輪2と、ハブ輪3および内輪4と、インナー側ボール列5と、アウター側ボール列6とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置1は、複列円錐ころ軸受によって構成されていてもよい。
[堰部材の第1実施形態]
図1、図2に示すように、堰部材11は、内周縁部11aと外周縁部11bとを有しており、内周縁部11aが外輪2の溝部2gに嵌装されている。内周縁部11aを溝部2gに嵌装して堰部材11を外輪2に装着することで、車輪用軸受装置1の使用時等に外輪2に振動が加わる、または外輪2に繰り返し変形が生じることにより堰部材11が外輪2から抜け出すことを抑制可能となっている。
堰部材11の径方向における外周面2oからの突出高さhは、中心軸C1を中心としハブボルト3gの内径側端部を通る円をP2とした場合、堰部材11の外周縁部11bが、径方向において円P2とピッチ円P1との間に位置する高さに設定されている。
図3に示すように、堰部材11は、周方向における1箇所に、径方向に切断された切断部11cを有しており、切断部11cにおいて隣接する第1切断面11dと、第2切断面11eとは、互いに離間することが可能である。
図3(b)に示すように、外輪2の外周面2oは外径D1を有しており、堰部材11の内周縁部11aは内径D2を有している。堰部材11の第1切断面11dと第2切断面11eとが当接した状態においては、内周縁部11aの内径D2は外輪2の外径D1よりも小さく形成されている。
堰部材11は、屈曲可能な弾性を有する部材にて構成されており、内周縁部11aの少なくとも一部における内径D2が、外径D1以上となるように屈曲することが可能に構成されている。
このように構成される堰部材11は、例えば次のようにして外輪2の溝部2gに嵌装することができる。まず、図3(a)に示すように、堰部材11の下半部を上半部に対して略直角に屈曲させた状態で、堰部材11の上半部における内周縁部11aを溝部2gに差し入れる。
この場合、例えば第1切断面11dを有する堰部材11の下半部における左側の部分は、図3(a)における紙面奥側へ向けて屈曲させ、第2切断面11eを有する堰部材11の下半部における右側の部分は、図3(a)における紙面手前側に向けて屈曲させることができる。
但し、堰部材11の下半部における左側の部分と右側の部分とを、共に図3(a)における紙面奥側または紙面手前側に屈曲させることも可能である。また、堰部材11における下半部の上半部に対する屈曲角度は、略直角に限定するものではなく、略直角よりも大きい角度または小さい角度に屈曲させてもよい。
次に、堰部材11の下半部における左側の部分および右側の部分を下方へ移動させながら、堰部材11の下半部における内周縁部11aを溝部2gに差し入れていく。この場合、堰部材11を、内周縁部11aの内径D2が外径D1以上となるように屈曲させることで、堰部材11の下半部を外輪2の外周面2oに沿って円滑に移動させることができ、堰部材11の内周縁部11aを溝部2gに容易に差し入れることが可能となる。
堰部材11の下半部における内周縁部11aが全て溝部2gに差し入れられると、図3(b)に示すように、堰部材11が外輪2の溝部2gに嵌装された状態となる。堰部材11が溝部2gに嵌装された状態では、第1切断面11dと第2切断面11eとは当接している。
このように、堰部材11は切断部11cを有しており、切断部11cにおける第1切断面11dと第2切断面11eとの間を広げて外輪2の溝部2gに嵌装することができるため、外輪2とハブ輪3とを組み立てて車輪取り付けフランジ3bにハブボルト3gを圧入した後に、堰部材11を溝部2gに装着することができる。
これにより、堰部材11の突出高さhを、外周縁部11bが円P2または円P2よりも径方向外側に位置する高さに設定したとしても、車輪取り付けフランジ3bにハブボルト3gを圧入した後に、堰部材11を溝部2gに装着することで、堰部材11とハブボルト3gとが干渉することを防止できる。
また、堰部材11を溝部2gに嵌装する際の手順と逆の手順を踏むことで、溝部2gに嵌装した堰部材11を外輪2から取り外すことも可能である。従って、車輪取り付けフランジ3bに圧入されたハブボルト3gを交換する際には、溝部2gに嵌装した堰部材11を一旦外輪2から取り外し、ハブボルト3gの交換後に堰部材11を再び溝部2gに嵌装することで、堰部材11とハブボルト3gとが干渉することを防止できる。
このように、堰部材11は、ハブボルト3の圧入後および交換後に外輪に装着することが可能であるため、堰部材11の径方向における突出高さhがハブボルト3により制限されることがない。これにより、突出高さhを、堰部材11の外周縁部11bが円P2または円P2よりも径方向外側に位置する大きな高さに設定することができ、堰部材11によって泥水等の異物の堰き止め量を十分に得ることが可能となる。
また、堰部材11の突出高さhを、堰部材11の外周縁部11bが円P2とピッチ円P1との間に位置する高さに設定することで、堰部材11を必要以上に大きくすることなく、泥水等の異物の堰き止め量を十分に得ることが可能となる。
[堰部材の第2実施形態]
図4に示すように、第2実施形態に係る堰部材12は、内周縁部12aと外周縁部12bとを有しており、内周縁部12aが外輪2の溝部2gに嵌装されている。内周縁部12aを溝部2gに嵌装して堰部材12を外輪2に装着することで、堰部材11の場合と同様に、堰部材12が外輪2から抜け出すことを抑制可能となっている。
堰部材12の径方向における外周面2oからの突出高さhは、堰部材12の外周縁部12bが、径方向において円P2とピッチ円P1との間に位置する高さに設定されている。
堰部材12は、径方向に切断された第1切断部12cと第2切断部12dとを有している。堰部材12は、第1切断部12cと第2切断部12dとで切断されることにより、2つの第1堰部材片12Aと第2堰部材片12Bとに分割されている。第1切断部12cと第2切断部12dとは、堰部材12の中心に対して点対象となる位置に配置されており、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bは半円環形状に形成されている。
第1堰部材片12Aは第1切断部12cにおいて第1切断面12eを有し、第2切断部12dにおいて第2切断面12gを有している。第2堰部材片12Bは第1切断部12cにおいて第1切断面12fを有し、第2切断部12dにおいて第2切断面12hを有している。
第1堰部材片12Aの第1切断面12eと第2堰部材片12Bの第1切断面12f、および第1堰部材片12Aの第2切断面12gと第2堰部材片12Bの第2切断面12hとは、堰部材12が外輪2に装着された状態において当接している(図4(b)参照)。外輪2に装着された堰部材12の内周縁部12aは内径D3を有している。内径D3は外輪2の外径D1よりも小さく形成されている。
このように構成される堰部材12は、例えば次のようにして外輪2の溝部2gに嵌装することができる。まず、図4(a)に示すように、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bを、内周縁部12aと外輪2の外周面2oとが対向する姿勢に配置する。次に、第1堰部材片12Aを軸方向と直交する方向の一側から外輪2の溝部2gに差し入れるとともに、第2堰部材片12Bを軸方向と直交する方向の他側から外輪2の溝部2gに差し入れる。
この場合、第1堰部材片12Aと第2堰部材片12Bとを、第1堰部材片12Aの第1切断面12eおよび第2切断面12gと、第2堰部材片12Bの第1切断面12fおよび第2切断面12hとが、それぞれ当接する位置まで溝部2gに差し入れることで、図4(b)に示すように堰部材12が外輪2に嵌装された状態となる。
また、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bを溝部2gに嵌装する際には、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bの内周縁部12a、または外輪2の溝部2gに接着剤13を塗布しておく。
内周縁部12aまたは溝部2gに接着剤13を塗布した状態で第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bを溝部2gに嵌装することで、図5に示すように、堰部材12は接着剤13を介して溝部2gに嵌装された状態となる。接着剤13は、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bと外輪2とを接着するための接着剤であり、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bは溝部2gに嵌装された状態で外輪2と接着される。
これにより、第1堰部材片12Aおよび第2堰部材片12Bが溝部2gに固定され、溝部2gから抜け出すことが抑制される。なお、第1実施形態に係る堰部材11についても、例えば接着剤13が塗布された状態の溝部2gに堰部材11を嵌装することで、接着剤13を介して溝部2gに嵌装された状態とすることができる。
このように、堰部材12は第1切断部12cおよび第2切断部12dを有しており、第1堰部材片12Aと第2堰部材片12Bとに分割されているため、第1堰部材片12Aと第2堰部材片12Bとを溝部2gに反対側から嵌装することが可能となっている。従って、外輪2とハブ輪3とを組み立てて車輪取り付けフランジ3bにハブボルト3gを圧入した後に、堰部材12を溝部2gに装着することができる。
これにより、堰部材12の突出高さhを、外周縁部12bが円P2または円P2よりも径方向外側に位置する高さに設定したとしても、車輪取り付けフランジ3bにハブボルト3gを圧入した後、またはハブボルト3gの交換を行った後に、堰部材12を溝部2gに装着することで、堰部材12とハブボルト3gとが干渉することを防止できる。
このように、堰部材12は、ハブボルト3gの圧入後および交換後に外輪に装着することが可能であるため、堰部材11の場合と同様に、突出高さhを堰部材12の外周縁部12bが円P2または円P2よりも径方向外側に位置する大きな高さに設定することができ、泥水等の異物の堰き止め量を十分に得ることが可能となる。
なお、本実施形態における堰部材12は、第1堰部材片12Aと第2堰部材片12Bとの2つの堰部材片に分割されているが、3つ以上の堰部材片に分割することも可能である。
[堰部材の第3実施形態]
図6(a)に示すように、第3実施形態に係る堰部材14は、内周部14dと外周部14cとを有しており、内周部14dにおける内周縁部14aが外輪2の溝部2gに嵌装されている。また、堰部材14の外周部14cは内周部14dに対して軸方向におけるインナー側へ屈曲されており、外周部14cの外周縁部14bは内周縁部14aよりもインナー側に位置している。
このように、堰部材14の外周部14cをインナー側へ屈曲させることで、外輪2の外周面2oからアウター側シール部材10に向かって流れる泥水等の異物を堰部材14によって堰き止める際に、泥水等の異物が堰部材14を超えてアウター側シール部材10側に流れることを抑制することができる。これにより、堰部材14による泥水等の異物の堰き止め効果を高めることが可能となる。
なお、堰部材14における外周部14cの内周部14dに対する屈曲角度θ1は、泥水等の異物の堰き止め効果を高める観点から、90度以下とすることが好ましい。また、堰部材14は、堰部材11のように1つの切断部を有する態様、または堰部材12のように複数の切断部を有して複数の堰部材片に分割された態様に構成することができる。
[堰部材の第4実施形態]
図6(b)に示すように、第4実施形態に係る堰部材15は、内周部15dと外周部15cとを有しており、内周部15dにおける内周縁部15aが外輪2の溝部2gに嵌装されている。また、堰部材15の外周部15cは内周部15dに対して軸方向におけるアウター側へ屈曲されており、外周部15cの外周縁部15bは内周縁部15aよりもアウター側に位置している。アウター側へ屈曲された外周部15cは、アウター側シール部材10の外周部を覆っている。
このように、堰部材15の外周部15cをアウター側へ屈曲させて、外周部15cによりアウター側シール部材10の外周部を覆うことで、ハブ輪3側からアウター側シール部材10側へ向けて流れる泥水等の異物を外周部15cによって堰き止めることができる。これにより、泥水等の異物がアウター側シール部材10に到達することを抑制できる。
なお、堰部材15における外周部15cの内周部15dに対する屈曲角度θ2は、泥水等の異物がアウター側シール部材10に到達することを抑制する観点から、90度以下とすることが好ましい。また、堰部材15は、堰部材11のように1つの切断部を有する態様、または堰部材12のように複数の切断部を有して複数の堰部材片に分割された態様に構成することができる。
また、本実施形態における車輪用軸受装置1は、ハブ輪3の外周に内側軌道面3cが直接形成されている第3世代構造の車輪用軸受装置1として構成されているがこれに限定するものではなく、ハブ輪3に一対の内輪4が圧入固定された第2世代構造であってもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
1 車輪用軸受装置
2 外輪
2a インナー側開口部
2b アウター側開口部
2c (インナー側の)外側軌道面
2d (アウター側の)外側軌道面
2e 車体取り付けフランジ
2f (外輪の)ボルト孔
2g 溝部
2o (外輪の)外周面
3 ハブ輪
3a 小径段部
3b 車輪取り付けフランジ
3c (ハブ輪の)内側軌道面
3d リップ摺動面
3f (ハブ輪の)ボルト孔
3o (ハブ輪の)外周面
3g ハブボルト
4 内輪
4a (内輪の)内側軌道面
5 インナー側ボール列
6 アウター側ボール列
7 ボール
8 保持器
9 インナー側シール部材
10 アウター側シール部材
11、12、14、15 堰部材
12A 第1堰部材片
12B 第2堰部材片
11a、12a、14a、15a 内周縁部
11b、12b、14b、15b 外周縁部
11c 切断部
11d、12e、12f 第1切断面
11e、12g、12h 第2切断面
12c 第1切断部
12d 第2切断部
13 接着剤
14c、15c 外周部
14d、15d 内周部
C1 (ハブ輪の)中心軸
C2 (ハブボルトの)中心軸
D1 (外輪の)外径
D2、D3 (堰部材の)内径
P1 ピッチ円
P2 円
h 突出高さ
θ1、θ2 屈曲角度

Claims (6)

  1. 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
    一端部に車輪取り付けフランジを有し、外周に軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
    前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
    前記外方部材と前記内方部材とによって形成された環状空間のアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材と、を備える車輪用軸受装置であって、
    前記外方部材は、アウター側端部における外周面に周方向に沿って形成される溝部と、円環状に形成され、前記溝部に嵌装されて前記外方部材の外周面よりも径方向外側に突出する堰部材とを有し、
    前記堰部材は、径方向に切断された少なくとも一つの切断部を有することを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記堰部材は、一つの前記切断部を有するとともに、内周縁部の少なくとも一部における内径が前記外輪の外周面の外径以上となるように屈曲可能な弾性を有する請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記堰部材は、複数の前記切断部を有するとともに、複数の堰部材片に分割されており、
    前記堰部材片は、前記堰部材片と前記外方部材とを接着する接着剤を介して前記溝部に嵌装される請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  4. 車輪取り付けフランジは、ボルト孔と、前記ボルト孔に圧入されるハブボルトとを有し、
    前記堰部材の外周縁部は、径方向において前記ハブボルトの内径側端部と、前記ハブボルトの中心軸との間に位置する請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記堰部材の外周部は、インナー側に屈曲している請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記堰部材の外周部は、アウター側に屈曲している請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
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