JP2024037455A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪用軸受装置において、突起部側（径方向内側）に泥水等が入り込むことを抑制して、突起部によるシール部材と外方部材のアウター側端面との密封性を比較的長く維持させることができるものとする。【解決手段】外輪２（外方部材）と、ハブ輪３及び内輪４（内方部材）と、ボール８（転動体）と、アウター側シール部材１０（シール部材）と、を備える車輪用軸受装置１において、アウター側シール部材１０は芯金１１とシール部１２とを有し、シール部１２は、インナー側に向かって突出して外輪２のアウター側端面２ｇに接触する突起部１２ｅと、突起部１２ｅよりも径方向外側に配置され、インナー側に向かって突出して外輪２の面取り部２ｈに接触する突出部１２ｆと、を有するものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車用の車輪用軸受装置が知られている。前記車輪用軸受装置は、内周に外側軌道面が形成された外輪（外方部材）と、外輪の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された内輪（内方部材）と、外輪と内輪との両軌道面間に転動自在に介装された複数のボール（転動体）と、外輪と内輪との間に形成される空間の開口部を塞ぐシール部材と、を備えている（特許文献１参照）。

国際公開第２０２０／０１２９５３号

車輪用軸受装置では、シール部材は外輪の内周面（もしくは、外輪のアウター側端面）に接触する突起部を備えて、シール部材と外輪の内周面との密封性を向上させるものがある。もっとも、突起部側に泥水等が入り込むことによって突起部の劣化が促進されて、シール部材と外輪の内周面との密封性が維持されなくなる虞れがあった。

そこで、本発明においては、突起部側に泥水等が入り込むことを抑制して、突起部による密封性を比較的長く維持させることができる車輪用軸受装置を提供することを目的とする。

即ち、内周に外側軌道面が形成された外方部材と、前記外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された内方部材と、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介装された複数の転動体と、前記外方部材と前記内方部材との間に形成される環状空間の開口部を塞ぐシール部材と、を備える、車輪用軸受装置であって、前記外方部材は、その外径外側面と端面との境界部分が面取りされて構成される面取り部を有し、前記シール部材は、芯金と、前記芯金に固着されるシール部と、を有し、前記シール部は、前記外方部材側に向かって突出して前記外方部材の端面に接触する突起部と、前記突起部よりも径方向外側に配置され、前記外方部材側に向かって突出して前記外方部材の前記面取り部に接触する突出部と、を有する、としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本願の発明によれば、突起部側に泥水等が入り込むことを抑制することができ、突起部による密封性を比較的長く維持させることができる。

本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置を示す断面図。 同じく車輪用軸受装置を示す拡大断面図。 同じく車輪用軸受装置のアウター側シール部材を示す拡大断面図。 同じく車輪用軸受装置を示す拡大断面図。

以下に、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１または図２に示すように、車輪用軸受装置１は、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、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５、アウター側ボール列６、シール部材であるインナー側シール部材９、シール部材であるアウター側シール部材１０を備える。ここで、本明細書において、インナー側とは、車輪用軸受装置１を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、車輪用軸受装置１を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、車輪用軸受装置１の回転軸と平行な方向を「軸方向」、車輪用軸受装置１の回転軸に直交する方向を「径方向」、車輪用軸受装置１の回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と表す。

外輪２は、インナー側ボール列５及びアウター側ボール列６を介してハブ輪３と内輪４を支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成されている。外輪２の内径面には、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とが設けられている。外輪２の外周面には、懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。

ハブ輪３は、車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、円柱状に形成されている。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に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、円周等配位置にハブボルト３ｄが挿通されている。また、ハブ輪３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に対向するように配置されている。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が嵌合されている。

外輪２の内径面とハブ輪３の外形面との間には環状空間が形成されている。外輪２とハブ輪３との間に形成されている環状空間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の開口部２ａが形成されている。外輪２とハブ輪３との間に形成されている環状空間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の開口部２ｂが形成されている。外輪２は外径外側面２ｆとアウター側端面２ｇとの境界部分がＣ面取りされて構成されている。前記外輪２の面取りされる部分は面取り部２ｈとして構成される。外輪２の面取り部２ｈは面取りされることから交差が比較的小さくなるように構成されている。

内輪４は、インナー側ボール列５とアウター側ボール列６とに予圧を与えるものである。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側軌道面４ａが形成されている。内輪４は、かしめによりハブ輪３のインナー側端部に固定されている。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が構成されている。内輪４は、その内側軌道面４ａが外輪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。

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８が樹脂製の保持器７によって環状に保持されている。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介装されている。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介装されている。

保持器７は、ボール８を保持するものである。保持器７は、耐油性、耐摩耗性、潤滑性に優れた合成樹脂であるポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等から構成されている。また、補強材として、樹脂の中にグラスファイバ又はカーボンファイバ等が含まれていてもよい。

ボール８は、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２からなる鋼球等から構成されている。複数のボール８は、保持器７のポケットＰｔに回転自在に保持されている。

インナー側シール部材９は、外輪２とハブ輪３との間に形成される環状空間のインナー側の開口部２ａを塞ぐ。

図２に示すように、アウター側シール部材１０は、外輪２とハブ輪３との間に形成される環状空間のアウター側の開口部２ｂを塞ぐ。アウター側シール部材１０は、シール板と同じ材質の鋼板を略円筒状に形成された芯金１１と、芯金１１に固着されて芯金１１と一体的に構成されるシール部１２と、を有する。

アウター側シール部材１０の芯金１１は、円環状に形成され、円筒部１１ａと、内径部１１ｂと、円板部１１ｃと、を有する。
円筒部１１ａは、外輪２のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される。内径部１１ｂは、円筒部１１ａから径方向内方に屈曲して延びる。円板部１１ｃは、円筒部１１ａから径方向外方に延び、外輪２のアウター側端面２ｇに密着する。円板部１１ｃを外輪２のアウター側端面２ｇに密着させることにより、アウター側シール部材１０におけるアウター側の開口部２ｂに配置された状態の位置決めを精度良く行うことができ、また、アウター側シール部材１０によるアウター側の開口部２ｂの密封性を向上させることができる。

アウター側シール部材１０のシール部１２は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、グリースリップ１２ａと、第一サイドリップ１２ｂと、第二サイドリップ１２ｃと、堰部１２ｄと、突起部１２ｅと、突出部１２ｆと、を有する。

シール部１２のグリースリップ１２ａは、芯金１１の径方向内側端部から径方向内側且つインナー側へ向けて延出している。グリースリップ１２ａの先端部はハブ輪３の外周面３ｅに接触している。第一サイドリップ１２ｂは、グリースリップ１２ａよりも径方向外側に配置されており、径方向外側且つアウター側へ向けて延出している。第一サイドリップ１２ｂの先端部は、グリースリップ１２ａの先端部よりもアウター側でハブ輪３の外周面３ｅに接触している。第二サイドリップ１２ｃは、第一サイドリップ１２ｂよりも径方向外側に配置されており、径方向外側且つアウター側へ向けて延出している。第二サイドリップ１２ｃの先端部はハブ輪３の外周面３ｅに接触している。堰部１２ｄは、芯金１１の円板部１１ｃを覆い且つ芯金１１から径方向外側に突出するように形成されている。堰部１２ｄは、外輪２のアウター側端面２ｇより径方向外側に突出するように形成されている。

芯金１１の円板部１１ｃにおける径方向中途部から径方向外側端部に亘る部分は、インナー側の面が切り欠かれるようにして他の部分に比べて若干肉薄状に構成されている。円板部１１ｃの肉薄状の部分は、シール部１２によって覆われている。
シール部１２の突起部１２ｅは、芯金１１の円板部１１ｃの肉薄状の部分に配置されるシール部１２からインナー側（軸方向における外輪２のアウター側端面２ｇ側）に向かって突出するように構成されている。突起部１２ｅのインナー側への突出長さは０．２ｍｍから０．３ｍｍ程度で構成されている。突起部１２ｅは環状に構成されている。突起部１２ｅは、インナー側に行くに従って径方向の幅が狭くなるような断面視約三角形状に形成されている。突起部１２ｅは、アウター側シール部材１０がアウター側の開口部２ｂに配置された状態において、弾性変形して外輪２のアウター側端面２ｇに接触している。

このようにシール部１２の突起部１２ｅがインナー側（外輪２のアウター側端面２ｇ側）に向かって突出して外輪２のアウター側端面２ｇに接触することから、アウター側シール部材１０と外輪２（外方部材）のアウター側端面２ｇとの密封性を向上させることができる。

シール部１２の突起部１２ｅ内には芯金１１が配置されないように構成される。このように構成することによって、突起部１２ｅが比較的弾性変形し易くなり、アウター側シール部材１０をアウター側の開口部２ｂに圧入する作業を比較的容易に行うことができる。

シール部１２の突出部１２ｆは、突起部１２ｅよりも径方向外側に配置されている。突出部１２ｆは、芯金１１の円板部１１ｃの肉薄状の部分に配置されるシール部１２からインナー側（軸方向における外輪２のアウター側端面２ｇ側）に向かって突出するように構成されている。突出部１２ｆは環状に構成されている。突出部１２ｆは、突起部１２ｅよりもインナー側に向かって突出する長さが長く構成されている。突出部１２ｆの径方向外側の面が軸方向と概ね平行する面で構成され、突出部１２ｆの径方向内側の面が軸方向に対して傾斜する面で構成され、突出部１２ｆのインナー側の面（インナー側端面）が軸方向と概ね直交する面で構成されている。即ち、突出部１２ｆは概ね台形状に形成されている。突出部１２ｆ（突出部１２ｆの径方向内側の傾斜面）は、アウター側シール部材１０がアウター側の開口部２ｂに配置された状態において、外輪２の面取り部２ｈに弾性変形して接触している。

このようにシール部１２は、突起部１２ｅよりも径方向外側に配置され、インナー側（軸方向における外輪２のアウター側端面２ｇ側）に向かって突出して外輪２の面取り部２ｈに接触する突出部１２ｆを有することによって、突出部１２ｆから突起部１２ｅ側（径方向内側）に泥水等が入り込むことを抑制することができ、突起部１２ｅによるアウター側シール部材１０と外輪２（外方部材）のアウター側端面２ｇとの密封性を比較的長く維持させることができる。

突出部１２ｆのインナー側（軸方向における外輪２のアウター側端面２ｇ側）への突出長さは０．５ｍｍ以上で構成されると好適である。このように構成することによって、突出部１２ｆから突起部１２ｅ側（径方向内側）に泥水等が入り込むことをより確実に抑制することができる。

突出部１２ｆのインナー側への突出長さは２．０ｍｍ以下で構成されると好適である。このように構成することによって、アウター側シール部材１０をアウター側の開口部２ｂに圧入する際に突出部１２ｆの機能性が損なわれるような変形が生じることを抑制することができる。

ここで、図２に示す線Ａ、点Ｂ、線Ｃについて説明する。線Ａは、軸方向に対して直交するようにアウター側ボール列６のボールの中心位置Ｐから径方向外側に延出する仮想の線である。点Ｂは、外輪２１の外径外側面２ｆと線Ａとが交差する位置を示す。線Ｃは、点Ｂから軸心方向外側に延出する仮想の線である。

シール部１２の突出部１２ｆの径方向外側の面は、外輪２の外径外側面２ｆよりも径方向内側に位置する。突出部１２ｆの径方向外側の面は、線Ｃよりも径方向内側に位置する。
このように突出部１２ｆの径方向外側の面が線Ｃよりも径方向内側に位置するような突出部１２ｆの径方向の厚みを構成することによって、アウター側シール部材１０をアウター側の開口部２ｂに圧入する際に突出部１２ｆの機能性が損なわれるような変形が生じることを抑制することができる。

外輪２の面取り部２ｈの傾斜する角度は軸方向に対して４５°以下で構成されると好適である。このように構成することによって、突出部１２ｆから突起部１２ｅ側に泥水等が入り込むことをより確実に抑制することができる。

外輪２の面取り部２ｈの傾斜する角度は軸方向に対して１０°以上で構成されると好適である。このように構成することによって、アウター側シール部材１０をアウター側の開口部２ｂに圧入する際に突出部１２ｆの機能性が損なわれるような変形が生じることを抑制することができる。

シール部１２の突出部１２ｆの径方向内側面（外輪２の面取り部２ｈに接触する面）は、外輪２の面取り部２ｈの傾斜する角度に対して軸心側に２０°以下（０°以上２０°以下）で傾斜するように構成されると好適である。このように構成することによって、アウター側シール部材１０をアウター側の開口部２ｂに圧入する際に突出部１２ｆの機能性が損なわれるような変形が生じることを抑制することができる。

シール部１２の突出部１２ｆ内には芯金１１が配置されないように構成される。このように構成することによって、突起部１２ｅが比較的弾性変形し易くなり、アウター側シール部材１０をアウター側の開口部２ｂに圧入する作業を比較的容易に行うことができる。

なお、突出部１２ｆの径方向内側面はハブ輪３の面取り部２ｈに接触していない構成として、ラビリンスリップとして構成しても良いものとする。

図３を用いてシール部１２の変形例について説明する。図３に示す実施形態については、シール部１２の構成の一部が異なるものであり、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図３に示すように、シール部１２の突出部１２ｆの径方向内側面（外輪２の面取り部２ｈに接触する面）は、凹凸部１２ｇを有する。凹凸部１２ｇは突出部１２ｆの径方向内側面のインナー側端部に設けられる。凹凸部１２ｇは筋条に構成されている。このように構成することによって、突出部１２ｆによる面取り部２ｈに接触する面による接触圧を比較的高く構成することができ、突出部１２ｆから突起部１２ｅ側（径方向内側）に泥水等が入り込むことをより確実に抑制することができる。なお、凹凸部１２ｇは筋条に構成されることに限定されず、例えば、複数個の点状の凸部を有するように構成してもよいものとする。

図４を用いてシール部１２の変形例について説明する。図４に示す実施形態については、シール部１２の構成の一部が異なるものであり、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図４に示すように、シール部１２の堰部１２ｄは、外輪２の外径外側面２ｆより径方向外側に突出せず、外輪２の外径外側面２ｆよりも径方向内側に位置している。堰部１２ｄの径方向外側端面の径方向の位置は、突出部１２ｆの径方向外側端面の径方向と位置と概ね一致して構成され、堰部１２ｄの径方向外側端面と突出部１２ｆの径方向外側端面とが連続するように構成されている。

シール部１２は、第三サイドリップ１２ｈと、第四サイドリップ１２ｉと、を有する。第三サイドリップ１２ｈは、第二サイドリップ１２ｃよりも径方向外側に配置されており、径方向外側且つアウター側へ向けて延出している。第三サイドリップ１２ｈの先端部はハブ輪３の外周面３ｅに接触している。なお、第三サイドリップ１２ｈの先端部はハブ輪３の外周面３ｅに接触していない構成として、ラビリンスリップとして構成しても良いものとする。第四サイドリップ１２ｉは、第三サイドリップ１２ｈよりも径方向外側に配置されており、径方向外側且つアウター側へ向けて延出している。第四サイドリップ１２ｉの先端部はハブ輪３の外周面３ｅに近接しているが接触しておらず、ラビリンスリップとして構成されている。なお、第四サイドリップ１２ｉの先端部は、ハブ輪３の外周面３ｅに接触する構成としても良いものとする。このように構成することによって、径方向内側に泥水等が入り込むことを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施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、更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（外方部材）
２ａ インナー側開口部
２ｂ アウター側開口部
２ｃ 外面軌道面
２ｄ 外面軌道面
２ｅ フランジ
２ｆ 外径外側面
２ｇ アウター側端面
２ｈ 面取り部
３ ハブ輪（内方部材）
３ａ 小径段部
３ｂ フランジ
３ｃ 内側軌道面
３ｄ ハブボルト
３ｅ 外周面
４ 内輪（内方部材）
４ａ 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 保持器
８ ボール
９ インナー側シール部材
１０ アウター側シール部材
１１ 芯金
１２ シール部
１２ａ グリースリップ
１２ｂ 第一サイドリップ
１２ｃ 第二サイドリップ
１２ｄ 堰部
１２ｅ 突起部
１２ｆ 突出部
１２ｇ 凹凸部
１２ｈ 第三サイドリップ
１２ｉ 第四サイドリップ

Claims (5)

1. 内周に外側軌道面が形成された外方部材と、
   前記外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された内方部材と、
   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介装された複数の転動体と、
   前記外方部材と前記内方部材との間に形成される環状空間の開口部を塞ぐシール部材と、
   を備える、車輪用軸受装置であって、
   前記外方部材は、その外径外側面と端面との境界部分が面取りされて構成される面取り部を有し、
   前記シール部材は、芯金と、前記芯金に固着されるシール部と、を有し、
   前記シール部は、軸方向における前記外方部材側に向かって突出して前記外方部材の端面に接触する突起部と、前記突起部よりも径方向外側に配置され、軸方向における前記外方部材側に向かって突出して前記外方部材の前記面取り部に接触する突出部と、を有する、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記突出部の前記外方部材側への突出長さは０．５ｍｍ以上で構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記外方部材の前記面取り部の傾斜する角度は軸方向に対して４５°以下で構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記突出部における前記面取り部に接触する面は、前記外方部材の前記面取り部の傾斜する角度に対して軸心側に２０°以下で傾斜する、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記突出部における前記面取り部に接触する面は凹凸部を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。

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