JP4406536B2 - 軸受部のシール構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニット等に適用される軸受部のシール構造に係り、詳しくは、トーンホイールが装備される側の組合せシールリングを、部品点数削減によって合理化させる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するとともに、アンチロックブレーキシステム(ABS)やトラクションコントロールシステム(TCS)を制御すべく、車輪の回転速度を検出するために、固定側に装備される磁気センサと対を為してエンコーダを構成するトーンホイールが装備されたベアリングが組み込まれている。トーンホイールは、ベアリングの端部開口を塞ぐ左右一対のシールリングのうちの、車体内側となるインナーシールリングにおける回転側部分に一体的に装備されるものが多く、このような例としては特許文献1に示されたものが知られている。
【0003】
すなわち、車速検出用エンコーダは、車輪側(回転側)に取り付けられたトーンホイールと、このトーンホイールに近接させて固定側(非回転側)に対向配置された磁気センサとで構成されており、陽極と負極とが交互に着磁されたリングであるトーンホイールは、ベアリングにおけるシールリングの芯金(スリンガと呼ばれる)に固着されている。
【0004】
軸受部の構造としては種々のものがあり、例えば、図9に示すように、ベアリングBにおける回転側の内輪31の横端面31aよりも、固定側の外輪32の横端面32aの方が突出している構成の場合には、外輪32に装備される磁気センサ42とトーンホイール33との間隔が広がり過ぎるために、前述の特許文献1に示されたもののように、トーンホイール33をシールリングに一体に組み込むことができない。従って、このような場合には、図9に示すように、接着等によってトーンホイール33が固着されたフランジ付筒状で板金製の支持リング34を、インナーシールリング35とは別の部品に形成して内輪31に嵌装するようにしていた。
【0005】
このような構成におけるシールリングとしては、図9に示すように、外輪32に内嵌される外芯金36に、内輪31の外周面に摺接する2箇所のシールリップ37a,37bを有したシール部材37が一体装備された2リップ構造の単独シールリング38と、図10に示すように、内輪31に嵌装される第1芯金39と、これに摺接する3箇所のシールリップ40a〜40cを有したシール部材40が、外輪32に内嵌される外芯金43に一体装備された3リップ構造の組合せシールリング(パックシールとも言う)41とがある。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−62305号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図9に示す前者のシール構造では、部品点数が少なくてコスト的に有利ではあるが、内輪の外周面に摺接するラジアル方向のみの2リップ構造故に、厳しい環境下で使用される箇所には使えないものであってシール性能の点では不利である。図10に示す後者のシール構造では、断面L字状の第1芯金にラジアル方向及びアキシャル方向の双方に摺接する3リップ構造であり、厳しい環境下で使用可能なシール性能に優れる点では有利であるが、反面、部品点数は多くなり、部品管理やコストに関しては不利である。
【0008】
このように、前記前者と後者のシール構造は、それらのいずれの手段でも一長一短があるため、使用場所や目的に応じて使い分けていたが、一般的にトーンホイールが装備されるインナーシールリングには、高いシール性能が要求されるので、図10に示す前記後者のシール構造が多用される。
【0009】
そこで、本発明の目的は、トーンホイール及びシールリングを有する軸受部の構造工夫により、シール性能に優れる組合せシールリングを備えながら、コスト的に有利となる合理化されたシール構造を提供する点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の構成は、環状の第1芯金と、この第1芯金に摺接自在なリップが形成されたシール部材を有する環状の第2芯金とを、固定側部材と回転側部材とに振り分けて支持させて成る組合せシールリングを備えるとともに、前記回転側部材にリング状のトーンホイールを装備し、前記トーンホイールに近接する状態で固定装備される磁気センサを備えた軸受部のシール構造であって、前記第1の芯金は、前記回転側部材に嵌装される筒部と、該筒部の一端部を前記磁気センサ側に延設し前記回転側部材側に折り曲げた支持リング部と、前記支持リング部が設けられた側とは反対側の前記筒部の端部を延設した延設部とを備え、前記支持リング部には、前記トーンホイールが取付けられ、前記延設部を前記回転側部材から前記固定側部材に向かって立ち上がり、前記シール部材が摺接する立壁部に形成し、前記筒部の前記支持リング部側端部は、前記回転側部材の端面から離れた位置に固定装備された前記磁気センサ側に近接するよう前記回転側部材の端面から突出して延設されていることを特徴とする。
【0011】
請求項1の構成によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、トーンホイールを装備するための支持部材が、第1又は第2芯金を兼用することとなり、部品点数を1個削減できるようになる。つまり、従来では、第1芯金、シール部材、第2芯金、トーンホイール、支持部材という5つの構成部品であったが、請求項1の構成では、例えば、シール部材、第2芯金、トーンホイール、支持部材という4つの構成部品で済むようになる。
【0012】
その結果、組合せシールリングを用いたシール性能に優れた軸受部のシール構造としながら、部品点数を減らすことができて、部品管理が楽になるとともにコストダウンも行え、合理化を図ることができた。
【0013】
請求項2の構成は、リップを、その先端部が立壁部に摺接自在なアキシャルリップに形成するとともに、シール部材に、回転部材の周面に摺接自在なラジアルリップを形成してあることを特徴とする。
【0014】
請求項2の構成によれば、トーンホイールを装備するための支持部材の延設部を、シール部材におけるアキシャルリップが摺接する立壁部に形成して、シール部材に形成されるラジアルリップが回転部材の周面に直接に摺接する構造としたので、第1芯金における回転側部材に嵌合された部分である嵌合筒部の周面にラジアルリップを摺接させる従来構造に比べて、その嵌合筒部が存在しない分、シール部材の、つまりは、組合せシールリングとしてのラジアル方向長さをコンパクト化することができる。
【0015】
請求項3の構成は、請求項1又は2の構成において、固定側部材が軸受を構成するための内輪であり、回転側部材が軸受を構成するための外輪であるとともに、延設部が第1芯金に形成されていることを特徴とするものである。
【0016】
請求項3の構成によれば、内輪が回転側になって、軸受の両端側に回転部を設ける必要のある駆動車輪の軸受構造として好適なものになるとともに、1つの部品で成る第1芯金を兼用できるので、2部品から構成されて、第1芯金に比べて複雑な部品である第2芯金は従来と同じものが使えるので、生産設備上の変更が少なくて済むという実用上の利点もある。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、自動車のタイヤ等の従動輪(FF車の後輪、FR車の前輪等)を回転自在に支持するアンギュラ型ベアリングとして機能する軸受ユニットA、及びその周辺の構造を示してある。図2には、軸受ユニットAにおける軸受部3の拡大断面図が、また、図3には、軸受部3におけるインナー側(車体側であって図1では右側)部分の拡大断面図を夫々示してある。
【0018】
軸受ユニットAは、図1に示すように、タイヤ付きのホイール(図示省略)を着脱自在に取付けるための複数の植込みボルト4を有したハブ1と、フレーム等の車体側の支持部材にボルト止めによって取付け固定されるハブキャリア2と、これら両者1,2の間に一体的に形成された軸受部3とから構成されている。この軸受ユニットAには、ABS(アンチロックブレーキ)やトラクションコントロール等において必要となる、車輪の回転速度検出用のエンコーダEが装備されている。
【0019】
軸受部3は、ハブ1の一部である内輪部5,6と、ハブキャリア2の一部である外輪部(固定側部材の一例)7と、これら内輪部(回転側部材の一例)5,6及び外輪部7の夫々に形成された周状の転動軌道(符記省略)に配置された左右2列のボール8と、これらボール8を周方向に等間隔配置するためのリテーナ9,10とから構成されている。そして、左右2列のボール8の車体左右方向で外側には環状のアウターシール11が、かつ、内側には環状のインナーシール12が装備されている。尚、インナー側の内輪部6は、ハブ1に圧入によって嵌合装着された後に、ハブ1の中心部内側部分を塑性変形させる加工処理(いわゆるカシメ処理)によって強固に一体化される。
【0020】
アウターシール11は、図2に示すように、外輪部7の内周に圧入によって嵌装された固定側のシールリング14(いわゆる、ダブルサイドリップシール)によって構成されている。このアウターシール11は、断面が略逆L字状とされた板金製で筒状の外側芯金15に、内輪部5の湾曲外周面に摺接自在な複数(3箇所)のリップ16a〜16cを有したゴム材等で成るシール部材16を、焼き付け等の処理によって一体装備して構成されている。
【0021】
インナーシール12は、図3に示すように、内輪部6の外周に圧入によって嵌装される回転側シールリング17と、外輪部7の内周に圧入によって嵌装される固定側シールリング18とから成る組合せシールに構成されている。回転側シールリング17は、内輪部6に嵌装される筒部17aと、車体左右方向の内側端において内径側に折り曲げられた支持リング部17bと、車体左右方向の外側端において外径側に折り曲げられた芯金部(第1芯金S1の一例)17cとを有して断面が略Z状を呈する板金製で筒状の支持リングに形成されている。
【0022】
固定側シールリング18は、断面が逆L字状とされた板金製で筒状の外側芯金(第2芯金S2の一例)19に、複数のリップ20a〜20cを有したゴム材等で成るシール部材20を、焼き付け等の処理によって一体装備して構成されている。最も径の大きい側である第1リップ20aは、支持リング17における立壁部である芯金部17cに摺接自在なアキシャルリップに形成されており、他の2箇所のリップである第2、第3リップ20b,20cは、内輪6の外周面に直接に摺接自在なラジアルリップに形成されている。
【0023】
シール部材20には、外側芯金19における外輪部7に内嵌される嵌合筒部19aの内周面を覆う筒部20dが形成されており、その筒部20dの先端側内周面と芯金部17の先端面との間に隙間を設けることで、ダストの流入を規制するラビリンスシールとして機能し得る小隙間rを形成してある。
【0024】
回転数検出用のエンコーダEは、図3に示すように、支持リング17の支持リング部17bの側面に貼着されたトーンホイール21と、このトーンホイール21に近接する状態でハブキャリア2側に固定装備された磁気センサ22とで構成されている。エンコーダEは、車輪の、すなわち、外輪部7に対する内輪部5の単位時間当りの回転数を検出自在であり、回転速度検出用として機能する。
【0025】
トーンホイール21は、図4に示すように、S極とN極とが円周方向に亙って交互に且つ等間隔で配置される状態に着磁された磁性ゴムで構成されている。すなわち、トーンホイール21は、ゴム中にフェライト等の磁性粉末を混入したゴム磁石を円輪状に形成したもので、着磁方向は、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。
【0026】
本構造によるインナーシール12では、トーンホイール21の支持部材である支持リング17を、シール部材20が摺接する芯金(スリンガ)に兼用させてあるから、専用の芯金を省略できてコスト及び部品管理上において有利である。また、車体左右方向の内側から外側に向かう筒部17aの外側端から延設部である芯金部17cを立ち上げてあるから、外部からボール8部位に水分を誘導するような箇所(図10におけるa部分のような箇所)が存在せず、シール性能上でも有利である。加えて、2ヶ所のラジアルリップ20b,20cを内輪部6の外周面に直接摺接させる構造としたので、前述の特許文献1(特開2002−62305号公報)に示されたシールのように、芯金に摺接させる場合に比べて、シール部材20の配置スペースを径方向に大きく(広く)できるとか、或いはシール全体としての径方向寸法を芯金の板厚分はコンパクト化できるといった利点もある。
【0027】
〔別実施形態〕
<1> 軸受部3は、図5に示すように、固定側部材2と回転側部材1との間に、ボールベアリング等の独立した部品としての軸受23を介装した構造でも、本発明によるインナーシールを適用自在である。図5におけるインナーシール12は、図3に示すものと同じである。
【0028】
<2> シール構造としては、図6に示すように、トーンホイール21を有して回転側部材1に嵌合する支持部材24の立壁部24c(第2芯金S2の一例)にシール部材20を一体的に装備させ、固定側部材2には第1芯金S1を嵌装させて成るインナーシール12とすることも可能である。
【0029】
<3> シール構造としては、図7に示すように、インナーシール12において、固定側シールリング25を立壁部17cの車体左右方向で内側に配置した構造のものでも良い。すなわち、固定側部材2に嵌装される第2芯金S2に一体装備されるシール部材20のラジアルリップ20b,20cは、支持部材17の筒部17aの外周面に摺接させてある。この構造でも、支持部材17が第1芯金S1を兼用しており、部品点数の削減が行われるいる。
【0030】
<4> シール構造としては、図8に示すように、インナーシール12における第1芯金S1を、支持部材26の折り曲げ筒部26dと立壁部26cとで成る断面L字状のものとして、3箇所のリップ20a〜20cの全てを第1芯金S1に摺接させるようにしても良い。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、環状の第1芯金と、この第1芯金に摺接自在なリップが形成されたシール部材を有する環状の第2芯金とを、固定側部材と回転側部材とに振り分けて支持させて成る組合せシールリングを備えるとともに、回転側部材にリング状のトーンホイールを装備してある軸受部のシール構造において、トーンホイールを、回転側部材に嵌装される環状の支持部材に取付けるとともに、支持部材におけるトーンホイールが取付けられた側の反対側を延設し、その延設部を第1芯金又は前記第2芯金に形成したので、組合せシールリングを用いることでシール性能に優れた軸受部のシール構造としながら、部品点数を減らすことができて、部品管理が楽になるとともにコストダウンも行え、合理化を図ることができた。特に、回転側部材と固定部材との端面が揃っておらず、トーンホイールを回転側部材の端面から離して配置する構造の軸受部に好適であり、トーンホイールの支持部材でシールリングの芯金を兼用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ホイールベアリングとその周辺構造を示す断面図
【図2】軸受部のアウターシール部分を示す拡大断面図
【図3】軸受部のインナーシール部分を示す拡大断面図
【図4】トーンホイールにおける磁極の配列状態を示す部分側面図
【図5】軸受部の第1別構造を示す要部の断面図
【図6】軸受部の第2別構造を示す要部の断面図
【図7】軸受部の第3別構造を示す要部の断面図
【図8】軸受部の第4別構造を示す要部の断面図
【図9】単独シールリングを有した軸受部の従来例を示す要部の断面図
【図10】組合せシールリングを有した軸受部の従来例を示す要部の断面図
【符号の説明】
1 回転側部材
2 固定側部材
12 組合せシールリング
17 支持部材
17c 延設部、立壁部
20 シール部材
20a〜20c リップ
S1 第1芯金
S2 第2芯金
Claims (3)
- 環状の第1芯金と、この第1芯金に摺接自在なリップが形成されたシール部材を有する環状の第2芯金とを、固定側部材と回転側部材とに振り分けて支持させて成る組合せシールリングを備えるとともに、前記回転側部材にリング状のトーンホイールを装備し、前記トーンホイールに近接する状態で固定装備される磁気センサを備えた軸受部のシール構造であって、
前記第1の芯金は、前記回転側部材に嵌装される筒部と、該筒部の一端部を前記磁気センサ側に延設し前記回転側部材側に折り曲げた支持リング部と、前記支持リング部が設けられた側とは反対側の前記筒部の端部を延設した延設部とを備え、
前記支持リング部には、前記トーンホイールが取付けられ、
前記延設部を前記回転側部材から前記固定側部材に向かって立ち上がり、前記シール部材が摺接する立壁部に形成し、
前記筒部の前記支持リング部側端部は、前記回転側部材の端面から離れた位置に固定装備された前記磁気センサ側に近接するよう前記回転側部材の端面から突出して延設されていることを特徴とする軸受部のシール構造。 - 前記リップを、その先端部が前記立壁部に摺接自在なアキシャルリップに形成するとともに、前記シール部材に、前記回転側部材の周面に摺接自在なラジアルリップを形成してある請求項1に記載の軸受部のシール構造。
- 前記固定側部材が軸受を構成するための外輪であり、前記回転側部材が軸受を構成するための内輪であるとともに、前記延設部が前記第1芯金に形成されている請求項1又は2に記載の軸受部のシール構造。
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