JP7372763B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。
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（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のシール部材は、内方部材に外嵌されるスリンガと外方部材に内嵌されるシールリングとで構成されている。このシールリングは、芯金と芯金に接合された弾性部材とで構成されている。
シールリングは、外方部材に対して軸方向内側へ向かって圧入治具で押圧されることにより外方部材に圧入されている。このとき、シールリングの圧入治具で押圧される部分には弾性部材が配置されている。このため、圧入治具でシールリングを規定位置まで押し込んでも、圧入治具で押圧されていた弾性部材が弾性復帰する。その結果、シールリングが規定位置から軸方向外側にずれて位置する、いわゆるスプリングバックが生じる。よって、シール部材の軸方向の組み付け精度が悪化していた。
特開２００６－１１８５５３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、スプリングバック量を低減することにより、シール部材の軸方向の組み付け精度を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
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、外周に軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、及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、外周に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、前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの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開口端を塞ぐシール部材とを備え、前記シール部材は、前記外方部材に嵌合された芯金と、前記芯金に接合された弾性部材とを有し、前記弾性部材は、前記芯金の軸方向外側面の一部である第１接合面に接合され、前記シール部材が前記外方部材に圧入されるときに軸方向内側へ向かって押圧される押圧部と、前記芯金の軸方向外側面の一部であって前記第１接合面と隣り合う第２接合面に接合され、前記シール部材が前記外方部材に圧入されるときに軸方向内側へ向かって押圧されない非押圧部とを有し、前記押圧部の軸方向の厚みが前記非押圧部の軸方向の厚みより薄い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、車輪用軸受装置においてシール部材のスプリングバック量を低減することにより、シール部材の軸方向の組み付け精度を向上させることができる。
一実施形態の車輪用軸受装置の断面図である。 インナー側から見たインナー側シール部材を示す図である。 インナー側シール部材周辺の断面図である。 インナー側シール部材周辺の断面図である。 他の形態のインナー側シール部材周辺の断面図である。 他の形態のインナー側シール部材周辺の断面図である。 アウター側シール部材周辺の断面図である。 アウター側シール部材周辺の断面図である。 他の形態のアウター側シール部材周辺の断面図である。 他の形態のアウター側シール部材周辺の断面図である。
［車輪用軸受装置の全体構成］
図１を用いて、車輪用軸受装置１の全体構成について説明する。なお、以下の説明において、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。
図１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。車輪用軸受装置１は、外輪２と、ハブ輪３と、内輪４と、転動体５と、インナー側シール部材６と、アウター側シール部材７とを備えている。
外方部材である外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持している。外輪２のインナー側端部２ｇにおける内周面には、シールリング６２を嵌合するインナー側嵌合面２ｂが設けられている。外輪２のアウター側端部２ｆには、アウター側シール部材７を嵌合するアウター側嵌合面２ｃが設けられている。外輪２の外周面２ｅには、図示しない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２ｄが一体に設けられている。外輪２の内周面には、そのインナー側及びアウター側に複列の外側軌道面２ａ・２ａが周方向に設けられている。
内方部材は、ハブ輪３と内輪４とによって構成されている。ハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持する。ハブ輪３の外周面におけるインナー側端部には、縮径された小径段部３ａが設けられている。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が一体的に設けられている。車輪取り付けフランジ３ｂには、ハブ輪３と車輪又はブレーキ装置とを締結するためのハブボルト３ｃが圧入されている。また、ハブ輪３のアウター側の外周面には、内側軌道面３ｄが設けられている。
内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａに圧入されている。内輪４の外周面には、内側軌道面４ａが設けられている。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。また、内輪４のインナー側端部４ｃにおける外周面には、インナー側シール部材６のスリンガ６１を嵌合する嵌合面４ｂが設けられている。
インナー側シール部材６及びアウター側シール部材７は、外方部材と内方部材とによって形成された環状空間Ｓの開口端を塞ぐシール部材である。インナー側シール部材６は、環状空間Ｓのうち外輪２と内輪４との間に形成されたインナー側開口端に装着されている。一方、アウター側シール部材７は、環状空間Ｓのうち外輪２とハブ輪３との間に形成されたアウター側開口端に装着されている。以下に、インナー側シール部材６及びアウター側シール部材７の詳細な構成について説明する。
［インナー側シール部材］
図２から図４を用いて、インナー側シール部材６の構成について説明する。図３におけるインナー側シール部材６の断面は、図２のＢ－Ｂ位置における断面を示し、図４におけるインナー側シール部材６の断面は、図２のＣ－Ｃ位置における断面を示している。
以下の説明において、径方向外側とは、ハブ輪３の回転軸Ａ（図１参照）から遠ざかる方向を表し、径方向内側とは、ハブ輪３の回転軸Ａに近づく方向を表す（図３参照）。軸方向とは、回転軸Ａに対して平行となる方向を表す。また、軸方向外側とは、回転軸Ａに沿って環状空間Ｓから遠ざかる方向を表し、軸方向内側とは、回転軸Ａに沿って環状空間Ｓに近づく方向を表す（図３参照）。インナー側シール部材６において、軸方向外側とはインナー側であり、軸方向内側とはアウター側である。アウター側シール部材７において軸方向外側とはアウター側であり、軸方向内側とはインナー側である。
図３に示すように、インナー側シール部材６は、スリンガ６１とシールリング６２とを有している。スリンガ６１は、例えば鋼板製の円環体であり、外嵌部６１１と外板部６１２とを有している。外嵌部６１１は、内輪４の嵌合面４ｂに外嵌される円筒状の部分である。外板部６１２は、外嵌部６１１の軸方向外側端部から径方向外側へ延びるドーナツ板状の部分である。また、スリンガ６１の外板部６１２の軸方向外側面には、エンコーダ６３が設けられている。エンコーダ６３は、磁極（Ｎ極・Ｓ極）を配列した合成ゴム等であり、加硫接着等によってスリンガ６１に接合されている。
シールリング６２は、芯金６４と弾性部材６５とを有している。芯金６４は、例えば鋼板製の円環体であり、内嵌部６４１と内板部６４２とを有している。内嵌部６４１は、外輪２のインナー側嵌合面２ｂに内嵌される円筒状の部分である。内板部６４２は、内嵌部６４１の軸方向内側端部から径方向内側へ延びるドーナツ板状の部分である。
弾性部材６５は、例えば合成ゴムからなり、加硫接着等によって芯金６４に接合されている。弾性部材６５は、芯金６４の内嵌部６４１における先端部近傍の外周面６４ａから先端面６４ｂ、内周面６４ｃを経て、内板部６４２の軸方向外側面６４ｄ、先端面６４ｅ、先端部近傍の軸方向内側面６４ｆまでを覆っている。
弾性部材６５は、２つのサイドリップ６５１・６５２と、１つのグリースリップ６５３と、押圧部６５４と、非押圧部６５５とを有している。サイドリップ６５１・６５２の先端部はスリンガ６１の外板部６１２に接触している。グリースリップ６５３の先端部はスリンガ６１の外嵌部６１１に接触又は近接している。グリースリップ６５３は、車輪用軸受装置１の内部のグリースが外部へ漏れることを防止している。
図２に示すように、押圧部６５４及び非押圧部６５５は、芯金６４の内嵌部６４１の先端面６４ｂに接合されている部分である。図２では、周方向の長さが同じ４つの押圧部６５４と４つの非押圧部６５５とが周方向に沿って互い違いに配置されている。なお、押圧部６５４と非押圧部６５５とは、周方向に沿って互い違いに配置されていれば、その長さ及び数には特に限定はない。
押圧部６５４は、シールリング６２を外輪２のインナー側嵌合面２ｂに圧入するときに、圧入治具によって軸方向内側へ向かって押圧される部分である。一方、非押圧部６５５は、圧入治具によって押圧されない部分である。
押圧部６５４が接合される先端面６４ｂの部分を第１接合面６４ｇ（図３参照）、非押圧部６５５が接合される先端面６４ｂの部分を第２接合面６４ｈ（図４参照）とすると、第１接合面６４ｇと第２接合面６４ｈとは面一である。そして、押圧部６５４の軸方向の厚みＴ１（図３参照）は、非押圧部６５５の軸方向の厚みＴ２（図４参照）より薄い。つまり、非押圧部６５５は押圧部６５４よりも軸方向外側に突出している。換言すると、軸方向において、非押圧部６５５が凸部、押圧部６５４が凹部となる。押圧部６５４の厚みＴ１は、後述するスプリングバック量の観点から、強度を保てる範囲内で薄いほど好ましい。
車輪用軸受装置１の組立工程において、インナー側シール部材６は、外輪２とハブ輪３と内輪４と転動体５とを組み付けた後に組み付けられる。インナー側シール部材６は、スリンガ６１とシールリング６２とを組み合わせた状態で環状空間Ｓのインナー側開口端に圧入治具を用いて圧入される。圧入治具は、シールリング６２における弾性部材６５の押圧部６５４と、スリンガ６１における外板部６１２のエンコーダ６３が設けられていない部分とを同時に規定位置まで押し込む。
押圧部６５４は、圧入治具で押圧されている間、弾性変形により圧縮される。そして、圧入治具が離れると、押圧部６５４は弾性復帰し、軸方向外側へ向かって元の厚みまで伸長する。その結果、シールリング６２は規定位置から軸方向外側にずれて位置する、いわゆるスプリングバックが生じる。
しかしながら、本実施形態の車輪用軸受装置１においては、押圧部６５４の軸方向の厚みＴ１が非押圧部６５５の軸方向の厚みＴ２より薄い。そのため、上記のように圧入治具が押圧部６５４を押圧することにより、非押圧部６５５を押圧する場合よりもスプリングバック量を低減することができる。よって、シールリング６２の軸方向の組み付け精度を向上させることができる。その結果、軸受回転トルクやシール性といったインナー側シール部材６の性能のバラつきが低減する。
次に、図５及び図６を用いて、他の形態のシールリング６２Ａの構成について説明する。図５及び図６におけるインナー側シール部材６の断面の位置は、それぞれ図２のＢ－Ｂ位置及びＣ－Ｃ位置と同じ位置である。以下の説明では、上記の車輪用軸受装置１と同一の部材や部位には同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
シールリング６２Ａは、芯金６４Ａと弾性部材６５Ａとを有している。芯金６４Ａは、第１接合面６４ｊ（図５参照）が第２接合面６４ｋ（図６参照）よりも軸方向外側に位置している点で上記の芯金６４と異なる。換言すると、軸方向において、第１接合面６４ｊ部分が凸部、第２接合面６４ｋ部分が凹部となる。
弾性部材６５Ａは、押圧部６５６の軸方向外側面６５ａ（図５参照）と非押圧部６５７の軸方向外側面６５ｂ（図６参照）とが面一である点で上記の弾性部材６５と異なる。つまり、押圧部６５６の軸方向の厚みＴ３（図５参照）は、非押圧部６５７の軸方向の厚みＴ４（図６参照）より薄い。このようなシールリング６２Ａによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
［アウター側シール部材］
図７及び図８を用いて、アウター側シール部材７の構成について説明する。図７は、アウター側シール部材７の弾性部材７２の押圧部７２４における断面を示し、図８は、アウター側シール部材７の弾性部材７２の非押圧部７２５における断面を示している。
図７に示すように、アウター側シール部材７は、芯金７１と弾性部材７２とを有している。芯金７１は、例えば鋼板製の円環体であり、内嵌部７１１と外板部７１２とを有している。内嵌部７１１は、外輪２のアウター側嵌合面２ｃに内嵌される円筒状の部分である。外板部７１２は、内嵌部７１１の軸方向外側端部から径方向内側へ延びる部分である。
弾性部材７２は、例えば合成ゴムからなり、加硫接着等によって芯金７１に接合されている。弾性部材７２は、芯金７１の内嵌部７１１における先端部近傍の外周面７１ａから外板部７１２の軸方向外側面７１ｂを経て、先端面７１ｃ、先端部近傍の軸方向内側面７１ｄまでを覆っている。
弾性部材７２は、サイドリップ７２１と、中間リップ７２２と、グリースリップ７２３と、押圧部７２４と、非押圧部７２５とを有している。サイドリップ７２１の先端部及び中間リップ７２２の先端部はハブ輪３に接触している。グリースリップ７２３の先端部はハブ輪３に接触又は近接している。グリースリップ７２３は、車輪用軸受装置１の内部のグリースが外部へ漏れることを防止している。
図７及び図８に示すように、押圧部７２４及び非押圧部７２５は、芯金７１の外板部７１２の軸方向外側面７１ｂに接合されている部分である。本実施形態では、図２の形態と同様に、周方向の長さが同じ４つの押圧部７２４と４つの非押圧部７２５とが周方向に沿って互い違いに配置されている。なお、押圧部７２４と非押圧部７２５とは、周方向に沿って互い違いに配置されていれば、その長さ及び数には特に限定はない。
押圧部７２４は、アウター側シール部材７を外輪２のアウター側嵌合面２ｃに圧入するときに、圧入治具によって軸方向内側へ向かって押圧される部分である。一方、非押圧部７２５は、圧入治具によって押圧されない部分である。
押圧部７２４が接合される軸方向外側面７１ｂの部分を第１接合面７１ｅ（図７参照）、非押圧部７２５接合される軸方向外側面７１ｂの部分を第２接合面７１ｆ（図８参照）とすると、第１接合面７１ｅと第２接合面７１ｆとは面一である。そして、押圧部７２４の軸方向の厚みＴ５（図７参照）は、非押圧部７２５の軸方向の厚みＴ６（図８参照）より薄い。つまり、非押圧部７２５は押圧部７２４よりも軸方向外側に突出している。換言すると、軸方向において、非押圧部７２５が凸部、押圧部７２４が凹部となる。押圧部７２４の厚みＴ５は、スプリングバック量の観点から、強度を保てる範囲内で薄いほど好ましい。
車輪用軸受装置１の組立工程において、アウター側シール部材７は、ハブ輪３を組み付ける前の外輪２に組み付けられる。アウター側シール部材７は、環状空間Ｓのアウター側開口端に圧入治具を用いて圧入される。圧入治具は、アウター側シール部材７の押圧部７２４を規定位置まで押し込む。よって、上記のシールリング６２の場合と同様にスプリングバック量を低減することができ、アウター側シール部材７の軸方向の組み付け精度を向上させることができる。その結果、アウター側シール部材７の性能のバラつきが低減する。
次に、図９及び図１０を用いて、他の形態のアウター側シール部材７Ａの構成について説明する。図９及び図１０におけるアウター側シール部材７Ａの断面の位置は、それぞれ図８及び図９と同じ位置である。
アウター側シール部材７Ａは、芯金７１Ａと弾性部材７２Ａとを有している。芯金７１Ａは、第１接合面７１ｇ（図９参照）が第２接合面７１ｈ（図１０参照）よりも軸方向外側に位置している点で上記の芯金７１と異なる。換言すると、軸方向において、第１接合面７１ｇ部分が凸部、第２接合面７１ｈ部分が凹部となる。
弾性部材７２Ａは、押圧部７２６の軸方向外側面７２ａ（図９参照）と非押圧部７２７の軸方向外側面７２ｂ（図１０参照）とが面一である点で上記の弾性部材７２と異なる。つまり、押圧部７２６の軸方向の厚みＴ７（図９参照）は、非押圧部７２７の軸方向の厚みＴ８（図１０参照）より薄い。このようなアウター側シール部材７Ａによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
以上、本実施形態の車輪用軸受装置１は、ハブ輪３の外周に転動体５の内側軌道面３ｄが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、ハブ輪３に一対の内輪４が圧入固定された内輪回転の第２世代構造であってもよい。また、上記の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１ 車輪用軸受装置
２ 外輪（外方部材）
２ａ 外側軌道面
３ ハブ輪（内方部材）
３ａ 小径段部
４ 内輪（内方部材）
４ａ、３ｄ 内側軌道面
５ 転動体
６ インナー側シール部材（シール部材）
７、７Ａ アウター側シール部材（シール部材）
６４、６４Ａ、７１、７１Ａ 芯金
６４ｇ、６４ｊ、７１ｅ、７１ｇ 第１接合面
６４ｈ、６４ｋ、７１ｆ、７１ｈ 第２接合面
６５、６５Ａ、７２、７２Ａ 弾性部材
６５４、６５６、７２４、７２６ 押圧部
６５５、６５７、７２５、７２７ 非押圧部
Ｓ 環状空間
Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７ 押圧部の軸方向の厚み
Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８ 非押圧部の軸方向の厚み

Claims (5)

  1. 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
    外周に軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、及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、外周に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、
    前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの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開口端を塞ぐシール部材とを備え、
    前記シール部材は、
    前記外方部材に嵌合され、前記外方部材に内嵌される円筒状の部分である内嵌部を有する芯金と、
    前記芯金に接合され、前記内嵌部における軸方向外側面近傍の外周面を覆う弾性部材とを有し、
    前記弾性部材は、
    前記芯金の前記軸方向外側面の一部である第１接合面に接合され、前記シール部材が前記外方部材に圧入されるときに軸方向内側へ向かって押圧される押圧部と、
    前記芯金の前記軸方向外側面の一部であって前記第１接合面と隣り合う第２接合面に接合され、前記シール部材が前記外方部材に圧入されるときに軸方向内側へ向かって押圧されない非押圧部とを有し、
    前記押圧部の軸方向の厚みが前記非押圧部の軸方向の厚みより薄いことを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記第１接合面と前記第２接合面とは面一であり、
    前記非押圧部は前記押圧部よりも軸方向外側に突出してい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. 前記第１接合面は前記第２接合面よりも軸方向外側に位置しており、
    前記押圧部の軸方向外側面と前記非押圧部の軸方向外側面とは面一であ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. 前記シール部材は、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うちインナー側開口端を塞ぐインナー側シール部材であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記シール部材は、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うちアウター側開口端を塞ぐアウター側シール部材であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車輪用軸受装置。
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