JP2024123777A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封装置の外方部材に対する圧入を安定して行うことができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１のアウター側シール部材１０は、外輪２におけるアウター側開口部２ｂの内周面に嵌合される嵌合部１１１と、嵌合部１１１のアウター側端部から内径側へ延びる内側部１１２とを有する芯金１１と、芯金１１に一体的に接合され、芯金１１の内側部１１２から車輪取り付けフランジ３ｂ側へ向けて延びる第１サイドリップ１２ｂおよび第２サイドリップ１２ｃと、最も外径側に位置する第２サイドリップ１２ｃの基端部から外径側へ延び、アウター側に面する平面部１２ｄとを有するシール部材１２とを備え、第２サイドリップ１２ｃの外径端１２１は、平面部１２ｄの外径端１２２よりも１ｍｍ以上内径側に位置する。【選択図】図３

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、外方部材と内方部材とによって形成された環状空間の開口端を塞ぎ、泥水等の異物の入り込みを防止する密封装置が設けられている。

例えば、特許文献１に開示される密封装置は、外方部材の内周面に嵌合される嵌合部と、嵌合部から内径側へ延びる内側部とを有する芯金と、芯金の内側部から車輪取り付けフランジ側へ向けて延びるサイドリップと、最も外径側に位置するサイドリップの基端部から外径側へ延びて芯金を覆う覆い部とを有するシール部材とからなっている。

このような密封装置のシール部材においては、最も外径側に位置するサイドリップの外径よりも覆い部の外径の方が大きくなるように形成されており、例えばサイドリップの外径端は、覆い部の外径端よりも１ｍｍ内径側に位置するように設定されている。この場合、覆い部は、平面部よりも外径側に突出するノーズ部を有しており、ノーズ部の外径端が覆い部の外径端となっているため、ノーズ部の外径端からサイドリップの外径端までの径方向の距離が１ｍｍとなるように設定されている。

一方、覆い部は、覆い部の外径端とサイドリップの外径端との間に、軸方向において車輪取り付けフランジ側に面する平面部を有しており、密封装置を外方部材に圧入する際には、シール部材の平面部を圧入治具によって押圧することで、密封装置の外方部材に対する圧入を行っていた。

特開２００７－２２４９４１号公報

しかし、ノーズ部の外径端からサイドリップの外径端までの距離が１ｍｍに設定されていたため、平面部の外径端からサイドリップの外径端までの距離は１ｍｍよりも小さくなっていた。

このように、平面部の外径端からサイドリップの外径端までの距離は１ｍｍよりも小さな値に設定されていたため、圧入治具によって押圧される平面部の面積が小さくなって、密封装置の外方部材に対する圧入を、安定して行うことができないおそれがあった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、圧入治具によって押圧される平面部の面積を確保して、密封装置の外方部材に対する圧入を安定して行うことができる車輪用軸受装置を提供するものである。

即ち、車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、軸方向の一端部に車輪を取り付けるための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軸方向一端側の開口端を塞ぐ密封装置と、を備える車輪用軸受装置であって、前記密封装置は、前記外方部材の軸方向一端部における内周面に嵌合される嵌合部と、前記嵌合部の軸方向一端部から内径側へ延びる内側部とを有する芯金と、前記芯金に一体的に接合され、前記芯金の前記内側部から前記車輪取り付けフランジ側へ向けて延びるサイドリップと、最も外径側に位置する前記サイドリップの基端部から外径側へ延び、軸方向一端側に面する平面部とを有するシール部材と、を備え、前記サイドリップの外径端は、前記平面部の外径端よりも１ｍｍ以上内径側に位置する。

本発明によれば、シール部材における平面部の面積を大きく確保することができ、密封装置の外方部材に対する圧入を安定して行うことができる。

車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 車輪用軸受装置におけるアウター側シール部材およびその周辺部を示す側面断面図である。 アウター側シール部材を示す側面断面図である。 外輪のアウター側端部を示す側面断面図である。 アウター側シール部材を圧入治具により外輪のアウター側開口部に圧入する様子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。

以下の説明において、軸方向とは車輪用軸受装置１の回転軸心Ｘに沿った方向を表す。また、アウター側とは、軸方向の一側であって車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表し、インナー側とは、軸方向の他側であって車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表す。

車輪用軸受装置１は第３世代と称呼される構成を備えており、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、アウター側シール部材１０と、キャップ１７とを具備する。

外輪２のインナー側端部には、キャップ１７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とハブ輪３とによって形成された環状空間Ｓのアウター側開口端となるアウター側開口部２ｂにアウター側シール部材１０を嵌合するとともに、環状空間Ｓのインナー側開口端となるインナー側開口部２ａにキャップ１７を嵌合することで、軸受内部となる環状空間Ｓを密封している。

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の外周面には、外輪２を車体側部材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は、ボルト等の締結部材によって車体側部材に締結される。

ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に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、複数のボルト孔３ｆが形成されている。ボルト孔３ｆには、ハブ輪３と車輪又はブレーキ部品とを締結するためのハブボルト３ｉを圧入可能である。

ハブ輪３の外周面には、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄに対向するようにアウター側の内側軌道面３ｃが設けられている。つまり、内方部材のアウター側には、ハブ輪３によって内側軌道面３ｃが構成されている。

車輪取り付けフランジ３ｂの基端部におけるインナー側には、アウター側シール部材１０が摺接するシールランド部３ｄが形成されている。内側軌道溝３ｃは、軸方向においてシールランド部３ｄのインナー側に隣接して位置している。車輪取り付けフランジ３ｂは、インナー側に面するフランジ面３ｅを有している。

フランジ面３ｅはシールランド部３ｄの外径側に位置している。シールランド部３ｄは、軸方向においてフランジ面３ｅよりもインナー側に位置しており、フランジ面３ｅとシールランド部３ｄとの間には段差部３ｇ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は、圧入およびかしめ加工によりハブ輪３の小径段部３ａに固定されている。内輪４は、転動列であるインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６に予圧を付与している。内輪４は、インナー側端部にインナー側端面４ｂを有している。

ハブ輪３のインナー側端部には、内輪４のインナー側端面４ｂにかしめられたかしめ部３ｈが形成されている。内輪４は、かしめ部３ｈにより軸方向に固定されている。かしめ部３ｈは、小径段部３ａのインナー側端部を外径側に塑性変形させることにより形成されている。

内輪４の外周面には、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃと対向するようにインナー側の内側軌道面４ａが設けられている。つまり、内方部材のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４ａが構成されている。

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。つまり、インナー側ボール列５とアウター側ボール列６とは、外方部材と内方部材との両軌道面間に転動自在に収容されている。

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は複列アンギュラ玉軸受に替えて複列円錐ころ軸受を構成していてもよい。

内輪４のインナー側端部には、断面Ｌ字形に形成された支持環１５が嵌合されている。支持環１５は、内輪４の外径に圧入される円筒部１５ａと、この円筒部１５ａから径方向外方に延びる立板部１５ｂとを備え、立板部１５ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１６が加硫接着によって一体的に接合されている。

キャップ１７のインナー側における磁気エンコーダ１６と対向する位置に回転速度センサを配置して、回転速度センサにより磁気エンコーダ１６の変位を検出することで、内輪４の回転速度を検出することが可能である。

［アウター側シール部材］
図２、図３に示すように、アウター側シール部材１０は、外輪２におけるアウター側端部の内周に嵌合される芯金１１と、芯金１１に一体的に接合されるシール部材１２とを備えている。

芯金１１は、例えば鋼板により構成されており、外輪２のアウター側開口部２ｂの内周に嵌合される円筒状の嵌合部１１１と、嵌合部１１１のインナー側端部から内径側へ延びる内側部１１２とを有している。

内側部１１２は、嵌合部１１１のアウター側端部から屈曲されてアウター側かつ内径側へ斜めに延びる外側傾斜部１１２ａと、外側傾斜部１１２ａのアウター側端部から内径側へ延びる外側円環部１１２ｂと、外側円環部１１２ｂの内径側端部からインナー側かつ内径側へ斜めに延びる内側傾斜部１１２ｃと、内側傾斜部１１２ｃのインナー側端部から内径側へ延びる内側円環部１１２ｄとを有している。

シール部材１２は、例えば合成ゴム等の弾性部材によって形成されており、芯金１１に加硫接着によって接合されている。シール部材１２は、ラジアルリップ１２ａと、第１サイドリップ１２ｂと、第２サイドリップ１２ｃと、平面部１２ｄと、ノーズ部１２ｅとを有している。

ラジアルリップ１２ａは、芯金１１の内側円環部１１２ｄから、径方向内側かつインナー側へ向けて延びており、シールランド部３ｄに摺接している。

第１サイドリップ１２ｂは、ラジアルリップ１２ａよりも外径側において、芯金１１の内側円環部１１２ｄから、車輪取り付けフランジ３ｂ側となるアウター側かつ径方向外側へ向けて延びている。第１サイドリップ１２ｂは、シールランド部３ｄに摺接している。第１サイドリップ１２ｂは、サイドリップの一例である。

第２サイドリップ１２ｃは、第１サイドリップ１２ｂよりも外径側において、芯金１１における外側円環部１１２ｂと内側傾斜部１１２ｃとの境界部付近から、車輪取り付けフランジ３ｂ側となるアウター側かつ径方向外側へ向けて延びている。第２サイドリップ１２ｃは、シールランド部３ｄに摺接している。第２サイドリップ１２ｃは、サイドリップの一例である。また、第２サイドリップ１２ｃは、最も外径側に位置するサイドリップの一例である。

径方向において、回転軸心Ｘから第２サイドリップ１２ｃの先端部における外径端１２１までの距離はＲ１である。

平面部１２ｄは、第２サイドリップ１２ｃの基端部から外径側へ延びており、アウター側に面している。平面部１２ｄのアウター側面は平面状に形成されている。平面部１２ｄのアウター側面は、軸方向と直交する方向に沿った面である。平面部１２ｄは、芯金１１の外側円環部１１２ｂから外側傾斜部１１２ａにかけて接合されている。

平面部１２ｄの外径端１２２は、第２サイドリップ１２ｃの外径端１２１よりも外径側に位置している。径方向において、回転軸心Ｘから平面部１２ｄの外径端１２２までの距離はＲ２である。

第２サイドリップ１２ｃにおける外径端１２１の距離Ｒ１と、平面部１２ｄにおける外径端１２２の距離Ｒ２との距離差はＤであり、距離差Ｄは１ｍｍ以上に設定されている。つまり、第２サイドリップ１２ｃの外径端１２１は、平面部１２ｄの外径端１２２よりも１ｍｍ以上内径側に位置している。

ノーズ部１２ｅは、芯金１１の外側傾斜部１１２ａに接合されており、平面部１２ｄよりもインナー側に位置し、芯金１１の嵌合部１１１よりも外径側に突出している。ノーズ部１２ｅの外径端は、平面部１２ｄの外径端１２２よりも外径側に位置している。

ノーズ部１２ｅは、芯金１１の嵌合部１１１が外輪２におけるアウター側開口部２ｂの内周面に嵌合された状態では、アウター側開口部２ｂの内周面によって内径側に押圧されて、弾性変形している。

内径側に押圧されて弾性変形したノーズ部１２ｅは、弾性変形していない状態に比べてアウター側へ膨出するが、平面部１２ｄよりもアウター側には突出していない。つまり、内径側に押圧されて弾性変形したノーズ部１２ｅのアウター側端は、軸方向において平面部１２ｄのアウター側面と同じ位置、または平面部１２ｄのアウター側面よりもインナー側に位置している。

［外輪］
図２、図４に示すように、外輪２のアウター側端面２ｅは、軸方向においてシールランド部３ｄの外径側端よりもアウター側に延びており、外輪２のアウター側端面２ｅの内径側には、ハブ輪３の段差部３ｇと対向する退避部２ｆが形成されている。

退避部２ｆは、段差部３ｇ側に対して凹となる曲面形状に形成されており、外輪２のアウター側端面２ｅをシールランド部３ｄの外径側端よりもアウター側に延ばしたときに、外輪２とハブ輪３の段差部３ｇとが干渉することを抑制している。

外輪２は、アウター側開口部２ｂのアウター側端部に、アウター側へ向かうに従って拡径するテーパ面２ｇを有している。退避部２ｆは、テーパ面２ｇよりもアウター側に位置しており、テーパ面２ｇと退避部２ｆとの間にはＲ面取り部２ｈが形成されている。

Ｒ面取り部２ｈは、テーパ面２ｇのアウター側端部に位置しており、ハブ輪３のシールランド部３ｄと対向している。Ｒ面取り部２ｈは、テーパ面２ｇと退避部２ｆとの接続部をＲ面取りすることにより形成され、シールランド部３ｄに対して凸となる曲面形状を有している。Ｒ面取り部２ｈは、曲率半径が０．５ｍｍ以上の曲面形状を有している。Ｒ面取り部２ｈにおいては、外輪２の内周面はアウター側へいくに従って拡径している。

［アウター側シール部材の外輪への圧入］
図５に示すように、アウター側シール部材１０を外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合するときには、アウター側シール部材１０を圧入治具Ｐによってインナー側に押圧して、アウター側開口部２ｂに圧入することにより、アウター側シール部材１０をアウター側開口部２ｂに嵌合する。圧入治具Ｐは、例えば軸方向に沿って延びる円環状部材により形成されている。

この場合、圧入治具Ｐを、シール部材１２における平面部１２ｄの第２サイドリップ１２ｃよりも外径側の部分に当接させて、アウター側シール部材１０を圧入治具Ｐによって圧入する。これにより、圧入治具Ｐが第２サイドリップ１２ｃに干渉することなく、アウター側シール部材１０をアウター側開口部２ｂに圧入することができる。

また、第２サイドリップ１２ｃの外径端１２１は、平面部１２ｄの外径端１２２よりも１ｍｍ以上内径側に位置しているため、平面部１２ｄにおける圧入治具Ｐを当接させる部分の面積を大きく確保することができ、アウター側シール部材１０の外輪２に対する圧入を安定して行うことが可能である。

また、アウター側シール部材１０をアウター側開口部２ｂに圧入する際には、芯金１１の嵌合部１１１よりも外径側に突出するノーズ部１２ｅは、アウター側からインナー側へ移動して、Ｒ面取り部２ｈ、テーパ面２ｇ、およびアウター側開口部２ｂの順に接触し、徐々に圧縮される。従って、ノーズ部１２ｅが急激に弾性変形することが抑制され、ノーズ部１２ｅにゴム切れ等の損傷が生じることを防止できる。

特に、Ｒ面取り部２ｈは、曲率半径が０．５ｍｍ以上の曲面形状を有しているため、ノーズ部１２ｅがＲ面取り部２ｈに接触して弾性変形した際には、弾性変形してアウター側に膨出したノーズ部１２ｅは外径側へ逃げることが許容され、急激な弾性変形が抑制されるため、ゴム切れ等の損傷が生じにくくなっている。

また、Ｒ面取り部２ｈのインナー側にはテーパ面２ｇが位置しているため、Ｒ面取り部２ｈを通過したノーズ部１２ｅは、インナー側へ移動する際に徐々に内径側に圧縮されるため、急激な弾性変形が抑制されて、ゴム切れ等の損傷が生じにくくなっている。

さらに、アウター側開口部２ｂに圧入されて弾性変形したノーズ部１２ｅは、平面部１２ｄよりもアウター側には突出していないため、圧入時に平面部１２ｄを押圧する圧入治具Ｐ等と干渉することがなく、ノーズ部１２ｅにゴム切れ等の損傷が生じることを抑制可能となっている。

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
２ｆ テーパ面
２ｈ Ｒ面取り部
３ ハブ輪
３ｂ 車輪取り付けフランジ
３ｃ 内側軌道面
４ 内輪
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
１０ アウター側シール部材
１１ 芯金
１２ シール部材
１２ｂ 第１サイドリップ
１２ｃ 第２サイドリップ
１２ｄ 平面部
１２ｅ ノーズ部
１１１ 嵌合部
１１２ 内側部
Ｄ （第２サイドリップの外径端と平面部外径端との）距離差

Claims (3)

1. 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
   軸方向の一端部に車輪を取り付けるための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軸方向一端側の開口端を塞ぐ密封装置と、を備える車輪用軸受装置であって、
   前記密封装置は、
   前記外方部材の軸方向一端部における内周面に篏合される嵌合部と、前記嵌合部の軸方向一端部から内径側へ延びる内側部とを有する芯金と、
   前記芯金に一体的に接合され、前記芯金の前記内側部から前記車輪取り付けフランジ側へ向けて延びるサイドリップと、最も外径側に位置する前記サイドリップの基端部から外径側へ延び、軸方向一端側に面する平面部とを有するシール部材と、を備え、
   前記サイドリップの外径端は、前記平面部の外径端よりも１ｍｍ以上内径側に位置する車輪用軸受装置。
2. 前記外方部材は、前記芯金の前記嵌合部が嵌合される前記内周面の軸方向一端部に、軸方向一端側へ向かうに従って拡径するテーパ面を有し、
   前記テーパ面の軸方向一端部は、周方向から見て曲率半径が０．５ｍｍ以上の曲面形状を有する請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記シール部材は、前記平面部よりも軸方向他端側に位置し、前記芯金の前記嵌合部よりも外径側に突出するノーズ部を有し、
   前記ノーズ部は、前記嵌合部が前記外方部材の前記内周面に嵌合された状態において、前記内周面に押圧されて弾性変形しており、かつ前記平面部よりも軸方向一側へ突出していない請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。

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