(57)【要約】      （修正有）【課題】シール装置を改良することなく、このシール装置に到達する水の浸入量自体を低減させ、シール装置のシール機能低下を防止するようにした転がり軸受装置を提供する。【解決手段】車両インナー側車両固定部材２１の取付フランジ２３を有し、外輪２と、車両アウター側のハブフランジ１０を有し、内輪３と、両転動溝間に転動自在に収容された転動体４と、外輪２の一端面１９とハブフランジ１０の側面２０との間に設けられるラビリンス隙間Ｓと、を備える転がり軸受装置であって、外輪２が車両固定部材２１に固定された態様で、外輪２の軸心をＺ軸とし、Ｚ軸方向で取付フランジ２３の基部と連続し、一端面１９までの間に形成される外輪２の外周面２５であって、上部外周面は、外輪２のラジアル方向において、頂上部から両側に広がり、かつ外輪２の軸心から頂上部までを半径とする基準円弧の内方で、傾斜させる傾斜面となすように形成したことを特徴とする。【選択図】図１
2010137629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両インナー側の車両固定部材に取り付けるための取付フランジを有し、内周に外輪転動溝が形成された外輪と、
車両アウター側のブレーキデイスク及び車輪に接続されるハブフランジを有し、外周に前記外輪転動溝に対向する内輪転動溝が形成され、前記外輪の軸心と同心となした内輪と、
両転動溝間に転動自在に収容された転動体と、
前記外輪の一端面と前記ハブフランジの側面との間に設けられるラビリンス隙間と、を備える転がり軸受装置であって、
前記外輪が前記車両固定部材に固定された態様で、前記外輪の前記軸心をＺ軸とし、このＺ軸と直交するＸ軸と、このＸ軸及び前記Ｚ軸の両者と直交するＹ軸とを定め、
前記Ｚ軸方向で前記取付フランジの基部側と連続し、前記一端面までの間に形成される前記外輪の外周面であって、前記Ｙ軸上方の上部外周面は、前記Ｙ軸上方と前記Ｘ軸との間の前記外輪のラジアル方向において、前記Ｙ軸上方における頂上部から前記Ｘ軸の両側に広がり、かつ前記外輪の前記軸心から前記頂上部までを半径とする基準円弧の内方で、前記Ｙ軸下方に向かって傾斜させる傾斜面となすように形成したことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記上部外周面は、前記ラジアル方向において、前記外輪転動溝との間で、少なくとも前記外輪の所定強度を維持する最小の肉厚を満足させる外周箇所を通る部分を有するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記傾斜面の前記頂上部の内角を１２０度以下となしたことを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記上部外周面の傾斜面は、前記頂上部から前記Ｘ軸の両側に向かって平坦面状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に使用する転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、タイヤホイールやブレーキデイスクを取り付けるための転がり軸受装置が用いられている。この転がり軸受装置は、車体側に固定された外輪と、この外輪と同心に配置され、タイヤホイールやブレーキデイスクの取付け用のハブフランジを備えた内輪と、これら外輪と内輪との間に介装される転動体とを備えている。さらに内輪と外輪との間に、この軸受部内に砂や融雪剤を含む泥水などの異物が浸入すると充填されているグリースが劣化したり、他の構成部材が発錆して、軸受部自体の寿命の低下を招くため、ハブフランジ側の内外輪の間にシール装置を配置するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１のような転がり軸受装置のシール装置は、外輪の内周面に圧入される芯金と、内輪の外周面に摺接するラジアルリップと、ハブフランジに摺接するアキシャルリップとを備えている。ところが内輪のハブフランジにおけるアキシャル方向側の側面と外輪のアキシャル方向側の端面との間には、外部に対して直接的に開口される形態のラビリンス隙間が存在している。
そして、近年では、ブレーキデイスクの冷却のために、外気を導入する通気孔や隙間が設けられるようになってきている。この結果、ラビリンス隙間に到達する異物としての水の浸入量も、かかる通気孔などを通って必然的に増加する傾向にあり、この増加した浸入量に対しては十分なシール機能を発揮できなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、シール装置を改良することなく、このシール装置に到達する水の浸入量自体を低減させ、シール装置のシール機能低下を防止するようにした転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置は、車両インナー側の車両固定部材に取り付けるための取付フランジを有し、内周に外輪転動溝が形成された外輪と、車両アウター側のブレーキデイスク及び車輪に接続されるハブフランジを有し、外周に前記外輪転動溝に対向する内輪転動溝が形成され、前記外輪の軸心と同心となした内輪と、両転動溝間に転動自在に収容された転動体と、前記外輪の一端面と前記ハブフランジの側面との間に設けられるラビリンス隙間と、を備える転がり軸受装置であって、前記外輪が前記車両固定部材に固定された態様で、前記外輪の前記軸心をＺ軸とし、このＺ軸と直交するＸ軸と、このＸ軸及び前記Ｚ軸の両者と直交するＹ軸とを定め、前記Ｚ軸方向で前記取付フランジの基部側と連続し、前記一端面までの間に形成される前記外輪の外周面であって、前記Ｙ軸上方の上部外周面は、前記Ｙ軸上方と前記Ｘ軸との間の前記外輪のラジアル方向において、前記Ｙ軸上方における頂上部から前記Ｘ軸の両側に広がり、かつ前記外輪の前記軸心から前記頂上部までを半径とする基準円弧の内方で、前記Ｙ軸下方に向かって傾斜させる傾斜面となすように形成したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成とすることにより、外部から外輪の上部外周面に砂や融雪剤を含む泥水などの異物としての水が達しても、基準円弧の勾配よりも急傾斜で上部外周面を形成することができ、これによって水を下方へ積極的に流すことができるため、ラビリンス隙間に到達する水の浸入量自体を低減でき、この結果、ラビリンス隙間を有するシール装置のシール機能低下を防止できることとなる。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の転がり軸受装置において、前記上部外周面は、前記ラジアル方向において、前記外輪転動溝との間で、少なくとも前記外輪の所定強度を維持する最小の肉厚を満足させる外周箇所を通る部分を有するように形成されたことを特徴とすることにより、外輪の強度を損なうことなく、ラビリンス隙間に到達する水の浸入量自体を低減でき、しかも外輪の外形は、通常の鍛造加工によって形成することが可能となり、新たな他の加工方法を必要としないので、製造コストの高騰を抑制することができる。また、前記傾斜面の前記頂上部の内角を１２０度以下となしたことを特徴とすることにより、断面円形の基本形態としての外周面の勾配よりも急傾斜に設定できるため、異物としての水が下方へ流れやすくなる。また、前記上部外周面の傾斜面は、前記頂上部から前記Ｘ軸の両側に向かって平坦面状に形成されたことを特徴とすることにより、傾斜勾配が一定、かつ平坦面であるため、ラビリンス隙間に到達する前に効率よく下方へ水を流すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明に係る転がり軸受装置の取付状態の断面図である。図１において、転がり軸受装置１は、軸受鋼材からなる固定輪としての外輪２と、回転輪としての外輪２の軸心と同心となした内輪３と、該内輪３と外輪２との間に介在される複数列で配列される転動体４から構成される転がり軸受５を備えている。
【００１０】
また、内輪３はハブ６と一体形成されている。ハブ６は車両アウター側でブレーキデイスク７及び車輪としてのタイヤホイール８と接続するようにして装着するためのハブボルト９が固定され、外方へ突設される円盤状のハブフランジ１０を備えている。該ハブフランジ１０は、内輪３を構成する軸部１１の一端部（車両アウター側）の外周に一体形成されている。
【００１１】
また、軸部１１の他端部（車両インナー側）には、外径が一段小径となった小径部１２が形成されている。該小径部１２には、別体で形成され、その外周面が複数列で配列される一方の転動体４が転動する内輪転動溝１３を備える内輪分割体１４が圧入固定されている。また、軸部１１の一端部と他端部との間の外周面には、複数列で配列される他方の転動体４が転動する内輪転動溝１５が形成されている。このように軸部１１の他端部に内輪分割体１４が圧入されて一体化されることによって、一端部にハブフランジ１０を備えた内輪３が構成される。
【００１２】
また、外輪２は概ね円筒状に形成される外輪胴部１６からなり、該外輪胴部１６の内周面１７には、内輪３の内輪転動溝１３、１５と対向する転動体４が転動する外輪転動溝１８が形成されている。この外輪胴部１６の車両アウター側の一端面１９は、ハブフランジ１０の側面２０と対向配置され、このハブフランジ１０の側面２０と外輪２の一端面１９との間には、所定のラビリンス隙間Ｓが設けられている。
【００１３】
また、図１に戻り、外輪２は、車両における懸架装置の車両インナー側のナックル、アクスルハウジングなどの車両固定部材２１の取付口２２に接続される。この接続は外輪２を取付口２２内に挿入して嵌装するとともに、外輪胴部１６の他端側から外方へ突設される所定肉厚の取付フランジ２３をボルト・ナットなどの締結部材２４を介して車両固定部材２１の取付口２２の周辺面（車両アウター側）に固定させている。このように車両固定部材２１に転がり軸受装置１が固定された態様で、外輪２の軸心をＺ軸とし、このＺ軸と直交するＸ軸（ほぼ水平方向に相当）と、このＸ軸及び前記Ｚ軸の両者と直交するＹ軸（ほぼ垂直方向に相当）とを定めている。
【００１４】
また、取付フランジ２３は図２に示すように、車両固定部材２１へ取り付けるための締結部材２４を厚み方向に挿通させる挿通孔２３Ａが、少なくとも３個所に設けられている。この取付フランジ２３の外形形状は、Ｚ軸方向から見て、底辺側がＹ軸の下方側となすように、ほぼ三角状に形成されている。また、取付フランジ２３の周面２３Ｂには、かかる周面２３Ｂに外部から到達して付着する砂や融雪剤を含む泥水などの異物としての水を、直接的に下方へ流すための排水溝２３Ｃが形成されている。この排水溝２３Ｃによってラビリンス隙間Ｓへの水の浸入量自体を低減できることとなる。
【００１５】
また、外輪２の取付フランジ２３の基部側から連続し、一端面１９までの間に形成される外輪胴部１６の外周面２５の基本形態は、軸心方向（Ｚ軸）での任意箇所の断面形状を円形となしている。そして、外輪２が車両固定部材２１に固定された態様で、ブレーキデイスク７を冷却するために形成される通風孔（図示せず）などを通って、外部から到達して付着する砂や融雪剤を含む泥水などの異物としての水の量を低減させてラビリンス隙間Ｓへの浸入量自体を低減させるために、かかる外周面２５を異形状に形成している。外輪胴部１６は円筒形態に限定されず、例えば図３、４に示すように、その一端面１９側が拡径若しくは縮径形態となすように、テーパ筒状に形成することもできる。
【００１６】
この外周面２５の形態として、図５に示すように、Ｙ軸上方の上部外周面２５Ａ側を異形状に形成している。すなわち、Ｙ軸上方とＸ軸との間の外輪２のラジアル方向Ｒにおいて、Ｙ軸上方における頂上部２５ＢからＸ軸の両側に広がり、かつ外輪２の軸心（Ｚ軸）から頂上部２５Ｂまでを半径とする基準円弧ＢＲの内方で、Ｙ軸下方に向かって傾斜させる傾斜面となすように形成されている。
【００１７】
この上部外周面２５Ａは、ラジアル方向Ｒにおいて、外輪転動溝１８の溝底との間で、少なくとも外輪２の機械的な所定強度を維持する最小の肉厚Ｔを満足させる外周箇所を通る部分を有するように形成される。この上部外周面２５Ａの傾斜面は、頂上部２５ＢからＸ軸の両側に向かって平坦面状に形成し、その下側の端部を、Ｙ軸下方の半円形状の下部外周面２５Ｃの端部と接続するように形成し、傾斜面の頂上部２５Ｂの内角θを、望ましくは１２０度以下となしている。このように頂上部２５Ｂの内角θを１２０度以下とすることにより、断面円形の基本形態としての外周面２５の勾配よりも急傾斜に設定できるため、異物としての水が下方へ流れやすくなる。
【００１８】
また、この平坦面状の上部外周面２５Ａの変形例として、図６に示すように、基準円弧ＢＲの内方で、頂上部２５Ｂを基点として、上部外周面２５Ａの下側の端部が基準円弧ＢＲの任意位置に接続される形態とすることも可能である。また、平坦面状の上部外周面２５Ａに代えて、図７に示すように、例えば楕円の一部のように曲率半径を任意個所で変化させるようにした曲面形状（いわゆる卵形や、涙形など）に形成して、上部外周面２５Ａとなすことも可能である。
【００１９】
また、上部外周面２５Ａの変形例として図８に示すように、外輪２の取付フランジ２３の基部側から連続し、一端面１９までの間の外周面２５を断面円形に形成するとともに、その外周面２５の上部外周面２５ＡのＹ軸上方に円弧面ＲＳを備えるリブ２５Ｄを突設している。
【００２０】
かかるリブ２５Ｄを設ける場合の傾斜面は、外輪２の軸心から頂上部２５Ｂまでを半径とする基準円弧ＢＲを定め、この基準円弧ＢＲがＸ軸と交差する交差点と頂上部２５Ｂとを結んだ接続線Ｌ１を含む面と置き換えている。そして、この接続線Ｌ１とリブ２５Ｄの円弧面ＲＳで囲まれる個所の面積をＳ１、接続線Ｌ１と上部外周面２５Ａとで囲まれる個所の面積をＳ２とし、接続線Ｌ１とリブ２５Ｄの円弧面ＲＳと上部外周面２５Ａとで囲まれる個所の面積をＳ３、接続線Ｌ１と上部外周面２５ＡとＸ軸で囲まれる個所の面積をＳ４とした場合、「Ｓ１＋Ｓ２」と「Ｓ３＋Ｓ４」とを同じとする条件を満足させることにより、置き換えられる接続線Ｌ１を含む面を傾斜面としている。
【００２１】
このように異形状に形成される上部外周面２５Ａを備える外周面２５と、排水溝２３Ｃを備える取付フランジ２３との両者によって、異物としての水のラビリンス隙間Ｓ側への浸入量自体の低減効果をさらに高めることができる。
【００２２】
図１に戻り、この転がり軸受２には、外輪２と内輪３との間の環状空間室３０を外部から密封するためのシール装置３１、３２が設けられる。該シール装置３１、３２は転がり軸受２のＺ軸方向の両端側に設けられる。また、内輪３と外輪２との間の軸受内部の環状空間室３０内にはグリースが封入される。
【００２３】
また、少なくとも車両アウター側に設けられるシール装置３１は、図９に示すように、外輪２の内周面１７に圧入嵌装される芯金３３を有している。芯金３３は鋼板等の金属製からなる板金材によって全体形状が円環状に形成される。外輪２の内周面１７に圧入嵌装される筒状の芯金筒部３４が形成される。この芯金筒部３４の車両アウター側からラジアル方向Ｒ内側に折り曲げられ、内輪３側に伸びる芯金鍔部３５が形成されている。
【００２４】
この芯金３３には、ゴム状弾性部材からなるシール部材３６が加硫接着されている。このシール部材３６はアキシャルリップ３７とラジアルリップ３８とを有している。アキシャルリップ３７は、先端側がＺ軸方向の斜め外方に延び、ハブフランジ１０側に指向させている。これによってアキシャルリップ３７の先端側をハブフランジ１０の側面２０に接触させることによって、ラビリンス隙間Ｓからの水の環状空間室３０内への浸入を防止するシール機能を発揮させている。また、ラジアルリップ３８は、先端側がラジアル方向Ｒの下方に延び、軸部１１側に指向させている。これによってラジアルリップ３８の先端側を軸部１１の外周面に接触させることによって、グリースの外部への漏洩を防止するシール機能を発揮させている。
【００２５】
図１に戻り、内輪３の軸部１１には、動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４０がスプライン結合される連結挿通孔４１が形成されている。該連結挿通孔４１に動力伝達を可能となすようにドライブシャフト４０を通している。そして、ドライブシャフト４０の軸端面４２を、この軸端面４２と対向する内輪分割体１４における車両インナー側の内輪端面４３に当接させるようにして、ドライブシャフト４０の延出側の端部に、ねじ締結手段としてのナット４４を螺合することにより固定されている。
【００２６】
また、本例は駆動輪側の転がり軸受装置１であるも、軸部１１に連結挿通孔４１を形成しない形態の場合には、図１０に示すように、軸部１１の他端側を外部まで延出させ、その他端側を加締めるように、ラジアル方向Ｒ外方に塑性変形させて形成した加締部４５によってＺ軸方向に抜けないように固定して、従動輪用の転がり軸受装置１とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の転がり軸受装置の取付状態を示す断面図。
【図２】転がり軸受装置をＺ軸方向から見た図。
【図３】外輪の他の外形形態を示す図。
【図４】外輪の他の外形形態を示す図。
【図５】外輪の外周面の形態を示す図。
【図６】外輪の外周面の他の形態を示す図。
【図７】外輪の外周面の他の形態を示す図。
【図８】外輪の外周面の他の形態を示す図。
【図９】シール装置を示す部分拡大図。
【図１０】転がり軸受装置の他の形態を示す部分拡大図。
【符号の説明】
【００２８】
２          外輪
３          内輪
４          転動体
７          ブレーキデイスク
１０        ハブフランジ
１９        一端面
２１        車両固定部材
２３        取付フランジ
２５        外周面
２５Ｂ      頂上部  
【図１】
2010137629.tif 000003
【図２】
2010137629.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010137629.tif 000009
【図８】
2010137629.tif 000010
【図９】
2010137629.tif 000011
【図１０】
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