(57)【要約】【課題】シール機能を確保しつつ、低トルク化を図ることができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】ナックル２０に固定される外輪２と、外輪２に対して回転可能に支持される内軸３とを備え、内軸３の軸方向の一端部には径方向外向きに突出形成されて車輪を取り付けるためのフランジ３ｃが形成され、外輪２のフランジ３ｃ側の内周面端部に嵌合され、外輪２と内軸３との間の環状空間Ｓ１を密封して軸受内部空間６を構成するシール部材７を備え、シール部材７は、弾性体からなりフランジ３ｃの側面３ｄに連続して摺接する環状のリップ７２ｄを有するハブユニット１において、リップ７２ｄは、車両搭載状態において、鉛直方向の中央付近に領域を設定する中央部Ｈ１に配置される部分の締め代を、中央部Ｈ１より上側に領域を設定する上部Ｈ２及び中央部Ｈ１より下側に領域を設定する下部Ｈ３に配置される部分の締め代よりも小さく設定している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体側部材に固定される外輪と、前記外輪に転動体を介して軸線回りに回転可能に支持される内輪と、を備え、前記内輪の軸方向の一端部には径方向外向きに突出形成されて車輪を取り付けるためのフランジが形成され、前記外輪の前記フランジ側の内周面端部に嵌合され、前記外輪と前記内輪との間の環状空間を密封して軸受内部空間を構成するシール部材を備え、
前記シール部材は、弾性体からなり前記フランジの側面に連続して摺接する環状のリップを有する車輪用軸受装置において、
前記リップは、車両搭載状態において、鉛直方向の中央付近に領域を設定する中央部に配置される部分の締め代を、前記中央部より上側に領域を設定する上部及び前記中央部より下側に領域を設定する下部に配置される部分の締め代よりも小さく設定していることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記リップは、車両搭載状態において、鉛直方向の前記中央部に配置される部分の軸方向の長さを前記上部及び前記下部に配置される部分の長さよりも短く形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両の車輪を支持する車輪用軸受装置では、外輪が車両インナ側の車体側部材に固定され、内輪には車両アウタ側の車輪が取り付けられている。この車輪用軸受装置は、雨水や泥水等（以下、総称して「泥水」と記載する。）の影響を受けるような悪環境で使用されるため、外輪と内輪との間の環状空間を軸方向の両端でシール部材により密封して軸受内部空間を構成している。
内輪には、車両アウタ側の端部に径方向外方へ突出して車輪を取り付けるためのフランジが形成されている。車両アウタ側に装着されるシール部材は、外輪のフランジ側の内周端部に嵌合固定される芯金と、弾性体からなりこの芯金に加硫接着されるリップとを有し、このリップが所定の締め代を有してフランジの側面に摺接して構成され、軸受内部空間に泥水が浸入するのを防止している。
【０００３】
近年、車両の燃費向上の観点から、車輪用軸受装置に対しても低トルク化の要求が高まっている。そこで、車輪用軸受装置は、車輪が跳ね上げる泥水が車両搭載状態において軸受の上方から降りかかるとして、リップにおいて下側に配置される部分の締め代を上側に配置される部分の締め代よりも小さく設定し、低トルク化を図っている。（例えば、特許文献１を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の車輪用軸受装置では、車輪が跳ね上げる泥水のうち外輪の外周面を伝わる泥水が、内輪のフランジと外輪の端面との間の開口部の上側からリップ近くに浸入する。浸入した泥水は、周方向且つ下方へ移動するが開口部の下側からは直ぐに軸受外部に排水されず、下側のリップ近くに滞留する。その結果、車輪用軸受装置は、この泥水が締め代を小さく設定した下側のリップの摺接部から軸受内部空間に浸入する場合があり、シール機能を低下させていた。そこで、車輪用軸受装置は、シール機能を確保しつつ、低トルク化を図ることが課題となっていた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、シール機能を確保しつつ、低トルク化を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る車輪用軸受装置の構成上の特徴は、車両の車体側部材に固定される外輪と、前記外輪に転動体を介して軸線回りに回転可能に支持される内輪と、を備え、前記内輪の軸方向の一端部には径方向外向きに突出形成されて車輪を取り付けるためのフランジが形成され、前記外輪の前記フランジ側の内周面端部に嵌合され、前記外輪と前記内輪との間の環状空間を密封して軸受内部空間を構成するシール部材を備え、前記シール部材は、弾性体からなり前記フランジの側面に連続して摺接する環状のリップを有する車輪用軸受装置において、前記リップは、車両搭載状態において、鉛直方向の中央付近に領域を設定する中央部に配置される部分の締め代を、前記中央部より上側に領域を設定する上部及び前記中央部より下側に領域を設定する下部に配置される部分の締め代よりも小さく設定していることである。
【０００８】
請求項１の車輪用軸受装置によれば、リップは車輪が跳ね上げる泥水の影響を受けることが少ない中央部に配置される部分の締め代を、上部及び下部に配置される部分の締め代よりも小さく設定しているので、シール機能を確保しつつ、低トルク化を図ることができる。
【０００９】
請求項２に係る車輪用軸受装置の構成上の特徴は、前記リップは、車両搭載状態において、鉛直方向の前記中央部に配置される部分の軸方向の長さを前記上部及び前記下部に配置される部分の長さよりも短く形成していることである。
【００１０】
請求項２の車輪用軸受装置によれば、リップが中央部に配置される部分の長さを上部及び下部に配置される部分の長さよりも短く形成されるので、リップの中央部に配置される部分の締め代が上部及び下部に配置される部分の締め代よりも小さく設定され、シール機能を確保しつつ、低トルク化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シール機能を確保しつつ、低トルク化を図ることができる車輪用軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態である車輪用軸受装置を備えたハブユニットの軸方向の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１のＢ部拡大図である。
【図４】リップが無負荷状態であるときのシール部材の軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の車輪用軸受装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である車輪用軸受装置を備えたハブユニット１の軸方向の断面図である。図１を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、車両インナ側とは車軸側の事であり以下の図面における左側を示し、車両アウタ側とは車輪を取り付ける側の事であり以下の図面における右側を示すものとする。
【００１４】
ハブユニット１（車輪用軸受装置）は、例えば前輪駆動車の前輪用（駆動軸用）のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット１は、車両インナ側の車体側部材であるナックル２０に固定される外輪２と、外輪２の軸線１１と同軸に配置されて車両アウタ側の車輪（図示省略）が取り付けられる内軸３（内輪）と、内軸３の車両インナ側端に一体形成された嵌め合い部３ａの外周面に嵌着される内輪４と、外輪２と内軸３及び内輪４との間にて周方向に配置される複列の玉５（転動体）とを備えている。
【００１５】
外輪２の内周面には、車両インナ側に配列された玉５用の軌道面２ａと、車両アウタ側に配列された玉５用の軌道面２ｂとが形成されている。外輪２の外周面には、径方向外方へ突出してナックル２０に固定される車両取付フランジ部２ｃが形成されている。外輪２の材料としては、例えば、高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。
【００１６】
内軸３の外周面には、外輪２の軌道面２ｂに対向する軌道面３ｂが形成され、軌道面３ｂよりもさらに車両アウタ側には、径方向外方へ突出して車輪が取り付けられるフランジ３ｃが形成されている。フランジ３ｃと外輪２の端面との間には、泥水が軸受の内方へ浸入するのを防止するため開口部９が微少な隙間（例えば１ｍｍ）として環状に形成されている。内軸３の材料としては、例えば、高炭素鋼「Ｓ５５Ｃ」が用いられる。
【００１７】
内輪４は、嵌め合い部３ａに外嵌圧入され、嵌め合い部３ａと一体化されている。内輪４の外周面には、外輪２の軌道面２ａに対向する軌道面４ａが形成されている。内輪４の材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼材「ＳＵＪ２」が用いられる。
【００１８】
外輪２と内軸３及び内輪４との間には、転動体としての玉５を配置するための環状の環状空間Ｓ１が形成される。環状空間Ｓ１には、車両アウタ側に環状のシール部材７が装着され、車両インナ側に環状のシール部材８が装着されている。シール部材７及びシール部材８により、外輪２と内軸３及び内輪４とのそれぞれの相対回転を許容した状態で密封された軸受内部空間６が構成されている。
【００１９】
図２は、図１のＡ部拡大図である。図３は、図１のＢ部拡大図である。図４は、リップ７２ｄが無負荷状態であるときのシール部材７の軸方向の断面図である。図２、図３及び図４を参照しつつ説明する。
【００２０】
図２及び図３に示すように、シール部材７は、環状の芯金７１と環状のシール７２とからなる。
【００２１】
芯金７１は、外輪２の内周の車両アウタ側端部に圧入嵌合される円筒状の円筒部７１ａと、円筒部７１ａの車両アウタ側の端部から径方向内方へ延在する円板部７１ｂとからなる。芯金７１の材料としては、例えば、防錆処理された冷延鋼板のＳＰＣＣが用いられる。
【００２２】
芯金７１には、弾性体からなるシール７２が加硫接着されて一体化されている。シール７２は、嵌合部７２ａ、基部７２ｂ、及びリップ部７２cからなる。嵌合部７２ａは、円筒部７１ａの車両アウタ側の端部に外輪２との間で所定の締め代を有して形成され、円筒部７１ａとともに、外輪２の内周面に圧入により内嵌されて固定されている。基部７２ｂは、嵌合部７２ａから円板部７１ｂに沿って内軸３の軌道面側外周に向けて延在している。リップ部７２ｃは、基部７２ｂから内軸３の軌道面側外周に向けて延在し、リップ７２ｄ及びラジアルリップ７２ｅ，７２ｆを備える。シール７２の材料としては、例えば、ニトリルゴムが用いられる。
【００２３】
リップ７２ｄは、基部７２ｂから軸方向のフランジ３ｃ側且つ径方向の外輪２側（径方向の外方側）へ延在している。リップ７２ｄは、その先端がフランジ３ｃの車両インナ側の側面３ｄに全周に亘って摺接している。図２に破線で示すリップ７２ｇは、側面３ｄに摺接していない状態、即ち無負荷状態を示している。リップ７２ｄは、リップ７２ｇとの軸方向における長さの差が締め代となり、これが側面３ｄを押し付ける緊迫力となってシール機能を確保している。
【００２４】
図４に示すように、リップ７２ｄは、車両搭載状態の鉛直方向の中央付近に領域を設定する中央部Ｈ１、中央部Ｈ１より上側に領域を設定する上部Ｈ２、及び中央部Ｈ１より下側に領域を設定する下部Ｈ３の領域の比率を、例えば５：２：１としている。リップ７２ｄは、ハブユニット１に装着しない単体の状態において、中央部Ｈ１に配置される部分の軸方向の長さＬ１を例えば２．８ｍｍ、締め代を例えば０．５ｍｍに形成している。また、リップ７２ｄは、上部Ｈ２及び下部Ｈ３に配置される部分の軸方向の長さＬ２を例えば３．０ｍｍ、締め代を例えば０．７ｍｍに形成している。これにより、リップ７２ｄは、中央部Ｈ１に配置される部分の締め代を上部Ｈ２及び下部Ｈ３に配置される部分の締め代よりも小さく設定されている。これらから、車輪が跳ね上げる泥水の影響を受ける上部Ｈ２及び下部Ｈ３に配置されるリップ７２ｄは、所望のシール機能を確保するために所定の締め代を有している。一方、車輪が跳ね上げる泥水の影響を受けることが少ない中央部Ｈ１に配置されるリップ７２ｄは、締め代を小さく設定し低トルク化している。
【００２５】
ここで、リップ７２ｄはハブユニット１の組立て時に周方向の位置を特定する必要があるため、ハブユニット１は、外輪２とシール部材７との合わせ面である外輪２の外周面の端部及びリップ７２ｄの外周面のそれぞれに突起を設けるなどして周方向の位相合わせを容易にしている。
【００２６】
ラジアルリップ７２ｅは、ラジアルリップ７２ｆよりも軸方向の外方に位置している。ラジアルリップ７２ｅ，７２ｆは、それぞれ基部７２ｂから径方向の内方側へ延在し、内軸３の軌道面側外周に所定の締め代を有し全周に亘って摺接している。
【００２７】
図２に示すように、車輪が跳ね上げる泥水のうち外輪２の外周面を伝わる泥水は、２点鎖線Ｆ１で示すように開口部９から軸受内方に配置されるリップ７２ｄの近くに浸入し、泥水の溜まりＷ１となる。ここで、溜まりＷ１に対応する上部Ｈ２に配置されるリップ７２ｄは、所定の締め代を有してシール機能を確保しているので、軸受内部空間６への泥水の浸入を防止している。
【００２８】
そして、泥水Ｗ１は、リップ７２ｄの近くを周方向且つ鉛直方向の下側に移動し、図３に示すように、開口部９の下側のリップ７２ｄの近くに到達し、泥水の溜まりＷ２となる。泥水Ｗ２では、その一部が２点鎖線Ｆ２で示すように開口部９から軸受外部に排水される。しかし、泥水Ｗ２の大部分は、開口部９が微少な隙であるため直ぐには排出されずに、リップ７２ｄの近くに滞留する。ここで、溜まりＷ２に対応する下部Ｈ３に配置されるリップ７２ｄは、所定の締め代を有してシール機能を確保しているので、軸受内部空間６への泥水の浸入を防止している。
【００２９】
以上のように、本実施の形態に係るハブユニット１によれば、シール機能を確保しつつ、低トルク化を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、転動体が玉５としたが、それに限るものではなく、例えば、円錐ころの構成に適用しても良い。
【００３１】
また、上記実施形態では、駆動輪の構成について説明したが、本発明は従動輪においても、もちろん適用できるものである。
【００３２】
また、上記実施形態では、リップ７２ｄの上部Ｈ２及び下部Ｈ３に配置される部分の長さが同一で長さＬ２としたが、それに限るものではなく、例えば、車輪が跳ね上げる泥水の影響が大きい上部Ｈ２に配置される部分の長さが、下部Ｈ３に配置される部分の長さよりも長い構成に適用しても良い。
【００３３】
また、上記実施形態では、図４におけるリップ７２ｄの長さが中央部Ｈ１及び上部Ｈ２の境目と、中央部Ｈ１及び下部Ｈ３の境目とで変曲点を形成するとして記載したが、それに限るものではなく、例えば、周方向にもっとなだらかに変化する構成に適用しても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１：ハブユニット（車輪用軸受装置）、  ２：外輪、  ２ｃ：車両取付フランジ部、  ３：内軸（内輪）、  ３ｃ：フランジ、  ３ｄ：側面、  ４：内輪、  ５：玉（転動体）、  ６：軸受内部空間、  ７，８：シール部材、  ９：開口部、  １１：軸線、  ７１：芯金、  ７１ａ：円筒部、  ７１ｂ：円板部、  ７２：シール、  ７２ａ：嵌合部、  ７２ｂ：基部、  ７２ｃ：リップ部、  ７２ｄ:リップ、  ７２ｅ，７２ｆ:ラジアルリップ、  Ｆ１，Ｆ２：泥水の流れ、  Ｈ１：中央部、  Ｈ２：上部、  Ｈ３：下部、  Ｌ１：リップ中央部の長さ、  Ｌ２：リップ上部及び下部の長さ、  Ｓ１：環状空間、  Ｗ１，Ｗ２：泥水の溜まり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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