(57)【要約】【課題】軸受内部空間の軸方向端部開口を塞ぐ密封装置を構成するシールリップの締め代が、密封空間内の圧力変化に伴って増大する程度を抑える。【解決手段】軸受内部空間１１の軸方向端部開口を気密に塞ぐ密封装置４ａは、芯金１２ａと、芯金に固定されたシール材１３ａとを備えており、シール材１３ａは、複数本のシールリップ１４ａ，１５ａ，１６ａを有すると共に、各シールリップの先端縁を、ハブの表面に設けたシール摺接面に全周に亙って摺接させている。隣接するシールリップとシール摺接面とにより画成される密封空間内に昇華性物質が封入されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する軸受内部空間の軸方向端部開口を塞ぐ密封装置と、を備え、
前記密封装置は、前記外輪の軸方向端部に固定された円環状の芯金と、前記芯金に固定されたシール材とを備え、前記シール材は、複数本のシールリップを備えると共に、各シールリップの先端縁を、前記ハブ又は前記ハブに固定したスリンガの表面に設けたシール摺接面に全周に亙って摺接させているハブユニット軸受であって、
隣接する前記シールリップと前記シール摺接面とにより画成される空間内に昇華性物質が封入されている事を特徴とするハブユニット軸受。
【請求項２】
前記密封装置のうちで前記軸受内部空間に面する部分に、昇華性物質が封入されている、請求項１に記載したハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に利用するハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に支持する為に、従来から各種構造のハブユニット軸受が使用されている。図４は、この様なハブユニット軸受の従来構造の１例を示している。このハブユニット軸受は、外輪１と、ハブ２と、複数個の転動体３と、１対の密封装置４、５と、を備えている。
【０００３】
外輪１は、内周面に複列の外輪軌道６ａ、６ｂを有し、外周面に静止側フランジ７を有している。外輪１は、使用時に、静止側フランジ７を図示しない懸架装置のナックルに結合固定する事により、懸架装置に支持された状態で回転しない。ハブ２は、外輪１と同心に設けられており、外輪軌道６ａ、６ｂと対向する外周面の部分に、複列の内輪軌道８ａ、８ｂを有している。ハブ２は、外輪１よりも軸方向外側に突出した部分に、回転側フランジ９を有している。ハブ２は、使用時に、回転側フランジ９に図示しない車輪及びディスク等の制動用回転部材を支持固定した状態で、車輪及び制動用回転部材と共に回転する。又、図示のハブユニット軸受は、駆動輪用である為、ハブ２の径方向中心部に、駆動軸であるスプライン軸を係合させる為のスプライン孔１０を形成している。
尚、軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、各図の左側を言う。反対に、車両の幅方向中央側となる、各図の右側を、軸方向に関して「内」と言う。
【０００４】
転動体３は、複列の外輪軌道６ａ、６ｂと複列の内輪軌道８ａ、８ｂとの間に、各列に複数個ずつ、転動自在に設けられている。尚、図示の例では、転動体３として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用のハブユニット軸受の場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。密封装置４、５は、外輪１の内周面とハブ２の外周面との間に存在する、軸受内部空間１１の軸方向両端開口を気密に塞いでいる。密封装置４、５により、軸受内部空間１１内に泥水等の異物が入り込む事を防止すると共に、軸受内部空間１１内に封入した潤滑用のグリースが外部に漏洩する事を防止している。
【０００５】
密封装置４、５は、特許文献１の図１２〜１３等に記載されて従来から広く知られている密封装置と同様の構造を有している。即ち、密封装置を構成する外側（中間）シールリップを、基端部から先端縁に向かう程、外部（軸受内部空間１１と反対側）に向かう方向に傾斜させた状態で、シール摺接面に接触している。これにより、外側（中間）シールリップによる、異物侵入防止機能を高めている。これに対し、内側シールリップは、基端部から先端縁に向かう程、軸受内部空間１１に向かう方向に傾斜させている。これにより、内側シールリップによる、グリース漏洩防止機能を高めている。
【０００６】
ところで、ハブユニット軸受の場合、使用環境や運転状態の変化に伴って、軸受内部空間１１内の温度が変化する事に伴い、軸受内部空間１１内の圧力が変化する。密封装置４、５を構成する内側シールリップは、軸受内部空間１１に接する位置、即ち、軸受内部空間１１内の圧力を直接受ける位置に設けられている。この為、軸受内部空間１１内の圧力が変化すると、内側シールリップの姿勢が弾性的に変化する。軸受内部空間１１内の圧力が急上昇する場合には、内側シールリップの先端部が、軸受内部空間１１から外部空間側に向かう力を受けて、シール摺接面に対してより広い接触面積で押し付けられた（貼り付いた）状態になったり、最悪、内側シールリップが反転する可能性がある。
【０００７】
特許文献２は、図５に示す様に、芯金１２に固定されたシール材１３が、複数のシールリップ（外側シールリップ１４、中間シールリップ１５、内側シールリップ１６）を備えており、軸受内部空間１１側と外部側との気圧差がある場合に（軸受内部空間１１内の圧力が上昇、或いは、中間シールリップ１５と内側シールリップ１６との間に存在するシール密封空間の圧力が低下）、外部側への大きな力を受けた内側シールリップ１６が、外部側へ反転しにくい密封装置４を開示している。密封装置４の内側シールリップ１６は、軸受内部空間１１とは反対側の面に、径方向に互いに隣接する複数の突出部４０を有している。そして、内側シールリップ１６の変形によって隣接する突出部４０が互いに接触して、内側シールリップ１６の反転を防止している。
【０００８】
しかしながら、密封装置４は、内側シールリップ１６の反転に起因する過大なトルクの発生を抑制できるが、突出部４０が無いシールリップと比較して、より強くシール摺接面に押し付けられる。この結果、内側シールリップ１６の先端部とシール摺接面との摺接部に作用する摩擦力が増大すると共に、内側シールリップ１６の摩耗が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−０１６６０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０６６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、軸受内部空間の軸方向端部開口を塞ぐ密封装置を構成するシールリップの締め代が、密封空間内の圧力変化に伴って増大する程度を抑えられる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する軸受内部空間の軸方向端部開口を塞ぐ密封装置と、を備え、
前記密封装置は、前記外輪の軸方向端部に固定された円環状の芯金と、前記芯金に固定されたシール材とを備え、前記シール材は、複数本のシールリップを備えると共に、各シールリップの先端縁を、前記ハブ又は前記ハブに固定したスリンガの表面に設けたシール摺接面に全周に亙って摺接させている。
【００１２】
特に、本発明のハブユニット軸受に於いては、隣接する前記シールリップと前記シール摺接面とにより画成される空間内に昇華性物質が封入されている。
さらに、本発明のハブユニット軸受は、前記密封装置のうちで前記軸受内部空間に面する部分に、昇華性物質が封入されている。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明のハブユニット軸受によれば、密封装置を構成するシールリップの締め代が、密封空間内の圧力変化に伴って増大する程度を抑えられる。
即ち、シール密封空間（軸受内部空間）内の圧力が低下（上昇）すると、その影響を受けて昇華性物質が昇華（凝固）する事に伴い、圧力変化が緩和されて、シールリップの締め代が増大する事を抑えられる。従って、シールリップの先端部とシール摺接面との摺接部に作用する摩擦力が増大する事を抑えて、自動車の燃費の向上を図れる。さらに、シールリップの摩耗の促進を抑えられ、シールリップの寿命延長を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態を示す、シールリングの断面図。
【図２】本発明の第１実施形態を示す、組み合わせシールリングの断面図。
【図３】本発明の第２実施形態を示す、シールリングの断面図。
【図４】従来構造の１例を示す、ハブユニット軸受の断面図。
【図５】従来構造の１例を示す、密封装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
図１，２は、本発明の第１実施形態を示している。尚、本実施形態の特徴は、軸受内部空間１１の軸方向両端開口を塞ぐ１対の密封装置４ａ、５ａの構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４に示した従来構造の１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本実施形態の特徴部分を中心に説明する。
【００１６】
本実施形態のハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道６ａ，６ｂを有する外輪１と、外周面に複列の内輪軌道８ａ，８ｂを有するハブ２と、複列の外輪軌道６ａ，６ｂと複列の内輪軌道８ａ，８ｂとの間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体３と、外輪１の内周面とハブ２の外周面との間に存在する軸受内部空間１１の軸方向端部開口を塞ぐ１対の密封装置４ａ，５ａと、を備えている（図４参照）。
【００１７】
１対の密封装置４ａ、５ａのうち、軸受内部空間１１の軸方向外端開口を塞ぐ、軸方向外側の密封装置４ａは、図１に示す様に、芯金１２ａと、シール材１３ａとから成るシールリングを構成している。芯金１２ａは、金属板により、断面略Ｌ字状で全体を円環状に造られたもので、外輪１の軸方向外端部に内嵌固定されている。シール材１３ａは、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により円環状に造られたもので、芯金１２ａの全周に結合固定されている。シール材１３ａは、外側シールリップ１４ａ、中間シールリップ１５ａ、内側シールリップ１６ａの、３本のシールリップを備えている。外側、中間シールリップ１４ａ、１５ａの各先端縁は、シール摺接面である、回転フランジ９の軸方向内側面に全周に亙って摺接している。内側シールリップ１６ａの先端縁は、シール摺接面である、ハブ２の外周面の軸方向外側部分（回転フランジ９と軸方向外側の内輪軌道８ａとの間部分）に、全周に亙って摺接している。
【００１８】
一方、軸受内部空間１１の軸方向内端開口を塞ぐ、軸方向内側の密封装置５ａは、図２に示す様に、スリンガ１７とシールリング２１とを組み合わせる事で、組み合わせシールリングを構成している。スリンガ１７は、金属板により全体を円環状に造られたもので、回転側円筒部１８と、回転側円筒部１８の軸方向内端縁から径方向外方に折れ曲がった回転側円輪部１９とを備えている。スリンガ１７は、回転側円筒部１８を、ハブ２の軸方向内端部に締り嵌めで外嵌した状態で、ハブ２に支持固定されている。回転側円輪部１９の軸方向内側面に、回転速度検出装置を構成する円輪状のエンコーダ２０を固定している。
【００１９】
シールリング２１は、芯金２２と、シール材２３とを備えている。芯金２２は、金属板により全体を円環状に造られたもので、静止側円筒部２４と、静止側円筒部２４の軸方向外端縁から径方向内方に折れ曲がった静止側円輪部２５とを備えている。芯金２２は、静止側円筒部２４を外輪１の軸方向内端部に締り嵌めで内嵌した状態で、外輪１に支持固定されている。シール材２３は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により円環状に造られたもので、芯金２２の全周に結合固定されている。シール材２３は、外側シールリップ２６、中間シールリップ２７、内側シールリップ２８の、３本のシールリップを備えている。そして、外側、中間シールリップ２６，２７の先端縁は、シール摺接面である、回転側円輪部１９の軸方向外側面に全周に亙って摺している。内側シールリップ２８の先端縁は、シール摺接面である、回転側円筒部１８の外周面に全周に亙って摺接している。
【００２０】
本実施形態の場合、密封装置４ａは、隣接した状態で設けられた２本のシールリップとシール摺接面との間に形成される密封空間に、昇華性物質を封入している。具体的には、隣接する外側シールリップ１４ａと中間シールリップ１５ａと、シール摺接面である回転フランジ９の軸方向内側面と、により画成されるシール密封空間３１ａ内に、昇華性物質３０ａを封入している。昇華性物質３０ａは、外側シールリップ１４ａの基端部の内周面に全周に亙って配置されている。さらに、隣接する中間シールリップ１５ａと内側シールリップ１６ａと、シール摺接面である回転フランジ９の軸方向内側面とハブ２の外周面と、により画成されるシール密封空間３１ｂに、昇華性物質３０ｂを封入している。昇華性物質３０ｂは、中間シールリップ１５ａの基端部の内周面、及び内側シールリップ１６ａの基端部の内周面に、それぞれ全周に亙って配置されている。
【００２１】
シール密封空間３１ａ，３１ｂ内部の圧力が低下した場合、昇華性物質３０ａ，３０ｂは、固体から気体に変化する（昇華する）。一方、シール密封空間３１ａ，３１ｂ内部の圧力が上昇した場合、昇華性物質３０ａ，３０ｂは、気体から固体に戻る（凝固する）。昇華性物質３０ａ，３０ｂとしては、例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、ナフタレン、ヨウ素、フェノール、及びこれらの誘導体などを使用する事ができる。
【００２２】
同様に、密封装置５ａは、隣接するシールリップとシール摺接面との間に形成される密封空間に、昇華性物質を封入している。具体的には、隣接する外側シールリップ２６と中間シールリップ２７と、シール摺接面である回転側円輪部１９の軸方向外側面と、により画成されるシール密封空間３２ａ内に、昇華性物質３０ａを封入している。昇華性物質３０ａは、外側シールリップ２６の基端部の内周面と、中間シールリップ２７の基端部の外周面と、の間部分に、全周に亙って配置されている。さらに、隣接する中間シールリップ２７と内側シールリップ２８と、シール摺接面である回転側円輪部１９の軸方向外側面と回転側円筒部１８の外周面と、により画成されるシール密封空間３２ｂ内に、昇華性物質３０ｂを封入している。昇華性物質３０ｂは、中間シールリップ２７の基端部の内周面に、全周に亙って配置されている。
【００２３】
上述の様に構成する本実施形態のハブユニット軸受によれば、密封装置４ａ、５ａを構成する各シールリップの締め代が、密封空間内の圧力変化に伴って増大する程度を抑えられる。
即ち、各シール密封空間３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂは気密の空間である為、ルシャトリエの原理による気固平衡が成立する。従って、シール密封空間内部の圧力が低下した場合、昇華性物質の昇華が進み、昇華性物質は気化すると体積が数千倍に膨れるので、圧力の低下が緩和される。逆に、シール密封空間内部の圧力が上昇した場合、昇華性物質は凝固し（昇華性物質の体積は数千分の１に小さくなる）、圧力の上昇が緩和される。また、シール密封空間内部の圧力が変動しない場合、昇華性物質の昇華と凝固とが平衡するので、シール密封空間に封入された昇華性物質の総量は変化しない。
この結果、各シールリップの先端部が、内圧の変化に伴いシール摺接面に沿う方向に弾性変形（貼り付き現象）する事を抑えられる為、各シールリップの締め代が増大することを抑えられる。従って、各シールリップの先端部とシール摺接面に作用する摩擦力が増大することを抑えられ、自動車の燃費の向上を図れる。さらに、各シールリップの摩耗の促進を抑え、各シールリップの寿命延長を図れる。
【００２４】
ハブユニット軸受は使用時に温度が上昇するので、昇華性物質の融点は、使用時のハブユニット軸受の温度以上とし、融解によって昇華性物質が失われることを防止することが好ましい。
なお、一般に昇華性物質は分子量が低く、分子が細かい。従って、昇華した物質が、例えばシールリップやシール摺接面上で凝固した場合でも、摺接部の摩擦熱で再び昇華しやすいので、結果的に、昇華性物質は、摺接部には凝固し難く、密封性能を低下させることはない
【００２５】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態の密封装置（シールリング）４ｂは、芯金１２ａの軸方向内側面で、軸受内部空間１１に面する部分に、軸方向外側に凹んだ（軸方向内側に開口した）円環状の凹溝３３を設けている。そして、昇華性物質３０ｃが、凹溝３３の全周に亙って封入されている。軸受内部空間１１は、１対の密封装置４ｂ，５ａにより気密の状態で塞がれており、この軸受内部空間１１にも昇華性物質３０ｃを配置する事で、軸受内部空間１１の内部圧力を安定させている。従って、軸受内部空間１１の圧力上昇により、内側シールリブ１６ａ（２８）がシール摺接面に向かって弾性変形する（貼り付く）ことによる、回転トルクの上昇、及びシールリップの磨耗の進行を抑制している。
【００２６】
なお、一般に昇華性物質は分子量が低く、分子が細かい。また、昇華性物質が凝集した塊は軟らかい。従って、昇華した物質が、例えば軌道面上（外輪軌道６ａ，６ｂ、または内輪軌道８ａ，８ｂ）で凝固しても、軌道面と転動体３の接触部の摩擦熱で、再び昇華しやすく、結果的に、昇華性物質は、接触部分に凝固し難いので、軸受寿命に悪影響を与えたり、異音を発生させたりすることはない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、各種構造のハブユニット軸受に対して適用可能である。
例えば、本発明は、軸受内部空間の軸方向外端開口のみをシールリングにより塞いでおり、軸方向内端開口を外輪の軸方向内端部に装着したカバーにより塞いでいる、従動輪用のハブユニット軸受にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  外輪
２  ハブ
３  転動体
４，４ａ，４ｂ  密封装置（シールリング）
５、５ａ  密封装置（組み合わせシールリング）
６ａ、６ｂ  外輪軌道
７  静止フランジ
８ａ、８ｂ  内輪軌道
９  回転フランジ
１０  スプライン孔
１１  軸受内部空間
１２，１２ａ  芯金
１３，１３ａ  シール材
１４，１４ａ  外側シールリップ
１５，１５ａ  中間シールリップ
１６，１６ａ  内側シールリップ
１７  スリンガ
１８  回転側円筒部
１９  回転側円輪部
２０  エンコーダ
２１  シールリング
２２  芯金
２３  シール材
２４  静止側円筒部
２５  静止側円輪部
２６  外側シールリップ
２７  中間シールリップ
２８  内側シールリップ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  昇華性物質
３１ａ，３０ｂ  シール密封空間
３２ａ，３２ｂ  シール密封空間
３３  環状溝
４０  突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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