(57)【要約】      （修正有）【課題】耐泥水性を向上させることができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪が取り付けられるフランジ部９を車両アウタ側に有するハブ軸２と、前記ハブ軸の径方向外側に設けられている外輪３と、前記ハブ軸と前記外輪との間に設けられている複数の転動体４と、前記複数の転動体を保持する保持器と、前記外輪の車両アウタ側端部に取り付けられているシール部材と、を備える車輪用軸受装置。前記フランジ部９の車両インナ側の側面は、第１の粗さを有する第１側面２３ａと、第１の粗さより大きい第２の粗さを有する第２側面２３ｂとを有している。前記第２側面２３ｂと対向して設けられる、前記シール部材のリップの先端が、前記第２側面２３ｂと滑り接触することで摩耗した摩耗面を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪が取り付けられるフランジ部を車両アウタ側に有するハブ軸と、前記ハブ軸の径方向外側に設けられている外輪と、前記ハブ軸と前記外輪との間に設けられている複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、前記外輪の車両アウタ側端部に取り付けられているシール部材と、を備え、
前記フランジ部の車両インナ側の側面は、第１の粗さを有する第１側面と、第１の粗さより大きい第２の粗さを有する第２側面とを有しており、
前記第２側面と対向して設けられる、前記シール部材のリップの先端が、前記第２側面と滑り接触することで摩耗した摩耗面を有する、車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記摩耗面は、周方向に沿った複数の凸条部を有する、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】
自動車等の車両において、車輪を回転自在に支持するために車輪用軸受装置（ハブユニット）が用いられている。車輪用軸受装置は、車輪が取り付けられるフランジ部を車両アウタ側に有するハブ軸と、このハブ軸の径方向外側に設けられている外輪と、ハブ軸と外輪との間に設けられている複数の玉等の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とを備えている。このような車輪用軸受装置では、ハブ軸と外輪との間の転動体が設けられている軸受内部に、泥水等の異物が軸受外部から侵入するのを防ぐために密封装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の車輪用軸受装置では、外輪の車両アウタ側端部の内周に圧入された芯金に加硫接着されたゴム製のシール部材のリップをフランジ部の車両インナ側の側面に滑り接触させることで、軸受内部への異物の侵入を防いでいる。
【０００４】
近年、耐泥水性を向上させるために、図５に示されるように、フランジ部３０の側面３０ａとシール部材３１のリップ３２とが接触する箇所よりも径方向外側にラビリンス部３３を設けることが提案されている。図５に示される例では、芯金３４に加硫接着されるシール部材３１を径方向外側に延長して設けた先端部３５を車両アウタ側に突出させて突出部３６とし、この突出部３６の先端面３６ａとフランジ部３０の側面３０ａとの間にラビリンス部３３を形成している。シール部材３１とフランジ部３０の側面３０ａとの間のすきまを狭めることでリップ３２に達する泥水量を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１００８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図５に示されるようなラビリンス部３３を形成する場合、つぎのような問題点がある。
まず、シール部材３１を含む密封装置を構成する各部品には製造や組み立ての公差が存在するが、ラビリンス部３３を形成するためには公差最悪時、つまり前記突出部３６が車両アウタ側に突出する長さが最も長くなる場合でも当該突出部３６の先端面３６ａがフランジ部３０の側面３０ａに当たらないように設計する必要がある。このため、クリアランス（突出部３６の先端面３６ａとフランジ部３０の側面３０ａとの間のすきま）の呼び値を大きくする必要があるが、そうすると、公差次第では今度はすきまが大きくなってしまい、ラビリンスとして機能せず、泥水の侵入量を低減させることができなくなる。  
【０００７】
また、前記突出部３６の先端面３６ａがフランジ部３０の側面３０ａに接触した際に異音が発生するおそれがある。さらに、前記突出部３６の先端面３６ａとフランジ部３０の側面３０ａとが滑り接触をした場合に、ゴム等で作製されている当該突出部３６が破断し、ラビリンス部３３が破損する可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、安定したラビリンス部を形成して耐泥水性を向上させ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している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車輪用軸受装置は、
（１）車輪が取り付けられるフランジ部を車両アウタ側に有するハブ軸と、前記ハブ軸の径方向外側に設けられている外輪と、前記ハブ軸と前記外輪との間に設けられている複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、前記外輪の車両アウタ側端部に取り付けられているシール部材と、を備え、
前記フランジ部の車両インナ側の側面は、第１の粗さを有する第１側面と、第１の粗さより大きい第２の粗さを有する第２側面とを有しており、
前記第２側面と対向して設けられる、前記シール部材のリップの先端が、前記第２側面と滑り接触することで摩耗した摩耗面を有する。
【００１０】
本発明の車輪用軸受装置では、シール部材のリップの先端がフランジ部の第２側面と滑り接触することで摩耗した摩耗面とされている。この摩耗は、車輪用軸受装置が車両に装着されてユーザにより使用される前の段階（工場での検査段階等）又はユーザによる使用初期の段階でリップの先端が第２側面と滑り接触することで発生する。リップ先端の摩耗面はフランジ部の第２側面と接触圧がゼロであるか、又は、ほぼゼロに等しい非常に小さな接触圧で接触している。これにより、非常に小さなすきま（ラビリンス）をリップ先端の摩耗面とフランジ部の第２側面との間に形成することができ、耐泥水性を向上させることができる。ある程度摩耗が進行した摩耗面は、フランジ部の第２側面と接触するか接触しない状態であり、さらなる摩耗が進行することはない。これにより、リップの先端とフランジの側面（第２側面）との間に安定したラビリンス部を形成することができる。
【００１１】
（２）上記（１）の車輪用軸受装置において、前記摩耗面は、周方向に沿った複数の凸条部を有するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐泥水性を向上させることができる車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の車輪用軸受装置の一実施形態の断面説明図である。
【図２】図１に示される車輪用軸受装置のシール部材周辺の拡大断面説明図である。
【図３】シール部材のリップ先端部の断面説明図である。
【図４】フランジ部の第２側面と滑り接触する、シール部材のリップ先端面の説明図である。
【図５】従来のシール部材の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の車輪用軸受装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置１の断面説明図であり、図２は図１に示される車輪用軸受装置１のシール部材周辺の拡大断面説明図である。ハブユニットとも称される車輪用軸受装置１は、例えば自動車の車体側の懸架装置（ナックル）に取り付けられ、自動車の車輪を回転自在に支持する。車輪用軸受装置１は、ハブ軸２と、外輪３と、転動体である玉４と、保持器５と、密封装置６，７とを備えている。
【００１６】
ハブ軸２は、内軸と内輪部材１０とを有している。内軸は、軸本体部８と、車輪取付用のフランジ部９とを一体に有している。内軸は、例えば機械構造用炭素鋼により製造されている。内輪部材１０は、例えば高炭素クロム軸受鋼により製造されている。軸本体部８は、軸方向に長い軸状の部材である。フランジ部９は、軸本体部８の車両アウタ側の端部から径方向外側に延びて設けられており、円環形状を有している。フランジ部９には、周方向に沿って複数の孔１１が形成されており、この孔１１に、車輪取付用のボルト１２が取り付けられている。フランジ部９には、図示しない車輪及びブレーキロータが取り付けられる。内輪部材１０は、環状の部材であり、軸本体部８の車両インナ側の端部に嵌合して取り付けられている。軸本体部８の車両アウタ側の外周面に軸軌道面２ａが形成され、内輪部材１０の外周面に内輪軌道面２ｂが形成されている。
【００１７】
外輪３は、円筒状の部材であり、例えば機械構造用炭素鋼により製造されている。外輪３は、円筒形状である外輪本体１３と、この外輪本体１３から径方向外側に延びて設けられている固定用のフランジ部１４とを有している。このフランジ部１４が車体側部材であるナックル（図示せず）に固定されることで、外輪３を含む車輪用軸受装置１は当該ナックルに固定される。
【００１８】
車輪用軸受装置１が車体側に取り付けられた状態で、ハブ軸２が有するフランジ部９側が車両の外側となる。換言すれば、図１の左側（フランジ部９側）が車両アウタ側となり、図１の右側が車両インナ側となる。また、図１の左右方向が車輪用軸受装置１の軸方向となる。
【００１９】
外輪３の内周面には、車両アウタ側の外輪軌道面３ａと、車両インナ側の外輪軌道面３ｂとが形成されている。
【００２０】
車両アウタ側の外輪軌道面３ａと軸軌道面２ａとが径方向において対向し、車両インナ側の外輪軌道面３ｂと内輪軌道面２ｂとが径方向において対向し、車両アウタ側及び車両インナ側それぞれの軌道面間に玉４が配置されている。玉４は軸方向に二列設けられており、各列の玉４は環状の保持器５によって保持されている。ハブ軸２と外輪３との間に複数の玉４が設けられていることで、外輪３は、ハブ軸２の軸本体部８の径方向外側において当該ハブ軸２と同心状に設けられた構成となる。
【００２１】
車両アウタ側の保持器５は、車両アウタ側の列に含まれる複数の玉４を周方向に間隔をあけて保持する。車両インナ側の保持器５は、車両インナ側の列に含まれる複数の玉４を周方向に間隔をあけて保持する。保持器５は、例えば合成樹脂で作製することができる。
【００２２】
車両インナ側の密封装置６は、環状のシール部材１５と、環状のスリンガ１６とで構成されている。シール部材１５は、外輪３の外輪本体１３の車両インナ側端部の内周面に嵌合して取り付けられている。スリンガ１６は、内輪部材１０の車両インナ側端部の外周面に締り嵌めの状態で嵌合して取り付けられている。シール部材１５のリップ１５ａが、スリンガ１６に滑り接触（摺接）することで、車両インナ側の外部から泥水等の異物が軸受内部に侵入するのを抑制することができる。軸受内部とは、ハブ軸２と外輪３とのあいだの環状の空間であって、二列の玉４が設けられている領域である。
【００２３】
車両アウタ側の密封装置７は環状のシール部材からなっており、このシール部材は、金属製の芯金１８と、例えばＮＢＲ等のゴム製のシール本体１９とを有している。密封装置（シール部材）７は、外輪３の外輪本体１３の車両アウタ側端部の内周面に嵌合して取り付けられている。
【００２４】
シール本体１９は、芯金１８に加硫接着により固定されている。シール本体１９は、径方向の内側から外側に向けて順に第１のリップ２０と、第２のリップ２１と、第３のリップ２２とを有している。第１のリップ２０は、ハブ軸２の軸本体部８の外周面８ａと滑り接触し、主として軸受内部のグリースが外部へ流出するのを抑制する機能を有している。第２のリップ２１はフランジ部９の車両インナ側の第１側面２３ａと滑り接触し、当該第１側面２３ａとの間から泥水等の異物が軸受内部に侵入するのを抑制する機能を有している。
【００２５】
第３のリップ２２、より詳細には第３のリップ２２の先端は、フランジ部９の車両インナ側の側面であって、第２のリップ２１が滑り接触する第１側面２３ａよりも軸方向において車両アウタ側でかつ径方向外側の第２側面２３ｂに対向して設けられている。
第１のリップ２０と第２のリップ２１にはグリースが塗布されているが、第３のリップ２２にはグリースが塗布されていない。
【００２６】
本実施形態におけるフランジ部９の車両インナ側の側面は、第１の粗さを有する第１側面２３ａと、第１の粗さよりも大きい第２の粗さを有する第２側面２３ｂとを有する。第１側面２３ａは、例えば表面が研磨された研磨面であり、第２側面は、旋削加工が施された状態の旋削面である。この第２側面は、旋削面に限定されるものではなく、第１側面の粗さより大きい粗さを有する面であれば、研磨面、鍛造面であってもよい。
【００２７】
本実施形態では、第２のリップ２１が滑り接触する第１側面２３ａは表面が研磨された研磨面であり、第３のリップ２２の先端が対向する第２側面２３ｂは表面が研磨されておらず、旋削加工が施された状態の旋削面である。フランジ部９の第２側面（旋削面）２３ｂの粗さは、特に限定されないが、例えばＲａ２〜Ｒａ３０である。
【００２８】
密封装置７は、第１のリップ２０、第２のリップ２１及び第３のリップ２２が、それぞれ、例えば０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上２．２ｍｍ以下及び０ｍｍ以上１．２ｍｍ以下程度の締め代を有するように作製され、外輪３に取り付けられる。第２のリップ２１と第３のリップ２２の締め代は、ハブ軸２のフランジ部９の側面に接触していない状態のリップの軸方向最大長さから、車輪用軸受装置１を組み立てて、リップを前記フランジ部９の側面に接触させた状態のリップの軸方向最大長さを引いた数値である。一方、第１のリップ２０の締め代は、ハブ軸２の軸本体部８の外周面８aに接触していない状態のリップの径方向最大長さから、車輪用軸受装置１を組み立てて、リップを前記軸本体部８の外周面８aに接触させた状態のリップの径方向最大長さを引いた数値である。
【００２９】
このため、車輪用軸受装置１を組み立てた直後の状態では、第１のリップ２０、第２のリップ２１及び第３のリップ２２は、それぞれ軸本体部８の外周面８ａ、フランジ部９の第１側面２３ａ及び第２側面２３ｂに所定の接触圧で押し付けられている。
なお、第３のリップ２２の第２側面２３ｂに対する締め代が０（ゼロ）の場合であっても、車重や旋回する際の荷重等の車両での使用条件や互いの面粗さにより、第３のリップ２２と第２側面２３ｂとの間に接触が生じて、第３のリップ２２の先端は摩耗する。
【００３０】
車輪用軸受装置１が車両に装着されて当該車両が走行し、ハブ軸２が外輪３に対して相対回転すると、第１のリップ２０、第２のリップ２１及び第３のリップ２２は、それぞれ軸本体部８の外周面８ａ、フランジ部９の第１側面２３ａ及び第２側面２３ｂと滑り接触をする。この際、第１のリップ２０及び第２のリップ２１は、軸本体部８の外周面８ａ及びフランジ部９の第１側面２３ａが研磨加工された研磨面であり、第１のリップ２０及び第２のリップ２１にはグリースが存在しているので、ほとんど摩耗することなく滑り接触を続けることができる。
【００３１】
一方、第３のリップ２２が接触をしているフランジ部９の第２側面２３ｂは研磨加工が施されていない、旋削されたままの旋削面であり、また、第２側面２３ｂにはグリースが塗布されていない。旋削面は、鍛造面を旋削した面であり、図３に示されるように、旋削のための工具により形成された凸条２４が周方向に螺旋状に残っている。凸条２４の方向は、上記に限定されないが、周方向に対して角度を有する方向であることが好ましい。また、旋削面は、鍛造面を旋削した面に限定されず、例えば、１次旋削した面に２次旋削を施した面を「旋削面」としてもよい。なお、図３では、分かり易くするために凸条２４を誇張して描いている。
【００３２】
第３のリップ２２は、車輪用軸受装置１を組み立てた直後の状態では、フランジ部９の第２側面２３ｂに所定の接触圧（第１接触圧）で押し付けられている。ハブ軸２が外輪３に対して相対回転を始めると、比較的早期に第３のリップ２２の先端は摩耗をし（早期摩耗）、当該第３のリップ２２の先端面２２ａは対向する第２側面２３ｂと非接触の状態又はほとんど接触しない状態になる。すなわち、第３のリップ２２のフランジ部９の第２側面２３ｂに対する接触圧は、第１接触圧より小さい第２接触圧となる。このような状態に至るまでの時間は、ハブ軸２と外輪３の相対回転の速度、第３のリップ２２の材質及び締め代等により異なるが、通常、例えば回転開始から２４時間程度である。この時間が経過すると、第３のリップ２２の先端の初期摩耗が終了する。
【００３３】
早期摩耗後の第３のリップ２２の先端面２２ａは、旋削面である第２側面２３ｂとの滑り接触により摩耗された摩耗面となっている。本明細書において、「摩耗面」とは、リップ２２とハブ軸２とが接触した摺動痕（擦れた痕のこと）をもつ面のことをいう。この摩耗面は、旋削面である第２側面２３ｂとは異なり略平坦な面であるが、細かく観察すると、図４に示されるように、周方向に沿った複数の凸条部２５を有している。一方、フランジ部９の第２側面２３ｂのうち第３のリップ２２が滑り接触をした部分は、図示はしていないが、凸条２４の先端が当該第３のリップ２２との滑り接触によりわずかに摩耗している。また、フランジ部９の第２側面２３ｂのうち第３のリップ２２が滑り接触をした部分は、ゴム製のリップが滑り接触したため、当該ゴムの一部が付着して他の部分とは異なる色となっている。
【００３４】
一旦早期摩耗した第３のリップ２２の先端面２２ａは、対向する第２側面２３ｂと非接触であるか又はほとんど接触しない状態であるので、当該第２側面２３ｂとは滑り接触しない。このため、早期摩耗後において、それ以上摩耗が進行することはない。したがって、非常に小さなすきま（第２側面２３ｂと先端面２２ａとの間のすきま）のラビリンスが安定して形成される。その結果、泥水等の外部からの異物が第２のリップ２１に到達するのを抑制ないし低減させることができる。
【００３５】
第３のリップ２２の先端面２２ａの摩耗を促進するという観点からは、旋削面における凸条のピッチは狭い方が望ましく、また、凸条は粗い（凸条の高さが高い）方が望ましい。
【００３６】
第３のリップ２２の先端面２２ａが第２側面２３ｂ上を滑り接触するときのリップ厚さ又は接触幅ｔ（図３参照）は、大きくなると初期摩耗時に異音が発生するおそれがあるので、例えば２ｍｍ程度以下となるように第３のリップ２２のサイズを設定することが望ましい。
【００３７】
本実施形態係る車輪用軸受装置では、車両アウタ側のシール部材の最も径方向外側に位置するリップの先端面がフランジ部の第２側面（旋削面）と滑り接触することで摩耗した摩耗面とされている。リップ先端の摩耗面とフランジ部の第２側面とは、接触圧がゼロであるか、又は、ほぼゼロに等しい非常に小さな接触圧で互いに接触した状態である。これにより、非常に小さな、限りなくゼロに近いすきまをリップ先端の摩耗面とフランジ部の第２側面との間に形成することができ、耐泥水性を向上させることができる。
【００３８】
〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、車両アウタ側の密封装置において対向する面に滑り接触するリップの数は２（第１のリップ及び第２のリップ）であるが、この数は１であってもよいし、３以上であってもよい。また、リップを含むシール本体の形状や芯金の形状も適宜変更することができる。
また、前述した実施形態では、転動体として玉を用いているが、玉以外の例えばテーパころを転動体として有する車輪用軸受装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：車輪用軸受装置        ２：ハブ軸            ３：外輪
４：玉（転動体）          ５：保持器            ６：密封装置
７：密封装置              ８：軸本体部          ９：フランジ部
１０：内輪部材            １１：孔              １２：ボルト
１３：外輪本体            １４：フランジ部      １５：シール部材
１６：スリンガ            １８：芯金            １９：シール本体    
２０：第１のリップ        ２１：第２のリップ    ２２：第３のリップ    
２３ａ：第１側面          ２３ｂ：第２側面        ２４：凸条
２５：凸条部
【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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