(57)【要約】【課題】優れた密封性能を有すると共に、回転トルクの低減化を図ることが可能で、導入が容易な密封構造を備えた車輪支持用軸受ユニットを提供する。【解決手段】静止輪４０、回転輪４２、転動体４４、密封装置４６を具備した車輪支持用軸受ユニットＸであって、密封装置は、筒状の固定部５２及び固定部に連続して延出する円環部５４で成る芯金５０、芯金に連結されると共に回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップ６０ｌが設けられたシール６０を備えており、シールは、回転輪と最も外側で摺接するリップ６２ｌが、軸方向に略平行して筒状に延出された延出部６２ｓと、延出部の内径を縮径させるように内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部６２ｔで構成され、芯金を介して静止輪に固定された状態において、延出部の延出端６２ｖを回転輪の外周部と所定間隔Ａ１を空けて対向させると共に、摺接部を回転輪の外周部に摺接させるように位置付ける。【選択図】図１
2008274994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体構成部材に固定される静止輪と、車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、前記静止輪と回転輪との間に介在し、内部を気密並びに液密に保つための密封装置を具備した車輪支持用軸受ユニットであって、
前記密封装置は、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続して延出する円環部で成る環状の芯金と、当該芯金に連結されるとともに、前記回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップが設けられたシールとを備えており、
前記シールは、前記回転輪と最も外側で摺接するリップが、軸方向に略平行して筒状に延出された延出部と、当該延出部の内径寸法を縮径させるように、その内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部とで構成され、前記芯金を介して前記静止輪に対して固定された状態において、前記延出部の延出端を前記回転輪の外周部と所定間隔を空けて対向させるとともに、前記摺接部を前記回転輪の外周部に摺接させるように位置付けられていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
【請求項２】
前記シールは、前記芯金を介して前記静止輪に対して固定された状態において、前記延出部の延出端が当該静止輪の前記車輪構成部材側の端面よりも当該車輪構成部材側へ凸出するように位置付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や鉄道車両などの車輪を車体に対して回転自在に軸支する車輪支持用軸受ユニットに関し、特に、当該車輪支持用軸受ユニットの密封構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車や鉄道車両など、様々な車両の車輪を支持するための各種のハブユニット軸受(車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットという))が知られている。
例えば、図６には、このような軸受ユニットの構成の一例として、自動車の車輪を回転自在に支持するためのハブユニット軸受(以下、軸受ユニットＡという)の構成が例示されている。
【０００３】
かかる軸受ユニットＡは、車体(懸架装置のナックル(図示しない))に固定される静止輪２と、車輪(ディスクホイール(図示しない))に固定されて当該ディスクホイールとともに回転する回転輪４とを備えている。また、軸受ユニットＡには、複数の転動体(玉)２０が、静止輪２及び回転輪４にそれぞれ形成された相互に対向する複列(２列)の軌道面6,8間へ転動可能に組み込まれている。この場合、転動体(玉)２０は、環状を成す保持器２２に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面6,8間を転動している。
【０００４】
この場合、静止輪２には、その外周面から外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ２ｆが一体成形されており、当該固定フランジ２ｆを貫通する固定孔２ｈに固定用ボルト(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
【０００５】
一方、回転輪４には、略円筒形を成すハブ１０が設けられており、当該ハブ１０は、ブレーキのブレーキロータ(図示しない)を介して車輪のディスクホイール(図示しない)に固定され、当該ディスクホイールとともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１０には、その軸方向(図６の左右方向)の一方側(車輪側(同図の左側)、以下、アウトボード側という)に、ブレーキロータ及びディスクホイールを固定(外嵌)するためのハブフランジ１０ｆが周方向に沿って連続して突設されている。
【０００６】
この場合、ハブフランジ１０ｆは、静止輪２を越えて外方(ハブ１０の拡径方向)に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)１０ｈが設けられている。また、図示しないブレーキロータ及びディスクホイールにも、それぞれ当該ボルト孔１０ｈと連通可能な貫通孔が周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔１０ｈと同数個)設けられている。そして、ハブボルト１０ｂをボルト孔１０ｈから前記貫通孔へ挿通し、ハブナット(図示しない)で締結(供締め)することにより、ブレーキロータ及びディスクホイールをハブフランジ１０ｆに対して位置決めして固定することができる。
【０００７】
また、ハブ１０には、その軸方向(図６の左右方向)の他方側(車体内側(同図の右側)、以下、インボード側という)に環状の内輪構成体１２が外嵌されるようになっており、例えば、静止輪２と回転輪４との間に複数の転動体２０を保持器２２で保持した状態で、内輪構成体１２をハブ１０に形成された段部まで外嵌した後、ハブ１０のインボード側端部(同図の右端)を加締めることにより、当該内輪構成体１２をハブ１０のインボード側に固定することができるとともに、軸受ユニットＡ(より具体的には、転動体(玉)２０)に対して所定の予圧を与えることができる。ここで、内輪構成体１２は、静止輪２のインボード側の軌道面６と対向する軌道面８が形成され、ハブ１０とともに回転輪４を構成する部材のことを指す。
なお、上述したような加締固定に代えて、例えば、内輪構成体１２をハブ１０に形成された段部まで外嵌した後、インボード側からナットなどの締結部材により締め付けることで、当該内輪構成体１２がハブ１０のインボード側に固定される場合もある。
【０００８】
ところで、かかる軸受ユニットＡには、ユニットの内部を外部から遮蔽して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つために各種の密封装置が設けられており、当該密封装置を設けることで、軸受ユニットの外部から異物(例えば、泥水、塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース、潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。
【０００９】
図６に示す構成においては、軸受ユニットＡのインボード側に円板状のカバー部材(以下、インボードキャップという)２６が設けられているのに対し、アウトボード側にはシール部材(以下、アウトボードシールという)２４が設けられており、これらのインボードキャップ２６及びアウトボードシール２４を設けることで、ユニット内部の密封性(気密性及び液密性)を保っている。
【００１０】
従来から、アウトボード側にこのようなアウトボードシール２４を配設した各種の軸受ユニット構成が知られており、例えば、特許文献１には、図７(ａ)に示すように、鋼板等をプレス加工などにより成形した環状の芯金２４ａの一部に各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)で成るシール部２４ｂが連結され、当該シール部２４ｂに複数(一例として、３つ)のリップ２４ｃが設けられた構造を成すアウトボードシール２４の構成が、一例として開示されている。
【００１１】
この場合、アウトボードシール２４は、静止輪２の回転輪４(具体的には、ハブ１０)との対向面のアウトボード側端部に装着された状態で、シール部２４ｂのリップ２４ｃがハブフランジ１０ｆの根元部分(以下、摺接面という)１０ｓに摺接するように位置付けられている。具体的には、シール部２４ｂのリップ２４ｃが凹曲面状を成す摺接面１０ｓのカーブに沿って延出されるとともに、当該カーブに沿って摺接面１０ｓと摺接している。
このため、アウトボードシール２４は、シール部２４ｂの軸方向の寸法(図７(ａ)の左右方向の距離)を小さくすること、すなわちコンパクト化が容易であるという特長を有するとともに、リップ２４ｃが反転し難いという特長を有している。
【００１２】
その一方で、静止輪２のアウトボード側の端面２ｃとハブフランジ１０ｆとの間から浸水した場合、当該浸水が外側リップ２４ｃの摺接面１０ｓに対する摺接部分に直接かかることとなる。なお、外側リップ２４ｃとは、図７(ａ)に示す３つのリップ２４ｃのうち、摺接面１０ｓと最も外側で摺接するリップ(同図の左上のリップ)のことをいう。したがって、かかる浸水が軸受ユニットＡの内部まで漏洩することを防止するためには、外側リップ２４ｃの摺接面１０ｓに対する面圧(いわゆる、しめ代)をある程度大きく設定しておく必要がある。
【００１３】
このため、アウトボードシール２４の回転トルクが大きくなり、そのトルク上昇の程度によっては、軸受ユニットＡの回転精度を悪化させてしまう虞がある。なお、外側リップ２４ｃは、その摺動径Ｄ２も大きく、アウトボードシール２４の回転トルクが大きくなり易い。
また、別の捉え方をすれば、外側リップ２４ｃの外径寸法と芯金２４ａの外径寸法との差が小さいため、静止輪２にアウトボードシール２４を圧入する際の圧入面(具体的には、図７(ｂ)に示す芯金２４ａと外側リップ２４ｃとの径差Ｈ２)が小さくなり、圧入作業が行い難くなってしまう。
【特許文献１】特開２００５−１５５８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような不都合を回避するためには、以下のような方策を講じることが考えられる。
例えば、図７(ｃ)に示す構成のように、回転輪４(具体的には、ハブ１０)に対し、摺接面１０ｓのカーブに沿って所定の摺動部材(以下、スリンガという)３０を設ければよい。かかるスリンガ３０を設けることで、アウトボードシール２４のリップ２４ｃ(外側リップ２４ｃ)は、当該スリンガ３０の外周面３０ｓと摺接される。また、スリンガ３０には、その外端部(同図の左上端部)に外側リップ２４ｃを軸受ユニットＡの外部から遮蔽するための筒状部３０ａが当該外側リップ２４ｃと所定間隔を空けて対向するように形成されている。
【００１５】
これにより、外側リップ２４ｃと外周面３０ｓとの摺接部分に浸水が直接かかることを防止することができる。この結果、外側リップ２４ｃの外周面３０ｓに対する面圧(しめ代)を小さく設定することができ、アウトボードシール２４の回転トルクの上昇を抑制することが可能となる。
しかしながら、かかるスリンガ３０の製作工程や取付工程が別途必要となるため、その分だけ余計なコストが生じてしまうことになる。
【００１６】
また、例えば、図７(ｄ)に示す構成のように、回転輪４(具体的には、ハブ１０)の摺接面１０ｓをアウトボードシール２４のリップ２４ｃ(外側リップ２４ｃ)を収容可能な大きさで窪ませた構造とすればよい。摺接面１０ｓをこのような構造とすることで、リップ２４ｃ(外側リップ２４ｃ)は、当該摺接面１０ｓの窪み部１０ｂと摺接し、外側リップ２４ｃと窪み部１０ｂとの摺接部分に浸水が直接かかることを防止することができる。この結果、外側リップ２４ｃの窪み部１０ｂに対する面圧(しめ代)を小さく設定することができ、アウトボードシール２４の回転トルクの上昇を抑制することが可能となる。
【００１７】
ここで、一般的に、回転輪４(具体的には、ハブ１０)の摺接面１０ｓは、軌道面８に対して研削加工を行う際、それと同時に研削加工が施されることで形成されている。しかしながら、摺接面１０ｓに対して窪み部１０ｂを形成する場合、このような同時研削を行うことができず、摺接面１０ｓ自体、あるいは窪み部１０ｂのみを別途の作業工程で形成(加工)する必要があるため、その分だけ余計なコストが生じてしまうことになる。
【００１８】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、優れた密封性能を有するとともに、回転トルクの低減化を図ることが可能で、且つ、導入が容易な密封構造を備えた車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような目的を達成するために、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、車体構成部材に固定される静止輪と、車輪構成部材が固定されて当該車輪構成部材とともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体と、前記静止輪と回転輪との間に介在し、内部を気密並びに液密に保つための密封装置を具備している。かかる車輪支持用軸受ユニットにおいて、前記密封装置は、所定方向に延出する筒状の固定部、及び当該固定部の一方側の延出端に連続して延出する円環部で成る環状の芯金と、当該芯金に連結されるとともに、前記回転輪と摺接するように延出して成る複数のリップが設けられたシールとを備えている。前記シールは、前記回転輪と最も外側で摺接するリップが、軸方向に略平行して筒状に延出された延出部と、当該延出部の内径寸法を縮径させるように、その内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部とで構成され、前記芯金を介して前記静止輪に対して固定された状態において、前記延出部の延出端を前記回転輪の外周部と所定間隔を空けて対向させるとともに、前記摺接部を前記回転輪の外周部に摺接させるように位置付けられている。
【００２０】
この場合、前記シールは、前記芯金を介して前記静止輪に対して固定された状態において、前記延出部の延出端が当該静止輪の前記車輪構成部材側の端面よりも当該車輪構成部材側へ凸出するように位置付けられている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の車輪支持用軸受ユニットによれば、優れた密封性能を有する密封構造を容易に導入することができるとともに、回転トルクを格段に低減させることができ、結果として車両の低燃費化を図ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットという)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、例えば、自動車や鉄道車両など、各種の車両の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして適用することができるが、ここでは、自動車の車輪を支持するハブユニット軸受として適用されている場合を一例として想定する。この場合、本発明に係る軸受ユニットの基本的構成は、上述した従来の軸受ユニットＡ(図６)と同様である場合を想定しており、これと同一若しくは類似の構成部材についてはその説明を省略若しくは簡略化し、以下においては、本発明の特徴的な構成について説明する。
【００２３】
なお、かかる軸受ユニットは、図６に示すような自動車の従動輪(前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)車及び後置エンジン後輪駆動(ＲＲ)車の前輪、前置エンジン前輪駆動(ＦＦ)車の後輪)を支持するハブユニット軸受として構成してもよいし、自動車の駆動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪及び四輪駆動(４ＷＤ)車の全輪)を支持するハブユニット軸受として構成してもよい。
【００２４】
図１(ａ),(ｂ)には、本発明の一実施形態に係る軸受ユニットＸの軸方向の一方側(車輪側(同図の左側)、以下、アウトボード側という)における密封構造が示されている。
なお、かかる軸受ユニットＸは、車体(懸架装置のナックル(図示しない))に固定される静止輪４０と、車輪(ディスクホイール(図示しない))に固定されて当該ディスクホイールとともに回転する回転輪４２と、静止輪４０及び回転輪４２にそれぞれ形成されて相互に対向する複列(一例として、２列(ただし、アウトボード側のみ図示))の軌道面40a,42a間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉)４４と、内部を気密並びに液密に保つための密封装置４６を具備している。
【００２５】
この場合、転動体(玉)４４は、図示しない環状を成す保持器に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面40a,42a間を転動している。これにより、各転動体４４は、その転動面が相互に接触することなく軌道面40a,42a間を転動することができ、結果として、当該各転動体４４が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。なお、軸受ユニットＸには、このような回転抵抗の増大や焼付きなどをさらに効果的に防止すべく、内部に潤滑剤(一例として、グリース)が封入されている。
ここで、図１(ａ)には、転動体４４として玉が適用された構成を一例として示しているが、転動体４４として、玉に代えて各種のころ(円筒ころ、円すいころ及び球面ころなど)を適用した軸受構成としてもよい。
【００２６】
本実施形態において、密封装置(以下、アウトボードシールという)４６には、環状を成す芯金５０、及び当該芯金５０に連結されたシール６０が備えられている。この場合、芯金５０は、所定方向に延出する筒状の固定部５２、及び当該固定部５２の一方側の延出端に連続して延出する円環部５４で構成されている。一方、シール６０には、回転輪４２と摺接するように延出して成る複数のリップ６０ｌが設けられている。
【００２７】
一例として、図１(ａ)に示す構成において、芯金５０は、固定部５２が所定方向(同図の左右方向)に所定長さ(同図同方向の距離)で延出した円筒状に形成されているとともに、円環部５４が基端部分５４ａ、連結部分５４ｂ及び先端部分５４ｃの３つの部分で構成されている。具体的には、固定部５２の一方側の延出端(図１(ａ)の左端)から縮径方向(同図の下方向)へ略直角に所定長さ(同図の上下方向の距離)で基端部分５４ａが延出された後、当該基端部分５４ａからインボード側(同図の右側)へ前傾して(基端部分５４ａとの内角が鈍角を成して)所定長さで連結部分５４ｂが延出され、さらに当該連結部分５４ｂから縮径方向へ略直角に所定長さで先端部分５４ｃが延出されて、円環部５４が構成されている。
そして、このような構成を成す芯金５０は、軸受ユニットＸの静止輪４０に圧入されて固定(具体的には、嵌合)され、常時静止状態に維持されている。
【００２８】
ここで、固定部５２の大きさ(延出長さ、厚さ(図１(ａ)の上下方向の距離)及び径などの寸法)や形状、及び円環部５４(基端部分５４ａ、連結部分５４ｂ及び先端部分５４ｃ)の大きさ(延出長さ、厚さ(同図の左右方向の距離)及び径などの寸法)や形状などは、例えば、軸受ユニットＸの静止輪４０及び回転輪４２の大きさや形状などに応じて任意に設定されるため、特に限定されない。
さらに、芯金５０の材質及び形成方法も特に限定されず、例えば、芯金５０を所定の金属板製(鋼板製)とし、当該金属板(鋼板)をプレス加工することなどによって形成すればよい。
【００２９】
図１(ａ)に示す構成においては、一例として、静止輪４０に対し、その内周面４０ｂのアウトボード側の端部を全周に亘って連続して凹状に切り欠いて成る段部４０ｇが設けられており、当該段部４０ｇに芯金５０の固定部５２が固定(嵌合)されることでアウトボードシール４６が組み付けられる構造を成している。
【００３０】
なお、段部４０ｇの大きさ(幅(図１(ａ)の左右方向の距離)及び深さ(同図の上下方向の距離))や形状などは特に限定されず、例えば、静止輪４０の大きさや形状、及び密封装置４６(芯金５０)の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。一例として、図１(ａ)に示す構成においては、段部４０ｇの幅が芯金５０の固定部５２の延出長さ(同図の左右方向の距離)よりも大きな寸法に設定されているとともに、その深さが当該固定部５２の厚さ(同図の上下方向の距離)と略同一寸法に設定されている。
このような構成とすることで、段部４０ｇに対し、芯金５０の固定部５２の全体を配設することができ、芯金５０の固定部５２と静止輪４０の段部４０ｇとの当接面積(嵌合面積)を大きくすることができる。
【００３１】
この結果、芯金５０の静止輪４０に対する嵌合力を高めることができ、軸受ユニットＸへの組み付け後、転動体(玉)４４の列からアウトボード側へ流動した潤滑剤(一例として、グリース)によってアウトボードシール４６に押圧力(軸受ユニットの外部方向(図１(ａ)の左方向)への押圧力)が作用した場合であっても、当該押圧力に十分対抗することができる。したがって、芯金５０が当該軸受ユニットＸの外部方向(図１(ａ)の左方向)へ移動(すなわち、位置ずれ)することを防止することができ、アウトボードシール４６の密封性能を常時一定に保つことができる。
【００３２】
なお、この場合、アウトボードシール４６には、その内径寸法(具体的には、芯金５０の固定部５２の内径寸法)に対し、静止輪４０へ嵌合させる際の嵌合代が設けられている。すなわち、アウトボードシール４６は、芯金５０の固定部５２の内径寸法を静止輪４０の段部４０ｇ部分の径寸法よりも、当該嵌合代の分だけ大きな寸法に設定して構成されている。その際、芯金５０の固定部５２に設定する嵌合代は、静止輪４０の大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、特に限定されない。
【００３３】
また、図１(ａ)に示す構成においては、静止輪４０に段部４０ｇを設け、当該段部４０ｇに芯金５０(固定部５２)が固定(嵌合)されることでアウトボードシール４６が組み付けられる構造としたが、例えば、このような段部４０ｇを設けることなく、芯金５０の固定部５２を静止輪４０の内周面４０ｂのアウトボード側の端部に固定(嵌合)することで、当該静止輪４０に対してアウトボードシール４６が組み付けられる構造であってもよい。なお、芯金５０の固定部５２は、例えば、静止輪４０の内周面４０ｂのアウトボード側の端部に対して所定の接着剤などにより接着固定させてもよい。
【００３４】
また、図１(ａ)に示す構成において、シール６０は、芯金５０、具体的には、円環部５４(基端部分５４ａ、連結部分５４ｂ及び先端部分５４ｃ)の外面(同図の左側の面)に連結され、複数(一例として、３つ)のリップ62l,64l,66lを回転輪４２に設けられたハブフランジ４２ｆの根元部分のインボード側(以下、周面という)４２ｓへ向けて延出させるとともに、これらのリップ62l,64l,66lを当該回転輪４２の周面４２ｓと摺接させた構造を成している。
【００３５】
この場合、シール６０は、回転輪４２の周面４２ｓと最も外側(図１(ａ)の左上側)で摺接するリップ(以下、外側リップという)６２ｌが軸方向(同図の左右方向)に略平行して筒状に延出された延出部６２ｓと、当該延出部６２ｓの内径寸法を縮径させるように、その内周面の全周に亘って連続して凸設された摺接部６２ｔとで構成されている。なお、当該回転輪４２の周面４２ｓと最も内側(同図の右下側)で摺接するリップ(以下、内側リップという)６６ｌは、軸受ユニットＸの内方(同図の下方)へ向けて延出するように構成されている。また、シール６０に設けられた３つのリップ６０ｌのうち、中間に位置付けられたリップ(以下、中間リップという)６４ｌは、一例として、軸受ユニットＸの外方(図１(ａ)の上方)へ向けて延出され、その先端部を当該外方へ向けて回転輪４２の周面４２ｓと摺接させるように構成されている。ただし、中間リップ６４ｌは、軸受ユニットＸの内方(図１(ａ)の下方)へ向けて延出し、その先端部を当該内方へ向けて回転輪４２の周面４２ｓと摺接させるように構成してもよい。
【００３６】
シール６０をこのような構成とすることで、軸受ユニットＸの外部から内部への異物(例えば、泥水や塵埃など)の侵入を外側リップ６２ｌ及び中間リップ６４ｌで防止することができるとともに、軸受ユニットＸの内部から外部への潤滑剤(一例として、グリース)の漏洩を内側リップ６６ｌで防止することができる。これにより、シール６０は、効果的に軸受ユニットＸの内部を外部から遮蔽し、ユニット内部を常時、密封状態(気密状態、及び液密状態)に維持することができる。
【００３７】
図１(ａ)に示す構成においては、一例として、円環部５４の連結部分５４ｂに対してアウトボード側へ略直角に所定長さ(同図の左右方向の距離)で延出部６２ｓが延出されている。その際、延出部６２ｓの延出長さは、シール６０が芯金５０を介して静止輪４０に固定された状態において、当該延出部６２ｓの延出端６２ｖが回転輪４２の外周部(周面４２ｓ)と所定間隔を空けて対向可能な寸法に設定すればよい。
なお、延出部６２ｓは、必ずしも円環部５４の連結部分５４ｂに対して略直角を成して、すなわち軸方向(図１(ａ)の左右方向)に略平行してアウトボード側へ延出させなくともよい。例えば、アウトボード側へ上昇勾配、あるいは下降勾配となるように連結部分５４ｂから延出させて延出部６２ｓを構成してもよい。
【００３８】
また、摺接部６２ｔの大きさ、形状、数、及び配設位置などは、延出部６２ｓの大きさ、回転輪４２の周面４２ｓの形状などに応じて任意に設定すればよい。一例として、図１(ａ)には、断面の輪郭形状が先細りの台形状に形成された摺接部６２ｔの構成を示しているが、その形状はこれに特に限定されない。例えは、摺接部６２ｔは、断面の輪郭形状を先太りの台形状、三角形状、矩形状、あるいは凸曲状、さらには二又以上に枝分かれした形状などに形成してもよい。
【００３９】
さらに、図１(ａ)に示す構成においては、摺接部６２ｔを延出部６２ｓの内周面の延出寸法の略中間部に位置付けて構成しているが、例えば、当該内周面の延出端部(同図の左端部)、あるいは基端部(同図の右端部)に摺接部６２ｔを位置付けた構成としてもよい。また、摺接部６２ｔの数は１つに限られず、複数(複数条)設けてもよい。その際、すべての摺接部６２ｔの形状(断面の輪郭形状)が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００４０】
かかる摺接部６２ｔは、シール６０が芯金５０を介して静止輪４０に固定された状態において、回転輪４２の外周部(周面４２ｓ)に摺接するように位置付けられている。すなわち、摺接部６２ｔの凸出高さ(図１(ａ)に示す距離Ｂ１)は、このようなシール６０の固定状態において、回転輪４２の外周部(周面４２ｓ)に接触(摺接)可能な所定の大きさに設定すればよい。ただし、摺接部６２ｔの凸出高さＢ１は、外側リップ６２ｌの延出端６２ｖとハブフランジ４２ｆの内面(インボード側の面(図１(ａ)の右側の面))４２ｉの対向間隔(同図に示す距離Ａ１)よりも大きく設定することが好ましい(同図中の寸法Ａ１＜Ｂ１)。このように、Ａ１＜Ｂ１とすることで、外側リップ６２ｌの延出端６２ｖとハブフランジ４２ｆの内面４２ｉとの間に形成されるラビリンスの入口が狭くなり、中の空間が広がるので、ラビリンスの効果を高めることができる。
【００４１】
なお、シール６０の材料は、芯金５０の材質などに応じて、各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)を任意に選択して適用すればよい。また、シール６０に設けるリップ６０ｌの数や形状も図１(ａ)に示す構成には限定されず、例えば、シール６０に対して２つのリップ６０ｌを設けた構成としてもよいし、４つ以上のリップ６０ｌを設けた構成としてもよい。さらに、芯金５０とシール６０(各種の弾性材)との連結は、接着、かしめ、コーティング、射出成形及び加硫成形など、各種の方法を任意に選択して行えばよい。
ただし、いずれの場合においても、少なくとも回転輪４２の周面４２ｓと最も外側(図１(ａ)の左上側)で摺接するリップ(すなわち、外側リップ)には、軸方向(同図の左右方向)に略平行して筒状に延出された延出部と、当該延出部の内径寸法を縮径させるように、その内周面の全周に亘って連続して凸出された摺接部を設ければよい。
【００４２】
また、図１(ａ)に示す構成において、シール６０のリップ６０ｌが摺接する回転輪４２の周面４２ｓは、凹曲面状を成しており、当該凹曲面４２ｃが所定の段差を設けることで形成された段差面(以下、摺接面という)４２ｄを介してハブフランジ４２ｆの内面４２ｉに連続されている。この場合、周面４２ｓの段差は、摺接面４２ｄが軸方向(図１(ａ)の左右方向)に略平行を成すように、回転輪４２の外周部、具体的にはハブフランジ４２ｆの根元部分のインボード側へその全周に亘って連続して設けられている。
【００４３】
周面４２ｓをこのような構成とすることで、シール６０の３つのリップ６０ｌのうち、中間リップ６４ｌと内側リップ６６ｌは、凹曲面４２ｃと摺接するのに対し、外側リップ６２ｌは、摺接面４２ｄと摺接する。すなわち、外側リップ６２ｌは、延出部６２ｓが摺接面４２ｄと所定間隔を空けて当該摺接面４２ｄに沿って延出するとともに、その延出端６２ｖをハブフランジ４２ｆの根元部分(内面４２ｉ)と所定間隔を空けて対向させた構造を成す。また、外側リップ６２ｌは、摺接部６２ｔが摺接面４２ｄに対して略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する構造を成す。
【００４４】
すなわち、これにより、静止輪４０のアウトボード側の端面４０ｃとハブフランジ４２ｆの内面４２ｉとの間から仮に浸水した場合であっても、当該浸水は、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓ(具体的には、その外周面)にかかることになり、摺接部６２ｔの摺接面４２ｄに対する摺接部分に当該浸水が直接かかることを防止することができる。したがって、摺接部６２ｔの摺接面４２ｄに対する面圧(いわゆる、しめ代)を比較的小さく設定しても、当該摺接部分からユニット内部への浸水を確実に防止することが可能となる。
【００４５】
また、外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔが摺接面４２ｄに対して略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する構造とすることで、外側リップ６２ｌ(具体的には、摺接部６２ｔ)の摺動径Ｄ１を小さくすることができる(例えは、上述した従来の軸受ユニットＡの密封構造における外側リップ２４ｃの摺動径Ｄ２との関係においては、Ｄ１＜Ｄ２となる)。
この結果、アウトボードシール４６の回転トルクを低減化することができるとともに、ひいては、軸受ユニットＸの回転トルクの低減化を図ることができ、その回転精度を容易に高めることが可能となる。
【００４６】
同様に、外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔが摺接面４２ｄに対して略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する構造とすることで、外側リップ６２ｌの外径寸法と芯金５０の外径寸法との差、より具体的には、延出部６２ｓの外径寸法と固定部５２の外径寸法との差を大きくすることができる。したがって、静止輪４０にアウトボードシール４６を圧入する際の圧入面(具体的には、図１(ｂ)に示す芯金５０の固定部５２と外側リップ６２ｌの延出部６２ｓとの径差Ｈ１)が大きくなることで、圧入作業を非常にスムーズに行うことができる。
【００４７】
なお、その際、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓは、円環部５４の連結部分５４ｂの延出端近傍(図１(ｂ)の下端部近傍)からアウトボード側へ延出させた構成とすることが好ましい。これにより、芯金５０の固定部５２と外側リップ６２ｌの延出部６２ｓとの径差Ｈ１をより大きく設定することができる。
また、延出部６２ｓの延出端６２ｖとハブフランジ４２ｆの根元部分(内面４２ｉ)との対向間隔(図１(ａ)に示す距離Ａ１)は、可能な限り狭めた設定とすることが好ましい。これにより、当該延出端６２ｖとハブフランジ４２ｆの根元部分(内面４２ｉ)との間でラビリンスを形成することができ、摺接部６２ｔが摺接面４２ｄと摺接する部分へのユニット外部からの浸水そのものを有効に防止することができる。
【００４８】
以上、本実施形態に係る車輪支持用軸受ユニット(軸受ユニットＸ)によれば、優れた密封性能を有する密封構造を容易に導入することができるとともに、回転トルクを格段に低減化させることができる。
この結果、軸受ユニットＸを長期に亘って一定の精度で回転させ続けることが可能となり、ひいては、自動車の低燃費化を図ることも可能となる。
【００４９】
ここで、上述したような構造を成すアウトボードシール４６は、保持器(図示しない)に保持された転動体(玉)４４と一体化された静止輪４０に組み付けられ、軸受ユニットＸのアセンブリ体を構成する。なお、当該アセンブリ体を回転輪４２(具体的には、ハブ１０(図６))に対して組み付けた後、当該ハブ１０に対して内輪構成体１２(同図)を組み付け、これらを一体的に組み合わせることで、軸受ユニットＸを組み上げることができる。
【００５０】
なお、この際、上述したような本実施形態に係る構成に加えて、軸受ユニットＸを以下に説明するような各構成とすることで、前記アセンブリ体を回転輪４２(ハブ１０(図６))に対して組み付ける際(以下、かかる作業を組付作業という)において、シール６０の外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)が反転することを有効に防止することができる。この場合、以下の各構成をそれぞれ個別に本実施形態に係る構成(図１(ａ),(ｂ))に付加してもよいし、これらを任意に選択して複数組み合わせて本実施形態に係る構成(図１(ａ),(ｂ))に付加してもよい。
【００５１】
図１(ａ)に示す構成のように、アウトボードシール４６は、芯金５０を介して静止輪４０に対して固定された状態において、延出部６２ｓの延出端６２ｖが当該静止輪４０のアウトボード側の端面４０ｃよりも当該アウトボード側へ凸出するように位置付けることが好ましい。
【００５２】
すなわち、このような構成とすることで、組付作業を行う際、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓの状態、特にその延出端６２ｖの状態を静止輪４０の端面４０ｃと回転輪４０のハブフランジ４２ｆの内面４２ｉとの間の隙間(以下、組付隙間という)から目視により確認することができる。これにより、組付作業時に、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓ(特に、その延出端６２ｖ)の状態を逐一目視により確認しながら当該組付作業を行うことが可能となる。結果として、かかる組付作業においてシール６０の外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)が反転することを、有効に防止することできる。
【００５３】
また、このように延出端６２ｖを端面４０ｃよりもアウトボード側へ凸出させることで、図２に示すように、組付隙間から所定の治具(以下、組付治具という)８０を挿入した状態で組付作業を行うことが可能となる。その際、組付治具８０の挿入位置を目視により確認することができるため、その挿入作業を容易に、且つ正確に行うことが可能となる。
【００５４】
なお、図２に示す構成においては、一例として、略半円環状を成す２つの板材80a,80bで組付治具８０が構成されており、その内径寸法が外側リップ６２ｌの延出部６２ｓの外径寸法よりも極僅かに大きな寸法に設定されているとともに、その厚さ寸法(同図の左右方向の距離)が組付隙間の間隔寸法よりも小さく設定されている。これにより、組付作業前に、予め組付治具８０(80a,80b)をラジアル方向から組付隙間に対して挿入し、略円環状に組み合わせておくことで、組付作業を行う際、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓを略全周に亘って所定の位置までガイドすることができ、摺接部６２ｔが回転輪４２の摺接面４２ｄと略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する位置へ、当該外側リップ６２ｌを容易に位置決めすることができる。なお、組付作業の完了後は、組付隙間に挿入した組付治具８０(80a,80b)を取り除けばよい。
【００５５】
これにより、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓが組付治具８０(80a,80b)によってガイドされた状態で組付作業を行うことができるため、シール６０の外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)が反転することを有効に防止することできる。
【００５６】
また、上述した本実施形態においては、図１(ａ)に示すように、回転輪４２の摺接面４２ｄが軸方向(同図の左右方向)に対して略平行を成すように形成されているが、例えば、図３(ａ)に示すように、組付作業時における外側リップ６２ｌの延出部６２ｓの移動方向(同図の左方向)に対して上昇勾配となる傾斜状(テーパ状)に摺接面４２ｄを形成することがより好ましい。
【００５７】
すなわち、このような構成とすることで、組付作業を行う際、外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔは、テーパ状の摺接面４２ｄの低い部分にまず接触し、徐々に当該摺接面４２ｄの稜線部分を上昇していく。これにより、摺接面４２ｄに対する外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔの面圧を徐々に高めながら当該外側リップ６２ｌを位置決めすることができるため、シール６０の外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)が反転することを有効に防止することできる。
なお、勾配の大きさや稜線部分の長さなどは、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓの延出長さや、摺接部６２ｔの大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
【００５８】
あるいは、図３(ｂ)に示すように、回転輪４２の摺接面４２ｄを段付き構造とし、組付作業の際には、外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔが所定の段差４２ｇを乗り越えて当該外側リップ６２ｌを位置決めさせる構成としてもよい。この場合、摺接面４２ｄには、組付作業時における外側リップ６２ｌの移動方向(図３(ｂ)の右から左へ向かう方向)に対し、段差４２ｇを境にしてその手前側に比較的小径の低い部分ｄ１が形成され、奥側に比較的大径の高い部分ｄ２が形成される。
【００５９】
すなわち、摺接面４２ｄをこのような段付き構造とすることで、組付作業を行う際、外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔは、摺接面４２ｄの低い部分ｄ１にまず接触し、徐々に段差４２ｇへ向けて移動していき、当該段差４２ｇを乗り越えて摺接面４２ｄの高い部分ｄ２と接触する。これにより、摺接面４２ｄに対する摺接部６２ｔの面圧を段差４２ｇの前後で段階的に高めながら当該外側リップ６２ｌを位置決めすることができるため、シール６０の外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)が反転することを有効に防止することできる。
なお、段差４２ｇの大きさや高さなどは、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓの延出長さや、摺接部６２ｔの大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
【００６０】
また、図４に示す構成のように、シール６０の外側リップ６２ｌの延出部６２ｓに対し、その外周面、すなわち摺接部６２ｔの配設側とは反対側に、延出部６２ｓの基端６２ｕから延出端６２ｖまでを覆うリブ６２ｒを設けてもよい。これにより、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓに対して組付作業時に作用する当該外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)を反転させようとする力(反転力)に対する強度(剛性)が増し、当該当該外側リップ６２ｌをかかる反転力に十分対抗可能な構造とすることができる。なお、リブ６２ｒの大きさや形状などは、外側リップ６２ｌの延出部６２ｓの延出長さや材質などに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
【００６１】
さらに、図５に示す構成のように、回転輪４２の摺接面４２ｄのインボード側の端部から外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔが位置決めされて当該摺接面４２ｄと摺接する部分までの寸法(同図に示す距離５ａ)よりも、回転輪４２(具体的には、ハブ１０(図６))に形成された軌道面４２ａのインボード側の溝肩部を落として成るカウンタボア部４２ｂの軸方向の寸法(同図に示す距離５ｂ)が大きくなるように設定することが好ましい(距離５ａ＜距離５ｂ)。
【００６２】
すなわち、距離５ａと距離５ｂをこのような関係(距離５ａ＜距離５ｂ)とすることで、組付作業を行う際、外側リップ６２ｌの摺接部６２ｔが回転輪４２の摺接面４２ｄと接触するよりも前に、上述したアセンブリ体の転動体(玉)４４が当該回転輪４２のカウンタボア部４２ｂと接触し、当該アセンブリ体の静止輪４０と回転輪４２(ハブ１０(図６))とが芯出しされた状態となる。これにより、静止輪４０と回転輪４２(ハブ１０)とが芯出しされた状態で、摺接部６２ｔが摺接面４２ｄと略垂直方向(ラジアル方向)から摺接する位置までアウトボードシール４６を移動させて位置決めすることができる。この結果、かかる組付作業においてシール６０の外側リップ６２ｌ(延出部６２ｓ及び摺接部６２ｔ)が反転することを、有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪支持用軸受ユニットの構成例を示す図であって、(ａ)は、アウトボードシールを組み付けた状態の密封構造を説明するための要部断面図、(ｂ)は、アウトボードシールの構成を説明するための断面図。
【図２】組付隙間に組付治具を挿入した状態で行う組付作業、並びに当該組付治具を説明するための図。
【図３】(ａ)は、摺接面をテーパ構造とした車輪支持用軸受ユニットの構成例を示す要部断面図、(ｂ)は、段付き構造とした摺接面の構成例を示す要部断面図。
【図４】アウトボードシールの外側リップにリブを設けた構成例を示す断面図。
【図５】組付作業時における静止輪と回転輪との芯出し状態を説明するための概念図。
【図６】車輪支持用軸受ユニットの全体構成例を示す断面図。
【図７】従来の車輪支持用軸受ユニットの密封構造を説明するための図であって、(ａ)は、アウトボードシールを組み付けた状態を説明するための要部断面図、(ｂ)は、アウトボードシールの構成を説明するための断面図、(ｃ),(ｄ)は、外側リップと摺接面との摺接部分への浸水を防止するための構成例を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００６４】
４０  静止輪
４２  回転輪
４２ｃ  凹曲面
４２ｄ  摺接面
４２ｆ  ハブフランジ
４２ｉ  ハブフランジ内面
４２ｓ  周面
４４  転動体
４６  密封装置(アウトボードシール)
５０  芯金
５２  固定部
５４  円環部
５４ａ  基端部分
５４ｂ  連結部分
５４ｃ  先端部分
６０  シール
６０ｌ(６２ｌ，６４ｌ，６６ｌ)  リップ
６２ｓ  外側リップ延出部
６２ｔ  外側リップ摺接部
６２ｖ  外側リップ延出端
Ａ１  外側リップ延出端とハブフランジ内面との対向間隔
Ｂ１  外側リップ摺接部の凸出高さ
Ｄ１  外側リップ摺動径
Ｈ１  アウトボードシール圧入面(芯金固定部−外側リップ延出部径差)
Ｘ  車輪支持用軸受ユニット
【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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【図６】
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【図７】
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