(57)【要約】【課題】シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】磁気エンコーダ１６は、スリンガ１０の立板部１０ｂの一部に接着されており、その内周面は、内輪５と所定のすきまを持っており、その外周面は、立板部１０ｂの外周面と所定のすきまを持って設けられている。つまり、立板部１０ｂの径方向外方の周面には、磁気エンコーダ１６が設けられていないで表面が露出している表面露出部１０ｃが設けられている。一方、シール部材１５は芯金１４の内端部１４ｄに接合され、径方向内方に傾斜して延びるシールリップ１５ａを有している。このシールリップ１５ａは、スリンガ１０の表面露出部１０ｃに摺接し、雨水やダスト等が前記シール８に直接侵入するのを防止している。【選択図】図２
2008151311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
前記インナー側のシールが、断面が略Ｌ字状をなして前記外方部材の端部内周に圧入された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とからなる環状のシール板と、前記内方部材の外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、からなるスリンガと、を具備する複合型のシールで構成され、
前記スリンガの前記立板部のインナー側の側面に、前記立板部の径方向外方の周面が露出する表面露出部となるように、エンコーダが配置され、
前記インナー側のシールのインナー側にバックアップシールが設けられ、このバックアップシールが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端部の一部に密着する円板部と、この円板部からインナー側に延びる円筒部と、この円筒部からさらに径方向内方に延びる内端部とからなる芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなり、このシール部材が径方向内方に傾斜して延び、前記スリンガの表面露出部に摺接するシールリップを一体に有していることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記バックアップシールの芯金の嵌合部が嵌合する前記外方部材の端部外周面が、前記バックアップシールの芯金の厚さ分だけ小径となるように加工されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記バックアップシールの芯金及び前記バックアップシールのシール部材が、前記エンコーダの径方向外方に位置している請求項１又は２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記スリンガが防錆能を有する鋼板からプレス加工にて形成されている請求項１乃至３いずれか１項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、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、シールの密封性能の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。
【０００３】
これらの車輪用軸受装置は、泥水等がかかり易い部位に配置されるため、シール装置が装着され、外方部材と内方部材との間を密封するように構成されている。一般的に、シール装置は、シールリップを備えたシール部材が固定側部材となる外方部材に装着され、シールリップが内方部材の外周面に摺接されている。特に、オフロードカーやピックアップトラック等のように、劣悪な環境で運転される車両においては、密封性をさらに向上させるための手段が種々講じられている。
【０００４】
特許文献１には、このような密封性を向上させたシール装置が開示されている。この例では、内方部材の外周面に固定される円筒部及びこの円筒部の軸受外部側端部から外方部材に向かって径方向に延びる立板部とから形成される断面Ｌ形のスリンガと、外方部材の内周面に固定される円筒部とスリンガ内面に摺接する内周リップが形成されたシール環体とからなり、スリンガが低摩擦樹脂材料から形成されていることを特徴としている。このように、内周リップをスリンガ表面で摺接させることで高い密封性を実現している。
【０００５】
このようなシール装置においては、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）用の車輪の回転速度を検出するための着磁されたゴムエンコーダが、スリンガの立板部のインナー側の側面に設けられることがある。このゴムエンコーダには、回転速度センサが対向配置され、車両の速度が検出される。一方、本出願人は、車輪用軸受装置の更なる密封性の向上を狙い、外方部材の側端部にあらたにバックアップシールを装着する発明を考案している。この例では、バックアップシールに設けられたシールリップがゴムエンコーダの周面を摺接する。
【特許文献１】特開２００２−２２７８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなバックアップシールのシールリップは、ゴムエンコーダの周面を摺接するために、シールリップとゴムエンコーダの摩擦等の問題があり、充分なシール効果が得られない場合がある。また、このシールリップが、エンコーダに対向配置される回転速度センサに干渉して、シール性能が低下してしまうこともある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持す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】
【０００８】
係る目的を達成すべく、本発明は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記インナー側のシールが、断面が略Ｌ字状をなして前記外方部材の端部内周に圧入された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とからなる環状のシール板と、前記内方部材の外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、からなるスリンガと、を具備する複合型のシールで構成され、前記スリンガの前記立板部のインナー側の側面に、前記立板部の径方向外方の周面が露出する表面露出部となるように、エンコーダが配置され、前記インナー側のシールのインナー側にバックアップシールが設けられ、このバックアップシールが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端部の一部に密着する円板部と、この円板部からインナー側に延びる円筒部と、この円筒部からさらに径方向内方に延びる内端部とからなる芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなり、このシール部材が径方向内方に傾斜して延び、前記スリンガの表面露出部に摺接するシールリップを一体に有している構成を採用した。
【０００９】
このように、スリンガの側面に表面露出部を有するようにエンコーダを配置したので、その表面露出部にバックアップシールのシールリップを摺接させることができる。それにより、シールリップをエンコーダの周面に摺接させる場合に生じる摩擦等の問題を低減でき、より良好なシールの密封性能を得ることができ、軸受性能を長期間に亘って維持することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記バックアップシールの芯金の嵌合部が嵌合する前記外方部材の端部外周面が、前記バックアップシールの芯金の厚さ分だけ小径となるように加工されていることもできる。これにより、バックアップシールの芯金がナックルと干渉することがない。
【００１１】
また、本発明は、前記バックアップシールの芯金及び前記バックアップシールのシール部材が、前記エンコーダの径方向外方に位置しているので、エンコーダのインナー側に回転速度センサを配置した場合にも、バックアップシールと回転速度センサが干渉することがない。
【００１２】
また、本発明は、前記スリンガが防錆能を有する鋼板からプレス加工にて形成されていれば、長期間に亘って発錆を防止し、安定した密封性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記インナー側のシールが、断面が略Ｌ字状をなして前記外方部材の端部内周に圧入された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とからなる環状のシール板と、前記内方部材の外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、からなるスリンガと、を具備する複合型のシールで構成され、前記スリンガの前記立板部のインナー側の側面に、前記立板部の径方向外方の周面が露出する表面露出部となるように、エンコーダが配置され、前記インナー側のシールのインナー側にバックアップシールが設けられ、このバックアップシールが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端部の一部に密着する円板部と、この円板部からインナー側に延びる円筒部と、この円筒部からさらに径方向内方に延びる内端部とからなる芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなり、このシール部材が径方向内方に傾斜して延び、前記スリンガの表面露出部に摺接するシールリップを一体に有しているので、スリンガの表面露出部にバックアップシールのシールリップを摺接させることができ、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記インナー側のシールが、断面が略Ｌ字状をなして前記外方部材の端部内周に圧入された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とからなる環状のシール板と、前記内方部材の外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、からなるスリンガと、を具備する複合型のシールで構成され、前記スリンガの前記立板部のインナー側の側面に、前記立板部の径方向外方の周面が露出する表面露出部となるように、エンコーダが配置され、前記インナー側のシールのインナー側にバックアップシールが設けられ、このバックアップシールが、前記外方部材の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材の端部の一部に密着する円板部と、この円板部からインナー側に延びる円筒部と、この円筒部からさらに径方向内方に延びる内端部とからなる芯金、およびこの芯金に一体に接合されたシール部材からなり、このシール部材が径方向内方に傾斜して延び、前記スリンガの表面露出部に摺接するシールリップを一体に有している。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のシールを示す要部拡大図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。
【００１６】
この車輪用軸受装置は第２世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪１と車輪用軸受２とからなり、車輪用軸受２は、外方部材３と、複列の転動体（円錐ころ）４、４を介して内嵌された一対の内輪５、５とを備えている。
【００１７】
ハブ輪１は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ６から軸方向に延びる円筒状の小径段部１ａが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｂが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。車輪用軸受２は、ハブ輪１の小径段部１ａに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部１ａの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態でハブ輪１に対して軸方向に固定されている。
【００１８】
ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ６のインナー側に円弧状に形成された基部６ｂから肩部１ｄを介して小径段部１ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５、５の嵌合部となる小径段部１ａの耐フレッティング性が向上する。
【００１９】
外方部材３は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ３ｂを一体に有し、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面３ａ、３ａが一体に形成されている。この外方部材３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面３ａ、３ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００２０】
一方、内輪５の外周には、前記複列の外側転走面３ａ、３ａに対向するテーパ状の内側転走面５ａ、５ａと、この内側転走面５ａ、５ａの大径側に転動体４を案内する大鍔５ｂ、５ｂ、および小径側に転動体４の脱落を防止するための小鍔５ｃがそれぞれ形成されている。内輪５および転動体４はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材３と一対の内輪５、５の両転走面間に複列の転動体４、４が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。この車輪用軸受２は、ハブ輪１の肩部１ｄに当接され、内輪５の小鍔５ｃがそれぞれ突合せ状態で衝合する、所謂背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成されている。
【００２１】
また、外方部材３と内輪５との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、８が装着されている。これらのシール８、８によって、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。このシール８は、図２に拡大して示すように、断面が略Ｌ字状をなして互いに対向配置された環状のシール板９とスリンガ１０とからなる複合型のシール、所謂パックシールを構成している。シール板９は、外方部材３の端部内周に圧入される芯金１１と、この芯金１１に加硫接着により一体に接合されたシール部材１２とからなる。芯金１１は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されている。
【００２２】
一方、スリンガ１０は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成され、内輪５の大鍔５ｂに圧入される円筒部１０ａと、この円筒部１０ａから径方向外方に延びる立板部１０ｂとからなる。これによりスリンガ１０は防錆能を有し、長期間に亘って発錆を防止することができる。そして、一対のサイドリップ１２ａ、１２ｂがこのスリンガ１０の立板部１０ｂに摺接すると共に、ラジアルリップ１２ｃが円筒部１０ａに摺接している。
【００２３】
スリンガ１０の立板部１０ｂのインナー側の側面には、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入された磁気エンコーダ１６が一体に加硫接着されている。磁気エンコーダ１６は、スリンガ１０の立板部１０ｂの一部に接着されており、その内周面は、内輪５と所定のすきまを持っており、その外周面は、立板部１０ｂの外周面と所定のすきまを持って設けられている。つまり、立板部１０ｂの径方向外方の周面には、磁気エンコーダ１６が設けられていないで表面が露出している表面露出部１０ｃが設けられている。
【００２４】
この磁気エンコーダ１６は、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁され、車輪回転速度の検出用のロータリエンコーダを構成している。磁気エンコーダ１６のインナー側には、所定の軸方向すきまを介して、回転速度センサ１７が対峙されている。回転速度センサ１７は、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたＩＣとからなる。
【００２５】
本実施形態では、さらに外方部材３の端部外周にバックアップシール１３が圧入されている。このバックアップシール１３は、芯金１４と、この芯金１４に一体に加硫接着されたシール部材１５とからなる。芯金１４は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にてカップ状に形成され、外方部材３のインナー側の端部外周に圧入固定される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａから径方向内方に延び、外方部材３のインナー側の端部に密着する円板部１４ｂと、この円板部１４ｂからインナー側に延びる円筒部１４ｃと、この円筒部１４ｃからさらに径方向内方に延びる内端部１４ｄとからなる。
【００２６】
一方、シール部材１５は芯金１４の内端部１４ｄに接合され、径方向内方に傾斜して延びるシールリップ１５ａを有している。このシールリップ１５ａは、スリンガ１０の表面露出部１０ｃに摺接し、雨水やダスト等が前記シール８に直接侵入するのを防止している。これにより、劣悪な環境で使用されても、シール８の密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持す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。また、シールリップ１５ａは、磁気エンコーダ１６の周面を摺接するのとは違い、スリンガ１０の表面露出部１０ｃを摺接するので、摩擦等の問題が低減され、充分なシール効果が得られる。さらに、シールリップ１５ａが、スリンガ１０の表面露出部１０ｃを摺接するので、シールリップ１５ａが回転速度センサ１７に干渉することがない。
【００２７】
なお、ここでは、駆動輪側の第２世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、従動輪側であっても良く、また、第３または第４世代構造であっても良い。さらに、本実施形態では、転動体４に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受を例示したが、無論これに限らず、転動体４にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受であっても良い。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、軸受端部にシールが装着された第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のシールを示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
１０ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・表面露出部
１１、１４・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
１２、１５・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１２ａ、１２ｂ・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
１２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラジアルリップ
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・バックアップシール
１４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
１４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・円板部
１４ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
１４ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・内端部
１５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールリップ
１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転速度センサ
【図１】
2008151311.tif 000003
【図２】
2008151311.tif 000004