(57)【要約】【課題】  密封装置の軸方向に摺接するシールリップの先端近傍及び相手面に泥が固着しにくくするとともに、泥が固着したとしても、シールリップ先端の摺接部以外の部分での接触をなくして、高い密封性を維持することができる車輪用軸受ユニットを提供する。【解決手段】  車輪用軸受ユニットＯは、ハブ３と、外輪１と、ハブ３と外輪１との間に転動自在に配置される複数の転動体１０と、ハブ３と外輪１の一方に装着され、且つ、他方の側に設けられたスリンガ２２やハブ輪４と摺接するアキシアルシールリップ２３ａ，３２ａを有する密封装置１２ａ，１２ｂと、を有する。アキシアルシールリップ２３ａ，３２ａと摺接するスリンガ２２やハブ輪４は、アキシアルシールリップ２３ａ，３２ａの摺接位置より径方向外方部位が、摺接位置より軸方向外方に位置するように形成される。【選択図】  図２
2007032640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転輪と、固定輪と、該回転輪と該固定輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記回転輪と前記固定輪の一方に装着され、且つ、他方の側に設けられた相手面と摺接するシールリップを有する密封装置と、を有する車輪用軸受ユニットであって、
前記シールリップと摺接する前記相手面は、前記シールリップの摺接位置より径方向外方部位が、前記摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されることを特徴とする車輪用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するための車輪用軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輪用軸受ユニットでは、車両走行時或いは停止時において、雨水、水道水（洗車時）、泥水（未舗装路走行時）、塩水（寒冷地走行時）、水蒸気等の水分の影響を受けやすい。このような外部からの水、泥、塵等の異物の侵入を防止するために、例えば、駆動輪用の軸受ユニットでは、懸架装置に固定される外輪（固定輪）と車輪とともに回転するハブ（回転輪）との間に構成される軸受の軸受空間内をシールする密封装置が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
具体的に、図１０〜１２に示すように、外輪１０１とハブ１０２との間のインボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部）には密封装置１０３が設けられ、図１３に示すように、アウトボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部）には密封装置１０４が設けられている。
【０００４】
これにより、車輪用軸受ユニットの軸受空間の軸方向両端部開口をシールして、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間への浸入を防止するとともに、封入グリースの漏洩を防止する。
【０００５】
密封装置１０３は、図１０に示すように、外輪１０１のインボード側端部の内周面に嵌合される芯金１０５と、ハブ１０２のインボード側端部の外周面に嵌合されるスリンガ１０６と、芯金１０５に接着固定されてスリンガ１０６に摺接するシール部材１０７とを備えている。シール部材１０７は、図示の例では、スリンガ１０６に対して軸方向に摺接する１つのアキシアルシールリップ１０８と、径方向に摺接する１つのラジアルシールリップ１０９とを有している。
【０００６】
また、近年では、回転輪側であるハブ１０２の外周面に嵌合されるスリンガ１０６の軸受外面側に、例えば、図１１及び図１２に示すように、車両のＡＢＳ用のセンサ等として使用される磁気エンコーダ（例えばゴム磁石等）１１０を接着固定したものが増加している。
【０００７】
一方、密封装置１０３は、図１３に示すように、外輪１０１のアウトボード側端部の内周面に嵌合される芯金１１１と、該芯金１１１に接着固定されてハブ１０２に摺接するシール部材１１２とを備えている。シール部材１１２は、図示の例では、ハブ１０２の車輪取り付けフランジの側面に対して軸方向に摺接する２つのアキシアルシールリップ１１３，１１４と、ハブ１０２の外周面に対して径方向に摺接する１つのラジアルシールリップ１１５とを有している。
【特許文献１】特開２００２−６１６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の車輪用軸受ユニットにおいては、車両の車軸が水没するような状況での使用や、軸受のがたつき、また、長年の使用による密封装置１０３，１０４の劣化等により、密封装置１０３，１０４の機能が低下して、車輪用軸受ユニットの軸受空間内に水が浸入する場合がある。車輪用軸受ユニットの内部に水が浸入すると、外輪１０１及びハブ１０２と転動体との間に存在するグリースの油膜が破断され、金属接触状態が発生する。
【０００９】
自動車は、走行状態と停止状態を繰り返しており、特に、泥水環境下での走行後は密封装置１０３，１０４が密封性を維持し、軸受内部への泥水の浸入を阻止したとしても、アキシアルシールリップ１０８，１１３の先端近傍には、泥水が堆積することになる。
【００１０】
また、泥水環境下での走行後に停止状態が長く続けば、アキシアルシールリップ１０８，１１３先端近傍に堆積した泥水は乾燥し、アキシアルシールリップ１０８，１１３及びアキシアルシールリップ１０８，１１３が摺接する相手面に固着する。このような泥水環境下での走行と停止を繰り返すことにより、アキシアルシールリップ１０８，１１３及び相手面に、図１０〜図１３に示す泥１２０が大量に固着することになる。特に、図１２に示すように、ハブ１０２側のスリンガ１０６の軸受外面側に設けられた磁気エンコーダ１１０がスリンガ１０６の外周部に巻き付いたタイプでは、この巻き付き部に泥１２０が固着しやすくなる。
【００１１】
このように泥１２０が大量に固着した状態でアキシアルシールリップ１０８，１１３が摺接すると、アキシアルシールリップ１０８，１１３の先端摺接部以外の部分が固着した大量の泥１２０と接触し、本来の摺接するはずのアキシアルシールリップ１０８，１１３の先端が浮いた状態となり、密封性が維持されないという問題が発生する。
【００１２】
また、アキシアルシールリップ１０８，１１３の先端摺接部以外の部分と固着した大量の泥１２０との摺接部の摩擦が大きくなって、トルクの増大や摩耗が促進され、自動車の燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能に悪影響を及ぼす原因となる。
【００１３】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、密封装置のシールリップの先端近傍及び該シールリップが軸方向に摺接する相手面に泥等の異物が固着しにくくするとともに、泥等の異物が固着したとしても、シールリップ先端の摺接部以外の部分での接触をなくして、高い密封性を維持することができる車輪用軸受ユニット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】
【００１４】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）  回転輪と、固定輪と、該回転輪と該固定輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記回転輪と前記固定輪の一方に装着され、且つ、他方の側に設けられた相手面と摺接するシールリップを有する密封装置と、を有する車輪用軸受ユニットであって、
前記シールリップと摺接する前記相手面は、前記シールリップの摺接位置より径方向外方部位が、前記摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されることを特徴とする車輪用軸受ユニット。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車輪用軸受ユニットによれば、シールリップと摺接する相手面は、シールリップとの摺接位置より径方向外方部位が、摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されるので、シールリップ先端近傍及びシールリップと摺接する相手面に泥等の異物が固着しにくくなる。
【００１６】
また、泥等の異物が固着したとしても、シールリップ先端の摺接部以外の部分での接触がなくなるため、高い密封性を維持することができるとともに、シールリップの低摩擦化及び低摩耗化が図れて、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の車輪用軸受ユニットの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の車輪用軸受ユニットＯは駆動輪用とされており、外輪１（固定輪）及びハブ（回転輪）３と、複数の転動体１０とを備えている。
【００１８】
ハブ３は、中空状のハブ輪４を備えており、ハブ輪４は、その外周面のアウトボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部：図１の左端部）に径方向外方に延びる車輪取り付けフランジ７を有している。車輪取り付けフランジ７には、そのアウトボード側の側面に車輪を構成する図示しないホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのスタッド７ａが周方向に略等間隔で複数植設されている。
【００１９】
ハブ輪４のインボード側端部（自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部：図１の右端部）には小径段部４ａが形成されており、該小径段部４ａには内輪５が嵌め込まれている。内輪５の外周面には内輪軌道面９が形成され、また、ハブ輪４の軸方向の中間部外周面にも内輪軌道面９が形成されている。
【００２０】
外輪１の内周面にはハブ輪４の内輪軌道面９に対応する外輪軌道面８及び内輪５の内輪軌道面９に対応する外輪軌道面８が形成されており、また、車輪取り付けフランジ７から離間する側の外輪１の外周部には径方向外方に延びる懸架装置取り付けフランジ２が設けられている。
【００２１】
そして、複列の内輪軌道面９と複列の外輪軌道面８との間に、それぞれ複数の転動体１０が保持器１１を介して周方向に転動可能に配設されている。また、外輪１とハブ３との間のインボード側端部には密封装置１２ａが設けられ、アウトボード側端部には密封装置１２ｂが設けられており、車輪用軸受ユニットの軸受空間の軸方向両端部開口をシールして、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受空間への浸入を防止するとともに、封入グリースの漏洩を防止する。
【００２２】
尚、図示の例では、転動体１０として玉を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用軸受ユニットの場合には、転動体１０としてテーパころを使用する場合もある。
【００２３】
上述の様な車輪用軸受ユニットＯを自動車に組み付けるには、固定輪側の外輪１の懸架装置取り付けフランジ２を懸架装置に固定し、回転輪側のハブ３の車輪取り付けフランジ７にスタッド７ａやナット（図示せず）等を介してブレーキロータ及びホイールを固定する。これにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持することができる。
【００２４】
密封装置１２ａは、図２に示すように、外輪１のインボード側端部の内周面に嵌合される芯金２１と、内輪５のインボード側端部の外周面に嵌合されるスリンガ２２と、芯金２１に接着固定されてスリンガ２２に摺接するシール部材２３とを備えている。
【００２５】
芯金２１は、外輪１のインボード側の端部内周面に内嵌固定される外径側円筒部２４と、この外径側円筒部２４の軸方向内端緑（図２の左端縁）から径方向内方に延びる内側円環部２５とを有して断面略Ｌ字形状に形成されている。一方、スリンガ２２は、内輪５の外周面に外嵌される内径側円筒部２６と、この内径側円筒部２６の軸方向外端縁（図２の右端縁）から径方向外方に延びる外側円環部２７とを有して断面Ｌ字形状に形成されている。
【００２６】
シール部材２３は合成ゴム等により形成されており、スリンガ２２の外側円環部２７に対して軸方向に摺接する１つのアキシアルシールリップ２３ａと、内径側円筒部２６に対して径方向に摺接する１つのラジアルシールリップ２３ｂとを有している。また、スリンガ３２の外側円環部２７の軸方向外側側面には、例えば、車両のＡＢＳ用のセンサ等として使用される磁気エンコーダ２８が接着等により固定されている。
【００２７】
一方、密封装置１２ｂは、図３に示すように、外輪１のアウトボード側の端部内周面に嵌合される断面略Ｌ字形状の芯金３１と、該芯金３１に接着等により固定されて、ハブ輪４に摺接するシール部材３２とを備えている。シール部材３２は、ハブ輪４の車輪取り付けフランジ７の側面に対して軸方向に摺接する上下２つのアキシアルシールリップ３２ａ，３２ｂと、ハブ輪４の外周面に対して径方向に摺接する１つのラジアルシールリップ３２ｃとを有している。
【００２８】
ここで、本実施形態では、インボード側の密封装置１２ａのアキシアルシールリップ２３ａの先端が摺接する相手面であるスリンガ２２の外側円環部２７の軸方向内側面において、アキシアルシールリップ２３ａの軸方向の摺接位置より径方向外方部位に、図１に示すように、段部４０を形成し、これにより、密封装置１２ａにおける相手面のアキシアルシールリップ２３ａの摺接位置より径方向外方部位を、該摺接位置より軸方向外方に配置している。また、磁気エンコーダ２８の外周部における軸方向内端面２８ａも段部４０の軸方向側面４０ａと連続して形成され、摺接位置より軸方向外方に配置されている。
【００２９】
また、アウトボード側の密封装置１２ｂの上側のアキシアルシールリップ３２ａの先端が摺接する相手面であるハブ輪４の車輪取り付けフランジ７の側面において、アキシアルシールリップ３２ａの軸方向の摺接位置より径方向外方部位に、図３に示すように、段部５０を形成し、これにより、密封装置１２ｂにおける相手面のアキシアルシールリップ３２ａの摺接位置より径方向外方部位を、該摺接位置より軸方向外方に配置している。
【００３０】
このように、本実施形態では、密封装置１２ａ，１２ｂのアキシアルシールリップ２３ａ，３２ａと摺接する相手面となるスリンガ２７及びハブ４は、アキシアルシールリップ２３ａ，３２ａとの摺接位置より径方向外方部位が、段差４０，５０によって、摺接位置より軸方向外方に位置するように形成されるので、アキシアルシールリップ２３ａ，３２ａの先端近傍及びアキシアルシールリップと摺接する相手面となるスリンガ２７及びハブ４に泥等の異物が固着しにくくなる。
【００３１】
また、泥等の異物が固着したとしても、アキシアルシールリップ２３ａ，３２ａ先端の摺接部以外の部分での泥との接触がなくなるため、高い密封性を維持することができるとともに、アキシアルシールリップ２３ａ，３２ａの低摩擦化及び低摩耗化が図れて、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能の向上を図ることができる。
【００３２】
なお、本発明の上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００３３】
本実施形態では、インボード側の密封装置１２ａにおける相手面のアキシアルシールリップ２３ａの摺接位置より径方向外方部位を、段部４０を形成することで、該摺接位置より軸方向外方に配置するようにしているが、段部４０に代えて、図３に示すような斜面部４１や、図４に示すような凸円弧部４２、或いは、図５に示すような凹円弧部４３によって形成してもよい。また、これらの場合においても、磁気エンコーダ２８の外周部における軸方向内端面２８ａは、これらの軸方向側面と連続して形成される。
【００３４】
また、アウトボード側の密封装置１２ｂにおいても、相手面のアキシアルシールリップ３２ａの摺接位置より径方向外方部位に、段部５０を形成することで、該摺接位置より軸方向外方に配置するようにしているが、段部５０に代えて、図６に示すような斜面部５１や、図７に示すような凸円弧部５２、或いは、図８に示すような凹円弧部５３によって形成してもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、内輪回転の駆動輪用の車輪用軸受ユニットに本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、内輪回転の従動輪用の車輪用軸受ユニット他、外輪回転の従動輪用及び駆動輪用の車輪用軸受ユニットに本発明を適用してもよい。
【００３６】
さらに、本実施形態では、インボード側の密封装置１２ａに磁気エンコーダ２８を設けた場合を例示したが、磁気エンコーダ２８を設けないタイプのインボード側の密封装置に本発明を適用してもよいのは勿論である。
【実施例】
【００３７】
図１（実施例１）、図１１（従来例１）、図１２（従来例２）の各インボード側の密封装置を用いて、泥水環境下での寿命試験を行った結果を示す。なお、試験条件は、回転速度２０００ｍｉｎ-1とし、浸漬と乾燥、回転と停止をそれぞれ組み合わせたパターンによるサイクル試験とした。試験結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2007032640.tif 000003
【００３９】
従来例２のように、磁気エンコーダ１１０がスリンガ１０６の外周部に巻き付いたタイプでは、この巻き付き部に泥が固着しやすく、短時間で泥水が浸入し、寿命が大幅に短くなるのが判る。従来例１では、従来例２に比べると寿命が延びてはいるが、やはりアキシアルシールリップ１０８の先端近傍に泥が堆積、固着していることが試験後の観察から判明した。
【００４０】
これに対し、実施例１では、寿命が大幅に延びており、試験後の観察でもアキシアルシールリップ２３ａの先端近傍への泥の堆積、固着がほとんど見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用軸受ユニットを説明するための断面図である。
【図２】図１の車輪用軸受ユニットのインボード側の密封装置を説明するための要部断面図である。
【図３】図１の車輪用軸受ユニットのアウトボード側の密封装置を説明するための要部断面図である。
【図４】インボード側密封装置のシールリップが摺接する相手面の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図５】インボード側密封装置のシールリップが摺接する相手面の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図６】インボード側密封装置のシールリップが摺接する相手面の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図７】アウトボード側密封装置のシールリップが摺接する相手面の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図８】アウトボード側密封装置のシールリップが摺接する相手面の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図９】アウトボード側密封装置のシールリップが摺接する相手面の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図１０】従来のインボード側密封装置を説明するための要部断面図である。
【図１１】従来のインボード側密封装置を説明するための要部断面図である。
【図１２】従来のインボード側密封装置を説明するための要部断面図である。
【図１３】従来のアウトボード側密封装置を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  外輪（固定輪）
３  ハブ（回転輪）
１０  転動体
１２ａ  インボード側密封装置
１２ｂ  アウトボード側密封装置
２３ａ  アキシアルシールリップ
３２ａ  アキシアルシールリップ
４０，５０  段部
【図１】
2007032640.tif 000004
【図２】
2007032640.tif 000005
【図３】
2007032640.tif 000006
【図４】
2007032640.tif 000007
【図５】
2007032640.tif 000008
【図６】
2007032640.tif 000009
【図７】
2007032640.tif 000010
【図８】
2007032640.tif 000011
【図９】
2007032640.tif 000012
【図１０】
2007032640.tif 000013
【図１１】
2007032640.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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