(57)【要約】【課題】作動トルクが低く、しかも、シールリップの接触部とシール溝との摺動状態を安定させて十分にシール性能を確保できる自動二輪車の車輪支持用軸受を提供する。【解決手段】自動二輪車の車輪支持用軸受のＰＣＤをＤ０（ｍｍ）、前記外輪の端部内周面の直径をＤ１（ｍｍ）、前記内輪の端部外周面の直径をＤ２（ｍｍ）、前記芯金の厚さをｔ１（ｍｍ）、前記芯金の内周縁直径をＤ３（ｍｍ）、前記内輪と摺接するシールリップの薄肉部の厚さをｔ２（ｍｍ）、該シールリップの内周縁直径をＤ４（ｍｍ）とした時に、Ｔ＝２×ｔ１×ｔ２／（Ｄ３−Ｄ４）―Ｄ０（Ｄ１−Ｄ２）／２×１０−４で表されるトルク性能指数Ｔの値が０．０２５≦Ｔ≦０．０４０とすることにより提供できる。【選択図】図１
2012229733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
内輪と、
前記外輪と前記内輪との間で周方向に転動自在に配設される複数の転動体である玉と、
該複数の玉を略等間隔で回動自在に保持する保持器と、
芯金と、該芯金を包埋した弾性部材からなる密封板と、からなり、
前記弾性部材の一部は薄肉部を形成し、該薄肉部の内周縁部に内輪と摺接するシールリップが形成された自動二輪車の車輪支持用軸受において、
該軸受のＰＣＤをＤ０（ｍｍ）、前記外輪の端部内周面の直径をＤ１（ｍｍ）、前記内輪の端部外周面の直径をＤ２（ｍｍ）、前記芯金の厚さをｔ１（ｍｍ）、前記芯金の内周縁直径をＤ３（ｍｍ）、前記内輪と摺接するシールリップの薄肉部の厚さをｔ２（ｍｍ）、該シールリップの内周縁直径をＤ４（ｍｍ）とした時に、
Ｔ＝２×ｔ１×ｔ２／（Ｄ３−Ｄ４）―Ｄ０（Ｄ１−Ｄ２）／２×１０−４
で表されるトルク性能指数Ｔの値が０．０２５≦Ｔ≦０．０４０となることを特徴とする自動二輪車の車輪支持用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばオートバイ、スクータ等の自動二輪車の車輪を支持する自動二輪車の車輪支持用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の車輪支持構造の１例を、図３に簡略化して示す。この自動二輪車の車輪支持構造１は、２列の単列玉軸受４、４と、該２列の単列玉軸受４、４の内輪に嵌合されて、その両端部がフォーク２、２を介して車体側に結合される支持軸３と、２列の単列玉軸受４、４の外輪に嵌合されて、ホイール７を介してタイヤを回転可能に支持するハブ６と、を備えている。
【０００３】
２列の単列玉軸受４、４の内輪とフォーク２、２との間には、内輪間座５ａ、５ｃが、２列の単列玉軸受４、４の内輪間には内輪間座５ｂが介装されており、支持軸３を両端からナット８を介して締め付け固定しても、２列の単列玉軸受４、４に過大なアキシャル荷重が掛からないようになっている。
【０００４】
このような自動二輪車の車輪支持用軸受として用いられる単列玉軸受の１例として、図４に、特許文献１に記載された単列玉軸受を示す。
単列玉軸受４は、ハブ６に内嵌されることによりホイール７と一体回転する回転輪である外輪２１と、支持軸３に固定されて回転しない固定輪である内輪２４と、外輪２１と内輪２４との間で周方向に転動自在に配設される複数の転動体である玉２６と、これら複数の玉２６を略等間隔で回動自在に保持する保持器２７と、外輪２１の軸方向両端部に取り付けられ内輪２４に摺接する密封板２８、２８と、を備えている。
【０００５】
密封板２８は、補強部材としての芯金２９と弾性部材３０とを備える。芯金２９は、鋼板等の金属板に、打ち抜き、曲げ等のプレス加工を施す事により、全体を円輪状としている。弾性部材３０は、ゴムの如きエラストマー製で、芯金２９を包埋した状態で円輪状に成形されて、この芯金２９により補強されている。
【０００６】
弾性部材３０の外周縁部は、芯金２９の外周縁よりも径方向外方に少し突出させて、弾性係止部２３としている。一方、外輪２１の内周面両端部には係止溝２２、２２を、それぞれ全周に亙って形成しており、弾性係止部２３の弾性力を利用して、密封板２８を外輪２１に固定している。
【０００７】
これに対して、弾性部材３０の内周縁部は、芯金２９の内周縁よりも径方向内方に十分に突出させて、シールリップ３１としている。一方、内輪２４の外周面両端部には凹状のシール溝２５、２５がそれぞれ全周に亙って形成されている。
このシールリップ３１は、三又に分岐し、軸方向内方に突出して内輪２４のシール溝２５よりも軸方向内方の外周面との間にラビリンスを形成する第１リップ３２と、芯金２９の内周縁から径方向内方にほぼ真直ぐ突出して内輪２４のシール溝２５よりも軸方向外方の端部外周面との間にラビリンスを形成する第２リップ３３と、第１リップ３２と第２リップ３３の間から突出して、内径側に向かうほど内輪２４の軸方向中央部に向かう方向に角度θ（例えば１０〜３０度程度）だけ傾斜している薄肉部３４の内周縁部に設けられてシール溝２５の内側面に全周に亙り摺接する第３リップ３５とを形成している。
【０００８】
なお、図３に示す自動二輪車の車輪支持構造１のように、２列の単列玉軸受４、４の各々向かい合う側がハブ６により外部と遮断されている場合、外部側のみシールすれば良いので、軸方向片側にのみ密封板２８を備えた単列玉軸受が用いられることもある。
【０００９】
ところで、近年に於ける省エネルギ化の流れにより、自動二輪車の燃費向上のために、車輪支持用単列玉軸受の作動トルクを低く抑える要求が強くなっている。一方、単列玉軸受の回転抵抗に密封板２８の摩擦抵抗が占める割合は相当に大きい。従って、この回転抵抗を低減する為には、この摩擦抵抗を低減する事が効果がある。又、この摩擦抵抗を低くする為には、第３リップ３５がシール溝２５の内側面に押し付けられる力を低く抑える事が効果がある。更に、この力を低く抑える為には、薄肉部３４を薄くして剛性を低く抑える事が効果がある。
【００１０】
但し、単に薄肉部３４を薄くしただけでは、この薄肉部３４の剛性が徒に低下し、第３リップ３５とシール溝２５の内側面との摺動部が不安定になる。即ち、単に薄肉部３４を薄くすると、この薄肉部３４の剛性が、あらゆる方向に関して低くなり、第３リップ３５が、密封板２８の厚さ方向（軸受の軸方向）だけでなく、径方向にも変位し易くなる。この状態では、摺動部の状態が不安定に（摺動部が周囲に振れ動き易く）なり、この摺動部のシール性確保が難しくなる。そのため、最適な密封板を設定する指標が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１４０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、作動トルクが低く、しかも、シールリップの接触部とシール溝との摺動状態を安定させて十分にシール性能を確保できる自動二輪車の車輪支持用軸受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】
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の自動二輪車の車輪支持用軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間で周方向に転動自在に配設される複数の転動体である玉と、該複数の玉を略等間隔で回動自在に保持する保持器と、芯金と、該芯金を包埋した弾性部材からなる密封板と、からなり、前記弾性部材の一部は薄肉部を形成し、該薄肉部の内周縁部に内輪と摺接するシールリップが形成された自動二輪車の車輪支持用軸受において、該軸受のＰＣＤをＤ０（ｍｍ）、前記外輪の端部内周面の直径をＤ１（ｍｍ）、前記内輪の端部外周面の直径をＤ２（ｍｍ）、前記芯金の厚さをｔ１（ｍｍ）、前記芯金の内周縁直径をＤ３（ｍｍ）、前記内輪と摺接するシールリップの薄肉部の厚さをｔ２（ｍｍ）、該シールリップの内周縁直径をＤ４（ｍｍ）とした時に、Ｔ＝２×ｔ１×ｔ２／（Ｄ３−Ｄ４）―Ｄ０（Ｄ１−Ｄ２）／２×１０−４で表されるトルク性能指数Ｔの値が０．０２５≦Ｔ≦０．０４０となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述の様に構成する本発明によれば、単列玉軸受のＰＣＤ、外輪の端部内周面直径、内輪の端部外周面直径、芯金の内周縁直径、摺接するシールリップの内周縁直径、芯金厚さ、シールリップ薄肉部厚さにより算出したトルク性能指数Ｔの値により最適設計を行うことが可能なので、作動トルクが低く、しかも、シールリップの接触部とシール溝との摺動状態を安定させて十分にシール性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である自動二輪車の車輪支持用軸受の断面図である。
【図２】本発明の実施形態である自動二輪車の車輪支持用軸受と従来の自動二輪車の車輪支持用軸受の起動トルクを比較したグラフである。
【図３】自動二輪車の車輪支持構造の１例を簡略化して示す断面図である。
【図４】従来の自動二輪車の車輪支持用軸受の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１により、本発明の実施の形態の１例に就いて説明する。本例の単列玉軸受５０は、ハブ６に内嵌されることによりホイール７と一体回転する回転輪である外輪５１と、支持軸３に固定されて回転しない固定輪である内輪５４と、外輪５１と内輪５４との間で周方向に転動自在に配設される複数の転動体である玉５８と、これら複数の玉５８を略等間隔で回動自在に保持する保持器５９と、外輪５１の軸方向両端部に取り付けられ内輪５４に摺接する密封板６０、６０と、を備えている。
【００１７】
密封板６０は、補強部材としての芯金６１と弾性部材６２とを備える。芯金６１は、鋼板等の金属板に、打ち抜き、曲げ等のプレス加工を施す事により、全体を円輪状としている。弾性部材６２は、ゴムの如きエラストマー製で、芯金６１を包埋した状態で円輪状に成形されて、この芯金６１により補強されている。
【００１８】
弾性部材６２の外周縁部は、芯金６１の外周縁よりも径方向外方に少し突出させて、弾性係止部６３としている。一方、外輪５１の内周面両端部には係止溝５２、５２を、それぞれ全周に亙って形成しており、弾性係止部６３の弾性力を利用して、密封板６０を外輪５１に固定している。
【００１９】
これに対して、弾性部材６２の内周縁部は、芯金６１の内周縁よりも径方向内方に十分に突出させて、シールリップ６４としている。一方、内輪５４の外周面両端部には凹状のシール溝５５、５５がそれぞれ全周に亙って形成されている。
このシールリップ６４は、三又に分岐し、軸方向内方に突出して内輪５４のシール溝５５よりも軸方向内方の外周面５６との間にラビリンスを形成する第１リップ６５と、芯金６１の内周縁から径方向内方にほぼ真直ぐ突出して内輪５４のシール溝５５よりも軸方向外方の端部外周面５７との間にラビリンスを形成する第２リップ６６と、第１リップ６５と第２リップ６６の間から突出して、内径側に向かうほど内輪５４の軸方向中央部に向かう方向に角度θ（例えば１０〜３０度程度）だけ傾斜している薄肉部６７の内周縁部に設けられてシール溝５５の内側面に全周に亙り摺接する第３リップ６８とを形成している。
【００２０】
そして、単列玉軸受５０のＰＣＤをＤ０（ｍｍ）、外輪５１の係止溝５２よりも軸方向外方の端部内周面５３の直径をＤ１（ｍｍ）、内輪５４のシール溝５５よりも軸方向外方の端部外周面５７の直径をＤ２（ｍｍ）、芯金６１の厚さをｔ１（ｍｍ）、芯金６１の内周縁直径をＤ３（ｍｍ）、シールリップ６４の薄肉部６７の厚さをｔ２（ｍｍ）、第３リップ６８の内周縁直径をＤ４（ｍｍ）とした時に、Ｔ＝２×ｔ１×ｔ２／（Ｄ３−Ｄ４）―Ｄ０（Ｄ１−Ｄ２）／２×１０−４で表されるトルク性能指数Ｔの値が０．０２５≦Ｔ≦０．０４０となるように各部寸法を設定している。
【００２１】
但し、シールリップ形状が本例と異なる場合、即ち、一枚リップや、２枚リップ、あるいは、３枚リップであっても本例とは配列が異なる場合などでも、密封板の弾性部材の一部が薄肉部を形成し、その薄肉部の内周縁部に内輪と摺接するシールリップが形成されていれば、上記式が適用できる。
その場合、内輪と摺接するシールリップの内周縁直径をＤ４とする。また、この摺接するリップの剛性を下げるために薄肉にした薄肉部の厚さをｔ２とする。
【００２２】
トルク性能指数Ｔの値が０．０２５未満の場合、シール性能が低下しすぎて軸受内部に異物の浸入を許すおそれが出てくる。また、トルク性能指数Ｔの値が０．０４０以上の場合、作動トルクが高くなる。従がって、加工寸法の設定の際には、加工精度を考慮して、トルク性能指数Ｔの値が０．０２５未満にならない範囲で、出来るだけトルク性能指数Ｔを小さな値に設定することが望ましい。
【００２３】
なお、この式は、自動二輪車の車輪支持用軸受に使用される内径１０ｍｍ以上、外径７２ｍｍ以下の単列玉軸受に適用される数値であり、用途、軸受サイズが異なる場合は、トルク性能指数Ｔの最適値の範囲は異なるので、用途によって、実験などにより最適値の範囲を求める必要がある。
【００２４】
図２は、従来の本発明の実施形態であるトルク性能指数Ｔ＝０．０３５の自動二輪車の車輪支持用軸受と、トルク性能指数Ｔ＝０．０５５の従来の自動二輪車の車輪支持用軸受の起動トルクを比較したグラフである。従来に比して、本発明の実施形態では起動トルク値が、約４０％低減していることが分かる。
【００２５】
なお、図３に示す自動二輪車の車輪支持構造１のように、２列の単列玉軸受４、４の各々向かい合う側がハブ６により外部と遮断されている場合、外部側のみシールすれば良いので、軸方向片側にのみ密封板を備えた単列玉軸受を用いることにより、より作動トルクを小さくすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、単列玉軸受のＰＣＤ、外輪の端部内周面直径、内輪の端部外周面直径、芯金の内周縁直径、摺接するシールリップの内周縁直径、芯金厚さ、シールリップ薄肉部厚さにより算出したトルク性能指数Ｔの値により最適設計を行うことが可能なので、作動トルクが低く、しかも、シールリップの接触部とシール溝との摺動状態を安定させて十分にシール性能を確保できるので、自動二輪車の車輪支持用軸受として好適に使用できる。
【符号の説明】
【００２７】
１    自動二輪車の車輪支持構造
２    フォーク
３    支持軸
４    単列玉軸受
５ａ、５ｂ、５ｃ  内輪間座
６    ハブ
７    ホイール
８    ナット
２１    外輪
２２    係止溝
２３    弾性係止部
２４    内輪
２５    シール溝
２６    玉
２７    保持器
２８    密封板
２９    芯金
３０    弾性部材
３１    シールリップ
３２    第１リップ
３３    第２リップ
３４    薄肉部
３５    第３リップ部
５０    単列玉軸受
５１    外輪
５２    係止溝
５３    端部内周面
５４    内輪
５５    シール溝
５６    外周面
５７    端部外周面
５８    玉
５９    保持器
６０    密封板
６１    芯金
６２    弾性部材
６３    弾性係止部
６４    シールリップ
６５    第１リップ
６６    第２リップ
６７    薄肉部
６８    第３リップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012229733.tif 000006