JP2008064185A - シールリングとシールリングを備えた車輪支持用ハブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】動体などが配される環状空間への泥水などの異物の浸入をより一層防止するとともに、当該環状空間に充填されたグリースが外部に漏出するのをより一層防止する性能を向上させ、低摩擦化、低摩耗化を図るシールリングおよび当該シールリングを備えた車輪支持用ハブユニットを提供する。
【解決手段】車輪支持用ハブユニットに組込まれるシールリング１４ａは、芯金１５と、スリンガ１６と、シール部材１７とから構成される。当該シール部材１７は、例えばゴムなどの樹脂弾性体より形成されて、先端部に、外側、中間、内側の３本のシールリップ２２、２３、２４を備え、前記外側シールリップ２２から前記中間シールリップ２３まで連続する軸方向外側の端面には螺旋溝５０ａが周方向全体に亙って設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持するため車輪支持用ハブユニットの開口端部を塞ぐシールリング、及びそのシールリングを備えた車輪支持用ハブユニットに関する。

各種機械装置の回転支持部に、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等の転がり軸受が組み込まれている（例えば特許文献１参照）。また、このような転がり軸受にはシールリングが組み込まれて、この転がり軸受内部の環状空間に充填されたグリースが外部に漏洩することを防止するととともに、外部に存在する雨水、泥、塵等の各種異物を含んだ泥塩水が転がり軸受の内部に入り込むことを防止している。

例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持するための車輪支持用ハブユニットに組み込まれるシールリングは、図４および５に示すように２種類のものが知られている。

そのうちの１つシールリング１１４ａは、図４に示すように、芯金１１５と、スリンガ１１６と、シール部材１１７とを備えている。芯金１１５は、外輪１０１の端部内周面に嵌合される芯金円筒部１１８と、当該芯金円筒部１１８の軸方向内側の端部から径方向内側に延出する芯金環状板部１１７とを備えて、断面略Ｌ字形状で形成される。なお、ここで言う軸方向とは図の左右方向、径方向とは図の上下方向を示している。

また、スリンガ１１６は、前記芯金１１５に対向するように配され、内輪１０５の端部外周面に嵌合されるスリンガ円筒部１２０と、当該スリンガ円筒部１２０の軸方向外側の端部から径方向外側に延出するスリンガ環状板部１２１とを備え、断面略Ｌ字形状で形成される。

そして、シール部材１１７は、前記芯金１１５の軸方向外側の周面および端面に固着され、シール部材の先端が、前記スリンガ１１６のスリンガ円筒部１２０の外周面、およびスリンガ環状板部１２１の軸方向内側の端面に摺接する。これにより、転動体１０３が配される環状空間の開口部一端を塞いでいる。

さらに、他方のシールリング１１４ｂは、図５に示すように、芯金１２５とシール部材１２６とから構成される。このうちの芯金１２５は、外輪１０１の軸方向外側の端部内周面に嵌合される芯金円筒部１２５ａと、当該芯金円筒部１２５ａの軸方向外端縁（図５の左端縁）から径方向内側に折れ曲がった、断面略Ｓ字形で全体を円環状に形成された支持板部１２５ｂとを備えている。

また、前記シール部材１２６は、例えばゴムなどの樹脂弾性体より形成されて、前記芯金１２５の軸方向外側の周面に固着されている。そして、前記シール部材１２６の先端部（シールリップ）は、車輪支持用ハブユニットを車輪に取付ける取付フランジ１０９の基端部内側面から当該基端部内側面とハブ本体１０４の中間部外周面まで、全周に亙って摺接されている。

これらシールリング１１４ａ、１１４ｂにより、前記車輪支持用ハブユニット内部の環状空間における密封性を実現している。

一方、上述したようなシールリング１１４ａ、１１４ｂが組み込まれる、車両の車輪を支持するための車輪支持用ハブユニットは、雨水、水道水（洗車時など）、泥水（未舗装路など）、塩水（融雪剤など）、水蒸気などの泥塩水に曝された状態で使用される。このため、上述した各シールリング１１４ａ、１１４ｂには、耐泥塩水性、具体的には、密封性、耐摩耗性、耐食性等を十分に確保することが要求される。
特開２００３−２２２１４５号公報

しかし、車両の車軸が水没するような状況で使用されたり、あるいは車軸用軸受のガタが大きかったり、さらに経年使用によるシール部材１１７、１２６の劣化などにより、各シールリング１１４ａ、１１４ｂの密封性、耐摩耗性、耐食性などが十分に満足しない虞がある。この場合には、車輪支持用ハブユニット内部に泥塩水が浸入してしまい、転動体と内外輪間に充填されるグリースによる油膜が破断されて金属接触状態が発生する。

このような状態での運転が続くと、転動体表面に剥離が発生してしまう。初期の剥離では、異常音として現れるが、車両の走行状態によっては他の音と混在してしまい、前記異常音を検知できない場合が多い。さらに剥離が進行すると次第に振動が発生し、車両の運転者の不快感に繋がるが、異常を特定できずにそのまま車両の走行を続けると、最終的には車輪支持用ハブユニットの焼付けによる運転停止、最悪の場合には車輪支持用ハブユニットの破損による車両の走行不能状態に陥る虞がある。

ここで、より具体的に、従来の車輪支持用ハブユニットにおける泥塩水の浸入について説明する。

シールリングが泥塩水などにさらされると、シール部材先端部と当該シール部材の摺接部には泥水や塩水が付着するが、車両は走行と停止とを繰り返すため、付着した泥塩水は乾燥した状態になることがある。この状態で再度走行を開始すると、付着して乾燥した泥および塩が研磨剤と機能してしまい、シール部材を摩耗させることがある。そして、泥塩水に最初にさらされるシール部材である、径方向で一番外側のシール部材の先端部（以下、外側シール部材先端部とも記す。）が徐々に摩耗し、規定の締め代が摩耗してシールリング内部に泥水が浸入することになる。

上述した従来のシールリングでは、浸入した泥塩水はすぐに車輪支持用ハブユニット内部へ到達するわけではなく徐々に内部へ進行していくが、前記外側シール部材先端部より内側のシール部材先端部を通過した泥塩水で、スリンガに付着したものについては、例えば車両走行中の回転による遠心力で内部への進行は進まない。一方、前記外側シール部材先端部に付着したものについては、外側シール部材先端部を伝い、徐々に内部へ進行していく。そして、外側シール部材先端部より内側のシール部材先端部に到達して、当該内側のシール部材先端部も同様に摩耗が進行してしまい、ついには前記内側のシール部材先端部を泥塩水が通過することとなる。この通過した泥塩水は短時間で車輪支持用ハブユニット内部へと到達してしまう。泥塩水などの異物が内部に浸入すると、転動体や保持器などの車輪を回転自在に保持するための構成要素が腐食や損傷を受けてしまい、車両の走行に悪影響を及ぼすこととなる。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、転動体などが配される環状空間への泥水などの異物の浸入をより一層防止するとともに、当該環状空間に充填されたグリースが外部に漏出するのをより一層防止する性能を向上させ、低摩擦化、低摩耗化を図るシールリングおよび当該シールリングを備えた車輪支持用ハブユニットを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は、下記の（１）及び（２）を特徴としている。

（１） 互に相対回転する内輪相当部材の外周面と外輪相当部材の内周面との間に存在する環状空間を塞ぐシールリップを備えたシールリングにおいて、
前記シールリップは螺旋溝を有していることを特徴とする。
（２） 内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、
外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、
当該外輪軌道と当該内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、
前記外輪相当部材の内周面と前記内輪相当部材の外周面との間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐシールリングと、を備えた車輪支持用ハブユニットにおいて、
当該シールリングは、（１）に記載のシールリングであることを特徴とする。

本発明によれば、転動体などが配される環状空間への泥水などの異物の浸入をより一層防止するとともに、当該環状空間に充填されたグリースが外部に漏出するのをより一層防止する性能を向上させ、低摩擦化、低摩耗化を図ることすることができる。即ち、本発明により、車両の燃費性能や加速性能を中心とする走行性能の向上を図ることができる。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に従って詳細に説明する。図１は本発明の実施形である車輪支持用ハブユニット断面図、図２は本発明の実施形態であるシールリングの要部断面図、図３は本発明の実施形態である、他方のシールリングの要部断面図である。

図１は、本発明に係るシールリングを備えた車輪支持用軸受装置の１例として、車両（自動車）の駆動輪を懸架装置に回転自在に支持するための構造を示している。

当該車輪支持用軸受装置は、外輪相当部材に相当する外輪１と、内輪相当部材に相当するハブ２と、複数の転動体である玉３、３とから構成される。このうちハブ２は、ハブ本体４と内輪素子５とを組み合わせて構成される。また、前記玉３、３は、前記外輪１の内周面に形成された複列の外輪軌道６、６と、前記ハブ２の外周面に形成された複列の内輪軌道７、７との間に、それぞれ複数個ずつ、転動自在に配されている。前記車輪支持用ハブユニットの使用時、即ち車両の懸架装置に車輪を回転自在に支持する際には、前記外輪１を、懸架装置を構成するナックル８に固定するととともに、前記ハブ本体４に設けられた取付フランジ９に車輪を固定する。また、図１に示す構造は、車輪のうち駆動輪を支持するための構造であり、このハブ本体４の中心部に設けたスプライン孔１０に、等速ジョイント１１が連結されたスプライン軸１２が挿嵌されている。

このような車輪支持用ハブユニットでは、前記玉３、３が配される環状空間１３にグリースが充填され、これら玉３、３の転動面と、前記外輪軌道６、６および前記内輪軌道７、７との転がり接触部を潤滑している。また、前記外輪１の両端部内周面と、前記内輪素子５の軸方向外側の端部外周面および前記ハブ本体４の軸方向中間部外周面との間には、それぞれシールリング１４ａ、１４ｂが配設され、前記環状空間１３の両端開口部が塞がれている。

これらシールリング１４ａ、１４ｂのうち、前記環状空間１３の軸方向外側で等速ジョイント１１側に位置する開口部（図１の右側）を塞ぐシールリング１４ａは、図２に示すように構成される。即ち、当該シールリング１４ａは、組み合わせシールリングと呼ばれるものであり、芯金１５と、スリンガ１６と、シール部材１７とから構成される。このうちの芯金１５は、前記外輪１の端部内周面に嵌合される芯金円筒部１８と、当該芯金円筒部１８の軸方向内側の端部から径方向内側に延出する芯金環状板部１９とを備えて、断面略Ｌ字形で形成される。

また、前記スリンガ１６は、前記芯金１５に対向するように配され、前記内輪素子５の端部外周面に外嵌されるスリンガ円筒部２０と、当該スリンガ円筒部２０の軸方向外側の端部から径方向外側に延出するスリンガ環状板部２１とを備え、断面略Ｌ字形で形成される。

さらに、前記シール部材１７は、例えばゴムなどの樹脂弾性体より形成されて、先端部に、外側、中間、内側の３本のシールリップ２２、２３、２４を備え、当該３本のシールリップ２２、２３、２４は基端部で前記芯金１５に固着されている。そして、前記環状空間１３の径方向に関して、最も外側に位置する外側シールリップ２２の先端縁を、前記スリンガ１６を構成するスリンガ環状板部２１の軸方向内側の端面に周方向に亙って摺接させ、残り２本のシールリップである、中間、内側両シールリップ２３、２４の先端縁を、前記スリンガ１６を構成するスリンガ円筒部２０の外周面に全周に亙って摺接させている。

そして、前記外側シールリップ２２から前記中間シールリップ２３まで連続する軸方向外側の端面には螺旋溝５０ａが周方向全体に亙って設けられている。

一方、前記取付フランジ９の基端部に位置する、前記環状空間１３の他端の開口部を塞ぐシールリング１４ｂは、図３に示すように構成され、芯金２５とシール部材２６とから構成される。このうちの芯金２５は、前記外輪１の軸方向外側の端部内周面に嵌合される芯金円筒部２５ａと、当該芯金円筒部２５ａの軸方向外端縁（図５の左端縁）から径方向内方に折れ曲がった、断面略Ｓ字形で全体を円環状に形成された支持板部２５ｂとを備えている。

また、前記シール部材２６は、例えばゴムなどの樹脂弾性体により形成されて、外側、中間、内側の３本のシールリップ２７、２８、２９を備え、前記芯金２５にその基端部が固着されている。そして、サイドリップと呼ばれる、最外径側に、軸方向外方に突出する状態で設けられた外側シールリップ２７の先端縁を、前記取付フランジ９の基端部内周面に全周に亙って摺接させ、残り２本のシールリップ３０、３１の先端縁を、この基端部内周面と前記ハブ本体４の中間部外周面との連続部からこの中間部外周面まで、全周に亙って摺接させている。

そして、前記外側シールリップ２７から前記中間シールリップ２８まで連続する軸方向外側の端面は螺旋溝５０ｂが周方向全体に亙って設けられている。

したがって、この螺旋溝５０ａ、５０ｂにより、外側シールリップ２２、２７を通過した泥塩水が当該外側シールリップ２２、２７の内側に配設された、中間および内側のシールリップ２３、２４、２８、２９を通過して環状空間１３に到達する経路を延長することができる。これにより、外側シールリップ２２、２７を通過した泥塩水は、当該外側シールリップ２２、２７の内側の端面を伝おうとするが、そのまま真直ぐに伝わらずに、前記螺旋溝５０ａ、５０ｂに沿って環状空間１３の方向に進行するので、環状空間１３の到達時間を大幅に延長することができる。

したがって、本実施形態によれば、シールリップ１７、２６に螺旋溝５０ａ、５０ｂが設けられているので、シールリップ内部に泥塩水が浸入しても、転動体などが配される環状空間１３内部へ泥塩水が到達する時間を従来のシールリングの数十倍の時間と延長することができ、結果的に車輪支持用ハブユニットの寿命を向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、シール部材は回転することがないため、その螺旋溝の向きは、右巻きあるいは左巻きなどによらずどちらでも構わない。また、螺旋溝を設ける位置は、外側シールリップよりも内側にあれば何処に設けてもよい。

本発明に係る車輪支持用ハブユニットの断面図である。 本発明に係るシールリングを示す、図１のＡ部の拡大要部断面図である。 本発明に係る別のシールリングを示す、図１のＢ部の拡大要部断面図である。 従来例を示す車輪支持用ハブユニットに組込まれるシールリングの要部断面図である。 従来例を示す車輪支持用ハブユニットに組込まれる、別のシールリングの要部断面図である。

符号の説明

１ 外輪（外輪相当部材）
２ ハブ（内輪相当部材）
５ 内輪素子（内輪相当部材）
１４ａ，１４ｂ シールリング
１５，２５ 芯金
１６， スリンガ
１７，２６ シール部材
５０ａ，５０ｂ 螺旋溝

Claims (2)

1. 互に相対回転する内輪相当部材の外周面と外輪相当部材の内周面との間に存在する環状空間を塞ぐシールリップを備えたシールリングにおいて、
   前記シールリップは螺旋溝を有していることを特徴とするシールリング。
2. 内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、
   外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、
   当該外輪軌道と当該内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、
   前記外輪相当部材の内周面と前記内輪相当部材の外周面との間に存在する環状空間の端部開口を塞ぐシールリングと、を備えた車輪支持用ハブユニットにおいて、
   当該シールリングは、請求項１に記載のシールリングであることを特徴とする車輪支持用ハブユニット。

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