JP4600004B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は車輪用軸受装置（以下、単に軸受装置ともいう）に関する。さらに詳しくは、軸受装置を構成する内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部に合成樹脂製のカバーが嵌め込まれている軸受装置に関する。

従来より、自動車の車体に車輪を回転自在に支持するために転がり軸受装置が多用されている。かかる転がり軸受装置は、一般に、図６に示されるように、車体側に固定され内周面に複列の軌道面を有する外輪部材５３と、この外輪部材５３の内径側において当該外輪部材５３と同心に配置されるとともに、その外周面に複列の軌道面を有し回転自在とされた内輪部材５５と、前記外輪部材５３及び内輪部材５５の各軌道面間に転動自在に配設された複列の転動体５６とを備えている。前記内輪部材５５は、ハブ輪５７と、このハブ輪５７の車両インナ側端部外径に嵌合された別体の内輪構成部材５８とで構成されている。また、外輪部材５３の車両インナ側開口から泥水等が当該外輪部材５３の内径部に浸入するのを防止するためのカバー６５が車両インナ側端部に嵌め込まれることがあり、アンチロックブレーキやトラクションコントロール等の制御を行う場合、通常、このカバー６５の取付孔６５ａに車輪の回転数を検知するためのセンサ（図示せず）が取り付けられる。
このようなカバー６５は、従来より金型を用いて金属材料で作製されていたが、軽量化及び低コスト化を図るために、合成樹脂でカバー６５を作製することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−４４６６４号公報

前記合成樹脂製カバー６５は、常温において、外輪部材５３の内周面にぴったりと嵌め込まれているが、外輪部材５３を構成する材料（金属）とカバー６５を構成する合成樹脂とでは熱膨張率が異なるため、高温下においては、外輪部材５３とカバー６５の膨張量に差が生じ、その結果両者の接触面（嵌合面）に隙間ができることがある。そして、この隙間から軸受装置の内部に水が浸入し、当該軸受装置を構成する部品を腐食させる等のトラブルを生じ、軸受装置の性能を低下させるとともに、その寿命を短くするという問題がある。

本発明は、このような従来技術の有する問題を解消するためになされたものであり、内部への水の浸入を確実に防止し、その性能を長期に亘り維持することができる軸受装置を提供することを目的とする。

本発明の軸受装置は、内輪部材と、この内輪部材の外周に転動体を介して配設された外輪部材と、前記内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部に嵌め込まれた合成樹脂製カバーとを備えた車輪用軸受装置であって、
前記カバーの、内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部に嵌め込まれる部分に金属製リングの少なくとも一部が埋設されており、且つ、
前記カバーが、内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部の内周面に嵌め込まれており、前記リングの一部が、前記カバーの開口端から突出するとともに、先端が折り曲げられてフック部を形成しており、且つ、前記内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部の内周面に、前記フック部が係止し得る凹部が形成されていることを特徴としている。

本発明の軸受装置では、内輪部材又は外輪部材に嵌め込まれる部分のカバーに金属製リングを埋設している。この金属製リングは、高温下において伸長するが、金属製リングと、その周囲の部分（カバー）とは強固に付着しており、実質的に一体であるので、前記金属製リングの伸長とともに、カバーも、当該金属製リングの熱膨張率と同程度に伸長する。前記金属製リングの熱膨張率は、外輪部材のそれと近似した値であるので、外輪部材の伸長とカバーの伸長とは略同じになり、その結果両者の間に隙間が生じることがなくなる。したがって、高温下においても、軸受装置内部に水が浸入して当該軸受装置を構成する部品に腐食等のトラブルが発生するのが防止され、軸受装置の性能を長期に亘り維持することができる。

また、前記カバーが、内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部の内周面に嵌め込まれており、前記リングの一部が、前記カバーの開口端から突出するとともに、先端が折り曲げられてフック部を形成しており、且つ、前記内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部の内周面に、前記フック部が係止し得る凹部が形成されている。合成樹脂（カバー）と金属（内輪部材又は外輪部材）とでは大きな嵌合力を得ることができず、したがって大きな引抜力も得ることができないが、金属製リングの先端にフック部を形成し、このフック部を内輪部材又は外輪部材の内周面に形成した凹部に係止させることで、大きな引抜力を得ることができる。その結果、カバーが内輪部材又は外輪部材から容易に外れるのを防止することができる。

本発明の軸受装置は、内部への水の浸入を確実に防止し、その性能を長期に亘り維持することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の軸受装置の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る軸受装置を示しており、この軸受装置は、車両における従動輪側の車輪用軸受装置である。前記軸受装置は、車体取付フランジ１を介して車体側に固定されるとともに、その内周面に複列の外輪軌道面２を有する外輪部材３と、この外輪部材３の内径側において当該外輪部材３と同心に配置されるとともに、その外周面に複列の内輪軌道面４を有する内輪部材５と、前記外輪部材３及び内輪部材５の各軌道面２、４間に転動自在に介装された複列の転動体であるボール６とを備えている。前記内輪部材５は、ハブ輪７と、このハブ輪７の車両インナ側（図１において左側）端部外径に嵌合された別体の内輪構成部材８とで構成されている。ハブ輪７は、複列のボール６を介して、前記外輪部材３に回転自在に支持されている。

前記複列のボール６のうち、一方の列のボール６ａは、ハブ輪７の車両アウタ側（図１において右側）の外周面を内輪軌道面４ａとし、他方の列のボール６ｂは、前記内輪構成部材８の外周面を内輪軌道面４ｂとしている。各列のボール６ａ、６ｂは、保持器９によって円周方向に等間隔で保持されている。また、前記外輪部材３の内周面と、ハブ輪７及び内輪構成部材８からなる内輪部材５の外周面との間には、両部材間の軸受空間１０を車両アウタ側及び車両インナ側でそれぞれシールするためのシール部１１ａ、１１ｂが設けられている。

前記ハブ輪７の車両アウタ側端面には、車輪側に取り付けられる取付凹部１２が形成され、またハブ輪７の車両アウタ側の外周面には径方向外向きに拡径されたハブフランジ１３が形成されている。そして、前記ハブフランジ１３に圧入されたハブボルト１４を介してブレーキディスクロータ及び車輪（図示せず）が当該ハブフランジ１４に取り付けられる。
前記外輪部材３の車両インナ側端部の内周面には有底短円筒状のカバー１５が嵌め込まれており、このカバー１５には、車輪の回転速度を検出するためのセンサ（図示せず）を取り付けるためのセンサ取付部１６が形成されている。そして、内輪構成部材８の車両インナ側端部の外周面に設けられ、当該内輪構成部材８とともに回転するパルサーリング２０の磁性体を前記センサが検知することで車輪の回転速度が検出されるようになっている。

本実施の形態では、前記カバー１５の、外輪部材３の内周面に嵌め込まれる部分に金属製リング１７が完全に埋設されている。この金属製リング１７は、短円筒体形状を呈しており、例えばＳＰＣＣ等の圧延鋼板等の金属で作製されている。金属製リング１７の軸方向両端は、カバー１５を構成する強化ナイロン等の合成樹脂との付着力を高めるために、一方が外方に、他方が内方に折り曲げられている。この金属製リング１７は、軸受装置が高温下で使用される際に伸長するが、当該金属製リング１７と、その周囲の部分（カバー）とは強固に付着しており、実質的に一体である。このため、前記金属製リング１７の伸長とともに、カバー１５も、当該金属製リング１７の熱膨張率と同程度に伸長する。前記金属製リング１７の熱膨張率は、外輪部材３のそれと近似した値であるので、外輪部材３の伸長とカバー１５の伸長とは略同じになり、その結果両者が離れてそれらの間に隙間が生じることがなくなる。したがって、高温下においても、軸受装置内部に水が浸入して当該軸受装置を構成する部品に腐食等のトラブルが発生するのが防止され、軸受装置の性能を長期に亘り維持することができる。

図２は本発明の軸受装置の他の実施の形態の部分断面を示しており、この実施の形態では、金属製リング２７の一部がカバー２５に埋設されており、残りが前記カバー２５の開口端から突出するとともに、先端が折り曲げられてフック部２７ａを形成している。また、カバー２５が嵌め込まれる、前記外輪部材２３の内周面には、前記フック部２７ａが係止し得る凹部である環状の溝２８が形成されている。前記フック部２７ａの先端は、車両インナ側（図２のおいて左側）を向くように折り曲げられており、カバー２５を外輪部材２３に嵌める際には、その弾性により若干内径側に撓んで外輪部材３の内周面を摺動し、先端が前記環状の溝２８に達すると元の形状に戻り、当該溝２８内に係止する。合成樹脂（カバー）と金属（外輪部材）とでは大きな嵌合力を得ることができず、したがって大きな引抜力も得ることができないが、金属製リング２７の先端にフック部２７ａを形成し、このフック部２７ａ外輪部材３の内周面に形成した環状の溝２８に係止させることで、大きな引抜力を得ることができる。その結果、カバー２５が外輪部材２３から容易に外れるのを防止することができる。なお、前記フック部２７ａをカバー開口端の全周に亘り突出させずに、周方向において部分的に突出させることもできる。この場合、前記環状の溝２８に代えて、部分的に突出しているフック部２７ａに対応させて凹部ないしは溝を形成することもできる。

図３は本発明の軸受装置のさらに他の実施の形態の部分断面を示しており、この実施の形態では、カバー３５の開口端に、先端に行くにしたがい小径（外径が小さくなっていくこと）となるテーパ面３５ａが形成されており、且つ、当該カバー３５が嵌め込まれる外輪部材３３の軸方向一端部の外周面には前記テーパ面３５ａと密着し得るテーパ面３３ａが形成されている。このテーパ面３５ａの角度αは、本発明において特に限定されるものではない。カバー３５の開口端のテーパ面３５ａを外輪部材３３の外周面のテーパ面３３ａと接触させると、高温下において当該カバー３５が膨張する際、カバー３５のテーパ面３５ａは外輪部材３３のテーパ面３３ａを押圧し、両者は密着した状態になる。したがって、カバー３５と外輪部材３３との間に隙間が発生することはなく、軸受装置内部への水の浸入を防ぐことができる。一方、低温下においては、カバー３５が収縮するが、この場合は、カバー先端の筒状部分３５ｂの内周面（外輪部材３３の外周面と接触している面）が外輪部材３３の外周面を押圧するので、両者は密着した状態になる。したがって、低温下においてもカバー３５と外輪部材３３との間に隙間が発生することはなく、軸受装置内部への水の浸入を防ぐことができる。

図４は図３に示される軸受装置の他の形態の部分断面を示しており、この実施の形態では、カバー３５の引抜力を高めるために、カバー３５にフック部３５ｄを設け、このフック部３５ｄを外輪部材３３の内周面の溝３８に係止している。より詳細には、カバー３５の、前記外輪部材３の軸方向一端部の外周面に嵌め込まれる部分の内径側には、当該外輪部材３３の軸方向一端部の内周面に嵌め込まれる環状の内側突出部３５ｃが形成されている。また、前記外輪部材３３の内周面には、前記内側突出部３５ｃの先端に形成されたフック部３５ｄが係止し得る環状の溝３８が形成されている。前述したように、合成樹脂（カバー）と金属（外輪部材）とでは大きな嵌合力を得ることができず、したがって大きな引抜力も得ることができないが、外輪部材の内周面に嵌め込まれる内側突出部３５ｃをカバー３５に形成し、この内側突出部３５ｃ先端のフック部３５ｄを外輪部材３３の内周面に形成した環状の溝３８に係止させることで、大きな引抜力を得ることができる。その結果、カバー３５が外輪部材３３から容易に外れるのを防止することができる。なお、前記内側突出部３５ｃをカバー３５の全周に亘り形成せずに、周方向において部分的に形成することもできる。この場合、前記環状の溝３８に代えて、部分的に突出しているフック部３５ｄに対応させて凹部ないしは溝を形成することもできる。

図５は本発明の軸受装置の他の実施の形態の部分断面を示している。この実施の形態では、カバー４５の、外輪部材４３の軸方向一端部の内周面に嵌め込まれる部分の外周面に金属製リング４７が装着されており、この金属製リング４７と前記カバー４５との間にはゴム材料からなる緩衝層４８が設けられている。合成樹脂（カバー）と金属（外輪部材）とでは大きな嵌合力を得ることができず、したがって大きな引抜力も得ることができないため、これを補うために外輪部材の内周面に嵌め込まれるカバーの外周面に金属製リング４７が接着剤を用いて装着されている。この場合、高温と低温の温度サイクルが繰り返されると、カバー（合成樹脂）と金属製リングとでは熱膨張率が異なるので、接着剤による付着力が低下し両者の付着面に隙間ができ、この隙間から水が軸受装置内部に浸入することがある。しかしながら、この実施の形態では、金属製リング４７とカバー４５との間にゴム材料からなる緩衝層４８を設けることで、前記隙間の発生を防ぐことができる。すなわち、ゴム材料は合成樹脂よりも柔軟であるので、金属製リング４７とカバー４５の伸びの差（両者の熱膨張率の違いに起因する）を吸収して、金属製リング４７とカバー４５の間に隙間が生じるのを防止することができる。

前記緩衝層４８は、例えばアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴム材料で作製することができるが、軸受装置の使用温度域であれば高温及び低温のいずれにも耐えるという点より、ＮＢＲで作製するのが好ましい。緩衝層４８の厚さは、本発明において特に限定されるものではないが、あまり厚くすると緩衝層４８が弾性変形するので所定の嵌合力を得ることができず、一方薄くしすぎると金属製リング４７とカバー４５の伸びの差を吸収することができない。

図５に示される実施の形態では、外輪部材４３の内周面にカバー４５が嵌め込まれているが、カバー４５を外輪部材４３の外周面に嵌める構成であってもよい。この場合は、カバー４５の内周面に金属製リング４７が装着され、この金属製リング４７と前記カバー４５との間にゴム材料からなる緩衝層４８が設けられる。

なお、以上の実施の形態では、外輪部材にカバーが嵌め込まれているが、本発明はこれに限定されるものではなく、内輪部材にカバーが嵌め込まれる軸受装置にも適用することができる。また、図示したカバーにはセンサが取り付けられているが、センサ無しのタイプのカバーであってもよい。

本発明の軸受装置の一実施の形態の断面説明図である。 本発明の軸受装置の他の実施の形態の部分断面説明図である。 本発明の軸受装置のさらに他の実施の形態の部分断面説明図である。 図３に示される軸受装置の他の形態の部分断面説明図である。 本発明の軸受装置の他の実施の形態の部分断面説明図である。 従来の軸受装置の断面説明図である。

符号の説明

３外輪部材
５内輪部材
６ボール（転動体）
１５、２５、
３５、４５カバー
１７、２７、
４７金属製リング
２８、３８環状の溝
４８緩衝層

Claims (1)

1. 内輪部材と、この内輪部材の外周に転動体を介して配設された外輪部材と、前記内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部に嵌め込まれた合成樹脂製カバーとを備えた車輪用軸受装置であって、
   前記カバーの、内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部に嵌め込まれる部分に金属製リングの少なくとも一部が埋設されており、且つ、
   前記カバーが、内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部の内周面に嵌め込まれており、前記リングの一部が、前記カバーの開口端から突出するとともに、先端が折り曲げられてフック部を形成しており、且つ、前記内輪部材又は外輪部材の軸方向一端部の内周面に、前記フック部が係止し得る凹部が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。

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