特許 6982458 車輪用軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6982458

(24)【登録日】2021年11月24日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】車輪用軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/76 20060101AFI20211206BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/76 A

   F16C19/18

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-199680(P2017-199680)

(22)【出願日】2017年10月13日

(65)【公開番号】特開2019-74121(P2019-74121A)

(43)【公開日】2019年5月16日

【審査請求日】2020年9月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002217

【氏名又は名称】特許業務法人矢野内外国特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 寿範

(72)【発明者】

【氏名】中橋 功雄

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１７５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−６６３４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ３３／７２−３３／８２

Ｆ１６Ｃ １９／００−１９／５６，３３／３０−３３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周に形成された複列の外側転走面と、インナー側開口部の内周に形成されたカバーが嵌合されるカバー嵌合部とを有する外方部材と、
外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪を有し、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、
前記内側転走面と前記外側転走面との間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材のアウター側開口部に嵌合され、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側シール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記カバー嵌合部には、軸受内部の密閉空間の圧力をそれぞれ異なる圧力に設定する複数種のカバーから一のカバーが装着可能に構成されており、
前記外方部材は、前記カバー嵌合部のインナー側に形成された前記カバー嵌合部よりも大径のインナー側シール嵌合部を有し、
前記複数種のカバーは、外周に形成された前記カバー嵌合部に嵌合される嵌合部と、前記嵌合部のインナー側に形成された前記嵌合部よりも小径のシール支持部と、前記シール支持部に設けられ、前記インナー側シール嵌合部に嵌合されるインナー側シール部材と、を有する車輪用軸受装置。

【請求項2】

前記複数種のカバーは、その底面に前記内方部材のインナー側端部の形状に沿った形状の凹凸部がそれぞれ異なる形状に形成され、前記凹凸部の形状によって前記密閉空間を所望の大きさにするように構成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

【請求項3】

前記複数種のうち少なくとも一種のカバーは、前記ハブ輪のインナー側端部に形成されている凹みに底面が入り込むように形成されている請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車輪用軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。例えば、車輪用軸受装置は、車輪に接続される内方部材であるハブ輪が転動体を介して回転自在に支持されている。車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材の内部に封入されたグリースが漏出したり、内部に泥水や砂塵等の異物が入り込むことで錆が発生したりすることで転動体や軌道面が損傷し軸受寿命が短くなる。このため、車輪用軸受装置は、泥水や砂塵等の異物の入り込みを防止するために外方部材と内方部材との隙間にシール部材等を設けて密封性を向上させている。

【0003】

このような密封性を高めた車輪用軸受装置において、軸受内部と外部とに圧力差が生じることでシール部材のシールリップを摺動面に押さえつける力や、摺動面から離間させる力が生じる場合がある。そこで、外方部材（外輪）に通し孔が形成され、この通し孔にレギュレータが装着された車輪用軸受装置がある。レギュレータは、通し孔の内部に挿入され、通し孔の軸方向に移動可能な制御部材と、制御部材と通し孔の隙間を塞ぐとともに制御部材を摺動自在に支持する弾性部材とから構成されている。車輪用軸受装置は、外部の圧力の変動に応じてレギュレータの制御部材が移動することで外部と軸受内部の圧力差をゼロに保ちつつ、シール部材等によって泥水や砂塵等の異物が入り込みを防止することができる。例えば、特許文献１に記載の如くである。

【0004】

また、外輪に軸受内部（軸受内部空間）と外部（軸受外部空間）とを連通する少なくとも１個の連通孔が形成された車輪用軸受装置がある。車輪用軸受装置は、シール部材の嵌合による内部空間の圧力上昇を外部に逃がしている。連通孔の軸受外部空間側の開口位置は、インナー側（車輪用軸受装置を車体に取り付けた際の車体側）に位置する嵌合部に形成されている。嵌合部は、車体側のナックルに嵌め込まれて固定される部位である。このように構成することにより、車輪用軸受装置は、ナックルに固定されることで連通孔がナックルに封止されて軸受内部が密封される。例えば、特許文献２に記載の如くである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１９０９１０号公報

【特許文献2】特開２０１３−３２８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の車輪用軸受装置では、外方部材に形成された通し孔に移動する制御部材が挿入されている。このため、車輪用軸受装置は、通し孔に泥等が入り込むと制御部材の移動が阻害され、軸受内部の圧力が外部の圧力の変動に追従できずに圧力差が生じる可能性があった。また、車輪用軸受装置は、通し孔の内部で制御部材が移動する複雑な構成であるため気密性が低下する可能性があった。特許文献２に記載の車輪用軸受装置では、軸受内部の圧力がナックルに固定された際の外部の圧力に維持されるので、外部の圧力の変動によって、外部と内部とに圧力差が生じる可能性があった。

【0007】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、複数種のカバーから選択された一のカバーを装着することによって軸受内部の密閉空間の圧力を所望の大きさに設定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する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

即ち、第一の発明は、内周に形成された複列の外側転走面と、カバーが嵌合される嵌合部とを有する外方部材と、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪を有し、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、前記内側転走面と前記外側転走面との間に転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材のアウター側開口部に嵌合され、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側シール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、前記嵌合部には、軸受内部の密閉空間の圧力をそれぞれ異なる圧力に設定する複数種のカバーから一のカバーが装着可能に構成されているものである。

【0009】

第二の発明の車輪用軸受装置の前記複数種のカバーは、その底面に前記内方部材のインナー側端部の形状に沿った形状の凹凸部がそれぞれ異なる形状に形成され、前記凹凸部の形状によって前記密閉空間を所望の大きさするように構成されているものである。

【0010】

第三の発明の車輪用軸受装置の前記複数種のうち少なくとも一種のカバーは、前記ハブ輪のインナー側端部に形成されている凹みに底面が入り込むように形成されているものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0012】

即ち、第一の発明は、車輪用軸受装置の外方部材に複数種のカバーに対して共通する嵌合部が形成されているので、車輪用軸受装置の組立てが行われる環境に応じたカバーが外方部材の嵌合部に嵌合される。これにより、複数種のカバーから選択された一のカバーを装着することによって軸受内部の密閉空間の圧力を所望の大きさに設定することができる。

【0013】

第二の発明は、複数種のカバーから選択した一のカバーを共通する嵌合部を有する外方部材に嵌合させることで車輪用軸受装置全体の大きさやカバーが嵌合される外方部材の形状を変更することなく軸受内部の密閉空間の容積が管理される。これにより、複数種のカバーから選択された一のカバーを装着することによって軸受内部の密閉空間の圧力を所望の大きさに設定することができる。

【0014】

第三の発明は、内部空間に配置されているハブ輪等の構造物の形状を考慮して複数種のカバーを形成することで効率的に軸受内部の密閉空間の容積が管理される。これにより、複数種のカバーから選択された一のカバーを装着することによって軸受内部の密閉空間の圧力を所望の大きさに設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。

【図2】車輪用軸受装置の体構成を示す断面図。

【図3】車輪用軸受装置に常圧用のカバーが嵌合された状態を示す部分拡大断面図。

【図4】車輪用軸受装置に高圧用のカバーが嵌合された状態を示す部分拡大断面図。

【図5】車輪用軸受装置に常圧用のカバーが嵌合初期位置に嵌合された状態を示す部分拡大断面図。

【図6】車輪用軸受装置に高圧用のカバーが嵌合初期位置に嵌合された状態を示す部分拡大断面図。

【図7】車輪用軸受装置に軸受内部の圧力変化に対応したカバーが嵌合される様子を示す模式図。

【図8】車輪用軸受装置に常圧用のカバーが嵌合された際の軸受内部の圧力と外部の圧力との関係を示す部分拡大断面図。

【図9】車輪用軸受装置に高圧用のカバーが嵌合された際の軸受内部の圧力と外部の圧力との関係を示す部分拡大断面図。

【図10】（ａ）車輪用軸受装置の第二実施形態において軸受内部の圧力を略常圧にする場合のカバーの嵌合状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）同じく軸受内部の圧力を高圧に維持する場合のカバーの嵌合状態を示す部分拡大断面図。

【図11】車輪用軸受装置の外輪に形成されている係合溝とカバーに形成されている係合爪を示す部分拡大断面図、（ｂ）同じく外輪にカバーが嵌合され、係合溝に係合爪が係合されている状態を示す部分拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

【0017】

図１と図２とに示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５ａ（図２参照）、アウター側ボール列５ｂ（図２参照）、カバー６、カバー６に設けられている円環状のインナー側シール部材７（図２参照）、アウター側シール部材８（図２参照）を具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。

【0018】

図２に示すように、外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成されている。外輪２は、例えばＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪２のインナー側開口部２ａは、カバー６が嵌合可能に開口され、インナー側シール嵌合部２ｂとカバー嵌合部２ｃとが形成されている。外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面２ｄと、アウター側の外側転走面２ｅとが周方向に互いに平行になるように形成されている。インナー側の外側転走面２ｄとアウター側の外側転走面２ｅとには、例えば高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない車体側の部材（ナックル）に取り付けるための車体取り付けフランジ２ｆが一体に形成されている。外輪２のアウター側開口部２ｇには、アウター側シール部材８が嵌合可能に形成されている。

【0019】

外輪２のインナー側開口部２ａには、インナー側シール嵌合部２ｂとカバー嵌合部２ｃとが同一軸心上に形成されている。インナー側シール嵌合部２ｂは、インナー側シール部材７が嵌合される孔である。カバー嵌合部２ｃは、カバー６が嵌合される孔である。カバー嵌合部２ｃは、インナー側シール嵌合部２ｂのシール嵌合径よりも小さい所定の外径でインナー側シール嵌合部２ｂのアウター側端から所定の軸方向長さの孔として形成されている。つまり、外輪２のインナー側開口部２ａの内周には、外側（インナー側）から順に大径側のインナー側シール嵌合部２ｂと小径側のカバー嵌合部２ｃとが形成されている。

【0020】

内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、円柱状に形成されている。ハブ輪３は、例えばＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｅが設けられている。ハブ輪３には、外輪２のアウター側の外側転走面２ｅに対向するようにアウター側の内側転走面３ｃが形成されている。また、ハブ輪３には、車輪取り付けフランジ３ｂの基部側にアウター側シール部材８のリップ摺動面３ｄが形成されている。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が加締加工により固定されている。ハブ輪３のインナー側端には、径方向外側に拡大するように塑性変形された加締部３ｆおよび加締加工用の工具を挿入する凹みである工具挿入穴３ｇが形成されている。

【0021】

内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４は、例えばＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から構成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４は、圧入および加締加工によりハブ輪３の小径段部３ａに固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。ハブ輪３は、インナー側端部の内輪４の内側転走面４ａが外輪２のインナー側の外側転走面２ｄに対向し、アウター側の内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｅに対向するように配置されている。

【0022】

転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、例えばＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から構成され、ズブ焼入れにより芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４の内側転走面４ａと、外輪２のインナー側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３の内側転走面３ｃと、外輪２のアウター側の外側転走面２ｅとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

【0023】

車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているが、複列円錐ころ軸受等の軸受で構成されていてもよい。

【0024】

カバー６は、外輪２のインナー側開口部２ａを塞いで外部から泥水や砂塵等の異物の入り込みを防止するとともに、環境に応じて軸受内部の圧力を所望の大きさに設定するものである。ここで、車輪用軸受装置１における「環境に応じた軸受内部の圧力」とは、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気圧と車輪用軸受装置１が使用される地域の大気圧が異なる場合に、軸受内部の圧力と使用される地域の圧力との圧力差によってアウター側シール部材８のシール性が低下したり、ハブ輪３（内輪４）の回転抵抗が増大したりしないように軸受内部の圧力を調整することを言う。また、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域と使用される地域との大気圧に差がなくても組み立てられる地域の温度と使用される地域の温度との温度差によって軸受内部の圧力を調整することも含む。

【0025】

カバー６は、プレス加工によって底面を有する円筒状に形成されている。カバー６は、例えばフェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）から構成されている。カバー６は、嵌合部６ａ、シール支持部６ｂ、底部６ｃが一体に形成されている。シール支持部６ｂには、環状のインナー側シール部材７が設けられている。

【0026】

カバー６の円筒部分には、円筒状の嵌合部６ａとシール支持部６ｂとが同一軸心上に形成されている。嵌合部６ａは、外輪２のカバー嵌合部２ｃに嵌合される部分である。嵌合部６ａは、カバー６の開口側端部に円筒状に形成されている。嵌合部６ａは、インナー側開口部２ａのインナー側シール嵌合部２ｂよりも小さく、カバー嵌合部２ｃに圧入嵌合可能な外径および軸方向長さの円筒である。つまり、嵌合部６ａは、インナー側シール嵌合部２ｂに接触することなく、カバー嵌合部２ｃに圧入嵌合可能な外径および軸方向長さの円筒である。

【0027】

シール支持部６ｂは、インナー側シール部材７を支持する部分である。シール支持部６ｂは、嵌合部６ａと隣接する位置に径方向内側に延びる段部を介して円筒状に形成されている。つまり、シール支持部６ｂは、カバー６の外周面のうち任意の位置から軸方向で底部６ｃ側を嵌合部６ａよりも小さい外径に形成した円筒である。これにより、シール支持部６ｂは、カバー嵌合部２ｃの内周面との間にインナー側シール部材７を配置可能な空間を構成している。

【0028】

カバー６の底面である底部６ｃは、外輪２のインナー側開口部２ａを覆う部分である。底部６ｃは、シール支持部６ｂと隣接する位置に円盤状に形成されている。つまり、底部６ｃは、円筒状に形成されているカバー６の一方を塞ぐ底面を構成している。底部６ｃには、軸受内部の容積を調整する凹凸部として、カバー６の軸心を中心として円筒状に突出した凸部６ｄと、凸部６ｄの外径よりも小さい内径でカバー６の軸心を中心として円筒状に凹んだ凹部６ｅとが形成されている。つまり、底部６ｃには、所定の幅を有する円環状の凸部６ｄとその内側に円筒状の凹部６ｅとが形成されている。なお、本実施形態において、底部６ｃには、凹凸部である凸部６ｄと凹部６ｅとがそれぞれ一つ形成されているが、凹凸部として凸部６ｄと凹部６ｅとのうち少なくとも一つが形成されていればよく、複数の凸部６ｄと凹部６ｅとがそれぞれ形成されていてもよい。

【0029】

環状のインナー側シール部材７は、外輪２とカバー６との間の隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材７は、カバー６のシール支持部６ｂの外周面に加硫接着されている。つまり、インナー側シール部材７は、嵌合部６ａと隣接するようにして設けられている。インナー側シール部材７は、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムから構成されている。

【0030】

このようにして、カバー６は、外輪２のインナー側開口部２ａのカバー嵌合部２ｃに嵌合部６ａが嵌合されることで外輪２に固定されるとともにインナー側開口部２ａを密封している。また、カバー６に設けられているインナー側シール部材７は、インナー側シール嵌合部２ｂに密着されることで外輪２とカバー６との間の隙間を塞いでいる。

【0031】

アウター側シール部材８は、主に外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材８は、略円筒状に形成された芯金に、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる複数のシールリップが加硫接着されている。アウター側シール部材８は、外輪２のアウター側開口部２ｇに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄに複数のシールリップが油膜を介して接触または近接することでハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。これにより、アウター側シール部材８は、外輪２のアウター側開口部２ｇからの潤滑グリースの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の異物の入り込みを防止する。なお、アウター側シール部材８は、様々な仕様が存在しており、本実施形態の仕様に限定するものではない。また、インナー側シール部材７とアウター側シール部材８とは、芯金等にリップ等が加硫接着されているがそれ以外の接着方法でもよい。

【0032】

このように構成される車輪用軸受装置１には、ハブ輪３と内輪４とがインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間がカバー６で塞がれ、外輪２のアウター側開口部２ｇとハブ輪３との隙間がアウター側シール部材８で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からの潤滑グリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３と内輪４とが回転する。

【0033】

次に、図３から図６を用いて、車輪用軸受装置１にカバー６を嵌合することによる軸受内部の圧力について説明する。車輪用軸受装置１は、カバー６の底部６ｃに形成されている凸部６ｄと凹部６ｅとの形状が異なる常圧用のカバー６Ｌと高圧用のカバー６Ｈとのうちいずれか一方が選択されて外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されるものとする。カバー６Ｌとカバー６Ｈとの嵌合部であるインナー側開口部２ａは、カバー６Ｌとカバー６Ｈとに対して共通する嵌合部として形成されている。カバー６Ｌとカバー６Ｈとは、インナー側開口部２ａに対して同一の嵌合長さＦｌで嵌合されている。すなわち、カバー６Ｌとカバー６Ｈとは、車輪用軸受装置１に対して同一の位置関係で嵌合されている。嵌合長さＦｌは、カバー６がインナー側開口部２ａを密閉している初期の状態である初期嵌合位置Ｐ１からインナー側開口部２ａへの圧入が完了した位置である最終嵌合位置Ｐ２までの長さを言う（図３から図６参照）。

【0034】

図３に示すように、常圧用のカバー６Ｌは、嵌合によって上昇する車輪用軸受装置１の軸受内部の圧力を外部の大気圧に近似する所定値（以下、単に「常圧基準値」と記す）以下に設定するものである。カバー６Ｌは、最終嵌合位置Ｐ２に嵌合されている状態において、底部６ｃに形成されている凸部６ｄがハブ輪３の加締部３ｆの形状に沿うように形成されている。一方、カバー６Ｌは、底部６ｃに凹部６ｅ（図２参照）が形成されていない。つまり、カバー６Ｌは、底部６ｃに円筒状に突出した凸部６ｄのみが形成されている。カバー６Ｌは、凸部６ｄの内部（軸受内部側）に加締部３ｆが配置されている。凸部６ｄのアウター側面と加締部３ｆのインナー側面との間には、幅ＷＬｆの隙間が構成されている。凸部６ｄのアウター側面と工具挿入穴３ｇのインナー側面との間には、幅ＷＬｇの隙間が構成されている。

【0035】

図４に示すように、高圧用のカバー６Ｈは、嵌合によって上昇する車輪用軸受装置１の軸受内部の圧力を外部の大気圧よりも高い所定値の範囲（以下、単に「高圧下限値から高圧上限値」と記す）の範囲に設定するものである。カバー６Ｈは、最終嵌合位置Ｐ２に嵌合されている状態において、底部６ｃに形成されている凸部６ｄと凹部６ｅとがハブ輪３の加締部３ｆと工具挿入穴３ｇの形状に沿うように形成されている。カバー６Ｈは、凸部６ｄの内部（軸受内部側）に加締部３ｆが配置されている。凸部６ｄのアウター側面と加締部３ｆのインナー側面との間には、互いに接触しない程度（例えば２ｍｍ程度）の幅ＷＨｆの隙間が構成されている。また、カバー６Ｈは、凹部６ｅが工具挿入穴３ｇの内部に入り込むように配置されている。凹部６ｅのアウター側面と工具挿入穴３ｇのインナー側面との間には、互いに接触しない程度（例えば１ｍｍ程度）の幅ＷＨｇの隙間が構成されている。

【0036】

図５と図６とに示すように、車輪用軸受装置１は、初期嵌合位置Ｐ１にカバー６Ｌとカバー６Ｈとのうちいずれか一方が選択的に嵌合されることで、カバー６Ｌ、外輪２、ハブ輪３、内輪４およびアウター側シール部材８で囲まれている空間である密閉空間ＳＬと（図５薄墨部分参照）、カバー６Ｈ、外輪２、ハブ輪３、内輪４およびアウター側シール部材８で囲まれている空間である密閉空間ＳＨ（図６薄墨部分参照）の容積が変更される。
図６に示すように、車輪用軸受装置１にカバー６Ｈが嵌合されている場合の密閉空間ＳＨの容積は、車輪用軸受装置１にカバー６Ｌが嵌合されている場合の密閉空間ＳＬの容積に比べて、カバー６Ｈの凸部６ｄの軸方向視での投影面積と凸部６ｄの隙間の差（幅ＷＬｆ−幅ＷＨｆ）の積と、カバー６Ｈの凹部６ｅの軸方向視での投影面積と凹部６ｅの隙間の差（幅ＷＬｇ−幅ＷＨｇ）との合計値だけ小さい。

【0037】

車輪用軸受装置１は、カバー６Ｌまたはカバー６Ｈが最終嵌合位置Ｐ２まで嵌合されることで密閉空間ＳＨまたは密閉空間ＳＬが同じ容積分だけ圧縮される。車輪用軸受装置１の最終嵌合位置Ｐ２にカバー６Ｈまたはカバー６Ｈが嵌合されている場合の軸受内部の圧力は、ボイルの法則より、密閉空間ＳＨにまたは密閉空間ＳＬに対する圧縮された容積の割合が大きいほど高くなる。つまり、車輪用軸受装置１の最終嵌合位置Ｐ２にカバー６Ｈが嵌合されている場合の軸受内部の圧力は、車輪用軸受装置１の最終嵌合位置Ｐ２に終嵌合位置にカバー６Ｌが嵌合されている場合の軸受内部の圧力よりも高くなる。このように、車輪用軸受装置１は、密閉空間ＳＨにまたは密閉空間ＳＬを構成するカバー６の凸部６ｄと凹部６ｅとの形状を変更することで、カバー６Ｈとカバー６Ｌとが軸受内部の密閉空間ＳＨにまたは密閉空間ＳＬの圧力をそれぞれ異なる圧力に設定する複数種のカバーとして構成される。また、車輪用軸受装置１は、カバー６Ｈとカバー６Ｌとから一のカバーを選択して嵌合することで軸受内部の圧力を所望の圧力に設定することができる。なお、本実施形態において、複数種のカバーは、カバー６Ｈとカバー６Ｌとから構成されているが、凸部６ｄと凹部６ｅとの形状が異なる３つ以上のカバーから構成されていてもよい。

【0038】

次に、図７から図９を用いて、例えば大気圧が略１気圧である標高（例えば標高１００ｍ未満）の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合と、例えば大気圧が１気圧よりも低い標高（例えば標高３０００ｍ）の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合におけるカバー６Ｈまたはカバー６Ｌによる軸受内部の圧力の設定について具体的に説明する。本実施形態において、車輪用軸受装置１は、例えば大気圧が略１気圧である標高（例えば標高１００ｍ未満）の地域で使用されるものとする。すなわち、車輪用軸受装置１は、軸受内部の圧力が使用される地域の大気圧と同じ略１気圧になるように組み立てることで、使用時にアウター側シール部材８のシールリップを摺動面に押さえつける力や、摺動面から離間させる力の発生を抑制することができる。

【0039】

図７に示すように、車輪用軸受装置１は、大気圧が略１気圧である標高の地域（低地）で組み立てられる場合に低地用のカバー６Ｌが用いられ、大気圧が１気圧よりも低い標高の地域（高地）で組み立てられる場合に高地用のカバー６Ｈが用いられる。また、車輪用軸受装置１は、使用される地域の温度よりも低い温度の地域で組み立てられる場合に低温用のカバー６Ｌが用いられ、使用される地域の温度よりも高い温度の地域で組み立てられる場合に高温用のカバー６Ｈが用いられる。さらに、車輪用軸受装置１は、使用される地域と組み立てられる地域が同一の地域環境において、組み立て時の温度が平均気温よりも低い温度（例えば冬季）の場合に低温用のカバー６Ｌが用いられ、組み立て時の温度が平均気温よりも高い温度（例えば夏季）の場合に高温用のカバー６Ｈが用いられる。

【0040】

図８に示すように、大気圧が略１気圧（黒塗矢印参照）である標高の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域と使用される地域との大気圧が略同一であるため、車輪用軸受装置１は、カバー６の嵌合によって軸受内部の圧力が大きく高まらないように組み立てを行う必要がある。従って、大気圧が略１気圧である標高の地域で組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が常圧基準値以下になるカバー６Ｌが選択される。

【0041】

さらに、使用される地域の温度よりも低い温度の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気密度が使用される地域の大気密度よりも高い。または、使用される地域と組み立てられる地域が同一の地域環境において、組み立て時の温度が平均気温よりも低い温度の場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる時期の大気密度が他の時期の大気密度よりも高い。車輪用軸受装置１は、カバー６の嵌合によって軸受内部の圧力が大きく高まらないように組み立てを行う必要がある。従って、使用される地域の温度よりも低い温度の地域または低い温度の時期に組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が常圧基準値以下になるカバー６Ｌが選択される。

【0042】

車輪用軸受装置１は、カバー６Ｌの嵌合部６ａがインナー側シール嵌合部２ｂの内周面に接触することなく外輪２のカバー嵌合部２ｃに向かって軸方向に移動される（白塗矢印参照）。カバー６Ｌは、嵌合部６ａの端部が外輪２のカバー嵌合部２ｃのインナー側端に到達すると、初期嵌合位置Ｐ１であるカバー嵌合部２ｃのインナー側端に嵌合され、密閉空間ＳＬを構成する（図５参照）。更にカバー６Ｌは、軸方向アウター側に向かって嵌合長さＦｌだけ挿入され、最終嵌合位置Ｐ２に到達する。車輪用軸受装置１は、カバー６Ｌが最終嵌合位置Ｐ２に嵌合されることで軸受内部（薄墨部分参照）の圧力が上昇するが、凸部６ｄの形状より軸受内部の圧力が常圧基準値以下に設定されている（濃い薄墨矢印参照）。

【0043】

図９に示すように、大気圧が１気圧よりも低い（黒塗矢印参照）標高（例えば標高３０００ｍ）の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気圧が使用される地域の大気圧よりも低いため、車輪用軸受装置１は、カバー６の嵌合によって軸受内部の圧力が所定の範囲内まで高くなるように組み立てを行う必要がある。従って、大気圧が１気圧よりも低い標高の地域で組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が高圧下限値以上、高圧上限値以下になるカバー６Ｈが選択される。

【0044】

さらに、使用される地域の温度よりも高い温度の地域で車輪用軸受装置１が組み立てられる場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる地域の大気密度が使用される地域の大気密度よりも低い。または、使用される地域と組み立てられる地域が同一の地域環境において、組み立て時の温度が平均気温よりも高い温度の場合、車輪用軸受装置１が組み立てられる時期の大気密度が他の時期の大気密度よりも低い。車輪用軸受装置１は、カバー６の嵌合によって軸受内部の圧力が所定の範囲内まで高くなるように組み立てを行う必要がある。従って、使用される地域の温度よりも高い温度の地域または高い温度の時期に組み立てられる車輪用軸受装置１には、嵌合による軸受内部の圧力上昇が高圧下限値以上、高圧上限値以下になるカバー６Ｈが選択される。

【0045】

車輪用軸受装置１は、カバー６Ｈの嵌合部６ａがインナー側シール嵌合部２ｂの内周面に接触することなく外輪２のカバー嵌合部２ｃに向かって軸方向に移動される（白塗矢印参照）。カバー６Ｈは、嵌合部６ａの端部が外輪２のカバー嵌合部２ｃのインナー側端に到達すると、初期嵌合位置Ｐ１であるカバー嵌合部２ｃのインナー側端に嵌合され、密閉空間ＳＨを構成する（図６参照）。更にカバー６Ｌは、軸方向アウター側に向かって嵌合長さＦｌだけ挿入され、最終嵌合位置Ｐ２に到達する。車輪用軸受装置１は、カバー６Ｈが最終嵌合位置Ｐ２に嵌合されることで軸受内部（薄墨部分参照）の圧力が上昇するが、凸部６ｄの形状より軸受内部の圧力が高圧下限値以上、高圧上限値以下に設定されている（濃い薄墨矢印参照）。これにより、車輪用軸受装置１は、使用地域の大気圧に応じて、カバー６Ｌまたはカバー６Ｈを選択的に嵌合されることで軸受内部の圧力と使用地域での大気圧との圧力差が許容値内に収まり、シール部材のシールリップを摺動面に押さえつける力や、摺動面から離間させる力によるシールリップの摩耗や回転トルクの上昇が抑制される。

【0046】

このように構成することで、車輪用軸受装置１は、組立てが行われる環境に応じて所定の形状に形成されたカバー６Ｌまたはカバー６Ｈを選択して外輪２に嵌合させることで、初期嵌合位置Ｐ１での軸受内部の密閉空間ＳＬ・ＳＨの容積と最終嵌合位置Ｐ２での軸受内部の容積とが管理される。つまり、車輪用軸受装置１の全体の大きさやカバー６が嵌合される外輪２の形状を変更することなく軸受内部の密閉空間ＳＬ・ＳＨの容積が管理される。カバー６Ｌまたはカバー６Ｈは、車輪用軸受装置１の内部空間に配置されているハブ輪３等の構造物の形状を考慮して形成されているので効率的に軸受内部の密閉空間ＳＬ・ＳＨの容積が管理される。これにより、簡単な構造で軸受内部の圧力を所望の大きさに設定することができる。

【0047】

なお、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３等の形状に沿ってカバー６が形成されているが、カバー６Ｌ・６Ｈの形状に沿ってハブ輪３を形成してもよい。つまり、車輪用軸受装置１は、カバー６Ｌ・６Ｈの形状およびカバー６Ｌ・６Ｈの最終嵌合位置Ｐ２を一定として、ハブ輪３のインナー側の形状を変更して軸受内部の容積を調整することで軸受内部を所望の圧力に設定してもよい。

【0048】

次に、図１０と図１１とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置９について説明する。なお、以下の各実施形態に係る車輪用軸受装置９は、図１から図９に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

【0049】

図１０を用いて、車輪用軸受装置９にカバー６を嵌合することによる軸受内部の圧力について説明する。車輪用軸受装置９は、カバー６が外輪２のインナー側開口部２ａに定められている最終嵌合位置Ｐ３と最終嵌合位置Ｐ４とのうちいずれか一方に嵌合されているものとする。すなわち、カバー６は、車輪用軸受装置９の軸受内部が所望の圧力になる最終嵌合位置に嵌合されている。嵌合長さＦ３は、カバー６がインナー側開口部２ａを密閉している初期の状態である初期嵌合位置Ｐ１から最終嵌合位置Ｐ３までの長さであり（図１０（ａ）参照）、嵌合長さＦ４は、初期嵌合位置Ｐ１から最終嵌合位置Ｐ４までの長さである（図１０（ｂ）参照）。

【0050】

図１０（ａ）に示すように、車輪用軸受装置９の最終嵌合位置Ｐ３は、カバー６の嵌合によって上昇する車輪用軸受装置９の軸受内部の圧力を常圧基準値以下に設定する位置である。大気圧が略１気圧（黒塗矢印参照）である標高の地域で車輪用軸受装置９が組み立てられる場合、車輪用軸受装置９が組み立てられる地域と使用される地域との大気圧が略同一であるため、車輪用軸受装置９は、嵌合による軸受内部の圧力上昇が常圧基準値以下になる最終嵌合位置Ｐ３にカバー６が嵌合される。カバー６は、嵌合部６ａの端部が外輪２のカバー嵌合部２ｃのインナー側端に到達すると、初期嵌合位置Ｐ１であるカバー嵌合部２ｃのインナー側端に嵌合される。更にカバー６Ｌは、軸方向アウター側に向かって嵌合長さＦ３だけ挿入され、軸受内部の圧力が常圧基準値以下で維持されている最終嵌合位置Ｐ３に嵌合される。

【0051】

図１０（ｂ）に示すように、車輪用軸受装置９の最終嵌合位置Ｐ４は、カバー６の嵌合によって上昇する車輪用軸受装置９の軸受内部の圧力を高圧下限値から高圧上限値の範囲に設定するものである。大気圧が１気圧よりも低い（黒塗矢印参照）標高の地域で車輪用軸受装置９が組み立てられる場合、車輪用軸受装置９が組み立てられる地域の大気圧が使用される地域の大気圧よりも低いため、車輪用軸受装置９は、嵌合による軸受内部の圧力上昇が高圧下限値以上、高圧上限値以下になる最終嵌合位置Ｐ４にカバー６が嵌合される。カバー６は、嵌合部６ａの端部が外輪２のカバー嵌合部２ｃのインナー側端に到達すると、初期嵌合位置Ｐ１であるカバー嵌合部２ｃのインナー側端に嵌合される。更にカバー６は、軸方向アウター側に向かって嵌合長さＦ４だけ挿入され、軸受内部の圧力が高圧下限値以上、高圧上限値以下で維持されている最終嵌合位置Ｐ４に嵌合される。

【0052】

このように構成することで、車輪用軸受装置９は、カバー６の嵌合長さを変更することで軸受内部の圧力を設定することができる。つまり、車輪用軸受装置９は、カバー６を最終嵌合位置Ｐ３と最終嵌合位置Ｐ４とのうちいずれか一方に嵌合させて嵌合長さを変更することで軸受内部の圧力を環境に応じた所望の圧力に設定することができる。また、車輪用軸受装置９は、組立てが行われる環境に応じて所定の最終嵌合位置にカバーを選択的に嵌合させることで、車輪用軸受装置９の全体の大きさやカバー６が嵌合される外輪２の形状を変更することなく軸受内部の圧力を環境に応じた所望の圧力に設定することができる。

【0053】

さらに、図１１（ａ）に示すように、最終嵌合位置を変更することで軸受内部の嵌合長さが減少し、嵌合力だけでカバー６の抜け耐力を確保できない場合、車輪用軸受装置９は、外輪２にカバー６が係合されて嵌合力を補うように構成されている。車輪用軸受装置９は、外輪２のインナー側開口部２ａに円環状の係合溝２ｈが形成され、カバー６Ｌの嵌合部６ａに径方向外側へ向かって円環状に突出したかえりである係合爪６ｆが形成されている。図１０（ｂ）に示すように、車輪用軸受装置９は、インナー側開口部２ａにカバー６が挿入されて最終嵌合位置Ｐ３に到達すると、係合溝２ｈに係合爪６ｆが係合される。車輪用軸受装置９は、カバー６の嵌合力不足による抜けを防止することができる。

【0054】

本願における車輪用軸受装置１・９は、内方部材として一つの内輪４が嵌合されたハブ輪３を備え、取付フランジを有している外方部材である外輪２と内方部材である内輪４とハブ輪３の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第３世代構造としているが、取付フランジを有している外方部材である外輪２と内方部材である一対の内輪４とで構成され、この一対の内輪４がハブ輪３の外周に嵌合される内輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。

【0055】

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。

【符号の説明】

【0056】

１、９ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ａ インナー側開口部
２ｂ インナー側シール嵌合部
２ｃ カバー嵌合部
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
４ 内輪
５ａ インナー側ボール列
５ｂ アウター側ボール列
６ カバー
８ アウター側シール部材
ＳＬ、ＳＨ 密閉空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】