(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】
(24)【登録日】2022-10-03
(45)【発行日】2022-10-12
(54)【発明の名称】ハブユニット軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 33/80 20060101AFI20221004BHJP
F16C 19/18 20060101ALI20221004BHJP
B60B 35/18 20060101ALI20221004BHJP
【FI】
F16C33/80
F16C19/18
B60B35/18 C
(21)【出願番号】P 2019025305
(22)【出願日】2019-02-15
【審査請求日】2021-10-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000811
【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高梨 晴美
(72)【発明者】
【氏名】河井 慎
(72)【発明者】
【氏名】若林 達男
【審査官】藤村 聖子
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-150972(JP,A)
【文献】特開2013-231470(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16C 33/80
F16C 19/18
B60B 35/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するとともに回転フランジを有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の転動体と、
前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する空間の軸方向外側開口を塞ぐ、弾性材製のシール部を有する外側密封部材と、
を備え、
前記回転フランジは、軸方向内側面の径方向中間部に設けられた径方向外側を向いた段差面と、軸方向内側面の径方向内側部に設けられたシール摺接面と、前記段差面と前記シール摺接面とをつなぐ稜部と、を有しており、
前記シール部は、シール基部と、前記シール基部から軸方向外側に向けて延出し、先端部を前記シール摺接面に全周にわたり摺接させたシールリップと、前記シールリップよりも径方向外側に配置され、前記シール基部から軸方向外側に向けて延出し、先端部を前記段差面に近接対向させたラビリンスリップと、を有している、
ハブユニット軸受であって、
前記稜部、及び、前記ラビリンスリップの内周面と前記シール基部の軸方向外側面とをつなぐ隅角部が、前記ハブが前記外輪に対して傾斜する場合の傾斜中心を中心とする同一円弧上に配置されている、
ハブユニット軸受。
【請求項2】
前記傾斜中心を中心として前記稜部及び前記隅角部をそれぞれ通る第1円弧の半径をrBとし、前記稜部から前記隅角部までの前記第1円弧の円弧長さをmBとし、
前記傾斜中心を中心として前記ラビリンスリップの内周面の先端縁及び前記段差面をそれぞれ通る第2円弧の半径をrAとし、前記ラビリンスリップの内周面の先端縁から前記段差面までの前記第2円弧の円弧長さをmAとした場合に、
mA/rA≧mB/rBの関係を満たす、
請求項1に記載したハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車の車輪及び制動用回転体を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受は、泥水が直接跳ねかかる環境で使用されるため、ハブユニット軸受には高度な密封性能が要求される。一方、ハブユニット軸受に対しては、自動車の燃費を抑える面から回転トルクを低く抑えることが求められている。
【0003】
ハブユニット軸受は、懸架装置に支持された外輪の内径側に、複数の転動体を介して、車輪を固定したハブを回転自在に支持している。転動体が設置された空間には、グリースなどの潤滑剤を封入し、該空間の開口部を密封部材により塞いでいる。このため、密封部材の性能が、ハブユニット軸受に対して要求される密封性能や低トルク化などの性能に与える影響は大きくなる。そこで、ハブユニット軸受に組み込む密封部材として、転動体が設置された空間に近い側(内部側)のシールリップ(摺接リップ)と、転動体が設置された空間から遠い側(外部側)のラビリンスリップ(非摺接リップ)とを備えた、多重リップシール構造の密封部材を使用することが考えられている。
【0004】
図6及び
図7は、特開2018-162834号公報(特許文献1)に記載された、従来構造のハブユニット軸受1を示している。
ハブユニット軸受1は、使用状態で回転しない外輪2と、使用状態で回転するハブ3と、複数個の転動体4と、内側密封部材5と、外側密封部材6とを備えている。
なお、ハブユニット軸受1に関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる
図6及び
図7の左側であり、軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる
図6及び
図7の右側である。
【0005】
外輪2は、内周面に複列の外輪軌道7a、7bを有するとともに、軸方向両側に隣接する部分よりも径方向外方に突出した静止フランジ8を有している。外輪2は、静止フランジ8をナックル9に固定するため、使用状態で回転しない。
【0006】
ハブ3は、外輪2の内径側に外輪2と同軸に配置されており、ハブ輪10と内輪11とを組み合わせて構成されている。ハブ輪10は、内輪11を外嵌保持する軸部材であり、軸部12と、回転フランジ13とを有している。軸部12は、ハブ輪10の軸方向内側部から軸方向中間部にわたる範囲に設けられている。軸部12は、その軸方向内側部に内輪11を外嵌するための小径段部14を有しており、その軸方向中間部の外周面に外側列の内輪軌道15aを有している。回転フランジ13は、軸部12の軸方向外側に隣接するハブ輪10の軸方向外側部から径方向外方に伸長しており、略円輪形状を有している。車輪及び制動用回転体は、複数のスタッド16を利用して、回転フランジ13に結合固定される。内輪11は、ハブ輪10の小径段部14に外嵌されており、外周面に内側列の内輪軌道15bを有している。
【0007】
保持器17により転動自在に保持された転動体4は、複列の外輪軌道7a、7bと複列の内輪軌道15a、15bとの間に配置されている。また、外輪2の内周面とハブ3の外周面との間に存在し、かつ、複数の転動体4が設置された環状の空間18には、図示しないグリースを封入している。そして、空間18に封入したグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、泥水などの異物が空間18に侵入することを防止するために、空間18の軸方向内側開口を内側密封部材5により塞ぎ、かつ、空間18の軸方向外側開口を外側密封部材6により塞いでいる。
【0008】
外側密封部材6は、
図7に示すように、外輪2の軸方向外端部に内嵌されている。外側密封部材6は、全体が円環状に構成されており、金属板製の外側芯金19と、外側芯金19により補強された弾性材製の外側シール部20とを備えている。
【0009】
外側シール部20は、弾性材製で、外側芯金19の表面を覆うように外側芯金19に固定されたシール基部21と、シール基部21からそれぞれ延出した3本のシールリップ22a~22cと2本のラビリンスリップ23a、23bとを有している。ラビリンスリップ23a、23bは、シールリップ22a~22cよりも空間18から遠い側(外部側)に配置されている。
【0010】
シールリップ22a~22cのうちで、径方向外側に配置された2本のシールリップ22a、22bは、それぞれの先端縁を回転フランジ13の軸方向内側面の径方向内側部に摺接させている。このために、回転フランジ13の軸方向内側面の径方向内側部には、研削砥石を用いた仕上加工などを施して、シール摺接面24を形成している。シール摺接面24の径方向外側に隣接する、回転フランジ13の軸方向内側面の径方向中間部には、径方向外側を向いた段差面25が設けられている。なお、段差面25は、一般に仕上加工が施されておらず鍛造面のままである。最も径方向内側に配置されたシールリップ22cは、その先端縁を軸部12の軸方向外端部の外周面に摺接させている。
【0011】
径方向外側に配置されたラビリンスリップ23aは、庇リップと呼ばれるもので、段差面25に沿って伸長し、先端部の内周面を段差面25に近接対向させている。また、径方向内側に配置されたラビリンスリップ23bは、その先端面をシール摺接面24に近接対向させている。
【0012】
上述した従来構造のハブユニット軸受1は、ラビリンスリップ23a、23bを、シールリップ22a~22cよりも空間18から遠い側に配置しているため、外側密封部材6による摺接トルク(シールトルク)を上昇させることなく、泥水や塵芥などの異物がシールリップ22a~22cにまで到達することを抑制できる。したがって、密封性能の確保と低トルク化との両立を図りやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
ハブユニット軸受は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するために用いられるため、車輪に加わる路面反力をモーメント荷重(
図6中の矢印Mを参照)として支承する。したがって、ハブユニット軸受の使用時には、車輪が固定されたハブが懸架装置に固定された外輪に対し、両列の転動体の軸方向中央部を通る中心線(
図6中のCLを参照)と外輪の中心軸(
図6中のO
2を参照)との交点である傾斜中心(
図6中のTs点を参照、及びその近傍)を中心として傾斜する。外輪に対するハブの傾き(相対傾き)は、たとえば自動車の旋回走行時に、車輪に対し大きな旋回外側荷重が入力された場合に、特に大きくなる。
【0015】
特開2018-162834号公報(特許文献1)に記載された、
図6に示す従来構造のハブユニット軸受1では、車輪に大きな旋回荷重が入力されるなどすると、例えば矢印Mで示すモーメント荷重が作用する。この際、外輪2に対するハブ3の傾きが大きくなると、
図6中の一点鎖線Yで囲まれた領域(拡大図は
図7)では、径方向外側に配置されたラビリンスリップ23aの先端部が段差面25に接触する、又は/及び、径方向内側に配置されたラビリンスリップ23bの先端面がシール摺接面24に接触する可能性がある。このため、外側密封部材6による摺接トルクが上昇し、ハブ3の回転トルクを上昇させる。特に、段差面25は、仕上加工が施されていない鍛造面であるため、ラビリンスリップ23aの先端部が段差面25に接触した場合には、ハブ3の回転トルクを大きく上昇させるだけでなく、ラビリンスリップ23aに異常摩耗を生じさせ、外側密封部材6の密封性能を低下させる可能性がある。
【0016】
本発明は、上述のような事情に鑑みて、ハブが外輪に対して傾斜した場合にも、ラビリンスリップの損傷を防止でき、外側密封部材の密封性能が低下することを抑制できる、ハブユニット軸受の構造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】
【0017】
本発明のハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、複数の転動体と、外側密封部材とを備えている。
前記外輪は、内周面に外輪軌道を有している。
前記ハブは、外周面に内輪軌道を有するとともに回転フランジを有している。
前記複数の転動体は、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置されている。
前記外側密封部材は、弾性材製のシール部を有しており、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する空間の軸方向外側開口を塞ぐ。
また、前記回転フランジは、軸方向内側面の径方向中間部に設けられた径方向外側を向いた段差面と、軸方向内側面の径方向内側部に設けられたシール摺接面と、前記段差面と前記シール摺接面とをつなぐ稜部(角部)とを有している。
また、前記シール部は、シール基部と、前記シール基部から軸方向外側に向けて延出し、先端部を前記シール摺接面に全周にわたり摺接させたシールリップと、前記シールリップよりも径方向外側に配置され、前記シール基部から軸方向外側に向けて延出し、先端部を前記段差面に近接対向させたラビリンスリップとを有している。
【0018】
特に本発明のハブユニット軸受では、前記稜部、及び、前記ラビリンスリップの内周面と前記シール基部の軸方向外側面とをつなぐ隅角部を、前記ハブが前記外輪に対して傾斜する場合の傾斜中心を中心とする同一円弧上に配置している。
【0019】
本発明のハブユニット軸受では、前記傾斜中心を中心として前記稜部及び前記隅角部をそれぞれ通る第1円弧の半径をrBとし、前記稜部から前記隅角部までの前記第1円弧の円弧長さをmBとし、前記傾斜中心を中心として前記ラビリンスリップの内周面の先端縁及び前記段差面をそれぞれ通る第2円弧の半径をrAとし、前記ラビリンスリップの内周面の先端縁から前記段差面までの前記第2円弧の円弧長さをmAとした場合に、mA/rA≧mB/rBの関係を満たすように、各部の寸法を規制することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明のハブユニット軸受によれば、ハブが外輪に対して傾斜した場合にも、ラビリンスリップの損傷を防止でき、外側密封部材の密封性能が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】
図1は、実施の形態の第1例にかかるハブユニット軸受の断面図である。
【
図3】
図3は、第1比較例の構造を示す、
図2に相当する図であって、外輪を省略して示す図である。
【
図4】
図4は、第2比較例の構造を示す、
図2に相当する図であって、外輪を省略して示す図である。
【
図5】
図5は、実施の形態の第2例を示す、
図2に相当する図であって、外輪を省略して示す図である。
【
図6】
図6は、ハブユニット軸受の従来構造の1例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
[実施の形態の第1例]
実施の形態の第1例について、
図1~
図4を用いて説明する。
本例のハブユニット軸受1aは、使用状態で回転しない外輪2aと、使用状態で車輪及びディスク、ドラムなどの制動用回転体とともに回転するハブ3aと、複数個の転動体4と、内側密封部材5aと、外側密封部材6aとを備えている。
なお、ハブユニット軸受1aに関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる
図1~
図4の左側であり、軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる
図1~
図4の右側である。
【0023】
外輪2aは、S53Cなどの中炭素鋼製で、略円筒形状を有している。外輪2aの軸方向中間部には、懸架装置のナックルに結合される静止フランジ8aを有している。外輪2aの内周面には、複列の外輪軌道7c、7dを有している。
【0024】
ハブ3aは、外輪2aの内径側に外輪2aと同軸に配置されており、S53Cなどの中炭素鋼製のハブ輪10aと、SUJ2などの高炭素クロム鋼製の内輪11aとを組み合わせて構成されている。ハブ3aの外周面には、複列の外輪軌道7c、7dと対向する部分に、複列の内輪軌道15c、15dが設けられている。
【0025】
ハブ輪10aは、内輪11aを外嵌保持する軸部材であり、軸部12aと、回転フランジ13aと、パイロット部26とを有している。また、本例のハブユニット軸受1aは、駆動輪用であるため、ハブ輪10aは、図示しない駆動軸部材を構成するスプライン軸をスプライン係合させるためのスプライン孔27を有している。スプライン孔27は、ハブ輪10aの径方向中心部を軸方向に貫通するように設けられている。ただし、本発明は、従動輪用のハブユニット軸受にも適用可能である。従動輪用のハブユニット軸受に適用する場合には、ハブ輪として中実状のものを使用することができる。
【0026】
軸部12aは、ハブ輪10aの軸方向内側部から軸方向中間部にわたる範囲に設けられている。軸部12aは、その軸方向内側部に内輪11aを外嵌するための小径段部14aを有しており、その軸方向中間部の外周面に外側列の内輪軌道15cを有している。
【0027】
回転フランジ13aは、ハブ輪10aのうち、外輪2aの軸方向外端部よりも軸方向外側に位置する部分から径方向外方に突出しており、略円輪形状を有している。回転フランジ13aは、径方向内側部に、軸方向に関する厚さ寸法(肉厚)の大きい厚肉部28を有しており、径方向中間部から外側部にわたる範囲に、厚肉部28に比べて軸方向に関する厚さ寸法が小さい薄肉部29を有している。厚肉部28は、軸方向に関する厚さ寸法が回転フランジ13aの全周にわたり変化しないのに対し、薄肉部29は、軸方向に関する厚さ寸法が大きい第1薄肉部29aと軸方向に関する厚さ寸法の小さい第2薄肉部29bとが、円周方向に関して交互に配置されている。また、薄肉部29(第1薄肉部29a及び第2薄肉部29b)の軸方向に関する厚さ寸法は、厚肉部28につながった径方向内側部で、径方向内側に向かうにしたがって大きくなる。
【0028】
厚肉部28の軸方向内側面は、回転フランジ13aの軸方向内側面の径方向内側部に位置しており、研削砥石などを用いた仕上加工が施されたシール摺接面24aになっている。シール摺接面24aの径方向外側部から中間部にわたる範囲は、ハブ3の中心軸O3に直交する仮想平面上に位置しており、シール摺接面24aの径方向内側部は、円弧状の断面形状を有し、軸部12aの軸方向外端部の外周面に滑らかにつながっている。
【0029】
薄肉部29の軸方向内側面の径方向内側部は、回転フランジ13aの軸方向内側面の径方向中間部に位置しており、径方向内側に向かうほど軸方向内側に向かう方向に傾斜し、径方向外側を向いた段差面25aになっている。なお、図示の例では、第2薄肉部29bの軸方向内側面の径方向内側部に、第1薄肉部29aの軸方向内側面の径方向内側部に形成された段差面25aよりも径方向及び軸方向に関する形成範囲の広い段差面25bが形成されており、該段差面25bの軸方向内側部(径方向内側部)が、第1薄肉部29aに形成されたものと同じ断面形状を有する段差面25aになっている。また、図示の例では、段差面25aは、円弧形状の母線を有する凹曲面であるが、直線状の母線を有するテーパ面や円筒面としても良い。シール摺接面24aと段差面25aとは、稜部30を介してつながっている。稜部30は、略楔状の角のある断面形状を有しており、回転フランジ13aの軸方向内側から見た形状は、ハブ3の中心軸O3を中心とする円形状である。
【0030】
回転フランジ13aは、第1薄肉部29aと円周方向に関する位相が一致する複数箇所(例えば4箇所から6箇所)に、貫通孔である雌ねじ孔31を有している。雌ねじ孔31のそれぞれには、外周面に雄ねじ部を有する図示しないハブボルトが螺合される。本例のハブユニット軸受1aは、ナットを利用せず、雌ねじ孔31に直接螺合するハブボルトを利用して、車輪を構成するホイール及び制動用回転体を、回転フランジ13aの軸方向外側に固定する。また、回転フランジ13aは、第2薄肉部29bと円周方向に関する位相が一致する部分に、制動用回転体専用の取付孔(雌ねじ孔)48を有している。パイロット部26は、車輪及び制動用回転体をがたつきのない隙間嵌めで外嵌するためのもので、ハブ輪10aの軸方向外側部に設けられており、略円筒形状を有している。
【0031】
内輪11aは、円環形状を有しており、軸部12aの軸方向内側部に設けられた小径段部14aに締り嵌めで外嵌されている。また、内輪11aの軸方向外端面は、軸部12aの外周面に形成された突き当て面32に対して軸方向に当接している。内輪11aは、外周面に内側列の内輪軌道15dを有している。
【0032】
保持器17により転動自在に保持された転動体4は、複列の外輪軌道7c、7dと複列の内輪軌道15c、15dとの間に配置されている。また、外輪2aの内周面とハブ3aの外周面との間に存在し、かつ、複数の転動体4が設置された環状の空間18aには、図示しないグリースを封入している。そして、空間18aに封入したグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、泥水などの異物が空間18aに侵入することを防止するために、空間18aの軸方向内側開口を内側密封部材5aにより塞ぎ、かつ、空間18aの軸方向外側開口を外側密封部材6aにより塞いでいる。
【0033】
内側密封部材5aは、組み合わせシールリングであり、外輪2aの軸方向内端部に内嵌された内側シールリング33と、内輪11aに外嵌された金属板製の内側スリンガ34とを備えている。そして、内側シールリング33に備えられた複数本(図示の例では3本)のシールリップ35a~35cの先端部を、内側スリンガ34の表面に摺接させている。なお、内側スリンガ34の軸方向内側面には、円輪状のエンコーダ36が固定されている。ハブユニット軸受1aの使用時には、エンコーダ36の被検出面に対して図示しないセンサを近接配置することで、車輪の回転速度を検出する。
【0034】
外側密封部材6aは、
図2に示すように、外輪2aの軸方向外端部に内嵌されている。外側密封部材6aは、全体が円環状に構成されており、金属板製の外側芯金19aと、外側芯金19aにより補強された弾性材製の外側シール部20aとを備えている。
【0035】
外側芯金19aは、冷間圧延鋼板などの金属板にプレス加工を施して造られており、略T字形の断面形状を有し、全体が円環状である。外側芯金19aは、外輪2aの軸方向外端部内周面に圧入された円筒状の固定部37と、固定部37の軸方向外側部から径方向外側に向けて略直角に折れ曲がった外向鍔部38と、固定部37の軸方向内側部から軸方向外側に向けて折り返されるとともに径方向内側に向けて折れ曲がった内径支持部39とを備えている。外向鍔部38は、外輪2aの軸方向外端部の外周面よりも径方向外側に突出しており、軸方向内側面の径方向中間部から外側部にわたる範囲に凹み部40を有している。
【0036】
外側シール部20aは、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などの弾性材製で、外側芯金19aの表面に全周にわたり固定されている。外側シール部20aは、加硫成形型を用いて加硫成形されており、シール基部41と、複数本(図示の例では3本)のシールリップ42a~42cと、突起部43と、1本の庇状のラビリンスリップ44とを備えている。
【0037】
シール基部41は、外側芯金19aを構成する固定部37の内周面、外向鍔部38の軸方向外側面及び径方向外側部、並びに、内径支持部39の軸方向外側面及び径方向内側部を覆うように、当該部分に固定されている。
【0038】
図示の例では、外側シール部20aは、シール基部41のうち内径支持部39を覆った内径側覆い部45の軸方向外側面から軸方向外側に向けて延出した、2本のシールリップ42a、42bと、内径側覆い部45の内周面から径方向内側に向けて延出した、1本のシールリップ42cを備えている。最も径方向外側に配置されたシールリップ42aは、軸方向外側に向かうほど径方向外側に向かう方向に傾斜しており、その先端部をシール摺接面24aに全周にわたり摺接させている。径方向外側から2番目に配置されたシールリップ42bは、軸方向外側に向かうほど径方向外側に向かう方向にわずかに傾斜しており、その先端部をシール摺接面24aに全周にわたり摺接させている。最も径方向内側に配置されたシールリップ42cは、径方向内側に向かうほど軸方向内側に向かう方向に傾斜しており、その先端部を軸部12aの軸方向外端部の外周面に全周にわたり摺接させている。なお、
図1及び
図2には、シールリップ42a~42cの自由状態における形状を示している。
【0039】
突起部43は、略三角形状の断面形状を有しており、シール基部41のうち外向鍔部38を覆った外径側覆い部46の軸方向内側面に形成されている。突起部43は、外側密封部材6aを外輪2aに固定した際に、外輪2aの軸方向外端面と接触して、軸方向及び径方向に弾性的に変形する(潰れる)。これにより、外輪2aの軸方向外端面と外側密封部材6aとの間に隙間が形成されることを防止する。なお、
図1及び
図2には、突起部43の自由状態における形状を示している。
【0040】
ラビリンスリップ44は、庇リップと呼ばれるもので、シールリップ42a~42cよりも径方向外側に配置されており、外径側覆い部46の軸方向外側面から軸方向外側に向けて延出している。ラビリンスリップ44は、シールリップ42a~42cよりも大きな厚さを有しているが、ラビリンスリップ44と同様に軸方向に突出したシールリップ42a、42bよりも軸方向長さは短い。ラビリンスリップ44は、基端側(軸方向内側)から先端側(軸方向外側)に向かうほど、径方向外側に向かう方向に傾斜しており、その先端部を段差面25aに対し、微小隙間を介して近接対向させている。これにより、ラビリンスリップ44の先端部と段差面25aとの間に、ラビリンスシールを形成している。本例では、ラビリンスリップ44の先端部を段差面25aに対して径方向に重畳配置することで、ラビリンスリップ44の先端部の内周面を段差面25aに近接対向させている。これにより、ラビリンスシールの長さを規制している。また、このようなラビリンスリップ44の内周面の基端部(軸方向内側部)は、略円弧状の断面形状を有する隅角部(隅R部)47を介して、外径側覆い部46の軸方向外側面に滑らかにつながっている。
【0041】
特に本例では、ラビリンスリップ44の先端部と稜部30との間の径方向開口幅を小さく抑えつつ、車輪に対し大きな旋回外側荷重が入力されるなどして、外輪2aに対するハブ3aの傾きが大きくなった場合にも、ラビリンスリップ44と稜部30とが干渉(接触)することを防止するために、稜部30と隅角部47とを、ハブ3aが外輪2aに対して傾斜する場合の傾斜中心Tsを中心とする、同一の第1円弧B上に配置している。なお、傾斜中心Tsは、両列の転動体4の軸方向中央部を通る中心線CLと外輪2aの中心軸O2との交点である。また、本例の構造では、第1円弧B上に、外側芯金19aを構成する外向鍔部38が存在している。
【0042】
さらに本例では、外輪2aに対するハブ3aの傾きが大きくなった場合に、隅角部47が稜部30に接触するよりも先に、ラビリンスリップ44の内周面の先端縁が段差面25aに接触することを防止するために、各部の寸法を次のように規制している。
すなわち、傾斜中心Tsを中心として稜部30及び隅角部47をそれぞれ通る第1円弧Bの半径をrBとし、稜部30から隅角部47までの第1円弧Bの円弧長さをmBとし、傾斜中心Tsを中心としてラビリンスリップ44の内周面の先端縁及び段差面25aをそれぞれ通る第2円弧Aの半径をrAとし、ラビリンスリップ44の内周面の先端縁から段差面25aまでの第2円弧Aの円弧長さをmAとした場合に、mA/rA≧mB/rBの関係を満たすようにしている。換言すれば、傾斜中心Tsを中心とするラビリンスリップ44の内周面の先端縁と段差面25aとの間の挟角を、傾斜中心Tsを中心とする稜部30と隅角部47との間の挟角以上の大きさに設定している。
【0043】
以上のような本例のハブユニット軸受1aによれば、ハブ3aが外輪2aに対して傾斜した場合にも、ラビリンスリップ44が損傷することを防止でき、外側密封部材6aの密封性能が低下することを抑制できる。また、ハブ3aの回転トルクが過度に上昇することを防止することもできる。
すなわち、本例では、稜部30とラビリンスリップ44ではなく、稜部30と隅角部47とを、傾斜中心Tsを中心とする同一の第1円弧B上に配置している。このため、ラビリンスリップ44と稜部30とを干渉させずに、ハブ3aが外輪2aに対して傾斜できる角度を最大化することができるとともに、ラビリンスリップ44の先端部と稜部30との間の径方向開口幅hを小さく抑えることができる。したがって、外部に存在する異物が、ラビリンスリップ44の内径側に侵入するのを抑制する効果を、さらに向上させることができる。
【0044】
たとえば、
図3に示したように、隅角部47を、傾斜中心を中心として稜部30を通る円弧Cよりも径方向外側に配置した第1比較例の構造では、本例と同様に、ラビリンスリップ44と稜部30とが干渉することは防止できるが、本例の構造に比べて、ラビリンスリップ44の先端部と稜部30との間の径方向開口幅h1が大きくなる。このため、ラビリンスリップ44による、外部からの異物侵入を抑制する効果が低下してしまう。これに対し、
図4に示したように、隅角部47を、傾斜中心を中心として稜部30を通る円弧Cよりも径方向内側に配置した第2比較例の構造では、本例の構造に比べて、ラビリンスリップ44の先端部と稜部30との間の径方向開口幅h2を小さく抑えられるが、本例の構造よりも、ラビリンスリップ44と稜部30との干渉を防止できる、外輪2aに対するハブ3aの傾斜角度(円弧Cにおける、稜部30とラビリンスリップ44との間の円弧長さ)が小さくなる。
【0045】
このように本例では、稜部30と隅角部47とを、傾斜中心Tsを中心とする同一の第1円弧B上に配置しているため、ラビリンスリップ44と稜部30との干渉を防止して、ラビリンスリップ44に、稜部30との干渉によって切断などの損傷が生じることを防止できる。したがって、外側密封部材6aの密封性能が、ラビリンスリップ44の損傷に起因して低下することを抑制できる。また、ラビリンスリップ44の先端部と稜部30との間の径方向開口幅hを小さく抑えられるため、外側密封部材6aの密封性能を向上することができる。なお、本例の構造では、ハブ3aが外輪2aに対して大きく傾斜した場合に、隅角部47に、稜部30との干渉によって切れ目が形成される可能性がある。ただし、第1円弧B上には外側芯金19aを構成する外向鍔部38が存在しているため、ラビリンスリップ44を含む外側密封部材6aの径方向外側部は、たとえ切れ目が形成されたとしても、稜部30との干渉によって切断されることはない。
【0046】
さらに本例では、mA/rA≧mB/rBの関係を満たすようにしているため、外輪2aに対するハブ3aの傾きが大きくなった場合にも、隅角部47が稜部30に接触するよりも先に、ラビリンスリップ44の内周面の先端縁が段差面25aに接触することを防止できる。このため、ラビリンスリップ44の内周面が鍛造面である段差面25aに接触することで、外側密封部材6aの摺接トルクが上昇することを防止できる。したがって、ハブ3aの回転トルクが過度に大きくなることを防止できる。また、ラビリンスリップ44に異常摩耗が生じることも防止できる。さらに、本例の外側密封部材6aは、ラビリンスリップ44を1本だけ備えているため、前述した特開2018-162834号公報(特許文献1)に記載された従来構造のように2本のラビリンスリップを備える構造に比べて、ハブ3aが外輪2aに対して傾斜した場合の、外側密封部材6aの摺接トルクを低く抑えやすくなる。
【0047】
[実施の形態の第2例]
実施の形態の第2例について、
図5を用いて説明する。
本例では、外側密封部材6bを構成するラビリンスリップ44aの軸方向に関する長さ寸法を、実施の形態の第1例の構造よりも短くしている。具体的には、ラビリンスリップ44aの先端面が、回転フランジ13aのシール摺接面24aと同じ軸方向位置に存在するか、又は、シール摺接面24aよりも軸方向内側に存在するように、ラビリンスリップ44aの軸方向に関する長さ寸法を設定している。このため、本例では、ラビリンスリップ44aと段差面25aとは径方向に重畳しない。
【0048】
以上のような本例によれば、回転フランジ13aの段差面25aの軸方向深さ寸法dが短い場合にも、ラビリンスリップ44aの内周面の先端縁から段差面25aまでの第2円弧Aの円弧長さmAを確保しやすくなる。したがって、mA/rA≧mB/rBの関係を満たす上で有利になる。このため、段差面25aの軸方向深さ寸法dが短い場合にも、隅角部47が稜部30に接触するよりも先に、ラビリンスリップ44aの内周面の先端縁が段差面25aに接触することを防止できる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
【0049】
本発明は、駆動輪用に限らず、従動輪用のハブユニット軸受に適用することができる。また、外側密封部材を構成するシールリップの本数及び形状は、実施の形態で示した構造に限定されない。シールリップの本数は、1本でも良いし、2本または4本以上でも良い。また、外側密封部材を構成するラビリンスリップの形状についても、実施の形態で示した構造に限定されない。転動体としては、玉に限らず、円すいころや円筒ころを使用することもできる。
【符号の説明】
【0050】
1、1a ハブユニット軸受
2、2a 外輪
3、3a ハブ
4 転動体
5、5a 内側密封部材
6、6a、6b 外側密封部材
7a、7b、7c、7d 外輪軌道
8、8a 静止フランジ
9 ナックル
10、10a ハブ輪
11、11a 内輪
12、12a 軸部
13、13a 回転フランジ
14、14a 小径段部
15a、15b、15c、15d 内輪軌道
16 スタッド
17、17a 保持器
18 空間
19、19a 外側芯金
20、20a 外側シール部
21 シール基部
22a~22c シールリップ
23a、23b ラビリンスリップ
24、24a シール摺接面
25、25a、25b 段差面
26 パイロット部
27 スプライン孔
28 厚肉部
29 薄肉部
29a 第1薄肉部
29b 第2薄肉部
30 稜部
31 雌ねじ孔
32 突き当て面
33 内側シールリング
34 内側スリンガ
35a~35c シールリップ
36 エンコーダ
37 固定部
38 外向鍔部
39 内径支持部
40 凹み部
41 シール基部
42a~42c シールリップ
43 突起部
44、44a ラビリンスリップ
45 内径側覆い部
46 外径側覆い部
47 隅角部
48 取付孔