JP2003262231A - 転がり軸受用シール、シール付軸受及びハブユニット軸受 - Google Patents

転がり軸受用シール、シール付軸受及びハブユニット軸受

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールの密封性や耐久性を向上させることが
できる、簡単な構成の転がり軸受用シールを提供するこ
と。 【解決手段】 外輪側(又は内輪側)に固定されたシー
ル部材2に設けたシールリップ(2a,2b,2c)が、内
輪側(又は外輪側)の対向する金属3面を摺接して、充
填された潤滑剤を封止する構成の転がり軸受用シールで
あって、少なくとも、前記シール部材の最外周側に位置
するシールリップ2aが摺接する金属3表面には、硬化
処理、あるいは耐食性や防錆性のある硬質皮膜(破線部)
が施されていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ホイール
等に用いられるシールに関し、特に、実使用条件下での
シール密封性、外部からの異物の侵入防止及び内部から
のグリース漏れ防止や低摩耗性の向上が図られた転がり
軸受用シールおよびシールが組み込まれた転がり軸受ユ
ニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図17は、自動車用ホイール軸受100
を示す縦断面図である。図17中、自動車用ホイール軸
受100の外輪106は、その内周側にそれぞれ径方向
内向きに開いた円弧状断面の第1および第2の外軌道面
106a、106bが形成されている。外輪106の外
周側にはフランジ111が形成され、このフランジ11
1を介して懸架装置のナックルアーム112にホイール
軸受100が結合されている。
【0003】外輪106の第1外軌道面106a側には
ハブ113と一体化された第1内輪107が内嵌してお
り、この第1内輪107の外周側には第1外軌道面10
6aに対応する外向きに開いた円弧状断面の第1内軌道
面107aが形成されている。第1外軌道面106aと
第1内軌道面107aとの間には多数個の鋼球と保持器
とから成る第1転動体列121が介装されている。外輪
106の第2外軌道面106b側にはハブ113に圧入
された第2内輪108が配置してあり、この第2内輪1
08の外周側には第2外軌道面106bに対応する外向
きに開いた円弧状断面の第2内軌道面108aが形成さ
れている。第2外軌道面106bと第2内軌道面108
aとの間には多数個の鋼球と保持器とから成る第2転動
体列127が介装されている。
【0004】ハブ113にはハブボルト131が植設さ
れた車輪取付用フランジ133が形成されており、この
車輪取付用フランジ133に図示しないホイールが装着
される。また、ハブ113の軸心にはスプライン孔13
5が形成されており、このスプライン孔135にドライ
ブシャフト137のスプライン軸139が内嵌してい
る。図中、141で示した部材はナットであり、ドライ
ブシャフト137の軸端に形成された雄ねじ143に螺
合している。
【0005】一般に、自動車用ホイール軸受100にお
いては、外輪106と内輪107間に挟持・配設された
軸受用シール10が用いられている。この軸受用シール
10に関し、特開平10−252762号公報に開示さ
れているパッケージ型の転がり軸受用シール10を図1
8に示している。
【0006】同図において、このシール10は、芯金1
付きシール部材2と、このシール部材2のシールリップ
2a,2b,2cに接触してシール性能を発揮するスリン
ガー3から構成されている。同図中、右側がホイール軸
受100(図17参照)の外部側、左側がホイール軸受
100の内部側に相当している。一般に、図17に示す
ように、芯金1付きシール部材2はホイール軸受100
の外輪106側に内嵌され、スリンガー3はホイール軸
受100の第2内輪108側に外嵌されて、ホイール軸
受100内(図18ではシール10の左側に相当する)
を清浄に保つようになっている。
【0007】図18に示すように、このスリンガー3
は、ホイール軸受100の第2内輪108の外径部等に
嵌合される略円管部3aと、そこから鉛直半径方向に延
びる円板部3bから形成されている。シール部材2に設
けた3つのシールリップ2a,2b,2cが、この円管部
3aや円板部3bに3個所で接触することにより、ホイ
ール軸受100外部(図18ではシール10の右側に相
当する)に存在する異物に対してシール性能を発揮して
軸受内部を清浄に保っている。
【0008】ホイール軸受100は、外部(図18のシ
ール10の右側)の泥水や融雪剤等の塩分を含んだ水に
さらされるため、ホイール軸受用シール10には耐泥塩
水や耐摩耗性、耐食性、及び防錆性が要求される。特
に、スリンガー3等直接泥塩水にさらされる可能性があ
る金属部分には、耐食性や防錆性を有するステンレス
(SUS430又はSUS304等)等の鋼板が使用さ
れるのが一般的である。これらのステンレス鋼板は、熱
処理や表面処理は施されていない生材を使用するのが一
般的である。
【0009】シール部材2は、シールリップ2a,2b,
2cを形成するためのゴム材料で被覆されており、直接
泥塩水にさらされることは少ないため、材料としては低
炭素鋼板が用いられるのが一般的である。しかし、全体
がゴムで被覆されていないものや、シール外径面(軸受
外輪106との嵌合面)の耐食性低下による密封性劣化
を防止するためにステンレス鋼板を使用した例もある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記転がり軸受用シール10においては、泥塩水環境で
使用される場合、泥粒等による研磨作用により、スリン
ガー3が鋼板の生材では、シールリップ2a,2b,2c
との摺接部において極度に摩耗するという問題点があっ
た。
【0011】一般に、二つの摺接面間に硬質粒子が介在
する摩耗形態はアブレッシブ摩耗、又は3元アブレッシ
ブ摩耗と呼ばれている。アブレッシブ摩耗でない摩耗形
態では、互いに摺動する2個の硬さが大きく異なる場
合、一般的には、柔らかい側の材料が摩耗し、硬い側の
材料はほとんど摩耗しないが、この摩耗形態では、柔ら
かい側の材料に硬質粒子がめり込み、めり込んだ粒子が
硬い側の材料を摩耗させるため、硬い側の材料の摩耗量
が、柔らかい側の材料の摩耗量と同等か、それよりも大
きくなり、硬い側の材料の摩耗が無視できなくなる。但
し、硬い側の材料の硬度を上げると摩耗は減少する。
【0012】泥塩水環境下のホイール用軸受シール10
の摩耗形態は正に、このアブレッシブ摩耗であり、ゴム
材料のシール部材2と同等か、それ以上に硬い鋼板のス
リンガー3が摩耗する。特に、シールリップ2a,2b,
2cの摺接面が摩耗するとシールリップ締め代(シメシ
ロ)が減少するため、シール10の密封性能が低下する
のが避けられなくなる。この摩耗によるリップ締め代の
減少を補うために、初期締め代を大きく取ると、シール
10自身の摩耗トルクが増加し、発熱やエネルギー損失
の増大を招いてしまうという問題点があった。スリンガ
ー3側の摩耗を防止することができれば、シールリップ
締代減少を効果的に防止することができる。
【0013】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善し、シールリップと摺接する金属表面の摩耗量を減
少させることができ、シールの密封性や耐久性を向上さ
せることができる、簡単な構成の転がり軸受用シールを
提供することを課題としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明では、外輪側(又は内輪側)に固定されたシ
ール部材に設けたシールリップが、内輪側(又は外輪
側)の対向する金属面を摺接して、充填された潤滑剤を
封止する構成の転がり軸受用シールにおいて、少なくと
も、前記シール部材の最外周側に位置するシールリップ
が摺接する前記金属表面には、硬化処理、あるいは耐食
性や防錆性のある硬質皮膜が施されていることを特徴と
している。
【0015】以上のように構成されたことで、シールリ
ップの摺接する金属の表面硬さが増加するため、この摺
接面における泥塩水環境下での耐アブレッシブ摩耗性、
耐腐食摩耗性が向上して、金属面の摩耗量が減少し、シ
ールの(潤滑剤の)密封性や耐久性が向上する。また、
摩耗による締代減少を補うために、初期締代を大きくと
る必要がないため、摩擦トルクが減少できる。これらが
達成されるため、結果的に自動車のメンテナンスフリー
化や省燃費に貢献できる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の第1の実施形態を示す転
がり軸受用シールの部分断面図、図2は図1の転がり軸
受用シールにおける泥塩水耐久試験結果を示すグラフ、
図3は第2の実施形態を示す自動車ホイール軸受の断面
構成図、図4は第2の実施形態を示す転がり軸受用シー
ルの部分断面図、図5は図4の実施形態の変形例を示す
転がり軸受用シールの部分断面図、図6は図5の実施形
態の変形例を示す断面図、図7は第3の実施形態示す自
動車ホイール軸受の断面構成図、図8は第3の実施形態
を示す転がり軸受用シールの部分断面図、図9は図7の
実施形態の変形例を示す自動車ホイール軸受の断面図、
図10は図8の実施形態の変形例を示す軸受用シールの
部分断面図、図11は図10の実施形態の変形例を示す
軸受用シールの部分断面図、図12は第4の実施形態を
示す2枚シールの部分断面図、図13は図12の実施形
態の変形例を示す2枚シールの部分断面図、図14は第
5の実施形態を示すパッケージ型シールの部分断面図、
図15は図14の実施形態の変形例を示すパッケージ型
シールの部分断面図、図16は図15の実施形態の変形
例を示すパッケージ型シールの部分断面図である。
【0017】先ず、本発明の第1の実施形態を図1を参
照して説明する。同図において、転がり軸受用シール1
0は、芯金1と、この芯金1に密着されたシール部材2
と、このシール部材2に接触してシール性能を発揮する
スリンガー3から構成されている。このスリンガー3
は、略円管形状の円管部3aと、この円管部3aの周端
部から鉛直半径方向に延在する円板部3bとから形成さ
れており、円管部3aは、図17に示したように、自動
車ホイール軸受100の第2内輪108の外径部に外嵌
・固定されている。
【0018】芯金1付きシール部材2に設けられた3つ
のシールリップ2a,2b,2c(シールリップはアキシ
アルリップとも言う)は、このスリンガー3の円管部3
aや円板部3bに3個所で接触することにより、ホイー
ル軸受100外部(図17参照)の異物に対してシール
性能を発揮して軸受内部を清浄に保つようになってい
る。スリンガー3はSUS430の生材から成形されて
おり、そのリップ摺動面(破線部)には硬質クロムメッ
キによる硬化処理が施されて、表面硬化層が形成されて
いる。この表面硬化層(以後、メッキ層と言う)の厚さ
は、最大200μm程度まで形成できる。その表面硬さ
は、ビッカース硬さ(Hv)800〜900程度であ
る。
【0019】このように、スリンガー3のリップ摺接面
の表面硬さがメッキ層により硬くなるため、泥水が存在
する条件下でのスリンガー3側の耐アブレッシブ摩耗性
(従来技術で説明)が向上する。
【0020】次に、上記構成において耐泥塩水性試験を
実施した試験結果を示す。以下の条件で試験を行った。 (1)試験条件 ・泥塩水組成は、水1L当たりの溶解重量が、JIS8
種関東ローム粉125gf、及び塩分50gf。 ・泥塩水供給量は、シール軸中心まで浸漬して約1.6
L使用。 ・軸偏芯は、0.4mm-TIRで、0.2mmの軸偏芯をスリン
ガー3側に与える。 ・スリンガー3側の回転速度は1000rpm。これは実車の
約100km/hに相当する。 ・試験パターンは4段階で、第1段階で回転と浸漬を2
5分、第2段階で停止と浸漬を5分、第3段階で停止と
乾燥を30分、第4段階で回転と乾燥を60分、それぞ
れ実施した。
【0021】(2)試験方法(耐泥塩水性の評価方法) 上記4段階の計120分を1サイクルとして、リップ2
a,2b,2cからシールの反泥塩水側(実機ホイール軸
受100の軸受内部側に相当する側)に漏水するまで試
験を継続する。
【0022】この試験の結果、図2に示すように、硬質
のクロムメッキ処理をスリンガー3に施すことにより、
耐久時間が50%以上長くなることが分かった。これ
は、メッキ層によりスリンガー3の表面硬さが増加し
て、スリンガー3のリップ摺接面における泥塩水環境下
での耐アブレッシブ摩耗性が向上したことによる。
【0023】スリンガー3のメッキ層は、少なくとも、
泥塩水に直接さらされるスリンガー3のリップ摺接面、
即ち、図1の破線で示すスリンガー3のリップ摺接面の
垂直方向の部分に設けることにより効果を期待できる。
この場合、メッキ処理面積が少なくなるので、コスト的
な利点がある。言うまでもなく、スリンガー3表面全体
にメッキ層を設けても良い。
【0024】尚、この第1の実施形態では、スリンガー
3に硬質のクロムメッキ処理でメッキ層を形成したが、
他に、無電解ニッケルメッキによるメッキ処理でも良
い。この場合、メッキ層の表面硬さはHv500〜80
0程度であって、メッキ層の膜厚を均一にコントロール
し易いことやスリンガー3全表面に処理できる、等の利
点がある。又、無電解ニッケルメッキ表面をフッ化ニッ
ケル不動態処理により改質した皮膜等を用いれば、無電
解ニッケルメッキ処理のみの場合に比べて、さらに耐食
性を向上させることができる。
【0025】また、この第1の実施形態では、SUS4
30生材にメッキ処理したが、用いる鋼材はこれに限定
されるものではない。生材を使用する従来の方法では、
耐食性の問題からSUS材以外の耐食性の低い低炭素鋼
板等を使用することはできなかったが、この実施形態の
メッキ処理を施すことにより、SUS材以外の安価な材
料でもスリンガー3材として使用することができる。
【0026】次に、第2の実施形態について図3〜図6
を参照して説明する。図3及び図4は、第1の実施形態
の図17及び図1と略同様の構成であり、同一部材には
同一番号を付している。異なっているのは、転がり軸受
用シール10において、スリンガー30のシールリップ
20a,20b,20cとの摺接面のさらに外周側に隙間
tのラビリンス空間を形成した点である。
【0027】転がり軸受用シール10を取り出して示す
図4において、スリンガー30には、シールリップ20
a,20b,20cとの摺接面(破線部)にメッキ処理が
施され、さらにシールリップ20a,20b,20cより
外周側の周面30cが、シール部材20の外周面20d
と間隔tで対向するように配設されている。このスリン
ガー30の周面30cと、シール部材20の外周面20
dとの間隔tがラビリンス空間とされている。
【0028】この構成により、泥水の浸入を抑えてスリ
ンガー30のリップ摺接面に泥塩水が浸入しにくくなる
と共に、泥塩水が浸入した場合でも、メッキ層が耐アブ
レッシブ摩耗性と耐腐食摩耗性を向上させるため、シー
ル密封性はさらに向上する。上記ラビリンス空間は、非
接触でもシール効果が得られるため、接触式のシールリ
ップ20a等と併用するならば、シールリップの締め代
を小さくすることができて、シールの低トルク性を向上
させることができる。
【0029】また、ラビリンス空間は、図3にも示すよ
うに、ホイール軸受中心を中心とする半径Rの球面(又
はこの球面の接円すい面)に含まれる面で形成すると、
さらに効果的である。ホイール軸受は、自動車が旋回走
行する際に、モーメント荷重を受けて第1内輪107と
外輪106に相対的傾きが生じ易い。この相対的傾きの
中心は、略ホイール軸受の中心に一致している。ラビリ
ンス空間のシール効果は隙間tが小さい程高いが、ラビ
リンス空間を上記のように形成すると、相対的傾きの発
生時のラビリンス空間の隙間tを一定に保つことがきる
ため、傾きが生じていない状態でのラビリンス空間隙間
tを小さく設定することができて、シール全体としての
密封性をさらに向上させることができる。
【0030】さらに、図5に示すように、スリンガー3
1のリップ摺接面にメッキ層を設け、さらに最外周部の
リップ摺接面31cをホイール軸受中心を中心とする半
径Rの球面(又は球面の接円すい面)で形成することも
できる。
【0031】この構成により、メッキ層により泥塩水環
境下での耐アブレッシブ摩耗性と耐腐食摩耗性が向上す
ると共に、ホイール軸受100の第2内輪108と外輪
106に相対傾きが生じた際のリップ締め代の変化をな
くすことができる。従来の構成では、相対傾き発生時
に、リップ締め代が減少する側(最も漏水の危険性が高
い側)でも十分な締め代が確保できるように、傾きが発
生していない状態で大きめの締め代を与える必要があっ
たが、図5の実施例のように、スリンガー31の最外周
部のリップ摺接面31cを球面(あるいは円すい面)構
造にすることにより、常に最適な締め代を設定すること
ができる。したがって、メッキ層による耐アブレッシブ
摩耗性向上による密封性向上と、締め代最適化による低
トルク性向上を同時に達成することができる。
【0032】図6の実施例は、図5の構成に加えて、さ
らにラビリンス空間を設けることにより、密封性と低ト
ルク性をさらに向上させたものである。この構成におい
ても、作用効果は上記実施形態と同様である。
【0033】尚、以上説明した第2の実施形態では、ス
リンガー31のメッキ処理をその全面に施しても良い
が、少なくとも、シール部材20の最外周部に位置する
シールリップ20aとの摺接面にメッキ処理を施せば効
果を期待することができる。また、耐食性や防錆性のあ
る硬質皮膜をスリンガー全面に皮膜することによりスリ
ンガー材料をステンレス鋼板よりも安価な低炭素鋼に置
き換えて低コスト化することも可能である。
【0034】次に、第3実施形態について、図7〜図1
0を参照して説明する。この第3実施形態は、図7に示
すように、上記実施形態と同様なシール10に加えて、
ユニット型ホイール軸受100のハブフランジ133側
に、通常用いられる3枚リップシールを含むシール11
0に本発明を適用したものである。図8に示すように、
芯金11付きシール部材21のシールリップ21a,2
1b,21cは、上記実施形態のように、スリンガーに
摺接するのではなく、ハブフランジ部133へ直接摺接
する。このハブフランジ部133は、S53CG等によ
る高周波熱処理用鍛造材料が用いられており、リップ摺
接面(破線部)の表面硬さは、高周波焼入れによりHv
650〜780程度に硬化されている。リップ摺接面は
研削仕上げされ、表面粗さは良好に仕上げられている。
【0035】リップ摺接面が硬化されているため、表面
硬さ的には泥塩水環境下の耐アブレッシブ摩耗性は十分
であるが、耐食性のない材料を使用しているため、泥塩
水中の塩分によりリップ摺接面に錆が発生するという問
題点がある。錆による腐食が進行すると、リップ摺接面
の表面粗さが悪くなったり、腐食摩耗によりシール締め
代が減少する等の不具合が発生し、延いては、シール密
封性が維持できなくなって漏水することになる。そこ
で、この第3の実施形態では、図8に示すように、ハブ
フランジ部133のシールリップ21a,21b,21c
との摺接面(破線部)にメッキ処理を行う等して耐食硬
質皮膜を形成している。
【0036】この構成により、ハブフランジ部133の
リップ摺接面の耐食性が向上して、泥塩水環境下での塩
分による腐食を防止し、シール性を向上させることがで
きる。メッキ処理面の表面硬さ及び地金の表面硬さによ
り、泥水に対する耐アブレッシブ摩耗性は十分である。
メッキ処理等によって形成する防錆性のある硬質皮膜
は、この実施形態のように、3枚のリップ21a,21
b,21cとの摺接面全体にわたっても施しても良い
が、少なくとも、最外部に位置するリップ21aとの摺
接面には硬質皮膜を形成すればシール性向上の効果を期
待することができる。本実施形態は、シール単体でも効
果があるが、その構成に加えて、図8に示すように、シ
ール部材21より外側にハブフランジ内側面の一部と内
輪外周面の一部とによる隙間tのラビリンス空間を設け
ても良い。
【0037】この構成により、軸受用シールのシール性
をさらに向上させることができる。そして、非接触でシ
ール効果が得られるラビリンス空間との併用により、リ
ップ締め代を小さくしてシール部材21の低トルク性を
向上させることもできる。ラビリンス空間はホイール軸
受中心を中心とする半径Rの球面(又は、この球面の接
円錐面)に含まれる面で形成することもできる。この場
合、さらに効果を上げることができる。この球面を利用
したラビリンス空間の作用効果は上記第2の実施形態と
同様である。
【0038】さらに、3枚リップシールを含むシール1
10に本発明を適用した変形例を、図9〜図11に示し
ている。図9及び図10において、ハブフランジ部13
3の最外周部のシールリップ21aとの摺接面(破線
部)をホイール軸受中心を中心とする半径Rの球面(又
は、この球面の接円錐面)に形成し、そこにメッキ処理
等により防錆性のある硬質皮膜を形成している。さら
に、図11に示すように、ハブフランジ部133の最外
周部とその内側のシールリップ21aと21bの摺接面
(破線部)を、ホイール軸受中心を中心とする半径R1
とR2の球面(又は、この球面の接円錐面)にそれぞれ
形成し、そこにメッキ処理等により硬質皮膜を形成して
いる。
【0039】この構成において、球面摺接面の作用効果
は第2実施形態と同様である。防錆性を持つ硬質皮膜の
効果と球面摺接面の効果により、シール性をさらに向上
させることができる。シール単独でも十分に効果的であ
るが、さらにシール部材21外部にラビリンス空間を設
けても良い。メッキ処理等による防錆性のある硬質皮膜
は3枚のリップ21a,21b,21cとの摺接面全てに
わたって施しても良いが、少なくとも、最外周部に位置
するリップ21aとの摺接面には硬質皮膜を形成すれば
シール性向上の効果を期待することができる。
【0040】この硬質皮膜はメッキ処理に限定されたも
のではなく、窒化珪素等のセラミックコーティング、及
び種々の皮膜をPVD法又はCVD法により施す等、耐
食性や防錆性を有する硬質皮膜であれば良い。この種々
の皮膜については、TiN、TiC、TiCN、Si
C、TiAlN、Al23、TiAl2N、ダイヤモン
ド、DLC、cBN、CrN、ZrN、HfN等の材料
を用いることができる。
【0041】次に、第4の実施形態について、図12及
び図13を参照して説明する。この第4の実施形態は、
図12に示すように、2枚のシール部材22,23への
適用例である。シール部材22,23はそれぞれ芯金1
2,13付きの構成である。芯金13のシールリップ2
2aとの摺接面(破線部)にはメッキ処理を施してお
り、この芯金12,13には、通常、低炭素鋼を使用す
る。
【0042】図13は、芯金13のシールリップ22a
との摺接面(破線部)を、ホイール軸受中心を中心とす
る半径Rの球面(又は、この球面の接円錐面)に含まれ
る面に形成し、その面にメッキ処理を施したものであ
る。この球面摺接面だけでも効果があるが、同図に示す
ように、さらに、隙間tのラビリンス空間を設けても良
い。この第4の実施形態も、上記第1〜第3の実施形態
と同様の作用効果を期待することができる。
【0043】さらに、第5の実施形態について、図14
〜図16を参照して説明する。この第5の実施形態は、
上記第1及び第2の実施形態とはリップ構造が異なるタ
イプのバックシールへの本発明の適用例である。図14
において、シールリップ24、及びシールリップ25
a,25bが対向する芯金14及び15の摺接面に接触
している。このタイプのバックシールでは、通常、芯金
14,15に生材のステンレス鋼板を用いる。シールリ
ップ24及びシールリップ25a,25bとの摺接面
(破線部)にメッキ層等の表面硬化層を形成させること
により、泥塩水環境下での耐アブレッシブ摩耗性と耐食
性を向上させ、シール密封性能を向上させている。
【0044】メッキ層等の表面硬化層は、3枚のシール
リップ24,25a,25bとの摺接面全てに施しても構
わないが、少なくとも最外周部に位置するシールリップ
25aとの摺接面に硬化皮膜を形成すればシール性向上
の効果がある。表面硬化層を耐食性・防錆性に優れたも
のにすれば、芯金14,15に用いるステンレス鋼板に
代えて低炭素鋼板を用いることにより低コスト化するこ
とも可能である。
【0045】図15は、図14の構成に加えて、シール
部材25の一部分を、ホイール軸受中心を中心とする半
径Rの球面(又は、この球面の接円錐面)に含まれる面
に形成して、隙間tのラビリンス空間を設けたものであ
る。
【0046】図16は、図14の構成に加えて、芯金1
5のシールリップ25bとの摺接面(破線部)をホイー
ル軸受中心を中心とする半径Rの球面(又は、この球面
の接円錐面)に含まれる面に形成して、その面にメッキ
処理を施し、隙間tのラビリンス空間を設けたものであ
る。この第5の実施形態においても、上記第2の実施形
態と同様の作用効果を期待することができる。
【0047】尚、上記第1〜第5の実施形態において
は、鋼板の表面硬化処理や耐食硬質皮膜処理として、硬
質クロムメッキや無電解ニッケルメッキ等のメッキ処理
を代表させて説明したが、処理方法はこれらに限定され
るものではない。表面硬化層や耐食硬質皮膜の他の形成
方法としては、上記以外の硬質金属メッキ、焼入処理、
窒化珪素等のセラミックコーティング及び各種皮膜をP
VD法又はCVD法により施す、等が挙げられる。この
各種皮膜については、TiN、TiC、TiCN、Si
C、TiAlN、Al23、TiAl2N、ダイヤモン
ド、DLC、cBN、CrN、ZrN、HfN等の材料
を用いることができる。
【0048】また、メッキ処理については、例えば、無
電解ニッケルメッキ表面をフッ化ニッケル不動態処理に
より改質した皮膜等を用いれば、通常の無電解ニッケル
に比べて、さらに耐食性が向上する。焼き入れ処理につ
いては、全体熱処理や浸炭、浸炭窒化、窒化等の部分硬
化熱処理等、鋼種により最適な方法を適宜選択すること
ができる。
【0049】また、リップとの摺接面の表面固さは、生
材硬さに対して増加させるほど耐アブレッシブ磨耗性が
向上するが、特に硬度Hv500以上で効果が顕著とな
る。耐食硬質皮膜についてもリップとの摺接による耐ア
ブレッシブ磨耗性が必要なため同様の硬さが必要であ
る。硬さの上限は特に限定されるものではないが、あま
り上げすぎると泥水環境下にない(アブレッシブ摩耗状
態でない)場合のリップ側の摩耗が増大するため好まし
くない。図18に示すシールでは、最も軸受外部側のア
キシアルリップに関しては、直接泥塩水に曝される可能
性が高いためアブレッシブ摩耗や腐食摩耗が発生しやす
いが、アキシアルリップより軸受内部側にあるラジアル
リップに関しては、通常泥のない状態でスリンガーに摺
接している。このラジアルリップにおいては、スリンガ
ーの硬度が高すぎるとリップ側摩耗が増大するため好ま
しくない。従って、摺接面硬さの上限としては鋼材の熱
処理により硬化可能な上限硬さを大きく超えない程度
(Hv1000程度)であることが望ましい。
【0050】なお、本発明は内輪回転の軸受について説
明したが、当然外輪回転の軸受に適用しても効果があ
る。また、ハブユニット軸受の形態も図3などの形態に
限定されるものでなく、例えば、支持部材(図示せず)
に内嵌される外輪とハブ(図示せず)に外嵌される内輪
とを有する図19(第1世代)、図20の(a)(外輪
回転型従動輪用第2世代)、(b)(内輪回転型従動輪
用第2世代)、(c)(内輪回転型従動輪用第2世代)
等にも適用もできる。また、本発明では、転動体に玉を
用いたハブユニット軸受を示したが、当然、他の転動体
形式、例えば、図21に示すような円錐ころ軸受、ある
いは円筒ころ軸受等を組み込んだハブユニット軸受に適
用しても同様の効果がある。
【0051】又、自動車用軸受への適用については、ホ
イール軸受に限定されるものではなく、例えば、ドライ
ブシャフトセンターベアリング用シールに適用しても効
果を期待できる。さらに、自動車用以外であっても、泥
塩水環境下で使用する等、耐アブレッシブ摩耗性が必要
とされる用途のものに適用すれば、同様の効果を期待す
ることができる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転がり軸受用シールにおいて、少なくとも、シール部材
の最外周側に位置するシールリップが摺接する金属表面
には、硬化処理、あるいは耐食性や防錆性のある硬質皮
膜が施されているので、この摺接面における泥塩水環境
下での耐アブレッシブ摩耗性、耐腐食摩耗性が向上して
金属面の摩耗量が減少し、シールの密封性や耐久性を向
上させることができる。また、シールリップ等が摩耗す
ることを見込んで大きめのシール締め代を設定する必要
がなくなるため、シールリップの低摩擦トルク化や、そ
の耐久性の向上を図ることができ、延いては、自動車の
省燃費やメンテナンスフリー化を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す転がり軸受用シ
ールの部分断面図。
【図2】図1の転がり軸受用シールにおける泥塩水耐久
試験結果を示すグラフ。
【図3】第2の実施形態を示す自動車ホイール軸受の断
面構成図。
【図4】第2の実施形態(図3のA部分)を示す転がり
軸受用シールの部分断面図。
【図5】図4の実施形態の変形例を示す転がり軸受用シ
ールの部分断面図。
【図6】図5の実施形態の変形例を示す転がり軸受用シ
ールの部分断面図。
【図7】第3の実施形態示す自動車ホイール軸受の断面
構成図。
【図8】第3の実施形態(図7のB部分)を示す転がり
軸受用シールの部分断面図。
【図9】図7の実施形態の変形例を示す自動車ホイール
軸受の断面構成図。
【図10】図8の実施形態の変形例(図9のB部分)を
示す軸受用シールの部分断面図。
【図11】図10の実施形態の変形例(図9のB部分)
を示す軸受用シールの部分断面図。
【図12】第4の実施形態を示す転がり軸受用2枚シー
ルの部分断面図。
【図13】図12の実施形態の変形例を示す軸受用2枚
シールの部分断面図。
【図14】第5の実施形態を示すパッケージ型シールの
部分断面図。
【図15】図14の実施形態の変形例を示すパッケージ
型シールの部分断面図。
【図16】図15の実施形態の変形例を示すパッケージ
型シールの部分断面図。
【図17】従来の自動車ホイール軸受を示す断面構成
図。
【図18】従来の転がり軸受用シール(図17のA部
分)を示すの断面図。
【図19】本発明を適用可能な軸受ユニットの例を示す
断面図。
【図20】本発明を適用可能な軸受ユニットの例を示す
断面図。
【図21】本発明を適用可能な円錐ころ軸受ユニットの
例を示す断面図。
【符号の説明】
1 芯金 2 シール部材 2a,2b,2c シールリップ 3 スリンガー(摺接金属) 3a 円管部 3b 円板部 10 転がり軸受用シール 12,13,14,15 芯金 20 シール部材 20a、20b、20c シールリップ 20d 外周面 21 シール部材 21a、21b、21c シールリップ 22、23、25 シール部材 22a シールリップ 24 シールリップ 25a、25b シールリップ 30、31 スリンガー 30c 周面 31c リップ摺接面 100 ホイール軸受 106 外輪 106a 第1の外軌道面 106b 第2の外軌道面 107 第1内輪 108 第2内輪 108a 第2内軌道面 110 シール 111 フランジ 112 ナックルアーム 113 ハブ 121 第1転動体列 127 第2転動体列 131 ハブボルト 133 フランジ 135 スプライン孔 137 ドライブシャフト 141 ナット 143 雄ねじ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外輪又は内輪の一方に固定されたシール
    部材に設けたシールリップが、外輪又は内輪の他方のも
    のの対向する金属面に摺接して、充填された潤滑剤を封
    止する構成の転がり軸受用シールにおいて、 少なくとも、前記シール部材の最外周側に位置する前記
    シールリップが摺接する前記金属表面には、硬化処理、
    あるいは耐食性や防錆性のある硬質皮膜が施されている
    ことを特徴とする転がり軸受用シール。
  2. 【請求項2】請求項1記載の軸受用シールが装着された
    ことを特徴とするシール付軸受。
  3. 【請求項3】請求項1記載の軸受用シールが装着された
    ことを特徴とするハブユニット軸受。
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