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、Ａｌ2Ｏ3、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、Ａｌ2Ｏ3、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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