JP2010071456A

JP2010071456A - 軸受装置

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Publication number: JP2010071456A
Application number: JP2008243210A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tsuzaki; 洋一津崎; Tetsuya Ishikawa; 鉄也石川; Toshihiro Hakata; 稔博羽方; Masafumi Masuda; 雅史桝田; Yoshishige Kasai; 良茂笠井
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-22
Also published as: JP5122412B2

Abstract

【課題】弾性シール体と固定体との接触応力の増大と、弾性シール体の圧入に必要な力の低減とを両立した軸受装置を提供する。
【解決手段】転がり軸受装置の車外側シール７は、固定体に固定される固定側芯金７１と、固定側芯金７１に固定され、回転体に摺接する弾性シール体７２とを備える。弾性シール体７２は、固定側芯金７１に固定される固定部７２１と、回転体に摺接するリップ部７２２とを有する。そして、固定部７２１における固定体に嵌合される嵌合面７２１ｄは、第１傾斜面７２１ｅと、第２傾斜面７２１ｆとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車軸を支持して、この車軸と共に回転する回転体と、この回転体を外囲する固定体と、回転体と固定体との間に形成された空間に配置される複数の転動体と、回転体と固定体との間に配置されて、この空間をシールする弾性シール体とを備える軸受装置に関する。

上記軸受装置としては、自動車等の従動側車輪を支持する車輪支持装置の一構成要素として、車体及び車輪に取り付けられるとともに、車体に取り付けられる車軸を回転自在に支持する転がり軸受装置が知られている。

この転がり軸受装置は、車輪に取り付けられるとともに、車軸と共に回転する回転体と、車体に取り付けられるとともに、回転体を外囲する固定体とを有している。そして、回転体は、固定体に対して、回転体及び固定体との間に位置し、車軸の周囲に複数配列される転動体を介して回転する。

上記の車輪支持装置では、転がり軸受装置の内部に泥水、砂利、小石等の異物（以下、単に「異物」という。）が侵入することを抑えるためにシール装置が設けられる。このシール装置は、回転体と固定体との間の隙間にパックシール等の弾性シール体を配置する構造が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

図９及び図１０を参照して、従来の転がり軸受装置のシール装置の構造について説明する。
図９に示すように、シール装置１００は、転がり軸受装置の固定体１０３に固定される固定側芯金１０１と、固定側芯金１０１に固定される弾性シール体１０２とにより構成されている。弾性シール体１０２は、転がり軸受装置の内輪１０４と摺接することにより、固定体１０３と内輪１０４との間が密封されている。

固定側芯金１０１には、固定体１０３に固定される円筒部１０１ａと、円筒部１０１ａから内輪１０４に向かい延びるフランジ部１０１ｂとが設けられている。また、弾性シール体１０２には、内輪１０４と摺接するシールリップ１０２ｂと、固定体１０３と固定する固定部１０２ａとが設けられている。また、固定部１０２ａには、固定体１０３の内周面１０３ａに嵌合固定される嵌合面１０２ｃが設けられている。
特開２００８−２６１９号公報

ところで、近年、転がり軸受装置の信頼性の向上の要求に伴い、シール装置のシール性の向上が要求されている。この要求に対して、上記の従来構造のシール装置１００では、弾性シール体１０２の嵌合面１０２ｃが、固定体１０３の内周面１０３ａに対して平行な面であるため（図９（ｂ）参照）、内周面１０３ａに対する嵌合面１０２ｃの接触応力が十分に得られない。したがって、嵌合面１０２ｃと内周面１０３ａとの間から、転動体１０５側に異物が侵入することもある。

そこで、図１０に示すように、固定側芯金１０１より嵌合面１０２ｃを径方向の外側に突出させることにより、内周面１０３ａに対する嵌合面１０２ｃの接触応力を増大させる構造が考えられる。

しかしながら、固定体１０３の内周面１０３ａに対して平行な面である嵌合面１０２ｃの全体が固定側芯金１０１より径方向の外側に突出させた場合には、シール装置１００の圧入に必要とされる力が過度に大きくなり、圧入に伴い固定体１０３及びシール装置１００に大きな変形が生じることもある。そして、上記変形が生じたときには、シール装置１００において、塵埃や泥水等の異物を転がり軸受装置の外部の空間より転動体４側へ侵入するのを抑える能力であるシール性能（以下、単に「シール性能」という。）の低下を招くことが懸念される。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弾性シール体と固定体との接触応力の増大と、弾性シール体の圧入に必要な力の低減とを両立した軸受装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、車軸を支持するとともに、前記車軸と共に回転する回転体と、前記回転体を外囲する固定体と、前記回転体と前記固定体との間に形成された空間に配置される複数の転動体と、前記回転体及び前記固定体の間に配設されて前記空間をシールする弾性シール体とを備え、前記弾性シール体の嵌合面と前記固定体の内周面とが接触して前記弾性シール体が圧縮された状態にある軸受装置において、前記弾性シール体の嵌合面には、当該軸受装置の軸方向において外側に向かうにしたがい、当該軸受装置の径方向において外側に突出する第１傾斜面及び第２傾斜面が設けられ、前記第２傾斜面は、前記軸方向において、前記第１傾斜面よりも外側に設けられることを要旨とする。

この発明によれば、固定体に対する弾性シール体の圧入に伴い第１傾斜面及び第２傾斜面のそれぞれが固定体の内周面との接触により圧縮変形し、この変形した状態で弾性シール体によるシールが行われるため、図９に示す従来構造の軸受装置と比較して、弾性シール体の嵌合面と固定体の内周面との接触応力を増大することができる。また、固定体の内周面との嵌合面を傾斜面としているため、図１０に示す従来構造の軸受装置と比較して、弾性シール体の圧入に必要となる力を低減することができる。したがって、弾性シール体と固定体との接触応力の増大と、弾性シール体の圧入に必要な力の低減とを両立させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受装置において、前記第２傾斜面は、前記軸方向において、前記嵌合面の中間部から前記転動体とは反対側にある前記嵌合面の端部までにわたり設けられることを要旨とする。

この発明によれば、第２傾斜面が、軸方向において、嵌合面の中間部から転動体とは反対側にある嵌合面の端部まで設けられることにより、第２傾斜面と軸方向との成す鋭角を小さく設定することができる。したがって、弾性シール体を固定体の内周面へ容易に案内することができる。その結果、転がり軸受装置を容易に製造することができる。また、嵌合面における転動体とは反対側の端部では、内周面に対する接触応力を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１及び請求項２のいずれかに記載の軸受装置において、前記固定体の内周面には、前記軸方向に沿って延びる第１内周面と、前記第１内周面と連続し、且つ前記径方向において、前記第１内周面より外側にある第２内周面とが設けられ、前記第２傾斜面は、前記軸方向において、前記第１内周面と前記第２内周面との境界をまたいで設けられることを要旨とする。

この発明によれば、第２傾斜面が、第１内周面と第２内周面との境界をまたいで設けられることにより、第１内周面と第２内周面との境界付近において、第２傾斜面の内周面に対する接触応力を増大させることができる。

請求項４に記載の発明は、車軸を支持するとともに、前記車軸と共に回転する回転体と、前記回転体を外囲する固定体と、前記回転体と前記固定体との間に形成された空間に配置される複数の転動体と、前記回転体及び前記固定体の間に配設されて前記空間をシールする弾性シール体とを備え、前記弾性シール体の嵌合面と前記固定体の内周面とが接触して前記弾性シール体が圧縮された状態にある軸受装置において、前記弾性シール体の嵌合面は、前記嵌合面の全体が当該軸受装置の軸方向において外側に向かうにしたがい当該軸受装置の径方向において外側に向かう傾斜面として形成されることを要旨とする。

この発明によれば、固定体に対する弾性シール体の圧入に伴い傾斜面としての嵌合面が固定体の内周面との接触により、圧縮変形し、この変形した状態で弾性シール体によるシールが行われるため、図９に示す従来構造と比較して、弾性シール体の嵌合面と固定体の内周面との接触応力を増大させることができる。また、固定体の内周面との嵌合面を傾斜面としているため、図１０に示す従来構造と比較して、弾性シール体の圧入に必要となる力を低減することができる。したがって、弾性シール体と固定体との接触応力の増大と、弾性シール体の圧入に必要な力の低減とを両立させることができる。

本発明によれば、弾性シール体と固定体との接触応力の増大と、弾性シール体の圧入に必要な力の低減とを両立した軸受装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
図１〜図５を参照して、本発明の軸受装置について、この軸受装置を、車両の車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持する転がり軸受装置として具体化した第１の実施形態について説明する。

図１に示すように、転がり軸受装置１は、車輪に取り付けられて、車軸と共に回転する回転体２と、車体に取り付けられて、回転体２を外囲する略円筒形状の固定体３により構成されている。これら回転体２と固定体３との径方向の間に形成される空間には、保持器５に保持された複数の転動体４が設けられている。そして、転がり軸受装置１は、回転体２が、転動体４を介して、固定体３に対して中心軸を中心に回転し、これにより車軸を回転可能に支持している。また、回転体２、固定体３、及び転動体４のそれぞれは、強度及び耐久性の高い鉄系材料である炭素鋼（例えば、ＪＩＳ規格によるＳ５５Ｃ等）で形成されている。

回転体２には、転がり軸受装置１の軸方向（以下、単に「軸方向」という。）に沿って延びる円筒部２１と、円筒部２１の軸方向の車外側から転がり軸受装置１の径方向（以下、単に「径方向」という。）に向かい延びるフランジ部２２と、フランジ部２２から軸方向の車外側に向かい延びる略中空円筒形状のインロー部２３とが設けられている。また、回転体２の円筒部２１の軸方向の車体側には、内輪２６が固定されている。また、円筒部２１には、軸方向の車体側に沿って円筒部２１を貫通する貫通孔２４が設けられている。

また、回転体２には、転動体４とそれぞれ摺接する車外側軌道溝２５及び車体側軌道溝２７が設けられている。より詳細には、車外側軌道溝２５は、円筒部２１の外周面、即ち、円筒部２１の径方向の外側の面おける軸方向の車外側に設けられる。そして、車体側軌道溝２７は、内輪２６の外周面、即ち、内輪２６において、径方向の外側に向かう曲面に設けられている。

固定体３には、略中空円筒形状の円筒部３１と、円筒部３１から径方向外側に延設される固定部３２とが設けられている。固定部３２には、車体と転がり軸受装置１とを接続するナックルがボルトにより固定されている。また、円筒部３１の内周面、即ち、円筒部３１の径方向の内側の面には、それぞれ転動体４と摺接する車外側軌道溝３３及び車体側軌道溝３４が設けられている。

転がり軸受装置１には、転がり軸受装置１より外部の空間から転動体４が配置される空間に向かい塵埃や泥水等の異物が侵入するのを抑制する車体側シール６及び車外側シール７が設けられている。具体的には、車体側シール６は、径方向において、固定体３と内輪２６との間に設けられている。そして、車外側シール７は、径方向において、回転体２と固定体３との間に設けられている。

次に、図２及び図３を参照して、車外側シール７の構造について説明する。また、図３及び図４を参照して、同車外側シール７と従来構造の車外側シールとの相違について説明する。なお、従来構造の車外側シールとは、図９に示すように、弾性シール体１０２の嵌合面１０２ｃが軸方向に沿って延びる形状のシールをいう。

ここで、図３は、車外側シール７と固定体３との嵌合部周辺の拡大構造を示す。また、図４は、従来構造の車外側シールと固定体１０３との嵌合部周辺の拡大構造を示す。図３及び図４において示すグラフは、車外側シールに生じる接触応力の分布を示している。

図３及び図４に示すように、接触応力のグラフは、車外側シールの３次元モデルを作成し、車外側シールを固定体に圧入した際の接触応力の値を有限要素法によるシミュレーションにて算出したグラフである。また、接触応力のグラフにおいて、横軸が、嵌合面の軸方向の位置を示し、縦軸が、接触応力の大きさ（ｋｇｆ／ｍｍ^２）を示す。

図２及び図３に示すように、車外側シール７は、固定体３（図３参照）に固定される固定側芯金７１と、固定側芯金７１に固定されて、回転体２と摺接する弾性シール体７２とにより構成されている。ここで、固定側芯金７１は、耐水性の高いステンレス鋼をプレス加工することにより形成されている。また、弾性シール体７２は、弾性を有するニトリルゴムにて形成されて、加硫接着により、固定側芯金７１に固定されている。

固定側芯金７１には、固定体３の軸方向の車外側の端部３７の内周面３６（図３参照）に圧入される円筒部７１１と、径方向において、円筒部７１１から内側に向かい延設されるフランジ部７１２とが設けられている。以降では、固定体３の軸方向の車外側の端部３７を「車外側端部３７」という。

円筒部７１１の外周面７１１ａの軸方向の車体側の端部には、軸方向の車体側に向かい径方向の内側に傾斜する傾斜面７１１ｂが設けられている（図２参照）。この傾斜面７１１ｂが設けられていることにより、固定側芯金７１に傾斜面７１１ｂが設けられない場合と比較して、固定側芯金７１を固定体３の内周面３６に円滑に圧入することができる。即ち、傾斜面７１１ｂが、固定側芯金７１を固定体３の内周面３６に対して軸方向の車体側に案内するため、固定体３の内周面３６への固定側芯金７１の圧入が円滑に行われる。

フランジ部７１２には、折り曲げ部７１２ａ、第1延長部７１２ｂ、内側円筒部７１２ｃ、及び第２延長部７１２ｄが設けられている。具体的には、折り曲げ部７１２ａは、円筒部７１１の軸方向の車外側の端部より径方向の内側に屈曲して形成されている。第１延長部７１２ｂは、折り曲げ部７１２ａから回転体２に向かうにしたがい、軸方向に対して略垂直に延設されている。内側円筒部７１２ｃは、軸方向において、第１延長部７１２ｂの径方向の内側の端部から車体側に向かい延びている。第２延長部７１２ｄは、径方向において、内側円筒部７１２ｃの軸方向の車体側の端部から内側に向かい延設されている。

弾性シール体７２は、略円環状に形成されている。そして、弾性シール体７２には、固定側芯金７１に固定される固定部７２１と、固定部７２１から回転体２に向かい延設されるとともに、回転体２と摺接するリップ部７２２とが設けられている。リップ部７２２は、弾性シール体７２が回転体２と固定体３との間に取り付けられた状態において、回転体２に接触して、弾性変形した状態に維持される。そして、回転体２の回転に伴い、リップ部７２２と回転体２とが摺接する。

固定部７２１には、固定側芯金７１の折り曲げ部７１２ａ及び第１延長部７１２ｂに固定される第１固定部７２１ａと、内側円筒部７１２ｃ及び第２延長部７１２ｄに固定される第2固定部７２１ｂとが設けられている。

第１固定部７２１ａの軸方向の車外側の面である外側面７２１ｃは、軸方向に対して略垂直な平面にて形成されている。そして、第１固定部７２１ａの径方向の外側である、固定側芯金７１の折り曲げ部７１２ａに対応する部位の軸方向の厚さＨ１は、第１固定部７２１ａの径方向の内側である、固定側芯金７１の第１延長部７１２ｂに対応する部位の軸方向の厚さＨ２よりも厚くなるように形成されている。

また、第１固定部７２１ａの外周面、即ち、第１固定部７２１ａの径方向の外側の面には、固定体３の内周面３６と嵌合する嵌合面７２１ｄが設けられている。この嵌合面７２１ｄには、軸方向の車外側に向かい径方向の外側に傾斜する第１傾斜面７２１ｅと、この第１傾斜面７２１ｅと連続して形成され、軸方向の車外側に向かい径方向の外側に傾斜する第２傾斜面７２１ｆとが設けられている。言い換えれば、嵌合面７２１ｄには、弾性シール体７２を固定体３の内周面３６に案内する第１傾斜面７２１ｅと、軸方向において、転動体４から離れる方向に向かうにしたがい、即ち、軸方向の外側に向かうにしたがい、固定体３の内周面３６に向かい、即ち、径方向の外側に向かい突出する第２傾斜面７２１ｆとが設けられている。

また、第２傾斜面７２１ｆは、嵌合面７２１ｄの軸方向の車外側の端部まで形成されている。言い換えれば、第２傾斜面７２１ｆは、嵌合面７２１ｄの軸方向において、嵌合面７２１ｄの第１傾斜面７２１ｅと第２傾斜面７２１ｆとの間である中間部から転動体４とは反対側の端部まで形成されている。

また、第１傾斜面７２１ｅと軸方向との成す鋭角θ１の大きさは、第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の大きさより大きく設定されている。この第１傾斜面７２１ｅが設けられることにより、径方向において、第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄと、固定側芯金７１の円筒部７１１の外周面７１１ａとの差Ｄ１が大きくなる。したがって、図４に示す従来構造の嵌合面１０２ｃの内周面１０３ａに対する接触応力と比較して、第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄの固定体３の内周面３６に対する接触応力が大きくなる。また、第２傾斜面７２１ｆが設けられることにより、第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄを固定体３の内周面３６に圧入するのに必要となる力、即ち、圧入力は、図９に示す従来構造の嵌合面１０２ｃの内周面１０３ａに対する圧入力と比較して、小さくなる。

また、軸方向に対して成す鋭角が互いに異なる２つの傾斜面を設けることにより、第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の大きさの設定に自由度を持たせることができる。即ち、第１傾斜面７２１ｅによって、嵌合面７２１ｄと内周面３６との接触応力の確保が可能であるため、第２傾斜面７２１ｆは、第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の大きさを調整することによって、第２傾斜面７２１ｆが内周面３６に大きな変形を与えない角度に設定することが許容される。したがって、第２傾斜面７２１ｆと内周面３６との接触応力を確保するとともに、内周面３６の第１固定部７２１ａの圧入による変形を抑えることのできる第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の設定を容易に行うことができる。

図３に示すように、固定体３の内周面３６には、軸方向に沿って延びる面（以下、「第１内周面３６ａ」という。）と、この第１内周面３６ａの軸方向の車外側の端部と連続して形成され、軸方向の車外側に向かうにしたがい中心軸に対して径方向の外側に離間する面（以下、「第２内周面３６ｂ」）が設けられている。即ち、固定体３の内周面において、第１内周面３６ａに対応する部位は、その内径が一定であり、第２内周面３６ｂに対応する部位は、軸方向の車外側に向かうにしたがい、拡径している。

そして、転がり軸受装置１において、弾性シール体７２の第１固定部７２１ａは、嵌合面７２１ｄの全体が第１内周面３６ａに接触した状態、かつ、第１固定部７２１ａの軸方向の車外側の面である外側面７２１ｃが軸方向において、第１内周面３６ａと対応する部位に位置した状態において、固定体３に圧入されている。

ここで、本実施形態の弾性シール体７２の嵌合面７２１ｄについて、固定体３の第１内周面３６ａと接触する部分のうち、軸方向の車体側の接触開始点から軸方向において固定側芯金７１の第１延長部７１２ｂの軸方向の車外側の面である外側面７１２ｅまでに対応する範囲を、「接触範囲Ｐ１」とし、この接触範囲Ｐ１より軸方向の車外側になる残りの範囲を「接触範囲Ｐ２」とする。

また、図４に示す従来構造の弾性シール体１０２の嵌合面１０２ｃについても同様に、固定体１０３の内周面１０３ａと接触する部分のうち、軸方向の車体側の接触開始点から軸方向においてフランジ部１０１ｂの車外側の面１０１ｃまでに対応する範囲を「接触範囲Ｑ１」とし、この接触範囲Ｑ１より軸方向の車外側にある残りの範囲を「接触範囲Ｑ２」とする。

まず、図４に示すように、従来構造の嵌合面１０２ｃに生じる接触応力について着目すると、接触範囲Ｑ１の大部分において、接触範囲Ｑ２より大きい接触応力が生じる。この理由は、次のように考えられる。

即ち、接触範囲Ｑ１において、固定体１０３への嵌合に伴い、接触範囲Ｑ１にある弾性シール体１０２の部位が圧縮変形する。しかし、接触範囲Ｑ１の径方向の内側には、円筒部１０１ａとフランジ部１０１ｂとの間の部位である折り曲げ部が存在しているため、弾性シール体１０２の径方向の内側への変形は、この折り曲げ部により規制される。この接触範囲Ｑ１に対して、接触範囲Ｑ２では、固定体１０３への嵌合に伴い、接触範囲Ｑ２にある弾性シール体１０２の部位が圧縮変形したとき、接触範囲Ｑ２の径方向の内側には、固定側芯金１０１が存在していないため、接触範囲Ｑ１とは異なり、弾性シール体１０２の径方向の内側への変形が、固定側芯金１０１により規制されることはない。このため、接触範囲Ｑ２において、弾性シール体１０２の径方向の外側に向かう復元力が接触範囲Ｑ１より小さくなる。したがって、接触範囲Ｑ２と比較して、接触範囲Ｑ１は、大きい接触応力が生じる。

図４に示す従来構造の弾性シール体１０２に対して、図３に示す本実施形態の弾性シール体７２の嵌合面７２１ｄに生じる接触応力について着目すると、接触範囲Ｐ２において生じる接触応力は、従来構造の接触範囲Ｑ２に生じる接触応力より大きくなる。この理由は、次のように考えられる。

即ち、接触範囲Ｐ２にある弾性シール体７２について、弾性シール体７２の径方向の内側に固定側芯金７１が存在していない点において、図４に示す従来構造の弾性シール体１０２と同様である。しかし、嵌合面７２１ｄに第２傾斜面７２１ｆを設けるようにしているため、嵌合面７２１ｄは、軸方向の車体側に向かうにしたがい、内周面３６との締め代が大きくなる。これにより、接触範囲Ｐ２にある弾性シール体７２の部位における圧縮変形の量が、図４に示す従来構造の弾性シール体１０２より多くなるため、接触範囲Ｐ２は、図４に示す従来構造の弾性シール体１０２より大きくなる。なお、嵌合面７２１ｄと内周面３６との締め代とは、圧入に伴い径方向の内側に移動する嵌合面７２１ｄの移動量に相当する。即ち、図３において、破線にて示す仮想の第２傾斜面７２１ｆの位置と、圧入後の第２傾斜面７２１ｆの位置である内周面３６の位置との径方向の距離に相当する。

本実施形態の車外側シール７では、第２傾斜面７２１ｆの軸方向の車体側の端部における締め代、即ち、第２傾斜面７２１ｆと第１傾斜面７２１ｅとの境界における締め代が、約０．４ｍｍに設定されている。また、第２傾斜面７２１ｆの軸方向の車体側の端部における締め代、即ち、第２傾斜面７２１ｆの最大の締め代が、約０．６ｍｍに設定されている。

次に、図５を参照して、車体側シール６について説明する。
図５に示すように、車体側シール６は、回転体２に固定される回転側芯金６１と、固定体３に固定される固定側芯金６２と、固定側芯金６２に固定される弾性シール体６３とにより構成されている。

回転側芯金６１は、金属板をプレス加工することによって、略円環形状、且つ断面を略Ｌ字状に形成されている。そして、回転側芯金６１には、回転体２に固定される円筒部６１１と、円筒部６１１の軸方向の車体側の端部より径方向の外側に延びるフランジ部６１２とが設けられている。

固定側芯金６２は、金属板をプレス加工することによって、略円環形状、且つ断面を略Ｌ字状に形成されている。そして、固定側芯金６２には、固定体３の軸方向の車体側の端部（以下、単に「車体側端部３８」という）の内周面３９（図５（ｂ）参照）に固定される円筒部６２１と、円筒部６２１の軸方向の車外側の端部より径方向の内側に延びるフランジ部６２２とが設けられている。また、固定側芯金６２の円筒部６２１の軸方向の車体側には、円筒部６２１の軸方向の車外側の幅Ｗ１と比較して、小さい幅Ｗ２を有する薄肉部６２１ａが設けられている（図５（ａ）参照）。

弾性シール体６３は、略円環形状に形成されている。そして、弾性シール体６３には、固定側芯金６２に固定される固定部６３１と、固定部６３１から回転側芯金６１に向かい延びるリップ部６３２とが設けられている。リップ部６３２は、回転側芯金６１に対して、弾性変形した状態にて接触する。そして、回転側芯金６１が回転体２と共に回転した際、リップ部６３２と回転側芯金６１とが摺接する。

固定部６３１には、円筒部６２１の薄肉部６２１ａより径方向の外側に配置された外径部６３１ａが設けられる。この外径部６３１ａにおける径方向の外側の面である嵌合面６３１ｂは、車体側端部３８の内周面３９に対して圧入される。

嵌合面６３１ｂには、軸方向の車体側に向かい径方向の外側に傾斜する第１傾斜面６３１ｃと、第１傾斜面６３１ｃと連続して形成され、軸方向の車体側に向かい径方向の外側に傾斜する第２傾斜面６３１ｄとが設けられている。即ち、嵌合面６３１ｂには、弾性シール体６３を固定体３の内周面３９に案内する第１傾斜面６３１ｃと、軸方向において転動体４から離れる方向（即ち、軸方向の外側）に向かうにしたがい、固定体３の内周面３９に向かい傾斜する第２傾斜面６３１ｄとが設けられている。また、第２傾斜面６３１ｄは、嵌合面６３１ｂの軸方向の車体側の端部、即ち、嵌合面６３１ｂにおいて、嵌合面６３１ｂの第１傾斜面６３１ｃと第２傾斜面６３１ｄとの間である中間部から転動体４とは反対側の端部まで形成されている。

また、固定体３の車体側端部３８の内周面３９には、軸方向に沿って延びる面である第１内周面３９ａと、第１内周面３９ａと連続して、軸方向の車体側、即ち、第１内周面３９ａにおいて、軸方向における転動体４と離れる方向（即ち、軸方向の外側）に向かい径方向の外側に傾斜する傾斜面である第２内周面３９ｂとが設けられている。即ち、固定体３の内周面３９において、第１内周面３９ａに対応する部位では、内径が一定であり、第２内周面３９ｂに対応する部位では、軸方向の車体側に向かうにしたがい拡径している。

また、第１傾斜面６３１ｃと軸方向との成す鋭角θ３の大きさは、第２傾斜面６３１ｄと軸方向との成す鋭角θ４の大きさよりも大きくなるように形成されている（図５（ａ）参照）。この第１傾斜面６３１ｃが設けられることにより、径方向において、固定部６３１の嵌合面６３１ｂと、固定側芯金６２の円筒部６２１の外周面６２１ｂとの差Ｄ２が大きくなる（図５（ａ）参照）。

本実施形態の転がり軸受装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態の転がり軸受装置１では、車外側シール７の嵌合面７２１ｄにおいて、軸方向の外側である転動体４から離れる方向、即ち、軸方向の車外側に向かうにしたがい、固定体３の内周面３６に向かい、即ち、径方向の外側に向かい突出する第２傾斜面７２１ｆが設けられている構成とする。この構成によれば、図９に示す従来構造と比較して、嵌合面７２１ｄの内周面３６に対する接触応力を増大させることができる。さらに、第２傾斜面７２１ｆによって、図１０に示す従来構造と比較して、固定体３の内周面３６へ加える力を抑えることができる。したがって、嵌合面７２１ｄの内周面３６に対する接触応力を増大と、弾性シール体７２の圧入に必要となる力、即ち、圧入力の低減とを両立させることができる。

（２）本実施形態の転がり軸受装置１では、第２傾斜面７２１ｆは、嵌合面７２１ｄにおいて、軸方向の外側である転動体４とは反対側の端部、即ち、軸方向の車外側の端部まで形成されている構成とする。この構成によれば、第２傾斜面７２１ｆと軸方向の成す鋭角を小さく設定することができる。したがって、弾性シール体７２を固定体３の内周面３６へ容易に案内することができる。その結果、転がり軸受装置１を容易に製造することができる。また、嵌合面７２１ｄにおいて、軸方向の外側である転動体４とは反対側の端部では、図４に示す従来構造と比較して、内周面３６に対する接触応力を増大することができる。

（３）本実施形態の転がり軸受装置１では、第１傾斜面７２１ｅと軸方向との成す鋭角θ１の大きさと、第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の大きさとは、互いに異なるように設定されている構成とする。この構成によれば、第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の設定に自由度を持たせることができる。したがって、第２傾斜面７２１ｆと内周面３６との接触応力を確保するとともに、内周面３６の第１固定部７２１ａの圧入による変形を抑えることのできる第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の設定を容易に行うことができる。

（４）本実施形態の転がり軸受装置１では、第１傾斜面７２１ｅと軸方向との成す鋭角θ１の大きさは、第２傾斜面７２１ｆと軸方向との成す鋭角θ２の大きさより大きくなるように形成されている構成とする。この構成によれば、第１傾斜面７２１ｅが設けられることにより、径方向において、第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄと、固定側芯金７１の円筒部７１１の外周面７１１ａとの差Ｄ１が大きくなるため、図４に示す従来構造の嵌合面１０２ｃの内周面１０３ａに対する接触応力と比較して、第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄの固定体３の内周面３６に対する接触応力が大きくなる。また、第２傾斜面７２１ｆが設けられることにより、第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄを固定体３の内周面３６への圧入力は、図１０に示す従来構造の嵌合面１０２ｃの内周面１０３ａに対する圧入力と比較して、小さくなる。したがって、図１０に示す従来構造と比較して、車外側シール７の変形を抑制することができる。その結果、車外側シール７のシール性能の低下を抑制することができる。

（５）本実施形態の転がり軸受装置１では、嵌合面６３１ｂには、弾性シール体６３を固定体３の内周面３９に案内する第１傾斜面６３１ｃと、軸方向の外側である転動体４から離れる方向、即ち、軸方向の車体側に向かうにしたがい、固定体３の内周面３９に向かい突出する第２傾斜面６３１ｄとが設けられている構成とする。この構成によれば、図９に示す従来構造と比較して、嵌合面６３１ｂの内周面３９に対する接触応力を増大させることができる。さらに、第２傾斜面６３１ｄによって、図１０に示す従来構造と比較して、固定体３の内周面３９へ加える力を抑えることができる。したがって、嵌合面６３１ｂの内周面３９に対する接触応力を増大と、弾性シール体６３の圧入に必要となる力の低減とを両立することができる。

（６）本実施形態の転がり軸受装置１では、第２傾斜面６３１ｄは、嵌合面６３１ｂにおいて、軸方向の外側である転動体４とは反対側の端部、即ち、軸方向の車体側の端部まで形成されている構成とする。この構成によれば、第２傾斜面６３１ｄと軸方向の成す鋭角θ４を小さく設定することができる。したがって、弾性シール体６３を固定体３の内周面３９へ容易に案内することができる。その結果、転がり軸受装置１を容易に製造することができる。また、嵌合面６３１ｂにおいて、軸方向の外側である転動体４とは反対側の端部では、図４に示す従来構造と比較して、内周面３９に対する接触応力を増大することができる。

（７）本実施形態の転がり軸受装置１では、第１傾斜面６３１ｃと軸方向との成す鋭角θ３の大きさと、第２傾斜面６３１ｄと軸方向との成す鋭角θ４の大きさとは、互いに異なるように設定されている構成とする。この構成によれば、第２傾斜面６３１ｄと軸方向との成す鋭角θ４の設定に自由度を持たせることができる。したがって、第２傾斜面６３１ｄと内周面３９との接触応力を確保するとともに、外径部６３１ａの圧入による内周面３９の変形を抑えることのできる第２傾斜面６３１ｄと軸方向との成す鋭角θ４の設定を容易に行うことができる。

（８）本実施形態の転がり軸受装置１では、第１傾斜面６３１ｃと軸方向との成す鋭角θ３の大きさは、第２傾斜面６３１ｄと軸方向との成す鋭角θ４の大きさよりも大きくなるように形成されている構成とする。この構成によれば、第１傾斜面６３１ｃが設けられることにより、径方向において、固定部６３１の嵌合面６３１ｂと、固定側芯金６２の円筒部６２１の外周面６２１ｂとの差Ｄ２が大きくなるため、嵌合面６３１ｂに第２傾斜面６３１ｄを設けない構造と比較して、固定部６３１の嵌合面６３１ｂの車体側端部３８の内周面３９に対する接触応力を増大させることができる。また、第２傾斜面６３１ｄが設けられるため、弾性シール体６３を内周面３９に案内することができる。したがって、図１０の従来構造と比較して、車体側シール６の圧入の際の圧入力を低減することができるため、車体側シール６の変形を抑制することができる。その結果、車体側シール６のシール性能の低下を抑制することができる。
（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の軸受装置について、この軸受装置を、車両の車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持する転がり軸受装置として具体化した第２の実施形態について説明する。本実施形態の転がり軸受装置は、転がり軸受装置の第１の実施形態と比較して、車外側シールの弾性シール体と固定体の内周面との嵌合の位置が異なるのみであり、転がり軸受装置及び車外側シールの構造の説明は省略する。なお、図６中のグラフは、車外側シールが圧入された後の状態において、車外側シールの圧入の応力分布を示している。

図６に示すように、弾性シール体７２の第１固定部７２１ａの嵌合面７２１ｄは、第１内周面３６ａに圧入されるとともに、径方向において、第２内周面３６ｂと対向している。即ち、第２傾斜面７２１ｆは、第１内周面３６ａと第２内周面３６ｂとの境界Ｐ３をまたいで設けられている。また、固定側芯金７１の第１延長部７１２ｂの軸方向の車外側の面である外側面７１２ｅの軸方向の位置は、第１内周面３６ａの軸方向の車外側の端部の軸方向の位置より軸方向の車体側に設けられている。

ここで、本実施形態の弾性シール体７２の嵌合面７２１ｄについて、固定体３の第１内周面３６ａと接触する部分のうち、軸方向の車体側の接触開始点から軸方向において第１内周面３６ａの車外側の端部、即ち、固定側芯金７１の外側面７１２ｅの軸方向の位置までに対応する範囲を「接触範囲Ｐ４」とし、この接触範囲Ｐ４より軸方向の車外側にある残りの範囲を「接触範囲Ｐ５」とする。

接触範囲Ｐ４及び接触範囲Ｐ５において、嵌合面７２１ｄは、第１内周面３６ａに対して圧入されている。なお、本実施形態では、第２内周面３６ｂと第２傾斜面７２１ｆとは、互いに接触している。

上記構成により、図６中のグラフが示すように、第１内周面３６ａと第２内周面３６ｂとの境界Ｐ３付近である第１内周面３６ａの軸方向の車外側の端部付近の接触応力が増大する。

本実施形態の転がり軸受装置によれば、転がり軸受装置の第１の実施形態の効果（１）〜（８）に加え、以下の効果を得ることができる。
（９）本実施形態の転がり軸受装置によれば、第２傾斜面７２１ｆは、第１内周面３６ａと第２内周面３６ｂとの境界Ｐ３をまたいで設けられる構成とする。この構成によれば、第１内周面３６ａと第２内周面３６ｂとの境界Ｐ３付近において、第２傾斜面７２１ｆの内周面３６に対する接触応力が増大するため、車外側シール７のシール性能の低下を抑制することができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態の転がり軸受装置は、以下の変形が可能である。
・第１の実施形態の転がり軸受装置１において、車体側シール６の第２傾斜面６３１ｄは、第１内周面３９ａのみに対して圧入されたが、車体側シール６の圧入態様は、これに限定されることはない。例えば、図７に示すように、第２傾斜面６３１ｄが、第１内周面３９ａに嵌合されるとともに、径方向において、第２内周面３９ｂと対向するように配置されてもよい。この構成により、第１内周面３９ａと第２内周面３９ｂとの境界Ｐ６において、第２傾斜面６３１ｄの内周面３９に対する接触応力を増大させることができる。その結果、車体側シール６のシール性能の低下を抑制することができる。

・第１の実施形態及び第２の実施形態の転がり軸受装置１において、車外側シール７の嵌合面７２１ｄは、第１傾斜面７２１ｅ及び第２傾斜面７２１ｆを有していたが、車外側シール７の嵌合面７２１ｄの形状は、これに限定されることはない。例えば、図８（ａ）に示すように、嵌合面７２１ｄは、軸方向の車外側に向かい、径方向の外側に傾斜する傾斜面７２１ｇが、軸方向において、嵌合面７２１ｄの略全面に設けられてもよい。また、同様に、車体側シール６の嵌合面６３１ｂは、第１傾斜面６３１ｃ及び第２傾斜面６３１ｄを有していたが、本発明は、これに限定されることはい。例えば、図８（ｂ）に示すように、嵌合面６３１ｂは、軸方向の車体側に向かい、径方向の外側に傾斜する傾斜面６３１ｅが、軸方向において、嵌合面６３１ｂの略全面に設けられてもよい。

・第１の実施形態及び第２の実施形態の転がり軸受装置１において、車外側シール７の嵌合面７２１ｄは、中心軸を含み、軸方向に沿った平面にて切った断面において、第１傾斜面７２１ｅ及び第２傾斜面７２１ｆのそれぞれが中心軸に対して、直線状に傾斜する傾斜面であったが、各傾斜面の形状は、これに限定されることはない。例えば、第１傾斜面７２１ｅ及び第２傾斜面７２１ｆは、中心軸を含み、軸方向に沿った平面にて切った断面において、円弧状に傾斜する傾斜面であってもよい。

また、同様に、車体側シール６の嵌合面６３１ｂの第１傾斜面６３１ｃ及び第２傾斜面６３１ｄは、中心軸を含み、軸方向に沿った平面にて切った断面において、第１傾斜面６３１ｃ及び第２傾斜面６３１ｄのそれぞれが中心軸に対して、直線状に傾斜する傾斜面であったが、各傾斜面の形状は、これに限定されることはない。例えば、第１傾斜面６３１ｃ及び第２傾斜面６３１ｄは、中心軸を含み、軸方向に沿った平面にて切った断面において、円弧状に傾斜する傾斜面であってもよい。

・第１の実施形態及び第２の実施形態の転がり軸受装置１では、転動体４として、球状の鋼球を用いたが、転動体４の形状は、これに限定されることはない。例えば、転動体４は、球状の鋼球の他に、円筒ころ、及び針状ころ等の形状を用いてもよい。

本発明の軸受装置を車両の車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持する転がり軸受装置として具体化した第１の実施形態について、その軸方向に沿う断面構造を示す断面図。同実施形態の転がり軸受装置の車外側シールについて、その軸方向に沿う断面構造を示す断面図である。同実施形態の転がり軸受装置の車外側シールについて、その軸方向に沿う断面構造であって、車体側シールと固定体との嵌合部周辺の拡大構造を示す断面図。比較例である従来の転がり軸受装置について、その軸方向に沿う断面構造であって、車外側シールと固定体との嵌合部周辺の拡大構造を示す断面図。（ａ）同実施形態の転がり軸受装置の車体側シールについて、その軸方向に沿う断面構造を示す断面図。（ｂ）同実施形態の転がり軸受装置について、その軸方向に沿う断面構造であって、車体側シールと固定体との嵌合部周辺の拡大構造を示す断面図。本発明の軸受装置を車両の車体に取り付けられた車軸を回転可能に支持する転がり軸受装置として具体化した第２の実施形態について、同軸受装置の軸方向に沿う断面構造であって、車外側シールと固定体との嵌合部周辺の拡大構造を示す拡大図。第１の実施形態の転がり軸受装置の別の形態について、その軸方向に沿う断面構造であって、車体側シールと固定体との嵌合部周辺の拡大構造を示す拡大図。（ａ）第１の実施形態の転がり軸受装置のさらに別の形態について、その軸方向に沿う車外側シールの断面構造を示す断面図。（ｂ）第１の実施形態の転がり軸受装置のさらに別の形態について、その軸方向に沿う車体側シールの断面構造を示す断面図。（ａ）従来の転がり軸受装置について、同軸受装置の軸方向に沿う断面構造であって、シール装置と固定体との嵌合部周辺の拡大構造を示す断面図。（ｂ）同シール装置について、その断面構造を示す断面図。従来の別の転がり軸受装置について、その軸方向に沿うシール装置の断面構造を示す断面図。

符号の説明

１…転がり軸受装置（軸受装置）、２…回転体、２１…円筒部、２２…フランジ部、２３…インロー部、２４…貫通孔、２５…車外側軌道溝、２６…内輪、２７…車体側軌道溝、３…固定体、３１…円筒部、３２…固定部、３３…車外側軌道溝、３４…車体側軌道溝、３６…内周面、３６ａ…第１内周面、３６ｂ…第２内周面、３７…車外側端部、３８…車体側端部、３９…内周面、３９ａ…第１内周面、３９ｂ…第２内周面、４…転動体、５…保持器、６…車体側シール、６１…回転側芯金、６１１…円筒部、６２…固定側芯金、６２１…円筒部、６２１ａ…薄肉部、６２２…フランジ部、６３…弾性シール体、６３１ａ…外径部、６３１ｂ…嵌合面、６３１ｃ…第１傾斜面、６３１ｄ…第２傾斜面、６３２…リップ部、７…車外側シール、７１…固定側芯金、７１１…円筒部、７１１ａ…外周面、７１１ｂ…傾斜面、７１２…フランジ部、７１２ａ…折り曲げ部、７１２ｂ…第１延長部、７１２ｃ…内側円筒部、７１２ｄ…第２延長部、７２…弾性シール体、７２１ａ…第１固定部、７２１ｂ…第２固定部、７２１ｃ…外側面、７２１ｄ…嵌合面、７２１ｅ…第１傾斜面、７２１ｆ…第２傾斜面、７２１ｇ…傾斜面、７２２…リップ部。

Claims

車軸を支持するとともに、前記車軸と共に回転する回転体と、前記回転体を外囲する固定体と、前記回転体と前記固定体との間に形成される空間に配置される複数の転動体と、前記回転体及び前記固定体の間に配設されて前記空間をシールする弾性シール体とを備え、前記弾性シール体の嵌合面と前記固定体の内周面とが接触して前記弾性シール体が圧縮された状態にある軸受装置において、
前記弾性シール体の嵌合面には、当該軸受装置の軸方向において外側に向かうにしたがい、当該軸受装置の径方向において外側に突出する第１傾斜面及び第２傾斜面が設けられ、
前記第２傾斜面は、前記軸方向において、前記第１傾斜面よりも外側に設けられる
ことを特徴とする軸受装置。
請求項１に記載の軸受装置において、
前記第２傾斜面は、前記軸方向において、前記嵌合面の中間部から前記転動体とは反対側にある前記嵌合面の端部までにわたり設けられる
を特徴とする軸受装置。
請求項１及び請求項２のいずれかに記載の軸受装置において、
前記固定体の内周面には、前記軸方向に沿って延びる第１内周面と、前記第１内周面と連続し、且つ前記径方向において、前記第１内周面より外側にある第２内周面とが設けられ、
前記第２傾斜面は、前記軸方向において、前記第１内周面と前記第２内周面との境界をまたいで設けられる
ことを特徴とする軸受装置。
車軸を支持するとともに、前記車軸と共に回転する回転体と、前記回転体を外囲する固定体と、前記回転体と前記固定体との間に形成される空間に配置される複数の転動体と、前記回転体及び前記固定体の間に配設されて前記空間をシールする弾性シール体とを備え、前記弾性シール体の嵌合面と前記固定体の内周面とが接触して前記弾性シール体が圧縮された状態にある軸受装置において、
前記弾性シール体の嵌合面は、前記嵌合面の全体が当該軸受装置の軸方向において外側に向かうにしたがい当該軸受装置の径方向において外側に向かう傾斜面として形成される
ことを特徴とする軸受装置。