JP2010121645A - 車輪用軸受シールおよびこれを備えた車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールを軸方向に積層した時に、シールリップに塗布されたグリースが、隣接するシールに接触して剥れるのを防止し、シールの摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールを提供する。
【解決手段】シール８が、外方部材５に圧入される嵌合部１０ａを有する芯金１０と、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１１ｂと、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１１ｃおよび軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１１ｄを一体に有するシール部材１１とからなり、各リップの内周面にグリースＧが塗布され、嵌合部１０ａの先端部を下側にしてシール８が軸方向に複数個積層された時、サイドリップ１１ｂが向いた側に隣接するシール８の芯金１０とグリースＧとの間に隙間Δ１が保持されるよう、嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で弾性部材からなる舌片１２が加硫接着によって一体に接合されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、シールの摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールに関し、特に、シールを軸方向に積層した時に、シールリップに塗布されたグリースが隣接するシールに接触して剥れるのを防止した車輪用軸受シールおよびこれを備えた車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。

これらの軸受部には、軸受内部に封入されたグリースの漏れを防止すると共に、外部から雨水やダスト等の侵入を防止するためにシールが装着されている。近年、自動車の燃費向上のため軸受部の低トルク化が進んでいる。この軸受部の回転トルクのうちシールの回転トルクが支配的である。すなわち、転動体の転がり抵抗に比べシールの摺動抵抗が大きく、回転トルクに占めるシールの摺動抵抗の比率が高い車輪用軸受装置のシールにおいて、さらなる低トルク化が要求されるようになっている。一方、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等から来る本来の軸受寿命よりも、シール不具合による損傷が多くを占めている。したがって、シールの密封性と耐久性を高めることにより、軸受寿命の向上を確実に図ることができる。

従来から、密封性を高めたシールに関しては種々提案されているが、こうしたシールの代表的な一例を図９に示す。このシール５０は、軸受の外輪５１の端部内周面に圧入嵌着される金属製の取付環５２と、この取付環５２にゴム状弾性材料で一体成形された外周側シールリップ５３、内周側シールリップ５４およびグリースリップ５５とを備えている。

取付環５２は、鋼鈑等の金属板を打ち抜きプレス成形して形成され、軸受の外輪５１の内周面に圧入嵌着される外周筒部５２ａと、そこから軸受外部Ｓｏ側が小径になるように形成された外周絞り筒部５２ｂと、その小径端部から内周側へ延びる中間部５２ｃと、その内周から軸受内部Ｓｉ側へ向けて漸次小径になるように形成された内周円錐部５２ｄと、その小径端部から内周側に延びる内周鍔部５２ｅとからなる。

外周側シールリップ５３は、先端部５３ａ側が大径となる緩やかな円錐筒状に成形され、ハブ５６におけるフランジ５７との間で適当に曲げ変形を受けた状態で、先端部５３ａおよびその近傍が、軸心に対して略垂直なフランジ５７の内側面５７ａに、摺動可能に密接されている。

内周側シールリップ５４は、基部ゴム層５８における外周側シールリップ５３の根元よりも内周側の位置から軸受内部Ｓｉと反対側へ向けて、略円筒状をなすように突出している。ハブ５６は、軸受のボールを保持している軌道部から延びる円筒状の外周面５６ａから、フランジ５７の内側面５７ａへの移行部が連続した曲面５６ｂとなっており、内周側シールリップ５４の先端部５４ａは、この曲面５６ｂに、適当なシメシロをもって摺動可能に密接されている。

最も軸受内部Ｓｉ側にあるグリースリップ５５は、基部ゴム層５８の内周端部から軸受内部Ｓｉ側へ向けて延び、その先端部５５ａが、ハブ５６の円筒状の外周面５６ａに僅かなシメシロをもって摺動可能に密接するか、または僅かな隙間をもって近接対向されている。

軸受外部Ｓｏ側を向いた基部ゴム層５８の端面５８ａにおける取付環５２の外周筒部５２ａと対向する径方向位置には、保持部としての突起５９が形成され、図１０に示すように、軸方向に積層された状態において、隣接するシール５０の取付環５２の軸受内部Ｓｉ側となる端部５２ｆと接触することによって、外周側シールリップ５３および内周側シールリップ５４とその延長方向に隣り合う取付環５２との間に所要の隙間δ１、δ２を保持するために必要な高さを有している。また、取付環５２における外周筒部５２ａの端部５２ｆの内周側に遊嵌される隆起部５９ａを有している。

ここで、このシール５０は、ユーザへの出荷前に、ハブ５６との摺動部である外周側シールリップ５３および内周側シールリップ５４からグリースリップ５５にかけての内周面に、予めグリースＧが塗布されている。そして、出荷に際しては、このシール５０を軸方向へ複数個積層された状態とするが、相対的に上側にあるシール５０の取付環５２の端部５２ｆが、相対的に下側にあるシール５０の突起５９の上に支持されることによって、外周側シールリップ５３の先端は上側のシール５０に届かず、このため、外周側シールリップ５３および内周側シールリップ５４の内周面に塗布されたグリースＧとその上側の取付環５２との間に所要の隙間δ１、δ２が保持され、しかも取付環５２の端部５２ｆが、突起５９の内周側の隆起部５９ａに遊嵌されることによって、上下に隣り合うシール５０、５０同士が径方向へ互いにずれない。

したがって、相対的に下側のシール５０の外周側シールリップ５３および内周側シールリップ５４に塗布されたグリースＧが、その上に重ねられたシール５０における取付環５２の内周円錐筒部５２ｄや内周鍔部５２ｅおよびその内周に廻り込んだ基部ゴム層５８の端部５８ｂ等に接触して付着するのを有効に防止することができる。
特開２００７−１２７２０３号公報

然しながら、こうした従来のシール５０では、軸受の外輪５１に圧入する時、突起５９が変形して正確な位置決め固定が難しい。また、この突起５９がこの時に変形してゴム切れが発生する恐れがあった。よって、位置決め精度が低下して外周側シールリップ５３および内周側シールリップ５４のシメシロがバラツキ、所望の密封性が得られないという問題があった。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、シールを軸方向に積層した時に、シールリップに塗布されたグリースが、隣接するシールに接触して剥れるのを防止し、シールの摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールを提供することを目的とする。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体を介して前記外方部材に内挿された内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着された車輪用軸受シールであって、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部を有する芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを一体に有するシール部材とを備え、前記サイドリップの内周面に予めグリースが塗布された車輪用軸受シールにおいて、前記芯金の嵌合部の先端部を下側にして前記シールが軸方向に複数個積層された時に、前記サイドリップが向いた側に隣接する前記シールの芯金と前記グリースとの間に所定の隙間が保持されるように、前記芯金の嵌合部の先端部に突出した状態で弾性部材からなる舌片が加硫接着によって一体に接合されている。

このように、サイドリップを一体に有するシール部材を備え、このサイドリップの内周面に予めグリースが塗布された車輪用軸受シールにおいて、芯金の嵌合部の先端部を下側にしてシールが軸方向に複数個積層された時に、サイドリップが向いた側に隣接するシールの芯金とグリースとの間に所定の隙間が保持されるように、芯金の嵌合部の先端部に突出した状態で弾性部材からなる舌片が加硫接着によって一体に接合されているので、サイドリップに塗布されたグリースが芯金に接触して剥離するのを効果的に防止することができ、シールの摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールを提供することができる。また、シールを外方部材に圧入する時、従来のように、基部ゴム層に形成された突起に当接してゴム切れが発生することもなく、精度良くシールの位置決め固定ができると共に、芯金の嵌合部の先端部に舌片が接合されているので、シールを外方部材に装着した時、この舌片が外方部材に弾性接触して外部から雨水やダスト等が嵌合部を通して軸受内部に浸入するのを確実に防止することができ、密封性が一段と向上する。

また、請求項２に記載の発明は、前記芯金が、前記嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に湾曲して形成された中間部と、この中間部から径方向内方に延びる内径部とからなり、前記シール部材が、前記芯金の中間部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる前記サイドリップと、前記芯金の内径部に接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有すると共に、前記サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップの内周面に前記グリースが塗布され、前記内方部材の外周の一部が断面円弧状に形成され、当該サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップが所定のシメシロを介して摺接されている。

また、請求項３に記載の発明は、前記芯金が、前記嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に湾曲して形成された中間部と、この中間部から径方向内方に延びる内径部とからなり、前記シール部材が、前記芯金の中間部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる前記サイドリップと、前記芯金の内径部に接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有し、前記サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップの内周面に前記グリースが塗布されると共に、前記内方部材の外周に断面Ｌ字状のスリンガが圧入され、このスリンガに前記サイドリップとダストリップが所定の軸方向シメシロを介して摺接され、前記グリースリップが前記内方部材の外周面に所定の径方向シメシロを介して直接摺接されている。

好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記隙間が１〜３ｍｍの範囲に設定されていれば、シールの加工誤差や舌片の弾性変形によってサイドリップの先端が上側のシールに接触することもなく、また、舌片が歪な変形をしてゴム切れが生じることもない。

また、請求項５に記載の発明のように、前記舌片が前記外方部材に当接して弾性変形した時の反力をＲ１、前記シールの抜け耐力をＲ２、前記シールが軸方向に複数個積層された状態で、上側に載置された複数のシールの重みをＲ３とした時、Ｒ２＞Ｒ１＞Ｒ３の関係になるように設定されていれば、舌片の弾性変形による反力によってシールの抜けるのを防止すると共に、複数のシールの重みで舌片が変形するのを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記舌片が先端に向って漸次薄くなるように形成されていても良い。また、請求項７に記載の発明のように、前記舌片の先端が径方向内方に所定の傾斜角だけ傾斜して形成されていても良い。また、請求項８に記載の発明のように、前記舌片の先端が内側に湾曲して形成されていても良い。これにより、シールを外方部材に圧入する時に舌片がガイドとなり、スムーズにシールを圧入することができると共に、舌片が変形し易くなり、歪な変形を防止してゴム切れが発生するのを防止することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記舌片の先端が鉤状に形成されていても良い。また、請求項１０に記載の発明のように、前記舌片の外周に環状の凹所が形成されていても良い。これにより、シールを外方部材に圧入した時、外方部材に接触する舌片が一層変形し易くなる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記舌片の内周に凹所が周方向等間隔に複数形成されていても良い。これにより、舌片が変形し易くなると共に、舌片が変形して縮径した時に、歪な変形をするのを確実に防止することができる。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記舌片の端部に所定幅のスリットが周方向等間隔に複数形成されていても良い。また、請求項１３に記載の発明のように、前記舌片が、前記芯金の嵌合部の端部に周方向等配に複数個形成されていても良い。これにより、舌片の変形が周方向に不連続となり、歪な変形をするのを確実に防止することができる。

また、請求項１４に記載の発明のように、前記シール部材に、前記外方部材の端部内周に弾性接触して前記嵌合部を密封する基部が形成され、この基部に環状の凹部が形成されていれば、シールを軸方向に積層した時、この凹部に舌片が埋没した状態で支持されるため、上下に隣り合うシール同士が径方向に互いにずれることなく安定して積層させることができ、出荷工程あるいは組立工程の作業性を向上させることができる。

また、本発明のうち請求項１５に記載の発明のように、外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に内嵌され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が断面円弧状に形成され、前記シールのうちアウター側のシールが前記請求項１乃至１４いずれかに記載された車輪用軸受シールからなる車輪用軸受装置であれば、シールの摺動抵抗を低減して低トルク化を図ると共に、シールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図ることができる。

本発明に係る車輪用軸受シールは、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体を介して前記外方部材に内挿された内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着された車輪用軸受シールであって、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部を有する芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを一体に有するシール部材とを備え、前記サイドリップの内周面に予めグリースが塗布された車輪用軸受シールにおいて、前記芯金の嵌合部の先端部を下側にして前記シールが軸方向に複数個積層された時に、前記サイドリップが向いた側に隣接する前記シールの芯金と前記グリースとの間に所定の隙間が保持されるように、前記芯金の嵌合部の先端部に突出した状態で弾性部材からなる舌片が加硫接着によって一体に接合されているので、サイドリップに塗布されたグリースが芯金に接触して剥離するのを効果的に防止することができ、シールの摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールを提供することができる。また、シールを外方部材に圧入する時、従来のように、基部ゴム層に形成された突起に当接してゴム切れが発生することもなく、精度良くシールの位置決め固定ができると共に、芯金の嵌合部の先端部に舌片が接合されているので、シールを外方部材に装着した時、この舌片が外方部材に弾性接触して外部から雨水やダスト等が嵌合部を通して軸受内部に浸入するのを確実に防止することができ、密封性が一段と向上する。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に内嵌され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、これらシールのうちアウター側のシールが、前記外方部材のアウター側の端部内周に圧入される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材とを備え、このシール部材が、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップとダストリップ、およびこのダストリップの小径側にグリースリップを一体に有すると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が断面円弧状に形成され、この基部に前記各シールリップが所定のシメシロを介して摺接された車輪用軸受装置において、前記芯金が、前記外方部材のアウター側の端部内周に圧入される嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に湾曲して形成された中間部と、この中間部から径方向内方に延びる内径部とからなり、前記シール部材が、前記芯金の中間部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる前記サイドリップと、前記芯金の内径部に接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有すると共に、前記サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップの内周面に前記グリースが塗布され、前記芯金の嵌合部の先端部を下側にして前記シールが軸方向に複数個積層された時に、前記サイドリップが向いた側に隣接する前記シールの芯金と前記グリースとの間に所定の隙間が保持されるように、前記芯金の嵌合部の先端部に突出した状態で弾性部材からなる舌片が加硫接着によって一体に接合されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受シールを備えた車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の一方のシール部を示す要部拡大図、図３（ａ）は、図２のシール単体を示す拡大図、（ｂ）は、（ａ）のシールを軸方向に積層した状態を示す説明図、図４（ａ）〜（ｅ）は、図３（ａ）のシールの変形例を示す拡大図、図５（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）のシールの他の変形例を示す拡大図、図６（ａ）は、図３（ａ）の他の変形例を示す拡大図、（ｂ）は、（ａ）の部分側面図、図７（ａ）は、図４（ｂ）のシールの変形例を示す拡大図、（ｂ）は、（ａ）のシールを軸方向に積層した状態を示す説明図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この車輪用軸受装置は従動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された内輪２からなる内方部材３と、この内方部材３に複列の転動体（ボール）４、４を介して外挿された外方部材５とを備えている。

ハブ輪１は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる小径段部１ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ６の周方向等配位置にハブボルト６ａが植設されると共に、これらハブボルト６ａ間には円孔６ｂが形成されている。この円孔６ｂは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔６ｂから挿入することができ作業を簡便化することができる。

内輪２は、外周に他方（インナー側）の内側転走面２ａが形成され、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１ｃによって、所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。

ハブ輪１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１ａをはじめ、後述するアウター側のシール８のシールランド部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｃから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。一方、内輪２および転動体４はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材５は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に内方部材３の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。これら両転走面５ａ、１ａおよび５ａ、２ａ間には保持器７を介して複列の転動体４、４が転動自在に収容されている。外方部材５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面５ａ、５ａが高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の開口部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に浸入するのを防止している。

シール８、９のうちインナー側のシール９は、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなる、所謂パックシールで構成されている。また、アウター側のシール８は、図２に拡大して示すように、固定側部材となる外方部材５のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１０と、この芯金１０に接合されたシール部材１１とからなる一体型のシールで構成されている。

芯金１０は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成され、外方部材５に圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａから径方向内方に湾曲して形成された中間部１０ｂと、この中間部１０ｂから径方向内方に延びる内径部１０ｃとからなり、断面が略コの字状で、全体として円環状に形成されている。

一方、シール部材１１は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り、加硫接着によって芯金１０に一体に接合されている。このシール部材１１は、芯金１０の中間部１０ｂに接合され、外方部材５の端部内周に弾性接触して嵌合部１０ａを密封する基部１１ａと、この基部１１ａから径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１１ｂと、芯金１０の内径部１０ｃに接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１１ｃ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１１ｄを一体に有している。

車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｃは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部６ｃにサイドリップ１１ｂとダストリップ１１ｃが所定の軸方向シメシロをもって摺接されると共に、グリースリップ１１ｄが所定の径方向シメシロを介して摺接されている。なお、シール部材１１の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、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）等をはじめ、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を例示することができる。

シール８は、ユーザへの出荷前に、車輪取付フランジ６の基部６ｃに摺接されるサイドリップ１１ｂおよびダストリップ１１ｃからグリースリップ１１ｄに亙る内周面に、予めグリースＧが塗布されている。これにより、シール８の摺動抵抗を低減して低トルク化を図ることができる。ここで、本実施形態では、図３に示すように、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態でＮＢＲ等の合成ゴムからなる舌片１２が加硫接着によって一体に接合されている。

そして、出荷に際しては、このシール８が軸方向に複数個積層された状態とされるが、シール８の軸方向の長さＬ０がこの舌片１２の分（ΔＬ）長くなってＬ１となり、相対的に上側にあるシール８の舌片１２が、相対的に下側にあるシール８の基部１１ａの上に支持されることによって、サイドリップ１１ｂの先端が上側のシール８に届かず、このため、サイドリップ１１ｂ、ダストリップ１１ｃおよびグリースリップ１１ｄの内周面に塗布されたグリースＧとその上側の芯金１０との間に所定の隙間Δ１が保持される。これにより、相対的に下側のシール８のサイドリップ１１ｂ、ダストリップ１１ｃおよびグリースリップ１１ｄに塗布されたグリースＧが、その上に重ねられたシール８における芯金１０の中間部１０ｂや内径部１０ｃ等に接触して剥離するのを効果的に防止することができ、シール８の摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールを提供することができる。

また、シール８を外方部材５に圧入する時、基部１１ａが圧入治具（図示せず）に押圧されるため、従来のように、基部ゴム層に形成された突起に当接してゴム切れが発生することもなく、精度良くシール８の位置決め固定ができる。さらに、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に舌片１２が接合されているので、シール８を外方部材５に装着した時、この舌片１２が外方部材５に弾性接触して外部から雨水やダスト等が嵌合部１０ａを通して軸受内部に浸入するのを確実に防止することができ、密封性が一段と向上する。

なお、ここでは、隙間Δ１は１〜３ｍｍの範囲に設定されている。この隙間Δ１が１ｍｍ未満では、シール８の加工誤差や舌片１２の弾性変形によってサイドリップ１１ｂの先端が上側のシール８に接触する恐れがあり、また、隙間Δ１が３ｍｍを超えると、舌片１２が歪な変形をしてゴム切れが生じる恐れがある。さらに、舌片１２が外方部材５に当接して弾性変形した時、この反力Ｒ１がシール８の抜け耐力Ｒ２を超えないよう、また、シール８が軸方向に複数個積層された状態で、上側に載置された複数のシール８、８の重みＲ３で舌片１２が変形しないように設定されている（Ｒ２＞Ｒ１＞Ｒ３）。

図４（ａ）〜（ｅ）は、図３（ａ）に示すシール８の変形例である。なお、これらのシールは、基本的にはシール８の舌片の形状が異なるだけで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

（ａ）に示すシール１３は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態でＮＢＲ等の合成ゴムからなる舌片１４が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片１４は、先端に向って漸次薄くなる尖塔状に形成されている。これにより、シール１３を外方部材（図示せず）に圧入する時に舌片１４がガイドとなり、スムーズにシール１３を圧入することができると共に、舌片１４が変形し易くなり、歪な変形を防止してゴム切れが発生するのを防止することができる。

（ｂ）に示すシール１５は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片１６が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片１６は、先端が径方向内方に傾斜角α＝０〜４５°だけ傾斜して形成されている。これにより、前述したシール１３と同様、シール１５を外方部材に圧入する時に舌片１６がガイドとなり、スムーズにシール１５を圧入することができると共に、舌片１６が変形し易くなり、歪な変形を防止してゴム切れが発生するのを防止することができる。

（ｃ）に示すシール１７は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片１８が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片１８は、先端が内側にカール（湾曲）して形成されている。これにより、前述したシール１３、１５と同様、シール１５を外方部材に圧入する時に舌片１８がガイドとなり、スムーズにシール１７を圧入することができると共に、舌片１８が一層変形し易くなり、歪な変形を防止してゴム切れが発生するのを防止することができる。

（ｄ）に示すシール１９は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片２０が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片２０は、接合部から径方向内方に傾斜し、先端が鉤状に形成されている。これにより、シール１５を外方部材にスムーズに圧入することができると共に、舌片２０が一層変形し易くなる。

（ｅ）に示すシール２１は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片２２が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片２２は、先端に向って漸次薄くなる尖塔状に形成されると共に、外周に環状の凹所２２ａが形成されている。これにより、前述した（ａ）のシール１３の舌片１４よりも変形し易くなり、歪な変形を防止してゴム切れが発生するのを防止することができる。

図５（ａ）に示すシール２３は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片２４が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片２４は、先端が径方向内方に傾斜角α＝０〜４５°だけ傾斜して形成されると共に、その内周に凹所２４ａが周方向等間隔に複数形成されている。これにより、舌片２４が変形し易くなると共に、舌片２４が変形して縮径した時に、歪な変形をするのを確実に防止することができる。

また、（ｂ）に示すシール２５は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片２６が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片２６は、先端が径方向内方に傾斜角α＝０〜４５°だけ傾斜して形成されると共に、その端部に所定幅のスリット２６ａが周方向等間隔に複数形成されている。これにより、舌片２６の変形が周方向に不連続となり、舌片２６が歪な変形をするのを確実に防止することができる。

図６（ａ）に示すシール２７は、芯金１０の嵌合部１０ａの先端部に突出した状態で舌片２８が加硫接着によって一体に接合されている。この舌片２８は、断面が先端に向って漸次薄くなる尖塔状に形成され、嵌合部１０ａの端部に周方向等配に３〜１６個接合されている。これにより、前述した図５の舌片２４、２６と同様、舌片２８の変形が周方向に不連続となり、舌片２８が歪な変形をするのを確実に防止することができる。

図７（ａ）に示すシール２９は、図４（ｂ）に示すシール１５の変形例である。なお、これらのシール２９は、基本的にはシール１５の舌片と基部の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

このシール２９は、外方部材（図示せず）の内周に所定のシメシロを介して圧入される芯金３０と、この芯金３０に接合されたシール部材３１とからなる一体型のシールで構成されている。芯金３０は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成され、外方部材に圧入される円筒状の嵌合部３０ａと、この嵌合部３０ａから径方向内方に湾曲して形成された中間部３０ｂと、この中間部３０ｂから径方向内方に延びる内径部３０ｃとからなり、断面が略Ｌ字状で、全体として円環状に形成されている。

一方、シール部材３１はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金３０に一体に接合されている。このシール部材３１は、芯金３０の中間部３０ｂに接合され、外方部材の端部内周に弾性接触して嵌合部を密封する基部３１ａと、この基部３１ａから径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ３１ｂと、芯金３０の内径部３０ｃに接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ３１ｃ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ３１ｄを一体に有している。

シール２９は、ユーザへの出荷前に、サイドリップ３１ｂ、ダストリップ３１ｃおよびグリースリップ３１ｄのそれぞれの内周面に、予めグリースＧが塗布されている。ここで、芯金３０の嵌合部３０ａの先端部に突出した状態でＮＢＲ等の合成ゴムからなる舌片１６が加硫接着によって一体に接合されると共に、基部３１ａに環状の凹部３２が形成されている。

そして、出荷に際しては、（ｂ）に示すように、シール２９が軸方向に複数個積層された状態とされるが、相対的に上側にあるシール２９の舌片１６が、相対的に下側にあるシール２９の基部３１ａの凹部３２内に支持されることによって、サイドリップ３１ｂの先端が上側のシール２９に届かず、このため、サイドリップ３１ｂ、ダストリップ３１ｃおよびグリースリップ３１ｄの内周面に塗布されたグリースＧとその上側の芯金３０との間に所定の隙間Δ１、Δ２が保持される。なお、隙間Δ２は、Δ１と同様、１〜３ｍｍの範囲に設定されている。

これにより、相対的に下側のシール２９のサイドリップ３１ｂ、ダストリップ３１ｃおよびグリースリップ３１ｄに塗布されたグリースＧが、その上に重ねられたシール２９における芯金３０の中間部３０ｂや内径部３０ｃ等に接触して剥離するのを効果的に防止することができ、シール２９の摺動抵抗を低減して低トルク化を図ることができる。

さらに、シール部材３１の基部３１ａに形成された凹部３２に舌片１６が埋没した状態で支持されるため、上下に隣り合うシール２９、２９同士が径方向に互いにずれることなく安定して積層させることができ、出荷工程あるいは組立工程の作業性を向上させることができる。

図８は、本発明に係る車輪用軸受シールの第２の実施形態を示す要部拡大図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

外方部材５とハブ輪１との間に形成される環状空間のアウター側の開口部にシール装置３３が装着されている。このシール装置３３は、互いに対向配置された環状のシール２９とスリンガ３４とからなる、所謂パックシールで構成されている。

スリンガ３４は、防錆能を有するオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成され、車輪取付フランジ６の基部６ｃに圧入される円筒部３４ａと、この円筒部３４ａから径方向外方に延びる立板部３４ｂとからなる。そして、シール部材３１のサイドリップ３１ｂ、ダストリップ３１ｃがスリンガ３４の立板部３４ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、グリースリップ３１ｄが基部６ｃの外周面に所定の径方向シメシロを介して直接摺接されている。また、スリンガ３４の立板部３４ｂと外方部材５の端部内周面とが僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシールが構成されている。

シール装置３３は、シール２９とスリンガ３４の組立前に、スリンガ３４に摺接されるサイドリップ３１ｂとダストリップ３１ｃ、および基部６ｃの外周面に摺接されるグリースリップ３１ｄのそれぞれ内周面に予めグリースＧが塗布されている。そして、シール２９が外方部材５に圧入されると共に、スリンガ３４がハブ輪１側に圧入され、このハブ輪１に外方部材５を外装することによってシール装置３３が組み立てられる。

本実施形態では、スリンガ３４が車輪取付フランジ６の基部６ｃに圧入され、このスリンガ３４にサイドリップ３１ｂとダストリップ３１ｃが、グリースＧが剥離せずに付着した状態で摺接されているので、基部６ｃの表面を高精度に、かつ細かな表面粗さに仕上げる必要がなく、シール装置３３の密封性を向上させることができると共に、摺動抵抗を低減して低トルク化を図った車輪用軸受シールを提供することができる。

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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、回転側部材となる内方部材と、固定側部材となる外方部材との間に形成される環状空間の開口部にシールが装着された第１世代乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。

本発明に係る車輪用軸受シールを備えた車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の一方のシール部を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図２のシール単体を示す拡大図である。 （ｂ）は、（ａ）のシールを軸方向に積層した状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図３（ａ）のシールの変形例を示す拡大図である。 （ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）のシールの他の変形例を示す拡大図である。 （ａ）は、図３（ａ）の他の変形例を示す拡大図である。 （ｂ）は、（ａ）の部分側面図である。 （ａ）は、図４（ｂ）のシールの変形例を示す拡大図である。 （ｂ）は、（ａ）のシールを軸方向に積層した状態を示す説明図である。 本発明に係る車輪用軸受シールの第２の実施形態を示す要部拡大図である。 従来のシールを示す拡大図である。 図９のシールを軸方向に積層した状態を示す説明図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円孔
６ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジの基部
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、９、１３、１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９・シール
１０、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
１０ａ、３０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
１０ｂ、３０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間部
１０ｃ、３０ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内径部
１１、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１１ａ、３１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部
１１ｂ、３１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
１１ｃ、３１ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ダストリップ
１１ｄ、３１ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８・・舌片
２２ａ、２４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所
２６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリット
３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・凹部
３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール装置
３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
３４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
３４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・密封装置
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸受の外輪
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・取付環
５２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外周筒部
５２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外周絞り筒部
５２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間部
５２ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周円錐部
５２ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周鍔部
５２ｆ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・取付環の端部
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外周側シールリップ
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外周側シールリップの先端部
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周側シールリップ
５４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周側シールリップの先端部
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
５５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップの先端部
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ
５６ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外周面
５６ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・曲面
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フランジ
５７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フランジの内側面
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部ゴム層
５８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部ゴム層の端面
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・突起
５９ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・隆起部
Ｇ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリース
Ｌ０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金の軸方向の長さ
Ｌ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールの軸方向の長さ
ΔＬ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・舌片の軸方向の長さ
Ｓｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸受内部
Ｓｏ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸受外部
δ１、δ２、Δ１、Δ２・・・・・・・・・・・・・・・・・隙間

Claims (15)

1. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、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、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体を介して前記外方部材に内挿された内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着された車輪用軸受シールであって、前記外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部を有する芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを一体に有するシール部材とを備え、前記サイドリップの内周面に予めグリースが塗布された車輪用軸受シールにおいて、
   前記芯金の嵌合部の先端部を下側にして前記シールが軸方向に複数個積層された時に、前記サイドリップが向いた側に隣接する前記シールの芯金と前記グリースとの間に所定の隙間が保持されるように、前記芯金の嵌合部の先端部に突出した状態で弾性部材からなる舌片が加硫接着によって一体に接合されていることを特徴とする車輪用軸受シール。
2. 前記芯金が、前記嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に湾曲して形成された中間部と、この中間部から径方向内方に延びる内径部とからなり、前記シール部材が、前記芯金の中間部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる前記サイドリップと、前記芯金の内径部に接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有すると共に、前記サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップの内周面に前記グリースが塗布され、前記内方部材の外周の一部が断面円弧状に形成され、当該サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップが所定のシメシロを介して摺接されている請求項１に記載の車輪用軸受シール。
3. 前記芯金が、前記嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に湾曲して形成された中間部と、この中間部から径方向内方に延びる内径部とからなり、前記シール部材が、前記芯金の中間部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる前記サイドリップと、前記芯金の内径部に接合され、径方向外方に傾斜して延びるダストリップ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有し、前記サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップの内周面に前記グリースが塗布されると共に、前記内方部材の外周に断面Ｌ字状のスリンガが圧入され、このスリンガに前記サイドリップとダストリップが所定の軸方向シメシロを介して摺接され、前記グリースリップが前記内方部材の外周面に所定の径方向シメシロを介して直接摺接されている請求項１に記載の車輪用軸受シール。
4. 前記隙間が１〜３ｍｍの範囲に設定されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受シール。
5. 前記舌片が前記外方部材に当接して弾性変形した時の反力をＲ１、前記シールの抜け耐力をＲ２、前記シールが軸方向に複数個積層された状態で、上側に載置された複数のシールの重みをＲ３とした時、Ｒ２＞Ｒ１＞Ｒ３の関係になるように設定されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受シール。
6. 前記舌片が先端に向って漸次薄くなるように形成されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受シール。
7. 前記舌片の先端が径方向内方に所定の傾斜角だけ傾斜して形成されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受シール。
8. 前記舌片の先端が内側に湾曲して形成されている請求項１乃至５いずれかに記載された車輪用軸受シール。
9. 前記舌片の先端が鉤状に形成されている請求項６または７に記載された車輪用軸受シール。
10. 前記舌片の外周に環状の凹所が形成されている請求項６または７に記載された車輪用軸受シール。
11. 前記舌片の内周に凹所が周方向等間隔に複数形成されている請求項１乃至７いずれかに記載された車輪用軸受シール。
12. 前記舌片の端部に所定幅のスリットが周方向等間隔に複数形成されている請求項１乃至７いずれかに記載された車輪用軸受シール。
13. 前記舌片が、前記芯金の嵌合部の端部に周方向等配に複数個形成されている請求項１乃至７いずれかに記載された車輪用軸受シール。
14. 前記シール部材に、前記外方部材の端部内周に弾性接触して前記嵌合部を密封する基部が形成され、この基部に環状の凹部が形成されている請求項１乃至１３いずれかに記載の車輪用軸受シール。
15. 外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
    一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に内嵌され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
    この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
    前記外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
    前記車輪取付フランジのインナー側の基部が断面円弧状に形成され、前記シールのうちアウター側のシールが前記請求項１乃至１４いずれかに記載された車輪用軸受シールからなることを特徴とする車輪用軸受装置。

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