JP2012047287A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受部に装着されたシールの低トルク化を高め、リップ摩耗を防止し、低コストでシール性能を向上させた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】シール９が、円筒部１３ａと、この円筒部１３ａから径方向外方に延びる立板部１３ｂを備えたスリンガ１３と、芯金１５と、これに加硫接着により一体に接合される合成ゴム製のシール部材１６を備えた環状のシール板１４とからなるパックシールで構成され、シール部材１６が、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１６ａと、この内径側で二股状に形成されたグリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃを有し、サイドリップ１６ａがスリンガ１３の立板部１３ｂに対して非接触状態で対向配置され、この部位に磁性流体１８が封入されると共に、立板部１３ｂのインナー側の側面Ｓｉに磁化部１７が一体に接合され、この磁化部１７によって磁性流体１８が保持されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、詳しくは、軸受部に装着されたシールの低トルク化を高め、リップ摩耗を防止してシール性能を向上させ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、自動車のメンテナンスフリー化が進み、車輪用軸受装置においてもさらなる長寿命化が要求されるようになっているが、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等の本来の軸受寿命よりも、シール不具合あるいは密封性の低下により軸受内に雨水やダスト等が侵入して軸受が損傷する事例が少なくない。したがって、シールの密封性を向上させることにより、軸受寿命の向上を図ることができる。

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８に示す。このシール５０は、径方向内外で同心状に配設されている回転軸５１とハウジング５２との間に配設され、相対回転する２つの部材の対向空間を２つの空間に仕切っている。

回転軸５１とハウジング５２との間の環状空間Ａは、シール５０により、軸方向において低圧空間、例えば真空空間（密封対象空間）Ｂと、この密封対象空間Ｂより圧力が高い高圧空間、例えば大気圧空間Ｃとに仕切られる。

シール５０は、上半分の径方向断面形状がほぼＬ字形の環状芯金５４と、これに環状に被着された弾性体５５とを有する。弾性体５５は、弾性を有すると共に、磁性を備えた素材であれば何でもよいが、例えば、ゴムと樹脂とがある。ゴムの場合、シリコンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、水素添加ニトリルゴムがあり、また、樹脂の場合、６ナイロン樹脂、１２ナイロン樹脂、１１ナイロン樹脂、６６ナイロン樹脂、４６ナイロン樹脂がある。弾性体５５は、その素材全体に磁化が施されて磁性体を磁気吸引できる性質を有するものとなっている。

このような弾性体５５の内周部分は、軸方向一方の大気圧空間Ｃ側へ延びて回転軸５１と摺接する主リップ５６と、この主リップ５６と軸方向隣り合わせに設けられ、軸方向他方の密封対象空間Ｂ側に向けて漸次拡径するテーパ形状を有する補助リップ５７とされる。主リップ５６の外周には、それを回転軸５１の外周面に対して所定の締付力で締め付けて圧接させるガータスプリング５８が装着されている。そのため主リップ５６と補助リップ５７は、共に全体が磁化部として両リップ５６、５７間の磁性流体５９を磁気吸引するものとなる。

ここで、磁性流体５９は、回転軸５１と主リップ５６と補助リップ５７とで囲まれる空間内に充填されており、そのため、前記磁化部の磁気吸引作用によりの磁性流体５９は良好に保持されることになる。なお、磁性流体５９は、所定の溶媒中に磁性粉末が混入されたものであり、この溶媒には、例えば合成炭化水素油があるから、前記磁化部にはこの磁性粉末が磁気吸引され、その溶媒が磁気吸引されることはない。

また、前記磁性粉末の具体例としては、公知の湿式法により得られるマグネタイトコロイドを用い得る。また、水中でマグネタイト粉末をボールミルにより粉砕する、所謂湿式粉砕法で得られるものでもよい。さらにまた、乾式法で得られるものを用いてもよい。また、マグネタイト以外のマンガンフェライト、コバルトフェライトもしくはこれらと亜鉛、ニッケルとの複合フェライトやバリウムフェライトなどの強磁性酸化物または鉄、コバルト、希土類などの強磁性金属層を用いることもできる。

なお、この場合、弾性体５５全体を磁化するのではなく、両リップ５６、５７の表層だけを磁化してこれを磁化部としても構わないし、主リップ５６の表層の一部だけを磁化しこれを磁化部としても構わない。いずれにしても、両リップ５６、５７間でかつ主リップ５６の摺接部分の近傍に磁化部が形成されている結果、磁性流体５９は、両リップ５６、５７それぞれの磁気吸引により両リップ５６、５７間に保持される。

前記シール５０によると、主リップ５６の摺接部分が回転軸５１と摺接しているから、接触シールと同等の高い密封性を良好に保持できるとともに、両リップ５６、５７間に磁気吸引により保持されている磁性流体５９がその摺接部分に対する潤滑剤として作用するから、接触シールの欠点であった無潤滑環境下での摺接部分の摩耗の促進が抑えられる結果、無潤滑環境下でも高い密封性を備えたものとなる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１５９４６６号公報 特開２００３−０６５４４３号公報 特開平１１−１４１５６１号公報

近年、燃費性の向上を目的に軸受シールの低トルク化のニーズが高まってきている。然しながら、こうした従来のシール５０では、主リップ５６および補助リップ５７が回転軸５１に摺接しており、非接触シールに比べると回転トルクが高くなると共に、リップ部が摩耗するため、長寿命化を確保することは難しい。

なお、リップが非接触のシールも提案されているが（特許文献２、３参照。）、これらのシールは、シールに磁性体が埋め込まれたり、また、シール自体が磁性体で形成されているため、シールの設計の自由度が低くなり最適な設計が難しくなると共に、シールのコストが高騰し好ましくない。

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、軸受部に装着されたシールの低トルク化を高め、リップ摩耗を防止し、低コストでシール性能を向上させた車輪用軸受装置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た内方部材と、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る環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置され、前記内方部材に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えたスリンガと、前記外方部材に装着される芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合される合成ゴム製のシール部材を備えた環状のシール板とからなるパックシールで構成され、前記シール部材が、サイドリップと、このサイドリップの内径側で二股状に形成されたグリースリップとダストリップを有し、これら各リップのうち少なくとも前記サイドリップが前記スリンガの立板部に対して非接触状態で対向配置され、この部位に磁性流体が封入されると共に、前記スリンガに磁化部が一体に接合され、この磁化部によって前記磁性流体が保持されている。

このように、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールを備えた車輪用軸受装置において、シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置され、内方部材に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えたスリンガと、外方部材に装着される芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合される合成ゴム製のシール部材を備えた環状のシール板とからなるパックシールで構成され、シール部材が、サイドリップと、このサイドリップの内径側で二股状に形成されたグリースリップとダストリップを有し、これら各リップのうち少なくともサイドリップがスリンガの立板部に対して非接触状態で対向配置され、この部位に磁性流体が封入されると共に、スリンガに磁化部が一体に接合され、この磁化部によって磁性流体が保持されているので、リップを非接触化させても高い密封性を維持し、シールの低トルク化を高めると共に、リップ摩耗を防止し、低コストでシール耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記シールのサイドリップが径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、前記グリースリップとダストリップが前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接されていても良い。

また、請求項３に記載の発明のように、前記シールのサイドリップが複数形成されてそれぞれ軸方向に延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向すきまを介して対向配置されていていれば、サイドリップを全て非接触化させても高い密封性を維持し、シールの低トルク化を高めることができる。

好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記サイドリップが３本軸方向に延び、これらのサイドリイプ間に凹部が形成されていれば、磁性流体が凹部に入り込んで溜まり、遠心力が生じても高い保持力を有する。

また、請求項５に記載の発明のように、前記磁化部が強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属で形成され、前記スリンガの立板部のインナー側の側面に一体に接合されていても良い。

また、請求項６に記載の発明のように、前記磁化部が強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属で形成され、前記スリンガの立板部のアウターの側面に接合されていれば、磁力が強くなって磁性流体の保持力が増し、遠心力によって磁性流体が外部に飛散するのを防止することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記磁化部が前記スリンガの立板部のインナー側の側面に加硫接着によって一体に接合されると共に、当該磁化部がエラストマに磁性体粉が混入され、周方向等配で交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されていれば、車両の速度を検出する磁気エンコーダと兼用することができ、部品点数を増やすことなく、付加価値を高めることができる。

好ましくは、請求項８に記載の発明のように、前記スリンガがフェライト系のステンレス鋼鈑で形成されていれば、スリンガが発錆するのを防止すると共に、磁気エンコーダとなる磁化部の磁気出力が強くなり安定した検出精度を確保することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記スリンガの立板部からアウター側に折曲された鍔部が形成されていれば、遠心力が生じても磁性流体の流出を確実に防止することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記シール部材のグリースリップとダストリップが前記スリンガの円筒部に所定の径方向すきまを介して対向配置されると共に、当該スリンガの円筒部の外径側表面から前記立板部のインナー側の側面に亙って前記磁化部が一体に接合され、この磁化部の周辺に前記磁性流体が封入されていれば、スリンガに対して非接触の各リップを通して外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に浸入するのを液密的に防止でき、各リップを非接触化させても高い密封性を維持し、シールの低トルク化を一層高めることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、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た内方部材と、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る環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置され、前記内方部材に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えたスリンガと、前記外方部材に装着される芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合される合成ゴム製のシール部材を備えた環状のシール板とからなるパックシールで構成され、前記シール部材が、サイドリップと、このサイドリップの内径側で二股状に形成されたグリースリップとダストリップを有し、これら各リップのうち少なくとも前記サイドリップが前記スリンガの立板部に対して非接触状態で対向配置され、この部位に磁性流体が封入されると共に、前記スリンガに磁化部が一体に接合され、この磁化部によって前記磁性流体が保持されているので、リップを非接触化させても高い密封性を維持し、シールの低トルク化を高めると共に、リップ摩耗を防止し、低コストでシール耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１のインナー側のシールを示す拡大図である。 図２のシールの変形例を示す拡大図である。 図２のシールの他の変形例を示す拡大図である。 図２のシールの他の変形例を示す拡大図である。 図２のシールの他の変形例を示す拡大図である。 図５のシールの変形例を示す拡大図である。 従来のシールを示す縦断面図である。

外周に懸架装置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圧入され、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る環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置され、前記内輪に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えたスリンガと、前記外方部材に装着される芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合される合成ゴム製のシール部材を備えた環状のシール板とからなるパックシールで構成され、前記シール部材が、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、このサイドリップの内径側で二股状に形成されたグリースリップとダストリップを有し、前記サイドリップが前記スリンガの立板部に対して非接触状態で対向配置され、この部位に磁性流体が封入されると共に、前記スリンガの立板部のインナー側の側面に磁化部が一体に接合され、この磁化部によって前記磁性流体が保持されている。

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装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のインナー側のシールを示す拡大図、図３は、図２のシールの変形例を示す拡大図、図４は、図２のシールの他の変形例を示す拡大図、図５は、図２のシールの他の変形例を示す拡大図、図６は、図２のシールの他の変形例を示す拡大図、図７は、図５のシールの変形例を示す拡大図である。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駆動輪用で、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）７、７とを備え、第３世代と称される構成をなしている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入固定された内輪３とからなる。

ハブ輪２は、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ４の周方向等配位置にはハブボルト５が植設されている。内輪３は、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｄによって、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪２に対して軸方向に固定されている。

ハブ輪２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２ａ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４のインナー側の基部４ａから小径段部２ｂ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３および転動体７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１０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１０ｂを一体に有し、内周に内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。これら両転走面１０ａ、２ａおよび１０ａ、３ａ間には保持器６を介して複列の転動体７、７が転動自在に収容されている。この外方部材１０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１０ａ、１０ａ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１０の両端部にはシール８、９が装着され、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部を密封している。このシール８、９により、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侵入するのを防止している。

シール８、９のうちアウター側のシール８は、外方部材１０のアウター側端部に装着された芯金１１と、この芯金１１に加硫接着により一体に接合されたシール部材１２とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１１は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて断面略コの字状に形成されている。一方、シール部材１２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、径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ１２ａとダストリップ１２ｂ、および軸受内方側に傾斜して形成されたグリースリップ１２ｃを一体に有している。そして、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ａは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部４ａにサイドリップ１２ａとダストリップ１２ｂ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１２ｃ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１２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。

また、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スリンガ１３と環状のシール板１４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１３は、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、図２に拡大して示すように、内輪３の外径に圧入される円筒部１３ａと、この円筒部１３ａから径方向外方に延びる立板部１３ｂとを備えている。

一方、シール板１４は、外方部材１０に装着された芯金１５と、この芯金１５に加硫接着により一体に接合されたシール部材１６とからなる。芯金１５は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、外方部材１０の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１５ａと、この嵌合部１５ａから径方向内方に延びる内径部１５ｂとを備えている。

シール部材１６は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１６ａと、二股状に形成されたグリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃを有している。なお、シール部材１６の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

ここで、本実施形態では、シール部材１６のサイドリップ１６ａはスリンガ１３の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃは、スリンガ１３の円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

また、スリンガ１３の立板部１３ｂのインナー側の側面Ｓｉには磁化部１７が接合されている。この磁化部１７は、フェライト等からなる強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属で形成されている。そして、この磁化部１７に対向する立板部１３ｂのアウター側の側面Ｓｏに磁性流体１８が封入されている。この磁性流体１８は磁化部１７によって磁気吸引され立板部１３ｂに保持されている。

本実施形態では、パックシールとして、サイドリップ１６ａがスリンガ１３の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置され、磁化部１７によって磁気吸引された磁性流体１８がサイドリップ１６ａと立板部１３ｂとの間に封入されたものを採用したので、リップを非接触化させても高い密封性を維持し、シール９の低トルク化を高めると共に、リップ摩耗を防止し、低コストでシール耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

なお、ここでは、転動体７にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体７に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。さらに、例示した第３世代構造に限らず、第１、第２世代構造あるいは第４世代構造であっても良い。

図３は、図２のシールの変形例を示す。なお、この実施形態は前述した実施形態と基本的には磁化部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する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１９は、互いに対向配置されたスリンガ１３と環状のシール板１４とからなるパックシールで構成されている。シール部材１６のサイドリップ１６ａはスリンガ１３の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃは、スリンガ１３の円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

本実施形態では、スリンガ１３の立板部１３ｂのインナー側の側面Ｓｉに磁化部２０が加硫接着によって一体に接合されている。この磁化部２０は、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向等配で交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて磁気エンコーダを構成している。そして、この磁化部２０に対向する立板部１３ｂのアウター側の側面Ｓｏに磁性流体１８が封入されている。この磁性流体１８は磁化部２０によって磁気吸引され立板部１３ｂに保持されている。

なお、本実施形態の場合、スリンガ１３を強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）で形成することにより、スリンガ１３が発錆するのを防止すると共に、磁気エンコーダとなる磁化部２０の磁気出力が強くなり安定した検出精度を確保することができる。

本実施形態では、磁気エンコーダからなる磁化部２０によって磁気吸引された磁性流体１８がサイドリップ１６ａと立板部１３ｂとの間に封入されているので、前述した実施形態と同様、リップを非接触化させても高い密封性を維持し、シール１９の低トルク化を高め、そして、リップ摩耗を防止してシール耐久性を向上させると共に、車両の速度を検出する磁気エンコーダと兼用することができ、部品点数を増やすことなく、付加価値を高めることができる。

図４は、図２のシールの他の変形例を示す。なお、この実施形態は前述した実施形態と基本的には磁化部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する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２１は、互いに対向配置されたスリンガ１３と環状のシール板１４とからなるパックシールで構成されている。シール部材１６のサイドリップ１６ａはスリンガ１３の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃは、スリンガ１３の円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

本実施形態では、スリンガ１３の立板部１３ｂのアウター側の側面Ｓｏに磁化部１７が一体に接合されている。そして、この磁化部１７の周辺に磁性流体２２が封入されている。この磁性流体２２は磁化部１７によって磁気吸引された状態で立板部１３ｂに保持されて、立板部１３ｂに対して非接触のサイドリップ１６ａを通して外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に浸入するのを液密的に防止している。このように、磁化部１７が立板部１３ｂのアウター側の側面Ｓｏに接合され、その周辺に磁性流体２２が封入されているので、磁力が強くなって磁性流体２２の保持力が増し、遠心力によって磁性流体２２が外部に飛散するのを防止することができる。

図５は、図２のシールの他の変形例を示す。なお、この実施形態は前述した実施形態と基本的にはシール部材の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する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２３は、互いに対向配置されたスリンガ１３と環状のシール板２４とからなるパックシールで構成されている。シール板２４は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着により一体に接合されたシール部材２５とからなる。

シール部材２５は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、軸方向に延びる３本のサイドリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、二股状に形成されたグリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃを有している。なお、シール部材２５の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

ここで、本実施形態では、シール部材２５のサイドリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃはスリンガ１３の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃは、スリンガ１３の円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

また、スリンガ１３の立板部１３ｂのインナー側の側面Ｓｉに磁化部１７が一体に接合され、この磁化部１７に対向する立板部１３ｂのアウター側の側面Ｓｏに磁性流体２６が封入されている。この磁性流体２６は磁化部１７によって磁気吸引され立板部１３ｂに保持されている。

本実施形態では、磁性流体２６が３本のサイドリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ間の凹部に入り込んで溜まり、遠心力が生じても高い保持力を有すると共に、サイドリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを全て非接触化させても高い密封性を維持し、シール２３の低トルク化を高めることができる。

図６は、図２のシールの他の変形例を示す。なお、この実施形態は前述した実施形態と基本的にはスリンガの構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する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２７は、互いに対向配置されたスリンガ２８と環状のシール板１４とからなるパックシールで構成されている。スリンガ２８は、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、円筒部１３ａと、この円筒部１３ａから径方向外方に延びる立板部１３ｂ、およびこの立板部１３ｂからアウター側に折曲された鍔部２８ａを備えている。

ここで、本実施形態では、シール部材１６のサイドリップ１６ａはスリンガ２８の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃは、スリンガ１３の円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

また、スリンガ２８の立板部１３ｂのインナー側の側面Ｓｉには磁化部１７が接合され、この磁化部１７に対向する立板部１３ｂのアウター側の側面Ｓｏに磁性流体１８が封入されている。この磁性流体１８は磁化部１７によって磁気吸引され立板部１３ｂに保持されている。

本実施形態では、パックシールとして、サイドリップ１６ａがスリンガ２８の立板部１３ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置され、磁化部１７によって磁気吸引された磁性流体１８がサイドリップ１６ａと立板部１３ｂとの間に封入されると共に、スリンガ２８の立板部１３ｂから鍔部２８ａが突設されているので、遠心力が生じても磁性流体１８の流出を確実に防止することができる。

図７は、図５のシールの変形例を示す。なお、この実施形態は前述した実施形態と基本的には磁化部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する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、互いに対向配置されたスリンガ３０と環状のシール板２４とからなるパックシールで構成されている。シール板２４は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着により一体に接合されたシール部材２５とからなる。スリンガ３０は、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、円筒部３０ａと、この円筒部３０ａから径方向外方に延びる立板部３０ｂとを備えている。

シール部材２５は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、軸方向に延びる３本のサイドリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、二股状に形成されたグリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃを有している。

ここで、本実施形態では、シール部材２５のサイドリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃはスリンガ３０の立板部３０ｂに所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、グリースリップ１６ｂとダストリップ１６ｃは、スリンガ３０の円筒部３０ａに所定の径方向すきまを介して対向配置されている。

また、スリンガ３０の円筒部３０ａの外径側表面Ｓｇから立板部３０ｂのインナー側の側面Ｓｉに亙って磁化部３１が一体に接合され、この磁化部３１の周辺に磁性流体３２が封入されている。この磁性流体３２は磁化部３１によって磁気吸引され立板部１３ｂに保持され、スリンガ３０に対して非接触の各リップを通して外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に浸入するのを液密的に防止している。これにより、各リップを非接触化させても高い密封性を維持し、シール２９の低トルク化を一層高めることができる。

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、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シールが装着された第１乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用できる。

１ 内方部材
２ ハブ輪
２ａ、３ａ 内側転走面
２ｂ 小径段部
２ｃ セレーション
２ｄ 加締部
３ 内輪
４ 車輪取付フランジ
４ａ 車輪取付フランジのインナー側の基部
５ ハブボルト
６ 保持器
７ 転動体
８ アウター側のシール
９、１９、２１、２３、２７、２９ インナー側のシール
１０ 外方部材
１０ａ 外側転走面
１０ｂ 車体取付フランジ
１１、１５ 芯金
１２、１６、２５ シール部材
１２ａ、１６ａ、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ サイドリップ
１２ｂ、１６ｃ ダストリップ
１２ｃ、１６ｂ グリースリップ
１３、２８、３０ スリンガ
１３ａ、３０ａ 円筒部
１３ｂ、３０ｂ 立板部
１４、２４ シール板
１５ａ 嵌合部
１５ｂ 内径部
１７、２０、３１ 磁化部
１８、２２、２６、３２ 磁性流体
２８ａ 鍔部
５０ シール
５１ スリンガ
５１ 回転軸
５２ ハウジング
５４ 環状芯金
５５ 弾性体
５６ 主リップ
５７ 補助リップ
５８ ガータスプリング
５９ 磁性流体
Ａ 環状空間
Ｂ 密封対象空間
Ｃ 大気圧空間
Ｓｇ 円筒部の外径側表面
Ｓｉ 立板部のインナー側の側面
Ｓｏ 立板部のアウター側の側面

Claims (10)

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た内方部材と、
   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る環状空間の両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
   前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置され、前記内方部材に外嵌される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えたスリンガと、前記外方部材に装着される芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合される合成ゴム製のシール部材を備えた環状のシール板とからなるパックシールで構成され、
   前記シール部材が、サイドリップと、このサイドリップの内径側で二股状に形成されたグリースリップとダストリップを有し、これら各リップのうち少なくとも前記サイドリップが前記スリンガの立板部に対して非接触状態で対向配置され、この部位に磁性流体が封入されると共に、前記スリンガに磁化部が一体に接合され、この磁化部によって前記磁性流体が保持されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記シールのサイドリップが径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向すきまを介して対向配置されると共に、前記グリースリップとダストリップが前記スリンガの円筒部に所定の径方向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装置。
3. 前記シールのサイドリップが複数形成されてそれぞれ軸方向に延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向すきまを介して対向配置されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記サイドリップが３本軸方向に延び、これらのサイドリイプ間に凹部が形成されている請求項３に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記磁化部が強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属で形成され、前記スリンガの立板部のインナー側の側面に一体に接合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記磁化部が強磁性体粉を金属バインダーで固めた燒結金属で形成され、前記スリンガの立板部のアウターの側面に接合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記磁化部が前記スリンガの立板部のインナー側の側面に加硫接着によって一体に接合されると共に、当該磁化部がエラストマに磁性体粉が混入され、周方向等配で交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記スリンガがフェライト系のステンレス鋼鈑で形成されている請求項７に記載の車輪用軸受装置。
9. 前記スリンガの立板部からアウター側に折曲された鍔部が形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
10. 前記シール部材のグリースリップとダストリップが前記スリンガの円筒部に所定の径方向すきまを介して対向配置されると共に、当該スリンガの円筒部の外径側表面から前記立板部のインナー側の側面に亙って前記磁化部が一体に接合され、この磁化部の周辺に前記磁性流体が封入されている請求項１、６、８および９いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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