JP2013032823A

JP2013032823A - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP2013032823A
Application number: JP2011169810A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Shibata; 靖史柴田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-14

Abstract

【課題】シールトルクを増大させることなくシールの密封性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】シール１５の軸受空間の外側に装着され、外方部材１０の端部外周２３に圧入される円周部２０ａと、径方向外方に延びる立板部２０ｂと、径方向内方に延び、端面１０ｃに密着する鍔部２０ｃを備える芯金２０と、この芯金２０に一体に加硫接着されたシール部材２１を備えると共に、このシール部材２１が、芯金２０の外表面に亙る範囲に固着され、堰部２１ｂと外向きに傾斜したサイドリップ２１ａを一体に有し、このサイドリップ２１ａが車輪取付フランジ４の傾斜部１８ｂに沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシール２２を構成し、その長さＬ２が厚さＴ１の３倍以上になるように設定されている。
【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密封性を高めて軸受の長寿命化を図っ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、こうしたシールの一例を図７に示す。このシール５０は、第１のシール５１と、この第１のシール５１の軸受空間の外側にさらに配設された第２のシール５２とからなる。第１のシール５１は、芯金５３と、この芯金５３に一体に加硫接着されたシール部材５４とからなる。芯金５３は、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて形成され、外方部材５５の端部内周に内嵌される円筒状の嵌合部５３ａと、この嵌合部５３ａから屈曲して形成され、径方向内方に延びる内側部５３ｂとを備えている。

一方、シール部材５４は合成ゴムからなり、芯金５３の嵌合部５３ａの一部から、内側部５３ｂの内端部に亙る範囲に固着され、一対のサイドリップ５４ａ、５４ｂと、内側のサイドリップ５４ｂの基部から径方向内方に延びるラジアルリップ５４ｃを有している。サイドリップ５４ａ、５４ｂは、それぞれ異なった長さで外向きに傾斜して形成され、車輪取付フランジ５６の基部５６ａに所定のシメシロをもって摺接している。この基部５６ａは断面が円弧状の曲面に形成されている。また、ラジアルリップ５４ｃは軸受内方側に傾斜して形成されると共に、所定のシメシロをもって基部５６ａの外周面に摺接し、軸受内部に封入されたグリースが外部に流出するのを防止している。

第２のシール５２は、外方部材５５の端部外周に装着され、芯金５７と、この芯金５７に一体に加硫接着されたシール部材５８とからなる。芯金５７は、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて形成され、外方部材５５の外周面に圧入される円筒状の円周部５７ａと、この円周部５７ａから径方向外方に延びる立板部５７ｂとを備えている。

一方、シール部材５８は合成ゴムからなり、芯金５７の円周部５７ａから、立板部５７ｂの外端部に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップ５８ａを一体に有している。このサイドリップ５８ａは、車輪取付フランジ５６の基部５６ａに所定のシメシロをもって摺接している。このように、第１のシール５１の径方向外方側にサイドリップ５８ａを有する第２のシール５２が配置されているので、第１のシール５１に泥水等が直接侵入するのを阻止できるため密封性が向上すると共に、外側のサイドリップの外表面に泥水が溜まることがなく、外方部材５５とハブ輪５９が発錆するのを防止することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。

さらに、この第２のシール５２においては、端部の外周面６０が、外方部材５５の外周面６１からテーパ面６０ａを介して一段小径に形成され、この外周面６０の位置からサイドリップ５８ａが外向きに傾斜して形成されているので、このサイドリップ５８ａに降りかかった雨水やダストは、バンク状の外表面から外方部材５５側に流れると共に、第２のシール５２と外周面６０およびテーパ面６０ａとで形成される樋状の環状空間に沿って下部に流れて排出されるので、高い密封性を発揮することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−１４７２９８号公報

こうした従来のシール５０では、第１のシール５１の径方向外方側にサイドリップ５８ａを有する第２のシール５２が配置されているので、第１のシール５１に泥水等が直接侵入するのを阻止でき、密封性が向上する反面、サイドリップ５８ａが車輪取付フランジ５６の基部５６ａに摺接されているので、自ずとシールトルクが大きくなり、燃費の向上を阻害する一要因となる。また、このサイドリップ５８ａが摺接する部分の表面粗さを向上させなければならないため、研削加工によるコストアップを避けることはできない。

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、シールトルクを増大させることなくシールの密封性を高めて軸受の長寿命化を図っ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、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た少なくとも一つの内輪からなり、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側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、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に装着され、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に摺接するサイドリップを一体に有する第１のシールと、このシールの軸受空間の外側に装着された第２のシールとからなり、この第２のシールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の円周部と、この円周部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する鍔部を備える芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材を備えると共に、このシール部材が、前記芯金の円周部から鍔部の外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップを一体に有し、前記車輪取付フランジのインナー側の側面と基部との間の傾斜部に沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシールを構成し、当該サイドリップの先端が前記基部の壁面よりアウター側に所定量オフセットした位置に配設されている。

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側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、シールのうちアウター側のシールが、外方部材の端部内周に装着され、車輪取付フランジのインナー側の基部に摺接するサイドリップを一体に有する第１のシールと、このシールの軸受空間の外側に装着された第２のシールとからなり、この第２のシールが、外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の円周部と、この円周部から径方向内方に延び、外方部材のアウター側の端面に密着する鍔部を備える芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材を備えると共に、このシール部材が、芯金の円周部から鍔部の外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップを一体に有し、車輪取付フランジのインナー側の側面と基部との間の傾斜部に沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシールを構成しているので、シールトルクを増大させることなく、軸受空間を密封するシールに泥水等が直接侵入するのを阻止することができると共に、多量の泥水等が第２のシールのサイドリップに飛散した時に、その泥水の飛散力によってサイドリップが変形して車輪取付フランジの傾斜部に摺接し、過酷な条件の時に、一時的に接触シールとなって、効果的に密封性を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記第２のシールのサイドリップの先端が基部の壁面よりアウター側に所定量オフセットした位置に配設されていれば、軸受空間を密封するシールに泥水等が直接侵入するのを確実に阻止することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記第２のシールのサイドリップの長さが、その厚さの３倍以上になるように設定されていれば、多量の泥水等がサイドリップに飛散した時に、その泥水の飛散力によって適度に変形して車輪取付フランジの傾斜部に摺接させることができる。

また、請求項４に記載の発明は、前記第２のシールのサイドリップの先端部の厚さが根元部の厚さよりも肉厚になるように設定されていれば、多量の泥水等がサイドリップに飛散した時に、その泥水の飛散力によって適度に変形して車輪取付フランジの傾斜部に摺接させることができ、シールトルクを増大させることなく密封性を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記第２のシールのラビリンスシールのすきまが０．８ｍｍ以下に設定されていれば、泥水の飛散力によってサイドリップが変形し、車輪取付フランジの傾斜部に確実に摺接させることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記第２のシールのサイドリップの最外径が、前記車輪取付フランジに植設されるハブボルトの最内径よりも所定量小径になるように管理されていれば、第２のシールの寸法がばらついてもハブボルトに干渉することはなく、効果的に軸受空間を密封するシールに泥水等が侵入するのを阻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、前記第２のシールのサイドリップが、当初、前記車輪取付フランジの傾斜部に摺接させるようにし、初期運転で所定量摩耗することで、適正なラビリンスすきまが得られるように設定されていても良い。

また、請求項８に記載の発明のように、前記車輪取付フランジにハブボルトのボルトヘッド部が埋没される凹所が形成され、当該車輪取付フランジのインナー側の側面が略面一になるように構成され、前記第２のシールのサイドリップが前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かなすきまを介して対向配置されていれば、シールトルクを増大させることなく、軸受空間を密封するシールに泥水等が直接侵入するのを確実に阻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、前記第２のシールのシール部材が、前記芯金の円周部に回り込んだ状態で固着されていれば、芯金と外方部材とが金属接触しなくなり、気密性を向上させることができると共に、芯金と外方部材の接触部の発錆を防止することができ、耐久性を向上させることができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記第２のシールの芯金が、前記円周部から径方向外方に延びる立板部を備え、この立板部に前記シール部材が回り込んで堰部が形成されていれば、この堰部によって、車両の走行中に外方部材にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを防止することができると共に、第２のシールの立板部と外周面とで形成される樋状の環状空間に沿って下部に流れて排出され、高い密封性を発揮することができる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記外方部材アウター側の端部の外周面がテーパ状の段部を介して一段小径に形成され、この外周面に前記第２のシールが装着されると共に、前記堰部の高さが前記段部よりも高く、３ｍｍ以上に設定されると共に、当該堰部の角度が９０°±１５°に設定されていれば、車両の走行中に外方部材にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを確実に防止することができると共に、第２のシールの堰部と外周面および段部とで形成される樋状の環状空間に沿って下部にスムーズに排出させることができる。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記第２のシールのインナー側に別体の堰部材が嵌合されると共に、この堰部材が、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、前記外方部材の端部外周面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部を備えていれば、車両の走行中に外方部材にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを確実に防止することができると共に、堰部材と外周面および段部とで形成される樋状の環状空間に沿って泥水を下部にスムーズに排出させることができ、密封性を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、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た少なくとも一つの内輪からなり、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側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、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に装着され、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に摺接するサイドリップを一体に有する第１のシールと、このシールの軸受空間の外側に装着された第２のシールとからなり、この第２のシールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の円周部と、この円周部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する鍔部を備える芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材を備えると共に、このシール部材が、前記芯金の円周部から鍔部の外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップを一体に有し、前記車輪取付フランジのインナー側の側面と基部との間の傾斜部に沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシールを構成しているので、軸受空間を密封するシールに泥水等が直接侵入するのを阻止することができると共に、多量の泥水等が第２のシールのサイドリップに飛散した時に、その泥水の飛散力によってサイドリップが変形して車輪取付フランジの傾斜部に摺接し、過酷な条件の時に、一時的に接触シールとなって、効果的に密封性を向上させることができる。

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のシール部を示す要部拡大図である。図２の変形例を示す要部拡大図である。図２の他の変形例を示す要部拡大図である。図４の変形例を示す要部拡大図である。図２の他の変形例を示す要部拡大図である。従来のシールを示す要部拡大図である。

外周に車体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側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、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に装着され、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に摺接するサイドリップを一体に有する第１のシールと、このシールの軸受空間の外側に装着された第２のシールとからなり、この第２のシールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の円周部と、この円周部から径方向外方に延びる立板部と、前記円周部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する鍔部を備える芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材を備えると共に、このシール部材が、前記芯金の立板部の端部から鍔部の外表面に亙る範囲に固着され、堰部と外向きに傾斜したサイドリップを一体に有し、このサイドリップが前記車輪取付フランジのインナー側の側面と基部との間の傾斜部に沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシールを構成し、このサイドリップの長さが、その厚さの３倍以上になるように設定されている。

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のシール部を示す要部拡大図、図３は、図２の変形例を示す要部拡大図、図４は、図２の他の変形例を示す要部拡大図、図５は、図４の変形例を示す要部拡大図、図６は、図２の他の変形例を示す要部拡大図である。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従動輪用で、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に所定のシメシロを介して圧入された内輪３とからなる。

ハブ輪２は、一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小径段部２ｂ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ハブボルト４ａ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５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、後述する第１のシール１５のシールランド部となる車輪取付フランジ４の基部１８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。なお、加締部５は鍛造後の生のままとされている。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、６を介して複列の転動体７、７が転造自在に収容されている。この外方部材１０は、ハブ輪２と同様、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。

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のうちインナー側のシール９はスリンガ１１と環状のシール板１２とからなる。スリンガ１１は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（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、内輪３に圧入される円筒部１１ａと、この円筒部１１ａから径方向外方に延びる立板部１１ｂとからなる。

一方、シール板１２はスリンガ１１に対向して外方部材１０に装着され、断面略Ｌ字状に形成されている。そして、外方部材１０の端部に内嵌される芯金１３と、この芯金１３に加硫接着されたシール部材１４とからなる。芯金１３は、オーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成されている。

一方、シール部材１４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１３に一体に接合され、スリンガ１１に摺接するサイドリップとラジアルリップを有している。

なお、シール部材１４の材質としては、例示した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。

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あっても良い。また、本発明に係る車輪用軸受装置は、内輪回転方式であれば、例示した第３世代構造以外にも、例えば、第１世代や第２世代あるいは第４世代構造にも適用することができる。

ここで、アウター側のシール８は、図２に拡大して示すように、第１のシール１５と、この第１のシール１５の軸受空間の外側にさらに配設された第２のシール１９とからなる。第１のシール１５は、芯金１６と、この芯金１６に一体に加硫接着されたシール部材１７とからなる。芯金１６は、オーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板等、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて形成され、外方部材１０の端部内周に内嵌される円筒状の嵌合部１６ａと、この嵌合部１６ａから屈曲して形成され、径方向内方に延びる内側部１６ｂとを備えている。

一方、シール部材１７は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金１６の嵌合部１６ａの一部から、内側部１６ｂの内端部に亙る範囲に固着されている。シール部材１７は、径方向外方に傾斜して形成され、車輪取付フランジ４の基部１８の壁面１８ａに所定の軸方向シメシロをもって摺接するサイドリップ１７ａとダストリップ１７ｂ、およびこのダストリップ１７ｂの基部から径方向内方に傾斜して延びるラジアルリップ１７ｃを有している。このラジアルリップ１７は所定の径方向シメシロをもって基部１８の外周面に摺接し、軸受内部に封入されたグリースが外部に流出するのを防止している。

第２のシール１９は、外方部材１０の端部外周に装着され、芯金２０と、この芯金２０に一体に加硫接着されたシール部材２１とからなる。芯金２０は、オーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板等、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて形成され、外方部材１０の外周面に圧入される円筒状の円周部２０ａと、この円周部２０ａから径方向外方に延びる立板部２０ｂ、および円周部２０ａから径方向内方に延び、外方部材１０のアウター側の端面１０ｃに密着する鍔部２０ｃを備えている。

一方、シール部材２１は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金２０の円周部２０ａから立板部２０ｂの外端部および鍔部２０ｃの外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップ２１ａを一体に有している。このサイドリップ２１ａは、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂと基部１８との間の傾斜部１８ｂに沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシール２２を構成している。

このサイドリップ２１ａは、第１のシール１５のサイドリップ１７ａよりアウター側、すなわち、サイドリップ２１ａの先端が基部１８の壁面１８ａよりアウター側にＬ１（Ｌ１＞０）だけオフセットした位置に配設されると共に、サイドリップ２１ａの長さＬ２が、その厚さＴ１の３倍以上になるように設定されている（Ｌ２＞Ｔ１）。これにより、第１のシール１５に泥水等が直接侵入するのを阻止することができると共に、多量の泥水等がサイドリップ２１ａに飛散した時に、その泥水の飛散力によってサイドリップ２１ａが変形して車輪取付フランジ４の傾斜部１８ｂに摺接し、過酷な条件の時に、一時的に接触シールとなって、効果的に密封性を向上させることができる。

このように、本実施形態では、第１のシール１５の径方向外方側にサイドリップ２１ａを有する第２のシール１９がさらに配置されているので、第１のシール１５に泥水等が直接侵入するのを阻止できるため、シールトルクを増大させることなく密封性が向上すると共に、従来のように、外側のサイドリップの外表面に泥水が溜まることがなく、外方部材１０とハブ輪２が発錆するのを防止することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。

この第２のシール１９においては、外方部材１０アウター側の端部の外周面２３が、外方部材１０の外周面１０ｄからテーパ状の段部２３ａを介して一段小径に形成され、この外周面２３の位置からサイドリップ２１ａが外向きに傾斜して形成されているので、このサイドリップ２１ａに降りかかった雨水やダストは、サイドリップ２１ａのバンク状の外表面と立板部２０ｂで形成される樋状の環状空間に沿って下部に流れて排出される。また、芯金２０の立板部２０ｂに回り込んで接合されたシール部材２１が堰部２１ｂとなり、この堰部２１ｂによって、車両の走行中に外方部材１０にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジ４と外方部材１０との間に流動するのを防止することができると共に、第２のシール１９の立板部２０ｂと外周面２３およびテーパ状の段部２３ａとで形成される樋状の環状空間に沿って下部に流れて排出される。こうした構成によって高い密封性を発揮することができる。

さらに、芯金２０の鍔部２０ｃによって第２のシール１９の位置決め固定を容易かつ精度良く行うことができると共に、シール部材２１が芯金２０の外表面に回り込んで接合されているため、芯金２０と外方部材１０の接触部の発錆を防止し、円周部２０ａから泥水等が第１のシール１５の近傍に侵入するのを防止して気密性を向上させることができる。

本実施形態では、この堰部２１ｂの高さＬ３外方部材１０の外周部の段部２３ａよりも高く、３ｍｍ以上に設定されると共に、堰部２１ｂの角度αが９０°±１５°に設定されている。これにより、車両の走行中に外方部材１０にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジ４と外方部材１０との間に流動するのを確実に防止することができると共に、第２のシール１９の堰部２１ｂと外周面２３および段部２３ａとで形成される樋状の環状空間に沿って下部にスムーズに排出させることができる。

図３は、図２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第２のシールの構成が一部異なるだけで、その他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。

本実施形態では、軸受空間を閉塞する第１のシール１５と、この第１のシール１５の軸受空間の外側にさらに第２のシール２４が配設されている。この第２のシール２４は、芯金２０と、この芯金２０に一体に加硫接着されたシール部材２５とからなる。

シール部材２５は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金２０の円周部２０ａから立板部２０ｂの外端部および鍔部２０ｃの外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップ２５ａを一体に有している。このサイドリップ２５ａは、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂと基部１８との間の傾斜部１８ｂに沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシール２２を構成している。

このサイドリップ２５ａの先端は基部１８の壁面１８ａよりアウター側にＬ１だけオフセットした位置に配設されると共に、サイドリップ２５ａの先端部の厚さＴ２が根元部の厚さＴ３よりも肉厚になるように設定されている（Ｔ２＞Ｔ３）。これにより、第１のシール１５に泥水等が直接侵入するのを阻止することができると共に、サイドリップ２５ａが適度な弾性を備え、多量の泥水等がサイドリップ２５ａに飛散した時に、その泥水の飛散力によってサイドリップ２５ａが変形して車輪取付フランジ４の傾斜部１８ｂに摺接し、過酷な条件の時に、一時的に接触シールとなって、効果的に密封性を向上させることができる。

このように、本実施形態では、第１のシール１５の径方向外方側にサイドリップ２５ａを有する第２のシール２４がさらに配置されているので、第１のシール１５に泥水等が直接侵入するのを阻止できるため、前述した実施形態と同様、シールトルクを増大させることなく密封性を向上させることができる。

図４は、図２の他の変形例を示す。なお、この実施形態は、基本的には、基本的には前述した実施形態と第２のシールの構成が一部異なるだけで、その他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。

本実施形態では、軸受空間を閉塞する第１のシール１５と、この第１のシール１５の軸受空間の外側にさらに第２のシール２６が配設されている。この第２のシール２６は、芯金２０と、この芯金２０に一体に加硫接着されたシール部材２７とからなる。

シール部材２７は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金２０の円周部２０ａから立板部２０ｂの外端部および鍔部２０ｃの外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップ２７ａを一体に有している。このサイドリップ２７ａは、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂと基部１８との間の傾斜部１８ｂに沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシール２２を構成している。

このサイドリップ２７ａの先端は基部１８の壁面１８ａよりアウター側にＬ１だけオフセットした位置に配設されると共に、サイドリップ２７ａの長さＬ２が、その厚さＴ１の３倍以上になるように設定されている（Ｌ２＞Ｔ１）。これにより、第１のシール１５に泥水等が直接侵入するのを阻止することができると共に、多量の泥水等がサイドリップ２７ａに飛散した時に、その泥水の飛散力によってサイドリップ２７ａが変形して車輪取付フランジ４の傾斜部１８ｂに摺接し、過酷な条件の時に、一時的に接触シールとなって、効果的に密封性を向上させることができる。

ここで、ラビリンスシール２２のすきまΔｔは０．８ｍｍ以下に設定されている。これにより、泥水の飛散力によってサイドリップ２７ａが変形し、車輪取付フランジ４の傾斜部１８ｂに確実に摺接させることができる。

また、本実施形態では、サイドリップ２７ａの最外径ｄ２が、ハブボルト４ａの最内径、すなわち、ハブボルト４ａのＰＣＤ（ピッチ円直径）Ｄ１からボルトヘッド径Ｄ２を減じた直径ｄ１（ｄ１＝Ｄ１−Ｄ２）よりも２δだけ小径になるように管理されている（ｄ２＝ｄ１＋２δ）。ここで、δは０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲に設定されている。これにより、第２のシール２６の寸法がばらついてもハブボルト４ａに干渉することはなく、効果的に第１のシール１５に泥水等が侵入するのを阻止することができる。

なお、ここでは、サイドリップ２７ａと基部１８の傾斜部１８ｂとのラビリンスすきまΔｔを所定値に設定するようにしたが、これに限らず、初期運転（馴染み運転）で所定量摩耗することで、適正なラビリンスすきまが得られるよう、当初、サイドリップ２７ａを傾斜部１８ｂに摺接させるようにしても良い。

図５は、図４の変形例を示す。なお、この実施形態は、基本的には、基本的には前述した実施形態とハブボルトの構成が一部異なるだけで、その他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。

ここで、車輪取付フランジ４’にハブボルト４ａのボルトヘッド部２８が埋没される凹所２９が形成され、車輪取付フランジ４’のインナー側の側面４ｃが略面一になるように構成されている。そして、第２のシール２６のサイドリップ２７ａが車輪取付フランジ４’の傾斜部１８ｂに沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシール２２を構成すると共に、車輪取付フランジ４’のインナー側の側面４ｃにも僅かなすきまを介して対向配置されている。このような複雑なラビリンス構造により、シールトルクを増大させることなく、第１のシール１５に泥水等が直接侵入するのを確実に阻止することができる。

図６は、図２の他の変形例を示す。なお、この実施形態は、基本的には、基本的には前述した実施形態と第２のシールの構成が異なるだけで、その他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。

本実施形態では、軸受空間を閉塞する第１のシール１５と、この第１のシール１５の軸受空間の外側にさらに第２のシール３０が配設されている。この第２のシール３０は、芯金３１と、この芯金３１に一体に加硫接着されたシール部材３２とからなる。

芯金３１は、オーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板等、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて形成され、外方部材１０の外周面に圧入される円筒状の円周部３１ａと、この円周部３１ａから径方向内方に延び、外方部材１０のアウター側の端面１０ｃに密着する鍔部２０ｃを備えている。

一方、シール部材３２は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金３１の円周部３１ａの端部から鍔部２０ｃの外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップ２７ａを一体に有している。このサイドリップ２７ａは、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂと基部１８との間の傾斜部１８ｂに沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシール２２を構成している。

さらに、第２のシール３０に別体の堰部材３３が嵌合されている。この堰部材３３は、オーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板等、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、外方部材１０の端部外周面２３に圧入される円筒状の嵌合部３３ａと、この嵌合部３３ａから径方向外方に延びる立板部３３ｂを備えている。

本実施形態では、この別体の堰部材３３により、車両の走行中に外方部材１０にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジ４と外方部材１０との間に流動するのを確実に防止することができると共に、堰部材３３と外周面２３および段部２３ａとで形成される樋状の環状空間に沿って泥水を下部にスムーズに排出させることができ、密封性を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、内輪回転方式の第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
３内輪
４、４’ 車輪取付フランジ
４ａハブボルト
４ｂ、４ｃ車輪取付フランジのインナー側の側面
５加締部
６保持器
７転動体
８アウター側のシール
９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
１０ｃ外方部材のアウター側の端面
１０ｄ外方部材の外周面
１１スリンガ
１１ａ円筒部
１１ｂ、２０ｂ、３３ｂ立板部
１２シール板
１３、１６、２０、３１芯金
１４、１７、２１、２５、２７、３２シール部材
１５第１のシール
１６ａ、３３ａ嵌合部
１６ｂ内側部
１７ａ、２１ａ、２５ａ、２７ａサイドリップ
１７ｂダストリップ
１７ｃラジアルリップ
１８基部
１８ａ基部の壁面
１８ｂ基部の傾斜部
１９、２４、２６、３０第２のシール
２０ａ、３１ａ円周部
２０ｃ鍔部
２１ｂ堰部
２２ラビリンスシール
２３外方部材のアウター側端部の外周面
２３ａ段部
２８ハブボルトのボルトヘッド
２９車輪取付フランジの凹所
３３堰部材
５０シール
５１第１のシール
５２第２のシール
５３、５７芯金
５３ａ嵌合部
５３ｂ内側部
５４、５８シール部材
５４ａ、５４ｂサイドリップ
５４ｃラジアルリップ
５５外方部材
５６車輪取付フランジ
５６ａ基部
５７ａ円周部
５７ｂ立板部
５８ａサイドリップ
５９ハブ輪
６０端部の外周面
６０ａテーパ面
６１外方部材の外周面
ｄ１ハブボルトの最内径
ｄ２サイドリップの最外径
Ｄ１ハブボルトのピッチ円直径
Ｄ２ハブボルトのボルトヘッド径
Ｌ１サイドリップの先端の基部の壁面からのオフセット量
Ｌ２サイドリップの長さ
Ｌ３堰部の高さ
Ｔ１サイドリップの厚さ
Ｔ２サイドリップの先端部の厚さ
Ｔ３サイドリップの根元部の厚さ
α 堰部の角度
Δｔラビリンスシールのすきま
δ ハブボルトの最内径とサイドリップの最外径との径方向すきま

Claims

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た少なくとも一つの内輪からなり、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側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、
前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に装着され、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に摺接するサイドリップを一体に有する第１のシールと、このシールの軸受空間の外側に装着された第２のシールとからなり、この第２のシールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の円周部と、この円周部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する鍔部を備える芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材を備えると共に、
このシール部材が、前記芯金の円周部から鍔部の外表面に亙る範囲に固着され、外向きに傾斜したサイドリップを一体に有し、前記車輪取付フランジのインナー側の側面と基部との間の傾斜部に沿って所定のすきまをもって対向し、ラビリンスシールを構成していることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記第２のシールのサイドリップの先端が前記基部の壁面よりアウター側に所定量オフセットした位置に配設されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールのサイドリップの長さが、その厚さの３倍以上になるように設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールのサイドリップの先端部の厚さが根元部の厚さよりも肉厚になるように設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールのラビリンスシールのすきまが０．８ｍｍ以下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装置。
前記第２のシールのサイドリップの最外径が、前記車輪取付フランジに植設されるハブボルトの最内径よりも所定量小径になるように管理されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールのサイドリップが、当初、前記車輪取付フランジの傾斜部に摺接させるようにし、初期運転で所定量摩耗することで、適正なラビリンスすきまが得られるように設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記車輪取付フランジにハブボルトのボルトヘッド部が埋没される凹所が形成され、当該車輪取付フランジのインナー側の側面が略面一になるように構成され、前記第２のシールのサイドリップが前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かなすきまを介して対向配置されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールのシール部材が、前記芯金の円周部に回り込んだ状態で固着されている請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールの芯金が、前記円周部から径方向外方に延びる立板部を備え、この立板部に前記シール部材が回り込んで堰部が形成されている請求項１乃至９いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記外方部材アウター側の端部の外周面がテーパ状の段部を介して一段小径に形成され、この外周面に前記第２のシールが装着されると共に、前記堰部の高さが前記段部よりも高く、３ｍｍ以上に設定されると共に、当該堰部の角度が９０°±１５°に設定されている請求項１０に記載の車輪用軸受装置。
前記第２のシールのインナー側に別体の堰部材が嵌合されると共に、この堰部材が、耐食性を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、前記外方部材の端部外周面に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向外方に延びる立板部を備えている請求項１乃至９いずれかに記載の車輪用軸受装置。