JP2017013706A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シールの回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保すると共に、グリースの漏洩を防止して軸受の耐久性向上を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】シール9が互いに対向するスリンガ12とシール板13からなり、スリンガ12が、内輪5に外嵌された円筒部12aと、径方向外方に延びる立板部12bと、この外縁から屈曲部12cを介して外方部材2の端部に沿ってL字状に折曲する傘部12dを備え、シール部材14が、基部15aから二股状に分かれて立板部12bに軸方向シメシロをもって摺接され、径方向に傾斜して延びる第1、第2のサイドリップ15b、15cを備え、外方部材2の端部内周に環状の凹所17が形成され、これと端面2cおよび端部外周面と、スリンガ12の屈曲部12cと傘部12dが断面コの字状のすきまを介して対向配置され、ラビリンス部19が構成されている。
【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確保すると共に、軸受の低トルク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。
こうした車輪用軸受装置では、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、雨水や泥水等に直接曝される環境下にあるため、この雨水や泥水等が軸受内部に浸入しないように強固な密封性を有するシールが装着されている。近年、こうした厳しい環境下で使用されるこの種の車輪用軸受装置において、さらなる長寿命化が要求されるようになっている。なお、シールの中でも特に密封性を高めたものとして、シールリップを備えたシール部材が固定側部材となる外方部材に装着され、シールリップが内方部材に装着されたスリンガに摺接されている複合型のシール、所謂パックシールが一般的に使用されている。
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6に示す。このシール51は、相対回転する軸受内輪等からなる内周側部材52と軸受外輪等からなる外周側部材53との環状空間を密封し、内周側部材52および外周側部材53に各々取り付けられて互いに対向する断面L字状で環状のシール板54およびスリンガ55からなる。
スリンガ55は、内周側部材52の外径面に圧入された円筒部56と、この円筒部56から立ち上がった起立壁部57と、この起立壁部57の先端部をアキシアル方向Aに沿ってシール板54側に屈曲させて、第1屈曲部58が形成されている。さらに、第1屈曲部58の先端部をアキシアル方向Aに沿って反対側に屈曲して第2屈曲部59が形成されると共に、その先端部をラジアル方向Rの外側に屈曲させて第3屈曲部60が形成されている。
シール板54は、断面L字状の芯金61にゴムまたは合成樹脂等の弾性体からなるシール部材62を加硫接着によって一体に接合されたものであって、芯金61を外周側部材53の内径面に圧入することによって取り付けられている。シール部材62は、芯金61の内側を覆って設けられ、第1リップ部63と第2リップ部64および第3リップ部65を有している。そして、第1リップ部63がスリンガ55の起立壁部57に摺接されると共に、第2、第3リップ部64、65がスリンガ55の円筒部56に摺接されている。
スリンガ55の第2屈曲部59と第3屈曲部60の外周面とシール部材62の内周面62aとの間にクランク形状のラビリンス部66、67が形成され、外部からの泥水等の浸入を防止することができる(例えば、特許文献1参照。)。
然しながら、この従来のシール51では、2つのラジアルリップからなる第2、第3リップ部64、65が径方向シメシロを介してスリンガ55の円筒部56に摺接されているので、軸受回転時は、その摺動抵抗によって回転トルク(フリクション)が大きくなってしまう。
一方、回転トルクを低減させたシールとして、図7に示すようなシール70が知られている。このシール70は、互いに対向配置されたスリンガ71と環状のシール板72とからなる。スリンガ71は断面が略L字状に形成され、内輪68に圧入される円筒部71aと、この円筒部71aから径方向外方に延びる立板部71bとからなる。
シール板72は外方部材69に装着され、芯金73と、この芯金73に加硫接着されたシール部材74とからなり、断面略L字状に全体として円環状に形成されている。芯金73は、外方部材69の端部に内嵌された円筒部73aと、この円筒部73aから径方向内方に延びる立板部73bとからなる。
シール部材74はニトリルゴム等の弾性部材からなり、ラジアルリップが廃止され、スリンガ71の立板部71bに摺接する第1および第2のサイドリップ74a、74bを有している。これら第1および第2のサイドリップ74a、74bは、芯金73の立板部73bから外径側に傾斜して形成され、それらの先端がスリンガ71の立板部71bに軸方向シメシロをもって摺接されている。そして、シール部材74の内端部74cとスリンガ71の円筒部71aとの間にラビリンス部75が構成されている。これにより、高い密封性を確保すると共に、軸受の低トルク化を図ることができる(例えば、特許文献2参照。)。
特開2010−91036号公報 特開2007−100828号公報
こうした従来のシール70では、ラジアルリップを廃止して2枚の第1および第2のサイドリップ74a、74bで密封性を高めている反面、ラジアルリップが廃止されているため、軸受内部に封入された潤滑グリースが、ラビリンス部75および第1および第2のサイドリップ74a、74bを通過して外部に漏洩する恐れがあった。
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、シールの回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保すると共に、グリースの漏洩を防止して軸受の耐久性向上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、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、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、前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、前記シール板が、前記外方部材のインナ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からなり、このシール部材が、前記芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップが前記スリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、前記スリンガの立板部の外縁から屈曲部を介して径方向外方に延びる傘部が一体に形成され、この傘部が前記外方部材のインナー側の端部を覆うようにこの端部外表面と断面コの字状のすきまを介して対向配置され、当該外方部材の端部との間にラビリンス部が構成されている。
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を備えた車輪用軸受装置において、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たスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、スリンガが、内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、シール板が、外方部材のインナ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からなり、このシール部材が、芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップがスリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、スリンガの立板部の外縁から屈曲部を介して径方向外方に延びる傘部が一体に形成され、この傘部が外方部材のインナー側の端部を覆うようにこの端部外表面と断面コの字状のすきまを介して対向配置され、当該外方部材の端部との間にラビリンス部が構成されているので、シールの回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保すると共に、グリースの漏洩を防止して軸受の耐久性向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記スリンガが、前記立板部の外縁からインナー側に延びる屈曲部を介して前記外方部材のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部を備えると共に、前記外方部材のインナー側の端部内周に環状の凹所が形成され、前記スリンガの屈曲部と傘部が、前記外方部材の凹所とインナー側の端面および端部外周面と断面コの字状のすきまを介して対向されていれば、直接外部から泥水等がシール内に浸入するのを防止して一層高い密封性を確保することができる。
また、請求項3に記載の発明のように、前記スリンガが、前記立板部の外縁からアウター側に延び、前記シール板の内径側に入り込む前記屈曲部の複合体である重合部と、この重合部の端部から前記外方部材のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部とを備えると共に、前記スリンガの重合部と傘部が、前記シール板と前記外方部材のインナー側の端面および端部外周面と断面コの字状のすきまを介して対向されていれば、直接外部から泥水等がシール内に浸入するのを防止して一層高い密封性を確保することができる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記外方部材のインナー側の端部外周に断面がすり鉢状の環状溝が形成され、この環状溝に前記スリンガの傘部が対向されていれば、外部から泥水等がラビリンス部の開口部に浸入しても、この環状溝で滞留してシール内に流動するのを抑制し、密封性を一層高めることができる。
また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、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、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、前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、前記シール板が、前記外方部材のインナ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からなり、このシール部材が、前記芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと、径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップが前記スリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、前記スリンガの立板部の外縁からアウター側に湾曲して延び、前記外方部材のインナー側の端面に対峙する環状の突出部と、この突出部の端部から径方向外方に延びる円板部とを備え、前記外方部材のインナー側の端部外周に円環状の傘部材が圧入され、この傘部材のインナー側の端部から径方向外方に突出した鍔部と前記スリンガの円板部が軸方向すきまを介して対峙されると共に、前記シール板の芯金の先端部が前記外方部材のインナー側の端面から軸方向に突出し、前記スリンガが、前記シール板と前記外方部材のインナー側の端面および前記傘部材に対して断面コの字状のすきまを介して対向され、ラビリンス部が構成されている。シールの回転トルクの増大を抑制しつつ、直接外部から泥水等が第1のサイドリップに浸入するのを防止して高い密封性を確保することができる。
このように、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、外周に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、この内方部材と外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、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、シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、スリンガが、内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、シール板が、外方部材のインナ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からなり、このシール部材が、芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと、径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップがスリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、スリンガの立板部の外縁からアウター側に湾曲して延び、外方部材のインナー側の端面に対峙する環状の突出部と、この突出部の端部から径方向外方に延びる円板部とを備え、外方部材のインナー側の端部外周に円環状の傘部材が圧入され、この傘部材のインナー側の端部から径方向外方に突出した鍔部とスリンガの円板部が軸方向すきまを介して対峙されると共に、シール板の芯金の先端部が外方部材のインナー側の端面から軸方向に突出し、スリンガが、シール板と外方部材のインナー側の端面および傘部材に対して断面コの字状のすきまを介して対向され、ラビリンス部が構成されているので、シールの回転トルクの増大を抑制しつつ、直接外部から泥水等が第1のサイドリップに浸入するのを防止して高い密封性を確保することができる。
また、請求項6に記載の発明のように、前記スリンガの円筒部の端部に径方向外方側に屈曲して係止部が形成され、この係止部が、前記シール部材の基部に軸方向すきまを介して径方向に重なり合っていれば、軸受への組立工程や運搬中において、スリンガとシール板とが分離するのを防止することができると共に、両部材をユニット化して軸受に組み立てることができ、組立性の簡便化と組立精度の向上を図ることができる。
また、請求項7に記載の発明のように、前記シール部材の基部が前記スリンガの円筒部に径方向すきまを介して対峙され、前記スリンガの円筒部および係止部との間に断面L字状のラビリンス部が構成されていれば、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を一層防止して軸受の耐久性向上を図ることができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、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、前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、前記シール板が、前記外方部材のインナ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からなり、このシール部材が、前記芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップが前記スリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、前記スリンガの立板部の外縁から屈曲部を介して径方向外方に延びる傘部が一体に形成され、この傘部が前記外方部材のインナー側の端部を覆うようにこの端部外表面と断面コの字状のすきまを介して対向配置され、当該外方部材の端部との間にラビリンス部が構成されているので、シールの回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保すると共に、グリースの漏洩を防止して軸受の耐久性向上を図っ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の車両中央側のシールを示す要部拡大図である。 図2のシールの変形例を示す要部拡大図である。 図2のシールの他の変形例を示す要部拡大図である。 図2のシール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。 他の従来のシールを示す要部拡大図である。
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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方の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、前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、前記スリンガが、前記内輪に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部と、この立板部の外縁からインナー側に延びる屈曲部を介して前記外方部材のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部を備え、前記シール板が、前記外方部材のインナ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からなり、このシール部材が、前記芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップが前記スリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、前記外方部材のインナー側の端部内周に環状の凹所が形成され、前記スリンガの屈曲部と傘部が、前記外方部材の凹所とインナー側の端面および端部外周面と断面コの字状のすきまを介して対向配置され、当該外方部材の端部外表面との間にラビリンス部が構成されている。
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の車両中央側のシールを示す要部拡大図、図3は、図2のシールの変形例を示す要部拡大図、図4は、図2のシールの他の変形例を示す要部拡大図、図5は、図2のシール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。
図1に示す車輪用軸受装置は従動輪側の第3世代と呼称され、内方部材1と外方部材2、および両部材1、2間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)3、3とを備えている。内方部材1は、ハブ輪4と、このハブ輪4に圧入された内輪5とからなる。
ハブ輪4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6を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる小径段部4b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はハブボルト6aが植設されている。
内輪5は、外周に他方(インナー側)の内側転走面5aが形成され、ハブ輪4の小径段部4bに所定のシメシロを介して圧入されると共に、小径段部4bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部4cによって予圧が付与された状態で、ハブ輪4に対して軸方向に固定されている。
外方部材2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2bを一体に有し、内周に内方部材1の内側転走面4a、5aに対向する複列の外側転走面2a、2aが形成されている。そして、これら両転走面2a、4aおよび2a、5a間には保持器7を介して複列の転動体3、3が転動自在に収容されている。この外方部材2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2a、2a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2の両端部にはシール8、9が装着され、外方部材2と内方部材1との間に形成される環状空間の両側開口部が密封されている。これらのシール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。
ハブ輪4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4aをはじめ、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6bから小径段部4b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4cは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。これにより、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6bの耐摩耗性が向上すると共に、車輪取付フランジ6に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪5の嵌合部となる小径段部4bの耐フレッティング性が向上し、かつ加締部4cの微小なクラック等の発生がなく塑性加工をスムーズに行うことができる。
一方、内輪5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。また、転動体3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62〜67HRCの範囲に硬化処理されている。
なお、ここでは、転動体3、3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、これに限らず、転動体3、3に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。また、第3世代の構造を例示したが、これに限らず、内輪回転タイプの車輪用軸受装置であれば良く、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪をハブ輪に圧入した、所謂第2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世代構造であっても良い。
ここで、シール8、9のうちアウター側のシール8は、外方部材2のアウター側の端部内周に圧入される芯金10と、この芯金10に加硫接着によって一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材11とからなる一体型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板(JIS規格のSUS304系等)や防錆処理された冷間圧延鋼板(JIS規格のSPCC系等)等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面が略L字状に形成されている。
インナー側のシール9は、図2に拡大して示すように、互いに対向配置されたスリンガ12と環状のシール板13とからなる。スリンガ12は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板(JIS規格のSUS430系等)、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、内輪5に圧入される円筒部12aと、この円筒部12aから径方向外方に延びる立板部12bと、この立板部12bの外縁からインナー側に延びる屈曲部12cを介して外方部材2のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部12dとを備えている。
一方、シール板13は、外方部材2のインナー側の端部に内嵌された芯金14と、この芯金14に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材15とを備えている。芯金14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断面略L字状に形成され、外方部材2の端部内周に圧入された円筒部14aと、この円筒部14aの端部から径方向内方に延びる立板部14bとを備えている。
シール部材15はNBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)等の弾性部材からなり、芯金14の立板部14bの内縁部に回り込んで接合された基部15aから芯金14の円筒部14aの内周面に亙って接合されている。このシール部材15は、基部15aから二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップ(ダストリップ)15bと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップ(グリースリップ)15cを備えている。そして、これらの第1および第2のサイドリップ15b、15cは、スリンガ12の立板部12bに所定の軸方向シメシロをもって摺接されている。また、シール部材15は、先端部の外径が縮径して薄肉に形成された芯金14の円筒部14aの外表面を覆うように回り込んで固着され、外周面が外方部材2の端部内周に弾性密着される、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、外方部材2とシール9の嵌合部の気密性を高めることができる。
なお、シール部材15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。
また、スリンガ12の立板部12bのインナー側の側面に磁気エンコーダ16が加硫接着等で一体に接合されている。この磁気エンコーダ16は、スリンガ12の傘部12dと立板部12bとの段差部を埋めるように、傘部12dのインナー側の側面と略面一になるように接合されると共に、ゴム等のエラストマーにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極N、Sが着磁され、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。なお、ここでいう「略面一」とは、例えば、設計の狙い値であって、各部材の出来具合や接合時の誤差程度のものも含む意味であり、実質的に段差がない状態、すなわち、加工誤差や接着誤差等によって生じる段差は当然許容されるべきものである。
本実施形態では、外方部材2のインナー側の端部内周に環状の凹所17が形成されると共に、端部外周に断面がすり鉢状の環状溝18が形成され、スリンガ12の屈曲部12cと傘部12dが、外方部材2の端部外表面を覆うように配置されている。そして、スリンガ12が、外方部材2の凹所17とインナー側の端面2cおよび外方部材2の端部外周面と断面がコの字状の僅かなすきまを介して対向され、ラビリンス部19を構成している。
このように、シール部材15は、従来のようなラジアルリップが廃止され、スリンガ12の立板部12bに所定の軸方向シメシロをもって摺接する二股状の第1および第2のサイドリップ15b、15cを備えているので、シール9の回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保すると共に、基部15aから径方向内方に傾斜した第2のサイドリップ15cによって軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止して軸受の耐久性向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
また、外方部材2のインナー側の端部内周に環状の凹所17が形成され、スリンガ12の屈曲部12cと傘部12dとの間にラビリンス部19が構成されているので、直接外部から泥水等が第1のサイドリップ15bに浸入するのを防止して高い密封性を確保することができる。さらに、外方部材2の端部外周に環状溝18が形成されているので、外部から泥水等がラビリンス部19の開口部に浸入しても、この環状溝18で滞留してシール9内に流動するのを抑制し、密封性を一層高めることができる。
図3に、前述したシール9の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態(図2)と基本的にはスリンガの形状が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や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20は、互いに対向配置されたスリンガ21と環状のシール板13とを備えている。スリンガ21は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板、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、内輪5に圧入される円筒部12aと、この円筒部12aから径方向外方に延びる立板部21aと、この立板部21aの外縁からアウター側に延び、シール板13の内径側に入り込む重合部21bと、この重合部21bの端部から外方部材22のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部21cとを備えている。そして、スリンガ21の立板部21aのインナー側の側面に磁気エンコーダ16が加硫接着等で一体に接合されている。
本実施形態では、外方部材22のインナー側の端部外周に環状溝18が形成されると共に、スリンガ21の重合部21bと傘部21cが、外方部材22の端部外表面を覆うように配置されている。そして、スリンガ21が、シール板13と外方部材22のインナー側の端面22cおよび外方部材22の端部外周面とコの字状の僅かなすきまを介して対向され、ラビリンス部23を構成している。
このように、シール部材15は、前述した実施形態と同様、従来のようなラジアルリップが廃止され、スリンガ21の立板部21aに所定の軸方向シメシロをもって摺接する二股状の第1および第2のサイドリップ15b、15cを備えているので、シール20の回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保すると共に、基部15aから径方向内方に傾斜した第2のサイドリップ15cによって軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止して軸受の耐久性向上を図ることができる。
また、スリンガ21が、シール板13と外方部材22のインナー側の端面22cおよび外方部材22の端部外周面との間にラビリンス部23が構成されているので、直接外部から泥水等が第1のサイドリップ15bに浸入するのを防止して高い密封性を確保することができると共に、外方部材22の端部外周に環状溝18が形成されているので、外部から泥水等がラビリンス部23の開口部に浸入しても、この環状溝18で滞留してシール20内に流動するのを抑制し、密封性を一層高めることができる。
図4に、前述したシール9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(図2)と基本的にはスリンガとシール板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品や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24は、互いに対向配置されたスリンガ25と環状のシール板33とを備えている。スリンガ25は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板、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、内輪5に圧入される円筒部12aと、この円筒部12aから径方向外方に延びる立板部25aと、この立板部25aの外縁からアウター側に湾曲して延び、外方部材27のインナー側の端面27aに対峙する環状の突出部25bと、この突出部25bの端部から径方向外方に延びる円板部25cとを備えている。そして、スリンガ25の立板部25aのインナー側の側面に磁気エンコーダ16が加硫接着等で一体に接合されている。
また、外方部材27のインナー側の端部に円環状の傘部材28が装着されている。この傘部材28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、外方部材27の端部外周に圧入された円筒部27aと、この円筒部28aのインナー側の端部から径方向外方に突出した鍔部28bとを備えている。そして、この鍔部28bとスリンガ25の円板部25cが僅かな軸方向すきまを介して対峙されている。
一方、シール板33は、外方部材27のインナー側の端部に内嵌された芯金29と、この芯金29に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材15とを備えている。芯金29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断面略L字状に形成され、外方部材27の端部内周に圧入され、その先端部が外方部材27のインナー側の端面27aから軸方向に突出した円筒部29aと、この円筒部29aのアウター側の端部から径方向内方に延びる立板部29bとを備えている。
本実施形態では、外方部材27のインナー側の端部外周に円環状の傘部材28が圧入されると共に、この傘部材28とスリンガ25の突出部25bおよび円板部25cとが、外方部材27の端部外表面を覆うように配置されている。そして、スリンガ25が、シール板33と外方部材27のインナー側の端面27aおよび傘部材28とコの字状の僅かなすきまを介して対向され、ラビリンス部30を構成している。これにより、シール24の回転トルクの増大を抑制しつつ、直接外部から泥水等が第1のサイドリップ15bに浸入するのを防止して高い密封性を確保することができる。
図5に、前述したシール9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(図2)と基本的にはスリンガとシール板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品や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31は、互いに対向配置されたスリンガ32と環状のシール板33とを備えている。スリンガ32は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板、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、内輪5に圧入される円筒部12aと、この円筒部12aから径方向外方に延びる立板部12bと、この立板部12bの外縁からインナー側に延びる屈曲部12cを介して外方部材2のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部12dとを備え、円筒部12aのインナー側の端部に径方向外方側に屈曲して係止部32aが形成されている。
係止部32aは、スリンガ32とシール板33とを仮組みした後、円筒部12aの端部を塑性変形することによって形成されている。この係止部32aは、後述するシール部材34の基部34aに所定の軸方向すきまを介して径方向に重なり合うように配置されているので、軸受への組立工程や運搬中において、スリンガ32とシール板33とが分離するのを防止することができると共に、両部材32、33をユニット化して軸受に組み立てることができ、組立性の簡便化と組立精度の向上を図ることができる。
一方、シール板33は、外方部材2のインナー側の端部に内嵌された芯金14と、この芯金14に加硫接着等によって一体に接合されたシール部材34とを備えている。シール部材34は、NBR等の弾性部材からなり、芯金14の立板部14bの内縁部に回り込んで接合された基部34aから芯金14の円筒部14aの内周面に亙って接合されている。
このシール部材34は、基部34aから二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップ15bと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップ15cを備えている。そして、これらの第1および第2のサイドリップ15b、15cは、スリンガ32の立板部12bに所定の軸方向シメシロをもって摺接されると共に、基部34aがスリンガ32の円筒部12aに僅かな径方向すきまを介して対峙され、スリンガ32の円筒部12aおよび係止部32aとの間に断面がL字状のラビリンス部35を構成している。
本実施形態では、前述した実施形態と同様、スリンガ32が、外方部材2の凹所17とインナー側の端面2cおよび外方部材2の端部外周面と断面がコの字状の僅かなすきまを介して対向され、ラビリンス部19を構成しているので、直接外部から泥水等が第1のサイドリップ15bに浸入するのを防止して高い密封性を確保することができると共に、シール部材34が、従来のようなラジアルリップが廃止され、スリンガ32の立板部12bに所定の軸方向シメシロをもって摺接する二股状の第1および第2のサイドリップ15b、15cを備えているので、シール31の回転トルクの増大を抑制しつつ高い密封性を確保することができる。さらに、基部34aから径方向内方に傾斜した第2のサイドリップ15cおよびスリンガ32の円筒部12aおよび係止部32aとの間に断面がL字状のラビリンス部35が構成されているので、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を一層防止して軸受の耐久性向上を図ることができる。
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、内輪回転タイプの第1乃至第4世代の車輪用軸受装置に適用することができる。
1 内方部材
2、22、27 外方部材
2a 外側転走面
2b 車体取付フランジ
2c、22c、27a 外方部材のインナー側の端面
3 転動体
4 ハブ輪
4a、5a 内側転走面
4b 小径段部
4c 加締部
5 内輪
6 車輪取付フランジ
6a ハブボルト
6b 車輪取付フランジのインナー側の基部
7 保持器
8 アウター側のシール
9、20、24、31 インナー側のシール
10、14、29 芯金
11、15、34 シール部材
12、21、25、32 スリンガ
12a、14a、28a、29a 円筒部
12b、14b、21a、25a、29b 立板部
12c 屈曲部
12d、21c 傘部
13、33 シール板
15a、34a シール部材の基部
15b 第1のサイドリップ
15c 第2のサイドリップ
16 磁気エンコーダ
17 凹所
18 環状溝
19、23、30、35 ラビリンス部
21b 重合部
28 傘部材
28b 鍔部
32a 係止部
51、70 シール
52 内周側部材
53 外周側部材
54、72 シール板
55、71 スリンガ
56、71a、73a 円筒部
57 起立壁部
58 第1屈曲部
59 第2屈曲部
60 第3屈曲部
61、73 芯金
62、74 シール部材
62a シール部材の内周面
63 第1リップ部
64 第2リップ部
65 第3リップ部
66、67 ラビリンス部
68 内輪
69 外方部材
71b、73b 立板部
74a 第1のサイドリップ
74b 第2のサイドリップ
74c シール部材の内端部
75 ラビリンス部

Claims (7)

  1. 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、
    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、
    前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、
    前記スリンガが、前記内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、
    前記シール板が、前記外方部材のインナ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からなり、
    このシール部材が、前記芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップが前記スリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、
    前記スリンガの立板部の外縁から屈曲部を介して径方向外方に延びる傘部が一体に形成され、この傘部が前記外方部材のインナー側の端部を覆うようにこの端部外表面と断面コの字状のすきまを介して対向配置され、当該外方部材の端部との間にラビリンス部が構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記スリンガが、前記立板部の外縁からインナー側に延びる屈曲部を介して前記外方部材のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部を備えると共に、前記外方部材のインナー側の端部内周に環状の凹所が形成され、前記スリンガの屈曲部と傘部が、前記外方部材の凹所とインナー側の端面および端部外周面と断面コの字状のすきまを介して対向されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記スリンガが、前記立板部の外縁からアウター側に延び、前記シール板の内径側に入り込む前記屈曲部の複合体である重合部と、この重合部の端部から前記外方部材のインナー側の端部形状に沿ってL字状に折曲形成された傘部とを備えると共に、前記スリンガの重合部と傘部が、前記シール板と前記外方部材のインナー側の端面および端部外周面と断面コの字状のすきまを介して対向されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記外方部材のインナー側の端部外周に断面がすり鉢状の環状溝が形成され、この環状溝に前記スリンガの傘部が対向されている請求項1乃至3いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  5. 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、
    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、
    前記シールのうちインナー側のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とからなる複合型のシールで構成され、
    前記スリンガが、前記内方部材に外嵌された円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部を備え、
    前記シール板が、前記外方部材のインナ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からなり、
    このシール部材が、前記芯金の内縁部に回り込んで接合された基部から二股状に分かれ、径方向外方に傾斜して延びる第1のサイドリップと、径方向内方に傾斜して延びる第2のサイドリップを備え、これらの第1および第2のサイドリップが前記スリンガの立板部に軸方向シメシロをもってそれぞれ摺接されると共に、
    前記スリンガの立板部の外縁からアウター側に湾曲して延び、前記外方部材のインナー側の端面に対峙する環状の突出部と、この突出部の端部から径方向外方に延びる円板部とを備え、前記外方部材のインナー側の端部外周に円環状の傘部材が圧入され、この傘部材のインナー側の端部から径方向外方に突出した鍔部と前記スリンガの円板部が軸方向すきまを介して対峙されると共に、前記シール板の芯金の先端部が前記外方部材のインナー側の端面から軸方向に突出し、前記スリンガが、前記シール板と前記外方部材のインナー側の端面および前記傘部材に対して断面コの字状のすきまを介して対向され、ラビリンス部が構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  6. 前記スリンガの円筒部の端部に径方向外方側に屈曲して係止部が形成され、この係止部が、前記シール部材の基部に軸方向すきまを介して径方向に重なり合っている請求項1または5に記載の車輪用軸受装置。
  7. 前記シール部材の基部が前記スリンガの円筒部に径方向すきまを介して対峙され、前記スリンガの円筒部および係止部との間に断面L字状のラビリンス部が構成されている請求項6に記載の車輪用軸受装置。
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