JP2018162809A

JP2018162809A - 車輪用軸受装置

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Publication number: JP2018162809A
Application number: JP2017059182A
Authority: JP
Inventors: 荘太鯉住; Sota Koizumi; 司渡邉; Tsukasa Watanabe
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: JP7080015B2

Abstract

【課題】内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内周に複列の外側転走面２ｃ・２ｄが一体に形成された外方部材と、ハブ輪３の小径段部３ａに圧入された少なくとも一つの内輪４を有し、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３ｃ・４ａが形成された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とのそれぞれの転走面間に収容された複列の転動体５ａ・５ｂと、異物の入り込みを防止する外側ダストリップ９ｆと内側ダストリップ９ｅと潤滑材の漏れを防止する負圧対策グリースリップ９ｄとを有し、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側シール部材９と、を備えた車輪用軸受装置１において、負圧対策グリースリップ９ｄが、負圧対策グリースリップ基部よりも車輪用軸受装置の軸方向外側にリップ先端が配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、車輪に接続される内方部材であるハブ輪が転動体を介して回転自在に支持されている。車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材の内部に封入されたグリースが漏出したり、内部に泥水等が入り込むことで錆が発生したりすることで転動体や軌道面が損傷し軸受寿命が短くなる。このため、車輪用軸受装置には、外方部材と内方部材との隙間から内部に封入されているグリースの漏出を防止するとともに外部から泥水等の入り込みを防止するシール部材が設けられている。

このような車輪用軸受装置において、軸受寿命を長くするために、シール部材に複数のシールリップを設けてシール性を向上させているものがある。例えば、車輪用軸受装置を車体に取り付けた際、車輪側であるアウター側のシール部材には、外部からの泥水等の入り込みを防止する複数のダストリップと、内部からのグリースの漏れを防止するグリースリップとが設けられている。ダストリップは、シール部材の芯金から車輪用軸受装置の外側（アウター側）に向かって延びるように配置されている。また、グリースリップは、シール部材の芯金から車輪用軸受装置の内側（車輪用軸受装置を車体に取り付けた際、車体側であるインナー側）に向かって延びるように配置されている。このように構成することで、車輪用軸受装置は、ダストリップによって外部からの泥水等の入り込みを効果的に防止し、グリースリップによって内部からのグリースの漏れを効果的に防止することができる。例えば、特許文献１に記載の如くである。

ＳＵＶやクロスカントリー等のオフロード車に用いられる車輪用軸受装置は、オフロード走行時等において、高頻度の急加速、急減速や高出力状態の維持による高温状態での使用と、水溜りへの進入、積雪路の走行等による低温状態での使用とが連続的に繰り返され、急激な温度変化が生じる場合がある。車輪用軸受装置は、温度上昇によって内部の気体が膨張し、温度低下によって内部の気体が収縮する。外輪のインナー側がカバーで密閉されている車輪用軸受装置では、温度上昇によって膨張した内部の気体がカバーと外輪との嵌合部の隙間から外部に流出する。また、車輪用軸受装置は、温度低下によって内部の気体が収縮することにより内圧が負圧になり、カバーが大気圧によって外輪に引きつけられ、カバーと外輪との隙間が詰まる。これにより、車輪用軸受装置は、外部から空気が流入し難くなり内部の負圧状態が維持される。

特開２００４−６０７５１号公報

特許文献１に記載のダストリップとグリースリップとを有するシール部材によってシールされている車輪用軸受装置は、内圧が負圧になることによってダストリップとグリースリップとが内側に引き込まれる。これにより、車輪用軸受装置の外側に向かって延びているダストリップは、外部と内部との圧力差によって摺動面に押し付けられて摩耗が促進する。また、車輪用軸受装置の内側に向かって延びているグリーススリップは、摺動面から離間して隙間が生じる。従って、車輪用軸受装置は、内圧が負圧になることでシール性能が低下する場合があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。

即ち、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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪を有し、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、前記外方部材と前記内方部材とのそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、異物の入り込みを防止するダストリップと、潤滑材の漏れを防止するグリースリップとを有し、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側のシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、前記グリースリップが、リップ摺動面に対して車輪用軸受装置の内部に向かう力が加わる状態で前記リップ摺動面に接触している負圧対策用のグリースリップであるものである。

車輪用軸受装置においては、前記負圧対策用のグリースリップのグリースリップ基部よりも車輪用軸受装置の軸方向内側にリップ先端が配置されている正圧対策用のグリースリップを更に有するものである。

車輪用軸受装置においては、前記負圧対策用のグリースリップが、前記正圧対策用のグリースリップのグリースリップ基部に設けられているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明によれば、グリースリップのリップ先端が車輪用軸受装置の外部に向いた状態でリップ摺動面に支持されている。これにより、内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる。

本発明によれば、車輪用軸受装置の内部に引き込まれた際、リップ先端がリップ摺動面に押し付けられる。これにより、内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる。

また、更に正圧対策用のグリースリップを有することで、車輪用軸受装置の内圧が正圧でも潤滑剤が漏れ出さない。これにより、内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる。

負圧対策用のグリースリップを正圧対策用のグリースリップのグリースリップ基部に設けることで、車輪用軸受装置の内圧が負圧になっても正圧対策用のグリースリップがリップ摺動面から離間し難い。これにより、内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の各実施形態における全体構成を示す斜視図。本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図。本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す部分拡大断面図。（ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるアウター側シール部材が正圧状態の車輪用軸受装置をシールしている状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）同じくアウター側シール部材が負圧状態の車輪用軸受装置をシールしている状態を示す部分拡大断面図。本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す部分拡大断面図。（ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態におけるアウター側シール部材が正圧状態の車輪用軸受装置をシールしている状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）同じくアウター側シール部材が負圧状態の車輪用軸受装置をシールしている状態を示す部分拡大断面図。本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す部分拡大断面図。本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態におけるアウター側シール部材が負圧状態の車輪用軸受装置をシールしている状態を示す部分拡大断面図。本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態におけるアウター側シール部材の正圧対策グリースリップが非接触シールである構成を示す部分拡大断面図。本発明に係る車輪用軸受装置の第四実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す部分拡大断面図。

以下に、図１から図３を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１と図２とに示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５ａ、アウター側ボール列５ｂ、磁気エンコーダ６、カバー８、シール部材であるアウター側シール部材９を具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。

図２に示すように、外方部材である外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成されている。外輪２のインナー側端部には、カバー８が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２のアウター側端部には、アウター側シール部材９が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。

外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面２ｃと、アウター側の外側転走面２ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。外輪２の外周面には、図示しない車体側の部材に取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。

内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、有底円筒状に形成されている。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｅが設けられている。ハブ輪３には、外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するようにアウター側の内側転走面３ｃが形成されている。また、ハブ輪３には、車輪取り付けフランジ３ｂの基部側にアウター側シール部材９のリップ摺動面３ｄが形成されている。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が設けられている。

内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４は、圧入により、ハブ輪３のインナー側端部に固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。ハブ輪３は、インナー側端部の内輪４の内側転走面４ａが外輪２のインナー側の外側転走面２ｃに対向し、アウター側の内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。

転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４の内側転走面４ａと、外輪２のインナー側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３の内側転走面３ｃと、外輪２のアウター側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているが、複列円錐ころ軸受等の軸受で構成されていてもよい。

磁気エンコーダ６は、固定側である外方部材（外輪２）に対する内方部材（ハブ輪３と内輪４）の回転速度を検出するために用いられる。磁気エンコーダ６は、図示しない磁気センサとの組み合わせによって回転速度検出装置を構成している。磁気エンコーダ６は、一側端部に鍔を有する円筒状の支持部材７の鍔部分に、例えば加硫接着によって、一体に設けられている。支持部材７は、円筒部９ａが内輪４に嵌合されている。すなわち、磁気エンコーダ６は、外輪２のインナー側開口部２ａに配置されている。

カバー８は、外輪２のインナー側開口部２ａを塞いで磁気エンコーダ６を保護するものである。カバー８は、有底円筒状に形成されている。カバー８は、円筒状の側部８ａと円盤状の底部８ｂとが一体的に連結されている。カバー８は、外輪２のインナー側開口部２ａに側部８ａが嵌合されている。これにより、カバー８は、外輪２に固定され、外輪２のインナー側開口部２ａを塞ぎ、インナー側開口部２ａ近傍に配置されている磁気エンコーダ６を保護している。

このように構成される車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４と二列のボール列５ａ・５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成され、ハブ輪３が二列のボール列５ａ・５ｂを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、回転速度検出装置の磁気エンコーダ６が内輪４に固定され、カバー８によって保護されている。車輪用軸受装置１は、内輪４と一体的に回転する磁気エンコーダ６の磁性の変化を外部に固定されている図示しない磁気センサにより検出する。

図３に示すように、アウター側シール部材９は、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材９は、複数のシールリップとシールリップが加硫接着された略円筒状の芯金とから構成されている。

芯金は、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や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）によって構成されている。芯金は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、円筒部９ａと円環状の円板部９ｂとが形成されている。円筒部９ａは、外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合可能な円筒状に形成されている。円板部９ｂは、円筒部９ａのアウター側端から径方向内側に向かって延びる円環状に形成されている。

芯金の円板部９ｂの板面には、それぞれ円環状に形成されているラジアルリップである負圧対策グリースリップ９ｄ、アキシアルリップである内側ダストリップ９ｅおよび外側ダストリップ９ｆが一体に加硫接着されている。負圧対策グリースリップ９ｄ、内側ダストリップ９ｅ、外側ダストリップ９ｆは、例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、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）、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の合成ゴムから構成されている。

アウター側シール部材９は、芯金の円板部９ｂに設けられている内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとをアウター側に向けて、外輪２のアウター側端部に設けられている。具体的には、アウター側シール部材９は、内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとをハブ輪３のリップ摺動面３ｄに向けて、円筒部９ａが外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合されている。なお、本実施形態において、アウター側シール部材９は、芯金の円筒部９ａが外輪２の内周に嵌合（内径嵌合）されているが、外輪２の外周に嵌合（外径嵌合）されていてもよい。

負圧対策グリースリップ９ｄは、潤滑材であるグリースの油膜を介してハブ輪３のリップ摺動面３ｄに接触し、車輪用軸受装置１の内部に充填されているグリースの外部への漏れを防止している。内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、潤滑材であるグリースの油膜を介してハブ輪３のリップ摺動面３ｄに接触し、車輪用軸受装置１の内部に泥水や粉塵等の外部からの入り込みを防止している。このように、アウター側シール部材９は、負圧対策グリースリップ９ｄ、内側ダストリップ９ｅおよび外側ダストリップ９ｆがグリースの油膜を介してリップ摺動面３ｄに接触することでリップ摺動面３ｄと各シールリップとの良好な摺動状態を確保し、外輪２のアウター側開口部２ｂから内部のグリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止している。

このように構成される車輪用軸受装置１には、ハブ輪３と内輪４とがインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間をカバー８で塞がれ、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間をアウター側シール部材９で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からの潤滑グリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３と内輪４とが回転する。なお、本実施形態において、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間をカバー８で塞がれているが、シール部材のみ、もしくはシール部材とカバーの両方で塞がれていてもよい。

次に、図３と図４とを用いて、アウター側シール部材９の負圧対策グリースリップ９ｄ、内側ダストリップ９ｅおよび外側ダストリップ９ｆの構成と働きについて具体的に説明する。

図３に示すように、負圧対策グリースリップ９ｄは、車輪用軸受装置１の内圧が正圧である場合にグリースの外部への漏れを防止するだけでなく、車輪用軸受装置１の内圧が負圧になった場合のグリースの外部への漏れを防止する負圧対策用のグリースリップである。負圧対策グリースリップ９ｄは、芯金の円板部９ｂの最も径方向内側である内縁に形成されている。負圧対策グリースリップ９ｄは、円板部９ｂの内縁にグリースリップ基部９ｃが加硫接着により形成されている。負圧対策グリースリップ９ｄは、グリースリップ基部９ｃから径方向内側であって車輪用軸受装置１のアウター側である軸方向外側に向かって延びるように形成されている。つまり、負圧対策グリースリップ９ｄは、グリースリップ基部９ｃよりも車輪用軸受装置１の軸方向外側にリップ先端が配置されている。

負圧対策グリースリップ９ｄの内径は、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄにおいてリップ先端が接触する位置でのハブ輪３の外径よりも小さく形成されている。従って、負圧対策グリースリップ９ｄは、アウター側シール部材９にハブ輪３が挿入されることで、内径のリップ先端が径方向外側に押し広げられた状態でリップ摺動面３ｄに接触する。負圧対策グリースリップ９ｄには、ハブ輪３による弾性変形の反力としてリップ摺動面３ｄを全周に渡って押圧する緊迫力が生じている。この際、負圧対策グリースリップ９ｄは、リップ先端のうち車輪用軸受装置１の軸方向内側の先端がリップ摺動面３ｄに接触している。これにより、負圧対策グリースリップ９ｄは、その弾性変形の状態から、軸心に向かう力と車輪用軸受装置１の軸方向内側に向かう力（矢印参照）の合力として車輪用軸受装置１の外部から内部に向かう力（白塗矢印参照）をリップ摺動面３ｄに加えた状態で接触している。つまり、負圧対策グリースリップ９ｄは、リップ摺動面３ｄによって支持され、その弾性変形された状態が維持されている。

内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、負圧対策グリースリップ９ｄよりも車輪用軸受装置１の軸方向外側で、負圧対策グリースリップ９ｄよりも径方向外側に形成されている。内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、径方向に並ぶようにして配置されている。さらに、内側ダストリップ９ｅが内輪４側に配置され、外側ダストリップ９ｆが外輪２側に配置されている。つまり、円板部９ｂには、径方向内側に内側ダストリップ９ｅが配置され、径方向外側に外側ダストリップ９ｆが配置されている。

内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、円板部９ｂの内縁から径方向外側であって車輪用軸受装置１のアウター側の軸方向外側に向かって延びるように形成されている。内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとの内径は、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄにおいてリップ先端が接触する位置でのハブ輪３の外径よりも小さく形成されている。従って、内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、アウター側シール部材９にハブ輪３が挿入されることで、内径のリップ先端が径方向外側に押し広げられた状態でリップ摺動面３ｄに接触する。内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとには、ハブ輪３による弾性変形の反力としてリップ摺動面３ｄを全周に渡って押圧する緊迫力が生じている。つまり、内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、リップ摺動面３ｄ沿うようにして車輪用軸受装置１の外部から内部に向かって変形しようとする力がリップ先端を介してリップ摺動面３ｄによって受け止められ、その弾性変形状態が維持されている。

図４（ａ）に示すように、車輪用軸受装置１の温度上昇等によって車輪用軸受装置１の内部の空気が膨張した場合、車輪用軸受装置１の内圧が正圧状態になる。アウター側シール部材９の負圧対策グリースリップ９ｄには、車輪用軸受装置１の内部から外部に向かって内圧に応じた押出し力が加わる（黒塗矢印参照）。負圧対策グリースリップ９ｄは、リップ先端の緊迫力（白塗矢印参照）を超える大きさの押出し力が加わるまで、リップ先端がリップ摺動面３ｄに接触した状態が維持される。つまり、負圧対策グリースリップ９ｄは、車輪用軸受装置１の内圧が所定の正圧に到達するまでグリースの漏れを防止することができる。内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、内圧が所定の正圧に到達するまで、内圧の影響をうけない。この際、カバー８が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されている車輪用軸受装置１では（図２参照）、温度上昇によって膨張した内部の空気がカバー８の嵌合部の隙間から外部に流出する。

図４（ｂ）に示すように、車輪用軸受装置１の急激な温度低下等によって車輪用軸受装置１の内部の空気が収縮した場合、カバー８が大気圧で外輪２に押し付けられることで空気の流入が難しくなり、車輪用軸受装置１の内部が負圧状態になる。アウター側シール部材９の負圧対策グリースリップ９ｄには、車輪用軸受装置１の外部から内部に向かって内圧に応じた引き込み力（大気圧による押し込み力）が加わる（黒塗矢印参照）。引き込み力は、負圧対策グリースリップ９ｄのリップ先端がリップ摺動面３ｄに加えている力を増大させる方向に作用する（白塗矢印参照）。負圧対策グリースリップ９ｄは、引き込み力の作用によって、リップ摺動面３ｄに接触しているリップ先端がリップ摺動面３ｄに押し付けられる。つまり、負圧対策グリースリップ９ｄは、引き込み力によって、リップ先端の側面とリップ摺動面３ｄとの摩擦力が増大し、車輪用軸受装置１の軸方向内側に向かって変形し難くなる。これにより、負圧対策グリースリップ９ｄは、負圧による引き込み力が生じてもリップ先端とリップ摺動面３ｄとが離間しないのでグリースの漏れを防止することができる。

また、負圧対策グリースリップ９ｄは、引き込み力によって、リップ先端がリップ摺動面３ｄに密着されることで負圧対策グリースリップ９ｄよりも車輪用軸受装置１の軸方向外側への圧力の変動を遮断する。すなわち、アウター側シール部材９は、負圧対策グリースリップ９ｄの作用によって内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとに引き込み力が作用しない。これにより、内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、リップ摺動面３ｄにべた当りにすることにより接触面圧が低下することがない。すなわち、内側ダストリップ９ｅと外側ダストリップ９ｆとは、リップ摺動面３ｄとの適切な接触状態が維持されるので、泥水等の浸入を防止することができる。

次に、図５と図６とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１０について説明する。なお、以下の各実施形態に係る車輪用軸受装置は、図１から図４に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図５に示すように、車輪用軸受装置１０のアウター側シール部材１１は、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材１１は、複数のシールリップと、シールリップが加硫接着された略円筒状の芯金とから構成されている。芯金は、円筒部１１ａおよび円板部１１ｂが形成されている。芯金の円板部１１ｂの板面には、それぞれ円環状に形成されている負圧対策グリースリップ１１ｄ、内側ダストリップ１１ｅ、外側ダストリップ１１ｆおよび正圧対策グリースリップ１１ｇ、が一体に加硫接着されている。

正圧対策グリースリップ１１ｇは、車輪用軸受装置１０の内圧が正圧である場合のグリースの外部への漏れを防止する正圧対策用のグリースリップである。正圧対策グリースリップ１１ｇは、芯金の円板部１１ｂの最も径方向内側である内縁であって、負圧対策グリースリップ１１ｄよりも車輪用軸受装置１０の軸方向内側に形成されている。正圧対策グリースリップ１１ｇは、負圧対策グリースリップ１１ｄのグリースリップ基部１１ｃから円板部１１ｂの径方向内側であって車輪用軸受装置１０のインナー側である軸方向内側に向かって延びるように形成されている。つまり、負圧対策グリースリップ１１ｄと正圧対策グリースリップ１１ｇとは、共通のグリースリップ基部１１ｃに形成されている。これにより、正圧対策グリースリップ１１ｇのグリースリップ基部１１ｃは、負圧対策グリースリップ１１ｄを介してリップ摺動面３ｄに支持されている。正圧対策グリースリップ１１ｇは、グリースリップ基部１１ｃよりも車輪用軸受装置１０の軸方向内側にリップ先端が配置されている。

正圧対策グリースリップ１１ｇの内径は、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄにおいてリップ先端が接触する位置でのハブ輪３の外径よりも小さく形成されている。従って、負圧対策グリースリップ１１ｄは、アウター側シール部材１１にハブ輪３が挿入されることで、リップ先端が径方向外側に押し広げられた状態でリップ摺動面３ｄに接触する。正圧対策グリースリップ１１ｇには、ハブ輪３による弾性変形の反力としてリップ摺動面３ｄを全周に渡って押圧する緊迫力が生じている。この際、正圧対策グリースリップ１１ｇは、リップ先端のうち車輪用軸受装置１０の軸方向外側の先端がリップ摺動面３ｄに接触している。これにより、正圧対策グリースリップ１１ｇは、その弾性変形の状態から、軸心に向かう力と車輪用軸受装置１の軸方向外側に向かう力（矢印参照）の合力として車輪用軸受装置１の内部から外部に向かう力（白塗矢印参照）をリップ摺動面３ｄに加えた状態で接触している。つまり、正圧対策グリースリップ１１ｇは、リップ先端を介してリップ摺動面３ｄによって支持され、その弾性変形状態が維持されている。

図６（ａ）に示すように、車輪用軸受装置１０の内圧が正圧である場合、アウター側シール部材１１の正圧対策グリースリップ１１ｇには、車輪用軸受装置１の内部から外部に向かって内圧に応じた押出し力が加わる（黒塗矢印参照）。押出し力は、正圧対策グリースリップ１１ｇのリップ先端がリップ摺動面３ｄに加えている力を増大させる方向に作用する（白塗矢印参照）。正圧対策グリースリップ１１ｇは、押出し力の作用によって、リップ摺動面３ｄに接触しているリップ先端がリップ摺動面３ｄに押し付けられる。つまり、正圧対策グリースリップ１１ｇは、押出し力によって、リップ先端の側面とリップ摺動面３ｄとの摩擦力が増大し、車輪用軸受装置１０の軸方向外側に向かって変形し難くなる。これにより、正圧対策グリースリップ１１ｇは、正圧による押出し力が生じてもリップ先端とリップ摺動面３ｄとが離間しないのでグリースの漏れを防止することができる。内側ダストリップ１１ｅと外側ダストリップ１１ｆとは、内圧が所定の正圧に到達するまで、内圧の影響をうけない。

図６（ｂ）に示すように、車輪用軸受装置１０の内圧が負圧になった場合、アウター側シール部材１１の正圧対策グリースリップ１１ｇには、車輪用軸受装置１の外部から内部に向かって内圧に応じた引き込み力が加わる（黒塗矢印参照）。引き込み力は、正圧対策グリースリップ１１ｇのリップ先端がリップ摺動面３ｄに加えている力を打ち消す方向に作用する。正圧対策グリースリップ１１ｇは、引き込み力の作用によって、リップ摺動面３ｄに接触しているリップ先端がリップ摺動面３ｄに押し付けられなくなる。

正圧対策グリースリップ１１ｇのグリースリップ基部１１ｃには、負圧対策グリースリップ１１ｄの弾性変形によってグリースリップ基部１１ｃの変形を抑制する力が加わっている。グリースリップ基部１１ｃの変形を抑制する力は、リップ先端がリップ摺動面３ｄに加えている力を増大させる方向に作用している。負圧対策グリースリップ１１ｄは、グリースリップ基部１１ｃの変形を抑制する力の作用によって、リップ摺動面３ｄに接触しているリップ先端がリップ摺動面３ｄに押し付けられている。つまり、正圧対策グリースリップ１１ｇは、グリースリップ基部１１ｃの変形を抑制する力によって、リップ先端の側面とリップ摺動面３ｄとが離間し難くなる。正圧対策グリースリップ１１ｇは、リップ先端の緊迫力を超える大きさの引き込み力が加わるまで、リップ先端がリップ摺動面３ｄに接触した状態が維持される。これにより、正圧対策グリースリップ１１ｇは、負圧による引き込み力が生じてもリップ先端とリップ摺動面３ｄとが離間し難いのでグリースの漏れを抑制することができる。

正圧対策グリースリップ１１ｇは、車輪用軸受装置１０の内圧が所定の負圧に到達するとリップ先端がリップ摺動面３ｄから離間する（小さい白塗矢印参照）。正圧対策グリースリップ１１ｇがリップ摺動面３ｄから離間すると、アウター側シール部材１１の負圧対策グリースリップ１１ｄには、車輪用軸受装置１の内圧に応じた引き込み力が加わる。負圧対策グリースリップ１１ｄは、引き込み力によって、リップ先端の側面とリップ摺動面３ｄとの摩擦力が増大し、車輪用軸受装置１０の軸方向内側に向かって変形し難くなる（白塗矢印参照）。これにより、負圧対策グリースリップ１１ｄは、負圧による引き込み力が生じてもリップ先端とリップ摺動面３ｄとが離間しないのでグリースの漏れを防止することができる。また、アウター側シール部材１１は、負圧対策グリースリップ１１ｄの作用によって内側ダストリップ１１ｅと外側ダストリップ１１ｆとに引き込み力が作用しない。これにより、内側ダストリップ１１ｅと外側ダストリップ１１ｆとは、リップ摺動面３ｄとの適切な接触状態が維持されるので、泥水等の浸入を防止することができる。

次に、図７と図８とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置１２について説明する。本実施形態に係る車輪用軸受装置１２は、第二実施形態に係る車輪用軸受装置１０のシールリップの数および位置は同一であり、正圧対策グリースリップ１３ｇの形状が異なるものである。

図７に示すように、車輪用軸受装置１２のアウター側シール部材１３は、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材１３は、複数のシールリップと、シールリップが加硫接着された略円筒状の芯金とから構成されている。芯金は、円筒部１３ａおよび円板部１３ｂが形成されている。芯金の円板部１３ｂの板面には、それぞれ円環状に形成されている負圧対策グリースリップ１３ｄ、正圧対策グリースリップ１３ｇ、内側ダストリップ１３ｅ、外側ダストリップ１３ｆおよび正圧対策グリースリップ１３ｇが一体に加硫接着されている。

正圧対策グリースリップ１３ｇのグリースリップ基部１３ｃは、車輪用軸受装置１２の軸方向内側の側面が突出するように形成されている。さらに、グリースリップ基部１３ｃの突出部分は、径方向内側に延びて正圧対策グリースリップ１３ｇと一体的に形成されている。つまり、グリースリップ基部１３ｃは、車輪用軸受装置１２の軸方向内側に延びている正圧対策グリースリップ１３ｇを径方向から支持している。これにより、正圧対策グリースリップ１３ｇは、グリースリップ基部１３ｃを突出させていない場合に比べてリップ長さが短くなるので、外力によってリップ摺動面３ｄから離間する方向に弾性変形し難くなる。グリースリップ基部１３ｃの突出量Ｓは、負圧対策グリースリップ１３ｄのハブ輪３側の稜線と正圧対策グリースリップ１３ｇのハブ輪３側の稜線との交点を基準として正圧対策グリースリップ１３ｇのリップ先端までの稜線の長さＬ１の所定の割合の所定長さＬ２（例えば、交点からリップ先端までの稜線の長さの１／４である所定長さＬ２）がグリースリップ基部１３ｃに包含されるように設定される。

図８に示すように、車輪用軸受装置１２の内圧が負圧になった場合、アウター側シール部材１３の正圧対策グリースリップ１３ｇには、車輪用軸受装置１２の外部から内部に向かって内圧に応じた引き込み力が加わる（黒塗矢印参照）。引き込み力は、正圧対策グリースリップ１３ｇのリップ先端がリップ摺動面３ｄに加えている力を打ち消す方向に作用する。正圧対策グリースリップ１３ｇは、引き込み力の作用によって、リップ摺動面３ｄに接触しているリップ先端がリップ摺動面３ｄに押し付けられなくなる。

正圧対策グリースリップ１３ｇのグリースリップ基部１３ｃには、負圧対策グリースリップ１３ｄの弾性変形によってグリースリップ基部１３ｃの変形を抑制する力が加わっている。また、グリースリップ基部１３ｃは、正圧対策グリースリップ１３ｇの弾性変形を抑制するように正圧対策グリースリップ１３ｇを支持している。つまり、正圧対策グリースリップ１３ｇは、グリースリップ基部１３ｃの変形を抑制する力とグリースリップ基部１３ｃによる支持とによって、リップ先端とリップ摺動面３ｄとが離間し難くなる（白塗矢印参照）。正圧対策グリースリップ１３ｇは、負圧による引き込み力が生じてもグリースの漏れを抑制することができる。これにより、車輪用軸受装置１２は、内圧が負圧になってもシール性能を維持することができる。

上述した第二実施形態に係る車輪用軸受装置１０と第三実施形態に係る車輪用軸受装置１２において、正圧対策グリースリップ１１ｇ・１３ｇは、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄに接触した状態でグリースをシールしているが、リップ摺動面３ｄに接触していなくてもよい。例えば、図９に示すように、アウター用シール部材１１は、リップ先端がリップ摺動面３ｄに接触していない正圧対策グリースリップ１１ｈを有している。アウター用シール部材１１は、リップ摺動面３ｄと正圧対策グリースリップ１１ｈとの間に微細な隙間Ｇを設けることでラビリンスが構成されている。これにより、車輪用軸受装置１０は、正圧対策グリースリップ１１ｈのシール性能を維持しつつ、アウター側シール部材１１の摺動抵抗を抑制することができる。

上述した本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態から第三実施形態における車輪用軸受装置１・１０・１２において、アウター側シール部材９・１１・１３は、全ての部分が外輪２に内部に配置されているが、アウター側シール部材９・１１・１３の一部が堰部等として外輪２の外部に配置されているアウター側シール部材に本発明を適用してもよい。

図１０に示すように、第二実施形態の変形例である第四実施形態の車輪用軸受装置１４において、アウター側シール部材１５の芯金は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、円筒部１５ａと円板部１５ｂと鍔部１５ｈが形成されている。円筒部１５ａは、外方部材である外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合可能な円筒状に形成されている。円板部１５ｂは、円筒部１５ａのインナー側端から径方向内側に向かって延びる円環状に形成されている。鍔部１５ｈは、円筒部１５ａのアウター側端から径方向外側に向かって延びる円環状に形成されている。

芯金の円板部１５ｂの板面には、それぞれ円環状に形成されているラジアルリップである負圧対策グリースリップ１５ｄ、アキシアルリップである内側ダストリップ１５ｅ、外側ダストリップ１５ｆおよび正圧対策グリースリップ１５ｇが一体に加硫接着されている。芯金の鍔部１５ｈの外縁には、それぞれ円環状に形成されている堰部１５ｉが一体に加硫接着されている。堰部１５ｉは、芯金の鍔部１５ｈの屈曲された外縁部分を覆う円環状に形成されている。堰部１５ｉには、外輪２のアウター側端部が圧入嵌合されている。つまり、堰部１５ｉは、内周面が外輪２の外周面に密接されることで、車輪用軸受装置１４の外部から泥水や粉塵等の内部への入り込みを防止している。

このように、上述した各実施形態におけるアウター側シール部材９は、負圧対策グリースリップ９ｄ、内側ダストリップ９ｅおよび外側ダストリップ９ｆからなる構成であるがこれ以外の構成からなるアウター側シール部材でもよい。また、アウター側シール部材９は、芯金の円筒部９ａおよび円板部９ｂに加硫接着されているがそれ以外の接着方法でもよい。アウター側シール部材９・１１・１３・１５についても同様である。

本願における車輪用軸受装置１・１０・１２・１４は、一つの内輪４が嵌合されたハブ輪３を備え、取付フランジを有している外輪２と内輪４とハブ輪３の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第３世代構造としているが、内方部材として一つの内輪４が嵌合された取付フランジを有している支持軸を備え、外方部材である外輪２がハブ輪３として形成されており、このハブ輪３と内方部材である内輪４と支持軸の嵌合体とで構成された外輪回転仕様の第３世代構造であってもよい。更に、内方部材としてハブ輪３と自在継手とが連結されており、取付フランジを有している外方部材である外輪２と内方部材であるハブ輪３と自在継手の嵌合体とで構成された第４世代構造であってもよい。

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。

１、１０、１２、１４車輪用軸受装置
２外輪
２ａインナー側開口部
３ハブ輪
４内輪
５ａインナー側ボール列
５ｂアウター側ボール列
６磁気エンコーダ
９、１１、１３、１５アウター側シール部材
９ｄ、１１ｄ、１３ｄ、１５ｄ負圧対策グリースリップ
９ｅ、１１ｅ、１３ｅ、１５ｅ内側ダストリップ
９ｆ、１１ｆ、１３ｆ、１５ｆ外側ダストリップ

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、
外周に軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪を有し、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、
前記外方部材と前記内方部材とのそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
異物の入り込みを防止するダストリップと、潤滑材の漏れを防止するグリースリップとを有し、前記外方部材と前記内方部材との間をシールするアウター側のシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記グリースリップが、グリースリップ基部よりも車輪用軸受装置の軸方向外側にリップ先端が配置されている負圧対策用のグリースリップである車輪用軸受装置。
前記負圧対策用のグリースリップのグリースリップ基部よりも車輪用軸受装置の軸方向内側にリップ先端が配置されている正圧対策用のグリースリップを更に有する請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記負圧対策用のグリースリップが、前記正圧対策用のグリースリップのグリースリップ基部に設けられている請求項２に記載の車輪用軸受装置。