JP2019082239A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材とシールリップ摺動面とで構成される空間の内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制することができる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】複列の外側転走面２ｃ・２ｄが一体に形成された外輪２と、軸方向に延びる小径段部３ａが形成されたハブ輪３、および小径段部３ａに圧入された内輪４からなり、複列の外側転走面２ｃ・２ｄ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、転走面間に転動自在に収容された複列のボール列５ａ・５ｂと、複数のシールリップが外輪２に配置され、ハブ輪３に設けられている摺動面３ｄに複数の前記シールリップが接触することで外輪２とハブ輪３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、摺動面３ｄには、シールリップが軸方向から接触する径方向摺動面３ｅがこれに接触するシールリップから離間するテーパ面に形成されている。【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、転動体を介して、車輪に接続されるハブ輪を回転自在に支持する。車輪用軸受装置は、外方部材内部のグリースが減ったり泥水や粉塵等の異物が入り込んだりしたりすることで錆が発生したり転動体や内方部材の軌道面が損傷したりして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や粉塵等の異物の入り込みを防止するシール部材がインナー側とアウター側とに設けられている。

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たり、シールリップの緊迫力を大きくしたりしてシール性を向上させているものがある。このように構成することで、車輪用軸受装置は、内部への泥水や粉塵等の異物の入り込みを抑制して長寿命化を図ることができる。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置では、アウター側のシール部材（シール装置）に外輪（外輪相当部材）に複数のシールリップが設けられている芯金が嵌合されることで外輪とハブ輪（内輪相当部材）との隙間に設けられている。芯金には、径方向外側から順にアキシアルリップ（サイドリップとも呼ぶ）、中間リップおよびラジアルリップが接着されている。シール部材は、アキシアルリップ、中間リップおよびラジアルリップがハブ輪の摺動面に接触することで外輪とハブ輪との間にグリースを封入するとともに泥水は粉塵等の異物の入り込みを防止している。

特開２０１３−２１７４２８号公報

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、ハブ輪を外輪の所定位置まで挿入する過程において、シール部材の各シールリップがハブ輪の摺動面に接触する。車輪用軸受装置は、各シールリップが摺動面に接触することで、ラジアルリップ、中間リップおよび摺動面に囲まれる密閉空間と、中間リップ、アキシアルリップおよび摺動面によって囲まれる密閉空間とが構成される。車輪用軸受装置は、密閉空間が構成された状態でハブ輪が外輪の所定位置まで挿入される。この際、車輪用軸受装置は、摺動面に沿って変形する各シールリップの状態に応じて密閉空間が圧縮または膨張され、その内部圧力が正圧または負圧に変動する。車輪用軸受装置は、密閉空間の内部圧力が正圧の場合、内部圧力によってシールリップが摺動面に押し付けられる。また、車輪用軸受装置は、密閉空間の内部圧力が負圧の場合、大気圧によってシールリップが摺動面に押し付けられる。このため、車輪用軸受装置は、密閉空間の内部圧力の変動によってシールリップの摺動抵抗による回転トルクが増大する場合があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、シール部材とシールリップ摺動面とで構成される密閉空間の内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制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、前記内側転走面と前記外側転走面との間に転動自在に収容された複列の転動体と、弾性体からなる複数のシールリップが前記内方部材に設けられているシールリップ摺動面に対向して前記外方部材側に設けられ、前記シールリップ摺動面に複数の前記シールリップが接触することで前記外方部材と前記内方部材との間をシールするシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールリップ摺動面には、前記シールリップが軸方向から接触する径方向摺動面と前記シールリップが径方向から接触する軸方向摺動面とが形成され、前記シールリップ摺動面は、径方向外側に向かうにつれて前記シールリップから離間する前記径方向摺動面のテーパ面と、軸方向インナー側に向かうにつれて前記シールリップから離間する前記軸方向摺動面のテーパ面と、のうち、一方または両方を有しているものである。

前記複数のシールリップは、最も径方向外側に配置されるアキシアルリップと、最も径方向内側に配置されるラジアルリップと、前記アキシアルリップとラジアルリップとの間に配置される中間リップとから構成され、前記径方向摺動面のテーパ面は、前記シールリップ摺動面が軸方向に沿って複数の前記シールリップに近接される際、前記シールリップ摺動面に前記中間リップが接触した後に前記アキシアルリップが前記径方向摺動面に接触するように形成され、前記軸方向摺動面のテーパ面は、前記シールリップ摺動面が軸方向に沿って複数の前記シールリップに近接される際、前記中間リップが前記シールリップ摺動面に接触した後に前記ラジアルリップが前記軸方向摺動面に接触するように形成さ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、第一の発明によれば、車輪用軸受装置の組立時において、径方向摺動面又は軸方向摺動面がテーパ面に形成されていることにより、複数のシールリップ間に形成される空間の一部が開口した状態で一つのシールリップが変形した後に、全てのシールリップが摺動面に摺接することによって空間が密閉される。これにより、シール部材と摺動面とで構成される密閉空間の内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制することができる。

第二の発明によれば、中間リップがシールリップ摺動面よって変形された後にアキシアルリップが径方向摺動面に接触し、またはラジアルリップが軸方向摺動面に接触するので、アキシアルリップ、中間リップおよび径方向摺動面で囲まれた外側空間、またはラジアルリップ、中間リップおよび軸方向摺動面で囲まれた内側空間において、中間リップの変形による容積の圧縮または膨張による内部圧力の変動が抑制される。これにより、シール部材と摺動面とで構成される密閉空間の内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制することができる。

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。 車輪用軸受装置の各実施形態における全体構成を示す部分断面図。 （ａ）車輪用軸受装置の第一実施形態におけるインナー側シール部材の構成を示す拡大断面図、（ｂ）同じくアウター側シール部材の構成を示す拡大断面図。 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接触する摺動面の形状を示す拡大断面図。 （ａ）車輪用軸受装置の第一実施形態におけるハブ輪の摺動面にアウター側シール部材の内側アキシアルリップが接触した状態を示す拡大断面図、（ｂ）同じく内側アキシアルリップが摺動面に沿って変形している状態を示す拡大断面図。 （ａ）車輪用軸受装置の第一実施形態におけるハブ輪の摺動面にアウター側シール部材の内側アキシアルリップと外側アキシアルリップとが接触して外側空間が密閉されている状態を示す拡大断面図、（ｂ）同じく内側アキシアルリップとラジアルリップとが接触して内側空間が密閉されている状態を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の第一実施形態におけるハブ輪の摺動面にアウター側シール部材の内側アキシアルリップと外側アキシアルリップとラジアルリップとが接触して外側空間と内側空間とが密閉されている状態を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の第二実施形態におけるハブ輪の摺動面にアウター側シール部材の内側アキシアルリップとラジアルリップとが接触して内側空間が密閉されている状態を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の第三実施形態におけるインナー側シール部材を示す拡大断面図。

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、シール部材であるインナー側シール部材６、シール部材であるアウター側シール部材９を具備する。なお、本明細書において、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を支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成され、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６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。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とには、例えば、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない懸架装置のナックル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、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。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３ｈが設けられている。車輪取り付けフランジ３ｂとアウター側の内側転走面３ｃとの間には、アウター側シール部材９のシールリップが近接または接触するシールリップ摺動面である摺動面３ｄが形成されている。また、ハブ輪３には、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。

ハブ輪３は、例えば、インナー側の小径段部３ａからアウター側の内側転走面３ｃまでを高周波焼入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｂに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪３の耐久性が向上する。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が設けられる。ハブ輪３の内周は、トルク伝達用のセレーション（またはスプライン）が形成されている。

内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。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とアウター側ボール列５ｂとは、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。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これに限定されるものではなく、複列円錐ころ軸受等で構成されていてもよい。

図２と図３（ａ）とに示すように、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、二枚のシールリップを接触させる２サイドリップタイプのエンコーダ付パックシールから構成されている。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板７と略円筒状のスリンガ８とを具備する。

図３（ａ）に示すように、シール板７は、芯金とシールリップ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）から構成されている。芯金は、円環状の鋼板の外縁部がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。これにより、芯金は、シール板円筒部７ａと、その端部から軸心に向かって延びる円環状の支持部７ｂとが構成されている。シール板７は、シール板円筒部７ａが外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されて外輪２と一体的に構成されている。

シール板円筒部７ａのインナー側端部には、シール材が加硫接着されている。支持部７ｂのインナー側面には、シールリップであるラジアルリップ７ｃ、ダストリップ７ｄおよびアキシアルリップ７ｅが一体に加硫接着されている。ラジアルリップ７ｃ、ダストリップ７ｄおよびアキシアルリップ７ｅ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。

スリンガ８は、例えば、シール板７と同等の鋼板から構成されている。スリンガ８は、円環状の鋼板の外縁部と内縁部とがプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。これにより、スリンガ８は、スリンガ円筒部８ａと、スリンガ円筒部８ａの端部から径方向外側に向かって延びる円環状の立板部８ｂとから構成されている。スリンガ８は、シール板７よりもインナー側にスリンガ円筒部８ａが内輪４に嵌合されて固定されている。この際、立板部８ｂは、シール板７の支持部７ｂに軸方向に対向するように配置されている。立板部８ｂのインナー側面には、磁気エンコーダ８ｃが設けられている。このように、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されたシール板７と内輪４に嵌合されたスリンガ８とが対向するように配置され、パックシールを構成している。

シール板７のラジアルリップ７ｃは、支持部７ｂの最も内径側に形成されている。シール板７のダストリップ７ｄとアキシアルリップ７ｅとは、ラジアルリップ７ｃのスリンガ８との接触位置よりも外側（インナー側）で、スリンガ８の立板部８ｂに対向するように配置されている。また、ダストリップ７ｄとアキシアルリップ７ｅとは、径方向に並ぶようにして、内輪４側にダストリップ７ｄが配置され、外輪２側にアキシアルリップ７ｅが配置されている。つまり、シール板７には、径方向内側に中間リップとしてダストリップ７ｄが配置され、径方向外側にアキシアルリップ７ｅが配置されている。

ラジアルリップ７ｃは、シールリップ摺動面であるスリンガ８のスリンガ円筒部８ａにグリースの油膜を介して接触または近接し、車輪用軸受装置１の内部のグリースの外部への漏れを防止するグリースリップとして構成されている。ダストリップ７ｄとアキシアルリップ７ｅとは、シールリップ摺動面である立板部８ｂにグリースの油膜を介して近接または接触し、車輪用軸受装置１の外部から泥水や粉塵等の異物の内部への入り込みを防止している。このように、インナー側シール部材６は、ラジアルリップ７ｃ、ダストリップ７ｄおよびアキシアルリップ７ｅがグリースの油膜を介してスリンガ８に近接または接触することでスリンガ８に対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａからの潤滑グリースの漏れおよび外部からの泥水や粉塵等の異物の入り込みを防止する。

図２と図３（ｂ）とに示すように、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が加硫接着された略円筒状の芯金によって構成されている。

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、外方部材のアウター側開口部２ｂに嵌合可能な円筒部９ａと円板部９ｂとが形成されている。芯金は、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。

図３（ｂ）に示すように、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シールリップであるラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅが一体に加硫接着されている。ラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅ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。

ラジアルリップ９ｃは、円板部９ｂの最も内径側に形成されている。ラジアルリップ９ｃは、インナー側に向けて傾斜して延びている。外側アキシアルリップ９ｅと内側アキシアルリップ９ｄは、ラジアルリップ９ｃよりも外側（アウター側）で、ラジアルリップ９ｃよりも外径側に形成されている。内側アキシアルリップ９ｄと外側アキシアルリップ９ｅとは、径方向に並ぶようにして、ハブ輪３側に内側アキシアルリップ９ｄが配置され、外輪２側に外側アキシアルリップ９ｅが配置されている。内側アキシアルリップ９ｄは、径方向外方に向かって、やや傾斜して延びている。外側アキシアルリップ９ｅは、内側アキシアルリップ９ｄの傾斜角よりも大きい傾斜角で径方向外方に向けて傾斜して延びている。つまり、芯金には、中間リップとして径方向内側に内側アキシアルリップ９ｄが配置され、サイドリップとして径方向外側に外側アキシアルリップ９ｅが配置されている。

ラジアルリップ９ｃは、潤滑材であるグリースの油膜を介してハブ輪３の摺動面３ｄに接触または近接し、車輪用軸受装置１の内部のグリースの外部への漏れを防止するグリースリップとして構成されている。内側アキシアルリップ９ｄと外側アキシアルリップ９ｅとは、グリースの油膜を介して摺動面３ｄに接触または近接し、車輪用軸受装置１の外部から泥水や粉塵等の異物の内部へ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、ラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅがグリースの油膜を介して摺動面３ｄに近接または接触することで摺動面３ｄに対して摺動可能に構成されている。これにより、アウター側シール部材９は、各シールリップと摺動面３ｄ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泥水や粉塵等の異物の入り込みを防止する。ラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅは、内輪３のシールリップ摺動面３ｄに対向するように外輪２側に設けられていて、摺動面３ｄに摺接している。

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との隙間をインナー側シール部材６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泥水や粉塵等の異物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、上述した実施形態におけるインナー側シール部材６とアウター側シール部材９との構成は単なる一例であり、これらの構成以外からなるシール部材でもよい。また、インナー側シール部材６とアウター側シール部材９とは、芯金等にリップが加硫接着されているがそれ以外の接着方法でもよい。

次に、図４を用いて、ハブ輪３の摺動面３ｄの形状について詳細に説明する。シールリップ摺動面である摺動面３ｄは、アウター側シール部材９のシールリップであるラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅがグリースの油膜を介して近接または接触される部分である。摺動面３ｄは、径方向摺動面３ｅ、中間摺動面３ｆおよび軸方向摺動面３ｇとから構成されている。

径方向摺動面３ｅは、ハブ輪３の軸心と一致するように配置され、略径方向に延びる円環状に形成されている。径方向摺動面３ｅには、アウター側シール部材９の外側アキシアルリップ９ｅが接触している。つまり、径方向摺動面３ｅは、外側アキシアルリップ９ｅに軸方向から接触するように構成されている。また、径方向摺動面３ｅは、径方向外側に向かうにつれて軸方向アウター側に向かうテーパ角θｅのテーパ面に形成されている。つまり、径方向摺動面３ｅは、径方向外側に向かうにつれて外側アキシアルリップ９ｅから離間するように傾斜している。これにより、外側アキシアルリップ９ｅは、径方向摺動面３ｅに接触する位置が径方向外側であるほど径方向摺動面３ｅに接触することによる変形量が小さくなる。

軸方向摺動面３ｇは、ハブ輪３の軸心と一致するように配置され、略略軸方向に延びる円筒状に形成されている。軸方向摺動面３ｇには、アウター側シール部材９のラジアルリップ９ｃが接触している。つまり、軸方向摺動面３ｇは、ラジアルリップ９ｃに径方向から接触するように構成されている。また、軸方向摺動面３ｇは、軸方向インナー側に向かうにつれて径方向内側に向かうテーパ角θｇのテーパ面に形成されている。つまり、軸方向摺動面３ｇは、軸方向インナー側に向かうにつれてラジアルリップ９ｃから離間するように傾斜している。これにより、ラジアルリップ９ｃは、軸方向摺動面３ｇに接触する位置が軸方向インナー側であるほど軸方向摺動面３ｇに接触することによる変形量が小さくなる。

中間摺動面３ｆは、径方向摺動面３ｅと軸方向摺動面３ｇとを連続的に接続するように形成されている。中間摺動面３ｆは、軸方向断面視で円弧状に形成されている。中間摺動面３ｆは、アウター側シール部材９の内側アキシアルリップ９ｄが接触している。つまり、中間摺動面３ｆは、内側アキシアルリップ９ｄに径方向と軸方向とから接触するように構成されている。また、中間摺動面３ｆは、軸方向アウター側に向かうにつれて径方向外側に向かう湾曲面に形成されている。つまり、中間摺動面３ｆは、軸方向アウター側に向かうにつれて内側アキシアルリップ９ｄに近接するように形成されている。これにより、内側アキシアルリップ９ｄは、中間摺動面３ｆに接触する位置が軸方向アウター側であるほど中間摺動面３ｆに接触することによる変形量が大きくなる。

次に、図５から図７を用いて、車輪用軸受装置１において、外輪２にハブ輪３を軸方向に挿入する際のアウター側シール部材９のラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅの変形の状態について説明する。なお、本実施形態において、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に嵌合されているものとする。

図５（ａ）に示すように、車輪用軸受装置１において、外輪２にハブ輪３が軸方向に挿入されることにより（黒塗矢印参照）、ハブ輪３の摺動面３ｄがアウター側シール部材９に近接する。外輪２に対してハブ輪３が所定の位置まで挿入されると、アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄが摺動面３ｄの軸方向摺動面３ｇに接触する。この際、アウター側シール部材９のラジアルリップ９ｃおよび外側アキシアルリップ９ｅは、摺動面３ｄに接触していない。アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄと外側アキシアルリップ９ｅとの間の外側空間Ｓｏおよびラジアルリップ９ｃと内側アキシアルリップ９ｄとの間の内側空間Ｓｉが摺動面３ｄにより密閉されていないので各空間内の内部圧力は変動しない。

図５（ｂ）に示すように、所定の位置よりも更にハブ輪３が外輪２に所定量だけ挿入されると（黒塗矢印参照）、アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄが摺動面３ｄの軸方向摺動面３ｇに沿って径方向外側に変形されながら中間摺動面３ｆに案内される（薄墨矢印参照）。一方、アウター側シール部材９のラジアルリップ９ｃは、軸方向摺動面３ｇに近接し、アウター側シール部材９の外側アキシアルリップ９ｅは、径方向摺動面３ｅに近接する。

軸方向摺動面３ｇと径方向摺動面３ｅとがテーパ面に形成されていない場合（二点鎖線参照）、アウター側シール部材９は、ラジアルリップ９ｃと外側アキシアルリップ９ｅとが摺動面３ｄに接触するが、軸方向摺動面３ｇと径方向摺動面３ｅとが各シールリップから離間するテーパ面に形成されていることで、ラジアルリップ９ｃと外側アキシアルリップ９ｅとが摺動面３ｄに接触していない。つまり、アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄと外側アキシアルリップ９ｅとの間の外側空間Ｓｏおよびラジアルリップ９ｃと内側アキシアルリップ９ｄとの間の内側空間Ｓｉが摺動面３ｄにより密閉されていないので各空間内の内部圧力は変動しない。

図６（ａ）に示すように、更にハブ輪３が外輪２に挿入されると（黒塗矢印参照）、アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄが摺動面３ｄの中間摺動面３ｆに沿って径方向外側に変形されるとともに（薄墨矢印参照）、外側アキシアルリップ９ｅが径方向摺動面３ｅに接触する。これにより、アウター側シール部材９の外側空間Ｓｏは、摺動面３ｄによって密閉される（薄墨部分参照）。一方、アウター側シール部材９のラジアルリップ９ｃは、各シールリップから離間するテーパ面である軸方向摺動面３ｇに接触していない。つまり、アウター側シール部材９の内側空間Ｓｉは、摺動面３ｄによって密閉されていないので内部圧力は変動しない。

図６（ｂ）に示すように、アウター側シール部材９の外側空間Ｓｏが密閉された状態で、更にハブ輪３が外輪２に挿入されると（黒塗矢印参照）、アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄが摺動面３ｄの中間摺動面３ｆに沿って径方向外側に変形されるとともに、外側アキシアルリップ９ｅが径方向摺動面３ｅに沿って径方向外側に変形される薄墨矢印参照）。これにより、アウター側シール部材９の外側空間Ｓｏは、内部容積に変動が生じるが、径方向摺動面３ｅと外側アキシアルリップ９ｅとの接触を遅らせたことで径方向摺動面３ｅによって密閉された後の内部容積の変動量が抑制されている。一方、アウター側シール部材９は、ラジアルリップ９ｃが軸方向摺動面３ｇに接触する。これにより、アウター側シール部材９は、内側空間Ｓｉが摺動面３ｄによって密閉される（薄墨部分参照）。

図７に示すように、ハブ輪３が外輪２の固定位置まで挿入されると、アウター側シール部材９の外側空間Ｓｏは、内部容積に変動が生じるが、径方向摺動面３ｅと外側アキシアルリップ９ｅとの接触を遅らせたことで径方向摺動面３ｅによって密閉された後の内部容積の変動量が抑制されている。また、アウター側シール部材９は、内側アキシアルリップ９ｄが摺動面３ｄの中間摺動面３ｆに沿って径方向外側に変形されるとともに、ラジアルリップ９ｃが軸方向摺動面３ｇに沿って径方向外側に変形される。これにより、アウター側シール部材９の内側空間Ｓｉは、内部容積に変動が生じるが、軸方向摺動面３ｇとラジアルリップ９ｃとの接触を遅らせたことで軸方向摺動面３ｇによって密閉された後の内部容積の変動量が抑制されている。

このように、車輪用軸受装置１は、外輪２にハブ輪３を軸方向に挿入する組立工程において、径方向摺動面３ｅがテーパ面に形成されていることにより、内側アキシアルリップ９ｄと外側アキシアルリップ９ｅとの間の外側空間Ｓｏ、およびラジアルリップ９ｃと内側アキシアルリップ９ｄとの間の内側空間Ｓｉの一部が開口した状態で内側アキシアルリップ９ｄが変形した後に外側空間Ｓｏおよび内側空間Ｓｉが密閉されるので、密閉後の外側空間Ｓｏまたは内側空間Ｓｉの内部容積の変動量が抑制される。つまり、車輪用軸受装置１は、ラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄおよび外側アキシアルリップ９ｅにおける正圧の内部圧力による摺動面３ｄへの押し付けや、負圧の内部圧力による摺動面３ｄへの吸い付きが抑制される。これにより、アウター側シール部材９と摺動面３ｄとで構成される密閉された外側空間Ｓｏと内側空間Ｓｉの内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制することができる。

次に、図８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１０・１１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。

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とアウター側の内側転走面３ｃとの間には、アウター側シール部材９のシールリップが近接または接触するシールリップ摺動面である摺動面３ｄが形成されている。

ハブ輪３の摺動面３ｄは、径方向摺動面３ｉ、中間摺動面３ｆおよび軸方向摺動面３ｇとから構成されている。径方向摺動面３ｉは、ハブ輪３の軸心と一致するように配置され、径方向に延びる円環状に形成されている。また、径方向摺動面３ｉは、その軸心に対して垂直になるように形成されている。径方向摺動面３ｉには、アウター側シール部材９の外側アキシアルリップ９ｅが接触している。つまり、径方向摺動面３ｉは、外側アキシアルリップ９ｅに軸方向から接触するように構成されている。

このように、車輪用軸受装置１０は、外輪２にハブ輪３を軸方向に挿入する組立工程において、軸方向摺動面３ｇがテーパ角θｇのテーパ面に形成されていることにより、ラジアルリップ９ｃと内側アキシアルリップ９ｄとの間の内側空間Ｓｉの一部が開口した状態で内側アキシアルリップ９ｄが変形した後に内側空間Ｓｉが密閉されるので（図６（ｂ）参照）、内側空間Ｓｉの内部容積の変動量が抑制される。つまり、車輪用軸受装置１は、ラジアルリップ９ｃ、内側アキシアルリップ９ｄにおける正圧の内部圧力による摺動面３ｄへの押し付けや、負圧の内部圧力による摺動面３ｄへの吸い付きが抑制される。これにより、アウター側シール部材９と摺動面３ｄとで構成される密閉された内側空間Ｓｉの内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制することができる。

次に、図９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１１について説明する。

図９に示すように、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、二枚のシールリップを接触させる２サイドリップタイプのエンコーダ付パックシールから構成されている。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板７と略円筒状のスリンガ８とを具備する。

スリンガ８は、例えば、シール板７と同等の鋼板から構成されている。スリンガ８は、円環状の鋼板の外縁部と内縁部とがプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。これにより、スリンガ８は、スリンガ円筒部８ａと、スリンガ円筒部８ａの端部から径方向外側に向かって延びる円環状の立板部８ｄとから構成されている。

立板部８ｄには、中間リップであるダストリップ７ｄおよびアキシアルリップ７ｅが接触している。つまり、立板部８ｄは、ダストリップ７ｄおよびアキシアルリップ７ｅに軸方向から接触するように構成されている。また、立板部８ｄは、径方向外側に向かうにつれて軸方向インナー側に向かうテーパ面に形成されている。つまり、立板部８ｄは、径方向外側に向かうにつれてダストリップ７ｄおよびアキシアルリップ７ｅから離間するように形成されている。これにより、インナー側シール部材６は、ダストリップ７ｄよりも径方向外側に配置されているアキシアルリップ７ｅが立板部８ｄから離間している。また、ダストリップ７ｄよりも径方向外側で立板部８ｄに接触するアキシアルリップ７ｅは、立板部８ｄに接触することによる変形量が小さくなる。

このように、車輪用軸受装置１１は、インナー側シール部材６の組み込み工程において、スリンガ８の立板部８ｄがテーパ角θｄのテーパ面に形成されていることにより、立板部８ｄとアキシアルリップ７ｅとの距離が増大し、立板部８ｄとアキシアルリップ７ｅとの接触が遅れる。従って、車輪用軸受装置１１は、立板部８ｄよって軸方向に押圧されるアキシアルリップ７ｅの変形量が抑制される。また、車輪用軸受装置１１は、アキシアルリップ７ｅとダストリップ７ｄとの間の外側空間Ｓｏの一部が開口した状態でダストリップ７ｄが変形した後に外側空間Ｓｏが密閉されるので、密閉後の外側空間Ｓｏの内部容積の変動量が抑制される。つまり、車輪用軸受装置１は、アキシアルリップ７ｅとダストリップ７ｄにおける正圧の内部圧力による立板部８ｄへの押し付けや、負圧の内部圧力による立板部８ｄへの吸い付きが抑制される。これにより、シール板７のアキシアルリップ７ｅおよびダストリップ７ｄとスリンガ８の立板部８ｄとで構成される密閉された外側空間Ｓｏの内部圧力の変動による回転トルクの増加を抑制することができる。

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。

加えて、本願における車輪用軸受装置１・１０・１１は、内方部材として一つの内輪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方部材である外輪２と内方部材である内輪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、これに限定するものではない。取付フランジを有している外方部材である外輪２と内方部材である一対の内輪４とで構成され、この一対の内輪４がハブ輪３の外周に嵌合される内輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。また、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。

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ａ インナー側開口部
３ ハブ輪
３ｄ 摺動面
３ｅ 径方向摺動面
３ｆ 中間摺動面
３ｇ 軸方向摺動面
４ 内輪
５ａ インナー側ボール列
５ｂ アウター側ボール列
６ インナー側シール部材
９ アウター側シール部材

Claims (2)

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、
   前記内側転走面と前記外側転走面との間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   弾性体からなる複数のシールリップが前記内方部材に設けられているシールリップ摺動面に対向して前記外方部材側に設けられ、前記シールリップ摺動面に複数の前記シールリップが接触することで前記外方部材と前記内方部材との間をシールするシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記シールリップ摺動面には、前記シールリップが軸方向から接触する径方向摺動面と前記シールリップが径方向から接触する軸方向摺動面とが形成され、
   前記シールリップ摺動面は、径方向外側に向かうにつれて前記シールリップから離間する前記径方向摺動面のテーパ面と、前記軸方向インナー側に向かうにつれて前記シールリップから離間する前記軸方向摺動面のテーパ面と、のうち、一方または両方を有している車輪用軸受装置。
2. 前記複数のシールリップは、最も径方向外側に配置されるアキシアルリップと、最も径方向内側に配置されるラジアルリップと、前記アキシアルリップとラジアルリップとの間に配置される中間リップとから構成され、
   前記径方向摺動面のテーパ面は、前記シールリップ摺動面が軸方向に沿って複数の前記シールリップに近接される際、前記シールリップ摺動面に前記中間リップが接触した後に前記アキシアルリップが前記径方向摺動面に接触するように形成され、
   前記軸方向摺動面のテーパ面は、前記シールリップ摺動面が軸方向に沿って複数の前記シールリップに近接される際、前記中間リップが前記シールリップ摺動面に接触した後に前記ラジアルリップが前記軸方向摺動面に接触するように形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。

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