JP2022170307A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールリップの先端部と、当該先端部が摺接する摺動面との間において、予め封入されたグリースが外部に押出されたとしても、比較的長期間に亘って、少なくとも必要最低限度の油膜効果を維持することができ、シールリップの先端部全面における摩耗を抑制することができるシール部材を備えた、車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】シールリップ７２ｂの先端部には、周方向断面視にて摺動面に向かって円弧状に膨出し、周方向に延びる円環状の膨出部１０が設けられ、膨出部１０の前記摺動面と対向する曲面１０ａには、周方向断面視にて、曲面１０ａの円弧形状に沿って連続する複数の突起部１１ａ及び溝部１１ｂによって構成された凹凸形状からなり、且つ周方向に連続して延びる環状溝部１１が形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。

従来より、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車輪用軸受装置が知られている。
前記車輪用軸受装置は、例えば、車輪に接続されるハブ輪（内方部材）が、転動体を介して外方部材に回転自在に支持された構成からなる。
また、車輪用軸受装置は、主に上記懸架装置、車輪のタイヤホール、及びブレーキロータ等によって囲まれた空間内にて、外部に露出した状態で配置されることが多い。
このため、車輪用軸受装置には、泥水等の異物が、外部から転動体の設置空間内に侵入するのを防止するために、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間において、そのインナー側及びアウター側のそれぞれの開口端に、シール部材が設けられている。

ところで、図４は、従来の車輪用軸受装置１０１におけるアウター側のシール部材１０７の一例を示した図であるが、本図の（ａ）に示すように、シール部材１０７が有する複数のシールリップ１７２ｂ・１７２ｂ・１７２ｂ（外側アキシアルリップ１７３、内側アキシアルリップ１７４、及びラジアルリップ１７５）の先端部は、全て内方部材であるハブ輪１０３が有する摺動面（平面部１３１ａ、軸周面部１３１ｂ、及び円弧面部１３１ｃ）と当接した状態となっている。
従って、これら複数のシールリップ１７２ｂ・１７２ｂ・１７２ｂと、ハブ輪１０３の上記摺動面との間には、内側アキシアルリップ１７４によって区切られた密閉空間、即ち、外側アキシアルリップ１７３と内側アキシアルリップ１７４とによって隔絶された第１リップ空間Ｐ１、及びラジアルリップ１７５と内側アキシアルリップ１７４とによって隔絶された第２リップ空間Ｐ２が形成されている。

そして、これらの第１リップ空間Ｐ１及び第２リップ空間Ｐ２において、各シールリップ１７２ｂの先端部と上記摺動面とによって形成される円環状の隙間には、潤滑材であるグリースＺが各々封入されている。

このような車輪用軸受装置１０１が備えられた車両が運転され、上記の各密閉空間内の温度が上昇すると、これらの密閉空間内の空気は膨張し、シール部材１０７を通過して外部に排出される場合がある。
例えば、第１リップ空間Ｐ１内の空気は、体積の増加に伴い径方向外側（矢印Ｂの方向側）へと押出されて外部に排出され、また第２リップ空間Ｐ２内の空気は、体積の増加に伴い軸方向の一方側（矢印Ｃの方向側）へと押出されて外部に排出される。

そして、その後車両の運転が停止し、各密閉空間内の温度が常温付近にまで下がると、第１リップ空間Ｐ１内の圧力、及び第２リップ空間Ｐ２内の圧力は低下して、それぞれ外部の大気圧に対して負圧となることから、図４（ｂ）に示すように、各シールリップ１７２ｂの先端部は、上記摺動面に沿って張り付くように接触し、上述した円環状の隙間は、押し潰されることとなる。
これにより、当該円環状の隙間に封入されていたグリースＺは、各シールリップ１７２ｂの先端部を通過して、それぞれ外部に押出される。

その結果、車輪用軸受装置１０１が備えられた車両の運転が再開された場合、各シールリップ１７２ｂの先端部と上記摺動面との間に封入されるグリースＺの供給量が不足して、十分な油膜効果を得ることができず、各シールリップ１７２ｂの先端部全面においては著しく摩耗が進み、シール性能が低下するだけでなく、各シールリップ１７２ｂの先端部と上記摺動面との接触面積が増大することから、車輪に接続されるハブ輪を回転させる際のトルクも増大し、不経済となる虞があった。

そこで、このような問題点を解決するための技術の一例が、特許文献１によって開示されている。
即ち、特許文献１においては、各シールリップの先端部に、周方向に連続して形成される複数の環状突起または環状凹溝を設ける技術が開示されている。

特開２０２１－１６３７号公報

前記特許文献１における技術によれば、例えば巨視的には、各シールリップの先端部が前記摺動面に沿って張り付くように接触し、封入されていたグリースが外部に押出されたとしても、微視的には、互いに隣接する環状突起の隙間、或いは環状凹溝を介して、所定量のグリースを捕集することが可能であるため、少なくとも必要最低限度の油膜効果を得ることができる。
従って、各シールリップの先端部全面において著しく摩耗が進むのを抑制し、シール部材の交換時期が早まるのを防止することができるとともに、各シールリップの先端部と上記摺動面との接触面積が増大するのを抑制し、車輪に接続されるハブ輪を回転させる際のトルクが増大するのを防止することができる。

しかしながら、上記複数の環状突起または環状凹溝は、微細な突起形状からなり、その突出した端面において前記摺動面と当接することから、摩耗等によって当該突起形状が消滅するまでの期間が比較的短く、上記突起形状が消滅した後は、直ちに従来のシールリップの先端部と同等の状態となる。
従って、各シールリップの先端部と前記摺動面との間において、少なくとも必要最低限度の油膜効果を比較的長期間に亘って維持し、各シールリップの先端部全面における摩耗が著しく進むのを抑制するとともに、各シールリップの先端部と上記摺動面との接触面積が増大するのを抑制することが困難であった。

本発明は、以上に示した現状の問題点に鑑みてなされたものであり、シールリップの先端部と、当該先端部が摺接する摺動面との間において、予め封入されたグリースが外部に押出されたとしても、比較的長期間に亘って、少なくとも必要最低限度の油膜効果を維持することができ、シールリップの先端部全面における摩耗を抑制することができるシール部材を備えた、車輪用軸受装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周において軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、及び当該ハブ輪の前記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軌道面と対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、前記外方部材及び前記内方部材の各々の軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材及び前記内方部材によって形成された環状空間の開口端を塞ぐシール部材とを備える車輪用軸受装置において、前記シール部材は、前記外方部材に嵌合される芯金と、前記芯金に接合された弾性体からなるシール体と備え、前記シール体は、軸方向に延び、その先端部にて前記内方部材が有する摺動面と摺動可能に接触するシールリップを有し、前記シールリップの前記先端部には、周方向断面視にて、前記摺動面に向かって円弧状に膨出する円環状の膨出部が設けられ、前記膨出部の前記摺動面と対向する曲面には、周方向断面視にて、前記曲面に沿って連続する複数の凹凸形状からなり、且つ周方向に連続する環状溝部が形成されることを特徴とする。

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、本発明に係る車輪用軸受装置によれば、シールリップの先端部と、当該先端部が摺接する摺動面との間において、予め封入されたグリースが外部に押出されたとしても、比較的長期間に亘って、少なくとも必要最低限度の油膜効果を維持することができ、シールリップの先端部全面における摩耗を抑制することができるシール部材を実現することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の全体的な構成を示した断面図である。 本発明の第１実施形態におけるアウター側シール部材及びその近傍の構成を周方向断面視にて示した図であって、図１中の領域Ａ１によって示された部分の拡大断面図である。 本発明の第１実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示した図であって、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）は図３（ａ）中の領域Ｂによって示された部分の拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態～第４実施形態における車輪用軸受装置を説明するための周方向断面視における図であって、（ａ）は第２実施形態における図１中の領域Ａ１によって示された部分の拡大断面図であり、（ｂ）は第３実施形態における図１中の領域Ａ２によって示された部分の拡大断面図であり、（ｃ）は第４実施形態における図１中の領域Ａ２によって示された部分の拡大断面図である。 従来の車輪用軸受装置における、図１中の領域Ａ１によって示された部分の拡大図であって、（ａ）は正常な状態におけるアウター側シール部材を示した周方向断面視における拡大断面図であり、（ｂ）はシールリップの先端部が摺動面に吸着した状態におけるアウター側シール部材を示した周方向断面視における拡大断面図である。

次に、本発明の一実施形態について、図１乃至図５を用いて説明する。
なお、本明細書においては便宜上、図１中の矢印の方向によって規定された、インナー側及びアウター側に基づき記述する。
ここで、「インナー側」とは、自動車等の車体に取り付けられた状態における車輪用軸受装置１に対して、当該車体の内側の方向を意味する。
また、「アウター側」とは、自動車等の車体に取り付けられた状態における車輪用軸受装置１に対して、上記インナー側との反対側、即ち、当該車輪用軸受装置１によって、回転自在に支持された車輪側の方向を意味する。

また、本明細書においては、車輪用軸受装置１の回転軸Ｇ（図１を参照）と平行な方向を「軸方向」、当該車輪用軸受装置１の回転軸Ｇと直交する方向を「径方向」、当該車輪用軸受装置１の回転軸Ｇを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と規定して記述する。

［車輪用軸受装置１（第１実施形態）の全体構成］
先ず、本発明を具現化した第１実施形態における車輪用軸受装置１の全体構成について、図１を用いて説明する。

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、主に、外方部材の一例である外輪２と、ハブ輪３及び内輪４と、複列（本実施形態においては二列）の転動体であるボール列５・５と、シール部材の一例であるインナー側シール部材６及びアウター側シール部材７とを備える。

外輪２は、ハブ輪３及び内輪４を支持するものである。
外輪２は、略中空円筒状の部材からなり、そのインナー側の端部には、インナー側シール部材６を嵌合可能なインナー側開口部２ａが設けられ、且つそのアウター側の端部には、アウター側シール部材７を嵌合可能なアウター側開口部２ｂが設けられている。

そして、外輪２の内周には、周方向に環状の複列（本実施形態においては二列）の外側軌道面２ｃ・２ｃが、軸方向に離間して同軸上に設けられるとともに、外輪２の外周には、懸架装置のナックルに取付可能なフランジ（図示せず）が、一体に設けられている。

ハブ輪３は、内輪４とともに内方部材を構成する部材であって、車両の車輪（図示せず）を回転自在に支持するものである。
ハブ輪３は、略中実円柱状の部材からなり、そのインナー側の外周には、軸方向に延びる縮径された小径段部３ａが設けられている。
また、ハブ輪３のアウター側の端部には、上記車輪を取付可能な車輪取り付けフランジ３ｂが、径方向断面視にて円弧状に拡径するように一体的に設けられている。

そして、車輪取り付けフランジ３ｂには、上記車輪をハブ輪３に締結するための、複数本のハブボルト３ｃ・３ｃ・・・が圧入されている。
また、ハブ輪３のアウター側の外周には、周方向に環状の内側軌道面３ｄが、上述したアウター側の外側軌道面２ｃと対向して設けられている。

ハブ輪３の小径段部３ａには、内輪４が圧入されている。
内輪４は、ハブ輪３とともに内方部材を構成する部材であって、略中空円筒状の部材からなり、その外周には、周方向に環状の内側軌道面４ａが、上述したインナー側の外側軌道面２ｃと対向して設けられている。

そして、内輪４は、ハブ輪３のインナー側の端部が、径方向外側に向かって塑性変形（加締め）されることにより、当該ハブ輪３に固定される。
なお、ハブ輪３との内輪４の固定方法については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、ハブ輪３のインナー側の端部において、ナット等の締結部材を螺合固定することとしてもよい。

このように、ハブ輪３及び内輪４によって構成される内方部材において、そのインナー側の端部には、内輪４に設けられる内側軌道面４ａが配置され、且つそのアウター側の端部には、ハブ輪３に設けられる内側軌道面３ｄが配置されるとともに、これら複列（本実施形態においては二列）の内側軌道面３ｄ・４ａは、上述した外輪２に設けられる二列の外側軌道面２ｃ・２ｃと、互いに対向して配置されている。

二列のボール列５・５は、外輪２に対して相対的に、ハブ輪３及び内輪４からなる内方部材を回転自在に支持するものである。
各列におけるボール列５は、環状に配置された複数のボール５ａ・５ａ・・・、及びこれらのボール５ａ・５ａ・・・を転動自在に保持する保持器５ｂによって構成されている。

そして、これら二列のボール列５・５は、外輪２のインナー側及びアウター側の端部に各々設けられる二列の外側軌道面２ｃ・２ｃと、内方部材（ハブ輪３及び内輪４）のインナー側及びアウター側の端部に各々設けられる二列の内側軌道面３ｄ・４ａとの間に形成された、二列の設置空間Ｑ１・Ｑ１内において、各々転動自在に収容されている。

このように、本実施形態における車輪用軸受装置１は、外輪２、ハブ輪３、内輪４、及び二列のボール列５・５からなる複列アンギュラ玉軸受として構成されている。
なお、車輪用軸受装置１の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、ボール列５に代替して円錐ころ列を用いた、複列円錐ころ軸受として構成されていてもよい。

インナー側シール部材６は、外輪２及び内方部材（ハブ輪３及び内輪４）によって形成された環状空間Ｑ２におけるインナー側の開口端を塞ぐものである。
インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板６ａ、及び略円筒状のスリンガ６ｂ等を備える。

シール板６ａは、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、または防塵処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等からなる円環状の鋼板を、プレス加工することによって形成される。
また、シール板６ａは、環状、且つ周方向視にてＬ字状に屈曲形成され、そのインナー側には、例えば合成ゴムからなる複数のシールリップ６ａ１・６ａ１・６ａ１が加硫接着されている。

なお、シールリップ６ａ１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）、耐熱性及び耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、またはシリコンゴム等の合成ゴムからなる弾性体によって形成される。

一方、スリンガ６ｂも、シール板６ａと同様に、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、または防塵処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等からなる円環状の鋼板を、プレス加工することによって形成される。
また、スリンガ６ｂは環状、且つ周方向視にてＬ字状に屈曲形成された鋼板等により構成され、そのインナー側には、環状の磁気エンコーダ６ｂ１が加硫接着されている。

なお、磁気エンコーダ６ｂ１は、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入されることにより、周方向に交互、且つ等間隔に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて磁気特性が変化する、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダとして構成される。

そして、シール板６ａは、外輪２と同軸上、且つ複数のシールリップ６ａ１・６ａ１・６ａ１をスリンガ６ｂ側に向けた状態で、当該外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合される。
また、スリンガ６ｂは、内輪４と同軸上、且つシール板６ａのインナー側において、当該シール板６ａと対向させた状態で、内輪４の外周に嵌合される。
これにより、インナー側シール部材６は、シール板６ａ及びスリンガ６ｂからなるパックシールとして構成される。

アウター側シール部材７は、外輪２及び内方部材（ハブ輪３及び内輪４）によって形成された環状空間Ｑ２におけるアウター側の開口端（より具体的には、外輪２のアウター側開口部２ｂ）を塞ぐものである。
なお、アウター側シール部材７の構成の詳細については、後述する。

以上のように、本実施形態における車輪用軸受装置１は、ハブ輪３の外周に、アウター側のボール列５が転動可能な内側軌道面３ｄが、直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、一対の内輪が、ハブ輪の外周において互いに同軸上に圧入固定されるとともに、各々の内輪の外周に、ボール列が転動可能な内側軌道面が、直接形成されている第２世代構造の車輪用軸受装置として構成されていてもよい。

［アウター側シール部材７の構成］
次に、アウター側シール部材７の構成について、図２、図３及び図５を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、アウター側シール部材７は、外輪２に嵌合される芯金７１、及び当該芯金７１に接合された弾性体からなるシール体７２等を備える。

芯金７１は、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、または防塵処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等からなる円環状の鋼板を、プレス加工することによって形成される。
また、芯金７１は、主に円筒部７１ａ、湾曲部７１ｂ、及び円板部７１ｃ等により構成される。

円筒部７１ａは、軸方向に延出する中空円筒状に形成され、その外径は、外輪２のアウター側開口部２ｂの内径と略同等に設定されている。
また、湾曲部７１ｂは、周方向視において軸方向のアウター側（図１を参照）に凸状となる円環状に形成され、円筒部７１ａのアウター側の端部より、径方向内側に向かって連続して設けられている。
さらに、円板部７１ｃは、直立する円板状に形成され、湾曲部７１ｂの端部より径方向内側に向かって連続して設けられている。

一方、芯金７１のアウター側の側面には、シール体７２が、円筒部７１ａの外周面に向かって回り込むように接合されており、アウター側シール部材７は、所謂ハーフメタル構造を成している。

そして、アウター側シール部材７は、芯金７１の円筒部７１ａを介して、外輪２のアウター側開口部２ｂ（即ち、前述した環状空間Ｑ２（図１を参照）のアウター側の端部であって、外輪２の内周）に嵌合される。
これにより、車輪用軸受装置１の環状空間Ｑ２は気密性が高めら、アウター側シール部材７によって軸受内部を保護することができる。

シール体７２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）、耐熱性及び耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、またはシリコンゴム等の合成ゴムからなる弾性体によって形成され、加硫接着により芯金７１と一体的に接合されている。
また、シール体７２は、芯金７１のアウター側の側面を覆う基部７２ａ、及び当該基部７２ａより軸方向に延び、その先端部にて、内方部材であるハブ輪３が有する摺動面（後述する平面部３１ａ、軸周面部３１ｂ、及び円弧面部３１ｃ）と摺動可能に接触する、複数のシールリップ７２ｂ・７２ｂ・７２ｂを有する。

これら複数のシールリップ７２ｂ・７２ｂ・７２ｂは、図３（ａ）に示すように、各々円環状に形成され、同軸上に配置される外側アキシアルリップ７３、内側アキシアルリップ７４、及びラジアルリップ７５により構成される。

具体的には、図２に示すように、外側アキシアルリップ７３は、周方向断面視において、径方向外側に傾斜して軸方向のアウター側（図１を参照）に延びるように形成されている。
また、内側アキシアルリップ７４は、外側アキシアルリップ７３の径方向内側に位置し、且つ周方向断面視において、径方向外側に傾斜して軸方向のアウター側に延びるように形成されている。
さらに、ラジアルリップ７５は、内側アキシアルリップ７４の径方向内側に位置し、且つ周方向断面視において、径方向内側に傾斜して軸方向のインナー側（図１を参照）の方向）に延びるように形成されている。

そして、これらの外側アキシアルリップ７３、内側アキシアルリップ７４、及びラジアルリップ７５は、それぞれ先端部において、ハブ輪３の段差部３１に摺接される。

ここで、上記段差部３１は、ハブ輪３における車輪取り付けフランジ３ｂの基端部において、インナー側へ突出して設けられた部位を指す。
具体的には、段差部３１は、回転軸Ｇ（図１を参照）に対して垂直な平面からなる平面部３１ａ、当該平面部３１ａの径方向内側に位置し、回転軸Ｇと同軸上に延出する軸周面部３１ｂ、並びにこれらの平面部３１ａ及び軸周面部３１ｂを滑らかに繋げる円弧面部３１ｃなどにより構成されている。
また、段差部３１の外周面部３１ｄは、所定の曲率にて傾斜しており、平面部３１ａの外縁からハブボルト３ｃ（図１を参照）の座面３１ｅまで、滑らかに繋がっている。

そして、外側アキシアルリップ７３の先端部は、潤滑材であるグリースＺの油膜を介して、段差部３１の平面部３１ａと接触し、また、内側アキシアルリップ７４の先端部は、当該油膜を介して、段差部３１の円弧面部３１ｃと接触し、さらに、ラジアルリップ７５の先端部は、当該油膜を介して、段差部３１の軸周面部３１ｂと接触している。
これにより、これら複数のシールリップ７２ｂ・７２ｂ・７２ｂと、ハブ輪３の段差部３１との間には、内側アキシアルリップ７４によって区切られた密閉空間、即ち、外側アキシアルリップ７３と内側アキシアルリップ７４とによって隔絶された第１リップ空間Ｐ１、及びラジアルリップ７５と内側アキシアルリップ７４とによって隔絶された第２リップ空間Ｐ２が形成される。

ところで、図３（ｂ）に示すように、本実施形態において、シールリップ７２ｂの一例である外側アキシアルリップ７３及び内側アキシアルリップ７４の先端部には、当該先端部の外縁に沿って周方向に延びる円環状の膨出部１０・１０が、各々設けられている。
なお、これらの膨出部１０・１０は、互いに略同等の構成からなるため、以下の説明においては、主に外側アキシアルリップ７３に設けられる膨出部１０について記載し、内側アキシアルリップ７４に設けられる膨出部１０についての記載は省略する。

膨出部１０は、図２に示すように、周方向断面視において、段差部３１に設けられた摺動面としての平面部３１ａに向かって、円弧状に膨出するように形成される。
また、膨出部１０における上記摺動面（平面部３１ａ）と対向する曲面１０ａには、周方向に連続して延びる環状溝部１１が形成されている（図３（ａ）（ｂ）を参照）。

なお、膨出部１０の曲率半径Ｒ１については特に限定されないが、例えば、摺動面である円弧面部３１ｃと接触する内側アキシアルリップ７４の先端部に、膨出部１０が設けられる場合であっても、後述するように、当該膨出部１０の曲面１０ａと、円弧面部３１ｃとが線接触の状態となるように、膨出部１０の曲率半径Ｒ１は、円弧面部３１ｃの曲率半径Ｒ２以下であることが望ましい（Ｒ１＜Ｒ２）。

環状溝部１１は、膨出部１０の周方向断面視において、曲面１０ａの円弧形状に沿って連続する複数の凹凸形状により構成される。
具体的には、環状溝部１１は、周方向断面視にて略三角形状に形成された、複数の円環状の突起部１１ａ・１１ａ・・・が、同軸上に、且つ曲面１０ａに沿って径方向に連続するように配置された構成からなる。
換言すると、互いに隣接する突条部１１ａ・１１ａ間には、周方向断面視にて略逆三角形状の溝部１１ｂが形成されることとなり、環状溝部１１は、凸部を構成する複数の突条部１１ａ・１１ａ・・・と、凹部を構成する複数の溝部１１ｂ・１１ｂ・・・とが、曲面１０ａに沿って径方向に交互に連続するように配置された構成からなる。

なお、各突起部１１ａの形状については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、周方向断面視にて略台形状、略略矩形状、または略円弧状等に形成されていてもよい。

ここで、外側アキシアルリップ７３の先端部に対して、例えば、径方向外側に向かって屈曲させようとする過大な外力が付加された場合、環状溝部１１には応力集中が生じるため、必要以上の形成範囲に環状溝部１１を設けることは、外側アキシアルリップ７３の剛性を低下させる要因となり得る。

そこで、本実施形態においては、予め検証実験を行い、このような過大な外力が付加された場合であっても、十分な剛性を確保することが可能な形成範囲を導き出し、その結果に基づき、当該形成範囲内に環状溝部１１が形成されることとしている。

即ち、本実施形態においては、環状溝部１１における径方向の幅寸法Ｐと、外側アキシアルリップ７３の基端から先端に亘る径方向のリップ長さＬとが、Ｐ≦（３／４）×Ｌを満たすように設定されている。
これにより、例えば、外部の大気圧との差圧によって、外側アキシアルリップ７３の先端部が、段差部３１に設けられた摺動面（平面部３１ａ）に張り付くように接触する場合などのように、径方向外側に向かって外側アキシアルリップ７３の先端部を屈曲させようとする過大な外力が付加されたとしても、外側アキシアルリップ７３は、十分な剛性を確保することができる。

また、各溝部１１ｂの深さ寸法Ｈについても同様に、予め検証実験を行い、十分な油膜効果を得るために最低限必要となるグリースＺの所定量を予め導き出し、その結果に基づき、当該所定量のグリースＺを捕集することが可能な寸法に設定されている。
即ち、本実施形態においては、環状溝部１１における互いに隣接する突起部１１ａ及び溝部１１ｂにおいて、突起部１１ａの突先に対する、溝部１１ｂの底面の深さ寸法Ｈは、１ｍｍ以下となるように設定されている。つまり、溝部１１ｂの深さ寸法Ｈは環状溝部１１の深さ寸法であり、環状溝部１１の深さ寸法は１ｍｍ以下に設定されている。

このような構成を有することにより、例えば、外側アキシアルリップ７３の先端部と、段差部３１に設けられた摺動面（平面部３１ａ）との間に封入されるグリースＺが、当該先端部を通過して外側アキシアルリップ７３の外部に押出されたとしても、複数の溝部１１ｂ・１１ｂ・・・を介して、所定量のグリースＺを捕集することが可能であり、少なくとも必要最低限度の油膜効果を得ることができる。

なお、各溝部１１ｂの深さ寸法Ｈを大きく設定すればするほど、外側アキシアルリップ７３の先端部を径方向外側に向かって屈曲させようとする過大な外力に対して、剛性が低下する虞があるところ、各溝部１１ｂの深さ寸法Ｈは、１ｍｍを超えないことから、このような外力に対しても、十分な剛性を確保することができる。

このように、本実施形態においては、外側アキシアルリップ７３の先端部に、周方向断面視にて円弧状に膨出する膨出部１０が形成されており、当該膨出部１０を介して、外側アキシアルリップ７３は、上記摺動面（平面部３１ａ）と当接される。
微視的には、膨出部１０の曲面１０ａ上における、上記摺動面（平面部３１ａ）と線接触する頂点Ｘ１に位置した突起部１１ａ（図２中の突起部１１ａ１）を介して、外側アキシアルリップ７３は、上記摺動面（平面部３１ａ）と当接される。

そして、例えば、外部の大気圧との差圧によって、先端部が上記摺動面（平面部３１ａ）に張り付くように変形された場合には、曲面１０ａ上における上記摺動面（平面部３１ａ）との接触箇所は、頂点Ｘ１に対して径方向内側に位置する頂点Ｘ２、頂点Ｘ３・・・と順に変移することとなり、外側アキシアルリップ７３は、常に先端部に設けられる突起部１１ａを介して、上記摺動面（平面部３１ａ）と当接される。

従って、例えば図５（ｂ）に示すように、従来の外側アキシアルリップ１７３のような、外部の大気圧との差圧による変形によって、当該外側アキシアルリップ１７３の先端部と、ハブ輪１０３の摺動面（平面部１３１ａ）との接触面積が増大することもなく、本実施形態の外側アキシアルリップ７３によれば、車輪（図示せず）に接続されるハブ輪３を回転させる際のトルクの増大を、抑制することができる。

また、図５（ａ）に示すように、従来の外側アキシアルリップ１７３では、車輪用軸受装置１０１にシール部材１０７が装着された状態において、基端から最も離れた外縁上の頂点Ｙに緊迫力（外側アキシアルリップ１７３の先端を摺動面である平面部１３１ａに押付ける力）が集中するため、シール部材１０７とハブ輪１０３との相対回転による、外側アキシアルリップ１７３の先端部における摩耗が促進されることとなる。

しかしながら、図２に示すように、本実施形態においては、例えば、外側アキシアルリップ７３の先端部が、頂点Ｘ１に位置した突起部１１ａ（突起部１１ａ１）を介して上記摺動面（平面部３１ａ）と当接された状態において、当該突起部１１ａ（突起部１１ａ１）の摩耗が進むと、続いて、頂点Ｘ２に位置した突起部１１ａ（図２中の突起部１１ａ２）、頂点Ｘ３に位置した突起部１１ａ（図２中の突起部１１ａ３）・・・、と順に介して、上記摺動面（平面部３１ａ）と当接されることとなる。
つまり、本実施形態においては、たとえ外側アキシアルリップ７３の先端部に摩耗が発生したとしても、曲面１０ａに沿って径方向に連続する複数の突起部１１ａ・１１ａ・・・によって、シール機能（密封性）を再生可能な構成となっている。

このようなことから、本実施形態においては、上記緊迫力を複数の突起部１１ａ・１１ａ・・・に分散して付加させることができるため、アウター側シール部材７とハブ輪３との相対回転による、外側アキシアルリップ７３の先端部における摩耗を緩和することが可能である。
また、車輪用軸受装置１に装着された時点における、アウター側シール部材７の初期的な密封性の確保、並びに摩耗が進行した場合における、当該密封性の維持・確保を実現することが可能である。

以上のように、本実施形態における車輪用軸受装置１において、シールリップ７２ｂ・７２ｂ（より具体的には、外側アキシアルリップ７３及び内側アキシアルリップ７４）の先端部には、周方向断面視にて、内方部材であるハブ輪３が有する摺動面、即ち平面部３１ａ及び軸周面部３１ｂに向かって各々円弧状に膨出する膨出部１０・１０が設けられている。
また、各膨出部１０は、外側アキシアルリップ７３（または内側アキシアルリップ７４）の先端部の外縁に沿って円環状に設けられ、その曲面１０ａ（摺動面と対向する面）には、当該曲面１０ａに沿って連続する複数の凹凸形状（突起部１１ａおよび溝部１１ｂ）からなり、且つ周方向に連続する環状溝部１１が形成されている。

そして、外側アキシアルリップ７３（または内側アキシアルリップ７４）の先端部は、膨出部１０を介して上記摺動面（平面部３１ａまたは軸周面部３１ｂ）と接触しており、微視的には、周方向断面視にて円弧状の環状溝部１１を構成する複数の凹凸形状のうち、膨出部１０の頂点（例えば、頂点Ｘ１）に位置する凸部（例えば、突起部１１ａ１）を介して上記摺動面と当接している。

従って、上記突起部１１ａ１が摩耗等によって消滅したとしても、直ちに外側アキシアルリップ７３（または内側アキシアルリップ７４）の先端部全面が上記摺動面と接触することはなく、膨出部１０の一部分（突起部１１ａ１が設けられていた部分）のみが上記摺動面と接触することとなるため、従来のように、外側アキシアルリップ７３（または内側アキシアルリップ７４）の先端部全面において著しく摩耗が進むのを抑制することができる。

また、上記突起部１１ａ１が摩耗等によって消滅した後には、当該突起部１１ａ１と隣接する新たな凸部（例えば、頂点Ｘ２に位置する突起部１１ａ２）が、引き続き上記摺動面と接触することとなる。
このような構成を有することにより、車輪用軸受装置１に装着された時点における、アウター側シール部材７の初期的な密封性の確保、並びに摩耗が進行した場合における、当該密封性の維持・確保を実現することが可能である。
また、当該突起部１１ａ２と隣接する凹部（溝部１１ｂ）を介して、所定量のグリースＺを捕集することが可能であるため、このような作用を継続することにより、少なくとも必要最低限度の油膜効果を、比較的長期間に亘って維持することができる。

なお、本実施形態においては、外側アキシアルリップ７３及び内側アキシアルリップ７４の先端部のみに、膨出部１０・１０が設けられているが、これに限定されることはなく、例えば、シールリップ７２ｂの他の一例である、ラジアルリップ７５の先端部に、摺動面である軸周面部３１ｂに向かって膨出する膨出部が設けられていてもよい。

［車輪用軸受装置２０１（第２実施形態）の構成］
次に、第２実施形態における車輪用軸受装置２０１の構成について、図１及び図４（ａ）を用いて説明する。
図１において、第２実施形態における車輪用軸受装置２０１は、前述した第１実施形態における車輪用軸受装置１と略同等な構成を有する一方、主に、アウター側シール部材２０７の構成が、堰部２７６（図４（ａ）を参照）を備えるタイプである点について、車輪用軸受装置１と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前述した車輪用軸受装置１との相違点について記載し、当該車輪用軸受装置１と同等な構成についての記載は省略する。

図４（ａ）に示すように、アウター側シール部材２０７は、外輪２に嵌合される芯金２７１、及び当該芯金２７１に接合された弾性体からなるシール体２７２等を有する。

芯金２７１は、主に円筒部２７１ａ、屈曲部２７１ｂ、円板部２７１ｃ、及び鍔部２７１ｄ等により構成される。
なお、芯金２７１の材質については、前述した車輪用軸受装置１におけるアウター側シール部材７の芯金７１と同等であるため、説明は省略する。

円筒部２７１ａは、外輪２のアウター側（図１を参照）の端部からインナー側（同じく、図１を参照）に向かって延出し、その外径は、外輪２のアウター側開口部２ｂの内径と略同等に設定されている。
また、屈曲部２７１ｂは、円筒部２７１ａのインナー側の端部より、径方向内側に向かって一旦屈曲するとともに、アウター側に向かって上記円筒部２７１ａの軸方向中途部にまで延出している。
さらに、円板部２７１ｃは、屈曲部２７１ｂのアウター側の端部より、径方向内側に向かってハブ輪３の外周近傍にまで延出している。

また、鍔部２７１ｄは、円筒部２７１ａのアウター側の端部より、径方向外側に向かって延出している。
なお、鍔部２７１ｄの径方向外側の端部は、外輪２のアウター側の端部における外周面に比べて径方向外側に位置し、当該鍔部２７１ｄの径方向外側の端部には、上記外周面に対して所定の隙間を有しつつ、インナー側に向かって延出する外縁部２７１ｅが設けられている。

一方、シール体２７２は、芯金２７１の円板部２７１ｃに設けられる複数のシールリップ２７２ｂ・２７２ｂ・２７２ｂや、芯金２７１の外縁部２７１ｅに設けられる堰部２７６などを有し、これら複数のシールリップ２７２ｂ・２７２ｂ・２７２ｂは、外側アキシアルリップ２７３、内側アキシアルリップ２７４、及びラジアルリップ２７５により構成されている。
なお、シール体２７２の材質については、前述した車輪用軸受装置１におけるアウター側シール部材７のシール体７２と同等であるため、説明は省略する。

外側アキシアルリップ２７３は、アウター側且つ径方向外側に向かって延出するように形成されている。
また、内側アキシアルリップ２７４は、外側アキシアルリップ２７３に対して径方向内側に設けられ、アウター側に向かって延出するように形成されている。
さらに、ラジアルリップ２７５は、内側アキシアルリップ２７４に対して径方向内側に設けられ、インナー側且つ径方向内側に向かって延出するように形成されている。

そして、これらの外側アキシアルリップ２７３、内側アキシアルリップ２７４、及びラジアルリップ２７５は、互いに同軸上に配置され、ハブ輪３に設けられた摺動面（平面部３１ａ、軸周面部３１ｂ、及び円弧面部３１ｃ）に対して、それぞれ摺接されている。

堰部２７６は、周方向断面視にて略矩形状に設けられ、外輪２のアウター側の端部において、外周面と接触しつつ、径方向外側に突出するように配置されている。
また、堰部２７６は、芯金２７１において、鍔部２７１ｄの径方向外側の端部、及び外縁部２７１ｅを覆うようにして設けられている。

以上のような構成からなるアウター側シール部材２０７において、シールリップ２７２ｂの一例である外側アキシアルリップ２７３及び内側アキシアルリップ２７４の先端部には、当該先端部の外縁に沿った円環状の膨出部２１０・２１０が、各々設けられている。
また、各膨出部２１０の曲面２１０ａには、周方向に連続する環状溝部（図示せず）が形成されている。
なお、膨出部２１０及び環状溝部の構成については、前述した車輪用軸受装置１における膨出部１０及び環状溝部１１と各々同等であるため、説明は省略する。

このような構成からなる、第２実施形態におけるアウター側シール部材２０７によっても、前述した車輪用軸受装置１におけるアウター側シール部材７と同様に、従来のように、外側アキシアルリップ２７３（または内側アキシアルリップ２７４）の先端部全面において著しく摩耗が進むのを抑制することができる。
また、車輪用軸受装置２０１に装着された時点における、アウター側シール部材２０７の初期的な密封性の確保、並びに摩耗が進行した場合における、当該密封性の維持・確保を実現することが可能である。
さらに、外側アキシアルリップ２７３（または内側アキシアルリップ２７４）の先端部において、摩耗の進行に応じて、上記環状溝部を構成する複数の溝部（図示せず）を介して、所定量のグリースＺを捕集することが可能であるため、このような作用を継続することにより、少なくとも必要最低限度の油膜効果を、比較的長期間に亘って維持することができる。

［車輪用軸受装置３０１（第３実施形態）の構成］
次に、第３実施形態における車輪用軸受装置３０１の構成について、図１及び図４（ｂ）を用いて説明する。
図１において、第３実施形態における車輪用軸受装置３０１は、前述した第１実施形態における車輪用軸受装置１と略同等な構成を有する一方、主に、インナー側シール部材３０６におけるシールリップ３０６ａ１の先端部に、膨出部３１０が設けられている点について、車輪用軸受装置１と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前述した車輪用軸受装置１との相違点について記載し、当該車輪用軸受装置１と同等な構成についての記載は省略する。

図４（ｂ）に示すように、インナー側シール部材３０６は、略円筒状のシール板３０６ａ、及び略円筒状のスリンガ３０６ｂ等を備える。
なお、シール板３０６ａ及びスリンガ３０６ｂの主な構成については、前述した車輪用軸受装置１におけるシール板６ａ及びスリンガ６ｂと同等であるため、説明は省略する。

シールリップ３０６ａ１は、各々円環状に形成され、同軸上に配置される外側アキシアルリップ３７３、内側アキシアルリップ３７４、及びラジアルリップ３７５により構成される。

外側アキシアルリップ３７３は、周方向断面視において、径方向外側に傾斜して軸方向のインナー側（図１を参照）に延びるように形成されている。
また、内側アキシアルリップ３７４は、外側アキシアルリップ３７３の径方向内側に位置し、且つ周方向断面視において、径方向外側に傾斜して軸方向のインナー側に延びるように形成されている。
さらに、ラジアルリップ３７５は、内側アキシアルリップ３７４の径方向内側に位置し、且つ周方向断面視において、径方向内側に傾斜して軸方向のアウター側（図１を参照）に延びるように形成されている。

そして、外側アキシアルリップ３７３及び内側アキシアルリップ３７４は、それぞれ先端部において、内方部材である内輪４が有する摺動面、即ちスリンガ３０６ｂのアウター側の平面に摺接される。
また、ラジアルリップ３７５は、先端部において、内方部材である内輪４が有する摺動面、即ちスリンガ３０６ｂの外周面に摺接される。

以上のような構成からなるインナー側シール部材３０６において、シールリップ３０６ａ１の一例である外側アキシアルリップ３７３及び内側アキシアルリップ３７４の先端部には、当該先端部の外縁に沿った円環状の膨出部３１０・３１０が、各々設けられている。
また、各膨出部３１０の曲面３１０ａには、周方向に連続する環状溝部（図示せず）が形成されている。
なお、膨出部３１０及び環状溝部の構成については、前述した車輪用軸受装置１における膨出部１０及び環状溝部１１と各々同等であるため、説明は省略する。

このような構成からなる、第３実施形態におけるインナー側シール部材３０６によっても、前述した車輪用軸受装置１におけるアウター側シール部材７と同様に、従来のように、外側アキシアルリップ３７３（または内側アキシアルリップ３７４）の先端部全面において著しく摩耗が進むのを抑制することができる。
また、車輪用軸受装置３０１に装着された時点における、インナー側シール部材３０６の初期的な密封性の確保、並びに摩耗が進行した場合における、当該密封性の維持・確保を実現することが可能である。
さらに、外側アキシアルリップ３７３（または内側アキシアルリップ３７４）の先端部において、摩耗の進行に応じて、上記環状溝部を構成する複数の溝部（図示せず）を介して、所定量のグリースＺを捕集することが可能であるため、このような作用を継続することにより、少なくとも必要最低限度の油膜効果を、比較的長期間に亘って維持することができる。

［車輪用軸受装置４０１（第４実施形態）の構成］
次に、第４実施形態における車輪用軸受装置４０１の構成について、図１及び図４（ｃ）を用いて説明する。
図１において、第４実施形態における車輪用軸受装置４０１は、前述した第１実施形態における車輪用軸受装置１と略同等な構成を有する一方、主に、ラビリンス構造からなる、インナー側シール部材４０６におけるシールリップ４０６ａ１の先端部に、膨出部４１０が設けられている点について、車輪用軸受装置１と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前述した車輪用軸受装置１との相違点について記載し、当該車輪用軸受装置１と同等な構成についての記載は省略する。

図４（ｃ）に示すように、インナー側シール部材４０６は、略円筒状のシール板４０６ａ、及び略円筒状のスリンガ４０６ｂ等を備える。
なお、シール板４０６ａ及びスリンガ４０６ｂの主な構成については、前述した車輪用軸受装置１におけるシール板６ａ及びスリンガ６ｂと同等であるため、説明は省略する。

シールリップ４０６ａ１は、各々円環状に形成され、同軸上に配置されるアキシアルリップ４７３、ラジアルリップ４７４、及びグリスリップ４７５により構成される。

アキシアルリップ４７３は、周方向断面視において、径方向外側に傾斜して軸方向のインナー側（図１を参照）に延びるように形成されている。
また、ラジアルリップ４７４は、アキシアルリップ４７３の径方向内側に位置し、且つ周方向断面視において、径方向内側に傾斜して軸方向のインナー側に延びるように形成されている。
さらに、グリスリップ４７５は、アキシアルリップ４７３の径方向内側に位置し、且つ周方向断面視において、径方向内側に傾斜して軸方向のアウター側（図１を参照）に延びるように形成されている。
なお、ラジアルリップ４７４は、剛性の向上を目的として、先端に向かうにつれて肉厚が増加するように設定されている。

そして、アキシアルリップ４７３は、先端部において、内方部材である内輪４が有する摺動面、即ちスリンガ４０６ｂのアウター側の平面に摺接される。
また、ラジアルリップ４７４及びグリスリップ４７５は、先端部において、内方部材である内輪４が有する摺動面、即ちスリンガ４０６ｂの外周面に摺接される。

以上のような構成からなるインナー側シール部材４０６において、シールリップ４０６ａ１の一例であるアキシアルリップ４７３及びラジアルリップ４７４の先端部には、当該先端部の外縁に沿った円環状の膨出部４１０・４１０が、各々設けられている。
また、各膨出部４１０の曲面４１０ａには、周方向に連続する環状溝部（図示せず）が形成されている。
なお、膨出部４１０及び環状溝部の構成については、前述した車輪用軸受装置１における膨出部１０及び環状溝部１１と各々同等であるため、説明は省略する。

このような構成からなる、第４実施形態におけるインナー側シール部材４０６によっても、前述した車輪用軸受装置１におけるアウター側シール部材７と同様に、従来のように、アキシアルリップ４７３（またはラジアルリップ４７４）の先端部全面において著しく摩耗が進むのを抑制することができる。
また、車輪用軸受装置４０１に装着された時点における、インナー側シール部材４０６の初期的な密封性の確保、並びに摩耗が進行した場合における、当該密封性の維持・確保を実現することが可能である。
さらに、アキシアルリップ４７３（またはラジアルリップ４７４）の先端部において、摩耗の進行に応じて、上記環状溝部を構成する複数の溝部（図示せず）を介して、所定量のグリースＺを捕集することが可能であるため、このような作用を継続することにより、少なくとも必要最低限度の油膜効果を、比較的長期間に亘って維持することができる。

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、及び範囲内のすべての変更を含む。

１、２０１、３０１、４０１ 車輪用軸受装置
２ｃ 外側軌道面
２ 外輪（外方部材）
３ ハブ輪（内方部材）
３ａ 小径段部
３ｄ、４ａ 内側軌道面
４ 内輪（内方部材）
５ ボール列
６ インナー側シール部材（シール部材）
７ アウター側シール部材（シール部材）
１０、２１０、３１０、４１０ 膨出部
１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ 曲面
１１ 環状溝部
１１ａ 突起部（凸部）
１１ｂ 溝部（凹部）
３１ａ 平面部（摺動面）
３１ｂ 軸周面部（摺動面）
３１ｃ 円弧面部（摺動面）
７１、２７１ 芯金
７２、２７２ シール体
７２ｂ、２７２ｂ、３０６ａ１、４０６ａ１ シールリップ
３０６ｂ スリンガ（摺動面）
４０６ｂ スリンガ（摺動面）
Ｈ 溝部の深さ寸法
Ｌ シールリップの基端から先端に亘る径方向のリップ長さ
Ｐ 環状溝部における径方向の幅寸法
Ｑ２ 環状空間

Claims (3)

1. 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
   外周において軸方向に延びる小径段部を有するハブ輪、及び当該ハブ輪の前記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軌道面と対向する複列の内側軌道面を有する内方部材と、
   前記外方部材及び前記内方部材の各々の軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材及び前記内方部材によって形成された環状空間の開口端を塞ぐシール部材とを備える車輪用軸受装置において、
   前記シール部材は、
   前記外方部材に嵌合される芯金と、
   前記芯金に接合された弾性体からなるシール体と備え、
   前記シール体は、軸方向に延び、その先端部にて前記内方部材が有する摺動面と摺動可能に接触するシールリップを有し、
   前記シールリップの前記先端部には、周方向断面視にて前記摺動面に向かって円弧状に膨出し、周方向に延びる円環状の膨出部が設けられ、
   前記膨出部の前記摺動面と対向する曲面には、周方向断面視にて、前記曲面の円弧形状に沿って連続する複数の凹凸形状からなり、且つ周方向に連続して延びる環状溝部が形成される、
   ことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記環状溝部における径方向の幅寸法Ｐと、前記シールリップの基端から先端に亘る径方向のリップ長さＬとが、Ｐ≦（３／４）×Ｌを満たす、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記環状溝部の深さ寸法Ｈは１ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
   

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