JP2024043271A - ハブシールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブシールのトルクの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができるハブシールの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の実施の形態に係るハブシールの製造方法においては、ハブシール１の上流空間Ｓに侵入した異物が、ハブシール１の回転によって、径方向における所望の異物面位置に位置するとする回転数である設定回転数を設定し、この設定回転数におけるハブシール１のトルクが、所望の値を有するようにサイドリップ４の形状を設計し、設計したサイドリップ４の形状を有するハブシール１となるようにハブシールを製造する。【選択図】図１４

Description

本発明は、ハブシールの製造方法に関する。

車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持するハブベアリングは、雨水、泥水及びダスト等の異物に直接曝される環境にある。このため、従来から、ハブベアリングには、軸線について相対回転可能な外輪とハブとの間に形成された空間の密封を図るために密封装置としてのハブシールが取り付けられている。このハブシールは、ハブベアリングの内部の潤滑剤の密封を図ると共に内部に異物が進入することの防止を図っている。また、このようなハブシールには、低燃費化の要求等から、ハブシールの回転に必要なトルクを低減するために、ハブシールの回転に対するシールリップの摺動抵抗（トルク抵抗）の低減が求められるようになっている。このため、従来のハブシールには、トルク抵抗の低減を図っているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

登録実用新案第３２０１２０７号公報

ハブシールのトルク抵抗の低減のために、シールリップがハブの外周面を締め付ける力（シールリップのリップ反力）を低減させる対策が考えられるが、シールリップのリップ反力の低下はシール性能を低下させるため、シールリップのリップ反力の低減には、必要とされるシール性能を維持するための限界がある。このように、従来のハブベアリングのハブシールにおいて、必要とされるシール性能を維持するには、シールリップのリップ反力の低減に限界があり、ハブシールのトルクの低減に限界があった。このため、従来のハブベアリングのハブシールに対しては、ハブシールのトルクの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができる構成が求められている。

本発明の課題は、ハブシールのトルクの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができるハブシールの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るハブシールの製造方法は、サイドリップを有し、ハブベアリングの外輪とハブとの間の空間の密封を図るためのハブシールの製造方法であって、前記ハブシールの内部に侵入した異物が、軸線周りの回転によって、前記軸線に直交する径方向における所望の位置に位置するとする回転数である設定回転数を設定し、前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが所望の値を有するように前記サイドリップの形状を設計し、前記設計したサイドリップの形状を有するハブシールとなるように前記ハブシールを製造する、ことを特徴とする。

本発明の一態様に係るハブシールの製造方法においては、軸線周りの回転によって、所定の形状を有するハブシールである基本ハブシールの内部に侵入した異物が位置する前記軸線に直交する径方向における位置と、前記回転の回転数との関係を求め、前記求められた前記基本ハブシールにおける前記異物の位置と前記回転数との関係において、前記設定回転数における前記異物の位置が前記所望の位置となっているかを確認する。

本発明の一態様に係るハブシールの製造方法においては、軸線周りの回転によって、前記基本ハブシールの形状を変更した形状を有する変更基本ハブシールの内部に侵入した異物が位置する前記軸線に直交する径方向における位置と、前記回転の回転数との関係を求め、前記求められた前記変更基本ハブシールにおける前記異物の位置と前記回転数との関係において、前記設定回転数における前記異物の位置が前記所望の位置となっているかを確認する。

本発明の一態様に係るハブシールの製造方法において、前記変更基本ハブシールは、前記基本ハブシールおけるサイドリップよりも前記外輪と前記ハブとの間の前記空間から離れる側の空間の形状が変更されている。

本発明の一態様に係るハブシールの製造方法においては、前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、前記所望の値を有するように、前記サイドリップの先端部の厚さ、前記サイドリップの根元部の厚さ、及び前記サイドリップの根元部の長さの少なくともいずれかを調整して、前記サイドリップを設計する。

本発明の一態様に係るハブシールの製造方法においては、前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、前記所望の値を有するように、前記基本ハブシールのサイドリップの先端部の厚さ、前記基本サイドリップの根元部の厚さ、及び前記基本サイドリップの根元部の長さの少なくともいずれかを調整して、前記サイドリップを設計する。

本発明の一態様に係るハブシールの製造方法においては、前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、前記所望の値を有するように、前記変更基本ハブシールのサイドリップの先端部の厚さ、前記変更基本サイドリップの根元部の厚さ、及び前記変更基本サイドリップの根元部の長さの少なくともいずれかを調整して、前記サイドリップを設計する。

本発明に係るハブシールの製造方法によれば、ハブシールのトルクの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができる。

本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールの一例を示す図である。 図１に示すハブシールのサイドリップを拡大して示す拡大断面図である。 サイドリップの部分拡大断面図である。 ハブベアリングに取り付けられたハブシールの使用状態を示すための軸線に沿う断面におけるハブベアリングの断面図である。 図４におけるハブシールの近傍の部分拡大断面図である。 ハブシールの異物の振り切り作用を説明するための模式図である。 ハブシールのトルクとハブシールの回転数との関係、及び異物面位置とハブシールの回転数との関係を示すグラフを示す図である。 ハブシールのトルクとハブシールの回転数との関係、及び異物面位置とハブシールの回転数との関係を示すグラフを示す図である。 基本ハブシールの一例を示す、基本ハブシールの軸線に沿う断面における断面図である。 基本ハブシール又は変更基本ハブシールのサイドリップを拡大して示す部分断面図である。 基本ハブシールの異物振り切り性能の確認工程において確認された良好ではない異物振り切り性能の一例を示す異物面位置と回転数との関係を示グラフを示す図である。 サイドリップの先端部の厚さとトルク性能との関係を示すグラフを示す図である。 サイドリップの根本部の厚さとトルク性能との関係を示すグラフを示す図である。 ハブシールを製造するハブシール製造処理のフローチャートを示す図である。 ハブシールを製造するハブシール製造処理のフローチャートを示す図である。 ハブシールを製造するハブシール製造処理のフローチャートを示す図である。 本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールの他の一例を示す図である。 本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールが使用されるインホイールモータユニットの一例の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールの一例を示す図であり、本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシール１の軸線ｘに沿う断面における断面図である。本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールは、サイドリップを有し、互いに相対回転可能な、外周側部材とこの外周側部材に少なくとも部分的に包囲された内周側部材との間の空間の密封を図るための密封装置である。本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシール１は、具体的には、後述するように、自動車のハブベアリング５０に用いられ、軸線について相対回転可能な外周側部材としての外輪５１と内周側部材としてのハブ５２との間の空間を密封するために用いられる（図３参照）。なお、本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールの取付対象は、自動車等の車両のハブベアリングに限られず、本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールは、例えば、産業機械や汎用機械等に使用されるベアリング等、車両のハブベアリングではない他のベアリングにも適用可能である。

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向の側（軸線方向において一方の側）を外側とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向の側（軸線方向において他方の側）を内側とする。より具体的には、外側とは、軸線ｘ方向において、密封対象空間である外輪５１とハブ５２との間の空間から離れる方向の側であり、内側とは、軸線ｘ方向において、この密封対象空間に近づく方向の側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）の側を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）の側を内周側とする。

ハブシール１は、図１に示すように、ハブベアリング５０の回転側であるハブ５２に取り付けられる第１のシール部材としてのシール本体２と、ハブベアリング５０の固定側である外輪５１に取り付けられる第２のシール部材としてのスリーブ３とを備えている。シール本体２及びスリーブ３は、軸線ｘ周りに環状の部材である。シール本体２は、軸線ｘ周りに環状のサイドリップ４を有している。ハブシール１は、ハブシール１の内部に進入した雨水や泥水、ダスト等の異物が、予め設定された回転数である設定回転数での軸線周りの回転によって、径方向における所望の位置に位置するようになっている。設定回転数は、例えば、後述するハブシール１の取付対象であるハブベアリング５０の実用回転数である。また、サイドリップ４は、設定回転数におけるハブシール１のトルクが、所望の値を有するような形状に設計されている。なお、ハブシール１のトルクは、サイドリップ４のリップ反力に基づくサイドリップ４の摺動抵抗（トルク抵抗）に抗して、ハブシール１を回転させるために必要なトルクであり、つまりシール本体２とスリーブ３とを相対回転させるために必要なトルクである。以下、ハブシール１の構成について具体的に説明する。

シール本体２は、例えば図１に示すように、軸線ｘ周りに環状の部材である補強環１０と、補強環１０に取り付けられ、軸線ｘ周りに環状の弾性体から形成された弾性体部２０とを備えている。弾性体部２０は、サイドリップ４を有している。サイドリップ４は、後述するハブシール１がハブベアリング５０に取り付けられた使用状態において、スリーブ３に外側（矢印ａ方向側）から接触するように形成された内側（矢印ｂ方向側）に向かって延びるシールリップである。なお、図１において、シール本体２とスリーブ３とは、使用状態における相対位置で示されている。

補強環１０は、例えば図１に示すように、軸線ｘを中心又は略中心とする円環状又は略円環状の金属製の部材であり、取付対象としての後述するハブベアリング５０のハブ５２が補強環１０に圧入されて、補強環１０がハブ５２に嵌合されて嵌着されるように形成されている。補強環１０は、例えば、内周側に位置する筒状の部分である筒部１１と、筒部１１の外側の端部から外周側に延びる環状の部分である円環部１２とを有している。筒部１１は、上述のように補強環１０がハブ５２に嵌着されるように、ハブ５２が締まり嵌め方式で嵌め入れられるような形状となっている。また、円環部１２は、径方向に平行に又は略平行に広がる円環状又は略円環状の部分を有している。補強環１０には、概ね外周側及び内側から弾性体部２０が取り付けられており、弾性体部２０を補強している。なお、補強環１０の材料は金属に限られない。

弾性体部２０は、例えば図１に示すように、補強環１０の円環部１２の外周側の部分に取り付けられている部分である基体部２１と、補強環１０の円環部１２の内周側の部分及び筒部１１に取り付けられている部分である筒状部２２とを有している。弾性体部２０において、サイドリップ４は、基体部２１から延びている。弾性体部２０は、同一の弾性材料から一体に形成された部材であり、サイドリップ４、基体部２１、及び筒状部２２は、一体に形成された弾性体部２０の一部である。

図２は、サイドリップ４を拡大して示す拡大断面図である。図２において、サイドリップ４は、スリーブ３に接触していない、外力が加わっていない、自然状態で示されている。サイドリップ４は、図１，２に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸として環状に基体部２１から内側に向かって延びており、サイドリップ４の内周側に面する面（内周面４１ｃ）が、外輪５１とハブ５２との間の空間の密封のための接触面４ａを形成するようになっている。また、サイドリップ４は、後述するハブシール１の使用状態において、先端部４１の接触面４ａが所定の締め代を持ってスリーブ３の後述する接触面３３に接触するように形成されている。

サイドリップ４は、図１，２に示すように、先端部４１と、根元部４２とを有している。根元部４２は、サイドリップ４の基体部２１につながる部分であり、先端部４１は、サイドリップ４の根元部４２よりも先端側（内側）に位置する部分である。根元部４２は、軸ｘに平行又は略平行に延びており、例えば図２に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒状又は略円筒状の形状を有している。先端部４１は、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする、軸線ｘに沿って内側に向かうに連れて拡径する形状を有している。

図２に示すように、先端部４１の断面において、先端側の端（先端４１ａ）の厚さは厚さＴ１となっており、また、根元側の端（根元端４１ｂ）の厚さは厚さＴ２となっている。なお、根元端４１ｂは、先端部４１の仮想の端である。先端部４１は、図２に示すように、断面において、仮想線である延び方向線ｃ１に沿って延びており、延び方向線ｃ１に関して対称又は略対称な形状となっている。つまり、先端部４１の内周側に面する面である内周面４１ｃと、先端部４１の外周側に面する面である外周面４１ｄとは、延び方向線ｃ１に関して対称又は略対称になっている。延び方向線ｃ１は、例えば図２に示すように、内側に向かって外周側に傾斜するように軸線ｘに対して傾斜した直線である。なお、延び方向線ｃ１は、直線でなくてもよく、曲線、直線と曲線とが組み合わされた線等であってもよい。また、内周面４１ｃと外周面４１ｄとは、延び方向線ｃ１に関して部分的に対称になっていなくてもよく、また、延び方向線ｃ１に関して対称でなくてもよい。

厚さＴ１，Ｔ２は、延び方向線ｃ１に直交する方向における、内周面４１ｃと外周面４１ｄとの間の幅である。具体的には例えば図２に示すように、厚さＴ１は、内周面４１ｃにおける先端４１ａである内周先端４１ｅと、外周面４１ｄにおける先端４１ａである外周先端４１ｆとの間の、延び方向線ｃ１に直交する方向における幅である。また、厚さＴ２は、外周面４１ｄにおける根元端４１ｂである外周根元端４１ｈにおける延び方向線ｃ１に直交する方向の幅である。

また、先端部４１の延び方向線ｃ１の方向における長さは、長さＬ１となっている。先端部４１の長さＬ１は、具体的には例えば図２に示すように、延び方向線ｃ１の方向における、内周先端４１ｅと内周根元端４１ｇとの間の長さである。なお、内周根元端４１ｇは、内周面４１ｃにおける根元端４１ｂである。先端部４１の長さＬ１は、延び方向線ｃ１の方向における、外周先端４１ｆと外周根元端４１ｈとの間の長さであってもよい。

図２に示すように、根元部４２の断面において、根元部４２の厚さは一様な厚さ（厚さＴ３）となっている。根元部４２の厚さは、厚さＴ３に略一様となっていてもよい。根元部４２は、図２に示すように、断面において、仮想線である延び方向線ｃ２に沿って延びており、延び方向線ｃ２に関して対称又は略対称な形状となっている。つまり、根元部４２の内周側に面する面である内周面４２ｃと、根元部４２の外周側に面する面である外周面４２ｄとは、延び方向線ｃ２に関して対称又は略対称になっている。延び方向線ｃ２は、例えば図２に示すように、軸線ｘに平行又は略平行な直線である。なお、延び方向線ｃ２は、直線でなくてもよく、曲線、直線と曲線とが組み合わされた線等であってもよい。また、内周面４２ｃと外周面４２ｄとは、延び方向線ｃ２に関して部分的に対称になっていなくてもよく、また、延び方向線ｃ２に関して対称でなくてもよい。また、延び方向線ｃ２は、軸線ｘに対して傾斜していてもよい。

厚さＴ３は、延び方向線ｃ２に直交する方向における、内周面４２ｃと外周面４２ｄとの間の幅である。具体的には例えば図２に示すように、厚さＴ３は、内周面４２ｃ又は外周面４２ｄ上の任意の点と、この点に延び方向線ｃ２に直交する方向において対向する外周面４２ｄ又は内周面４２ｃ上の点との間の幅である。厚さＴ３は、内周面４２ｃにおける基体部２１側の端（根元端４２ｂ）である内周根元端４２ｇと、外周面４２ｄにおける根元端４２ｂである外周根元端４２ｈとの間の、延び方向線ｃ２に直交する方向における幅であってもよく、厚さＴ３は、内周面４２ｃにおける先端部４１側の端（先端４２ａ）である内周先端４２ｅと、外周面４２ｄにおける先端４２ａである外周先端４２ｆとの間の、延び方向線ｃ２に直交する方向における幅であってもよい。なお、先端４２ａ及び根元端４２ｂは、根元部４２の仮想の端である。

また、根元部４２の延び方向線ｃ２の方向における長さが長さＬ２となっている。根元部４２の長さＬ２は、具体的には例えば図２に示すように、延び方向線ｃ２の方向における、内周先端４２ｅと内周根元端４２ｇとの間の長さである。根元部４２の長さＬ２は、延び方向線ｃ２の方向における、外周先端４２ｆと外周根元端４２ｈとの間の長さであってもよい。

先端部４１と根元部４２との間には、図３に示すように、先端部４１と根元部４２とが滑らかにつながるように移行部４３が形成されていてもよく、また、根元部４２と基体部２１との間には、図３に示すように、根元部４２と基体部２１とが滑らかにつながるように移行部４４が形成されていてもよい。移行部４３は、具体的には図３に示すように、先端部４１の内周面４１ｃと根元部４２の内周面４２ｃとをつなぐ面である内周移行面４３ａ、及び先端部４１の外周面４１ｄと根元部４２の外周面４２ｄとをつなぐ面である外周移行面４３ｂである。内周移行面４３ａは、例えば図３に示すように、断面において、内周側に突出する曲線を描くような形状となっている。外周移行面４３ｂは、例えば図３に示すように、断面において、内周側に凹む曲線を描くような形状となっている。

移行部４４は、具体的には図３に示すように、根元部４２の内周面４２ｃと基体部２１の内側面２１ａをつなぐ面である内周移行面４４ａ、及び根元部４２の外周面４２ｄと基体部２１の内側面２１ａをつなぐ面である外周移行面４４ｂである。内周移行面４４ａは、例えば図３に示すように、断面において、外周側に凹む曲線を描くような形状となっている。外周移行面４４ｂは、例えば図３に示すように、断面において、内周側に凹む曲線を描くような形状となっている。

この場合、先端部４１の根本端４１ｂ及び根本部４２の先端４２ａは、断面において、例えば図３に示すように、先端部４１の内周面４１ｃの仮想延長線と根元部４２の内周面４２ｃの仮想延長線との仮想交点ｖｐ１と、先端部４１の外周面４１ｄの仮想延長線と根元部４２の外周面４２ｄの仮想延長線との仮想交点ｖｐ２とを通る。

図２に示すように、先端部４１において、例えば、厚さＴ１は厚さＴ２よりも大きくなっており、先端部４１は、延び方向線ｃ１に沿って根元端４１ｂから先端４１ａに向かうに連れて、先端部４１の厚さが厚くなるような形状になっている。なお、先端部４１の厚さは、断面において、延び方向線ｃ１に直交する方向における内周面４１ｃと外周面４１ｄとの間の幅である。また、延び方向線ｃ１と延び方向線ｃ２との間の角度（曲がり角θ）は、図２に示すように、９０°よりも大きく１８０°よりも小さい角度（９０°＜θ＜１８０°）となっている。

また、図２に示すように、根元部４２において、例えば、厚さＴ３は、長さＬ２に亘って一様になっている。また、根元部４２の厚さＴ３は、例えば、先端部４１の根元端４１ｂの厚さＴ２よりも小さくなっている。なお、根元部４２の厚さＴ３は、先端部４１の根元端４１ｂの厚さＴ２よりも大きくなっていてもよい。

サイドリップ４は上述の形状を有しており、後述する使用状態において、先端部４１の内周面４１ｃの先端４１ａ側の部分がスリーブ３の接触面３３に所定の大きさの締め代（接触面４ａ）で接触して所定の大きさの反力（リップ反力）を生じる。シールリップの締め代は、外力によって変形していない自由状態のシールリップが、使用状態においてシールリップが接触する接触面よりも突き出る長さである。具体的には、サイドリップ４の締め代は、図２に仮想線Ｖで示す接触面であるスリーブ３の接触面３３よりも突出するサイドリップ４の先端部４１の内周面４１ｃの部分の軸線ｘ方向の長さである。

また、サイドリップ４は上述の形状を有しており、後述するように、使用状態において所望の振り切り作用を奏する。振り切り作用とは、軸線ｘ周りの回転によって発生する遠心力によって、ハブシール１内に進入した異物、特に液状の異物をサイドリップ４から外周側に移動させる作用である。

弾性体部２０は、補強環１０に一体的に取り付けられており、上述のサイドリップ４及び基体部２１は、同一材料から一体に形成された弾性体部２０の各部分であり、一体的に連続している。

スリーブ３は、例えば図１に示すように、軸線ｘを中心又は略中心とする円環状又は略円環状の金属製の部材であり、取付対象としての後述するハブベアリング５０の外輪５１に圧入されて、外輪５１に嵌合されて嵌着されるように形成されている。スリーブ３は、例えば、外周側に位置する筒状の部分である筒部３１と、筒部３１の内側の端部から内周側に延びる円環状又は略円環状の部分である円環部３２とを有している。筒部３１は、上述のようにスリーブ３が外輪５１に嵌着されるように、外輪５１に締まり嵌め方式で嵌め入れられるような形状となっている。また、円環部３２は、径方向に平行に又は略平行に広がる円環状又は略円環状の部分を有している。円環部３２には、後述する使用状態において、サイドリップ４が接触する面である接触面３３が形成されている。接触面３３は、円環部３２において外側に面する面であり、軸線ｘに直交又は略直交する平面に平行又は略平行に広がる軸線ｘ周りに環状の平面又は略平面である。なお、スリーブ３の材料は金属に限られない。

次いで、上述のハブシール１の使用状態について説明する。図４は、ハブベアリング５０に取り付けられたハブシール１の使用状態を示すための軸線ｘに沿う断面におけるハブベアリング５０の断面図であり、図５は、図４におけるハブシール１の近傍の部分拡大断面図である。なお、図示の例においては、ハブシール１の軸線ｘにハブベアリング５０の軸線が一致しており、ハブベアリング５０は、ハブシール１と共通の軸線ｘを有している。

図４に示すように、ハブベアリング５０は従来公知のハブベアリングであり、内輪回転型のハブベアリングであり、自動車等の車両等に設けられ、アクスル又は懸架装置において車輪を回転自在に支持する。ハブベアリング５０は、具体的には、図４に示すように、外周側部材としての軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする環状の外輪５１と、外輪５１に対して相対回転可能であり外輪５１に部分的に包囲された軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする内周側部材としてのハブ５２と、外輪５１とハブ５２との間に２列に配設された複数のベアリングボール５３とを備えている。車両等に取り付けられたハブベアリング５０の使用状態において、外輪５１は例えば車両の懸架装置に固定され、ハブ５２が外輪５１に対して相対回動可能になる。ハブ５２は、具体的には、内輪５４とハブ輪５５とを有しており、ハブ輪５５は、軸線ｘに沿って延びる略円筒状の軸部５５ａと、車輪取付フランジ５５ｂとを有している。車輪取付フランジ５５ｂは、軸部５５ａの外側の一端から外周側に向かって円環状に広がる部分であり、図示しない車輪が複数本のハブボルト５９によって取り付けられる部分である。内輪５４は、外輪５１とハブ５２との間の空間内にベアリングボール５３を保持するために、ハブ輪５５の軸部５５ａの内側の端部に嵌合されている。外輪５１とハブ５２との間の空間である密封空間Ｓ１内において、ベアリングボール５３は保持器５６によって保持されている。

外輪５１は、軸線ｘ方向に延びる貫通孔５７を有しており、この貫通孔５７には、ハブ５２のハブ輪５５の軸部５５ａが挿入されており、軸部５５ａと貫通孔５７との間に軸線ｘに沿って延びる環状の密封空間Ｓ１が形成されている。また、密封空間Ｓ１内には、潤滑剤が塗布又は注入されている。軸部５５ａと貫通孔５７との間の空間が内側において開放された開口を形成するハブベアリング５０の内側開口部５０ａには、ハブシール１が取り付けられ、軸部５５ａと貫通孔５７との間の空間が外側において開放された開口を形成するハブベアリング５０の外側開口部５０ｂには、他の密封装置５８が取り付けられている。ハブシール１及び密封装置５８によって、軸部５５ａ及び内輪５４と貫通孔５７との間の空間の密封が図られており、この密封空間Ｓ１内の潤滑剤が外部に漏れ出ることの防止が図られており、外部から雨水や泥水、ダスト等の異物が内部に進入することの防止が図られている。密封装置５８は、従来公知の密封装置であり、詳細な説明は省略する。なお、密封装置５８として、ハブシール１を適用することもできる。ハブシール１が適用されるハブベアリングの構成は、上述のハブベアリング５０の構成に限られない。

図４，５に示すように、具体的には、外輪５１の内側の円筒状の端部５１ａに、ハブシール１のスリーブ３が取り付けられ、また、ハブ５２の内輪５４の内側の円筒状の端部５４ａに、ハブシール１のシール本体２の補強環１０が取り付けられ、ハブシール１はハブベアリング５０に取り付けられる。具体的には、スリーブ３は、筒部３１が外輪５１の内側開口部５０ａ内に圧入されて嵌着されることにより、外輪５１に固定されている。また、シール本体２は、補強環１０の筒部１１内に内輪５４の端部５４ａが圧入されて、補強環１０が内輪５４に嵌着されることにより、内輪５４に固定されている。

使用状態において、シール本体２とスリーブ３とは軸線ｘ方向における間隔が所定の間隔となるように位置決めされ、サイドリップ４の先端部４１の内周面４１ｃの先端側の部分が、上述の所定の締め代に対応する部分（接触面４ａ）においてスリーブ３の接触面３３に摺動可能に接触している。このサイドリップ４によって、密封空間Ｓ１内への異物の進入の防止が図られており、また、密封空間Ｓ１内からの潤滑剤の流出の防止が図られている。なお、ハブシール１において、サイドリップ４の内周面４１ｃにグリースが塗布されていてもよく、これにより、使用状態において、サイドリップ４の接触面４ａとスリーブ３の円環部３２の接触面３３との間にグリース（不図示）が介在していてもよい。

上述のように、使用状態において、サイドリップ４は接触面４ａにおいて、所定の締め代でスリーブ３の接触面３３に接触しており、サイドリップ４には、この接触に基づく反力（リップ反力Ｆ）が発生している。サイドリップ４のリップ反力Ｆは、図５に示すように、ハブシール１の使用状態において、サイドリップ４がスリーブ３の円環部３２の接触面３３に加える軸線ｘ方向の力である。サイドリップ４のリップ反力Ｆは、ハブシール１の回転のトルク抵抗となる。つまり、ハブシール１のトルクは、サイドリップ４のリップ反力Ｆに対応する値である。サイドリップ４のリップ反力Ｆを決めるサイドリップ４の要素には、一例として、図２に示す、サイドリップ４の先端部４１の長さＬ１、サイドリップ４の先端部４１の厚さＴ１，Ｔ２、サイドリップ４の根元部４２の厚さＴ３、サイドリップ４の曲がり角度θ、及びサイドリップ４の先端部４１の内周面４１ｃの表面粗さがある。

サイドリップ４のリップ反力Ｆは、ハブ５２の回転数に応じて変化する。これは、ハブ５２の回転時に、ハブ５２と共に軸線ｘ周りに回転するシール本体２のサイドリップ４に加わる遠心力によって、サイドリップ４をスリーブ３の接触面３３から離す方向の力が生じるからである。サイドリップ４に加わる遠心力は、ハブ５２（シール本体２）の回転数が高くなるに連れて大きくなり、これに伴いサイドリップ４をスリーブ３の接触面３３から離す方向の力も大きくなり、これによりサイドリップ４のリップ反力Ｆはハブ５２の回転数が高くなるに連れて小さくなる。ハブ５２の回転数が所定の回転数より高くなると、サイドリップ４をスリーブ３の接触面３３から離す方向の力は、サイドリップ４をスリーブ３の接触面３３から完全に離す大きさになり、サイドリップ４は、スリーブ３の接触面３３から離れる。

一方、ハブ５２の回転によって発生する遠心力によって、ハブシール１内には振り切り作用が発生する。振り切り作用とは、図６に示すように、ハブシール１内に進入した異物、特に液状の異物をサイドリップ４側から外周側に移動させる作用である。振り切り作用によって、外周側に押し遣られた異物が位置する位置である異物面位置は、ハブ５２（シール本体２）の回転数に応じて変化する。異物に対する振り切り作用は、所定の回転数より高い回転数でハブ５２が回転する際に生じ、また、この所定の回転数よりも高い回転数の領域において、ハブ５２の回転数が高くなるに連れて、振り切り作用の程度は強くなり、異物面位置はより外周側になり、つまり、軸線ｘから径方向にサイドリップ４からより離れた位置となる。図６に示すように、異物面位置は、ハブ５２の回転数が所定の回転数までは径方向においてシール面Ａの位置に位置し、所定の回転数より高い回転数でハブ５２（シール本体２）が回転すると、異物面位置は径方向において外周側に移動する。なお、シール面Ａは、サイドリップ４の接触面４ａとスリーブ３の接触面３３とである（図５参照）。

振り切り作用の程度は、ハブシール１におけるサイドリップ４よりも密封空間Ｓ１から離れる側の空間（上流空間Ｓ）の形態によって異なる。上流空間Ｓは、図５において網掛けで示す部分であり、サイドリップ４よりも上流側において、シール本体２とスリーブ３との間に形成される空間である。

ハブシール１においては、ハブベアリング５０の実用回転数において、遠心力の作用によってハブ５２の回転数に応じて変化するサイドリップ４のリップ反力Ｆと、遠心力の作用によってハブ５２の回転数に応じて変化する異物面位置との関係から、ハブベアリング５０の静止時におけるリップ反力Ｆを設定し、実用回転数の範囲におけるハブシール１の回転のトルク抵抗の低減を図っている。また、実用回転数の範囲においてリップ反力Ｆが低くなり、サイドリップ４のシール性能が低下しても、異物がサイドリップ４を超えて密封空間Ｓ１側に進入することを防止するような異物の振り切り作用が生じるように、遠心力の作用によってハブシール１の回転数に応じて変化するサイドリップ４のリップ反力Ｆと、遠心力の作用によってハブシール１の回転数に応じて変化する異物面位置との関係から、ハブシール１の上流空間Ｓの形状が決められている。

ハブシール１において、サイドリップ４の形状は、ハブシール１のトルクとハブシール１（シール本体２）の回転数との関係が、例えば図７のグラフが示すような関係となるような形状になっている。また、ハブシール１において、上流空間Ｓの形状は、異物面位置とハブシール１の回転数との関係が、例えば図７のグラフが示すような関係となるような形状になっている。なお、図７において、異物面位置は、径方向におけるシール面Ａ（図５参照）からの距離によって示されている。また、ハブベアリング５０の実用回転数は、例えば１０００ｒｐｍ以上である。

図７に示すように、ハブシール１は、ハブベアリング５０の実用回転数において、振り切り作用によって異物面位置を外周側に十分に押し遣ることができる。これにより、ハブベアリング５０の実用回転数において、異物面位置は高く、シール面Ａの近傍に異物が存在しなくなる、又はシール面Ａの近傍に存在する異物が僅かとなる。このため、図７に示すように、ハブベアリング５０の実用回転数において、遠心力の作用によってリップ反力Ｆが低くなるようなサイドリップ４とすることができ、ハブシール１のトルクを低減することができる。シール面Ａの近傍に異物が存在しなくなる、又はシール面Ａの近傍に存在する異物が僅かとなるため、サイドリップ４のリップ反力Ｆが異物面位置がシール面Ａの近傍に存在している場合に異物の進入を許す程に低くなっても、異物がサイドリップ４を超えて密封空間Ｓ１側に進入することはなく、ハブシール１のシール性能が所望のシール性能よりも低くなることはない。

一方、実用回転数より低い回転数でハブベアリング５０が回転している際は、振り切り作用の程度が低下し、異物面位置はシール面Ａの位置に近づき又はシール面Ａに位置し、異物面位置は低く、シール面Ａの近傍に異物が存在する状況となる。一方、図７に示すように、実用回転数より低い回転数でハブベアリング５０が回転している際は、十分なシール性能を保持できるように、実用回転数におけるリップ反力Ｆよりもリップ反力Ｆが高くなっている。このため、振り切り作用の程度が低く、異物面位置が低くなるハブベアリング５０の回転領域でも、異物がサイドリップ４を超えて密封空間Ｓ１側に進入することはなく、ハブシール１のシール性能が所望のシール性能よりも低くなることはない。

上述したように、ハブシール１は、ハブベアリング５０の実用回転数において、振り切り作用によって異物面位置がシール面Ａよりも十分に外周側に位置し、異物面位置が高い位置に位置するようになっているが、ハブシール１の形態によっては、図８に示すように、ハブベアリング５０の実用回転数において、図７の場合よりも低い位置に異物面位置を押し遣る程度の振り切り作用しか得られない場合もある。この場合、図８に示すように、リップ反力Ｆが所望のシール性能を得るために十分な値となるように、リップ反力Ｆが図７の場合よりも高くなるようにサイドリップ４の形状が決められていればよい。

上述したように、ハブシール１は、サイドリップ４のリップ反力Ｆの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができる。このため、ハブシール１は、ハブシール１のトルクの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができる。これにより、ハブシール１は、サイドリップ４が与えるトルク抵抗を低減するこができ、ハブシール１のトルクを低減することができる。

次いで、本発明に係るハブシールの製造方法について説明する。本発明に係るハブシールの製造方法は、上述のハブシール１のように、サイドリップのリップ反力の低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができるハブシールの製造方法である。上述のハブシール１を製造する本発明の実施の形態に係るハブシールの製造方法においては、ハブシール１の上流空間Ｓに侵入した異物が、軸線ｘ周りのハブシール１の回転によって、径方向における所望の異物面位置に位置するとする回転数である設定回転数を設定し、この設定回転数におけるハブシール１のトルクが、所望の値を有するようにサイドリップ４の形状を設計し、設計したサイドリップ４の形状を有するハブシール１となるようにハブシールを製造する。なお、上述のように、設定回転数は、例えば、ハブシール１の取付対象であるハブベアリング５０の実用回転数である。以下、本発明の実施の形態に係るハブシールの製造方法について具体的に説明する。

本発明の実施の形態に係るハブシールの製造方法においては、先ず、基本形態を有する基本ハブシール５を設計する。基本形態は、製造するハブシールに求められる形状や大きさ、要求される性能値等に基づいて決められる。求められる形状や大きさは、例えば、製造するハブシールを取り付けるハブベアリング等の取付対象におけるスペースから要求される形状や大きさである。また、要求される性能値の１つは、製造するハブシールの要求トルク値である。ハブシールの要求トルク値は、ハブシールを回転するのに必要なトルクの要求値であり、サイドリップのリップ反力Ｆに基づくトルク抵抗に抗して、シール本体２とスリーブ３とを互いに相対回転するのに必要なトルクの要求値である。ハブシールの要求トルク値は、具体的には、取付対象の実用回転数の範囲において、ハブシールを回転するのに必要となるトルクの最大値（最大トルク）である。最大トルクは、例えば、１０００ｒｐｍ以上の実用回転数において１０Ｎ・ｃｍである。

図９は、基本ハブシール５の一例を示す、基本ハブシール５の軸線ｘに沿う断面における断面図であり、図１０は、基本ハブシール５のサイドリップ６を拡大して示す部分断面図である。図９には、軸線ｘに対する一方の断面のみが示されている。また、図９には、シール本体２とスリーブ３が、使用状態の相対位置で示されている。基本ハブシール５は、上述のハブシール１に対して、サイドリップの形状のみが異なり、図９，１０に示すように、先端部４１の厚さが長さＬ１に亘って一様なサイドリップ６を有している。基本ハブシール５の補強環１０及びスリーブ３の大きさや形状は、取付対象のハブベアリング５０のハブシールが取り付けられるスペースに対応した大きさや形状になっている。

基本ハブシール５が設計されると、設計された基本ハブシール５の異物の振り切り作用の程度（異物振り切り性能）を確認する。異物振り切り性能の確認においては、図７に示したような、基本ハブシール５における、異物面位置とハブシール１の回転数（シール本体２とスリーブ３との相対回転の回転数）との関係を確認する。異物振り切り性能の確認は、ハブベアリング５０に基本ハブシール５を取り付け、このハブベアリング５０を回転（外輪５１とハブ５２との相対回転）させて、各回転数での異物面位置を確認することによって行う。異物振り切り性能の確認は、ハブベアリング５０に模した治具に基本ハブシール５を取り付けて行ってもよい。また、異物面位置とハブシールの回転数又はハブの回転数との関係を数式化し、この数式から基本ハブシール５の異物振り切り性能を算出することによって異物振り切り性能の確認を行ってもよい。また、異物振り切り性能の確認は、コンピュータ解析で行ってもよく、上述の方法とは異なる方法で行ってもよい。

確認された基本ハブシール５の異物振り切り性能が、所定の良好なものであれば、基本ハブシール５のトルク性能の調整・確認に移る。１０００ｒｐｍ以上の実用回転数の範囲において、例えば、異物面位置が十分な高さとなっている場合、良好な異物振り切り性能と判断される。例えば、図７のグラフに示すように、１０００ｒｐｍ以上の実用回転数の範囲において、異物面位置が所定の径方向位置である基準位置Ｚ（Ｚは例えば１２ｃｍ）以上の高さになっていれば、基本ハブシール５の異物振り切り性能は良好と判断される。

一方、確認された基本ハブシール５の異物振り切り性能が、所定の良好なものでない場合、基本ハブシール５のトルク性能の調整・確認に移らず、基本ハブシール５の異物振り切り性能が向上するように基本ハブシール５の再設計を行う。１０００ｒｐｍ以上の実用回転数の範囲において、例えば、異物面位置が十分な高さとなっていない場合、良好な異物振り切り性能といえない。例えば、図１１のグラフに示すように、１０００ｒｐｍ以上の実用回転数の範囲において、異物面位置が所定の径方向位置である基準位置Ｚ（Ｚは例えば１２ｃｍ）よりも低くなっていれば、基本ハブシール５の異物振り切り性能は良好でないと判断される。

基本ハブシール５の異物振り切り性能が向上するようにする基本ハブシール５の再設計は、基本ハブシール５の異物振り切り性能に影響する構造を変更し、基本ハブシール５の異物振り切り性能に影響する構造が変更された変更基本ハブシールを設計することにより行う。基本ハブシール５の異物振り切り性能に影響する構造は、例えば、基本ハブシール５の上流空間Ｓの形状である。そして、この変更基本ハブシールに対して、上述の基本ハブシール５の異物振り切り性能の確認と同様に、異物振り切り性能の確認を行う。確認された変更基本ハブシールの異物振り切り性能が、所定の良好なものである場合、変更基本ハブシールのトルク性能の調整・確認に移る。一方、確認された変更基本ハブシールの異物振り切り性能が、所定の良好なものでない場合、基本ハブシール５の再設計と同様に、変更基本ハブシールの異物振り切り性能が向上するように変更基本ハブシールの再設計を行い、新たな変更基本ハブシールを設計する。このように、再設計された新たな変更基本ハブシールの異物振り切り性能が所定の良好なものになるまで、変更基本ハブシールの再設計を繰り返す。

異物振り切り性能が所定の良好なものであると判断された基本ハブシール５又は変更基本ハブシールに対しては、トルク性能の調整・確認が行われる。トルク性能の調整・確認工程は、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能に影響するサイドリップ６の形態要素を調整し、この調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能が上述の要求トルク値を満たすか否かを確認する工程である。なお、ハブシールのトルク性能は、ハブシールの回転数と、各回転数のハブシールの回転に必要なトルクとの関係である。サイドリップのリップ反力Ｆはハブシールの回転のトルク抵抗となり、ハブシールのトルク性能に影響する。このため、サイドリップのリップ反力Ｆに影響するサイドリップの形態要素は、ハブシールのトルク性能に影響するサイドリップ６の形態要素となる。サイドリップ６のリップ反力Ｆを決めるサイドリップ６の要素には、上述したように、一例として、サイドリップ６の先端部４１の長さＬ１、サイドリップ６の先端部４１の厚さＴ１，Ｔ２、サイドリップ６の根元部４２の厚さＴ３、サイドリップ６の曲がり角度θ、及びサイドリップ４の先端部４１の内周面４１ｃの表面粗さがあり（図１０参照）、これらがハブシールのトルク性能に影響するサイドリップの形態要素の一例となる。

トルク性能の調整・確認工程においては、上述のようなサイドリップ６のリップ反力Ｆを決める形態要素を調整してサイドリップ６の形状を基本形状から調整し、形状が調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能が上述の要求トルク値を満たすか否かを確認する。基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの回転数毎のサイドリップ６のリップ反力Ｆは、コンピュータ解析によって算出することができ、このコンピュータ解析によって算出された回転数毎のリップ反力Ｆから、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルクを算出又は推定する。回転数毎のサイドリップ６のリップ反力Ｆは、ハブベアリング５０に基本ハブシール５又は変更基本ハブシールを取り付け、このハブベアリング５０を回転させて、各回転数でのリップ反力Ｆを測定することによって取得してもよい。また、回転数毎のサイドリップ６のリップ反力Ｆの測定は、ハブベアリング５０に模した治具に基本ハブシール５又は変更基本ハブシールを取り付けて行ってもよい。また、サイドリップ６のリップ反力Ｆを算出又は測定することなく、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルクを測定してもよい。

トルク性能の調整・確認工程における、サイドリップの形態要素の調整によるハブシールのトルク性能の調整の一例を説明する。図１２は、サイドリップ６の先端部４１の厚さＴ１とトルク性能との関係を示すグラフを示す図である。図１２に示すように、サイドリップ６の先端部４１の厚さＴ１が大きい値になるほど、高回転数領域の基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルクは低下する。つまり、サイドリップ６の先端部４１の厚さＴ１の値が大きいほど、サイドリップ６の先端部４１に作用する遠心力が大きくなり、サイドリップ６の先端部４１の先端４１ａをスリーブ３の接触面３３から離そうとするようになる。

図１３は、サイドリップ６の根本部４２の厚さＴ３とトルク性能との関係を示すグラフを示す図である。図１３に示すように、サイドリップ６の根本部４２の厚さＴ３が大きい値になるほど、高回転数領域のトルクは上昇する。つまり、サイドリップ６の根本部４２の厚さＴ３の値が大きいほど、サイドリップ６は湾曲し難くなり、サイドリップ６の先端部４１に遠心力が作用しても、サイドリップ６の先端部４１の先端４１ａがスリーブ３の接触面３３から離れにくくなる。

また、サイドリップ６の根本部４２の長さＬ２が大きい値になるほど、高回転数領域のトルクは低下する。但し、先端部４１の厚さＴ１が根本部４２の厚さＴ３よりも十分に大きい場合である。つまり、厚さの小さいサイドリップ６の根本部４２の長さＬ２の値が大きいほど、サイドリップ６の先端部４１に遠心力が作用した際にサイドリップ６は撓みやすく、サイドリップ６の先端部４１の先端４１ａがスリーブ３の接触面３３から離れ易くなる。

上述のようなサイドリップ６の形態要素とトルク性能との関係から、サイドリップ６の形態要素を調整して、ハブシールのトルク性能が要求トルク値を満たすサイドリップ６の形状を推定する。そして、この推定された形状を有するサイドリップ６の回転数毎のリップ反力Ｆを算出又は測定し、このリップ反力Ｆからハブシールのトルクを算出又は推定する。そして、この算出又は測定されたハブシールのトルクが、要求トルク値を満たすか確認する。要求トルク値は、例えば、１０００ｒｐｍ以上の実用回転数範囲において最大トルクが１０Ｎ・ｃｍ以下である。算出又は測定された基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルクが、要求トルク値を満たす場合は、シール性能の確認に移る。一方、算出又は測定された基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルクが、要求トルク値を満たさない場合は、サイドリップ６の形態要素を再度調整して、トルク性能が要求トルク値を満たすサイドリップ６の形状を推定しなおす。そして、この再度推定された形状を有するサイドリップ６の回転数毎のリップ反力Ｆを算出又は測定し、このリップ反力Ｆからハブシールのトルクを算出又は推定し、この算出又は測定されたトルクが、要求トルク値を満たすか確認する。算出又は測定されたハブシールのトルクが、要求トルク値を満たす場合は、シール性能の確認に移る。一方、算出又は測定されたハブシールのトルクが、要求トルク値を満たさない場合は、サイドリップ６の形態要素を再度調整して、再度調整された形状のサイドリップ６の回転数毎のリップ反力Ｆを算出又は測定し、この算出又は測定されたリップ反力Ｆからハブシールのトルクを算出又は推定し、この算出又は測定されたトルクが、要求トルク値を満たすか確認する。以降、同様に、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能が要求トルク値を満たす形状になるまで、サイドリップ６の形態要素を調整する。

シール性能を確認する工程においては、基本ハブシール５又は変形基本ハブシールの異物振り切り性能と、基本ハブシール５又は変形基本ハブシールのトルク性能との関係を確認し、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものであるか確認する。異物振り切り性能とトルク性能との関係の確認は、例えば、図７に示すような異物面位置とハブシールの回転数との関係を示すグラフと、トルクとハブシールの回転数との関係を示すグラフとを参照しながら行う。例えば、図７に示すように、異物面位置と回転数との関係を示すグラフと、トルクと回転数との関係を示すグラフとを重ね合わせて、異物振り切り性能とトルク性能との関係を確認する。実用回転数の各回転数において、ハブシールのトルクに対して十分と考えられる異物面位置となっている場合、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものであると判断し、この形状のハブシールを製造するハブシールとし、ハブシール１の設計が完了する。そして、ハブシール１を製造する。

一方、実用回転数の各回転数において、トルクに対して十分と考えられる異物面位置となっていない場合、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものではないと判断する。異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものではないと判断した場合は、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものとなるように、異物振り切り性能（回転数毎の異物面位置）を調整するために、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの再設計、異物振り切り性能の確認を行う。または、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものではないと判断した場合は、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものとなるように、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能の調整・確認を行う。または、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものではないと判断した場合は、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものとなるように、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの再設計、異物振り切り性能の確認に加えて、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能の調整・確認を行う。このようにして、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものであると判断できるまで、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの再設計、異物振り切り性能の確認、及び基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能の調整・確認の少なくとも一方を繰り返し行う。実用回転数の各回転数において、トルクに対して十分と考えられる異物面位置となっている場合、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものであると判断し、この形状のハブシールを製造するハブシールとし、ハブシール１の設計が完了する。そして、ハブシール１を製造する。

以下、ハブシール１の製造方法を具体的に説明する。図１４～１６は、ハブシール１を製造するハブシール製造処理のフローチャートを示す図である。

図１４～１６に示すように、ハブシール製造処理においては、先ず、ハブシール１に対する要求値が設定される（ステップＳ１）。ハブシール１に対する要求値は、上述したように、ハブシールに求められる形状や大きさ、要求される性能値等である。本実施の形態においては、ハブベアリング５０の形態に基づいて、ハブシール１に求められる形状や大きさが設定される。また、１０００ｒｐｍ以上の実用回転数における最大トルクが１０Ｎ・ｃｍと、要求トルク値が設定される。次いで、ステップＳ２において、ステップＳ１において設定した形状や大きさに適合する基本ハブシール５を設計する。基本ハブシール５は、上述したように、ハブシール１に対して、サイドリップの形状のみが異なり、先端部４１の厚さが長さＬ１に亘って一様なサイドリップ６を有している（図９，１０参照）。

次いで、ステップＳ２において設計した基本ハブシール５の異物振り切り性能の確認を行う（ステップＳ３）。ステップＳ３の異物振り切り性能の確認においては、上述のように、基本ハブシール５の回転数と、基本ハブシール５における異物面位置との関係（図７参照）を確認し、基本ハブシール５の異物振り切り性能が良好なものであるか否かを判断する。具体的には、１０００ｒｐｍ以上の実用回転数の範囲において、異物面位置が所定の径方向位置である基準位置Ｚ（Ｚは例えば１２ｃｍ）以上の高さになっているか否かを確認し、この実用回転数の範囲において、異物面位置が基準位置Ｚ以上の高さになっていれば、基本ハブシール５の異物振り切り性能は良好と判断する（ステップＳ３においてＹｅｓ）。基本ハブシール５の異物振り切り性能は良好と判断されると、基本ハブシール５のトルク性能の調整・確認工程に移る（ステップＳ６）。一方、この実用回転数の範囲において、異物面位置が基準位置Ｚよりも低くなっていれば、基本ハブシール５の異物振り切り性能は良好ではないと判断する（ステップＳ３においてＮｏ）。

ステップＳ３において、基本ハブシール５の異物振り切り性能は良好ではないと判断された場合（ステップＳ３においてＮｏ）、基本ハブシール５の異物振り切り性能が向上するように基本ハブシール５の再設計を行う（ステップＳ４）。ステップＳ４においては、基本ハブシール５の異物振り切り性能に影響する構造を変更して、変更基本ハブシールを設計する。基本ハブシール５の異物振り切り性能に影響する構造は、例えば、基本ハブシール５の上流空間Ｓの形状である。ついで、この変更基本ハブシールに対して、ステップＳ３と同様に、異物振り切り性能の確認を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５において、変更基本ハブシールの異物振り切り性能は良好ではないと判断された場合（ステップＳ５においてＮｏ）、ステップＳ４に戻り、基本ハブシール５の異物振り切り性能が向上するように基本ハブシール５の再設計を再度行う。この時、ステップＳ５において、異物振り切り性能は良好ではないと判断された変更基本ハブシールの異物振り切り性能が向上するようにこの変更基本ハブシールの再設計を行って、新たな変更基本ハブシールを設計してもよい。ステップＳ５において、変更基本ハブシールの異物振り切り性能は良好であると判断されるまで、変更基本ハブシールの設計（ステップＳ４）、及び変更基本ハブシールの異物振り切り性能の確認（ステップＳ５）が繰り返される。そして、ステップＳ５において、変更基本ハブシールの異物振り切り性能は良好と判断されると（ステップＳ５においてＹｅｓ）、変更基本ハブシールのトルク性能の調整・確認工程に移る（ステップＳ６）。

基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能の調整・確認工程においては、先ず、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすリップ反力Ｆとなるサイドリップの形状を推定し、この推定に基づいて、リップ反力Ｆを決める形態要素を調整してサイドリップ６の形状を基本形状から調整する（ステップＳ６）。ついで、この調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすか否かを確認する（ステップＳ７）。この調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たす場合（ステップＳ７においてＹｅｓ）、シール性能確認工程（ステップＳ１０）に移る。

一方、調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たさない場合（ステップＳ７においてＮｏ）、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすリップ反力Ｆとなるサイドリップの形状を再度推定し、この再度の推定に基づいて、リップ反力Ｆを決める形態要素を再度調整してサイドリップ６の形状を調整する（ステップＳ８）。次いで、ステップＳ７と同様に、ステップＳ８において再度調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすか否かを確認する（ステップＳ９）。この再度調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たす場合（ステップＳ９においてＹｅｓ）、シール性能確認工程（ステップＳ１０）に移る。

一方、ステップＳ９において、再度調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たさない場合（ステップＳ９においてＮｏ）、ステップＳ８に戻り、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすリップ反力Ｆとなるサイドリップの形状を再度推定し、この再度の推定に基づいて、リップ反力Ｆを決める形態要素を再度調整してサイドリップ６の形状を調整する。ステップＳ９において、再度調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすようになるまで、サイドリップ６の形状を調整（ステップＳ８）、及び調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能の確認（ステップＳ９）が繰り返される。そして、ステップＳ９において、再度調整されたサイドリップ６を有する基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能がステップＳ１において設定された要求トルク値を満たすと判断されると（ステップＳ９においてＹｅｓ）、シール性能確認工程（ステップＳ１０）に移る。

シール性能確認工程（ステップＳ１０）においては、上述のように、基本ハブシール５又は変形基本ハブシールの異物振り切り性能と、基本ハブシール５又は変形基本ハブシールのトルク性能との関係を確認し、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものであるか確認する。図７に示すように、実用回転数の各回転数において、基本ハブシール５又は変形基本ハブシールのトルクに対して十分と考えられる異物面位置となっている場合、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものであると判断する（ステップＳ１０においてＹｅｓ）。

一方、シール性能確認工程（ステップＳ１０）において、基本ハブシール５又は変形基本ハブシールのトルクに対して十分と考えられる異物面位置となっていない場合、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものでないと判断する（ステップＳ１０においてＮｏ）。ステップＳ１０において、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものでないと判断されると、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものとなるように、ステップＳ４，５と同様に、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの再設計をして（ステップＳ１１）、異物振り切り性能の確認を行い（ステップＳ１２）、異物振り切り性能（回転数毎の異物面位置）の調整を行う。そして、ステップＳ１２において異物振り切り性能が良好と判断されると、再度シール性能の確認が行われる（ステップＳ１０）。

また、ステップＳ１０において、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものでないと判断されると、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものとなるように、ステップＳ６，７と同様に、サイドリップ６の形状を調整し（ステップＳ１３）、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールのトルク性能の確認を行い（ステップＳ１４）、基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの回転数毎のトルクの調整を行う。そして、ステップＳ１４においてトルク性能が良好と判断されると、再度シール性能の確認が行われる（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ１０において、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものでないと判断されると、異物振り切り性能とトルク性能との関係が良好なものとなるように、上述のステップＳ１１，１２の異物振り切り性能（回転数毎の異物面位置）の調整と、上述のステップＳ１３，１４の回転数毎のトルクの調整との２つを行うようにしてもよい。

このようにステップＳ１０～Ｓ１４の処理を行い、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものと判断される基本ハブシール５又は変更基本ハブシールの形態を導き出す。次いで、異物振り切り性能とトルク性能との関係は良好なものであると判断されると（ステップＳ１０においてＹｅｓ）、導き出された形態のハブシールを製造するハブシール１とし、ハブシール１の設計が完了する（ステップＳ１５）。そして、ハブシール１を製造する（ステップＳ１６）し、ハブシール製造処理を終了する。

このように、本発明の実施の形態に係るハブシールの製造方法によれば、サイドリップ４のリップ反力Ｆの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができるハブシール１を製造することができる。このため、本発明の実施の形態に係るハブシールの製造方法によれば、ハブシール１のトルクの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができるハブシール１を製造することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係るハブシール１及びハブシール１の製造方法に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

例えば、本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールは、上述のハブシール１のような内輪回転型のハブベアリングに適用されるものに限られず、外輪回転型のハブベアリングに適用されるものも含む。図１７は、本発明に係るハブシールの製造方法によって製造されるハブシールの他の一例としてのハブシール７を示す図であり、ハブシール７の軸線ｘに沿う断面における断面図である。以下、ハブシール７について、上述のハブシール１と同じ又は同様の機能を有する構成については、ハブシール１における符号と同じ符号を付してその説明を省略し、ハブシール１とは異なる構成について説明する。

ハブシール７は、具体的には例えば、図１７に示すように、ハブベアリング（不図示）の回転側の外輪（不図示）に取り付けられる第１のシール部材としてのシール本体８と、ハブベアリングの固定側の内輪（不図示）に取り付けられる第２のシール部材としてのスリーブ９とを備えている。シール本体８及びスリーブ９は、軸線ｘ周りに環状の部材であり、シール本体８は、軸線ｘ周りに環状のサイドリップ４を有している。シール本体８は、上述のシール本体２とは異なり、外周側に固定され、スリーブ９は、上述のスリーブ３とは異なり内周側に固定される。

スリーブ９は、スリーブ３と同様の断面形状を有しており、スリーブ３の筒部３１に対応する筒部３４と、スリーブ３の円環部３２に対応する円環部３５とを有している。筒部３４は、スリーブ９が内輪に嵌着されるように、内輪に締まり嵌め方式で嵌め入れられるような形状となっている。円環部３５は、ハブシール７の使用状態において、サイドリップ４が接触する面である接触面３６が形成されている。接触面３６は、円環部３５において内側に面する面であり、軸線ｘに直交又は略直交する平面に平行又は略平行に広がる軸線ｘ周りに環状の平面又は略平面である。

シール本体８は、シール本体２の補強環１０に対応する補強環１３と、シール本体２の弾性体部２０に対応する弾性体部２３とを有してる。補強環１３は、補強環１０と同様の断面形状を有しており、補強環１０の筒部１１に対応する筒部１４と、補強環１０の円環部１２に対応する円環部１５とを有している。筒部１４は、補強環１３が外輪に嵌着されるように、外輪が締まり嵌め方式で嵌め入れられるような形状となっている。

弾性体部２３は、シール本体２の弾性体部２０の基体部２１及び筒状部２２に夫々対応する部分である、基体部２４及び筒状部２５を有している。基体部２４は、補強環１３の円環部１５の内周側の部分に取り付けられている部分であり、筒状部２５は、補強環１３の円環部１５の外周側の部分及び筒部１４に取り付けられている部分である。また、弾性体部２３は、シールリップ２６と、グリースリップ２７とを有している。シールリップ２６は、密封空間Ｓ１内への異物の進入の防止を図るものであり、また、密封空間Ｓ１内からの潤滑剤の流出の防止を図るものである。また、グリースリップ２７は、密封空間Ｓ１内からの潤滑剤の流出の防止を図るものである。なお、ハブシール７は、シールリップ２６を有していなくてもよい。同様に、ハブシール７は、グリースリップ２７を有していなくてもよい。

シールリップ２６は、補強環１３の円環部１５の内周側の端部近傍に位置する基体部２４の内周側の端部（内周端部２４ａ）から外側に延びており、グリースリップ２７は、基体部２４の内周端部２４ａから内側及び内周側に延びている。シールリップ２６は、公知のシールリップと同様の形態を有しており、図１７に示すように、先端側に、リップ先端部２６ａを有している。リップ先端部２６ａは、例えば断面楔型の部分であり、使用状態においてスリーブ８の筒部３４の外周面３４ａに接触するようになっている。グリースリップ２７は、公知のグリースリップと同様の形態を有しており、図１７に示すように、リップ先端部２７ａが使用状態においてスリーブ８の筒部３４の外周面３４ａに接触するようになっている。また、シールリップ２６には、リップ先端部２６ａに背向する位置にガータスプリング２８が取り付けられており、ガータスプリング２８は、リップ先端部２６ａを内周側に押す緊迫力をシールリップ２６に与えており、リップ先端部２６ａをスリーブ９の筒部３４に押し付ける緊迫力を高めている。

また、上述のように、弾性体部２３はサイドリップ４を有している。ハブシール７において、サイドリップ４は、図１７に示すように、弾性体部２３の基体部２４から外側及び外周側に向かって延びており、サイドリップ４の内周面４１ｃが、外輪と内輪との間の空間の密封のための接触面４ａを形成するようになっている。また、サイドリップ４は、ハブシール７の使用状態において、先端部４１の接触面４ａが所定の締め代を持ってスリーブ８の接触面３６に接触するように形成されている。

ハブシール７は、ハブシール１と同様に、サイドリップ４のリップ反力Ｆの低減の、必要とされるシール性能を維持するための限界を下げることができる。

また、ハブシール７には、シールリップ２６及びグリースリップ２７が設けられており、サイドリップ４に加えて、シールリップ２６及びグリースリップ２７によっても、異物の進入を防止でき、また、潤滑剤の流出を防止できる。また、シールリップ２６にはガータスプリング２８が取り付けられているため、シールリップ２６は、ガータスプリング２８によってスリーブ９の筒部３４への緊迫力が高められている。このため、ハブベアリングの回転時に、特に高速回転時に、シールリップ２６がスリーブ９の筒部３４から離れることが抑制されており、潤滑剤の流出を抑制することができる。このように、ハブシール７は、潤滑剤がより流出し難くなっている。

また、例えば、本発明に係るハブシールは、インホイールモータユニットにも適用することができる。インホイールモータユニットは、ハブベアリングとモータとが一体になって構成する駆動装置であり、車両の車輪に取り付けられ、モータ出力をハブベアリングを介して車輪に供給して車輪に動力を与え、また、車輪の動力をモータジェネレータを介して電力に変換して電気を発生する。

図１８は、ハブシール７が使用されるインホイールモータユニットの一例の断面図である。例えば図１８に示すように、インホイールモータユニット１００は、内輪回転型のハブベアリング６０と、ハブベアリング６０に取り付けられた外側部材としての外側ケーシング１０１、内側部材としての内側ケーシング１０２、及びモータジェネレータ１０３とを備えている。具体的には、外側ケーシング１０１は、筒状の部材であり、ハブベアリング６０を収容する内側の空間を形成している。外側ケーシング１０１は、ハブベアリング６０の内輪６１が備えるハブフランジ６２とハブフランジ６２に取り付けられるブレーキディスク１１０との間に挟まれ、ハブボルト６３によって内輪６１に車輪を固定することにより、ハブフランジ６２とブレーキディスク１１０との間に固定される。

内側ケーシング１０２は、ハブベアリング６０の外輪６４を収容する内周側の空間を形成している筒状の部材である筒部１０２ａと、筒部１０２ａの内側の端部から外周側に広がる円板状の部分である円板部１０２ｂとを有している。筒部１０２ａは、外輪６４が内周側の空間に嵌合されて固定されるような形状となっている。外側ケーシング１０１及び内側ケーシング１０２は、図１８に示すように、外側ケーシング１０１の内周側の面と、内側ケーシング１０２の筒部１０２ａの外周側の面とが互いに対向して、外側ケーシング１０１と筒部１０２ａとの間に環状の空間が形成される形状となっている。また、外側ケーシング１０１及び内側ケーシング１０２は、図１８に示すように、外側ケーシング１０１の内側の端部（端部１０１ａ）が、軸線Ａｘ方向において内側ケーシング１０２の円板部１０２ｂに対向する形状となっている。外側ケーシング１０１の端部１０１ａと円板部１０２ｂとの間には環状の隙間が形成されている。

モータジェネレータ１０３は、軸線Ａｘに沿って延びる筒状の部材であり、外側ケーシング１０１と内側ケーシング１０２の筒部１０２ａとの間の環状の空間に設けられている。モータジェネレータ１０３は、具体的には、ロータ１０４と、ステータ１０５とを備えており、ロータ１０４は外側ケーシング１０１に固定されており、ステータ１０５は、内側ケーシング１０２の筒部１０２ａに固定されている。

インホイールモータユニット１００において、ハブシール７は、外側ケーシング１０１の端部１０１ａと内側ケーシング１０２の円板部１０２ｂとの間の環状の隙間から、インホイールモータユニット１００の内部に、異物が侵入することを防ぐために設けられている。例えば図１８に示すように、ハブシール７は、外側ケーシング１０１の端部１０１ａと内側ケーシング１０２の円板部１０２ｂとの間に取り付けられている。具体的には、スリーブ９が、内側ケーシング１０２の円板部１０２ｂの取付面１０２ｃに締まり嵌め方式で嵌着されて、スリーブ９は内側ケーシング１０２の円板部１０２ｂに固定されている。また、具体的には、シール本体８が、外側ケーシング１０１の端部１０１ａの取付面１０１ｂに締まり嵌め方式で嵌着されて、シール本体８は外側ケーシング１０１に固定されている。なお、内側ケーシング１０２の円板部１０２ｂの取付面１０２ｃは、軸線Ａｘに沿って延びる円筒面状の面であり、外側ケーシング１０１の端部１０１ａの取付面１０１ｂは、軸線Ａｘに沿って延びる円筒面状の面である。また、取付面１０１ｂと取付面１０２ｃとは、径方向において互いに対向している。

１，７…ハブシール、２，８…シール本体、３，９…スリーブ、４，６…サイドリップ、４ａ…接触面、５…基本ハブシール、１０，１３…補強環、１１，１４…筒部、１２，１５…円環部、２０，２３…弾性体部、２１，２４…基体部、２１ａ…内側面、２２，２５…筒状部、２４ａ…内周端部、２６…シールリップ、２６ａ…リップ先端部、２７…グリースリップ、２７ａ…リップ先端部、２８…ガータスプリング、３１，３４…筒部、３２，３５…円環部、３３，３６…接触面、３４ａ…外周面、４１…先端部、４１ａ…先端、４１ｂ…根元端、４１ｃ…内周面、４１ｄ…外周面、４１ｅ…内周先端、４１ｆ…外周先端、４１ｇ…内周根元端、４１ｈ…外周根元端、４２…根元部、４２ａ…先端、４２ｂ…根元端、４２ｃ…内周面、４２ｄ…外周面、４２ｅ…内周先端、４２ｆ…外周先端、４２ｇ…内周根元端、４２ｈ…外周根元端、４３，４４…移行部、４３ａ，４４ａ…内周移行面、４３ｂ，４４ｂ…外周移行面、５０…ハブベアリング、５０ａ…内側開口部、５０ｂ…外側開口部、５１…外輪、５１ａ…端部、５２…ハブ、５３…ベアリングボール、５４…内輪、５４ａ…端部、５４ｂ…外周面、５５…ハブ輪、５５ａ…軸部、５５ｂ…車輪取付フランジ、５６…保持器、５７…貫通孔、５８…他の密封装置、５９…ハブボルト、６０…ハブベアリング、６１…内輪、６２…ハブフランジ、６３…ハブボルト、６４…外輪、１００…インホイールモータユニット、１０１…外側ケーシング、１０１ａ…端部、１０１ｂ…取付面、１０２…内側ケーシング、１０２ａ…筒部、１０２ｂ…円板部、１０２ｃ…取付面、１０３…モータジェネレータ、１０４…ロータ、１０５…ステータ、１１０…ブレーキディスク、Ａ…シール面、ｃ１，ｃ２…延び方向線、Ｆ…リップ反力、Ｌ１，Ｌ２…長さ、Ｓ…上流空間、Ｓ１…密封空間、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…厚さ、ｘ…軸線、Ｖ…仮想線、ｖｐ１，ｖｐ２…仮想交点、Ｚ…基準位置、θ…曲がり角度

Claims (7)

1. サイドリップを有し、ハブベアリングの外輪とハブとの間の空間の密封を図るためのハブシールの製造方法であって、
   前記ハブシールの内部に侵入した異物が、軸線周りの回転によって、前記軸線に直交する径方向における所望の位置に位置するとする回転数である設定回転数を設定し、
   前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、所望の値を有するように前記サイドリップの形状を設計し、
   前記設計したサイドリップの形状を有するハブシールとなるように前記ハブシールを製造する、
   ことを特徴とするハブシールの製造方法。
2. 軸線周りの回転によって、所定の形状を有するハブシールである基本ハブシールの内部に侵入した異物が位置する前記軸線に直交する径方向における位置と、前記回転の回転数との関係を求め、
   前記求められた前記基本ハブシールにおける前記異物の位置と前記回転数との関係において、前記設定回転数における前記異物の位置が前記所望の位置となっているかを確認する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハブシールの製造方法。
3. 軸線周りの回転によって、前記基本ハブシールの形状を変更した形状を有する変更基本ハブシールの内部に侵入した異物が位置する前記軸線に直交する径方向における位置と、前記回転の回転数との関係を求め、
   前記求められた前記変更基本ハブシールにおける前記異物の位置と前記回転数との関係において、前記設定回転数における前記異物の位置が前記所望の位置となっているかを確認する
   ことを特徴とする請求項２に記載のハブシールの製造方法。
4. 前記変更基本ハブシールは、前記基本ハブシールおけるサイドリップよりも前記外輪と前記ハブとの間の前記空間から離れる側の空間の形状が変更されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のハブシールの製造方法。
5. 前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、前記所望の値を有するように、前記サイドリップの先端部の厚さ、前記サイドリップの根元部の厚さ、及び前記サイドリップの根元部の長さの少なくともいずれかを調整して、前記サイドリップを設計する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハブシールの製造方法。
6. 前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、前記所望の値を有するように、前記基本ハブシールのサイドリップの先端部の厚さ、前記基本サイドリップの根元部の厚さ、及び前記基本サイドリップの根元部の長さの少なくともいずれかを調整して、前記サイドリップを設計する
   ことを特徴とする請求項２に記載のハブシールの製造方法。
7. 前記設定回転数における前記ハブシールのトルクが、前記所望の値を有するように、前記変更基本ハブシールのサイドリップの先端部の厚さ、前記変更基本サイドリップの根元部の厚さ、及び前記変更基本サイドリップの根元部の長さの少なくともいずれかを調整して、前記サイドリップを設計する
   ことを特徴とする請求項３に記載のハブシールの製造方法。
   

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