JP5557668B2

JP5557668B2 - 車輪用軸受装置

Info

Publication number: JP5557668B2
Application number: JP2010212115A
Authority: JP
Inventors: 純一佐仲; 智子馬場
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: JP2012067821A

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、詳しくは、シールの耐泥水性を向上させると共に、長期間に亘ってシールの密封性能を確保し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。

これらの軸受部には、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、外部から雨水やダスト等の侵入を防止するためにシールが装着されている。近年、自動車のメンテナンスフリー化が進み、車輪用軸受装置においてもさらなる長寿命化が要求されるようになっているが、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等の本来の軸受寿命よりも、シール不具合あるいは密封性の低下により軸受内に雨水やダスト等が侵入して軸受が損傷する事例が少なくない。したがって、シールの密封性を向上させることにより、軸受寿命の向上を図ることができる。

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、こうしたシールの一例を図１２に示す。このシール５０は、車輪用軸受の相対回転する外方部材と内方部材の端部に装着され、両部材間に形成される環状空間の開口部を密封している。シール５０は、互いに対向配置されたスリンガ５１と環状のシール板５２とからなる。スリンガ５１は、鋼鈑からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、図示しない内方部材（内輪）に圧入される円筒部５１ａと、この円筒部５１ａから径方向外方に延びる立板部５１ｂとからなる。

一方、シール板５２は断面略Ｌ字状に形成され、図示しない外方部材の端部内周に圧入される芯金５３と、この芯金５３に加硫接着されたシール部材５４とからなる。シール部材５４は弾性部材からなり、スリンガ５１の立板部５１ｂに摺接する一対のサイドリップ５４ａ、５４ｂと、円筒部５１ａに摺接するグリースリップ５４ｃとを有している。サイドリップ５４ａ、５４ｂは外径側に傾斜して形成され、先端がスリンガ５１の立板部５１ｂに所定のシメシロをもって摺接している。また、スリンガ５１の立板部５１ｂの側面に磁気エンコーダ５５が加硫接着により一体に接合されている。

ここで、一対のサイドリップ５４ａ、５４ｂ間の距離ｄが０．１ｍｍ以上になるように設定されている。これにより、シール５０の断面高さＨを６ｍｍまで低くした場合でも、耐泥水性能を落さずにシール５０の断面高さＨを低くでき、車輪用軸受の軽量・コンパクト化が可能となる。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−１２７７９０号公報

こうした従来のシール５０では、外径側のサイドリップ５４ａが内径側のサイドリップ５４ｂに比べ泥水に曝され、リップ摩耗が必然的に大きくなるため、軸受組付け時には一対のサイドリップ５４ａ、５４ｂ間の距離ｄが０．１ｍｍ以上になるように設定されているものの、泥水環境下で使用されていく中で、外径側のサイドリップ５４ａが早く摩耗した場合、シメシロを失い、外径側のサイドリップ５４ａがスリンガ５１の立板部５１ｂに対して立ってくるため、内径側のサイドリップ５４ｂに接近し、一対のサイドリップ５４ａ、５４ｂが接触する恐れがある。これでは、内径側のサイドリップ５４ｂが良好な摺接状態を維持することができなくなり、本来の密封性を発揮することができなくなる。

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、シールの耐泥水性を向上させると共に、長期間に亘ってシールの密封性能を確保し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記載の発明は、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保持器を介して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、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを有し、前記シール板が、前記外方部材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、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップ、およびこのサイドリップの内径側に径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有するシール部材とからなると共に、前記サイドリップのうち外径側のサイドリップが摩耗してシメシロが無い状態であっても、内径側のサイドリップのリップ外径との間に隙間が存在するように設定され、前記内径側のサイドリップが、前記スリンガの立板部の側面に所定の軸方向の隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成している。

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、シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とで構成され、スリンガが、内方部材に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを有し、シール板が、外方部材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、径方向外方に傾斜して延び、スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップ、およびこのサイドリップの内径側に径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有するシール部材とからなると共に、サイドリップのうち外径側のサイドリップが摩耗してシメシロが無い状態であっても、内径側のサイドリップのリップ外径との間に隙間が存在するように設定され、内径側のサイドリップが、スリンガの立板部の側面に所定の軸方向の隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成しているので、泥水環境下で使用されていく中で、外径側のサイドリップが早く摩耗してシメシロを失い、外径側のサイドリップの根元から元の形状に復元して内径側のサイドリップに接近しても２つのサイドリップが接触することはなく、シールの耐泥水性を向上させて長期間に亘ってシールの密封性能を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記シール部材の内径側のサイドリップの肉厚が前記外径側のサイドリップの肉厚よりも薄く設定されていれば、内径側のサイドリップのシメシロが同一であっても内径側のサイドリップのリップ外径と外径側のサイドリップとの間に充分な隙間を確保することができ、また、薄肉になった分、リップ緊迫力が小さくなり、シールのトルクを低減させることができると共に、低断面化を図りつつ耐泥水性能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、前記シール部材の内径側のサイドリップが根元部で予め径方向外方に屈曲して形成されていれば、内径側のサイドリップとスリンガの立板部との交差角が小さくなり、シメシロが同一であっても内径側のサイドリップのリップ外径と外径側のサイドリップとの間に充分な隙間を確保することができ、低断面化を図りつつ耐泥水性能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、前記シール部材が、前記サイドリップの内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを有し、前記スリンガ円筒部との間に所定の軸方向の隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成していれば、グリース漏れを防止して密封性能を確保することができると共に、シールのトルクを低減させることができる。

また、請求項５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に傾斜して延びる折曲部が形成されていれば、シール板とスリンガとが分離するのを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記シール部材が前記芯金の嵌合部の端部に回り込んで接合され、径方向内方に傾斜して延びる環状の舌片が突設されると共に、この舌片が前記磁気エンコーダの外縁に僅かな径方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成していれば、低断面化を図りつつ耐泥水性能を一層向上させることができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記シール部材が、前記サイドリップの外径側で、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有し、前記スリンガの立板部および磁気エンコーダに所定の軸方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成していれば、低断面化を図りつつ耐泥水性能を一層向上させることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記シール部材が、ゴム物性値の圧縮永久歪が１２０℃×７０時間で４０％以下、ＴＲ１０値が−３５℃以下のものが使用されていれば、低温領域でも歪みの回復性が良好となり、所望の密封性能を維持することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記スリンガの内径面から前記シール板の外径面までのシール断面高さＨと、前記シールの幅Ｂとの比Ｈ／Ｂが１．２〜１．８の範囲に設定されていれば、耐泥水性能を維持することができると共に、シール断面高さを最大限に低くすることができ、低断面化を図ることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、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保持器を介して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、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを有し、前記シール板が、前記外方部材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、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接される少なくとも２つのサイドリップを有するシール部材とからなると共に、前記サイドリップのうち外径側のサイドリップが、摩耗してシメシロが無い状態であっても、内径側のサイドリップのシメシロが最大の状態のリップ外径との間に隙間が存在するように設定され、前記内径側のサイドリップが、前記スリンガの立板部の側面に所定の軸方向の隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成しているので、泥水環境下で使用されていく中で、外径側のサイドリップが早く摩耗してシメシロを失い、外径側のサイドリップの根元から元の形状に復元して内径側のサイドリップに接近しても２つのサイドリップが接触することはなく、シールの耐泥水性を向上させて長期間に亘ってシールの密封性能を確保し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第１の実施形態を示す縦断面図である。図１のシールを示す縦断面図である。図２のシールの変形例を示す縦断面図である。図２のシールの他の変形例を示す縦断面図である。同上、図２のシールの他の変形例を示す縦断面図である。同上、図２のシールの他の変形例を示す縦断面図である。図６のシールの変形例を示す縦断面図である。図６のシールの他の変形例を示す縦断面図である。同上、図６のシールの他の変形例を示す縦断面図である。図２のシールの他の変形例を示す縦断面図である。本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。従来の車輪用軸受装置のシールを示す縦断面図である。

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の一方に対向する内側転走面と、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の他方に対向する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ボールと、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、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを有し、前記シール板が、前記外方部材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、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接される一対のサイドリップ、およびこの内径側で軸受内方側に傾斜して延び、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接されるグリースリップを有するシール部材とからなると共に、前記サイドリップのうち外径側のサイドリップが摩耗してシメシロが無い状態であっても、内径側のサイドリップのシメシロが最大の状態のリップ外径との間に隙間が存在するように設定されている。

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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のシールを示す縦断面図、図３は、図２のシールの変形例を示す縦断面図、図４〜図６は、図２のシールの他の変形例を示す縦断面図、図７は、図６のシールの変形例を示す縦断面図、図８、図９は、図６のシールの他の変形例を示す縦断面図、図１０は、図２のシールの他の変形例を示す縦断面図である。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。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、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に所定のシメシロを介して圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）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円筒状の小径段部４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）４ｃが形成されている。車輪取付フランジ６にはハブボルト６ａが周方向等配に植設されている。

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に圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。なお、内輪５および転動体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５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材２は、外周にナックル（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が一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３、３が収容され、保持器７、７によって転動自在に保持されている。そして、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開口部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された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。

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表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化処理が施されている。なお、ここでは、転動体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世代構造に限らず、第１乃至第４世代構造であっても良い。

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表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成されている。

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のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１０と、この芯金１０に接合されたシール部材１１とからなる一体型の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鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）あるいは冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。

一方、シール部材１１はＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金１０に一体に接合されている。このシール部材１１は、径方向外方に傾斜して形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の側面に所定の軸方向シメシロをもって摺接するサイドリップ１１ａと、断面が円弧状に形成された基部６ｂに所定の軸方向シメシロをもって摺接するサイドリップ１１ｂと、軸受内方側に傾斜して形成されたグリースリップ１１ｃとを有している。

インナー側のシール９は、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、所謂パックシールで構成されている。スリンガ１２は、フェライト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体として円環状に形成され、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とを備えている。そして、立板部１２ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１４が加硫接着によって一体に接合されている。磁気エンコーダ１４は、合成ゴムにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に等ピッチで磁極Ｎ、Ｓが着磁されている。

一方、シール板１３は断面略Ｌ字状に、全体として円環状に形成され、外方部材２に装着されている。このシール板１３は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材１６とからなる。芯金１５は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑からプレス加工にて形成されている。

シール部材１６は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１６ｃを有している。サイドリップ１６ａ、１６ｂはスリンガ１２の立板部１２ｂのアウター側の側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ１６ｃは円筒部１２ａに径方向のシメシロを介して摺接している。また、スリンガ１２の立板部１２ｂの外縁とシール板１３とは所定の径方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールＳが構成されている。

なお、シール部材１６の材質としては、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）、ＥＰＭ、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。

ここで、本実施形態では、外径側のサイドリップ１６ａが摩耗してシメシロが無い状態（図中２点鎖線にて示す）であっても、内径側のサイドリップ１６ｂのシメシロが最大の状態のリップ外径と隙間が存在するように設定されている。すなわち、一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂ間の距離Ｃ１が最も接近する条件で隙間が存在するように設定されている（Ｃ１＞０）。これにより、泥水環境下で使用されていく中で、外径側のサイドリップ１６ａが早く摩耗してシメシロを失い、外径側のサイドリップ１６ａがスリンガ５１の立板部５１ｂに対して立ってきて内径側のサイドリップ１６ｂに接近しても一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂが接触することはなく、内径側のサイドリップ１６ｂの良好な摺接状態を維持することができ、シール９の耐泥水性を向上させて長期間に亘って密封性能を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。

また、スリンガ１２の内径面からシール板１３の外径面までの径方向長さであるシール断面高さＨは、６〜８ｍｍとされ、磁気エンコーダ１４を含むシール幅Ｂに対するシール断面高さＨの比Ｈ／Ｂは、１．２〜１．８の範囲に設定されている。本実施形態では、一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂ間の距離Ｃ１が最も接近する条件で隙間が存在するように設定されているので、耐泥水性能を維持することができると共に、シール断面高さＨを最大限に低くすることができ、低断面化を図ることができる。ここで、Ｈ／Ｂが１．２未満であると、シール断面高さＨを必要な高さ、例えば、６ｍｍ以上にすることが困難となり、また、Ｈ／Ｂが１．８を超えると、シール幅Ｂが小さくなって耐泥水性能を確保することが難しくなる。

さらに、このシール９のシール部材１６は、ゴム物性値の圧縮永久歪が１２０℃×７０時間で４０％以下、ＴＲ１０値（伸長率５０％）が−３５℃以下のものが使用されている。これにより、低温領域でも歪みの回復性が良好となり、所望の密封性能を維持することができる。なお、こので、ＴＲ１０値とは、予め付与した歪みが１０％回復した時の温度を示し、この値の近傍がゴム材料の低温限界値として経験的に用いられている。

図３に、前述したシール９の変形例を示す。なお、このシール１７は、前述したシール９と基本的にはシール部材の構成が一部異なるだけで、その他前述した実施形態と同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

このシール１７は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板１８とからなる。シール板１８は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材１９とからなる。シール部材１９はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、１９ａと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１６ｃを有している。サイドリップ１６ａ、１９ａはスリンガ１２の立板部１２ｂのアウター側の側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ１６ｃは円筒部１２ａに径方向のシメシロを介して摺接している。

ここで、外径側のサイドリップ１６ａが摩耗してシメシロが無い状態（図中２点鎖線にて示す）で、内径側のサイドリップ１９ａのシメシロが最大の状態のリップ外径と隙間Ｃ１が存在するように設定されている（Ｃ１＞０）と共に、内径側のサイドリップ１９ａの肉厚Ｄ２が外径側のサイドリップ１６ａの肉厚Ｄ１よりも薄く設定されている（Ｄ２＜Ｄ１）。これにより、内径側のサイドリップ１９ａのシメシロが、前述したシール９のシメシロと同一であっても内径側のサイドリップ１９ａのリップ外径と外径側のサイドリップ１６ａとの間に充分な隙間Ｃ１を確保することができ、また、薄肉になった分、リップ緊迫力が小さくなり、シール１７のトルクを低減させることができると共に、低断面化を図りつつ耐泥水性能を確保することができる。

図４に示すシール２０は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板２１とからなる。シール板２１は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材２２とからなる。シール部材２２はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、２２ａと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１６ｃを有している。サイドリップ１６ａ、２２ａはスリンガ１２の立板部１２ｂの側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ１６ｃは円筒部１２ａに径方向のシメシロを介して摺接している。

ここで、内径側のサイドリップ２２ａが、根元部で予め径方向外方に屈曲して形成されている。これにより、内径側のサイドリップ２２ａとスリンガ１２の立板部１２ｂとの交差角が小さくなり、シメシロが、前述したシール９のシメシロと同一であっても内径側のサイドリップ２２ａのリップ外径と外径側のサイドリップ１６ａとの間に充分な隙間Ｃ２を確保することができ、低断面化を図りつつ耐泥水性能を確保することができる。

図５に示すシール２３は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板２４とからなる。シール板２４は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材２５とからなる。シール部材２５はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、２５ａと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１６ｃを有している。サイドリップ１６ａはスリンガ１２の立板部１２ｂの側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ１６ｃは円筒部１２ａに径方向のシメシロを介して摺接している。

ここで、内径側のサイドリップ２５ａが、スリンガ１２の立板部１２ｂの側面に所定の軸方向の隙間Ｇ１を介して対向し、ラビリンスシールを構成している。これにより、シール２３のトルクを低減させることができると共に、外径側のサイドリップ１６ａが摩耗してシメシロが無い状態（図中２点鎖線にて示す）でも、内径側のサイドリップ２５ａのリップ外径と外径側のサイドリップ１６ａとの間に充分な隙間Ｃ３を確保することができ、低断面化を図りつつ耐泥水性能を確保することができる。

図６に示すシール２６は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板２７とからなる。シール板２７は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材２８とからなる。シール部材２８はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ２８ａを有している。サイドリップ１６ａ、１６ｂはスリンガ１２の立板部１２ｂの側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ２８ａは円筒部１２ａに径方向の隙間Ｇ２を介して対向し、ラビリンスシールを構成している。これにより、シール２６のトルクを一層低減させることができると共に、低断面化を図りつつ耐泥水性能を確保することができる。

図７に示すシール２９は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板３０とからなる。シール板３０は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材３１とからなる。シール部材３１はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂを有し、スリンガ１２の立板部１２ｂの側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、内径側にはグリースリップがなく、シール部材３０がスリンガ１２の円筒部１２ａに径方向の隙間Ｇ３を介して対向し、ラビリンスシールを構成している。これにより、シール２９のトルクを一層低減させることができると共に、低断面化を図ることができる。

図８に示すシール３２は、互いに対向配置されたスリンガ３３と環状のシール板２７とからなる。スリンガ３３は、フェライト系ステンレス鋼鈑やオーステナイト系ステンレス鋼鈑、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に、全体として円環状に形成され、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とを備え、円筒部１２ａの端部に径方向外方に傾斜して延びる折曲部３３ａが形成されている。この折曲部３３ａにより、シール板２７とスリンガ３３とが分離するのを防止することができる。

図９に示すシール３４は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板３５とからなる。シール板３５は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材３６とからなる。シール部材３６はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ２８ａを有し、芯金１５の嵌合部の端部にシール部材３６が回り込んで接合され、径方向内方に傾斜して延びる環状の舌片３６ａが突設されている。そして、この舌片３６ａが磁気エンコーダ１４の外縁に僅かな径方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールＳに加えて第２のラビリンスシール３７を構成している。これにより、低断面化を図りつつ耐泥水性能を一層向上させることができる。

図１０に示すシール３８は、互いに対向配置されたスリンガ１２と環状のシール板３９とからなる。シール板３９は、芯金１５と、この芯金１５に加硫接着されたシール部材４０とからなる。シール部材４０はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂと、この内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ２８ａを有し、さらに一対のサイドリップ１６ａ、１６ｂの外径側で、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ４０ａを有している。サイドリップ１６ａ、１６ｂはスリンガ１２の立板部１２ｂの側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ２８ａは円筒部１２ａに径方向のシメシロを介して摺接している。そして、サイドリップ４０ａは、スリンガ１２の立板部１２ｂおよび磁気エンコーダ１４に所定の軸方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールＳに加えて第２のラビリンスシール４１を構成している。これにより、低断面化を図りつつ耐泥水性能を一層向上させることができる。

図１１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は基本的には前述した実施形態と軸受構造が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受４２は第１世代と呼称され、図示しないナックルに内嵌され、内周に複列の外側転走面４３ａ、４３ａが一体に形成された外方部材４３と、図示しないハブ輪に外嵌される一対の内輪５、５、および両部材間に転動自在に収容された複列の転動体３、３とを備えている。

外方部材４３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。そして、外方部材４３と一対の内輪５、５との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着され、軸受内部に封入された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。本実施形態も前述した実施形態と同様、こうしたシール９を採用することにより、シール９の低断面化を図りつつ、耐泥水性を向上させると共に、長期間に亘ってシール９の密封性能を確保した車輪用軸受装置を提供することができる。

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。

本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第１乃至第４世代構造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、４３外方部材
２ａ、４３ａ外側転走面
２ｂ車体取付フランジ
３転動体
４ハブ輪
４ａ、５ａ内側転走面
４ｂ小径段部
４ｃセレーション
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、９、１７、２０、２３、２６、２９、３２、３４、３８シール
１０、１５芯金
１１、１６、１９、２２、２５、２８、３１、３６、４０シール部材
１１ａ、１１ｂ、１６ａ、１６ｂ、１９ａ、２２ａ、２５ａ、４０ａサイドリップ
１１ｃ、１６ｃ、２８ａグリースリップ
１２、３３スリンガ
１２ａ円筒部
１２ｂ立板部
１３、１８、２１、２４、２７、３０、３５、３９シール板
１４磁気エンコーダ
３３ａ折曲部
３６ａ舌片
３７、４１、Ｓラビリンスシール
４２車輪用軸受
５０シール
５１スリンガ
５１ａ円筒部
５１ｂ立板部
５２シール板
５３芯金
５４シール部材
５４ａ外径側のサイドリップ
５４ｂ内径側のサイドリップ
５４ｃグリースリップ
５５磁気エンコーダ
Ｂシール幅
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ｄサイドリップ間の距離
Ｇ１軸方向隙間
Ｇ２、Ｇ３径方向隙間
Ｈシール断面高さ

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保持器を介して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、
前記シールのうち少なくとも一方のシールが、互いに対向配置されたスリンガと環状のシール板とで構成され、前記スリンガが、前記内方部材に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを有し、前記シール板が、前記外方部材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、径方向外方に傾斜して延び、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップ、およびこのサイドリップの内径側に径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有するシール部材とからなると共に、
前記サイドリップのうち外径側のサイドリップが摩耗してシメシロが無い状態であっても、内径側のサイドリップのリップ外径との間に隙間が存在するように設定され、前記内径側のサイドリップが、前記スリンガの立板部の側面に所定の軸方向の隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成していることを特徴とする車輪用軸受装置。
前記シール部材の内径側のサイドリップの肉厚が前記外径側のサイドリップの肉厚よりも薄く設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記シール部材の内径側のサイドリップが根元部で予め径方向外方に屈曲して形成されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
前記シール部材が、前記サイドリップの内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを有し、前記スリンガとの間にラビリンスシールを構成している請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記スリンガの円筒部の端部に径方向外方に傾斜して延びる折曲部が形成されている請求項１または４に記載の車輪用軸受装置。
前記シール部材が前記芯金の嵌合部の端部に回り込んで接合され、径方向内方に傾斜して延びる環状の舌片が突設されると共に、この舌片が前記磁気エンコーダの外縁に僅かな径方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成している請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記シール部材が、前記サイドリップの外径側で、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップを有し、前記スリンガの立板部および磁気エンコーダに所定の軸方向隙間を介して対向し、ラビリンスシールを構成している請求項１に記載の車輪用軸受装置。
前記シール部材が、ゴム物性値の圧縮永久歪が１２０℃×７０時間で４０％以下、ＴＲ１０値が−３５℃以下のものが使用されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
前記スリンガの内径面から前記シール板の外径面までのシール断面高さＨと、前記シールの幅Ｂとの比Ｈ／Ｂが１．２〜１．８の範囲に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。