JP5625890B2

JP5625890B2 - シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット

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Publication number: JP5625890B2
Application number: JP2010287402A
Authority: JP
Inventors: 八大萩生田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: JP2012131452A

Description

この発明は、自動車の車輪を懸架装置に支持する為のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。具体的には、シールリングによるシール性能を向上させて転動体設置空間への異物侵入防止効果を良好にし、優れた耐久性を有するシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現するものである。又、必要に応じて、シールリングの取扱い性及び輸送性の向上を図れる構造を実現するものである。

自動車の車輪は、例えば図７に示す様な、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１により、懸架装置に対し回転自在に支持する。このシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１は、外輪２の内径側にハブ３を、複数個の転動体４、４を介して回転自在に支持して成る。このうちの外輪２は、外周面に懸架装置に支持固定する為の静止側フランジ５を、内周面に複列の外輪軌道６、６を、それぞれ設けている。又、上記ハブ３は、ハブ本体７と内輪８とをナット９により組み合わせ固定したもので、外周面に複列の内輪軌道１０、１０を有する。又、上記各転動体４、４は、これら両内輪軌道１０、１０と上記両外輪軌道６、６との間に、各列毎に複数個ずつ、それぞれ保持器１１、１１により保持された状態で転動自在に設けられている。

又、上記ハブ本体７の外端寄り部分で、上記外輪２の外端開口部から突出した部分には、特許請求の範囲に記載したフランジに相当する、回転側フランジ１２を設けている。この回転側フランジ１２には複数本のスタッド１３の基端部を支持固定しており、これら各スタッド１３によりこの回転側フランジ１２に、車輪を構成するホイールを支持固定できる様にしている。

又、上記外輪２の外端部内周面と上記ハブ３の中間部外周面との間にシールリング１４を装着して、これら外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在し、上記複数個の転動体４、４を設けた内部空間１５の外端開口部を塞いでいる。又、上記外輪２の内端開口部をカバー１６で塞ぐ事により、この内端開口部から上記内部空間１５内への塵芥や雨水等の異物の侵入防止、及び、この内部空間１５内に充填したグリースの外部への漏洩防止を図っている。尚、軸方向に関して内とは、車両への組み付け状態で幅方向中央側を言い、同じく外とは、幅方向外側を言う。

尚、図示の例では、上記各転動体４、４として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車に組み込むシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、各転動体として円すいころを使用する場合もある。又、ハブ本体と内輪とを結合固定する為に、図示の様にハブ本体７の内端部にナット９を螺合固定する構造に代えて、ハブ本体の内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により、このハブ本体に外嵌した内輪の内端面を抑え付ける事もできる。更に、図示の例は、従動輪（ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットである為、ハブ本体７が充実体であるが、駆動輪（ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、ハブ本体の中心部にスプライン孔を、このハブ本体を軸方向に貫通する状態で設ける。

何れの構造の場合も、各転動体を設置した内部空間の外端開口部のシールに関しては、外輪の外端部内周面とハブ本体の中間部外周面との間に設けたシールリング１４により図る。これに対して、上記内部空間の内端開口部のシールに関しては、従動輪用の場合には、図示の様なカバー１６、或いは、外輪の内端部内周面と内輪の内端部外周面との間に設置した組み合わせシールリングにより、駆動輪用の場合には、組み合わせシールリングにより、それぞれ図る。

上記内部空間１５内への異物侵入防止と、この内部空間１５内に充填したグリースの漏洩防止とを十分に図る為には、この内部空間１５の両端開口部を十分にシールする必要がある。特に、この内部空間１５の外端開口部をシールする為のシールリングに就いては、回転側フランジ１２の内側面に沿って径方向内方に導かれた異物が上記内部空間１５内に入り込むのを防止する為に、優れたシール性能を要求される。しかも、この内部空間１５の外端開口部に関しては、図７に示す様な、カバー１６によるシールは行えない。

この様な事情に鑑みて従来から、上記内部空間１５の外端開口部をシールする為のシールリングとして、各種構造のものが考えられている。例えば特許文献１には、回転側フランジの内側面或いはハブの中間部外周面に先端部を全周に亙って摺接させた３本のシールリップを備えたシールリングが記載されている。しかし、この様な構成を有するシールリングの場合、使用条件が厳しくなると、必ずしも十分なシール性能を発揮できなくなる可能性がある。即ち、外輪の外端面と回転側フランジの内側面とが接触（金属接触）する事を防止する為に設けられた、これら外輪の外端面と回転側フランジの内側面との間の隙間から比較的大きな砂粒等の異物が侵入し、この異物が、上記シールリングを構成するシールリップの先端縁と上記回転側フランジの内側面との摺接部に入り込み、この摺接部に、異常摩耗等の損傷を発生する可能性がある。
これに対し、特許文献２には、外輪の外端面と回転側フランジの内側面との間の隙間から異物が侵入する事を防止する為に、組み合わせシールリングの大径側部分に接触式のシールリップを付加する構造が開示されている。但し、この様な構造の場合には、シールトルクが増大し、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの回転抵抗が大きくなる。この為、自動車の走行性能、燃費性能の低下を招き、好ましくない。

この様な事情に鑑みて従来から、最も径方向外側に位置するシールリップよりも更に径方向外方に、ラビリンスシールを設ける事が考えられている（例えば特許文献３〜７参照）。このうちの特許文献３に記載された従来構造の場合には、回転側フランジの内側面或いはハブの中間部外周面に先端部を全周に亙って摺接させた３本のシールリップのうち、最も径方向外側に設けられたシールリップよりも更に径方向外方にラビリンスリップを設け、このラビリンスリップの先端縁と回転側フランジの内側面との間にラビリンスシールを形成している。
しかし、この様な従来構造の場合には、上記ラビリンスリップの先端縁と上記回転側フランジの内側面とを、単に軸方向に近接対向させただけの構造である為、これらラビリンスリップの先端縁と回転側フランジの内側面との間に形成されるラビリンスシールは、泥水等の飛散方向と一致し易い径方向にその経路を有する構造となる。この様な径方向のラビリンスシールによるシール性能を確保する為には、上記ラビリンスリップの先端縁部分の肉厚を大きく（厚く）して上記ラビリンスシールの全長を確保する必要があるが、現実的には、全長を十分に長く確保する事は難しい。又、タイヤと路面との当接部から加わる負荷等の外力により、上記外輪と上記ハブとが相対的に傾き、上記ラビリンスリップの先端縁と上記フランジの内側面とが接触した場合には、上記ハブの回転抵抗（シールトルク）が増大してしまう。これを防ぐ為には、このハブと上記外輪とが相対的に傾いた場合にも、上記ラビリンスリップの先端縁と上記フランジの内側面とが非接触となる様に、これらラビリンスリップの先端縁とフランジの内側面との間の隙間を確保する必要がある。従って、使用条件が厳しくなった場合にも十分なシール性能を発揮させる事は難しい。又、上記特許文献３に記載された従来構造の場合には、シールリングの外径寸法が、外輪の外端部外周面の外径寸法よりも小さい為、この外輪の外周面に付着した水分が、この外輪の外周面を伝って上記ラビリンスリップの外周面へと滴り落ち、ラビリンスシール内に進入し易くなる。

前述した様な問題を解決する為に、特許文献８に記載された技術がある。この特許文献８に係る従来構造の１例に就いて、図８〜１０により説明する。
この従来構造のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込むシールリング１４ａは、芯金１７とシール材１８とから成る。このうちの芯金１７は、軟鋼板等の金属板を曲げ形成して成るもので、嵌合筒部２２と、この嵌合筒部２２の外端縁から径方向内方に折れ曲がった円輪部２３と、この円輪部２３の内周縁から内方に折れ曲がった折れ曲がり部２４とを備える。そして、このうちの嵌合筒部２２を、外輪２の外端部外周面に締り嵌めで外嵌固定すると共に、上記円輪部２３の内側面を、この外輪２の外端面に突き当てている。

上記シール材１８は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、上記芯金１７に接合固定しており、３本の接触式のシールリップ１９ａ、１９ｂ、１９ｃと、ラビリンスシールを構成する、庇状のラビリンスリップ２１とを備える。このうちの各シールリップ１９ａ〜１９ｃは、それぞれの先端縁を回転側フランジ１２の内側面或いはハブ３の中間部外周面に、全周に亙って摺接させている。尚、上記図８、及び後述する図１、２、５は、各シールリップ１９ａ〜１９ｃの自由状態での形状を示している。

一方、上記ラビリンスリップ２１は、最も径方向外側に設けられた上記シールリップ１９ａよりも更に径方向外方に設けられており、その形成位置を、上記回転側フランジ１２の内側面に設けられた段部２５との関係で規制している。尚、この段部２５は、上記回転側フランジ１２に加わるモーメント荷重に対する曲げ剛性を確保すべく、この回転側フランジ１２の基端寄り部分（根元部分）に設けられた厚肉部２６と、同じく先端寄り部分に設けられた、この厚肉部２６よりも肉厚の小さい薄肉部２７とを連続させる部分である。

上記ラビリンスリップ２１（の先端部乃至基端部）は、上述の様な段部２５よりも径方向外方に位置させると共に、これらラビリンスリップ２１の先半部と段部２５とを径方向に重畳させている。そして、このラビリンスリップ２１の先端部内周面とこの段部２５の外周面とを、全周に亙り近接対向させている。これにより、図示の従来構造の場合には、上記ラビリンスリップ２１の先端縁と上記回転側フランジ１２の内側面との間に、径方向のラビリンスシール２８ａを形成すると共に、この径方向のラビリンスシール２８ａから軸方向内方に折れ曲がる状態で、上記ラビリンスリップ２１の先端部内周面と上記段部２５の外周面との間に、軸方向のラビリンスシール２８ｂを形成している。

上述の様なラビリンスリップ２１の先半部の円周方向複数個所には、図９に示す様に、それぞれがこのラビリンスリップ２１の先端縁に迄達する切れ目２９、２９を形成している。更に、このラビリンスリップ２１の先半部のうちで、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）を車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分に、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、円周方向に隣り合う切れ目２９、２９同士の間部分を除肉する事により形成した、矩形（或いは半楕円形）の開口部を有する、水抜き孔３０ａ（３０ｂ）を設けている。

上述の様な従来構造の場合には、上記ラビリンスリップ２１の先半部に複数の切れ目２９、２９を設けている為、このラビリンスリップ２１の先端縁と上記回転側フランジ１２の内側面とが万が一接触した場合にも、上記ハブ３の回転抵抗の増大を抑える事ができる。又、この様に回転抵抗の増大を抑えられる事に起因して、上記ラビリンスリップ２１の先端縁と上記フランジ１２の内側面との間の隙間をより小さく設定する事ができる。

又、上記ラビリンスリップ２１の外周面は円筒面状としており、その外径寸法を、上記外輪２の外端部外周面の外径寸法よりも大きくしている。更に、上記シールリング１４ａを構成するシール材１８のうちで、上記ラビリンスリップ２１の基端部から軸方向内方に連続する部分により、上記芯金１７を構成する嵌合筒部２２を覆い、当該部分に水の侵入を堰き止める為の堰部３１を形成している。又、上記ラビリンスリップ２１の先半部内周面は、先端縁に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状とし、これにより上記ラビリンスリップ２１の内径側に侵入した泥水等の異物の排出を容易に行える様にすると共に、圧入治具を案内する為の案内面としている。又、上記ラビリンスリップ２１の基半部内周面は、円筒面状としている。

以上の様な構成を有する従来構造のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記シールリング１４ａによるシール性能を向上させて、上記各転動体４を設置した内部空間１５への異物侵入防止効果を良好にし、優れた耐久性を有するシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）を、回転抵抗を大きくする事なく実現できる。
即ち、図示の従来構造の場合には、それぞれが前述の様な径方向のラビリンスシール２８ａと軸方向のラビリンスシール２８ｂとを設けている為、ラビリンスシールの全長を、前述した特許文献３に係る構造に比べて十分に長くできる。更に、上記ラビリンスリップ２１を径方向外方に位置させている為、このラビリンスリップ２１の先端部を、上記回転側フランジ１２の内側面のうちで周速の速い部分に近接対向させる事ができて、上記ラビリンスリップ２１によるラビリンス効果を向上させる事ができる。

又、前述の様に、上記外輪２の外端部外周面よりも大きな外径寸法を有する堰部３１を設けている為、この外輪２の外周面に付着した水分がこの外輪２の外周面を伝って、上記ラビリンスリップ２１の外周面に迄達する事を阻止できる。従って、ラビリンスシール内に、上記外輪２の外周面に付着した水分が侵入する事を防止できる。

又、図示の従来構造の場合には、上記ラビリンスリップ２１の先半部に、複数の切れ目２９、２９を形成している為、上記外輪２と上記ハブ３とが相対変位する事で、上記ラビリンスリップ２１の先端部と上記回転側フランジ１２の内側面とが摺接（接触）した場合にも、このラビリンスリップ２１に円周方向応力が作用する事を防止できる。この為、このラビリンスリップ２１によるシール性能を向上すべく、このラビリンスリップ２１の剛性を確保し、しかも、このラビリンスリップ２１と上記ハブ３との距離を短くして、これらラビリンスリップ２１とハブ３とが摺接した場合にも、シールトルクの増大を抑える事ができると共に、摺接部での発熱を抑える事もできる。従って、上記回転側フランジ１２の内側面と上記ラビリンスリップ２１の先端部とをより一層近接させる事ができるので、本例の場合には、十分なシール性能を確保できる。

更に、図示の従来構造の場合には、上記ラビリンスリップ２１の厚さ寸法を確保して、その剛性を高くしている為、このラビリンスリップ２１の外周面に勢い良く水滴や小石等の異物が衝突した場合にも、このラビリンスリップ２１が径方向内方に弾性変形する事を防止できて、上記異物がこのラビリンスリップ２１の内径側に侵入する事を防止できる。又、このラビリンスリップ２１の先半部内周面を、先端縁に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜させている為、このラビリンスリップ２１の内径側に水分等の異物が侵入した場合にも、この異物を外部に向けて効果的に排出する事ができる。更に、上記ラビリンスリップ２１の先半部のうちで、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）を車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分の複数箇所には、水抜き孔３０ａ（３０ｂ）を設けている為、侵入した水分等の異物を、これら各水抜き孔３０ａ（３０ｂ）を通じて外部に排出する事もできる。この為、図８〜１０に示した従来構造の場合には、上記ラビリンスリップ２１と最も径方向外側に設けられた上記シールリップ１９ａとの間の空間に水分が溜まる事も防止できる。

しかし、上述の様な従来構造の場合も、上記外輪２の外端部外周面を覆う様に設けた堰部３１によって堰き止められた水分が許容量を超えた場合には、この水分が、上記シールリング１４ａの外周面を伝って、上記各ラビリンスシール２８ａ、２８ｂに侵入する可能性がある。
又、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）の使用状態で、回転側フランジ１２に固定された車輪によって跳ね上げられた小石や泥水等の異物が、上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）を通って、ラビリンスリップ２１の内径側に侵入し、上記回転側フランジ１２の内側面に付着する可能性がある。そして、一旦このラビリンスリップ２１の内径側でこの回転側フランジ１２に付着した異物は、上記各ラビリンスシール２８ａ、２８ｂのシール効果によって、外部空間への排出が妨げられてしまう。

特開平９−２８７６１９号公報米国特許第５８１３６７５号明細書特開２００３−１２０７０３号公報特開２００７−１７７８１４号公報実開平７−３４２２６号公報特開２００７−１００８２６号公報実開平７−４４８０５号公報特開２０１０−２１００８５号公報

本発明は、前述の様な事情に鑑み、シールリングによるシール性能を向上させて転動体設置空間への異物侵入防止効果をより一層良好にし、優れた耐久性を有するシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現すべく発明したものである。又、本発明は、必要に応じて、シールリングの取扱い性及び輸送性の向上を図る事のできる構造を実現する事を目的とする。

本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットは、例えば前述した図７に示した従来構造のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、外輪と、ハブと、複数個の転動体と、フランジと、シールリングとを備える。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有し、懸架装置に支持された状態で回転しない。
又、上記ハブは、外周面のうちで上記外輪軌道と対向する部分に内輪軌道を有し、上記外輪と同心に配置されている。
又、上記各転動体は、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記フランジは、上記ハブの外周面のうちで上記外輪の外端開口部よりも外方に突出した部分に設けられたもので、上記ハブに対し車輪を支持固定する為のものである。
又、上記シールリングは、上記外輪の内周面と上記ハブの外周面との間に存在する内部空間の外端開口部を塞ぐ。
更に、上記フランジは、基端寄り部分に設けられた厚肉部と先端寄り部分に設けられた薄肉部とを、内側面に形成した段部により連続して成るものである。
又、上記シールリングは、上記外輪の外端部に固定される芯金と、この芯金により補強された弾性材製のシール材とから構成される。そして、このシール材は、上記フランジの内側面若しくは上記ハブの外周面に全周に亙り摺接する、少なくとも１本のシールリップと、このシールリップよりも更に径方向外方に設けられ、その先端部を上記フランジの内側面に全周に亙り近接対向させて、これら先端部とフランジの内側面との間に非接触式のラビリンスシールを形成する、庇状のラビリンスリップとを備える。

又、本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記ラビリンスリップの先端部を、上記段部よりも径方向外方に位置させると共に、これらラビリンスリップの先端部と段部とを径方向に重畳させて、このラビリンスリップの先端部内周面を、この段部（の外周面）に全周に亙り近接対向させている。且つ、上記シールリングを構成するシール材のうちで、上記ラビリンスリップの基端部から径方向内方に連続した部分に、上記外輪の外端部外周面よりも大きな外径寸法を有し、上記外輪の外端面外周縁よりも径方向外方に突出する円輪状の止水部を設けている。
特に、本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記ラビリンスリップのうちで、車両への組み付け状態でこの車両の下方に位置する部分に、水抜き孔を設けている。
又、上記シール材のうちで、上記止水部の内側面の径方向外端部乃至は中間部に、軸方向内方に突出する状態で、その内周面の軸方向内端部乃至中間部を上記外輪の外周面に、軸方向内方のみが開口した環状隙間を介して全周に亙り対向させた、庇部を設けている。且つ、上記シール材のうちで、上記車両への組み付け状態で上記水抜き孔の直上に位置する部分に、その先端縁を上記フランジの内側面に近接対向させた、掻き出し部を設けている。

又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記庇部のうち外径側半部に対して軸方向内方に突出させた内径側半部の外周面を小径部とし、この外径側半部の外周面と上記ラビリンスリップの外周面とを、単一円筒面状の大径部とする。又、これら小径部と大径部の間に形成された段差面の径方向の高さを、上記ラビリンスリップのうち少なくとも先半部の、径方向に関する厚さと等しくする。
更に、上記小径部の軸方向の長さを、上記ラビリンスリップの先半部（外半部）の軸方向の長さよりも長くして、複数のシールリングを軸方向に重ね合わせた状態で、軸方向に隣り合う１対のシールリングのうちの一方のシールリングの上記段差面と、同じく他方のシールリングの上記ラビリンスリップの先端縁との間とに、全周に亙って凹溝部が形成される様にする。

前述の様に構成する本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、前述の図８に示した従来構造と同様に、シールリングによるシール性能を向上させて、転動体設置空間への異物侵入防止効果をより一層良好にし、優れた耐久性を有するシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現できる。
特に、本発明の場合には、上記シールリングを構成するシール材のうちで、上記ラビリンスリップの基端部から径方向内方に連続した部分に、外輪の外端部外周面よりも大きな外径寸法を有し、この外輪の外端面外周縁よりも径方向外方に突出する止水部を設け、更にこの止水部の内側面の径方向外端部乃至は中間部に、軸方向内方に突出する状態で、内周面の軸方向内端部乃至中間部を上記外輪の外周面に、軸方向内方のみが開口した環状隙間を介して全周に亙り対向させた、庇部を設けている。この為、上記図８に示した従来構造の場合に比べて、上記外輪の外周面を伝ってラビリンスシールに侵入しようとする、この外輪の外周面に付着した水分を堰き止める事ができる容量を増大させる事ができる。更に、この水分の流れ方向を逆方向に変換する事ができる。従って、ラビリンスシール内に、上記外輪の外周面に付着した水分が侵入するのを有効に防止する事ができる。
この結果、本発明の場合には、シールリングによるシール性能を向上させて転動体設置空間への異物侵入防止効果を良好にし、優れた耐久性を有するシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現できる。

又、本発明によれば、車両への組み付け状態で水抜き孔の直上位置に設けられた掻き出し部によって、この水抜き孔を通して、小石や泥水等の異物がラビリンスリップの内径側に侵入するのを防止する事ができる。そして、仮にこのラビリンスリップの内径側にこれら異物が侵入した場合でも、上記掻き出し部によって、フランジの内側面に付着したこれら異物を、上記水抜き孔を通じて外部空間に掻き出す事ができる。

又、請求項２に係る発明によれば、複数のシールリングを積み重ねた状態で、これら各シールリングの外周面は、凹溝部が形成される部分を除き、単一円筒面状となる為、所謂棒巻き包装時に、軸方向に積み重ねられた上記各シールリングが偏心しにくい。
又、本発明に係るシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て時に、上記棒巻き包装された各シールリングを定配装置にセットした状態で、上記凹溝部にこの定配装置の爪を引っ掛ける等により、上記棒巻き包装された各シールリング同士の分離を容易に行う事ができる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、図７のａ部に相当する拡大断面図。同じく、水抜き孔形成位置に於ける、図７のｂ部に相当する拡大断面図。図２のｃ−ｃ断面図。本発明の実施の形態の第２例を示す、輸送の為に軸方向に積み重ねられた複数のシールリングを示す部分拡大断面図。本発明の実施の形態の第３例を示す、図１と同様の図。同じく、図４と同様の図。本発明の対象となるシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。従来構造の１例を示す、図７のａ部に相当する拡大断面図。同じく、ラビリンスリップの先半部の一部を径方向から見た状態で示す図。同じく、水抜き孔の形状の２例を示す、図９と同様の図。

［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、外輪２の外周面に付着した水分がこの外輪２の外周面を伝って、ラビリンスリップ２１ａの内径側に侵入する事を防止する為の、止水部３４及び庇部３５の構造、並びに、小石や泥水等の異物が水抜き孔３０ａ（３０ｂ）を通って上記ラビリンスリップ２１ａの内径側に侵入する事を防止し、仮にこれら異物がこのラビリンスリップ２１ａの内径側に侵入した場合には、これら異物をこのラビリンスリップ２１ａの外径側に排出する為の、掻き出し部３６の構造にある。車輪支持用転がり軸受ユニットの構造を含め、シールリング１４ｂ以外の構造及び作用効果に就いては、先に述べた、図８〜１０に示した従来構造の場合とほぼ同じであるから、重複する説明並びに図示は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分に就いて説明する。

本例の場合にも、上記シールリング１４ｂは、芯金１７ａとシール材１８ａとから成る。このうちの芯金１７ａは、軟鋼板等の金属板を曲げ形成して成るもので、嵌合筒部２２ａと、この嵌合筒部２２ａの外端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部２３ａと、この嵌合筒部２２ａの内端縁から径方向内方及び軸方向外方に向けてＵ字形に折り返された折れ曲がり部２４ａと、上記円輪部２３ａの外周縁から軸方向内方に折れ曲がった円筒部３７とを備える。そして、このうちの嵌合筒部２２ａを、外輪２の外端部内周面に締め嵌めで内嵌固定すると共に、上記円輪部２３ａの内側面を、上記外輪２の外端面に、上記シール材１８ａの一部を介在させた状態で突き当てている。

上記シール材１８ａは、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、上記芯金１７ａに接合固定しており、３本の接触式のシールリップ１９ａ、１９ｂ、１９ｃと、ラビリンスシールを構成する、庇状のラビリンスリップ２１ａとを備える。このうちの各シールリップ１９ａ〜１９ｃは、それぞれの先端縁を回転側フランジ１２の内側面或いはハブ３の中間部外周面に、全周に亙り摺接させている。

上記ラビリンスリップ２１ａの外周面は円筒面状としており、その外径寸法を、上記外輪２の外端部外周面の外径寸法よりも、十分に大きくしている。更に、本例の場合には、上記シールリング１４ｂを構成するシール材１８ａにより、止水部３４及び庇部３５を設けている。このうちの止水部３４は、上記ラビリンスリップ２１ａの基端部から径方向内方に連続する部分により、上記芯金１７ａを構成する円輪部２３ａのうち、上記外輪２の外端面外周縁よりも径方向外方に突出した部分を覆う事により構成している。又、上記庇部３５は、上記円輪部２３ａの外周縁から軸方向内方に折れ曲がった円筒部３７を覆う事により構成している。上記庇部３５の内径寸法は、外輪２の外端部外周面の外径寸法よりも大きくして、これら庇部３５の内周面と外輪２の外端部外周面との間に環状隙間４７を、全周に亙り設けている。言い換えれば、上記外輪２の外端部外周面の全周に亙って、この外輪２の外端部外周面と上記止水部３４と上記庇部３５とにより三方を囲まれて、軸方向内方が開口した、凹溝を形成している。

又、上記ラビリンスリップ２１ａの先半部の円周方向複数箇所に、従来構造と同様に、図９に示す様な、それぞれがこのラビリンスリップ２１ａの先端縁に迄達する切れ目２９、２９を形成している。更に、このラビリンリップ２１ａの先半部のうちでシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）を車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分に、図１０の（Ａ）又は（Ｂ）に示す様に、円周方向に隣り合う切れ目２９、２９同士の間部分を除く事により形成した、矩形（或は半楕円形）の開口部を有する、水抜き孔３０ａ（３０ｂ）を設けている。

本例の場合には、上記シールリング１４ｂのうち、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）の使用状態で上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）の直上位置に、図２、３に示す様な、掻き出し部３６を設けている。この掻き出し部３６は、上記シールリング１４ｂを構成する弾性材のうちで、上記円輪部２３ａの外側面を覆った部分から回転側フランジ１２の厚肉部２６の内側面に向って突出した掻き出し面部３８、３８と、上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）の開口部の径方向内方に位置し、これら両掻き出し面部３８、３８に連続する様に設けられた凹面部３９とから成る。これら両掻き出し面部３８、３８及び凹面部３９は、少なくとも先端部が、軸方向外方に向うに従って、径方向外側に向う方向に傾斜している。そして、上記両掻き出し面部３８、３８と上記凹面部３９との先端縁にそれぞれ形成された、掻き出し縁部４０、４０と凹縁部４１とを、上記回転側フランジ１２の厚肉部２６の内側面に近接対向させている。

又、本例の場合には、上記両掻き出し縁部４０、４０と上記回転側フランジ１２の回転方向αとの成す角度θが鋭角（好ましくは２０〜４０度程度）となる様にしている。更に、上記両掻き出し面部３８、３８の外径側先端部の外周面を、上記回転側フランジ１２の厚肉部２６より径方向外方に向けて突出させている。
又、本例の場合には、上記掻き出し部３６のうち、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）の使用状態で上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）の開口部の直上に位置する部分に設けた凹面部３９を、径方向内方に向け凹ませている。

以上の様な構成を有する本例のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記ラビリンスリップ２１ａの内径側への異物侵入防止効果を良好にし、仮にこのラビリンスリップ２１ａの内径側に異物が侵入し、回転側フランジ１２の内側面に付着した場合にも、この異物を容易に排出できる構造を実現できる。
即ち、上記外輪２の外端部外周面と、この外輪２の外端部外周縁よりも径方向外方に突出した止水部３４と、この外輪２の外端部の外径寸法よりも大きな内径寸法を有する庇部３５とにより、この外輪２の外端部の周囲に、全周に亙って軸方向内方が開口した環状隙間４７を設けている。この為、この外輪２の外周面に付着した水分がこの外輪２を伝って、上記ラビリンスリップ２１ａの外周面に迄達する事を、上記止水部３４により阻止できる。更に、この止水部３４に堰き止められた水分が許容量（上記環状隙間４７の容積）を超えた場合には、上記外輪２を伝って新たにこの止水部３４に侵入した水分によって、上記環状隙間４７内の水分の一部が押し出される。そして、押し出された水分は、上記止水部３４の内側面と上記庇部３５の内周面とに案内され、流れ方向が逆方向が変換され、上記外輪２の外周面を軸方向内方に向って押し返される。この為、本例の場合には、図８に示す様な従来構造に比べて、上記外輪２の外周面に付着した水分が上記シールリング１４ｂの外周面を伝って、各ラビリンスシール２８ａ、２８ｂに侵入するのを防止する効果を向上させる事ができる。

又、本例の場合には、上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）の直上位置に設けた掻き出し部３６を構成する、１対の掻き出し面部３８、３８の外径側先端部の外周面を、上記回転側フランジ１２の厚肉部２６より径方向外方に向けて突出させている。この為、上記ラビリンスリップ２１ａの径方向内方に侵入して、上記回転側フランジ１２の内側面に付着した小石や泥水等の異物を、上記両掻き出し面部３８、３８が、上記回転側フランジ１２の回転運動に伴い、上記ラビリンスリップ２１ａの外径側の外部空間に掻き出す。この結果、このラビリンスリップ２１ａの内径側に存在する異物の量を僅少に抑えて、シールリング付転がり軸受ユニット１の耐久性の向上を図れる。
更に、本例の場合には、上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）の直上に位置する上記掻き出し部３６の凹面部３９を径方向内方に凹ませる事により、上記シールリング１４ｂ及び上記回転側フランジ１２の内側面のうち、上記掻き出し部３６よりも外径側部分に、この回転側フランジ１２に固定された車輪によって撥ね上げられた小石や泥水等の異物を効率良く捕集可能としている。そして、この様な異物が、上記回転側フランジ１２の内側面に付着しにくくできる。

上述の様な掻き出し部３６は、上記シール材１８ａを射出成形、圧縮成形する際に、このシール材１８ａと一体に形成する。
尚、上記水抜き孔３０ａ（３０ｂ）及び上記掻き出し部３６は、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図７参照）を車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分の複数箇所に設けても良い。この様な場合には、上記シールリング１４ｂの組み付け時に、上記シール材１８ａのうちで、上記円輪部２３ａの外側面を覆った部分に存在する押圧面３２をシール押圧治具により押圧して、上記シールリング１４ｂを適切に組み込む為に、隣接する各掻き出し部３６は不連続に（隣接する各掻き出し部３６の間に、シール押圧治具により押圧する為の押圧面３２を確保）する。

［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、庇部３５ａの外径側半部に対して内径側半部を軸方向内方に突出させると共に、この内径側半部の外周面を小径部４３としている。又、上記庇部３５ａの外径側半部の外周面とラビリンスリップ２１ｂの外周面とを、単一円筒面状の大径部４４としている。又、これら小径部４３と大径部４４との間の段差面４５の高さｈを、上記ラビリンスリップ２１ｂの先半部で、基半部よりも薄肉となった部分の肉厚ｔ（厚さ）と、不可避的な製造誤差等、実用上問題を生じない程度の誤差を除き、実質的に等しく（ｈ≒ｔ）している。
又、上記小径部４３の軸方向の長さＷを、ラビリンスリップ２１ｂの先半部の軸方向の長さＤよりも長く（Ｗ＞Ｄ）している。この為、複数のシールリング１４ｃ、１４ｃを、上記小径部４３と上記ラビリンスリップ２１ｂの先半部とを嵌合させつつ軸方向に重ね合わせた状態で、一方のシールリング１４ｃの段差面４５と、他方のシールリング１４ｃのラビリンスリップ２１ｂの先端縁との間に、凹溝部４６、４６が形成される。

この結果、複数のシールリング１４ｃ、１４ｃを軸方向に重ね合わせた状態で、これら各シールリング１４ｃ、１４ｃの外周面は、上記凹溝部４６、４６が形成される部分を除き、単一円筒面状となる。この為、所謂棒巻き包装時に、軸方向に積み重ねられた上記各シールリング１４ｃ、１４ｃが偏心しにくくなる。この為、棒巻き包装を行い易くする事ができて、これら各シールリング１４ｃの輸送性（輸送作業性）の向上を図れる。
又、本発明に係るシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て時に、上記棒巻き包装された各シールリング１４ｃ、１４ｃを包装を除いてから定配装置にセットすれば、上記凹溝部４６にこの定配装置の爪を引っ掛ける等により、上記棒巻き包装された各シールリング１４ｃの分離を容易に行う事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前述した第１例の場合とほぼ同様である。

［実施の形態の第３例］
図５〜６は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ラビリンスリップ２１ｃを、軸方向外側に向うに従って径方向外側に向う方向に傾斜させている。又、止水部３４ａの内側面の径方向中間部、及び、この止水部３４ａの内側面と庇部３５ｂの内周面の軸方向外端部との連続部にリップ部４２を形成している。車輪支持用転がり軸受ユニットへの組み付け状態で、このリップ部４２の内周縁部（先端縁部）は、所定の緊迫力で外輪２の外端部外周面に接触する。この為、この外輪２の外端部と上記止水部３４ａとの間から水滴等の異物が侵入する事を、より確実に防止できる。
又、図６に示した様に、複数のシールリング１４ｄ、１４ｄを重ね合わせて、前述した様な棒巻き包装を施した結果、ラビリンスリップ２１ｃの先端縁が径方向内方に、図６に仮想線で示す様に弾性変形した場合でも、このラビリンスリップ２１ｃの先端縁と庇部３５ｂの内端面が干渉する事がない様に、嵌合筒部２２ｂの軸方向長さを確保している。この結果、上記棒巻き包装時に、上記ラビリンスリップ２１ｃの先端縁部を損傷しにくくできて、これら各シールリング１４ｄ、１４ｄの輸送性（輸送作業性）の向上を図れる。

前述した実施の形態の第１例〜第３例の場合には、シールリングを外輪に対して内嵌固定する形状としたが、これらシールリングの形状を外輪に対して、外嵌固定する形状とする事もできる。又、請求項１、２に記載した発明は、組み合わせて（同時に）実施する事もできる。

１シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット
２外輪
３ハブ
４転動体
５静止側フランジ
６外輪軌道
７ハブ本体
８内輪
９ナット
１０内輪軌道
１１保持器
１２回転側フランジ
１３スタッド
１４、１４ａ〜１４ｄシールリング
１５内部空間
１６カバー
１７、１７ａ、１７ｂ芯金
１８、１８ａ、１８ｂシール材
１９ａ〜１９ｃシールリップ
２１、２１ａ〜２１ｃラビリンスリップ
２２、２２ａ、２２ｂ嵌合筒部
２３、２３ａ、２３ｂ円輪部
２４、２４ａ折れ曲がり部
２５段部
２６厚肉部
２７薄肉部
２８ａ径方向のラビリンスシール
２８ｂ軸方向のラビリンスシール
２９切れ目
３０ａ、３０ｂ水抜き孔
３１堰部
３２押圧面
３３先端部
３４止水部
３５、３５ａ、３５ｂ庇部
３６掻き出し部
３７円筒部
３８掻き出し面部
３９凹面部
４０掻き出し縁部
４１凹縁部
４２リップ部
４３小径部
４４大径部
４５段差面
４６凹溝部
４７環状隙間

Claims

内周面に外輪軌道を有し、懸架装置に支持された状態で回転しない外輪と、外周面のうちでこの外輪軌道と対向する部分に内輪軌道を有し、この外輪と同心に配置されたハブと、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、このハブの外周面のうちで上記外輪の外端開口部よりも外方に突出した部分に設けられた、このハブに対し車輪を支持固定する為のフランジと、上記外輪の内周面とこのハブの外周面との間に存在する内部空間の外端開口部を塞ぐシールリングとを備え、
上記フランジは、基端寄り部分に設けられた厚肉部と先端寄り部分に設けられた薄肉部とを、内側面に形成した段部により連続して成るものであり、上記シールリングは、上記外輪の外端部に固定される芯金と、この芯金により補強された弾性材製のシール材とから成り、このシール材は、上記フランジの内側面若しくは上記ハブの外周面に全周に亙り摺接する、少なくとも１本のシールリップと、このシールリップよりも更に径方向外方に設けられ、その先端部を上記フランジの内側面に全周に亙り近接対向させて、これら先端部とフランジの内側面との間にラビリンスシールを形成する、ラビリンスリップとを備え、上記ラビリンスリップの先端部を上記段部よりも径方向外方に位置させると共に、これらラビリンスリップの先端部と段部とを径方向に重畳させて、このラビリンスリップの先端部内周面をこの段部に全周に亙り近接対向させ、且つ、上記シールリングを構成するシール材のうちで、上記ラビリンスリップの基端部から径方向内方に連続する部分に、上記外輪の外端部外周面よりも大きな外径寸法を有し、上記外輪の外端面外周縁よりも径方向外方に突出する円輪状の止水部を設けた、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、
上記ラビリンスリップのうちで、車両への組み付け状態でこの車両の下方に位置する部分に、水抜き孔が設けられており、
上記シール材のうちで、上記止水部の内側面の径方向外端部乃至は中間部に、軸方向内方に突出する状態で、その内周面の軸方向内端部乃至中間部を上記外輪の外周面に、軸方向内方のみが開口した環状隙間を介して全周に亙り対向させた、庇部が設けられており、且つ、上記車両への組み付け状態で上記水抜き孔の直上に位置する部分に、その先端縁を上記フランジの内側面に近接対向させた、掻き出し部が設けられている事を特徴とするシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。
上記庇部のうち外径側半部に対して軸方向内方に突出させた内径側半部の外周面である小径部と、この外径側半部と上記ラビリンスリップとの外周面から成り、単一円筒面状である大径部との間に形成された段差面の径方向の高さと、上記ラビリンスリップのうち少なくとも先半部の、径方向に関する厚さとを等しくすると共に、上記小径部の軸方向の長さを、上記ラビリンスリップの先半部の軸方向の長さよりも長くし、複数のシールリングを軸方向に重ね合わせた状態で、軸方向に隣り合う１対のシールリングのうちの一方のシールリングの上記段差面と、同じく他方のシールリングの上記ラビリンスリップの先端縁との間に、周方向全周に亙って凹溝部が形成される様にした事を特徴とする、請求項１に記載したシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。