JP6126827B2

JP6126827B2 - 車輪用軸受の密封装置

Info

Publication number: JP6126827B2
Application number: JP2012264365A
Authority: JP
Inventors: 鳥居　晃; 晃鳥居
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: JP2014109330A

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受の密封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密封装置が装着されている。近年、自動車の燃費向上のため軸受部の低トルク化が進んでいる。この軸受部の回転トルクのうち、密封装置の回転トルクが支配的である。すなわち、転がり抵抗に比べ密封装置の摺動抵抗が大きく、回転トルクに占める密封装置の摺動抵抗の比率が高く、車輪用軸受の密封装置において、さらなる低トルク化が要求されるようになっている。また、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、密封装置の不具合による損傷が多くを占めている。したがって、密封装置の密封性と耐久性を高めることにより、軸受寿命の向上を確実に図ることができる。

従来から、密封性を高めた車輪用軸受の密封装置に関しては種々提案されているが、こうした車輪用軸受の密封装置の代表的な一例を図５に示す。この密封装置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は鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、回転側部材となる内輪５３の外径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、固定側部材となる外方部材５４に装着されている。このシール板５２は、芯金５５と、この芯金５５に加硫接着されたシール部材５６とからなる。芯金５５は鋼板からプレス加工にて形成され、外方部材５４の端部に内嵌された円筒部５５ａと、この円筒部５５ａから径方向内方に延びる立板部５５ｂとからなる。

シール部材５６はニトリルゴム等の弾性部材からなり、スリンガ５１の立板部５１ｂに摺接するサイドリップ５６ａとグリースリップ５６ｂを有している。サイドリップ５６ａは、芯金５５の立板部５５ｂから外径側に傾斜して形成され、その先端がスリンガ５１の立板部５１ｂに所定の軸方向シメシロをもって摺接されていると共に、グリースリップ５６ｂが円筒部５１ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

また、スリンガ５１の立板部５１ｂの外面側に磁気エンコーダ５７が加硫接着によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ５７は、立板部５１ｂの先端から内面側に回り込んで接合されている。一方、シール部材５６は、芯金５５の円筒部５５ａの先端部に回り込んで接合されている。そして、磁気エンコーダ５７とこのシール部材５６との間に環状のラビリンス隙間５８が形成されている。これにより、軸受空間への泥水の浸入を効果的に防止して、軸受寿命を延長できるようにしている。

この種のパックシールタイプの密封装置５０においては、その構造上、軸受空間Ｓに対するシール経路は、２点鎖線で示す矢印Ｐによって概念的に表すことができる。したがって、軸受空間Ｓに遠い側（最遠側）、軸受空間Ｓから近い側（最近側）とは、それぞれ、このシール経路Ｐに沿って軸受空間Ｓに遠い側、軸受空間Ｓから近い側と言うことができる。

ここで、軸受空間Ｓより最も遠い位置の最遠側サイドリップ５６ａと、軸受空間Ｓより最も近い最近側グリースリップ５６ｂは、固定側部材である外輪５４に一体とされているから、その先端部は、回転するスリンガ５１の最遠側摺接面５９ａと最近側摺接面５９ｂに対して見かけ上相対的に摺接することになる。このような最遠側サイドリップ５６ａと最近側グリースリップ５６ｂの最遠側摺接面５９ａと最近側摺接面５９ｂに対する相対的摺接状態によって、軸受空間Ｓ内に充填されたグリースの外部漏出が防止されると共に、外部からの汚泥や塵埃等の軸受空間Ｓ内への侵入が防止される。

最遠側摺接面５９ａの表面粗さ（Ｒａ）が最近側摺接面５９ｂの表面粗さよりも大きく、０．４以上とされている。Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）、算術平均粗さ、すなわち、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。そして、回転の継続に伴い、軸受空間Ｓ内の温度が上昇し、その内圧が高くなるが、最近側摺接面５９ｂの表面粗さ（Ｒａ）が０．４以下とされているから、最近側グリースリップ５６ｂの先端部と最近側摺接面５９ｂとの接触面積が大きく確保され、これによって、両者の接触界面部分から空気の漏出が抑制される。したがって、その後、回転速度が下がりあるいは回転停止して軸受空間Ｓの温度が下がっても、軸受空間Ｓ内が負圧になり難く、最遠側サイドリップ５６ａが最遠側摺接面５９ａに貼り付くような現象が生じない。また、最遠側摺接面５９ａがＲａ０．４より大とされているから、最遠側サイドリップ５６ａと最遠側摺接面５９ａとの摺接抵抗は小さく、この摺接部分における外部からの汚泥や塵埃の侵入の防止を維持しながら、内輪５３をはじめ回転側部材の回転トルクの低減化が図られ、自動車の低燃費化に寄与する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−２１６１６号公報

この種の密封装置５０では、市場におけるロバスト性（耐久性）向上のための泥水性能の向上が求められると共に、低燃費化のために低フリクション化も同時に求められる。このような状況の中で、泥水性能は現状を維持し、低フリクション化を求める場合がある。この場合、一般的なハイパックシールでは、２サイドリップ化やスリンガの低摩擦処理、あるいはシールリップの低摩擦処理等で対応されてきた。

一方、更なる低フリクション化が求められ、ハイパックシールの３リップ構造からサイドリップ＋グリースリップの２リップ構造が知られている。然しながら、例示した従来の密封装置５０では、低フリクション化には繋がるものの、泥水性能は従来のハイパックシールに比べて劣ることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、低フリクション化を図りつつ、泥水性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することを目的としている。

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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、前記スリンガの立板部の外径部に軸受内方側に延びる遮蔽部が設けられ、この遮蔽部が、前記スリンガの立板部の先端部から軸受内方側に延びる第１の円筒部と、この第１の円筒部から径方向外方に延びる円板部と、この円板部から軸受外方側に延びる第２の円筒部とからなる断面が略コの字型に形成され、前記第１の円筒部と円板部の角部が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成されると共に、前記第２の円筒部が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部が前記サイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっている。
また、本発明のうち請求項２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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、前記スリンガの立板部の側面に、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダが一体に接合されると共に、前記磁気エンコーダが前記立板部の先端部に回り込んで接合されて遮蔽部が構成され、この遮蔽部の端部内周に所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面の傾斜角が前記シール板を構成する芯金の内径部の傾斜角と略同一に設定されると共に、前記テーパ面が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部の外径が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部が前記サイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっている。

このように、車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、シール板が、外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、スリンガが、内方部材の外径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を有し、シール部材が、芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、スリンガの立板部の外径部に軸受内方側に延びる遮蔽部が設けられ、この遮蔽部が、スリンガの立板部の先端部から軸受内方側に延びる第１の円筒部と、この第１の円筒部から径方向外方に延びる円板部と、この円板部から軸受外方側に延びる第２の円筒部とからなる断面が略コの字型に形成され、第１の円筒部と円板部の角部がシール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成されると共に、第２の円筒部がシール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部がサイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっているので、サイドリップの摺接部に泥水が直接入り込むのを抑制し、サイドリップの先端部からの泥水等の浸入を遅れせることができると共に、摺接面に介在する異物によってその表面が削り取られるアブレッシブ摩耗を防止することができ、泥水性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することができる。
また、本発明に係る車輪用軸受の密封装置は、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、前記スリンガの立板部の側面に、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダが一体に接合されると共に、前記磁気エンコーダが前記立板部の先端部に回り込んで接合されて遮蔽部が構成され、この遮蔽部の端部内周に所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面の傾斜角が前記シール板を構成する芯金の内径部の傾斜角と略同一に設定されると共に、前記テーパ面が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部の外径が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部がサイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっているので、外部から泥水等が浸入しても、サイドリップの先端部までの浸入経路が屈曲されてその距離が長くなるので、泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができると共に、浸入した泥水がサイドリップの周辺に滞留することなくこのテーパ面に沿って飛散し易くなり、一層泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができる。

好ましくは、請求項３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に径方向内方に傾斜して形成され、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するグリースリップを備えていれば、パックシールの２リップ構造による低フリクション化を図ることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記遮蔽部の幅寸法が前記サイドリップの先端部の厚さよりも大きく設定されていれば、サイドリップの先端部からの泥水等の浸入を遅れせることができ、低フリクション化を図りつつ、泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができる。

本発明に係る車輪用軸受の密封装置は、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、前記スリンガの立板部の外径部に軸受内方側に延びる遮蔽部が設けられ、この遮蔽部が、前記スリンガの立板部の先端部から軸受内方側に延びる第１の円筒部と、この第１の円筒部から径方向外方に延びる円板部と、この円板部から軸受外方側に延びる第２の円筒部とからなる断面が略コの字型に形成され、前記第１の円筒部と円板部の角部が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成されると共に、前記第２の円筒部が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部がサイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっているので、サイドリップの摺接部に泥水が直接入り込むのを抑制し、サイドリップの先端部からの泥水等の浸入を遅れせることができると共に、摺接面に介在する異物によってその表面が削り取られるアブレッシブ摩耗を防止することができ、泥水性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することができる。
また、本発明に係る車輪用軸受の密封装置は、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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、前記スリンガの立板部の側面に、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダが一体に接合されると共に、前記磁気エンコーダが前記立板部の先端部に回り込んで接合されて遮蔽部が構成され、この遮蔽部の端部内周に所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面の傾斜角が前記シール板を構成する芯金の内径部の傾斜角と略同一に設定されると共に、前記テーパ面が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部の外径が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部が前記サイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっているので、外部から泥水等が浸入しても、サイドリップの先端部までの浸入経路が屈曲されてその距離が長くなるので、泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができると共に、浸入した泥水がサイドリップの周辺に滞留することなくこのテーパ面に沿って飛散し易くなり、一層泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができる。

本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受の一実施形態を示す縦断面図である。図１の密封装置を示す要部拡大図である。図２の密封装置の変形例を示す要部拡大図である。図３の密封装置の変形例を示す要部拡大図である。従来の密封装置を示す要部拡大図である。

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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が鋼板からプレス加工によって形成され、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、前記スリンガが鋼板からプレス加工によって形成され、前記内方部材の外径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、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップと、このサイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成され、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するグリースリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、前記スリンガの立板部の先端部から軸受内方側に延びる第１の円筒部と、この第１の円筒部から径方向外方に延びる円板部と、この円板部から軸受外方側に延びる第２の円筒部とからなる断面が略コの字型の遮蔽部が一体に形成され、前記第１の円筒部と円板部の角部が前記シール板に僅かなすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成され、前記第２の円筒部が前記シール板に僅かな径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、前記遮蔽部が前記サイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となり、この遮蔽部の幅寸法が前記サイドリップの先端部の厚さよりも大きく設定されている。

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、本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の密封装置を示す要部拡大図、図３は、図２の密封装置の変形例を示す要部拡大図、図４は、図３の密封装置の変形例を示す要部拡大図である。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。

図１に示す車輪用軸受１は第１世代と呼称され、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成された外輪（外方部材）２と、外周にこれら複列の外側転走面２ａ、２ａに対向する内側転走面３ａが形成された一対の内輪３、３と、両転走面間に保持器４を介して転動自在に収容された複列の転動体（ボール）５、５とを備えている。そして、一対の内輪３、３の小端面（小径側端面）３ｂが突き合された状態でセットされ、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。

外輪２と内輪３および転動体５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。また、外輪２と一対の内輪３、３との間に形成される環状空間の開口部には密封装置６、７が装着され、軸受内部に封入された潤滑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。

なお、ここでは、車輪用軸受１として転動体５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ものを例示したが、これに限らず転動体５に円錐ころを使用した複列円錐ころ玉軸受で構成されていても良い。また、軸受構造は例示した第１世代に限らず、例えば、外輪にフランジを有する第２世代構造でも良いし、内方部材を構成するハブ輪の外周に直接内側転走面が形成され、このハブ輪に内輪が固定された第３世代構造、あるいは、内方部材を構成する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世代構造であっても良い。

アウター側の密封装置６は、外輪２の端部内周に圧入された芯金８と、この芯金８に加硫接着によって一体に接合されたシール部材９とからなる一体型シールで構成されている。芯金８は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成されている。一方、シール部材９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、内輪３の外径に摺接する二股状のラジアルリップを有している。そして、芯金８の外表面を覆うように、シール部材９が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、気密性を高めて軸受内部を保護することができる。

なお、シール部材９の材質としては、例示した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）、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。

インナー側の密封装置７は、図２に拡大して示すように、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなる、所謂パックシールを構成している。シール板１０は、図示しない外輪に圧入される芯金１２と、この芯金１２に一体に加硫接着されたシール部材１３とからなる。

芯金１２は、オーステナイト系ステンレス鋼板または冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、外輪の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１２ａと、この嵌合部１２ａの一端部から径方向内方に延び、途中、軸受外方側（スリンガ１１側）に所定の傾斜角θｏで屈曲し、さらに内径側に延びる内径部１２ｂを備えている。そして、芯金１２の嵌合部１２ａの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材１３が回り込んで接合されてハーフメタル構造をなしている。

シール部材１３はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金１２の嵌合部１２ａの内周面を覆う基部１３ａと、この基部１３ａから径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ１３ｂと、このサイドリップ１３ｂの内径側に軸受内方側に傾斜して形成されたグリースリップ１３ｃを備えている。シール部材１３の材質としては、例示したＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

スリンガ１１は、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、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成され、図示しない内輪の外径に圧入される円筒部１１ａと、この円筒部１１ａから径方向外方に延びる立板部１１ｂと、この立板部１１ｂから軸受内方側（シール板１０側）に屈曲して形成された遮蔽部１４とを備えている。そして、シール部材１３のサイドリップ１３ｂが立板部１１ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、グリースリップ１３ｃが円筒部１１ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

ここで、スリンガ１１の遮蔽部１４は、立板部１１ｂの先端部から軸受内方側に延びる第１の円筒部１４ａと、この第１の円筒部１４ａから径方向外方に延びる円板部１４ｂと、この円板部１４ｂから軸受外方側に延びる第２の円筒部１４ｃを備え、断面が略コの字型に形成されている。

ここで、遮蔽部１４の第１の円筒部１４ａと円板部１４ｂの角部がシール板１０に僅かなすきまを介して対向し、第１のラビリンスシール１５が構成されると共に、第２の円筒部１４ｃがシール板１０に僅かな径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシール１６が構成されている。そして、遮蔽部１４（第１の円筒部１４ａ）の幅寸法Ａがサイドリップ１３ｂの先端部の厚さＢよりも大きく設定されている（Ａ≧Ｂ）。このように、本実施形態では、スリンガ１１の遮蔽部１４が断面略コの字型に形成され、対向するシール板１０との間に第１および第２のラビリンスシール１５、１６が構成されているので、外部から泥水等が浸入しても、サイドリップ１３ｂの先端部までの浸入経路が屈曲されてその距離が長くなり、摺接部に泥水が直接入り込むのを抑制し、摺接面に介在する異物によってその表面が削り取られる、所謂アブレッシブ摩耗を防止することができる。

さらに、遮蔽部１４の第１の円筒部１４ａがサイドリップ１３ｂの先端部の遮蔽壁となっているので、サイドリップ１３ｂの先端部からの泥水等の浸入を遅れせることができ、パックシールの２リップ構造による低フリクション化を図りつつ、泥水性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受１の密封装置７を提供することができる。

図３に、前述した密封装置７（図２）の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的にはスリンガの構成が異なるだけで、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号を付して詳細な説明を省略する。

この密封装置１７は、互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１８とからなるパックシールを構成している。シール板１０は、芯金１２と、この芯金１２に一体に加硫接着されたシール部材１３とからなる。

一方、スリンガ１８は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成され、図示しない内輪の外径に圧入される円筒部１８ａと、この円筒部１８ａから径方向外方に延びる立板部１８ｂを備えている。そして、この立板部１８ｂの側面に磁気エンコーダ１９が加硫接着等で一体に接合されている。この磁気エンコーダ１９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、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。

ここで、磁気エンコーダ１９は、立板部１８ｂの先端部に回り込んで接合され、軸受内方側（シール板１０側）に突出して形成された遮蔽部２０を備えている。この遮蔽部２０の端部がシール板１０に僅かなすきまを介して対向し、第１のラビリンスシール１５が構成されると共に、遮蔽部２０の外径がシール板１０に僅かな径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシール１６が構成されている。

これにより、本実施形態では、前述した実施形態と同様、外部から泥水等が浸入しても、サイドリップ１３ｂの先端部までの浸入経路が屈曲されてその距離が長くなるので、摺接部に泥水が直接入り込むのを抑制し、アブレッシブ摩耗を防止することができると共に、磁気エンコーダ１９の遮蔽部２０の幅寸法Ａがサイドリップ１３ｂの先端部の厚さＢよりも大きく設定され（Ａ≧Ｂ）、遮蔽部２０がサイドリップ１３ｂの先端部の遮蔽壁となっているので、サイドリップ１３ｂの先端部からの泥水等の浸入を遅れせることができ、低フリクション化を図りつつ、泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができる。

図４に、前述した密封装置１７（図３）の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には遮蔽部の形状が異なるだけで、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号を付して詳細な説明を省略する。

この密封装置２１は、互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ２２とからなるパックシールを構成している。スリンガ２２は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成され、図示しない内輪の外径に圧入される円筒部１８ａと、この円筒部１８ａから径方向外方に延びる立板部１８ｂを備えている。そして、この立板部１８ｂの側面に磁気エンコーダ２３が加硫接着等で一体に接合されている。この磁気エンコーダ２３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、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されている。

ここで、磁気エンコーダ２３は、立板部１８ｂの先端部に回り込んで接合され、軸受内方側（シール板１０側）に突出して形成された遮蔽部２４を備えている。この遮蔽部２４は、端部内周に所定の傾斜角θからなるテーパ面２４ａが形成されている。このテーパ面２４ａの傾斜角θは、シール板１０を構成する芯金１２の内径部の傾斜角θｏと略同一に設定され（θ＝θｏ）、テーパ面２４ａがシール板１０に僅かなすきまを介して対向し、第１のラビリンスシール１５が構成されると共に、遮蔽部２４の外径がシール板１０に僅かな径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシール１６が構成されている。

これにより、本実施形態では、前述した実施形態と同様、外部から泥水等が浸入しても、サイドリップ１３ｂの先端部までの浸入経路が屈曲されてその距離が長くなるので、摺接部に泥水が直接入り込むのを抑制し、アブレッシブ摩耗を防止することができると共に、浸入した泥水がサイドリップ１３ｂの周辺に滞留することなくこのテーパ面２４ａに沿って飛散し易くなり、一層泥水性能を高めて耐久性の向上を図ることができる。

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の密封装置は、内輪回転タイプ、外輪回転タイプの第１世代、第２世代、内輪回転タイプの第３世代、４世代構造の車輪用軸受に装着される密封装置に適用することができる。

１車輪用軸受
２外輪
２ａ外側転走面
３内輪
３ａ内側転走面
３ｂ小端面
４保持器
５転動体
６アウター側の密封装置
７、１７、２１インナー側の密封装置
８、１２芯金
９、１３シール部材
１０シール板
１１、１８、２２スリンガ
１１ａ、１８ａ円筒部
１１ｂ、１８ｂ立板部
１２ａ嵌合部
１２ｂ内径部
１３ａシール部材の基部
１３ｂサイドリップ
１３ｃグリースリップ
１４、２０、２４遮蔽部
１４ａ第１の円筒部
１４ｂ円板部
１４ｃ第２の円筒部
１５第１のラビリンスシール
１６第２のラビリンスシール
１９、２３磁気エンコーダ
２４ａテーパ面
５０密封装置
５１スリンガ
５１ａ、５５ａ円筒部
５１ｂ、５５ｂ立板部
５２シール板
５３内輪
５４外方部材
５５芯金
５６シール部材
５６ａサイドリップ
５６ｂグリースリップ
５７磁気エンコーダ
５８ラビリンス隙間
５９ａ最遠側摺接面
５９ｂ最近側摺接面
Ａ遮蔽部の幅寸法
Ｂサイドリップの先端部の厚さ
Ｐシール経路
Ｓ軸受空間
θ テーパ面の傾斜角
θｏ芯金の内径部の傾斜角

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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、
前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、
前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、
前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、
前記スリンガの立板部の外径部に軸受内方側に延びる遮蔽部が設けられ、この遮蔽部が、前記スリンガの立板部の先端部から軸受内方側に延びる第１の円筒部と、この第１の円筒部から径方向外方に延びる円板部と、この円板部から軸受外方側に延びる第２の円筒部とからなる断面が略コの字型に形成され、前記第１の円筒部と円板部の角部が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成されると共に、前記第２の円筒部が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部が前記サイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっていることを特徴とする車輪用軸受の密封装置。
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それぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受に装着され、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を密封する車輪用軸受の密封装置であって、
前記密封装置が、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成され、
前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、合成ゴムからなるシール部材を備え、
前記スリンガが、前記内方部材の外径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を有し、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、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するサイドリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、
前記スリンガの立板部の側面に、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁された磁気エンコーダが一体に接合されると共に、前記磁気エンコーダが前記立板部の先端部に回り込んで接合されて遮蔽部が構成され、この遮蔽部の端部内周に所定の傾斜角からなるテーパ面が形成され、このテーパ面の傾斜角が前記シール板を構成する芯金の内径部の傾斜角と略同一に設定されると共に、前記テーパ面が前記シール板にすきまを介して対向し、第１のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部の外径が前記シール板に径方向すきまを介して対向し、第２のラビリンスシールが構成され、当該遮蔽部が前記サイドリップの先端部の外径側に配置されて遮蔽壁となっていることを特徴とする車輪用軸受の密封装置。
前記シール部材が、前記サイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成され、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するグリースリップを備えている請求項１または２に記載の車輪用軸受の密封装置。
前記遮蔽部の幅寸法が前記サイドリップの先端部の厚さよりも大きく設定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受の密封装置。