JP6936671B2 - シール部材およびそれを備える車輪用軸受装置 - Google Patents

シール部材およびそれを備える車輪用軸受装置 Download PDF

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Description

本発明はシール部材およびそれを備える車輪用軸受装置に関する。
従来、自動車等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。車輪用軸受装置は、車両のシャーシ等に設けられているナックルに外方部材が固定され、回転体を介してハブ輪を含む内方部材が回転自在に支持されている。車輪用軸受装置には、外方部材と内方部材との隙間を塞ぐシール部材が設けられている。インナー側（車両側）のシール部材は、車輪用軸受装置の外方部材に嵌合されているシール板と、シール板を覆うように内方部材に嵌合されているスリンガとが組み合わされてパックシールとして構成されている。インナー側のシール部材は、シール板に設けられている複数のシールリップがスリンガに接触することで内部のグリースの漏れを防止するとともに外部から雨水、泥水および粉塵等の入り込みを防止している。
このような車輪用軸受装置において、粉塵や泥水等にさらされる厳しい使用環境下においても長い軸受寿命を得るために、シール部材に複数のシール機構を設けてシール性を向上させているものがある。例えば、ラビリンスを構成して、パックシールの内部に粉塵や泥水の入り込みを抑制するものがある。このように構成することで、パックシールは、ラビリンスによりシールリップ先端への雨水や粉塵の入り込みが抑制され、シールリップ先端の損傷を防止し、シール性を向上させることができる。例えば、特許文献１に記載の如くである。
特許文献１に記載のシール部材は、スリンガの外周部分からシール板に向かって延びる円筒部が形成されている。シール部材には、円筒部の外周面とシール板との僅かな径方向すきまによってラビリンスシールが構成されている。また、シール部材には、シール板に補助リップが更に設けられ、円筒部の内周面に接触している。これにより、シール部材は、ラビリンスシールによって外部から泥水や粉塵の入り込みを抑制するとともに、補助リップによって内部に入り込んだ泥水や粉塵等を遮断してシールリップ先端の損傷や摩耗を防止する。
特開２００９−１９７８８４号公報
シール部材には、スリンガの立板部に接触しているアキシアルリップ、スリンガの嵌合部に接触している中間リップおよびラジアルリップに加え、スリンガの円筒部に接触している補助リップが設けられている。このように、車輪用軸受装置は、複数のリップによってシール性を向上させ、ラビリンスを通り抜けた泥水や粉塵等が軸受装置の内部に入り込まないように構成されている。しかし、シール部材は、スリンガに接触するシールリップの数を増やすほど摺動抵抗によって回転トルクが増大する。このため、特許文献１に記載の技術では、泥水や粉塵等の入り込みが防止されるが補助リップとスリンガとの接触によって回転トルクが増大する点で不利であった。
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができるシール部材およびそれを備える車輪用軸受装置の提供を目的とする。
即ち、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た少なくとも一つの内輪を有し、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、前記外方部材と前記内方部材と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、を具備する車輪用軸受装置における前記外方部材と前記内方部材との間をシールするシール部材であって、前記外方部材の内周面に嵌合されるシール板嵌合部と前記シール板嵌合部から径方向内側に延びる環状の支持部と前記支持部の一側面に設けられる複数のシールリップとを有するシール板と、前記内方部材の外周面に嵌合されるスリンガ嵌合部と前記スリンガ嵌合部から径方向外側に延びて前記支持部と対向する環状の立板部とを有するスリンガと、を備え、前記複数のシールリップのうち少なくとも一つは、前記立板部の一側面又は前記スリンガ嵌合部の外周面のいずれか一方に接触し、前記支持部のうち、最も径方向外側の前記シールリップが設けられている位置よりも径方向外側の部分を屈曲させて円環状の溝部を形成し、前記立板部の外周部分を屈曲させて円筒状の壁部を形成し、前記溝部に対して前記壁部が全周に亘って非接触の状態で配置され、ラビリンスとして構成されているものである。言い換えれば、前記立板部の外周部分を屈曲させて形成した円筒状の壁部は、前記溝部に対して前記壁部が非接触の状態で挿入されて、ラビリンスとして構成されている。
シール部材においては、前記壁部の一部が、径方向視で前記支持部と重複するように構成されているものである。
シール部材においては、前記壁部に非接触の状態で前記壁部の内周面に沿うラビリンスリップが前記支持部に設けられ、前記壁部と前記ラビリンスリップとの隙間がラビリンスとして構成されているものである。
シール部材においては、前記壁部に非接触の状態で前記ラビリンスのシール内部側の開口部を覆う樋部が前記支持部に設けられているものである。
シール部材においては、前記立板部に非接触の状態で前記立板部の一側面に沿うラビリンスリップが前記支持部に設けられ、前記立板部と前記ラビリンスリップとの隙間がラビリンスとして構成されているものである。
前記シール板嵌合部の長さが、前記支持部と前記立板部との間隔の１．２倍から２．５倍の範囲に含まれるように構成されているものである。
車輪用軸受装置においては、上述のいずれか一項に記載のシール部材を備えるものである。
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、本発明によれば、シール板の円環状の溝部にスリンガの円筒状の壁部が挿入されることで、壁部の外周面と内周面との両側にラビリンスが構成される。これにより、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
本発明によれば、シール板の溝部のみが支持部よりも突出し、壁部が挿入されているのでシールリップの構成を変えることなくラビリンスが構成される。これにより、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
本発明によれば、スリンガの壁部とラビリンスリップとによって更にラビリンスが構成されるので、ラビリンス長さが大きくなる。これにより、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
本発明によれば、非接触の樋部が形成されることで、樋部が内部に入り込んだ泥水や粉塵等を受け止めるよう構成されている。これにより、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
本発明によれば、壁部の外周面と内周面との両側に構成されるラビリンスに加え、スリンガの立板部とラビリンスリップとによって更にラビリンスが構成されるので、ラビリンス長さが大きくなる。これにより、回転トルクを増大させることなく更にシール性を向上することができる。
車輪用軸受装置の一実施形態における全体構成を示す斜視図。 車輪用軸受装置の一実施形態における全体構成を示す断面図。 シール部材の第一実施形態においてシール部材の構成を示す拡大段面図。 シール部材の第二実施形態においてシール部材の構成を示す拡大段面図。 シール部材の第三実施形態においてシール部材の構成を示す拡大段面図。 シール部材の第四実施形態においてシール部材の構成を示す拡大段面図。 シール部材の第五実施形態においてシール部材の構成を示す拡大段面図。 シール部材の第一実施形態においてエンコーダを設けた構成を示す拡大段面図。 車輪用軸受装置の第二実施形態における全体構成を示す断面図。
以下に、図１から図３を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。
図１と図２とに示すように、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、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５ａ、アウター側ボール列５ｂ、シール部材であるインナー側シール部材６、シール部材であるアウター側シール部材９を具備する。インナー側シール部材６およびアウター側シール部材９は、車輪用軸受シールである。ここで、本明細書において、インナー側とは、車輪用軸受装置１を車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車輪用軸受装置１を車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。
図２に示すように、外方部材である外輪２は、ハブ輪３と内輪４を支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成されている。外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２のアウター側端部には、アウター側シール部材９が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。
外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。アウター側の外側転走面２ｄは、インナー側の外側転走面２ｃとピッチ円直径とが同等もしくは大きくなるように形成されている。外輪２の外周面には、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。
内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、有底円筒状に形成されている。ハブ輪３のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｄが設けられている。また、ハブ輪３は、アウター側の内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。ハブ輪３の内周は、トルク伝達用のセレーション（またはスプライン）が形成されている。ハブ輪３には、小径段部３ａに内輪４が設けられている。
内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４は、圧入によりハブ輪３のインナー側端部に固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。ハブ輪３は、インナー側端部の内輪４の内側転走面４ａが外輪２のインナー側の外側転走面２ｃに対向するように配置されている。
転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４の内側転走面４ａと、外輪２のインナー側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３の内側転走面３ｃと、外輪２のアウター側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。
図２と図３とに示すように、本発明に係るシール部材の第一実施形態であるインナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、二枚のシールリップを接触させる２サイドリップタイプのパックシールから構成されている。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板７と略円筒状のスリンガ８とを具備する。なお、以下の実施形態においてインナー側シール部材は、単数または複数のシールリップを備えるパックシールであればよい。
図３に示すように、シール板７は、芯金とシールリップ（薄墨部分参照）とから構成されている。芯金は、例えば、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（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）から構成されている。芯金は、円環状の鋼板の外縁部がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。これにより、芯金は、シール板嵌合部７ａと、軸方向アウター側に突出している円環状の溝部７ｂと、溝部７ｂの側面から軸心に向かって延びる円環状の支持部７ｃと、から構成されている。
シール板嵌合部７ａのインナー側端部には、芯金にシール材が、例えば加硫接着されている。溝部７ｂ内の側面には、芯金にシール材と同じ材質の樹脂がシール板嵌合部７ａのインナー側端部から連続的に、例えば加硫接着されている（以下、加硫接着されている樹脂を含めて溝部７ｂと記す）。支持部７ｃの一側（インナー側）面には、径方向内側からラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅおよびアキシアルリップ７ｆがこの順で一体に、例えば加硫接着されている。ラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅおよびアキシアルリップ７ｆ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、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の合成ゴムから構成されている。シール板７は、シール板嵌合部７ａが外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されて外輪２と一体的に構成されている。
スリンガ８は、例えば、シール板７と同等の鋼板から構成されている。スリンガ８は、円環状の鋼板の外縁部と内縁部とがプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｕ字状に形成されている。これにより、スリンガ８は、スリンガ嵌合部８ａと、スリンガ嵌合部８ａのインナー側端から径方向外側に向かって延びる円環状の立板部８ｂと、立板部８ｂの外周部から軸方向アウター側に向かって延びる円筒状の壁部８ｃと、から構成されている。スリンガ８は、シール板７よりもインナー側にスリンガ嵌合部８ａが内輪４に嵌合されて固定されている。立板部８ｂは、シール板７の支持部７ｃに軸方向に対向するように配置されている。また、壁部８ｃは、シール板７の溝部７ｂに非接触状態で挿入されている。
このように、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されたシール板７と内輪４に嵌合されたスリンガ８とが対向するように配置され、パックシールを構成している。シール板７のラジアルリップ７ｄは、油膜を介してスリンガ８のスリンガ嵌合部８ａの外周面に接触し、主に車輪用軸受装置１の内部のグリースの外部への漏れを防止している。シール板７のダストリップ７ｅは、スリンガ８の立板部８ｂの一側面（アウター側）に油膜を介して接触し、主に車輪用軸受装置１の外部から粉塵等の内部への入り込みを防止している。また、シール板７のアキシアルリップ７ｆは、立板部８ｂの一側面においてダストリップ７ｅが接触している位置よりも径方向外側に油膜を介して接触し、主に車輪用軸受装置１の外部から泥水等の内部への入り込みを防止している。溝部７ｂと壁部８ｃとは、ラビリンスＬａ（網掛け部分）を構成している。インナー側シール部材６は、シール板７のラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅおよびアキシアルリップ７ｆが油膜を介してスリンガ８に接触することでスリンガ８に対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａからの潤滑グリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。
図２に示すように、アウター側シール部材９は、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材９は、略円筒状の芯金にシールリップが、例えば加硫接着された一体型のシールとして構成されている。
アウター側シール部材９の芯金は、例えば、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（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）から構成されている。芯金は、円環状の鋼板の外縁部がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。シールリップは、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、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の合成ゴムから構成されている。
アウター側シール部材９は、芯金が外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合されている。この際、アウター側シール部材９は、シールリップがハブ輪３のシール摺動面に接触するように配置されている。アウター側シール部材９は、シールリップが油膜を介してハブ輪３のシール摺動面と接触することでシール摺動面に対して摺動可能に構成されている。これにより、アウター側シール部材９のシールリップは、外輪２のアウター側開口部２ｂからの潤滑グリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。
このように構成される車輪用軸受装置１には、ハブ輪３と内輪４とがインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間をインナー側シール部材６で塞がれ、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間をアウター側シール部材９で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からの潤滑グリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３と内輪４とが回転する。
次に、図３を用いて、インナー側シール部材６を構成するシール板７の溝部７ｂとスリンガ８の壁部８ｃとについて詳細に説明する。
図３に示すように、シール板７の溝部７ｂは、芯金が屈曲されて、シール板嵌合部７ａと支持部７ｃとを繋ぐように形成されている。溝部７ｂは、長さＬ１のシール板嵌合部７ａのアウター側端から径方向内側に向かって幅Ｗだけ延伸されている円環状の底側面と、底側面の径方向内側端から軸方向インナー側に向かって長さＬ２だけ延伸されている円筒状の内側面と、から形成されている。支持部７ｃは、内側面のアウター側端である底側面から長さＬ２の位置に支持部７ｃの一側面（シールリップが形成されている面）が一致するように内側面のインナー側端から径方向内側に延伸されている。つまり、シール板７には、支持部７ｃのラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅおよびアキシアルリップ７ｆが設けられている部分よりも径方向外側に溝深さが長さＬ２の円環状の溝部７ｂが形成されている。また、シール板７は、支持部７ｃの一側面に対して幅Ｗの溝部７ｂが軸方向アウター側に長さＬ２だけ突出して形成されている。つまり、シール板７は、シール板嵌合部７ａの外周面から径方向内側に幅Ｗの範囲が支持部７ｃの一側面よりも軸方向アウター側に長さＬ２だけ突出している。
スリンガ８の壁部８ｃは、立板部８ｂの外周部から軸方向アウター側に延びて形成されている。壁部８ｃは、軸方向視でシール板７の溝部７ｂの略中央に重複するように形成されている。つまり、壁部８ｃは、溝部７ｂに全周に亘って非接触の状態で配置可能な直径の円筒状に形成されている。また、壁部８ｃは、その一部が径方向視で支持部７ｃと重複するように構成されている。つまり、シール板嵌合部７ａのインナー側端と立板部８ｂのインナー側面とが同一平面上にある場合、壁部８ｃは、シール板嵌合部７ａの長さＬ１から内側面の長さＬ２を引いた長さＬ３よりも長く、溝部７ｂの底側面に接触しない長さに形成されている。
インナー側シール部材６は、シール板７が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されるとともにスリンガ８が内輪４に嵌合された状態において、シール板７の溝部７ｂにスリンガ８の壁部８ｃが全周に亘って非接触の状態で配置されている。つまり、壁部８ｃは、シール板嵌合部７ａ、溝部７ｂの底側面および溝部７ｂの内側面との間に僅かな隙間が生じるように配置されている。従って、インナー側シール部材６は、シール板嵌合部７ａと壁部８ｃとの隙間、溝部の底側面と壁部８ｃの端面および溝部７ｂの内側面と壁部８ｃとの間にラビリンスＬａ（網掛け部分）が構成されている。この際、インナー側シール部材６におけるラビリンス長さは、長さＬ３よりも長い壁部８ｃの外周面と、壁部８ｃの板厚と、内周面のうち溝部７ｂ（内側面側）と対向している部分の合計となる。
このように構成することで、インナー側シール部材６は、スリンガ８の壁部８ｃの外周面と内周面とを用いてラビリンスＬａを構成しているので、支持部７ｃとスリンガ８の立板部８ｂとの間隔（シール板嵌合部７ａの長さＬ１から内側面の長さＬ２を引いた長さＬ３）よりも長いラビリンス長さのラビリンスＬａによってシールされている。シール板嵌合部７ａの長さＬ１は、車輪用軸受装置１の軸方向長さを長くすることなく、ラビリンスＬａが効果的なシール性能を発揮するために、長さＬ３の１．２倍から２．５倍の範囲に設定することが望ましい。また、インナー側シール部材６は、支持部７ｃの一側面に対して溝部７ｂのみが軸方向アウター側に長さＬ２だけ突出して形成されているので、立板部８ｂと各シールリップとの接触状態を変えることなくラビリンスＬａが構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
また、インナー側シール部材６は、シール板嵌合部７ａの外周面から径方向内側に幅Ｗの範囲のみが突出しているので溝部７ｂが車輪用軸受装置１のインナー側ボール列５ａに干渉しない。従って、インナー側シール部材６は、車輪用軸受装置１の軸方向長さを長くする必要がない。すなわち、インナー側シール部材６は、車輪用軸受措置１の構造を変更することなく、回転トルクを増大させることなく、シール性を向上させた車輪用軸受装置１を構成することができる。更に、インナー側シール部材６は、金属製の芯金によって溝部７ｂが形成されているので、溝部７ｂと壁部８ｃとの間に砂等の固形物が入り込んでも樹脂のように大幅に削られることがない。これにより、インナー側シール部材６は、厳しい環境下においてもラビリンス効果を持続することができる。
次に、図４を用いて、本発明に係るシール部材の第二実施形態であるインナー側シール部材１０について説明する。なお、以下の実施形態に係るインナー側シール部材１０は、図１から図３に示すインナー側シール部材６において、インナー側シール部材６に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の各実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
図４に示すように、車輪用軸受装置１は、シール部材であるインナー側シール部材１０を具備する。
シール板７の支持部７ｃの一側（インナー側）面には、径方向内側からラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅ、アキシアルリップ７ｆおよびラビリンスリップ７ｇがこの順で一体に、例えば加硫接着されている。ラビリンスリップ７ｇは、他のシールリップと同一の樹脂から構成されている。
ラビリンスリップ７ｇは、円筒状に形成されている。ラビリンスリップ７ｇは、溝部７ｂの内側面のインナー側端部から軸方向インナー側に向かって延伸するように設けられている。ラビリンスリップ７ｇは、シール板７の壁部８ｃに全周に亘って非接触の状態で壁部８ｃの内周面に沿うように形成されている。つまり、ラビリンスリップ７ｇは、溝部７ｂの内側面を軸方向インナー側に向かって延伸するように構成されている。ラビリンスリップ７ｇは、スリンガ８の立板部８ｂに接触しない長さに形成されている。
インナー側シール部材１０は、シール板７が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されるとともにスリンガ８が内輪４に嵌合された状態において、シール板嵌合部７ａとラビリンスリップ７ｇとの間、およびシール板７の溝部７ｂにスリンガ８の壁部８ｃが全周に亘って非接触の状態で配置されている。言い換えれば、シール板嵌合部７ａとラビリンスリップ７ｇとの間、およびシール板７の溝部７ｂにスリンガ８の壁部８ｃが非接触の状態で挿入されている。つまり、壁部８ｃは、シール板嵌合部７ａ、溝部７ｂの外側面、溝部７ｂの底側面、溝部７ｂの内側面およびラビリンスリップ７ｇとの間に僅かな隙間が生じるように配置されている。これにより、インナー側シール部材１０は、シール板嵌合部７ａと壁部８ｃとの隙間、溝部７ｂと壁部８ｃとの隙間、およびラビリンスリップ７ｇと壁部８ｃとの間にラビリンスＬａ（網掛け部分）が構成されている。この際、インナー側シール部材６におけるラビリンス長さは、長さＬ３よりも長い壁部８ｃの外周面と、壁部８ｃの板厚と、内周面のうち溝部７ｂ（内側面側）とラビリンスリップ７ｇとに対向している部分の合計となる。
このように構成することで、インナー側シール部材１０は、スリンガ８の壁部８ｃの外周面と内周面との大半を用いてラビリンスＬａを構成しているので、支持部７ｃとスリンガ８の立板部８ｂとの間隔（長さＬ３）よりも長いラビリンス長さのラビリンスＬａによってシールされている。これにより、インナー側シール部材１０は、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
次に、図５を用いて、本発明に係るシール部材の第三実施形態であるインナー側シール部材１１について説明する。
図５に示すように、車輪用軸受装置１は、シール部材であるインナー側シール部材１１を具備する。
シール板７の支持部７ｃの一側（インナー側）面には、径方向内側からラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅ、アキシアルリップ７ｆおよび樋部７ｈがこの順で、例えば加硫接着されている。樋部７ｈは、ラジアルリップ７ｄ等と同一の樹脂から構成されている。
樋部７ｈは、インナー側に向かうにつれて外径が大きくなる筒状に形成されている。樋部７ｈは、シール板７の支持部７ｃにおいて、その外周部とアキシアルリップ７ｆとの間の任意の位置から軸方向インナー側に向かって延伸するように設けられている。この際、樋部７ｈは、壁部８ｃに接触しない長さに形成されている。これにより、インナー側シール部材１１には、樋部７ｈと支持部７ｃとから、溝部７ｂの内側面のインナー側端部に円環状の流路が構成されている。
インナー側シール部材１１は、シール板７が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されるとともにスリンガ８が内輪４に嵌合された状態において、アキシアルリップ７ｆ側のラビリンスＬａ（網掛け部分）の開口部を樋部７ｈが覆うように構成されている。つまり、インナー側シール部材１１は、溝部７ｂの内側面と壁部８ｃの内周面の隙間から構成されているラビリンスＬａの開口部に、樋部７ｈが設けられることによって泥水や粉塵等を堰き止める機能と排出する機能とが備わっている。
このように構成することで、インナー側シール部材１１は、ラビリンスＬａとアキシアルリップ７ｆとの間の樋部７ｈによって泥水や粉塵等を堰き止めてシールリップから遠ざける方向に排出するので、泥水や粉塵等によってアキシアルリップ７ｆを損傷させない。これにより、インナー側シール部材１１は、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。
次に、図６を用いて、本発明に係るシール部材の第四実施形態であるインナー側シール部材１２について説明する。
図６に示すように、車輪用軸受装置１は、シール部材であるインナー側シール部材１２を具備する。
シール板の支持部７ｃの一側（インナー側）面には、径方向内側からラジアルリップ７ｄ、ダストリップ７ｅ、ラビリンスリップ７ｉがこの順で、例えば加硫接着されている。ラビリンスリップ７ｉは、ラジアルリップ７ｄと同一の樹脂から構成されている。
ラビリンスリップ７ｉは、インナー側に向かうにつれて外径が大きくなる筒状に形成されている。ラビリンスリップ７ｉは、シール板７の支持部７ｃにおいて、その外周部とダストリップ７ｅとの間の任意の位置から軸方向インナー側に向かって延伸するように設けられている。つまり、ラビリンスリップ７ｉは、ダストリップ７ｅを覆うように構成されている。この際、ラビリンスリップ７ｉは、スリンガ８の立板部８ｂに接触しない長さに形成されている。
インナー側シール部材１２は、シール板７が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されるとともにスリンガ８が内輪４に嵌合された状態において、ラビリンスリップ７ｉの先端と立板部８ｂの一側面（アウター側）とが非接触の状態で配置されている。つまり、ラビリンスリップ７ｉは、立板部８ｂとの間に僅かな隙間が生じるように配置されている。これにより、インナー側シール部材１２には、シール板嵌合部７ａと壁部８ｃとの隙間、溝部７ｂと壁部８ｃとの隙間に加えて、ラビリンスリップ７ｉの先端と立板部８ｂの一側面との間にラビリンスＬａ（網掛け部分）が更に構成されている。
このように構成することで、インナー側シール部材１２は、立板部８ｂに接触してシールするアキシアルリップに変えてラビリンスリップ７ｉの先端と立板部８ｂの一側面との間に構成されている非接触のラビリンスＬａによってシールされている。これにより、インナー側シール部材１２は、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。なお、本実施形態におけるインナー側シール部材１２に、上述した第二実施形態におけるラビリンスリップ７ｇや第三実施形態における樋部７ｈを更に設けてもよい。これにより、インナー側シール部材１２は、回転トルクを増大させることなくシール性を更に向上することができる。
次に、図７を用いて、本発明に係るシール部材の第五実施形態であるインナー側シール部材１３について説明する。
図７に示すように、車輪用軸受装置１は、シール部材であるインナー側シール部材１３を具備する。
シール板７は、芯金とシールリップとから構成されている。芯金は、シール板嵌合部７ａと、軸方向インナー側に形成されている円環状の溝部７ｊと、溝部７ｊの側面から軸心に向かって延びる円環状の支持部７ｃと、から構成されている。
シール板７の溝部７ｊは、芯金が屈曲されて、シール板嵌合部７ａと支持部７ｃとの間に形成されている。溝部７ｊは、長さＬ４のシール板嵌合部７ａのアウター側端から径方向内側に幅Ｗだけ延伸されている円環状の底側面と、底側面の端面から軸方向インナー側に長さＬ５だけ延伸されている円筒状の内側面と、から形成されている。支持部７ｃは、円筒状の内側面を更に長さＬ５だけ軸方向アウター側に折り返した位置から径方向内側に向けて延伸されている。つまり、溝部７ｊは、シール板嵌合部７ａとアキシアルリップ７ｆとの間の芯金を軸方向インナー側に突出するように折り返して形成されている。これにより、溝部７ｊは、軸方向アウター側に突出することなくシール板嵌合部７ａと支持部７ｃとの間に構成されている。
スリンガ８の壁部８ｃは、その一部が径方向視でシール板７の芯金で形成されている溝部７ｊの内側面と重複するように構成されている。つまり、シール板嵌合部７ａのインナー側端と立板部８ｂのインナー側面とが同一平面上にある場合、壁部８ｃは、シール板嵌合部７ａの長さＬ４から内側面長さＬ５を引いた長さよりも長く、溝部７ｊに接触しない長さに形成されている。
インナー側シール部材１３は、シール板７が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されるとともにスリンガ８が内輪４に嵌合された状態において、シール板７の溝部７ｊにスリンガ８の壁部８ｃが非接触の状態で挿入されている。つまり、壁部８ｃは、シール板嵌合部７ａ、溝部７ｊの底側面および溝部７ｊの内側面との間に僅かな隙間が生じるように配置されている。従って、インナー側シール部材１３は、シール板嵌合部７ａと壁部８ｃとの隙間、溝部７ｊの底側面と壁部８ｃの端面および溝部７ｊの内側面と壁部８ｃとの間にラビリンスＬａ（網掛け部分）が構成されている。この際、インナー側シール部材１３におけるラビリンス長さは、壁部８ｃの外周面と、壁部８ｃの板厚と、溝部７ｊの長さＬ５（内側面側）の合計となる。
このように構成することで、インナー側シール部材１３は、スリンガ８の壁部８ｃの外周面と内周面とを用いてラビリンスＬａを構成しているので、インナー側シール部材１３の支持部７ｃとスリンガ８の立板部８ｂとの間隔よりもラビリンス長さが長いラビリンスＬａによってシールされている。また、インナー側シール部材１３は、溝部７ｊが軸方向アウター側に突出することなく形成されているので、車輪用軸受装置１の構成を変えることなくラビリンスＬａが構成されている。これにより、インナー側シール部材１３は、回転トルクを増大させることなくシール性を向上することができる。更に、インナー側シール部材１３は、車輪用軸受装置１の軸方向長さを長くする必要がない。すなわち、インナー側シール部材１３は、車輪用軸受装置１の構造を変更することなく、回転トルクを増大させることなく、シール性を向上させた車輪用軸受装置１を構成することができる。
なお、図８に示すように、第一実施形態から第五実施形態の各インナー側シール部材は、エンコーダが設けられているエンコーダ付パックシールでもよい。
インナー側シール部材１４は、第一実施形態におけるインナー側シール部材６に磁気エンコーダ１５が更に設けられている。磁気エンコーダ１５は、外輪２に対するハブ輪３と内輪４の回転速度を検出するために用いられる。磁気エンコーダ１５は、図示しない磁気センサとの組み合わせによって回転速度検出装置を構成している。磁気エンコーダ１５は、スリンガ８の他側面（インナー側）に、例えば、加硫接着によってスリンガ嵌合部８ａから壁部８ｃまでの範囲に一体に設けられている。すなわち、磁気エンコーダ１５は、外輪２のインナー側開口部２ａに配置されている。車輪用軸受装置１は、内輪４と一体的に回転する磁気エンコーダ１５の磁性の変化を外部に固定されている図示しない磁気センサにより検出する。
また、図９に示すように、車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受から構成されているが、複列円錐ころ軸受等の軸受けである車輪用軸受装置で構成してもよい。
車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１６は、外方部材である外輪１７、内方部材であるハブ輪１８、内輪１９、転動列である二列のインナー側円錐ころ列２０ａ、アウター側円錐ころ列２０ｂ、シール部材の第一実施形態であるインナー側シール部材６、シール部材であるアウター側シール部材９を具備する。
外方部材である外輪１７は、ハブ輪１８と内輪１９を支持するものである。外輪１７は、略円筒状に形成されている。外輪１７には、インナー側開口部１７ａとアウター側開口部１７ｂが形成されている。外輪１７の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面１７ｃとアウター側の外側転走面１７ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。インナー側の外側転走面１７ｃとアウター側の外側転走面１７ｄとは、それぞれが形成されている側の端部に向かうにつれて内径が大きくなるテーパ状に形成されている。
内方部材を構成するハブ輪１８は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪１８のインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部１８ａが形成されている。ハブ輪１８のアウター側端部には、車輪取り付けフランジ１８ｂが一体的に形成されている。ハブ輪１８は、アウター側の内側転走面１８ｃが外輪１７のアウター側の外側転走面１７ｄに対向するように配置されている。アウター側の内側転走面１８ｃは、アウター側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ状に形成されている。内側転走面１８ｃの大径側には、円錐ころを案内するための大鍔部が形成され、小径側には、円錐ころの脱落を防止するための小鍔部が形成されている。ハブ輪１８には、小径段部１８ａに内輪１９が設けられている。
内輪１９は、インナー側円錐ころ列２０ａとアウター側円錐ころ列２０ｂとに予圧を与えるものである。内輪１９は、ハブ輪１８のインナー側端部に固定されている。内輪１９の外周面には、周方向に環状の内側転走面１９ａが形成されている。内側転走面１９ａは、インナー側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ状に形成されている。内側転走面１９ａの大径側には、円錐ころを案内するための大鍔部が形成され、小径側には、円錐ころの脱落を防止するための小鍔部が形成されている。ハブ輪１８は、内側転走面１９ａが外輪１７のインナー側の外側転走面１７ｃに対向するように配置されている。
転動列であるインナー側円錐ころ列２０ａとアウター側円錐ころ列２０ｂとは、ハブ輪１８を回転自在に支持するものである。インナー側円錐ころ列２０ａとアウター側円錐ころ列２０ｂとは、転動体である複数の円錐ころが保持器によって環状に保持されている。インナー側円錐ころ列２０ａは、内輪１９の内側転走面１９ａと、外輪１７のインナー側の外側転走面１７ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側円錐ころ列２０ｂは、ハブ輪１８の内側転走面１８ｃと、外輪１７のアウター側の外側転走面１７ｄとの間に転動自在に挟まれている。車輪用軸受装置１６は、外輪１７とハブ輪１８と内輪１９とインナー側円錐ころ列２０ａとアウター側円錐ころ列２０ｂとから複列円錐ころ軸受が構成されている。
インナー側シール部材６は、シール板嵌合部７ａの外周面から径方向内側に幅Ｗの範囲のみが突出しているので（図３参照）、溝部７ｂが車輪用軸受装置１６のインナー側円錐ころ列２０ａの保持器に干渉しない。従って、インナー側シール部材６は、車輪用軸受装置１６の軸方向長さを長くする必要がない。すなわち、インナー側シール部材６は、車輪用軸受装置１６の構造を変更することなく、回転トルクを増大させることなく、シール性を向上させた車輪用軸受装置１６を構成することができる。
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、更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、更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。また、本実施形態において、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３の外周に内側転走面３ｃ・１８ｃが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置１・１６として構成されているがこれに限定するものではなく、ハブ輪３に一対の内輪４が圧入固定された第２世代構造、または第１世代構造であってもよい。また、本実施形態において、ラビリンスＬａが設けられたシール部材は、インナー側シール部材６・１０・１１・１２・１３・１４として説明を行ったが、アウター側シール部材として用いてもよい。
１・１６ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ａ インナー側開口部
３ ハブ輪
４ 内輪
５ａ インナー側ボール列
５ｂ アウター側ボール列
６・１０・１１・１２・１３・１４ インナー側シール部材
７ シール板
７ａ シール板嵌合部
７ｂ 溝部
７ｃ 支持部
８ スリンガ
８ａ スリンガ嵌合部
８ｂ 立板部
８ｃ 壁部
Ｌａ ラビリンス

Claims (6)

  1. 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た少なくとも一つの内輪を有し、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、
    前記外方部材と前記内方部材と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、を具備する車輪用軸受装置における前記外方部材と前記内方部材との間をシールするシール部材であって、
    前記外方部材の内周面に嵌合されるシール板嵌合部と前記シール板嵌合部から径方向内側に延びる環状の支持部と前記支持部の一側面に設けられる複数のシールリップとを有するシール板と、前記内方部材の外周面に嵌合されるスリンガ嵌合部と前記スリンガ嵌合部から径方向外側に延びて前記支持部と対向する環状の立板部とを有するスリンガと、を備え、
    前記複数のシールリップのうち少なくとも一つは、前記立板部の一側面又は前記スリンガ嵌合部の外周面のいずれか一方に接触し、
    前記支持部のうち、最も径方向外側の前記シールリップが設けられている位置よりも径方向外側の部分を屈曲させて円環状の溝部を形成し、
    前記溝部は、前記シール板嵌合部の端から径方向内側に延びる円環状の底側面と、前記底側面の径方向内側端から軸方向に延びる円筒状の内側面とを有し、
    前記立板部の外周部分を屈曲させて円筒状の壁部を形成し、
    前記壁部の一部が、径方向視で前記支持部と重複し、
    前記溝部に対して前記壁部が全周に亘って非接触の状態で配置され、前記シール板嵌合部と前記壁部との隙間、前記溝部の前記底側面と前記壁部の端面との隙間、及び前記溝部の前記内側面と前記壁部との隙間が、ラビリンスとして構成されているシール部材。
  2. 前記壁部に非接触の状態で前記壁部の内周面に沿うラビリンスリップが前記支持部に設けられ、前記壁部と前記ラビリンスリップとの隙間がラビリンスとして構成されている請求項１に記載のシール部材。
  3. 前記壁部に非接触の状態で前記ラビリンスのシール内部側の開口部を覆う樋部が前記支持部に設けられている請求項１に記載のシール部材。
  4. 前記立板部に非接触の状態で前記立板部の一側面に沿うラビリンスリップが前記支持部に設けられ、前記立板部と前記ラビリンスリップとの隙間がラビリンスとして構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシール部材。
  5. 前記シール板嵌合部の長さが、前記支持部と前記立板部との間隔の１．２倍から２．５倍の範囲に含まれるように構成されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシール部材。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシール部材を備える車輪用軸受装置。
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