JP7223908B1 - ハブシール - 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を提供する。【解決手段】ハブシール１は、サイドリップ４を有し、ハブベアリング５０の外輪５１とハブ５２との間の空間の密封を図るためのハブシールである。ハブシール１においては、所定の範囲の回転数で回転するハブベアリング５０におけるハブシール１のトルクの値であるトルクＴをハブベアリング５０の軸の径の値である軸径Ｄで除した値（トルクＴ／軸径Ｄ）が、３Ｎ以下であり、泥水耐久摺動距離の値が、３０００ｋｍ以上である。【選択図】図７

Description

本発明は、ハブシールに関する。

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であって、所定の範囲の回転数で回転する前記ハブベアリングにおける前記ハブシールのトルクの値であるトルクＴを前記ハブベアリングの軸の径の値である軸径Ｄで除した値（トルクＴ／軸径Ｄ）が、３Ｎ以下であり、泥水耐久摺動距離の値が、３０００ｋｍ以上であり、前記異物耐久摺動距離は、異物が密封対象物側に滲み出るまでに、前記サイドリップが摺動する距離である、ことを特徴とする。

本発明の一態様に係るハブシールにおいては、所定の範囲の回転数で前記ハブベアリングが回転する際の前記トルクＴが、前記所定の範囲の回転数よりも小さい回転数で前記ハブベアリングが回転する際の前記トルクＴよりも小さくなくような形状を前記サイドリップは有しており、前記小さくなった前記トルクＴの大きさは、前記ハブシールの内部に侵入した異物が、前記ハブベアリングの回転によって外周側に移動する位置に基づいて設定されている
。

本発明の一態様に係るハブシールにおいて、前記サイドリップは、前記外輪及び前記ハブのうちの回転する方と共に回転するようになっており、また、内周側に面する面が前記密封のための接触面となるようになっている。

本発明の一態様に係るハブシールは、環状の部材であるスリーブを更に備え、前記スリーブは、前記外輪及び前記ハブのうちの回転しない方に固定され、前記サイドリップの前記接触面は、前記密封のために、前記スリーブに接触するようになっている。

本発明の一態様に係るハブシールにおいて、前記ハブシールのトルクは、前記サイドリップの反力の値であるリップ反力に基づく前記サイドリップの摺動抵抗に抗して、前記ハブシールを回転させるために必要なトルクである。

本発明の一態様に係るハブシールにおいて、前記ハブベアリングの前記軸は、前記外輪及び前記ハブのうちの回転する方が有する。

本発明に係るハブシールによれば、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。

本発明の第１の実施の形態に係るハブシールの軸線に沿う断面における断面図である。 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。 本発明の第１の実施の形態に係るハブシールにおける、トルク／軸径の値と異物耐久摺動距離の値の範囲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。 基本ハブシールのサイドリップを拡大して示す部分断面図である。 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。 本発明の第１の実施の形態に係るハブシールのトルク及び泥水耐久摺動距離を測定するための評価装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るハブシールの軸線に沿う断面における断面図である。 本発明の実施の形態に係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一例を示す図であり、本発明の第１の実施の形態に係るハブシール１の軸線ｘに沿う断面（以下、単に断面ともいう。）における断面図である。なお、図１において、ハブシール１は、使用状態で示されている。本発明に係るハブシールは、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。本発明の第１の実施の形態に係るハブシール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４，５参照）。なお、本発明に係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等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、サイドリップ４を有し、後述するようにハブベアリング５０の外輪５１とハブ５２との間の空間の密封を図るためのハブシールである（図４，５参照）。ハブシール１においては、所定の範囲の回転数で回転するハブベアリング５０におけるハブシール１のトルクの値であるトルクＴをハブベアリング５０の軸の径の値である軸径Ｄで除した値（トルクＴ／軸径Ｄ）が、３Ｎ以下であり、泥水耐久摺動距離の値が、３０００ｋｍ以上である。以下、ハブシール１の構成について具体的に説明する。

ハブシール１のトルクは、サイドリップ４の反力の値であるリップ反力Ｆに基づくサイドリップ４の摺動抵抗に抗して、ハブシール１を回転させるために必要なトルクである。また、ハブベアリング５０の軸は、外輪５１及びハブ５２のうちの回転する方が有する。また、サイドリップ４は、外輪５１及びハブ５２のうちの回転する方と共に回転するようになっており、また、内周側に面する面が密封のための接触面となるようになっている。ハブベアリング５０においては、外輪５１が固定側であり、ハブ５２が回転側であり、ハブ５２が外輪５１に対して回転する。泥水耐久摺動距離は、雨水や泥水、ダスト等の異物がハブシール１を超えて密封対象空間に漏れ出るまでに、サイドリップ４がスリンガ３に対して摺動した距離である。

サイドリップ４は、所定の範囲の回転数でハブベアリング５０が回転する際のトルクＴが、この所定の範囲の回転数よりも小さい回転数でハブベアリング５０が回転する際のトルクＴよりも小さくなくような形状を有している。また、この小さくなったトルクＴの大きさは、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、ハブベアリング５０の回転によって外周側に移動する位置に基づいて設定されている。上記ハブベアリング５０の所定の範囲の回転数は、例えば、ハブベアリング５０の実用回転数である。

ハブシール１は、具体的には例えば、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。なお、上述のように、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。

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。

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。

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。

上述したように、ハブシール１のトルクＴ／軸径Ｄ（以下、単位トルクともいう。）の値は、３Ｎ以下であり、また、ハブシール１の泥水耐久摺動距離の値は、３０００ｋｍ以上である。具体的には例えば、ハブシール１は、取付対象のハブベアリング５０の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下の値となるようになっており、また、取付対象のハブベアリング５０の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離が３０００ｋｍ以上となるようになっている。ハブシール１においては、上述のように単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるようなサイドリップ４の形態となっており、また、泥水耐久摺動距離が３０００ｋｍ以上となるよう上流空間Ｓの形態となっている。なお、上流空間Ｓは、後述するように、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である（図５参照）。このようなサイドリップ４の形態及び上流空間Ｓの形態については後述する。

また、軸径Ｄは、上述のように、ハブベアリング５０の軸の径であり、例えば、ハブベアリング５０の回転側のハブ５２の径である。より具体的には、軸径Ｄは、例えば、シール本体２が取り付けられる後述するハブ５２の内輪５４の端部５４ａの外周面５４ｂの径である。軸径Ｄは、ハブベアリング５０の他の部分の径であってもよく、例えば、ハブベアリング５０の大きさの規格に関わる径である。また、軸径Ｄは、ハブシール１のいずれかの部分の径に対応する径であってもよい。

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Ｔ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。

このハブ５２の回転数に応じたサイドリップ４のリップ反力Ｆの変化に対応して、ハブシール１のトルクＴもハブ５２の回転数に応じて変化する。具体的には例えば、ハブシール１のトルクＴは、ハブ５２の回転数が０から上昇していくと、これに対応して上昇していく。そして、ハブ５２の回転数がサイドリップ４のリップ反力Ｆを低減させる回転数になると、ハブ５２の回転数の上昇に伴うトルクＴの上昇率は低下する。ハブ５２の回転数が更に上昇すると、ハブシール１のトルクＴは減少に転じ、以降、ハブシール１のトルクＴは、ハブ５２の回転数の上昇に伴って低下する。このように、ハブ５２の回転数がサイドリップ４のリップ反力Ｆを低減させる回転数の範囲において、ハブ５２の回転数がある回転数に達すると、ハブシール１のトルクＴは、ハブ５２の回転数の上昇に伴って低下する。

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ハブ５２のトルクＴ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、図７に示すように、ハブ５２の実用回転数におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値は３Ｎ以下に、ハブ５２の実用回転数における泥水耐久摺動距離の値は３０００ｋｍ以上になっている。サイドリップのリップ反力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に影響する。このため、ハブシール１においては、具体的には、サイドリップ４は、ハブ５２の実用回転数におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるように調整された形態を有している。また、、ハブシール１においては、具体的には、上流空間Ｓは、ハブ５２の実用回転数における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上になるように調整された形態を有している。

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Ｔとハブ５２（シール本体２）の回転数との関係が、例えば図８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５２（シール本体２）の回転数との関係が、例えば図８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８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８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、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Ｔを略１Ｎ・ｃｍ以下に低減することができる。また、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、遠心力の作用によって異物面位置を軸線ｘから径方向外側に略１５ｃｍの位置に押し遣ることができ、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、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。

このため、ハブシール１においては、図７に示すように、ハブ５２の実用回転数におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値を３Ｎ以下に低減しても、ハブ５２の実用回転数における泥水耐久摺動距離の値を３０００ｋｍ以上にすることができる。このように、ハブシール１は、必要とされるシール性能を維持しつつ、サイドリップ４のリップ反力Ｆを、必要とされるシール性能を維持するための従来のハブシールのサイドリップのリップ反力の下限値よりも低減することができる。

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８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。

サイドリップのリップ反力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。したがって、サイドリップのリップ反力に影響するサイドリップの形状等の形態要素は、ハブシールのトルク性能に影響するサイドリップの形態要素となる。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。また、サイドリップ４に加わる遠心力の大きさは、サイドリップ４の形態が影響する。このため、ハブシール１においては、具体的には例えば、実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるように、サイドリップ４のリップ反力Ｆが設定されており、この設定されたリップ反力Ｆとなるようにサイドリップ４の形態要素が調整されている。

設定されるリップ反力Ｆは、例えば、ハブベアリング５０の静止時におけるリップ反力Ｆである。形態要素が調整されたサイドリップ４のリップ反力Ｆは、例えば、コンピュータ解析によって算出することができる。このため、形態要素が調整されたサイドリップ４が所望のリップ反力Ｆを有しているか否かは、コンピュータ解析によって確認することができる。形態要素が調整されたサイドリップ４が所望のリップ反力Ｆを有しているか否かは、ハブベアリング５０にハブシール１を取り付けて、サイドリップ４のリップ反力Ｆを測定することにより確認することもできる。

実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるようにするための、サイドリップ４の形態要素の調整は、例えば、ハブ５２（シール本体２）の回転数毎のサイドリップ４のリップ反力Ｆ又はハブシール１のトルクＴを、コンピュータ解析によって算出し、算出された値を確認しながら行うこともできる。なお、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、回転数毎のハブシール１のトルクを算出又は推定することもできる。

サイドリップ４の形態要素の調整は、例えば、図９，１０に示す基本ハブシール５のサイドリップ６の形態要素を調整して行われる。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。

サイドリップ６の形態要素の調整によるリップ反力Ｆ又はトルクＴの調整の一例を説明する。図１１は、サイドリップ６の先端部４１の調整される厚さＴ１とトルクＴとの関係を示すグラフを示す図である。図１１に示すように、サイドリップ６の先端部４１の厚さＴ１が大きい値に調整されるほど、高回転数領域の基本ハブシール５のトルクは低下する。つまり、形態調整されたサイドリップ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１２は、サイドリップ６の根本部４２の調整される厚さＴ３とトルクＴ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の根元部４２の厚さＴ３が大きい値に調整されるほど、高回転数領域のトルクＴは上昇する。つまり、形態調整されたサイドリップ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が大きい値に調整されるほど、高回転数領域のトルクＴ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の値が大きい値に調整されるほど、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Ｔ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５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるようなサイドリップ１の形状を特定する。ハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値は、ハブ５２の実用回転数の範囲において３Ｎ以下の範囲の一部の範囲に亘るものであってもよい。

また、上述したように、ハブ５２の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上になるようにするための、ハブシール１の上流空間Ｓの形態要素の調整がなされている。例えば、ハブ５２の実用回転数の範囲において、異物面位置が径方向において外周側にシール面Ａから所望の距離を離れた位置に位置するように、ハブシール１の上流空間Ｓの形状等の形態要素の調整がなされている。ハブシール１の上流空間Ｓの形態要素の調整は、例えば、ハブシール１又はハブシール６の異物振り切り性能を確認しながら行う。

異物振り切り性能の確認は、ハブベアリング５０にハブシール１又はハブシール６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ことができる。また、異物振り切り性能の確認は、ハブベアリング５０に模した治具にハブシール１又はハブシール６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１，６の回転数又はハブ５２の回転数との関係を数式化し、この数式からハブシール１，６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。

上述のように、ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるように、サイドリップ６の形態要素が調整され、ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるサイドリップ４が作られる。ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるように、サイドリップ４は、例えば図２のような形状を有する。

また、上述のように、ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であっても、ハブ５２の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上となり、ハブシール１が必要とされるシール性能を有するように、ハブシール１の上流空間Ｓの形態要素が調整され、ハブシール１の異物振り切り性能が調整される。この調整により、ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であっても、ハブ５２の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上となる異物振り切り性能を有する上流空間Ｓが作られる。ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であっても、ハブ５２の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上となる異物振り切り性能を有する上流空間Ｓは、例えば図５に示すような形状を有する。

上述のように、ハブシール１は、ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であり、トルクＴは低い。また、ハブシール１は、ハブ５２の実用回転数の範囲におけるハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であっても、ハブ５２の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上となる異物振り切り性能を有している。

泥水耐久摺動距離は、例えば図１３に示す評価装置Ｅ１０を用いて行うことができる。評価装置Ｅ１０は、軸線周りに回転可能な回転軸Ｅ１１を有しており、回転軸Ｅ１１の先端には、ハブ疑似体Ｅ１２が取り付けられている。ハブ疑似体Ｅ１２は、図４，５に示すハブシール１の使用状態において、シール本体２の補強環１０が圧入される内輪５４の端部５４ａの外周面５４ｂと同じ形状の面Ｅ１３を有している。また、評価装置Ｅ１０は、外輪疑似体Ｅ１４を有しており、外輪疑似体１４は、図４に示すハブシール１の使用状態においてスリーブ３が圧入される、外輪５１の端部５１ａと同じ形状の部分である固定部Ｅ１５を有している。この外輪疑似体Ｅ１４とハブ疑似体Ｅ１２との間にハブシール１が取り付けられる。具体的には、外輪疑似体Ｅ１４の固定部Ｅ１５にスリーブ３が圧入され、また、ハブ疑似体Ｅ１２の面Ｅ１３にシール本体２の補強環１０が圧入され、サイドリップ４の接触面４ａが所定の締め代でスリーブ３の円環部３３の接触面３３に接触する。この時、図４，５に示すハブシール１の使用状態と同様に、サイドリップ４の接触面４ａはスリーブ３の円環部３３の接触面３３に接触する。これにより、評価装置Ｅ１０の内部が密閉される。評価装置Ｅ１０において外輪疑似体Ｅ１４及びハブ疑似体Ｅ１２の外部には、泥水を貯める密閉空間を形成する密閉ヘッドＥ１６が形成されており、密閉ヘッドＥ１６内には泥水が封入されている。また、外輪疑似体Ｅ１４の内周面には、ハブシール１近傍の位置に、漏水センサＥ１７が取り付けられている。漏水センサＥ１７は、泥水がハブシール１を超えて内部側に漏れ出た場合、この漏れ出た泥水を検知する。なお、ハブシール１を超えて漏れ出た泥水は、外輪疑似体Ｅ１４の内周面の下側の部分上であって、ハブシール１の近傍の位置に溜まる。また、回転軸Ｅ１１のトルクをトルク計測器Ｅ１８を用いて検出する。例えば、トルク計測器Ｅ１８は所定の周期で回転軸Ｅ１１のトルクを検出する。

評価装置Ｅ１０においては、サイドリップ４の接触面４ａがスリンガ３の接触面３３に対して摺動した距離が測定可能になっている。例えば、ハブ疑似体Ｅ１２が１回転した際のサイドリップ４の接触面４ａの摺動距離は、接触面４ａの周長となる。泥水耐久摺動距離は、泥水がハブシール１を超えて内部側に漏れ出るまでに、サイドリップ４の接触面４ａがスリンガ３の接触面３３に対して摺動した距離である。つまり、評価装置Ｅ１０において、泥水耐久摺動距離の計測開始後、漏水センサＥ１７が泥水の漏れを検知するまでに、サイドリップ４の接触面４ａがスリンガ３の接触面３３に対して摺動した距離が泥水耐久摺動距離となる。評価装置Ｅ１０において、ハブ５２の実用回転数の範囲で回転軸Ｅ１１を回転させた際に、トルク計測器Ｅ１８が検出するハブシール１のトルクＴは、ハブシール１の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となる値である。また、評価装置Ｅ１０において、ハブ５２の実用回転数の範囲で回転軸Ｅ１１を回転させた際に、ハブシール１の泥水耐久摺動距離は３０００ｋｍ以上となる。

このように、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。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係るハブシール７について説明する。図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るハブシール７の軸線ｘに沿う断面における断面図である。なお、図１４には、ハブシール７の断面の軸線ｘに対する一方が示されている。また、図１４において、ハブシール１４は、使用状態で示されている。本発明に係るハブシールは、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。ハブシール７は、外輪回転型のハブベアリングに適用されるものである。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。

図１４に示すように、ハブシール７は、ハブシール１と同様にサイドリップ４を有している。また、ハブシール７においては、所定の範囲の回転数で回転するハブベアリングにおける単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であり、泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上である。

ハブシール７は、具体的には例えば、図１４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１４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１４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１４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においても、ハブシール１と同様に、単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下となるようなサイドリップ４の形態となっており、また、泥水耐久摺動距離が３０００ｋｍ以上となるよう上流空間Ｓの形態となっている。

このように、ハブシール７の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値は、３Ｎ以下であり、また、ハブシール７の泥水耐久摺動距離の値は、３０００ｋｍ以上である。具体的には例えば、ハブシール７は、取付対象のハブベアリングの実用回転数の範囲におけるハブシール７の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下の値となるようになっており、また、取付対象のハブベアリング５０の実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離が３０００ｋｍ以上となるようになっている。ハブシール７も上述のハブシール１と同様に作用し、トルクＴを低くすることができ、ハブベアリングの実用回転数の範囲におけるハブシール７の単位トルク（トルクＴ／軸径Ｄ）の値が３Ｎ以下であっても、ハブベアリングの実用回転数の範囲における泥水耐久摺動距離の値が３０００ｋｍ以上となる異物振り切り性能を有している。

このように、ハブシール７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。

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。

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１，７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、ハブシール１，７は、個別の部材としてスリーブ３，９を有しているが、スリーブ３，９は、ハブベアリング５０に一体に形成されていてもよい。例えば、スリーブ３の接触面３３が、ハブベアリング５０の外輪５１の端部５１ａに形成されていてもよい。

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１５は、本発明の第２の実施の形態に係るハブシール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１５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１５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１５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１５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…他のハブシール、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、Ｅ１０…試験装置、Ｅ１１…回転軸、Ｅ１２…ハブ疑似体、Ｅ１３…面、Ｅ１４…外輪疑似体、Ｅ１５…固定部、Ｅ１６…密閉ヘッド、Ｅ１７…漏水センサ、Ｅ１８…トルク計測器、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，Ａｘ…軸線、Ｖ…仮想線、ｖｐ１，ｖｐ２…仮想交点、θ…曲がり角度

Claims (6)

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であって、
   所定の範囲の回転数で回転する前記ハブベアリングにおける前記ハブシールのトルクの値であるトルクＴを前記ハブベアリングの軸の径の値である軸径Ｄで除した値（トルクＴ／軸径Ｄ）が、３Ｎ以下であり、
   泥水耐久摺動距離の値が、３０００ｋｍ以上であり、
   前記泥水耐久摺動距離は、異物が密封対象物側に滲み出るまでに、前記サイドリップが摺動する距離であり、
   前記所定の範囲の回転数は、前記ハブシールの内部に侵入した異物が、前記ハブベアリングの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いて外周側に所望の位置に押し遣られる回転数であり、
   前記トルクＴは、前記所定の範囲の回転数よりも低い回転数において、前記所定の範囲の回転数における前記トルクＴよりも大きい値を含み、
   前記所定の範囲の回転数よりも低い回転数において、前記ハブシールの内部に侵入した異物は、前記径方向において前記所望の位置よりも内周側に位置する
   ことを特徴とするハブシール。
2. 前記所定の範囲の回転数で前記ハブベアリングが回転する際の前記トルクＴが、前記所定の範囲の回転数よりも小さい回転数で前記ハブベアリングが回転する際の前記トルクＴよりも小さくなるような形状を前記サイドリップは有しており、
   前記小さくなった前記トルクＴの大きさは、前記ハブシールの内部に侵入した異物が、前記ハブベアリングの回転によって外周側に移動する位置に基づいて、前記異物の位置よりも前記径方向において内周側に前記異物が位置していた場合に前記異物の前記密封対象物側への滲み出を許す大きさに設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハブシール。
3. 前記サイドリップは、前記外輪及び前記ハブのうちの回転する方と共に回転するようになっており、また、内周側に面する面が前記密封のための接触面となるようになっている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハブシール。
4. 環状の部材であるスリーブを更に備え、
   前記スリーブは、前記外輪及び前記ハブのうちの回転しない方に固定され、
   前記サイドリップの前記接触面は、前記密封のために、前記スリーブに接触するようになっている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のハブシール。
5. 前記ハブシールのトルクは、前記サイドリップの反力の値であるリップ反力に基づく前記サイドリップの摺動抵抗に抗して、前記ハブシールを回転させるために必要なトルクである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハブシール。
6. 前記ハブベアリングの前記軸は、前記外輪及び前記ハブのうちの回転する方が有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハブシール。
   

Images