JP7342459B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受装置に関する。

転がり軸受は、様々な回転機器に設けられる。転がり軸受は、同心状に配置される外輪及び内輪と、これら外輪と内輪との間に設けられる複数の転動体とを備える。転動体は、外輪及び内輪それぞれに設けられている軌道面を転動する。このため、外輪と内輪との間であって転動体が設けられている軸受の内部空間に、軸受の外部から異物が侵入するのを防止する必要がある。そこで、外輪と内輪との間の開口側にシールが設けられる。

前記のような転がり軸受にシールが設けられて構成される転がり軸受装置は、自動車の車輪を支持する車輪用軸受装置にも採用される。例えば、特許文献１に、シールを備える車輪用軸受装置が開示されている。

特開２０１５－６８３５０号公報

特許文献１に開示のシールは、図８に示すように、外方部材（「外輪部材」とも言われる）９１に取り付けられるシール本体９９と、内方部材（「内軸部材」とも言われる）９２に取り付けられるスリンガ９８とを有する。シール本体９９は、複数（図８では３つ）のゴム製のリップ９５ａ，９５ｂ，９５ｃを有する。リップ９５ａ，９５ｂは、スリンガ９８に接触し、主に、外部空間９７の異物が内部空間９６に侵入するのを防ぐ。リップ９５ｃは、主に、内部空間９６に設けられているグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐ。

転がり軸受装置が回転すると、転動体が設けられている内部空間９６の温度が上昇する。また、スリンガ９８に接触するリップ９５ａ，９５ｂの温度が上昇し、これらリップ９５ａ，９５ｂ間に形成されるリップ空間９４も温度が高くなる。内部空間９６は、シール９０によって密封されているが、温度上昇によってその圧力が高くなると、内部空間９６の気体が、リップ９５ａ，９５ｂとスリンガ９８との接触部を通過し、外部空間９７へ流出する。また、リップ空間９４においても、温度上昇によって圧力が高くなると、リップ空間９４の気体が外部空間９７へ流出する。その後、転がり軸受装置の回転が停止すると、内部空間９６及びリップ空間９４の温度は低下する。すると、これら内部空間９６及びリップ空間９４が外部空間９７に対して負圧となる。

リップ空間９４が負圧になると、リップ９５ａ，９５ｂがスリンガ９８に吸着した状態となる。この状態で、転がり軸受装置の回転が再開されると、リップ９５ａ，９５ｂとスリンガ９８との間の摺動抵抗が増加し、回転抵抗が高くなる。なお、このような回転抵抗が高くなる現象は、車輪用軸受装置に限らず、他の回転機器に用いられるシール付きの転がり軸受装置においても生じる。

そこで、本開示は、シールを備える転がり軸受装置において、そのシールのリップが接触部（相手部材）に吸着するのを防ぐことができ、回転トルクが高くなるのを抑えることを目的とする。

本開示の転がり軸受装置は、同心状に配置される外方部材及び内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に設けられる複数の転動体と、前記外方部材と前記内方部材との間に形成され前記転動体が設けられている内部空間に、当該内部空間の外側となる外部空間から異物が侵入するのを防ぐシールと、を備え、前記シールは、前記外方部材と前記内方部材との内の一方に取り付けられていて、当該外方部材と当該内方部材との内の他方の接触部に接触する少なくとも二つのリップを有し、当該二つのリップと当該接触部とによって囲まれる空間がリップ空間となり、前記シールは、前記内部空間を通じて前記外部空間と前記リップ空間との間で、双方向について気体の通過を可能とさせるための通気穴を有する。

前記転がり軸受装置によれば、内部空間、外部空間、及びリップ空間の内の少なくとも一つの空間における温度変化が原因で、各空間の圧力が変化し、他の空間と圧力差が生じようとしても、その圧力差は前記通気穴によって防がれ、内部空間、外部空間、及びリップ空間の圧力が等しくなる。このため、リップが接触部に吸着するのを防ぐことができ、この結果、転がり軸受装置の回転トルクが高くなるのを抑えることが可能となる。

また、好ましくは、前記シールは、前記通気穴として、前記内部空間と前記リップ空間とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする第一通気穴と、前記内部空間と前記外部空間とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする第二通気穴と、を有する。
この構成によれば、第一通気穴及び第二通気穴によって、内部空間を通じて外部空間とリップ空間との間で、双方向について気体の通過を可能とさせる構成が得られる。

また、好ましくは、前記第一通気穴及び前記第二通気穴それぞれには、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とする通気材が設けられている。
この構成によれば、第一通気穴及び第二通気穴を通じて、空間の圧力差を解消するために気体を通過可能とするが、異物としての液体が軸受内部に侵入するのを防止することができる。

また、好ましくは、前記シールは、前記外方部材と前記内方部材との内の前記一方に取り付けられている金属部材と、前記リップを含み前記金属部材に固定されている弾性部材と、を有し、前記金属部材に前記第一通気穴及び前記第二通気穴が形成されていて、当該第一通気穴及び当該第二通気穴それぞれを覆うようにして前記通気材が設けられていて、前記弾性部材は、当該通気材の内の前記第一通気穴及び前記第二通気穴を覆う部分以外を覆うと共に、前記金属部材に固定されている。
この構成によれば、金属部材に通気材を付した状態で、その金属部材に弾性部材を接着することで、前記シールが製造される。

また、第一通気穴及び第二通気穴は共に小さく、これら通気穴を覆う通気材も小さくてよいが、製造が困難となるかもしれない。そこで、好ましくは、前記第一通気穴を覆う前記通気材と、前記第二通気穴を覆う前記通気材とは、共通するシートにより構成されている。この構成によれば、通気材を第一通気穴及び第二通気穴を覆う構成が容易に得られる。

また、好ましくは、前記シールは、更に、前記外方部材と前記内方部材との間から侵入する異物を受ける環状の樋構造部を、前記リップよりも前記外部空間側に有し、前記第二通気穴は、前記樋構造部と、前記外部空間側に設けられている前記リップとの間に設けられていて、前記第一通気穴は、前記外部空間側に設けられている当該リップと、前記内部空間側に設けられている前記リップとの間に設けられている。
この構成によれば、外方部材と内方部材との間から異物が侵入したとしても、その異物を樋構造部が受けることができ、異物が第二通気穴に付着し難くなる。

本開示シールを備える転がり軸受装置によれば、そのシールのリップが接触部（相手部材）に吸着するのを防ぐことができ、回転トルクが高くなるのを抑えることが可能となる。

転がり軸受装置の一例を示す断面図である。 車両アウタ側のシールを示す断面図である。 シールの断面図であり、図２とは異なる位置での断面を示している。 シールの斜視図である。 金属部材の一部を軸方向から見た図である。 弾性部材を成型する金型を説明する断面図である。 車両インナ側のシールを示す断面図である。 従来のシールを示す断面図である。

〔転がり軸受装置について〕
図１は、転がり軸受装置の一例を示す断面図である。図１に示す転がり軸受装置は、自動車に用いられる車輪用軸受装置（ハブユニット）１０である。車輪用軸受装置１０は、自動車の車体が有する懸架装置（ナックル）に取り付けられ、車輪を回転可能に支持する。車輪用軸受装置１０は、外方部材１２と、内方部材１１と、転動体である複数の玉１３と、保持器１４と、車両インナ側のシール１５と、車両アウタ側のシール１６とを備える。以下の説明では、外方部材１２を「外輪部材１２」と称し、内方部材１１を「内軸部材１１」と称する。なお、前記転動体は玉１３以外にころ（円すいころ）等であってもよい。

本開示において、車輪用軸受装置（転がり軸受装置）１０の中心線Ｃに平行な方向を「軸方向」と定義する。車輪用軸受装置１０の軸方向と、シール１５，１６それぞれの軸方向とは一致する。車輪用軸受装置１０の軸方向及びシール１５，１６の軸方向それぞれを単に「軸方向」と称する。車輪用軸受装置１０の中心線Ｃに直交する方向を「径方向」と定義する。車輪用軸受装置１０の径方向と、シール１５，１６それぞれの径方向とは一致する。車輪用軸受装置１０の径方向及びシール１５，１６の径方向それぞれを単に「径方向」と称する。中心線Ｃを中心とする回転方向を「周方向」と定義する。車輪用軸受装置１０の周方向と、シール１５，１６それぞれの周方向とは一致する。車輪用軸受装置１０の周方向及びシール１５，１６の周方向それぞれを単に「周方向」と称する。

本開示では、車輪用軸受装置１０が懸架装置（ナックル）に取り付けられた状態で、車輪側である車両アウタ側（図１の右側）を「軸方向一方側」と称し、車体中央側である車両インナ側（図１の左側）を「軸方向他方側」と称する。

外輪部材１２と内軸部材１１との間に、軸受の内部側の空間７が形成される。この内部側の空間７を、以下「内部空間７」と称する。内部空間７は、玉１３が設けられている環状の空間である。シール１５，１６それぞれは、外輪部材１２と内軸部材１１との間に設けられている。車両アウタ側のシール１６は、軸受の外部側の空間８から異物が内部空間７に侵入するのを防ぐ。車両アウタ側の外部側の空間８を、以下「外部空間８」と称する。車両インナ側のシール１５は、軸受の外部側となる空間７８から異物が内部空間７に侵入するのを防ぐ。車両インナ側の外部の空間７８を、以下「外部空間７８」と称する。

車両アウタ側の外部空間８は、大気に開放されている空間である。なお、車輪用軸受装置１０では、図示しないが、その軸方向他方側にカバー等が取り付けられていたり、その軸方向他方側が機器の内部に収容された状態となっていたりする。その場合、軸方向他方側の外部空間７８は、閉ざされた空間となり、車両アウタ側の外部空間８と別の空間である。

外輪部材１２の内周側に、玉１３が転動する外軌道面１７，１７が設けられている。内軸部材１１は、ハブ軸（内軸）２３と、このハブ軸２３の軸方向他方側に取り付けられている内輪２４とを有する。ハブ軸２３の外周側に内軸軌道面１８が形成されている。内輪２４の外周面に内輪軌道面１９が形成されている。ハブ軸２３は、内軸軌道面１８が形成され外輪部材１２の径方向内方に位置する軸部２３ａと、車輪を取り付けるためのフランジ部２３ｂとを有する。フランジ部２３ｂは、軸部２３ａの軸方向一方側の端部から径方向外方に延びて設けられている。

一方の外軌道面１７と内軸軌道面１８との間に複数の玉１３が設けられる。他方の外軌道面１７と内輪軌道面１９との間に複数の玉１３が設けられる。外輪部材１２と内軸部材１１との間に、玉１３が二列となって設けられていて、外輪部材１２と内軸部材１１とは同心状に配置される。保持器１４は、各列の複数の玉１３を保持する。

〔車両アウタ側のシール１６について〕
図２は、車両アウタ側（軸方向一方側）のシール１６を示す断面図である。シール１６は、内部空間７の軸方向一方の開口側に設けられている。図２において、シール１６の左側が内部空間７であり、シール１６の右側及び径方向外側が外部空間８である。

シール１６は、外輪部材１２の軸方向一方側の端部１２ａに取り付けられている。シール１６は、外輪部材１２に取り付けられている金属部材２６と、金属部材２６に固定されている弾性部材２７とを有する。弾性部材２７はゴム製である。弾性部材２７は、金属部材２６に加硫接着されている。弾性部材２７は、金型により成型される。その際、その金型に、金属部材２６及び後述するシート５８が設けられ、弾性部材２７は、金属部材２６及びシート５８と共に成型される。

金属部材２６は、外輪部材１２の端部１２ａの外周側に嵌合している円筒部２８と、円筒部２８の軸方向一方側の端部２８ａから径方向内方に延びて設けられている環状部２９とを有する。環状部２９は、その径方向の途中部に段付き形状を有する。円筒部２８は、端部１２ａの内周側に嵌合していてもよい。

弾性部材２７は、円筒部２８を覆っている円筒状の第一被覆部３１と、環状部２９を覆っている円環状の第二被覆部３２とを有する。本開示の弾性部材２７は、更に、樋構造部３３と、第一リップ３４と、第二リップ３５とを有する。

樋構造部３３は、第一リップ３４及び第二リップ３５よりも外部空間８側に設けられている。樋構造部３３は、円筒状の底壁部３６と、円環状の側壁部３７とを有する。底壁部３６は、第二被覆部３２の径方向外側部３２ａから軸方向一方に延びて設けられている円筒状の部分である。側壁部３７は、底壁部３６の軸方向一方側の端部３６ａから径方向外方に延びて設けられている円環状の部分である。第二被覆部３２の径方向外側部３２ａと、底壁部３６と、側壁部３７とによって囲まれる空間が、樋空間３８となる。樋空間３８は環状となって構成される。樋空間３８は、外輪部材１２と内軸部材１１（フランジ部２３ｂ）との間から侵入する異物を収容することが可能となる。

例えば、泥水等の異物が樋空間３８に収容されると、その異物は、樋空間３８において周方向に沿って低い位置へと流れる。また、側壁部３７とフランジ部２３ｂとの間には、小隙間３９が形成されている。このため、外部空間８の異物は樋構造部３３とフランジ部２３ｂとの間を通過し難い。以上より、樋構造部３３は、外部空間８の泥水等の異物が第一リップ３４側に侵入するのを抑制することができる。

第一リップ３４は、樋構造部３３の径方向内方、つまり、樋構造部３３よりも内部空間７側に設けられている。第一リップ３４は、第二被覆部３２の径方向中央部３２ｂから内軸部材１１（フランジ部２３ｂ）に向かって延びて設けられている。第一リップ３４は、径方向中央部３２ｂから軸方向一方かつ径方向外方に延びて設けられている。第一リップ３４は、内軸部材１１（フランジ部２３ｂ）の一部４１に接触する。第一リップ３４は、内軸部材１１に接触することで、弾性変形した状態となる。つまり、第一リップ３４は、締め代を有して内軸部材１１に接触する。第一リップ３４よりも径方向外側であって、樋構造部３３が設けられている空間は、外部空間８と繋がっていて、外部空間８との間で気体が自由に通過可能である。

第二リップ３５は、第一リップ３４よりも内部空間７側に設けられている。第二リップ３５は、第二被覆部３２の径方向内側部３２ｃから内軸部材１１（軸部２３ａ）に向かって延びて設けられている。第二リップ３５は、径方向内側部３２ｃから径方向内方かつ軸方向他方に延びて設けられている。第二リップ３５は、内軸部材１１の他部４２に接触する。第二リップ３５は、内軸部材１１に接触することで、弾性変形した状態となる。つまり、第二リップ３５は、締め代を有して内軸部材１１に接触する。内軸部材１１において、第一リップ３４が接触する前記一部４１から、第二リップ３５が接触する前記他部４２までの範囲を「接触部４３」と定義する。

以上より、本開示のシール１６は、外輪部材１２に取り付けられていて、内軸部材１１の接触部４３に接触する二つのリップ３４，３５を有する。シール１６は、外輪部材１２に取り付けられている金属部材２６と、金属部材２６に固定されている弾性部材２７とを有する。弾性部材２７に前記リップ３４，３５が含まれる。二つのリップ３４，３５と接触部４３とによって囲まれる空間がリップ空間９となる。

なお、内軸部材１１において軸部２３ａとフランジ部２３ｂとの境界領域に、図示しないがスリンガが取り付けられていてもよい。この場合、リップ３４，３５は、そのスリンガに接触する。つまり、前記接触部４３は、内軸部材１１に固定されているスリンガに設けられる。なお、スリンガが設けられる場合、図示しないが、スリンガの径方向外側部が、樋構造部３３を径方向外方から覆うのが好ましい。

図３は、シール１６の断面図であり、図２とは異なる位置での断面を示している。図４は、シール１６の斜視図である。図２は、図４のＡ矢視の断面を示していて、図３は、図４のＢ矢視の断面を示している。シール１６は、通気穴５０を有する。本開示の通気穴５０は、第一通気穴５１と第二通気穴５２とを有して構成される。

図２において、第一通気穴５１は、内部空間７とリップ空間９とを繋ぐ穴である。そのために、図２及び図４に示すように、第一通気穴５１は、第一リップ３４と第二リップ３５との間に設けられている。第一通気穴５１は、内部空間７からリップ空間９へと気体を通過可能とし、かつ、リップ空間９から内部空間７へと気体を通過可能とする。図５は、金属部材２６の一部を軸方向から見た図である。金属部材２６は、全体として環状であり、その内周側に第一通気穴５１が設けられている。第一通気穴５１は周方向に間隔をあけて複数設けられている。

図２及び図４に示すように、第一通気穴５１には、第一の通気材５３が設けられている。第一の通気材５３は、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とするシート状の部材である。第一通気穴５１に第一の通気材５３が設けられているが、第一通気穴５１は、内部空間７とリップ空間９とにおいて双方向で気体を通過可能とする。第一の通気材５３については、後にも説明する。

図３において、第二通気穴５２は、内部空間７と外部空間８とを繋ぐ穴である。そのために、図３及び図４に示すように、第二通気穴５２は、樋構造部３３と第一リップ３４との間に設けられている。第二通気穴５２は、内部空間７から外部空間８へと気体を通過可能とし、かつ、外部空間８から内部空間７へと気体を通過可能とする。図５において、金属部材２６に、第二通気穴５２が設けられている。第二通気穴５２は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。第二通気穴５２は、第一通気穴５１よりも径方向外側の領域に設けられている。

第一通気穴５１と第二通気穴５２とは周方向について異なる位置に（異なる位相で）設けられている。なお、第一通気穴５１及び第二通気穴５２の数は変更可能であり、少なくとも一つの第一通気穴５１と、少なくとも一つの第二通気穴５２とが設けられていればよい。

図３及び図４に示すように、第二通気穴５２には、第二の通気材５４が設けられている。第二の通気材５４は、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とするシート状の部材である。第二通気穴５２に第二の通気材５４が設けられているが、第二通気穴５２は、内部空間７と外部空間８とにおいて双方向で気体を通過可能とする。第二の通気材５４については、後にも説明する。

本開示では、第一通気穴５１を覆う第一の通気材５３と、第二通気穴５２を覆う第二の通気材５４とは、共通するシート５８により構成されている。つまり、その共通するシート５８の内周側の一部が第一の通気材５３となり、シート５８の外周側の一部が第二の通気材５４となる。金属部材２６の環状部２９に付けられたシート５８が、弾性部材２７の第二被覆部３２によって覆われている。ただし、第二被覆部３２には、第一通気穴５１及び第二通気穴５２と対応する位置に、開口５５が設けられている。このため、第一の通気材５３及び第二の通気材５４が開口５５から露出する。弾性部材２７に開口５５を形成するために、図６に示すように、弾性部材２７を成型する金型５６は、開口５５となる部位に、開口５５と同じ形状の凸部５７を有する。

以上のように（図２、図４、及び図５参照）、金属部材２６の一部に第一通気穴５１が形成されている。その第一通気穴５１を覆うようにして第一の通気材５３が設けられている。そして、弾性部材２７が、第一の通気材５３の内の第一通気穴５１を覆う部分以外を覆うと共に、金属部材２６に固定されている。また（図３、図４、及び図５参照）、金属部材２６の他部に第二通気穴５２が形成されている。その第二通気穴５２を覆うようにして第二の通気材５４が設けられている。そして、弾性部材２７が、第二の通気材５４の内の第二通気穴５２を覆う部分以外を覆うと共に、金属部材２６に固定されている。

通気材５３，５４の材質等について説明する。なお、第一の通気材５３と第二の通気材５４は同じであり、また、前記のとおり共通のシート５８により構成されている。そこで、第一の通気材５３を代表として説明する。通気材５３は、防水透湿材であり、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン製のシートである。本開示の通気材５３は、ポリテトラフルオロエチレン製の繊維状物を多数、集合させ連結させて構成したシートであり、多孔質構造を有する。その多孔質構造は、織布状であってもよく、不織布状であってもよい。なお、通気材５３は、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とする性質を有していればよく、材質及び構造は特に限定されない。

〔本開示の車輪用軸受装置１０の車両アウタ側のシール１６について〕
以上より、本開示の車輪用軸受装置１０は（図１参照）、玉１３が設けられている内部空間７に、外部空間８から異物が侵入するのを防ぐシール１６を備える。シール１６は、外輪部材１２に取り付けられていて、内軸部材１１の接触部４３に接触する二つのリップ３４，３５を有する。二つのリップ３４，３５と接触部４３とによって囲まれる空間が、リップ空間９となる。そして、シール１６は、通気穴５０（第一通気穴５１及び第二通気穴５２）を有する。通気穴５０は、内部空間７を通じて外部空間８とリップ空間９との間で、双方向について気体の通過を可能とさせる。

この車輪用軸受装置１０によれば、次に説明するように、二つのリップ３４，３５が接触部４３に吸着するのを防ぐことができ、この結果、車輪用軸受装置１０の回転トルクが高くなるのを抑えることが可能となる。

すなわち、自動車が走行し、内軸部材１１が車輪と共に回転すると、玉１３の回転等によって、内部空間７の温度が上昇する。また、シール１６においてリップ３４，３５が内軸部材１１に摺動することから、リップ空間９の温度も上昇する。これに対して、外部空間８では大きな温度変化が生じない。

仮に通気穴５０が存在しない場合、内部空間７及びリップ空間９それぞれは閉じた空間である。このため、内部空間７及びリップ空間９の温度が上昇すると、内部空間７及びリップ空間９の圧力（内圧）が上昇し、やがて内部空間７及びリップ空間９の気体が、リップ３４，３５と接触部４３との間から徐々に漏れ出す。その後、自動車が走行を止め、内軸部材１１の回転が停止すると、内部空間７及びリップ空間９の温度が降下する。すると、仮に通気穴５０が存在しない場合、内部空間７及びリップ空間９が外部空間８に対して負圧となる。リップ空間９が負圧になると、リップ３４，３５が接触部４３に吸着した状態となる。この状態で、自動車が走行を開始し、内軸部材１１の回転が再開されると、リップ３４，３５と接触部４３との間の摺動抵抗が増加し、回転抵抗が高くなる。

しかし、本開示では、シール１６は通気穴５０（第一通気穴５１及び第二通気穴５２）を有する。通気穴５０は、前記のとおり、内部空間７を通じて外部空間８とリップ空間９との間で、双方向について気体の通過を可能とさせる。このため、内軸部材１１が回転することで、内部空間７及びリップ空間９の温度が上昇しても、リップ空間９の気体は第一通気穴５１を通じて内部空間７へ流れ、更に、内部空間７の気体は第二通気穴５２を通じて外部空間８へ流れることができる。したがって、内部空間７、外部空間８、及びリップ空間９それぞれの間に圧力差が生じない。

また、その後、内軸部材１１の回転が停止すると、内部空間７及びリップ空間９の温度が降下する。この場合においても、外部空間８から内部空間７へ第二通気穴５２を通じて気体が流れることができ、内部空間７からリップ空間９へ第一通気穴５１を通じて気体が流れることができる。このため、内部空間７、外部空間８、及びリップ空間９それぞれの間に圧力差が生じない状態が維持される。このため、リップ３４，３５が接触部４３に吸着した状態とならず、この結果、車輪用軸受装置１０の回転トルクが高くなるのを抑えることが可能となる。

本開示の車輪用軸受装置１０の機能（車両アウタ側のシール１６の機能）を、車輪用軸受装置１０における温度変化に着目してまとめると次のとおりである。
車輪用軸受装置１０が回転して、車輪用軸受装置１０の温度が上昇すると、リップ空間９から内部空間７へと、気体が第一通気穴５１を通じて流れ、内部空間７から外部空間８へと、気体が第二通気穴５２を通じて流れる。
反対に、車輪用軸受装置１０が停止して、車輪用軸受装置１０の温度が降下すると、外部空間８から内部空間７へと、気体が第二通気穴５２を通じて流れ、内部空間７からリップ空間９へと、気体が第一通気穴５１を通じて流れる。

また、別の観点として、本開示の車輪用軸受装置１０の機能（車両アウタ側のシール１６の機能）を、通気穴５１，５２それぞれに着目してまとめると次のとおりである。
第一通気穴５１において、車輪用軸受装置１０の温度が上昇すると、気体がリップ空間９から内部空間７へ流れ、反対に、その温度が降下すると、気体が内部空間７からリップ空間９へ流れる。
第二通気穴５２において、車輪用軸受装置１０の温度が上昇すると、気体が内部空間７から外部空間８へ流れ、反対に、その温度が降下すると、気体が外部空間８から内部空間７へ流れる。

以上のように、第一通気穴５１及び第二通気穴５２により構成される通気穴５０は、内部空間７を通じて外部空間８とリップ空間９との間で、双方向について気体の通過を可能とさせる。

本開示の車輪用軸受装置１０によれば、内部空間７、外部空間８、及びリップ空間９の内の少なくとも一つの空間における温度変化が原因で、各空間の圧力が変化し、他の空間と圧力差が生じようとしても、その圧力差は通気穴５０（第一通気穴５１、第二通気穴５２）によって防がれる。このため、内部空間７、外部空間８、及びリップ空間９の圧力が等しくなる。よって、リップ３４，３５が接触部４３に吸着するのを防ぐことができ、この結果、車輪用軸受装置１０の回転トルクが高くなるのを抑えることが可能となる。

本開示の車輪用軸受装置１０では、前記のとおり、シール１６は、環状の樋構造部３３を有する。第二通気穴５２は、その樋構造部３３と、外部空間８側に設けられている第一リップ３４との間に設けられている。第一通気穴５１は、外部空間８側に設けられている第一リップ３４と、内部空間７側に設けられている第二リップ３５との間に設けられている。このため、外輪部材１２と内軸部材１１との間から異物が侵入したとしても、その異物を樋構造部３３が受けることができ、異物が第二通気穴５２に付着し難くなる。このため、第二通気穴５２が異物で塞がれず、第二通気穴５２は長期にわたって機能することが可能となる。

〔車両インナ側のシール１５について〕
図７は、車両インナ側（軸方向他方側）のシール１５を示す断面図である。シール１５は、外輪部材１２の軸方向他方側の端部１２ｂに取り付けられている。内軸部材１１が備える内輪２４の外周側にスリンガ６０が取り付けられている。シール１５は、外輪部材１２の端部１２ｂに取り付けられている金属部材６３と、金属部材６３に固定されているゴム製の弾性部材６４とを有する。弾性部材６４は、スリンガ６０に接触する二つのリップ７１，７２を有する。

一方のリップ７１を第一リップ７１と称し、他方のリップ７２を第二リップ７２と称する。第一及び第二のリップ７１，７２は、主に、外部空間７８から内部空間７へ異物が侵入するのを防止する。本開示のシール１５は、第三のリップ７３を有する。第三のリップ７３は、主に、内部空間７のグリース等の潤滑剤が外部空間７８に漏洩するのを防止する。

第一リップ７１は、スリンガ６０の一部６１に接触する。第一リップ７１は、スリンガ６０に接触することで、弾性変形した状態となる。第二リップ７２は、スリンガ６０の他部６２に接触する。第二リップ７２は、スリンガ６０に接触することで、弾性変形した状態となる。スリンガ６０において、第一リップ７１が接触する前記一部６１から、第二リップ７２が接触する前記他部６２までの範囲を「接触部７５」と定義する。第一リップ７１と第二リップ７２と接触部７５とによって囲まれる空間がリップ空間７４となる。

車両アウタ側のシール１６（図２及び図３参照）と同様に、車両インナ側のシール１５（図７参照）は、リップ７１，７２が接触部７５に吸着するのを防ぐための通気穴６５を有する。通気穴６５は、内部空間７を通じて外部空間７８とリップ空間７４との間で、双方向について気体の通過を可能とさせる。シール１６は、通気穴６５として、第一通気穴６６と、第二通気穴６７とを有する。第一通気穴６６は、内部空間７とリップ空間７４とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする。第二通気穴６７は、内部空間７と外部空間７８とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする。

車両アウタ側のシール１６と同様に、車両インナ側のシール１５においても、第一通気穴６６及び第二通気穴６７それぞれには、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とする通気材６８，６９が設けられている。通気材６８，６９は、車両アウタ側のシール１５が備える通気材５３，５４と同じ防水透湿材であり、共通するシート５８により構成されている。

車両インナ側のシール１５における、通気穴６５（第一通気穴６６及び第二通気穴６７）及び通気材６８，６９と、車両アウタ側のシール１６における通気穴５０（第一通気穴５１及び第二通気穴５２）及び通気材５３，５４とは、同様の構成である。そのため、ここでは、車両インナ側についての各部の説明を省略する。しかし、車両アウタ側のシール１６における各構成を、車両インナ側のシール１５に適用可能である。

本開示の車輪用軸受装置１０では、その軸方向他方側が機器の内部（機器が有するハウジング内）に収容された状態にある。このため、軸方向他方側の外部空間７８は、閉じた空間となっている。車両インナ側の外部空間７８は、車両アウタ側の外部空間８（図１参照）と繋がっていない。また、外部空間７８は、前記機器の他の部分の影響により、温度変化する。つまり、外部空間７８は、内部空間７及びリップ空間７４よりも温度が上昇したり、降下したりする。

外部空間７８の温度がリップ空間７４及び内部空間７の温度よりも高くなって、外部空間７８の圧力がリップ空間７４及び内部空間７の圧力よりも高くなろうとすると、本開示のシール１５によれば、外部空間７８の気体が、第二通気穴６７を通じて内部空間７に流れ、内部空間７の気体が、第一通気穴６６を通じてリップ空間７４に流れる。このため、外部空間７８とリップ空間７４との間に圧力差が生じず、内部空間７とリップ空間７４との間に圧力差が生じない。

反対に、外部空間７８の温度がリップ空間７４及び内部空間７の温度よりも低くなって、外部空間７８の圧力がリップ空間７４及び内部空間７の圧力よりも低くなろうとすると、本開示のシール１５によれば、リップ空間７４の気体が、第一通気穴６６を通じて内部空間７に流れ、内部空間７の気体が、第二通気穴６７を通じて外部空間７８に流れる。このため、外部空間７８とリップ空間７４との間に圧力差が生じず、内部空間７とリップ空間７４との間に圧力差が生じない。

本開示の車輪用軸受装置１０の機能（車両インナ側のシール１５の機能）を、外部空間７８における温度変化に着目してまとめると次のとおりである。
外部空間７８の温度が降下すると、リップ空間７４から内部空間７へと、気体が第一通気穴６６を通じて流れ、内部空間７から外部空間７８へと、気体が第二通気穴６７を通じて流れる。
反対に、外部空間７８の温度が上昇すると、外部空間７８から内部空間７へと、気体が第二通気穴６７を通じて流れ、内部空間７からリップ空間７４へと、気体が第一通気穴６６を通じて流れる。

また、別の観点として、本開示の車輪用軸受装置１０の機能（車両インナ側のシール１５の機能）を、通気穴６６，６７それぞれに着目してまとめると次のとおりである。
第二通気穴６７においては、外部空間７８の温度が降下すると、気体が内部空間７から外部空間７８へ流れ、反対に、外部空間７８の温度が上昇すると、気体が外部空間７８から内部空間７へ流れる。
第一通気穴６６において、外部空間７８の温度が降下すると、気体がリップ空間７４から内部空間７へ流れ、反対に、外部空間７８の温度が上昇すると、気体が内部空間７からリップ空間７４へ流れる。

以上のように、車両インナ側のシール１５においても、第一通気穴６６及び第二通気穴６７により構成される通気穴６５は、内部空間７を通じて外部空間７８とリップ空間７４との間で、双方向について気体の通過を可能とさせる。

仮に通気穴６５が設けられていない場合、外部空間７８の温度が上昇し、圧力が高くなると、第一リップ７１がスリンガ６０（接触部７５）に押し付けられる。すると、スリンガ６０（接触部７５）に対するリップ７１，７２の摺動抵抗が高くなってしまう。
しかし、本開示の車輪用軸受装置１０が備えるシール１５は、前記のとおり通気穴６５を有する。したがって、内部空間７、外部空間７８、及びリップ空間７４それぞれの間に圧力差が生じない。この結果、リップ７１（７２）が接触部７５に吸着した状態とならない。よって、車輪用軸受装置１０の回転トルクが高くなるのを抑えることが可能となる。

〔その他について〕
前記各形態では、シール１５（１６）が、外輪部材１２に取り付けられていて、リップ３４，３５（７１，７２）は、内軸部材１１側に接触する。図示しないが、シール１５（１６）が内軸部材１１に取り付けられていて、リップ３４，３５（７１，７２）が外輪部材１２側に接触する転がり軸受装置に対しても、本開示の通気穴５０（６５）を適用することができる。

また、前記各形態では、相手部材（接触部）に接触するリップが二つである場合について説明した。しかし、シールは、相手部材（接触部）に接触するリップを、少なくとも二つ有していればよい。相手部材（接触部）に接触するリップが三つ以上となる場合、密閉状となるリップ空間は二つ以上となる。この場合、各リップ空間と、軸受内の内部空間とを繋ぐ通気穴が設けられていればよい。

前記のようなシール１５（１６）を備える転がり軸受装置は、車輪用軸受装置１０以外であってもよい。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

７：内部空間 ８，７８：外部空間 ９，７４：リップ空間 １０：車輪用軸受装置（転がり軸受装置） １１：内軸部材（内方部材） １２：外輪部材（外方部材） １３：玉（転動体） １５：シール １６：シール ２６，６３：金属部材 ２７，６４：弾性部材 ３３：樋構造部 ３４，７１：第一リップ ３５，７２：第二リップ ４３，７５：接触部 ５０，６５：通気穴 ５１，６６：第一通気穴 ５２，６７：第二通気穴 ５３，５４，６８，６９：通気材 ５８：シート

Claims (4)

1. 同心状に配置される外方部材及び内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に設けられる複数の転動体と、前記外方部材と前記内方部材との間に形成され前記転動体が設けられている内部空間に、当該内部空間の外側となる外部空間から異物が侵入するのを防ぐシールと、を備え、
   前記シールは、前記外方部材と前記内方部材との内の一方に取り付けられていて、当該外方部材と当該内方部材との内の他方の接触部に接触する少なくとも二つのリップを有し、当該二つのリップと当該接触部とによって囲まれる空間がリップ空間となり、
   前記シールは、前記内部空間を通じて前記外部空間と前記リップ空間との間で、双方向について気体の通過を可能とさせるための通気穴を有し、
   前記シールは、前記通気穴として、前記内部空間と前記リップ空間とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする第一通気穴と、前記内部空間と前記外部空間とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする第二通気穴と、を有し、
   前記第一通気穴及び前記第二通気穴それぞれには、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とする通気材が設けられていて、
   前記シールは、前記外方部材と前記内方部材との内の前記一方に取り付けられている金属部材と、前記リップを含み前記金属部材に固定されている弾性部材と、を有し、
   前記金属部材に前記第一通気穴及び前記第二通気穴が形成されていて、
   当該第一通気穴及び当該第二通気穴それぞれを覆うようにして前記通気材が設けられていて、
   前記弾性部材は、当該通気材の内の前記第一通気穴及び前記第二通気穴を覆う部分以外を覆うと共に、前記金属部材に固定されている、
   転がり軸受装置。
2. 同心状に配置される外方部材及び内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に設けられる複数の転動体と、前記外方部材と前記内方部材との間に形成され前記転動体が設けられている内部空間に、当該内部空間の外側となる外部空間から異物が侵入するのを防ぐシールと、を備え、
   前記シールは、前記外方部材と前記内方部材との内の一方に取り付けられていて、当該外方部材と当該内方部材との内の他方の接触部に接触する少なくとも二つのリップを有し、当該二つのリップと当該接触部とによって囲まれる空間がリップ空間となり、
   前記シールは、前記内部空間を通じて前記外部空間と前記リップ空間との間で、双方向について気体の通過を可能とさせるための通気穴を有し、
   前記シールは、前記通気穴として、前記内部空間と前記リップ空間とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする第一通気穴と、前記内部空間と前記外部空間とを繋ぎ双方向で気体を通過可能とする第二通気穴と、を有し、
   前記第一通気穴及び前記第二通気穴それぞれには、気体の通過を可能としかつ液体の通過を不能とする通気材が設けられていて、
   前記第一通気穴を覆う前記通気材と、前記第二通気穴を覆う前記通気材とは、共通するシートにより構成されている、
   転がり軸受装置。
3. 前記シールは、前記外方部材と前記内方部材との内の前記一方に取り付けられている金属部材と、前記リップを含み前記金属部材に固定されている弾性部材と、を有し、
   前記金属部材に前記第一通気穴及び前記第二通気穴が形成されていて、
   当該第一通気穴及び当該第二通気穴それぞれを覆うようにして前記通気材が設けられていて、
   前記弾性部材は、当該通気材の内の前記第一通気穴及び前記第二通気穴を覆う部分以外を覆うと共に、前記金属部材に固定されている、請求項２に記載の転がり軸受装置。
4. 前記シールは、更に、前記外方部材と前記内方部材との間から侵入する異物を受ける環状の樋構造部を、前記リップよりも前記外部空間側に有し、
   前記第二通気穴は、前記樋構造部と、前記外部空間側に設けられている前記リップとの間に設けられていて、
   前記第一通気穴は、前記外部空間側に設けられている当該リップと、前記内部空間側に設けられている前記リップとの間に設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。

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