WO2010013439A1 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供する。 【解決手段】車輪取付フランジ6の基部6bが円弧状に形成され、この基部6bに金属環12が嵌着されてサイドリップ14a、14bを有するシール8が摺接され、金属環12が、ハブ輪4の肩部4eに外嵌される円筒状の嵌合部12aと、基部6bの形状に対応して円弧状に形成された湾曲部12bと、これから径方向外方に延び、車輪取付フランジ6の側面6cに密着される円板部12cと、この外径部から車輪取付フランジ6に対して軸方向に離間して延びる傘部12dとを備え、この傘部12dが、外方部材2のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間Aを介して対向配置されると共に、傘部12dの周方向に複数の排出孔15が等配に穿設され、少なくとも一つが路面に最も近い位置に配置されている。

Description

車輪用軸受装置
 本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、密封性能の向上を図った車輪用軸受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。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。
 これらの車輪用軸受装置は泥水等がかかり易い部位に配置されるため、シール装置が装着されて外方部材と内方部材との間を密封するように構成されている。一般的に、シール装置は、シールリップを備えたシール部材が固定側部材となる外方部材に装着され、シールリップが内方部材の外周面に摺接されている。
 こうした車輪用軸受装置の一例を図16に示す。この車輪用軸受装置50は、車体側に非回転に取り付けられる外輪部材(外方部材)51と、外輪部材51にボール(図示せず)を介して回転支持される内輪部材(内方部材)52とを有し、車輪(図示せず)は内輪部材52に固定されて車体に対して回転可能とされている。そして、車輪用軸受装置50は、泥水等がかかり易い場所に配置されるため、密封装置を配置して内輪部材52と外輪部材51との間を密封するように構成されている。
 この密封装置は、外輪部材51の端部内周に嵌着されたシール部材53と、ハブ輪54の車輪取付フランジ55の基部56に嵌着された金属環57とからなる。シール部材53は、円環状の弾性シール体58と、この弾性シール体58を保持する芯金59とから構成されている。弾性シール体58は、円環状の3個のシールリップ58a、58b、58cを有しており、シールリップ58aはハブ輪54のフランジ面54aに、シールリップ58bはハブ輪54のアール面54bに、また、シールリップ58cは、ハブ輪54の肩部外周面54cに、それぞれ近接して配置されるように形成されている。
 金属環57は、ハブ輪54の肩部外周面54cに嵌合される嵌合部57aと、ハブ輪54のフランジ面54aに密着される鍔部57bと、この鍔部57bの外径側周縁部に、ハブ輪54のフランジ面54aから離間する方向に断面略クランク状に形成されたシール装着部57cと、さらに、外輪部材51の面取り部51aに沿って軸方向に延設された非接触シール部57dとを有している。非接触シール部57dの内周面と外輪部材51の面取り部51aおよび外周面51bとの隙間Cは極めて狭い寸法に設定されている。
 そして、金属環57の鍔部57bをハブ輪54のフランジ面54aに密着させて、金属環57の嵌合部57aをハブ輪54の肩部外周面54cに嵌合させた時、フランジ面54aとシール装着部57cとの間に形成されたシール空間に弾性体60が装着されている。また、非接触シール部57dの内周面と外輪部材51の面取り部51aおよび外周面51bとによってラビリンスが形成されている。
 シール空間に装着された弾性体60のシール効果により、金属環57とハブ輪54との嵌合部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、非接触シール部57dの内周面と外輪部材51の面取り部51aおよび外周面51bとによって形成されたラビリンスの効果により、シール部材53と金属環57との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができる。
特開2005-291485号公報
 こうした従来の車輪用軸受装置の密封装置では、非接触シール部57dの内周面と外輪部材51の面取り部51aおよび外周面51bとによって形成されたラビリンスの効果により、シール部材53と金属環57との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができる特徴を備えている。然しながら、この僅かな隙間Cから一旦浸入した泥水等は外部に排出され難いと言う問題があった。そして、弾性シール体58上に滞留した泥水等がシールリップ58aの摺接面に付着してシールリップ58aを摩耗させる可能性があり、長期間に亘って安定した密封性を保持するのは難しい。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受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、本発明は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、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に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部とを備え、この傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、当該傘部の周方向に複数の排水孔が穿設されている。・・・請求項1
 このように、車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、アウター側のシールが、外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが金属環に摺接された車輪用軸受装置において、金属環が、ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部とを備え、この傘部が、外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、当該傘部の周方向に複数の排水孔が穿設されているので、シールと金属環との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができると共に、この僅かな環状の隙間から泥水等が浸入したとしても、金属環の回転に伴う遠心力によって容易に外部に排出され、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供することができる。
 好ましくは、本発明のように、前記排出孔が周方向等配に穿設され、少なくとも一つが路面に最も近い位置に配置されていれば、車両の停止時、金属環の内部に浸入した泥水等は、シールのサイドリップを伝って下方に流動し、容易に外部に排出される。・・・請求項2
 また、本発明のように、前記排水孔が、前記傘部の外周面に開口する浸入口の大きさが、内周面に開口する排出口の大きさよりも小さくなるように断面がテーパ状に形成されていれば、外部から泥水等が浸入し難く、また、一旦浸入した泥水等が金属環の回転に伴う遠心力によって外部に排出され易くなり、長期間に亘ってさらに安定した密封性を保持することができる。・・・請求項3
 また、本発明のように、前記排水孔が、前記傘部の外周面に開口する浸入口の大きさが、内周面に開口する排出口の大きさよりも小さくなるように2段の円孔に形成されていれば、外部から泥水等が浸入し難く、また、一旦浸入した泥水等が金属環の回転に伴う遠心力によって外部に排出され易くなる。・・・請求項4
 また、本発明のように、前記排水孔が円径に形成され、その直径がφ3mm以下に設定されていれば、排水孔に付着した水の表面張力により泥水等の浸入を効果的に防止することができる。・・・請求項5
 また、本発明のように、前記金属環の傘部と前記外方部材の外周面との環状の隙間が0.05~1.0mmの範囲に設定されていれば、金属環や外方部材の寸法バラツキや偏心等があっても傘部が外方部材に干渉することなく効果的に泥水等が浸入するのを防止することができる。・・・請求項6
 また、本発明のように、前記傘部から径方向外方に突出して折曲部が形成されていれば、金属環の剛性を向上させると共に、金属環の寸法・形状精度を高めることができる。・・・請求項7
 また、本発明のように、前記基部が所定の曲率半径rからなる円弧面に形成されると共に、この円弧面に対応して前記金属環の湾曲部が所定の曲率半径Rからなる円弧面に形成され、それぞれの曲率半径R、rがR≧rになるように設定されていれば、金属環を基部に嵌合した時に基部の円弧面に金属環の湾曲部が干渉して浮き上がるのを防止することができ、車輪取付フランジの側面と金属環の円板部との間に隙間が生じるのを防止することができる。これにより、両者が密着してサイドリップのシメシロのバラツキを抑え、安定した密封性を確保することができる。・・・請求項8
 また、本発明のように、前記金属環が耐食性を有する鋼板で形成され、その素材となる鋼板の表面粗さがRa0.2~0.6の範囲に設定されていれば、長期間に亘って発錆を防止して密封性を維持することができると共に、良好なシール摺接面を得ることができ、リップ摩耗を抑制して劣悪な環境で使用されても、シールの密封性能の維持を図ることができる。・・・請求項9
 また、本発明のように、前記外方部材のアウター側の端部外周に断面が円弧状の環状の排水溝が形成され、この排水溝が前記金属環の端部近傍に配置されていれば、外方部材の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこの排水溝で一旦溜めると共に、これに沿って下方に流動させ、積極的に排出をすることができるため、金属環の内部に泥水等が浸入するのを防止し、長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。・・・請求項10
 また、本発明のように、前記排水溝が、溝底に円弧部を有し、この円弧部の接線方向に所定の傾斜角からなる逃げ面が形成されると共に、この逃げ面の延長線が前記金属環の端部と交差するような位置に当該排水溝が配置されていれば、外方部材の外周面に勢いよく流れ込んできた泥水等が金属環の端部に衝突して跳ね返り、金属環と外方部材との開口部から浸入するのを確実に防止することができる。・・・請求項11
 また、本発明のように、前記逃げ面の延長線が前記金属環の端部の径方向外方に位置するように当該排水溝が配置されていれば、外方部材の外周面に勢いよく流れ込んできた泥水等が金属環の端部を越えて飛散し、金属環と外方部材との開口部から浸入するのを確実に防止することができる。・・・請求項12
 また、本発明のように、前記傘部から径方向外方に突出して折曲部が形成されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周にスリンガが圧入され、このスリンガが前記金属環の端部近傍にラビリンスシールを介して配置されていれば、外方部材の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガで阻止し、金属環の内部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、ラビリンスシールによって、内部に浸入した泥水等が、金属環の回転に伴う遠心力によって排出するのを妨げることないため長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。・・・請求項13
 また、本発明のように、前記スリンガが、前記外方部材の外周面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備えると共に、この立板部と前記金属環の折曲部とが僅かな軸方向隙間を介して対峙していれば、外方部材の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガで阻止し、金属環の内部に泥水等が浸入するのを確実に防止することができる。・・・請求項14
 また、本発明のように、前記スリンガの立板部から軸方向に延びる円筒状の鍔部が形成され、この鍔部と前記折曲部とが僅かな径方向隙間を介して対峙していれば、金属環の内部に泥水等が浸入するのを一層防止することができる。・・・請求項15
 また、本発明のように、前記折曲部と立板部との間に接触シールが介装されていれば、金属環の内部に泥水等が浸入するのを一層防止することができる。・・・請求項16
 また、本発明のように、前記外方部材のアウター側の端部外周に所定の傾斜角からなるテーパ面が形成されると共に、前記傘部が、所定の傾斜角が設けられて端部に向って漸次拡径するテーパ状に形成され、前記テーパ面に対して僅かな環状の隙間を介して対向していれば、傘部の内周面と外方部材のテーパ面とによって形成されたラビリンス効果により、シールと金属環との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができると共に、この僅かな径方向隙間から泥水等が浸入したとしても、金属環の回転に伴う遠心力によって容易に外部に排出され、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる。・・・請求項17
 また、本発明のように、前記金属環の傘部の傾斜角が15°~30°の範囲に設定されていれば、泥水等が浸入し難くなると共に、浸入した泥水等が遠心力によって排水し易くなり、密封性を高めることができる。・・・請求項18
 また、本発明のように、前記金属環の傘部の傾斜角と前記外方部材のテーパ面の傾斜角が略同一に設定されていれば、有効にラビリンス効果を発揮して密封性を高めることができる。・・・請求項19
 また、本発明のように、前記外方部材のテーパ面の傾斜角が前記金属環の傘部の傾斜角よりも大きく設定されていれば、金属環と外方部材との間に楔状のラビリンス隙間が形成され、外部から泥水等が浸入し難く、また、一旦浸入した泥水等が金属環の回転に伴う遠心力によって外部に排出され易くなり、長期間に亘ってさらに安定した密封性を保持することができる。・・・請求項20
 また、本発明のように、前記金属環の傘部と前記外方部材のテーパ面との開口部の隙間が0.05~1.0mmの範囲に設定されていれば、金属環や外方部材の寸法バラツキや偏心等があっても傘部が外方部材に干渉することなく効果的に泥水等が浸入するのを防止することができる。・・・請求項21
 また、本発明のように、前記金属環の傘部が前記外方部材のテーパ面を越えて外周面を覆うように長く形成されていれば、泥水等が傘部によって外方部材のテーパ面に直接当らず、金属環の内部に浸入するのを一層防止することができる。・・・請求項22
 本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、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に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部とを備え、この傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、当該傘部の周方向に複数の排水孔が穿設されているので、シールと金属環との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができると共に、この僅かな環状の隙間から泥水等が浸入したとしても、金属環の回転に伴う遠心力によって容易に外部に排出され、シールの密封性能の向上を図り、軸受性能を長期間に亘って維持することができる車輪用軸受装置を提供することができる。
本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図である。 (a)は、図1の要部拡大図、(b)は、(a)のII矢視図である。 (a)は、本発明に係る金属環の変形例を示す部分断面図、(b)は、(a)の変形例を示す部分断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図である。 図4の要部拡大図である。 図5の変形例を示す要部拡大図である。 図5の他の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図である。 図8の要部拡大図である。 図9の変形例を示す要部拡大図 図9の他の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図である。 図12の要部拡大図である。 図13の変形例を示す要部拡大図である。 図13の他の変形例を示す要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置の密封装置を示す要部拡大図である。
 外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材とで形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のサイドリップおよびグリースリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部とを備え、この傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、当該傘部の周方向に複数の排出孔が等配に穿設され、少なくとも一つが路面に最も近い位置に配置されている。
 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、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、図2(a)は、図1の要部拡大図、(b)は、(a)のII矢視図、図3(a)は、本発明に係る金属環の変形例を示す部分断面図、(b)は、(a)の変形例を示す部分断面図である。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。
 この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材1と、この内方部材1に複列の転動体(ボール)3を介して外挿された外方部材2とを備えている。内方部材1は、ハブ輪4と、このハブ輪4に固定された内輪5とからなる。
 ハブ輪4は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ6を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる小径段部4bが形成されている。車輪取付フランジ6にはハブボルト6aが周方向等配に植設されている。内輪5は、外周に他方(インナー側)の内側転走面5aが形成され、ハブ輪4の小径段部4bに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部4bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部4cによって所定の軸受予圧が付与された状態でハブ輪4に対して軸方向に固定されている。
 ハブ輪4はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから段差部4dを介して小径段部4bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58~64HRCの範囲に硬化処理されている。なお、加締部4cは鍛造加工後の表面硬さのままで未焼入れ部とされている。これにより、車輪取付フランジ6に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪5の嵌合部となる小径段部4bの耐フレッティング性が向上すると共に、加締加工によって加締部4cに微小クラック等が発生するのを防止している。
 外方部材2は、外周にナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ2bを一体に有し、内周に内方部材1の複列の内側転走面4a、5aに対向する複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。この外方部材2はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、2aが高周波焼入れによって表面硬さを58~64HRCの範囲に硬化処理されている。一方、内輪5および転動体3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。そして、外方部材2と内方部材1の両転走面間に複列の転動体3、3が収容され、保持器7、7によって転動自在に保持されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受が構成されている。
 また、外方部材2と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部にはシール8、9が装着されている。これらのシール8、9によって、軸受内部に封入された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浸入するのを防止している。インナー側シール9は、断面が略L字状をなし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。
 ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに金属環12が嵌着され、アウター側のシール8は、この金属環12に摺接するように配設されている。シール8は、図2(a)に拡大して示すように、外方部材2のアウター側の端部内周に嵌合される芯金13と、この芯金13に加硫接着等により一体に接合されたシール部材14とからなる。芯金13は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、フェライト系ステンレス鋼板(SUS430系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて断面が略コの字状に形成されている。
 一方、シール部材14は、芯金13の外周部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ14a、14bと、芯金13の内縁部に接合され、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ14cとを有している。これらのサイドリップ14a、14bおよびグリースリップ14cは、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに嵌着された金属環12に摺接されている。なお、芯金13の外方部にはシール部材14が回り込んで接合され、外方部材2と芯金13との嵌合部から泥水等の異物が軸受内部に浸入するのを防止している。
 金属環12は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、フェライト系ステンレス鋼板(SUS430系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成され、ハブ輪4の肩部4eに外嵌される円筒状の嵌合部12aと、円弧状に形成された基部6bに対応して円弧状に形成された湾曲部12bと、この湾曲部12bから径方向外方に延び、車輪取付フランジ6のインナー側の側面6cに密着される円板部12cと、この円板部12cの外径部から車輪取付フランジ6に対して軸方向に離間して延びる円筒状の傘部12dと、この傘部12dから径方向外方に突出して形成された折曲部12eとを備えている。この折曲部12eは、金属環12の剛性を向上させるために設けられたもので、金属環12の寸法・形状精度を高めることができる。
 なお、この金属環12は、素材となる鋼板の表面粗さがRa0.2~0.6の範囲に設定されている。これにより、良好なシール摺接面を得ることができ、リップ摩耗を抑制すると共に、劣悪な環境で使用されても、シール8の密封性能の維持を図ることができる。なお、Raは、JISの粗さ形状パラメータの一つで(JIS B0601-1994)、算術平均粗さのことで、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。
 基部6bは、ハブ輪4の肩部4eと車輪取付フランジ6との間の角部に所定の曲率半径rからなる円弧面に形成されている。そして、この円弧面に対応して、金属環12の湾曲部12bは所定の曲率半径Rからなる円弧面からなり、それぞれの曲率半径R、rがR≧rになるように設定されている。これにより、金属環12を基部6bに嵌合した時に基部6bの円弧面に金属環12の湾曲部12bが干渉して浮き上がるのを防止している。したがって、車輪取付フランジ6の側面6cと金属環12の円板部12cとの間に隙間が生じるのが防止されて両者が密着し、サイドリップ14a、14bのシメシロのバラツキを抑えて安定した密封性を確保することができる。
 また、図示はしないが、車輪取付フランジ6の側面6cと金属環12のとの間に弾性リップが装着されていても良い。これにより、車輪取付フランジ6の側面6cと金属環12の円板部12cとの間から異物が浸入するのを防止して基部6bおよび金属環12の装着部の発錆を長期間に亘って防止することができる。
 本実施形態では、金属環12の傘部12dは、外方部材2のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間Aを介して対向配置され、ラビリンスシールが構成されている。この環状の隙間Aは0.05~1.0mm(直径)の範囲に設定されている。そして、傘部12dの周方向に複数の排水孔15が穿設されている。なお、隙間Aが0.05mm未満となると金属環12や外方部材2の寸法バラツキや偏心等により、傘部12dが外方部材2に干渉する恐れがあると共に、1.0mmを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。
 このように、傘部12dの内周面と外方部材2の外周面とによって形成されたラビリンス効果により、シール8と金属環12との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができると共に、この僅かな環状の隙間Aから金属環12の内部に泥水等が浸入したとしても、図中矢印にて示すように、金属環12の回転に伴う遠心力によって排出されると共に、傘部12dに穿設された排水孔15によって容易に外部に排出され、サイドリップ14a上に滞留することはない。したがって、泥水等がサイドリップ14aの摺接面に付着して摩耗するのを防止し、長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。
 (b)に示すように、排水孔15は円径に形成され、その直径dはφ3mm以下に設定されている。排水孔15のサイズを大きくすると、内部に浸入した泥水等が排出され易い反面、この排水孔15を通して外部から泥水等が内部に浸入するため、φ3mm以下に抑えることによって発生する水の表面張力により泥水等の浸入を防止することができる。
 また、車両の停止時、金属環12の内部に浸入した泥水等は、シール8のサイドリップ14aを伝って下方に流動し、路面に最も近い傘部12dの下側に穿設された排水孔15から排出される。したがって、排水孔15は、少なくとも路面に最も近い位置に配置されると共に、排出効果の面から周方向等配に複数個穿設されるのが好ましい。ただし、個数が多くなり過ぎると、外部から泥水等の浸入する恐れがあるため、6~12個の範囲に設定するのが適当である。
 なお、ここでは、車輪用軸受装置として従動輪側の第3世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、適用可能な構造であれば第2世代あるいは第4世代であっても良い。さらに、本実施形態では、転動体3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、無論これに限らず、転動体に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。
 次に、本発明に係る排水孔の変形例を図3に示す。(a)に示す排水孔16は、金属環17の傘部17aに周方向等配に複数個穿設され、傘部17aの外周面に開口する浸入口16aの直径dが、内周面に開口する排出口16bの直径d1よりも小さくなるように、断面がテーパ状に形成されている(d<d1)。これにより、外部から泥水等が浸入し難く、また、一旦浸入した泥水等が金属環17の回転に伴う遠心力によって外部に排出され易くなり、長期間に亘ってさらに安定した密封性を保持することができる。
 また、(b)に示す排出孔18は、金属環19の傘部19aに周方向等配に複数個穿設され、傘部19aの外周面に開口する浸入口18aの直径dが、内周面に開口する排出口18bの直径d1よりも小さくなるように、2段の円孔に形成されている(d<d1)。これにより、外部から泥水等が浸入し難く、また、一旦浸入した泥水等が金属環19の回転に伴う遠心力によって外部に排出され易くなる。なお、ここでは、排水孔が円孔で構成されたものを例示したが、必ずしも円孔に限らず、楕円や矩形であっても良い。
 図4は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図、図5は、図4の要部拡大図、図6は、図5の変形例を示す要部拡大図、図7は、図5の他の変形例を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態(図1)と基本的は外方部材の構成が一部異なるだけで、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。
 この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材1と、この内方部材1に複列の転動体3を介して外挿された外方部材20とを備えている。外方部材20は、外周に車体取付フランジ2bを一体に有し、内周に内方部材1の複列の内側転走面4a、5aに対向する複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。この外方部材20はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、2aが高周波焼入れによって表面硬さを58~64HRCの範囲に硬化処理されている。
 ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに金属環12が嵌着され、アウター側のシール8は、この金属環12に摺接するように配設されている。シール8は、図5に拡大して示すように、外方部材2のアウター側の端部内周に嵌合される芯金13と、この芯金13に加硫接着等により一体に接合されたシール部材14とからなる。一方、シール部材14は、芯金13の外周部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ14a、14bと、芯金13の内縁部に接合され、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ14cとを有している。これらのサイドリップ14a、14bおよびグリースリップ14cは、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに嵌着された金属環12に摺接されている。
 さらに、本実施形態では、外方部材20のアウター側の端部外周に環状の排水溝21が形成されている。この排水溝21は、断面が円弧状に形成され、金属環12の端部近傍に配設されている。これにより、外方部材20の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこの排水溝21で一旦溜めると共に、これに沿って下方に流動させ、積極的に排出をすることができるため、金属環12の内部に泥水等が浸入するのを防止し、長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。
 次に、本発明に係る排水溝の変形例を図6に示す。この排水溝22は、金属環12の端部の近傍に配設され、溝底に円弧部22aを有し、この円弧部22aの接線方向に所定の傾斜角θからなる逃げ面22bが形成されている。そして、この逃げ面22bの延長線が金属環12の端部(折曲部12e)と交差するような位置に排水溝22が配置されている。これにより、図中矢印にて示すように、外方部材20’の外周面に勢いよく流れ込んできた泥水等が金属環12の折曲部12eに衝突して跳ね返り、金属環12と外方部材20’との開口部から浸入するのを確実に防止することができる。なお、逃げ面22bの傾斜角θは20°~40°の範囲に設定されている。
 また、図7に示す排水溝23は、溝底に円弧部23aを有し、この円弧部23aの接線方向に所定の傾斜角θからなる逃げ面23bが形成され、前述した排水溝21よりもインナー側に配設されている。そして、この逃げ面23bの延長線が金属環12の端部(折曲部12e)よりも径方向外方に位置するように排水溝23が配置されている。これにより、図中矢印にて示すように、外方部材20”の外周面に勢いよく流れ込んできた泥水等が金属環12の折曲部12eを越えて飛散し、金属環12と外方部材20”との開口部から浸入するのを確実に防止することができる。
 なお、この排水溝23の逃げ面23bの傾斜角θを大きく設定することにより、前述した排水溝21と同じ位置に配設し、外方部材20”の外周面に勢いよく流れ込んできた泥水等を金属環12の折曲部12eを越えて飛散させるようにしても良い。
 図8は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図、図9は、図8の要部拡大図、図10は、図9の変形例を示す要部拡大図、図11は、図9の他の変形例を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第1の実施形態(図1)と基本的は金属環周り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。
 この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材1と、この内方部材1に複列の転動体3を介して外挿された外方部材2とを備えている。
 ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに金属環12が嵌着され、アウター側のシール8は、この金属環12に摺接するように配設されている。シール8は、図9に拡大して示すように、外方部材2のアウター側の端部内周に嵌合される芯金13と、この芯金13に加硫接着等により一体に接合されたシール部材14とからなる。一方、シール部材14は、芯金13の外周部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ14a、14bと、芯金13の内縁部に接合され、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ14cとを有している。これらのサイドリップ14a、14bおよびグリースリップ14cは、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに嵌着された金属環12に摺接されている。
 さらに、本実施形態では、外方部材2のアウター側の端部外周にスリンガ24が圧入されている。このスリンガ24は金属環12の端部近傍に圧入される円筒部24aと、この円筒部24aから径方向外方に延びる立板部24bとからなり、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、フェライト系ステンレス鋼板(SUS430系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(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。そして、金属環12の折曲部12eと立板部24bとが僅かな軸方向隙間Bを介して対峙し、ラビリンスシールが構成されている。これにより、外方部材2の外周面を伝って浸入してくる泥水等をこのスリンガ24で阻止し、金属環12の内部に泥水等が浸入するのを防止すると共に、ラビリンスシールによって、内部に浸入した泥水等が、金属環12の回転に伴う遠心力によって排出するのを妨げることないため長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。
 なお、軸方向隙間Bは0.05~1.0mmの範囲に設定されている。隙間Bが0.05mm未満となると金属環12やスリンガ24の寸法バラツキや取付誤差等により、折曲部12eと立板部24bとが干渉する恐れがあると共に、1.0mmを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。
 次に、本発明に係るスリンガの変形例を図10に示す。このスリンガ25は、金属環12の端部の近傍に配設され、外方部材2の外周面に圧入される円筒部25aと、この円筒部25aから径方向外方に延びる立板部25bと、さらにこの立板部25bから軸方向に延びる円筒状の鍔部25cからなる。このスリンガ25は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、フェライト系ステンレス鋼板(SUS430系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成されている。そして、金属環12の折曲部12eと立板部25bとが僅かな軸方向隙間Bを介して対峙すると共に、鍔部25cと折曲部12eとが僅かな径方向隙間Dを介して対峙してラビリンスシールが構成されている。これにより、金属環12の折曲部12eと立板部25bとの軸方向隙間Bから泥水等が侵入するのを確実に防止することができ、長期間に亘って安定した密封性を保持し、信頼性を向上させることができる。
 なお、径方向隙間Dは0.05~1.0mmの範囲に設定されている。隙間Dが0.05mm未満となると金属環12やスリンガ25の寸法バラツキや取付誤差等により、折曲部12eと鍔部25cとが干渉する恐れがあると共に、1.0mmを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。
 また、図11に示すスリンガ26は、金属環12の端部の近傍に配設され、外方部材2の外周面に圧入される円筒部24aと、この円筒部24aから径方向外方に延びる立板部24bとを備え、立板部24bにシール部材27が加硫接着により一体に接合されている。シール部材27は径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ27aを有し、金属環12’の折曲部12e’に僅かなシメシロで摺接されている。これにより、金属環12’の折曲部12e’と立板部24bとの軸方向隙間から泥水等が侵入するのを確実に防止することができ、長期間に亘って安定した密封性を保持し、信頼性を向上させることができる。
 なお、ここでは、スリンガ24にシール部材27が接合されたスリンガ26を例示したが、金属環12の折曲部12eにシール部材27を接合し、サイドリップ27aをスリンガ24の立板部24bに摺接させるようにしても良い。これにより、金属環12の回転に伴う遠心力によってサイドリップ27aが拡径してシメシロがなくなり、金属環12の内部に浸入した泥水等をスムーズに排出することができる。
 図12は、本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図、図13は、図12の要部拡大図、図14は、図13の変形例を示す要部拡大図、図15は、図13の他の変形例を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第1の実施形態(図1)と基本的は金属環と外方部材の一部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。
 この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材1と、この内方部材1に複列の転動体3を介して外挿された外方部材28とを備えている。外方部材28は、外周に車体取付フランジ2bを一体に有し、内周に内方部材1の複列の内側転走面4a、5aに対向する複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。この外方部材28はS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面2a、2aが高周波焼入れによって表面硬さを58~64HRCの範囲に硬化処理されている。
 ここで、本実施形態では、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに金属環29が嵌着され、アウター側のシール8は、この金属環29に摺接するように配設されている。シール8は、図13に拡大して示すように、外方部材28のアウター側の端部内周に嵌合される芯金13と、この芯金13に加硫接着等により一体に接合されたシール部材14とからなる。
 一方、シール部材14は、芯金13の外周部に接合され、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ14a、14bと、芯金13の内縁部に接合され、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ14cとを有している。これらのサイドリップ14a、14bおよびグリースリップ14cは、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bに嵌着された金属環29に摺接されている。
 金属環29は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、フェライト系ステンレス鋼板(SUS430系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成され、ハブ輪4の肩部4eに外嵌される円筒状の嵌合部12aと、円弧状に形成された基部6bに対応して円弧状に形成された湾曲部12bと、この湾曲部12bから径方向外方に延び、車輪取付フランジ6のインナー側の側面6cに密着される円板部12cと、この円板部12cの外径部から車輪取付フランジ6に対して軸方向に離間して延びる傘部29aと、この傘部29aから径方向外方に突出して形成された折曲部29bとを備えている。この折曲部29bは、金属環29の剛性を向上させるために設けられたもので、金属環29の寸法・形状精度を高めることができる。
 なお、この金属環29は、素材となる鋼板の表面粗さがRa0.2~0.6の範囲に設定されている。これにより、良好なシール摺接面を得ることができ、リップ摩耗を抑制すると共に、劣悪な環境で使用されても、シール8の密封性能の維持を図ることができる。
 さらに、本実施形態では、外方部材28のアウター側の端部外周に所定の傾斜角θ1からなるテーパ面2cが形成されている。一方、金属環29の傘部29aは、この外方部材28のテーパ面2cに対応して所定の傾斜角θ2が設けられ、端部に向って漸次拡径するテーパ状に形成されている。そして、テーパ面2cとの間に僅かな環状の隙間Aが形成され、ラビリンスシールが構成されている。傾斜角θ1、θ2は、略同一角度になるように15°~30°の範囲に設定されると共に、隙間Aは0.05~1.0mm(直径)の範囲に設定されている。なお、傾斜角θ1、θ2が30°を超えて設定すると、泥水等が浸入し易くなると共に、15°未満になると浸入した泥水等が遠心力によって排水し難くなる恐れがあるため好ましくない。また、隙間Aが0.05mm未満となると金属環29や外方部材2の寸法バラツキや偏心等により、傘部29aが外方部材28に干渉する恐れがあると共に、1.0mmを超えると泥水等が浸入し易くなるので好ましくない。
 このように、傘部29aの内周面と外方部材28のテーパ面2cとによって形成されたラビリンス効果により、シール8と金属環29との摺接部に泥水等が浸入するのを防止することができると共に、この僅かな隙間Aから金属環29の内部に泥水等が浸入したとしても、図中矢印にて示すように、金属環29の回転に伴う遠心力によって容易に外部に排出され、サイドリップ14a上に滞留することはない。したがって、泥水等がサイドリップ14aの摺接面に付着して摩耗するのを防止し、長期間に亘って安定した密封性を保持することができる。
 図14に変形例を示す。この実施形態は基本的には前述した実施形態(図13)の外方部材のテーパ面の傾斜角が異なるだけで、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。
 外方部材28のアウター側の端部外周に所定の傾斜角θ3からなるテーパ面2dが形成されている。そして、金属環29の傘部29aの内周面との間に僅かな環状の隙間Aが形成され、ラビリンスシールが構成されている。テーパ面2dの傾斜角θ3は、傘部29aの傾斜角θ2よりも大きくなるように30°~50°の範囲に設定されている。このように、本実施形態では、金属環29と外方部材28’との間に形成されるラビリンス隙間が楔状に形成され、その開口部が僅かな隙間Aに設定されているので、外部から泥水等が浸入し難く、また、一旦浸入した泥水等が金属環29の回転に伴う遠心力によって外部に排出され易くなり、長期間に亘ってさらに安定した密封性を保持することができる。
 図15に他の変形例を示す。この実施形態は基本的には前述した実施形態(図13)の金属環の構成が一部異なるだけで、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。
 本実施形態では、外方部材28のアウター側の端部外周に所定の傾斜角θ1からなるテーパ面2cが形成されると共に、金属環30の傘部30aが、この外方部材28のテーパ面2cに対応して所定の傾斜角θ2からなるテーパ状に形成されている。そして、テーパ面2cとの間に僅かな環状の隙間Aが形成され、ラビリンスシールが構成されている。
 ここで、金属環30の傘部30aが、外方部材28のテーパ面2cを越えて外周面を覆うように長く形成されている。すなわち、傘部30aの車輪取付フランジ6の側面6cからの離反量L1が、車輪取付フランジ6の側面6cから外方部材28のテーパ面2cの端縁までの距離L2よりも大きくなるように設定されている(L1>L2)。これにより、泥水等が傘部30aによって外方部材28のテーパ面2cに直接当らず、金属環30の内部に浸入するのを一層防止することができる。
 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、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装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、あらゆる世代の車輪用軸受装置に適用することができる。
1 内方部材
2、20、20’、20”、28、28’ 外方部材
2a 外側転走面
2b 車体取付フランジ
2c、2d 外方部材のテーパ面
3 転動体
4 ハブ輪
4a、5a 内側転走面
4b 小径段部
4c 加締部
4d 段差部
4e 肩部
5 内輪
6 車輪取付フランジ
6a ハブボルト
6b 基部
6c インナー側の側面
7 保持器
8 アウター側のシール
9 インナー側のシール
10 シール板
11 スリンガ
12、12’、17、19、29、30 金属環
12a 嵌合部
12b 湾曲部
12c 円板部
12d、17a、19a、29a、30a 傘部
12e、12e’、29b 折曲部
13 芯金
14、27 シール部材
14a、14b、27a サイドリップ
14c グリースリップ
15、16、18 排水孔
16a、18a 浸入口
16b、18b 排出口
21、22、23 排水溝
22a、23a 円弧部
22b、23b 逃げ面
24、25、26 スリンガ
24a、25a 円筒部
24b、25b 立板部
25c 鍔部
50 車輪用軸受装置
51 外輪部材
51a 面取り部
51b 外周面
52 内輪部材
53 シール部材
54 ハブ輪
54a フランジ面
54b アール面
54c 肩部外周面
55 車輪取付フランジ
56 基部
57 金属環
57a 嵌合部
57b 鍔部
57c シール装着部
57d 非接触シール部
58 弾性シール体
58a、58b、58c シールリップ
59 芯金
60 弾性体
A 環状の隙間
B 軸方向隙間
C 隙間
D 径方向隙間
d 浸入口の直径
d1 排出口の直径
L1 傘部の車輪取付フランジの側面からの離反量
L2 車輪取付フランジの側面からテーパ面の端縁までの距離
R 金属環の湾曲部の曲率半径
r 基部の曲率半径
θ 傾斜角
θ1、θ3 テーパ面の傾斜角
θ2 傘部の傾斜角

Claims (22)

  1.  外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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、
     一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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、
     この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
     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に装着されたシールとを備え、
     前記車輪取付フランジのインナー側の基部が円弧状に形成され、この基部に鋼板からプレス加工にて形成された金属環が嵌着されると共に、
     前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材の端部内周に嵌合される芯金と、この芯金に一体に接合され、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとを有するシール部材からなり、このシール部材のうち少なくともサイドリップが前記金属環に摺接された車輪用軸受装置において、
     前記金属環が、前記ハブ輪の肩部に外嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の形状に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる傘部とを備え、この傘部が、前記外方部材のアウター側の端部外周に沿って僅かな環状の隙間を介して対向配置されると共に、当該傘部の周方向に複数の排水孔が穿設されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2.  前記排出孔が周方向等配に穿設され、少なくとも一つが路面に最も近い位置に配置されている請求項1に記載の車輪用軸受装置。
  3.  前記排水孔が、前記傘部の外周面に開口する浸入口の大きさが、内周面に開口する排出口の大きさよりも小さくなるように断面がテーパ状に形成されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  4.  前記排水孔が、前記傘部の外周面に開口する浸入口の大きさが、内周面に開口する排出口の大きさよりも小さくなるように2段の円孔に形成されている請求項1または2に記載の車輪用軸受装置。
  5.  前記排水孔が円径に形成され、その直径がφ3mm以下に設定されている請求項1乃至4いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  6.  前記金属環の傘部と前記外方部材の外周面との環状の隙間が0.05~1.0mmの範囲に設定されている請求項1乃至5いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  7.  前記傘部から径方向外方に突出して折曲部が形成されている請求項1乃至6いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  8.  前記基部が所定の曲率半径rからなる円弧面に形成されると共に、この円弧面に対応して前記金属環の湾曲部が所定の曲率半径Rからなる円弧面に形成され、それぞれの曲率半径R、rがR≧rになるように設定されている請求項1乃至7いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  9.  前記金属環が耐食性を有する鋼板で形成され、その素材となる鋼板の表面粗さがRa0.2~0.6の範囲に設定されている請求項1乃至8いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  10.  前記外方部材のアウター側の端部外周に断面が円弧状の環状の排水溝が形成され、この排水溝が前記金属環の端部近傍に配置されている請求項1乃至9いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  11.  前記排水溝が、溝底に円弧部を有し、この円弧部の接線方向に所定の傾斜角からなる逃げ面が形成されると共に、この逃げ面の延長線が前記金属環の端部と交差するような位置に当該排水溝が配置されている請求項10に記載の車輪用軸受装置。
  12.  前記逃げ面の延長線が前記金属環の端部の径方向外方に位置するように当該排水溝が配置されている請求項11に記載の車輪用軸受装置。
  13.  前記傘部から径方向外方に突出して折曲部が形成されると共に、前記外方部材のアウター側の端部外周にスリンガが圧入され、このスリンガが前記金属環の端部近傍にラビリンスシールを介して配置されている請求項1乃至9いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  14.  前記スリンガが、前記外方部材の外周面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備えると共に、この立板部と前記金属環の折曲部とが僅かな軸方向隙間を介して対峙している請求項13に記載の車輪用軸受装置。
  15.  前記スリンガの立板部から軸方向に延びる円筒状の鍔部が形成され、この鍔部と前記折曲部とが僅かな径方向隙間を介して対峙している請求項14に記載の車輪用軸受装置。
  16.  前記折曲部と立板部との間に接触シールが介装されている請求項14に記載の車輪用軸受装置。
  17.  前記外方部材のアウター側の端部外周に所定の傾斜角からなるテーパ面が形成されると共に、前記傘部が、所定の傾斜角が設けられて端部に向って漸次拡径するテーパ状に形成され、前記テーパ面に対して僅かな環状の隙間を介して対向している請求項1乃至9いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  18.  前記金属環の傘部の傾斜角が15°~30°の範囲に設定されている請求項17に記載の車輪用軸受装置。
  19.  前記金属環の傘部の傾斜角と前記外方部材のテーパ面の傾斜角が略同一に設定されている請求項17または18に記載の車輪用軸受装置。
  20.  前記外方部材のテーパ面の傾斜角が前記金属環の傘部の傾斜角よりも大きく設定されている請求項17または18に記載の車輪用軸受装置。
  21.  前記金属環の傘部と前記外方部材のテーパ面との開口部の隙間が0.05~1.0mmの範囲に設定されている請求項17乃至20いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  22.  前記金属環の傘部が前記外方部材のテーパ面を越えて外周面を覆うように長く形成されている請求項17乃至21いずれかに記載の車輪用軸受装置。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115219A1 (ja) * 2010-03-17 2011-09-22 Ntn株式会社 インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置
WO2012019803A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Dichtungsanordnung für wälzlager
WO2012052101A1 (de) * 2010-10-18 2012-04-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlageranordnung
WO2012077685A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 Ntn株式会社 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置
WO2012107693A1 (fr) 2011-02-11 2012-08-16 Ntn-Snr Roulements Palier a roulement presentant une extension annulaire et un dispositif d'etancheite
ITTO20110708A1 (it) * 2011-08-01 2013-02-02 Skf Ab Gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo
JP2014020413A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Ntn Corp 車輪用軸受装置
CN104329380A (zh) * 2013-07-01 2015-02-04 Skf公司 安装有低摩擦密封组件的轮毂轴承单元
RU2574481C2 (ru) * 2010-08-13 2016-02-10 Шеффлер Текнолоджиз Аг Унд Ко. Кг Уплотнительная система для подшипника качения
CN105518325A (zh) * 2013-09-17 2016-04-20 舍弗勒技术股份两合公司 具有预紧的离心板的用于车轮轴承的密封装置
CN106195013A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 斯凯孚公司 包括低摩擦密封装置的滚动轴承,特别是用于毂轴承单元
US9982713B2 (en) * 2016-01-13 2018-05-29 Jtekt Corporation Bearing apparatus for wheels
EP3372874A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-12 Nakanishi Metal Works Co., Ltd. Rotary seal
US20190061421A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Aktiebolaget Skf Low-friction sealing assembly, system for engagement with a bearing ring, and wheel-hub unit equipped with such a sealing assembly
DE102010064672B3 (de) * 2010-08-13 2019-10-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Radlagers
IT201900013914A1 (it) * 2019-08-05 2021-02-05 Skf Ab Unità di tenuta per gruppi mozzo ruota

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291485A (ja) * 2004-03-10 2005-10-20 Nsk Ltd 軸受装置
JP2005337423A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2007100827A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2007285322A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2008163978A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Ntn Corp 車輪用軸受装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291485A (ja) * 2004-03-10 2005-10-20 Nsk Ltd 軸受装置
JP2005337423A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2007100827A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2007285322A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2008163978A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Ntn Corp 車輪用軸受装置

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115219A1 (ja) * 2010-03-17 2011-09-22 Ntn株式会社 インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置
CN103052819A (zh) * 2010-08-13 2013-04-17 谢夫勒科技股份两合公司 用于滚动轴承的密封装置
WO2012019803A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Dichtungsanordnung für wälzlager
DE102010034385A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Dichtungsanordnung für Wälzlager
DE102010064672B3 (de) * 2010-08-13 2019-10-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Radlagers
RU2574481C2 (ru) * 2010-08-13 2016-02-10 Шеффлер Текнолоджиз Аг Унд Ко. Кг Уплотнительная система для подшипника качения
WO2012052101A1 (de) * 2010-10-18 2012-04-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlageranordnung
WO2012077685A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 Ntn株式会社 回転速度検出装置付き車輪用軸受装置
WO2012107693A1 (fr) 2011-02-11 2012-08-16 Ntn-Snr Roulements Palier a roulement presentant une extension annulaire et un dispositif d'etancheite
FR2971570A1 (fr) * 2011-02-11 2012-08-17 Ntn Snr Roulements Palier a roulement presentant une extension annulaire et un dispositif d'etancheite
ITTO20110708A1 (it) * 2011-08-01 2013-02-02 Skf Ab Gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo
JP2014020413A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Ntn Corp 車輪用軸受装置
CN104329380A (zh) * 2013-07-01 2015-02-04 Skf公司 安装有低摩擦密封组件的轮毂轴承单元
CN105518325A (zh) * 2013-09-17 2016-04-20 舍弗勒技术股份两合公司 具有预紧的离心板的用于车轮轴承的密封装置
CN106195013A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 斯凯孚公司 包括低摩擦密封装置的滚动轴承,特别是用于毂轴承单元
CN106195013B (zh) * 2015-05-29 2020-09-15 斯凯孚公司 包括低摩擦密封装置的滚动轴承,特别是用于毂轴承单元
US9925830B2 (en) 2015-05-29 2018-03-27 Aktiebolaget Skf Bearing rolling including a low friction sealing device, in particular for a hub bearing unit
US9982713B2 (en) * 2016-01-13 2018-05-29 Jtekt Corporation Bearing apparatus for wheels
CN108571522A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 中西金属工业株式会社 旋转用密封
EP3372874A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-12 Nakanishi Metal Works Co., Ltd. Rotary seal
US20190061421A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Aktiebolaget Skf Low-friction sealing assembly, system for engagement with a bearing ring, and wheel-hub unit equipped with such a sealing assembly
US10759219B2 (en) * 2017-08-31 2020-09-01 Aktiebolaget Skf Low-friction sealing assembly, system for engagement with a bearing ring, and wheel-hub unit equipped with such a sealing assembly
IT201900013914A1 (it) * 2019-08-05 2021-02-05 Skf Ab Unità di tenuta per gruppi mozzo ruota

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