WO2012060354A1 - 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ると共に、嵌合部の気密性を高めた車輪用軸受装置を提供する。 【解決手段】アウター側のシール８が、外方部材５の端部内周に圧入される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向内方に屈曲して延びる内径部１２ｂ、および円筒部１２ａから径方向外方に延び、外方部材５の端面に密着する円板部１２ｃを有する芯金１２と、この芯金１２の内径部１２ｂに一体に加硫接着されたシール部材１３とからなる一体型で構成され、シール部材１３が径方向外方に傾斜して延び、車輪取付フランジ６の基部６ｂに軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップ１３ａを一体に有し、芯金１２の円板部１２ｃを覆うように回り込んで接合されて堰部１３ｄが形成され、この堰部１３ｄが外方部材５の端部外周よりも径方向外方に突出して形成されると共に、当該外方部材５の端部外周に弾性接触されている。

Description

車輪用軸受装置
　本発明は、車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、特に、シールの密封性能の向上を図ると共に、嵌合部の気密性を高め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、密封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。ここで、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等から来る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、密封性を高めたシール構造に関しては種々提案されているが、こうしたシール構造を備えた車輪用軸受装置の代表的な一例を図１０に示す。この車輪用軸受装置は、車体側にナックルを介して非回転に取り付けられ、内周に複列の外側転走面５０ａ、５０ａが形成された外方部材５０を有し、この外方部材５０に保持器５１に円周等配位置に保持された複列のボール５２、５２を介してハブ輪５３およびこのハブ輪５３に一体的に取り付けられる図示しない等速自在継手の外側継手部材とが軸心回りに回転自在に支持されている。
　ハブ輪５３の外周には外方部材５０の複列の外側転走面５０ａ、５０ａに対向する内側転走面５３ａが形成され、一端部に図示しないブレーキディスクと車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５４が径方向外方に突設されている。
　シール構造５５は、車輪取付フランジ５４の外方部材５０側の側面５４ａと、外方部材５０の内周面に嵌着された芯金５６と、この芯金５６に固定された弾性シール体５７とから構成されている。この弾性シール体５７は、車輪取付フランジ５４の側面５４ａに軸方向で接触する二個のアキシアルリップ部５８と、ハブ輪５３の外周面に径方向で接触するラジアルリップ部５９とを有している。
　また、芯金５６には、車輪取付フランジ５４の側面５４ａに沿って一部が外方部材５０の外周面５０ｂから上方に径方向外向きに突出するよう延長された円弧状（三日月状）の堰部材５６ａが形成され、この堰部材５６ａは外方部材５０の側面５４ａ側の端面に密着している。さらに、この堰部材５６ａは、軸心より上方のみ形成されている。
　このようなシール構造５５は、例えば、車両の走行中に外方部材５０に泥水がかかった場合、芯金５６の一部には、外方部材５０の外周面５０ｂから上方の径方向外向きに突出するよう延長された堰部材５６ａが形成されているので、泥水はこの堰部材５６ａによって外方部材５０と車輪取付フランジ５４の側面５４ａへ流れるのが防止される。したがって、アキシアルリップ部５８に外方部材５０の泥水が流れて溜まることがなく、密封性を維持することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３－４９８５２号公報
　然しながら、こうした従来のシール構造５５では、アキシアルリップ部５８の所望の接触面圧を保持するため、芯金５６と車輪取付フランジ５４の側面５４ａとの間隙を狭くする必要があり、設計上の制約があった。また、芯金５６の一部に径方向外向きに突出するよう延長された堰部材５６ａが形成されているため、組立時に位相を合せた状態で芯金５６を外方部材５０に嵌着しなければならず、組立工数が嵩んで低コスト化が阻害されていた。さらに、この堰部材５６ａが組立時に他の部品と干渉したり、走行中に飛石等が衝突して塑性変形する恐れがあった。
　本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、シールの密封性能の向上を図ると共に、嵌合部の気密性を高めた車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
　係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周にナックルへ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、一端部に前記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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材のアウター側の端部内周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向内方に屈曲して延びる内径部、および前記円筒部から径方向外方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する円板部を有する芯金と、この芯金の内径部に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成され、前記シール部材が径方向外方に傾斜して延び、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップを一体に有し、前記芯金の円板部を覆うように回り込んで接合されて堰部が形成されると共に、この堰部が前記外方部材の端部外周よりも径方向外方に突出して形成され、当該外方部材の端部外周に弾性接触されている。
　このように、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の両端開口部に装着されたシールを備えた車輪用軸受装置において、シールのうちアウター側のシールが、外方部材のアウター側の端部内周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向内方に屈曲して延びる内径部、および円筒部から径方向外方に延び、外方部材のアウター側の端面に密着する円板部を有する芯金と、この芯金の内径部に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成され、シール部材が径方向外方に傾斜して延び、車輪取付フランジのインナー側の基部に軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップを一体に有し、芯金の円板部を覆うように回り込んで接合されて堰部が形成されると共に、この堰部が外方部材の端部外周よりも径方向外方に突出して形成され、当該外方部材の端部外周に弾性接触されているので、組立時にシール部材の堰部が他の部品と干渉したり、走行中に飛石等が衝突しても損傷するのを防止できると共に、この堰部により、車両の走行中に外方部材に雨水や泥水がかかって外周面を伝って車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを防止することができ、長期間に亘ってシールの密封性能の向上を図ると共に、嵌合部の気密性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
　また、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材の端部外周が機械加工によって平滑な小径部として形成され、この端部外周に前記シール部材の堰部の内径部が弾性接触されていても良い。また、請求項３に記載の発明のように、前記外方部材の端部に面取り部が機械加工によって形成され、この面取り部に前記シール部材の堰部の内径部が弾性接触されていても良い。
　また、請求項４に記載の発明のように、前記シール部材の堰部が前記芯金の露出した表面を覆うように接合されていれば、芯金の発錆を抑え、芯金に高価なステンレス鋼板を使用しなくても、例えば、廉価で加工性の良い冷間圧延鋼板を使用することができ、低コスト化を図ることができる。
　また、請求項５に記載の発明のように、前記シール部材の堰部の内径に所定幅の嵌合面が突出して形成され、この嵌合面の側方に逃げ部が形成されていれば、シールの堰部を外方部材に嵌合した際、嵌合面が弾性変形しても逃げ部でその変形分を許容することができ、嵌合面のシメシロを多く設定することができる。したがって、外方部材との嵌合部の気密性を一層高くすることができる。
　また、請求項６に記載の発明のように、前記シール部材の堰部の外径に傾斜面が形成されていれば、材料削減と成形性の向上ができ、低コスト化を図ることができる。
　また、請求項７に記載の発明のように、前記シール部材の堰部の外径に複数の周方向溝が形成されていれば、外方部材の外径面を流動してきた泥水等が堰部を乗り越えて外径に達した時、この周方向溝により外部に排出することができ、シールのサイドリップに泥水等が直接浸入するのを防止して密封性と耐久性を向上させることができる。
　また、請求項８に記載の発明のように、前記シール部材の堰部が前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されていれば、雨水や泥水等がリップ部に侵入するのを防止し、密封性を向上させることができる。
　また、請求項９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外方に傾斜して延びるダストリップと軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有すると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が断面円弧状の曲面に形成され、この基部に前記サイドリップとダストリップが所定の軸方向シメシロを介して摺接されていれば、シールの密封性能を向上させることができる。
　また、請求項１０に記載の発明のように、前記芯金の円板部の先端が折曲されて縁曲げ部が形成されていれば、芯金の強度・剛性が高くなると共に、シール部材の接合力を強くすることができる。
　また、請求項１１に記載の発明のように、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が所定の曲率半径からなる円弧面に形成され、この基部に金属環が嵌着されると共に、この金属環が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、前記基部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、径方向外方に傾斜して延びる傘部とを備え、前記基部の曲率半径よりも前記金属環の湾曲部が大きな曲率半径に設定されると共に、前記サイドリップとダストリップが所定の軸方向シメシロを介して摺接され、前記グリースリップが所定の径方向シメシロを介して摺接されていれば、リップ摺接部の発錆を抑え、長期間に亘って所望の密封性を確保することができると共に、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、基部の側面と金属環の円板部との間にすきまが生じるのが防止されて両者が密着し、サイドリップ、ダストリップおよびグリースリップ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、請求項１２に記載の発明のように、前記金属環の傘部とシール部材の堰部が僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されていれば、シールのサイドリップに泥水等が直接浸入するのを防止すると共に、基部の側面と金属環との嵌合部から泥水が浸入するのを防止することができる。
　また、請求項１３に記載の発明のように、前記金属環が耐食性を有する鋼板からプレス加工にて形成され、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、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、シールの密封性能の維持を図ることができる。
　本発明に係る車輪用軸受装置は、外周にナックルへ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、一端部に前記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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材のアウター側の端部内周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向内方に屈曲して延びる内径部、および前記円筒部から径方向外方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する円板部を有する芯金と、この芯金の内径部に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成され、前記シール部材が径方向外方に傾斜して延び、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップを一体に有し、前記芯金の円板部を覆うように回り込んで接合されて堰部が形成され、この堰部が前記外方部材の端部外周よりも径方向外方に突出して形成されると共に、当該外方部材の端部外周に弾性接触されているので、組立時にシール部材の堰部が他の部品と干渉したり、走行中に飛石等が衝突しても損傷するのを防止できると共に、この堰部により、車両の走行中に外方部材に雨水や泥水がかかって外周面を伝って車輪取付フランジと外方部材との間に流動するのを防止することができ、長期間に亘ってシールの密封性能の向上を図ると共に、嵌合部の気密性を高めた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一実施形態を示す縦断面図である。 図１のシール部を示す要部拡大図である。 図２の変形例を示す要部拡大図である。 図２の他の変形例を示す要部拡大図である。 図４の変形例を示す要部拡大図である。 図３の変形例を示す要部拡大図である。 図６の変形例を示す要部拡大図である。 図５の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）～（ｃ）は、シール部材の堰部の変形例を示す部分拡大図である。 従来のシール構造を示す要部拡大図である。
　外周にナックルへ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、一端部に前記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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、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両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材のアウター側の端部内周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向内方に屈曲して延びる内径部、および前記円筒部から径方向外方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する円板部を有する芯金と、この芯金の内径部に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成され、前記シール部材が径方向外方に傾斜して延び、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップを一体に有し、前記芯金の円板部を覆うように回り込んで接合されて堰部が形成され、この堰部が前記外方部材の端部外周よりも径方向外方に突出して形成されると共に、当該外方部材の端部外周に弾性接触されている。
　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一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１のシール部を示す要部拡大図、図３は、図２の変形例を示す要部拡大図、図４は、図２の他の変形例を示す要部拡大図、図５は、図４の変形例を示す要部拡大図、図６は、図３の変形例を示す要部拡大図、図７は、図６の変形例を示す要部拡大図、図８は、図５の変形例を示す要部拡大図、図９（ａ）～（ｃ）は、シール部材の堰部の変形例を示す部分拡大図である。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。
　この車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と称され、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された内輪２とからなる内方部材３と、この内方部材３に複列の転動体（ボール）４、４を介して外挿された外方部材５とを備えている。
　ハブ輪１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１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ６の周方向等配位置には車輪を締結するためのハブボルト６ａが植設されている。
　内輪２は、外周に他方（インナー側）の内側転走面２ａが形成され、ハブ輪１の小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入され、この小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１ｄによって、所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。
　ハブ輪１は、炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面１ａをはじめ、後述するシール８のシールランド部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって５８～６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。なお、加締部１ｄは鍛造加工後の表面硬さのままの未焼入れ部とされている。一方、内輪２および転動体４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。
　外方部材５は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５ｂを一体に有し、内周に内方部材３の内側転走面１ａ、２ａに対向する複列の外側転走面５ａ、５ａが一体に形成されている。これら両転走面５ａ、１ａおよび５ａ、２ａ間には保持器７を介して複列の転動体４、４が転動自在に収容されている。
　外方部材５は、ハブ輪１と同様、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５ａ、５ａが高周波焼入れによって５８～６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。また、外方部材５と内方部材３との間に形成される環状空間の開口部にシール８、９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浸入するのを防止している。
　シール８、９のうちインナー側のシール９は、互いに対向配置され、固定側部材となる外方部材５のインナー側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入された環状のシール板１０と、回転側部材となる内輪２の外径に所定のシメシロを介して圧入されたスリンガ１１とからなる、所謂パックシールで構成されている。また、アウター側のシール８は、外方部材５のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１２と、この芯金１２に接合されたシール部材１３とからなる一体型のシールで構成されている。
　シール８の芯金１２は、冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）等からプレス加工にて円環状に形成され、外方部材５のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入された円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向内方に屈曲して延びる内径部１２ｂと、円筒部１２ａから径方向外方に延び、外方部材５のアウター側の端面５ｃに密着する円板部１２ｃが一体に形成されている。このように円板部１２ｃを外方部材５のアウター側の端面５ｃに密着させることにより、シール８の位置決めを精度良く行うことができると共に、シール８と外方部材５との気密性を向上させることができる。
　一方、シール部材１３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、加硫接着によって芯金１２に一体に接合されている。このシール部材１３は、図２に拡大して示すように、径方向外方に傾斜して延び、基部６ｂの側面に所定の軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップ１３ａと、このサイドリップ１３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延び、円弧状に形成された基部６ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されるダストリップ１３ｂ、および軸受内方側に傾斜して延び、基部６ｂに所定の径方向シメシロを介して摺接されるグリースリップ１３ｃを一体に有している。
　なお、シール部材１３の材質としては、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。
　なお、本実施形態では、転動体４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車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、例えば、転動体４に円すいころを用いた複列の円すいころ軸受で構成されていても良い。また、ここでは、車輪用軸受装置として駆動輪側の第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。
　ここで、本実施形態では、芯金１２の円板部１２ｃの先端部が外方部材５のアウター側の端部外径より突出して形成されると共に、シール部材１３が芯金１２の露出した表面を覆うように芯金１２の内径部１２ｂから円板部１２ｃに亙って回り込んで接合され、堰部１３ｄが形成されている。これにより、芯金１２の材質としてステンレス鋼板等の高価なものではなく、廉価で加工性の良い冷間圧延鋼板等を使用することができ、低コスト化を図ることができる上、組立時にシール部材１３の堰部１３ｄが他の部品と干渉したり、走行中に飛石等が衝突しても損傷するのを防止できる。また、外方部材５の端部外周が旋削等の機械加工によって平滑な小径部として形成され、この端部外周に堰部１３ｄの内径部が弾性接触されている。これにより、車両の走行中に外方部材５にかかった雨水や泥水が外周面を伝って車輪取付フランジ６と外方部材５との間に流動するのを防止することができ、長期間に亘ってシール８の密封性能の向上を図ると共に、嵌合部の気密性を高めた車輪用軸受装置を提供することができる。
　図３は、図２のシール８の変形例である。なお、この実施形態は、基本的にはシール部材の構成の一部が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一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。
　このシール１４は、外方部材５’に内嵌された芯金１２と、この芯金１２に接合されたシール部材１５とからなる一体型のシールで構成されている。シール部材１５はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金１２に一体に接合されている。このシール部材１５は、前述したシール部材１３と同様、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１３ａとダストリップ１３ｂおよび軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃを一体に有している。
　このシール部材１５には、芯金１２の露出した表面を覆うように芯金１２の内径部１２ｂから円板部１２ｃに亙って回り込んで接合され、堰部１５ａが形成されている。そして、この堰部１５ａの内径部が外方部材５’の面取り部５ｄに弾性接触されている。これにより、組立時にシール部材１５の堰部１５ａが他の部品と干渉したり、走行中に飛石等が衝突しても損傷するのを防止できると共に、傾斜した面取り部５ｄに堰部１５ａが安定した緊迫力でもって接触することができ、外方部材５’との嵌合部の気密性を高めることができる。また、この堰部１５ａにより、車両の走行中に外方部材５’に雨水や泥水がかかって外周面を伝って車輪取付フランジ６と外方部材５’との間に流動するのを防止することができる。また、シール材が面取部に弾性接触する場合、外方部材端部外周の小径段部が不要となり、安価な軸受を提供することができる。
　図４は、図２のシール８の変形例である。なお、この実施形態は、基本的にはシール部材の構成の一部が異なるだけで、その他実施形態と同一部品同一部位あるいは同一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。
　このシール１６は、外方部材５のアウター側の端部内周に圧入された芯金１７と、この芯金１７に接合されたシール部材１８からなる一体型のシールで構成されている。芯金１７は、冷間圧延鋼板等からプレス加工にて円環状に形成され、外方部材５のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入された円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向内方に屈曲して延びる内径部１２ｂと、円筒部１２ａから径方向外方に延び、外方部材５のアウター側の端面５ｃに密着する円板部１２ｃ、およびこの円板部１２ｃから軸方向に折曲された縁曲げ部１７ａが一体に形成されている。このように円板部１２ｃに縁曲げ部１７ａが形成されることにより、芯金１７の剛性が高くなると共に、シール部材１８の接合力を強くすることができる。
　一方、シール部材１８はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金１７に一体に接合されている。このシール部材１８は、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１３ａと、このサイドリップ１３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１３ｂと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃを一体に有し、芯金１７の円板部１２ｃにまで回り込んで接合されて芯金１７の露出した表面を覆い、堰部１８ａが形成されている。この堰部１８ａは前述したものより幅広に形成され、その内径部が外方部材５の端部外周に弾性接触されている。これにより、組立時にシール部材１８の堰部１８ａが他の部品と干渉したり、走行中に飛石等が衝突しても損傷するのを防止できると共に、幅広に形成されているので、外方部材５との嵌合部の気密性を一層高めることができる。
　図５は、図４のシール１６の変形例である。この実施形態は、基本的にはシール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一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。
　シール１９は、外方部材５のアウター側の端部内周に圧入された芯金２０と、この芯金２０に接合されたシール部材２１とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２０は、冷間圧延鋼板等からプレス加工にて円環状に形成され、外方部材５のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入された円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向内方に屈曲して延びる内径部１２ｂと、円筒部１２ａから径方向外方に延び、外方部材５のアウター側の端面５ｃに密着する円板部１２ｃ、およびこの円板部１２ｃから軸方向に折曲された鍔部２０ａが一体に形成されている。このように円板部１２ｃに鍔部２０ａが形成されることにより、芯金２０の剛性が一層高くなると共に、シール部材２１の接合力を強くすることができる。
　シール部材２１はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２０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１３ａと、このサイドリップ１３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１３ｂと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃ、および芯金２０の円板部１２ｃを覆うように接合された堰部２２を一体に有している。
　本実施形態では、堰部２２の内径に所定幅の嵌合面２２ａが形成され、この嵌合面２２ａの両側にそれぞれ逃げ部２２ｂが形成されている。これにより、シール１９の堰部２２を外方部材５に嵌合した際、嵌合面２２ａが弾性変形しても逃げ部２２ｂでその変形分を許容することができ、嵌合面２２ａのシメシロを多く設定することができる。したがって、外方部材５との嵌合部の気密性を一層高くすることができる。
　図６は、図３のシール１４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堰部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一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。
　このシール２３は、外方部材５’のアウター側の端部内周に圧入された芯金２０と、この芯金２０に接合されたシール部材２４とからなる一体型のシールで構成されている。シール部材２４はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２０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１３ａと、このサイドリップ１３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１３ｂと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃ、およびサイドリップ１３ａの根元部から芯金２０の円板部１２ｃの表面を覆うように接合され、前述した堰部１５ａよりも幅広に形成された堰部２４ａを一体に有している。そして、この堰部２４ａが外方部材５’の面取り部５ｄに弾性接触している。これにより、堰部２４ａと外方部材５’との嵌合部の気密性が一段と向上する。
　図７は、図６の変形例を示す。なお、この実施形態は、基本的には前述したシール２３と同一で、このシール２３の摺接部に金属環２５が配設されただけで、その他同一部品同一部位あるいは同一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、シール部材２４のサイドリップ１３ａ、ダストリップ１３ｂおよびグリースリップ１３ｃ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２５に摺接されている。この金属環２５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、円弧状に形成された基部６ｂの形状に対応して円弧状に形成された湾曲部２５ａと、この湾曲部２５ａから径方向外方に延び、基部６ｂの側面に密着される円板部２５ｂと、この円板部２５ｂ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、径方向外方に傾斜して延びる傘部２５ｃとを備えている。
　そして、この傘部２５ｃとシール２３とが僅かなすきまを介して対向し、ラビリンスシール２６を構成すると共に、傘部２５ｃにシール部材２７が加硫接着によって一体に接合されている。シール部材２７はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、基部６ｂの側面に弾性接触している。これにより、シール２３のサイドリップ１３ａに泥水等が直接浸入するのを防止すると共に、基部６ｂの側面と金属環２５との嵌合部から泥水が浸入するのを防止することができる。
　この金属環２５により、リップ摺動面の発錆を防止することができると共に、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ので、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２３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　Ｂ０６０１：２００１）、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。
　また、基部６ｂは所定の曲率半径ｒからなる円弧面に形成されているが、この円弧面に対応して、金属環２５の湾曲部２５ａが基部６ｂの曲率半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒに設定されている（Ｒ≧ｒ）。これにより、金属環２５を基部６ｂに嵌合した時に基部６ｂの円弧面に金属環２５の湾曲部２５ａが干渉して浮き上がるのを防止することができ、基部６ｂの側面と金属環２５の円板部２５ｂとの間にすきまが生じるのが防止されて両者が密着し、サイドリップ１３ａ、ダストリップ１３ｂおよびグリースリップ１３ｃ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。
　図８は、図５のシール１９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堰部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一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。
　このシール２８は、外方部材５のアウター側の端部内周に圧入された芯金２０と、この芯金２０に接合されたシール部材２９とからなる一体型のシールで構成されている。シール部材２９はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２０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１３ａと、このサイドリップ１３ａの内径側に同じく径方向外方に傾斜して延びるダストリップ１３ｂと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃ、および芯金２０の円板部１２ｃを覆うように接合された堰部３０を一体に有している。
　本実施形態では、堰部３０の内径に所定幅の嵌合面２２ａが形成され、この嵌合面２２ａの両側にそれぞれ逃げ部２２ｂが形成されている。さらに、堰部３０のアウター側に膨出部３０ａが車輪取付フランジ６側に突出して形成され、車輪取付フランジ６の側面６ｃに僅かな軸方向すきまを介して対向され、ラビリンスシール２６が構成されている。これにより、シール２８と外方部材５との嵌合部の気密性を一層高くすることができると共に、サイドリップ１３ａに泥水等が直接浸入するのを防止することができ、シール２８の密封性と耐久性を向上させることができる。
　図９に、シール部材の堰部の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的には堰部の外径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一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。
　（ａ）に示す堰部３１の内径には所定幅の嵌合面２２ａが形成され、この嵌合面２２ａの両側にそれぞれ逃げ部２２ｂが形成されている。また、外径はインナー側に向って漸次縮径される傾斜面３１ａが形成されている。また、（ｂ）に示す堰部３２の内径には所定幅の嵌合面２２ａが形成され、この嵌合面２２ａの両側にそれぞれ逃げ部２２ｂが形成されると共に、外径にはアウター側に向って漸次縮径される傾斜面３２ａが形成されている。この傾斜面３１ａ、３２ａにより、材料削減と成形性の向上ができ、低コスト化を図ることができる。
　（ｃ）に示す堰部３３の内径には所定幅の嵌合面２２ａが形成され、この嵌合面２２ａの両側にそれぞれ逃げ部２２ｂが形成されると共に、外径には周方向溝３３ａが複数形成されている。これにより、外方部材５の外径面を流動してきた泥水等が堰部３３を乗り越えて外径に達した時、この周方向溝３３ａにより外部に排出することができ、サイドリップ１３ａに泥水等が直接浸入するのを防止してシールの密封性と耐久性を向上させることができる。
　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、回転側部材となる内方部材と、固定側部材となる外方部材との間に形成される環状空間の開口部にシールが装着された第２世代乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
１　ハブ輪
１ａ、２ａ　内側転走面
１ｂ　小径段部
１ｃ　セレーション
１ｄ　加締部
２　内輪
３　内方部材
４　転動体
５、５’　外方部材
５ａ　外側転走面
５ｂ　車体取付フランジ
５ｃ　外方部材のアウター側の端面
５ｄ　外方部材の面取り部
６　車輪取付フランジ
６ａ　ハブボルト
６ｂ　車輪取付フランジのインナー側の基部
６ｃ　車輪取付フランジのインナー側の側面
７　保持器
８、１４、１６、１９、２３、２８　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、１７、２０　芯金
１２ａ　円筒部
１２ｂ　内径部
１２ｃ　円板部
１３、１５、１８、２１、２４、２７、２９　シール部材
１３ａ　サイドリップ
１３ｂ　ダストリップ
１３ｃ　グリースリップ
１３ｄ、１５ａ、１８ａ、２２、２４ａ、３０、３１、３２、３３　堰部
１７ａ　縁曲げ部
２０ａ　鍔部
２２ａ　嵌合面
２２ｂ　逃げ部
２５　金属環
２５ａ　湾曲部
２５ｂ　円板部
２５ｃ　傘部
２６　ラビリンスシール
３０ａ　膨出部
３１ａ、３２ａ　傾斜面
３３ａ　周方向溝
５０　外方部材
５０ａ　外側転走面
５０ｂ　外周面
５１　保持器
５２　ボール
５３　ハブ輪
５３ａ　内側転走面
５４　車輪取付フランジ
５４ａ　車輪取付フランジの側面
５５　シール構造
５６　芯金
５６ａ　堰部材
５７　弾性シール体
５８　アキシアルリップ部
５９　ラジアルリップ部
ｒ　基部の曲率半径
Ｒ　金属環の湾曲部の曲率半径

Claims (13)

  1. 　外周にナックルへ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、
    　一端部に前記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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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両端開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
    　前記シールのうちアウター側のシールが、前記外方部材のアウター側の端部内周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向内方に屈曲して延びる内径部、および前記円筒部から径方向外方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する円板部を有する芯金と、この芯金の内径部に一体に加硫接着されたシール部材とからなる一体型のシールで構成され、
    　前記シール部材が径方向外方に傾斜して延び、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に軸方向シメシロを介して摺接されるサイドリップを一体に有し、前記芯金の円板部を覆うように回り込んで接合されて堰部が形成されると共に、この堰部が前記外方部材の端部外周よりも径方向外方に突出して形成され、当該外方部材の端部外周に弾性接触されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 　前記外方部材の端部外周が機械加工によって平滑な小径部として形成され、この端部外周に前記シール部材の堰部の内径部が弾性接触されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  3. 　前記外方部材の端部に面取り部が機械加工によって形成され、この面取り部に前記シール部材の堰部の内径部が弾性接触されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  4. 　前記シール部材の堰部が前記芯金の露出した表面を覆うように接合されている請求項１乃至３いずれかに記載された車輪用軸受装置。
  5. 　前記シール部材の堰部の内径に所定幅の嵌合面が突出して形成され、この嵌合面の側方に逃げ部が形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  6. 　前記シール部材の堰部の外径に傾斜面が形成されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  7. 　前記シール部材の堰部の外径に複数の周方向溝が形成されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  8. 　前記シール部材の堰部が前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されている請求項１乃至７いずれかに記載された車輪用軸受装置。
  9. 　前記シール部材が、前記サイドリップの内径側に径方向外方に傾斜して延びるダストリップと軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップを一体に有すると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が断面円弧状の曲面に形成され、この基部に前記サイドリップとダストリップが所定の軸方向シメシロを介して摺接されている請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  10. 　前記芯金の円板部の先端が折曲されて縁曲げ部が形成されている請求項１乃至９いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  11. 　前記車輪取付フランジのインナー側の基部が所定の曲率半径からなる円弧面に形成され、この基部に金属環が嵌着されると共に、この金属環が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、前記基部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、径方向外方に傾斜して延びる傘部とを備え、前記基部の曲率半径よりも前記金属環の湾曲部が大きな曲率半径に設定されると共に、前記サイドリップとダストリップが所定の軸方向シメシロを介して摺接され、前記グリースリップが所定の径方向シメシロを介して摺接されている請求項１乃至１０いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  12. 　前記金属環の傘部とシール部材の堰部が僅かな軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールが構成されている請求項１１に記載の車輪用軸受装置。
  13. 　前記金属環が耐食性を有する鋼板からプレス加工にて形成され、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１１または１２に記載された車輪用軸受装置。
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