JP2003240003A - 軸受用シール、シール付軸受およびハブユニット軸受 - Google Patents

軸受用シール、シール付軸受およびハブユニット軸受

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JP2003240003A JP2002040491A JP2002040491A JP2003240003A JP 2003240003 A JP2003240003 A JP 2003240003A JP 2002040491 A JP2002040491 A JP 2002040491A JP 2002040491 A JP2002040491 A JP 2002040491A JP 2003240003 A JP2003240003 A JP 2003240003A
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seal
lip
ring
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Toru Takehara
徹 竹原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内輪と外輪との相対傾きに拘わらず常に最適
なラビリンスが形成されるようにし、もって密閉性能の
向上や摩擦抵抗の低減等を実現した軸受用シール、シー
ル付軸受およびハブユニット軸受を提供する。 【解決手段】 弾性シール７７のラビリンス突起８３と
スリンガー７３のラビリンス曲げ部８５との間には、寸
法ｔのラビリンス８７が形成されている。そして、ラビ
リンス曲げ部８５が前述した点Ｐを中心とする半径Ｒの
凹球面に形成される一方、ラビリンス突起８３は同様に
点Ｐを中心とする半径Ｒ−ｔの凸球面に形成に形成され
ているため、ラビリンス８７も点Ｐを中心とする球面に
沿った円弧状断面を有するものとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受用シール、シ
ール付軸受およびハブユニット軸受に係り、詳しくは内
輪と外輪との相対傾きに拘わらず常に最適なラビリンス
が形成されるようにし、もって密閉性能の向上や摩擦抵
抗の低減等を実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、乗用車のアクスル装置には、ラジ
アル荷重とアキシャル荷重とを負担させるべく、複列ア
ンギュラ玉軸受を組み込んだハブユニット軸受が採用さ
れることが多い。ハブユニット軸受では、雨中走行時に
軸受内に泥水等が浸入することや、軸受内の潤滑剤（一
般にはグリース）が漏洩すること等を防止するべく、内
輪と外輪との間に軸シールが装着される。例えば、図２
３に示した第３世代のハブユニット軸受１では、第２内
輪２３と外輪３との間にパッケージ型の軸シール（以
下、パックシールと略称する）６３が装着されている。
【０００３】図示例のパックシール６３は、図２４に要
部縦断面を示したように、鋼板等を断面Ｌ字形状にプレ
ス成形した芯金７５に弾性シール７７を加硫接着させた
シール本体７１と、鋼板等を断面Ｌ字形状にプレス成形
してなるスリンガー７３とから構成されている。シール
本体７１（芯金７５）は外輪３に内嵌・圧入される一
方、スリンガー７３は第２内輪２３に外嵌・圧入されて
おり、ハブユニット軸受１が回転する際に弾性シール７
７の第１，第２リップ７９，８１がスリンガー７３に摺
接する。
【０００４】ところで、パックシール６３の密閉性能を
確保するには、泥水等の異物に直接曝される第１リップ
７９の緊縮力（すなわち、スリンガー７３との接触圧）
を高めることが効果的である。しかしながら、この方法
を採った場合、パックシール６３の回転抵抗が増大して
駆動損失が大きくなる他、長期間の運転に伴って第１リ
ップ７９が許容限度を超えて摩耗することも避けられな
かった。
【０００５】そこで、シール本体とスリンガーとの間に
ラビリンスを形成したパックシールが、特開昭６２−２
８３２６１号公報や実開平２−１２７８５８号公報、実
開平３−８６２５０号公報、実開平６−８００６５号公
報等で提案されている。このパックシールによれば、い
わゆるラビリンス効果によりリップ側への泥水や塵埃等
の浸入が抑制されるため、リップの緊縮力を必要以上に
高めることなく密閉性能を向上させることが可能とな
る。尚、特開昭６２−２８３２６１号公報と実開平３−
８６２５０号公報とには、図２５の如く第１リップ７９
より更に外側にラビリンス８７を設けたものが開示さ
れ、実開平３−８６２５０号公報には、密閉性能を向上
させるべくラビリンス部にインペラを配したものが開示
されている。また、実開平２−１２７８５８号公報と実
開平６−８００６５号公報とには複数のリップ間にラビ
リンスを設けたものが開示され、実開平６−８００６５
号公報には、ラビリンスを斜めに形成することにより軸
方向組立誤差や径方向の芯ずれに対して許容度を高めた
ものが開示されている。
【０００６】ここで、ラビリンスの密封作用について説
明する。ラビリンスが設けられたパックシールでは、回
転部材と静止部材間に形成された小さな間隙たるラビリ
ンスを流体が通過する際に拡大縮小損失や粘性摩擦抵抗
等が発生し、これにより流体の漏洩量（シール外部から
の水等の浸入量）が減少することでその密閉効果が得ら
れる。ラビリンスの密閉性能を左右する漏洩量は、Mart
inの近似式等から明らかなように、理論的にはラビリン
スの流路面積に比例する。したがって、パックシールの
密閉効果を高めるためには、シール本体７１とスリンガ
ー７３間のラビリンス８７の寸法（例えば、図２５のＸ
およびＹ寸法）を可能な限り小さくすることが望まし
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ホイール軸受の場合、
直進走行時においては内輪と外輪との相対傾きがごく小
さく、シール本体７１とスリンガー７３とは前出の図２
５に示したような位置関係（略同軸状態）となり、ラビ
リンス８７の寸法を小さくすることで所期の密閉作用が
得られる。ところが、旋回走行時においては、ホイール
軸受に路面反力としてモーメント荷重が入力されるた
め、図２６に示したように第２内輪２３が取付けられた
内輪側と外輪３との相対傾きθが比較的大きくなる。そ
のため、第２内輪２３に嵌着されたスリンガー７３と外
輪３に嵌着されたシール本体７１との位置関係が変化
し、図２７（図２６中のＢ部拡大図）に示したようにラ
ビリンス８７の寸法が不要に大きくなったり、図２８
（図２６中のＣ部拡大図）に示したようにラビリンス８
７の寸法が著しく小さくなることがあった。
【０００８】そこで、図２６に示したパックシール６３
では、図２８の状態においてもシール本体７１とスリン
ガー７３との接触を避けるべく、図２９に示したように
第２内輪２３と外輪３との相対傾きθが無い状態におけ
るラビリンス８７のＸおよびＹ寸法を大きく設定する必
要があった。その結果、前出のラビリンスの密封作用の
記述から明らかなように、ラビリンス８７の流路面積が
大きくなることにより、ラビリンス部での密閉作用が発
揮できず、パックシール６３の密閉作用を十分に得るこ
とができなくなる。図２７に示した状態では、第１リッ
プ７９のスリンガー７３に対する圧着力が非常に弱いも
のとなるため、軸受内へ泥水等が浸入する危険が最も高
くなるが、ラビリンス８７の寸法も非常に大きくなるた
め、密閉効果は殆ど期待できない。したがって、図２７
の状態でも十分な密閉性を確保するためには、第１リッ
プ７９のスリンガー７３に対する圧着力を強くする必要
があるが、この場合にはシール本体７１（第１リップ７
９）の摩擦摩耗が増加してしまう。
【０００９】このように、従来型のパックシールでは、
ラビリンスを設けることによって構造が複雑になりコス
トが上昇すると共に、円周方向に均一なラビリンスを形
成させるべくシールの寸法・形状や組付けに高い精度を
要求されるにも拘わらず、ラビリンスによる密閉効果を
得ることが非常に難しいという問題があった。
【００１０】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、内輪と外輪との相対傾きの発生に拘わらず常に最適
なラビリンスが形成されるようにし、もって密閉性能の
向上や摩擦抵抗の低減等を実現した軸受用シール、シー
ル付軸受およびハブユニット軸受を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するべく、本発明では、内輪と外輪との間に転動体を介
装してなる転がり軸受に装着され、内輪側と外輪側との
いずれか一方に固着され、少なくとも一つのリップを有
する弾性シールと、内輪側と外輪側とのいずれか他方に
設けられ、当該弾性シールのリップが摺接するスリンガ
ーと、前記弾性シールと前記スリンガーとの間に前記リ
ップの外側または内側に位置するかたちで形成された少
なくとも一つのラビリンスとを有する軸受用シールにお
いて、前記ラビリンスは、前記内輪の前記外輪に対する
揺動中心にその中心が一致する球面に略沿った円弧状断
面または円錐状断面を成すものと同軸受用シールが装着
されたシール付軸受およびハブユニット軸受を提案す
る。
【００１２】また、本発明では、内輪と外輪との間に転
動体を介装してなり、当該内輪と当該外輪とのいずれか
一方に固着され、少なくとも一つのリップを有する弾性
シールと、当該内輪と当該外輪とのいずれか他方に形成
され、当該弾性シールのリップが摺接するスリンガー
と、前記リップの外側または内側に位置するかたちで、
前記弾性シールと前記スリンガーとの間に形成された少
なくとも一つのラビリンスとを有するシール付軸受にお
いて、前記ラビリンスは、前記内輪の前記外輪に対する
揺動中心にその中心が一致する球面に略沿った円弧状断
面または円錐状断面を成すものを提案する。
【００１３】また、本発明では、支持部材に対して一体
または別体に形成された固定側軌道輪と、ハブに対して
一体または別体に形成された回転側軌道輪と、当該固定
側軌道輪と当該回転側軌道輪との間に介装された転動体
とを有する転がり軸受と、前記回転側軌道輪と前記固定
側軌道輪とのいずれか一方に固着され、少なくとも一つ
のリップを有する弾性シールと、前記回転側軌道輪と前
記固定側軌道輪とのいずれか他方に形成され、当該弾性
シールのリップが摺接するスリンガーと、前記リップの
外側または内側に位置するかたちで、前記弾性シールと
前記スリンガーとの間に形成された少なくとも一つのラ
ビリンスとを有するハブユニット軸受において、前記ラ
ビリンスは、前記回転側軌道輪の前記固定側軌道輪に対
する揺動中心にその中心が一致する球面に略沿った円弧
状断面または円錐状断面を成すものを提案する。
【００１４】本発明の軸受用シールやシール付軸受、ハ
ブユニット軸受によれば、モーメント荷重等により内輪
（あるいは、回転側軌道輪）と外輪（あるいは、固定側
軌道輪）との間に相対傾きが生じても、ラビリンスの寸
法変化が起こり難くなるため、ラビリンス寸法を小さく
設定することが可能となって密閉効果が高くなる。これ
により、密閉効果を高めるためにリップの圧着力を不当
に大きくする必要がなくなり、低トルク性、耐摩耗性、
高密閉性が同時に達成でき、結果的に自動車の低燃費化
やメンテナンスフリー化等が実現される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。尚、本実施形態は、本発明をＦＦ車
（フロントエンジン・フロントドライブ型自動車）、Ｆ
Ｒ車（フロントエンジン・リヤドライブ型自動車）、４
ＷＤ車等における駆動輪側の第３世代ハブユニット軸受
に適用したものであるが、当然のことながら、従動輪側
のハブユニット軸受にも適用可能である。図１は、第１
実施形態に係るハブユニット軸受１を示す縦断面図であ
る。図１中、符号３で示した部材は支持部材を兼ねた固
定側軌道輪たる複列アンギュラ玉軸受５の外輪であり、
その内周側にはそれぞれ径方向外向きに開いた円弧状断
面の第１，第２外軌道面７，９が形成されている。外輪
３の外周側にはフランジ１１が形成され、このフランジ
１１を介して懸架装置のナックルアーム１２にハブユニ
ット軸受１が結合される。
【００１６】外輪３の第１軌道面７側にはハブ１３と一
体化された第１内輪１５が内嵌しており、この第１内輪
１５の外周側には第１軌道面７に対応する内向きに開い
た円弧状断面の第１内軌道面１７が形成されている。第
１外軌道面７と第１内軌道面１７との間には多数個の鋼
球と保持器とからなる第１転動体列２１が介装されてい
る。また、外輪３の第２外軌道面９側にはハブ１３に圧
入された第２内輪２３が配置されており、この第２内輪
２３の外周側には外輪３の第２外軌道面９に対応する内
向きに開いた円弧状断面の第２内軌道面２５が形成され
ている。第２外軌道面９と第２内軌道面２５の間には多
数個の鋼球と保持器とからなる第２転動体列２７が介装
されている。
【００１７】ハブ１３にはハブボルト３１が植設された
車輪取付用フランジ３３が形成されており、この車輪取
付用フランジ３３に図示しないホイールが装着される。
また、ハブ１３の軸心にはスプライン孔３５が形成され
ており、このスプライン孔３５にドライブシャフト３７
のスプライン軸３９が内嵌している。図中、４１で示し
た部材はナットであり、ドライブシャフト３７の軸端に
形成された雄ねじ４３に螺合している。
【００１８】外輪３には軸方向端部近傍（図１中左右方
向）に第１，第２シール保持面５１，５３が形成される
一方、第１内輪１５と第２内輪２３とには第１，第２シ
ール保持面５１，５３に対応する位置にシール面５５，
５７がそれぞれ形成されている。そして、第１シール保
持面５１と第１内輪１５の第１シール面５５との間には
軸シール６１が介装され、第２シール保持面５３と第２
内輪２３のシール面５７との間にはパックシール６３が
介装されている。
【００１９】本実施形態のハブユニット軸受１では、外
輪３と両内輪１５，２３とは、複列アンギュラ玉軸受５
により支持されているため、モーメントが作用した場合
に第１転動体列２１と第２転動体列２７との中間位置に
ある点Ｐ付近を支点として相対揺動する。
【００２０】以下、パックシール６３の構造を述べる。
第１実施形態のパックシール６３は、図２の縦断面図に
示したように、外輪３の第２シール保持面５３に内嵌す
るシール本体７１と、第２内輪２３のシール面５７に外
嵌するスリンガー７３とからなっている。シール本体７
１は断面略Ｌ字形状の芯金７５に弾性シール７７を加硫
接着したもので、弾性シール７７には第１，第２リップ
７９，８１とラビリンス突起８３とが形成されている。
また、スリンガー７３は、略断面略Ｌ字形状を呈する鋼
板プレス成形品であり、弾性シール７７のラビリンス突
起８３に対応する位置にラビリンス曲げ部８５が形成さ
れている。
【００２１】本実施形態の場合、弾性シール７７のラビ
リンス突起８３とスリンガー７３のラビリンス曲げ部８
５との間には、寸法ｔのラビリンス８７が形成されてい
る。そして、ラビリンス曲げ部８５が前述した点Ｐを中
心とする半径Ｒの凹球面に形成される一方、ラビリンス
突起８３は同様に点Ｐを中心とする半径Ｒ−ｔの凸球面
に形成に形成されているため、ラビリンス８７も点Ｐを
中心とする球面に沿った円弧状断面を有するものとなっ
ている。
【００２２】以下、第１実施形態の作用を述べる。自動
車の旋回走行時等において、図示しないホイールからの
モーメント荷重がハブ１３に作用すると、外輪３に対し
て両内輪１５，２３が点Ｐを支点に揺動し、外輪３に内
嵌したシール本体７１と第２内輪２３に外嵌したスリン
ガー７３とが図２中に破線で示したように相対揺動す
る。ところが、本実施形態ではラビリンス８７が点Ｐを
中心とする球面に沿って形成されているため、ラビリン
ス８７の寸法ｔが相対揺動に拘わらず一定に保たれ、所
期の密閉効果が維持されることになる。また、ラビリン
ス８７の寸法ｔは、相対揺動による変化がないため、従
来装置に較べて遙かに小さく設定することが可能とな
り、十分な密閉効果を得ることが可能となる。
【００２３】次に、図２を参照して第２実施形態を説明
する。第２実施形態のパックシール６３は、上述した第
１実施形態と略同様の構成を採っているが、ラビリンス
８７が点Ｐを中心とする半径Ｒの球面Ｓに接する角度α
の円錐面Ｚに沿って形成されている。本実施形態におい
ては、外輪３に対して両内輪１５，２３が揺動した場
合、ラビリンス突起８３の円錐面とラビリンス曲げ部８
５の円錐面とが若干傾くことになるが、円錐状断面のラ
ビリンス８７の寸法ｔの変化は無視し得る程度に抑えら
れ、第１実施形態と略同等の密閉効果を得られる。第２
実施形態には、ラビリンス突起８３やラビリンス曲げ部
８５に球面に代えて円錐面を採用することになるため、
成形金型の製作が容易になる等の特長がある。
【００２４】図３は、本発明の第３，第４実施形態に係
るパックシールの要部縦断面図である。第３実施形態の
パックシールにおいても第１実施形態と略同様の全体構
成が採られているが、弾性シール７７の第１リップ７９
の先端（スリンガー７３との摺接面）が点Ｐを中心とす
る半径Ｒの凸球面に形成されている。これにより、シー
ル本体７１とスリンガー７３とが相対揺動しても、第１
リップ７９とスリンガー７３との接触圧（締め代）が変
化しない。そのため、第１リップ７９とスリンガー７３
との締め代を必要以上に大きく設定する必要がなくな
り、パックシール６３の密閉効果を確保しつつ摺動抵抗
の低減を実現できた。
【００２５】また、第４実施形態は、第３実施形態に対
して、ラビリンス８７と第１リップ７９とを点Ｐを中心
とする半径Ｒの球面Ｓに接する角度αの円錐面Ｚに沿っ
て形成したもので、上述した第２実施形態と同様に成形
金型の製作が容易になる等の特長がある。
【００２６】図４は、本発明の第５，第６実施形態に係
るパックシールの要部縦断面図である。第５実施形態の
パックシールにおいても第３実施形態と略同様の全体構
成が採られているが、ラビリンス突起８３が弾性シール
７７の第１リップ７９から延設されている。本実施形態
の作用効果は第３実施形態と同様である。また、第６実
施形態は、第５実施形態に対して、ラビリンス８７と第
１リップ７９とを点Ｐを中心とする半径Ｒの球面Ｓに接
する角度αの円錐面Ｚに沿って形成したものである。
【００２７】図５は、本発明の第７実施形態に係るパッ
クシールの要部縦断面図である。第７実施形態のパック
シールは、前述した第１実施形態とは異なり、内輪側と
外輪側との双方に弾性シールが設けられている。内輪側
シール体７４は断面略Ｌ字形状の芯金７５に弾性シール
７７を加硫接着したもので、弾性シール７７には第１，
第２リップ７９，８１とラビリンス突起８３とが形成さ
れている。また、外輪側シール体７２は、略断面略Ｌ字
形状の芯金９１に弾性シール９３を加硫接着したもの
で、弾性シール９３にはリップ９５とラビリンス突起９
７とが形成されている。
【００２８】第７実施形態の場合、第１，第２リップ７
９，８１の内側において、弾性シール７７のラビリンス
突起８３と外輪側シール体７２のラビリンス突起９７と
の間に寸法ｔのラビリンス８７が形成されている。そし
て、ラビリンス突起９７が前述した点Ｐを中心とする半
径Ｒの凸球面に形成される一方、ラビリンス突起８３は
同様に点Ｐを中心とする半径Ｒ＋ｔの凹球面に形成に形
成されているため、ラビリンス８７も点Ｐを中心とする
球面に沿った円弧状断面を有するものものとなってい
る。本実施形態の作用効果は第１実施形態と同様であ
る。
【００２９】図６は、本発明の第８実施形態に係るパッ
クシールの要部縦断面図である。第８実施形態のパック
シールにおいても第７実施形態と略同様の全体構成が採
られているが、ラビリンス８７の略中央部において、ラ
ビリンス８７の密閉効果を更に向上させるべく、両ラビ
リンス突起８３，９７に凹部１０１，１０３が形成され
ている。これにより、ラビリンス８７の中間に矩形断面
の膨張空間１０５が形成され、この膨張空間１０５で流
体の拡大縮小抵抗が増大することにより、ラビリンス８
７による密閉効果が向上する。尚、ラビリンス８７によ
る密閉効果は、膨張空間１０５を複数形成することによ
り更に高まる。
【００３０】図７は、本発明の第９実施形態に係るパッ
クシールの要部縦断面図である。第９実施形態のスリン
ガー７３では、弾性シール７７側のラビリンス突起８３
に対応する位置にラビリンス突起９７に代えてラビリン
ス曲げ部８５が形成され、このラビリンス曲げ部８５に
第２リップ８１が摺接している。本実施形態の作用効果
は第３実施形態と同様である。
【００３１】図８は、本発明の第１０実施形態に係るパ
ックシールの要部縦断面図である。第１０実施形態のパ
ックシールにおいても第９実施形態と略同様の全体構成
が採られているが、ラビリンス８７の略中央部におい
て、ラビリンス８７の密閉効果を更に向上させるべく、
ラビリンス突起８３とラビリンス曲げ部８５とに膨張空
間１０５を形成する凹部１０１，１０３が設けられてい
る。
【００３２】図９は、本発明の第１１実施形態に係る２
枚シールの要部縦断面図である。第１１実施形態の２枚
シールは、外輪に装着される外輪側シール体８２と、内
輪に装着される内輪側シール体８４とから構成されてい
る。外輪側シール体８２は、芯金７５に弾性シール７７
を加硫接着したもので、弾性シール７７にはリップ７
９，８６とラビリンス突起８３とが形成されている。ま
た、内輪側シール体８４は、芯金９１に弾性シール９３
を加硫接着したもので、芯金９１にはリップ８８とラビ
リンス曲げ部８５が形成されている。
【００３３】本実施形態の場合、弾性シール７７のラビ
リンス突起８３と芯金９１のラビリンス曲げ部８５との
間には、寸法ｔのラビリンス８７が形成されている。そ
して、ラビリンス曲げ部８５が前述した点Ｐを中心とす
る半径Ｒの凹球面に形成される一方、ラビリンス突起８
３は同様に点Ｐを中心とする半径Ｒ−ｔの凸球面に形成
ているため、ラビリンス８７も点Ｐを中心とする球面に
沿った円弧状断面を有するものとなっている。本実施形
態の作用効果は第１実施形態と同様である。
【００３４】図１０は、本発明の第１２実施形態に係る
二枚シールの要部縦断面図である。第１０実施形態の二
枚シールにおいても第１１実施形態と略同様の全体構成
が採られているが、ラビリンス曲げ部８５にリップ７９
が摺接している。本実施形態の作用効果は第３実施形態
と同様である。
【００３５】図１１は、第１３実施形態に係るハブユニ
ット軸受を示す縦断面図である。第１３実施形態のハブ
ユニット軸受においても第１実施形態と略同様の全体構
成が採られているが、第１〜第３リップ１２１〜１２３
を有する軸シール６１の外側にラビリンス８７が設けら
れている。本実施形態では、図１２（図１１中のＡ部拡
大図）に示したように、ハブ１３側にラビリンス凹部１
２５が形成される一方、外輪３側にはラビリンス凸部１
２７が形成されている。
【００３６】そして、ラビリンス凹部１２５が前述した
点Ｐを中心とする半径Ｒの凹球面に形成される一方、ラ
ビリンス凸部１２７は同様に点Ｐを中心とする半径Ｒ−
ｔの凸球面に形成されているため、ラビリンス８７も点
Ｐを中心とする球面に沿った円弧状断面を有するものと
なっている。本実施形態においても、外輪３に対してハ
ブ１３が揺動した場合、ラビリンス凹部１２５とラビリ
ンス凸部１２７とが点Ｐを中心に相対回動することにな
るが、ラビリンス８７の寸法ｔは変化せず、第１実施形
態と同等の密閉効果を得られる。
【００３７】図１３は、第１４実施形態に係るハブユニ
ット軸受の要部縦断面図である。第１４実施形態のハブ
ユニット軸受においても第１３実施形態と略同様の全体
構成が採られているが、ラビリンス凹部１２５とラビリ
ンス凸部１２７とには中間部にそれぞれ凹部１３１，１
３３が設けられている。これにより、ラビリンス８７の
中間に矩形断面の膨張空間１３５が形成され、第１０実
施形態と同様にラビリンス８７による密閉効果が更に高
められる。
【００３８】図１４は、第１５実施形態に係るハブユニ
ット軸受の要部縦断面図である。第１５実施形態のハブ
ユニット軸受においても第１３実施形態と略同様の全体
構成が採られているが、ラビリンス凹部１２５とラビリ
ンス凸部１２７とにはそれぞれインペラ１４１，１４３
が形成されている。これにより、ラビリンス８７の密閉
効果は更に高められるが、インペラに代えて歯車を採用
してもよいし、インペラや歯車を一回転方向に効果を高
めるべく一方向に捻るようにしてもよいし、両回転方向
に効果を持たせるべく両方向に捻ったものを交互に（ま
たは、交差させて）設けてもよい。
【００３９】図１５は第１６実施形態に係るハブユニッ
ト軸受の要部縦断面図である。第１６実施形態のハブユ
ニット軸受においても第１３実施形態と略同様の全体構
成が採られているが、内側に延設されたラビリンス凹部
１２５に第１リップ１２１が摺接している。本実施形態
の作用効果は第３実施形態と同様である。
【００４０】図１６は本発明の第１７実施形態に係るハ
ブユニット軸受の要部を示す縦断面図である。第１７実
施形態のハブユニット軸受においても第１６実施形態と
略同様の全体構成が採られているが、ハブ１３側に点Ｐ
を中心とする半径Ｒ’の凹球面に形成されたリップ受面
１５１が形成され、このリップ受面１５１に第２リップ
１２２が摺接している。本実施形態の作用効果は第１６
実施形態と同様であるが、更に高い密閉効果が得られ
る。
【００４１】上記実施形態では、ラビリンスやサイドリ
ップ摺接面の球面半径を軸受の相対傾き中心Ｐを中心と
した半径Ｒに等しいとして説明したが、シール軸方向寸
法などに制約がある場合には、これら球面半径を半径Ｒ
より大きくすることも可能である。図１７は、ラビリン
スやサイドリップ摺接面の半径Ｒ１をＲより大きくした
場合を模式的に示した説明図である（実際のラビリンス
やサイドリップ摺接面は、これらの球面の一部分であ
る）。図１７中、一点鎖線および短破線は相対傾き中心
Ｐを中心とする半径Ｒのラビリンス（隙間ｔ）およびサ
イドリップ摺接面を示しており、実線および長破線はＲ
より大きな半径Ｒ１のラビリンス（隙間ｔ）およびサイ
ドリップ摺接面を示している。それぞれ、破線側がサイ
ドリップ摺接面に相当する。
【００４２】図１７から判るように、シール外径が略同
一ならば、ラビリンス空間やサイドリップ摺接面の半径
をＲとした場合のシール軸方向長さＬより、同半径をＲ
１とした場合のシール軸方向長さＬ１の方が短くなり、
シールが軸方向にコンパクトになる。また、半径をＲ１
とした場合には、半径をＲとした場合に対して相対傾き
時のラビリンスやサイドリップ締代の変化が僅かに発生
するため多少効果は弱まるものの、従来の被摺動面形状
のシールに比べれば、軸受の内輪部材と外輪部材との間
の相対傾きに対するサイドリップとサイドリップ摺接面
の摺動状態変化を小さくすることができる。このこと
は、円錐面についても同様のことがいえ、円錐角度をα
より大きくした場合に相当する。
【００４３】一方、図１８は、ラビリンスやサイドリッ
プ摺接面の半径Ｒ１をＲより小さくした場合を模式的に
示した説明図である（実際のラビリンスやサイドリップ
摺接面は、これらの球面の一部分である）。図１８中、
相対傾きが無い状態のサイドリップ摺接面が破線で示さ
れ、同図中に矢印方向に傾いた状態のサイドリップ摺接
面が二点鎖線で示されている。ラビリンスは、相対傾き
が無い状態でｔとなり、傾いた状態でｔ１，ｔ２に変化
する。同図に示したように、相対傾きが発生した際にお
いても、ｔ１は、従来装置においてラビリンスが大きく
なる側（図２７）に較べて有意に小さくなる。
【００４４】図２７の状態では、サイドリップの締め代
も小さくさくなるために浸水の虞が最も高くなるが、図
１８ではラビリンスがｔ１と小さくなるために密閉性能
が向上する。また、サイドリップの摺接面も同様な球面
とした場合、図２７に相当する状態でのサイドリップの
締め代を大きく設定することができるため、密閉性能が
更に向上すると共に、相対傾きが無い通常運転時には締
め代を小さくできるために低トルク性も向上する。この
ように、相対傾き発生時にのみ最も浸水の虞が高くなる
側のラビリンスを小さくし、更にサイドリップの摺接面
を球面とした場合にはサイドリップの締め代を適正な範
囲で強めることにより、シール性能を最適な状態にコン
トロールすることができる。このことは、円錐面につい
ても同様であり、円錐角度をαより小さくする場合に相
当する。
【００４５】上述した球面半径を軸受の相対傾き中心Ｐ
を中心とした半径Ｒに対して小さくしたり大きくする場
合において、球面中心は軸受中心線上に位置させるだけ
ではなく、シールおよび軸受の軸中心線と平行な直線上
に位置させたり、図１９に模式的にその説明図を示した
ように、軸受相対傾き中心Ｐとラビリンスを通る直線上
に位置させるようにしてもよい。図１９では、相対傾き
が無い状態のサイドリップ摺接面が破線で示され、同図
中に矢印方向に傾いた状態のサイドリップ摺接面が二点
鎖線で示されている（実際のラビリンスやサイドリップ
摺接面は、これらの球面の一部分である）。このように
することで、従来装置において相対傾き時にラビリンス
が小さくなる側（図２８）と大きくなる側（図２７）の
各々に相当する側のラビリンスの寸法変化を等しくする
ことができる。
【００４６】図１９では、相対傾きの無い状態で寸法ｔ
であったラビリンスは、同図中に矢印方向に相対傾きが
発生した場合にｔ１（＜ｔ）に小さくなることが示され
ている。この変化はシールの上方と下方とのいずれにお
いても同一であり、言い換えれば、相対傾きの方向に拘
わらずラビリンス空間の隙間変化が等しくなることを意
味する。このことは、更にサイドリップ摺接面を球面に
形成させる場合についても同様であり、従来装置におい
て相対傾き時に締め代が大きくなる側（図２８）と小さ
くなる側（図２７）に相当するサイドリップの締め代の
変化を等しくすることができる。例えば、球面半径Ｒ１
を軸受相対傾き中心Ｐを中心とした半径Ｒより小さくし
て、Ｒ１の中心を軸受相対傾き中心Ｐとラビリンスとを
通る直線上に位置させると、相対傾き時に従来装置では
締め代が増加する側と減少する側とが生じるのに対し
て、これらに相当する部位での締め代を等しく増加させ
ることができる。したがって、相対傾き時には締め代を
増大させて密閉性を向上させる一方、相対傾きの無い通
常の運転状態では小さめの締め代に設定することによ
り、低トルク性と密閉性能とを両立できるのである。
【００４７】尚、上記実施形態は内輪回転の軸受につい
て説明したが、当然外輪回転の軸受に適用しても効果が
ある。また、ハブユニット軸受の形態も図１等の形態に
限定されるものでなく、例えば、支持部材（図示せず）
に内嵌される外輪とハブ（図示せず）に外嵌される内輪
とを有する図２０（第１世代）、図２１の（ａ）（外輪
回転型従動輪用第２世代）、（ｂ）（内輪回転型従動輪
用第２世代）、（ｃ）（内輪回転型駆動輪用第２世代）
等にも適用もできる。また、本発明では、玉軸受を組み
込んだハブユニット軸受を示したが、当然、他の転動体
形式、例えば、図２２に示す円錐ころ軸受、あるいは円
筒ころ軸受等を組み込んだハブユニット軸受に適用して
も同様の効果がある。更に、自動車用以外にもモーメン
ト荷重を受けて軸受内外輪間に相当傾きが生じる用途で
あれば同様の効果がある。
【００４８】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、第７実施形態以降のラビリンスを円錐状断面を
有するものとしてもよいし、複列円錐ころ軸受を備えた
ハブユニット軸受や、ハブユニット軸受以外の軸受装置
に適用してもよい。また、第１３〜第１７実施形態にお
いて、弾性シールをハブ側に固着させ、弾性シールのリ
ップが摺接するスリンガーを支持部材を兼ねた外輪に形
成するようにしてもよい。その他、シールやハブユニッ
ト軸受の具体的構成等についても、上記実施形態での例
示に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない
範囲であれば適宜変更可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る軸受用
シールやシール付軸受、ハブユニット軸受によれば、軸
受内輪の外輪に対する揺動中心にその中心が一致する球
面に略沿った円弧状断面または円錐状断面のラビリンス
を備えるようにしたため、モーメント荷重等により内輪
と外輪との間に相対傾きが生じても、ラビリンスの寸法
変化が起こり難くなり、密閉性能の向上や摩擦抵抗の低
減等が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るハブユニット軸受を示
した縦断面図である。
【図２】第１，第２実施形態に係るパックシールの要部
縦断面図である。
【図３】第３，第４実施形態に係るパックシールの要部
縦断面図である。
【図４】第５，第６実施形態に係るパックシールの要部
縦断面図である。
【図５】第７実施形態に係るパックシールの要部縦断面
図である。
【図６】第８実施形態に係るパックシールの要部縦断面
図である。
【図７】第９実施形態に係るパックシールの要部縦断面
図である。
【図８】第１０実施形態に係るパックシールの要部縦断
面図である。
【図９】第１１実施形態に係る２枚シールの要部縦断面
図である。
【図１０】第１２実施形態に係る二枚シールの要部縦断
面図である。
【図１１】第１３実施形態に係るハブユニット軸受を示
す縦断面図である。
【図１２】図１１中のＡ部拡大図である。
【図１３】第１４実施形態に係るハブユニット軸受の要
部縦断面図である。
【図１４】第１５実施形態に係るハブユニット軸受の要
部縦断面図である。
【図１５】第１６実施形態に係るハブユニット軸受の要
部縦断面図である。
【図１６】第１７実施形態に係るハブユニット軸受の要
部縦断面図である。
【図１７】本発明の作用を模式的に示した説明図であ
る。
【図１８】本発明の作用を模式的に示した説明図であ
る。
【図１９】本発明の作用を模式的に示した説明図であ
る。
【図２０】本発明を適用可能な軸受ユニットの例を示す
縦断面図である。
【図２１】本発明を適用可能な軸受ユニットの例を示す
縦断面図である。
【図２２】本発明を適用可能な円錐ころ軸受ユニットの
例を示す縦断面図である。。
【図２３】従来のハブユニット軸受を示す縦断面図であ
る。
【図２４】従来のパックシールの一例を示す要部縦断面
である。
【図２５】従来のパックシールの一例を示す要部縦断面
である。
【図２６】ハブユニット軸受の旋回時の挙動を示す縦断
面図である。
【図２７】図２６中のＢ部拡大図である。
【図２８】図２６中のＣ部拡大図である。
【図２９】従来のパックシールの一例を示す要部縦断面
である。
【符号の説明】
１‥‥ハブユニット軸受 ３‥‥外輪 ５‥‥複列アンギュラ玉軸受 １３‥‥ハブ １５‥‥第１内輪 ２１‥‥第１転動体列 ２３‥‥第２内輪 ２７‥‥第２転動体列 ６１‥‥軸シール ６３‥‥パックシール ７１‥‥シール本体 ７３‥‥スリンガー ７５‥‥芯金 ７７‥‥弾性シール ７９‥‥第１リップ ８１‥‥第２リップ ８３‥‥ラビリンス突起 ８５‥‥ラビリンス曲げ部 ８７‥‥ラビリンス ９１‥‥芯金 ９３‥‥弾性シール ９５‥‥リップ ９７‥‥ラビリンス突起 １０１，１０３‥‥凹部 １０５‥‥膨張空間 １２１‥‥第１リップ １２２‥‥第１リップ １２３‥‥第１リップ １２５‥‥ラビリンス凹部 １２７‥‥ラビリンス凸部 １３１，１３３‥‥凹部 １３５‥‥膨張空間 １４１，１４３‥‥インペラ １５１‥‥リップ受面 Ｓ‥‥球面 Ｚ‥‥円錐面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内輪と外輪との間に転動体を介装してなる
    転がり軸受に装着され、 内輪側と外輪側とのいずれか一方に固着され、少なくと
    も一つのリップを有する弾性シールと、 内輪側と外輪側とのいずれか他方に設けられ、当該弾性
    シールのリップが摺接するスリンガーと、 前記リップの外側または内側に位置するかたちで、前記
    弾性シールと前記スリンガーとの間に形成された少なく
    とも一つのラビリンスとを有する軸受用シールにおい
    て、 前記ラビリンスは、前記内輪の前記外輪に対する揺動中
    心にその中心が一致する球面に略沿った円弧状断面また
    は円錐状断面を成すことを特徴とする軸受用シール。
  2. 【請求項２】前記スリンガーの前記リップと摺接する部
    位は、前記内輪の前記外輪に対する揺動中心にその中心
    が一致する球面に略沿った円弧状断面または円錐状断面
    を成すことを特徴とする、請求項１記載の軸受用シー
    ル。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の軸受用シールが装
    着されたことを特徴とするシール付軸受。
  4. 【請求項４】請求項１または２記載の軸受用シールが装
    着されたことを特徴とするハブユニット軸受。
  5. 【請求項５】内輪と外輪との間に転動体を介装してな
    り、 当該内輪と当該外輪とのいずれか一方に固着され、少な
    くとも一つのリップを有する弾性シールと、 当該内輪と当該外輪とのいずれか他方に形成され、当該
    弾性シールのリップが摺接するスリンガーと、 前記リップの外側または内側に位置するかたちで、前記
    弾性シールと前記スリンガーとの間に形成された少なく
    とも一つのラビリンスとを有するシール付軸受におい
    て、 前記ラビリンスは、前記内輪の前記外輪に対する揺動中
    心にその中心が一致する球面に略沿った円弧状断面また
    は円錐状断面を成すことを特徴とするシール付軸受。
  6. 【請求項６】前記スリンガーの前記リップと摺接する部
    位は、前記内輪の前記外輪に対する揺動中心にその中心
    が一致する球面に略沿った円弧状断面または円錐状断面
    を成すことを特徴とする、請求項５記載のシール付軸
    受。
  7. 【請求項７】支持部材に対して一体または別体に形成さ
    れた固定側軌道輪と、ハブに対して一体または別体に形
    成された回転側軌道輪と、当該固定側軌道輪と当該回転
    側軌道輪との間に介装された転動体とを有する転がり軸
    受と、 前記回転側軌道輪と前記固定側軌道輪とのいずれか一方
    に固着され、少なくとも一つのリップを有する弾性シー
    ルと、 前記回転側軌道輪と前記固定側軌道輪とのいずれか他方
    に形成され、当該弾性シールのリップが摺接するスリン
    ガーと、 前記リップの外側または内側に位置するかたちで、前記
    弾性シールと前記スリンガーとの間に形成された少なく
    とも一つのラビリンスとを有するハブユニット軸受にお
    いて、 前記ラビリンスは、前記回転側軌道輪の前記固定側軌道
    輪に対する揺動中心にその中心が一致する球面に略沿っ
    た円弧状断面または円錐状断面を成すことを特徴とする
    ハブユニット軸受。
  8. 【請求項８】前記スリンガーの前記リップと摺接する部
    位は、前記回転側軌道輪の前記固定側軌道輪に対する揺
    動中心にその中心が一致する球面に略沿った円弧状断面
    または円錐状断面を成すことを特徴とする、請求項７記
    載のハブユニット軸受。
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