JP2009180366A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】ハブ輪２が、一端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に内側転走面２ａが形成され、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ａが断面円弧状の曲面に形成されると共に、アウター側のシール８が、外方部材１０の端部に内嵌された芯金１１と、この芯金１１に加硫接着により一体に接合され、基部４ａにシメシロを介して摺接するサイドリップ１２ａと一対のラジアルリップ１２ｂ、１２ｃを有するシール部材１２とからなり、基部４ａの表面に、セラミック層１３ｂを備えた被覆層１３が形成されている。
【選択図】図２

Description

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、雨水や泥水等の異物が多量に存在する環境下においても長期間充分な密封性を有するシールが装着された車輪用軸受装置に関するものである。
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置は、雨水や泥水等に直接曝される環境下にあるため、この雨水や泥水等が軸受内部に浸入しないように強固な密封性を有するシールが装着されている。近年、こうした厳しい環境下で使用されるこの種の車輪用軸受装置において、さらなる長寿命化が要求されるようになっているが、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等の本来の軸受寿命よりも、シール不具合による損傷が多くを占めている。したがって、シールの密封性と耐久性を高めて軸受寿命の向上を図った車輪用軸受装置が種々提案されている。
図７に示す車輪用軸受装置はこの代表的な一例である。これは駆動輪側の車輪用軸受装置であって、外周に車体（図示せず）に取り付けられる車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、一端部に車輪（図示せず）が取り付けられる車輪取付フランジ５３を一体に有し、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する一方の内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５２ｃが形成されたハブ輪５２と、小径段部５２ｂに圧入され、外周に他方の内側転走面５５ａが形成された内輪５５とを備えている。ハブ輪５２の車輪取付フランジ５３の円周等配位置には車輪（図示せず）を取り付けるためのハブボルト５４が植設されている。
複列の外側転走面５１ａ、５１ａと、これらに対向する内側転走面５２ａ、５５ａ間には複列のボール５６が保持器５７によって転動自在に収容されている。また、ハブ輪５２と内輪５５とからなる内方部材５８と、前記外方部材５１との間に形成される環状空間の開口部にはシール５９、６０がそれぞれ装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水や泥水等が軸受内に浸入するのを防止している。
これらのシール５９、６０のうち外方部材５１と内輪５５間に装着されたシール６０は、図８に示すように、固定側軌道輪となる外方部材５１に内嵌され、断面Ｌ字状に形成された芯金６１と、この芯金６１に一体に加硫接着されたシール部材６２とからなる環状のシール板６３と、回転側軌道輪となる内輪５５に外嵌され、同じく断面Ｌ字状に形成され、内輪５５の外径に圧入された円筒部６４ａ、およびこの円筒部６４ａから径方向外方に延びる立板部６４ｂからなるスリンガ６４とを備えている。
シール部材６２はゴム等の弾性部材からなり、サイドリップ６２ａとグリースリップ６２ｂ、および中間リップ６２ｃの３本のシールリップを備え、サイドリップ６２ａの先端縁をスリンガ６４の立板部６４ｂの内側面に摺接させると共に、残りのグリースリップ６２ｂと中間リップ６２ｃの先端縁をスリンガ６４の円筒部６４ａに摺接させている。そして、シール板６３とスリンガ６４の立板部６４ｂの先端とは僅かな径方向すきまを介して対峙され、このすきまでラビリンスシール６５を構成している。
また、スリンガ６４の全表面には、各リップの摺動抵抗が低減される摩擦低減被膜６６が形成されている。この摩擦低減被膜６６としては、６ナイロンや１２ナイロン等のポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン等の低摩擦性の合成樹脂、あるいは、ダイヤモンドライクカーボン膜により形成されている。これにより、各リップの接触圧を低下させることなく摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなる。さらに、スリンガ６４と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減されると共に、リップ摺動部の発熱が抑制され、シール６０の耐久性が向上する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２２７８５６号公報
然しながら、こうした従来のシール６０において、スリンガ６４の全表面に形成される摩擦低減被膜６６が合成樹脂製の被膜であれば、摺動抵抗が小さくなるものの長期的には摩耗して信頼性に乏しい。一方、摩擦低減被膜６６がダイヤモンドライクカーボン膜であれば、スリンガ６４への結合力が充分とは言えず、長期的には剥離を起こす恐れがあって信頼性が不足する。
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、シールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図っ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、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、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た環状空間の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、前記シールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、前記シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されている。
このように、外方部材と内方部材との間に形成された環状空間の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、シールが、外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されているので、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができ、また、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、摺接面と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。なお、被膜層は、セラミック層のみからなる単層構造、若しくは、セラミック層、金属層等の複数の層からなる積層構造であっても良い。
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記被覆層が、金属層、およびセラミック層を有する積層層構造とされていれば、金属との密着性を高めることができる。
また、請求項３に記載の発明のように、前記被覆層が溶射層とされ、溶射完了後に封孔処理が施されていれば、気孔部に水分が入り込むのを防止することができる。
また、請求項４に記載の発明のように、前記シールが、前記内方部材の外周面にシメシロを介して摺接する複数のシールリップを有する一体型のシールで構成され、前記内方部材の外周面に前記被覆層が形成されていても良い。
また、請求項５に記載の発明のように、前記内方部材が、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、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入固定され、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り、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が、断面が円弧状の曲面に形成されると共に、前記シールが、前記基部にシメシロを介して摺接するサイドリップを有し、前記基部の表面に前記被覆層が形成されていても良い。
また、請求項６に記載の発明のように、前記シールが、サイドリップとラジアルリップからなるシール部材を有する環状のシール板と、このシール板に対向配置され、前記内方部材に外嵌され、前記ラジアルリップが摺接される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延び、前記サイドリップが摺接される立板部からなるスリンガとを備えたパックシールで構成されると共に、前記各シールリップが摺接する前記スリンガの表面に前記被覆層が形成されていても良い。
好ましくは、請求項７に記載の発明のように、前記スリンガの全表面に前記被覆層が形成されていれば、スリンガ自体の耐食性を向上させ、シールの密封性と耐久性を一層高めることができる。
また、請求項８に記載の発明のように、前記被膜層は、エアロゾルポジション法により形成されていれば、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができる。また、各リップの摺動抵抗が小さくなって回転トルクが小さくなると共に、摺接面と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺接面の発熱が抑制されてシールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図っ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は、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、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た環状空間の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、前記シールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、前記シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されているので、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができ、また、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、摺接面と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシールの密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方の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の間に形成された環状空間の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に内嵌された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、前記基部にシメシロを介して摺接するサイドリップと一対のラジアルリップを有するシール部材とからなり、前記基部の表面に、金属層とセラミック層を備えた積層構造の被覆層が形成されている。
以下、本発明の実施の形態を図面に基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の一方のシール部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の被覆層を示す模式図、図３は、図１の他方のシール部を示す要部拡大図、図４は、図３の変形例を示す要部拡大図である。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で、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に収容された複列の転動体（ボール）６、６とを備え、第３世代と称される構成をなしている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に所定のシメシロを介して圧入された内輪３とからなる。
ハブ輪２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４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ４の周方向等配位置にハブボルト５が植設されている。内輪３は、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入固定されている。
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａ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４のインナー側の基部４ａから小径段部２ｂ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。一方、内輪３および転動体６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１０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１０ｂを一体に有し、内周に内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。これら両転走面１０ａ、２ａおよび１０ａ、３ａ間には保持器７を介して複列の転動体６、６が転造自在に収容されている。この外方部材１０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１０ａ、１０ａ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。外方部材１０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、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。
なお、ここでは、転動体６にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体６に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。また、本発明に係る車輪用軸受装置は、例示した第３世代構造に限らず、シールが装着された第１世代乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。
シール８、９のうちアウター側のシール８は、図２（ａ）に拡大して示すように、芯金１１と、この芯金１１に加硫接着により一体に接合されたシール部材１２とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１１は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成され、外方部材１０の端部内周に内嵌される円筒状の嵌合部１１ａと、この嵌合部１１ａから屈曲して形成され、径方向内方に延びる内径部１１ｂとを備えている。
一方、シール部材１２は、ニトリルゴム等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金１１に一体に接合されている。このシール部材１２は、径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ１２ａと、二股状に形成された一対のラジアルリップ１２ｂ、１２ｃとを有している。車輪取付フランジ４の基部４ａは断面が円弧状の曲面に形成され、この基部４ａにサイドリップ１２ａが所定の軸方向シメシロをもって摺接すると共に、ラジアルリップ１２ｂ、１２ｃが所定の径方向シメシロをもって摺接している。
ここで、サイドリップ１２ａおよびラジアルリップ１２ｂ、１２ｃの摺接面となる基部４ａの表面に被覆層１３が形成されている。この被覆層１３は、図２（ｂ）に模式的に示すように、最内層が金属層１３ａ、中間層がセラミック層１３ｂ、最外層が金属層１３ｃからなる３層構造とされている。これら金属層１３ａ、１３ｃおよびセラミック層１３ｂは、いずれも溶射層とされ、最外層の金属層１３ｃは、研削代を含む厚さに溶射され、溶射の後に表面が研削加工等の機械加工によって所定の寸法に形成されている。
溶射は、超高温で溶射すべき材料（例えば、パウダー状またはロッド状等）を溶融し、ジェット噴流によりワークに衝突させることで表面膜を形成するものであるが、密着力を高めるために、比較的超高速ジェットと超高温が得られる溶射装置を用いて適切な溶射条件を設定する。この溶射層からなる各金属層１３ａ、１３ｃおよびセラミック層１３ｂは、微細な気孔が存在するため、溶射完了後に、気孔部に水分が入り込まないよう封孔処理が施されている。この封孔処理は、浸透性の良い樹脂や接着剤、あるいは無機微粉末等で行う。
また、セラミック層１３ｂとなるセラミック材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、グレーアルミナ、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）等の金属酸化物等を例示することができる。一方、金属層１３ａ、１３ｃの材料としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ等を例示することができる。金属層１３ａ、１３ｃは、溶射後の硬さがＨｖ４５０以下、好ましくは、Ｈｖ３００以下の比較的柔らかい材質のものが好ましい。
なお、被覆層１３は、セラミック層１３ｂのみからなる単層構造、若しくは、最内層が金属層１３ａ、中間層がセラミック層１３ｂ、最外層が金属層１３ｃからなる３層構造以外に、最外層の金属層１３ｃを省略した２層構造、すなわち、内層が金属層１３ａ、外層がセラミック層１３ｂからなる２層構造であっても良い。
また、摺接面となる基部４ａの表面に被覆層１３が形成されることにより、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、基部４ａと各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール８の密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
以上、溶射によるセラミック層１３の形成について述べたが、エアロゾルポジション法（以下、ＡＤ法というＩでもセラミック層１３を形成することができる。このＡＤ法は、原料セラミックの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを被膜形成部分に向けてエアロゾル噴射ノズルにより噴射し、エアロゾルをこの基材表面に高速で衝突させ、微粒子の構成材料からなる被膜を基材上に形成させる方法である。
セラミック微粒子は、衝突により粉砕されて清浄な新生表面が形成されると共に、低温接合を生じさせるので、室温で微粒子同士の接合が実現できる。また、エアロゾル中ではセラミック微粒子は分散状態を維持し、溶射法から得られる被膜が多孔質であるのに対し、ＡＤ法により得られる被膜は極めて緻密なセラミック被膜１３となる。このため、腐食物質に曝される基部４ａは、これらが浸透できる空孔を持たないセラミック被膜１３によって保護されるので、腐食物質が基材素地に侵入することがなく、耐食性を向上させることができる。
また、摺接面となる基部４ａの表面にセラミック被膜１３が形成されることにより、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、基部４ａと各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール８の密封性と耐久性を高めて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
ＡＤ法によるセラミック被膜１３を形成するためのエアロゾル原料となるセラミック微粒子としては、耐食性が良好なアルミナ、ジルコニア、チタニア等の酸化物セラミック微粒子を例示することができる。中でも、真比重が小さく、エアロゾル化し易いアルミナ微粒子が好ましい。本実施形態では、アルミナ微粒子の平均粒子径が０．０１μｍ〜２μｍの範囲のものが使用されている。なお、平均粒子径が０．０１μｍ未満では凝着し易く、エアロゾル化が困難であり、また、２μｍを超えると膜自体が成長しないため、ＡＤ法での膜形成ができない。
アルミナ微粒子の粒子径調整方法としては、アルコキシド法やコロイド法、アンモニウム明礬の熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法の化学的手法や、ガス中蒸発法、スパッタリング法、アルミニウムの水中火花放電法等の物理的手法を用いて作製された数十ｎｍ以下の微細な微粒子を加熱し、粒子径で数百ｎｍ程度の２次粒子に凝集させる方法等が挙げられる。また、被膜形成を良好に行なうために、基材への衝突時にアルミナ微粒子が容易に粉砕するように、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いてクラックを予め形成しておくことが好ましい。
インナー側のシール９は、図３に拡大して示すように、環状のシール板１４とスリンガ１５とからなる、所謂パックシールを構成している。シール板１４は外方部材１０に装着された芯金１６と、この芯金１６に加硫接着により一体に接合されたシール部材１７とからなる。芯金１６は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、外方部材１０の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１６ａと、この嵌合部１６ａから径方向内方に延びる内径部１６ｂとを有している。シール部材１７は、合成ゴム等の弾性部材からなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ１７ａと、二股状に形成された一対のラジアルリップ１７ｂ、１７ｃとを有している。
一方、スリンガ１５は、内輪３の外径に圧入された円筒部１５ａと、この円筒部１５ａから径方向外方に延びる立板部１５ｂを備えている。そして、シール部材１７のサイドリップ１７ａが立板部１５ｂに摺接すると共に、一対のラジアルリップ１７ｂ、１７ｃが円筒部１５ａに摺接している。また、スリンガ１５における立板部１５ｂの外縁は、シール板１４と僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール１８を構成している。
スリンガ１５は、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４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。これにより、スリンガ１５が雨水や泥水等に曝されても、また、内輪３との嵌合部に雨水や泥水等が浸入してもスリンガ１５が発錆するのを防止することができる。
ここで、サイドリップ１７ａおよびラジアルリップ１７ｂ、１７ｃの摺接面となるスリンガ１５の内側表面に被覆層１９が形成されている。この被覆層１９は、内層が金属層、外層がセラミック層からなる２層構造で構成されている。これにより、前述したアウター側のシール８と同様、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、スリンガ１５と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール９の密封性と耐久性を高めることができる。
図４に変形例を示す。このシール２０は、前述したシール９と基本的にはスリンガ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位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
シール２０は、環状のシール板１４とスリンガ２１とからなる。スリンガ２１は、内輪３の外径に圧入された円筒部２１ａと、この円筒部２１ａから径方向外方に延びる立板部２１ｂを備えている。そして、サイドリップ１７ａおよびラジアルリップ１７ｂ、１７ｃの摺接面となる内側表面をはじめ、スリンガ２１の全表面に被覆層１９が形成されている。これにより、スリンガ２１の耐食性を一層向上させ、前述したシール８、９と同様、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、スリンガ２１と各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール２０の密封性と耐久性を高めることができる。
図５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６は、図５の一方のシール部を示す要部拡大図である。なお、前述した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１世代と称され、一対の内輪２２、３からなる内方部材２３と外方部材２４、および両部材２３、２４間に保持器７を介して転動自在に収容された複列の転動体６、６とを備え、背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。
外方部材２４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、この外方部材２４と内方部材２３との間に形成される環状空間の開口部にシール２５、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。
アウター側のシール２５は、図６に拡大して示すように、芯金２６と、この芯金２５に加硫接着により一体に接合されたシール部材２７とからなる一体型のシールで構成されている。芯金２６は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）をプレス加工にて形成され、外方部材２４の端部内周に内嵌される円筒状の嵌合部２６ａと、この嵌合部２６ａから屈曲して形成され、径方向内方に延びる内径部２６ｂとを備えている。
一方、シール部材２７は、ニトリルゴム等の合成ゴムからなり、加硫接着によって芯金２６に一体に接合されている。このシール部材２７は、二股状に形成された一対のラジアルリップ２７ａ、２７ｂを有し、これらラジアルリップ２７ａ、２７ｂは、所定の径方向シメシロをもって内輪２２の外径面２２ａに摺接している。
ここで、ラジアルリップ２７ａ、２７ｂの摺接面となる内輪２２の外径面２２ａの表面に被覆層２８が形成されている。この被覆層２８は、内層が金属層、外層がセラミック層からなる２層構造で構成されている。これにより、摺接面の耐食性を向上させ、前述した実施形態と同様、各リップの摺動抵抗が小さくなり、回転トルクが小さくなると共に、内輪２２の外径面２２ａと各リップとの低摩擦によりリップ摩耗が低減され、リップ摺動部の発熱が抑制されてシール２５の密封性と耐久性を高めることができる。
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、環状空間の開口部にシールが装着された第１世代乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。
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の一方のシール部を示す要部拡大図である。 （ｂ）は、（ａ）の被覆層を示す模式図である。 図１の他方のシール部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。 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５の一方のシール部を示す要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図７の要部拡大図である。
符号の説明
１、２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
３、２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基部
５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、２５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のシール
９、２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のシール
１０、２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
１１、１６、２６・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
１１ａ、１６ａ、２６ａ・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
１１ｂ、１６ｂ、２６ｂ・・・・・・・・・・・・・・内径部
１２、１７、２７・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
１２ａ、１７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
１２ｂ、１２ｃ、１７ｂ、１７ｃ、２７ａ、２７ｂ・・ラジアルリップ
１３、１９、２８・・・・・・・・・・・・・・・・・被覆層
１３ａ、１３ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・金属層
１３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セラミック層
１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
１５、２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
１５ａ、２１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
１５ｂ、２１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪の外径面
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５２ａ、５５ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５９、６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール部材
６２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サイドリップ
６２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・グリースリップ
６２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間リップ
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール板
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
６４ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
６４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・立板部
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
６６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・摩擦低減被膜

Claims (8)

  1. 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、
    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た環状空間の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、
    前記シールが、前記外方部材の端部に内嵌される芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合され、複数のシールリップを有するシール部材とを備え、前記シールリップの摺接面に、セラミック層を備えた被覆層が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記被覆層が、金属層、およびセラミック層を有する積層構造とされている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記被覆層が溶射層とされ、溶射完了後に封孔処理が施されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記シールが、前記内方部材の外周面にシメシロを介して摺接する複数のシールリップを有する一体型のシールで構成され、前記内方部材の外周面に前記被覆層が形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  5. 前記内方部材が、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、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入固定され、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り、前記車輪取付フランジのインナー側の基部が、断面が円弧状の曲面に形成されると共に、前記シールが、前記基部にシメシロを介して摺接するサイドリップを有し、前記基部の表面に前記被覆層が形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  6. 前記シールが、サイドリップとラジアルリップからなるシール部材を有する環状のシール板と、このシール板に対向配置され、前記内方部材に外嵌され、前記ラジアルリップが摺接される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延び、前記サイドリップが摺接される立板部からなるスリンガとを備えたパックシールで構成されると共に、前記各シールリップが摺接する前記スリンガの表面に前記被覆層が形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
  7. 前記スリンガの全表面に前記被覆層が形成されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
  8. 前記被膜層はエアロゾルポジション法により形成されている請求項１乃至７いずれいかに記載の車輪用軸受装置。
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