JP2014126106A - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】内部空間への異物侵入防止効果をより一層良好にし、優れた耐久性を有する車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現する。
【解決手段】ラビリンスリップ３３は、最も外部空間寄りに設けられたシールリップ３２ａよりも径方向外方で、回転側フランジ１２を冷間鍛造の側方押し出しにより成形したままの（径方向に筋目を有する）鍛造面と、研削加工が施された摺動面２１との間の段部２０よりも径方向外方に位置している。ラビリンスリップ３３の先端部と段部２０とを径方向に重畳させた状態で、全周に亙り近接して対向させる事により、ラビリンスリップ３３の先端部内周面と段部２０の外周面との間に、軸方向のラビリンスシールを形成している。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットのうち、軸受の内部空間の端部開口を、シールリング或いは組み合わせシールリングにより塞いで成る、車輪支持用転がり軸受ユニット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為の転がり軸受ユニットとして、例えば特許文献１には、転動体を設置した内部空間の端部開口の一方をシールリング、他方を組み合わせシールリングにより密封した車輪支持用転がり軸受ユニットの構造が記載されている。この様な車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性を確保する為には、これら密封装置のシール性を向上させて、前記内部空間内への異物侵入防止と、内部空間内に充填したグリースの漏洩防止とを十分に図る事が重要である。一方、これら密封装置は、使用時に泥水等がかかる、厳しい条件で使用される。特に、前記シールリングに於いては、フランジの内側面に沿って径方向内方に導かれた泥水等の異物が、シールリングを構成するシールリップの先端縁とフランジの内側面との摺動部に入り込み、この摺動部に異常摩耗等の損傷を発生させる可能性がある。又、シール空間に入り込んだ泥水の水分が蒸発して固形化し、シール空間内に溜まった固形分（泥）がシールリップに付着すると、このシールリップの動きを阻害する可能性がある。この結果、このシールリップの先端縁の一部がシール摺動面から浮き上がり、当該部分を通じて泥水等の異物が、シール空間の内部まで入り込む可能性がある。

組み合わせシールリングのシール性を向上させる為の構造として、特許文献２には、外輪に外嵌した第二のシールリングを構成する第二のシールリップの先端縁を、スリンガの回転側円輪部のうちで、シールリングと反対側の側面に、全周に亙り摺動させた構造が記載されている。この様な構造によれば、シール内部空間内への異物の侵入防止を図れるが、部品点数が増えてコストアップとなる。又、前記第二のシールリングを設ける部分の設置スペースが必要となり、転がり軸受ユニットに隣接して設ける、他の物品との干渉防止の為、設計の自由度が限られる可能性がある。更に、前記第二のシールリップを、組み合わせシールリング側に元々設けられているシールリップに足す状態で設ける為、摺動部が増えて、転がり軸受ユニットの回転抵抗（動トルク）が増大するという問題があった。

特開２００７−０８５４７８号公報 特開２００８−１５１３１１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、転がり軸受ユニットを構成する静止側、回転側両軌道輪同士の間に存在する内部空間の端部開口を塞ぐ密封装置のシール性能を向上させて、転動体が設置された内部空間への異物侵入防止効果をより一層良好にし、優れた耐久性を有する車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現すべく発明したものである。

本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面のうちで前記外輪軌道と対向する部分に内輪軌道を有し、前記外輪と同心に配置される内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記内輪の外周面から径方向外方に放射状に延びて、冷間鍛造により前記内輪と一体に形成されたフランジと、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との間に存在する内部空間の端部開口部を塞ぐシールリングとを備え、前記内輪の外周面に、研削加工が施された摺動面を設け、前記シールリングは、前記外輪の端部に固定される芯金と、この芯金により補強された弾性材製のシール材とから成り、このシール材は、前記摺動面に全周に亙り摺動する、少なくとも１本のシールリップと、このシールリップよりも更に径方向外方に設けられ、その先端部を前記フランジの側面に全周に亙り近接して対向させて、前記フランジの側面との間にラビリンスシールを形成するラビリンスリップとを備えている。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、前記フランジの基端寄り部分の側面には、冷間鍛造の鍛造面と前記摺動面との間に段部が形成され、前記ラビリンスリップの先端部を前記段部よりも径方向外方に位置させ、前記ラビリンスリップの先端部と前記段部とを径方向に重畳させている。

上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、密封装置によるシール性能を向上させて、転動体が設置された内部空間への異物侵入防止効果をより一層良好にし、優れた耐久性を有する車輪支持用転がり軸受ユニットを、回転抵抗を大きくする事なく実現できる。
特に、本発明の場合には、ラビリンスリップをシールリップの摺動点よりも更にフランジ側まで伸延させると共に、このラビリンスリップの先端部を、相対回転するフランジ側面の段部に近接して対向させているので、ラビリンスリップによるラビリンス効果を向上させる事ができる。又、段部よりも外径側部分のフランジ側面は鍛造面であり、冷間鍛造により径方向の筋目が形成されているので、回転するフランジの遠心力により、フランジに付着した泥水等を径方向外方に振り切る効果を高めている。

この結果、シールリップにまで達する泥水等の異物の量を僅少にし、シールリップの摺動部に異常摩耗等の損傷が発生したり、多量の固形分が付着してシールリップの動きが損なわれたりする事を防止できる。従って、長期間に亙り良好なシール性能を発揮させて、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性を確保できる。しかも、非接触リップである前記ラビリンスリップを設ける事に伴い、車輪支持用転がり軸受ユニットの回転抵抗が増大する事はない。

第１実施形態を示す、車輪支持用転がり軸受ユニットの断面図。 同、内輪本体を説明する為の、側面図（ａ）、Ａ−Ａ線に沿った断面図（ｂ）と、外輪を説明する為の、側面図（ｃ）、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図（ｄ）。 同、シールリングの部分断面図。 同、シールリングの変形例を示す部分断面図。 第２実施形態を示す、車輪支持用転がり軸受ユニットの断面図。 同、シールリングの部分断面図。 同、組み合わせシールリングの部分断面図。 第３実施形態を示す、車輪支持用転がり軸受ユニットの断面図。 同、シールリングの部分断面図。 同、組み合わせシールリングの部分断面図。

［第１実施形態］
図１〜３は、本発明の第１実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１は、内輪回転型の従動輪用軸受ユニットであり、静止側軌道輪である外輪２の内径側に回転側軌道輪である内輪３を、複数個の転動体である玉４，４を介して回転自在に支持している。前記外輪２は、外周面に懸架装置（不図示）に支持固定する為の静止側フランジ５を、内周面に複列の外輪軌道６，６を、それぞれ設けている。又、前記内輪３は、内輪本体７と内輪要素８とを加締め部９により組み合わせ固定したもので、外周面に複列の内輪軌道１０，１０を有している。又、前記各玉４，４は、前記両内輪軌道１０，１０と前記両外輪軌道６，６との間に、各列毎に複数個ずつ、それぞれ保持器１１，１１により保持された状態で転動自在に設けられている。

前記内輪本体７の軸方向外端寄り部分で、前記外輪２の軸方向外端開口部から突出した部分には、回転側フランジ１２を設けている。この回転側フランジ１２には複数本のスタッド１３の基端部を支持固定しており、これら各スタッド１３によりこの回転側フランジ１２に、車輪を構成するホイール、及び制動装置を構成するディスクロータを支持固定できる様にしている。尚、軸方向に関して外とは、車両への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、図２（ａ），（ｃ）を除く各図の左側となる。これに対して、車両の幅方向内側となる、各図の右側（図２（ａ），（ｃ）を除く）を、軸方向に関して内と言う。
又、図示の例では、転動体として玉４を使用しているが、重量の嵩む車両に使用される車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、転動体として円すいころを使用する場合もある。

前記外輪２の軸方向外端部の内周面と前記内輪３の軸方向中間部の外周面との間にシールリング１４を装着して、外輪２の内周面と内輪３の外周面との間に存在し、前記複数個の玉４，４を設けた内部空間１５の軸方向外端開口部を塞いでいる。さらに、外輪２の軸方向内端開口部をカバー１６で塞ぐ事により、外部空間から内部空間１５内への塵芥や雨水等の異物の侵入防止、及び、内部空間１５内に充填したグリースの外部空間への漏洩防止を図っている。

前記内輪本体７は、図２（ａ），（ｂ）に示す様に、その外周面の軸方向外側部（図２（ｂ）の左側）に径方向外方で回転中心軸と直交する方向に放射状に延びる前記回転側フランジ１２が形成されており、この回転側フランジ１２には、前記スタッド１３を固定するために周方向に略等間隔で複数の取付け孔２４が形成されている。回転側フランジ１２は、これら取付け孔２４のピッチ円位置で周方向に関して繋がらない構成となっている。又、回転側フランジ１２の更に軸方向外側には、車輪の位置決めに使用するパイロット部２３が突設されている。
この様な内輪本体７は、回転中心軸と直交する方向に放射状に延びる前記回転側フランジ１２が、冷間での側方押し出し成形（冷間鍛造）によって内輪本体７と一体に形成されている。また、冷間での側方押し出し成形の際の押し残り部によって構成されるパイロット部２３も内輪本体７と同心に一体に形成される。

前記内輪本体７の軸方内側（図２（ｂ）の右側）には小径段部２５が形成されており、この小径段部２５には前記内輪要素８が外嵌固定される。この内輪要素８の外周面には（内側の）前記内輪軌道１０が形成され、内輪本体７の軸方向中間部の外周面には（外側の）前記内輪軌道面１０が形成されている。内輪本体７の軸方向内端部は円筒状に形成されており、この円筒部（前記加締め部９）を径方向外方に加締め広げることにより、内輪要素８が内輪本体７に加締め固定される。尚、内輪要素８は、加締め固定の他、内輪本体の軸方向内側にナット（不図示）によって締結固定する構成とすることもできる。

一方、前記外輪２は、図２（ｃ），（ｄ）に示す様に、全体が中空の円筒形状に構成され、外輪２の内周面には、前記内輪３の外周面に形成された前記両内輪軌道１０，１０に対応する複列の前記外輪軌道６，６が形成されている。又、外輪２の軸方向中間部の外周面には、径方向外方で回転中心軸と直交する方向に放射状に延びる前記静止側フランジ５が形成されている。静止側フランジ５には、外輪２を懸架装置に取り付ける為の取付け孔２４ａが複数形成され、静止側フランジ５は、これら取付け孔２４ａのピッチ円位置で周方向に関して繋がらない構成となっている。更に、静止側フランジ５の軸方向内側（図２（ｄ）の右側）には、懸架装置を構成するナックル（不図示）の内径面に外輪２の径方向の位置決めを行うと共に、前記カバー１６を内嵌固定する為の、円筒部が形成されている。
この様な外輪２では、回転中心軸と直交する方向に放射状に延びる静止側フランジ５が、冷間での側方押し出し成形（冷間鍛造）によって外輪２と一体に形成されている。

又、車輪支持用転がり軸受ユニット１には、前記内輪３（内輪３に支持固定される車輪）の回転状態を検出するための回転検出装置が設けられている。この回転検出装置は、内輪３を構成する内輪要素８の軸方向内端部の外周面に内輪３と同心に固定されるエンコーダ１７と、前記カバー１６に取り付けられて前記エンコーダ１７と近接して対向配置されるセンサ１８とによって構成されている。前記エンコーダ１７は軸方向に着磁された円輪形状の永久磁石であり、その被検出面は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に、且つ等間隔に配置されている。エンコーダ１７の回転に伴う磁束密度の変化をセンサ１８で検出する事で、内輪３（車輪）の回転速度を検出する事ができる。

前記内部空間１５の軸方向外端開口部を密封する為に組み込まれた前記シールリング１４は、図３に示す様に、芯金３０とシール材３１とから構成される。前記芯金３０は、軟鋼板等の金属板を略円輪形状に形成して成るもので、その外径側縁を、前記外輪２の軸方向外端部の内周面に形成された環状溝２２に、前記シール材３１の一部を介在させた状態で内嵌固定している。
前記シール材３１は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、芯金３０に接合固定しており、２本の接触式のシールリップ３２ａ，３２ｂと、ラビリンスシールを構成する、庇状のラビリンスリップ３３とを備えている。前記各シールリップ３２ａ，３２ｂは、それぞれの先端縁を前記内輪３の軸方向中間部の外周面に設けられた摺動面２１に、全周に亙って摺動させている。この摺動面２１は、熱処理後に前記内輪軌道１０と共に一体研削加工が施されて、径方向又は軸方向の筋目が無い滑らかな面とする事で、前記シールリップ３２ａ，３２ｂによるシール性能を確保している。

前記ラビリンスリップ３３は、最も外部空間寄りに設けられた前記シールリップ３２ａよりも径方向外方に設けられており、その形成位置を、前記回転側フランジ１２の基端部内側面に設けられた段部２０との関係で規制している。尚、この段部２０は、回転側フランジ１２を冷間鍛造の側方押し出しにより成形したままの（径方向に筋目を有する）鍛造面と、前記シールリップ３２ａ，３２ｂが摺動する研削加工が施された前記摺動面２１との間に設けられ、前記鍛造面と前記摺動面２１との境目部分である。
前記ラビリンスリップ３３は、前記段部２０よりも径方向外方に位置させると共に、ラビリンスリップ３３の先端部と段部２０とを径方向に重畳させている（ラビリンスリップ３３の先端縁を段部２０よりも軸方向外側に位置させている）。そして、ラビリンスリップ３３の先端部内周面と段部２０の外周面とを、全周に亙り近接して対向させている。これにより、ラビリンスリップ３３の先端部内周面と段部２０の外周面との間に、軸方向のラビリンスシールを形成している。又、前記ラビリンスリップ３３を、軸方向外側（先端側）に向うに従って径方向外側に向う方向に傾斜させている。

以上の様な構成を有する本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１の場合には、ラビリンスリップ３３の内径側への異物侵入防止効果を良好にし、仮にこのラビリンスリップ３３の内径側に異物が侵入し、回転側フランジ１２の内側面に付着した場合にも、この異物が容易に排出できる構造を実現してる。
即ち、前記ラビリンスリップ３３は先端側に向うに従い径方向外側に向う方向に傾斜しているので、外輪２の外周面を伝ってラビリンスリップ３３の外周面に到達した泥水等を、ラビリンスリップ３３の基端部に誘導し、下部に流す事により、ラビリンスシールから異物が浸入する事を防止している。更に、ラビリンスリップ３３の内径側に水分等の異物が浸入した場合にも、回転フランジ１２の遠心力により径方向外方に飛ばされた異物は、先端縁に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜したラビリンスリップ３３の内周面に沿って、外部空間に向けて効果的に排出される。

更に、鍛造金型との摩擦によりフランジの表面には径方向の筋目が付いている為、シールリップの摺動面２１には研削加工等が施され、又、冷間鍛造は熱間鍛造と比較すると材料が流れ難いので、フランジの基端部の軸方向内側には大きな隅Ｒが形成されている。従って、内部空間１５の軸方向外端開口部を密封する部分には、回転側フランジ１２の側面との間に大きな空間が存在する為、泥水等が浸入し易い厳しい環境にある。本実施形態のシールリング１４を構成する庇状のラビリンスリップ３３は、研削加工が施された摺動面２１の全体を覆う様に設けてられ、その先端部を段部２０に近接して対向させる事で、泥水等の異物が摺動面２１まで浸入する事を防止している。又、ラビリンスリップ３３の内径側の摺動面２１は筋目の無い研削面となるので、筋目による回転気流の発生を防止している。一方、回転側フランジ１２の段部２０よりも外径側部分には径方向の筋目（鍛造面）が存在しており、摺動面２１まで浸入した泥水を回転フランジ１２の遠心力により外径側に振り切る効果を高めて、排水を促している。又、冷間鍛造加工時におけるボンデ処理（潤滑被膜処理）が残留する鍛造面は耐食性を有しており、ラビリンスリップ３３の先端部を冷間鍛造面に対向させる事により、防錆性に優れた構成としている。

又、冷間鍛造により成形された前記外輪２及び前記内輪本体７は、成形後の仕上がり寸法精度に優れ、良好な表面が得られるので、後工程での機械加工を省く事でコストを低減する事ができる。更に、冷間での側方押し出しにより成形された静止側フランジ５及び回転側フランジ１２は、加工硬化により強度が上昇するので、十分な強度を確保しながら外輪２及び内輪本体７を軽量化する事ができる。

図４は第１実施形態の変形例を示している。本変形例におけるシールリング１４ａを構成する芯金３０ａは、軟鋼板等の金属板を断面略Ｌ字形状に形成され、嵌合筒部３４と、この嵌合筒部３４の軸方向外端縁から径方向内方に折れ曲がった円輪部３５とを備えている。そして、前記嵌合筒部３４を、外輪２の軸方向外端部の内周面に締り嵌めで内嵌固定している。本構成により、外輪２の内周面に前記環状溝２２を形成する為の加工を不要としている。

[第２実施形態]
図５，６は本発明の第２実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａは、外輪回転型の従動輪用軸受ユニットであり、内周面に複列の外輪軌道６ａ，６ｂを有する回転側軌道輪である外輪２ａと、外周面に複列の内輪軌道１０ａ，１０ｂを有する静止側軌道輪である内輪３ａと、両外輪軌道６ａ，６ｂと両内輪軌道１０ａ，１０ｂとの間に各列毎に複数個ずつ転動可能に配設される転動体である玉４ａ，４ｂとを備えている。

外輪２ａは、その外周面の軸方向外側（図５の左側）に径方向外方に延びる回転側フランジ１２ａを有する。この回転側フランジ１２ａには、その軸方向外側面に図示しない車輪を構成するホイール、及び制動装置を構成するディスクロータを取り付けるためのスタッド１３が周方向に略等間隔で複数植設されている。
内輪３ａは、その軸方向中間部の外周面に前記（内側の）内輪軌道１０ｂが形成される内輪本体７ａを有し、この内輪本体７ａの外周面の軸方向内側端部（図５の右側端部）には、径方向外方に延びる静止側フランジ５ａが形成されている。又、内輪本体７ａの外周面の軸方向外側端部には小径段部２５が形成されており、この小径段部２５には、外周面に前記（外側の）内輪軌道１０ａが形成される内輪要素８が外嵌されている。この内輪要素８は、内輪本体７ａの軸方向外端部（加締め部９）を加締める事により内輪本体７ａに固定されている。

本実施形態では、外輪２ａの内側の外輪軌道６ｂを外側の外輪軌道６ａより大径に形成し、且つ内輪３ａの内側の内輪軌道１０ｂを外側の内輪軌道１０ａより大径に形成する事により、内側の玉４ｂの玉列のピッチ円直径（ＰＣＤ）を外側の玉４ａの玉列のピッチ円直径よりも大きくしている。そして、これら複列に配置された各玉４ａ，４ｂには、予圧と共に背面組み合わせ型の接触角を付与している。又、内側の玉列を構成する玉４ｂの個数を、外側の玉列を構成する玉４ａの個数よりも多くしている。
尚、本実施形態では各玉４ａ，４ｂを同径としているが、内側の玉４ｂの外径を、外側の玉４ａの外径よりも小さくする事もできる。

前記外輪２ａは、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円環形状のビレットを素材とし、冷間鍛造にて外周面及び内周面を成形し、側方押し出しにて前記回転側フランジ１２ａを成形している。尚、回転側フランジ１２ａは、外輪２ａの円周方向にフランジ片が複数配置されるいわゆる星形フランジ形状としている（図２（ａ）参照）。又、回転側フランジ１２ａの軸方向外側面及びパイロット部２３の外周面は、寸法精度の良い面が得られる為、冷間鍛造後に機械加工を施す必要はない。
前記内輪３ａを構成する内輪本体７ａは、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円柱形状のビレットを素材とし、冷間鍛造にて成形し、側方押し出しにて静止側フランジ５ａを成形している。側方押し出し成形の加工硬化により、静止側フランジ５ａの根元部の硬さを増すことができ、強度を向上する事ができる。一方、冷間鍛造時に大きな変形をしない内輪本体７ａの軸方向外端部はビレットに近い硬さのままであるので、内輪要素８を固定する加締め加工を容易に行う事ができる。

以上説明した様に、本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａによれば、内側の玉４ｂの玉列のピッチ円直径（ＰＣＤ）を外側の玉４ａの玉列のピッチ円直径よりも大きくしている為、軸受ユニットの重量増加を抑制しながら、内側の玉列（玉４ｂ）の負荷容量を増加することができるので、転がり軸受ユニットの耐久性を向上する事ができる。又、内輪要素８を内輪本体７ａに固定するための部材が別途必要ないので、軸受構造を簡素化することができ、転がり軸受ユニットの軽量化及び低コスト化を図ることができる。

本実施形態に於いては、外輪２ａの内周面と内輪３ａの外周面との間に存在する内部空間１５の軸方向内端開口部を、図６に示すような、シールリング１４ｂにより密封している。このシールリング１４ｂは、前述した図４に示したシールリング１４ａとほぼ同様の構成であり、ラビリンスリップ３３ａの先端部を、静止側フランジ５ａの軸方向外側面の鍛造面と研削加工が施された摺動面２１との境となる段部２０に近接して対向させている。又、前記シールリング１４ｂは回転側軌道輪である外輪２ａに固定されているので、外輪２ａの回転時における遠心力が作用すると、ラビリンスリップ３３ａの先端部は径方向外方へ変形する。従って、前記遠心力の影響を考慮して、ラビリンスリップ３３ａの先端部の内周面と段部２０の外周面との距離は、前述したを図３，４に示したラビリンスリップ３３よりも小さくしている。

尚、外輪２ａの静止状態（自動車の停止時）に於いて、前記ラビリンスリップ３３ａの先端部を段部２０に軽接触（締め代ゼロで接触）させる構成とする事もできる。これにより、自動車の停止時に於いては、ラビリンスリップ３３ａが摺動面２１を密封して異物の侵入を防止すると共に、自動車の走行時に於いては、ラビリンスリップ３３ａは遠心力により段部２０とは非接触状態となってラビリンスシールを構成するので、転がり軸受ユニットの回転トルクが増大する事はない。

図７は、第２実施形態の変形例を示している。本変形例の組み合わせシールリング１９は、前記内部空間１５の軸方向内端開口部を密封する密封装置であり、スリンガ４０とシールリング４１とを組み合わせて構成される。前記スリンガ４０は、金属板を曲げ成形する事により断面略Ｕ字形で全体を円環状に構成したもので、スリンガ円筒部４２と、このスリンガ円筒部４２の軸方向内端縁から径方向外方に折れ曲がったスリンガ円輪部４３と、このスリンガ円輪部４３の径方向外端縁から軸方向外側に折れ曲がった庇部４４とから成る。この様なスリンガ４０は、前記スリンガ円筒部４２を前記内輪３ａの軸方向内側に締り嵌めで外嵌する事により、この内輪３ａに固定している。又、この状態で、庇部４４は前記外輪２ａの軸方向内端の外周縁よりも径方向外方に位置すると共に、庇部４４の先端部の内周面を外輪２ａの外周面と対向させている。

又、前記シールリング４１は、金属板製の芯金４５と弾性材４６とを備えている。この弾性材４６は、前記芯金４５に接合固定されており、複数本（図示の例では３本）のシールリップ４７ａ，４７ｂ，４７ｃと、ラビリンスシールを構成する庇状のラビリンスリップ５１とを備えている。又、前記芯金４５は、金属板を曲げ成形する事により断面クランク形状で全体を円環状に構成したもので、シール円筒部４８と、このシール円筒部４８の軸方向外端縁から径方向内方に折れ曲がったシール円輪部４９と、前記シール円筒部４８の軸方向内端縁から径方向外方に折れ曲がった嵌合円輪部５０とから成る。この様な芯金４５を備えた前記シールリング４１は、シール円筒部４８を前記外輪２ａの軸方向内端部に締り嵌めで内嵌すると共に、嵌合円輪部５０の軸方向外側面を外輪２ａの軸方向内端面に突き当てる事により、この外輪２ａに固定している。又、この状態で、シールリップ４７ａの先端縁をスリンガ円輪部４３の軸方向外側面に、各シールリップ４７ｂ，４７ｃの先端縁をスリンガ円筒部４２の外周面に、それぞれ全周に亙り摺接させている。

一方、前記ラビリンスリップ５１は、最も径方向外側に設けられた前記シールリップ４７ａよりも更に径方向外方に設けられており、前記外輪２ａの軸方向内端の外周縁と軸方向に重畳する位置に形成されている。そして、このラビリンスリップ５１の先端部と前記スリンガ円輪部４３の軸方向外側面とを、全周に亙り近接して対向させている。これにより、ラビリンスリップ５１の先端縁とスリンガ円輪部４３の軸方向外側面との間に、ラビリンス隙間ａの径方向のラビリンスシールを形成している。さらに、この径方向のラビリンスシールから軸方向外方に折れ曲がる状態で、ラビリンスリップ５１の先端部外周面と前記庇部４４の内周面との間に、ラビリンス隙間ｂの軸方向のラビリンスシールを形成している。そして、径方向ラビリンスシールのラビリンス隙間ａは、軸方向ラビリンスシールのラビリンス隙間ｂよりも小さく（ａ＜ｂ）している。

又、本実施形態に於いても、前記ラビリンスリップ５１は、軸方向内側（先端側）に向うに従って径方向外側に向う方向に傾斜させていると共に、前記庇部４４は、軸方向外側（先端側）に向かうに従って径方向外側に向う方向に傾斜させている。これにより、ラビリンスリップ５１の内径側に浸入した泥水等を、回転するシールリング４１の遠心力によりラビリンスリップ５１の傾斜した内周面に沿って径方向外方向に導き、さらに、傾斜した庇部４４の内周面に沿って外部空間に排出する事ができる。従って、シールリップ４７ａよりも軸受内部側に存在するシール内部空間への、泥水等の異物の侵入を効果的に防止できる。更に、最も外部空間に近い部分に存在するシールリップ４７ａの外周面に異物が付着し、このシールリップ４７ａの挙動が損なわれてシール性能が低下する事を防止できる。

以上の様に、摺動環として前記スリンガ４０を内輪３ａに嵌合固定する事により、図６に示した前記シールリング１４ｂの構成に対して、軸方向に延びる前記シールリップ４７ａを新たに設けることが可能となり、シール性能をさらに高める事ができる。尚、前記ラビリンスリップ５１は、前記スリンガ円輪部４３に軽接触（締め代ゼロで接触）させた構成とする事もできる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第１実施形態と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

［第３実施形態］
図８〜１０は本発明の第３実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂは、内輪回転型の駆動輪用軸受ユニットであり、回転側軌道輪である内輪３ｂ（内輪３ｂを構成する内輪本体７ｂ）の中心部にスプライン孔２６を設け、等速ジョイント用外輪２７の軸方向外端面に固設した駆動軸であるスプライン軸２８を係合させられる様にしている。又、この様な内輪３ｂの内周面のうち、前記スプライン孔２６の軸方向外端縁の周囲部分に、ナット２９の内側面を突き当てている。そして、車両への組み付け時には、前記スプライン軸２８をスプライン孔２６に係合させると共に、スプライン軸２８の先端部に設けた雄ねじ部にナット２９を螺合し、更に締め付けてスプライン軸２８の先端部に固設する事により、内輪３ｂと等速ジョイント用外輪２７とを結合固定する。

前記内輪３ｂを構成する内輪本体７ｂは、軸方向中間部に（外側の）内輪軌道１０ｃを形成し、軸方向内端部には外周面に（内側の）内輪軌道１０ｄを有する内輪要素８を外嵌している。そして、内輪本体７ｂの軸方向内端部分を、径方向外方に塑性変形させる事により加締め部９を形成して内輪要素８を抑え付け、内輪要素８を内輪本体７ｂに結合固定している。又、外側の内輪軌道１０ｃの直径を、内側の内輪軌道１０ｄの直径よりも大きくしている。
外輪２ｂは、内周面に複列の外輪軌道６ｃ，６ｄを形成しており、外側の外輪軌道６ｃの直径は、内側の外輪軌道６ｄの直径よりも大きくしている。そして、外側の外輪軌道６ｃと外側の内輪軌道１０ｃとの間に玉４ｃを、内側の外輪軌道６ｄと内側の内輪軌道１０ｄとの間に玉４ｄを、それぞれ複数個ずつ転動可能に設けている。これら複列に配置された各玉４ｃ，４ｄは、背面組み合わせ型の接触角により予圧を付与されていると共に、外側の玉４ｃの玉列のピッチ円直径を、内側の玉４ｄの玉列のピッチ円直径よりも大きくしている。本構成により、転がり軸受ユニットの大型化を防止しつつ、モーメント剛性の向上を図れるので、自動車の旋回走行時における安定性を確保している。

本実施形態において、内部空間１５は、シールリング１４ｃにより軸方向外端開口を、組み合わせシールリング１９ａにより軸方向内端開口を、それぞれ密封されている。前記シールリング１４ｃは、図９に示す様に、芯金３０ｂとシール材３１ｂとから構成される。前記芯金３０ｂは、軟鋼板等の金属板を曲げ形成して成るもので、嵌合筒部３４と、この嵌合筒部３４の軸方向外端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部３５ａと、嵌合筒部３４の軸方向内端縁から径方向内方及び軸方向外方に向けてＵ字形に折り返された折れ曲がり部３６と、前記円輪部３５ａの外周縁から軸方向内方に折れ曲がった円筒部３７とを備えている。そして、嵌合筒部３４を、前記外輪２ｂの軸方向外端部の内周面に締り嵌めで内嵌固定すると共に、円輪部３５ａの軸方向内側面を、外輪２ｂの軸方向外端面に、シール材３１ｂの一部を介在させた状態で突き当てている。

前記シール材３１ｂは、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、前記芯金３０ｂに接合固定しており、２本の接触式のシールリップ３２ａ，３２ｂと、ラビリンスシールを構成する、庇状のラビリンスリップ３３とを備えている。各シールリップ３２ａ，３２ｂの先端縁は、内輪３ｂの外周面で研削加工が施された摺動面２１に、全周に亙り摺動させている。
前記ラビリンスリップ３３は、最も外部空間寄りに設けられた前記シールリップ３２ａよりも径方向外方で、回転側フランジ１２の基端部内側面に設けられた段部２０よりも径方向外方に位置させると共に、ラビリンスリップ３３の先端部と段部２０とを径方向に重畳させている。そして、ラビリンスリップ３３の先端部内周面と段部２０の外周面とを、全周に亙り近接して対向させて、ラビリンスリップ３３の先端部内周面と段部２０の外周面との間に、軸方向のラビリンスシールを形成している。又、ラビリンスリップ３３を、軸方向外側（先端側）に向うに従って径方向外側に向う方向に傾斜させている。

又、前記シール材３１ｂにより、前記芯金３０ｂを構成する円輪部３５ａのうち、前記外輪２ｂの軸方向外端面の外周縁よりも径方向外方に突出した部分と、円輪部３５ａの外側縁から軸方向内方に折れ曲がった円筒部３７とを覆う事により、庇部３８を構成している。この庇部３８の内径寸法は、外輪２ｂの軸方向外端部の外周面の外径寸法よりも大きくして、外輪２ｂの外周面と円輪部３５ａの軸方向内側面と庇部３８の内周面とにより三方を囲まれた凹溝を、外輪２ｂの外端部外周面の全周に亙って形成している。これにより、外輪２ｂ外周面に付着して、外輪２ｂの外周面を伝って前記ラビリンスシールに侵入しようとする水分を堰き止める事ができる。又、前記シール材３１ｂは、円輪部３５ａの軸方向内側面を覆うと共に、外輪２ｂの軸方向外端面と当接する円輪部３５ａの軸方向内側面部分に、全周に亙って突条３９を設けている。これにより、外輪２ｂとシールリング１４ｃとの嵌合面から、内部空間１５に泥水等の異物が侵入することを防止している。

又、本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂに組み込まれる組み合わせシールリング１９ａは、図１０に示す様に、スリンガ４０ａとシールリング４１ａとを組み合わせて構成される。前記スリンガ４０ａは、金属板を曲げ成形する事により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成したもので、スリンガ円筒部４２と、このスリンガ円筒部４２の軸方向内端縁から径方向外方に折れ曲がったスリンガ円輪部４３ａとから成る。この様なスリンガ４０ａは、前記スリンガ円筒部４２を前記内輪３ｂ（内輪本体７ｂと共に内輪３ｂを構成する内輪要素８）の軸方向内端部に締り嵌めで外嵌する事により、内輪３ｂに対し固定している。又、前記シールリング４１ａは、金属板製の芯金４５ａと弾性材４６ａとを備えている。前記弾性材４６ａは、複数本（図示の例では３本）のシールリップ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを備えている。又、前記芯金４５ａは、金属板を曲げ成形する事により断面略Ｌ字形で全体を円環状に構成したもので、シール円筒部４８と、このシール円筒部４８の軸方向外端縁から径方向内方に折れ曲がったシール円輪部４９とから成る。この様な芯金４５ａを備えたシールリング４１ａは、シール円筒４８を前記外輪２ｂの軸方向内端部に締り嵌めで内嵌する事により、外輪２ｂに固定している。この状態で、前記シールリップ４７ａの先端縁をスリンガ円輪部４３ａの軸方向外側面に、各シールリップ４７ｂ，４７ｃの先端縁をスリンガ円筒部４２の外周面に、それぞれ全周に亙り摺接させている。

又、前記スリンガ４０ａを構成するスリンガ円輪部４３ａの軸方向内側面に、円輪状のエンコーダ１７ａを、全周に亙り添着固定している。このエンコーダ１７ａは、ゴム、合成樹脂等の高分子材料中に磁性粉を分散させて全体を円輪状とした、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製であり、エンコーダ１７ａの軸方向内側面（被検出面）には、Ｓ極とＮ極とが、円周方向に関して、交互に、且つ等間隔で配置されている。このエンコーダ１７ａは、スリンガ円輪部４３ａの先端側周縁（外周縁）を覆う様に形成し、前記シール円筒部４８の内周面を覆った弾性材４６ａの一部内周面との間に、ラビリンスシール５２を構成している。更に、弾性材４６ａの一部で、シール円筒部４８の内周面と、シール円輪部４９の軸方向内側面の外径側半部とにより、径方向外側と軸方向外側とを仕切られた部分に、径方向及び軸方向の厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法よりも大きくなった厚肉部５３を設けている。そして、この厚肉部５３の軸方向内端面である円輪状の段差面５４と、シール円筒部４８の内周面の先端寄り部分を覆う部分とを、断面形状が四分の一円弧状である外径側曲面５５（隅Ｒ）により、滑らかに連続させている。この外径側曲面５５の断面形状の曲率半径は、前記ラビリンスシール５２の径方向に関する幅寸法よりも大きくしている。これにより、ラビリンスシール５２を通じて次述する補助シールリップ５６の外径側に存在する空間部分に入り込んだ異物を、ラビリンスシール５２の側に還流させ易くしている。

更に、前記段差面５４の径方向内端部からスリンガ円輪部４３ａに向け、補助シールリップ５６を延出（各シールリップ４７ａ〜４７ｃと共に弾性材４６ａに一体に形成）している。又、補助シールリップ５６は、段差面５４を基端として軸方向内方に向かう程直径が大きくなる方向に、末広がりに傾斜して延びる部分円すい筒状である。この様な補助シールリップ５６の基端部外周面と段差面５４とに関しても、断面形状が四分の一円弧状の内径側曲面５７により、滑らかに連続させている。この内径側曲面５７の断面形状の曲率半径は、この補助シールリップ５６を適度に撓み易くする面から、更には、ラビリンスシール５２を通じて補助シールリップ５６の外径側に存在する空間部分に入り込んだ異物をこのラビリンスシール５２の側に還流させ易くする面から、適切に規制している。この為に、内径側曲面５７の断面形状の曲率半径を、補助シールリップ５６の基端部の厚さと同じか、少しだけ大きくしている。

この様な補助シールリップ５６は、この補助シールリップ５６の内径側に存在する、サイドリップと呼ばれる外部空間寄りのシールリップ４７ａに異物が付着するのを抑える役目を有するものであり、高度のシール性を要求されない。むしろ、補助シールリップ５６を設ける事で、組み合わせシールリング１９ａを組み込んだ車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂの回転抵抗（動トルク）が大きくなるのを抑える事が重要である。この為に、本実施形態の場合には、下記の様な工夫により、補助シールリップ５６を設けた事に基づく摺動抵抗の増大を抑制している。

補助シールリップ５６の断面形状を、先端縁に向かう程厚さ寸法が小さくなる、くさび状としている。この様にする事で、補助シールリップ５６の先端部の剛性を低く抑え、摺動抵抗が大きくならない様にしている。
更に、補助シールリップ５６の厚さ寸法を、シールリップ４７ａの厚さ寸法よりも十分に小さくしている。具体的には、補助シールリップ５６のうちで最も厚い部分である基端部の厚さ寸法を、シールリップ４７ａのうちで最も薄い部分である基端部の厚さ寸法の１／２（半分）以下、より好ましくは１／３以下、但し、成形性を考慮して１／５以上としている。この様にする事で、補助シールリップ５６全体の剛性を低く抑え、摺動抵抗が大きくならない様にしている。
更に、シールリング４１ａとスリンガ４０ａとを組み合わせた状態で、補助シールリップ５６の締め代を、シールリップ４７ａの締め代よりも十分に小さくしている。この様にする事で、シールリング４１ａとスリンガ４０ａとを組み合わせた状態で、補助シールリップ５６の弾性変形量（軸方向圧縮量）を、シールリップ４７ａの弾性変形量よりも十分に小さくして、補助シールリップ５６の先端縁とスリンガ円輪部４３ａの軸方向外側面との摺動部の面圧を抑え、摺動抵抗が大きくならない様にしている。

尚、補助シールリップ５６には高度のシール性を要求しない為、自動車の旋回走行等に伴ってシールリング４１ａの中心軸とスリンガ４０ａの中心軸とが傾斜した状態で、補助シールリップ５６の先端縁がスリンガ円輪部４３ａの軸方向外側面から僅かに浮き上がっても（締め代が零になったり、僅かに隙間が空いても）良い。又、補助シールリップ５６の先端縁をスリンガ円輪部４３ａの軸方向外側面に、全周に亙り微小隙間を介して対向させる構成としても良い。

何れにしても、シールリップ４７ａとラビリンスシール５２との間に、補助シールリップ５６が存在する状態とし、補助シールリップ５６よりも外部空間側でラビリンスシール５２と連通する部分に、外部側空間５８を設けている。この外部側空間５８を構成する段差面５４の径方向内外両周縁部は、それぞれ前記外径側、内径側両曲面５５，５７により、外部側空間５８の径方向内外両周面と滑らかに連続させている。更に、内径側曲面５７から連続する、補助シールリップ５６の外周面は、先端に向かう程ラビリンスシール５２に向かう方向に傾斜している。この様な構成により、このラビリンスシール５２から外部側空間５８内に、勢い良く吹き込まれた異物の流れを変換し、ラビリンスシール５２に向けて還流する様にしている。

上述の様に構成する組み合わせシールリング１９ａを組み込んだ、本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂによれば、スリンガ４０ａとシールリング４１ａとの間で、シールリップ４７ａよりも軸受内部側に存在するシール内部空間への、泥水等の異物の侵入を効果的に防止できる。特に、各シールリップ４７ａ〜４７ｃのうちで、最もラビリンスシール５２に近い部分に存在するシールリップ４７ａの外周面に異物が付着し、このシールリップ４７ａの挙動が損なわれ、シールリップ４７ａのシール性能が低下するのを防止できる。即ち、ラビリンスシール５２と、外部側空間５８の軸方向外端面及び内周面を仕切る、段差面５４及び補助シールリップ５６により、補助シールリップ５６よりも内径側に存在する空間内にまで異物が入り込む事を抑制している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第１実施形態と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に支持する為の軸受ユニットとして好適に使用する事ができる。

１，１ａ，１ｂ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２，２ａ，２ｂ 外輪
３，３ａ，３ｂ 内輪
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 玉
５，５ａ 静止側フランジ
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 外輪軌道
７，７ａ，７ｂ 内輪本体
８ 内輪要素
９ 加締め部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 内輪軌道
１１ 保持器
１２，１２ａ 回転側フランジ
１３ スタッド
１４、１４ａ〜１４ｃ シールリング
１５ 内部空間
１６ カバー
１７，１７ａ エンコーダ
１８ センサー
１９，１９ａ 組み合わせシールリング
２０ 段部
２１ 摺動面
２２ 環状溝
２３ パイロット部
２４，２４ａ 取付け孔
２５ 小径段部
２６ スプライン孔
２７ 等速ジョイント用外輪
２８ スプライン軸
２９ ナット
３０，３０ａ，３０ｂ 芯金
３１，３１ａ，３１ｂ シール材
３２ａ，３２ｂ シールリップ
３３，３３ａ ラビリンスリップ
３４ 嵌合筒部
３５，３５ａ 円輪部
３６ 折れ曲がり部
３７ 円筒部
３８ 庇部
３９ 突条
４０，４０ａ スリンガ
４１，４１ａ シールリング
４２ スリンガ円筒部
４３，４３ａ スリンガ円輪部
４４ 庇部
４５，４５ａ 芯金
４６，４６ａ 弾性材
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ シールリップ
４８ シール円筒部
４９ シール円輪部
５０ 嵌合円輪部
５１ ラビリンスリップ
５２ ラビリンスシール
５３ 厚肉部
５４ 段差面
５５ 外径側曲面
５６ 補助シールリップ
５７ 内径側曲面
５８ 開口寄り小空間
５９ 突条

Claims (1)

1. 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面のうちで前記外輪軌道と対向する部分に内輪軌道を有し、前記外輪と同心に配置される内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、前記内輪の外周面から径方向外方に放射状に延びて、冷間鍛造により前記内輪と一体に形成されたフランジと、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との間に存在する内部空間の端部開口部を塞ぐシールリングとを備え、
   前記内輪の外周面に、研削加工が施された摺動面を設け、
   前記シールリングは、前記外輪の端部に固定される芯金と、この芯金により補強された弾性材製のシール材とから成り、このシール材は、前記摺動面に全周に亙り摺動する、少なくとも１本のシールリップと、このシールリップよりも更に径方向外方に設けられ、その先端部を前記フランジの側面に全周に亙り近接して対向させて、前記フランジの側面との間にラビリンスシールを形成するラビリンスリップとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、
   前記フランジの基端寄り部分の側面には、冷間鍛造の鍛造面と前記摺動面との間に段部が形成され、前記ラビリンスリップの先端部を前記段部よりも径方向外方に位置させ、前記ラビリンスリップの先端部と前記段部とを径方向に重畳させた事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。