JP2015158228A - 密封装置およびこれを備えた車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い密封性能を維持させる密封装置およびこれを備えた車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】芯金１２とシール部材１３を有する環状のシール板１０と、これに対向配置され、円筒部１１ａと立板部１１ｂを有するスリンガ１１を備えたパックシールで、シール部材１３が、径方向外方に傾斜して形成され、立板部１１ｂに摺接する一対のサイドリップ１３ａ、１３ｂと、径方向内方に傾斜して形成されたグリースリップ１３ｃを備えた密封装置７において、グリースリップ１３ｃの先端部に折り返し部１７が形成され、この折り返し部１７が、スリンガ１１の円筒部１１ａの端面１６に摺接するリップ先端部１７ａと、内輪３の外径面３ｃに径方向すきまを介して対向配置される屈曲部１７ｂを有し、軸受部の内圧が上昇した時、折り返し部１７が弾性変形し、屈曲部１７ｂの先端が外径面３ｃに摺接して２点接触になる。【選択図】図３

Description

本発明は、軸受空間を密封する密封装置、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密封装置およびこれを備え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。

こうした車輪用軸受装置では、軸受内部に封入されたグリースの漏れを防止すると共に、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密封装置が装着されている。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。なお、密封装置の中でも特に密封性を高めたものとして、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に装着されたスリンガに摺接されている、所謂パックシールが一般的に使用されている。

従来から、密封性を高めた車輪用軸受の密封装置に関しては種々提案されているが、こうした密封装置の代表的な一例を図１０に示す。この密封装置５０は、シール部材５１と、スリンガ５２とを備え、シール部材５１は、芯金部材５３と、弾性部材５４とからなる。芯金部材５３は環状で、断面Ｌ字状に形成され、筒状の固定部５５と、径方向延在部５６からなる。固定部５５は、外輪（図示せず）の内周面に内嵌され、径方向延在部５６は、固定部５５の内周面における軸方向の端部から径方向内方に延在している。

一方、スリンガ５２は環状で、断面Ｌ字状に形成され、筒状の固定部５７と、この固定部５７に繋がるフランジ部５８とを有する。固定部５７の内周面５９は、内輪（図示せず）の外径面に外嵌されて固定されている。フランジ部５８は、固定部５７の外径面の軸方向外方側の端部から径方向外方に延在している。

弾性部材５４はゴム材からなり、環状で、芯金部材５３の固定部５５の内周面全面と、その固定部５５の内周面に繋がる径方向延在部５６の軸方向外方側の端面全面とを覆うように、芯金部材５３に固着されている。この弾性部材５４は、基部６０と、第１アキシアルリップとしての芯金固定部側リップ６１と、第１アキシアルリップとしてのスリンガ固定部側リップ６２と、第２アキシアルリップ６３とを有する。

基部６０は、芯金部材５３の固定部５５の内周面および径方向延在部５６の軸方向外方側の端面に沿うように配置されている。この基部６０は、固定部５５の内周面および径方向延在部５６の外方側の端面に固着されている。

芯金固定部側リップ６１およびスリンガ固定部側リップ６２の夫々は、基部６０から延在して、スリンガ５２のフランジ部５８に摺動し、芯金固定部側リップ６１は、基部６０から径方向の芯金部材５３の固定部側かつ軸方向外方側に延在して、フランジ部５８に摺動している。スリンガ固定部側リップ６２は、芯金固定部側リップ６１の径方向のスリンガ５２の固定部５７側に、芯金固定部側リップ６１に対して径方向に間隔をおいて位置し、フランジ部５８に摺動している。

弾性部材５４が、スリンガ５２から力を受けていない状態において、第１部分６４の径方向内方の表面６５は凹面である一方、第２部分６６の径方向内方の表面６７は円錐面になっている。

第２アキシアルリップ６３は、基部６０の径方向の最内方かつ軸方向の最内方から、径方向の内方かつ軸方向の外方に斜めに延在し、第２アキシアルリップ６３の径方向の内方の先端部における軸方向の外方の角部は、スリンガ５２の固定部５７の軸方向の端面６８に接触している。

ここで、軸受部の温度上昇に伴って転動体配置空間内の気圧が上昇した場合、第２アキシアルリップ６３が、スリンガ５２の固定部５７の端面に軸方向に押圧されて、第２アキシアルリップ６３と、スリンガ５２の固定部５７の端面との間で、気密な密閉が実現され、転動体配置空間内の空気や潤滑剤が外部に漏れ出ることを確実に防止できる。したがって、長期に亘って密封性能が低下し難い密封装置５０を提供することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−７４５８８号公報

然しながら、こうした従来の密封装置５０では、軸受部の温度上昇に伴って転動体配置空間内の気圧が上昇し、過大な内圧が発生した場合、第２アキシアルリップ（グリースリップ）６３が反転し、密封性能が低下してしまうという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軸受部の内圧が上昇した時、グリースリップが内輪の外径面とスリンガの端部の２点で接触して反転を防止し、密封性能が低下するのを防止すると共に、通常の内圧が小さい時は、グリースリップが内輪の外径面と非接触でスリンガの端部のみに接触してトルクの増大させることなく、内圧が大きい時のみグリースリップの２点接触になる構造を着想したもので、高い密封性能を維持させる密封装置およびこれを備えた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、本発明のうち請求項１記載の発明は、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガで構成され、前記シール板が、外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材を備え、前記スリンガが、内方部材に圧入される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えると共に、前記シール部材がグリースリップを備えた密封装置において、前記グリースリップが、その先端部に折り返し部が形成され、この折り返し部がリップ先端部と屈曲部を有し、これらのリップ先端部と屈曲部が、それぞれ前記スリンガの円筒部の端部と前記内方部材の外径面に摺接して２点接触になるように構成されている。

このように、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガで構成され、シール板が、外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材を備え、スリンガが、内方部材に圧入される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えると共に、シール部材がグリースリップを備えた密封装置において、グリースリップが、その先端部に折り返し部が形成され、この折り返し部がリップ先端部と屈曲部を有し、これらのリップ先端部と屈曲部が、それぞれスリンガの円筒部の端部と内方部材の外径面に摺接して２点接触になるように構成されている。すなわち、従来、径方向外側から径方向内側に向かうリップがスリンガ端面と接触しており、内圧が過剰に付加された場合、リップがスリンガ端面を径方向外側に滑り、スリンガから脱落（反転）する可能性があるのに対し、本発明では、内圧によりリップ全体が軸受外方側に移動し、屈曲部が内方部材と接触して２点接触となるため、リップ先端だけではなく、屈曲部からも反転に対する反力および滑り摩擦を受けるため、車両の運転中に軸受部が昇温して内圧が上昇してもグリースリップが反転するのを防止し、密封性能を向上させた密封装置を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記グリースリップにおける前記折り返し部の屈曲部が前記内方部材の外径面に径方向すきまを介して対向配置され、軸受部の内圧が小さい時は、当該外径面と非接触になるように構成されていれば、軸受トルクが増大して接触部が昇温したりリップ摩耗が促進したりするのを抑制すると共に、内圧が大きい時のみグリースリップが２点接触し、密封性能を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記グリースリップにおける前記折り返し部の屈曲部が、軸受内方側の内傾斜面と軸受外方側の外傾斜面を備え、これらの両傾斜面の交差角部が前記内方部材の外径面に摺接するラジアルリップを構成し、前記内方部材の外径面に対する前記内傾斜面の傾斜角が前記外傾斜面の傾斜角よりも大きく設定されていれば、接触部のリップ面圧が、軸受外方側よりも軸受内方側で大きくなって耐圧性が高くなり、軸受内圧に対して、軸受内部に封入されたグリースが外部に漏洩する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、前記スリンガにおける前記円筒部の端面が傾斜面を有し、この傾斜面に前記グリースリップのリップ先端部が摺接されると共に、前記傾斜面が内径に向って漸次、端面に対する前記グリースリップのリップ先端部のシメシロが小さくなるように設定されていれば、グリースリップが端面に接触した時に反転するのを防止することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記スリンガにおける前記円筒部の端部に径方向外方に折曲された鍔部を有し、この鍔部の側面に前記グリースリップのリップ先端部が摺接されていれば、グリースリップが端面に接触した時に反転するのを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記スリンガの円筒部の端部内径に段差部が形成され、前記グリースリップにおける前記折り返し部のリップ先端部が前記段差部の内周面に摺接されていれば、折り返し部のリップ先端部が段差部に接触した時に反転するのを防止することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記スリンガの円筒部の端部に拡径部が形成され、前記グリースリップにおける前記折り返し部のリップ先端部が前記拡径部の内周面に摺接されていれば、折り返し部のリップ先端部が拡径部の内周面に接触した時に反転するのを防止することができる。

また、本発明のうち請求項８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、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嵌合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それぞれの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開口部を密封する密封装置と、を備えた車輪用軸受装置において、前記密封装置が、前記請求項１乃至７いずれかに記載の密封装置で構成されている。

このように、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部を密封する密封装置を備えた車輪用軸受装置において、密封装置が、前記請求項１乃至７いずれかに記載の密封装置で構成されているので、軸受トルクが増大して接触部が昇温したりリップ摩耗が促進したりするのを抑制すると共に、車両の運転中に軸受部が昇温して内圧が上昇してもグリースリップが反転するのを防止し、密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る密封装置は、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガで構成され、前記シール板が、外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材を備え、前記スリンガが、内方部材に圧入される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えると共に、前記シール部材がグリースリップを備えた密封装置において、前記グリースリップが、その先端部に折り返し部が形成され、この折り返し部がリップ先端部と屈曲部を有し、これらのリップ先端部と屈曲部が、それぞれ前記スリンガの円筒部の端部と前記内方部材の外径面に摺接して２点接触になるように構成されている。すなわち、従来、径方向外側から径方向内側に向かうリップがスリンガ端面と接触しており、内圧が過剰に付加された場合、リップがスリンガ端面を径方向外側に滑り、スリンガから脱落（反転）する可能性があるのに対し、本発明では、内圧によりリップ全体が軸受外方側に移動し、屈曲部が内方部材と接触して２点接触となるため、リップ先端だけではなく、屈曲部からも反転に対する反力および滑り摩擦を受けるため、車両の運転中に軸受部が昇温して内圧が上昇してもグリースリップが反転するのを防止し、密封性能を向上させた密封装置を提供することができる。

また、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、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嵌合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それぞれの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開口部を密封する密封装置と、を備えた車輪用軸受装置において、前記密封装置が、前記請求項１乃至７いずれかに記載の密封装置で構成されているので、軸受トルクが増大して接触部が昇温したりリップ摩耗が促進したりするのを抑制すると共に、車両の運転中に軸受部が昇温して内圧が上昇してもグリースリップが反転するのを防止し、密封性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の一方の密封装置を示す縦断面図である。 （ａ）は、図２の密封装置のグリースリップ部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の内圧上昇時を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図３（ａ）のＡ部拡大図、（ｂ）は、図３（ｂ）のＢ部拡大図である。 （ａ）は、図３（ａ）の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、図３（ａ）の他の変形例を示す要部拡大図である。 本発明に係る密封装置を備えた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６の一方の密封装置を示す縦断面図である。 図７の密封装置のグリースリップ部を示す要部拡大図である。 図８の変形例を示す要部拡大図 従来の密封装置を示す要部断面図である。

互いに対向配置され、断面がＬ字状に形成された環状のシール板と、断面がＬ字状に形成されたスリンガとからなるパックシールで構成され、前記シール板が、固定側部材となる外方部材の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合され、前記嵌合部の先端部を覆うように回り込んで接合されたシール部材を備え、前記スリンガが、回転側部材となる内輪の外径に圧入される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えると共に、前記シール部材が、径方向外方に傾斜して形成され、前記スリンガの立板部に摺接するサイドリップと、このサイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成されて形成されたグリースリップと、を備えた密封装置において、前記グリースリップが、その先端部に折り返し部が形成され、この折り返し部が、前記スリンガの円筒部の端面に摺接するリップ先端部と、前記内輪の外径面に径方向すきまを介して対向配置される屈曲部を有し、軸受部の内圧が上昇した時、前記折り返し部が弾性変形し、前記屈曲部の先端が前記内輪の外径面に摺接して２点接触になるように構成されている。

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、本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の一方の密封装置を示す断面図、図３（ａ）は、図２の密封装置のグリースリップ部を示す要部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の内圧上昇時を示す要部拡大図、図４（ａ）は、図３（ａ）のＡ部拡大図、（ｂ）は、図３（ｂ）のＢ部拡大図、図５（ａ）は、図３（ａ）の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、図３（ａ）の他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１は車輪用軸受装置に用いられる第１世代と称されるもので、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成された外方部材（外輪）２と、外周に前記複列の外側転走面２ａ、２ａに対向する内側転走面３ａが一体に形成された一対の内輪（内方部材）３、３と、両転走面間に収容された複列の転動体（ボール）４、４と、これらの転動体４、４を転動自在に保持する保持器５、５と、外方部材２と一対の内輪３、３との間に形成された環状空間の開口部に装着された密封装置６、７とを備えている。

外方部材２はＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ ４８０５）等の高炭素クロム軸受鋼、あるいは浸炭鋼からなる。高炭素クロム軸受鋼の場合は８２０〜８６０℃でズブ焼入れされた後、１６０〜２００℃で焼戻しされ、５８〜６４ＨＲＣの範囲に芯部まで硬化処理されている。また、浸炭鋼の場合は、表面が５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。一方、内輪３も外方部材２と同様、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼、あるいは浸炭鋼からなり、高炭素クロム軸受鋼の場合は５８〜６４ＨＲＣの範囲に芯部まで硬化処理され、浸炭鋼の場合は、表面が５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、転動体４はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

この車輪用軸受１は、一対の内輪３、３の小径側（正面側）端面３ｂ、３ｂが突き合された状態でセットされ、所謂背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成している。また、密封装置６、７によって、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侵入するのを防止している。

なお、ここでは、車輪用軸受１として転動体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ものを例示したが、これに限らず転動体４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。

密封装置６、７のうちアウター側の密封装置６は、固定側部材となる外方部材２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８と、この芯金８に加硫接着により一体に接合され、合成ゴム等で形成されたシール部材９とからなる一体型のシールで構成されている。

また、インナー側の密封装置７は、図２に拡大して示すように、互いに対向配置され、断面が略Ｌ字状に形成された環状のシール板１０と、断面が略Ｌ字状に形成されたスリンガ１１とからなる複合型のシール、所謂パックシールで構成されている。シール板１０は、外方部材２に装着される芯金１２と、この芯金１２に加硫接着により一体に接合されたシール部材１３とからなる。

芯金１２は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。この芯金１２は、外方部材２に圧入され、端部が僅かに縮径されて薄肉に形成された円筒状の嵌合部１２ａと、この嵌合部１２ａから径方向内方に延びる内径部１２ｂとを備えている。そして、嵌合部１２ａの先端部を覆うようにシール部材１３が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、適切な嵌合力を確保することができると共に、シール部材１３の圧着により嵌合面から泥水等が浸入するのを防止して気密性を高めることができる。

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、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１３ａ、１３ｂと、このサイドリップ１３ａ、１３ｂの内径側に径方向内方に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃを有している。そして、シール部材１３は芯金１２の嵌合部１２ａの端部外表面から内径部１２ｂの内縁まで回り込んで固着されている。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）、ＥＰＭ、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。

一方、スリンガ１１はフェライト系のステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、内輪３の外径面３ｃに圧入される円筒部１１ａと、この円筒部１１ａから径方向外方に延びる立板部１１ｂを備えている。そして、立板部１１ｂのインナー側の側面から端部の外径面に亙って磁気エンコーダ１４が加硫接着等で一体に接合されている。磁気エンコーダ１４はゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。この磁気エンコーダ１４の外径面はシール板１０の円筒部と僅かな径方向すきまを介して対峙され、ラビリンスシール１５が形成されている。

ここで、シール部材１３のサイドリップ１３ａ、１３ｂは立板部１１ｂのアウター側（軸受内方側）の側面に所定の軸方向シメシロを介して摺接されると共に、グリースリップ１３ｃが円筒部１１ａの端面１６に所定の軸方向シメシロを介して摺接されている。

シール板１０のインナー側（軸受外方側）の端面とスリンガ１１の立板部１１ｂのインナー側の側面が略面一に設定されると共に、これらの面が外方部材２の端面２ｂおよび内輪３の大径側端面（大端面）３ｄとそれぞれ面一に設定されている。これにより、密封装置７を外方部材２と内輪３との間に装着して位置決め固定する際、簡単な圧入治具で対応することができ、組立性を向上させることができると共に、位置決め精度を高めることができ、所望の密封性を確保することができる。なお、ここでいう「略面一」の略とは、例えば、設計の狙い値であって実質的に段差がない状態、すなわち、加工誤差等によって生じる段差は当然許容されるべきものである。

シール部材１３のグリースリップ１３ｃは、シール部材１３の内径部に円筒状に形成された基部１３ｄの軸受内方側（アウター側）の端部から径方向内方に延び、軸受内方側に傾斜して形成されている。基部１３ｄはスリンガ１１の円筒部１１ａと僅かな径方向すきまを介して対向し、ラビリンスシール１８が形成されている。グリースリップ１３ｃは、図３（ａ）に拡大して示すように、先端部に折り返し部１７が形成されている。この折り返し部１７は、スリンガ１１の円筒部１１ａの端面１６に摺接する、アキシアルリップとなるリップ先端部１７ａと、内輪３の外径面３ｃに僅かな径方向すきまを介して対向する、ラジアルリップとなる屈曲部１７ｂを有している。

本実施形態では、通常の軸受部の内圧が小さい時は、グリースリップ１３ｃの屈曲部１７ｂが内輪３の外径面３ｃと非接触で、リップ先端部１７ａのみがスリンガ１１の円筒部１１ａの端面１６に接触するように構成されている。一方、車両の運転中に軸受部が昇温して内圧が上昇した時、この折り返し部１７が、図３（ｂ）に示すように、内圧によって弾性変形し、リップ先端部１７ａが円筒部１１ａの端面１６に接触すると共に、屈曲部１７ｂの先端が内輪３の外径面３ｃに摺接して２点接触になるように構成されている。これにより、通常時の軸受部の内圧が小さい時は、軸受トルクが増大して接触部が昇温したりリップ摩耗が促進したりするのを抑制すると共に、内圧が大きい時のみグリースリップ１３ｃが２点接触して折り返し部１７の反転を防止し、密封性能を向上させた密封装置７を提供することができる。

なお、ここでは、通常時、グリースリップ１３ｃの屈曲部１７ｂが内輪３の外径面３ｃと非接触となり、軸受部の内圧が上昇した時、折り返し部１７が弾性変形し、リップ先端部１７ａが円筒部１１ａの端面１６に接触すると共に、屈曲部１７ｂの先端が内輪３の外径面３ｃに摺接して２点接触になるように設定したが、これに限らず、通常時に、軸受トルクが過度に大きくならない程度に、屈曲部１７ｂの先端が内輪３の外径面３ｃに僅かな緊迫力で摺接して２点接触になるように設定しても良い。

屈曲部１７ｂは、図４（ａ）に示すように、軸受内方側の内傾斜面１９と軸受外方側の外傾斜面２０を備えている。そして、これらの両傾斜面１９、２０の交差角部が内輪３の外径面３ｃに摺接するラジアルリップを構成している。ここでは、内輪３の外径面３ｃに対する内傾斜面１９の傾斜角αが外傾斜面２０の傾斜角βよりも大きく設定されている（α＞β）。これにより、（ｂ）に模式的に示すように、接触部のリップ面圧が、軸受外方側（β側）よりも軸受内方側（α側）で大きくなって耐圧性が高くなり、軸受内圧に対して、軸受内部に封入されたグリースが外部に漏洩するのを防止することができる。

なお、ここでは、シール部材１３の複数のシールリップが、一対のサイドリップ１３ａ、１３ｂとグリースリップ１３ｃで構成されたものを例示したが、これに限らず複数のシールリップで構成されていれば良く、例えば、図示はしないが、単一のサイドリップとダストリップおよびグリースリップで構成されたものであっても良い。

図５（ａ）に、前述したスリンガ１１の変形例を示す。このスリンガ２１は、内輪３の外径面３ｃに圧入される円筒部２１ａの端面２２が傾斜面を有している。この傾斜面は内径に向って漸次、端面２２に対するグリースリップ１３ｃのリップ先端部１７ａのシメシロが小さくなるように設定されている。これにより、軸受部の内圧が高くなってグリースリップ１３ｃが弾性変形した時、あるいは、グリースリップ１３ｃが端面２２に接触した時に反転するのを防止することができる。

また、図５（ｂ）に、前述したスリンガ１１の他の変形例を示す。このスリンガ２３は、内輪３の外径面３ｃに圧入される円筒部２３ａの端部に径方向外方に折曲された鍔部２４を有している。これにより、円筒部２３ａの端面２４ａが大きくなり、グリースリップ１３ｃが端面２４ａに接触した時に反転するのを防止することができる。

図６は、本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図、図７は、図６の一方の密封装置を示す縦断面図、図８は、図７の密封装置のグリースリップ部を示す要部拡大図、図９は、図８の変形例を示す要部拡大図である。なお、この車輪用軸受装置は、前述した車輪用軸受１（図１）と基本的には軸受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重複した説明を省略する。

この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、内方部材２５と外方部材２６、および両部材２５、２６間に転動自在に収容された複列の転動体４、４とを備えている。内方部材２５は、ハブ輪２７と、このハブ輪２７に圧入固定された内輪３とからなる。

ハブ輪２７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２８を一体に有し、この車輪取付フランジ２８の円周等配位置に車輪を固定するためのハブボルト２８ａが植設されている。また、ハブ輪２７の外周には一方（アウター側）の内側転走面２７ａと、この内側転走面２７ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２７ｂ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）２７ｃが形成されている。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２７の小径段部２７ｂに所定のシメシロを介して圧入固定されている。

ハブ輪２７は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、アウター側の内側転走面２７ａをはじめ、後述するシール２９のシールランド部となる車輪取付フランジ２８のインナー側の基部２８ｂから小径段部２７ｂに亙り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。これにより、車輪取付フランジ２８の基部２８ｂの耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ２８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することになり、ハブ輪２７の強度・耐久性が向上する。

外方部材２６は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２６ｂを一体に有し、内周に前記内方部材２５の内側転走面２７ａ、３ａに対向する複列の外側転走面２６ａ、２６ａが一体に形成されている。この外方部材２６は、ハブ輪２７と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％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２６ａ、２６ａ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。そして、それぞれの転走面２６ａ、２７ａと２６ａ、３ａ間に複列の転動体４、４が収容され、保持器５、５によりこれら複列の転動体４、４が転動自在に保持されている。

また、外方部材２６と内方部材２５との間に形成される環状空間の開口部には密封装置２９、３０が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

なお、ここでは、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、転動体４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。また、ここでは、ハブ輪２７の外周に直接内側転走面２７ａが形成された第３世代構造を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入固定された第２世代構造であっても良い。

本実施形態では、アウター側の密封装置２９は、芯金３１と、この芯金３１に一体に加硫接着されたシール部材３２とからなる一体型の密封装置で構成され、シール部材３２は、断面が円弧状に形成された車輪取付フランジ２８のインナー側の基部２８ｂに摺接するサイドリップ３２ａとダストリップ３２ｂおよびグリースリップ３２ｃを備えている。

一方、インナー側の密封装置３０は、図７に拡大して示すように、互いに対向配置され、断面が略Ｌ字状に形成された環状のシール板３３と、断面略Ｌ字状に形成されたスリンガ３４とからなるパックシールで構成されている。この密封装置３０は、基本的には前述した密封装置７（図２）とグリースリップ１３ｃとスリンガ１１の接触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重複した説明を省略する。

シール板３３は、外方部材２６に装着される芯金１２と、この芯金１２に加硫接着により一体に接合されたシール部材３５とからなる。シール部材３５は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びる一対のサイドリップ１３ａ、１３ｂと、このサイドリップ１３ａ、１３ｂの内径側に径方向内方に傾斜して延びるグリースリップ３５ａを有している。そして、シール部材３５は芯金１２の嵌合部１２ａの端部外表面から内径部１２ｂの内縁まで回り込んで固着されている。

スリンガ３４はフェライト系のステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板等の防錆能を有する鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成され、円筒部３４ａと、この円筒部３４ａから径方向外方に延びる立板部１１ｂを備えている。

ここで、グリースリップ３５ａは、図８に拡大して示すように、リップ先端に折り返し部３６が形成されている。この折り返し部３６は、ラジアルリップとなるリップ先端部３６ａと、内輪３の外径面３ｃに僅かな径方向すきまを介して対向する屈曲部１７ｂを有している。

一方、スリンガ３４の円筒部３４ａの端部内径には段差部３７が形成されている。そして、グリースリップ３５ａにおける折り返し部３６のリップ先端部３６ａがスリンガ３４における円筒部３４ａの段差部３７の内周面に所定の径方向シメシロを介して摺接されている。これにより、折り返し部３６のリップ先端部３６ａが段差部３７に接触した時に反転するのを防止することができる。

本実施形態では、前述した実施形態と同様、通常の軸受部の内圧が小さい時は、グリースリップ３５ａの屈曲部１７ｂが内輪３の外径面３ｃと非接触で、リップ先端部３６ａのみがスリンガ３４の円筒部３４ａの段差部３７に接触するように構成されている。一方、車両の運転中に軸受部が昇温して内圧が上昇した時、この折り返し部３６が内圧によって弾性変形し、リップ先端部３６ａが円筒部３４ａの段差部３７に接触すると共に、屈曲部１７ｂの先端が内輪３の外径面３ｃに摺接して２点接触になるように構成されている。これにより、通常時の軸受部の内圧が小さい時は、軸受トルクが増大して接触部が昇温したりリップ摩耗が促進したりするのを抑制すると共に、内圧が大きい時のみグリースリップ３５ｃが２点接触して折り返し部３６の反転を防止し、密封性能を向上させることができる。

図９に、前述したスリンガ３４の変形例を示す。このスリンガ３８は、内輪３の外径面３ｃに圧入される円筒部３８ａの端部に拡径部３９がプレス加工により形成されている。そして、グリースリップ３５ａにおける折り返し部３６のリップ先端部３６ａがスリンガ３８における円筒部３８ａの拡径部３９の内周面３９ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。これにより、折り返し部３６のリップ先端部３６ａが拡径部３９の内周面３９ａに接触した時に反転するのを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。

本発明に係る密封装置は、第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

１ 車輪用軸受
２、２６ 外方部材
２ａ、２６ａ 外側転走面
２ｂ 外方部材の端面
３ 内輪
３ａ、２７ａ 内側転走面
３ｂ 内輪の小径側端面
３ｃ 内輪の外径面
３ｄ 内輪の大径側端面
４ 転動体
５ 保持器
６、２９ アウター側の密封装置
７、３０ インナー側の密封装置
８、１２、３１ 芯金
９、１３、３２、３５ シール部材
１０、３３ シール板
１１、２１、２３、３４、３８ スリンガ
１１ａ、２１ａ、２３ａ、３４ａ、３８ａ 円筒部
１１ｂ 立板部
１２ａ 嵌合部
１２ｂ 内径部
１３ａ、１３ｂ、３２ａ サイドリップ
１３ｃ、３２ｃ、３５ａ グリースリップ
１３ｄ 基部
１４ 磁気エンコーダ
１５、１８ ラビリンスシール
１６、２２、２４ａ 円筒部の端面
１７、３６ 折り返し部
１７ａ、３６ａ リップ先端部
１７ｂ 屈曲部
１９ 屈曲部の内傾斜面
２０ 屈曲部の外傾斜面
２５ 内方部材
２７ ハブ輪
２７ｂ 小径段部
２８ 車輪取付フランジ
２８ａ ハブボルト
２８ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
３２ｂ ダストリップ
３７ 段差部
３９ 拡径部
３９ａ 拡径部の内周面
５０ 密封装置
５１ シール部材
５２ スリンガ
５３ 芯金部材
５４ 弾性部材
５５ 芯金部材の固定部
５６ 径方向延在部
５７ スリンガの固定部
５８ フランジ部
５９ 固定部の内周面
６０ 弾性部材の基部
６１ 芯金固定部側リップ
６２ スリンガ固定部側リップ
６３ 第２アキシアルリップ
６４ 第１部分
６５ 第１部分の径方向内方の表面
６６ 第２部分
６７ 第２部分の径方向内方の表面
６８ スリンガの固定部の軸方向の端面
６９ 屈曲部
α 内傾斜面の傾斜角
β 外傾斜面の傾斜角

Claims (8)

1. 互いに対向配置された環状のシール板とスリンガで構成され、
   前記シール板が、外方部材の端部に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなる芯金、およびこの芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材を備え、
   前記スリンガが、内方部材に圧入される円筒部、およびこの円筒部から径方向外方に延びる立板部を備えると共に、
   前記シール部材がグリースリップを備えた密封装置において、
   前記グリースリップが、その先端部に折り返し部が形成され、この折り返し部がリップ先端部と屈曲部を有し、これらのリップ先端部と屈曲部が、それぞれ前記スリンガの円筒部の端部と前記内方部材の外径面に摺接して２点接触になるように構成されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記グリースリップにおける前記折り返し部の屈曲部が前記内方部材の外径面に径方向すきまを介して対向配置され、軸受部の内圧が小さい時は、当該外径面と非接触になるように構成されている請求項１に記載の密封装置。
3. 前記グリースリップにおける前記折り返し部の屈曲部が、軸受内方側の内傾斜面と軸受外方側の外傾斜面を備え、これらの両傾斜面の交差角部が前記内方部材の外径面に摺接するラジアルリップを構成し、前記内方部材の外径面に対する前記内傾斜面の傾斜角が前記外傾斜面の傾斜角よりも大きく設定されている請求項１または２に記載の密封装置。
4. 前記スリンガにおける前記円筒部の端面が傾斜面を有し、この傾斜面に前記グリースリップのリップ先端部が摺接されると共に、前記傾斜面が内径に向って漸次、端面に対する前記グリースリップのリップ先端部のシメシロが小さくなるように設定されている請求項１に記載の密封装置。
5. 前記スリンガにおける前記円筒部の端部に径方向外方に折曲された鍔部を有し、この鍔部の側面に前記グリースリップのリップ先端部が摺接されている請求項１に記載の密封装置。
6. 前記スリンガの円筒部の端部内径に段差部が形成され、前記グリースリップにおける前記折り返し部のリップ先端部が前記段差部の内周面に摺接されている請求項１に記載の密封装置。
7. 前記スリンガの円筒部の端部に拡径部が形成され、前記グリースリップにおける前記折り返し部のリップ先端部が前記拡径部の内周面に摺接されている請求項１に記載の密封装置。
8. 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嵌合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それぞれの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開口部を密封する密封装置と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記密封装置が、前記請求項１乃至７いずれかに記載の密封装置で構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。

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