JP2016003709A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受部に装着されたシールの密封性を維持しつつ、軸受の剛性を高めて長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】車輪取付フランジ４の側面４ｂと外方部材１０の端面１０ｃが対向配置され、これを覆うように、側面４ｂに、外方部材１０の外径よりも外方からインナー側に環状の凸部１８が形成され、内周面１８ａが、端面１０ｃに対向する基部１９の壁面１９ａからインナー側に漸次拡径するテーパ面に形成されると共に、シール９が、外方部材１０の端部外周に圧入される嵌合部１６ａと、これから径方向内方に延び、端面１０ｃに密着する立板部１６ｂを備える芯金１６と、これに接合され、径方向外方に傾斜して形成されて凸部１８の内周面１８ａに沿って摺接する一対のダストリップ１７ａ、１７ｂと、径方向内方に傾斜して延び、基部１９の壁面１９ａに摺接するグリースリップ１７ｃを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、詳しくは、軸受部に装着されたシールの密封性を維持しつつ、軸受の剛性を高めて長寿命化を図っ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。

この種の車輪用軸受装置には、車両の旋回時に大きなモーメント荷重が負荷され、例えば、ボールの接触楕円が転走面の肩部を乗り上げてエッジロードが発生したり、また、静止輪（外方部材）の転走面が弾性変形して真円度崩れが発生したりして早期剥離等で低寿命化を招来する恐れがある。こうした課題を解決したものとして、図６に示すような車輪用軸受装置が知られている。

この車輪用軸受装置５０は、転がり軸受の内方部材を構成するハブ軸５１および内輪５２と、懸架装置に固定される外輪（外方部材）５３と、複列のボール５４とを有している。そして、ハブ軸５１の一側の外周には車輪が取付けられるフランジ部５５が形成され、ハブ軸５１のフランジ部５５側にはハブ軸５１を内輪軌道面とする第１列のボール５４が配置され、ハブ軸５１のフランジ部５５側に対して軸方向の逆側にはハブ軸５１に外嵌めされた内輪５２を内輪軌道面とする第２列のボール５４が配置されている。そして、第１列のボール５４のフランジ部５５側の一部が、外輪５３のフランジ部５５側の端面部５３ａよりもフランジ部５５側にはみ出した構成とされている。

そして、外輪５３のフランジ部５５側の端部５３ｂの外径部５３ｃには、芯金５６と芯金５６を被覆するゴム製のシール部材５７と金属製のスリンガ５８を備えた密封装置５９が配置されている。この密封装置５９の芯金５６は、外輪５３のフランジ部５５側の端部５３ｂの外径部５３ｃに圧入されて外輪５３に取付けられている。密封装置５９のスリンガ５８には取付孔６０が形成されており、スリンガ５８は、車輪の取付け用にハブ軸５１のフランジ部５５に圧入されるボルト６１が取付孔６０に挿通されて、ハブ軸５１のフランジ部５５に固定されている。そして、シール部材５７から延設されスリンガ５８の内周面に摺接するシールリップ６２と、シール部材５７から延設されフランジ部５５の側面に摺接するアキシアルリップ６３により、外輪５３のフランジ部５５側の端面部５３ａとフランジ部５５との間の隙間が密封されている。

このように、第１列のボール５４のフランジ部５５側の一部が、外輪５３のフランジ部５５側の端面部５３ａよりもフランジ部５５側にはみ出した構成とされているため、外輪５３のフランジ部５５側の内周面に密封装置が配置された構成やフランジの基端部の外輪側を肉厚にした構成に比べて、ボール５４の軸方向の球心間距離（ピッチ）を広くとることができ、車輪用軸受装置のモーメント剛性を向上させることができ、軸受装置の寿命も向上する。

また、外輪５３のフランジ部５５側の端面部５３ａとフランジ部５５との間を密封する密封装置５９を外輪５３の外径部５３ｃに設けているので、外輪５３の外径部５３ｃ側から径方向内方への泥水等の異物の侵入を抑止することができると共に、密封装置５９を構成するスリンガ５８は、車輪の取付け用にハブ軸５１のフランジ部５５に挿通されるボルト６１によって、ハブ軸５１のフランジ部５５に固定されて構成とされているので、密封装置５９を構成するスリンガ５８を、簡便に車輪用軸受装置５０へ固定することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−８２９１２号公報

こうした車輪用軸受装置５０では、構造上、密封装置５９を構成するスリンガ５８が薄肉となるため、ボルト６１の挟み込みや外部からの飛び石等の異物飛散により変形する恐れがあるため、シールリップ６２との適切なシメシロを維持できない可能性がある。また、スリンガ５８がハブ軸５１のフランジ部５５に挿通される車輪の取付け用のボルト６１によってフランジ部５５に固定される構造のため、ボルト６１ではなく、タップ穴タイプのハブ軸５１には対応できなく、スリンガ５８の固定が難しくなる。

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、軸受部に装着されたシールの密封性を維持しつつ、軸受の剛性を高めて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、外周に車体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、前記外方部材とハブ輪との間に形成される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、前記外方部材のアウター側の端面が、前記ハブ輪の車輪取付フランジの側面と対向配置され、この側面と前記外方部材の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間を覆うように、前記車輪取付フランジの側面に、前記外方部材の外径よりも径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部が形成されると共に、前記シールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する立板部を備える芯金と、この芯金に接合されたシール部材を備え、このシール部材が前記環状の凸部の内周面に摺接する接触シールを一体に備えている。

このように、外周に車体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、外方部材とハブ輪との間に形成される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、外方部材のアウター側の端面が、ハブ輪の車輪取付フランジの側面と対向配置され、この側面と外方部材の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間を覆うように、車輪取付フランジの側面に、外方部材の外径よりも径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部が形成されると共に、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外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、外方部材のアウター側の端面に密着する立板部を備える芯金と、この芯金に接合されたシール部材を備え、このシール部材が環状の凸部の内周面に摺接する接触シールを一体に備えているので、外方部材のアウター側の端部内周にシールが装着された構造に比べて、複列の転動体の軸方向のピッチを大きく設定することができ、スペースを有効に活用でき、コンパクト化を図ることができると共に、シールの密封性を維持しつつ、ハブ輪の強度・剛性、特に、環状の凸部によって、車輪取付フランジのインナー側の基部の強度・剛性を高めることができ、軸受の剛性を高めて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。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体が前記外方部材のアウター側の端面に露出するように配設されていれば、複列の転動体の軸方向のピッチを大きく設定することができ、車輪用軸受装置のモーメント剛性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、前記環状の凸部の内周面が高周波焼入れによって表面が硬化処理され、研削加工によって、表面粗さがＲａ０．６３以下に設定されていれば、リップ摩耗が抑制できると共に、所望の密封性を確保することができる。

また、請求項４に記載の発明は、前記環状の凸部の内周面が、前記外方部材のアウター側の端面に対向する前記車輪取付フランジの基部の壁面からインナー側に漸次拡径するテーパ面に形成されると共に、前記シールのシール部材の接触シールが、径方向外方に傾斜して形成され、前記環状の凸部の内周面に沿って径方向シメシロをもって摺接するダストリップと、径方向内方に傾斜して延び、前記基部の壁面に軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップであれば、外方部材の外周面に沿って流動してきた多量の泥水等が外方部材と車輪取付フランジの基部との間に直接侵入するのを阻止することができると共に、ダストリップによって、この部位に滞留する泥水等を遠心力によって飛散させることができるので、過酷な条件においても、効果的に密封性を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記環状の凸部の内周面の傾斜角が、前記基部の壁面に対して３０°以下に設定されていれば、環状の凸部の内周面が内側転走面と総型砥石によって同時研削することができ、寸法・形状精度が向上し、同軸度が高くなってシールの密封性が向上すると共に、加工時間を短縮することができ、低コスト化を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記環状の凸部の内周面と、前記外方部材のアウター側の端面に対向する前記車輪取付フランジの基部の壁面の角部に金属環が嵌着され、この金属環が耐食性を有する鋼板から形成され、前記環状の凸部の内周面に内嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の壁面に密着される円板部を備えると共に、前記シールのシール部材の接触シールが、径方向外方に二股状に傾斜して形成され、前記金属環の嵌合面と円板部にそれぞれ摺接するダストリップと、径方向内方に傾斜して延び、前記基部の壁面に軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップであれば、シール部材の摺接面が金属環となるため、環状の凸部熱処理や研削加工が不要となるだけでなく、金属環の発錆を長期間に亘って防止して良好なシール摺接面を得ることができると共に、リップ摩耗を抑制し、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。

また、請求項７に記載の発明のように、前記金属環の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。

また、請求項８に記載の発明のように、前記シールのシール部材に所望の幅のストレート部が設けられていれば、圧入治具によってシールを外方部材に容易に、かつ安定的に圧入することができると共に、圧入時の芯金の変形を防止することができ、信頼性を向上させることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に車体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、前記外方部材とハブ輪との間に形成される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、前記外方部材のアウター側の端面が、前記ハブ輪の車輪取付フランジの側面と対向配置され、この側面と前記外方部材の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間を覆うように、前記車輪取付フランジの側面に、前記外方部材の外径よりも径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部が形成されると共に、前記シールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する立板部を備える芯金と、この芯金に接合されたシール部材を備え、このシール部材が前記環状の凸部の内周面に摺接する接触シールを一体に備えているので、外方部材のアウター側の端部内周にシールが装着された構造に比べて、複列の転動体の軸方向のピッチを大きく設定することができ、スペースを有効に活用でき、コンパクト化を図ることができると共に、シールの密封性を維持しつつ、ハブ輪の強度・剛性、特に、環状の凸部によって、車輪取付フランジのインナー側の基部の強度・剛性を高めることができ、軸受の剛性を高めて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の一実施形態を示す縦断面図である。 図１のインナー側のシール部を示す要部拡大図である。 図１のアウター側のシール部を示す要部拡大図である。 図１のハブ輪の研削工程を示す説明図である。 図３のシール部の変形例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。

外周に車体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、前記外方部材とハブ輪との間に形成される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、前記外方部材のアウター側の端面が、前記ハブ輪の車輪取付フランジの側面と対向配置され、この側面と前記外方部材の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間を覆うように、前記車輪取付フランジの側面に、前記外方部材の外径よりも径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部が形成され、この内周面が、前記外方部材のアウター側の端面に対向する前記車輪取付フランジの基部の壁面からインナー側に漸次拡径するテーパ面に形成されると共に、前記シールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する立板部を備える芯金と、この芯金に接合されたシール部材を備え、このシール部材が、径方向外方に傾斜して形成され、前記環状の凸部の内周面に沿って径方向シメシロをもって摺接する一対のダストリップと、径方向内方に傾斜して延び、前記基部の壁面に軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップからなる接触シールを備えている。

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のインナー側のシール部を示す要部拡大図、図３は、図１のアウター側のシール部を示す要部拡大図、図４は、図１のハブ輪の研削工程を示す説明図、図５は、図３のシール部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。

図１に示す車輪用軸受装置は従動輪用で、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）７、７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に圧入された内輪３とからなる。

ハブ輪２は、一端部に車輪（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小径段部２ｂ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４ａ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されている。そして、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５によって所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪２に対して軸方向に固定されている。

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、後述するアウター側のシール９のシールランド部となる環状の凸部１８の内周面から基部１９を介して小径段部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。なお、加締部５は鍛造後の生のままとされている。

一方、内輪３および転動体７はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、内輪３は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ると共に、転動体７はズブ焼入れによって芯部まで６２〜６７ＨＲＣ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６、６を介して複列の転動体７、７が転造自在に収容されている。この外方部材１０は、ハブ輪２と同様、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のインナー側の端部内周にシール８が装着され、外方部材１０と内輪３との間に形成される環状空間の開口部を密封すると共に、外方部材１０のアウター側の端部外周にはシール９が装着され、外方部材１０とハブ輪２との間に形成される環状空間の開口部を密封している。これらのシール８、９により、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。

シール８、９のうちインナー側のシール８は、図２に拡大して示すように、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１１とスリンガ１２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。

環状のシール板１１は、外方部材１０のインナー側の端部内周に圧入された芯金１３と、この芯金１３に一体に加硫接着されたシール部材１４とからなる。芯金１３は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（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、外方部材１０の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部１３ａと、この嵌合部１３ａの端部から径方向内方に延びる内径部１３ｂを有している。そして、芯金１３の嵌合部１３ａの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材１４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、嵌合部１３の気密性を高めて軸受内部を保護することができる。

一方、スリンガ１２は、フェライト系ステンレス鋼板や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断面が略Ｌ字状に形成され、内輪３の外周面に圧入される円筒部１２ａと、この円筒部１２ａから径方向外方に延びる立板部１２ｂとからなる。そして、スリンガ１２の立板部１２ｂの外縁がシール板１１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１５を構成している。

シール部材１４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、芯金１３の内径部１３ｂの端部から径方向外方のインナー側に傾斜して延び、スリンガ１２の立板部１２ｂのアウター側の側面に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ１４ａと、このサイドリップ１４ａの内径側に二股状に傾斜して延び、スリンガ１２の円筒部１２ａに所定の径方向シメシロを介して摺接するダストリップ１４ｂとグリースリップ１４ｃを備えている。なお、シール部材１４の材質としては、例示した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、ここでは、転動体７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７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、内輪回転方式であれば、例示した第３世代構造以外にも、例えば、第１世代や第２世代あるいは第４世代構造に適用することができる。

ここで、図３に示すように、アウター側の転動体７が、外方部材１０のアウター側の端面１０ｃに露出するように配設され、アウター側のシール９が外方部材１０のアウター側の端部内周に装着されておらず、外方部材１０のアウター側の端部外周に装着される外装タイプのシール９とされている。これにより、外方部材１０のアウター側の端部内周にシールが装着された構造、あるいは外方部材１０のアウター側の端部を肉厚にした構造に比べて、複列の転動体７、７の軸方向のピッチを大きく設定することができ、スペースを有効に活用でき、コンパクト化を図ることができると共に、車輪用軸受装置のモーメント剛性を向上させることができ、軸受装置の寿命も向上させることができる。

アウター側のシール９は、芯金１６と、この芯金１６に一体に加硫接着されたシール部材１７とからなる一体型の構造をなしている。芯金１６は、オーステナイト系ステンレス鋼板や防錆処理された冷間圧延鋼板等、耐食性を有する鋼板等をプレス加工にて断面Ｌ字状に形成され、外方部材１０の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部１６ａと、この嵌合部１６ａから屈曲して径方向内方に延び、外方部材１０の端面１０ｃに密着する立板部１６ｂとを備えている。

一方、シール部材１７は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金１６の嵌合部１６ａから、立板部１６ｂの内端部に亙る範囲に固着され、芯金１６の露出した外周面を覆っている。これにより、芯金１６と外方部材１０の接触部の発錆を防止し、嵌合部１６ａや立板部１６ｂから泥水等が侵入するのを防止して気密性を向上させることができる。

本実施形態では、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂに、外方部材１０のアウター側の外径より径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部１８が形成されると共に、車輪取付フランジ４のインナー側の基部１９は、この車輪取付フランジ４の肉厚よりも厚く形成されている。そして、環状の凸部１８の内周面１８ａは、外方部材１０のアウター側の端面１０ｃに対向する基部１９の壁面１９ａからインナー側に漸次拡径するテーパ面に形成されている。

シール９のシール部材１７は、径方向外方に傾斜して形成され、凸部１８の内周面１８ａに沿って所定の径方向シメシロをもって摺接する一対のダストリップ１７ａ、１７ｂと、径方向内方に傾斜して延び、基部１９の壁面１９ａに所定の軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップ（サイドリップ）１７ｃからなる接触シールを有している。このシール９によって、外方部材１０の外周面に沿って流動してきた多量の泥水等が外方部材１０と車輪取付フランジ４の基部１９との間に直接侵入するのを阻止することができると共に、ダストリップ１７ａによって、この部位に滞留する泥水等を遠心力によって飛散させることができるので、過酷な条件においても、効果的に密封性を向上させることができる。

なお、シール部材１７のダストリップ１７ｂとグリースリップ１７ｃ間に所望の幅のストレート部１７ｄを設けることにより、圧入治具（図示せず）によってシール９を外方部材１０に容易に、かつ安定的に圧入することができると共に、圧入時の芯金１６の変形を防止することができ、信頼性を向上させることができる。

このように、本実施形態では、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂに環状の凸部１８が形成され、この凸部１８の内周面１８ａに摺接するシール９を配設したので、シール９の密封性を維持しつつ、ハブ輪２の強度・剛性、特に、環状の凸部１８によって、車輪取付フランジ４のインナー側の基部１９の強度・剛性を高めることができ、転動体７の軸方向のピッチを大きくしたことによる効果と相俟って、軸受の剛性を高めて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。

図４は、ハブ輪２の研削工程を示す説明図である。ハブ輪２は、内側転走面２ａをはじめ、環状の凸部１８の内周面１８ａから基部１９を介して小径段部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が、この熱処理後に、シール９のシールランド部となる環状の凸部１８の内周面１８ａが研削加工によって、表面粗さがＲａ０．６３以下に設定されている。これにより、リップ摩耗が抑制できると共に、所望の密封性を確保することができる。なお、Ｒａは、ＪＩＳの粗さ形状パラメータの一つで（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）、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。

本実施形態では、環状の凸部１８の内周面１８ａの傾斜角αが、基部１９の壁面１９ａに対して３０°以下に設定されている。これにより、ハブ輪２の外周面、具体的には、環状の凸部１８の内周面１８ａや小径段部２ｂが内側転走面２ａと同時に、総型砥石２０によって研削することができる。したがって、寸法・形状精度が向上し、同軸度が高くなってシール９の密封性が向上すると共に、加工時間を短縮することができ、低コスト化を図ることができる。

図５に、図３のシール部の変形例を示す。なお、この実施形態は、前述した実施形態のシール９と、このシール９の摺接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。

本実施形態では、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｂに、外方部材１０のアウター側の外径より径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部２１が形成されると共に、車輪取付フランジ４のインナー側の基部１９が、この車輪取付フランジ４の肉厚よりも厚く形成されている。そして、環状の凸部２１の内周面２１ａと、外方部材１０のアウター側の端面１０ｃに対向する基部１９の壁面１９ａとの角部に金属環２２が嵌着されている。この金属環２２に、後述するシール２３が摺接されている。

金属環２２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、環状の凸部２１の内周面２１ａに内嵌される円筒状の嵌合部２２ａと、基部１９の壁面１９ａに密着される円板部２２ｂを備えている。

なお、この金属環２２は、この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。これにより、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。

アウター側のシール２３は、芯金１６と、この芯金１６に一体に加硫接着されたシール部材２４とからなる一体型の構造をなしている。シール部材２４は、ＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金１６の嵌合部１６ａから、立板部１６ｂの内端部に亙る範囲に固着され、芯金１６の露出した外周面を覆っている。

シール部材２４は、径方向外方に二股状に傾斜して形成され、金属環２２の嵌合面２２ａと円板部２２ｂにそれぞれ所定の径方向および軸方向シメシロをもって摺接するダストリップ２４ａ、２４ｂと、径方向内方に傾斜して延び、基部１９の壁面１９ａに所定の軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップ２４ｃからなる接触シールを有している。

このように、本実施形態では、シール部材２４の摺接面が金属環２２となるため、熱処理や研削加工が不要となるだけでなく、金属環２２の発錆を長期間に亘って防止して良好なシール摺接面を得ることができると共に、リップ摩耗を抑制し、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。

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、内輪回転方式の第１乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用できる。

１ 内方部材
２ ハブ輪
２ａ、３ａ 内側転走面
２ｂ 小径段部
３ 内輪
４ 車輪取付フランジ
４ａ ハブボルト
４ｂ 車輪取付フランジのインナー側の側面
５ 加締部
６ 保持器
７ 転動体
８ インナー側のシール
９、２３ アウター側のシール
１０ 外方部材
１０ａ 外側転走面
１０ｂ 車体取付フランジ
１０ｃ 外方部材のアウター側の端面
１１ シール板
１２ スリンガ
１２ａ 円筒部
１２ｂ、１６ｂ 立板部
１３、１６ 芯金
１４、１７、２４ シール部材
１４ａ サイドリップ
１４ｂ、１７ａ、１７ｂ、２４ａ、２４ｂ ダストリップ
１４ｃ、１７ｃ、２４ｃ グリースリップ
１５ ラビリンスシール
１６ａ、２２ａ 嵌合部
１７ｄ ストレート部
１８、２１ 環状の凸部
１８ａ、２１ａ 凸部の内周面
１９ 車輪取付フランジのインナー側の基部
１９ａ 基部の壁面
２０ 総型砥石
２２ 金属環
２２ｂ 円板部
５０ 車輪用軸受装置
５１ ハブ軸
５２ 内輪
５３外輪（外方部材）
５３ａ 外輪のフランジ部側の端面部
５３ｂ 外輪のフランジ部側の端部
５３ｃ 外輪のフランジ部側の端部の外径部
５４ ボール
５５ フランジ部
５６ 芯金
５７ シール部材
５８ スリンガ
５９ 密封装置
６０ 取付孔
６１ ボルト
６２ シールリップ
６３ アキシアルリップ

Claims (8)

1. 外周に車体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、
   前記外方部材とハブ輪との間に形成される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、
   前記外方部材のアウター側の端面が、前記ハブ輪の車輪取付フランジの側面と対向配置され、この側面と前記外方部材の端面との間に環状空間が形成され、この環状空間を覆うように、前記車輪取付フランジの側面に、前記外方部材の外径よりも径方向外方の位置からインナー側に突出する環状の凸部が形成されると共に、
   前記シールが、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する立板部を備える芯金と、この芯金に接合されたシール部材を備え、このシール部材が前記環状の凸部の内周面に摺接する接触シールを一体に備えていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記複列の転動体のうちアウター側の転動体が前記外方部材のアウター側の端面に露出するように配設されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記環状の凸部の内周面が高周波焼入れによって表面が硬化処理され、研削加工によって、表面粗さがＲａ０．６３以下に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記環状の凸部の内周面が、前記外方部材のアウター側の端面に対向する前記車輪取付フランジの基部の壁面からインナー側に漸次拡径するテーパ面に形成されると共に、前記シールのシール部材の接触シールが、径方向外方に傾斜して形成され、前記環状の凸部の内周面に沿って径方向シメシロをもって摺接するダストリップと、径方向内方に傾斜して延び、前記基部の壁面に軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップを備えている請求項１または３に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記環状の凸部の内周面の傾斜角が、前記基部の壁面に対して３０°以下に設定されている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記環状の凸部の内周面と、前記外方部材のアウター側の端面に対向する前記車輪取付フランジの基部の壁面の角部に金属環が嵌着され、この金属環が耐食性を有する鋼板から形成され、前記環状の凸部の内周面に内嵌される円筒状の嵌合部と、前記基部の壁面に密着される円板部を備えると共に、前記シールのシール部材の接触シールが、径方向外方に二股状に傾斜して形成され、前記金属環の嵌合面と円板部にそれぞれ摺接するダストリップと、径方向内方に傾斜して延び、前記基部の壁面に軸方向シメシロをもって摺接するグリースリップを備えている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記金属環の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６に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記シールのシール部材に所望の幅のストレート部が設けられている請求項１、４および６いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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