(57)【要約】      （修正有）【課題】内方部材を固定し、外方部材を回転させる車輪用軸受装置において、軸受内部を適切に密封できる密封部材を有する車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪ハブ軸受は、外方部材３と、内方部材２と、内方部材２と外方部材３の両転走面間に保持器５を介して転動自在に収容された複列の転動体４と、外方部材３と内方部材２との間に形成される環状空間の開口部に装着された密封部材１６とを備え、外方部材３が回転側部材である。密封部材１６は、外方部材３の内径面に嵌合固定される円筒部１９ａ、および円筒部１９ａの軸方向一方側端部から径方向内側に突出する内向きフランジ部１９ｂを含み、外方部材３と一体回転するスリンガ１９と、先端が内向きフランジ部１９ｂに接触するアキシアルリップ１７ａ，１７ｂを含み、内方部材２に固定されるシール部材とを備える。【選択図】図２
2010014178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が外周に形成された内方部材と、
前記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、
前記外方部材と前記内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着された密封部材とを備え、前記外方部材が、回転側部材である車輪用軸受装置において、
前記密封部材は、
前記外方部材の内径面に嵌合固定される円筒部、および前記円筒部の軸方向一方側端部から径方向内側に突出する内向きフランジ部を含み、前記外方部材と一体回転するスリンガと、
先端が前記内向きフランジ部に接触するアキシアルリップを含み、前記内方部材に固定されるシール部材とを備える、車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記スリンガは、その軸方向他方側端部から径方向内側に突出して、前記シール部材の分離を防止する係止部を含む、請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記係止部の前記円筒部に対する曲げ  角度θは、３°≦θ≦１８０°を満たす、請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記シール部材は、前記アキシアルリップを含む弾性シールと、前記弾性シールの形状を保持する形状保持部材とを含み、
前記係止部の内径寸法は、前記弾性シールの外径寸法より小さく、前記形状保持部材の外径寸法より大きい、請求項２または３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記係止部の内径寸法をｄ、前記弾性シールの外径寸法をＤとすると、
０ｍｍ＜（Ｄ−ｄ）≦４ｍｍを満たす、請求項２〜４のいずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記スリンガには、着磁エンコーダが取り付けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪用軸受装置、特に内方部材を固定し、外方部材を回転させる車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の転がり軸受は、例えば、特開２００５−３２１０７０号公報（特許文献１）に開示されている。図３を参照して、同公報に開示されている転がり軸受１０１は、車輪ハブ（図示省略）と一体回転する内輪１０２と、ナックル（図示省略）に固定される外輪１０３と、内輪１０２および外輪１０３の間に配置される複数の転動体１０４と、内輪１０２および外輪１０３の軸方向両端部を密封する密封装置（密封部材）１０５とを備える。
【０００３】
密封部材１０５は、固定側軌道輪としての外輪１０３に取り付けられるシール部材１０５ａと、回転側軌道輪としての内輪１０２に取り付けられるスリンガ１０５ｂとを接触させて、軸受内部を密封している。
【特許文献１】特開２００５−３２１０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の転がり軸受１０１は、内輪１０２を非回転側軌道輪とし、外輪１０３を回転側軌道輪として使用される場合もある。この場合、シール部材１０５ａは、外輪１０３の回転に伴う遠心力を受けて変形する。図３の場合、シール部材１０５ａとスリンガ１０５ｂとの締め代が減少する。その結果、軸受内部を適切に密封できないおそれがある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、内方部材を固定し、外方部材を回転させる車輪用軸受装置において、軸受内部を適切に密封できる密封部材を有する車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この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形成された外方部材と、複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が外周に形成された内方部材と、内方部材と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、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に装着された密封部材とを備え、外方部材が回転側部材である。密封部材は、外方部材の内径面に嵌合固定される円筒部、および円筒部の軸方向一方側端部から径方向内側に突出する内向きフランジ部を含み、外方部材と一体回転するスリンガと、先端が内向きフランジ部に接触するアキシアルリップを含み、内方部材に固定されるシール部材とを備える。
【０００７】
上記構成のように、シール部材を非回転側軌道輪としての内方部材に取り付けることにより、外方部材の回転に伴う遠心力の影響がアキシアルリップに及ばないようになる。その結果、アキシアルリップと内向きフランジ部との締め代が変化することがないので、安定した密封性能を発揮することが可能となる。
【０００８】
好ましくは、スリンガは、その軸方向他方側端部から径方向内側に突出して、シール部材の分離を防止する係止部を含む。これにより、密封部材の分離を防止できるので、車輪用軸受装置への取付けが容易になる。
【０００９】
好ましくは、係止部の円筒部に対する曲げ角度θは、３°≦θ≦１８０°を満たす。好ましくは、シール部材は、アキシアルリップを含む弾性シールと、弾性シールの形状を保持する形状保持部材とを含む。そして、係止部の内径寸法は、弾性シールの外径寸法より小さく、形状保持部材の外径寸法より大きい。好ましくは、係止部の内径寸法をｄ、弾性シールの外径寸法をＤとすると、０ｍｍ＜（Ｄ−ｄ）≦４ｍｍを満たす。
【００１０】
シール部材の脱落を防止する観点からは、係止部とシール部材とが僅かに係合すればよい。一方、両者の係合量が大きいと、密封部材を挿入する際にシール部材に変形を生じるおそれがある。そこで、上記の各範囲内に設定するのが望ましい。
【００１１】
一実施形態として、スリンガには、着磁エンコーダが取り付けられている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、外方部材の回転に伴う遠心力によって密封性能の低下しない密封部材を有する車輪用軸受装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置（以下「車輪ハブ軸受」という）を説明する。なお、図１は車輪ハブ軸受１を示す図、図２は図１の密封部材１６周辺の拡大図である。
【００１４】
まず、図１を参照して、車輪ハブ軸受１は、自動車の従動輪を支持するものであって、非回転側軌道輪としての内方部材２と、回転側軌道輪としての外方部材３と、内方部材２および外方部材３の間に配置される転動体としての複数の玉４と、隣接する玉４の間隔を保持する保持器５と、内方部材２および外方部材３の軸方向両端部を密封する密封部材１６とを備える。なお、この実施形態における車輪ハブ軸受１は第３世代構造であり、軸受種別として複列アンギュラ玉軸受を採用している。
【００１５】
内方部材２は、固定の車軸（図示省略）に嵌合固定されると共に、外径面に第１および第２の内側転走面２ａ，２ｂを有する。外方部材３は、内径面の第１および第２の内側転走面２ａ，２ｂに対面する位置に第１および第２の外側転走面３ａ，３ｂと、外径面から張り出して車輪（図示省略）を保持する車輪取付フランジ３ｃとを有し、車輪と一体回転する。
【００１６】
上記構成の内方部材２および外方部材３は、例えば、炭素含有量が０．４０〜０．８０ｗｔ％の中炭素鋼（Ｓ５３Ｃ）で形成されており、高周波焼入れを施すことによって表面硬さＨＲＣを５８〜６４の範囲に設定している。
【００１７】
玉４は、第１の内側転走面２ａと第１の外側転走面３ａとの間、および第２の内側転走面２ｂと第２の外側転走面３ｂとの間にそれぞれ複数個配置されている。また、内方部材２、外方部材３、および密封部材１６で囲まれた空間（「軸受内部空間」という）には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
【００１８】
自動車が悪路や雨天で走行すると、上記構成の車輪ハブ軸受１は大量の泥水等と接することとなる。そこで、この車輪ハブ軸受１を密封する密封部材として、図２に示したようなこの発明の一実施形態に係る密封部材１６を採用することにより、密封性能の低下を防止することができる。なお、上記の実施形態においては、車輪ハブ軸受１の軸方向両端部に密封部材１６を配置した例を示したが、これに限ることなく、少なくとも一方に配置すれば、この発明の効果を得ることができる。
【００１９】
次に、図２を参照して、密封部材１６の構成を説明する。密封部材１６は、弾性シール１７および形状保持部材としての芯金１８（これらを合わせて「シール部材」という）と、スリンガ１９とで構成される。
【００２０】
弾性シール１７は、２枚のアキシアルリップ１７ａ，１７ｂと、１枚のラジアルリップ１７ｃとを有する。芯金１８は、内方部材２の外径面に嵌まり込む円筒部１８ａと、円筒部１８ａの軸方向一方側（図２中の左側）から径方向外に突出する外向きフランジ部１８ｂとを有する。弾性シール１７は、芯金１８に加硫接着される。つまり、芯金１８は、弾性シール１７を内方部材２に固定すると共に、弾性シール１７の形状を保持する形状保持部材として機能する。
【００２１】
スリンガ１９は、外方部材３の内径面に嵌合固定される円筒部１９ａと、円筒部１９ａの軸方向一方側端部（図２中の右側）から径方向内側に突出する内向きフランジ部１９ｂと、軸方向他方側端部（図２中の左側）から径方向内側に突出して、シール部材の分離を防止する係止部１９ｃとを有する。
【００２２】
さらに、内向きフランジ部１９ｂには、着磁エンコーダ２０が取り付けられている。具体的には、着磁エンコーダ２０は、周方向に交互に磁極が配置されたゴム製の多極磁石からなる円環形状の部材であって、内向きフランジ部１９ｂの軸方向外側を向く壁面に保持されている。なお、着磁エンコーダ２０は、この発明の必須の構成要素ではなく、省略してもこの発明の効果を得ることができる。
【００２３】
スリンガ１９に保持された着磁エンコーダ２０は、外方部材３の回転に伴って回転する。このとき、着磁エンコーダ２０に対向する位置に固定された回転センサ（図示省略）により、着磁エンコーダ２０のＮ極およびＳ極の磁力の変化を読取る。このようにして、車輪ハブ軸受１の回転数等を検出する。
【００２４】
なお、弾性シール１７は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ化ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムによって形成されている。一方、芯金１８およびスリンガ１９は、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等のステンレスで形成されている。ステンレスは、芯金１８およびスリンガ１９の外気と接触する部分（暴露部）の防錆に有効である。
【００２５】
上記構成の密封部材１６は、アキシアルリップ１７ａ，１７ｂと内向きフランジ部１９ｂとが摺接することによって軸受内部を密封している。また、ラジアルリップ１７ｃと円筒部１９ａとは所定の隙間を隔てて対面しており、両者でラビリンスを形成している。
【００２６】
このように、シール部材を非回転側軌道輪としての内方部材２に取り付けることにより、外方部材３の回転に伴う遠心力の影響がアキシアルリップ１７ａ，１７ｂに及ばないようになる。その結果、密封部材１６は、アキシアルリップ１７ａ，１７ｂと内向きフランジ部１９ｂとの締め代が変化することがないので、安定した密封性能を発揮することが可能となる。
【００２７】
なお、弾性シール１７に複数のリップ部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを設けることにより、さらに密封部材１６の密封性能が向上する。ただし、アキシアルリップ１７ａ，１７ｂのうちのいずれか１枚だけ設けてもこの発明の効果を得ることはできる。また、非接触リップとしてのラジアルリップ１７ｃは、接触リップとしてのアキシアルリップ１７ａ，１７ｂと比較すると密封性能は劣るものの、車輪ハブ軸受１のトルク損失を低減することができる点で有利である。
【００２８】
なお、本実施例のように、アキシアルリップ１７ａ，１７ｂを内径側に傾斜させ、かつ、内向きフランジ部１９ｂを弾性シール１７より外側に配置すると、外部から浸入する泥水等によってアキシアルリップ１７ａ，１７ｂが図２の上方向に押し上げられる。その結果、アキシアルリップ１７ａ，１７ｂと内向きフランジ部１９ｂとの締め代が増加する方向に作用し、密封性能が向上する。
【００２９】
また、密封部材１６を積み重ねて搬送する場合、隣接する密封部材１６同士が着磁エンコーダ２０の磁力によって離れ難くなる。そして、隣接する密封部材１６を無理やり引き離そうとすると、シール部材とスリンガ１９とが分離してしまうおそれがある。そこで、スリンガ１９に係止部１９ｃを設けて、シール部材とスリンガ１９との分離を防止することにより、密封部材１６の搬送や車輪ハブ軸受１への取り付け作業が容易となる。
【００３０】
このとき、係止部１９ｃの内径寸法は、弾性シール１７の外径寸法より小さく、外向きフランジ部１８ｂの外径寸法より大きく設定する。これにより、予め係止部１９ｃを形成しておき、弾性シール１７を弾性変形させて密封部材１６を組み立てることが可能となる。
【００３１】
具体的には、係止部１９ｃの内径寸法をｄ、弾性シール１７の外径寸法をＤとすると、０ｍｍ＜（Ｄ−ｄ）≦４ｍｍの範囲内に設定する。弾性シール１７の脱落を防止する観点からは、係止部１９ｃと弾性シール１７とが僅かに係合すればよい。一方、（Ｄ−ｄ）＞４ｍｍとすれば、密封部材１６を組み立てる際にシール部材に変形を生じるおそれがある。
【００３２】
ただし、係止部１９ｃを外向きフランジ部１８ｂの外径端より径方向内側にまで延ばしてもよい。この場合、シール部材とスリンガ１９とを組み立ててから円筒部１９ａの端部を曲げて係止部１９ｃを形成しなければならない。一方、外向きフランジ部１８ｂと係止部１９ｃとの間にラビリンス効果が生じるので、密封部材１６の密封性能は向上する。
【００３３】
また、シール部材の分離を防止する観点からは、係止部１９ｃと弾性シール１７とが僅かに係合すればよいので、係止部１９ｃの円筒部１９ａに対する曲げ角度θは、３°≦θ≦１８０°の範囲内に設定する。
【００３４】
なお、上記の実施形態においては、車輪ハブ軸受１として第２世代構造を例示したが、本発明はこれに限らず、本発明に係る車輪ハブ軸受１は、外輪回転方式であれば、例示した第２世代構造以外の車輪ハブ軸受１にも適用することができる。また、第１および第２世代の場合、本発明に係るシールは、インナー側だけでなくアウター側にも適用することができる。
【００３５】
さらに、上記の実施形態においては、車輪ハブ軸受１として第３世代構造を例示したが、本発明はこれに限らず、第１および第２世代の車輪ハブ軸受にも同様に適用することができる。
【００３６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、内方部材を固定し、外方部材を回転させる車輪用軸受装置に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置を示す図である。
【図２】図１の密封部材の拡大図である。
【図３】従来の転がり軸受を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  車輪ハブ軸受、２  内方部材、２ａ，２ｂ  内側転走面、３  外方部材、３ａ,３ｂ  外側転走面、３ｃ  車輪取付フランジ、４  玉、１０１  転がり軸受、１０２  内輪、１０３  外輪、１０４  転動体、５，１５  保持器、１６，１０５  密封部材、１７  弾性シール、１７ａ，１７ｂ  アキシアルリップ、１７ｃ  ラジアルリップ、１８  芯金、１８ａ，１９ａ  円筒部、１８ｂ  外向きフランジ部、１９  スリンガ、１９ｂ  内向きフランジ部、１９ｃ  係止部、２０  着磁エンコーダ、１０５ａ  シール部材、１０５ｂ  スリンガ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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