(57)【要約】【課題】転動体４を設置した内部空間１５への異物侵入防止効果を確保しつつ、スタッド１３の装着時や交換時に、このスタッド１３の頭部４１とシールリング１４ｂとが干渉するのを防止して、組立性を向上できる構造を実現する。【解決手段】堰部４６を、前記シールリング１４ｂを構成する芯金１７ａの円輪部２３ａのうちで、外輪２ａの軸方向外端部外周面よりも径方向外方に突出する部分をシール材１８ａにより覆う事で設ける。前記円輪部２３ａのうち、車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分の外径Ｄ２３ａを、前記外輪２ａの軸方向外端面の外径Ｄ２ａ以下にして、当該部分を前記シール材１８ａで覆う事により、当該部分に前記切り欠き部４７を設ける。【選択図】図２
2015017674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道を有し、使用状態で懸架装置に支持されて回転しない外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有し、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されたハブと、
前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、
前記ハブの外周面のうちで前記外輪の軸方向外側の開口部よりも軸方向外方に設けられ、その円周方向複数箇所に設けた取付孔に装着した結合部材により、前記ハブに対し車輪を支持固定する為のフランジと、
前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外側の開口部を塞ぐシールリングとを備え、
前記フランジは、基端寄り部分に設けられた厚肉部と先端寄り部分に設けられた薄肉部とを、軸方向内側面に形成した段部により連続して成るものであり、
前記シールリングは、前記外輪の軸方向外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、前記フランジの軸方向内側面若しくは前記ハブの外周面に全周に亙り摺接する、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軸方向内側面に全周に亙り近接対向させて、これら先端部とフランジの軸方向内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、この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ると共に、これらラビリンスリップの先端部と段部とを径方向に重畳させて、このラビリンスリップの先端部内周面をこの段部に全周に亙り近接対向させ、且つ、記シールリングを構成するシール材のうちで、前記ラビリンスリップの基端部から内方に連続した部分に、前記外輪の外端部外周面の外径寸法よりも大きな外径寸法を有し、前記外輪の外端面外周縁よりも径方向外方に突出する堰部を設けた、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、
前記堰部の円周方向一部に、円周方向に隣接する部分よりも径方向内方に凹んだ切り欠き部を設けている事を特徴とするシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項２】
前記芯金が、前記外輪の軸方向外端部内周面に内嵌される嵌合筒部と、この嵌合筒部の軸方向外端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部とを備え、この円輪部の軸方向内側面を前記外輪の軸方向外端面に、前記シール材の一部を介して突き当てており、前記堰部が、前記円輪部のうちで、前記外輪の軸方向外端部外周面よりも径方向外方に突出する部分を前記シール材により覆う事で設けられたものであり、前記円輪部の円周方向一部の外径を、前記外輪の軸方向外端部外周面の外径以下にして、当該部分に前記切り欠き部を設けている、請求項１に記載したシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項３】
前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間にそれぞれ配置された前記各転動体のうち、軸方向外側の列の転動体のピッチ円直径を、同じく内側の列の転動体のピッチ円直径よりも小さくした、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項４】
前記切り欠き部が、車両への組み付け状態でこの車両の下方に位置する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項５】
前記各結合部材の頭部が、外周面が軸方向外方に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜したテーパ状とした軸方向内半部と、単一円筒面状の軸方向外半部とから成るものであり、前記ラビリンスリップの先端部と前記結合部材の頭部の軸方向外半部とを径方向に重畳させている、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に支持する為のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪は、例えば図６に示す様な、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１により、懸架装置に対し回転自在に支持する。このシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１は、外輪２の内径側にハブ３を、複数個の転動体４、４を介して回転自在に支持して成る。このうちの外輪２は、外周面に懸架装置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、前記ハブ３は、ハブ本体７と内輪８とをナット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を有する。又、前記各転動体４、４は、これら両内輪軌道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。
【０００３】
又、前記ハブ本体７の軸方向外端寄り部分（軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１、２、４〜７、１０の左側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図１、２、４〜７、１０の右側を、軸方向に関して「内」と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）で、前記外輪２の軸方向外側の開口部から突出した部分には、特許請求の範囲に記載したフランジに相当する、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、それぞれが特許請求の範囲に記載した結合部材に相当する、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等を支持固定できる様にしている。
【０００４】
又、前記外輪２の軸方向外端部内周面と前記ハブ３の軸方向中間部外周面との間にシールリング１４を装着して、これら外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在し、前記複数個の転動体４、４を設けた内部空間１５の軸方向外側の開口部を塞いでいる。又、前記外輪２の軸方向内側の開口部をカバー１６で塞ぐ事により、この軸方向内側の開口部から前記内部空間１５内への塵芥や雨水等の異物の侵入防止、及び、この内部空間１５内に充填したグリースの外部への漏洩防止を図っている。
【０００５】
尚、図示の例では、前記各転動体４、４として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車に組み込むシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、各転動体として円すいころを使用する場合もある。又、ハブ本体と内輪とを結合固定する為に、図示の様にハブ本体７の内端部にナット９を螺合固定する構造に代えて、ハブ本体の内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により、このハブ本体に外嵌した内輪の内端面を抑え付ける事もできる。更に、図示の例は、従動輪（ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットである為、ハブ本体７が充実体であるが、駆動輪（ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、ハブ本体の中心部にスプライン孔を、このハブ本体を軸方向に貫通する状態で設ける。又、大型化を防止しつつ、より大きなモーメント剛性を確保する為に、例えば特許文献１〜３に記載されている様な、両列の転動体のピッチ円直径（ＰＣＤ）を異ならせた構造（異径ＰＣＤ構造）も提案されている。
【０００６】
何れの構造の場合も、各転動体を設置した内部空間の軸方向外側の開口部のシールに関しては、外輪の軸方向外端部内周面とハブ本体の軸方向中間部外周面との間に設けたシールリング１４により図る。これに対して、前記内部空間の軸方向内側の開口部のシールに関しては、従動輪用の場合には、図示の様なカバー１６、或いは、外輪の軸方向内端部内周面と内輪の軸方向内端部外周面との間に設置した組み合わせシールリングにより、駆動輪用の場合には、組み合わせシールリングにより、それぞれ図る。
【０００７】
前記内部空間１５内への異物侵入防止と、この内部空間１５内に充填したグリースの漏洩防止とを十分に図る為には、この内部空間１５の軸方向両側の開口部を十分にシールする必要がある。特に、この内部空間１５の軸方向外側の開口部をシールする為のシールリングに就いては、回転側フランジ１２の軸方向内側面に沿って径方向内方に導かれた異物が前記内部空間１５内に入り込むのを防止する為に、優れたシール性能を要求される。しかも、この内部空間１５の軸方向外側の開口部に関しては、従動輪用と駆動輪用との何れの構造の場合であっても、図６に示す様な、カバー１６によるシールは行えない。
【０００８】
この様な事情に鑑みて従来から、前記内部空間１５の軸方向外側の開口部をシールする為のシールリングとして、各種構造のものが考えられている。例えば特許文献４には、回転側フランジの軸方向内側面或いはハブの軸方向中間部外周面に先端部を全周に亙って摺接させた３本のシールリップを備えたシールリングが記載されている。しかし、この様な構成を有するシールリングの場合、使用条件が厳しくなると、必ずしも十分なシール性能を発揮できなくなる可能性がある。即ち、外輪の軸方向外端面と回転側フランジの軸方向内側面とが接触（金属接触）する事を防止する為に設けられた、これら外輪の軸方向外端面と回転側フランジの軸方向内側面との間の隙間から比較的大きな砂粒等の異物が侵入し、この異物が、前記シールリングを構成するシールリップの先端縁と前記回転側フランジの軸方向内側面との摺接部に入り込み、この摺接部に、異常摩耗等の損傷を発生する可能性がある。
これに対し、特許文献５には、外輪の軸方向外端面と回転側フランジの軸方向内側面との間の隙間から異物が侵入する事を防止する為に、組み合わせシールリングの大径側部分に接触式のシールリップを付加する構造が開示されている。但し、この様な構造の場合には、シールトルクが増大し、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの回転抵抗が大きくなる。この為、自動車の走行性能、燃費性能の低下を招き、好ましくない。
【０００９】
この様な事情に鑑みて従来から、最も径方向外側に位置するシールリップよりも更に径方向外方に、ラビリンスシールを設ける事が考えられている（例えば特許文献６〜１０参照）。このうちの特許文献６に記載された従来構造の場合には、回転側フランジの軸方向内側面或いはハブの軸方向中間部外周面に先端部を全周に亙って摺接させた３本のシールリップのうち、最も径方向外側に設けられたシールリップよりも更に径方向外方にラビリンスリップを設け、このラビリンスリップの先端縁と回転側フランジの軸方向内側面との間にラビリンスシールを形成している。
しかし、この様な従来構造の場合には、前記ラビリンスリップの先端縁と前記回転側フランジの軸方向内側面とを、単に軸方向に近接対向させただけの構造である為、これらラビリンスリップの先端縁と回転側フランジの軸方向内側面との間に形成されるラビリンスシールは、泥水等の飛散方向と一致し易い径方向にその経路を有する構造となる。この様な径方向のラビリンスシールによるシール性能を確保する為には、前記ラビリンスリップの先端縁部分の肉厚を大きく（厚く）して前記ラビリンスシールの全長を確保する必要があるが、現実的には、全長を十分に長く確保する事は難しい。又、タイヤと路面との当接部から加わる負荷等の外力により、前記外輪と前記ハブとが相対的に傾き、前記ラビリンスリップの先端縁と前記フランジの内側面とが接触した場合には、前記ハブの回転抵抗（シールトルク）が増大してしまう。これを防ぐ為には、このハブと前記外輪とが相対的に傾いた場合にも、前記ラビリンスリップの先端縁と前記回転側フランジの軸方向内側面とが非接触となる様に、これらラビリンスリップの先端縁と回転側フランジの軸方向内側面との間の隙間を確保する必要がある。従って、使用条件が厳しくなった場合にも十分なシール性能を発揮させる事は難しい。又、前記特許文献６に記載された従来構造の場合には、シールリングの外径寸法が、外輪の軸方向外端部外周面の外径寸法よりも小さい為、この外輪の外周面に付着した水分が、この外輪の外周面を伝って前記ラビリンスリップの外周面へと滴り落ち、ラビリンスシール内に進入し易くなる。
【００１０】
前述した様な問題を解決する為に、特許文献１１に記載された技術がある。この特許文献１１に係る従来構造の１例に就いて、図７〜１１により説明する。この従来構造のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込むシールリング１４ａは、芯金１７とシール材１８とから成る。このうちの芯金１７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２２と、この嵌合筒部２２の軸方向外端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部２３と、この嵌合筒部２２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２４と、前記円輪部２３の外周縁から軸方向内方に折れ曲がった円筒部２５とを備える。そして、このうちの嵌合筒部２２を、外輪２の軸方向外端部内周面に締り嵌めで内嵌固定すると共に、前記円輪部２３の軸方向内側面を、この外輪２の軸方向外端面に、前記シール材１８の一部を介在させた状態で突き当てている。
【００１１】
前記シール材１８は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、前記芯金１７に接合固定しており、３本の接触式のシールリップ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ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２１とを備える。このうちの各シールリップ１９ａ〜１９ｃは、それぞれの先端縁を回転側フランジ１２の軸方向内側面或いはハブ３の軸方向中間部外周面に、全周に亙って摺接させている。尚、前記図７、１０、及び後述する図１、２、４、５は、各シールリップ１９ａ〜１９ｃの自由状態での形状を示している。
【００１２】
一方、前記ラビリンスリップ２１は、最も径方向外側に設けられた前記シールリップ１９ａよりも更に径方向外方に設けられており、その形成位置を、回転側フランジ１２の内側面に設けられた段部２６との関係で規制している。尚、この段部２６は、この回転側フランジ１２に加わるモーメント荷重に対する曲げ剛性を確保すべく、この回転側フランジ１２の内径寄り部分（基端寄り部分、根元部分）に設けられた厚肉部２７と、同じく外径寄り部分（先端寄り部分）に設けられた、この厚肉部２７よりも肉厚の小さい薄肉部２８とを連続させる部分である。
【００１３】
前記ラビリンスリップ２１は、上述の様な段部２６よりも径方向外方に位置させると共に、これらラビリンスリップ２１の先半部（軸方向外半部）と段部２６とを径方向に重畳させている。そして、このラビリンスリップ２１の先端部（軸方向外端部）内周面とこの段部２６の外周面とを、全周に亙り近接対向させている。これにより、図示の従来構造の場合には、前記ラビリンスリップ２１の先端縁（軸方向外端縁）と前記回転側フランジ１２の軸方向内側面との間に、径方向のラビリンスシール２９ａを形成すると共に、この径方向のラビリンスシール２９ａから軸方向内方に折れ曲がる状態で、前記ラビリンスリップ２１の先端部内周面と前記段部２６の外周面との間に、軸方向のラビリンスシール２９ｂを形成している。
【００１４】
上述の様なラビリンスリップ２１の先半部の円周方向複数個所には、図８に示す様に、それぞれがこのラビリンスリップ２１の先端縁に迄達する切れ目３０、３０を形成している。更に、このラビリンスリップ２１の先半部のうちで、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図６参照）を車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分に、図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、円周方向に隣り合う切れ目３０、３０同士の間部分を除肉する事により形成した、矩形（或いは半楕円形）の開口部を有する、水抜き孔３１ａ（３１ｂ）を設けている。
【００１５】
上述の様な従来構造の場合には、前記ラビリンスリップ２１の先半部に複数の切れ目３０、３０を設けている為、このラビリンスリップ２１の先端縁と前記フランジ１２の軸方向内側面とが万が一接触した場合にも、前記ハブ３の回転抵抗の増大を抑える事ができる。又、この様に回転抵抗の増大を抑えられる事に起因して、前記ラビリンスリップ２１の先端縁と前記フランジ１２の軸方向内側面との間の隙間をより小さく設定する事ができる。
【００１６】
前記ラビリンスリップ２１の外周面は円筒面状としており、その外径寸法を、前記外輪２の軸方向外端部外周面の外径寸法よりも、十分に大きくしている。更に、前記シールリング１４ａを構成するシール材１８により、止水部３２及び庇部３３を設けている。このうちの止水部３２は、前記ラビリンスリップ２１の基端部（軸方向内端部）から軸方向内方に連続する部分により、前記芯金１７を構成する円輪部２３のうち、前記外輪２の軸方向外端面外周縁よりも径方向外方に突出した部分を覆う事により構成している。又、前記庇部３３は、前記円輪部２３の外周縁から軸方向内方に折れ曲がった円筒部２５を覆う事により構成している。前記庇部３３の内径寸法は、外輪２の軸方向外端部外周面の外径寸法よりも大きくして、これら庇部３３の内周面と外輪２の軸方向外端部外周面との間に環状隙間３４を、全周に亙り設けている。言い換えれば、前記外輪２の軸方向外端部外周面の全周に亙って、この外輪２の軸方向外端部外周面と前記止水部３２と前記庇部３３とにより三方を囲まれて、軸方向内方が開口した、凹溝を形成している。
【００１７】
又、前記シールリング１４ａのうち、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図６参照）の使用状態で前記水抜き孔３１ａ（３１ｂ）の直上位置に、図１０〜１１に示す様な、掻き出し部３５を設けている。この掻き出し部３５は、前記シールリング１４ａを構成するシール材１８のうちで、前記円輪部２３の軸方向外側面を覆った部分から回転側フランジ１２の厚肉部２７の軸方向内側面に向って突出した掻き出し面部３６、３６と、前記水抜き孔３１ａ（３１ｂ）の開口部の径方向内方に位置し、これら両掻き出し面部３６、３６同士の間に、これら両掻き出し面部３６、３６を連続させる様に設けられた凹面部３７とから成る。これら両掻き出し面部３６、３６及び凹面部３７は、少なくとも先端部が、軸方向外方に向うに従って、径方向外側に向う方向に傾斜している。そして、前記両掻き出し面部３６、３６と前記凹面部３７との先端縁にそれぞれ形成された、掻き出し縁部３８、３８と凹縁部３９とを、前記回転側フランジ１２の厚肉部２７の軸方向内側面に近接対向させている。
【００１８】
以上の様な構成を有する従来構造のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、前記シールリング１４ａによるシール性能を向上させて、前記各転動体４を設置した内部空間１５への異物侵入防止効果を良好にし、優れた耐久性を有するシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図６参照）を、回転抵抗を大きくする事なく実現できる。
即ち、図示の従来構造の場合には、それぞれが前述の様な径方向のラビリンスシール２９ａと軸方向のラビリンスシール２９ｂとを設けている為、ラビリンスシールの全長を、前述した特許文献６に係る構造に比べて十分に長くできる。更に、前記ラビリンスリップ２１を径方向外方に位置させている為、このラビリンスリップ２１の先端部を、前記回転側フランジ１２の軸方向内側面のうちで周速の速い部分に近接対向させる事ができて、前記ラビリンスリップ２１によるラビリンス効果を向上させる事ができる。
【００１９】
又、前述の様に、前記外輪２の軸方向外端部外周面と、この外輪２の軸方向外端部外周縁よりも径方向外方に突出した止水部３２を設けている為、この外輪２の外周面に付着した水分がこの外輪２を伝って、前記ラビリンスリップ２１の外周面に迄達する事を阻止できる。従って、ラビリンスシール内に、前記外輪２の外周面に付着した水分が侵入する事を防止できる。
【００２０】
又、図示の従来構造の場合には、前記ラビリンスリップ２１の先半部に、複数の切れ目３０、３０を形成している為、前記外輪２と前記ハブ３とが相対変位する事で、前記ラビリンスリップ２１の先端部と前記回転側フランジ１２の軸方向内側面とが摺接（接触）した場合にも、このラビリンスリップ２１に円周方向応力が作用する事を防止できる。この為、このラビリンスリップ２１によるシール性能を向上すべく、このラビリンスリップ２１の剛性を確保し、しかも、このラビリンスリップ２１と前記ハブ３との距離を短くして、これらラビリンスリップ２１とハブ３とが摺接した場合にも、シールトルクの増大を抑える事ができると共に、摺接部での発熱を抑える事もできる。従って、前記回転側フランジ１２の軸方向内側面と前記ラビリンスリップ２１の先端部とをより一層近接させる事ができる為、十分なシール性能を確保できる。
【００２１】
又、前記ラビリンスリップ２１の厚さ寸法を確保して、その剛性を高くしている為、このラビリンスリップ２１の外周面に勢い良く水滴や小石等の異物が衝突した場合にも、このラビリンスリップ２１が径方向内方に弾性変形する事を防止できて、前記異物がこのラビリンスリップ２１の内径側に侵入する事を防止できる。又、このラビリンスリップ２１の先半部内周面を、先端縁に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜させている為、このラビリンスリップ２１の内径側に水分等の異物が侵入した場合にも、この異物を外部に向けて効果的に排出する事ができる。更に、前記ラビリンスリップ２１の先半部のうちで、シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１（図６参照）を車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分の複数箇所には、水抜き孔３１ａ（３１ｂ）を設けている為、侵入した水分等の異物を、これら各水抜き孔３１ａ（３１ｂ）を通じて外部に排出する事もできる。この為、前記従来構造の場合には、前記ラビリンスリップ２１と最も径方向外側に設けられた前記シールリップ１９ａとの間の空間に水分が溜まる事も防止できる。
【００２２】
更に、前記従来構造の場合には、前記掻き出し部３５を設けている為、前記ラビリンスリップ２１の径方向内方に侵入して、前記回転側フランジ１２の軸方向内側面に付着した小石や泥水等の異物を、前記回転側フランジ１２の回転運動に伴い、前記ラビリンスリップ２１の外径側の外部空間に掻き出す事ができる。
【００２３】
但し、上述の様な従来構造の場合にも、次の様な問題を生じる可能性がある。即ち、回転側フランジ１２の円周方向複数箇所には、当該部分を軸方向に貫通する通孔４０を設け、これら各通孔４０内にスタッド１３を軸方向内側から圧入固定している。前記従来構造の場合、ラビリンスリップ２１及び庇部３３の外周面を円筒面状とし、その外径寸法を外輪２の軸方向外端部外周面の外径寸法よりも大きくしている為、前記圧入作業の際に、前記各スタッド１３の頭部４１と、前記ラビリンスリップ２１及び庇部３３とが干渉する可能性がある。この様な問題は、前記特許文献１に記載の構造の様に、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径が、同じく内側列の転動体のピッチ円直径と異なり、回転側フランジの、外輪の軸方向外端部外周面からの突出量が小さい場合に顕著になり易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２０００−３８００３号公報
【特許文献２】特開２００７−１４７０６４号公報
【特許文献３】特開２００７−３０３６５１号公報
【特許文献４】特開平９−２８７６１９号公報
【特許文献５】米国特許第５８１３６７５号明細書
【特許文献６】特開２００３−１２０７０３号公報
【特許文献７】特開２００７−１７７８１４号公報
【特許文献８】実開平７−３４２２６号公報
【特許文献９】特開２００７−１００８２６号公報
【特許文献１０】実開平７−４４８０５号公報
【特許文献１１】特開２０１２−１３１４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、転動体設置空間への異物侵入防止効果を確保しつつ、結合部材の装着時や交換時に、この結合部材の頭部とシールリングの外周面とが干渉するのを防止して、組立性の向上を図れるシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットは、例えば前述した図６に示した従来構造のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、外輪と、ハブと、複数個の転動体と、フランジと、シールリングとを備える。
このうちの外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用状態で懸架装置に支持されて回転しない。
又、前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有し、前記外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されている。
又、前記各転動体は、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられている。
又、前記フランジは、前記ハブの外周面のうちで前記外輪の軸方向外側の開口部よりも軸方向外方に設けられている。そして、前記フランジの円周方向複数箇所に取付孔を設け、これら各取付孔に装着した結合部材により、前記ハブに対し車輪を支持固定する。即ち、これら各取付孔は、これら各結合部材としてボルトを使用する場合には、これら各ボルトを螺合させる為のねじ孔とし、スタッドを使用する場合には、これら各スタッドの基端部を嵌合（圧入によりセレーション係合）させる為の通孔とする。
又、前記シールリングは、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外側の開口部を塞ぐ。
更に、前記フランジは、基端寄り部分（内径寄り部分）に設けられた厚肉部と先端寄り部分（外径寄り部分）に設けられた薄肉部とを、軸方向内側面に形成した段部により連続して成るものである。
又、前記シールリングは、前記外輪の軸方向外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構成される。そして、このシール材は、前記フランジの軸方向内側面若しくは前記ハブの外周面に全周に亙り摺接する、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軸方向内側面に全周に亙り近接対向させて、これら先端部とフランジの軸方向内側面との間に非接触式のラビリンスシールを形成する、庇状のラビリンスリップとを備える。
【００２７】
又、本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、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ると共に、これらラビリンスリップの先端部と段部とを径方向に重畳させて、このラビリンスリップの先端部内周面を、この段部（の外周面）に全周に亙り近接対向させている。更に、前記シールリングを構成するシール材のうちで、前記ラビリンスリップの基端部から軸方向内方に連続した部分に、前記外輪の外端部外周面の外径寸法よりも大きな外径寸法を有し、前記外輪の外端面外周縁よりも径方向外方に突出する堰部を設けている。
特に、本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、前記堰部の円周方向一部に、円周方向に隣接する部分よりも径方向内方に凹んだ切り欠き部を設けている。
【００２８】
上述の様な本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットを実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記芯金を、前記外輪の軸方向外端部内周面に内嵌される嵌合筒部と、この嵌合筒部の軸方向外端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部とを備えるものとする。そして、この円輪部の軸方向内側面を前記外輪の軸方向外端面に、前記シール材の一部を介して突き当てる。又、前記堰部を、前記円輪部のうちで、前記外輪の軸方向外端部外周面よりも径方向外方に突出する部分を前記シール材により覆う事で設けられたものとする。更に、前記円輪部の円周方向一部の外径を、前記外輪の軸方向外端部外周面の外径以下にして、当該部分に前記切り欠き部を設ける。
【００２９】
又、上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間にそれぞれ配置された前記各転動体のうち、軸方向外側の列の転動体のピッチ円直径を、同じく内側の列の転動体のピッチ円直径よりも小さくする。
又、好ましくは請求項４に記載した発明の様に、前記切り欠き部を、車両への組み付け状態でこの車両の下方に位置させる。
又、好ましくは請求項５に記載した発明の様に、前記各結合部材の頭部を、外周面が軸方向外方に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜したテーパ状とした軸方向内半部と、単一円筒面状の軸方向外半部とから構成する。そして、前記ラビリンスリップの先端部と前記各結合部材の頭部の軸方向外半部とを径方向に重畳させる。
【発明の効果】
【００３０】
上述の様に構成する本発明のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、転動体設置空間への異物侵入防止効果を確保しつつ、結合部材の装着時や交換時に、この結合部材の頭部とシールリングの外周面とが干渉するのを防止して、組立性の向上を図る事ができる。即ち、本発明の場合、前記シールリングを構成するシール材のうちで、ラビリンスリップの基端部から軸方向内方に連続した部分に、外輪の外端面外周縁よりも径方向外方に突出する堰部を設けている為、この外輪の外周面に付着した水分がこの外輪の外周面を伝って、前記ラビリンスリップの外周面に迄達する事を、前記堰部により阻止できる。従って、ラビリンスシール内に、前記外輪の外周面に付着した水分が侵入する事を有効に防止でき、転動体設置空間への異物侵入防止効果を確保できる。
【００３１】
又、本発明の場合、前記堰部の円周方向一部に、円周方向に隣接する部分よりも径方向内方に凹んだ切り欠き部を設けている。本発明の場合、ハブを構成するフランジの取付孔に前記結合部材を装着（ボルトの雄ねじ部を螺合若しくはスタッドの基端部を圧入）する作業、或いはこの結合部材を交換する為に前記取付孔からこの結合部材を引き抜く作業の際、これら切り欠き部と取付孔との円周方向に関する位相を一致させた状態で行う。これにより、前記結合部材の頭部と前記シールリングの外周面とが干渉するのを防止できて、前記シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの組立性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１のａ部拡大図（Ａ）と、同じくｂ部拡大図（Ｂ）。
【図３】図１の右方から見た状態を示す端面図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図５】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図６】本発明の対象となるシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。
【図７】従来構造の１例を示す、図６のｃ部に相当する拡大断面図。
【図８】同じく、ラビリンスリップの先半部の一部を径方向から見た状態で示す図。
【図９】同じく、水抜き孔の形状の２例を示す、図８と同様の図。
【図１０】同じく、水抜き孔形成位置に於ける、図６のｄ部に相当する拡大断面図。
【図１１】図１０のｅ−ｅ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のシールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａは、外輪２ａと、ハブ３ａと、複数の転動体４、４とを備える。このうちの外輪２ａは、内周面に複列の外輪軌道６ａ、６ｂを、外周面にこの外輪２ａを懸架装置に結合固定する為の静止側フランジ５を、それぞれ設けている。又、前記両外輪軌道６ａ、６ｂのうち、軸方向外側の外輪軌道６ａの直径は、同内側の外輪軌道６ｂの直径よりも小さくしている。この為に、前記外輪２ａの軸方向中間部内周面で前記外側の外輪軌道６ａよりも少し軸方向内側に寄った部分に、内径が小さい軸方向外側部分と内径が大きい軸方向内側部分とを連続させる、内周面側段差部４２を形成している。前記両外輪軌道６ａ、６ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程（ハブ２ａの軸方向中央に向かう程）内径が小さくなる。
【００３４】
又、前記ハブ３ａは、ハブ本体７ａと内輪８ａとを組み合わせて成る。更に、このハブ３ａは、外周面の軸方向外端寄り部分に回転側フランジ１２ａを、同じく中間部及び内端部に複列の内輪軌道１０ａ、１０ｂを、それぞれ形成している。これら両内輪軌道１０ａ、１０ｂのうち、軸方向外側の内輪軌道１０ａの直径は、同内側の内輪軌道１０ｂの直径よりも小さくしている。又、前記回転側フランジ１２ａは、基端寄り部分（内径寄り部分、根元部分）に設けられた厚肉部２７ａと、先端寄り部分に設けられた、この厚肉部２７ａよりも肉厚が小さい薄肉部２８ａとを段部２６ａにより連続させている。この薄肉部２８ａの円周方向複数箇所（図示の例では４箇所）には、それぞれ当該部分を軸方向に貫通する通孔４０、４０を設けると共に、これら各通孔４０、４０の内側にそれぞれスタッド１３を圧入固定し、前記回転側フランジ１２ａに、ディスク等の制動用回転体や、車輪を構成するホイールを支持固定できる様にしている。
【００３５】
前記両内輪軌道１０ａ、１０ｂの直径を異ならせる為に、前記内輪８ａの外周面のうちで前記内側の内輪軌道１０ｂよりも少し軸方向外側に寄った部分に、軸方向外側に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、外周面側段差部４３を形成している。この様な内輪８ａを、前記ハブ本体７ａの軸方向内端部に形成した小径段部４４に、締り嵌めで外嵌固定している。前記両内輪軌道１０ａ、１０ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程（ハブ３ａの軸方向中央に向かう程）外径が小さくなる。
【００３６】
前記各転動体４、４は、前記両外輪軌道６ａ、６ｂと、前記両内輪軌道１０ａ、１０ｂとの間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けている。この状態で、複列に配置された前記各転動体４、４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、これら両列の転動体４、４のピッチ円直径は、前記両内輪軌道１０ａ、１０ｂ及び前記両外輪軌道６ａ、６ｂの直径の差に応じて互いに異なっている。即ち、軸方向外側の列の各転動体４、４（外側列）のピッチ円直径ＰＣＤＯＵＴが、軸方向内側の列の各転動体４、４（内側列）のピッチ円直径ＰＣＤＩＮよりも小さく（ＰＣＤＯＵＴ＜ＰＣＤＩＮ）なっている。
【００３７】
又、前記各転動体４、４を設置した円筒状の内部空間１５ａの軸方向両端開口部は、それぞれシールリング１４ｂ、４５により密閉している。これら両シールリング１４ｂ、４５のうち、軸方向外端開口部に設けたシールリング１４ｂは、前述の図７〜１０に示した従来構造の場合と同様に、芯金１７ａとシール材１８ａとから成る。このうちの芯金１７ａ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２２と、この嵌合筒部２２の軸方向外端縁から径方向外方に折れ曲がった円輪部２３ａと、この嵌合筒部２２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２４とを備える。そして、このうちの嵌合筒部２２を、前記外輪２ａの外端部内周面に締り嵌めで内嵌固定すると共に、前記円輪部２３ａの軸方向内側面を、この外輪２ａの外端面に、前記シール材１８ａの一部を介在させた状態で突き当てている。
【００３８】
前記シール材１８ａは、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、前記芯金１７ａに接合固定しており、３本の接触式のシールリップ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ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２１ａとを備える。このうちの各シールリップ１９ａ〜１９ｃは、それぞれの先端縁を回転側フランジ１２ａの軸方向内側面或いはハブ３ａの中間部外周面に、全周に亙って摺接させている。一方、前記ラビリンスリップ２１ａは、最も径方向外側に設けられた前記シールリップ１９ａよりも更に径方向外方に設けられている。又、前記ラビリンスリップ２１ａは、基半部（軸方向内半部）を円筒状とし、先半部（軸方向外半部）を軸方向外方に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい筒状とする事で、前記回転側フランジ１２ａの軸方向内側面に設けられた段部２６ａよりも径方向外方に位置させると共に、前記ラビリンスリップ２１ａの先半部と段部２６ａとを径方向に重畳させている。そして、このラビリンスリップ２１ａの先端部（軸方向外端部）内周面とこの段部２６ａの外周面とを、全周に亙り近接対向させている。これにより、前記ラビリンスリップ２１ａの先端縁（軸方向外端縁）と前記回転側フランジ１２ａの軸方向内側面との間に、径方向のラビリンスシール２９ａを形成すると共に、この径方向のラビリンスシール２９ａから軸方向内方に折れ曲がる状態で、前記ラビリンスリップ２１ａの先端部内周面と前記段部２６ａの外周面との間に、軸方向のラビリンスシール２９ｂを形成している。この結果、ラビリンスシールの全長を十分に確保すると共に、前記ラビリンスリップ２１の先端部を、前記回転側フランジ１２ａの軸方向内側面のうちで周速の速い部分に近接対向させる事ができて、前記ラビリンスリップ２１ａによるラビリンス効果を向上させる事ができる。
【００３９】
又、本例の場合には、前記シールリング１４ｂを構成するシール材１８ａのうちで、前記ラビリンスリップ２１ａの基端部から軸方向内方に連続する部分により、前記芯金１７ａを構成する円輪部２３ａのうちで前記外輪２ａの軸方向外端面から径方向外方に突出する部分を覆い、当該部分に水の侵入を堰き止める為の堰部４６を設けている。そして、この堰部４６のうちで、前記シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａを車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分に、円周方向に隣接する部分よりも径方向内方に凹んだ切り欠き部４７を設けている。この為に、前記円輪部２３ａのうち、前記シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａを車両に組み付けた状態で、この車両の下方に位置する部分の外径Ｄ２３ａを、前記外輪２ａの軸方向外端面の外径Ｄ２ａ以下（Ｄ２３ａ≦Ｄ２ａ）にして、当該部分を前記シール材１８ａで覆う事により、当該部分に前記切り欠き部４７を設けている。そして、この切り欠き部４７の外周面を、軸方向内方に向かう程径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面としている。一方、前記堰部４６のうちで円周方向に関し前記切り欠き部４７から外れた部分の外径は、前記スタッド１３の頭部４１の内接円の直径よりも大きくして、これら各頭部４１の外周縁部と前記堰部４６のうちで円周方向に関し前記切り欠き部４７から外れた部分とが軸方向に重畳する様にしている。
【００４０】
上述の様な本例のシールシング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａによれば、転動体４、４を設置した円筒状の内部空間１５ａへの異物侵入防止効果を確保しつつ、通孔４０、４０へのスタッド１３の圧入作業やこのスタッド１３の交換作業の際に、このスタッド１３の頭部４１とシールリング１４ｂの一部である堰部４６の外周縁部とが干渉するのを防止して、組立性を向上できる。即ち、本例の場合、外輪２ａの外端面外周縁よりも径方向外方に突出する堰部４６を設けている為、この外輪２ａの外周面に付着した水分がこの外輪２ａの外周面を伝って、ラビリンスリップ２１ａの外周面に迄達する事を、前記堰部４６により阻止できる。従って、ラビリンスシール内に、前記外輪２ａの外周面に付着した水分が侵入する事を有効に防止でき、前記内部空間１５ａへの異物侵入防止効果を確保できる。
【００４１】
又、本例の場合、前記堰部４６の円周方向一部に、円周方向に隣接する部分よりも径方向内方に凹んだ切り欠き部４７を設けている為、前記シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの組立性を向上する事ができる。即ち、本例の場合、前記通孔４０に前記スタッド１３を圧入する作業やこのスタッド１３をこの通孔４０から引き抜く作業は、これら切り欠き部４７と通孔４０との円周方向に関する位相を一致させた状態で行う。従って、この圧入作業或いは交換作業の際に、このスタッド１３の頭部４１と前記シールリング１４ｂ（堰部４６）の外周縁部とが干渉する事を防止できる。更に本例の場合、このシールリング１４ｂを構成する芯金１８ａの円輪部２３ａのうち、円周方向に関する位相が前記切り欠き部４７と一致する部分の外径Ｄ２３ａを、前記外輪２ａの軸方向外端部外周面の外径Ｄ２ａ以下（Ｄ２３ａ≦Ｄ２ａ）にしている。この為、万が一前記スタッド１３を前記通孔４０に圧入する作業、或いはこのスタッド１３を交換すべくこの通孔４０から引き抜く作業の際に、前記スタッド１３の頭部４１が前記堰部４６に干渉（衝突）したとしても、前記シールリング１４ｂと前記外輪２ａの軸方向外端部との嵌合状態に与える影響を小さくできる。尚、本例の場合には、前記切り欠き部４７の周縁部を、軸方向内方に向かう程径方向外方に向かう方向に傾斜した傾斜面としている為、前記切り欠き部４７の周面部に付着した水分は、この傾斜面を伝って軸方向内方に移動する。この為、前記切り欠き部４７の周面部に付着した水分が、前記ラビリンスリップ２１ａの外周面に迄達する事を防止できる。又、本例の場合、前記各スタッド１３の頭部４１の外周縁部と前記堰部４６のうちで円周方向に関し前記切り欠き部４７から外れた部分とを軸方向に重畳させている為、前記各スタッド１３により回転側フランジ１２ａに支持固定した車輪によって跳ね上げられた小石や泥水等の異物が、ラビリンスリップ２１ａに衝突したり、径方向のラビリンスシール２９ａ内に侵入する事を抑えられ、シール性能の向上を図れる。
【００４２】
又、本例の場合、前記シールリング１４ｂを前記外輪２ａの軸方向外端部に組み付ける（圧入する）際に、前記切り欠き部４７を基準として円周方向に関する位相を合わせる事ができる為、この切り欠き部４７の位置の所定位置（前記シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの車両への組み付け状態でこの車両の下方）への規制を容易に行う事ができる。例えば前記シールリング１４ｂの製造工場に於いては、複数のシールリング１４ｂを、前記切り欠き部４７に棒状部材等を係合させる事により位相合わせを図りつつ、軸方向に積み重ねた状態で所謂棒巻き包装を行う事で、前記各シールリング１４ｂの輸送性の向上を図れる。そして、前記シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの組み立て時に、前記棒巻き包装された各シールリング１４ｂの包装を除き、前記切り欠き部４７により円周方向に関する位相を合わせた状態で定配装置にセットすれば、この切り欠き部４７の位置を前記所定位置に容易に規制する事ができる。
尚、本例の場合、前記切り欠き部４７の軸方向から見た形状を、前記スタッド１３の頭部４１に沿った部分円弧としているが、このスタッド１３の圧入作業や交換作業の際に、この頭部４１と前記堰部４６との干渉を防止できれば、例えば略矩形状や略三角形状等にする事もできる。
【００４３】
［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、外輪２ｂの軸方向外端部外周面に全周に亙って凹溝４８を設けている。この為、この外輪２ｂの軸方向外端部外周面と堰部４６の軸方向内側面とにより囲まれた部分により、この外輪２ｂの外周面に付着した水分を堰き止める事ができる容量を増大させられる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４４】
［実施の形態の第３例］
図５は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、ラビリンスリップ２１ｂの軸方向長さを長くして、このラビリンスリップ２１ｂの先端部を、スタッド１３の頭部４１の外周面のうち、単一円筒面状である軸方向外半部と径方向に重畳する様にしている。従って、本例の場合には、前記ラビリンスリップ２１ｂの先端縁から滴り落ちた水分が、前記スタッド１３の頭部４０の外周面のうち、外周面が軸方向外方に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜したテーパ状である軸方向内半部に衝突するのを防止できる。この為、前記水分が、軸方向内方に向かって飛散する事を防止できる。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
上述した実施の形態の各例では、軸方向外側列の転動体４、４のピッチ円直径ＰＣＤＯＵＴが、同じく内側列の転動体４、４のピッチ円直径ＰＣＤＩＮよりも小さい（ＰＣＤＯＵＴ＜ＰＣＤＩＮ）シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニットに本発明を適用した場合に就いて説明した。但し、本発明は、前述した図６に示す様に、軸方向両側列の転動体のピッチ円直径が互いに等しい構造や、前述した特許文献２〜３に記載の構造の様に、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径が、同じく内側列の転動体のピッチ円直径よりも大きい構造に適用する事もできる。
又、前述の実施の形態の第２例に係る構造と同第３例に係る構造とを同時に実施できる事は勿論、ラビリンスリップに、前述の図８〜９に示す様な、切れ目３０、３０や水抜き孔３１ａ（３１ｂ）を設けたり、シールリングに、前述の図１０〜１１に示す様な、掻き出し部３５を設ける事もできる。
【符号の説明】
【００４６】
１、１ａ  シールリング付車輪支持用転がり軸受ユニット
２、２ａ、２ｂ  外輪
３、３ａ  ハブ
４    転動体
５    静止側フランジ
６、６ａ、６ｂ  外輪軌道
７、７ａ  ハブ本体
８、８ａ  内輪
９    ナット
１０、１０ａ、１０ｂ  内輪軌道
１１    保持器
１２、１２ａ  回転側フランジ
１３    スタッド
１４、１４ａ、１４ｂ  シールリング
１５、１５ａ  内部空間
１６    カバー
１７、１７ａ、１７ｂ  芯金
１８、１８ａ、１８ｂ  シール材
１９ａ〜１９ｃ  シールリップ
２１、２１ａ、２１ｂ  ラビリンスリップ
２２    嵌合筒部
２３、２３ａ  円輪部
２４    折れ曲がり部
２５    円筒部
２６、２６ａ  段部
２７、２７ａ  厚肉部
２８、２８ａ  薄肉部
２９ａ  径方向のラビリンスシール
２９ｂ  軸方向のラビリンスシール
３０    切れ目
３１ａ、３１ｂ  水抜き孔
３２    止水部
３３    庇部
３４    環状隙間
３５    掻き出し部
３６    掻き出し面部
３７    凹面部
３８    掻き出し縁部
３９    凹縁部
４０    通孔
４１    頭部
４２    内周面側段差部
４３    内周面側段差部
４４    小径段部
４５    シールリング
４６    堰部
４７    切り欠き部
４８    凹溝
【図１】
2015017674.tif 000003
【図２】
2015017674.tif 000004
【図３】
2015017674.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015017674.tif 000009
【図８】
2015017674.tif 000010
【図９】
2015017674.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2015017674.tif 000013