(57)【要約】      （修正有）【課題】シール空間に泥水が浸入しても、シール部材の内径面を伝わってシール空間の下部に泥水が移行し難い構造の車輪用軸受シールを提供する。【解決手段】芯金１０に接合されたシール部材１３の内径面１７に、環状のシール板１０とスリンガ１１の径方向すきま１６に向かって軸方向に延びる段部１８を形成することにより、泥水がシール内７に浸入しても、泥水がシール部材１３の内径面１７を伝って下部に流れる際に、内径面１７の段部１８により、下方への流れを阻止し、シール空間の下部に泥水が溜まるのを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に外側転走面を有する外方部材と、この外方部材に転動体を介して内挿され、外周に内側転走面を有する内方部材との間の開口部に装着される、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなり、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に圧入される芯金と、この芯金に一体に接合されたリップ部を有するシール部材とを備え、前記スリンガが、断面Ｌ字状に形成され、前記内方部材の端部外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備え、芯金に接合されたシール部材の内径面と、前記スリンガの立板部とが径方向すきまを介して対峙する車輪用軸受シールにおいて、前記シール部材の内径面に、前記径方向すきまに向かって軸方向に延びる段部を周方向に複数形成したことを特徴とする車輪用軸受シール。
【請求項２】
前記芯金に一体に接合されたリップ部が、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとからなる請求項１記載の車輪用軸受シール。
【請求項３】
前記サイドリップがスリンガの立板部に軸方向シメシロを介して摺接され、前記グリースリップがスリンガの円筒部に径方向シメシロを介して摺接されることを特徴とする請求項２記載の車輪用軸受シール。
【請求項４】
前記スリンガの立板部のインナー側の側面に磁気エンコーダが一体に接合されている請求項１〜３のいずれかに記載の車輪用軸受シール。
【請求項５】
前記段部が、シール部材の内径面から突出する凸条からなる請求項１〜４のいずれかに記載の車輪用軸受シール。
【請求項６】
前記段部が、シール部材の内径面に凹む凹部からなる請求項１〜４のいずれかに記載の車輪用軸受シール。
【請求項７】
前記段部の周方向の少なくとも一側面が、軸線方向に対して傾斜する請求項５又は６記載の車輪用軸受シール。
【請求項８】
前記段部が、インナー側を頂点とする三角形状に形成されている請求項７に記載の車輪用軸受シール。
【請求項９】
前記段部を構成する凸条の高さ又は凹部の深さが０．１〜２ｍｍである請求項１〜８のいずれかに記載の車輪用軸受シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内周に複列の外側転走面を有する外方部材と、この外方部材に複列の転動体を介して内挿され、外周に複列の内側転走面を有する内方部材との間の開口部に装着される車輪用軸受シールに関し、特に、シール内に泥水が浸入しても、泥水がシールの下部に溜まり難い構造の車輪用軸受シールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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けフランジまたは車輪取付け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。
【０００３】
これらの軸受開口部には、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、外部から雨水やダスト等の侵入を防止するためにシールが装着されている。近年、自動車の燃費向上のため軸受部の低トルク化が進み、この軸受部の回転トルクのうち、シールの回転トルクが支配的である。すなわち、転がり抵抗に比べシールの摺動抵抗が大きく、回転トルクに占めるシールの摺動抵抗の比率が高く、車輪用軸受装置のシールにおいて、さらなる低トルク化が要求されるようになっている。また、シールの密封性と耐久性を高めることにより、軸受寿命のさらなる向上を図ることができる。
【０００４】
従来、密封性を高めた車輪用軸受シールとして、図９（ａ）（ｂ）に示すものが知られている。
【０００５】
図８（ａ）（ｂ）に示す車輪用軸受シール５０は、外輪５１の端部内周面に嵌合される芯金５２と、内輪５３の端部外周面に嵌合されるスリンガ５４と、芯金５２に接着固定されてスリンガ５４に摺接するシール部材５５とを備えている。
【０００６】
芯金５２は、断面略Ｌ字状に形成され、外輪５１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５２ａと、この嵌合部５２ａから径方向内方に延びる内径部５２ｂとを備えている。
【０００７】
一方、スリンガ５４は、断面略Ｌ字状に形成され、内輪５３の外径に圧入される円筒部５４ａと、この円筒部５４ａから径方向外方に延びる立板部５４ｂとを備えている。
【０００８】
シール部材５５は、合成ゴム等により形成され、径方向外方に傾斜して延びる第１および第２のサイドリップ５５ａ、５５ｂと、これら第１および第２のサイドリップ５５ａ、５５ｂの内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ５５ｃを有している。また、スリンガ５４の立板部５４ｂにはＡＢＳ用の磁気エンコーダ５６が接着等により固定されている。
【０００９】
シール部材５５は、芯金５２の嵌合部５２ａの端部外表面に回り込んで固着され、外輪５１との嵌合部の気密性の向上を図っている。
【００１０】
また、磁気エンコーダ５６は、スリンガ５４の立板部５４ｂの外径部を覆うように回り込み部が形成されている。この磁気エンコーダ５６の外径と、シール部材５５の開口端部の内径が、僅かな径方向すきま５７（図９（ｂ）の薄墨部分）を介して対峙し、径方向すきま５７がラビリンスシールを構成している。
【００１１】
従来、このラビリンスシールを構成する径方向すきま５７の間隔を狭くして、芯金５２とスリンガ５４との間のシール空間への泥水の浸入を防止する一方、シール空間に浸入した泥水を、車輪の回転に伴う遠心力により、径方向すきま５７を介して排出するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
そして、特許文献１のものは、シール部材５５の開口端部の内径面を、外径側に向って傾斜させることにより、シール空間に浸入した泥水が径方向すきま５７を介して外部に排出し易くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−９９４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記のようなシール空間に浸入した泥水を、径方向すきま５７を介して外部に排出し易い構造を採用しても、シール空間に泥水が浸入すると、図８（ｂ）に一点鎖線の矢印で示すように、シール部材５５の内周面５８を伝わって、シール空間の下部に泥水が溜まってしまう。
【００１５】
シール空間の下部に泥水が溜まると、シールの摺動抵抗が増大し、トルクの増大やシールの摩耗が促進される恐れがある。
【００１６】
そこで、この発明は、シール空間に泥水が浸入しても、シール部材の内径面を伝わってシール空間の下部に泥水が移行し難い構造の車輪用軸受シールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、内周に外側転走面を有する外方部材と、この外方部材に転動体を介して内挿され、外周に内側転走面を有する内方部材との間の開口部に装着される、互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなり、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に圧入される芯金と、この芯金に一体に接合されたリップ部を有するシール部材とを備え、前記スリンガが、断面Ｌ字状に形成され、前記内方部材の端部外周に圧入される円筒部と、この円筒部から径方向外方に延びる立板部とを備え、芯金に接合されたシール部材の内径面と、前記スリンガの立板部とが径方向すきまを介して対峙する車輪用軸受シールにおいて、前記シール部材の内径面に、前記径方向すきまに向かって軸方向に延びる段部を周方向に複数形成したことを特徴とする。
【００１８】
前記芯金に一体に接合されるリップ部は、スリンガに対して非接触でもよいが、リップ部を、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップと、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップとによって構成し、前記サイドリップがスリンガの立板部に軸方向シメシロを介して摺接され、前記グリースリップがスリンガの円筒部に径方向シメシロを介して摺接されるのが好ましい。
【００１９】
前記スリンガの立板部のインナー側の側面に、磁気エンコーダを一体に接合してもよい。
【００２０】
この発明の車輪用軸受シールは、芯金に接合されたシール部材の内径面に、環状のシール板とスリンガの径方向すきまに向かって軸方向に延びる段部を形成しているので、泥水がシール内に浸入しても、泥水がシール部材の内径面を伝って下部に流れる際に、内径面の段部により、下方への流れが阻止される。
【００２１】
したがって、泥水の下方への流れが阻止されるため、泥水がシール空間の下部に溜まり難く、また、下方への流れが阻止された泥水が、環状のシール板とスリンガの径方向すきまから外部に排出され易くなる。
【００２２】
前記段部は、泥水の下方への流れを阻止する効果があれば、シール部材の内径面から突出する凸条でも凹部でもよい。
【００２３】
また、前記段部の周方向の少なくとも一側面を、軸線方向に対して傾斜させることにより、シール部材の少なくとも周方向の右半分か、左半分で堰止めた泥水を環状のシール板とスリンガの径方向すきまに向かって導くことができるので、泥水の排出効果が高くなる。
【００２４】
前記段部を、インナー側を頂点とする三角形状に形成すると、シール部材の全周に亘って堰止めた泥水を環状のシール板とスリンガの径方向すきまに向かって導くことができるので、泥水の排出効果がさらに向上する。
前記段部を構成する凸条の高さ又は凹部の深さは、０．１〜２ｍｍで泥水の堰止め効果が生じる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、シール空間に泥水が浸入しても、シール部材の内径面を伝わってシール空間の下部に泥水が移行することを阻止できるので、シール空間の下部に泥水が溜まり難い。
したがって、この発明の車輪用軸受シールは、シールの摺動抵抗が小さく、低トルク化が図れ、シールの摩耗も少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る車輪用軸受シールが装着された車輪用軸受を示す縦断面図である。
【図２】この発明に係るシールを示す断面図である。
【図３】（ａ）は、この発明に係るシールを示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図４】この発明に係るシールの芯金側のシール部材の一部を切断して示す斜視図である。
【図５】図４のシール部材の内径面を示す部分正面図である。
【図６】図４のシール部材の内径面の変形例を示す部分正面図である。
【図７】図４のシール部材の内径面の他の変形例を示す部分正面図である。
【図８】この発明に係るシールの別形態を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、従来のシールを示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
図１に示す車輪用軸受１は第１世代と称され、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がそれぞれ形成された一対の内輪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シール６、７とを備えている。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、シール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。
【００３１】
シール６、７のうちアウター側のシール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に接合されたシール部材９とからなる一体型のシールで構成されている。
【００３２】
また、インナー側のシール７は、図２に拡大して示すように、互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ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。
【００３３】
芯金１２は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（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、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。
【００３４】
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第１および第２のサイドリップ１３ａ、１３ｂと、これら第１および第２のサイドリップ１３ａ、１３ｂの内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃを有している。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。
【００３５】
一方、スリンガ１１は断面略Ｌ字状に形成され、内輪３の外径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とを備えている。そして、シール部材１３の第１および第２のサイドリップ１３ａ、１３ｂが立板部１１ｂ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に所定の径方向シメシロを介して摺接されている。そして、第１および第２のサイドリップ１３ａ、１３ｂのうち外径側に形成された第１のサイドリップ１３ａのシメシロが内径側のサイドリップ１３ｂのシメシロよりも僅かに大きく設定されている。これにより、シール摺動トルクを抑制し、第１のサイドリップ１３ａが摩耗しても所望の密封性を維持することができる。
【００３６】
さらに、立板部１１ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１４が加硫接着により一体に接合されている。この磁気エンコーダ１４は、エラストマに磁性体粉が混入され、周方向等配で交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されてロータリエンコーダを構成している。
【００３７】
なお、ここでは、転動体４をボールとした複列アンギュラ玉軸受で構成された第１世代の車輪用軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されていてもよい。また、第２〜第３世代構造であってもよい。
【００３８】
ここで、シール部材１３は、芯金１２の嵌合部１２ａの端部外表面に回り込んで固着され、外方部材２との嵌合部の気密性の向上を図っている。
【００３９】
また、磁気エンコーダ１４は、スリンガ１１の立板部１１ｂの外径部を覆うように回り込み部１４ａが形成されている。
【００４０】
この磁気エンコーダ１４の外径と、シール部材１３の開口端部の内径が、僅かな径方向すきま１６（図３（ｂ）の薄墨部分）を介して対峙し、径方向すきま１６がラビリンスシールを構成している。
【００４１】
このラビリンスシールは、０．１〜０．７ｍｍの範囲に設定されている。これにより、シール７の耐泥水性能を向上させると共に、ラビリンスシールからシール７内に泥水が浸入したとしても、車輪の回転に伴う遠心力で容易に排出され、軸受空間への泥水の浸入を効果的に防止することができる。
【００４２】
シール７内に浸入した泥水は、シール部材１３の内径面１７を伝わり、図３（ｂ）に一点鎖線の矢印で示すように、右側と左側に分かれてシール７の下部空間に向かって移動しようとするが、この発明では、芯金１２に接合されたシール部材１３の内周面１７に、環状のシール板１０とスリンガ１１の径方向すきま１６に向かって軸方向に延びる段部１８を形成し、この段部１８によってシール部材１３の内径面を伝わって移動する泥水の流れを阻止し、シール空間の下部に泥水が溜まり難くしている。
【００４３】
図１〜図４に示す実施形態では、段部１８をシール部材１３の内径面から突出する凸条によって形成しているが、段部１８は凹部でも、泥水の下方への流れを阻止する効果がある。段部１７の高さ、あるいは深さは、０．１〜２ｍｍに設定される。
【００４４】
図１〜図４の実施形態では、段部１８を、図５に示すように、シール部材１３の内径面１７に伝わる泥水の流れに対して、直交するように設けている。
【００４５】
図６の実施形態は、段部１８をシール部材１３の内径面に伝わる泥水の流れに対して傾斜するように設けている。
【００４６】
図６の実施形態のように、段部１８をシール部材１３の内径面に伝わる泥水の流れに対して傾斜させると、傾斜に沿って泥水が径方向すきま１６に向かって移動するため、泥水が外部に排出され易い。
【００４７】
但し、段部１８の傾斜方向が一方向であると、例えば、周方向の右側半分では傾斜に沿って泥水が径方向すきま１６に向かって移動しても、左側半分では、傾斜に沿って泥水がシール空間の内部方向に移動する。
【００４８】
このため、図７の実施形態のように、前記段部１８を、インナー側を頂点とする三角形状に形成すると、シール部材１３の全周に亘って堰止めた泥水を環状のシール板１０とスリンガ１１の径方向すきま１６に向かって導くことができるので、泥水の排出効果がさらに向上する。
【００４９】
なお、図５〜図７では、泥水の流れを矢印で示している。
【００５０】
以上の実施形態は、シール部材１３のリップ部として、径方向外方に傾斜して延びる第１および第２のサイドリップ１３ａ、１３ｂと、これら第１および第２のサイドリップ１３ａ、１３ｂの内径側で、軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１３ｃを有するものを例示したが、リップ部の形態はこれに限られず、非接触リップでもよい。
【００５１】
また、前記スリンガ１１の立板部１１ａのインナー側の側面に磁気エンコーダ１４を一体に接合したものを例示したが、図８に示すように、磁気エンコーダ１４を一体に接合していないスリンガ１１だけのシールにもこの発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  車輪用軸受
２  外方部材
２ａ  外側転走面
３  内輪
３ａ  内側転走面
３ｂ  小径側端面
４  転動体
５  保持器
６、７  シール
８、１２  芯金
９、１３  シール部材
１０  シール板
１１  スリンガ
１１ａ  円筒部
１１ｂ  立板部
１２ａ  嵌合部
１２ｂ  内径部
１３ａ  第１のサイドリップ
１３ｂ  第２のサイドリップ
１３ｃ  グリースリップ
１４  磁気エンコーダ
１４ａ  回り込み部
１６  径方向すきま
１７  内径面
１８  段部
【図１】
2015068350.tif 000003
【図２】
2015068350.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015068350.tif 000008
【図８】
2015068350.tif 000009
【図３】
2015068350.tif 000010
【図９】
2015068350.tif 000011