(57)【要約】【課題】第１及び第２芯金を分けて組付ける構造の組合せシールを、ラジアルリップの反転が無く、シール設計が容易でシール小型化も可能に構成させる。【解決手段】内輪７に嵌装される第１芯金１７と、第１芯金１７に摺接自在なリップ１８ａ，１８ｂ付きのシール部材１８を有した状態で外輪４に嵌装される環状の第２芯金１９とで成る組合せシールにおいて、第１芯金１７を、内輪７に嵌まる嵌合筒部１７ａに、第２芯金１９の嵌合筒部１９ａに向けて突出する第１立壁部１７ｂを延設した円筒状に形成し、リップ１８ａ，１８ｂを、その先端部が第１立壁部１７ｂに摺接するアキシャルリップに形成し、内輪７の外周面７ａに摺接する状態でシール部材１８に設けられるラジアルリップ１８ｃを、その根元部よりも先端部が第１立壁部１７ｂから遠い位置となる方向に傾ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の第１芯金と、この第１芯金に摺接自在なリップが形成された環状のシール部材を有する環状の第２芯金とを、固定側部材と回転側部材とに振り分けて嵌装して成る組合せシールであって、
前記第１芯金を、前記固定側部材又は前記回転側部材に嵌合される嵌合筒部に、前記第２芯金の嵌合筒部に向けて突出する第１立壁部を延設した円筒形状に形成し、前記リップを、その先端部が前記第１立壁部に摺接するアキシャルリップに形成し、
前記シール部材に、前記固定側部材又は前記回転側部材における前記第１芯金を嵌装する周面に摺接するラジアルリップを形成するとともに、前記ラジアルリップを、これの根元部よりも前記周面に接する先端部が、前記回転側部材の回転軸方向において前記第１立壁部から遠くなるように傾けてある組合せシール。
【請求項２】
請求項１において、前記アキシャルリップが２つ形成され、かつ、前記ラジアルリップが１つ形成されている組合せシール。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記固定側部材が軸受を構成するための外輪であり、前記回転側部材が軸受を構成するための内輪であるとともに、前記第１芯金が前記回転側部材に嵌装されている組合せシール。
【請求項４】
回転側部材と、固定側部材と、これら両者に跨る状態で介装された軸受部材とから成る軸受ユニットであって、前記回転側部材と前記固定側部材との間における前記軸受部材の外側となる箇所に、請求項１〜３のいずれかに記載の組合せシールを装備してある軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる「パックシール」と呼ばれる組合せシール並びにこれを装備した軸受ユニットに係り、詳しくは、環状の第１芯金と、この第１芯金に摺接自在なリップが形成された環状のシール部材を有する環状の第２芯金とを、固定側部材と回転側部材とに振り分けて嵌装して成る組合せシールの改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、組合せシールは、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットに用いられるのが一般的である。すなわち、回転側部材であって内輪となるハブと、固定側部材であって外輪となるハブキャリアと、これら両者の間に介装される左右２列のボールとから軸受ユニットが形成され、各ボールの外側におけるハブとハブキャリアとの間の夫々、又はいずれか一方に組合せシールが装備される。このような例としては、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
従来の組合せシールの構造を説明すると、図５に示すように、回転側部材である内輪２１に外嵌される環状の第１芯金２３と、環状のシール部材２５が一体装備された状態で、固定側部材である外輪２２に内嵌される環状の第２芯金２４とで組合せシールＳが構成されている。第１芯金２３は、内輪２１に外嵌される第１嵌合筒部２３Ａと、これの端部から折り曲がって外輪２２に向かって立ち上がる第１立壁部２３Ｂとから成る断面がＬ字状の板金材で形成されている。
【０００４】
第２芯金２４は、外輪２２に内嵌される第２嵌合筒部２４Ａと、これの端部から折り曲がって内輪２１に向かって立ち上がる第２立壁部２４Ｂとから成る断面が略Ｌ字状の板金材で形成される。第２芯金２４に焼き付け処理によって一体化されるシール部材２５は、先端が第１立壁部２３Ｂに摺接する２つのアキシャルリップ２５ａ，２５ｂと、先端が第１嵌合筒部２３Ａに摺接する１つのラジアルリップ２５ｃとの計３つのリップを有している。
【０００５】
また、従来の組合せシール構造としては、図６に示すものもあった。これは、１つのアキシャルリップ２６ａと、第１嵌合筒部２３Ａに摺接する２つのラジアルリップ２６ｂ，２６ｃが形成されたシール部材２６を有しており、それ以外は、基本的には図５に示すものと同様な構造である。これら両シールを比較した場合、図５に示す２アキシャルリップ型のシールは、耐ダスト性に優れ、かつ、トルク抵抗が小さく、図６に示す２ラジアルリップ型のシールは、内外径方向のシールスペースを小さくできるという特徴を有しているが、シール部材２６とスリンガ２３（第２芯金２４と第１芯金２３）とをパックした状態（互いに組み込んだ状態）で軸受に組付けしなければならないという制約があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３４９５７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の軸受けユニットは、車輪並びにその支持部を構成する部材で軸受を兼用構成させるものであり、部材の多機能化によって部品点数の削減や重量軽減などの合理化を図る手段として定着しているが、近年では、さらに多機能化された構造を用いることがある。それは、いわゆる「四世代ハブベアリング」と呼ばれる軸受け部の構造であって、図１に示すように、内輪２の内端側に、等速ジョイント５の構成部材である外側輪体１４をダイレクトに連結させることにより、これら内輪１と外側輪体１４とを一体回転状態に連結させる中間連結機構を省き、より合理化を図る技術である。
【０００８】
しかしながら、このタイプの軸受ユニットには、前述したいずれの従来技術による組合せシールもうまく適合しないことが判明した。それは次のような理由による。即ち、図１に示す構造では、車体左右方向で内側のボール９用のインナー内輪部７が一体形成された入力筒部６を、ハブ２の内側筒部２ａに圧入外嵌させた状態で、内側筒部２ａの先端部を拡張側に塑性変形する「カシメ」（加締）加工を行うことにより、外側輪体１４をハブ２に一体装備させるようになる。
【０００９】
従って、車体左右方向で内側に位置するインナー側の組合せシールＳの組み付けとしては、第１芯金１７はインナー内輪部７に、かつ、第２芯金１９はハブキャリア４に夫々予め圧入装備しておき、インナー内輪部７を内側筒部２ａに嵌装させることによって両芯金１７，１９が所定の相対位置関係にセットされて組合せシールＳとしての形態をなすようになる。このように、第１及び第２芯金１７，１９は、インナー内輪部７を介して間接的に両者の寸法精度を出すようになるため、従来のように、１回の加工操作で両芯金１７，１９を同時に圧入セットさせる場合に比べて、両芯金１７，１９どうしの相対位置精度、すなわち回転軸方向の相対位置精度が悪くなる。
【００１０】
尚、公知である従来の組合せシールＳの圧入セット操作を概略説明すると、図８に示すように、第１芯金２３の第１立壁部２３Ｂの側面と、第２芯金２４の嵌合筒部２４Ａの端面とに当接するリング状の圧入冶具Ｊを介して両芯金２３，２４を一挙に内外輪２１，２２間に押し込むので、両芯金２３，２４の軸方向での相対位置は単一の圧入冶具Ｊによって精度良く維持された状態で内外輪２１，２２間にセットされるようになる。
【００１１】
そのため、図５に示す前記前者の従来技術では、軸方向の寸法誤差が大きくなるので、圧入による両芯金どうしの軸方向での相対位置がバラついても、アキシャル方向での確実なシール作用を得るためには、アキシャルリップ自体の長さと第１及び第２芯金どうしの軸方向間隔とを共に大きくせざるを得ず、シール全体として軸方向長さが大型化してしまうのである。加えて、アキシャルリップは、第１立壁部に摺接するために傾斜姿勢に設定されているので、アキシャルリップと第１立壁部との相対位置関係の径方向へのバラつきも大きくなるため、径方向寸法も大きくせざるを得ない。その結果、図５に示す組合せシールを、「四世代ハブベアリング」に適用するには、軸方向にも径方向にも肥大化し易いという問題があった。
【００１２】
また、図６に示す前記後者の従来技術では、組合せシールの組付け操作に伴って、第１ラジアルリップが反転してしまうという問題がある。すなわち、図７に示す概略の組付け作用図を参照して説明すると、まず図７（ａ）に示すように、第２芯金２４が装備された状態の外輪２２に対して、第１芯金２３が装備された状態のインナー内輪部７をスライドさせて内側筒部２ａに嵌装させる。すると、図７（ｂ）のように、第１ラジアルリップ２６ｂの傾斜向き方向と、スライド移動に伴う第１芯金２３の進行方向とは逆向きとなり、第１芯金２３の第１嵌合筒部２３Ａの端部に押されてしまい、図７（ｃ）に示すように、正規の位置に挿入セットされたときには、第１ラジアルリップ２６ｂが反転して（裏返って）しまい、用をなさないのである。
【００１３】
本発明の目的は、上述のように各タイプの組合せシールの問題点を克服し、第１芯金と第２芯金とに組付け順序が生じる構造の軸受けユニットにおいても、ラジアルリップの裏返りやシール寸法の肥大化がないようにしながら、良好なシール機能を発揮する組合せシールを提供する点にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成は、環状の第１芯金と、この第１芯金に摺接自在なリップが形成された環状のシール部材を有する環状の第２芯金とを、固定側部材と回転側部材とに振り分けて嵌装して成る組合せシールにおいて、
第１芯金を、固定側部材又は回転側部材に嵌合される嵌合筒部に、第２芯金の嵌合筒部に向けて突出する第１立壁部を延設した円筒形状に形成し、リップを、その先端部が第１立壁部に摺接するアキシャルリップに形成し、
シール部材に、固定側部材又は回転側部材における第１芯金を嵌装する周面に摺接自在なラジアルリップを形成するとともに、ラジアルリップを、これの根元部よりも周面に接する先端部が、回転側部材の回転軸方向において第１立壁部から遠くなるように傾けてあることを特徴とする。
【００１５】
請求項１の構成によれば、ラジアルリップの根元部よりも周面に接する先端部が第１立壁部から遠い位置となるように傾けたので、例えば、第２芯金が嵌装された外輪に対して、第１芯金が嵌装された内輪を後組みするような場合でも、内輪の移動方向とラジアルリップの傾斜方向とが一致しているので、内輪の組付け移動に伴ってラジアルリップが引き摺られても、その引き摺られ方向とラジアルリップの傾き方向とが同じになり、ラジアルリップの反転なく組付けることができる。
【００１６】
そして、ラジアルリップを、固定側部材又は回転側部材における第１芯金を嵌装する周面に摺接させる構造としたので、第１芯金の嵌合筒部に摺接させる場合に比べて、その嵌合筒部の径方向厚み分はシールスペースを広く取れ、所望のシール特性を出し易いという設計上の利点がある。即ち、アキシャルリップの径方向の融通代を長く形成することができ、それによってアキシャルリップの径方向の融通代も大きくすることができるからである。また、嵌合筒部の径方向厚み分はシールとしての径方向寸法や幅方向寸法を小型化するといったことも可能になる。
【００１７】
その結果、前述の「四世代ハブベアリング」等、第１芯金と第２芯金とを同時組付けできないような状況においても、組付けに伴うラジアルリップの反転がなく、しかもシールスペースの拡大による設計自由度の拡大や、シール寸法のコンパクト化も可能となる合理的な組合せシールを提供することができた。
【００１８】
請求項２の構成は、請求項１の構成において、前記アキシャルリップが２つ形成され、かつ、前記ラジアルリップが１つ形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の構成によれば、アキシャルリップを２つ有して耐ダスト性に優れる組合せシールにできるので、例えば、自動車の車輪を支持する軸受けユニットにおいて、左右のシールのうち、横傍にホイールが存在しないことから泥土や塵埃に晒され易い内側のシール等、耐ダスト性が要求される箇所の組合せシールとして好適なものにできた。
【００２０】
請求項３の構成は、請求項１又はの構成において、固定側部材が軸受を構成するための外輪であり、回転側部材が軸受を構成するための内輪であるとともに、第１芯金が回転側部材に嵌装されていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３の構成によれば、例えば、図２に示すように、内輪が回転側部材であるハブ２に、かつ、外輪が固定側部材であるハブキャリア４に相当し、第１芯金１７がハブ２に嵌装されている構成であって、自動車の車輪支持構造として好適であるとともに、第２芯金に比べて軽く形成できる第１芯金を回転側部材に設けてあるので、回転抵抗の軽減等、回転に伴う慣性をより小さくすることが可能になる。
【００２２】
請求項４の構成は、回転側部材と、固定側部材と、これら両者に跨る状態で介装された軸受部材とから成る軸受ユニットにおいて、回転側部材と固定側部材との間における軸受部材の外側となる箇所に、請求項１〜３のいずれかに記載の組合せシールを装備してあることを特徴とする。
【００２３】
請求項４の構成によれば、第１芯金と第２芯金とを別々に組付けながらも機能に支障のない組合せシールを、固定側部材と回転側部材の間における軸受部材の外側に装備するようにしたので、前述した「四世代ハブベアリング」等、第１芯金と第２芯金とを同時組付けできない構造の軸受ユニットを、組合せシールによる優れたシール機能を備えたものとして提供することができた。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に、自動車のタイヤ等の駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪等）を回転自在に支持するアンギュラ型ベアリングとして機能する軸受ユニットＡ、及びその周辺の構造であって、いわゆる「四世代ハブベアリング」と呼ばれる足回り構造Ｒを示してある。図２には、車体左右方向で内側であるインナー側に配置される組合せシール部分の拡大断面図が、図３には組合せシールの組付け作用図が夫々示されている。
【００２５】
足回り構造Ｒは、図１に示すように、タイヤ付きホイール１がボルト止め装着されるハブ２と、車体側の支持部材３にボルト止め固定されるハブキャリア４と、ハブ２の内側端に連動連結された等速ジョイント５から構成されている。軸受ユニットＡは、ハブ２に一体形成されたアウター内輪部２Ａ、及びハブ２に嵌装されるインナー内輪部７と、ハブキャリア４に一体形成された外輪部８と、これらの間に左右２列で介装された複数のボール９とから構成されている。各ボール９の外側における内輪部２Ａ，７と外輪部８との間には、シール１０、１１が装備されている。
【００２６】
等速ジョイント５は、ドライブシャフト１２が一体回転状態に嵌合される内側輪体１３、ハブ２に一体回転状態に嵌合される外側輪体１４と、これら両輪体１３，１４間に介装されるトルク伝達用のボール１５を保持するリテーナ１６等を有して構成される公知の装置である。
【００２７】
インナー内輪部７は、ハブ２の内側筒部２ａに圧入によって嵌合装着されるとともに、その内側には、スプライン連結することで一体回転状態に入力筒６が嵌装されている。これらインナー内輪部７と入力筒６とは、内側筒部２ａの最内端部を拡張変形させる前述の「カシメ」処理により、取外し不能にハブ２に装備されている。そして、入力筒６には、等速ジョイント５の外側輪体１４が着脱自在にスプライン外嵌される。
【００２８】
次に、左右のシール１０，１１のうち、車体左右方向で内側に位置するインナー側のシール１１について説明する。インナー側シール１１は、図２、図３に示すように、インナー内輪部（回転側部材の一例）７に圧入外嵌された環状の第１芯金１７と、第１芯金１７に摺接自在なリップ１８ａ，１８ｂが形成された環状のシール部材１８を一体的に有した状態で外輪部（固定側部材の一例）８に圧入内嵌された第２芯金１９とで成る組合せシール（いわゆるパックシール）に構成されている。
【００２９】
第１芯金１７を、インナー内輪部７に外嵌される嵌合筒部１７ａに、第２芯金１９の嵌合筒部１９ａに向けて突出する第１立壁部１７ｂを延設した円筒形状に形成し、第２芯金１９は、外輪部８に内嵌される嵌合筒部１９ａに、第１芯金１７の嵌合筒部１７ａに向けて突出する第２立壁部１９ｂを延設した円筒形状に形成してある。シール部材１８は、その先端部が第１立壁部１７ｂに摺接する２つのアキシャルリップ１８ａ，１８ｂと、インナー内輪部７の外周面（固定側部材又は前記回転側部材における前記第１芯金を嵌装する周面の一例）７ａに摺接する１つのラジアルリップ１８ｃとを有している。又、第１立壁部１７ｂの最外径部分となる端面と、シール部材１８における嵌合筒部１９ａの先端回りこみ部分の内周面との間に所定の隙間を設定して、非接触のメカニカルシールとなるラビリンス部２０を形成してある。
【００３０】
２つのアキシャルリップ１８ａ，１８ｂは、自由状態（リップに何も接触していない状態）において、その根元部よりも先端部の方が外輪部８に寄る方向に傾けてある（図３参照）。そして、ラジアルリップ１８ｃを、前記自由状態においては、その根元部よりもインナー内輪部７の外周面７ａに接する先端部が、ハブ２の回転軸方向（軸心Ｐ方向）において第１立壁部１７ｂから遠くなるように傾けてある。換言すれば、ラジアルリップ１８ｃを、その先端部が根元部よりも軸受ユニットＡとしての左右方向で内部に寄る方向に傾けてある。
【００３１】
この軸受けユニットＡの構造上、組合せシール１１の組付け状況としては、図３に示すように、予め第１芯金１７を嵌装した状態のインナー内輪部７をハブ２の内側筒部２ａに圧入するので、既に外輪部８に嵌装されている第２芯金１９に向けて第１芯金１７が接近移動して、正規の相対位置にセットされる。このとき、車体左右方向で外側に向かって移動するインナー内輪部７が、ラジアルリップ１８ｃを引き摺るようになるが、前述のように、自由状態でラジアルリップ１８ｃはその先端側が車体左右方向で外側に向いていることから同方向に引き摺られることになり、問題なく（従来のようにリップが反転すること無く）組付けることができる。
【００３２】
また、上記構造による組合せシール１１では、ラジアルリップ１８ｃをインナー内輪部７の外周面７ａにダイレクトに摺接させてあるので、第１芯金１７の嵌合筒部１７ａの板厚分の空間を生み出すことができるので、その分シール形成スペースを拡大させて所望のシール特性が出し易いという設計自由度が増すとか、或いは、板厚み分はシールとしての径を小型化させる、といったことが可能となる利点もある。
【００３３】
〔別実施形態〕
〈１〉  図４に示すように、第１芯金１７の第１立壁部１７ｂが、第２芯金１９の嵌合筒部１９ａの端面よりもインナー内輪部７の回転軸Ｐ方向で外側に配置される構造としても良い。即ち、図２に示す組合せシール１１に比べて、第２芯金１９の嵌合筒部１９ａを若干短くするとともに、第１立壁部１７ｂの大径側先端を外輪部８の内周面に近接する位置まで延ばしてあり、断面形状がＬ字状のラビリンス部２７を形成してある。それ以外は、図２に示すものと同じである。
【００３４】
両芯金１７，１９を予めセットした状態で組付ける場合（図８参照）には、第２芯金１９に組付けのための押圧力を直接作用させる必要があることから、嵌合筒部１９ａの端面が最外側に出る構造を採らざるを得なかったが、本発明のように、各芯金１７，１９を各別に組付ける構造ではそのような制約が解消されるので、第１立壁部１７ｂを嵌合筒部１９ａの端面より外側に出すことができる。その結果、図４に示すように、屈曲経路のラビリンス部２７を設定してダストの出入りを困難化させて、シール性をより向上できる利点がある。
【００３５】
〈２〉  インナー内輪部７に第２芯金１９を、かつ、外輪部８に第１芯金１９を夫々嵌装させて成る組合せシールや、第１、第２芯金１７，１９を固定部材の内輪と回転側部材の外輪とに振り分けて嵌装させて成る組合せシールにも本発明を適用自在である。また、図示はしないが、アキシャルリップが１つで、ラジアルリップが２つといった形式のシール部材を有する構造の組合せシール（図６に示すようなシール）にも本発明を適用可能である。尚、本発明による組合せシールでも、従来のように、第１芯金と第２芯金とを一体化した状態で軸受（回転側部材と固定側部材との間）に組付けることは自在である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による組合せシールによれば、第１芯金を、回転側部材であって内輪となるハブに嵌合される嵌合筒部に、第２芯金の嵌合筒部に向けて突出する第１立壁部を延設した円筒形状に形成し、先端部が第１立壁部に摺接する２つのアキシャルリップと、インナー内輪部の外周面に摺接自在な１つのラジアルリップを有したシール部材を第２芯金に設けるとともに、ラジアルリップを、これの根元部よりもインナー内輪部の外周面に接する先端部が第１立壁部から遠い位置となる方向に傾けたことを特徴とする。
【００３７】
その結果、ハブとハブキャリアが軸受の構成部材に兼用されるとともに、ハブの内側端部に等速ジョイントが連動連結される足回り構造、いわゆる「四世代ハブベアリング」等、第１芯金と第２芯金とを同時組付けできないような状況においても、組付けに伴うラジアルリップの反転なく組付けが行え、シールスペース拡大による設計自由度増大化や、シール寸法のコンパクト化も図れる合理的な組合せシールを提供することができた。また、２アキシャルリップ構造として、耐ダスト性により優れるようにすることも自在である。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の軸受ユニット及びその周辺構造を示す断面図
【図２】組合せシールの構造を示す要部の拡大断面図
【図３】組合せシールの組付け状況を示す作用図
【図４】別構造の組合せシールを示す断面図
【図５】従来の組合せシールその１を示す断面図
【図６】従来の組合せシールその２を示す断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、図６の組合せシールの組付け状況を示す作用図
【図８】従来の組合せシールの圧入によるセット操作を示す作用図
【符号の説明】
４                固定側部材
７                回転側部材
１７              第１芯金
１７ａ            嵌合筒部
１７ｂ            第１立壁部
１８              シール部材
１８ａ，１８ｂ    リップ（アキシャルリップ）
１８ｃ            ラジアルリップ
１９              第２芯金
１９ａ            嵌合筒部
【図１】
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【図２】
2004308730.tif 000004
【図３】
2004308730.tif 000005
【図４】
2004308730.tif 000006
【図５】
2004308730.tif 000007
【図６】
2004308730.tif 000008
【図７】
2004308730.tif 000009
【図８】
2004308730.tif 000010