(57)【要約】【課題】例えば自動車用ハブユニットに備えられるシール装置付転がり軸受の耐久性を向上する。【解決手段】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、外輪の内周面と内輪の外周面との間の端部開口に設けられ、内輪と外輪のいずれか一方に端部が保持される弾性材製のシール部材を有するシール装置とを備え、シール部材には周方向にわたって延在するリップが形成され、外輪と内輪のうちの他方の軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共にこのシール部材に対し相対回転し、かつ軸方向に対して角度をつけて形成された面部にリップを摺接させてなるシール装置付転がり軸受において、シール部材をシール装置付転がり軸受に組込む際にリップが軸方向に弾性変形する変形量である締め代を、０．３乃至１．０ｍｍとする。【選択図】    図１
2005016683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、外輪の内周面と内輪の外周面との間の端部開口に設けられ、該内輪と外輪のいずれか一方に端部が保持される弾性材製のシール部材を有するシール装置とを備え、前記シール部材には周方向にわたって延在するリップが形成され、外輪と内輪のうちの他方の軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共にこのシール部材に対し相対回転し、かつ軸方向に対して角度をつけて形成された面部に前記リップを摺接させてなるシール装置付転がり軸受において、前記シール部材をシール装置付転がり軸受に組込む際に前記リップが軸方向に弾性変形する変形量である締め代を、０．３乃至１．０ｍｍとした事を特徴とするシール装置付転がり軸受。
【請求項２】
シール装置は、金属製の芯金を有し、該芯金の端部を内輪と外輪のいずれか一方に保持させることを特徴とする請求項１に記載のシール装置付転がり軸受。
【請求項３】
内周面又は外周面に軌道を有し使用時に回転しない固定側軌道輪と、外周面または内周面に軌道を有し使用時に回転する回転軌道輪と、固定側軌道輪と回転軌道輪との間隔に設けられるシール装置とを有し、前記シール装置は、弾性材からなるシール部材を備えた密封板と、スリンガとを有してなり、該シール部材はリップが形成されてなり、前記密封板の一部を固定側軌道輪の内周面または外周面に固定すると共に、前記シール部材のリップを回転側軌道輪の外周面または内周面に固定されるスリンガの軸方向に対し角度をつけて形成された面部に摺接させており、シール部材をシール装置付転がり軸受に組込む際に前記リップが軸方向に弾性変形する変形量である締め代を、０．３乃至１．０ｍｍとした事を特徴とするシール装置付転がり軸受。
【請求項４】
密封板は金属製の芯金を有し、該芯金は固定側軌道輪の内周面又は外周面に締り嵌めして固定したことを特徴とする請求項３に記載のシール装置付転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の車両の車輪を懸架装置に支持する為の自動車用ハブユニット等のシール装置付転がり軸受に係り、特に、雨水、泥水、洗浄水等に曝される厳しい環境下で使用されるシール装置付転がり軸受のシール性能の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車の車輪を懸架装置（サスペンション）に支持する自動車用ハブユニットには転がり軸受が組み込まれている。この転がり軸受への外部から水や埃等の異物の侵入を防止し、かつ軸受内に封入された潤滑用グリースの漏出を防止するために、シール装置が設けられている。
【０００３】
このシール装置は、通常、ゴム組成物によって形成された弾性部材を有する密封板を備えて構成され、密封板の外周側または内周側の一方を軸受の外輪または内輪に固定するとともに、他方側に形成されたリップを内輪または外輪、あるいはこれらに装着されたスリンガ（「フリンガ」とも称する）に摺接させることによって内輪と外輪との間の隙間を塞ぐようになっている。
【０００４】
上述したような自動車用ハブユニットのシール装置付転がり軸受は、例えば路面から巻き上げられる雨水や泥水、洗車時の洗浄水等にさらされるといった厳しい環境下で使用される。そして、この様な雨水、泥水、洗浄水等の水分が、シール装置を構成するリップとその摺接する摺接面を通じて、転動体を設けた空間内に浸入する可能性がある。
【０００５】
このような環境で使用される転がり軸受では、従来、シール装置のシール部材を形成する合成ゴムからなる弾性材として、ニトリルゴムに加硫材として硫黄および硫黄加硫用加硫促進剤または、且つ有機過酸化物を含み、その他適宜添加剤を配合したゴム組成物が使用されている。このような一般的なニトリルゴム組成物をシール部材に用いたシール装置を組み込んだ軸受は、比較的水がかかることもなく、塵埃も少ない、所謂清浄な環境において、軸受に過大なモーメント荷重がかからない場合は、グリースがシール装置を通過して外部に漏洩することもなく十分なシール性能を有する。
【０００６】
しかし、多量の水に曝され、且つ車が旋回する際に車輪からの反力としてモーメント荷重を付与されてリップ部に軸方向および半径方向の変形が生じているような場合はシール性能が不十分であり、特に車輪が水没した場合には水圧も付加されるため、シール性能が低下して軸受内部に水と共に塵埃等が浸入しやすくなる。
【０００７】
この様な雨水、泥水、洗浄水等の水分の浸入は、転動体と外輪軌道及び内輪軌道との転がり接触部を潤滑するグリースの劣化を促進させるほか、この転がり接触部に形成される油膜を破断し易くし、自動車用ハブユニット等の転がり軸受の耐久性を低下させる可能性がある。このような不具合の発生を防止するため、シール装置のシール性能を高めるために、シール装置のリップと、このリップが摺接する摺接面との間の締め代を大きくして緊迫力を高めることが提案されている。（例えば、特許文献１を参照。）
【０００８】
【特許文献１】
実公平７−４７６５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リップの締め代を大きくすると、リップの摺接面への接触状態がベタ当りとなりシールの回転トルクが大きくなり車両の燃費を低下させるだけでなく、むしろシール部材のリップ部が摩耗して密封性を低下させる可能性が高く、更には、摩擦発熱によるグリース劣化を招いて軸受寿命を低下させる恐れもある。
【００１０】
雨水、泥水、洗浄水等に曝されると言った厳しい環境下で使用される場合でも、この様な雨水、泥水、洗浄水等の水分がリップとその摺接する摺接面を通じて浸入するのを防止し、自動車用ハブユニット等のシール装置付転がり軸受の耐久性を向上させることが要望されている。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、シール装置付転がり軸受の耐久性を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、外輪の内周面と内輪の外周面との間の端部開口に設けられ、この内輪と外輪のいずれか一方に端部が保持される弾性材製のシール部材を有するシール装置とを備え、シール部材には周方向にわたって延在するリップが形成され、外輪と内輪のうちの他方の軌道輪若しくはこの他方の軌道輪と共にこのシール部材に対し相対回転し、かつ軸方向に対して角度をつけて形成された面部にリップを摺接させてなるシール装置付転がり軸受において、シール部材をシール装置付転がり軸受に組込む際にリップが軸方向に弾性変形する変形量である締め代を、０．３乃至１．０ｍｍとした事を特徴とするシール装置付転がり軸受によって上述した課題を解決する。
なお、ここで、「軸方向に対し角度をつけて形成された面部」とは、例えば軸方向に対し直交する面であってもよいが、直交する場合に限らず、多少の傾斜を伴う場合であってもよい。
【００１２】
本発明によれば、シール装置を構成するシール部材のリップの先端周面と、リップの先端が接触する相手面との摺接部の密封性を適正に確保して、この摺接部から雨水、泥水、洗浄水等の水分が浸入する事を防止できる。この場合において、シール装置は、金属製の芯金を有し、該芯金の端部を内輪と外輪のいずれか一方に保持させる構成としてもよい。
【００１３】
従って、この様な雨水、泥水、洗浄水等に曝されると言った厳しい環境下で使用する場合でも、転がり軸受内に封入したグリースの劣化、並びに、転がり接触部に形成される油膜の破断を防止して、自動車用ハブユニット等の転がり軸受の耐久性を十分に確保できる。
【００１４】
なお、シール装置を構成するシール部材の少なくとも軸方向に摺接させるリップの締め代が０．３ｍｍ未満の場合には、モーメント荷重を付与されてリップ部に軸方向および半径方向に周期的な変形が生じるような場合、リップ部の先端周面と、リップ部の先端が接触する相手面との摺接部の密封性を十分に確保できなくなり、この摺接部から雨水、泥水、洗浄水等の水分が浸入し易くなる可能性がある。
【００１５】
すなわち、締め代が０．３ｍｍ未満では、摺接部を密封するのに必要な軸方向の押し付け力と半径方向の緊迫力が共に不足し、モーメント荷重を付与されリップ部がその先端が接触する相手面への追随性が低下した際には、周方向に部分的に更に軸方向の押し付け力と半径方向の緊迫力が低下した箇所を生じるためである。
【００１６】
反面、シール装置を構成するシール部材の少なくとも軸方向に摺接させるリップの締め代が１．０ｍｍを超えた場合には、モーメント荷重を付与されてリップ部に軸方向および半径方向に周期的な変形が生じるような場合、リップ部の先端周面と、リップ部の先端が接触する相手面との摺接部の密封性を十分に確保できなくなり、この摺接部から雨水、泥水、洗浄水等の水分が浸入し易くなる可能性がある。締め代が１．０ｍｍを超えた場合には、リップの先端が、隙間が開く方向に反りを生じ、その微細な隙間に泥等を噛み込んだ場合には、急激にリップが摩耗するため密封性を維持できなくなるためである。更にリップの締め代が、１．０ｍｍを超えた場合には、緊迫力が増大すると共に、リップ先端の接触幅も増大するため、そのシールを装着した転がり軸受の回転トルクが著しく増大する可能性がある。
【００１７】
また、内周面又は外周面に軌道を有し使用時に回転しない固定側軌道輪と、外周面または内周面に軌道を有し使用時に回転する回転軌道輪と、固定側軌道輪と回転軌道輪との間隔に設けられるシール装置とを有し、シール装置は、弾性材からなるシール部材を備えた密封板と、スリンガとを有してなり、シール部材はリップが形成されてなり、密封板の一部を固定側軌道輪の内周面または外周面に固定すると共に、シール部材のリップを回転側軌道輪の外周面または内周面に固定されるスリンガの軸方向に対し角度をつけて形成された面部に摺接させており、シール部材をシール装置付転がり軸受に組込む際にリップが軸方向に弾性変形する変形量である締め代を、０．３乃至１．０ｍｍとする構成としてもよく、このようにしても同様の効果を奏することができる。この場合、密封板は金属製の芯金を有し、該芯金は固定側軌道輪の内周面又は外周面に締り嵌めして固定した構成としてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の実施形態について説明する。図１は、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第１の実施形態を備え、自動車の車輪を懸架装置に支持する為に用いられる自動車用ハブユニットの断面図である。
【００１９】
図１は、独立式の懸架装置によって支持される駆動輪（すなわち、ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用の自動車用ハブユニットの一例を示している。炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造られ、内周面に複列玉軸受の軌道面を形成された外輪相当部材（外輪）１は、外周面につば状に突き出して形成されたフランジ状の取付部２により、図示しない懸架装置に支持固定されて、使用時に回転しない。このような固定側軌道輪である外輪１の内径側には、外周部に複列玉軸受の軌道面が形成され、回転側軌道輪となる内輪相当部材３を、この外輪１と同心に設け、使用時つまり車両の走行時にこの内輪相当部材３が回転する様にしている。この内輪相当部材３は、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造られたハブ４と、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造られた内輪５とから成る。内輪５には、内輪側軌道面の一方の肩部が形成されるとともに、ハブ４から脱着可能に構成され、これによって転動体の組込みを容易化している。
【００２０】
そして、ハブ４の中心部にはスプライン孔６が形成され、外端（車両への組み付け時に、幅方向車体の外側になる端を言い、図１に向かって左側）部外周面には取付フランジ７が、形成されている。車両への組み付け時にスプライン孔６には、図示しない等速ジョイントに連結されたスプライン軸が挿入され、取付フランジ７には、フランジ７から立設されたハブボルト８によって図示しない車輪を固定する。
【００２１】
そして、上述したように、外輪１の内周面に、複列の外輪軌道９、１０が形成されている。一方、ハブ４の中間部の外周面と、内輪５の外周面とにかけて、同じく複列の内輪軌道１１、１２を、それぞれ形成している。そして、これら各外輪軌道９、１０と内輪軌道１１、１２との間に転動体であるボール（鋼球）１３を、それぞれ複数個ずつ設けて、外輪１の内側での内輪相当部材３の回転を自在としている。なお、各ボール１３は、それぞれ保持器１４により、転動自在に保持している。なお、本実施形態においては、転動体としてボール１３を使用しているが、重量が大きい車両用の軸受の場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【００２２】
そして、外輪１の内端部内周面と内輪５の内端部外周面との間、並びにこの外輪１の外端部内周面とハブ４の中間部外周面との間に、それぞれシール装置１５、１６を設け、外輪１の内周面と内輪相当部材３の外周面との間で、各ボール１３を設置した空間１７の両端開口を塞いでいる。
【００２３】
両シール装置１５、１６は、それぞれ図２および図３に示す様に構成している。図２は、シール装置１５の拡大断面図である。また、図３は、シール装置１６の拡大断面図である。先ず、空間１７の内端（車両への組み付け時に幅方向中央側になる端を言い、図１の右端）開口部を塞ぐシール装置１５は、組み合わせシールリングと呼ばれ、図２に示す様に、芯金１９と、スリンガ２０と、シール部材２１とから構成される。このうちの芯金１９は、低炭素鋼板（ＳＰＣＣ）等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により、一体成形されている。このような芯金１９は、転がり軸受を構成する外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部２２と、この外径側円筒部２２の軸方向内端縁（図２の左端縁）から直径方向内方に突き出して形成された内側円輪部２３を備えてなる断面略Ｌ字形の円環状に形成されている。
【００２４】
また、スリンガ２０は、例えばステンレス鋼板等、優れた耐食性を有する金属板に、プレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形されている。この様なスリンガ２０は、上述した転がり軸受を構成する内輪５の外端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部２４と、この内径側円筒部２４の軸方向外端縁（図２の右端縁）から直径方向外側につば状に突き出して形成された外側円輪部２５とを備えた、断面形状がＬ字形の円環状に形成されている。
【００２５】
また、シール部材２１は、合成ゴムからなる弾性材により形成され、周方向にわたってそれぞれ延在する外側、中間、内側の３本のシールリップ２６，２７，２８を備え、芯金１９にその基端部が結合固定されている。そして、最も外側に位置する外側シールリップ２６の先端縁を、スリンガ２０を構成する外側円輪部２５の内側面に摺接させ、残り２本のシールリップである中間シールリップ２７及び内側シールリップ２８の先端縁を、スリンガ２０を構成する内径側円筒部２４の外周面に摺接させることにより封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受内部への浸入を防止している。
【００２６】
また、図３に示すシール装置１６において、芯金２９は、金属板により造り、外輪相当部材１の外端部の内周面に固定されている。また、シール部材３０は、合成ゴムからなる弾性材により造っており、外径側と内径側とに２本が並行して形成されたサイドシールリップ３１、３２と、１本のラジアルシールリップ３３とを備え、芯金２９に接着等により接合固定されている。そして、サイドシールリップ３１、３２を、先端縁（図３の左端縁）に向かうにつれて径方向外周側（図３の上方）に向かう方向に傾斜させる事により、空間１７内への異物進入防止機能を確保している。また、ラジアルシールリップ３３を、先端縁（図３の右下縁）に向かう程空間１７の内側（図３の右側）に向かう方向に傾斜させる事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００２７】
更に詳しく説明すると、シール装置１６は、円輪状に形成された芯金２９と、芯金２９に付着して形成されたシール部材３０とから構成されている。シール装置１６の芯金２９は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により、一体成形されている。この芯金２９は、転がり軸受を構成する外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部３４と、この外径側円筒部３４の外端縁（図３の左端縁）から直径方向内方に折れ曲がった支持板部３５とを備える。このうちの外径側円筒部３４は、内端寄り（図３の右寄り）の大径部３６とシール部材３０とにより、芯金２９を構成する支持板部３５の外側面（図３の左側面）全体を覆うと共に、このシール部材３０の外周縁部を、外径側円筒部３４から連続して形成され、軸方向車体外側に向かうにつれて徐々に径を小さく形成された傾斜部３７の外周面と外輪相当部材１の開口端部内周面との間で扶持している。そして、この構成により、芯金２９と外輪相当部材１との嵌合部を密封している。また、大径部３６の自由状態に於ける外径は、外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも僅かに大きく設定されており、この大径部３６は、外輪相当部材１の外端開口部に、締まり俵めで内嵌固定自在とされている。また、支持板部３５は、略Ｓ字形の断面形状を有し、直径方向内方（図３の下方）に向かう程空間１７内に設置したボール１３に近づく方向（図３の右方向）に傾斜している。
【００２８】
一方、芯金２９と共にシール装置１６を構成するシール部材３０は、芯金２９に対してインサート成型し、接着等により接合固定されている。この様なシール部材３０の一部で傾斜部３７の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも少し大きく設定されており、大径部３６をこの外端開口部に内嵌して固定した状態では、シール部材３０の一部で傾斜部３７の外周面を覆っている部分が、この傾斜部３７の外周面と外端開口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性を確保する。
【００２９】
さらに、シール部材３０の基部は、支持板部３５の外側面（図３の左側面）を、全周に亙り完全に覆っている。また、この基部の外側面及び内周縁には、外径側、内径側、二本のサイドシールリップ３１，３２と、一本のラジアルシールリップ３３とが形成されており二本のサイドシールリップ３１，３２を、先端縁（図３の左端縁）に向かう程直径方向外方（図３の上方）に向かう方向に傾斜させる事により、空間１７内への異物進入防止機能を確保している。また、ラジアルシールリップ３３を、先端縁（図３の右下縁）に向かう程空間１７の内側（図３の右側）に向かう方向に傾斜させる事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００３０】
本発明の特徴は、シール装置１５、１６を構成するシール部材２１、３０は、シール部材の少なくとも軸方向に摺接させるリップの締め代を規制して、この摺接部を通じて雨水、泥水、洗浄水等の水分が浸入する事を防止する点にある。ここで、「軸方向に摺接する」とは、リップが摺接する相手側の面が軸受の軸方向に対し角度をつけて配置されている面であることを指し、例えば軸方向に直交する面のほか、多少の角度を付けられている面や、テーパ面等も含むものとする。本例の場合、外輪１の内端部内周面と内輪５の内端部外周面との間に設けた組み合わせシールリングであるシール装置１５は、図２に示す様に、それぞれが円環状に形成された芯金１９と、スリンガ２０と、シール部材２１とから成る。このうちの芯金１９は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）等の例えば厚さ０．４乃至０．８ｍｍ程度の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形しており、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造られた外輪１の内端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部２２を有する。そして、この外側円筒部１０９の外周面と、外輪１の外端部内周面とは、若干の締り嵌めとしている。
【００３１】
また、スリンガ２０は、ステンレス鋼版（ＳＵＳ４３０）等の優れた耐食性を有する例えば厚さ０．４ｍｍ乃至０．８ｍｍ程度の金属板に、やはりプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形しており、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造られた内輪５の内端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部２４を有する。そして、この内径側円筒部２４の内周面と内輪５の内端部外周面とは若干の締り嵌めとしている。そして、シール部材２１の少なくとも円輪部に摺接させるリップ２６の締め代を、０．３乃至１．０ｍｍの範囲としている。ここで、締め代とは、リップを軸受に組込む際に、リップが摺接する相手方の面の干渉によってリップが弾性変形するときの基部に対する変形量をいう。特に、本明細書においては、リップ中の変形が最大となる箇所が、軸受の軸方向に変形する変形量のことを指すものとする。
【００３２】
一方、外輪１の外端部内周面とハブ４の中間部外周面との間に設けたシール装置１６は、図３に示す様に、それぞれが円環状に形成された芯金２９とシール部材３０とから成る。このうちの芯金２９は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）等の例えば厚さ０．５乃至０．８ｍｍ程度の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形しており、外輪１の外端部内周面に内嵌固定自在な円筒部３４を有する。そして、この円筒部３４の外周面と外輪１の外端部内周面とは若干の締り嵌めとしている。そして、シール部材３０の少なくとも軸方向に摺接させるリップの締め代３１を、０．３乃至１．０ｍｍの範囲としている。
【００３３】
上述の様に構成する本実施形態の場合には、シール装置１５を構成するシール部材２１のリップ部２６、２７、２８、の先端周面を、スリンガ２０を構成する外側円輪部２５の内側面に摺接させ、残り二本のシールリップである中間シールリップ２７及び内側シールリップ２８の先端縁を、スリンガ２０を構成する内径側円筒部２４の外周面に摺接させる。また、シール装置１６を構成するシール部材３０は、リップ部３１、３２、３３を備え、芯金２９に接着等により接合固定されている。そして、二本のサイドシールリップ３１、３２の先端周面と、内輪３を構成する外径側フランジの付け根近傍のＲ部近傍に摺接させる。
【００３４】
次に、シール装置を構成するシール部材２１、３０の材料である弾性材について説明する。弾性材を構成するゴム組成物は、アクリロニトリルブタジエンゴム組成物であり、原料ゴムであるアクリロニトリルブタジエンゴムは、ブタジエンとアクリロニトリルとを共重合させた耐油性ゴムとして一般的に広く知られている。ゴム塑性物には、架橋系薬剤やカーボンブラックや珪酸塩等の補強性充填材、従来から公知の老化防止剤、補強剤、可塑剤、カップリング剤、顔料、染料、離型剤、加工助剤、導電性付与剤等の配合剤を必要に応じて適宜添加配合できる。
【００３５】
このゴム組成物の物性面に言及すると、シール部材の硬度は、補強性充填材、可塑剤等の添加量等によって影響を受けるが、シール装置の密封性から、ＩＲＨＤマイクロ硬さで、例えば６０乃至８５の範囲であり、より好ましくは初期硬さで例えば６５乃至８０の範囲である。なぜならば、転がり軸受の使用時に、熱の影響を受けたり、水に曝されたり、軸受およびシールのリップ間に封入したグリースの影響（膨潤、収縮）を受けてシール部材の硬さが変化してもＩＲＨＤマイクロ硬さで６０乃至８５の範囲を下回ったり、超える恐れが少ないためである。より詳細には、シール装置を１００℃で７０時間熱劣化させた後のシール部材の硬さの増加が、ＩＲＨＤマイクロ硬さで５以下であることが好ましく、シール装置を１００℃で７０時間水中に浸漬させた後のシール部材の硬さの増加が、ＩＲＨＤマイクロ硬さで５以下が好ましく、さらにシール装置を１００℃で７０時間、リップ間に封入するグリースに浸漬させた後のシール部材の硬さの変化が、ＩＲＨＤ硬さで−５乃至＋５の範囲にあることが好ましい。
【００３６】
上述したような熱劣化をさせた後、水中に浸漬させた後及びグリースに浸漬させた後のＩＲＨＤマイクロ硬さの変化が前記範囲にあれば、軸受の運転初期だけでなく、時間が経過し、熱の影響を受けたり、水に曝されたり、軸受およびシールのリップ間に封入したグリースの影響（膨潤、収縮）を受けても長期にわたって、リップ部の先端周面と、リップ部の先端が接触する相手面との摺接部の密封性を十分に確保できる。
【００３７】
本実施形態の転がり軸受に組み込まれるシール装置１５、１６のシール部材２１、３０を形成する材料のゴム組成物を得るための方法は特に限定されないが、例えば、先ず原料ゴムと充填剤と添加剤を、ゴム混練ロール、加圧ニーダ、バンバリーミキサー等の従来から公知のゴム用混練り装置を用いて均一に混練りする。このときの混練り条件は特に限定されないが、通常は例えば３０乃至１５０℃の温度で、例えば５乃至６０分間混練りすることによって、各種添加剤の十分な分散を図ることができる。
【００３８】
このゴム組成物をシール装置１５、１６のシール部材２１、３０とするための成形方法も特に限定されないが、未加硫のゴム組成物を金型の中で加圧しながら加熱すれば良く、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の公知のゴム成形方法により製造することが出来る。例えば、圧縮成形の場合、金型の中に予め接着剤を塗布・焼き付けた芯金（シール装置の芯部を形成）を挿入し、未加硫ゴム組成物のシートを乗せ、通常例えば１２０乃至２００℃で例えば３０秒乃至３０分程度加圧加硫することで製造することが出来る。また、必要に応じて、例えば１２０乃至２００℃で例えば１０分乃至１０時間後架橋、換言すれば後加硫してもよい。
【００３９】
（実施例による実験について）
本発明の効果を確認する為に、本発明者が行った実験について説明する。実験は、各材料を次の表１に記載した配合比で混合して成るシール部材２１を備えた図２に示すシール装置１５について、このシール装置１５の密封性能及び回転トルクとこのシール装置１５を構成するリップ部２６と、スリンガ２０を構成する外側円輪部２５の内側面との締め代との関係を調べた。なお、下記の表１に記載した数値は、それぞれ重量部を表している。
【００４０】
【表１】
2005016683.tif 000003
【００４１】
先ず、表１に記載した材料のうちの加硫促進剤を除く材料を、この表１に記載した割合で混合し、この混合したゴム生地を１５０℃になるまで加圧ニーダを用いて混練りした。そして、得られた混練物（ゴム生地）に加硫促進剤を表１に記載した割合で添加し、それぞれ回転速度を２８ｍｉｎ−１，２０ｍｉｎ−１で回転させた８インチロールで温度を５０℃に保ちつつ混練を施し、厚さ約０．８ｍｍの未加硫ゴムシートを作成した。
【００４２】
次に、厚さ０．６ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）をプレス成形により図２に示す形状に形成した芯金１９を洗浄した後、この芯に接着剤を塗布した状態で、この芯金１９と未加硫ゴムシートとを成形型のキャビティ内にセットし、圧力４．９ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）で加圧しつつ１８０℃で５分間、加硫成形を行なった。なお、この様に形成したシール装置１５を構成する芯金１９の外径側円筒部２２の外径は約７２ｍｍであり、同じくスリンガ２０の内径側円筒部２４の内径は約６０ｍｍである。またリップ２７、２８の内径側円筒部２４の外径との締め代は、それぞれ直径で１．６ｍｍと０．２ｍｍで一定とした。なお、スリンガ２０は、ステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０）により造られ、厚さは０．６ｍｍである。
【００４３】
（密封性試験）
図４に示すシール回転試験機を用い、泥水中にシール装置が水没した状態を想定して実施した。なお、図示されるシール回転試験機は、図示しない動力源によって回転させられる軸３８に、スリンガ２０（図２参照）を装着したシール装置１５を組み込み、内部に貯留した泥水３９にシール装置１５が約半周にわたって浸漬される用に配置して、軸３８を所定の回転速度で回転させる構成となっている。また、泥水の貯留部とは反対側に漏電センサ４０が設置されており、泥水が漏水した場合に検知する構成となっている。試験条件は以下の通りであり、漏水が検知されるまでの時間を測定し、測定結果を図５に実線によって示した。図５は、シール装置１５の密封性試験および回転トルク試験の結果を示すグラフである。
2005016683.tif 000004
【００４４】
図５に示すように、シール装置１５を構成するシール部材２１の、軸方向（スリンガ２０の外側円輪部２３の内側面）に摺接させるリップ２６の締め代を、０．３乃至１．０ｍｍの範囲とする事により、泥水の浸入を３００時間以上防止する事ができる。言い換えれば、この様にシール部材２１のリップ２６の締め代を規制する事により、このシール装置１５を組み付けたシール装置付転がり軸受の耐久性を十分に確保できる事が確認できた。
【００４５】
（シール回転トルク試験）
次に、シール回転トルク試験機（図示せず）を用い、回転開始から３０分経過後の安定した状態でのシール回転トルクを測定した。このときの測定結果を、図５に破線によって示した。なお、このときの試験条件は下記の通りである。
2005016683.tif 000005
【００４６】
図５に示すように、シール装置１５を構成するシール部材２１の、軸方向（スリンガ２０の外側円輪部２３の内側面）に摺接させるリップ２６の締め代を、１．０ｍｍ以下とすることにより、過度なトルク上昇を来たさない事が確認できた。
【００４７】
次に、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第２及び第３の実施形態について説明する。以下、上述した第１の実施形態と同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。図６は、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第２の実施形態の断面図である。また、図７は、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第３の実施形態の断面図である。これらの各複列転がり軸受はそれぞれ、内周面に複列の外輪軌道８を有する外輪１ａ、１ｂと、それぞれの外周面に内輪軌道９を有する一対の内輪５ａ、５ｂと、これら各内輪軌道９と各外輪軌道８との間にそれぞれ複数個ずつ、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けられたボール１３とを備える。そして、これら各ボール１３を設置した空間１７の両端開口部を、それぞれ前述の図２に詳示したものと同様なシール装置１５により密封している。
【００４８】
なお、図６に示した複列転がり軸受を構成する外輪１ａは、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造ると共に、その外周面を単なる円筒面としているのに対し、図７に示した複列転がり軸受を構成する外輪１ｂは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造ると共に、その外周面につば状に張り出して形成されたフランジ４１を設けている。これら図６、７に示した各複列転がり軸受はそれぞれ、図示しない自動車の懸架装置に、各外輪１ａ、１ｂを支持すると共に、それぞれ軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造られた各内輪５ａ、５ｂの内径側に、車輪と共に回転する軸部材を嵌合支持する。
【００４９】
次に、図８は、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第４の実施形態を備えてなる、独立式の懸架装置に支持する従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪等の非駆動輪）用の自動車用ハブユニットの断面図である。図８に示すように、この自動車用ハブユニットは、従動輪用である事に伴い、ハブ４ｃの中心部にスプライン孔を設けていない。又、このハブ４ｃの内端部に設けた円筒部４２の先端部を径方向外方に塑性変形させてかしめ部４３を形成し、このかしめ部４３によりハブ４ａと共に内輪相当部材３ｃを構成する内輪５ｃを抑え付けている。
【００５０】
この図８に示した従動輪用の自動車用のハブユニットの場合も、第１の実施形態に係る駆動輪用の自動車用ハブユニットの場合と同様、各ボール１３を設置した空間１７の両端開口部を、それぞれ図２、３に詳示したようなシール装置１５、１６によってそれぞれ密封している。なお、ハブ４ａは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事によって製作され、また、内輪５は、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事によって製作されている。
【００５１】
次に、図９は、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第５の実施形態を備えてなる、従動輪用の自動車用ハブユニットの他の例を示す図である。この図９に示す自動車用ハブユニットは、外周面の外端寄り部分に車輪を固定する為の取付フランジ７ｅと、内周面の中間部乃至内端部に複列の外輪駆動８を、それぞれ有するハブ４ｂと、それぞれの外周面に内輪軌道９を有する一対の内輪５ｅ、５’ｅと、これら各内輪軌道９と各外輪軌道８との間にそれぞれ複数個ずつ、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けられたボール１３とを備える。
【００５２】
そして、これら各ボール１３を設置した空間１７の内端つまり車体内側寄りの開口部を、前述の図２に詳示した様なシール装置１５により密封している。車両への組付け時には、懸架装置の一部に設けた支持軸に、各内輪５ｅ、５’ｅを外嵌固定する。又、取付フランジ７に車輪を固定する。なお、ハブ４ｂは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事によって製作され、また、内輪５ｅ、５’ｅは、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事によって製作されている。
【００５３】
次に、図１０は、本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第６の実施形態を備えてなる従動輪用の自動車用ハブユニットの断面図である。本実施形態のシール装置付転がり軸受である複列転がり軸受は、外周面の内端部に取付部２ｆを有し、内周面に複列の外輪軌道８を有する外輪１ｆと、それぞれの外周面に内輪軌道９を有する一対の内輪５ｆ、５’ｆと、これら各内輪軌道９、９と各外輪軌道８との間にそれぞれ複数個ずつ、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けられたボール１３とを備える。そして、これら各ボール１３を設置した空間１７の内端開口部を、前述の図２と同様なシール装置１５により密封している。
【００５４】
この図１０に示した複列転がり軸受は、使用時に従動輪と共に回転する図示しないハブに各内輪５ｆ、５’ｆを外嵌固定する事により、従動輪用の自動車用ハブユニットを構成する。又、車両への組付け時には、懸架装置に外輪１ｆを、取付部２により結合固定する。なお、外輪１ｆは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事によって製作され、各内輪５ｆ、５’ｆを、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事によって製作されている。このような本実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
なお、本発明は、上述した実施形態によって限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更を加えることができる。例えば、シール装置のリップの数や形状も変更することができる。また、内輪および外輪の形状や、スリンガの有無についても、適宜変更することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のシール装置付転がり軸受は、以上に述べた様に構成され作用するので、雨水、泥水、洗浄水等に曝されると言った厳しい環境下で使用される場合でも、この様な雨水、泥水、洗浄水等の水分が転がり軸受の内部に浸入する事を防止できる。この為、この様な厳しい環境下で使用される自動車用ハブユニット等のシール装置付転がり軸受の長寿命化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第１の実施形態を備え、自動車の車輪を懸架装置に支持するために用いられる自動車用ハブユニットの断面図である。
【図２】図１のシール装置付転がり軸受に備えられるシール装置の拡大断面図である。
【図３】図１のシール装置付転がり軸受に備えられるシール装置の拡大断面図である。
【図４】シール装置の密封性試験に用いたシール回転試験機の構成を示す概略図である。
【図５】シール装置の密封性試験および回転トルク試験の結果を示すグラフである。
【図６】本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第２の実施形態の断面図である。
【図７】本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第３の実施形態の断面図である。
【図８】本発明を適用してなる適用してなるシール装置付転がり軸受の第４の実施形態を備えてなる自動車用ハブユニットの断面図である。
【図９】本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第５の実施形態の断面図である。
【図１０】本発明を適用してなるシール装置付転がり軸受の第６の実施形態を備えてなる従動輪用の自動車用ハブユニットの断面図である。
【符号の説明】
１  外輪相当部材
３  内輪相当部材
５  内輪
１３  ボール
１５  シール装置
１６  シール装置
１７  空間
１９  芯金
２０  スリンガ
２１  シール部材
２６  リップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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