(57)【要約】【課題】シールの密封性を維持すると共に、シールの回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外方部材の両端部に装着されたシールを備えた車輪用軸受装置において、シールのうちアウター側のシール８が、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ｂに装着された金属環１１と、外方部材１０のアウター側の端部外周に圧入された芯金１３を備え、この芯金１３と金属環１１の対向する面に磁石１４、１５がそれぞれ接合され、これら磁石間に磁性オイル１６が注入された流体シール１２で構成されているので、シール８の密封性を維持すると共に、シール８の回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図ることができる。【選択図】図２
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【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、
外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材の両端部に配設されたシールと、を備えた車輪用軸受装置において、
前記シールのうち少なくとも一方のシールが、一対の磁石を前記外方部材と内方部材に対向配置し、これら磁石間に磁性オイルが注入された流体シールで構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
内方部材が、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に装着された金属環と、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入された芯金を備え、この芯金と前記金属環に前記磁石がそれぞれ接合されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記金属環が、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に外嵌される円筒状の嵌合部と、円弧状に形成された基部に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部とを備え、前記芯金が、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のアウター側の端部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する円板部、およびこの円板部の内径端からアウター側に延びる円筒状の鍔部を備えると共に、前記金属環と芯金の円板部に前記磁石がそれぞれ接合されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記芯金の嵌合部のインナー側の端部から径方向外方に延びる円板状の堰部を備えている請求項３に記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記金属環が、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に外嵌される円筒状の嵌合部と、円弧状に形成された基部に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる円筒状の傘部を備え、この傘部の内径に前記磁石が接合されると共に、前記芯金が、前記外方部材に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のアウター側の端部から径方向外方に延びる鍔部を備え、前記嵌合部の外径に前記磁石が接合されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記外方部材のインナー側の端部内周と、前記内輪の外径に芯金が圧入され、これら芯金に前記磁石が接合されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項７】
外方部材側の芯金が、前記外方部材に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のアウター側の端部から径方向内方に延びる鍔部、および前記嵌合部のインナー側の端部から径方向外方に延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する円板部を備え、前記嵌合部の内径に前記磁石が接合されると共に、前記内輪側の芯金が、前記内輪に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部、およびこの立板部からインナー側に延びる円筒部を備え、この円筒部に前記磁石が接合されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
【請求項８】
前記外方部材のインナー側の端部内周と前記内輪の外径との間に形成される環状空間の開口部に、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された芯金が装着され、これら芯金が、円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向に延びる立板部を備え、これらの立板部に前記磁石が接合されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
【請求項９】
前記外方部材と内方部材の対向する面に前記磁石が直接接合されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項１０】
前記磁石が焼結磁石またはエラストマーに磁性体粉が混入されたゴム磁石あるいはプラスティック磁石からなっている請求項１乃至３および請求項５乃至９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】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置に関し、詳しくは、軸受部に装着されたシールの密封性を確保すると共に、当該シールの回転フリクションを低減させた車輪用軸受装置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。然るに、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。係る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フランジまたは車輪取付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】
これらの軸受部には、通常、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のであるが、近年、自動車のメンテナンスフリー化が進み、車輪用軸受装置においてもさらなる長寿命化が要求されるようになっている。
【０００４】
従来、密封性を高めたシールに関しては種々提案されており、例えば特許文献１で開示されたものが代表的な一例として挙げられる。係るシールは、図６に示すように、相対回転する軸受内輪等からなる内方部材１０１と軸受外輪等からなる外方部材１０２との間を密封するためのものであり、内方部材１０１および外方部材１０２に各々取り付けられて互いに対向する断面Ｌ字状でスリンガ１０３および環状のシール板１０４から構成されている。
【０００５】
スリンガ１０３は、内方部材１０１の外径面に圧入された円筒部１０３ａと、この円筒部１０３ａから径方向外方に延びる立板部１０３ｂとを有し、鋼板からプレス加工によって形成されている。また、シール板１０４は、断面Ｌ字状の鋼板製の芯金１０５にゴムまたは合成樹脂等のシール部材１０６を設けたもので、芯金１０５の円筒部１０５ａを外方部材１０２の内径面に圧入することによって取り付けられている。
【０００６】
シール部材１０６は、芯金１０５の内側を覆って設けられたものであり、サイドリップ１０６ａとダストリップ１０６ｂ、およびグリースリップ１０６ｃを有している。サイドリップ１０６ａは、芯金１０５の立板部１０５ｂから斜め外径側に延びて先端がスリンガ１０３の立板部１０３ｂに摺接し、ダストリップ１０６ｂは、立板部１０５ｂの先端付近から斜め内径側に延びて先端がスリンガ１０３の円筒部１０３ａに摺接している。一方、グリースリップ１０６ｃは、芯金１０５の立板部１０５ｂの先端からスリンガ１０３の立板部１０３ｂとは反対側の斜め内径側に延び、先端がスリンガ１０３の円筒部１０３ａに摺接している。
【０００７】
しかして、内方部材１０１が回転側となる場合は、シールの空間Ｓ内にある泥水の水分あるいは異物を遠心力により振り切り、密封力を下げることなく迅速に排除する作用が得られる。また、これよりもさらに内側にダストリップ１０６ｂおよびグリースリップ１０６ｃがあるため、外部からの泥水等の浸入防止を３重に行うと共に、内部の潤滑剤に対する密封作用が得られる。
【０００８】
然しながら、上記の如き従来の車輪用軸受装置においては、シールの空間Ｓ内にある泥水の水分等を遠心力により振り切ると共に、サイドリップ１０６ａとダストリップ１０６ｂおよびグリースリップ１０６ｃにより、外部からの泥水等の浸入防止を３重に行い、高い密封作用を得ようとしているものの、そのような３重のシール接触抵抗によって回転トルクが増大し、車両の低燃費化が阻害されると共に、シールの発熱と共に耐久性が低下し、軸受寿命にも悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００９】
このような不具合を抑制すべく、ダストリップ１０６ｂを廃止することが考えられるが、その場合、サイドリップ１０６ａによるシールが不十分となってしまうと共に、グリースリップ１０６ｃによるシール接触抵抗が発生することから、顕著なシールトルク軽減効果を得ることができず、車両の低燃費化にあまり貢献できないという問題があった。一方、ダストリップ１０６ｂを廃止すると共に、サイドリップを複数枚（例えば２枚）形成すれば、シール効果を維持させ得ると考えられるが、その場合、シールの軸受への装着前における単体状態では、シール板１０４とスリンガ１０３とが分離し易くなってしまうため、当該シール板１０４とスリンガ１０３とを別々に組み付ける必要が生じ、軸受への組み付け性が悪化してしまうという問題があった。
【００１０】
このような問題を解決したシールとして、図７に示すようなシール５１が知られている。このシール５１は、互いに対向配置されたスリンガ５２と環状のシール板５３とからなる。スリンガ５２は鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、内方部材（図示せず）に圧入される円筒部５２ａと、この円筒部５２ａから径方向外方に延びる立板部５２ｂとからなる。
【００１１】
一方、シール板５３は断面略Ｌ字状に形成され、外方部材（図示せず）に装着され、芯金５４と、この芯金５４に加硫接着されたシール部材５５とからなる。芯金５４は鋼板からプレス加工にて形成され、外方部材の端部に内嵌された円筒部５４ａと、この円筒部５４ａから径方向内方に延びる立板部５４ｂとからなる。
【００１２】
一方、シール部材５５はニトリルゴム等の弾性部材からなり、スリンガ５２の立板部５２ｂに摺接する第１および第２のサイドリップ５５ａ、５５ｂを有している。これら第１および第２のサイドリップ５５ａ、５５ｂは、芯金５４の立板部５４ｂから外径側に傾斜して形成され、それらの先端がスリンガ５２の立板部５２ｂに所定のシメシロをもって摺接している。このように、一対のサイドリップ５５ａ、５５ｂを有しているため、従来の如くダストリップを廃止してもシールの密封性を維持することができる。
【００１３】
また、シール部材５５は芯金５４の円筒部５４ａの外表面に回り込んで固着され、気密性の向上を図ると共に、芯金５４の立板部５４ｂの内縁にまで回り込んで固着され、かつ、スリンガ５２の円筒部５２ａ側に向かって突出したグリースリップ５５ｃが形成されている。このグリースリップ５５ｃは、先端がスリンガ５２の円筒部５２ａに対して所定の緊迫力を持っている。
【００１４】
ここで、少なくともシール５１の外方部材と内方部材との間への装着前において、グリースリップ５５ｃの緊迫力Ｐ１（スリンガ５２の円筒部５２ａに対する接触荷重）と第１のサイドリップ５５ａおよび第２のサイドリップ５５ｂの接触荷重Ｐ２（両サイドリップの接触荷重の合計）とが、Ｐ１≧Ｐ２となるよう設定されている。
【００１５】
すなわち、グリースリップ５５ｃの緊迫力Ｐ１は、第１のサイドリップ５５ａおよび第２のサイドリップ５５ｂの接触荷重Ｐ２より大きい、または当該緊迫力Ｐ１と接触荷重Ｐ２とが同等となるよう設定されているのである。係る第１のサイドリップ５５ａおよび第２のサイドリップ５５ｂの接触荷重Ｐ２は、シール板５３をスリンガ５２から離間させようとする方向（図７中左向き）に働く力であり、かつ、グリースリップ５５ｃの緊迫力Ｐ１は、当該離間させようとする力に対して抗する方向（図７中右向き）に働く力であるため、上記関係式の如き設定とすることにより、シール５１の軸受への装着前における単体状態で、シール板５３とスリンガ５２とが分離してしまうのを回避できるのである。
【００１６】
したがって、シール板５３とスリンガ５２とをユニット化して軸受に組み付けることができるため、これらを別々に組み付ける必要がなく、シール５１の密封性を維持すると共に、当該シール５１の軸受への組み付け性を向上させることができる車輪用軸受装置を提供することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−０６５７０４号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
然しながら、このようなシール５１では、外部からの泥水等が軸受内部に浸入しないように一対のサイドリップ５５ａ、５５ｂをスリンガ５２に接触させる必要がある。そのため、その摺動抵抗によりフリクションが発生してしまい、発熱と共にリップ摩耗が生じて耐久性が低下すると共に、車両の低燃費化にも課題があった。
【００１９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、接触シールを廃止して磁性オイルを用いた流体シールに着目し、シールの密封性を維持すると共に、シールの回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の両端部に配設されたシールと、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、一対の磁石を前記外方部材と内方部材に対向配置し、これら磁石間に磁性オイルが注入された流体シールで構成されている。
【００２１】
このように、外方部材の両端部に装着されたシールを備えた車輪用軸受装置において、シールのうち少なくとも一方のシールが、一対の磁石を外方部材と内方部材に対向配置し、これら磁石間に磁性オイルが注入された流体シールで構成されているので、シールの密封性を維持すると共に、シールの回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２２】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記内方部材が、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に装着された金属環と、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入された芯金を備え、この芯金と前記金属環に前記磁石がそれぞれ接合されていれば、省スペースに配設でき、回転中の遠心力でも磁性オイルが飛散することがない。
【００２３】
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記金属環が、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に外嵌される円筒状の嵌合部と、円弧状に形成された基部に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部とを備え、前記芯金が、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のアウター側の端部から径方向内方に延び、前記外方部材のアウター側の端面に密着する円板部、およびこの円板部の内径端からアウター側に延びる円筒状の鍔部を備えると共に、前記金属環と芯金の円板部に前記磁石がそれぞれ接合されていれば、省スペースに配設でき、芯金の鍔部によって磁性オイル注入時の軸受内部への浸入を防止することができる。
【００２４】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記芯金の嵌合部のインナー側の端部から径方向外方に延びる円板状の堰部を備えていれば、この堰部によって芯金の剛性を高めることができると共に、外方部材の外周面から流入してくる泥水を堰き止めることができ、一層の密封性を確保することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明のように、前記金属環が、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に外嵌される円筒状の嵌合部と、円弧状に形成された基部に対応して円弧状に形成された湾曲部と、この湾曲部から径方向外方に延び、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に密着される円板部と、この円板部の外径部から前記車輪取付フランジに対して軸方向に離間して延びる円筒状の傘部を備え、この傘部の内径に前記磁石が接合されると共に、前記芯金が、前記外方部材に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のアウター側の端部から径方向外方に延びる鍔部を備え、前記嵌合部の外径に前記磁石が接合されていれば、回転中の遠心力でも磁性オイルが飛散することがなく、また、芯金の鍔部によって磁性オイル注入時の軸受内部への浸入を防止するだけでなく、芯金の剛性を高めることができると共に、外方部材に芯金を圧入する際、圧入治具が当接する面積が大きくなって圧入作業が容易になり、かつ位置決め精度を向上させることができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明のように、前記外方部材のインナー側の端部内周と、前記内輪の外径に芯金が圧入され、これら芯金に前記磁石が接合されていても良い。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明のように、前記外方部材側の芯金が、前記外方部材に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のアウター側の端部から径方向内方に延びる鍔部、および前記嵌合部のインナー側の端部から径方向外方に延び、前記外方部材のインナー側の端面に密着する円板部を備え、前記嵌合部の内径に前記磁石が接合されると共に、前記内輪側の芯金が、前記内輪に圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部のインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部、およびこの立板部からインナー側に延びる円筒部を備え、この円筒部に前記磁石が接合されていれば、鍔部によって磁性オイル注入時の軸受内部への浸入を防止することができると共に、円板部によって、芯金の剛性を高めることができ、外方部材に芯金を圧入する際、圧入治具が当接する面積が大きくなって圧入作業が容易になり、かつ位置決め精度を向上させることができる。
【００２８】
また、請求項８に記載の発明のように、前記外方部材のインナー側の端部内周と前記内輪の外径との間に形成される環状空間の開口部に、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された芯金が装着され、これら芯金が、円筒状の嵌合部と、この嵌合部から径方向に延びる立板部を備え、これらの立板部に前記磁石が接合されていれば、芯金と流体シールとをユニット化した状態で一体的に軸受に組み立てることができ、組立作業を簡素化できると共に、芯金によって回転中の遠心力でも磁性オイルが飛散することがなく、シールの密封性を維持することができる。
【００２９】
また、請求項９に記載の発明のように、前記外方部材と内方部材の対向する面に前記磁石が直接接合されていれば、部品点数の削減と、組立工数を簡素化できて低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記磁石が焼結磁石またはエラストマーに磁性体粉が混入されたゴム磁石あるいはプラスティック磁石からなっていても良い。
【発明の効果】
【００３１】
本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、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の両端部に配設されたシールと、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうち少なくとも一方のシールが、一対の磁石を前記外方部材と内方部材に対向配置し、これら磁石間に磁性オイルが注入された流体シールで構成されているので、シールの密封性を維持すると共に、シールの回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の一方のシールを示す要部拡大図である。
【図３】図１の他方のシールを示す要部拡大図である。
【図４】（ａ）は、図２のシールの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、同上、他の変形例を示す要部拡大図、（ｃ）は、同上、他の変形例を示す要部拡大図である。
【図５】（ａ）は、図３のシールの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、同上、他の変形例を示す要部拡大図である。
【図６】従来のシールを示す要部拡大図である。
【図７】他の従来のシールを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面ら軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材の両端部に装着されたシールと、を備えた車輪用軸受装置において、前記シールのうちアウター側のシールが、前記車輪取付フランジのインナー側の基部に装着された金属環と、前記外方部材のアウター側の端部外周に圧入された芯金を備え、この芯金と前記金属環の対向する面に磁石がそれぞれ接合され、これら磁石間に磁性オイルが注入された流体シールで構成されている。
【実施例】
【００３４】
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。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の一方のシールを示す要部拡大図、図３は、図１の他方のシールを示す要部拡大図、図４（ａ）は、図２のシールの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、同上、他の変形例を示す要部拡大図、（ｃ）は、同上、他の変形例を示す要部拡大図、図５（ａ）は、図３のシールの変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、同上、他の変形例を示す要部拡大図である。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。
【００３５】
図１に示す車輪用軸受装置は従動輪用の第３世代と呼称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）７、７とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に所定のシメシロを介して圧入された内輪３とからなる。
【００３６】
ハブ輪２は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる小径段部２ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ４の周方向等配位置にはハブボルト４ａが植設されている。内輪３は、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５によって予圧が付与された状態で、ハブ輪２に対して軸方向に固定されている。
【００３７】
外方部材１０は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが形成されている。これら両転走面１０ａ、２ａおよび１０ａ、３ａ間には保持器６を介して複列の転動体７、７が転造自在に収容されている。この外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１０ａ、１０ａが、高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。
【００３８】
外方部材１０の両端部にはシール８、９が装着され、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間の両側開口部を密封している。これらのシール８、９により、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。
【００３９】
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ｂから小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。なお、加締部５は鍛造後の素材の生のままとされている。一方、内輪３は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。また、転動体７は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。
【００４０】
なお、ここでは、転動体７にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体７に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。また、本発明に係る車輪用軸受装置は、例示した第３世代構造以外にも、例えば、第１世代や第２世代あるいは第４世代構造にも適用することができる。
【００４１】
ここで、シール８、９のうちアウター側のシール８は、図２に拡大して示すように、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ｂに装着された金属環１１と、外方部材１０のアウター側の端部外周に所定のシメシロを介して圧入された芯金１３、およびこれら金属環１１と芯金１３との間に径方向に対向配置された流体シール１２とで構成されている。金属環１１は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて形成されている。なお、ここでは、後述する外磁石１５の磁力を高めるために、強磁性体からなるフェライト系ステンレス鋼板が好ましい。
【００４２】
金属環１１は、基部４ｂ（ハブ輪２の肩部）に外嵌される円筒状の嵌合部１１ａと、円弧状に形成された基部４ｂに対応して円弧状に形成された湾曲部１１ｂと、この湾曲部１１ｂから径方向外方に延び、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｃに密着される円板部１１ｃと、この円板部１１ｃの外径部から車輪取付フランジ４に対して軸方向に離間して延びる円筒状の傘部１１ｄと、を備えている。この傘部１１ｄは、後述する流体シール１２を構成する外磁石１５を接合する部位で、金属環１１の剛性を向上させて金属環１１の寸法・形状精度を高めることができる。
【００４３】
基部４ｂは、車輪取付フランジ４との間の角部に所定の曲率半径ｒからなる断面円弧面に形成されている。そして、この円弧面に対応して、金属環１１の湾曲部１１ｂは所定の曲率半径Ｒからなる円弧面からなり、それぞれの曲率半径Ｒ、ｒがＲ≧ｒになるように設定されている。これにより、金属環１１を基部４ｂに嵌合した時に基部４ｂの円弧面に金属環１１の湾曲部１１ｂが干渉して浮き上がるのを防止している。
【００４４】
一方、芯金１３は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて円筒状に形成され、外方部材１０に圧入される円筒状の嵌合部１３ａと、この嵌合部１３ａのアウター側の端部から径方向外方に延びる鍔部１３ｂを備えている。この鍔部１３ｂによって磁性オイル１６注入時の軸受内部への浸入を防止するだけでなく、芯金１３の剛性を高めることができると共に、外方部材１０に芯金１３を圧入する際、圧入治具（図示せず）が当接する面積が大きくなって圧入作業が容易になり、かつ位置決め精度を向上させることができる。なお、芯金１３は、後述する内磁石１４の磁力を高めるために、強磁性体からなるフェライト系ステンレス鋼板が好ましい。
【００４５】
流体シール１２は、芯金１３に外嵌された内磁石１４と、金属環１１の傘部１１ｄに内嵌された外磁石１５、およびこの外磁石１５と内磁石１４との間に注入された磁性オイル１６とで構成されている。
【００４６】
なお、ここで言う「磁性オイル」とは、磁性微粒子を界面活性剤で安定的に分散させた液体で、強磁性体という磁性体としての性質と、流動性という液体の性質とを兼ね備えている。ここで用いられる磁性微粒子は、磁場下では磁気モーメントがそれに配向するが、無磁場下では自由な方向を向くという、超常磁性を示す直径が略１０μｍの超微粒子である。すなわち、磁石（内磁石１４、外磁石１５）を近付ければ磁石に引き寄せられるが、その際、磁石のＮ局−Ｓ極に構成される磁力線に沿って配向しようとする。この配向しようとする力と磁性オイル１６の持っている界面張力の拮抗の結果、磁性オイル１６の表面はトゲトゲ状となり、これをスパイク現象というが、磁石を遠ざけると何の変哲もない流体として挙動するものである。
【００４７】
内磁石１４と外磁石１５は、ゴム等のエラストマーにフェライト等の磁性体粉が混入された、所謂ゴム磁石あるいはプラスティック磁石からなり、加硫接着等で一体に接合されている。外磁石１５は、接合力を強固にするため、金属環１１の傘部１１ｄの端部に回り込むように接合されている。なお、内磁石１４と外磁石１５を焼結磁石で構成し、接着剤等で一体に接合するようにしても良い。
【００４８】
本実施形態では、固定側部材となる外方部材１０とハブ輪２との間にそれぞれ芯金１３と金属環１１を介して外磁石１５と内磁石１４を径方向に対向配置し、これら磁石間に磁性オイル１６を注入したので、回転中の遠心力でも磁性オイル１６が飛散することがなく、シール８の密封性を維持すると共に、シール８の回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００４９】
インナー側のシール９は、図３に拡大して示すように、外方部材１０のインナー側の端部内周に圧入された芯金１７と、内輪３の外径に圧入された芯金１８、およびこれら両芯金１７、１８との間に径方向に対向配置された流体シール１９とで構成されている。
【００５０】
芯金１７は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて円筒状に形成され、外方部材１０に圧入される円筒状の嵌合部１７ａと、この嵌合部１７ａのアウター側の端部から径方向内方に延びる鍔部１７ｂ、および嵌合部１７ａのインナー側の端部から径方向外方に延び、外方部材１０のインナー側の端面１０ｃに密着する円板部１７ｃを備えている。この鍔部１７ｂによって磁性オイル１６注入時の軸受内部への浸入を防止することができる。また、円板部１７ｃによって、芯金１７の剛性を高めることができると共に、外方部材１０に芯金１７を圧入する際、圧入治具（図示せず）が当接する面積が大きくなって圧入作業が容易になり、かつ位置決め精度を向上させることができる。なお、芯金１７は、後述する外磁石２０の磁力を高めるために、強磁性体からなるフェライト系ステンレス鋼板が好ましい。
【００５１】
芯金１８は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて円筒状に形成され、内輪３に圧入される円筒状の嵌合部１８ａと、この嵌合部１８ａのインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部１８ｂ、およびこの立板部１８ｂからインナー側に延びる円筒部１８ｃを備えている。なお、芯金１８は、後述する内磁石２１の磁力を高めるために、強磁性体からなるフェライト系ステンレス鋼板が好ましい。
【００５２】
流体シール１９は、芯金１７に内嵌された外磁石２０と、芯金１８の円筒部１８ｃに外嵌された内磁石２１、およびこの内磁石２１と外磁石２０との間に注入された磁性オイル１６とで構成されている。内磁石２１と外磁石２０は、ゴム等のエラストマーにフェライト等の磁性体粉が混入されたゴム磁石からなり、加硫接着等で一体に接合されている。内磁石２１は、接合力を強固にするため、芯金１８の円筒部１８ｃの端部に回り込むように接合されている。
【００５３】
本実施形態では、固定側部材となる外方部材１０と内輪３との間にそれぞれ芯金１７、１８を介して外磁石２０と内磁石２１を径方向に対向配置し、これら磁石間に磁性オイル１６を注入したので、回転中の遠心力でも磁性オイル１６が飛散することがなく、シール９の密封性を維持すると共に、シール９の回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図ることができる。
【００５４】
図４（ａ）〜（ｃ）に図２のシール８の変形例を示す。なお、以下、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。（ａ）に示すシール２２は、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ｂに装着された金属環２３と、外方部材１０のアウター側の端部外周に所定のシメシロを介して圧入された芯金２４、およびこれら金属環２３と芯金２４との間に径方向に対向配置された流体シール２５とで構成されている。
【００５５】
金属環２３は、基部４ｂに外嵌される円筒状の嵌合部１１ａと、円弧状に形成された基部４ｂに対応して円弧状に形成された湾曲部１１ｂと、この湾曲部１１ｂから径方向外方に延び、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｃに密着される円板部１１ｃとを備えている。
【００５６】
流体シール２５は、芯金２４に接合された外磁石２６と、金属環２３の円板部１１ｃに接合された内磁石２７、およびこの内磁石２７と外磁石２６との間に注入された磁性オイル１６とで構成されている。内磁石２７と外磁石２６は、ゴム等のエラストマーにフェライト等の磁性体粉が混入されたゴム磁石からなり、加硫接着等で一体に接合されている。
【００５７】
芯金２４は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成され、外方部材１０に圧入される円筒状の嵌合部２４ａと、この嵌合部２４ａのアウター側の端部から径方向内方に延び、外方部材１０のアウター側の端面１０ｄに密着する円板部２４ｂ、およびこの円板部２４ｂの内径端からアウター側に延びる円筒状の鍔部２４ｃを備えている。この鍔部２４ｃによって磁性オイル１６注入時の軸受内部への浸入を防止することができる。
【００５８】
本実施形態では、外方部材１０のアウター側の端部とハブ輪２との間にそれぞれ芯金２４と金属環２３を介して外磁石２６と内磁石２７を軸方向に対向配置し、これら磁石間に磁性オイル１６を注入したので、省スペースに配設できシール２２の密封性を維持すると共に、シール２２の回転フリクションを低減させて軸受の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
（ｂ）に示すシール２８は、基本的には、（ａ）のシール２２の芯金２４の構成が一部異なるだけである。このシール２８は、車輪取付フランジ４のインナー側の基部４ｂに装着された金属環２３と、外方部材１０のアウター側の端部外周に所定のシメシロを介して圧入された芯金２９、およびこれら金属環２３と芯金２９との間に径方向に対向配置された流体シール２５とで構成されている。
【００６０】
芯金２９は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて形成され、外方部材１０に圧入される円筒状の嵌合部２４ａと、この嵌合部２４ａのアウター側の端部から径方向内方に延び、外方部材１０のアウター側の端面１０ｄに密着する円板部２４ｂと、この円板部２４ｂの内径端からアウター側に延びる円筒状の鍔部２４ｃ、および嵌合部２４ａのインナー側の端部から径方向外方に延びる円板状の堰部２９ａを備えている。この堰部２９ａによって芯金２９の剛性を高めることができると共に、外方部材１０の外周面から流入してくる泥水を堰き止めることができ、一層の密封性を確保することができる。
【００６１】
（ｃ）に示すシール３０は、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｃと、外方部材１０’のアウター側の端面１０ｄとの間に軸方向に対向配置された流体シール２５で構成されている。流体シール２５は、車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｃに埋設された外磁石２６と、外方部材１０’のアウター側の端面１０ｄに埋設された内磁石２７、およびこの内磁石２７と外磁石２６との間に注入された磁性オイル１６とで構成されている。
【００６２】
本実施形態では、流体シール２５を構成する外磁石２６と内磁石２７が、それぞれ芯金等を介さずに直接外方部材１０のアウター側の端面１０ｄと車輪取付フランジ４のインナー側の側面４ｃに直接埋設されているので、さらに省スペースに配設でき、コンパクト化を図ると共に、部品点数の削減と、組立工数を簡素化できて低コスト化を図ることができる。
【００６３】
図５（ａ）、（ｂ）に図３のシール９の変形例を示す。なお、以下、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。（ａ）に示すシール３１は、外方部材１０のインナー側の端部内周に圧入された芯金３２と、内輪３の外径に圧入された芯金３３、およびこれら両芯金３２、３３との間に軸方向に対向配置された流体シール３４とで構成されている。
【００６４】
芯金３２、３３は、耐食性を有する鋼板、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面略Ｌ字状に形成されている。芯金３２は、外方部材１０に圧入される円筒状の嵌合部３２ａと、この嵌合部３２ａのアウター側の端部から径方向内方に延びる立板部３２ｂとを備えている。一方、芯金３３は、内輪３に圧入される円筒状の嵌合部３３ａと、この嵌合部３３ａのインナー側の端部から径方向外方に延びる立板部３３ｂとを備えている。
【００６５】
流体シール３４は、芯金３２の立板部３２ｂに接合された外磁石３５と、芯金３３の立板部３３ｂに接合された内磁石３６、およびこの内磁石３６と外磁石３５との間に注入された磁性オイル３７とで構成されている。内磁石３６と外磁石３５は、ゴム等のエラストマーにフェライト等の磁性体粉が混入されたゴム磁石からなり、加硫接着等で一体に接合されている。内磁石３６および外磁石３５は、接合力を強固にするため、それぞれ芯金３３、３２の立板部３３ｂ、３２ｂの端部に回り込むように接合されている。
【００６６】
本実施形態では、固定側部材となる外方部材１０と内輪３との間に形成される環状空間の開口部に、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された芯金３２、３３に流体シール３４が配設されているので、芯金３２、３３と流体シール３４とをユニット化した状態で一体的に軸受に組み立てることができ、組立作業を簡素化できる。また、芯金３２、３３によって回転中の遠心力でも磁性オイル３７が飛散することがなく、シール３１の密封性を維持することができる。
【００６７】
（ｂ）に示すシール３８は、外方部材１０’のインナー側の端部と、内輪３’との間に形成される環状空間の開口部に径方向に対向配置された流体シール３９で構成されている。流体シール３９は、外方部材１０’のインナー側の端部内周１０ｅに埋設された外磁石４０と、内輪３’の外径から突出して形成された大径部４３に埋設された内磁石４１、およびこの内磁石４１と外磁石４０との間に注入された磁性オイル４２とで構成されている。
【００６８】
本実施形態では、流体シール３９を構成する外磁石４０と内磁石４１が、それぞれ芯金等を介さずに直接外方部材１０’のインナー側の端部内周１０ｅと内輪３’の大径部４３に埋設されているので、部品点数の削減と、組立工数を簡素化できて低コスト化を図ることができる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る車輪用軸受装置は、内輪回転方式の第１乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１  内方部材
２  ハブ輪
２ａ、３ａ  内側転走面
２ｂ  小径段部
３、３’  内輪
４  車輪取付フランジ
４ａ  ハブボルト
４ｂ  車輪取付フランジのインナー側の基部
４ｃ  車輪取付フランジのインナー側の側面
５  加締部
６  保持器
７  転動体
８、２２、２８、３０  アウター側のシール
９、３１、３８  インナー側のシール
１０、１０’  外方部材
１０ａ  外側転走面
１０ｂ  車体取付フランジ
１０ｃ  外方部材のインナー側の端面
１０ｄ  外方部材のアウター側の端面
１０ｅ  外方部材のインナー側の端部内周
１１、２３  金属環
１１ａ、１３ａ、１７ａ、１８ａ、２４ａ、３２ａ、３３ａ  嵌合部
１１ｂ  湾曲部
１１ｃ、１７ｃ、２４ｂ  円板部
１１ｄ  傘部
１２、１９、２５、３４、３９  流体シール
１３、１７、１８、２４、２９、３２、３３  芯金
１３ｂ、１７ｂ、２４ｃ  鍔部
１４、２１、２７、３６、４１  内磁石
１５、２０、２６、３５、４０  外磁石
１６、３７、４２  磁性オイル
１８ｂ、３２ｂ、３３ｂ  立板部
１８ｃ  円筒部
２９ａ  堰部
４３  大径部
５１  シール
５２、１０３  スリンガ
５２ａ、５４ａ、１０３ａ、１０５ａ  円筒部
５２ｂ、５４ｂ、１０３ｂ、１０５ｂ  立板部
５３、１０４  シール板
５４、１０５  芯金
５５、１０６  シール部材
５５ａ  第１のサイドリップ
５５ｂ  第２のサイドリップ
５５ｃ、１０６ｃ  グリースリップ
１０１  内方部材
１０２  外方部材
１０６ａ  サイドリップ
１０６ｂ  ダストリップ
Ｐ１  グリースリップの緊迫力
Ｐ２  第１のサイドリップと第２のサイドリップの接触荷重
Ｓ  空間
【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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