JP7141199B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。詳しくは軸受用グリースとシール用グリースの混在を防止するためのシール部材を備える車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、内方部材が転動体を介して外方部材に回転自在に支持されている。車輪用軸受装置は、内方部材と外方部材間の内部空間に充填されるグリースが減ったり雨水や粉塵等の異物やデフオイルが入り込んだりすることで転動体や内方部材および外方部材の軌道面が損傷して軸受寿命が短くなる。このため、車輪用軸受装置には、外方部材と内方部材間の内部空間に充填されているグリースの漏出を防止するとともに外部から雨水や粉塵等の異物やデフオイルの入り込みを防止するためのシール部材が外方部材と内方部材との間に設けられている。

このような車輪用軸受装置において、より長い軸受寿命を得るために、シール部材に複数のシール機構を設けてシール性を向上させているものがある。シール部材には、複数のシールリップによってラビリンス構造部が構成されているものもある。このように構成することで、シール部材は、ラビリンスによりシールリップ先端への雨水や粉塵の入り込みが抑制され、シールリップ先端の損傷を防止し、シール性を向上させることができる。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受の密封装置は、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板とスリンガからなるパックシールで構成され、シール板は、外輪に圧入される芯金と、この芯金に一体に加硫接着されたシール部材とからなる。シール部材は、径方向外方に傾斜して立板部に摺接するサイドリップと、この内径側に径方向内方に傾斜して円筒部に摺接するグリースリップを備え、各リップの摺接部にグリースが塗布され、グリースリップの先端部に軸受内方側に突出する環状の舌片が一体に形成されると共に、円筒部の端部に径方向外方に延びる環状の屈曲部が形成され、これと舌片が僅かなすきまを介して対向しラビリンスシールが構成され、グリースを溜める環状の保持部が形成されている。

特開２０１４－１９０４６５号公報

特許文献１に記載の車輪用軸受の密封装置は、シールに塗布されたシール用グリースをシール部分に保持してシール性を確保することが目的であり、シール用グリースが密封装置内から軸受内部に漏れ出るもしくは密封装置の内部に軸受用グリースが入ってくることを防ぐ目的ではない。すなわち、この密封装置は、極狭い部分に形成されるラビリンス構造（ラビリンスシール）に関する技術であり、ある程度のシール用グリースの保持はできても、密封装置内への軸受用グリースの侵入もしくはシール用グリースの漏れを防止する構造ではない。

また、従来から軸受用グリースとシール用グリースは同じものを使用するのが一般的であったが、近年は更なる軸受の高機能性が求められ、軸受用グリースとシール用グリースとは異なる組成のグリースを使用することが多くなってきている。その際、軸受用グリースとシール用グリースが混ざり合ってしまうため軸受及びシールのそれぞれの性能に悪影響を及ぼすことが懸念される。さらに、今後は低燃費化を目的として、低フリクション化が求められる。すなわち、軸受内部のグリースの撹拌抵抗の低減を目的としたグリース粘度の低粘度化が求められる。これにより、グリースの流動性が高まることが予想され、今まで以上にグリースが動きやすくなり、軸受用グリースとシール用グリースが混在してしまう可能性が高くなる（図９参照）。よって、車輪用軸受装置においては、今まで以上に軸受用グリースとシール用グリースの混在を防止する技術が求められる。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、軸受用グリースとシール用グリースの混在を防止することができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。

即ち、内周に複列の外側転走面が一体に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、前記外方部材と前記内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、前記外方部材と内方部材との間に形成される内部空間をシールするシール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、前記シール部材が、前記外方部材もしくは前記内方部材のどちらか一方の部材に嵌合する芯金と、前記芯金に一体に形成されるとともに他方の部材に対向する弾性部材からなるリップとから構成され、前記リップが、前記他方の部材の摺接部に摺接するシールリップと、前記シールリップの軸受内方側に配置されとともに軸受内方側に傾斜して形成され、前記他方の部材の摺接部に摺接するラジアルリップと、からなり、前記ラジアルリップの軸受内方側を覆うとともに前記他方の部材の摺接部に接触しない円環状のカバーリップを前記リップに一体に形成したものである。

車輪用軸受装置においては、前記カバーリップの内径寸法は、前記他方の部材の摺接部の軸受内部側の外径寸法よりも小さいものである。

車輪用軸受装置においては、前記他方の部材の摺接部は、前記ラジアルリップの軸受内部側に前記カバーリップに近接するように傾斜する傾斜部を設けて、当該傾斜部の先端と前記カバーリップの先端が所定の隙間を介して重なり合うものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明によれば、カバーリップを設けることで、シール部材内からのシール用グリースの漏れとシール部材内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在を防止することができる。具体的には、カバーリップと他方の部材の摺接部とは接触していないため、カバーリップと他方の部材の摺接部との間にラビリンス構造が構成される。これにより、シール性が向上して、軸受用グリースとシール用グリースとの混在を防止することができる。

本発明によれば、カバーリップの内径寸法が他方の部材の摺接部の軸受外部側の外径寸法よりも小さくなるように構成し、カバーリップがラジアルリップをより広く覆うように構成されている。すなわち、カバーリップがラジアルリップをより広く覆うため、カバーリップと他方の部材の摺接部との間のラビリンス構造の領域が広がる。これにより、シール部材内からのシール用グリースの漏れとシール部材内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在をより効果的に防止することができる。

本発明によれば、他方の部材の摺接部は、ラジアルリップの軸受内部側にカバーリップに近接するように傾斜する傾斜部を設けて、当該傾斜部の先端と前記カバーリップの先端が所定の隙間を介して重なり合うように構成している。すなわち、傾斜部の先端とカバーリップの先端が所定の隙間を介して重なり合うようにラビリンス構造が構成される。これにより、シール部材内からのシール用グリースの漏れとシール部材内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在をより効果的に防止することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す斜視図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるインナー側シール部材の構成を示す拡大端面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す拡大端面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態におけるインナー側シール部材の構成を示す拡大端面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す拡大端面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態におけるインナー側シール部材の構成を示す拡大端面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態におけるアウター側シール部材の構成を示す拡大端面図。 従来の車輪用軸受装置の一部を示す拡大端面図。

以下に、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１と図２に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５ａ、アウター側ボール列５ｂ、インナー側シール部材６、アウター側シール部材１２を具備する。なお、本明細書において、インナー側とは、車輪用軸受装置１を車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車輪用軸受装置１を車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、本発明において一方の部材とは、車輪用軸受装置を構成する、内方部材および外方部材のうちの一方を意味し、他方の部材とは、内方部材および外方部材のうちの他方を意味する。例えば、本実施形態の車輪用軸受装置１において、一方の部材とは、外方部材である外輪２のことを意味し、他方の部材とは、内方部材であるハブ輪３と内輪４のことを意味する。

外方部材である外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成され、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪２において、車載時に車体側に配置される外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２において、車載時に車輪側に配置されるアウター側端部には、アウター側シール部材１２が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。

外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。アウター側の外側転走面２ｄは、インナー側の外側転走面２ｃとピッチ円直径とが同等もしくは大きくなるように形成されている。インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとには、例えば、高周波焼入れによって表面硬さを５８～６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない懸架装置のナックルに取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。

内方部材は、ハブ輪３と内輪４とによって構成されている。内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、有底円筒状に形成され、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０～０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪３において、車載時に車体側に配置されるインナー側端部には、外周面に縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３において、車載時に車輪側に配置されるアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置にハブボルト３ｄが設けられている。また、ハブ輪３のアウター側の外周面には、周方向に環状の内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。

ハブ輪３は、例えば、インナー側の小径段部３ａからアウター側の内側転走面３ｃまでを高周波焼入れにより表面硬さを５８～６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｂに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪３の耐久性が向上する。なお、インナー側端の加締め部分は鍛造加工後の表面硬さのままである。ハブ輪３のインナー側端部の小径段部３ａは、内方部材の一部である内輪４が圧入されている。ハブ輪３は、インナー側端部の内輪４に形成されている内側転走面４ａが外輪２のインナー側の外側転走面２ｃに対向し、アウター側に形成されている内側転走面３ｃが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。

内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５ａと車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成されている。内輪４は、例えば、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５８～６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４は、ハブ輪３のインナー側端が径方向の外側に向かって塑性変形（加締め）されることで所定の予圧が付与された状態でハブ輪３のインナー側端部に固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側転走面４ａが構成されている。

転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、例えば、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５８～６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４の内側転走面４ａと、外輪２のインナー側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３の内側転走面３ｃと、外輪２のアウター側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているがこれに限定されるものではなく、複列円錐ころ軸受等で構成されていてもよい。

図２と図３とに示すように、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間（外部部材である外輪２と内部部材であるハブ輪３及び内輪４との間に形成される内部空間のインナー側部分）を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板７と略円筒状の金属環であるスリンガ１０とを具備する。

図３に示すように、シール板７は、芯金８と、この芯金８に、例えば加硫接着により、一体的に形成される弾性部材であるシールリップ９とから構成されている。

インナー側シール部材６の芯金８は、外輪２のインナー側端部内周に圧入される金属製の部材であり、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４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）から構成されている。芯金８は、円環状の鋼板の外縁部がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。これにより、芯金８は、円筒状のシール板嵌合部８ａと、その端部から径方向内方に延びる内径部である円環状のリップ支持部８ｂとが構成されている。芯金８のシール板嵌合部８ａの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部の外表面を覆うようにシールリップ９が回り込んで一体に接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、気密性を高めて軸受内部を保護することができる。シール板７は、シール板嵌合部８ａが外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されて外輪２と一体的に構成されている。

シールリップ９は、例えば、材質としてＮＢＲ（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）、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）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、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の合成ゴムなどから構成することができる。

シールリップ９は、それぞれ円環状に形成される、芯金８の内周面を覆う基部９ａと、この基部９ａから径方向外方に傾斜して形成された一対のサイドリップ９ｂ、９ｃと、このサイドリップ９ｃの内径側に軸受内方側に傾斜して形成されたラジアルリップ９ｄと、このラジアルリップ９ｄの軸受内方側（アウター側）を覆うとともにリップ支持部８ｂの径方向端部から軸受内方側に傾斜して形成されたカバーリップ９ｅとを備えている。すなわち、リップ支持部８ｂの一側面には、基部９ａ、一対のサイドリップ９ｂ、９ｃ、ラジアルリップ９ｄ、およびカバーリップ９ｅが、例えば加硫接着により、一体的に形成されている。シールリップ９は、スリンガ１０に対向して配置されている。一対のサイドリップ９ｂ、９ｃは、主に軸受外部からの異物進入を防止するシールリップである。カバーリップ９ｅは、主に軸受内部から軸受用グリースが漏出することを防止するシールリップである。ラジアルリップ９ｄ、カバーリップ９ｅは、ラジアルリップを構成している。カバーリップ９ｅは、スリンガ１０（スリンガ嵌合部１０ａ）に対向し、ラビリンスを構成している。なお、サイドリップがラジアルリップであってもよく、例えば、基部９ａの径方向内周端をさらに径方向内方に延出して、スリンガ嵌合部１０ａに摺接するようにしてラジアルリップを構成してもよい。また、本実施形態では、複数（２つ）のサイドリップを設けているが、その数を限定するものではなく、一つもしくは二つより多く設ける構成としてもよい。

スリンガ１０は、シール板７と同等の鋼板から構成される金属環である。スリンガ１０は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｌ字状に形成されている。これにより、スリンガ１０は、円筒状で内輪４の外径に嵌合されるスリンガ嵌合部１０ａと、スリンガ嵌合部１０ａの端部から径方向外方に向かって延びる延出部である円環状の立板部１０ｂとが構成されている。スリンガ１０は、スリンガ嵌合部１０ａが内輪４に嵌合されて固定されている。この際、スリンガ１０は、立板部１０ｂの内側面がシール板７のリップ支持部７ｂに対向するように配置されている。スリンガ１０の立板部１０ｂの外側面には、磁気エンコーダ１０ｃが設けられている。そして、シールリップ９のサイドリップ９ｂ、９ｃが立板部１０ｂに所定の軸方向シメシロを介して摺接されるとともに、ラジアルリップ９ｄがスリンガ嵌合部１０ａのインナー側端部近傍に所定の軸方向シメシロを介して摺接されている。すなわち、スリンガ１０はサイドリップ９ｂ、９ｃ及びラジアルリップ９ｄの摺接部であり、具体的には、立板部１０ｂがサイドリップ９ｂ、９ｃが摺接する摺接部であり、スリンガ嵌合部１０ａがラジアルリップ９ｄが摺接する摺接部である。なお、インナー側シール部材６としては、スリンガ１０を用いないでシール板７のみで構成してもよい。また、本実施形態では、シール板７を外方部材（外輪２）の端部に嵌合するとともに、スリンガ１０を内方部材（内輪４）に嵌合する構成としているが、特に限定するものではない。例えば、シール板７を内方部材（内輪４）に嵌合するとともに、スリンガ１０を外方部材（外輪２）の端部に嵌合する構成としてもよい。

また、カバーリップ９ｅの先端は、スリンガ嵌合部１０ａの外周面のインナー側端部に所定の径方向隙間を介して近接されている。すなわち、カバーリップ９ｅの先端は、スリンガ１０のスリンガ嵌合部１０ａの外周面に接触しない状態となっている。また、カバーリップ９ｅの先端は、その軸方向のインナー側端とスリンガ嵌合部１０ａの軸方向のインナー側端とが軸方向において同じ位置になるように形成されている。スリンガ１０と、ラジアルリップ９ｄおよびサイドリップ９ｂ、９ｃとの摺接部には、予めシール用グリースが塗布される。カバーリップ９ｅには、予めシール用グリースは塗布されない。
なお、車輪用軸受装置１においては、磁気エンコーダ１０ｃは必須の構成ではなく、スリンガ１０が磁気エンコーダ１０ｃを有しない構成であっても構わない。

なお、シールリップ９の基部９ａが芯金８のシール板嵌合部８ａの先端部に向かってわずかに傾斜して形成され、この端部にスリンガ１０の立板部１０ｂの外縁がわずかな径方向隙間を介して対向し、ラビリンス構造が構成されている。これにより、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することができる。

このように、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合されたシール板７と内輪４に嵌合されたスリンガ１０とが対向するように配置され、パックシールを構成している。シール板７のラジアルリップ９ｄは、グリースの油膜を介してスリンガ１０のスリンガ嵌合部１０ａに接触し、車輪用軸受装置１の内部のグリースの外部への漏れを防止している。シール板７のカバーリップ９ｅは、スリンガ嵌合部１０ａのうちラジアルリップ９ｄの接触位置よりも内側（アウター側）において所定の径方向隙間を介してスリンガ嵌合部１０ａに近接し、カバーリップ９ｅとスリンガ嵌合部１０ａとの間にラビリンス構造が構成される。これにより、シール性が向上して、シール用グリースと軸受用グリースとの混在を防止することができる。また、シール板７のサイドリップ９ｂ、９ｃは、スリンガ１０の立板部１０ｂに油膜を介して接触し、車輪用軸受装置１の外部から泥水等の内部への入り込みを防止している。

インナー側シール部材６は、シール板７のサイドリップ９ｂ、９ｃ、ラジアルリップ９ｄが油膜を介してスリンガ１０に接触することでスリンガ１０に対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、外輪２のインナー側開口部２ａからのグリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。また、インナー側シール部材６の各リップのうち、カバーリップ９ｅのみがスリンガ１０に対して摺動せずに非接触状態となっている。つまり、カバーリップ９ｅは、どこにも摺動しない非接触リップである。そのため、シールリップ９のスリンガ嵌合部１０ａへの接触による回転トルクの増大を抑えて、車両等の燃費悪化を防ぐことができる。

図４に示すように、アウター側シール部材１２は、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間（外部部材である外輪２と内部部材であるハブ輪３及び内輪４との間に形成される内部空間のアウター側部分）を塞ぐものである。アウター側シール部材１２は、略円環状の芯金１３と、芯金１３に、例えば加硫接着により、一体的に形成される弾性体であるシールリップ１４と、金属環１５とによって構成されている。芯金１３とシールリップ１４とは、シール板を構成している。

アウター側シール部材１２の芯金１３は、外輪２のアウター側端部内周に圧入される金属製の部材であり、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４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）から構成されている。芯金１３は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、外方部材の端部内周に圧入される円筒部１３ａと、その端部から径方向内方に延びる軸方向断面視においてアウター側に凸状の湾曲部１３ｂと、その端部から径方向内方に延びる円板部１３ｃとから構成されている。そして、芯金１３の外表面を覆うように、シールリップ１４が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、気密性を高めて軸受内部を保護することができる。アウター側シール部材１２は、芯金１３の円筒部１３ａが外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合されて外輪２と一体的に構成されている。

シールリップ１４は、例えば、材質としてＮＢＲ（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）、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）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、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の合成ゴムなどから構成することができる。

シールリップ１４は、それぞれ円環状に形成される、芯金１３の外周面を覆う基部１４ａと、この基部１４ａから径方向外方に傾斜して径方向の内側と外側に並べて形成された外側サイドリップ１４ｂ、内側サイドリップ１４ｃと、この内側サイドリップ１４ｃの内径側に軸受内方側に傾斜して形成されたラジアルリップ１４ｄと、このラジアルリップ１４ｄのインナー側を覆うとともに円板部１３ｃの一側面から軸受内方側に傾斜して形成されたカバーリップ１４ｅとを備えている。すなわち、芯金１３の一側面には、基部１４ａ、外側サイドリップ１４ｂ、内側サイドリップ１４ｃ、ラジアルリップ１４ｄ、およびカバーリップ１４ｅが一体に加硫接着されている。ラジアルリップ１４ｄ、カバーリップ１４ｅは、互いに略平行となるように配置されるラジアルリップを構成している。シールリップ１４は、金属環１５に対向して配置されている。一対のサイドリップ１４ｂ、１４ｃは、主に軸受外部からの異物進入を防止するシールリップである。カバーリップ１４ｅは、主に軸受内部からグリースが漏出することを防止するシールリップである。カバーリップ１４ｅは、金属環１５（円筒部１５ａ）に対向し、ラビリンスを構成している。なお、サイドリップがラジアルリップであってもよく、例えば、基部１４ａの径方向内周端をさらに径方向内方に延出して、円筒部１５ａに摺接するようにしてラジアルリップを構成してもよい。また、本実施形態では、複数（２つ）のサイドリップを設けているが、その数を限定するものではなく、一つもしくは二つより多く設ける構成としてもよい。ラジアルリップ１４ｄは、円板部１３ｃの最も内径側に形成されている。内側サイドリップ１４ｃは、ラジアルリップ１４ｄよりも外径側に形成されている。外側サイドリップ１４ｂは、内側サイドリップ１４ｃよりも外径側に形成されている。
なお、カバーリップ１４ｅの形状は、本実施形態の形状に限定するものではなく、他のシールリップと一体成型可能な形状であればよい。

アウター側シール部材１２の金属環１５は、例えば、耐食性を有する鋼板であるオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４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）によって構成されている。金属環１５は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲されて一方の端部が拡径している円筒状に形成されている。金属環１５は、内方部材の外径に嵌合可能な円筒部１５ａと軸方向断面視で略円弧状の湾曲部１５ｂと径方向に延びる円板部１５ｃと円板部１５ｃの外周縁からインナー側に向かって突出する円筒状の堰部１５ｄとが一体に形成されている。また、円筒部１５ａ、湾曲部１５ｂおよび円板部１５ｃにより、金属環１５の円筒部１５ａから延びる延出部を構成している。円筒部１５ａは、金属環１５の一側端部に形成されている。湾曲部１５ｂは円筒部１５ａと隣接して連続的に形成されている。円板部１５ｃは、湾曲部１５ｂと隣接して金属環１５の他側端部に連続的に形成されている。金属環１５は、円筒部１５ａがハブ輪３に嵌合されて固定されている。そして、シールリップ１４の外側サイドリップ１４ｂ、内側サイドリップ１４ｃが円板部１５ｃ、湾曲部１５ｂのそれぞれに所定の軸方向シメシロを介して摺接されるとともに、ラジアルリップ１４ｄが円筒部１５ａのインナー側端部近傍に所定の径方向シメシロを介して摺接されている。すなわち、金属環１５は、外側サイドリップ１４ｂ、内側サイドリップ１４ｃおよびラジアルリップ１４ｄの摺接部であり、具体的には、円板部１５ｃおよび湾曲部１５ｂが外側サイドリップ１４ｂ、内側サイドリップ１４ｃが摺接する摺接部であり、円筒部１５ａがラジアルリップ１４ｄが摺接する摺接部である。なお、アウター側シール部材１２としては、金属環１５を用いないで芯金１３とシールリップ１４で構成されるシール板のみで構成してもよい。また、本実施形態では、芯金１３とシールリップ１４で構成されるシール板を外方部材（外輪２）の端部内周に嵌合する構成としているが、芯金１３とシールリップ１４で構成されるシール板を外方部材（外輪２）の端部外周に嵌合してもよく、特に限定するものではない。

また、カバーリップ１４ｅの先端は、円筒部１５ａの外周面のインナー側端部に所定の径方向隙間を介して近接されている。すなわち、カバーリップ１４ｅの先端は、円筒部１５ａの外周面に接触しない状態となっている。また、カバーリップ１４ｅの先端は、その軸方向のアウター側端部が金属環１５の円筒部１５ａのアウター側端部よりもインナー側に突出するように形成されている。金属環１５と、ラジアルリップ１４ｄおよび外側サイドリップ１４ｂ、内側サイドリップ１４ｃとの摺接部には、予めシール用グリースが塗布される。カバーリップ１４ｅには、予めシール用グリースは塗布されない。

アウター側シール部材１２では、芯金１３の円筒部１３ａが外輪２のアウター側開口部２ｂに嵌合されている。また、アウター側シール部材１２は、金属環１５の円筒部１５ａがハブ輪３に嵌合されている。この際、アウター側シール部材１２は、芯金１３に一体に加硫接着されている各シールリップのうち、ラジアルリップ１４ｄが潤滑材であるグリースの油膜を介して金属環１５の円筒部１５ａに接触し、内側サイドリップ１４ｃがグリースの油膜を介して金属環１５の湾曲部１５ｂに接触し、外側サイドリップ１４ｂがグリースの油膜を介して金属環１５の円板部１５ｃに接触するように配置されている。アウター側シール部材１２は、金属環１５に対して摺動可能に構成されている。これにより、ラジアルリップ１４ｄが車輪用軸受装置１の内部のグリースの外部への漏れを防止するとともに、内側サイドリップ１４ｃおよび外側サイドリップ１４ｂが、車輪用軸受装置１の外部から泥水等の内部への入り込みを防止している。

アウター側シール部材１２のカバーリップ１４ｅは、金属環１５の円筒部１５ａのうちラジアルリップ１４ｄの接触位置よりも内側（インナー側）において所定の径方向隙間を介して円筒部１５ａに近接し、カバーリップ１４ｅと円筒部１５ａとの間にラビリンス構造が構成される。これにより、シール性が向上して、シール用グリースと軸受用グリースとの混在を防止することができる。また、アウター側シール部材１２の各リップのうち、カバーリップ１４ｅのみが金属環１５に対して摺動せずに非接触状態となっている。つまり、カバーリップ１４ｅは、どこにも摺動しない非接触リップである。そのため、シールリップ１４の金属環１５への接触による回転トルクの増大を抑えて、車両等の燃費悪化を防ぐことができる。これにより、アウター側シール部材１２は、ラジアルリップ１４ｄ、内側サイドリップ１４ｃおよび外側サイドリップ１４ｂの各シールリップと金属環１５との良好な摺動状態を確保し、外輪２のアウター側開口部２ｂから内部のグリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。

このように構成される車輪用軸受装置１は、ハブ輪３と内輪４とがインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとを介して外輪２に回転自在に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間をインナー側シール部材６で塞がれ、外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間をアウター側シール部材１２で塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からのグリースの漏れおよび外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３と内輪４とが回転する。

さらに、インナー側シール部材６において、ラジアルリップ９ｄの背面側（アウター側）を覆うようにカバーリップ９ｅを設けたことで、ラジアルリップ９ｄとスリンガ嵌合部１０ａの摺接部分から漏れ出るシール用グリースをインナー側シール部材６の内部から転走面側に漏れ出ないように堰き止めるとともに、インナー側ボール列５ａとインナー側の外側転走面２ｃの摺接部分などから漏れ出る軸受用グリースがインナー側シール部材６の内部に浸入することを防止する。よって、シール用グリースおよび軸受用グリースをそれぞれの潤滑用途部分に維持して、軸受用グリースとシール用グリースとの混在を防止することができる。

同様に、アウター側シール部材１２において、ラジアルリップ１４ｄの背面側（インナー側）を覆うようにカバーリップ１４ｅを設けたことで、ラジアルリップ１４ｄと金属環１５の円筒部１５ａの摺接部分から漏れ出るシール用グリースをアウター側シール部材１２の内部から転走面側に漏れ出ないように堰き止めるとともに、アウター側ボール列５ｂとアウター側の外側転走面２ｄの摺接部分などから漏れ出る軸受用グリースがインナー側シール部材１２の内部に浸入することを防止する。よって、シール用グリースおよび軸受用グリースをそれぞれの用途部分に維持して、軸受用グリースとシール用グリースとの混在を防止することができる。

次に、図５と図６を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１Ａについて説明する。なお、以下の実施形態に係る車輪用軸受装置１Ａ・１Ｂは、図１から図３に示す車輪用軸受装置１のインナー側シール部材６およびアウター側シール部材１２のそれぞれにおけるシールリップ９およびシールリップ１４の各形状等を変更したものであり、第一実施形態の車輪用軸受装置１の説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図５に示すように、第二実施形態に係るインナー側シール部材６Ａのシールリップ９Ａは、ラジアルリップ９ｄの軸受内方側（アウター側）を覆うとともにリップ支持部８ｂの径方向端部から軸受内方側に傾斜して形成されたカバーリップ９ｅ１を備えている。すなわち、リップ支持部８ｂの一側面には、カバーリップ９ｅ１が一体に加硫接着されている。カバーリップ９ｅ１の先端は、その軸方向のアウター側端部がスリンガ嵌合部１０ａの軸方向のアウター側端部よりもアウター側に突出して形成されるとともに、内輪４の外周面に対して所定の径方向隙間を介して近接し、カバーリップ９ｅ１とスリンガ嵌合部１０ａとの間にラビリンス構造が構成される。カバーリップ９ｅ１の先端は、その内径寸法が内輪４の外周面に嵌合されたスリンガ１０の軸受内部側の部分であるスリンガ嵌合部１０ａの外径寸法よりも小さくなるように形成されている。ラジアルリップ９ｄ、カバーリップ９ｅ１は、ラジアルリップを構成している。また、インナー側シール部材６の各リップのうち、カバーリップ９ｅ１のみがスリンガ１０に対して摺動せずに非接触状態となっている。つまり、カバーリップ９ｅ１は、どこにも摺動しない非接触リップである。そのため、シールリップ９Ａのスリンガ嵌合部１０ａへの接触による回転トルクの増大を抑えて、車両等の燃費悪化を防ぐことができる。カバーリップ９ｅ１には、予めシール用グリースは塗布されない。

このようにインナー側シール部材６Ａにおいて、第一実施形態のカバーリップ９ｅの替わりにラジアルリップ９ｄの背面側（アウター側）を覆うようにカバーリップ９ｅ１を設けたことで、第一実施形態のカバーリップ９ｅを設けた場合と同様の作用効果を有する。さらに、インナー側シール部材６Ａのカバーリップ９ｅ１の先端は、その内径寸法がスリンガ嵌合部１０ａの外径寸法よりも小さくなるように形成されている。すなわち、第二実施形態のカバーリップ９ｅ１は、第一実施形態のカバーリップ９ｅよりもラジアルリップ９ｄの背面側（アウター側）を広く覆うように形成されている。すなわち、カバーリップ９ｅ１がラジアルリップ９ｄをより広く覆うため、カバーリップ９ｅ１とスリンガ嵌合部１０ａとの間のラビリンス構造の領域が広がる。これにより、インナー側シール部材６Ａ内からのシール用グリースの漏れとインナー側シール部材６Ａ内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在をより効果的に防止することができる。

図６に示すように、第二実施形態に係るアウター側シール部材１２Ａのシールリップ１４Ａは、ラジアルリップ１４ｄのインナー側を覆うとともに円板部１３ｃの一側面から軸受内方側に傾斜して形成されたカバーリップ１４ｅ１を備えている。すなわち、芯金１３の一側面には、カバーリップ１４ｅ１が一体に加硫接着されている。カバーリップ１４ｅ１は、軸方向断面視で屈曲して形成される。カバーリップ１４ｅ１の基端部は、軸受内方側に傾斜して延出されている。カバーリップ１４ｅ１の基端部から連続する先端部は径方向内方に延出されている。カバーリップ１４ｅ１の先端部は、円筒部１５ａの軸方向のインナー側端部よりもインナー側に突出して形成されるとともに、円筒部１５ａの軸方向のインナー側端部とハブ輪３の外周面に対して所定の径方向隙間を介して近接し、カバーリップ１４ｅ１と円筒部１５ａとの間にラビリンス構造が構成される。カバーリップ１４ｅ１の先端部は、その径方向端部が円筒部１５ａの外周面よりも径方向内側になるように形成されている。つまり、カバーリップ１４ｅ１の先端は、その内径寸法が金環部１５の軸受内部側の部分である円筒部１５ａの外径寸法よりも小さくなるように形成されている。

ラジアルリップ１４ｄ、カバーリップ１４ｅ１は、ラジアルリップを構成している。また、アウター側シール部材１２Ａの各リップのうち、カバーリップ１４ｅ１のみが金属環１５に対して摺動せずに非接触状態となっている。つまり、カバーリップ１４ｅ１は、どこにも摺動しない非接触リップである。そのため、シールリップ１４の金属環１５への接触による回転トルクの増大を抑えて、車両等の燃費悪化を防ぐことができる。カバーリップ１４ｅ１は、ラジアルリップ１４ｄよりも外径側に形成されている。金属環１５とカバーリップ１４ｅ１には、予めシール用グリースは塗布されない。

このようにアウター側シール部材１２Ａにおいて、第一実施形態のカバーリップ１４ｅの替わりにラジアルリップ１４ｄの背面側（インナー側）を覆うようにカバーリップ１４ｅ１を設けたことで、第一実施形態のカバーリップ１４ｅを設けた場合と同様の作用効果を有する。さらに、アウター側シール部材１２Ａのカバーリップ１４ｅ１の先端は、その内径寸法が円筒部１５ａの外径寸法よりも小さくなるように形成されている。すなわち、第二実施形態のカバーリップ１４ｅ１は、第一実施形態のカバーリップ１４ｅよりもラジアルリップ１４ｄの背面側（アウター側）を広く覆うように形成されている。すなわち、カバーリップ１４ｅ１がラジアルリップ１４ｄをより広く覆うため、カバーリップ１４ｅ１と円筒部１５ａとの間のラビリンス構造の領域が広がる。これにより、アウター側シール部材１２Ａ内からのシール用グリースの漏れとアウター側シール部材１２Ａ内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在をより効果的に防止することができる。

次に、図７と図８を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態である車輪用軸受装置１Ｂについて説明する。

図７に示すように、第三実施形態に係るインナー側シール部材６Ｂのシールリップ９Ｂは、第二実施形態に係るインナー側シール部材６Ａにおけるシールリップ９Ａのカバーリップ９ｅ１の先端を径方向内方に向けて折り曲げて屈曲させた円環状の先端部９ｆを有している。また、インナー側シール部材６Ｂのスリンガ１０Ａは、ラジアルリップ９ｄの軸受内部側に、スリンガ嵌合部１０ａのインナー側端部をカバーリップ９ｅ１に近接するように径方向外側に向けて折り曲げて傾斜させた円環状のスリンガ傾斜部１０ｄを有している。カバーリップ９ｅ１の先端部９ｆは、スリンガ傾斜部１０ｄの軸方向のアウター側端部よりもアウター側に突出して形成されるとともに、スリンガ傾斜部１０ｄのアウター側端部と内輪４の外周面に対してそれぞれ所定の軸方向隙間および所定の径方向隙間を介して近接し、カバーリップ９ｅ１とスリンガ傾斜部１０ｄとの間にラビリンス構造が構成される。すなわち、カバーリップ９ｅ１の先端部９ｆとスリンガ１０Ａのスリンガ傾斜部１０ｄの先端が所定の隙間を介して重なり合うようにラビリンス構造が構成される。これにより、インナー側シール部材６Ｂ内からのシール用グリースの漏れとインナー側シール部材６Ｂ内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在をより効果的に防止することができる。

図８に示すように、第三実施形態に係るアウター側シール部材１２Ｂの金属環１５Ａは、ラジアルリップ１４ｄの軸受内部側に、第二実施形態に係るアウター側シール部材１２Ａにおける金属環１５の円筒部１５ａのインナー側端部をカバーリップ１４ｅ１に近接するように延出して径方向外方に向けて折り曲げて傾斜させた円環状の傾斜部１５ｅを有している。カバーリップ１４ｅ１の先端部は、傾斜部１５ｅの軸方向のインナー側端部よりもインナー側に突出して形成されるとともに、傾斜部１５ｅのインナー側端部とハブ輪３の外周面に対してそれぞれ所定の軸方向隙間および所定の径方向隙間を介して近接し、カバーリップ１４ｅ１と傾斜部１５ｅとの間にラビリンス構造が構成される。すなわち、金属環１５Ａの傾斜部１５ｅの先端とカバーリップ１４ｅ１の先端が所定の隙間を介して重なり合うようにラビリンス構造が構成される。これにより、アウター側シール部材１２Ｂ内からのシール用グリースの漏れとアウター側シール部材１２Ｂ内への軸受用グリースの侵入を防ぎ、軸受用グリースとシール用グリースとの混在をより効果的に防止することができる。

なお、第三実施形態のインナー側シール部材６Ｂおよびアウター側シール部材１２Ｂにおいては、カバーリップ９ｅ１（カバーリップ１４ｅ１）の先端がスリンガ傾斜部１０ｄ（傾斜部１５ｅ）の先端より転走面側に配置されているが、例えば、スリンガ傾斜部１０ｄ（傾斜部１５ｅ）の先端がカバーリップ９ｅ１（カバーリップ１４ｅ１）の先端よりも転走面側に配置されるように構成してもよい。

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。また、本実施形態において、車輪用軸受装置１・１Ａ・１Ｂは、ハブ輪３の外周にインナー側ボール列５ａの内側転走面３ｃが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として構成されているがこれに限定するものではなく、第１世代構造をはじめ、ハブ輪３に一対の内輪が圧入固定された第２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世代構造であってもよい。また、本実施形態におけるインナー側シール部材をアウター側シール部材として使用してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ 車輪用軸受装置
２ 外輪（外方部材）
２ａ インナー側開口部
２ｂ アウター側開口部
３ ハブ輪（内方部材）
４ 内輪（内方部材）
５ａ インナー側ボール列（転動体）
５ｂ アウター側ボール列（転動体）
６、６Ａ、６Ｂ インナー側シール部材
７ シール板
８、１３ 芯金
９、９Ａ、９Ｂ シールリップ（リップ）
９ａ 基部
９ｂ、９ｃ サイドリップ
９ｄ ラジアルリップ
９ｅ、９ｅ１ カバーリップ
１０、１０Ａ スリンガ（摺接部）
１０ａ スリンガ嵌合部
１０ｂ 立板部
１２、１２Ａ、１２Ｂ アウター側シール部材
１４ｅ、１４ｅ１ カバーリップ

Claims (2)

1. 内周に複列の外側転走面が一体に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、
   前記外方部材と前記内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、
   前記外方部材と内方部材との間に形成される内部空間のインナー側をシールするインナー側シール部材及びアウター側をシールするアウター側シール部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記インナー側シール部材及び前記アウター側シール部材のそれぞれが、前記外方部材もしくは前記内方部材のどちらか一方の部材に嵌合する芯金と、前記芯金に一体に形成されるとともに他方の部材に対向する弾性部材からなるリップとから構成され、
   前記インナー側シール部材は、他方の部材に嵌合するスリンガを有し、
   前記アウター側シール部材は、他方の部材に嵌合する金属環を有し、
   前記インナー側シール部材及び前記アウター側シール部材のそれぞれのリップが、
   前記スリンガ及び前記金属環のそれぞれの摺接部に摺接するシールリップと、
   前記シールリップの軸受内方側に配置されるとともに軸受内方側に傾斜して形成され、前記スリンガ及び前記金属環のそれぞれの摺接部に摺接するラジアルリップと、からなり、
   前記インナー側シール部材においては、前記ラジアルリップの軸受内方側を覆うとともに前記他方の部材及びスリンガの摺接部に接触しない円環状のカバーリップを前記インナー側シール部材の前記リップに一体に形成し、
   前記アウター側シール部材においては、前記ラジアルリップの軸受内方側を覆うとともに前記他方の部材及び金属環の摺接部に接触しない円環状のカバーリップを前記アウター側シール部材の前記リップに一体に形成し、
   前記インナー側シール部材の前記カバーリップの軸方向のアウター側端部は、前記インナー側シール部材の軸受内部における前記スリンガの軸方向のアウター側端部よりもアウター側に位置し、かつ、
   前記アウター側シール部材の前記カバーリップの軸方向のインナー側端部は、前記アウター側シール部材の軸受内部における前記金属環の軸方向のインナー側端部よりもインナー側に位置し、
   前記インナー側シール部材及び前記アウター側シール部材のそれぞれのカバーリップの内径寸法は、前記スリンガ及び前記金属環のそれぞれの軸受内部側の外径寸法よりも小さい車輪用軸受装置。
2. 前記スリンガ及び前記金属環の少なくとも一方は、前記ラジアルリップの軸受内部側に前記カバーリップに近接するように傾斜する傾斜部を設けて、当該傾斜部の先端と前記カバーリップの先端が所定の隙間を介して重なり合う請求項１に記載の車輪用軸受装置。

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