特許 5964120 車輪用軸受の密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964120

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】車輪用軸受の密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20160721BHJP

   F16C 19/38 20060101ALI20160721BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20160721BHJP

   F16J 15/3232 20160101ALI20160721BHJP

   B60B 35/18 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/78 D

   F16C19/38

   F16C41/00

   F16J15/3232 201

   B60B35/18 B

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-91875(P2012-91875)

(22)【出願日】2012年4月13日

(65)【公開番号】特開2013-221538(P2013-221538A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2015年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095614

【弁理士】

【氏名又は名称】越川 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】関 誠

(72)【発明者】

【氏名】馬場 智子

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１５２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１１９０５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０１７０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２００６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４７２４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｂ ３５／１８

Ｆ１６Ｃ １９／３８

Ｆ１６Ｃ ３３／７８

Ｆ１６Ｃ ４１／００

Ｆ１６Ｊ １５／３２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
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嵌合された少なくとも一つの内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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を備えた車輪用軸受に装着され、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部を密封する車輪用軸受の密封装置であって、
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とからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板から形成された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とを備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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からなり、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、このサイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成され、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するラジアルリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、
このラジアルリップにガータースプリングが装着されると共に、このガータースプリングの緊迫力が、前記ラジアルリップの全緊迫力の５０％以上に設定され、前記ラジアルリップのガータースプリングがない状態での緊迫力が３Ｎ以上に設定されていると共に、当該ラジアルリップの常温２０℃での緊迫力が１２Ｎ以上に、かつ、低温−２０℃での緊迫力が１０Ｎ以上に設定されていることを特徴とする車輪用軸受の密封装置。

【請求項2】

前記シール部材のＴＲ１０が−３５℃以下に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受の密封装置。

【請求項3】

前記ガータースプリングがステンレス材から形成されている請求項１に記載の車輪用軸受の密封装置。

【請求項4】

前記芯金の嵌合部の先端部が薄肉に形成され、この先端部を覆うように前記シール部材が回り込んで接合されてハーフメタル構造をなしている請求項１に記載の車輪用軸受の密封装置。

【請求項5】

前記シール部材の基部が前記芯金の嵌合部の先端部に向かって傾斜して形成され、この端部に前記スリンガの立板部の外縁が僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシールを構成すると共に、このラビリンスシールの径方向すきまが０．７５ｍｍ以下に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受の密封装置。

【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における密封装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から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】

こうした車輪用軸受では、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密封装置が装着されている。この密封装置の早期破損原因の一つとして、低温環境下で、かつ泥水環境が厳しいことが挙げられる。シール部材は低温特性を改良した材質であったとしても、低温下で弾性が低下することで、緊迫力低下、追従性低下が生じ、早期に軸受内に泥水が浸入する恐れがある。そのため、低温下であっても緊迫力を保持でき、また、追従性が悪化することのないガータースプリングを設けることで、低温環境下での密封性を向上させることができる。

【0004】

このようなガータースプリングを備えた従来の密封装置を図７に示す。この密封装置５０は、互いに相対回転し、かつ同心状に配置された内側部材５１と外側部材５２との間に配設され、内側部材５１に固定されるスリンガ５３と、外側部材５２に固定されると共に、スリンガ５３に摺接するシール板５４とを備えている。

【0005】

スリンガ５３は、内側部材５１に圧入される円筒部５３ａと、この円筒部５３ａから径方向外方に突出する円環部５３ｂを有している。一方、シール板５４は、外側部材５２の内周面に嵌合される円筒部５５ａと、この円筒部５５ａから径方向内方に延びる円環部５５ｂを有する芯金５５と、この芯金５５に加硫接着により一体に接合されたシール部材５６を備えている。

【0006】

このシール部材５６はゴム材からなり、スリンガ５３の円筒部５３ａに摺接するグリースリップ５６ａとダストリップ５６ｂと、円環部５３ｂに摺接するアキシアルリップ５６ｃとを有している。

【0007】

スリンガ５３の円筒部５３ａと芯金５５の円筒部５５ａとは、径方向に間隔をあけて対向して配置されている。スリンガの円環部５３ｂと、芯金５５の円環部５５ｂとは、前者を軸方向外側に配置し、後者を軸方向内側に配置した状態で、軸方向に間隔をあけて対向して配置されている。そして、スリンガ５３の円環部５３ｂの径方向外端面５７と、芯金の円筒部５５ａとの間には隙間Ｓが形成され、ラビリンスシールを構成している。

【0008】

スリンガ５３の円環部５３ｂの径方向外端面５７は、機械加工により仕上られており、当該円環部５３ｂの外径寸法φａ２および芯金５５の円筒部５５ａとの間の隙間Ｓの寸法ｅ２が高い精度で設定されている。これにより、スリンガ５３の加工により生ずるバリ等の余剰材料を含まない面にすることができ、隙間Ｓを可及的に小さくして密封性を高めることができる（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０−１９０３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

この従来の密封装置５０では、ダストリップ５６ｂにガータースプリング５８が設けられ、緊迫力を保持できると共に、追従性が悪化するのを防止することができる。然しながら、ダストリップ５６ｂの緊迫力だけでなく、ガータースプリング５８のダストリップ５６ｂ全体に占める緊迫力の割合が解析・管理されていないため、常温における密封性と低温下での密封性にばらつきが生じていた。

【0011】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パックシールにおけるラジアルリップの緊迫力を基準とする最適仕様を設定し、低温環境、かつ泥水環境での密封性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、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、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嵌合された少なくとも一つの内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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を備えた車輪用軸受に装着され、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部を密封する車輪用軸受の密封装置であって、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とからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板から形成された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とを備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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からなり、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、このサイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成され、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するラジアルリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、このラジアルリップにガータースプリングが装着されると共に、このガータースプリングの緊迫力が、前記ラジアルリップの全緊迫力の５０％以上に設定され、前記ラジアルリップのガータースプリングがない状態での緊迫力が３Ｎ以上に設定されていると共に、当該ラジアルリップの常温２０℃での緊迫力が１２Ｎ以上に、かつ、低温−２０℃での緊迫力が１０Ｎ以上に設定されている。

【0013】

このように、車輪用軸受に装着され、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部を密封する車輪用軸受の密封装置であって、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とからなるパックシールで構成され、シール板が、外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板から形成された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とを備え、スリンガが、内方部材の外径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からなり、シール部材が、芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、このサイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成され、スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するラジアルリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、このラジアルリップにガータースプリングが装着されると共に、このガータースプリングの緊迫力が、ラジアルリップの全緊迫力の５０％以上に設定され、ラジアルリップのガータースプリングがない状態での緊迫力が３Ｎ以上に設定されていると共に、当該ラジアルリップの常温２０℃での緊迫力が１２Ｎ以上に、かつ、低温−２０℃での緊迫力が１０Ｎ以上に設定されているので、常温における密封性と低温下での密封性とのばらつきを解消し、低温環境、かつ泥水環境での密封性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することができる。また、ラジアルリップに少なくともガータースプリングの剛性を保持するだけの緊迫力を確保することができる。

【0016】

また、請求項２に記載の発明のように、前記シール部材のＴＲ１０が−３５℃以下に設定されていれば、低温雰囲気でもリップ追従性を維持することができ、耐泥水性を発揮することができる。

【0017】

また、請求項３に記載の発明のように、前記ガータースプリングがステンレス材から形成されていれば、長期間に亘って高耐食性を確保することができる。

【0018】

また、請求項４に記載の発明のように、前記芯金の嵌合部の先端部が薄肉に形成され、この先端部を覆うように前記シール部材が回り込んで接合されてハーフメタル構造をなしていれば、嵌合部の気密性を高めて軸受内部を保護することができる。

【0019】

また、請求項５に記載の発明のように、前記シール部材の基部が前記芯金の嵌合部の先端部に向かって傾斜して形成され、この端部に前記スリンガの立板部の外縁が僅かな径方向すきまを介して対峙してラビリンスシールを構成すると共に、このラビリンスシールの径方向すきまが０．７５ｍｍ以下に設定されていれば、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と共に、一旦侵入してきた雨水やダスト等が密封装置内に滞留することなく遠心力によって容易に外部に排出でき、密封性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係る車輪用軸受の密封装置は、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、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嵌合された少なくとも一つの内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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を備えた車輪用軸受に装着され、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部を密封する車輪用軸受の密封装置であって、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とからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板から形成された芯金と、この芯金に一体に接合されたシール部材とを備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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からなり、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、このサイドリップの内径側に径方向内方に傾斜して形成され、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するラジアルリップを備えた車輪用軸受の密封装置において、このラジアルリップにガータースプリングが装着されると共に、このガータースプリングの緊迫力が、前記ラジアルリップの全緊迫力の５０％以上に設定され、前記ラジアルリップのガータースプリングがない状態での緊迫力が３Ｎ以上に設定されていると共に、当該ラジアルリップの常温２０℃での緊迫力が１２Ｎ以上に、かつ、低温−２０℃での緊迫力が１０Ｎ以上に設定されているので、常温における密封性と低温下での密封性とのばらつきを解消し、低温環境、かつ泥水環境での密封性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することができる。また、ラジアルリップに少なくともガータースプリングの剛性を保持するだけの緊迫力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受の一実施形態を示す縦断面図である。

【図2】図１の一方の密封装置を示す要部拡大図である。

【図3】図２の密封装置の全緊迫力を示す説明図である。

【図4】図２の密封装置のガータースプリングがない状態の緊迫力を示す説明図である。

【図5】常温時の過酷環境下での密封装置の緊迫力の測定結果を示すグラフである。

【図6】低温時の過酷環境下での密封装置の緊迫力の測定結果を示すグラフである。

【図7】従来の密封装置を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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一対の内輪からなる内方部材と、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を備えた車輪用軸受に装着され、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部を密封する車輪用軸受の密封装置において、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とからなるパックシールで構成され、前記シール板が、前記外方部材の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部と、この嵌合部の端部から径方向内方に延びる内径部からなり、鋼板からプレス加工によって形成された芯金と、この芯金に加硫接着により一体に接合されたシール部材とを備え、前記スリンガが、前記内方部材の外径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からなり、前記シール部材が、前記芯金の内周面を覆う基部と、この基部から径方向外方に傾斜して形成され、前記スリンガの立板部に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップと、このサイドリップの内径側に二股状に形成され、前記スリンガの円筒部に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップとダストリップとからなるラジアルリップを備え、前記ダストリップにガータースプリングが装着され、このガータースプリングの緊迫力が、前記ラジアルリップの全緊迫力の５０％以上に設定されると共に、前記ダストリップのガータースプリングがない状態での前記ラジアルリップの緊迫力が３Ｎ以上に設定されている。

【実施例】

【0023】

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、本発明に係る密封装置を備えた車輪用軸受の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の一方の密封装置を示す要部拡大図、図３は、図２の密封装置の全緊迫力を示す説明図、図４は、図２の密封装置のガータースプリングがない状態の緊迫力を示す説明図、図５は、常温時の過酷環境下での密封装置の緊迫力の測定結果を示すグラフ、図６は、低温時の過酷環境下での密封装置の緊迫力の測定結果を示すグラフである。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。

【0024】

図１に示す車輪用軸受１は第１世代と呼称され、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成された外輪（外方部材）２と、外周にこれら複列の外側転走面２ａ、２ａに対向するテーパ状の内側転走面３ａが形成された一対の内輪３、３と、両転走面間に保持器４を介して転動自在に収容された複列の転動体（円錐ころ）５、５とを備えている。

【0025】

内輪３の内側転走面３ａの大径側には転動体５を案内するための大鍔部３ｂが形成されると共に、小径側には転動体５の脱落を防止するための小鍔部３ｃが形成されている。そして、一対の内輪３、３の小径側端面が突き合された状態でセットされ、背面合せタイプの車輪用軸受１を構成している。

【0026】

外輪２と内輪３および転動体５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、外輪２と一対の内輪３、３との間に形成される環状空間の開口部には密封装置６、７が装着され、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。

【0027】

一対の内輪３、３の小径側の端部内周には環状溝８、８が形成され、この環状溝８、８に連結環９が装着されている。この連結環９は、工具鋼やばね鋼等の鋼板をプレス加工により断面略コの字状に、全体として有端のリング状に形成され、表面に調質あるいは焼入れにより４０〜５５ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。

【0028】

この連結環９を弾性変形させて環状溝８、８に装着することにより、一対の内輪３、３はガタなく強固に一体化され、分解・組立の作業性を簡便化することができる。また、補修時等、車軸に圧入固定された一対の内輪３、３を一体的に抜くことができるため、インナー側の内輪３のみが車軸に残るような不具合が発生することはない。

【0029】

なお、ここでは、車輪用軸受１として転動体５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を例示したが、これに限らず転動体５にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成されていても良い。また、軸受構造は例示した第１世代に限らず、例えば、外輪にフランジを有する第２世代構造でも良いし、ハブ輪の外周に直接内側転走面が形成された第３世代構造、あるいは等速自在継手の外側継手部材の外周に直接内側転走面が形成された第４世代構造であっても良い。

【0030】

アウター側の密封装置６は、外輪２の端部内周に圧入された芯金１０と、この芯金１０に加硫接着によって一体に接合されたシール部材１１とからなる一体型シールで構成されている。芯金１０は、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成されている。一方、シール部材１１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、内輪３の外径に摺接する二股状のラジアルリップ１１ａ、１１ｂを有している。そして、芯金１０の外表面を覆うように、シール部材１１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。

【0031】

なお、シール部材１１の材質としては、例示した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）、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。

【0032】

インナー側の密封装置７は、図２に拡大して示すように、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１２とスリンガ１３とからなる、所謂パックシールを構成している。シール板１２は、外輪２に圧入される芯金１４と、この芯金１４に一体に加硫接着されたシール部材１５とからなる。

【0033】

芯金１４は、オーステナイト系ステンレス鋼板または冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、外輪２の端部内周に圧入される円筒状の嵌合部１４ａと、この嵌合部１４ａの一端部から径方向内方に延びる内径部１４ｂを備えている。そして、芯金１４の嵌合部１４ａの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材１５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。

【0034】

シール部材１５はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、芯金１４の嵌合部１４ａの内周面を覆う基部１５ａと、この基部１５ａから径方向外方に傾斜して形成されたサイドリップ１５ｂと、このサイドリップ１５ｂの内径側に二股状に形成されグリースリップ１５ｃとダストリップ１５ｄを備えている。そして、ダストリップ１５ｃにオーステナイト系等のステンレス材からなるガータースプリング１７が装着されている。これにより、長期間に亘って高耐食性を確保することができる。なお、シール部材１５の材質としては、例示したＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＦＫＭ、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

【0035】

また、シール部材１５の基部１５ａが芯金１４の嵌合部１４ａの先端部に向かって傾斜して形成されると共に、シール部材１５の開口端部とスリンガ１３の立板部１３ｂの外縁が僅かな径方向すきまを介して対峙し、ラビリンスシール１６を構成している。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と共に、一旦侵入してきた雨水やダスト等が密封装置内に滞留することなく遠心力によって容易に外部に排出でき、密封性を向上させることができる。

【0036】

本実施形態では、シール部材１５の低温弾性回復率１０％を示す温度ＴＲ１０（ゴムの弾性を表わす指標）が−３５℃以下に設定されている。これにより、低温雰囲気でもリップ追従性を維持することができ、耐泥水性を発揮することができる。

【0037】

スリンガ１３は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、内輪３の外径に圧入される円筒部１３ａと、この円筒部１３ａから径方向外方に延びる立板部１３ｂとからなる。そして、シール部材１５のサイドリップ１５ｂが立板部１３ｂ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１５ｃとダストリップ１５ｄが円筒部１３ａに所定の径方向シメシロを介して摺接されている。

【0038】

スリンガ１３の立板部１３ｂのインナー側の側面には磁気エンコーダ１８が加硫接着によって一体に接合されている。この磁気エンコーダ１８は、合成ゴムにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に等ピッチで磁極Ｎ、Ｓが着磁されている。本実施形態では、スリンガ１３の材質に強磁性体の鋼板を採用したので、スリンガ１３が発錆するのを長期間に亘って防止すると共に、磁気エンコーダ１８の磁気出力が強くなり安定した検出精度を確保することができる。

【0039】

ここで、本出願人は、過酷環境下を想定した密封性の試験を実施した。この試験は、ラジアルリップ（ここでは、グリースリップ１５ｃとダストリップ１５ｄをいう）の全緊迫力Ｐａのうち、ガータースプリング１７の緊迫力Ｐｇが占める割合と密封性との関係を検証した。すなわち、ラジアルリップの全緊迫力Ｐａ（図３参照）に対して、全緊迫力Ｐａからガータースプリング１７がない状態、（ここでは、ダストリップ１５ｄの緊迫力が支配的である。）緊迫力Ｐｂ（図４参照）を減じた緊迫力Ｐｇとの各比率（Ｐｇ＝（Ｐａ−Ｐｂ）／Ｐａ）における密封性の良否判定を行った。その試験結果を表１に示す。なお、本試験に用いた密封装置は、図２に示す断面高さＨが７．０ｍｍ、幅Ｗが５．０ｍｍ、ラビリンスシール１６の径方向すきまＣが０．７５ｍｍのものとした。

【0040】

【表1】

【0041】

低温環境下では、合成ゴムに比べガータースプリング１７の方が温度影響を受け難いため、特に、低温下においては、ガータースプリング１７の緊迫力の割合が高いほど密封性が確保できることが考えられるが、この試験結果から判るように、密封性を確保するためには、ラジアルリップの全緊迫力Ｐａのうち、ガータースプリング１７の緊迫力Ｐｇが占める割合が少なくとも５０％必要であることが判った。

【0042】

また、本出願人は、常温時と低温時でのラジアルリップの緊迫力Ｐａと耐久性との確認試験を実施した。その結果を、図５、図６に示す。これらの試験結果から判るように、常温時（２０℃）では、図５に示すように、良否判定の基準となるスペック値Ｔをクリアするには、ラジアルリップの緊迫力Ｐａが１２Ｎ以上（Ｐａ≧１２Ｎ）必要である。一方、低温時（−２０℃）では、図６に示すように、ラジアルリップの緊迫力Ｐａが１０Ｎ以上（Ｐａ≧１０Ｎ）必要であることが判った。なお、少なくともダストリップ１５ｄにはガータースプリング１７の剛性を保持するだけの緊迫力が必要であるため、ガータースプリング１７がない状態でのラジアルリップの緊迫力Ｐｂは３Ｎ以上に設定されている（Ｐｂ≧３Ｎ）。

【0043】

このように、本発明では、過酷環境下で使用されるパックシールからなる密封装置において、ガータースプリング１７のラジアルリップ全体に占める緊迫力の割合を解析すると共に、その最適仕様を設定することにより、常温における密封性と低温下での密封性とのばらつきを解消し、低温環境、かつ泥水環境での密封性の向上を図った車輪用軸受の密封装置を提供することができる。

【0044】

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】

【0045】

本発明に係る車輪用軸受の密封装置は、内輪回転タイプの第１乃至第４世代構造の車輪用軸受に装着される密封装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0046】

１ 車輪用軸受
２ 外輪
２ａ 外側転走面
３ 内輪
３ａ 内側転走面
３ｂ 大鍔部
３ｃ 小鍔部
４ 保持器
５ 転動体
６ アウター側の密封装置
７ インナー側の密封装置
８ 環状溝
９ 連結環
１０、１４ 芯金
１１、１５ シール部材
１１ａ、１１ｂ ラジアルリップ
１２ シール板
１３ スリンガ
１３ａ 円筒部
１３ｂ 立板部
１４ａ 嵌合部
１４ｂ 内径部
１５ａ シール部材の基部
１５ｂ サイドリップ
１５ｃ グリースリップ
１５ｄ ダストリップ
１６ ラビリンスシール
１７ ガータースプリング
１８ 磁気エンコーダ
５０ 密封装置
５１ 内側部材
５２ 外側部材
５３ スリンガ
５３ａ、５５ａ 円筒部
５３ｂ、５５ｂ 円環部
５４ シール板
５５ 芯金
５６ シール部材
５６ａ グリースリップ
５６ｂ ダストリップ
５６ｃ アキシアルリップ
５７ 径方向外端面
５８ ガータースプリング
ａ２ 円環部の外径寸法
ｅ２ 隙間の寸法
Ｃ ラビリンスシールの径方向すきま
Ｈ 密封装置の断面高さ
Ｐａ ラジアルリップの全緊迫力
ｐｂ ガータースプリングがない状態の緊迫力
Ｐｇ ガータースプリングの緊迫力
Ｓ 隙間
Ｔ 良否判定の基準となるスペック値
Ｗ 密封装置の幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】