JP2016080020A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】雨水や泥水等の異物の遮断性能を向上させることができると共に、回転トルクの低減を図ることができる密封装置を提供する。
【解決手段】密封装置は、軸線ｘを中心とする環状の密封装置本体１０とスリンガ２０とを備える。スリンガ２０は、密封装置本体１０に対向して配設されている。密封装置本体１０とスリンガ２０とは、軸線ｘを中心とする環状の間隙２を形成する。密封装置は、被覆部材３０を備え被覆部材３０は、外周側の第１の部分３１と内周側の第２の部分３２とを備え、第２の部分３２がスリンガ２０に固定されている。被覆部材３０は、先端部分３３が、外輪４１の外側面４１ｂに当接しており、間隙２を閉鎖している。内輪４２が回動すると、遠心力Ｆが発生し、第１の部分３１が弾性変形し、被覆部材３０の先端部分３３が外輪４１の外側面４１ｂから離間する。
【選択図】図３

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、車両等において雨水や泥水等の異物の浸入を防止するために用いられる密封装置に関する。

車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置（以下、ハブベアリングともいう。）は、雨水や泥水等の異物に直接曝される環境にある。このため、従来から、車輪用軸受装置には、この車輪用軸受装置を外部から密封するために、密封装置が取り付けられている。この密封装置は、車輪用軸受装置の内部に雨水や泥水等の異物が進入することの防止を図っている。

図９は、従来の車輪用軸受装置に取り付けられた密封装置（以下、ハブシールともいう。）の概略構成を示すための部分断面図である。図９に示すように、従来のハブシールとしての密封装置１００は、車輪用軸受装置２００において、互いに同軸に相対回動する外輪２０１と内輪２０２との間の環状の空間２０３を密封するために、外輪２０１と内輪２０２との間に圧入されている。車輪用軸受装置２００は、転がり軸受であり、図示しない転動体が外輪２０１と内輪２０２との間に配設されており、外輪２０１と内輪２０２とが相対回動可能になっている。密封装置１００は、空間２０３内に異物が浸入することを抑制している。

密封装置１００は、図９に示すように、外輪２０１に内嵌される環状の密封装置本体１１０と、内輪２０２に外嵌される環状のスリンガ１２０とを備える。密封装置本体１１０は、環状の補強環１１１と、この補強環１１１を覆うように一体に形成されたゴム材から成る弾性体部１１２とを備える。補強環１１１は、軸線に沿う断面の形状が、図９に示すように略Ｌ字形状であり、補強環１１１の外周側の円筒状の部分が外輪２０１の内周面に液密に嵌合されている。弾性体部１１２は、補強環１１１の内周側及び外側に形成されており、外周側の円筒状の円筒部１１３と、円筒部１１３の内側の端部から軸線に向かう方向（径方向）に延びる基体部１１４とを備える。基体部１１４は、軸線方向において外側に延びるサイドリップ１１５と、二股に分かれて径方向に延びるラジアルリップ１１６とを備える。

スリンガ１２０は、金属製であり、軸線に沿う断面の形状が図９に示すように略コ字形状であり、内周側の円筒状の部分である内周円筒部１２１と、外周側の円筒状の部分である外周円筒部１２２と、内周円筒部１２１と外周円筒部１２２とを各々の外側の端部で接続する、円盤状の部分である円盤部１２３とを備える。スリンガ１２０は、内周円筒部１２１が内輪２０２の外周面に液密に嵌合されている。

図９に示すように、密封装置１００において、密封装置本体１１０のサイドリップ１１５は、所定の締め代（接触幅）を持ってスリンガ１２０の円盤部１２３の内側面に当接し、シール部を形成している。また、密封部材本体１１０のラジアルリップ１１６は、所定の締め代を持ってスリンガ１２０の内周円筒部１２１の外周面に当接し、シール部を形成している。さらに、密封部材本体１１０の弾性体部１１２の円筒部１１３は、スリンガ１２０の外周円筒部１２２と径方向において互いに対向しており、円筒部１１３と外周円筒部１２２との間には、薄い円環状の間隙１０１が形成されている。この円環状の微小な間隙１０１は、ラビリンスシールを形成している。そして、弾性体部１１２の円筒部１１３の内周面には、環状の凸部１１７と環状の凹部１１８が互に複数設けられており、間隙１０１において、外側に向かう流体の流れが形成されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

このように、従来の密封装置１００においては、サイドリップ１１５及びラジアルリップ１１６に加えて、先ず、間隙１０１が形成するラビリンスシールによって、雨水や泥水等の異物が密封装置１００の内部へ浸入することが抑制されている。また、ラビリンスシールにおいては、車両用軸受装置２００の回動時に、環状凸部１１７及び凹部１１８により、外側に向かう流れが形成され、異物の密封装置１００の内部への浸入が更に抑制されている。そして、たとえ異物が間隙１０１を通過しても、サイドリップ１１５及びラジアルリップ１１６が形成するシール部により、異物の車輪用軸受装置２００内部への浸入が抑制されている。また、従来の密封装置１００においては、サイドリップ１１５及びラジアルリップ１１６に加えて、間隙１０１が形成する非接触のラビリンスシールが設けられており、密封装置本体１１０とスリンガ１２０との間に発生する摺動抵抗の低減が図られており、密封装置１００の回転トルクの低減が図られている。

また、図１０は、従来の車輪用軸受装置に取り付けられた他の密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。図１０に示すように、従来の密封装置１３０は、上記従来の密封装置１００と同様に、車輪用軸受装置２１０において、互いに同軸に相対回動する外輪２１１と内輪２１２との間の環状の空間２１３に圧入されている。車輪用軸受装置２１０は、車輪用軸受装置２００と同様に、転がり軸受である。密封装置１３０は、空間２１３内に異物が進入することを抑制している。

密封装置１３０は、図１０に示すように、外輪２１１に内嵌される環状の密封装置本体１４０と、内輪２１２に外嵌される環状のスリンガ１５０とを備える。密封装置本体１４０は、環状の補強環１４１と、この補強環１４１を覆うように一体に形成されたゴム材から成る弾性体部１４２とを備える。補強環１４１は、軸線に沿う断面の形状が、図１０に示すように略Ｌ字形状であり、補強環１４１の外周側の円筒状の部分が外輪２１１の内周面に液密に嵌合されている。弾性体部１４２は、補強環１４１の内周側及び外側に形成されており、外周側の円筒状の円筒部１４３と、円筒部１４３の内側の端部から径方向に延びる基体部１４４とを備える。基体部１４４は、軸線方向において外側に延びるサイドリップ１４５と、径方向に延びて二股に分かれるラジアルリップ１４６とを備える。また、基体部１４４は、サイドリップ１４５よりも外周側に、径方向外周側に湾曲して延びる補助リップ１４７を備える。

スリンガ１５０は、金属製であり、軸線に沿う断面の形状が図１０に示すように略コ字形状であり、内周側の円筒状の部分である内周円筒部１５１と、外周側の円筒状の部分である外周円筒部１５２と、内周円筒部１５１と外周円筒部１５２とを各々の外側の端部で接続する、円盤状の部分である円盤部１５３とを備える。スリンガ１５０は、内周円筒部１５１が内輪２１２の外周面に液密に嵌合されている。

図１０に示すように、密封装置１３０において、密封装置本体１４０のサイドリップ１４５は、所定の締め代を持ってスリンガ１５０の円盤部１５３の内側面に当接し、シール部を形成している。また、密封装置本体１４０のラジアルリップ１４６は、所定の締め代を持ってスリンガ１５０の内周円筒部１５１の外周面に当接し、シール部を形成している。さらに、密封装置本体１４０の弾性体部１４２の円筒部１４３は、スリンガ１５０の外周円筒部１５２と径方向において互いに対向しており、円筒部１４３と外周円筒部１５２との間には、薄い円環状の間隙１３１が形成されている。この円環状の微小な間隙１３１は、ラビリンスシールを形成している。また、補助リップ１４７は、所定の締め代を持ってスリンガ１５０の外周円筒部１５２の内周面に当接し、シール部を形成している（例えば、特許文献２参照）。

このように、従来の密封装置１３０においては、先ず、間隙１３１が形成するラビリンスシールによって、雨水や泥水等の異物が密封装置１３０の内部へ浸入することが抑制されている。そして、たとえ異物が間隙１３１を通過しても、補助リップ１４７が異物の内部への浸入を抑制している。これにより、サイドリップ１４５が接触する異物の量を抑制し、サイドリップ１４５が泥水等に含まれる泥や砂等によって磨耗することを抑制し、密封装置１３０の耐久性及び密封性を向上しようとしている。

実開平７−１０６３０号公報 特開２００９−１９７８８４号公報

しかしながら、上記従来の密封装置１００においては、ラビリンスシールによって、異物が密封装置１００の内部に浸入しないようにする異物の遮断性能を向上させることはできるが、ラビリンスシールによっては異物の浸入を完全に防止することはできなかった。このため、サイドリップ１１５が異物に接触することにより磨耗するため、密封装置１００の耐久性及び密封性の更なる向上が求められていた。

また、上記従来の密封装置１３０においては、ラビリンスシール及び補助リップ１４７により、異物の遮断性能を向上させることはできる。しかしながら、サイドリップ１４５及びラジアルリップ１４６に加えて、補助リップ１４７がスリンガ１５０に接触するため、密封装置本体１４０とスリンガ１５０との間に発生する摺動抵抗が増大し、密封装置１３０の回転トルクが増大してしまっていた。このため、密封装置１３０における摩擦発熱やトルク損失が問題となっていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされてものであり、その目的は、雨水や泥水等の異物の遮断性能を向上させることができると共に、回転トルクの低減を図ることができる密封装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える機構において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、前記内周側部材に取り付けられるスリンガと、前記スリンガに取り付けられている弾性体から形成される被覆部材とを備え、前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記スリンガに当接する少なくとも１つのシールリップを備え、前記弾性体部と前記スリンガとは、前記軸線を中心とする環状の間隙を形成し、前記被覆部材は、前記外周側部材に当接して、前記間隙を閉鎖し、前記軸線に直交する方向に付勢されることにより前記外周部材から離間するように弾性変形することを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記被覆部材は、前記外周側部材の外側に面する側部に離間可能に当接する。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記被覆部材は、前記外周側部材の外周部に離間可能に当接する。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える機構において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、前記内周側部材に取り付けられるスリンガとを備え、前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、前記弾性体部と前記スリンガとは、前記軸線を中心とする環状の間隙を形成し、前記弾性体部は、被覆部と、前記スリンガに当接する少なくとも１つのシールリップとを備え、前記被覆部は、外側に傾斜して延びており、前記スリンガに当接して前記間隙を閉鎖しており、前記軸線に直交する方向に付勢されることにより前記スリンガから離間するように弾性変形することを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記機構は、車両の車輪用軸受装置である。

本発明に係る密封装置によれば、被覆部材又は被覆体が外周側部材に当接して弾性体部とスリンガとが形成する間隙を開放可能に閉鎖するので、弾性体部とスリンガとが形成する間隙から雨水や泥水等の異物が浸入することを抑制することができ、異物の遮断性能を向上させることができる。加えて、内周側部材又は外周側部材の回動により発生する遠心力によって被覆部材又は被覆体が軸線に直交する方向に夫々付勢されることにより、被覆部材又は被覆体は外周部材又はスリンガから夫々離間する。このため、内周側部材又は外周側部材の回動時に被覆部材又は被覆体は夫々外周側部材又はスリンガに摺動することはなく、被覆部材又は被覆体の摺動によって密封装置の回転トルクが発生することを防止でき、密封装置の回転トルクを低減することができる。
また、被覆部材又は被覆体は、密封装置の回転時に間隙を開放するが、密封装置の回転時には、異物は間隙から浸入しようとしても遠心力により外周方向に飛散されるため、異物の浸入を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、密封装置の軸線に沿った断面における断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す密封装置の拡大断面図である。 図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。 図２に示す密封装置の使用状態において、車輪用軸受装置が回動している状態を示すための部分断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。 図４に示す密封装置の使用状態において、車輪用軸受装置が回動している状態を示すための部分断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。 図６に示す密封装置の使用状態において、車輪用軸受装置が回動している状態を示すための部分断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の変形例を示す拡大断面図である。 従来の、車輪用軸受装置に取り付けられる密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。 従来の、車輪用軸受装置に取り付けられる他の密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、密封装置の軸線に沿った断面における断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す密封装置の拡大断面図である。

図１（ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、軸線ｘを中心とする環状の密封装置本体１０と、軸線ｘを中心とする環状のスリンガ２０とを備える。スリンガ２０は、密封装置本体１０に対向して、密封装置本体１０の内周側に配設されている。密封装置１は、軸線ｘについて互いに相対回動可能な二部材間の環状の空間を密封するものである。

密封装置本体１０は、軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成る弾性体部１１と、軸線ｘを中心とする環状の金属製の補強環１２とを備える。弾性体部１１は、補強環１２に一体的に取り付けられている。弾性体部１１の弾性体としては、例えば、各種ゴム材があり、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。補強環１２の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。

弾性体部１１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、外周側において延びる、軸線ｘを中心とする円筒状の円筒部１３と、円筒部１３の内側の端部から内周方向に延びる基体部１４とを備える。ここで、説明の便宜上、外側とは、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１（ａ）参照）方向とし、内側とは、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１（ａ）参照）方向とする。つまり、内側とは、使用状態において、密封対象物が存在する領域に面する方向（密封対象物側）であり、外側とは、後述するように異物が存在する領域に面する方向である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１（ａ）の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１（ａ）の矢印ｄ方向）を内周側とする。

基体部１４は、外側に向かって延びるサイドリップ１５と、ラジアルリップ１６とを備える。サイドリップ１５は、ラジアルリップ１６よりも外周側に設けられている。ラジアルリップ１６は、内周側に向かって二股に分かれており、一対のリップを構成する中間リップ１６ａと、グリースリップ１６ｂとを備える。サイドリップ１５は、図１（ａ）に示すように、軸線ｘ方向に対して傾斜して延びており、例えば、軸線ｘ方向から外周側に傾斜する方向に延びており、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて拡径する円錐筒状の形状を呈している。中間リップ１６ａは、図１（ａ）に示すように、軸線ｘ方向に対して傾斜して延びており、例えば、軸線ｘ方向から内周側に傾斜する方向に延びており、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。グリースリップ１６ｂは、図１（ａ）に示すように、軸線ｘ方向に対して傾斜して延びており、例えば、軸線ｘ方向から内周側に傾斜する方向に延びており、軸線ｘ方向において内側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。

補強環１２は、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」ともいう。）の形状が、略Ｌ字形状であり、軸線ｘを中心とする円筒状の外周部１２ａと、外周部１２ａの内側端部から内周方向に延びる、軸線ｘを中心とする円盤状の円盤部１２ｂとを備える。補強環１２には、内周側及び外側から弾性体部１１が取り付けられており、弾性体部１１が補強されている。具体的には、補強環１２の外周部１２ａには、弾性体部１１の円筒部１３が内周側から取り付けられており、図１（ｂ）に示すように、外周部１２ａの外側の端部は、円筒部１３に覆われて埋設されている。また、補強環１２の円盤部１２ｂには、弾性体部１１の基体部１４が外側から取り付けられており、図１（ｂ）に示すように、円盤部１２ｂの内周側の端部は、基体部１４に覆われて埋設されている。

補強環１２は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部１１は成形型を用いて加硫成形によって成形される。この加硫成形の際に、補強環１２は成形型の中に配置されており、弾性体部１１が加硫接着により補強環１２に接着され、弾性体部１１が補強環１２と一体的に成形される。

スリンガ２０は、金属製、例えばステンレス鋼製の部材であり、軸線ｘを中心とする板状の環状の部材である。スリンガ２０は、内周側に、軸線ｘを中心とする円筒状の円筒部２１と、円筒部２１の外側の端部から外周側に延びる、軸線ｘを中心とする円盤状の円盤部２２とを備える。

図１（ｂ）に示すように、密封装置本体１０の弾性体部１１の基体部１４は、スリンガ２０に対向するように配置されている。具体的には、サイドリップ１５は、先端部において所定の締め代（接触幅）を持ってスリンガ２０の円盤部２２の内側の面に当接し、シール部を形成している。また、中間リップ１６ａは、先端部において所定の締め代を持ってスリンガ２０の円筒部２１の外周側の面に当接し、シール部を形成している。グリースリップ１６ｂは、スリンガ２０の円筒部２１の外周側の面に当接せず、円筒部２１の外周側の面との間に所定の幅の微小間隙を形成している。なお、グリースリップ１６ｂは、スリンガ２０の円筒部２１の外周側の面に当接するようにしてもよい。

また、密封装置本体１０とスリンガ２０とは、図１（ｂ）に示すように、軸線ｘを中心とする環状の間隙２を形成する。具体的には、弾性体部１１の円筒部１３の外側の端部（外側端部１３ａ）は、この外側端部１３ａの内周側の面（内周面１３ｂ）において、径方向に間隔を持って、スリンガ２０の円盤部２２の外周側の端部（外周側端部２２ａ）の外周側の面（外周面２２ｂ）に対向して、間隙２が形成されている。この間隙２により、ラビリンスシールが形成されている。

また、図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る密封装置１は、被覆部材３０を備える。被覆部材３０は、弾性体から形成されており、軸線ｘを中心とする円盤状の形状を呈している。被覆部材３０は、外周側の第１の部分３１と内周側の第２の部分３２とを備え、第２の部分３２の内側の面である内側面３２ａがスリンガ２０の円盤部２２の外側面２２ｃに固定されて、スリンガ２０に取り付けられている。

また、被覆部材３０は、第１の部分３１の内側面に、軸線ｘを中心とする円盤状の凹部３４を備える。図１（ｂ）に示すように断面において、凹部３４は、第１の部分３１において、第１の部分３１の外周側の先端部分３３から第２の部分３２まで延びている。この先端部分３３は、第１の部分３１の外周側の先端から第１の部分３１の延び方向において所定の範囲の部分である。この凹部３４により、第１の部分３１は、第２の部分３２よりも断面における厚さ（以下、断面厚さともいう。）が薄くなっており、弾性変形しやすくなっている。第１の部分３１において、先端部分３３はその先端から、図１（ｂ）に示すように、径方向から内側方向に斜めに（線ｙ方向）延びている。第１の部分３１の断面厚さは、図１（ｂ）に示すように、その延び方向に亘って略一様の厚さになっている。この第１の部分３１の断面厚さは、先端部分３３の外周側端部近傍において他の部分より厚くなっていてもよい。

被覆部材３０は、第１の部分３１の凹部３４が延びる部分において、密封装置本体１０とスリンガ２０とが形成する間隙２を外側から覆う。また、後述するように、先端部分３３は、密封装置１が取り付けられる部材に当接し、第１の部分３１において間隙２を閉鎖することができる。

被覆部材３０の弾性体としは、例えば、各種ゴム材があり、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。

被覆部材３０は成形型を用いて加硫成形によって成形される。例えば、この加硫成形の際に、スリンガ２０は成形型の中に配置されており、被覆部材３０が加硫接着によりスリンガ２０に接着され、被覆部材３０がスリンガ２０と一体的に成形される。

上述のように、密封装置１においては、間隙２においてラビリンスシールによるシール部が形成されており、また、サイドリップ１５、中間リップ１６ａ、及びグリースリップ１６ｂのスリンガ２０への当接によってシール部が形成されている。

次いで、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の使用状態について説明する。図２は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の使用状態を示すための部分断面図である。本実施の形態において、密封装置１は、車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に使用されるものとする。図２は、車輪用軸受装置が回動していない静止状態を示す。

図２に示すように、密封装置１は、車輪用軸受装置４０の内部に、外部から雨水や泥水等の異物が浸入しないように、車輪用軸受装置４０に取り付けられている。

車輪用軸受装置４０は、従来公知の車輪軸受装置であり、軸線ｘについて互いに同軸的に相対回動可能な、環状の外周側部材としての外輪４１と、環状の内周側部材としての内輪４２とを備える。内輪４２は、外輪４１に環状の空間４３を持って少なくとも部分的に包囲されている。また、外輪４１と内輪４２との間には、複数の転動体４４が環状に配設されており、転動体４４は、図示しない、保持器によって保持されている。車輪用軸受装置４０は、環状に配設された転動体４４を複数列有していてもよい。また、空間４３内には、転動体４４の潤滑用のグリースが充填されている。

密封装置１は、外側端部において、外輪４１と内輪４２との間に勘合されており、外部から空間４３内を密封している。ここで外部とは、大気に覆われた部分であり、内部とは、密封装置１によって密封された空間４３内の部分である。また、外側とは、図１と同様に、軸線ｘ方向において、矢印ａ方向であり、内側とは、軸線ｘにおいて、矢印ｂ方向である。

具体的には、密封装置本体１０は、弾性体部１１の円筒部１３と補強環１２の外周部１２ａとが、外輪４１に内嵌されて、外輪４１に固定されている。円筒部１３及び外周部１２ａの外周面は、外輪４１の内周の面である内周面４１ａに液密に当接している。

また、スリンガ２０は、円筒部２１が内輪４２に外嵌されて内輪４２に固定されている。円筒部２１の内周面は、内輪４２の外周の面である外周面４２ａに液密に当接している。

また、被覆部材３０は、先端部分３３の内側の面である内側面３３ａが、外輪４１の外側の面である外側面４１ｂ（側部）に当接しており、被覆部材３０は、第１の部分３１において、密封装置本体１０とスリンガ２０とによって形成された間隙２を閉鎖している。

このように、車輪用軸受装置４０が回動していない静止状態においては、被覆部材３０が、先端部分３３において外輪４１の外側面４１ｂに当接して、第１の部分３１において間隙２を開放可能に閉鎖しており、密封装置１の内部を外部の雨水や泥水等の異物から密封している。このため、間隙２から雨水や泥水等の異物が浸入することを抑制することができ、異物の遮断性能を向上させることができる。

また、上述のように、第１の部分３１は内側に凹部３４を備え、また、第１の部分３１の先端部分３３は、径方向から内側方向に向かって斜めに延びるので（線ｙ方向）、静止状態においては、先端部分３３が外輪４１の外側面４１ｂに当接し易くなっている。

また、静止状態においては、被覆部材３０に外部側から異物の圧力が加わる。このため、静止状態において、被覆部材３０の先端部分３３と外輪４１の外側面４１ｂとの間の密封性をより高めることができる。

次いで、上記密封装置１の使用状態において、車輪用軸受装置４０が回動している状態における密封装置１の作用について説明する。図３は、図２に示す密封装置１の使用状態において、車輪用軸受装置４０が回動している状態を示すための部分断面図である。なお、本実施の形態においては、車両用駆動軸４０において、内輪４２が回動し、外輪４１は回動しない。

内輪４２が回動すると、スリンガ２０及び被覆部材３０も回動する。この回動により、軸線ｘに直交する方向に遠心力Ｆが発生する。そして、この遠心力Ｆが、被覆部材３０の第１の部分３１に作用することにより第１の部分３１が弾性変形し、被覆部材３０の先端部分３３が外輪４１の外側面４１ｂから離間する。このように、車輪用軸受装置４０が回動している回動状態において、被覆部材３０が外輪４１から離間することにより、被覆部材３０の外輪４１への当接によって発生する密封装置１の回転トルクをなくすことができ、密封装置１の回転トルクを低減することができる。

以下に、遠心力Ｆによる被覆部材３０の作用をより詳細に説明する。

上述のように、被覆部材３０は、第１の部分３１において、凹部３４が形成されていることにより弾性変形し易くなっている。また、被覆部材３０の先端部分３３は線ｙ方向に、径方向から内側に斜めに延びている（図２参照）。このため、径方向の力の付勢により、先端部分３３には、先端部分３３を外輪４１の外側面４１ｂから離間させる曲げモーメントが発生し、先端部分３３が径方向に延びるように弾性変形し易くなっている。このため、内輪４２の回動により発生する遠心力Ｆにより、被覆部材３０は、径方向に付勢され、先端部分３３が径方向に延びるように弾性変形し、被覆部材３０の先端部分３３が外輪４１の外側面４１ｂから離間する。この離間により、被覆部材３０の外輪４１への当接によって発生する密封装置の回転トルクをなくすことができ、密封装置の回転トルクを低減することができる。

また、被覆部材３０の先端部分３３が外輪４１の外側面４１ｂから離間することにより、間隙２は開放される。このため、雨水や泥水等の異物が間隙２を介して密封装置１の内部に浸入する恐れがある。しかしながら、異物は遠心力Ｆにより外周方向に飛散されるので、間隙２からの異物の浸入を抑制することができる。このため、サイドリップ１５が泥水等に含まれる泥や砂等によって磨耗することを抑制することができ、密封装置１の耐久性及び密封性を向上させることができる。

上述のように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１によれば、車輪用軸受装置４０の静止状態において、被覆部材３０は間隙２を閉鎖し、間隙２から雨水や泥水等の異物が浸入することを抑制することができ、異物の遮断性能を向上させることができる。そして、車輪用軸受装置４０の回動状態において、被覆部材３０が外輪４１から離間し、被覆部材３０の摺動によって発生する密封装置１の回転トルクを低減することができ、密封装置１の回転トルクを低減することができる。また、被覆部材３０が外輪４１から離間して間隙２が開放されても、異物は遠心力Ｆにより外周方向に飛散されるので、間隙２からの異物の浸入を抑制することができる。

また、間隙２はラビリンスシールを形成しているので、間隙２が開放されても、間隙２からの異物の浸入を抑制することができる。さらに、たとえ、間隙２から異物が浸入したとしても、間隙２よりも内部において、サイドリップ１５及びラジアルリップ１６により、異物の浸入を抑制することができる。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。図４は、車輪用軸受装置が回動していない静止状態を示す。以下、上述の第１の実施の形態と同一の構成要素及び同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５は、上述の第１の実施の形態に係る密封装置１に対して、被覆部材のみが異なる。図４に示すように、第２の実施の形態に係る密封装置５は、上述の第１の実施の形態に係る密封装置１の被覆部材３０に代えて、被覆部材５０を備える。

被覆部材５０は、弾性体から形成されており、軸線ｘを中心とする円盤状の形状を呈しており、外周側の第１の部分５１と内周側の第２の部分５２とを備え、第２の部分５２の内側の面である内側面５２ａがスリンガ２０の円盤部２２の外側面２２ｃに固定されて、スリンガ２０に取り付けられている。

また、被覆部材５０は、第１の部分５１の内側面に、軸線ｘを中心とする環状の凹部５４を備える。凹部５４は、第１の部分５１の延び方向に沿って設けられており、第１の部分５１において、第１の部分５１の外周側の先端である先端部５３から第２の部分５２まで延びている。このように、凹部５４により、第１の部分５１は、第２の部分５２より断面厚さが薄くなっており、弾性変形しやすくなっている。

第１の部分５１は、第２の部分５２から径方向に延設された、軸線ｘを中心とする円盤状の円盤部５５と、円盤部５５の外周側端部から延びる、断面略Ｕ字形状の軸線ｘを中心とする環状の先端部分５６とを備える。先端部分５６は、円盤部５５の外周側端部から外周方向に凸に湾曲して、内周側に延びている。そして、先端部分５６の先端の先端部５３は、その内周側の面である内周面５３ａにおいて、外輪４１の外周側の面である外周面４１ｃ（外周部）に、外側の端部近傍において当接している。被覆部材５０が外周面４１ｃにおいて外輪４１に当接する位置は、外輪４１の外側面４１ｂの近傍であり、外側面４１ｂから所定の間隔の位置である。先端部分５６は、図４に示すように、先端部５３近傍において、内周方向に凸に湾曲している。

第１の部分５１の断面厚さは、図４に示すように、その延び方向に亘って略一様の厚さになっている。この第１の部分５１の断面厚さは、先端部５３の近傍において他の部分より厚くなっていてもよい。

被覆部材５０の弾性体としては、上記被覆部材３０と同様に、例えば、各種ゴム材があり、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。また、上記被覆部材３０と同様に、被覆部材５０は成形型を用いて加硫成形によって成形される。例えば、この加硫成形の際に、スリンガ２０は成形型の中に配置されており、被覆部材５０が加硫接着によりスリンガ２０に接着され、被覆部材５０がスリンガ２０と一体的に成形される。

このように、被覆部材５０は、先端部分５６の先端部５３が、内周面５３ａにおいて、外輪４１の外周面４１ｃに当接しており、被覆部材５０は、第１の部分５１において、密封装置本体１０とスリンガ２０とによって形成された間隙２を閉鎖している。

このように、車輪用軸受装置４０が回動していない静止状態においては、被覆部材５０が、第１の部分５１において間隙２を開放可能に閉鎖しており、密封装置５の内部を外部の雨水や泥水等の異物から密封している。このため、間隙２から雨水や泥水等の異物が浸入することを抑制することができ、異物の遮断性能を向上させることができる。

また、上述のように、第１の部分５１は内側に凹部５４を備え、また、第１の部分５１の先端部分５６は、外周方向に凸に湾曲して延びるので、静止状態においては、先端部５３が外輪４１の外側面４１ｂに当接し易くなっている。

また、静止状態においては、被覆部材５０に外部側から異物の圧力が加わるため、静止状態において、被覆部材５０の先端部５３と外輪４１の外周面４１ｂとの間の密封性をより高めることができる。

次いで、上記密封装置５の使用状態において、車輪用軸受装置４０が回動している状態における密封装置５の作用について説明する。図５は、図４に示す密封装置５の使用状態において、車輪用軸受装置４０が回動している状態を示すための部分断面図である。なお、本実施の形態においては、車両用軸受装置４０において、内輪４２が回動し、外輪４１は回動しない。

内輪４２が回動すると、共に回動する被覆部材５０に対して、径方向の遠心力Ｆが発生する。被覆部材５０は、上述のように、第１の部分５１において、凹部５４が形成されていることにより弾性変形し易くなっている。また、被覆部材５０の先端部分５６は、第１の部分５１の外周において、遠心力Ｆに直交するように軸線ｘ方向に拡がっている（図４参照）。このため、径方向の遠心力Ｆの付勢により、先端部分５６には、先端部分５６を外輪４１の外周面４１ｃから離間させる曲げモーメントが発生し、第１の部分５１の円盤部５５が外側方向に弾性的に曲げ変形し易くなっている。このため、内輪４２の回動により発生する遠心力Ｆにより、被覆部材５０は、径方向に付勢され、先端部分５６が外側方向に変位するように弾性変形し、被覆部材５０の先端部５３が外輪４１の外周面４１ｃから離間する。この離間により、被覆部材５０の外輪４１への当接によって発生する密封装置５の回転トルクをなくすことができ、密封装置５の回転トルクを低減させることができる。

また、間隙２の開放状態において、異物は遠心力Ｆにより外周方向に飛散されるので、間隙２からの異物の浸入を抑制され、サイドリップ１５の磨耗が抑制され、密封装置５の耐久性及び密封性が向上させる。

上述のように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５によれば、上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同様に、密封装置５の回転トルクを低減することができ、また、間隙２からの異物の浸入を抑制することができる。また、密封装置５の耐久性及び密封性を向上させることができる。

次いで、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。図６は、車輪用軸受装置が回動していない静止状態を示す。以下、上述の第１の実施の形態と同一の構成要素及び同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

本発明の第３の実施の形態に係る密封装置６は、上述の第１の実施の形態に係る密封装置１に対して、被覆部材３０と、間隙２の形状とが異なる。図６に示すように、第３の実施の形態に係る密封装置６は、上述の第１の実施の形態に係る密封装置１の被覆部材３０に代えて、被覆部６０を備える。

被覆部６０は、弾性体から形成されており、軸線ｘを中心とする円錐筒状の形状を呈しており、密封装置本体１０の弾性体部１１の円筒部１３の外側端部１３ａから、スリンガ２０の円盤部２２の外周面２２ｂに向かって延設されている。つまり、被覆部６０は、密封装置本体１０と一体となっており、被覆部６０の外周側の端部は弾性体部１１の円筒部１３の外側端部１３ａに結合されている。被覆部６０は、密封装置本体１０の弾性体部１１と一体に加硫成形され、弾性体部１１と同一の材料からなっている。

被覆部６０は、上述のように円錐筒状の形状を呈しており、外周側の端部から、径方向から外側方向に斜めに、内周側に向かって延びている（図６の線ｚ方向）。そして、被覆部６０の内周側の端部である先端部６１が、スリンガ２０の円盤部２２の外周面２２ｂに当接している。

また、本実施の形態においては、上記第１及び第２の実施の形態とは異なり、間隙２は、径方向に延びていない。つまり、間隙２は、径方向に対して斜めに延びており、具体的には、密封装置本体１０側から、径方向から外側方向に斜めに延びている。つまり、本実施の形態においては、弾性体部１１の円筒部１３の外側端部１３ａは、スリンガ２０の円盤部２２の外周側端部２２ａに径方向において対向しておらず、径方向から外側方向に傾いた方向において外周側端部２２ａに対向して間隙２が形成されている。このために、例えば、弾性体部１１の円筒部１３及び補強環１２の外周部１２ａが、第１及び第２の実施の形態に比べて軸線ｘ方向において短くなっていてもよく、または、密封装置本体１０とスリンガ２０との軸線ｘ方向の間隔が広げられていてもよい。但し、サイドリップ１５、ラジアルリップ１６の締め代が上記所定の値となるようにする必要がある。

被覆部６０の断面厚さは、図６に示すように、その延び方向に亘って略一様の厚さになっている。この被覆部６０の断面厚さは、先端部６１の近傍において他の部分より厚くなっていてもよく、また、先端部６１の近傍において他の部分より薄くなっていてもよい。

このように、被覆部６０は、先端部６１において、スリンガ２０の円盤部２２の外周面２２ｂに当接しており、被覆部６０は、密封装置本体１０とスリンガ２０とによって形成された間隙２を閉鎖している。

このように、車輪用軸受装置４０が回動していない静止状態においては、被覆部６０が間隙２を開放可能に閉鎖しており、密封装置５の内部を外部の雨水や泥水等の異物から密封している。このため、間隙２から雨水や泥水等の異物が浸入することを抑制することができ、異物の遮断性能を向上させることができる。

また、静止状態においては、被覆部６０は線ｚ方向に斜めに延びるので、円盤部２２に外側から当接している。このため、静止状態において、被覆部６０に外部側から異物の圧力が加わることにより、被覆部６０は円盤部２２により密着して当接し、被服部６０の先端部６１とスリンガ２０の外周面２２ｂとの間の密封性をより高めることができる。

次いで、上記密封装置６の使用状態において、車輪用軸受装置４０が回動している状態における密封装置６の作用について説明する。図７は、図６に示す密封装置６の使用状態において、車輪用軸受装置４０が回動している状態を示すための部分断面図である。なお、本実施の形態においては、車輪用軸受装置４０において、外輪４１が回動し、内輪４２は回動しない。

外輪４１が回動すると、共に回動する被覆部６０に対して、径方向の遠心力Ｆが発生する。被覆部６０は、上述のように、径方向から外側方向に斜めに軸線ｘに向かって延びている（図６の線ｚ参照）。このため、径方向の遠心力Ｆの付勢により、被覆部６０には、被覆部６０の先端部６１をスリンガ２０の円盤部２２の外周面２２ｂから離間させる曲げモーメントが発生して、被覆部６０が外側方向に弾性的に曲げ変形し易くなっている。このため、外輪４１の回動により発生する遠心力Ｆにより、被覆部６０は、径方向に付勢され、先端部６１が外周方向に変位するように弾性変形し、被覆部６０の先端部６１が円盤部２２の外周面２２ｂから離間する。この離間により、被覆部６０のスリンガ２０への当接によって発生する密封装置６の回転トルクをなくすことができ、密封装置６の回転トルクを低減させることができる。

また、間隙２の開放状態において、異物は遠心力Ｆにより外周方向に飛散されるので、間隙２からの異物の浸入が抑制され、サイドリップ１５の磨耗が抑制され、密封装置５の耐久性及び密封性が向上させる。

上述のように、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置６によれば、上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同様に、密封装置６の回転トルクを低減することができ、また、間隙２からの異物の浸入を抑制することができる。また、密封装置６の耐久性及び密封性を向上させることができる。

次いで、上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の変形例について説明する。図８は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の変形例を示す拡大断面図である。図８に示すように、密封装置１は、被覆部材３０の先端部分３３に、高密度部材から成る高密度部材部７０が埋設されていてもよい。先端部分３３に高密度部材部７０が埋設されていることにより、車輪用軸受装置４０の回動状態において、先端部分３３により大きな曲げモーメントを発生させることができ、運転状態においてより確実に被覆部３０の先端部分３３を外輪４１の外側面４１ｂから離間させることができる（図３参照）。これにより、被覆部材３０のスリンガ２０への当接によって発生する密封装置１の回転トルクをより確実になくすことができ、密封装置６の回転トルクをより確実に低減させることができる。

高密度部材部７０の高密度部材としては、銅、酸化銅、酸化鉄、タングステン、ビスマス、酸化ビスマス等の粉末が充填されたゴムがある。

また、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５、及び本発明の第３の実施の形態に係る密封装置６においても、上記図８の第１の実施の形態に係る密封装置１の変形例のように、被覆部材５０の先端部５３に（図４参照）、または、被覆部６０の先端部６１に（図６参照）に高密度部材部７０を埋設してもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。具体的には、弾性体部１１、補強環１２、及びスリンガ２０等の形状は上述の形状に限るものではない。

また、上記本発明の第１及び第２の実施の形態においては、間隙２は、弾性体部１１の円筒部１３の外側端部１３ａとスリンガ２０の円盤部２２の外周側端部２２ａとの間において、径方向に延びているものとしたが、間隙２の延び方向はこれに限らず、径方向から傾いた方向に延びていてもよい。

また、本実施の形態に係る密封装置１は、車輪用軸受装置に適用されるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではなく、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。

１，５，６，１００，１３０ 密封装置
２，１０１，１３１ 間隙
１０，１１０，１４０ 密封装置本体
１１，１１２，１４２ 弾性体部
１２，１１１，１４１ 補強環
１２ａ 外周部
１２ｂ 円盤部
１３，１１３，１４３ 円筒部
１３ａ 外側端部
１３ｂ 内周面
１４，１１４，１４４ 基体部
１５，１１５，１４５ サイドリップ
１６，１１６，１４６ ラジアルリップ
１６ａ 中間リップ
１６ｂ グリースリップ
２０，１２０，１５０ スリンガ
２１ 円筒部
２２ 円盤部
２２ａ 外周側端部
２２ｂ 外周面
２２ｃ 外側面
３０，５０ 被覆部材
３１，５１ 第１の部分
３２，５２ 第２の部分
３２ａ，５２ａ 内側面
３３，５６ 先端部分
３３ａ 内側面
３４，５４ 凹部
４０，２００，２１０ 車輪用軸受装置
４１，２０１，２１１ 外輪
４１ａ 内周面
４１ｂ 外側面
４１ｃ 外周面
４２，２０２，２１２ 内輪
４２ａ 外周面
４３，２０３，２１３ 空間
４４ 転動体
５３ 先端部
５３ａ 内周面
５５ 円盤部
６０ 被覆部
６１ 先端部
７０ 高密度部材部
１１７ 凸部
１１８ 凹部
１２１，１５１ 内周円筒部
１２２，１５２ 外周円筒部
１２３，１５３ 円盤部
１４７ 補助リップ
Ｆ 遠心力
ｘ 軸線

Claims (5)

1. 軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える機構において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、
   前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、
   前記内周側部材に取り付けられるスリンガと、
   前記スリンガに取り付けられている弾性体から形成される被覆部材とを備え、
   前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、
   前記弾性体部は、前記スリンガに当接する少なくとも１つのシールリップを備え、
   前記弾性体部と前記スリンガとは、前記軸線を中心とする環状の間隙を形成し、
   前記被覆部材は、前記外周側部材に当接して、前記間隙を閉鎖し、前記軸線に直交する方向に付勢されることにより前記外周部材から離間するように弾性変形することを特徴とする密封装置。
2. 前記被覆部材は、前記外周側部材の外側に面する側部に離間可能に当接することを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記被覆部材は、前記外周側部材の外周部に離間可能に当接することを特徴とする請求項１記載の密封装置。
4. 軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える機構において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、
   前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、
   前記内周側部材に取り付けられるスリンガとを備え、
   前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、
   前記弾性体部と前記スリンガとは、前記軸線を中心とする環状の間隙を形成し、
   前記弾性体部は、被覆部と、前記スリンガに当接する少なくとも１つのシールリップとを備え、
   前記被覆部は、外側に傾斜して延びており、前記スリンガに当接して前記間隙を閉鎖しており、前記軸線に直交する方向に付勢されることにより前記スリンガから離間するように弾性変形することを特徴とする密封装置。
5. 前記機構は、車両の車輪用軸受装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の密封装置。

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