JP2023103567A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封装置が接触する面に加工目が残っていても、密封装置が与えるトルク抵抗の変動の発生を抑制する。【解決手段】密封装置１は、補強環１０と、弾性体部２０とを備えている。弾性体部２０は、サイドリップ２１と、中間リップ２２と、グリースリップ２３とを有している。サイドリップ２１にはグリースＧが塗布される。サイドリップ２１は、サイドリップ２１を厚さ方向に貫通する貫通孔２４を少なくとも１つ有している。サイドリップ２１の貫通孔２４は、使用状態におけるサイドリップ２１の変形によっても貫通孔２４の貫通が維持される位置に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、ハブベアリングの密封装置に関する。

車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持するハブベアリングは、雨水、泥水及びダスト等の異物に直接曝される環境にある。このため、従来から、ハブベアリングには、軸線について相対回転可能な外輪とハブとの間に形成された空間の密封を図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、ハブベアリングの内部の潤滑剤の密封を図ると共に内部に異物が進入することの防止を図っている。また、このような密封装置には、低燃費化の要求等から、密封装置のシールリップがハブベアリングに加える摺動抵抗（トルク抵抗）の低減が求められるようになっている。このため、従来の密封装置には、シールリップとハブベアリングのハブの外周面との夫々の接触面の間にグリースが塗布されて、トルク抵抗の低減を図っているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

登録実用新案第３２０１２０７号公報

一方、ハブベアリングのハブの外周面は加工により形成されており、このため、ハブの外周面には加工の仕上痕（加工目）が残る場合がある。ハブベアリングによっては、この加工目が一定の方向性を有しており、つまり、螺旋状や直線状等の回転軸線周りや回転軸線に沿って延びる溝状の痕が複数形成されて成る加工目がハブベアリングの外周面に形成されている場合がある。ハブの外周面にこのような加工目が形成されている場合、加工目の方向性や面粗度の度合いによっては、ハブベアリングの回転時に加工目に基づくポンプ作用が発生し、接触面間のグリースが互いに隣接するシールリップにより形成される密閉空間の外側に排出されてしまうことがある。また、ポンプ作用が発生した場合、この互いに隣接するシールリップにより形成される密閉空間内の空気が外側に排出されてしまうことがある。グリースや空気が密閉空間の外側に排出されると、密閉空間内の圧力が大気の圧力よりも低くなって負圧になり、シールリップとハブの外周面との間の接触幅（締め代）が大きくなり、または、接触幅が増減し、シールリップがハブに与えるトルク抵抗が増加、または、増減する。これにより、ハブベアリングの回転トルクに乱れが生じ、車両の走行安定性が低下する場合がある。

このため、従来のハブベアリングには、上述のような車両の走行安定性の低下につながるような加工目をハブの外周面に残さないように加工がなされているが、このような加工をなくし、ハブベアリングの製造コストを低減する要望がある。このように、従来のハブベアリングの密封装置には、シールリップが接触するハブの外周面に加工目が残っていても、シールリップがハブに与えるトルク抵抗の変動の発生を防止することができる構成が求められている。

本発明の課題は、密封装置が接触する面に加工目が残っていても、密封装置が与えるトルク抵抗の変動の発生を抑制することができる密封装置を提供することにある。

本発明に係る密封装置は、ハブベアリングに用いられる密封装置であって、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられ、前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記軸線方向において一方の側に向かって延びるサイドリップと、前記サイドリップよりも内周側において前記一方の側に向かって延びる中間リップと、グリースリップとを有しており、前記サイドリップにはグリースが塗布され、前記サイドリップは、前記サイドリップを厚さ方向に貫通する貫通孔を少なくとも１つ有しており、前記サイドリップの貫通孔は、使用状態における前記サイドリップの変形によっても前記貫通孔の前記貫通が維持される位置に設けられてい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、前記貫通孔は、前記グリースが塗布される前記サイドリップの位置と重ならない位置に設けられている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記貫通孔は、前記グリースによって前記貫通孔が塞がれる位置に設けられていない。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記貫通孔は、前記サイドリップ内に前記ハブベアリングのハブが通される前に、前記グリースによって前記貫通孔が塞がれる位置に設けられていない。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記貫通孔は、前記弾性体部が外周側において前記ハブベアリングの外輪に取り付けられた際に、前記グリースによって前記貫通孔が塞がれる位置に設けられていない。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記貫通孔は、気体を通し、異物を通し難くなっている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記貫通孔は、前記サイドリップの根元に設けられている。

本発明に係る密封装置によれば、密封装置が接触する面に加工目が残っていても、密封装置が与えるトルク抵抗の変動の発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための軸線に沿う断面における断面図である。 図１に示す密封装置の平面図である。 図１に示す密封装置のサイドリップ、中間リップ、及びグリースリップの近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。 図３に示すサイドリップの変形例を示す断面図である。 ハブベアリングに取り付けられた密封装置の使用状態を示すための軸線に沿う断面におけるハブベアリングの断面図である。 図５における密封装置近傍の部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態に係る密封構造を軸線に沿って外側から見た図である。

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、本発明の実施の形態に係る密封装置１の軸線ｘに沿う断面における断面図であり、図２は、密封装置１の平面図である。本発明に係る密封装置は、ハブベアリングに用いられる密封装置である。また、本発明に係る密封装置は、相対回転可能な外周側部材とこの外周側部材に少なくとも部分的に包囲された内周側部材との間の空間の密封を図るために用いることもできる。本願発明の実施の形態に係る密封装置１は、後述するように、ハブベアリング５０に用いられ、軸線について相対回転可能な外周側部材としての外輪５１と内周側部材としてのハブ５２との間の空間を密封するために用いられる（図５参照）。

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向の側（軸線方向において一方の側）を外側とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向の側（軸線方向において他方の側）を内側とする。より具体的には、外側とは、軸線ｘ方向において、密封対象空間である外輪５１とハブ５２との間の空間から離れる方向の側であり、内側とは、軸線ｘ方向において、この密封対象空間に近づく方向の側である。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の矢印ｃ方向）の側を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）の側を内周側とする。なお、軸線ｘは仮想の線である。

密封装置１は、図１，２に示すように、軸線ｘ周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられ、軸線ｘ周りに環状の弾性体から形成された弾性体部２０とを備えている。弾性体部２０は、サイドリップ２１と、中間リップ２２と、グリースリップ２３とを有している。サイドリップ２１は、後述する密封装置１がハブベアリング５０に取り付けられた使用状態において、ハブ５２に内側（矢印ｂ方向側）から接触するように形成された外側（矢印ａ方向側）に向かって延びるシールリップである。中間リップ２２は、使用状態においてハブ５２に内側から接触するように形成された、サイドリップ２１よりも内周側において外側に向かって延びるシールリップである。グリースリップ２３は、使用状態においてハブ５２に外周側から接触するように形成されたシールリップである。サイドリップ２１にはグリースＧが塗布される。サイドリップ２１は、サイドリップ２１を厚さ方向に貫通する貫通孔２４を少なくとも１つ有している。サイドリップ２１の貫通孔２４は、使用状態におけるサイドリップ２１の変形によっても貫通孔２４の貫通が維持される位置に設けられている。以下、密封装置１について具体的に説明する。

補強環１０は、例えば図１に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする環状の金属製の部材であり、後述するハブベアリング５０の外輪５１の貫通孔に圧入されて嵌合されるように形成されており、補強環１０が外輪５１に圧入されることにより、密封装置１は、外輪５１に固定される。補強環１０は、例えば、図１に示すように、筒状の嵌合部１１と、嵌合部１１の内側の端部から内周側に曲がって外側に延びる位置調整部１２と、嵌合部１１の外側の端部から外周側に延びる円盤状のフランジ部１３とを有している。

嵌合部１１は、例えば、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒状又は略円筒状の部分であり、外周側の周面である外周面１１ａにおいて、後述するように、外輪５１の外側開口部に圧入されてその内周面に嵌合されるように形成されている。位置調整部１２は、サイドリップ２１、中間リップ２２、及びグリースリップ２３が密封装置１において所望の位置に配置されるような形状となっている。位置調整部１２は、例えば図１に示すように、戻り部１２ａと、接続フランジ部１２ｂと、戻り部１２ｃと、リップフランジ部１２ｄとを有している。戻り部１２ａは、例えば、嵌合部１１の内側の端から曲がって外側に戻る略円錐筒状又は略円筒状の部分を有する部分である。接続フランジ部１２ｂは、例えば、戻り部１２ａの外側の端から内周側に延びる中空の円盤状又は略円盤状の部分である。戻り部１２ｃは、例えば、接続フランジ部１２ｂの内周側の端から内側及び内周側に向かって斜めに延びる円錐筒状又は略円錐筒状の部分である。リップフランジ部１２ｄは、例えば、戻り部１２ｃの内周側の端から内周側に延びる中空の円盤状又は略円盤状の部分である。フランジ部１３は、例えば図１に示すように、軸線ｘを中心又は略中心とする径方向に広がる中空の円盤状又は略中空円盤状の部分である。補強環１０は、金属板からプレス加工や鍛造によって一体の部材として形成されており、嵌合部１１、位置調整部１２、及びフランジ部１３は、同一の材料から一体に形成された補強環１０の各部分であり、一体的に連続している。補強環１０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２０は、上述のように補強環１０に取り付けられており、例えば図１に示すように、補強環１０を外側から覆うように補強環１０と一体的に形成されている。弾性体部２０は、例えば基体部２５を有しており、中間リップ２２及びグリースリップ２３は、基体部２５の内周側の端部から夫々延びている。また、サイドリップ２１は、例えば、中間リップ２２よりも外周側において、中間リップ２２から径方向に離間されて、基体部２５から延びている。基体部２５は、補強環１０のフランジ部１３、嵌合部１１、及び位置調整部１２に亘って、補強環１０の外側の表面に広がっている弾性体部２０の部分であり、弾性体部２０は、基体部２５において、補強環１０に一体的に取り付けられている。

図３は、密封装置１のサイドリップ２１、中間リップ２２、及びグリースリップ２３の近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。サイドリップ２１は、図１，３に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸として環状に基体部２５から外側に向かって延びており、後述する密封装置１の使用状態において、先端部が所定の締め代を持ってハブ５２に接触するように形成されている。サイドリップ２１は、例えば、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状又は略円錐筒状の形状を有している。

中間リップ２２は、図１，３に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸として環状に基体部２５から外側に向かって延びており、後述する密封装置１の使用状態において、先端部が所定の締め代を持ってハブ５２に接触するように形成されている。中間リップ２２は、例えば、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状又は略円錐筒状の形状を有している。中間リップ２２はサイドリップ２１と平行に外側に向かって延びていてもよく、図１に示すように、サイドリップ２１よりも軸線ｘに対する傾きが緩くなっていてもよい。またその逆であってもよい。グリースリップ２３は、例えば図１，３に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸として環状に基体部２５から内側及び内周側に向かって延びている。グリースリップ２３は、後述する密封装置１の使用状態において、先端部が所定の締め代を持ってハブ５２に外周側から接触するように形成されている。

また、弾性体部２０には、外周環突起２６が形成されている。外周環突起２６は、サイドリップ２１よりも外周側に設けられた外側に突出する軸線ｘ周りに環状の突起であり、後述する使用状態において、外側の先端である外側端２６ａにおいてハブ５２との間に環状の隙間を形成するように形成されている。外周環突起２６は、例えば、基体部２５の外周側の端部から外側及び外周側に向かって斜めに突出しており、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円錐筒状又は略円錐筒状に延びている。

また、弾性体部２０は、例えば図１に示すように、外周環突起２６よりも外周側に、外周側に向かって突出する環状の部分である堰部２７を有している。堰部２７は、後述するように、密封装置１が外輪５１に取り付けられた状態において、外輪５１の外側端面よりも外周側に突出するように形成されている。堰部２７は、例えば図１に示すように、補強環１０のフランジ部１３の外周側の端部を覆うように形成されている。また、弾性体部２０は、例えば図１に示すように、補強環１０のフランジ部１３の内側の表面を少なくとも部分的に覆うガスケット部２８を有している。ガスケット部２８は、軸線ｘ周りに環状に広がっており、堰部２７の内周側の端に続いている。

弾性体部２０は、補強環１０に一体的に取り付けられており、上述のサイドリップ２１、中間リップ２２、グリースリップ２３、基体部２５、外周環突起２６、堰部２７、及びガスケット部２８は、同一材料から一体に形成された弾性体部２０の各部分であり、一体的に連続している。弾性体部２０の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材は、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。

図３に示すように、サイドリップ２１、中間リップ２２、及びグリースリップ２３の夫々の内周側に面する面である内周側面２１ａ，２２ａ，２３ａには、潤滑剤としてのグリースＧが塗布されている。サイドリップ２１、中間リップ２２、及びグリースリップ２３の夫々の内周側面２１ａ，２２ａ，２３ａには、例えば図３に示すように、グリースＧが塗布されている。

上述のように、サイドリップ２１には、サイドリップ２１を厚さ方向に貫通する貫通孔２４が少なくとも１つ設けられている。本実施の形態に係る密封装置１においては、複数の貫通孔２４が設けられているものとする。なお、サイドリップ２１の厚さ方向とは、図３に示すように、サイドリップ２１の内周側面２１ａと外周側面２１ｂとの間を貫通する方向である。なお、外周側面２１ｂとは、サイドリップ２１の外周側に面する面である。サイドリップ２１において、複数の貫通孔２４は、例えば図１，２に示すように、周方向に等角度間隔又は略等角度間隔に設けられている。また、複数の貫通孔２４は、例えば図１，２に示すように、軸線ｘを中心とする円上に並ぶように設けられている。複数の貫通孔２４は、周方向に等角度間隔に設けられていなくてもよく、また、軸線ｘを中心とする円上に並ぶように設けられていなくてもよい。複数の貫通孔２４は、例えば、軸線ｘを中心とする円に沿ってジグザグに並ぶように設けられていてもよい。

各貫通孔２４は、密封装置１の使用状態においてサイドリップ２１がハブ５２に接触して変形しても、貫通孔２４の貫通が維持されるようなサイドリップ２１の位置に設けられている。つまり、密封装置１の使用状態においてサイドリップ２１がハブ５２に接触して撓むと、貫通孔２４の延び方向に直交する断面の形状も変化し得る。このように、貫通孔２４の断面形状が変化しても、貫通孔２４の各断面における面積が維持され、貫通孔２４が閉塞されることがないようなサイドリップ２１の位置に貫通孔２４は設けられている。

また、各貫通孔２４は、グリースＧが塗布されるサイドリップ２１の位置と重ならない位置に設けられている。例えば、上述した図３に示すサイドリップ２１の内周側面２１ａのグリースＧが塗布された部分ではない位置に、各貫通孔２４は設けられている。これにより、サイドリップ２１に塗布されたグリースＧによって各貫通孔２４が閉塞されることの防止が図られている。サイドリップ２１の内周表面２１ａには、例えば密封装置１の製造工程において、グリースＧが塗布される。具体的には例えば、納品先への出荷前に、グリースＧは密封装置１に塗布され、その後、密封装置１は納品先へ出荷される。密封装置１においてサイドリップ２１に塗布されたグリースＧは、時間の経過に伴って移動し、グリースＧの塗布位置は、経年変化することが考えられる。このため、グリースＧの位置が経年変化しても、移動したグリースＧによって貫通孔２４が閉塞されないようなサイドリップ２１の位置に貫通孔２４が設けられていることが好ましい。従って、各貫通孔２４は、グリースＧによって貫通孔２４が塞がれるような位置に設けられていないことが好ましい。

また、各貫通孔２４は、弾性体部２０内に、つまり各シールリップ２１，２２，２３の先端が囲む空間内にハブ５２が通される前に、塗布位置が経時変化したグリースＧによって貫通孔２４が塞がれる位置に設けられていないことが好ましい。ハブ５２が弾性体部２０内に通されると、サイドリップ２１とハブ５２との夫々の接触面の間にグリースＧは挟まれて保持されるため、ハブ５２が密封装置１に取り付けられた後は、グリースＧの塗布位置の経時変化によって貫通孔２４が閉塞される可能性は減る。このため、グリースＧの塗布位置の経時変化を考慮した場合、上述のように、ハブ５２が弾性体部２０内に通される前に、塗布位置が経時変化したグリースＧによって貫通孔２４が塞がれる位置に各貫通孔２４は設けられていないことが好ましい。

密封装置１のハブベアリング５０への組み付けは、密封装置１の補強環１０をハブベアリング５０の外輪５１に圧入して密封装置１を外輪５１に取り付けた後に、ハブ５２を弾性体部２０内に挿入して行われる。このため、例えば、補強環１０が外周側において外輪５１に取り付けられる時に、時間の経過に伴って移動したグリースＧが貫通孔２４を塞ぐことがないような位置に、貫通孔２４は設けられている。また、例えば、外輪５１に取り付けられた密封装置１の弾性体部２０内にハブ５２を挿入する時に、時間の経過に伴って移動したグリースＧが貫通孔２４を塞ぐことがないような位置に、貫通孔２４は設けられている。また、例えば、外輪５１に密封装置１を取り付けた後、弾性体部２０内にハブ５２を挿入する前の間のいずれかの時に、時間の経過に伴って移動したグリースＧが貫通孔２４を塞ぐことがないような位置に、貫通孔２４は設けられている。グリースＧの塗布位置の経時変化については、例えば、グリースＧの塗布位置の経時変化を観察してまとめた統計データ等によって予測することができる。

密封装置１の使用状態において、サイドリップ２１は撓むが、サイドリップ２１が基体部２５に接続するサイドリップ２１の端（接続端２１ｃ）の近傍の部分である根本部２１ｄは、サイドリップ２１が撓んでも大きく変形しない部分若しくは変形しない部分である。また、図３に示されたサイドリップ２１におけるグリースＧの塗布位置は、サイドリップ２４の先端２４ｅ側に位置しており、サイドリップ２１において根本部２１ｄは、グリースＧの塗布位置から最も離れた位置である。このため、本実施の形態に係る密封装置１においては、サイドリップ２１の根本部２１ｄに貫通孔２４は設けられている。これにより、サイドリップ２１の変形によって貫通孔２４は変形し難く、サイドリップ２１の変形によって貫通孔２４が閉塞することが抑制されている。また、時間の経過に伴って移動するグリースＧによって貫通孔２４が塞がれることが抑制されている。なお、根本部２１ｄは、サイドリップ２１が撓んでも根本部２１ｄに形成された貫通孔２４が閉塞するまで変形しないような位置である。

なお、図４に示すように、サイドリップ２１の根本部２１ｄは、根本部２１ｄに続くサイドリップ２１の部分よりも厚さが厚くなっていてもよい。例えば図４に示すように、根本部２１ｄにおいて、内周側面２１ａが内周側に突出する環状の環突起２１ｆを形成していてもよい。また、環突起２１ｆは、内周側面２１ａに形成されておらず外周側面２１ｂに形成されていてもよく、また、内周側面２１ａ及び外周側面２１ｂの両方に形成されていてもよい。この場合、根本部２１ｄの剛性を高くすることができ、使用状態においてサイドリップ２１が撓んでも根本部２１ｄは変形せず若しくは大きく変形せず、貫通孔２４の変形を抑制することができ、貫通孔２４が閉塞されることをより確実に抑制することができる。また、内周側面２１ａに環突起２１ｆが設けられている場合、環突起２１ｆによって、上述のグリースＧの塗布位置の経時変化によって貫通孔２４がグリースＧにより閉塞されることを防止することができる。

貫通孔２４は、気体を通し、雨水、泥水及びダスト等の、液体、固体、及び液体と固体が混じったものである異物を通し難くなっている。具体的には、貫通孔２４の断面の大きさは、気体を通し、液体や固体及びそれらの混じったものである異物を通し難い大きさとなっている。貫通孔２４の断面形状は、例えば円形であり、断面の大きさは、例えば直径１．５ｍｍ以下である。なお、貫通孔２４の断面の形状は円形に限られない。貫通孔２４の断面の形状は、サイドリップ２１が撓んでも断面形状が変化し難い形状に、または、断面が閉塞され難い形状にしてもよい。例えば、貫通孔２４の断面形状を、サイドリップ２１の延び方向（軸線ｘ方向）の幅が長く且つ周方向の幅が短い、細長い形状としてもよい。このような断面形状としては、例えば、楕円形（長円形）、長方形、ひし形、台形、二等辺三角形、星形、細長い多角形等、種々の形状がある。

また、使用状態において、サイドリップ２１は、内周側に凸に撓む。このため、使用状態において、サイドリップ２１の外周側面２１ｂは圧縮され、サイドリップ２１の内周側面２１ａは膨張する。このため、サイドリップ２１が撓んでも貫通孔２４が閉塞し難くするために、貫通孔２４の外周側面２１ｂ側の断面積が貫通孔２４の内周側面２１ａ側の断面積よりも大きくなるような貫通孔２４としてもよい。例えば、図３示す断面において、貫通孔２４が内周側から外周側に向かって拡径していくような形状の貫通孔２４であってもよい。また、貫通孔２４は、サイドリップ２１が撓んでも閉塞し難くい又は変形し難い他の形状であってもよい。また、サイドリップ２１は、直線に沿って延びていなくてもよく、曲線に沿って延びていてもよい。また、サイドリップ２１は、径方向に延びていなくてもよく、径方向に対して斜めに延びていてもよい。

なお、複数の貫通孔２４は、互いに同じ又は同様の形状や大きさであってもよく、互いに異なる大きさや形状であってもよい。また、複数の貫通孔２４の一部が、互いに同じ又は同様の形状や大きさであってもよい。複数の貫通孔２４は、互いに同じ形状や大きさでなくてもよい。

次いで、上述の構成を有する密封装置１の作用について説明する。図５は、ハブベアリング５０に取り付けられた密封装置１の使用状態を示すための軸線ｘに沿う断面におけるハブベアリング５０の断面図であり、図６は、図５における密封装置１の近傍の部分拡大断面図である。図５に示すように、ハブベアリング５０は従来公知のハブベアリングであり、自動車等の車両等に設けられ、アクスル又は懸架装置において車輪を回転自在に支持する。ハブベアリング５０は、具体的には、図５に示すように、外周側部材としての軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする環状の外輪５１と、外輪５１に対して相対回転可能であり外輪５１に部分的に包囲された軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする内周側部材としてのハブ５２と、外輪５１とハブ５２との間に配設された複数のベアリングボール５３とを備えている。車両等に取り付けられたハブベアリング５０の使用状態において、外輪５１は固定され、ハブ５２が外輪５１に対して相対回動可能になる。ハブ５２は、具体的には、内輪５４とハブ輪５５とを有しており、ハブ輪５５は、軸線ｘに沿って延びる筒状又は略円筒状の軸部５５ａと、車輪取付フランジ５５ｂとを有している。車輪取付フランジ５５ｂは、軸部５５ａの外側の一端から外周側に向かって円盤状に広がる部分であり、図示しない車輪が複数本のハブボルトによって取り付けられる部分である。軸部５５ａと車輪取付フランジ５５ｂとは、内周側において滑らかに繋がっており、軸部５５ａと車輪取付フランジ５５ｂとが内周側において繋がっている部分である移行部５５ｃは、軸線ｘに沿う断面において円弧状の又は弧状の滑らかな曲線を描く輪郭を有している。内輪５４は、外輪５１と内輪５４との間の空間内にベアリングボール５３を保持するために、ハブ輪５５の軸部５５ａの内側の端部に嵌合されている。外輪５１とハブ５２との間の空間内において、ベアリングボール５３は保持器５６によって保持されている。

外輪５１は、軸線ｘ方向に延びる貫通孔５７を有しており、この貫通孔５７には、ハブ５２のハブ輪５５の軸部５５ａが挿入されており、軸部５５ａと貫通孔５７との間に軸線ｘに沿って延びる環状の空間が形成されている。この空間内には、上述のようにベアリングボール５３が収容されて保持器５６によって保持されており、また、潤滑剤が塗布又は注入されている。軸部５５ａと貫通孔５７との間の空間が外側において開放された開口を形成する外輪５１の外側開口部５１ａには、密封装置１が取り付けられ、軸部５５ａと貫通孔５７との間の空間が内側において開放された開口を形成する外輪５１の内側開口部５１ｂには、他の密封装置５８が取り付けられている。密封装置１，５８によって、軸部５５ａ及び内輪５４と貫通孔５７との間の空間の密封が図られており、内部の潤滑剤が外部に漏れ出ることの防止が図られており、外部から雨水や泥水、ダスト等の異物が内部に侵入することの防止が図られている。密封装置５８は、従来公知の密封装置であり、詳細な説明は省略する。なお、密封装置５８として、密封装置１を適用することもできる。密封装置１が適用されるハブベアリングの構成は、上述のハブベアリング５０の構成に限られない。

図５，６に示すように、密封装置１は、外輪５１の外側開口部５１ａに取り付けられている。具体的には、密封装置１は、補強環１０の嵌合部１１が外輪５１の外側開口部５１ａ内に圧入されて嵌着されることにより、外輪５１に固定されている。補強環１０の嵌合部１１の外周面１１ａは、外輪５１の外側開口部５１ａの内周面５１ｃに接触しており、補強環１０と外輪５１との間の密封が図られている。また、使用状態において、図５，６に示すように、補強環１０は、そのフランジ部１３が、内側に広がる弾性体部２０のガスケット部２８を外側開口部５１ａの外側に面する環状の面を形成する外側端面５１ｄに押し付けるように、外輪５１に取り付けられている。これにより、外側端面５１ｄとフランジ部１３との間において、ガスケット部２８は圧縮されて、外輪５１と密封装置１と間の密封性の向上が図られている。また、弾性体部２０の堰部２７によっても、異物の進入の防止が図られている。

使用状態において、サイドリップ２１は、その先端部が上述の所定の締め代に対応する部分（接触幅）においてハブ輪５５の表面、例えば、車輪取付フランジ５５ｂの内側に面する面（内側面５５ｄ）にハブ輪５５が摺動可能に接触している。また、中間リップ２２は、その先端部が上述の所定の締め代に対応する部分（接触幅）においてハブ輪５５の表面、例えば、移行部５５ｃにハブ輪５５が摺動可能に接触している。また、グリースリップ２３は、その先端部が上述の所定の締め代に対応する部分（接触幅）においてハブ輪５５の表面、例えば、軸部５５ａの外周側の面である外周面５５ｅにハブ輪５５が摺動可能に接触している。サイドリップ２１及び中間リップ２２によって、貫通孔５７内への異物の進入の防止が図られており、グリースリップ２３によって、貫通孔５７内からの潤滑剤の流出の防止が図られている。また、外周環突起２６の外側端２６ａは、軸線ｘ方向において微小な隙間を空けてハブ輪５５の車輪取付フランジ５５ｂの内側面５５ｄに対向しており、ラビリンスシールを形成している。

上述のように、密封装置１は、使用状態において、サイドリップ２１が所定の締め代でハブ輪５５の車輪取付フランジ５５ｂの内側面５５ｄに接触し、中間リップ２２が所定の締め代で車輪取付フランジ５５ｂの移行部５５ｃに接触し、また、グリースリップ２３が所定の締め代でハブ輪５５の軸部５５ａの外周面５５ｅに接触して、密封装置１は、外輪５１とハブ５２との間の空間の密封を図っている。また、上述のように、密封装置１において、サイドリップ２１の内周側面２１ａ、中間リップ２２の内周側面２２ａ、及びグリースリップ２３の内周側面２３ａには夫々グリースＧが塗布されている。このため、使用状態において、図６に示すように、サイドリップ２１と車輪取付フランジ５５ｂの内側面５５ｄとの夫々の接触面の間にはグリースＧが介在している。同様に、中間リップ２２と車輪取付フランジ５５ｂの移行部５５ｃとの夫々の接触面の間にはグリースＧが介在し、また、グリースリップ２３と軸部５５ａの外周面５５ｅとの夫々の接触面の間にはグリースＧが介在している。

サイドリップ２１が接触するハブ輪５５の車輪取付フランジ５５ｂの内側面５５ｄにハブベアリング５０の製造の際の加工によって形成された加工目が残っている場合がある。この加工目が例えば一定の方向性を有している溝を形成していると、また、この加工面の面粗度の度合いによって、ハブ５２の回転時にこの加工目に基づいてポンプ作用が発生することがある。このポンプ作用によって、サイドリップ２１と、ハブ輪５５の車輪取付フランジ５５ｂと、中間リップ２２と、基体部２５とによって囲まれた空間Ｓ内のグリースＧ及び空気が、サイドリップ２１の外周側の空間（大気側）に吐き出されると、空間Ｓ内の圧力が空間Ｓ外の大気の圧力より低下して負圧となることが考えらえる。

しかしながら、密封装置１のサイドリップ２１の根元部２１ｄには、上述したように、貫通孔２４が形成されており、空間Ｓは、貫通孔２４を介して大気側に連通している。従って、上述のようなポンプ作用が発生しても、空間Ｓは貫通孔２４を介して大気側に連通しているので、空間Ｓ内が負圧となることが抑制される。このため、負圧によって、サイドリップ２１と車輪取付フランジ５５ｂの内側面５５ｄとの間の接触幅が大きくなり、または、接触幅が増減し、サイドリップ２１がハブ５２に与えるトルク抵抗が増加、または、増減すことが抑制される。これにより、ハブベアリング５０の回転トルクに乱れが生じ、車両の走行安定性が低下することが抑制される。

また、上述したように、サイドリップ２１の各貫通孔２４は、気体を通し、液体、固体、及び液体と固体とが混じったもの（異物）を通し難い大きさの断面を有している。このため、雨水、泥水等の異物は、貫通孔２４を介して空間Ｓ内に進入し難くなっている。また、ダスト等の異物であっても、粒径の大きい異物が貫通孔２４を介して空間Ｓ内に進入し難くなっている。また、たとえ異物が貫通孔２４を介して空間Ｓ内に進入してきたとしても、中間リップ２２によって、異物が更に貫通孔５７側に進入することが防止されている。例えば、粒径の大きな粒子が含まれる泥水は、貫通孔２４を通過できず、サイドリップ２１によって空間Ｓ内への進入が防止され、粒径の小さな粒子が含まれる泥水は、貫通孔２４を通って空間Ｓ内へ進入する場合があるが、貫通孔２４を通って空間Ｓ内に進入した泥水は、中間リップ２２によって内部への更なる進入が防止される。このように、密封装置１においては、貫通孔２４によって空間Ｓを大気側に連通させつつも、密封装置１のシール性能の低下の抑制がなされている。

また、上述したように、貫通孔２４は、使用状態においてサイドリップ２１が撓んでも、貫通孔２４が変形して閉塞しないような位置に設けられている。具体的には、本例においては、貫通孔２４は、サイドリップ２１が撓んでも変形が少ない又は変形がないサイドリップ２１の部分である根元部２１ｄに設けられている。このため、使用状態においても、貫通孔２４が塞がることがなく、上述の貫通孔２４の作用が阻害されることがない。

また、上述したように、貫通孔２４は、グリースＧの塗布位置の経時変化も考慮して、サイドリップ２１に塗布されたグリースＧによって塞がれることがないように設けられている。このため、グリースＧによって貫通孔２４が塞がることが防止され、グリースＧによって上述の貫通孔２４の作用が阻害されることが防止されている。

上述したように、本発明の実施の形態に係る密封装置１によれば、密封装置１が接触する面に加工目が残っていても、密封装置１が与えるトルク抵抗の変動を抑制することができる。

次いで、本発明の実施の形態に係る密封構造２ついて説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る密封構造２を軸線ｘに沿って外側から見た図である。なお、図７において、ハブ５２の図示は省略されている。

本発明の実施の形態に係る密封構造２は、ハブベアリングの密封構造である。また、密封構造２は、相対回動可能な外周側部材とこの外周側部材に少なくとも部分的に包囲された内周側部材との間の空間の密封を図るための密封構造であってもよい。本発明に係る密封構造は、本発明に係る密封装置を有している。また、本発明に係る密封構造は、本発明に係る密封装置が取り付けられた内周側部材と外周側部材とにおける密封構造であってもよい。また、本発明に係る密封構造は、本発明に係る密封装置が取り付けられた、内周側部材と外周側部材とが用いられる取付対象に取り付けられた内周側部材と外周側部材とにおける密封構造であってもよい。例えば、密封構造２は、車両のハブベアリングにおける密封構造である。

具体的には、例えば、密封構造２は、図７に示すように、車両等のハブベアリング５０の取付対象に取り付けられたハブベアリング５０と、上述の本発明の実施の形態に係る密封装置１とを有している。密封構造２において、密封装置１は、後述する取付方法によってハブベアリング５０に取り付けられている。以下、密封構造１について具体的に説明すする。

図７において、下側がハブベアリング５０の取付対象である車両等の接地面側、例えば路面側であり、矢印Ｅ方向は、重力の方向を示している。なお、本発明の実施の形態においては、ハブベアリング５０の取付対象は自動車とする。図７に示すように、密封装置１の貫通孔２４の１つが、接地面Ｂに向かって開放するように、密封装置１はハブベアリング５０に取り付けられている。つまり、自動車において、密封装置１の貫通孔２４の１つが、接地面Ｂに向かって開放するような外輪５１に対する姿勢で、密封装置１は外輪５１の外側開口部５１ａに圧入されている。なお、図７においては、１つの貫通孔２４のみが示されている。

例えば、水平な接地面上の自動車において、貫通孔２４が延びる方向である延び方向Ｌが、重力方向Ｅに平行又は略平行となるように、または、重力方向Ｅに沿って延びるように、密封装置１は、外輪５１に取り付けられている。このため、図７に示すように、水平な接地面上の自動車において、密封装置１の１つの貫通孔２４は、重力方向Ｅに平行又は略平行に延びている。なお、水平な接地面上の自動車において、密封装置１の１つの貫通孔２４は、重力方向Ｅに平行ではなく、重力方向Ｅに対して傾いて延びていてもよい。例えば、水平な接地面上の自動車において、貫通孔２４が延びる方向である延び方向Ｌが、重力方向成分を有するように、密封装置１は、外輪５１に取り付けられていてもよい。例えば、貫通孔２４の延び方向Ｌと重力方向Ｅとがなす角が９０°よりも小さくなるような姿勢で、密封装置１は、外輪５１に取り付けられていてもよい。

上述のように、密封構造２においては、密封装置１の貫通孔２４の１つの延び方向Ｌが、水平な接地面上の自動車において、重力方向Ｅに沿って延びている、または、重力方向成分を有しており、貫通孔２４の開口２４ａが接地面側の範囲（接地面側範囲Ｂ）に向いている（図７参照）。このため、サイドリップ２１の貫通孔２４を通って異物が進入したとしても、重力の作用により、この異物を接地面側範囲Ｂに向いている貫通孔２４を介して大気側に排出することができる。

密封構造２によれば、サイドリップ２１を越えて異物が空間Ｓに進入したとしても、異物を接地面側範囲Ｂに向いている貫通孔２４を介して大気側に排出することができる。異物が空間Ｓ内に入ると、この異物の噛み込み等によって中間リップ２２が損傷を受け、中間リップ２２のシール性能が低下する虞がある。これに対し、密封構造２は、貫通孔２４によって空間Ｓを大気側に連通させつつも、接地面側範囲Ｂに向いている貫通孔２４を介して空間Ｓ内の異物を大気側に排出することができ、密封装置１のシール性能の低下を更に抑制することができる。

また、上述のように、密封装置１において、各貫通孔２４は、グリースＧの塗布位置の経時変化も考慮して、サイドリップ２１に塗布されたグリースＧによって塞がれることがないような位置に設けられている。上述の例においては、各貫通孔２４は、サイドリップ２１の根本部２１ｄに設けられている。このため、密封構造２においては、接地面側範囲Ｂに向いている貫通孔２４を介して空間Ｓ内の異物を大気側に排出することはできるが、サイドリップ２１に塗布されたグリースＧがこの接地面側範囲Ｂに向いている貫通孔２４を介して大気側に排出されることが抑制されている。このように、密封構造２においては、シールリップに設けられた貫通孔を介してグリースが排出されることの防止が図られている。

なお、密封構造２においては、図７に示すように密封装置１は貫通孔２４を１つのみ有していてもよく、上述の密封装置１のように複数の貫通孔２４を有していてもよい。また、密封構造２において、密封装置１は、接地面側範囲Ｂに向いている貫通孔２４を複数有していてもよい。また、密封構造２において、複数の貫通孔２４は夫々、同じ大きさの断面を有するものに限らず、例えば、複数の貫通孔２４の一部の断面の大きさは、他の貫通孔２４の断面の大きさと異なっていてもよい。例えば、図７に示す、延び方向Ｌが重力方向Ｅに平行又は略平行に延びる貫通孔２４の断面の大きさを、接地面側範囲Ｂに向いていない他の貫通孔２４の断面の大きさよりも大きくしてもよい。また、断面の形状についても同様に、密封構造２において、複数の貫通孔２４は夫々、同じ形状の断面を有するものに限らず、例えば、複数の貫通孔２４の一部の断面の形状は、他の貫通孔２４の断面の形状と異なっていてもよい。また、複数の貫通孔２４の断面の大きさは、夫々異なっていてもよく、複数の貫通孔２４の断面の形状は、夫々異なっていてもよい。

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係る密封装置１及び密封構造２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。

例えば、本願発明は、車両のハブベアリングに適用されるものに限られず、産業用のベアリング等、他のベアリングに適用されるものであってもよい。また、上述の密封装置１は、外周環突起２６及び堰部２７を有しているが、密封装置１は、外周環突起２６や堰部２７を有していなくてもよい。

１…密封装置、２…密封構造、１０…補強環、１１…嵌合部、１１ａ…外周面、１２…位置調整部、１２ａ…戻り部、１２ｂ…接続フランジ部、１２ｃ…戻り部、１２ｄ…リップフランジ部、１３…フランジ部、２０…弾性体部、２１…サイドリップ、２１ａ，２２ａ，２３ａ…内周側面、２１ｂ…外周側面、２１ｃ…接続端、２１ｄ…根本部、２１ｅ…先端、２１ｆ…環突起、２２…中間リップ、２３…グリースリップ、２４…貫通孔、２５…基体部、２６…外周環突起、２６ａ…外側端、２７…堰部、２８…ガスケット部、５０…ハブベアリング、５１…外輪、５１ａ…外側開口部、５１ｂ…内側開口部、５１ｃ…内周面、５１ｄ…外側端面、５２…ハブ、５３…ベアリングボール、５４…内輪、５５…ハブ輪、５５ａ…軸部、５５ｂ…車輪取付フランジ、５５ｃ…移行部、５５ｄ…内周面、５５ｅ…外周面、５６…保持器、５７…貫通孔、５８…他の密封装置、Ｂ…接地面側範囲、Ｅ…重力方向、Ｇ…グリース、Ｌ…延び方向、Ｓ…空間、ｘ…軸線

Claims (7)

1. ハブベアリングに用いられる密封装置であって、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられ、前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、
   前記弾性体部は、前記軸線方向において一方の側に向かって延びるサイドリップと、前記サイドリップよりも内周側において前記一方の側に向かって延びる中間リップと、グリースリップとを有しており、
   前記サイドリップにはグリースが塗布され、
   前記サイドリップは、前記サイドリップを厚さ方向に貫通する貫通孔を少なくとも１つ有しており、
   前記サイドリップの貫通孔は、使用状態における前記サイドリップの変形によっても前記貫通孔の前記貫通が維持される位置に設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記貫通孔は、前記グリースが塗布される前記サイドリップの位置と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記貫通孔は、前記グリースによって前記貫通孔が塞がれる位置に設けられていないことを特徴とする請求項２に記載の密封装置。
4. 前記貫通孔は、前記サイドリップ内に前記ハブベアリングのハブが通される前に、前記グリースによって前記貫通孔が塞がれる位置に設けられていないことを特徴とする請求項３に記載の密封装置。
5. 前記貫通孔は、前記弾性体部が外周側において前記ハブベアリングの外輪に取り付けられた際に、前記グリースによって前記貫通孔が塞がれる位置に設けられていないことを特徴とする請求項３又は４に記載の密封装置。
6. 前記貫通孔は、気体を通し、異物を通し難くなっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。
7. 前記貫通孔は、前記サイドリップの根元に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の密封装置。
   

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