JP2024003437A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性環の変形を抑制するとともに、弾性環がむしれることを低減する。【解決手段】密封装置は、支持部材に取り付けられる円筒部と、円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成された円板部とを有し、円板部は、大気側に配置されるようになっている第１の面と、第１の面と反対側にある第２の面とを有する剛性材料から形成された剛性環と、剛性環の円筒部に接合されて円筒部と支持部材との間に介在させられるようになっている介在円筒部と、介在円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成されて、剛性環の円板部の第１の面に接合された弾性層とを有する弾性材料から形成された弾性環を備える。剛性環の円板部の第１の面は、大気側に向けて突出する複数の突起を有する。弾性環の弾性層は、円板部の第１の面における突起と突起以外の部分に接合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に関する。

特許文献１は、孔に装着されて孔を閉塞する密封装置を開示する。この密封装置は金属環と、金属環に接合された弾性環とを有する。金属環は孔に嵌め込まれる円筒部と、円筒部から径方向内側に広がる円板部とを有し、弾性環は円筒部の外周面に接合されて孔に嵌め込まれる外側円筒部と、円板部の大気側の面に接合された弾性層を有する。

特開２００８－１９６５５３号公報

特許文献１に記載の密封装置においては、円板部の大気側の面に接合された弾性層は金属環の円板部の酸化を防止する。特に、水（塩水および泥水）が多い環境で密封装置が使用される場合、弾性層は有効である。弾性層は、円板部の必要箇所全体にわたって確実に形成されることが好ましい。

一方、弾性層は常に弾性環の外側円筒部を径方向内側に引っ張るため、剛性環を変形させるおそれがある。剛性環が変形すると、孔の内部の流体が漏れるおそれがある。

また、密封装置が装着される孔の内部圧力が高い場合、孔から密封装置が抜け出さないようにするための工夫が必要である。しかし、孔を有する部材の構造の変更が難しい場合には、そのような工夫は限定されるため、抜け出し防止のためには金属環の円筒部と孔の内周面の嵌め合い代を大きくする措置が取られる。

しかし、この嵌め合い代を大きくすると、密封装置を孔に圧入する際、金属環の円筒部の周囲に配置されて孔に嵌め込まれる弾性環の外側円筒部に大きな力が与えられ、外側円筒部がむしれることが懸念される。また、弾性層は常に弾性環の外側円筒部を径方向内側に引っ張るため、金属環の円筒部から外側円筒部を剥離させるよう作用し、密封装置を孔に圧入する際および密封装置の使用時、外側円筒部がむしれる懸念を増大させる。外側円筒部がむしれると、孔の内部の流体が漏れるおそれがある。

そこで、本発明は、剛性環の変形を抑制するとともに、弾性環がむしれることを低減する密封装置を提供する。

本発明に係るある態様は、密封装置を提供する。この密封装置は、支持部材に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成された円板部とを有し、前記円板部は、大気側に配置されるようになっている第１の面と、前記第１の面と反対側にある第２の面とを有する剛性材料から形成された剛性環と、前記剛性環の前記円筒部に接合されて前記円筒部と前記支持部材との間に介在させられるようになっている介在円筒部と、前記介在円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成されて、前記剛性環の前記円板部の前記第１の面に接合された弾性層とを有する弾性材料から形成された弾性環とを備える。前記剛性環の前記円板部の前記第１の面は、大気側に向けて突出する複数の突起を有する。前記弾性環の前記弾性層は、前記円板部の前記第１の面における突起と前記突起以外の部分に接合されている。

この態様においては、剛性環の円板部に複数の突起を設けることによって、円板部に接合された弾性環の弾性層が突起の周囲で曲折し、弾性層内で力が伝達されにくくなり、弾性環の弾性層が弾性環の介在円筒部を径方向に引っ張る力が低減する。したがって、剛性環の変形が抑制される。また、金属環の円筒部から介在円筒部を剥離させようとする力（介在円筒部を径方向に引っ張る力）が低減するので、密封装置を支持部材に取り付ける際および密封装置の使用時、弾性環の介在円筒部がむしれることが低減される。

本発明の実施形態に係る密封装置が孔に圧入される状態を示す断面図である。 孔に圧入された使用中の実施形態に係る密封装置を示す断面図である。 孔に圧入されない状態での実施形態に係る密封装置の一部を拡大した断面図である。 図３の下面図である。 実施形態に係る密封装置の弾性環を型で形成する状態を示す断面図である。 孔に圧入された使用中の比較例に係る密封装置を示す断面図である。 孔に圧入されない状態での実施形態の変形例に係る密封装置の一部を拡大した断面図である。 孔に圧入されない状態での実施形態の他の変形例に係る密封装置の一部を拡大した断面図である。 使用中の実施形態の変形例に係る密封装置を示す断面図である。 使用中の実施形態の他の変形例に係る密封装置を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

図１は使用前の本発明の実施形態に係る密封装置である密封栓１を示し、図２は使用中の密封装置である密封栓１を示す。図１および図２に示すように、密封栓１は、ハウジング（支持部材）２の孔３に圧入されることにより、ハウジング２に固定され、孔３を閉塞する。ハウジング２は、樹脂または金属、例えばアルミニウム合金から形成されている。

ハウジング２は、例えば電気自動車のモータのハウジングであり、大気側は水（塩水および泥水）が多い環境であるが、本発明の用途は、この実施形態に限定されず、他の機械または構造物のハウジングであってもよい。

図１に示すように、孔３は、小径部３ａ、テーパ部３ｂ、大径部３ｃおよびテーパ部３ｄを有する。小径部３ａ、テーパ部３ｂ、大径部３ｃおよびテーパ部３ｄは、いずれも円形断面を有し、互いに同心である。小径部３ａは孔３の奥に位置する。大径部３ｃは小径部３ａより大きい内径を有し、テーパ部３ｂは小径部３ａと大径部３ｃを接続する。テーパ部３ｄは大気側に位置し、孔３の奥に向かうほど小さい直径を有する。但し、孔３の形状は、図示に限定されない。

密封栓１は、剛性環６と、剛性環６に接合された弾性環８とを有する。

剛性環６は、金属または樹脂などの剛性材料から形成されている。剛性環６は、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）のＧ３１４１に規定された冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）の板をプレス加工で成形することにより製造される。

剛性環６は、円筒部６ａ、円板部６ｂ、および接続部６ｃを有する。円筒部６ａはハウジング２に取り付けられる。具体的には、円筒部６ａはハウジング２の孔３に嵌め込まれる。円板部６ｂは、円筒部６ａの大気側に配置されるようになっている一端に形成され、円筒部６ａの径方向内側に広がっている。円板部６ｂは、大気側に配置されるようになっている第１の面６ｂ１と、円筒部６ａの内側に配置される第２の面６ｂ２とを有する。接続部６ｃは、円筒部６ａに円板部６ｂを接続し、円弧状に湾曲した断面を有する。

円筒部６ａは、主円筒部６ａ１、端部６ａ２、および傾斜部６ａ３を有する。主円筒部６ａ１、端部６ａ２、および傾斜部６ａ３は、いずれも円形断面を有し、互いに同心である。密封栓１が孔３に圧入されていない図１および図３に示す状態で、主円筒部６ａ１は円筒形状を有する。端部６ａ２は、主円筒部６ａ１の円板部６ｂとは反対側に位置し、端部６ａ２の外周面はテーパである。すなわち、端部６ａ２の外周面は、主円筒部６ａ１から離れるほど小さい直径を有する。傾斜部６ａ３は、主円筒部６ａ１の円板部６ｂ側に位置し、円錐台形状を有する。具体的には、傾斜部６ａ３は、円板部６ｂひいては大気側に向かうほど小さい直径を持つように傾斜している。

図２に示すように、円筒部６ａの主円筒部６ａ１、端部６ａ２、および傾斜部６ａ３は、いずれも孔３に挿入される。この状態で、端部６ａ２は孔３の小径部３ａに位置し、主円筒部６ａ１は孔３の小径部３ａ、テーパ部３ｂおよび大径部３ｃに位置し、傾斜部６ａ３は孔３の大径部３ｃおよびテーパ部３ｄに位置する。テーパの外周面を有する端部６ａ２は、円筒部６ａを孔３に挿入されやすくする。孔３に嵌め込まれた状態で主円筒部６ａ１は、孔３の内周面から反力を受けて、小径部３ａ、テーパ部３ｂおよび大径部３ｃの輪郭にほぼ沿って変形させられる。

弾性環８は、弾性材料、例えばゴムを含むエラストマーから形成されている。利用可能なエラストマーは限定されない。但し、後述するように、この実施形態によれば、弾性環８のむしれを防止または低減することができる。この観点から、例えばアクリルゴムのような擦傷しやすいエラストマーを弾性環８の材料としてもよい。

弾性環８は、外側円筒部（介在円筒部）８ａと、外側円筒部８ａの大気側に配置されるようになっている端部に形成された弾性層８ｂとを有する。弾性層８ｂは、外側円筒部８ａの径方向内側に広がっており、剛性環６の円板部６ｂの第１の面６ｂ１の全体に接合されている。

外側円筒部８ａは、剛性環６の円筒部６ａの傾斜部６ａ３の外周面と接続部６ｃの外周面に接合されている。外側円筒部８ａは、径方向外側に突出する円環状の隆条部８ａ１を有する。図２に示すように、隆条部８ａ１は、剛性環６の円筒部６ａの外周面と孔３の内周面との間に介在させられる。すなわち、隆条部８ａ１は、孔３の大径部３ｃとテーパ部３ｄに嵌め込まれ、大径部３ｃの内周面とテーパ部３ｄの内周面に密に面接触させられ、剛性環６の円筒部６ａの外周面と孔３の内周面との隙間を閉塞する。

図３に示すように、隆条部８ａ１の外周面はテーパである。すなわち隆条部８ａ１の外周面は、弾性層８ｂから離れるほど小さい直径を有する。したがって、隆条部８ａ１は孔３の大径部３ｃに嵌め込まれやすくなっている。

図１から図３に示すように、剛性環６の円板部６ｂは、大気側に向けて突出する複数の突起１０を第１の面６ｂ１に有する。突起１０は、板をプレス加工して剛性環６に成形する際に形成される。したがって、第１の面６ｂ１に形成された突起１０に対応して、円板部６ｂの第２の面６ｂ２には凹部１２が形成されている。このように突起１０の裏に凹部１２が形成されるので、剛性環６の突起１０をプレス加工で成形するのが容易である。

突起１０の大部分は平坦であって、円板部６ｂの突起１０以外の部分に対して平行である。図３に示すように、円板部６ｂの突起１０以外の部分に対する突起１０の突出量Ｐ（凹部１２の深さ）はわずかである。

図４に示すように、複数の突起１０ひいては凹部１２は、剛性環６の中心軸線から等距離に配置されている。第１の面６ｂ１は、突起１０の間の部分である中間部１４を有する。好ましくは、突起１０は互いに等しい角間隔をおいて配置されているが、突起１０の角間隔は必ずしも等しくなくてもよい。図４では、８つの突起１０ひいては８つの凹部１２が示されているが、突起１０の数ひいては凹部１２の数は、図示に限定されない。また、突起１０および凹部１２の形状も図示に限定されない。

図１から図３に示すように、弾性環８の弾性層８ｂは、剛性環６の円板部６ｂの第１の面６ｂ１における突起１０と突起１０以外の部分に接合されている。剛性環６の第１の面６ｂ１は突起１０を有するが、図３に示すように、弾性環８の弾性層８ｂの大気側に配置されるようになっている面８ｂ１は平坦であり、円板部６ｂに平行である。但し、面８ｂ１は必ずしも平坦でなくてもよい。

図１の矢印Ａの方向に密封栓１を押圧することにより、密封栓１はハウジング２の孔３に圧入される。この時、弾性環８の弾性層８ｂを矢印Ａの方向に押圧する治具（図示せず）を使用することができる。

この実施形態に係る密封栓１の弾性環８は、図５に示す型１５を用いて形成することができる。型１５は、高い剛性を有する金属製であり、剛性環６が配置されるほぼ円柱状の内部空間１５ａを有する。内部空間１５ａの内周面には、剛性環６の円筒部６ａの主円筒部６ａ１が嵌め込まれ、円筒部６ａの傾斜部６ａ３が内部空間１５ａの内周面の隆条部１５ｂに突き当てられる。すると、内部空間１５ａと剛性環６とで弾性環８を形成するためのキャビティ１６が画定される。キャビティ１６の円板部６ｂに対向する平坦面１６ａは、円板部６ｂに平行であり、弾性環８の弾性層８ｂの大気側の面８ｂ１を形成する。

キャビティ１６に弾性環８の弾性材料を配置して硬化させることにより、弾性環８が成形される。同時に弾性環８は剛性環６に接合される。弾性環８は弾性環８の成形方法は、プレスでもよいし、射出成形でもよい。キャビティ１６に弾性環８の弾性材料を配置する前に、弾性環８と剛性環６の接合性を向上させる接着剤を剛性環６の第１の面６ｂ１、接続部６ｃおよび傾斜部６ａ３に塗布することが好ましい。

この実施形態においては、図３に示すように、弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔが、第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された弾性層８ｂの部分の厚さＴより小さいため、型１５を用いてプレスまたは射出成形で弾性環８を剛性環６に接合する際、突起１０の間に弾性環８の弾性材料が流れる流路が形成される。具体的には、突起１０の間の中間部１４（図３および図４参照）が弾性材料の流路となる。また、突起１０と型１５の平坦面１６ａの間にも弾性材料が配置され、これらの間で弾性材料が強く圧縮され、圧力が弾性材料全体に伝わる。したがって、弾性材料の流れが改善され、完成した弾性環８の弾性層８ｂの厚さＴ（第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された部分の厚さ、図３参照）のバラツキが抑制され、第１の面６ｂ１の全体にわたって確実に弾性材料を行き渡らせることができる。

また、図３に示すように、剛性環６の円板部６ｂに複数の突起１０を設けることによって、円板部６ｂに接合された弾性層８ｂが突起１０の周囲で曲折し、弾性層８ｂ内で力が伝達されにくくなり、弾性環８の弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向に引っ張る力が低減する。特にこの実施形態では、弾性環８の弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔが、第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された弾性層８ｂの部分の厚さＴより小さいため、弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る力が顕著に低減する。弾性環８の弾性層８ｂの大気側の面８ｂ１は平坦であるため、弾性環８の弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔが、第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された弾性層８ｂの部分の厚さＴより確実に小さくなる。

このように弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る力が低減するため、密封栓１を孔３に圧入する際および密封栓１の使用時、剛性環６の変形が抑制される。

また、金属環の円筒部６ａから外側円筒部８ａを剥離させようとする力（外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る力）が低減するので、密封栓１を孔３に圧入する際および密封栓１の使用時、弾性環８の外側円筒部８ａがむしれることが低減される。

図６は、孔２に圧入された比較例に係る密封栓１Ａを示す。密封栓１Ａにおいては、剛性環６の円板部６ｂに突起１０が設けられていない。弾性環８の形成時に弾性材料の流れを改善する突起１０がないので、剛性環６の円板部６ｂの第１の面６ｂ１の全体にわたって弾性環８の弾性層８ｂを形成するには、比較例の弾性層８ｂの厚さは実施形態のそれより大きくせざるを得ない。また、弾性層８ｂが曲折せず平坦であるため、弾性層８ｂ内で力が伝達されやすい。したがって、実施形態に比べて、弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る力が大きく、そのため図６に示すように剛性環６が湾曲してしまうおそれがある。剛性環６の湾曲は、密封栓１Ａを孔３に圧入する際にも、密封栓１の使用時にも起こりうる。剛性環６が湾曲すると、孔３の内部の流体が漏れるおそれがある。

また、弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る大きい力が、金属環の円筒部６ａから外側円筒部８ａを剥離させるよう作用する。密封栓１Ａを孔３に圧入する際および密封栓１の使用時に、弾性環８の外側円筒部８ａがむしれる懸念がある。図６は、外側円筒部８ａの隆条部８ａ１がギザギザにむしれている例を示す。外側円筒部８ａがむしれると、やはり孔３の内部の流体が漏れるおそれがある。

この実施形態によれば、図６を参照して説明したこれらの課題を解消し、密封栓１の封止性能を長期にわたって維持することが可能である。

この実施形態において、弾性環８の弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔ（図３参照）は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満であることが好ましい。厚さｔが０．１ｍｍ以上である場合、密封栓１を孔３に圧入する際、例えば弾性層８ｂを突起１０に接合された部分を治具で押しても、弾性層８ｂが損傷するおそれが少ない。また、厚さｔが０．１ｍｍ以上である場合、密封栓１を孔３に圧入する際、および密封栓１の使用中に、弾性層８ｂの突起１０に接合された部分がわずかに損傷しても、剛性環６の第１の面６ｂ１が露出するおそれが少なく、第１の面６ｂ１の酸化が抑制される。

厚さｔが０．５ｍｍ以上である場合には、弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る力が強く、剛性環６が変形しやすく、密封栓１が孔３に圧入される際および密封栓１の使用時、弾性環８の外側円筒部８ａがむしれるおそれがある。

但し、弾性環８の弾性材料、上記の接着剤の組成、および／または弾性環８の製造方法によって、弾性環８の必要とされる厚さは異なるため、厚さｔは０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満には限定されない。

絶対必要というわけではないが、好ましくは、図３および図４に示すように、剛性環６の突起１０と剛性環６の円板部６ｂの中心との距離Ｄは、円板部６ｂの半径Ｒの半分よりも大きい。つまり、剛性環６の突起１０は円板部６ｂの外縁付近に配置されるため、弾性環８の弾性層８ｂの突起１０に接合された厚さが小さい部分が弾性層８ｂの外縁付近に配置されている。したがって、弾性層８ｂの厚さが小さい部分が弾性層８の径方向内側に配置されている場合に比べて、弾性環８の弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向内側に引っ張る力が低減する。

上記の実施形態においては、弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔが、第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された弾性層８ｂの部分の厚さＴより小さい。しかし、図７および図８に示すように、必ずしも上記の実施形態のようになっていなくてもよい。図７および図８は、それぞれ、孔に圧入されない状態での実施形態の変形例に係る密封栓１の一部を拡大した断面図である。

図７に示す変形例では、弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔが、第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された弾性層８ｂの部分の厚さＴと等しい。つまり、弾性層８ｂの厚さは均一であり、弾性層８ｂは突起１０と突起１０以外の部分の形状に沿った形状を有する。図８に示す変形例では、弾性層８ｂの突起１０に接合された部分の厚さｔが、第１の面６ｂ１の突起１０以外の部分に接合された弾性層８ｂの部分の厚さＴより大きい。

図７および図８に示す変形例においては、円板部６ｂに接合された弾性層８ｂが突起１０の周囲で曲折し、弾性層８ｂ内で力が伝達されにくくなり、弾性環８の弾性層８ｂが弾性環８の外側円筒部８ａを径方向に引っ張る力が低減する。したがって、密封栓１を孔３に圧入する際および密封栓１の使用時、剛性環６の変形が抑制されるとともに、弾性環８の外側円筒部８ａがむしれることが低減される。

図９は、使用中の実施形態の変形例に係る密封装置であるオイルシール２１を示す。オイルシール２１は、樹脂または金属から形成されたハウジング（支持部材）２２の孔２３に圧入されることにより、ハウジング２２に固定されている。孔２３の内部には、シャフト２５が配置されている。シャフト２５は、その軸線周りに回転する回転シャフトでもよいし、その軸線方向に沿って往復移動する往復シャフトでもよい。

オイルシール２１は、剛性環２６と、剛性環２６に接合された弾性環２８とを有する。

剛性環２６は、金属または樹脂などの剛性材料から形成されている。剛性環２６は、円筒部２６ａおよび円板部２６ｂを有する。円筒部２６ａはハウジング２２に取り付けられる。具体的には、円筒部２６ａはハウジング２２の孔２３に挿入される。円板部２６ｂは、円筒部２６ａの大気側に配置されるようになっている一端に形成され、円筒部２６ａの径方向内側に広がっている。円板部２６ｂは円環形状を有する。円板部２６ｂは、大気側に配置されるようになっている第１の面２６ｂ１と、円筒部２６ａの内側に配置される第２の面２６ｂ２とを有する。

弾性環２８は、弾性材料、例えばゴムを含むエラストマーから形成されている。利用可能なエラストマーは限定されない。但し、この変形例によれば、弾性環２８のむしれを防止または低減することができる。この観点から、例えばアクリルゴムのような擦傷しやすいエラストマーを弾性環２８の材料としてもよい。

弾性環２８は、外側円筒部（介在円筒部）２８ａと、外側円筒部２８ａの大気側に配置されるようになっている端部に形成された弾性層２８ｂとを有する。弾性層２８ｂは、外側円筒部２８ａの径方向内側に広がっており、剛性環２６の円板部２６ｂの第１の面２６ｂ１の全体に接合されている。

弾性層２８ｂは円環形状を有する。弾性環２８は、弾性層２８ｂの径方向内側に配置されたシールリップ２９とダストリップ３０を有する。シールリップ２９の周囲にはシールリップ２９を径方向内側に向けて押圧するガータースプリング３１が巻かれている。但し、ガータースプリング３１は絶対必要というわけではなく、ダストリップ３０も絶対必要というわけではない。

外側円筒部２８ａは、剛性環２６の円筒部２６ａの外周面に接合されている。外側円筒部２８ａは、剛性環２６の円筒部２６ａの外周面と孔２３の内周面との間に介在させられる。すなわち、外側円筒部２８ａは、孔２３に嵌め込まれ、孔２３の内周面に密に面接触させられ、剛性環２６の円筒部２６ａの外周面と孔２３の内周面との隙間を閉塞する。

剛性環２６の円板部２６ｂは、大気側に向けて突出する複数の突起３２を第１の面２６ｂ１に有する。突起３２は、板をプレス加工して剛性環２６に成形する際に形成される。したがって、第１の面２６ｂ１に形成された突起３２に対応して、円板部２６ｂの第２の面２６ｂ２には凹部３４が形成されている。このように突起３２の裏に凹部３４が形成されるので、剛性環２６の突起３２をプレス加工で成形するのが容易である。突起３２の大部分は平坦であって、円板部２６ｂの突起３２以外の部分に対して平行である。円板部２６ｂの突起３２以外の部分に対する突起３２の突出量Ｐ（凹部３４の深さ）はわずかである。

図示しないが、複数の突起３２ひいては凹部３４は、剛性環２６の中心軸線から等距離に配置されている。好ましくは、突起３２は互いに等しい角間隔をおいて配置されているが、突起３２の角間隔は必ずしも等しくなくてもよい。

弾性環２８の弾性層２８ｂは、剛性環２６の円板部２６ｂの第１の面２６ｂ１における突起３２と突起３２以外の部分に接合されている。剛性環２６の第１の面２６ｂ１は突起３２を有するが、弾性環２８の弾性層２８ｂの大気側に配置されるようになっている面２８ｂ１は平坦であり、円板部２６ｂに平行である。但し、面２８ｂ１は必ずしも平坦でなくてもよい。

オイルシール２１の弾性環２８も、型を用いて、プレスまたは射出成形により、剛性環２６に接合することができる。図５を参照して説明した理由と同じ理由により、剛性環２６の円板部２６ｂに複数の突起３２を設けることによって、弾性材料の流れが改善され、完成した弾性環２８の弾性層２８ｂの厚さ（第１の面２６ｂ１の突起３２以外の部分に接合された部分の厚さ）のバラツキが抑制され、第１の面２６ｂ１の全体にわたって確実に弾性材料を行き渡らせることができる。

また、円板部２６ｂに接合された弾性層２８ｂが突起３２の周囲で曲折し、弾性層２８ｂ内で力が伝達されにくくなり、弾性環２８の弾性層２８ｂが弾性環２８の外側円筒部２８ａを径方向に引っ張る力が低減する。特にこのオイルシール２１では、弾性環２８の弾性層２８ｂの突起３２に接合された部分の厚さが、第１の面２６ｂ１の突起３２以外の部分に接合された弾性層２８ｂの部分の厚さより小さいため、弾性層２８ｂが弾性環２８の外側円筒部２８ａを径方向内側に引っ張る力が顕著に低減する。弾性環２８の弾性層２８ｂの大気側の面２８ｂ１は平坦であるため、弾性環２８の弾性層２８ｂの突起３２に接合された部分の厚さが、第１の面２６ｂ１の突起３２以外の部分に接合された弾性層２８ｂの部分の厚さより確実に小さくなる。但し、図７および図８に示す変形例をこのオイルシール２１に適用してもよい。

このように弾性層２８ｂが弾性環２８の外側円筒部２８ａを径方向内側に引っ張る力が低減するため、オイルシール２１を孔２３に圧入する際およびオイルシール２１の使用時、剛性環２６の変形が抑制される。したがって、オイルシール２１の封止性能を長期にわたって維持することが可能である。

また、金属環の円筒部２６ａから外側円筒部２８ａを剥離させようとする力（外側円筒部２８ａを径方向内側に引っ張る力）が低減するので、オイルシール２１を孔２３に圧入する際およびオイルシール２１の使用時、弾性環２８の外側円筒部２８ａがむしれることが低減される。したがって、オイルシール２１の封止性能を長期にわたって維持することが可能である。

絶対必要というわけではないが、好ましくは、剛性環２６の突起３２と剛性環２６の円板部２６ｂの外縁との距離Ｄ１は、突起３２と円板部２６ｂの内縁との距離Ｄ２よりも小さい。つまり、剛性環２６の突起３２は円板部２６ｂの外縁付近に配置されるため、弾性環２８の弾性層２８ｂの突起３２に接合された厚さが小さい部分が弾性層２８ｂの外縁付近に配置されている。したがって、弾性層２８ｂの厚さが小さい部分が弾性層２８の径方向内側に配置されている場合に比べて、弾性環２８の弾性層２８ｂが弾性環２８の外側円筒部２８ａを径方向内側に引っ張る力が低減する。

図１０は、使用中の実施形態の他の変形例に係る密封装置であるハブベアリングシール３１を示す。ハブベアリングシール３１は、ハブ軸受の外輪３２と内輪３３との間の間隙内に配置される。ハブベアリングシール３１は、外側シール部材４０と内側シール部材５０を備える。外側シール部材４０と内側シール部材５０は、環状であるが、図１０においては、それらの左側部分のみが示されている。図１０において、外輪３２と内輪３３は仮想線で示し、外側シール部材４０と内側シール部材５０は、外輪３２と内輪３３との間で圧縮されていない状態を示す。

外側シール部材４０は、外輪３２に取り付けられて、回転しない固定シール部材である。外側シール部材４０は、弾性環４１および剛性環４２を有する複合構造である。

弾性環４１は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。弾性環４１は、リップ４３，４４，４５を有する。

剛性環４２は、剛性材料、例えば金属から形成されており、弾性環４１を補強する。剛性環４２は、ほぼＬ字形の断面形状を有する。剛性環４２は、外輪３２の孔に圧入されて固定されている。剛性環４２の一部は、弾性環４１に埋設されており、弾性環４１に密着している。

内側シール部材５０は、スリンガーすなわち回転シール部材とも呼ぶことができる。内側シール部材５０は、内輪３３に取り付けられており、内輪３３の回転時に、内側シール部材５０は内輪３３とともに回転し、外部から到来する異物（例えば水）を跳ね飛ばす。

内側シール部材（密封装置）５０も、剛性環５１と、剛性環５１に接合された弾性環５２とを有する複合構造である。剛性環５１は、金属または樹脂などの剛性材料から形成されている。

剛性環５１は、ほぼＬ字形の断面形状を有する。具体的には、剛性環５１は、円筒状のスリーブ（円筒部）５１ａとフランジ（円板部）５１ｂとを備える。スリーブ５１ａは、内輪３３に取り付けられる。具体的には、スリーブ５１ａには、内輪（支持部材）３３が締まり嵌め方式で嵌め入れられる（すなわち圧入される）。フランジ５１ｂは、スリーブ５１ａの大気側に配置されるようになっている一端に形成され、スリーブ５１ａの径方向外側に広がっている。フランジ５１ｂは円環形状を有する。フランジ５１ｂは、大気側に配置されるようになっている第１の面５１ｂ１と、スリーブ５１ａの外側に配置される第２の面５１ｂ２とを有する。

外側シール部材４０のリップ４３は径方向内側に延びるラジアルリップ（グリースリップ）である。リップ４４は径方向内側に延びるラジアルリップ（ダストリップ）である。リップ４３，４４は、内側シール部材５０のスリーブ５１ａに向けて延び、リップ４３，４４の先端は、スリーブ５１ａの外周面に摺動可能に接触する。リップ４５は、側方に延びるアキシャルリップ（サイドリップ）である。リップ４５は、径方向外側かつ大気側に向けて延び、第２のシール部材５０の剛性環５１のフランジ５１ｂの第２の面５１ｂ２に摺動可能に接触する。

弾性環５２は、弾性材料、例えばゴムを含むエラストマーから形成されている。利用可能なエラストマーは限定されない。但し、この変形例によれば、弾性環５２のむしれを防止または低減することができる。この観点から、例えばアクリルゴムのような擦傷しやすいエラストマーを弾性環５２の材料としてもよい。

弾性環５２は、内側円筒部（介在円筒部）５２ａと、内側円筒部５２ａの大気側に配置されるようになっている端部に形成された弾性層５２ｂとを有する。弾性層５２ｂは、内側円筒部５２ａの径方向外側に広がっており、剛性環５１のフランジ５１ｂの第１の面５１ｂ１の全体に接合されている。弾性層５２ｂは円環形状を有する。

内側円筒部５２ａは、剛性環５１のスリーブ５１ａの内周面に接合されている。内側円筒部５２ａは、剛性環５１のスリーブ５１ａの内周面と内輪３３の外周面との間に介在させられる。すなわち、内側円筒部５２ａは、内輪３３の外周面に密に面接触させられ、剛性環５１のスリーブ５１ａの内周面と内輪３３の外周面との隙間を閉塞する。

剛性環５１のフランジ５１ｂは、大気側に向けて突出する複数の突起５３を第１の面５１ｂ１に有する。突起５３は、板をプレス加工して剛性環５１に成形する際に形成される。したがって、第１の面５１ｂ１に形成された突起５３に対応して、フランジ５１ｂの第２の面５１ｂ２には凹部５４が形成されている。このように突起５３の裏に凹部５４が形成されるので、剛性環５１の突起５３をプレス加工で成形するのが容易である。突起５３の大部分は平坦であって、フランジ５１ｂの突起５３以外の部分に対して平行である。フランジ５１ｂの突起５３以外の部分に対する突起５３の突出量Ｐ（凹部５４の深さ）はわずかである。

図示しないが、複数の突起５３ひいては凹部５４は、剛性環５１の中心軸線から等距離に配置されている。好ましくは、突起５３は互いに等しい角間隔をおいて配置されているが、突起５３の角間隔は必ずしも等しくなくてもよい。

弾性環５２の弾性層５２ｂは、剛性環５１のフランジ５１ｂの第１の面５１ｂ１における突起５３と突起５３以外の部分に接合されている。剛性環５１の第１の面５１ｂ１は突起５３を有するが、弾性環５２の弾性層５２ｂの大気側に配置されるようになっている面５２ｂ１は平坦であり、フランジ５１ｂに平行である。但し、面５２ｂ１は必ずしも平坦でなくてもよい。

内側シール部材５０の弾性環５２も、型を用いて、プレスまたは射出成形により、剛性環５１に接合することができる。図５を参照して説明した理由と同じ理由により、剛性環５１のフランジ５１ｂに複数の突起５３を設けることによって、弾性材料の流れが改善され、完成した弾性環５２の弾性層５２ｂの厚さ（第１の面５１ｂ１の突起５３以外の部分に接合された部分の厚さ）のバラツキが抑制され、第１の面５１ｂ１の全体にわたって確実に弾性材料を行き渡らせることができる。

また、フランジ５１ｂに接合された弾性層５２ｂが突起５３の周囲で曲折し、弾性層５２ｂ内で力が伝達されにくくなり、弾性環５２の弾性層５２ｂが弾性環５２の内側円筒部５２ａを径方向に引っ張る力が低減する。特にこの内側シール部材５０では、弾性環５２の弾性層５２ｂの突起５３に接合された部分の厚さが、第１の面５１ｂ１の突起５３以外の部分に接合された弾性層５２ｂの部分の厚さより小さいため、弾性層５２ｂが弾性環５２の内側円筒部５２ａを径方向外側に引っ張る力が顕著に低減する。弾性環５２の弾性層５２ｂの大気側の面５２ｂ１は平坦であるため、弾性環５２の弾性層５２ｂの突起５３に接合された部分の厚さが、第１の面５１ｂ１の突起５３以外の部分に接合された弾性層５２ｂの部分の厚さより確実に小さくなる。但し、図７および図８に示す変形例をこの内側シール部材５０に適用してもよい。

このように弾性層５２ｂが弾性環５２の内側円筒部５２ａを径方向外側に引っ張る力が低減するため、内側シール部材５０を内輪３３に取り付ける際および内側シール部材５０の使用時、剛性環５１の変形が抑制される。したがって、内側シール部材５０の封止性能を長期にわたって維持することが可能である。

また、金属環のスリーブ５１ａから内側円筒部５２ａを剥離させようとする力（内側円筒部５２ａを径方向外側に引っ張る力）が低減するので、内側シール部材５０を内輪３３に取り付ける際および内側シール部材５０の使用時、弾性環５２の内側円筒部５２ａがむしれることが低減される。したがって、内側シール部材５０の封止性能を長期にわたって維持することが可能である。

絶対必要というわけではないが、好ましくは、剛性環５１の突起５３と剛性環５１のフランジ５１ｂの外縁との距離Ｄ３は、突起５３とフランジ５１ｂの内縁との距離Ｄ４よりも大きい。つまり、剛性環５１の突起５３はフランジ５１ｂの内縁付近に配置されるため、弾性環５２の弾性層５２ｂの突起５３に接合された厚さが小さい部分が弾性層５２ｂの内縁付近に配置されている。したがって、弾性層５２ｂの厚さが小さい部分が弾性層５２の径方向外側に配置されている場合に比べて、弾性環５２の弾性層５２ｂが弾性環５２の内側円筒部５２ａを径方向外側に引っ張る力が低減する。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。
条項１． 支持部材に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成された円板部とを有し、前記円板部は、大気側に配置されるようになっている第１の面と、前記第１の面と反対側にある第２の面とを有する剛性材料から形成された剛性環と、
前記剛性環の前記円筒部に接合されて前記円筒部と前記支持部材との間に介在させられるようになっている介在円筒部と、前記介在円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成されて、前記剛性環の前記円板部の前記第１の面に接合された弾性層とを有する弾性材料から形成された弾性環とを備え、
前記剛性環の前記円板部の前記第１の面は、大気側に向けて突出する複数の突起を有し、
前記弾性環の前記弾性層は、前記円板部の前記第１の面における突起と前記突起以外の部分に接合されている
密封装置。

条項２． 前記円板部の前記第１の面における前記突起に接合された前記弾性層の部分の厚さが、前記第１の面における前記突起以外の部分に接合された前記弾性層の部分の厚さより小さい
条項１に記載の密封装置。
この条項によれば、型を用いてプレスまたは射出成形で弾性環を剛性環に接合する際、突起の間に弾性環の弾性材料が流れる流路が形成され、また、突起と型の間にも弾性材料が配置され、これらの間で弾性材料が強く圧縮され、圧力が弾性材料全体に伝わる。したがって、弾性材料の流れが改善され、完成した弾性環の弾性層の厚さのバラツキが抑制され、第１の面の全体にわたって確実に弾性材料を行き渡らせることができる。また、弾性層が弾性環の外側円筒部を径方向内側に引っ張る力が顕著に低減する。

条項３． 前記弾性環の前記弾性層の大気側に配置されるようになっている面は平坦である
条項１に記載の密封装置。
この条項によれば、弾性環の弾性層の突起に接合された部分の厚さが、第１の面の突起以外の部分に接合された弾性層の部分の厚さより確実に小さくなる。このため、弾性環の弾性層が弾性環の介在円筒部を径方向に引っ張る力が顕著に低減し、剛性環の変形が抑制され、孔に圧入される際、弾性環がむしれることが低減する。また、型を用いてプレスまたは射出成形で弾性環を剛性環に接合することが容易である。

条項４． 前記円板部の前記第１の面における前記突起に接合された前記弾性層の部分の厚さが、前記第１の面における前記突起以外の部分に接合された前記弾性層の部分の厚さ以上である
条項１に記載の密封装置。

条項５． 前記剛性環の前記円板部の前記第２の面は、前記突起の裏に凹部を有する
条項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
この条項によれば、剛性環の突起をプレス加工で成形するのが容易である。

条項６． 前記密封装置は、前記支持部材の孔を閉塞するようになっている密封栓であって、
前記剛性環の前記円筒部は、前記孔に嵌め込まれるようになっており、
前記剛性環の前記円板部は、前記円筒部の径方向内側に配置されており、
前記弾性環の前記介在円筒部は、前記円筒部の外周面に接合されて、前記円筒部の前記外周面と前記孔の内周面との間に介在させられるようになっており、
前記弾性環の前記弾性層は、前記介在円筒部の径方向内側に配置されており、
前記剛性環の前記突起と前記円板部の中心との距離は、前記円板部の半径の半分よりも大きい
条項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。
この条項によれば、剛性環の突起は円板部の外縁付近に配置されるため、弾性環の弾性層の突起に接合された厚さが小さい部分が弾性層の外縁付近に配置されている。したがって、弾性層の厚さが小さい部分が弾性層の径方向内側に配置されている場合に比べて、弾性環の弾性層が弾性環の介在円筒部を径方向内側に引っ張る力が低減する。

条項７． 前記密封装置は、前記支持部材の孔に配置されるようになっているオイルシールであって、
前記剛性環の前記円筒部は、前記孔に挿入されるようになっており、
前記剛性環の前記円板部は、円環形状を有し、前記円筒部の径方向内側に配置されており、
前記弾性環の前記介在円筒部は、前記円筒部の外周面に接合されて、前記円筒部の前記外周面と前記孔の内周面との間に介在させられるようになっており、
前記弾性環の前記弾性層は、円環形状を有し、前記介在円筒部の径方向内側に配置されており、
前記弾性環は、前記孔の内部に配置されたシャフトに摺動可能に接触するようになっている少なくとも１つのリップをさらに備え、前記リップは、前記弾性層の径方向内側に配置され、
前記剛性環の前記突起と前記円板部の外縁との距離は、前記突起と前記円板部の内縁との距離よりも小さい
条項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。
この条項によれば、剛性環の突起は円板部の外縁付近に配置されるため、弾性環の弾性層の突起に接合された厚さが小さい部分が弾性層の外縁付近に配置されている。したがって、弾性層の厚さが小さい部分が弾性層の径方向内側に配置されている場合に比べて、弾性環の弾性層が弾性環の介在円筒部を径方向内側に引っ張る力が低減する。

条項８． 前記密封装置は、前記支持部材の外側に配置されるようになっているシール部材であって、
前記剛性環の前記円筒部には、前記支持部材が嵌め入れられるようになっており、
前記剛性環の前記円板部は、円環形状を有し、前記円筒部の径方向外側に配置されており、
前記弾性環の前記介在円筒部は、前記円筒部の内周面に接合されて、前記円筒部の前記内周面と前記支持部材の外周面との間に介在させられるようになっており、
前記弾性環の前記弾性層は、円環形状を有し、前記介在円筒部の径方向外側に配置されており、
前記剛性環の前記突起と前記円板部の外縁との距離は、前記突起と前記円板部の内縁との距離よりも大きい
条項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。
この条項によれば、剛性環の突起は円板部の内縁付近に配置されるため、弾性環の弾性層の突起に接合された厚さが小さい部分が弾性層の内縁付近に配置されている。したがって、弾性層の厚さが小さい部分が弾性層の径方向外側に配置されている場合に比べて、弾性環の弾性層が弾性環の介在円筒部を径方向外側に引っ張る力が低減する。

１ 密封栓（密封装置）
２ ハウジング（支持部材）
３ 孔
６ 剛性環
８ 弾性環
６ａ 円筒部
６ｂ 円板部
６ｂ１ 第１の面
６ｂ２ 第２の面
６ｃ 接続部
８ 弾性環
８ａ 外側円筒部（介在円筒部）
８ｂ 弾性層
１０ 突起
１２ 凹部
２１ オイルシール（密封装置）
２２ ハウジング（支持部材）
２３ 孔
２６ 剛性環
２６ａ 円筒部
２６ｂ 円板部
２６ｂ１ 第１の面
２６ｂ２ 第２の面
２８ 弾性環
２８ａ 外側円筒部（介在円筒部）
２８ｂ 弾性層
２８ｂ１ 大気側の面
３２ 突起
３４ 凹部
３３ 内輪（支持部材）
５０ 内側シール部材（密封装置）
５１ 剛性環
５１ａ スリーブ（円筒部）
５１ｂ フランジ（円板部）
５１ｂ１ 第１の面
５１ｂ２ 第２の面
５２ 弾性環
５２ａ 内側円筒部（介在円筒部）
５２ｂ 弾性層
５３ 突起
５４ 凹部

Claims (8)

1. 支持部材に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成された円板部とを有し、前記円板部は、大気側に配置されるようになっている第１の面と、前記第１の面と反対側にある第２の面とを有する剛性材料から形成された剛性環と、
   前記剛性環の前記円筒部に接合されて前記円筒部と前記支持部材との間に介在させられるようになっている介在円筒部と、前記介在円筒部の大気側に配置されるようになっている一端に形成されて、前記剛性環の前記円板部の前記第１の面に接合された弾性層とを有する弾性材料から形成された弾性環とを備え、
   前記剛性環の前記円板部の前記第１の面は、大気側に向けて突出する複数の突起を有し、
   前記弾性環の前記弾性層は、前記円板部の前記第１の面における突起と前記突起以外の部分に接合されている
   密封装置。
2. 前記円板部の前記第１の面における前記突起に接合された前記弾性層の部分の厚さが、前記第１の面における前記突起以外の部分に接合された前記弾性層の部分の厚さより小さい
   請求項１に記載の密封装置。
3. 前記弾性環の前記弾性層の大気側に配置されるようになっている面は平坦である
   請求項１に記載の密封装置。
4. 前記円板部の前記第１の面における前記突起に接合された前記弾性層の部分の厚さが、前記第１の面における前記突起以外の部分に接合された前記弾性層の部分の厚さ以上である
   請求項１に記載の密封装置。
5. 前記剛性環の前記円板部の前記第２の面は、前記突起の裏に凹部を有する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
6. 前記密封装置は、前記支持部材の孔を閉塞するようになっており、
   前記剛性環の前記円筒部は、前記孔に嵌め込まれるようになっており、
   前記剛性環の前記円板部は、前記円筒部の径方向内側に配置されており、
   前記弾性環の前記介在円筒部は、前記円筒部の外周面に接合されて、前記円筒部の前記外周面と前記孔の内周面との間に介在させられるようになっており、
   前記弾性環の前記弾性層は、前記介在円筒部の径方向内側に配置されており、
   前記剛性環の前記突起と前記円板部の中心との距離は、前記円板部の半径の半分よりも大きい
   請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
7. 前記密封装置は、前記支持部材の孔に配置されるようになっており、
   前記剛性環の前記円筒部は、前記孔に挿入されるようになっており、
   前記剛性環の前記円板部は、円環形状を有し、前記円筒部の径方向内側に配置されており、
   前記弾性環の前記介在円筒部は、前記円筒部の外周面に接合されて、前記円筒部の前記外周面と前記孔の内周面との間に介在させられるようになっており、
   前記弾性環の前記弾性層は、円環形状を有し、前記介在円筒部の径方向内側に配置されており、
   前記弾性環は、前記孔の内部に配置されたシャフトに摺動可能に接触するようになっている少なくとも１つのリップをさらに備え、前記リップは、前記弾性層の径方向内側に配置され、
   前記剛性環の前記突起と前記円板部の外縁との距離は、前記突起と前記円板部の内縁との距離よりも小さい
   請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
8. 前記密封装置は、前記支持部材の外側に配置されるようになっており、
   前記剛性環の前記円筒部には、前記支持部材が嵌め入れられるようになっており、
   前記剛性環の前記円板部は、円環形状を有し、前記円筒部の径方向外側に配置されており、
   前記弾性環の前記介在円筒部は、前記円筒部の内周面に接合されて、前記円筒部の前記内周面と前記支持部材の外周面との間に介在させられるようになっており、
   前記弾性環の前記弾性層は、円環形状を有し、前記介在円筒部の径方向外側に配置されており、
   前記剛性環の前記突起と前記円板部の外縁との距離は、前記突起と前記円板部の内縁との距離よりも大きい
   請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。

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