JP4735798B2

JP4735798B2 - 密封装置

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Publication number: JP4735798B2
Application number: JP2004141040A
Authority: JP
Inventors: 直人小林
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2024-05-11
Also published as: JP2005321070A

Description

本発明は、シールリップが相手部材と摺動可能に密接することによりシールを行う、密封装置に関するものである。

自動車の懸架装置に車輪を回転自在に支持する軸受は、密封装置によって泥水や塵埃から保護されており、このような密封装置としては、従来から、例えば下記の特許文献に記載されたものが知られている。
特開平１０−２５２７６２特開２００２−４８２４７

図８は、上記特許文献１に記載されたものと同種の従来の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図で、参照符号１１０は、外輪１１１及び内輪１１２とその間に配置された鋼球１１３からなる軸受ユニットである。密封装置００は、外輪１１１の内周面に圧入嵌着される金属製の取付環１０１にゴム状弾性材料で一体成形されたサイドリップ１０２及びラジアルリップ１０３と、内輪１１２の外周面に装着されるスリンガ１０４との組み合わせ構造であって、サイドリップ１０２がスリンガ１０４のシールフランジ１０４ａの内側面と摺動可能に密接され、ラジアルリップ１０３がスリンガ１０４のスリーブ１０４ｂと摺動可能に密接されることによって、軸受外部Ｓ_Ｏから軸受内部Ｓ_Ｉへの泥水や塵埃等の侵入を防止している。

また、特許文献２に記載された密封装置は、図８に二点鎖線で示されるように、スリンガ１０４のシールフランジ１０４ａの外側面に、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料で円盤状に成形され円周方向交互に異なる磁極が形成されたパルサーリング１０５が一体的に接着されたもので、その外側に、このパルサーリング１０５に近接対向させて磁気センサ１０６が配置される。したがって、不図示の車輪の回転によって、内輪１１２と共にスリンガ１０４と一体のパルサーリング１０５が回転すると、磁気センサ１０６から、その検出面の正面を交互に通過する磁極に応じてパルス信号が出力され、これによって車輪の回転速度等を検出することができるようになっている。

しかし、上記従来の密封装置によれば、主たる密封要素であるサイドリップ１０２が、軸受外部Ｓ_Ｏから取付環１０１とスリンガ１０４のシールフランジ１０４ａとの間を通過する泥水や塵埃に、直接曝される構造であるため、サイドリップ１０２が早期に摩耗したり、泥のこびり付きにより、優れた密封性能を長期間にわたって確保することが困難であった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、泥水や塵埃に対する優れた密封性能を、長期間にわたって確保することのできる密封装置を提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封装置は、互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材と内周部材の間に介在される密封装置であって、前記外周部材の内周面に密嵌される取付環と、この取付環に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ及びその内周側の内周サブリップ及び前記メインリップの外周側の外周サブリップと、前記内周部材の外周面に密嵌されて前記メインリップに摺動可能に密接された摺動環とを備え、前記内周サブリップが、前記メインリップの外側に位置して前記内周部材の外周面に摺動可能に密接され、前記外周サブリップは、前記取付環の外周筒部の内周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記摺動環の外周筒部の外周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環の外周筒部と前記取付環の外周筒部との間で圧縮されるものである。

この構成によれば、内周サブリップと内周部材の外周面との摺動部が、主たる密封部であるメインリップと摺動環との摺動部を、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護する。

請求項２の発明に係る密封装置は、互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材と内周部材の間に介在される密封装置であって、前記外周部材の内周面に密嵌される取付環と、この取付環に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ及びその外周側の外周サブリップと、前記内周部材の外周面に密嵌されて前記メインリップに摺動可能に密接された摺動環とを備え、前記外周サブリップは、前記取付環の外周筒部の内周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記メインリップの外側に位置して前記摺動環の外周筒部の外周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環の外周筒部と前記取付環の外周筒部との間で圧縮されるものである。

この構成によれば、外周サブリップと摺動環の外周筒部との摺動部が、主たる密封部であるメインリップと摺動環との摺動部を、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護する。

請求項３の発明に係る密封装置は、互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材と内周部材の間に介在される密封装置であって、前記内周部材の外周面に密嵌される取付環と、この取付環に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ及びその内周側の内周サブリップ及び前記メインリップの外周側の外周サブリップと、前記外周部材の内周面に密嵌されて前記メインリップに摺動可能に密接された摺動環とを備え、前記外周サブリップが、前記メインリップの外側に位置して前記外周部材の内周面に摺動可能に密接され、前記内周サブリップは、前記取付環の内周筒部の外周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記摺動環の内周筒部の内周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環の内周筒部と前記取付環の内周筒部との間で圧縮されるものである。

この構成によれば、外周サブリップと外周部材の内周面との摺動部が、主たる密封部であるメインリップと摺動環との摺動部を、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護する。

請求項４の発明に係る密封装置は、互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材と内周部材の間に介在される密封装置であって、前記内周部材の外周面に密嵌される取付環と、この取付環に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ及びその内周側の内周サブリップと、前記外周部材の内周面に密嵌されて前記メインリップに摺動可能に密接された摺動環とを備え、前記内周サブリップは、前記取付環の内周筒部の外周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記メインリップの外側に位置して前記摺動環の内周筒部の内周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環の内周筒部と前記取付環の内周筒部との間で圧縮されるものである。

この構成によれば、内周サブリップと摺動環の内周筒部との摺動部が、主たる密封部であるメインリップと摺動環との摺動部を、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護する。

請求項５の発明に係る密封装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成において、サブリップと摺動環との間にラビリンス隙間が形成されたものである。

ラビリンス隙間は、狭くて入り組んだ断面形状を有することによって、異物や流体が侵入しにくくする作用を有するものである。

請求項１〜請求項４の発明に係る密封装置は、主たる密封部であるメインリップと摺動環との摺動部が、サブリップの摺動部によって、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護されるので、優れた密封性能を長期間にわたって確保することができる。またサブリップによって、摺動環を取付環及びシール本体に仮組みしておくことができる。

請求項５の発明に係る密封装置は、サブリップの摺動部に加えてラビリンス隙間も外部の異物の侵入を抑止するため、優れた密封性能を長期間にわたって確保することができる。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図１における参照符号１１０は、自動車の懸架装置において、車輪を回転自在に支持するための軸受であって、外輪１１１及び内輪１１２と、その間に配置され円周方向に並んだ多数の鋼球１１３からなる。外輪１１１は請求項１に記載された外周部材に相当するものであって、懸架装置における不図示のナックルに固定され、非回転である。内輪１１２は請求項２に記載された内周部材に相当するものであって、不図示の車輪側のハブに一体的に嵌着されている。

鋼球１１３の列の外側は、密封装置によって密封されている。この密封装置は、軸受内部Ｓ_Ｉへ、軸受外部Ｓ_Ｏからの泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、鋼球１１３を潤滑するグリースが軸受外部Ｓ_Ｏへ流出するのを防止するものである。

詳しくは、密封装置は、外輪１１１の端部内周面に圧入嵌着された取付環１と、この取付環１に一体的に設けられたシール本体２と、内輪１１２の外周面に圧入嵌着された摺動環３とを備える。そして取付環１が相対的に軸受外部Ｓ_Ｏ側、摺動環３が相対的に軸受内部Ｓ_Ｉ側となるように装着され、シール本体２は、取付環１における摺動環３側の面に設けられている。

取付環１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図１の断面形状）が略Ｌ字形をなし、すなわち外輪１１１の内周面に圧入嵌着される外周筒部１ａと、その軸受外部Ｓ_Ｏ側の端部から内周側へ延びる内周鍔部１ｂからなる。内周鍔部１ｂの内径は、内輪１１２の外周面よりも適宜大径である。

シール本体２は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、予め加硫接着剤を塗布した取付環１を位置決めセットして型締めし、前記金型と取付環１との間に画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、シール本体２の加硫成形と、取付環１への加硫接着を同時に行ったものである。そしてこのシール本体２は、取付環１における内周鍔部１ｂの内側面に一体的に加硫接着された基部ゴム層２１と、この基部ゴム層２１の外周寄りの位置から延びるメインリップ２２と、内周鍔部１ｂの内周端部に位置する基部ゴム層２１の内周端部から延びる内周サブリップ２３と、基部ゴム層２１の外周から延びて取付環１における外周筒部１ａの内周面に一体的に加硫接着された外周サブリップ２４と、内周サブリップ２３とメインリップ２２の間に位置して基部ゴム層２１に突出形成された環状突部２５からなる。

摺動環３は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、内周サブリップ２３よりも軸受内部Ｓ_Ｉ側の位置で、内輪１１２の外周面に適当な締め代をもって圧入される内周嵌合部３１と、その軸受内部Ｓ_Ｉ側の端部から外周側へ軸心と直交する平面状に展開した円盤部３２と、その外周から軸受外部Ｓ_Ｏ側へ向けて延びる外周筒部３３と、内周嵌合部３１における軸受外部Ｓ_Ｏ側の端部から拡径形成された円錐筒部３４からなる。外周筒部３３は、取付環１における外周筒部１ａよりも適宜小径かつシール本体２におけるメインリップ２２よりも適宜大径である。

シール本体２におけるメインリップ２２は、軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた先端部２２ａが小径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、摺動環３における円盤部３２との間で適当に軸方向変形を受けることによって更に内周側へ倒れ込んだ状態で、先端部２２ａが、軸心に対して略垂直な平面状をなす前記円盤部３２の内側面に摺動可能に密接される。

シール本体２における内周サブリップ２３は、軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた先端部２３ａが小径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、先端部２３ａの内周面が、内輪１１２の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

シール本体２における外周サブリップ２４は、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図１の断面形状）が山形をなすように形成されており、その最も小径である頂部２４ａが、摺動環３における外周筒部３３の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

摺動環３における軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた円錐筒部３４は、シール本体２における内周サブリップ２３と環状突部２５との間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と円錐筒部３４との間には、最も軸受外部Ｓ_Ｏ側の密封要素である内周サブリップ２３の内側で蛇行した、狭い内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１が形成される。

摺動環３における軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた外周筒部３３の先端は、シール本体２における外周サブリップ２４との密接部から、更にこの外周サブリップ２４とメインリップ２２の基部２２ｂとの間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と外周筒部３３との間には、最も軸受内部Ｓ_Ｉ側の密封要素である外周サブリップ２４の外側で蛇行した、狭い外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２が形成される。

以上の構成を備える密封装置によれば、取付環１及びこれに加硫接着されたシール本体２は、外輪１１１側に取り付けられることにより非回転であり、摺動環３は、内輪１１２と共に回転する。

そして、非回転のシール本体２と回転側の摺動環３との間で、軸受外部Ｓ_Ｏ側から軸受内部Ｓ_Ｉ側へ順に、内周サブリップ２３と内輪１１２による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１、メインリップ２２と摺動環３の円盤部３２による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２、及び外周サブリップ２４と摺動環３の外周筒部３３による密封摺動部が形成された、多重のシール構造となっている。したがって、軸受外部Ｓ_Ｏから軸受内部Ｓ_Ｉへ泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、軸受１１０の鋼球１１３を潤滑するグリースが軸受外部Ｓ_Ｏへ流出するのを防止する機能が、著しく高いものとなる。

万一、軸受外部Ｓ_Ｏ側からの泥水や塵埃等が、内周サブリップ２３と内輪１１２による密封摺動部及び内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１を通過してメインリップ２２の内周空間に侵入した場合、この泥水や塵埃等は、遠心力によって外周側へ移動するが、摺動環３の円盤部３２と摺接するメインリップ２２は、泥水や塵埃等の侵入方向に対して対向した先端部２２ａで密接面圧が大きくなっているので、泥水や塵埃等の更なる侵入を有効に防止する。しかも、メインリップ２２の密封摺動部が、それよりも軸受外部Ｓ_Ｏ側（この形態では内周側）に位置する内周サブリップ２３と内輪１１２の密封摺動部により、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護されるので、優れた密封性が長期間にわたって維持される。

また、軸受１１０への未装着状態において、摺動環３の外周筒部３３を外周サブリップ２４の内周に挿入することによって、適当な締め代をもって保持されるので、摺動環３を取付環１及びシール本体２に仮組みしておくことができる。

次に図２は、本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

この第二の形態による密封装置は、外輪１１１の端部内周面に圧入嵌着された取付環１と、この取付環１に一体的に設けられたシール本体２と、内輪１１２の外周面に圧入嵌着された摺動環３とを備える。そして取付環１が相対的に軸受内部Ｓ_Ｉ側、摺動環３が相対的に軸受外部Ｓ_Ｏ側となるように装着され、シール本体２は、取付環１における摺動環３側の面に設けられている。

取付環１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図２の断面形状）が略Ｌ字形をなし、すなわち外輪１１１の内周面に圧入嵌着される外周筒部１ａと、その軸受内部Ｓ_Ｉ側の端部から内周側へ延びる内周鍔部１ｂからなる。内周鍔部１ｂの内径は、内輪１１２の外周面よりも適宜大径である。

シール本体２は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、予め加硫接着剤を塗布した取付環１を位置決めセットして型締めし、前記金型と取付環１との間に画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と、取付環１への加硫接着を同時に行ったものである。そしてこのシール本体２は、取付環１における内周鍔部１ｂの内側面に一体的に加硫接着された基部ゴム層２１と、この基部ゴム層２１の内周寄りの位置から延びるメインリップ２２と、内周鍔部１ｂの内周端部に位置する基部ゴム層２１の内周端部から延びる内周サブリップ２３と、基部ゴム層２１の外周から延びて取付環１における外周筒部１ａの内周面に一体的に加硫接着された外周サブリップ２４と、外周サブリップ２４とメインリップ２２の間に位置して基部ゴム層２１に突出形成された環状突部２５からなる。

摺動環３は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、内周サブリップ２３よりも軸受外部Ｓ_Ｏ側の位置で、内輪１１２の外周面に適当な締め代をもって圧入される内周嵌合部３１と、その軸受外部Ｓ_Ｏ側の端部から外周側へ軸心と直交する平面状に展開した円盤部３２と、その外周から軸受内部Ｓ_Ｉ側へ向けて延びる外周筒部３３と、内周嵌合部３１における軸受内部Ｓ_Ｉ側の端部から拡径形成された円錐筒部３４からなる。外周筒部３３は、取付環１における外周筒部１ａよりも適宜小径かつシール本体２における環状突部２５よりも適宜大径である。

シール本体２におけるメインリップ２２は、軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた先端部２２ａが大径になるように開いた円錐筒状に形成されており、装着状態では、摺動環３における円盤部３２との間で適当に軸方向変形を受けることによって更に外周側へ開いた状態で、先端部２２ａが、軸心に対して略垂直な平面状をなす前記円盤部３２の内側面に摺動可能に密接される。

シール本体２における内周サブリップ２３は、軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた先端部２３ａが小径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、先端部２３ａの内周面が、内輪１１２の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

シール本体２における外周サブリップ２４は、第一の形態と同様、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図２の断面形状）が山形をなすように形成されており、その最も小径である頂部２４ａが、摺動環３における外周筒部３３の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

摺動環３における軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた円錐筒部３４の先端は、シール本体２における内周サブリップ２３との間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と円錐筒部３４との間には、最も軸受内部Ｓ_Ｉ側の密封要素である内周サブリップ２３の外側で蛇行した、狭い内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１が形成される。

摺動環３における軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた外周筒部３３の先端は、シール本体２における外周サブリップ２４との密接部から、更にこの外周サブリップ２４と環状突部２５との間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と外周筒部３３との間には、最も軸受外部Ｓ_Ｏ側の密封要素である外周サブリップ２４の内側で蛇行した狭い外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２が形成される。

以上の構成を備える密封装置によれば、先に説明した第一の形態と同様、取付環１及びこれに加硫接着されたシール本体２は、外輪１１１側に取り付けられることにより非回転であり、摺動環３は、内輪１１２と共に回転する。

そして、非回転のシール本体２と回転側の摺動環３との間で、軸受外部Ｓ_Ｏ側から軸受内部Ｓ_Ｉ側へ順に、外周サブリップ２４と摺動環３の外周筒部３３による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２、メインリップ２２と摺動環３の円盤部３２による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１、及び内周サブリップ２３と内輪１１２による密封摺動部が形成された、多重のシール構造となっている。したがって、軸受外部Ｓ_Ｏから軸受内部Ｓ_Ｉへ泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、軸受１１０の鋼球１１３を潤滑するグリースが軸受外部Ｓ_Ｏへ流出するのを防止する機能が、著しく高いものとなる。

万一、軸受外部Ｓ_Ｏ側からの泥水や塵埃等が、外周サブリップ２４と摺動環３の外周筒部３３による密封摺動部及び外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２を通過してメインリップ２２の外周空間に侵入しても、この泥水や塵埃等は、遠心力によって外周側へ押し戻され、しかも、メインリップ２２は泥水や塵埃等の侵入方向と対向する先端部２２ａで摺動環３の円盤部３２との密接面圧が大きくなっているため、メインリップ２２の密封摺動部を内周側へ容易に通過することができない。しかも、メインリップ２２の密封摺動部が、それよりも軸受外部Ｓ_Ｏ側（この形態では外周側）に位置する外周サブリップ２４と摺動環３の外周筒部３３との密封摺動部により、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護されるので、優れた密封性が長期間にわたって維持される。

また、この形態の密封装置においても第一の形態と同様、軸受１１０への未装着状態において、摺動環３の外周筒部３３を外周サブリップ２４の内周に挿入することによって、適当な締め代をもって保持されるので、摺動環３を取付環１及びシール本体２に仮組みしておくことができる。

次に図３は、本発明に係る密封装置の第三の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

この形態による密封装置は、内輪１１２の端部外周面に圧入嵌着された取付環１と、この取付環１に一体的に設けられたシール本体２と、外輪１１１の内周面に圧入嵌着された摺動環３とを備える。そして取付環１が相対的に軸受外部Ｓ_Ｏ側、摺動環３が相対的に軸受内部Ｓ_Ｉ側となるように装着され、シール本体２は、取付環１における摺動環３側の面に設けられている。

取付環１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図３の断面形状）が略Ｌ字形をなし、すなわち内輪１１２の外周面に圧入嵌着される内周筒部１ｃと、その軸受外部Ｓ_Ｏ側の端部から外周側へ延びる外周鍔部１ｄからなる。外周鍔部１ｄの外径は、外輪１１１の内周面よりも適宜小径である。

シール本体２は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、予め加硫接着剤を塗布した取付環１を位置決めセットして型締めし、前記金型と取付環１との間に画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と、取付環１への加硫接着を同時に行ったものである。そしてこのシール本体２は、取付環１における外周鍔部１ｄの内側面に一体的に加硫接着された基部ゴム層２１と、この基部ゴム層２１の内周寄りの位置から延びるメインリップ２２と、基部ゴム層２１の内周から延びて取付環１における内周筒部１ｃの外周面に一体的に加硫接着された内周サブリップ２３と、外周鍔部１ｄの外周端部に位置する基部ゴム層２１の外周端部から延びる外周サブリップ２４と、外周サブリップ２４とメインリップ２２の間に位置して基部ゴム層２１に突出形成された環状突部２５からなる。

摺動環３は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、外周サブリップ２４よりも軸受内部Ｓ_Ｉ側の位置で、外輪１１１の内周面に適当な締め代をもって圧入される外周嵌合部３５と、その軸受内部Ｓ_Ｉ側の端部から内周側へ軸心と直交する平面状に展開した円盤部３２と、その内周から軸受外部Ｓ_Ｏ側へ向けて延びる内周筒部３６と、外周嵌合部３５における軸受外部Ｓ_Ｏ側の端部から縮径形成された円錐筒部３４からなる。内周筒部３６は、取付環１における内周筒部１ｃよりも適宜大径かつシール本体２におけるメインリップ２２の基部２２ｂよりも適宜小径である。

シール本体２におけるメインリップ２２は、軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた先端部２２ａが大径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、摺動環３における円盤部３２との間で適当に軸方向変形を受けることによって更に外周側へ開いた状態で、先端部２２ａが、軸心に対して略垂直な平面状をなす前記円盤部３２の内側面に摺動可能に密接される。

シール本体２における内周サブリップ２３は、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図３の断面形状）が山形をなすように形成されており、その最も大径である頂部２３ｂが、摺動環３における内周筒部３６の内周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

シール本体２における外周サブリップ２４は、軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた先端部２４ｂが大径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、先端部２４ｂの外周面が、外輪１１１の内周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

摺動環３における軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた円錐筒部３４は、シール本体２における外周サブリップ２４と環状突部２５との間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と円錐筒部３４との間には、最も軸受外部Ｓ_Ｏ側の密封要素である外周サブリップ２４の内側で蛇行した、狭い外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２が形成される。

摺動環３における軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた内周筒部３６の先端は、シール本体２における内周サブリップ２３との密接部から、更にこの内周サブリップ２３とメインリップ２２の基部２２ｂとの間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と内周筒部３６との間には、最も軸受内部Ｓ_Ｉ側の密封要素である内周サブリップ２３の外側で蛇行した、狭い内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１が形成される。

以上の構成を備える密封装置によれば、先に説明した第一及び第二の形態とは逆に、取付環１及びこれに加硫接着されたシール本体２は、内輪１１２側に取り付けられることにより、この内輪１１２と共に回転し、摺動環３は、外輪１１１に取り付けられることにより、非回転状態に保持される。

そして、回転側のシール本体２と非回転の摺動環３との間で、軸受外部Ｓ_Ｏ側から軸受内部Ｓ_Ｉ側へ順に、外周サブリップ２４と外輪１１１による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２、メインリップ２２と摺動環３の円盤部３２による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１、及び内周サブリップ２３と摺動環３の内周筒部３６による密封摺動部が形成された、多重のシール構造となっている。したがって、軸受外部Ｓ_Ｏから軸受内部Ｓ_Ｉへ泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、軸受１１０の鋼球１１３を潤滑するグリースが軸受外部Ｓ_Ｏへ流出するのを防止する機能が、著しく高いものとなる。

万一、軸受外部Ｓ_Ｏ側からの泥水や塵埃等が、外周サブリップ２４と外輪１１１による密封摺動部及び外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２を通過してメインリップ２２の外周空間に侵入した場合、この泥水や塵埃等は、シール本体２の回転に伴う遠心力によって容易に内周側へ侵入することができない。しかも、摺動環３の円盤部３２と摺接するメインリップ２２自体が、回転による振り切り作用を有するので、泥水や塵埃等が更に内周側へ侵入するのを有効に防止する。しかも、メインリップ２２の密封摺動部が、それよりも軸受外部Ｓ_Ｏ側（この形態では外周側）に位置する外周サブリップ２４と外輪１１１の密封摺動部により、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護されるので、優れた密封性が長期間にわたって維持される。

また、軸受１１０への未装着状態において、摺動環３の内周筒部３６を山形の内周サブリップ２３の外周に挿入することによって、適当な締め代をもって保持されるので、摺動環３を取付環１及びシール本体２に仮組みしておくことができる。

次に図４は、本発明に係る密封装置の第四の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

この形態による密封装置は、内輪１１２の端部外周面に圧入嵌着された取付環１と、この取付環１に一体的に設けられたシール本体２と、外輪１１１の内周面に圧入嵌着された摺動環３とを備える。そして取付環１が相対的に軸受内部Ｓ_Ｉ側、摺動環３が相対的に軸受外部Ｓ_Ｏ側となるように装着され、シール本体２は、取付環１における摺動環３側の面に設けられている。

取付環１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図４の断面形状）が略Ｌ字形をなし、すなわち内輪１１２の外周面に圧入嵌着される内周筒部１ｃと、その軸受内部Ｓ_Ｉ側の端部から外周側へ延びる外周鍔部１ｄからなる。外周鍔部１ｄの外径は、外輪１１１の内周面よりも適宜小径である。

シール本体２は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、予め加硫接着剤を塗布した取付環１を位置決めセットして型締めし、前記金型と取付環１との間に画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と、取付環１への加硫接着を同時に行ったものである。そしてこのシール本体２は、取付環１における外周鍔部１ｄの内側面に一体的に加硫接着された基部ゴム層２１と、この基部ゴム層２１の外周寄りの位置から延びるメインリップ２２と、基部ゴム層２１の内周から延びて取付環１における内周筒部１ｃの外周面に一体的に加硫接着された内周サブリップ２３と、外周鍔部１ｄの外周端部に位置する基部ゴム層２１の外周端部から延びる外周サブリップ２４と、内周サブリップ２３とメインリップ２２の間に位置して基部ゴム層２１に突出形成された環状突部２５からなる。

摺動環３は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、外周サブリップ２４よりも軸受外部Ｓ_Ｏ側の位置で、外輪１１１の内周面に適当な締め代をもって圧入される外周嵌合部３５と、その軸受外部Ｓ_Ｏ側の端部から内周側へ軸心と直交する平面状に延びる円盤部３２と、その内周から軸受内部Ｓ_Ｉ側へ向けて延びる内周筒部３６と、外周嵌合部３５における軸受内部Ｓ_Ｉ側の端部から縮径形成された円錐筒部３４からなる。内周筒部３６は、取付環１における内周筒部１ｃよりも適宜大径である。

シール本体２におけるメインリップ２２は、軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた先端部２２ａが小径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、摺動環３における円盤部３２との間で適当に軸方向変形を受けることによって更に内周側へ倒れ込んだ状態で、先端部２２ａが、軸心に対して略垂直な平面状をなす前記円盤部３２の内側面に摺動可能に密接される。

シール本体２における内周サブリップ２３は、第三の形態と同様、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図４の断面形状）が山形をなすように形成されており、その最も大径である頂部２３ｂが、摺動環３における内周筒部３６の内周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

シール本体２における外周サブリップ２４は、軸受外部Ｓ_Ｏ側を向いた先端部２４ｂが大径になるような円錐筒状に形成されており、装着状態では、先端部２４ｂの外周面が、外輪１１１の内周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。

摺動環３における軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた円錐筒部３４の先端は、シール本体２における外周サブリップ２４とメインリップ２２の基部２２ｂとの間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と円錐筒部３４との間には、最も軸受内部Ｓ_Ｉ側の密封要素である外周サブリップ２４の外側で蛇行した、狭い外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２が形成される。

摺動環３における軸受内部Ｓ_Ｉ側を向いた内周筒部３６の先端は、シール本体２における内周サブリップ２３との密接部から、更にこの内周サブリップ２３と環状突部２５との間の環状凹部内へ遊嵌されるように延びている。このため、前記環状凹部と内周筒部３６との間には、最も軸受外部Ｓ_Ｏ側の密封要素である内周サブリップ２３の内側で蛇行した、狭い内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１が形成される。

以上の構成を備える密封装置によれば、第三の形態と同様、取付環１及びこれに加硫接着されたシール本体２は、内輪１１２側に取り付けられることにより、この内輪１１２と共に回転し、摺動環３は、外輪１１１に取り付けられることにより、非回転状態に保持される。

そして、回転側のシール本体２と非回転の摺動環３との間で、軸受外部Ｓ_Ｏ側から軸受内部Ｓ_Ｉ側へ順に、内周サブリップ２３と摺動環３の内周筒部３６による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１、メインリップ２２と摺動環３の円盤部３２による密封摺動部、ラビリンスシール機能を奏する外周ラビリンス隙間Ｌｒ_２、及び外周サブリップ２４と外輪１１１による密封摺動部が形成された、多重のシール構造となっている。したがって、軸受外部Ｓ_Ｏから軸受内部Ｓ_Ｉへ泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、軸受１１０の鋼球１１３を潤滑するグリースが軸受外部Ｓ_Ｏへ流出するのを防止する機能が、著しく高いものとなる。

万一、軸受外部Ｓ_Ｏ側からの泥水や塵埃等が、内周サブリップ２３と摺動環３の内周筒部３６による密封摺動部及び内周ラビリンス隙間Ｌｒ_１を通過してメインリップ２２の内周空間に侵入した場合、この泥水や塵埃等には、シール本体２の回転に伴う遠心力が作用するが、この遠心力は、摺動環３の円盤部３２に対するメインリップ２２の面圧を増大するように作用するので、泥水や塵埃等が更に外周側（軸受内部Ｓ_Ｉ側）へ侵入するのを有効に防止する。しかも、メインリップ２２の密封摺動部が、それよりも軸受外部Ｓ_Ｏ側（この形態では内周側）に位置する内周サブリップ２３と内輪１１２の密封摺動部により、外部の異物（例えば泥水や塵埃等）から保護されるので、優れた密封性が長期間にわたって維持される。

また、第三の形態と同様、軸受１１０への未装着状態において、摺動環３の内周筒部３６を山形の内周サブリップ２３の外周に挿入することによって、適当な締め代をもって保持されるので、摺動環３を取付環１及びシール本体２に仮組みしておくことができる。

本発明は、先に説明した特許文献２のような、磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングが一体的に設けられた密封装置についても同様に実施することができる。図５は、図２で説明した第二の形態による密封装置に磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングが一体的に設けられた例を示す半断面図、図６はパルサーリングの説明図、図７は、図３で説明した第三の形態による密封装置に磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングが一体的に設けられた例を示す半断面図である。

まず図５に示される密封装置において、取付環１、シール本体２及び摺動環３は、先に説明した第二の形態（図２）と同様の構成を備える。したがって、第二の形態と同様の、優れた密封性能を奏する。

摺動環３における円盤部３２の外側面には、パルサーリング４が一体的に設けられ、密封装置の外側（軸受外部Ｓ_Ｏ）には、パルサーリング４に近接対向させて、磁気センサ５が配置されている。パルサーリング４は、ゴム状弾性材料又は合成樹脂材料にフェライト等の磁性粉末を混合した材料からなり、摺動環３の円盤部３２の外側面に、平たい円盤状に成形すると同時に一体的に加硫接着したもので、図６に示されるように、Ｎ極とＳ極が周方向交互に着磁されている。パルサーリング４と磁気センサ５は、磁気式ロータリエンコーダを構成するものであり、車輪の回転によって、図５に示される内輪１１２及び摺動環３と共にパルサーリング４が回転すると、磁気センサ５から、その検出面の正面をパルサーリング４のＮ極とＳ極が交互に通過することによって、これに対応したパルス信号が出力される。

また、図７に示される密封装置において、取付環１、シール本体２及び摺動環３は、先に説明した第三の形態（図３）と同様の構成を備える。したがって、第三の形態と同様の、優れた密封性能を奏する。

取付環１における外周鍔部１ｄの外周面には、パルサーリング４が一体的に設けられ、密封装置の外側（軸受外部Ｓ_Ｏ）には、パルサーリング４に近接対向させて、磁気センサ５が配置されている。パルサーリング４は、図５及び図６と同様のものであって、Ｎ極とＳ極が等ピッチで周方向交互に着磁されている。このため、車輪の回転によって、内輪１１２及び取付環１と共にパルサーリング４が回転すると、磁気センサ５から、その検出面の正面をパルサーリング４のＮ極とＳ極が交互に通過することによって、これに対応したパルス信号が出力される。

なお、本発明は、上述のような懸架装置の軸受を密封するもの以外の、例えばハウジングとこれに挿通された回転軸との間の密封装置についても実施することができ、メインリップ２２等の形状や向きも、種々変更することができる。

本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第三の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第四の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。第二の形態による密封装置に磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングが一体的に設けられた例を示す半断面図である。図５のパルサーリングを軸方向から見た図である。第三の形態による密封装置に磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングが一体的に設けられた例を示す半断面図である。従来の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。

符号の説明

１取付環
１ａ外周筒部
１ｂ内周鍔部
１ｃ内周筒部
１ｄ外周鍔部
２シール本体
２１基部ゴム層
２２メインリップ
２３内周サブリップ
２４外周サブリップ
２５環状突部
３摺動環
３１内周嵌合部
３２円盤部
３３外周筒部
３４円錐筒部
３５外周嵌合部
３６内周筒部
４パルサーリング
５磁気センサ
１１０軸受
１１１外輪（外周部材）
１１２内輪（内周部材）
１１３鋼球
Ｌｒ_１内周ラビリンス隙間
Ｌｒ_２外周ラビリンス隙間
Ｓ_Ｉ軸受内部
Ｓ_Ｏ軸受外部

Claims

互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材（１１１）と内周部材（１１２）の間に介在される密封装置であって、前記外周部材（１１１）の内周面に密嵌される取付環（１）と、この取付環（１）に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ（２２）及びその内周側の内周サブリップ（２３）及び前記メインリップ（２２）の外周側の外周サブリップ（２４）と、前記内周部材（１１２）の外周面に密嵌されて前記メインリップ（２２）に摺動可能に密接された摺動環（３）とを備え、前記内周サブリップ（２３）が、前記メインリップ（２２）の外側に位置して前記内周部材（１１２）の外周面に摺動可能に密接され、前記外周サブリップ（２４）は、前記取付環（１）の外周筒部（１ａ）の内周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記摺動環（３）の外周筒部（３３）の外周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環（３）の外周筒部（３３）と前記取付環（１）の外周筒部（１ａ）の間で圧縮されることを特徴とする密封装置。
互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材（１１１）と内周部材（１１２）の間に介在される密封装置であって、前記外周部材（１１１）の内周面に密嵌される取付環（１）と、この取付環（１）に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ（２２）及びその外周側の外周サブリップ（２４）と、前記内周部材（１１２）の外周面に密嵌されて前記メインリップ（２２）に摺動可能に密接された摺動環（３）とを備え、前記外周サブリップ（２４）は、前記取付環（１）の外周筒部（１ａ）の内周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記メインリップ（２２）の外側に位置して前記摺動環（３）の外周筒部（３３）の外周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環（３）の外周筒部（３３）と前記取付環（１）の外周筒部（１ａ）の間で圧縮されることを特徴とする密封装置。
互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材（１１１）と内周部材（１１２）の間に介在される密封装置であって、前記内周部材（１１２）の外周面に密嵌される取付環（１）と、この取付環（１）に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ（２２）及びその内周側の内周サブリップ（２３）及び前記メインリップ（２２）の外周側の外周サブリップ（２４）と、前記外周部材（１１１）の内周面に密嵌されて前記メインリップ（２２）に摺動可能に密接された摺動環（３）とを備え、前記外周サブリップ（２４）が、前記メインリップ（２２）の外側に位置して前記外周部材（１１１）の内周面に摺動可能に密接され、前記内周サブリップ（２３）は、前記取付環（１）の内周筒部（１ｃ）の外周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記摺動環（３）の内周筒部（３６）の内周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環（３）の内周筒部（３６）と前記取付環（１）の内周筒部（１ｃ）の間で圧縮されることを特徴とする密封装置。
互いに同心的かつ相対回転可能に配置された外周部材（１１１）と内周部材（１１２）の間に介在される密封装置であって、前記内周部材（１１２）の外周面に密嵌される取付環（１）と、この取付環（１）に一体的に設けられゴム状弾性材料からなるメインリップ（２２）及びその内周側の内周サブリップ（２３）と、前記外周部材（１１１）の内周面に密嵌されて前記メインリップ（２２）に摺動可能に密接された摺動環（３）とを備え、前記内周サブリップ（２３）は、前記取付環（１）の内周筒部（１ｃ）の外周面に加硫接着され、軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなし、前記メインリップ（２２）の外側に位置して前記摺動環（３）の内周筒部（３６）の内周面に摺動可能に密接されることにより、この摺動環（３）の内周筒部（３６）と前記取付環（１）の内周筒部（１ｃ）の間で圧縮されることを特徴とする密封装置。
サブリップ（２３，２４）と摺動環（３）との間にラビリンス隙間（Ｌｒ_１，Ｌｒ_２）が形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の密封装置。