JP6646272B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車用のハブベアリングのように、フランジ部を有する内輪と、外輪とを備える軸受装置における前記フランジ部側の前記外輪と内輪との間を密封する密封装置に関する。

前記のような自動車用ハブベアリングの場合、内輪としてハブ輪が用いられ、ハブ輪は、一端に外向き（外径方向）に延びるフランジ部（ハブフランジ）を有し、このハブフランジに車輪が取付けられる。ハブ輪は固定側の外輪に対して転動体を介して軸回転可能に支持される。ハブ輪（内輪）と外輪とにより構成される環状の軸受空間は、外輪及び内輪間の軸方向両端部に装着される密封装置によって密封される（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、特許文献３には、自動車ではなく、鉄道車両の車輪支持部の軸受装置が開示されており、本特許文献３には、内輪とは別部材の前蓋或いは後蓋と外輪との間に装着される密封装置が記載されている。これらの密封装置によって、軸受空間内への塵埃を含む泥水（以下、泥水等と言う）の浸入及び軸受空間内に充填されているグリース等の潤滑剤の外部漏出が防止され、軸受としての機能が長く維持される。

特開２００８−２６１４０９号公報 ＥＰ２８２１６６２Ａ１ 特開２００２−１９５２７８号公報

ところで、軸受装置の仕様によっては、密封装置が装着される部位のスペースを充分に確保することが難しい場合がある。特に、ハブフランジ側（アウター側或いは車輪側）の密封装置の場合、外輪の内径側は転動体及びこれを支持するリテーナが占めるスペースが大きくなることがある。このような場合、特許文献１に示される軸受装置を例に採れば、同文献の第２密封シールのような密封装置を組付けること自体が難しくなる場合がある。そのため、第１密封シールのみにすると、シールリップが１個しかなく、しかも、構造的に複数個のシールリップを設けることが難しく、シール性が充分に得られなくなる。

これに対し、特許文献２には、ハブフランジの環状段部に嵌合される金属環と、外輪のハブフランジ側端部の外周面に嵌合される別の金属環と、両金属環の一方に固着されて他方の金属環に弾接する複数のシールリップとを備える密封装置が開示されている。特許文献２に開示された密封装置によれば、特許文献１における前記問題点は生じ難いと考えられる。しかし、複数のシールリップは、一方の金属環に対して成型により一体に固着されるものと考えられるが、実際の成型による製造過程においては、構造上シールリップの型抜きがしにくく、シールリップが型抜き時に破断してしまうことが予想される。また、特許文献３に開示された密封装置は、外輪の端部にシールケースを内嵌し、このシールケースに仕切板及びリップ部を一体に有する芯金を嵌合し、一方、後蓋（前蓋）には円筒部材を外嵌し、この円筒部材にリップ部を構成する複数のリップ部が近接するように構成されている。この場合、構造的に複雑であることと、内輪が関与せず、内輪と外輪との間を密封対象とするものとは技術的に異なる。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、狭小なスペースにもシール性を低下させることなく装着し得ると共に、成型による製造をシールリップの破断等を生じさせずに容易になし得、しかも、要求される密封仕様にフレキシブルに対応し得る密封装置を提供することを目的としている。

本発明に係る密封装置は、 軸受装置の外輪のハブフランジ側の端面と、該ハブフランジに形成される段部との間を密封する密封装置であって、 前記段部に嵌合される第一金属環と、前記外輪に嵌合される第二金属環と、前記第一金属環及び第二金属環の間に設けられるシール部材とを含み、 前記第一金属環は、前記段部に嵌合される第一嵌合円筒部と、該第一嵌合円筒部と一体の第一非嵌合円筒部とを有し、前記第二金属環は、前記外輪の外周面もしくは内周面に嵌合される第二嵌合円筒部と、該第二嵌合円筒部と一体の第二非嵌合円筒部とを有し、前記シール部材は、前記第一金属環及び第二金属環で囲まれた空間の開口部のうちの前記軸受装置の外部に通じる外方開口部側に位置するよう設けられ、当該シール部材は、前記第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部のうち内径側に位置する非嵌合円筒部に嵌合される芯金と、該芯金に外径方向に延びるよう固着されて先端部が外径側に位置する非嵌合円筒部に接触又は近接するシールリップとを備え、前記シールリップの先端部が前記外方開口部側に向くように構成されており、前記第一非嵌合円筒部は前記第一嵌合円筒部と、前記第二非嵌合円筒部は前記第二嵌合円筒部と、径方向にみて重ならない形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、内輪に嵌合される第一金属環及び外輪に嵌合される第二金属環との間にシール部材を設けることによって本発明の密封装置が構成されるから、内輪及び外輪の位置関係等により装着スペースが狭小である場合でも、第一金属環及び第二金属環の嵌合部位やその形状等の設計等により対応することができる。シール部材が第一金属環及び第二金属環で囲まれた空間内に配置されているから、シールリップが、第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部によってカバーされることになり、軸受装置外から浸入しようとする塵埃を含む泥水等から保護される。特に、シール部材は、第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部のうち内径側に位置する非嵌合円筒部に嵌合され、外径側に位置する非嵌合円筒部が外方開口部から浸入する泥水等を遮蔽するように位置することになるから、泥水等がシールリップの先端部に到達し難くなる。そして、シールリップの先端部は、外径側に位置する非嵌合円筒部に接触又は近接するよう配置されているから、軸受装置外からの泥水等がシールリップの先端部により到達し難くなる。これにより、当該先端部と外径側の非嵌合円筒部との間への塵埃の噛み込みが抑制されて先端部の摩耗が生じ難くなり、優れたシール性能が発揮される。しかも、シールリップの先端部は、前記空間の外方開口部側に向くように構成されているから、当該空間に浸入した泥水等は、シールリップの先端部と外径側の非嵌合円筒部との間には浸入せず、当該密封装置内を流下して下方の外方開口部から排出され、密封装置内に滞留することがない。これによって、より優れたシール性能が発揮される。また、シール部材は、芯金とシールリップとにより構成されるから、その製造は、成型、特にコンプレッション成型によって容易になされる。さらに、シール部材は、第一金属環又は第二金属環に嵌合されるものであるから、必要に応じてその数を増やすことも可能で、フレキシビリティが高く大変有用である。

本発明の密封装置において、前記第一金属環及び第二金属環の間に、さらに、前記シール部材に対して軸方向に沿って並列するサブシール部材が設けられ、前記サブシール部材は、前記シール部材より前記空間の開口部のうちの前記軸受装置の内部に通じる内方開口部側に位置するよう設けられ、当該サブシール部材は、前記第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部のうちの一方に嵌合されるサブ芯金と、該サブ芯金に径方向に延びるよう固着されて先端部が他方の非嵌合円筒部に接触又は近接するサブシールリップとを備えているものとしても良い。
これによれば、シール部材に加えて、サブシール部材が当該シール部材に並列するように設けられるから、シール性能がより向上する。そして、このサブシール部材は、要求される密封仕様（シール性能）に応じてその数を適宜設定し、さらには、第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部のどちらに嵌合するか、或いは、先端部の向きどの方向にするか等も適宜設定することができる。

本発明の密封装置において、前記第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部は、互いに径方向に対向するように構成されているものとしても良い。
これによれば、第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部間に介在するシール部材のシールリップの長さを小さくすることができ、シール部材の成型による製造がシールリップの型抜き時の破断等を生じさせずより的確になし得る。

本発明の密封装置において、前記外方開口部が、径方向に開口するように構成されているものとしても良い。
これによれば、軸受装置外からのシールリップの先端部へ到着する泥水等の量がより少なくなると共に、当該密封装置内に浸入した泥水等の排出がより速やかになされる。

本発明の密封装置において、前記第一金属環及び第二金属環の基本形状として、以下の種々の態様が採用可能とされる。
ａ）前記第一金属環における第一嵌合円筒部と第一非嵌合円筒部との径方向サイズが異なっている場合。
ｂ）前記第一金属環における第一嵌合円筒部と第一非嵌合円筒部との径方向サイズが同一である場合。
ｃ）前記第二金属環における第二嵌合円筒部と第二非嵌合円筒部との径方向サイズが異なっている場合。
ｄ）前記第二金属環における第二嵌合円筒部と第二非嵌合円筒部との径方向サイズが同一とされている場合。
これらａ）〜ｄ）の態様で示される第一金属環及び第二金属環の基本形状は、当該密封装置が装着される軸受装置の構造に応じて適宜選択採用される。

本発明の密封装置によれば、狭小なスペースにもシール性を低下させることなく装着し得ると共に、成型による製造をシールリップの破断等を生じさせずに容易になし得、しかも、要求される密封仕様にフレキシブルに対応することができる。

本発明に係る密封装置が装着された軸受装置の一例を示す概略的断面図である。 本発明に係る密封装置の第一の実施形態であって、図１のＸ部の拡大図である。 同実施形態の第一の変形例を示す図２と同様図である。 同実施形態の第二の変形例を示す図２と同様図である。 本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す図２と同様図である。 本発明に係る密封装置の第三の実施形態を示す図２と同様図である。 同実施形態の変形例を示す図２と同様図である。 本発明に係る密封装置の第四の実施形態を示す図２と同様図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る密封装置が装着された軸受装置の一例を示している。図１に示す軸受装置１は、自動車の従動輪を回転自在に支持するハブベアリングである。図例のハブベアリング（軸受装置）１は、車体（不図示）に固定される外輪２の内径部に２列の転動体（玉）３…を介して、ハブ輪４及び内輪部材（単に環状部材ということもある）５が軸Ｌの回りに回転自在に支持されている。ハブ輪４は、ハブフランジ（外向きのフランジ部）４１を有し、該ハブフランジ４１に、不図示の従動輪（タイヤホイール）がボルト４２によって取付けられる。ハブ輪４と内輪部材５とにより内輪６が構成され、前記外輪２と内輪６との間に、前記転動体３…が、リテーナ３ａに保持された状態で、外輪２の外輪側軌道輪２ａとハブ輪４及び内輪部材５の内輪側軌道輪４ａ，５ａとを転動し得るように介装されている。ハブ輪４と内輪部材５とは、ハブ輪４の一端部４０を内輪部材５にかしめることにより一体とされている。転動体３…の介装部分を含む外輪２と内輪６との間が被密封空間としての環状の軸受空間ＢＳとされ、この軸受空間ＢＳには、転動体３…の転動を円滑にするための潤滑剤（例えば、グリース）が充填される。
以下において、図１の紙面左側を車輪側、右側を車体側と言う。

前記軸受空間ＢＳにおける外輪２の車体側端部には、外輪２の開口部２０を封止するキャップ７が嵌合されている。また、外輪２の車輪側端部と内輪６（ハブ輪４）との間には、ベアリングシール８が、内輪６（ハブ輪４）に対して摺接可能に装着されている。このキャップ７及びベアリングシール８が、前記軸受空間ＢＳを密封する密封装置を構成する。両密封装置（キャップ７及びベアリングシール８）によって、軸受空間ＢＳ内への泥水等の浸入が防止され、また、軸受空間ＢＳ内に充填される潤滑剤（グリース等）の外部漏出が防止される。図例のキャップ７は、外輪２の車体側端部２１に嵌合（外嵌）される円筒部７１と、円筒部７１と一体の蓋部７２とを有した板金加工体からなり、円筒部７１を車体側端部２１の外周面２１ａに嵌合させることによって、外輪２の開口部２０を封止するように構成されている。そして、円筒部７１と外輪２における車体側端部２１の外周面２１ａとの金属嵌合部分への泥水等の浸入を防止するため、円筒部７１の外面を覆い、且つ、一部が前記外周面２１ａに弾性密着するゴムシール部７３が加硫成型により一体に設けられている。両密封装置７，８のうち、車輪側のベアリングシール８に本発明に係る密封装置が適用される。

図２をも参照して、本発明に係る密封装置の第一の実施形態について詳細に説明する。本実施形態のベアリングシール（密封装置）８は、内輪６に嵌合される第一金属環９と、外輪２に嵌合される第二金属環１０と、第一金属環９及び第二金属環１０の間に設けられるシール部材１１とを含む。第一金属環９は、ハブフランジ４１に形成される軸Ｌ（図１参照）を曲率中心とする環状の段部４１ａに外嵌される第一嵌合円筒部９１と、第一嵌合円筒部９１より径大の第一非嵌合円筒部９２とを有している。さらに具体的には、第一嵌合円筒部９１の車体側端部から外径方向に延びる第一円輪部９３が一体に連接され、第一円輪部９３の外周縁部から第一嵌合円筒部９１と同軸状に車体側に向け第一非嵌合円筒部９２が一体に連接されている。即ち、本実施形態では、第一金属環９における第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２との径方向サイズが異なっている。また、第二金属環１０は、外輪２における車輪側端部２２の車輪側外周面２２ａに外嵌される第二嵌合円筒部１０１と、第二嵌合円筒部１０１より径小の第二非嵌合円筒部１０２とを有している。さらに具体的には、第二嵌合円筒部１０１の車輪側端部から内径方向に延びる第二円輪部１０３が一体に連接され、第二円輪部１０３の内周縁部から第二嵌合円筒部９１と同軸状に車体側に向け第二非嵌合円筒部１０２が一体に連接されている。即ち、本実施形態では、第二金属環１０における第二嵌合円筒部１０１と第二非嵌合円筒部１０２との径方向サイズが異なっている。そして、第一非嵌合円筒部９２と、第二非嵌合円筒部１０２とは互いに径方向に対向し、且つ、第二非嵌合円筒部１０２が第一非嵌合円筒部９２より内径側に位置するように構成されている。第一嵌合円筒部９１、第一非嵌合円筒部９２、第二嵌合円筒部１０１及び第二非嵌合円筒部１０２は、第一嵌合円筒部９１の段部４１ａに対する外嵌状態及び第二嵌合円筒部１０１の外輪２の車輪側外周面２２ａに対する外嵌状態では、軸Ｌを中心として同軸状になるように構成されている。また、第二金属環１０の外輪２に対する外嵌状態では、第二円輪部１０３はその車体側面１０３ｂが外輪２の車輪側端面２２ｂに密着する。

本実施形態のシール部材１１は、内径側に位置する第二非嵌合円筒部１０２に嵌合（外嵌）されている。シール部材１１は、第一金属環９及び第二金属環１０で囲まれた空間Ｓの開口部Ｓａ，Ｓｂのうちの軸受装置１の外部に通じる外方開口部Ｓａ側に位置するよう設けられている。さらに、シール部材１１は、第二非嵌合円筒部１０２に嵌合（外嵌）される芯金１２と、芯金１２に外径方向に延びるよう固着されて先端部１３ａが外径側に位置する第一非嵌合円筒部９２に弾接するシールリップ１３とを備え、シールリップ１３の先端部１３ａが外方開口部側Ｓａに向くように構成されている。芯金１２は、第二非嵌合円筒部１０２の外周面１０２ｂに嵌合される芯金円筒部１２ａと、芯金円筒部１２ａの車輪側端部より外径側に延びる芯金円輪部１２ｂとを有している。シールリップ１３は、ゴム等のエラストマーを芯金１２に対して加硫成型することにより固着一体に形成され、芯金１２の芯金円筒部１２ａ及び芯金円輪部１２ｂに固着されるリップ基部１３ｂから前記のように延出されている。

本実施形態では、さらに、第一金属環９及び第二金属環１０の間に、シール部材１１に対して軸Ｌ方向に沿って並列する１個のサブシール部材１２０が設けられている。このサブシール部材１２０は、シール部材１１より前記空間Ｓにおける軸受装置１の内部（軸受空間ＢＳ）に通じる内方開口部Ｓｂ側に位置するよう設けられている。また、当該サブシール部材１２０は、第一非嵌合円筒部９２に嵌合されるサブ芯金１２１と、サブ芯金１２１に内径方向に延びるよう固着されて先端部１２２ａが第二非嵌合円筒部１０２に弾接するサブシールリップ１２２とを備えている。そして、サブシールリップ１２２の先端部１２２ａは、空間Ｓの外方開口部Ｓａ側に向くように構成されている。サブ芯金１２１は、第一非嵌合円筒部９２に内嵌されるサブ芯金円筒部１２１ａと、サブ芯金円筒部１２１ａの車輪側端部より内径側に延びるサブ芯金円輪部１２１ｂとを有している。サブシールリップ１２２は、ゴム等のエラストマーをサブ芯金１２１に対して加硫成型することにより固着一体に形成され、サブ芯金１２１に固着されるリップ基部１２２ｂから前記のように延出されている。また、本実施形態では、第二金属環１０における第二嵌合円筒部１０１の外周面１０１ａの全面と、第二円輪部１０３の車輪側面１０３ａの一部を覆うゴム（エラストマー）被覆部１０４が固着一体に形成されている。このゴム被覆部１０４は、第二嵌合円筒部１０１の車体側端面１０１ｂを回り込んで外輪２における車輪側外周面２２ａとの間に圧縮状態で介在する環状内向突部１０４ａと、第二円輪部１０３より車輪側に突出して外方開口部Ｓａの外径側に位置する環状の庇状部１０４ｂを有している。図において、２点鎖線で示す環状内向突部１０４ａは、圧縮前の原形状を示している。外方開口部Ｓａは、第一非嵌合円筒部９２の先端部９２ａと、ゴム被覆部１０４における第二円輪部１０３の車輪側面１０３ａを覆う部分との間に径方向（外径方向）に開口するように構成されている。また、空間Ｓの内方開口部Ｓｂは、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａとハブフランジ４１における段部４１ａより内径側のフランジ面４１ｂとの間に径方向（内径方向）に開口するように構成されている。

このように構成されるベアリングシール８を軸受装置１に装着する要領について略述する。先ず、第一金属環９の第一非嵌合円筒部９２に、サブシール部材１２０をサブ芯金円筒部１２１ａを介して内嵌させた上で、第一金属環９を第一嵌合円筒部９１を介してハブフランジ４１の段部４１ａに外嵌させる。次いで、第二金属環１０の第二非嵌合円筒部１０２に、シール部材１１を芯金円筒部１２ａを介して外嵌させた上で、第二金属環１０を第二嵌合円筒部１０１を介して外輪２の車輪側端部２２に外嵌させる。この第二金属環１０の外輪２に対する外嵌は、第二円輪部１０３の車体側面１０３ｂが、外輪２の車輪側端面２２ｂに密着するように、且つ、環状内向突部１０４ａが第二嵌合円筒部１０１と外輪２の車輪側外周面２２ａとの間に圧縮状態で介在するようになされる。第一非嵌合円筒部９２の先端部９２ａは、サブシール部材１２０の第一非嵌合円筒部９２に対する前記内嵌を円滑になし得るよう外向テーパ形状に形成されたガイド部とされている。また、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａは、シール部材１１の第二非嵌合円筒部１０２に対する前記外嵌を円滑になし得るよう内向テーパ形状に形成されたガイド部とされている。そして、このように第一金属環９が嵌合装着された内輪６と、第二金属環１０が嵌合装着された外輪２とを、ボール３（図１参照）及びリテーナ３ａを介して所定位置に相互に組付ける。これによって、ベアリングシール８が軸受装置１における外輪２の車輪端部２２と内輪６との間に装着される。この装着状態では、第一非嵌合円筒部９２と第二非嵌合円筒部１０２とが、前者が外径側に後者が内径側になるように径方向に対向関係で位置付けられる。また、シール部材１１及びサブシール部材１２０は、それぞれのシールリップ１３，１２２の先端部１３ａ，１２２ａが第一非嵌合円筒部９２及び第二非嵌合円筒部１０２に弾接した状態で、第一金属環９及び第二金属環１０の間に介在する。図において、２点鎖線で示すシールリップ１３，１２２の先端部１３ａ，１２２ａは、第一非嵌合円筒部９２及び第二非嵌合円筒部１０２に弾接する際に弾性変形する前の原形状を示す（以下の例においても同様）。
なお、本実施形態では、シールリップ１３，１２２の先端部１３ａ，１２２ａが、それぞれ第一非嵌合円筒部９２及び第二非嵌合円筒部１０２に弾接するよう構成されているが、近接するよう構成されるものであっても良い。

前記のようにベアリングシール８が装着されたハブベアリング１において、内輪６がボール３…を介し外輪２に支持された状態で軸Ｌ回りに回転する。この内輪６の軸回転に伴い、シール部材１１及びサブシール部材１２０の先端部１３ａ，１２２ａが第一非嵌合円筒部９２の内周面９２ｂ及び第二非嵌合円筒部１０２の外周面１０２ｂに弾接した状態で相対摺接する。これにより、ハブフランジ４１側からの軸受空間ＢＳへの泥水等の浸入及び軸受空間ＢＳ内に充填される潤滑剤の外部漏出が防止される。そして、シール部材１１及びサブシール部材１２０は、第一金属環９及び第二金属環１０で囲まれた空間Ｓ内に配置されているから、シールリップ１３，１２２が、第一非嵌合円筒部９２及び第二非嵌合円筒部１０２によってカバーされることになり、ハブベアリング１外から浸入しようとする塵埃を含む泥水等から保護される。特に、シール部材１１は、内径側に位置する第二非嵌合円筒部１０２に嵌合され、外径側に位置する第一非嵌合円筒部９２が外方開口部Ｓａから浸入する泥水等を遮蔽するように位置することになるから、泥水等がシールリップ１３の先端部１３ａに到達し難くなる。

また、シールリップ１３の先端部１３ａは、外径側に位置する第一非嵌合円筒部９２に弾接するよう配置されているから、ハブベアリング１外から浸入しようとする泥水等がシールリップ１３の先端部１３ａにより到達し難くなる。これにより、当該先端部１３ａと第一非嵌合円筒部９２の内周面９２ｂとの間への塵埃の噛み込みが抑制されて先端部１３ａの摩耗が生じ難くなり、優れたシール性能が発揮される。しかも、シールリップ１３の先端部１３ａは、空間Ｓの外方開口部Ｓａ側に向くように構成されているから、当該空間Ｓに浸入した泥水等は、シールリップ１３の先端部１３ａと第一非嵌合円筒部９２との間には浸入せず、ベアリングシール８内を流下して下方の外方開口部Ｓａから速やかに排出され、ベアリングシール８内に滞留することがない。さらに、シール部材１１に対して泥水等の浸入方向の下流側に位置するようにサブシール部材１２０が設けられているから、仮に、シールリップ１３の先端部１３ａと第一非嵌合円筒部９２との弾性摺接部を一部の泥水等が通過しても、泥水等のそれ以上の浸入がサブシール部材１２０によって阻止される。これによって、ハブフランジ４１側から軸受空間ＢＳ内への泥水等の浸入がより確実に防止される。加えて、本実施形態では、外方開口部Ｓａの外径側部を覆うようにゴム被覆部１０４の庇状部１０４ｂが位置付けられているから、ハブベアリング１外から空間Ｓ内への泥水等の浸入が抑制される。また、ゴム被覆部１０４の環状内向突部１０４ａが、第二嵌合円筒部１０１の車体側端部１０１ｂを回り込んで、外輪２における車輪側外周面２２ａとの間に圧縮状態で介在しているから、第二嵌合円筒部と外輪２との金属嵌合部分に泥水等が浸入する懸念がない。これにより、金属嵌合部分の発錆が抑制されて、経時的な嵌合力の低下が抑えられ、また、嵌合部分から直接軸受空間ＢＳ内への泥水等の浸入も生じ難くなる。

シール部材１１及びサブシール部材１２０は、芯金１２及びサブ芯金１２１にシールリップ１３及びサブシールリップ１２２を固着一体に成型することによってシールリップ１３及びサブシールリップ１２２の破断を生じさせることなく容易に製造することができる。また、第一非嵌合円筒部９２と第二非嵌合円筒部１０２とは径方向に対向するように構成されているから、シールリップ１３及びサブシールリップ１２２の長さを小さくすることができ、これによって型抜き時のシールリップ１３及びサブシールリップ１２２の破断をより生じ難くすることができる。さらに、シール部材１１及びサブシール部材１２０をそれぞれ複数準備しておけば、これらの数を適宜選択設定することにより、要求されるシール仕様等に応じて、より的確なシール設計を行うことができ、フレキシビリティを高めることができる。加えて、本実施形態では、図例のような形状の第一金属環９がハブランジ４１の段部４１ａに外嵌され、図例のような形状の第二金属環１０が外輪２に外嵌されてベアリングシール８が構成されるから、外輪２の内径側のスペースがリテーナ３ａ等の存在により狭小であっても、ベアリングシール８を装着することができる。

図３は、第一の実施形態の第一の変形例を示す。この例のベアリングシール（密封装置）８においては、第一金属環９がハブフランジ４１の段部４１ａに外嵌される点、第二金属環１０が外輪２の車輪側端部２２に外嵌される点が図２に示す例と共通する。また、第一金属環９が、第一嵌合円筒部９１、第一非嵌合円筒部９２及び第一円輪部９３を有している点、第二金属環１０が、第に嵌合円筒部１０１、第二非嵌合円筒部１０２及び第二円輪部１０３を有している点、さらにこれらの位置関係も図２に示す例と共通する。特に、第一非嵌合円筒部９２と第二非嵌合円筒部１０２とが径方向に対向関係で、しかも、前者が外径側に後者が内径側に位置する点でも図２に示す例と共通する。さらに、第二金属環１０には、ゴム被覆部１０４が図２の例と同様に設けられている。しかし、図２に示すサブシール部材１２０に代え、２個のサブシール部材１３０，１３０が設けられている点、及び、第２金属環１０の第二非嵌合円筒部１０２から断面Ｌ形の延出部１０５がさらに延出されている点で、図２に示す例と異なる。この延出部１０５は、第２金属環１０の第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａよりハブフランジ４１のフランジ面４１ｂと小間隙をもって内径側に延出される延出円輪部１０５ａと、延出円輪部１０５ａの内周縁部より車体側に屈折されて軸Ｌに平行に延出された延出円筒部１０５ｂとからなる。空間Ｓの内方開口部Ｓｂは、フランジ面４１ｂと延出円輪部１０５ａとの間に径方向（内径方向）に開口するように構成されている。

本実施形態において、２個のサブシール部材１３０，１３０は、いずれもシール部材１１と同形状であり、内径側に位置する第二非嵌合円筒部１０２に嵌合（外嵌）され、シール部材１１に対して軸Ｌ方向に沿って泥水等の浸入方向の下流側（車輪側）に並列するように設けられている。さらに具体的には、両サブシール部材１３０は、第二非嵌合円筒部１０２に嵌合されるサブ芯金１３１と、サブ芯金１３１に外径方向に延びるよう固着されて先端部１３２ａが外径側に位置する第一非嵌合円筒部９２の内周面９２ｂに弾接するサブシールリップ１３２とを備え、サブシールリップ１３２の先端部１３２ａが外方開口部側Ｓａに向くように構成されている。サブ芯金１３１は、第二非嵌合円筒部１０２に外嵌されるサブ芯金円筒部１３１ａと、サブ芯金円筒部１３１ａの車輪側端部より外径側に延びるサブ芯金円輪部１３１ｂとを有している。サブシールリップ１３２は、ゴム等のエラストマーをサブ芯金１３１に対して加硫成型することにより固着一体に形成され、サブ芯金１３１に固着されるリップ基部１３２ｂからシール部材１１のシールリップ１３と同様に延出されている。

この例のベアリングシール８も、ハブベアリング１における車輪側の外輪２及び内輪６との間に装着される。そして、内輪６の軸回転に伴い、シール部材１１におけるシールリップ１３の先端部１３ａ、サブシール部材１３０，１３０におけるサブシールリップ１３２，１３２の先端部１３２ａ，１３２ａが、第一非環状円筒部９２の内周面９２ｂに弾性的に相対摺接する。これにより、シール部材１１は図２に示す例と同様のシール機能を奏し、また２個のサブシール部材１３０，１３０が相乗してシール部材１１を補完するシール機能を奏する。特に、両サブシール部材１３０，１３０とも、内径側に位置する第二非嵌合円筒部１０２に外嵌され、その先端部１３２ａ，１３２ａが空間Ｓの外方開口部Ｓａに向くよう形成されているから、仮に、一部の泥水等が第一シール部材１１を通過しても、先端部１３２ａ，１３２ａと第二非嵌合円筒部１０２との弾接部への泥水等の浸入が阻止される。また、断面Ｌ字形に屈折形成された延出部１０５の存在により、軸受空間ＢＳに充填されている潤滑剤の空間Ｓ内への浸入が確実に防止される。特に、延出部１０５の延出円輪部１０５ａとフランジ面４１ｂとの間隙を小さくして、ラビリンス構造とすればこの潤滑剤の空間Ｓ内への浸入防止効果がより効果的に発揮される。
その他の構成は、図２に示した例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図４は、第一の実施形態の第二の変形例を示す。この例のベアリングシール（密封装置）８は、第一金属環９及び第二金属環１０の基本形状で図２に示す例と共通するが、サブシール部材１２０を有していない点、及び、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａがシール部材１１側にかしめられている点で図２示す例と異なる。図例ではこの先端部１０２ａが、シール部材１１を構成する芯金円輪部１２ｂに接触するようにかしめられている。このように構成されるベアリングシール８においても、シール部材１１が図２に示す例と同様のシール機能を奏する。そして、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａがシール部材１１側にかしめられていることにより、シール部材１１の第二非嵌合円筒部１０２に対する嵌合状態が安定化する。
なお、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａをかしめなくても、シール部材１１の第二非嵌合円筒部１０２に対する嵌合締め代の設定により嵌合状態の安定化を図るようにしても良い。これは他の実施形態のシール部材やサブシール部材においても同様である。その他の構成は、図２に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図５は、本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す。本実施形態のベアリングシール（密封装置）８においては、第一金属環９を構成する第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２とが同径、即ち、両者の径方向サイズが同一であることで特徴付けられる。したがって、第一金属環９は、前記例のような第一円輪部９３を有さず、第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２とが直状に連接されている。第二金属環１０は図２に示す例と同様に構成されている。そして、第一非嵌合円筒部９２と、第二非嵌合円筒部１０２とは互いに径方向に対向し、且つ、第二非嵌合円筒部１０２が第一非嵌合円筒部９２より内径側に位置するように構成されている。本実施形態では、図３に示す例と同様のサブシール部材１３０を１個備え、シール部材１１とサブシール部材１３０とは、それぞれ芯金１２及びサブ芯金１３１を介して軸Ｌ方向に並列するように第二嵌合円筒部１０２に外嵌されている。これにより、シール部材１１は図２に示す例と同様のシール機能を奏し、またサブシール部材１３０はシール部材１１を補完するシール機能を奏する。
その他の構成は、図２或いは図３に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図６は、本発明に係る密封装置の第三の実施形態を示す。本実施形態のベアリングシール（密封装置）８においては、図５に示す例と同様に第一金属環９を構成する第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２とが同径（第二の実施形態）であることに加えて、第二金属環１０を構成する第二嵌合円筒部１０１と第二非嵌合円筒部１０２とが同径であることで特徴付けられる。即ち、第二嵌合円筒部１０１と第二非嵌合円筒部１０２の径方向サイズが同一である。したがって、第二金属環１０は、前記例のような第二円輪部１０３を有さず、第二嵌合円筒部１０１と第二非嵌合円筒部１０２とが直状に連接されている。第一金属環９における第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２とは、図５に示す例と同様に径方向サイズが同一とされているが、第一金属環９の第一嵌合円筒部９１には、外径方向に沿った衝立状の環状壁体９４が嵌合（外嵌）等により一体に設けられている。そして、第一非嵌合円筒部９２と、第二非嵌合円筒部１０２とは互いに径方向に対向し、且つ、第一非嵌合円筒部９２が第二非嵌合円筒部１０２より外径側に位置するように構成されている。環状壁体９４は、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａに近接するように設けられ、壁体９４と第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａとにより空間Ｓの外方開口部Ｓａが径方向に開口するように構成されている。また、空間Ｓの内方開口部Ｓｂは、第一非嵌合円筒部９２の先端部９２ａと外輪２の車輪側端面２２ｂとの間に径方向（内径方向）に開口するように構成されている。したがって、外方開口部Ｓａが車輪側に、内方開口部Ｓｂが車体側に位置する点で前記各実施形態と異なる。

シール部材１１は、第一金属環９及び第二金属環１０で囲まれた空間Ｓの外方開口部Ｓａ側（車輪側）に位置するよう設けられている。シール部材１１は、第一非嵌合円筒部９２の外周面９２ｃに嵌合（外嵌）される芯金１２と、芯金１２に外径方向に延びるよう固着されて先端部１３ａが第二非嵌合円筒部１０２の内周面１０２ｃに弾接するシールリップ１３とを備えている。シールリップ１３は、前記例と同様に芯金１２に固着一体とされるリップ基部１３ｂから延出され、その先端部１３ａが外方開口部Ｓａ側に向くように構成されている。芯金１２は、第一非嵌合円筒部９２に外嵌される芯金円筒部１２ａと、芯金円筒部１２ａの車体側端部より外径側に延びる芯金円輪部１２ｂとを有している。

また、シール部材１１の内方開口部Ｓｂ側には、シール部材１１に対して軸Ｌ方向に沿って並列するサブシール部材１４０が設けられている。サブシール部材１４０は、第一非嵌合円筒部９２の外周面９２ｃに嵌合（外嵌）されるサブ芯金１４１と、サブ芯金１４１に外径方向に延びるよう固着されて先端部１４２ａが第二非嵌合円筒部１０２の内周面１０２ｃに弾接するサブシールリップ１４２とを備えている。サブシールリップ１４２は、サブ芯金１４１に固着一体とされるリップ基部１４２ｂから延出され、その先端部１４２ａが外方開口部Ｓａ側に向くように構成されている。サブ芯金１２は、第一非嵌合円筒部９２に外嵌されるサブ芯金円筒部１２ａと、サブ芯金円筒部１２ａの車体側端部より外径側に延びるサブ芯金円輪部１２ｂとを有している。さらに、本実施形態のサブシール部材１４０は、リップ基部１４２ｂから外輪２側に延出され、先端部１４３ａが外輪２の車輪側端面に弾接する第二のサブシールリップ１４３を備え、この先端部１４３ａは内方開口部Ｓｂ側に向くように構成されている。

本実施形態のベアリングシール８においても、シール部材１１は図２に示す例と同様のシール機能を奏し、またサブシール部材１４０はシール部材１１を補完するシール機能を奏する。特に、サブシール部材１４０は、第二のサブシールリップ１４３を備えているから、シール部材１１を補完するシール機能がより効果的に発揮される。しかも、第二のサブシールリップ１４３の先端部１４３ａは、内方開口部Ｓｂ側に向くように構成されているから、軸受空間ＢＳ内に充填されている潤滑剤の漏出方向に対向することになり、潤滑剤の空間Ｓ内への浸入抑制に効果的である。さらに、第一嵌合円筒部９１には、環状壁体９４が、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａに近接するよう設けられているから、泥水等の空間Ｓ内への浸入抑制もなされる。
その他の構成は、図５に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図７は、第三の実施形態の変形例を示す。本実施形態のベアリングシール（密封装置）８においては、第一金属環９を構成する第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２との径方向サイズが同一であり、第二金属環１０を構成する第二嵌合円筒部１０１と第二非嵌合円筒部１０２との径方向サイズが同一である点で図６に示す例と共通する。また、図６に示す例と同様に、第一非嵌合円筒部９２及び第二非嵌合円筒部１０２は径方向に互いに対向するよう構成されている。そして、第二非嵌合部１０２は第一非嵌合円筒部９２より内径側に位置し、第二嵌合円筒部１０１が外輪２の車輪側端部２２の内周面２２ｃに内嵌されている点で、図６に示す例と異なる。第一金属環９及び第二金属環１０によって囲まれた空間Ｓにおける外方開口部Ｓａは、第一非嵌合円筒部９２の先端部９２ａと、外輪２の車輪側端面２２ｂとの間に径方向（外径方向）に開口するように構成されている。また、内方開口部Ｓｂは、第二非嵌合円筒部１０２の先端部１０２ａと、フランジ面４１ｂとの間に径方向（内径方向）に開口するように構成されている。

第一金属環９と第二金属環１０との間には、シール部材１１と１個のサブシール部材１５０が設けられている。シール部材１１は、外形状等は異なるが機能的には前記各例と同様であり、空間Ｓの外方開口部Ｓａ側（車体側）に位置するよう設けられている。シール部材１１は、第二非嵌合円筒部１０２に嵌合（外嵌）される芯金１２と、芯金１２に外径方向に延びるよう固着されて先端部１３ａが第一非嵌合円筒部９２の内周面９２ｂに弾接するシールリップ１３とを備えている。芯金１２は、第二非嵌合円筒部１０２の外周面１０２ｂに嵌合される芯金円筒部１２ａと、芯金円筒部１２ａの車輪側端部から外径方向に延びる芯金円輪部１２ｂとを有し、シールリップ１３は、芯金円輪部１２ｂに固着されたリップ基部１３ｂから延出されてその先端部１３ａが外方開口部Ｓａ側に向くように構成されている。サブシール部材１５０は、第一非嵌合円筒部９２に嵌合（内嵌）されるサブ芯金１５１と、サブ芯金１５１に内径方向に延びるよう固着されて先端部１５２ａが第二非嵌合円筒部１０２の外周面１０２ｂに弾接するサブシールリップ１５２とを備えている。サブ芯金１５１は、第一嵌合円筒部９２の内周面９２ａに嵌合されるサブ芯金円筒部１５１ａと、サブ芯金円筒部１５１ａの車体側端部から内径方向に延びるサブ芯金円輪部１５１ｂとを有し、サブシールリップ１５２は、サブ芯金円輪部１５１ｂに固着されたリップ基部１５２ｂから延出されてその先端部１５２ａが内方開口部Ｓｂ側に向くように構成されている。

本実施形態のベアリングシール８においても、シール部材１１は図２に示す例と同様のシール機能を奏し、またサブシール部材１５０はシール部材１１を補完するシール機能を奏する。特に、サブシール部材１５０は、サブシールリップ１５２の先端部１５２ａが、内方開口部Ｓｂ側に向くように構成されているから、軸受空間ＢＳ内に充填されている潤滑剤の漏出方向に対向することになり、潤滑剤の空間Ｓ内への浸入抑制に効果的である。図６に示す例と本実施形態とは、第一金属環９及び第二金属環１０がともに直状環からなるが、両者の径方向の位置関係及び第二金属環１０の外輪２に対する嵌合部位が異なっている。このような第一金属環９及び第二金属環１０の態様の相違は、外輪２とハブフランジ４１の段部４１ａとの位置関係等から適宜選択採用される。
その他の構成は、図６に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図８は、本発明に係る密封装置の第四の実施形態を示す。本実施形態のベアリングシール（密封装置）８は、第一金属環９を構成する第一非嵌合円筒部９２と第二金属環１０を構成する第二非嵌合円筒部１０２とが径方向に対向せず、軸Ｌ方向に少しずれていることで特徴付けられる。そして、シール部材１１を構成する芯金１２は、第二非嵌合円筒部１０２に嵌合（外嵌）される芯金円筒部１２ａのみからなる。シールリップ１３は、この芯金円筒部１２ａに固着されたリップ基部１３ｂから延出されて、その先端部１３ａが第一非嵌合円筒部９２の内周面９２ｂに弾接し、且つ、外方開口部Ｓａ側に向くように構成されている。第一金属環９は、図２に示す例と同様に、第一嵌合円筒部９１と、第一円輪部９３と、第一非嵌合円筒部９２とからなる。第二金属環１０は、外輪２における車輪側端部２２の外周面２２ａに嵌合（外嵌）される第二嵌合円筒部１０１と、第二嵌合円筒部１０１の車輪側端部から外径側に屈曲形成される外向鍔状部１０５と、外向鍔状部１０５の外周縁部から折返し形成された第二円輪部１０３と、第二円輪部１０３の内周縁部から車輪側に連なる第二非嵌合円筒部１０２とからなる。第一金属環９を構成する第一非嵌合円筒部９２は、第一金属環１０を構成する第二非嵌合円筒部１０２より外径側に位置し、内径側に位置する第二非嵌合円筒部１０２に、シール部材１１が嵌合（外嵌）されている。第二金属環１０の外輪２に対する外嵌状態では、第二円輪部１０３は、その車体側面１０３ａが外輪２の車体側端面２２ｂに密着する。第一非嵌合円筒部９２の先端部９２ａと、第二円輪部１０３の車輪側面１０３ａとの間に、空間Ｓの外方開口部Ｓａが径方向（外径方向）に開口し、リップ基部１３ｂと、ハブフランジ４１のフランジ面４１ｂとの間に、空間Ｓの内方開口部Ｓｂが径方向（内径方向）に開口するよう構成されている。

本実施形態のベリングシール８においても、前記各例と同様に、シール部材１１が前記各例と同様のシール機能を奏する。また、外向鍔状部１０５とこれに連なる第二円輪部１０３の一部が外輪２の外周面２２ａより外径側に突出するように形成されているから、この遮蔽機能によって、泥水等の空間Ｓ内への浸入が抑制される。
なお、シール部材１１を構成するシールリップ１３の形状が前記各例の形状と異なっているが、これは単なる例示であって、他の例の形状を本実施形態に適用することはもとより可能である。また、他の例で示したサブシール部材を本実施形態に付加することも可能である。その他の構成は前記例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

なお、第一金属環９を構成する第一嵌合円筒部９１と第一非嵌合円筒部９２との径方向サイズ、及び、第二金属環１０を構成する第二嵌合円筒部１０１と第二非嵌合円筒部１０２との径方向サイズが異なる例、同一である例、これらの組み合わせ例は、例示したものに限定されず、ハブフランジ４１の段部４１ａと外輪２との径方向の位置関係等の軸受装置１の仕様等に応じて適宜変更採択される。また、シール部材及びサブシール部材を構成するシールリップの形状等も図例のものに限定されず、適宜変更が可能である。さらに、本発明の密封装置が自動車用の従動輪用ハブベアリングに適用される例について述べたが、これに限定されず駆動輪用ハブベアリングや他の産業機械用軸受装置にももとより適用可能である。

１ ハブベアリング（軸受装置）
２ 外輪
６ 内輪
８ ベアリングシール（密封装置）
９ 第一金属環
９１ 第一嵌合円筒部
９２ 第一非嵌合円筒部
１０ 第二金属環
１０１ 第二嵌合円筒部
１０２ 第二非嵌合円筒部
１１ シール部材
１２ 芯金
１３ シールリップ
１３ａ シールリップの先端部
１２０，１３０，１４０，１５０ サブシール部材
１２１，１３１，１４１，１５１ サブ芯金
１２２，１３２，１４２，１５２ サブシールリップ
１２２ａ，１３２ａ，１４２ａ，１５２ａ サブシールリップの先端部
Ｓ 空間
Ｓａ 外方開口部
Ｓｂ 内方開口部
Ｌ 軸

Claims (8)

1. 軸受装置の外輪のハブフランジ側の端面と、該ハブフランジに形成される段部との間を密封する密封装置であって、
   前記段部に嵌合される第一金属環と、前記外輪に嵌合される第二金属環と、前記第一金属環及び第二金属環の間に設けられるシール部材とを含み、
   前記第一金属環は、前記段部に嵌合される第一嵌合円筒部と、該第一嵌合円筒部と一体の第一非嵌合円筒部とを有し、
   前記第二金属環は、前記外輪の外周面もしくは内周面に嵌合される第二嵌合円筒部と、該第二嵌合円筒部と一体の第二非嵌合円筒部とを有し、
   前記シール部材は、前記第一金属環及び第二金属環で囲まれた空間の開口部のうちの前記軸受装置の外部に通じる外方開口部側に位置するよう設けられ、当該シール部材は、前記第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部のうち内径側に位置する非嵌合円筒部に嵌合される芯金と、該芯金に外径方向に延びるよう固着されて先端部が外径側に位置する非嵌合円筒部に接触又は近接するシールリップとを備え、
   前記シールリップの先端部が前記外方開口部側に向くように構成されており、
   前記第一非嵌合円筒部は前記第一嵌合円筒部と、前記第二非嵌合円筒部は前記第二嵌合円筒部と、径方向にみて重ならない形状とされていることを特徴とする密封装置。
2. 請求項１に記載の密封装置において、
   前記第一金属環及び第二金属環の間に、さらに、前記シール部材に対して軸方向に沿って並列するサブシール部材が設けられ、
   前記サブシール部材は、前記シール部材より前記空間の開口部のうちの前記軸受装置の内部に通じる内方開口部側に位置するよう設けられ、当該サブシール部材は、前記第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部のうちの一方に嵌合されるサブ芯金と、該サブ芯金に径方向に延びるよう固着されて先端部が他方の非嵌合円筒部に接触又は近接するサブシールリップとを備えていることを特徴とする密封装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の密封装置において、
   前記第一非嵌合円筒部及び第二非嵌合円筒部は、互いに径方向に対向するように構成されていることを特徴とする密封装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の密封装置において、
   前記外方開口部が、径方向に開口するように構成されていることを特徴とする密封装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の密封装置において、
   前記第一金属環における第一嵌合円筒部と第一非嵌合円筒部との径方向サイズが異なっていることを特徴とする密封装置。
6. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の密封装置において、
   前記第一金属環における第一嵌合円筒部と第一非嵌合円筒部との径方向サイズが同一であることを特徴とする密封装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の密封装置において、
   前記第二金属環における第二嵌合円筒部と第二非嵌合円筒部との径方向サイズが異なっていることを特徴とする密封装置。
8. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の密封装置において、
   前記第二金属環における第二嵌合円筒部と第二非嵌合円筒部との径方向サイズが同一であることを特徴とする密封装置。

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