JP6748465B2 - 軸受密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の車輪支持部の軸受装置に用いられる軸受密封装置に関し、さらに詳しくは、外輪（外側部材）と内輪（内側部材）との間に装着される軸受密封装置に関する。

前記のような軸受密封装置としては、例えば内側部材に一体に取付けられる第１部材と、第１部材に弾接する弾性体製のシールリップ部を備えて外側部材に一体に取付けられる第２部材とを組み合わせて構成されるものが挙げられ、例えば、下記特許文献１〜３にそのような軸受密封装置が開示されている。下記特許文献１〜３には、第１部材（スリンガ）が、内側部材に嵌合される第１円筒部と、該第１円筒部の前記第２部材とは反対側の端部から外径側に延びる円板部と、該円板部の外径側端部から軸方向に沿って前記第１円筒部と同方向に延びる第２円筒部とを有する軸受密封装置が開示されている。また、これら軸受密封装置における第２部材は、外側部材に嵌合される円筒部及び該円筒部の一端部から内径側に延びるフランジ部（鍔部）を有する芯金と、該第２部材に固着されて前記スリンガに弾接する弾性体製のシールリップ部とを有している。そして下記特許文献１〜３には、第１部材の第２円筒部と、第２部材との対向面間等にラビリンス部が形成された軸受密封装置が開示されている。

特開２００６−３４２８２７号公報 特開２０１０−９１０３６号公報 特開２０１５−１１０９５８号公報

上記特許文献１〜３に示される軸受密封装置では、スリンガが、内径側の第１円筒部と、円板部と、外径側の第２円筒部とにより断面形状が２重円筒形の倒Ｕ字形の形状をなす。したがって、外部からラビリンス部を経て軸受密封装置内へ塵埃等を含む泥水等（以下、泥水等と言う）の浸入を防止する機能が効果的に発揮される。しかし、上記特許文献１に示される軸受密封装置は、外径側の第２円筒部に最も近い位置に膨出部（７ｇ）が形成されており、上記特許文献２に示される軸受密封装置は、第１部材の第２円筒部と、第２部材との対向面間に構成されるラビリンス部（３７，３８）が、クランク形状に形成されている。また上記特許文献３に示される軸受密封装置は、外径側の第２円筒部に最も近い位置に補助リップ（１３ｄ）が形成されている。よって上記特許文献１〜３に示される軸受密封装置はいずれも泥水等の浸入し難い構造を備えているといえても、一旦軸受密封装置内に浸入した泥水等が外部に排出され難く、泥水等が、スリンガと第２部材とにより囲まれる空間部に経時的に蓄積されやすくなるものと考えられる。このように泥水等の浸入防止と排出性向上の両立は難しいが、泥水等が蓄積されてしまうとこれに含まれる塵埃等の異物が、サイドリップのスリンガの円板部に対する弾接部に噛み込み、これによって、回転側部材の回転に伴うサイドリップの円板部に対する弾性的摺接部が摩耗する。そしてこの摩耗によって、サイドリップの円板部に対する弾接部から、泥水等がさらに軸受密封装置内を経てシール対象の軸受空間内に浸入し、シール機能が経時的に低下して軸受密封装置としての寿命が短くなることが問題となる。

本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、軸受密封装置内への泥水等の浸入を防止するとともに、浸入した泥水等の排出性を高め、シール性能の長寿命化を図ることができる軸受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、相対的に同軸回転する内側部材及び外側部材で構成される軸受空間を密封する軸受密封装置であって、前記内側部材に外嵌される第１部材と、前記外側部材に内嵌される芯金と前記第１部材に摺接するリップ部を有した弾性体製のシールリップ部とを備えた第２部材とが組み合わさって構成され、前記第１部材は、内径側円筒部と、該内径側円筒部の前記軸受空間とは反対側の端部から外径方向に延びる円板部と、該円板部の外周側の端部から軸方向に沿って前記軸受空間側に延びる外径側円筒部とを有した断面倒Ｕ字形状をなす２重円筒形とされ、前記第２部材の前記芯金は、前記外側部材に内嵌される芯金円筒部と、該芯金円筒部の前記軸受空間側の端部から内径方向に延びる芯金円板部とを有し、径方向に対向して設けられた前記第１部材の前記外径側円筒部と前記第２部材の前記芯金円筒部との隙間には、軸方向に沿って第１ラビリンス部が形成され、前記第１部材の前記外径側円筒部の前記軸受空間側の端面は、前記第２部材の前記芯金円板部と対向するように設けられることで第２ラビリンス部が形成されており、前記端面の径方向長さが０．６ｍｍ以上であり、前記第２ラビリンス部と直結して設けられる空間部は、前記外径側円筒部と、前記円板部と、前記円板部または前記内径側円筒部に摺接するリップ部と、前記芯金円板部を覆うシールリップ基部とで囲まれていることを特徴とする。

本発明の密封装置によれば、第１部材が内径側円筒部と外径側円筒部とを有し、第１部材の外径側円筒部は、第２部材との間に軸方向に沿った第１ラビリンス部と、該第１ラビリンス部に連続する径方向に沿った第２ラビリンス部とを形成する上、第１部材の外径側円筒部の軸受空間側の端面の径方向長さを０．６ｍｍ以上としているから、第１ラビリンス部の始まり位置（以下では始点Ｚという。図２参照）からリップ部が配されている空間部（１１０・図２参照）までの距離を稼ぐことができ、当該軸受密封装置に対する外部からの泥水等の実質的な浸入経路が長くなる。それに加えて内側部材もしくは外側部材の軸回転に伴う第１部材の遠心作用により、当該軸受密封装置内への泥水等の浸入を防止し、仮に第１及び第２ラビリンス部を経てリップ部が配されている空間部に泥水等が浸入しても、浸入した泥水等が第１及び第２ラビリンス部を経て当該軸受密封装置外に速やかに排出され、滞留が抑制される。これによって、リップ部と第１部材との摺接部への塵埃等の噛み込みが低減され、軸受密封装置としてのシール性能の長寿命化を図ることができる。
第１部材の外径側円筒部の軸受空間側の端面の径方向長さが０．６ｍｍより小さいと、前記遠心作用等による泥水等の排出効果が少なくなる傾向となる。

本発明において、前記端面の径方向長さが１．０ｍｍ以上であるものとしても良い。
本発明によれば、第１ラビリンス部の始点Ｚからリップ部が配されている空間部までの距離をより一層稼ぐことができる。よって、前記と同様に、泥水等の浸入経路がより長くなり、これと内側部材の軸回転に伴うスリンガの遠心作用とが相俟って、軸受密封装置内への泥水等の浸入防止及び泥水等の排出機能がより効果的に発揮される。

本発明において、前記外径側円筒部の内周面から最も近くに配され且つ前記第１部材と組み合わせる前のリップ部は、該リップ部の先端部から前記内周面までの径方向長さが、１．４ｍｍ以上であるものとしても良い。
本発明によれば、外径側円筒部の内周面の近傍に泥水等の排出を阻害する要因になるものがなく、泥水等の排出機能をより一層発揮することができる。また泥水等の浸入経路がより長くなるので、外径側円筒部の内周面から最も近くに配されたリップ部が、直接、泥水等のアタックを受けにくくなり、シール性能の長寿命化を図ることができる。

本発明において、前記外径側円筒部の前記端面は、弾性体で覆われた被覆部を有し、該被覆部には、軸中心から放射状に複数の凹条もしくは凸条が周方向に間隔を空けて設けられているものとしても良い。
本発明によれば、リップ部が配されている空間部にまで浸入してしまった泥水等は、内側部材もしくは外側部材の軸回転に伴い上記空間部にポンピング作用が働き、泥水等を第１、第２ラビリンス部側に押し戻そうとする。押し戻された泥水等は凹状もしくは凸状のスリット部をつたって第２ラビリンス部、第１ラビリンス部側を通じた後、軸受密封装置外に効率よく排出させることができる。

本発明は、第１部材が内径側円筒部と外径側円筒部とを有した軸受密封装置において、第１部材の外径側円筒部は、第２部材との間に軸方向に沿った第１ラビリンス部と、該第１ラビリンス部に連続する径方向に沿った第２ラビリンス部とを形成する上、第１部材の外径側円筒部の軸受空間側の端面の径方向長さを０．６ｍｍ以上としている。よって、第１ラビリンス部の始点Ｚからリップ部が配されている空間部までの距離を稼ぐことができ、当該軸受密封装置に対する外部からの泥水等の実質的な浸入経路を長くすることで、軸受密封装置内への泥水等の浸入を効果的に抑え、また浸入した泥水等の排出性を高め、軸受密封装置の長寿命化を図ることができる。

本発明に係る軸受密封装置が適用される軸受装置の一例を示す概略的縦断面図である。 図１のＸ部の拡大図であって、本発明に係る軸受密封装置の第一の実施形態を示す図である。 同実施形態の軸受密封装置の変形例を示す図２と同様図である。 本発明に係る軸受密封装置の第二の実施形態を示す図２と同様図である。 同軸受密封装置に設けられる被覆部を説明するために第１部材のみを示した図であり、図４の矢示Ｙ方向に沿って見た図である。 本発明に係る軸受密封装置の第三の実施形態を示す図２と同様図である。 試験結果をグラフに表した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、自動車の車輪（不図示）を軸回転可能に支持する軸受装置１を示す。この軸受装置１は、大略的に、外側部材としての外輪２と、ハブ輪３と、ハブ輪３の車体側に嵌合一体とされる内輪部材４と、外輪２とハブ輪３及び内輪部材４との間に介装される２列の転動体（ボール）６…とを含んで構成される。この例では、ハブ輪３及び内輪部材４が内側部材としての内輪５を構成する。外輪２は、自動車の車体（不図示）に固定される。また、ハブ輪３にはドライブシャフト７が同軸的にスプライン嵌合され、ドライブシャフト７は等速ジョイント８を介して不図示の駆動源（駆動伝達部）に連結される。ドライブシャフト７はナット９によって、ハブ輪３と一体化され、ハブ輪３のドライブシャフト７からの抜脱が防止されている。内輪５（ハブ輪３及び内輪部材４）は、外輪２に対して、軸Ｌ回りに回転可能とされ、外輪２と、内輪５とにより、相対的に回転する２部材が構成され、該２部材間に環状空間Ｓが形成される。環状空間Ｓ内には、２列の転動体６…が、リテーナ６ａに保持された状態で、外輪２の軌道輪２ａ、ハブ輪３及び内輪部材４の軌道輪３ａ，４ａを転動可能に介装されている。ハブ輪３は、円筒形状のハブ輪本体３０と、ハブ輪本体３０より立上基部３１を介して径方向外側に延出するよう形成されたハブフランジ３２を有し、ハブフランジ３２にボルト３３及び不図示のナットによって車輪が取付固定される。以下において、軸Ｌ方向に沿って車輪に向く側（図１において左側を向く側）を車輪側、車体に向く側（同右側を向く側）を車体側と言う。

環状空間Ｓは、軸受空間を形成し、この環状空間（以下、軸受空間と言う）Ｓの軸Ｌ方向に沿った両端部であって、外輪２とハブ輪３との間、及び外輪２と内輪部材４との間には、ベアリングシール（軸受密封装置）１０，１１が装着され、軸受空間Ｓの軸Ｌ方向に沿った両端部が密封される。これによって、軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入や軸受空間Ｓ内に充填される潤滑剤（グリース等）の外部への漏出が防止される。

図２〜図６を参照しながら、ベアリングシール１０，１１のうち、車体側のベアリングシール１１を本発明に係る軸受密封装置として説明するが、車輪側のベアリングシール１０に本発明を適用することも可能である。図２は本発明に係る軸受密封装置の第一の実施形態を示し、ベアリングシール１１は、外輪２（外側部材）と内輪５（内側部材）とを有する軸受装置１に装着される。ベアリングシール１１は、内輪５に外嵌される２重円筒形の第１部材５０と、外輪２に内嵌される第２部材６０とが組み合わさって構成される。本実施形態のベアリングシール１１においては、スリンガ５１が第１部材５０を、スリンガ５１の第１円筒部５１１が内径側円筒部５０１を、第２円筒部５１３が第１部材５０の外径側円筒部５０３をそれぞれ構成する。

本実施形態のベアリングシール１１において、第２部材６０は、外輪２に内嵌される芯金６１と、芯金６１に固着された弾性材製のシールリップ部６２とを備える。さらに具体的には、芯金６１は、外輪２の内径面２ｂに内嵌される芯金円筒部６１１と、芯金円筒部６１１の軸受空間Ｓ側の端部６１１ａから内径側に延びる芯金円板部６１２とを備えてなり、断面形状が略Ｌ字形状をなす。また、シールリップ部６２は、ゴム材等からなり、芯金６１に加硫成型により固着一体とされるシールリップ基部６２０と、シールリップ基部６２０から延出された複数のリップ部、すなわち１個のサイドリップ６２１及び２個のラジアルリップ６２２，６２３とを備える。図２において、サイドリップ６２１及びラジアルリップ６２２，６２３の２点鎖線部は、弾性変形前の原形状を示す。シールリップ基部６２０は、芯金６１における芯金円板部６１２の軸受空間Ｓ側の面６１２ａの一部から内周縁部６１２ｂを回り込み、芯金円板部６１２の軸受空間Ｓとは反対側の面６１２ｃの全面を覆うように芯金６１に固着一体とされている。さらに、シールリップ基部６２０は、芯金円筒部６１１の内径面６１１ｂの全面を覆い、軸受空間Ｓとは反対側の端部６１１ｃを回り込んで芯金円筒部６１１の外径面６１１ｄに至るように芯金６１に固着一体とされている。シールリップ基部６２０の芯金円筒部６１１の外径面６１１ｄに至る部分は、外径側に隆起する環状突部６２４とされ、この環状突部６２４は、芯金６１が外輪２に内嵌された際、外輪２の内径面２ｂと芯金円筒部６１１の外径面６１１ｄとの間に圧縮状態で介在するように形成されている。環状突部６２４の、外輪２と芯金円筒部６１１との間での圧縮状態の介在によって、外輪２及び芯金円筒部６１１の嵌合部６１１ｅへの泥水等の浸入が防止される。これによって、外輪２及び芯金円筒部６１１の嵌合部６１１ｅの発錆を防止すると共に、この嵌合部６１１ｅからの軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が防止される。環状突部６２４の２点鎖線部は圧縮前の原形状を示している。

第１部材５０は、断面倒Ｕ字形状をなす２重円筒形のスリンガ５１を備える。スリンガ５１は、内輪部材４（内輪５）の外径面４ｂに外嵌される第１円筒部５１１（内径側円筒部５０１）と、第１円筒部５１１の軸受空間Ｓとは反対側の端部５１１ａから外径側に延びる円板部５１２（第１部材の円板部５０２）と、円板部５１２の外周縁部５１２ａから軸Ｌ方向に沿って軸受空間Ｓ側に延びる第２円筒部５１３（外径側円筒部５０３）を含む。第１部材５０の第２円筒部５１３の軸受空間Ｓ側の端面５１３ａ（５０３ａ）は、第２部材６０の芯金円板部６１２と対向するように設けられ、その端面５１３ａの径方向長さＣは０．６ｍｍ以上とされている。端面５１３ａの径方向長さＣは０．６ｍｍ以上、好ましくは１．０ｍｍ以上に設定される。これについては後に詳述する。

スリンガ５１の第２円筒部５１３は、第２部材６０との間にラビリンス構造部ｒを構成する。このラビリンス構造部ｒは、軸Ｌ方向に沿った第１ラビリンス部ｒ１と、該第１ラビリンス部ｒ１に連続する径方向に沿った第２ラビリンス部ｒ２とにより構成される。第１ラビリンス部ｒ１は、第２円筒部５１３の外周面５１３ｂと、これに対向する第２部材６０の外輪２に対する内嵌部（芯金円筒部６１１及び芯金円筒部６１１を覆っているシールリップ基部６２０の内周面６２０ａ）との間に形成される。第１ラビリンス部ｒ１の経路中にリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていないが、シールリップ基部６２０の内周面６２０ａは、始点Ｚから軸Ｌ方向に沿って軸受空間Ｓ側に次第に隙間が狭まるように若干傾斜して形成されており、仮に浸入してしまった泥水等を排出しやすい構成となっている。また、第２ラビリンス部ｒ２は、第２円筒部５１３の軸受空間Ｓ側（車輪側）の端面５１３ａと、これに対向する部分（シールリップ基部６２０における芯金円板部６１２の軸受空間Ｓとは反対側の面６１２ｃを覆う部分）の車体側面６２０ｂとの間に、径方向に沿って形成される。この第２ラビリンス部ｒ２の経路中にもリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていない。

第２部材６０のサイドリップ６２１は、スリンガ５１における円板部５１２の軸受空間Ｓ側の面５１２ｂに弾接する。このサイドリップ６２１は、複数設けられたリップ部のうち、第２円筒部５１３の内周面５１３ｃから最も近く配されたリップ部である。サイドリップ６２１のスリンガ５１の円板部５１２と摺接する面５１２ｂには、グリース（不図示）が塗布されており、サイドリップ６２１は先端部６２１ａに向かって徐々に径大化して形成されている。第１部材５０と組み合わせる前のサイドリップ６２１の先端部６２１ａと、内周面５１３ｃとの径方向長さＤは、特に限定されないが、できるだけ長い方が望ましく、１．４ｍｍ以上であることが望ましい。このように構成することで第１ラビリンス部ｒ１の始点Ｚからサイドリップ６２１に至るまでの距離、すなわち泥水等の浸入経路を長くすることができる。よって、サイドリップ６２１は直接、泥水等のアタックを受けにくくなり、シール性能の長寿命化を図ることができる。図中、Ｄ’は、実際に第１部材５０と第２部材６０とを組み合わせた後のサイドリップ６２１の先端部６２１ａと、内周面５１３ｃとの径方向長さを示している。本来は、Ｄ’として示す径方向長さを設定できればよいが、現実的には第１部材５０と第２部材６０とを組み合わせた後の寸法設計を行うことは困難であるため、第１部材５０と組み合わせる前のサイドリップ６２１の先端部６２１ａと、内周面５１３ｃとの径方向長さＤを設定している。

ラジアルリップ６２２，６２３は、シールリップ基部６２０から二股に分かれて形成されており、スリンガ５１における第１円筒部５１１の外径面５１１ｂに弾接する。ラジアルリップ６２２は、先端に向かって徐々に径小化するとともに、軸受空間Ｓ側とは反対側に向いて形成されており、サイドリップ６２１を通過してしまったダストや泥水等がさらに軸受空間Ｓ側に侵入することを防止できるように形成されている。ラジアルリップ６２３は、先端に向かって径小化するとともに、軸受空間Ｓ側に向いて形成されており、軸受空間Ｓに充填されているグリースがベアリングシール１１を経て外部へ漏れないように形成されている。なお、シールリップ部６２の個数、形状等の構成は図例に限定されず、ラジアルリップ６２２，６２３のスリンガ５１の第１円筒部５１１と摺接する面（外径面５１１ｂ）にはグリース（不図示）が塗布されている。

図２に示す例のように構成されるベアリングシール１１が組み込まれた軸受装置１において、ドライブシャフト７が軸Ｌの回りに回転すると、内輪５は外輪２に対してドライブシャフト７と一体で同軸回転する。この時、シールリップ部６２に設けられた複数のリップ部は、それぞれ、スリンガ５１の円板部５１２及び第１円筒部５１１に弾接した状態で相対摺接する。したがって、軸受装置１の稼働中、外部からベアリングシール１１を経て軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が防止される。また、軸受空間Ｓ内に充填されている潤滑剤（グリース等）の軸受装置１外への漏出が防止される。そして、軸Ｌ方向に沿った第１ラビリンス部ｒ１及び径方向に沿った第２ラビリンス部ｒ２に加え、本実施形態のように端面５１３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上とすることで、第１ラビリンス部ｒ１の始まり位置、すなわち始点Ｚからリップ部（６２１，６２２，６２３）が配されている空間までの距離を稼ぐことができ、ベアリングシール１１によるシール空間外からの泥水等の実質的な浸入経路が長くなる。このように端面５１３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上として泥水等の浸入経路を長くしたことと内輪５の軸回転に伴う遠心作用とが相俟って、ベアリングシール１１の外部からベアリングシール１１内への塵埃を含む泥水等の浸入が抑制される。

第１及び第２ラビリンス部ｒ１，ｒ２は隙間であるから、泥水等の浸入を完全に防止し得るものではなく、若干の泥水等はベアリングシール１１内へ浸入することは不可避である。よって、ベアリングシール１１内へ浸入した泥水等は、スリンガ５１の第２円筒部５１３、円板部５１２、サイドリップ６２１或いはラジアルリップ６２２、そしてシールリップ基部６２０で囲まれた空間部１１０に至る。しかし上述のように、端面５１３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上として泥水等の浸入経路を長くすればするほど、泥水等の浸入を遅らせることができるので、空間部１１０内に蓄積される前に内輪５の軸回転により泥水等を排出させることができる。またこのように仮に第１及び第２ラビリンス部ｒ１，ｒ２を経て空間部１１０に泥水等が浸入しても、径方向長さＤを１．４ｍｍ以上とすれば、サイドリップ６２１の先端部６２１ａに泥水等が到達する時間を遅らせることができる。そしてその間、内輪５の回転に伴う遠心作用により、第２ラビリンス部ｒ２及び第１ラビリンス部ｒ１を経て泥水等が排出されるので、結果として先端部６２１ａにアタックする泥水等が少なくなる。さらに第２円筒部５１３の内周面５１３ｃの近傍にリップ部等が配されておらず、泥水等の排出を阻害する要因になるものがないので、浸入した泥水等が第２ラビリンス部ｒ２及び第１ラビリンス部ｒ１を経て、ベアリングシール１１外に速やかに排出され、滞留が抑制される。これによって、リップ部（６２１，６２２，６２３）と第１部材５０との摺接部への塵埃等の噛み込みが低減され、ベアリングシール１１としてのシール性能の長寿命化を図ることができる。

図２に示されており、以下に説明する数値は、特に限定されるものではないが、後述する試験結果からより一層上述の効果を発揮でき、望ましいとされる数値である。第１ラビリンス部ｒ１の軸Ｌ方向長さＨは、ベアリングシール１１の仕様や装着される部位のスペース的な範囲内で１．５ｍｍ以上に設定されることが望ましい。また、第１部材５０の第２円筒部５１３における内径側部分の軸方向長さｈは、ベアリングシール１１の仕様や装着される部位のスペース的な範囲内で０．７５ｍｍ以上に設定されることが望ましい。さらに、第１ラビリンス部ｒ１の隙間Ｂ及び第２ラビリンス部ｒ２の隙間Ａは、特に限定されないが、ベアリングシール１１の仕様（加工公差含む）や装着される部位のスペース的な範囲内で１ｍｍ以下に設定されることが望ましい。特に、隙間Ｂ，Ａはできるだけ小さい方が望ましいが、第１部材５０は第２部材６０に対して同軸回転するから、回転時に第２円筒部５１３の外周面５１３ｂや端面５１３ａが、シールリップ基部６２０の内周面６２０ａや車体側面６２０ｂに当たらない程度の加工公差を含む最低限の隙間が確保される。

図３は同実施形態の変形例を示す。この例は、図２の例にあるサイドリップ６２１がなく、シールリップ部６２がスリンガ５１の第１円筒部５１１の外径面５１１ｂに弾接するラジアルリップ６２２，６２３で構成されている点で異なる。その他の構成は図２の例と同様であるから共通部分に同一の符号を付す。本実施形態によれば、端面５１３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上とすることで、始点Ｚからリップ部が配されている空間部１１０までの距離を稼ぐことができる。よって、図３の例ではリップ部のうち、最も外径側に配されているサイドリップ６２１がなくても、ベアリングシール１１内への泥水等の浸入を防止することができる。またこの例によれば、第２円筒部５１３の内周面５１３ｃの近傍にリップ部が配されていない空間部１１０を大きくとることができ、泥水等の排出を阻害する要因になるものがないので、浸入した泥水等が第２ラビリンス部ｒ２及び第１ラビリンス部ｒ１を経て、ベアリングシール１１外に速やかに排出され、滞留が抑制される。さらにリップ部の数を減らすことにより、回転トルクの低減を図ることができる。なお、第１ラビリンス部ｒ１，第２ラビリンス部ｒ２の経路中にリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていない。

図４は、本発明に係る軸受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１１では、前記例とスリンガ５１自体の形状は同様であるが、第１部材５０がスリンガ５１と回転検出用の環状エンコーダ５３０とで構成されている点で異なる。この環状エンコーダ５３０は、スリンガ５１の円板部５１２の車体側面５１２ｃと覆うエンコーダ本体５３と、スリンガ５１の第２円筒部５１３を覆うようにして形成された被覆部５４とを有している。よって、円板部５０２が、スリンガ５１の円板部５１２と円板部５１２の車体側面５１２ｃと覆うエンコーダ本体５３とにより構成されている点でも前記例と異なり、外径側円筒部５０３が、被覆部５４と、被覆部５４で覆われたスリンガ５１の第２円筒部５１３とにより構成されている点でも異なる。すなわち、本実施形態（第二の実施形態）のベアリングシール１１においては、スリンガ５１と環状エンコーダ５３０とが第１部材５０を、スリンガ５１の第１円筒部５１１が内径側円筒部５０１を、スリンガ５１の円板部５１２と、円板部５１２の車体側面５１２ｃと覆うエンコーダ本体５３とが円板部５０２を、被覆部５４と、被覆部５４で覆われたスリンガ５１の第２円筒部５１３とが、外径側円筒部５０３をそれぞれ構成する。さらに外径側円筒部５０３の端面５０３ａは、被覆部５４で覆われており、該被覆部５４には、軸中心から放射状に複数の凹条５４ａ，５４ａ…が周方向に間隔を空けて設けられている点でも相違する。
以下、第一の実施形態と共通部分には同一の符号を付し、共通する作用・効果等の説明は割愛する。なお、本実施形態では凹条５４ａが設けられている例を示しているが、これに限定されず、これらが凸条であっても同様の効果を奏する。

ベアリングシール１１は、回転検出用の環状エンコーダ５３０を有しており、環状エンコーダ５３０は、スリンガ５１における円板部５１２の車体側面５１２ｃに固着一体に設けられたエンコーダ本体５３と、第２円筒部５１３を覆うように形成された被覆部５４とを有している。環状エンコーダ５３０は、磁性粉を含むゴム材を円板部５１２の車体側面５１２ｃ、第２円筒部５１３の外周面５１３ｂ、軸受空間Ｓ側（車輪側）の端面５１３ａ及び内周面５１３ｃに加硫成型することによりスリンガ５１に一体に成型されている。エンコーダ本体５３の車体側面５３ｂは、多数のＮ極及びＳ極を周方向に交互且つ等間隔に着磁された着磁面とされており、車体（不図示）には、エンコーダ本体５３の着磁面（車体側面）５３ｂに対峙するよう磁気センサ１２が設置されている。この磁気センサ１２とエンコーダ本体５３とにより、内輪５（車輪）の回転検出機構が構成される。また環状エンコーダ５３０は、第２円筒部５１３の外周面５１３ｂ、軸受空間Ｓ側（車輪側）の端面５１３ａ及び内周面５１３ｃを覆うように延出して形成された被覆部５４を有している。図例のものは、外周面５１３ｂを覆う方が内周面５１３ｃよりも肉厚に形成された被覆部５４を示しているが、これに限定されず、ほぼ同じ厚さとしてもよいし、逆に内周面５１３ｃを覆う方が外周面５１３ｂ側よりも肉厚としてもよいし、内周面５１３ｃを覆わなくてもよい。なお、被覆部５４は同じく磁性粉を含むゴム材からなるが、エンコーダ本体５３のように着磁はされていない。

被覆部５４は、スリンガ５１の第２円筒部５１３の外周面５１３ｂ、第２円筒部５１３の軸受空間Ｓ側の端面５１３ａ及び第２円筒部５１３の内周面５１３ｃを覆うようにして設けられ、この被覆部５４の軸受空間Ｓ側の面が外径側円筒部５０３の端面５０３ａに相当する。そしてこの端面５０３ａの径方向長さＣは０．６ｍｍ以上とされている。なお、本実施形態の端面５０３ａの径方向長さＣも０．６ｍｍ以上、好ましくは１．０ｍｍ以上に設定される点は第一の実施形態と共通である。

第２部材６０は、第一の実施形態に示すものと略同形状の芯金６１と、芯金６１に固着されたゴム製のシールリップ部６２とを備える。シールリップ部６２は、前記と同様にゴム材からなり、芯金６１に加硫成型により固着一体とされるシールリップ基部６２０と、シールリップ基部６２０から延出された１個のサイドリップ６２１及び２個のラジアルリップ６２２，６２３とを備える。この例でも、外径側円筒部５０３は、第２部材６０との間にラビリンス構造部ｒを構成する。このラビリンス構造部ｒは、軸Ｌ方向に沿った第１ラビリンス部ｒ１と、該第１ラビリンス部ｒ１に連続する径方向に沿った第２ラビリンス部ｒ２とにより構成される。第１ラビリンス部ｒ１は、被覆部５４の外周面５４ｂと、これに対向する第２部材６０の外輪２に対する内嵌部（芯金円筒部６１１及び芯金円筒部６１１を覆っているシールリップ基部６２０の内周面６２０ａ）との間に形成される。第１ラビリンス部ｒ１の経路中にリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていないが、シールリップ基部６２０の内周面６２０ａは、始点Ｚから軸Ｌ方向に沿って軸受空間Ｓ側に次第に隙間が狭まるように若干傾斜して形成されており、仮に浸入してしまった泥水等を排出しやすい構成となっている。また、第２ラビリンス部ｒ２は、被覆部５４で構成された外径側円筒部５０３の軸受空間Ｓ側（車輪側）の端面５０３ａと、これに対向する部分（シールリップ基部６２０における芯金円板部６１２の軸受空間Ｓとは反対側の面６１２ｃを覆う部分）の車体側面６２０ｂとの間に、径方向に沿って形成される。この第２ラビリンス部ｒ２の経路中にもリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていない。

被覆部５４の軸受空間Ｓ側の面、すなわち第１部材５０の外径側円筒部５０３の端面５０３ａには、図５に示すように軸中心から放射状に複数の凹条５４ａ，５４ａ…が周方向に間隔を空けて設けられているものとしても良い。この場合、サイドリップ６２１の配されている空間部１１０にまで浸入してしまった泥水等は、内輪５の軸回転に伴い空間部１１０にポンピング作用が働き、泥水等を第１、第２ラビリンス部ｒ１，ｒ２側に押し戻そうとする。押し戻された泥水等は凹条５４ａ，５４ａ…をつたって第２ラビリンス部ｒ２、第１ラビリンス部ｒ１側を通じた後、ベアリングシール１１外に効率よく排出させることができる。
このように被覆部５４を設けたものとすれば、スリンガ５１の板厚を従来品と変わらない厚みのものを用いることができ、外径側円筒部５０３の端面５０３ａの径方向長さＣの長さを確保することが容易となる。また上述の凹条５４ａの加工も上述のようにゴム材等の弾性体からなる被覆部５４であれば、容易に形成することができる。
なお、本実施形態に示す凹条５４ａ，５４ａ…に換えて凸条としてもよく、この場合は、図５に示す端面５０３ａが凹所となり、この凹所をつたって泥水等が排出されることになる。

第２部材６０のサイドリップ６２１は、スリンガ５１における円板部５１２の軸受空間Ｓ側の面５１２ｂに弾接し、第１部材５０と組み合わせる前のサイドリップ６２１の先端部６２１ａと、内周面５４ｃとの径方向長さＤは、特に限定されないが、できるだけ長い方が望ましく、１．４ｍｍ以上であることが望ましい点は第一の実施形態と共通である。

本実施形態においても、第１ラビリンス部ｒ１の軸方向長さＨは、特に限定されないが、前記と同様にベアリングシール１１の仕様や装着される部位のスペース的な範囲内で１．５ｍｍ以上に設定してもよい。また、外径側円筒部５０３における内径側部分の軸方向長さｈは、これも前記と同様に、ベアリングシール１１の仕様や装着される部位のスペース的な範囲内で０．７５ｍｍ以上に設定される。さらに、第１ラビリンス部ｒ１の隙間Ｂ及び第２ラビリンス部ｒ２の隙間Ａも、前記例と同様に、ベアリングシール１１の仕様（加工公差含む）や装着される部位のスペース的な範囲内で１ｍｍ以下に設定してもよい。

また本実施形態においても、図１に示す軸受装置１に組込まれて、内輪５が軸Ｌ回りに回転すると、前記と同様に、第１及び第２ラビリンス部ｒ１，ｒ２に加え、本実施形態のように端面５０３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上とすることで、第１ラビリンス部ｒ１の始まり位置、すなわち始点Ｚからリップ部（６２１，６２２，６２３）が配されている空間まで距離を稼ぐことができ、ベアリングシール１１によるシール空間外からの泥水等の実質的な浸入経路が長くなる。このように端面５０３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上として泥水等の浸入経路を長くしたことと、内輪５の軸回転に伴う遠心作用が相俟って、ベアリングシール１１の外部からベアリングシール１１内への塵埃を含む泥水等の浸入が抑制されるとともに、一旦空間部１１０内に浸入した泥水等の排出機能が効果的に発揮され、ベアリングシール１１の長寿命化が図られる。
その他の構成は、前記実施形態と同様であるから、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、第三の実施形態を示す。本実施形態のベアリングシール１１は、スリンガ５１の形状が上述の実施形態とは異なり、外径側円筒部５０３の軸受空間Ｓ側の端部５１３ｄから外径方向に折り曲げ形成された折曲部５１４を有している。よって、本実施形態（第三の実施形態）のベアリングシール１１においては、スリンガ５１と環状エンコーダ５３０とが第１部材５０を、スリンガ５１の第１円筒部５１１が内径側円筒部５０１を、スリンガ５１の円板部５１２と円板部５１２の車体側面５１２ｃと覆うエンコーダ本体５３とが円板部５０２を、被覆部５４と被覆部５４で覆われたスリンガ５１の第２円筒部５１３と折曲部５１４とが外径側円筒部５０３をそれぞれ構成する。この実施形態では、第１部材５０の外径側円筒部５０３の端面５０３ａは、スリンガ５１の折曲部５１４の軸受空間Ｓ側の面５１４ａとされ、この端面５０３ａ（５１４ａ）の径方向長さＣは０．６ｍｍ以上とされている。以下、第一及び第二の実施形態と共通部分には同一の符号を付し、共通する作用・効果等の説明は割愛する。なお、第１部材５０がスリンガ５１と回転検出用の環状エンコーダ５３０とで構成されている点、円板部５０２が、スリンガ５１の円板部５１２と、円板部５１２の車体側面５１２ｃと覆うエンコーダ本体５３とにより構成されている点は、第二の実施形態と同様である。

被覆部５４は、スリンガ５１の第２円筒部５１３の外周面５１３ｂ及び折曲部５１４の軸受空間Ｓ側とは反対側の面５１４ｂを覆うようにして設けられている。この被覆部５４の軸受空間Ｓ側の面５１４ａが外径側円筒部５０３の端面５０３ａに相当する。なお、本実施形態の端面５０３ａの径方向長さＣも０．６以上、好ましくは１．０ｍｍ以上に設定される点は第一及び第二の実施形態と共通である。本実施形態の場合も、スリンガ５１の加工は要するとはいえ、第二の実施形態と同様に板厚を従来品と変わらない厚みのものを用いることができ、外径側円筒部５０３の端面５０３ａの径方向長さＣの長さを確保することが容易となる。

第２部材６０は、第一の実施形態に示すものと略同形状の芯金６１と、芯金６１に固着されたゴム製のシールリップ部６２とを備える。シールリップ部６２は、前記と同様にゴム材からなり、芯金６１に加硫成型により固着一体とされるシールリップ基部６２０と、シールリップ基部６２０から延出された１個のサイドリップ６２１及び２個のラジアルリップ６２２，６２３とを備える。この例でも、外径側円筒部５０３は、第２部材６０との間にラビリンス構造部ｒを構成する。このラビリンス構造部ｒは、軸Ｌ方向に沿った第１ラビリンス部ｒ１と、該第１ラビリンス部ｒ１に連続する径方向に沿った第２ラビリンス部ｒ２とにより構成される。第１ラビリンス部ｒ１は、被覆部５４の外周面５４ｂ及び折曲部５１４の端面５１４ｃと、これに対向する第２部材６０の外輪２に対する内嵌部（芯金円筒部６１１及び芯金円筒部６１１を覆っているシールリップ基部６２０の内周面６２０ａ）との間に形成される。第１ラビリンス部ｒ１の経路中にリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていないが、シールリップ基部６２０の内周面６２０ａは、始点Ｚから軸Ｌ方向に沿って軸受空間Ｓ側に次第に隙間が狭まるように若干傾斜して形成されており、仮に浸入してしまった泥水等を排出しやすい構成となっている。また、第２ラビリンス部ｒ２は、折曲部５１４で構成された外径側円筒部５０３の軸受空間Ｓ側（車輪側）の端面５０３ａと、これに対向する部分（シールリップ基部６２０における芯金円板部６１２の軸受空間Ｓとは反対側の面６１２ｃを覆う部分）の車体側面６２０ｂとの間に、径方向に沿って形成される。この第２ラビリンス部ｒ２の経路中にもリップ部等、泥水等の排出を阻害する部材は配されていない。

第２部材６０のサイドリップ６２１は、スリンガ５１における円板部５１２の軸受空間Ｓ側の面５１２ｂに弾接し、第１部材５０と組み合わせる前のサイドリップ６２１の先端部６２１ａと、内周面５１３ｃとの径方向長さＤは、特に限定されないが、できるだけ長い方が望ましく、１．４ｍｍ以上であることが望ましい点は第一及び第二の実施形態と共通である。

本実施形態においても、第１ラビリンス部ｒ１の軸方向長さＨは、特に限定されないが、前記と同様にベアリングシール１１の仕様や装着される部位のスペース的な範囲内で１．５ｍｍ以上に設定してもよい。また、外径側円筒部５０３における内径側部分の軸方向長さｈは、これも前記と同様に、ベアリングシール１１の仕様や装着される部位のスペース的な範囲内で０．７５ｍｍ以上に設定される。さらに、第１ラビリンス部ｒ１の隙間Ｂ及び第２ラビリンス部ｒ２の隙間Ａも、前記例と同様に、当該ベアリングシール１１の仕様（加工公差含む）や装着される部位のスペース的な範囲内で１ｍｍ以下に設定してもよい。

また本実施形態においても、図１に示す軸受装置１に組込まれて、内輪５が軸Ｌ回りに回転すると、前記と同様に、第１及び第２ラビリンス部ｒ１，ｒ２に加え、本実施形態のように端面５０３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上とすることで、第１ラビリンス部ｒ１の始まり位置、すなわち始点Ｚからリップ部（６２１，６２２，６２３）が配されている空間部１１０までの距離を稼ぐことができ、ベアリングシール１１によるシール空間外からの泥水等の実質的な浸入経路が長くなる。このように端面５０３ａの径方向長さＣを０．６ｍｍ以上として泥水等の浸入経路を長くしたことと、内輪５の軸回転に伴う遠心作用が相俟って、ベアリングシール１１の外部からベアリングシール１１内への塵埃を含む泥水等の浸入が抑制されるとともに、一旦空間部１１０内に浸入した泥水等の排出機能が効果的に発揮され、ベアリングシール１１の長寿命化が図られる。
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、図４、図６に示す第二及び第三の実施形態において、スリンガ５１には環状エンコーダ５３０が設けられているが、この部分は環状エンコーダに限定されず、ゴム材等の弾性体で構成された環状体であってもよい。

次に、本発明に係る軸受密封装置の性能試験の要領及びその結果について、図７を参照して説明する。この性能試験は、第１部材の外径側円筒部における軸受空間側の端面の径方向長さと液体の浸入量の変化を評価した試験である。
＜性能試験の要領＞
ここでの性能試験は、次の要領で行った。先ず、軸受を模擬した内輪と外輪との間に端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣの異なる各種ベアリングシールを装着し、上記模擬軸受を泥水を擬似した液体を収容する容器に入れてその軸Ｌ（図１参照）より下半部を液体にディップした。この状態で内輪を１１００ｒｐｍで軸Ｌ回りに回転させ、一定時間後の各ベアリングシールの軸受空間Ｓ（図１参照）側部分を観察して、この部分より液体の浸入位置（ｍｍ）を計測した。図７において、サンプル１〜４は、図３に示すタイプのベアリングシールに相当する。また図７において、サンプル５は図４に示すタイプのベアリングシールでスリット部５４ａを備えたものに相当する。各サンプルとも、第１ラビリンス部ｒ１の軸方向長さＨは３．５ｍｍ、第１ラビリンス部ｒ１の隙間Ｂが０．５ｍｍ、第１部材５０における外径側円筒部５１３（５０３）における内径側部分の軸方向長さｈが２．１５ｍｍ、第２ラビリンス部ｒ２の隙間Ａが０．４ｍｍとしている。端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣは、サンプル１が０．５ｍｍ、サンプル２は０．９ｍｍ、サンプル３及びサンプル５が２ｍｍ、サンプル４は３ｍｍに設定されている。

＜試験結果の考察＞
図７において、端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣを長くすればするほど、液体の浸入位置の値が小さいことが理解される。
具体的には、液体の浸入位置が２．５ｍｍ以下であれば、空間部１１０から十分に液体が排出されているといえるため、この試験結果からサンプル１とサンプル２の間の値、すなわち端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣを０．６ｍｍ以上とすることが望ましいと理解できる。また端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣを１．０ｍｍ以上とすると、さらに液体の浸入位置が２ｍｍ程度となることが図７から理解され、端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣとしてより一層望ましい値といえる。またサンプル３のように端面５１３ａの径方向長さＣを２．０ｍｍとすると、スリット部５４ａがない場合でも、液体の浸入位置を１．１２ｍｍまで低下させることができ、サンプル５のようにスリット部５４ａが設けられていれば、さらに液体の排出効果が高まり、１．０２ｍｍまで低下させることができる。そしてサンプル４のように端面５１３ａの径方向長さＣを３．０ｍｍとすれば、液体の浸入位置を０．３７ｍｍとすることができる。

このように各サンプルにおける試験結果から、第１部材５０を構成する断面倒Ｕ字形状をなす２重円筒形のスリンガ５１の形状を複雑にしたり、リップ部（６２１，６２２，６２３）の構成を工夫しなくても、端面５１３ａ（５０３ａ）の径方向長さＣを０．６ｍｍ以上、望ましくは１．０ｍｍ以上とすれば、泥水等の浸入経路を長くすることができ、泥水等の浸入防止と排出性向上の両立を図ることができる。

なお、前記実施形態では、本発明に係る軸受密封装置が、自動車用の軸受装置に適用される例について述べたが、これに限らず、外側部材に対して内側部材が軸回転可能に支持される当該２部材間に装着される軸受密封装置であれば、他の産業分野の軸受装置にも好ましく適用される。また、自動車用の軸受装置であっても、図１に示す軸受装置に限らず他の形態の軸受装置であっても良い。また、芯金及びこれに固着されるシールリップ部の形状も図例のものに限定されず、芯金と外輪との嵌合形態等も図例に限定されるものではない。さらに、サイドリップ及びラジアルリップの形状等も要求される仕様等に応じて適宜変更が可能である。

２ 外輪（外側部材）
５ 内輪（内側部材）
１１ ベアリングシール（軸受密封装置）
５０ 第１部材
５０１ 内径側円筒部
５０３ 外径側円筒部
５０３ａ，５１３ａ 端面
５１ スリンガ
５１１ 第１円筒部
５１１ａ 端部
５０２，５１２ 円板部
５１２ａ 端部
５１３ 第２円筒部
５３０ 環状エンコーダ
５４ 被覆部
６０ 第２部材
６１ 芯金
６１１ 芯金円筒部
６１１ａ 端部
６１２ 円板部
６２ シールリップ部
６２１，６２２，６２３ リップ部
ｒ１ 第１ラビリンス部
ｒ２ 第２ラビリンス部
Ｌ 軸
Ｓ 軸受空間
Ｃ 外径側円筒部の軸受空間側の端面の径方向長さ

Claims (4)

1. 相対的に同軸回転する内側部材及び外側部材で構成される軸受空間を密封する軸受密封装置であって、
   前記内側部材に外嵌される第１部材と、前記外側部材に内嵌される芯金と前記第１部材に摺接するリップ部を有した弾性体製のシールリップ部とを備えた第２部材とが組み合わさって構成され、
   前記第１部材は、内径側円筒部と、該内径側円筒部の前記軸受空間とは反対側の端部から外径方向に延びる円板部と、該円板部の外周側の端部から軸方向に沿って前記軸受空間側に延びる外径側円筒部とを有した断面倒Ｕ字形状をなす２重円筒形とされ、
   前記第２部材の前記芯金は、前記外側部材に内嵌される芯金円筒部と、該芯金円筒部の前記軸受空間側の端部から内径方向に延びる芯金円板部とを有し、
   径方向に対向して設けられた前記第１部材の前記外径側円筒部と前記第２部材の前記芯金円筒部との隙間には、軸方向に沿って第１ラビリンス部が形成され、
   前記第１部材の前記外径側円筒部の前記軸受空間側の端面は、前記第２部材の前記芯金円板部と対向するように設けられることで第２ラビリンス部が形成されており、
   前記端面の径方向長さが０．６ｍｍ以上であり、
   前記第２ラビリンス部と直結して設けられる空間部は、前記外径側円筒部と、前記円板部と、前記円板部または前記内径側円筒部に摺接するリップ部と、前記芯金円板部を覆うシールリップ基部とで囲まれていることを特徴とする軸受密封装置。
2. 請求項１に記載の軸受密封装置において、
   前記端面の径方向長さが１．０ｍｍ以上であることを特徴とする軸受密封装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の軸受密封装置において、
   前記外径側円筒部の内周面から最も近くに配され且つ前記第１部材と組み合わせる前のリップ部の先端部と、前記内周面との径方向長さが、１．４ｍｍ以上であることを特徴とする軸受密封装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の軸受密封装置において、
   前記外径側円筒部の前記端面は、弾性体で覆われた被覆部を有し、
   該被覆部には、軸中心から放射状に複数の凹条もしくは凸条が周方向に間隔を空けて設けられていることを特徴とする軸受密封装置。

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