JP7024994B2

JP7024994B2 - 密封装置

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Publication number: JP7024994B2
Application number: JP2017196152A
Authority: JP
Inventors: 浩規石田; 稚菜加藤
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2037-10-06
Also published as: US20190107154A1; US10520036B2; JP2019070398A; DE102018217020A1

Description

本発明は、相対的に回転する内側部材及び外側部材で構成される環状空間を密封する密封装置に関し、さらに詳しくは、複数のリップ部を備え外側部材と内側部材との間に装着される密封装置に関する。

前記のような密封装置において、外側部材もしくは内側部材が回転すると、使用環境等の影響を受け、環状空間の内圧が変動し、リップ部が接触する部材（接触面）に貼り付いて吸着された状態となる。また、外側部材もしくは内側部材の回転に伴い複数のリップ部間に存在する空間が温度上昇して膨張し、外側部材もしくは内側部材の回転が停止して温度が下がると前記空間が負圧になり、リップ部は前記接触面に吸着する。このようにリップ部が前記接触面に吸着した状態で回転が再開すると、回転トルク上昇の一因になることが問題とされている。

特許文献１～３には前記のような問題点を解消するための構造が開示されている。特許文献１には、内軸の軸方向端面に摺動するアキシャルリップに、密封側と外部側とを連通する連通孔を設けた密封装置が開示されている。また、特許文献２には、外側のシールリップの中間部に貫通孔を設け、当該シールリップ、その内側のシールリップ、及びスリンガで囲まれた空間と、外界とを連絡するようにした密封装置が開示されている。さらに、特許文献３には、環状空間側に位置するリップに厚さ方向に貫通する切り込みを設けて、リップ先端に向けて舌状に延びる弁を形成した密封装置が開示されている。

特開２０１０－２３００５８号公報特開２０１５－２１８７４２号公報特開２０１７－１１０７８６号公報

ところで、特許文献１に開示された密封装置の場合、径方向の最も外側（外界側）のアキシャルリップに連通孔が形成されているので、この連通孔を通して外界から異物（泥水等）が浸入する懸念がある。密封装置内に浸入した異物は、内側のアキシャルリップと内軸との摺接部に噛み込み、当該アキシャルリップが摩耗する原因ともなる。また、特許文献２に開示された密封装置の場合も、外側シールリップに貫通孔が形成されているので、異物が浸入し易く、これによって、内側シールリップとスリンガとの間に異物が噛み込んで同様の不具合を生じることが懸念される。さらに、特許文献３に開示された密封装置の場合、舌状の弁によりリップ間の内圧を調整するものであるが、当該弁が所期の動作をするよう精密に設計及び製造することが難しいと想定される。

本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、回転トルクの低減を効果的に図ることができ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、相対的に回転する内側部材及び外側部材で構成される環状空間を密封する密封装置であって、前記内側部材及び前記外側部材のうち一方の部材に嵌合される円筒部を有した芯金と、前記芯金に固着され、前記内側部材及び前記外側部材のうち他方の部材に接触する複数のリップ部を有したシールリップ部材と、を備え、前記複数のリップ部は、最も外界に近い位置に設けられ、外界と当該リップ部間に存在する空間との通気を遮断する第一リップ部と、前記第一リップ部より外界から遠い位置に設けられた他のリップ部と、を含み、前記他のリップ部には、前記他方の部材との接触箇所から離間した箇所に、表裏に開口して通気を許容する貫通孔が設けられ、ちょう度が３５０以下のグリースが、前記貫通孔の表側又は裏側の開口の少なくとも一方を覆うように供給されており、前記貫通孔は、その開口面積が、気体の通過は許容するも前記グリースの通過はし難い大きさに形成されており、前記他のリップ部は、前記環状空間に最も近い位置に設けられた第二リップ部と、前記環状空間に２番目に近い位置に設けられた第三リップ部と、を含み、該第二リップ部及び該第三リップ部のそれぞれに前記貫通孔が設けられていることを特徴とする。

内側部材及び外側部材が相対回転すると、リップ部と他方の部材との摩擦エネルギーが発生し、複数のリップ部間に存在する空気が膨張しようとする。しかし、本発明の密封装置によれば、前記空気は貫通孔を介して、リップ部間の外に放出される。また、内側部材及び外側部材の相対回転が停止すると、温度が下がり、空気が放出された分、リップ部間は負圧になろうとする。しかし、この場合、空気が貫通孔を介してリップ部間に流入するため、負圧は解消される。したがって、リップ部間において生じる内圧変動を緩和して内側部材及び外側部材の相対回転時の回転抵抗を低減することができる。
さらに、最も外界に近い位置に設けられた第一リップ部には貫通孔が形成されておらず、外界との通気を遮断するように形成されているため、泥水等の異物が他のリップ部にまで浸入することを抑制できる。
そして、リップ部に弁を形成するような構造に比べて、リップ部間における内圧変動を緩和する機能を備えたリップ部を容易に実現することができる。

本発明の密封装置において、前記他のリップ部には、ちょう度が３５０以下のグリースが、前記貫通孔の表側又は裏側の開口の少なくとも一方を覆うように供給されている。そのため、内側部材及び外側部材の相対回転が停止している状態では、グリースが半固体状となるため、貫通孔を塞ぐように機能する。したがって、グリースによって、泥水等が貫通孔を介して浸入することを抑制できる。一方、リップ部間の負圧や、内側部材及び外側部材の相対回転等の影響によってグリースがせん断力を受けると、グリースは液状化して流動し易くなるため、リップ部間の空気は貫通孔を介して円滑に流通する。したがって、リップ部間における内圧変動を緩和する機能を低下させることなく、密封性の向上を図ることができる。因みにグリースのちょう度が３５０を超える場合、前記のようなグリースによる他のリップ部に設けられた貫通孔を塞ぐ機能が望めなくなる。

本発明の密封装置において、前記貫通孔は、その開口面積が、気体の通過は許容するも前記グリースの通過はし難い大きさに形成されている。
グリース等の流体が貫通孔を通過しようとするときの抵抗力は、貫通孔の径に反比例することが知られている。そして、これによれば、グリースが有している降伏応力と相まって、グリースは、貫通孔が小さくなる程、気体と比べると通過に必要な力が大きくなるため、グリースが貫通孔を介して他の空間に移動することを抑制できる。

本発明の密封装置において、前記他のリップ部は、前記環状空間に最も近い位置に設けられた第二リップ部と、前記環状空間に２番目に近い位置に設けられた第三リップ部と、を含み、前記貫通孔は、前記第二リップ部及び前記第三リップ部のそれぞれに設けられている。
これによれば、リップ部間の内圧変動が生じた際に、リップ部間に比べて大きい容積が存在する環状空間をバッファとして利用できるため、内圧変動の緩和効果をより向上させることができる。

本発明の密封装置において、前記貫通孔は、当該貫通孔が設けられるリップ部が前記他方の部材に接触した状態において、前記他方の部材から０．１ｍｍ以上離間するように設けられているものとしてもよい。
これによれば、複数のリップ部が他方の部材に弾性変形した状態で相対摺接しても、貫通孔の開口が他方の部材によって塞がれることがないため、貫通孔の機能が損なわれることを未然に防止することができる。因みに、貫通孔の他方の部材からの離間距離が０．１ｍｍ未満の場合、前記リップ部の弾性変形によって貫通孔の開口が他方の部材によって塞がれ易くなる。

本発明の密封装置によれば、回転トルクの低減を効果的に図ることができる。

本発明に係る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。本発明に係る密封装置の第一の実施形態を示す図であり、（ａ）は図１のＸ部の拡大図である。（ｂ）は（ａ）におけるＺ部の拡大図である。（ａ）は同密封装置の芯金に固着されたシールリップ部材の形状を説明するための概略的断面図である。（ｂ）は同密封装置に設けられるシールリップ部材を説明するための図であり、（ａ）の矢示Ａ方向に沿って見たシールリップ部材のみの全体図である。同実施形態の密封装置の変形例を示す図１のＸ部に対応する拡大図である。本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す図であり、図１のＹ部の拡大図である。同実施形態の密封装置の変形例を示す図１のＹ部に対応する拡大図である。

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部材間に環状の軸受空間（環状空間）Ｓが形成される。軸受空間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。

軸受空間Ｓの軸Ｌ方向に沿った両端部であって、外輪２と内輪部材４、及び外輪２とハブ輪３との間には、ベアリングシール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。これらベアリングシール１０，１１によって、軸受空間Ｓ内への泥水等の侵入や軸受空間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。本発明に係る密封装置は、ベアリングシール１０，１１に適用される。

図２、図３を参照しながら、本発明に係る密封装置の第一の実施形態であるベアリングシール（密封装置）１０を説明する。ベアリングシール１０は、軸受空間Ｓの車体側端部に装着され、外輪（外側部材、一方の部材）２に嵌合される円筒部６００を有した芯金６０と、芯金６０に固着されスリンガ（内側部材、他方の部材）５０に接触する複数のリップ部を有したシールリップ部材６１とを備えている。複数のリップ部は、最も外界に近い位置に設けられ、外界と当該リップ部間との通気を遮断する第一リップ部６１１と、第一リップ部６１１より外界から遠い位置に設けられた第二及び第三リップ部（他のリップ部）６１２，６１３と、を含む。第二及び第三リップ部６１２，６１３には、スリンガ（内側部材、他方の部材）５０との接触箇所から離間した箇所に、表裏に開口して通気を許容する正面視円形状の貫通孔６１２ａ，６１３ａが設けられている。本実施形態では、第二リップ部６１２が、軸受空間Ｓに最も近い位置に設けられ、第三リップ部６１３が、軸受空間Ｓに二番目に近い位置に設けられている。シールリップ部材６１は、ゴム材からなり、芯金６０に加硫成型により固着一体とされる。シールリップ部材６１は、シールリップ基部６１０と、シールリップ基部６１０から延出された前記第一リップ部６１１、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３とからなる。

芯金６０は、外輪２の車体側内径面２ｂに内嵌される円筒部６００と、円筒部６００の軸受空間Ｓ側の端部６００ａから内径側に延びる内向鍔部６０１とを有している。スリンガ５０は、内輪５（内輪部材４）の外径面４ｂに外嵌されるスリンガ円筒部５００と、スリンガ円筒部５００の軸受空間Ｓとは反対側の端部５００ａから外径側に延びる外向鍔部５０１とを有している。芯金６０及びスリンガ５０は、鋼板をプレス加工することにより断面が略Ｌ字状に形成され、前記シールリップ部材６１を有する芯金６０とスリンガ５０とを図２（ａ）に示すように互いに対向して組み合わせることでいわゆるパックシールタイプのベアリングシール１０を構成している。

第一リップ部６１１はアキシャルリップであり、先側に向け径大化する形状とされ、スリンガ５０における外向鍔部５０１の車輪側面５０１ａに弾性変形を伴い接触する。第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３はラジアルリップであり、先側に向け径小化する形状とされ、スリンガ５０におけるスリンガ円筒部５００の外径面５００ｂに弾性変形を伴い接触する。第二リップ部６１２は軸受空間Ｓ側に向くように形成され、第三リップ部６１３は軸受空間Ｓとは反対側に向くように形成されている。したがって、第二リップ部６１２はグリースリップと呼ぶこともある。図２（ａ）における２点鎖線で示すリップ部６１１，６１２，６１３は、それぞれ弾性変形前の原形状を示す（以下同様）。シールリップ基部６１０は、芯金６０における内向鍔部６０１の軸受空間Ｓ側の面６０１ａの一部から内周縁部６０１ｂを回り込み、内向鍔部６０１の軸受空間Ｓとは反対側の面６０１ｃの全面を覆い、芯金６０に固着一体とされている。さらに、シールリップ基部６１０は、芯金６０における円筒部６００の内径面６００ｂの全面を覆い、芯金６０に固着一体とされている。

第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３に設けられる前記貫通孔６１２ａ，６１３ａについてさらに詳述する。貫通孔６１２ａ，６１３ａは、前記のとおり、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３のそれぞれに表裏に開口するよう、即ち、厚み方向に貫通するように形成されている。図３（ｂ）では、第三リップ部６１３及び貫通孔６１３ａしか図面に現れないが、第三リップ部６１３の背後に第二リップ部６１２及び貫通孔６１２ａが存在する。そして、貫通孔６１３ａは、周方向９０°ずつ間隔をあけて４個設けられている。また、貫通孔６１２ａは、貫通孔６１３ａと同様に周方向９０°ずつ間隔をあけて４個設けられている。貫通孔６１３ａと貫通孔６１２ａとは、周方向に同じ位相となる位置に設けられている。貫通孔６１２ａ，６１３ａは、それぞれ、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３の基端側寄りに設けられている。貫通孔６１２ａ，６１３ａは、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３の先端よりも、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３の基端に近くなるように設けられている。第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３の貫通孔６１２ａ，６１３ａは、スリンガ円筒部５００の外径面５００ｂから離間した箇所に設けられる。本実施形態では、貫通孔６１２ａ，６１３ａは、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３がスリンガ円筒部５００の外径面５００ｂに弾性変形を伴い接触した状態において、当該外径面５００ｂから０．１ｍｍ以上離間するように設けられている。即ち、図２（ｂ）に示すように、前記接触状態で、貫通孔６１２ａ，６１３ａにおけるスリンガ円筒部５００側開口部の前記外径面５００ｂに最も近い開口縁部と外径面５００ｂとの距離ｄ１、ｄ２が０．１ｍｍ以上となるように設定される。

第二リップ部６１２と第三リップ部６１３とスリンガ円筒部５００の外径面５００ｂとによる空間部Ｓ１に、ちょう度が３５０以下のグリースｇ１が供給される。本実施形態では、このグリースｇ１は、貫通孔６１２ａ，６１３ａのスリンガ円筒部５００側の開口部の全体を覆うように供給されているが、スリンガ円筒部５００とは反対側の開口部を覆うように供給されていてもよい。また、第一リップ部６１１の先端部とスリンガ５０における外向鍔部５１０の車輪側面５０１ａとのなす入隅部（三角コーナー部）Ｓ２にも同様のグリースｇ２が供給されている。本実施形態で供給されるグリースｇ１は、ちょう度が２７０～３２０のものが好ましい。またグリースｇ１の降伏応力としては、ずり速度０．２／ｓにおける応力が３００～３０００Ｐａであることが好ましい。なお、図２（ｂ）ではこのグリースｇ１の図示を省略している。さらに、貫通孔６１２ａ，６１３ａの開口面積は、気体の通過は許容するも前記グリースｇ１の通過はし難い大きさに形成されている。貫通孔６１２ａ，６１３ａの開口面積は、特に限定されないが、例えば、４ｍｍ^２以下であることが望ましい。また、貫通孔６１２ａ，６１３ａは、その径が０．３～２ｍｍとなるよう形成されることが好ましく、０．５～１ｍｍとなるよう形成されることがより好ましい。

前記のように構成されるベアリングシール１０は、図１に示すような軸受装置１における軸受空間Ｓの車体側端部に装着される。ドライブシャフト７の軸Ｌ回りの回転に伴い、内輪５及びこれに一体とされたスリンガ５０が軸Ｌ回りに回転する。この回転の際、第一リップ部６１１が、スリンガ５０における外向鍔部５０１の車輪側面５０１ａに相対的に弾性摺接する。また、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３が、スリンガ５０におけるスリンガ円筒部５００の外径面５００ｂに相対的に弾性摺接する。これらの弾性摺接によって、外界側からの泥水等がベアリングシール１０内に浸入することが抑制される。また、軸受空間Ｓ内に充填されている潤滑剤が外部へ漏出することが抑制される。そして、外向鍔部５０１に対する第一リップ部６１１の接触部における前記三角コーナー部Ｓ２には、グリースｇ２が供給されているから、回転に伴い、摺接部間にグリースｇ２が浸入する。これによって、第一リップ部６１１がスリンガ５０の外向鍔部５０１に対して抵抗少なく相対摺接し、この部分の回転トルクが低減され、また、当該摺接部のシール性も向上する。さらに、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３とスリンガ５０との前記空間部Ｓ１にもグリースｇ１が供給されているから、回転に伴い、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３とスリンガ５０の円筒部５００との摺接部間にグリースｇ１が浸入する。これによって、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３がスリンガ５０に対して抵抗少なく相対摺接し、この部分の回転トルクが低減され、また、当該摺接部のシール性も向上する。

第一リップ部６１１、第二リップ部６１２、第三リップ部６１３のスリンガ５０に対する相対的な弾性摺接の際には、これらリップ部６１１，６１２，６１３とスリンガ５０との摩擦エネルギーが発生する。これによってリップ部６１１，６１２，６１３間に存在する空気が膨張しようとする。しかし、本実施形態のベアリングシール１０によれば、前記空気は貫通孔６１２ａ，６１３ａを介して、リップ部間の外に放出される。また、内輪５の回転が停止すると、温度が下がり、空気が放出された分、リップ部間は負圧になろうとする。しかし、この場合、空気が貫通孔６１２ａ，６１３ａを介してリップ部間に流入するため、負圧は解消される。したがって、リップ部間において生じる内圧変動を緩和して内輪５の外輪２に対する回転時の回転トルクを低減することができる。さらに、最も外界に近い位置に設けられた第一リップ部６１１には貫通孔が形成されておらず、外界との通気を遮断するように形成されているため、泥水等の異物が第三リップ部６１３及び第二リップ部６１２にまで浸入することを抑制できる。そして、リップ部に弁を形成するような構造に比べて、リップ部間における内圧変動を緩和する機能を備えたリップ部を容易に実現することができる。

また、本実施形態では、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３とスリンガ５０との前記空間部に供給されるグリースｇ１のちょう度が３５０以下とされているから、内輪５の回転が停止している状態では、グリースｇ１が半固体状となるため、貫通孔６１２ａ，６１３ａを塞ぐように機能する。したがって、グリースｇ１によって、泥水等が貫通孔６１２ａ，６１３ａを介して当該空間部に浸入することを抑制できる。一方、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３間の負圧や、内輪５の回転等の影響によってグリースｇ１がせん断力を受けると、グリースｇ１は液状化して流動し易くなる。そして、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３間の空気は貫通孔６１２ａ，６１３ａを介して円滑に流通する。したがって、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３間における内圧変動を緩和する機能を低下させることなく、密封性の向上を図ることができる。因みにグリースｇ１のちょう度が３５０を超える場合、前記のようなグリースｇ１による第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３に設けられた貫通孔６１２ａ，６１３ａを塞ぐ機能が望めなくなる。

一般に、グリース等の流体が貫通孔を通過しようとするときの抵抗力は、貫通孔の径に反比例することが知られている。そして、本実施形態では、貫通孔６１２ａ，６１３ａは、その開口面積が、気体の通過は許容するも前記グリースｇ１の通過はし難い大きさに形成されている。そのため、グリースｇ１が有している降伏応力と相まって、グリースｇ１は、貫通孔６１２ａ，６１３ａが小さくなる程、気体と比べると通過に必要な力が大きくなり、グリースｇ１が貫通孔６１２ａ，６１３ａを介して他の空間に移動することを抑制できる。

さらに、本実施形態では、環状空間Ｓに最も近い位置に設けられた第二リップ部６１２と、軸受空間Ｓに２番目に近い位置に設けられた第三リップ部６１３のそれぞれに貫通孔６１２ａ，６１３ａが設けられている。したがって、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３間の内圧変動が生じた際に、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３間に比べて大きい容積が存在する軸受空間Ｓをバッファとして利用できるため、内圧変動の緩和効果をより向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３のスリンガ５０に対する前記接触状態で、貫通孔６１２ａ，６１３ａの開口縁部と外径面５００ｂとの前記距離ｄ１、ｄ２が０．１ｍｍ以上となるように設定されている。これにより、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３がスリンガ５０に弾性変形した状態で相対摺接しても、貫通孔６１２ａ，６１３ａの開口がスリンガ５０によって塞がれることがない。そのため、貫通孔６１２ａ，６１３ａの機能が損なわれることを未然に防止することができる。因みに、前記距離ｄ１、ｄ２が０．１ｍｍ未満の場合、第二リップ部６１２及び第三リップ部６１３の弾性変形によって貫通孔６１２ａ，６１３ａの開口がスリンガ５０によって塞がれ易くなる。

図４は、前記実施形態の変形例を示す。この例のベアリングシール（密封装置）１０では、内側部材の一部を構成するスリンガ５０が、外向鍔部５０１の外径側端部５０１ｂから軸受空間Ｓ側に屈曲された屈曲円筒部５０２を有している。また、シールリップ基部６１０は、芯金６０における円筒部６００の内径面６００ｂから車体側端部６００ｃを回り込んで外径面６００ｄの一部を覆うように芯金６０に固着一体とされている。さらに、シールリップ基部６１０における円筒部６００の外径面６００ｄを覆う部分には、環状突部６１０ａが形成されている。その他の構成は、図２（ａ）（ｂ）に示す例と同様であるから、以下ではその説明を割愛する。

本例のベアリングシール１０も、図１に示す軸受装置１における軸受空間Ｓの車体側端部に装着される。このとき、環状突部６１０ａが、外輪２の車体側内径面２ｂと、芯金６０における円筒部６００の外径面６００ｄとの間に圧縮状態で介在する。これによって、芯金６０と外輪２と金属嵌合部がシールされ、この金属嵌合部の発錆を抑え、金属嵌合部から軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が抑制される。また、スリンガ５０は、ベアリングシール１０内に向く屈曲円筒部５０２を含んでいるから、外界からベアリングシール１０内への泥水等の浸入経路が長くなる。これによって、第一リップ部６１１、第三リップ部６１３及び第二リップ部６１２のスリンガ５０に対する相対摺接部への異物を含む泥水等の到着が遅延され、シール性の長寿命化が図られる。

図５は、本発明に係る密封装置の第２の実施形態であって、図１における車輪側のベアリングシール１１に適用させた例を示している。この例のベアリングシール１１は、外輪（外側部材、一方の部材）２に嵌合される円筒部８００を有した芯金８０と、芯金８０に固着されハブ輪（内側部材、他方の部材）３に接触する複数のリップ部を有したシールリップ部材８１とを備えている。芯金８０は、外輪２の車輪側内径面２ｃに内嵌される円筒部８００と、円筒部８００の軸受空間Ｓとは反対側の端部８００ａから内径側に延びる内向鍔部８０１とを有している。

複数のリップ部は、最も外界に近い位置に設けられ、外界と当該リップ部間との通気を遮断する第一リップ部８１１と、第一リップ部８１１より外界から遠い位置に設けられた第二及び第三のリップ部（他のリップ部）８１２，８１３と、を含む。第二及び第三リップ部８１２，８１３には、ハブ輪３との接触箇所から離間した箇所に、表裏に開口して通気を許容する貫通孔８１２ａ，８１３ａが設けられている。本実施形態では、第二リップ部８１２が、軸受空間Ｓに最も近い位置に設けられ、第三リップ部８１３が、軸受空間Ｓに二番目に近い位置に設けられている。シールリップ部材８１は、前記例と同様にゴム材からなり、芯金８０に加硫成型により固着一体とされる。シールリップ部材８１は、シールリップ基部８１０と、シールリップ基部８１０から延出された前記第一リップ部８１１、第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３とからなる。

第一リップ部８１１はアキシャルリップであり、先側に向け径大化する形状とされ、ハブ輪３におけるハブフランジ３２のフランジ面３２ａに弾性変形を伴い接触する。第二リップ部６１２はラジアルリップ（グリースリップ）であり、先側が軸受空間Ｓ側に向き且つ先側に向け径小化する形状とされ、ハブ輪３におけるハブ輪本体３０の外径面３０ａに弾性変形を伴い接触する。さらに、第三リップ部６１３はアキシャルリップであり、先側に向け径大化する形状とされ、ハブ輪３における立上基部３１の凹曲面３１ａに弾性変形を伴い接触する。シールリップ基部８１０は、芯金８０における内向鍔部８０１の軸受空間Ｓ側の面８０１ａの一部から内周縁部８０１ｂを回り込み、内向鍔部８０１の軸受空間Ｓとは反対側の面８０１ｃの全面を覆い、芯金８０に固着一体とされている。さらに、シールリップ基部８１０は、その最外径側部分に環状突部８１０ａを有し、芯金８０を外輪２に嵌合させた際に、環状突部８１０ａが芯金８０と外輪２との間に圧縮状態で介在されるように構成されている。図５では、環状突部８１０ａの圧縮変形前の形状を２点鎖線で示している。

第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３のハブ輪３に対する前記接触状態で、貫通孔８１２ａ，８１３ａのハブ輪３に最も近い開口縁部とハブ輪３との距離ｄ３、ｄ４が０．１ｍｍ以上となるように設定される。その他の貫通孔８１２ａ，８１３ａの形成態様は前記例と同様である。また、第二リップ部８１２と第三リップ部８１３とハブ輪３における外径面３０ａ及び凹曲面３１ａとによる空間部Ｓ３に、ちょう度が３５０以下のグリースｇ３が供給される。さらに、第一リップ部８１１の先端部とフランジ面３２ａとのなす入隅部（三角コーナー部）Ｓ４にも同様のグリースｇ４が供給されている。グリースｇ３、ｇ４の性状等は前記例のグリースｇ１，ｇ２と同様である。

前記のように構成されるベアリングシール１１は、図１に示すような軸受装置１における軸受空間Ｓの車輪側端部に装着される。ドライブシャフト７の軸Ｌ回りの回転に伴い、内輪５が軸Ｌ回りに回転する。この回転の際、第一リップ部８１１が、ハブ輪３におけるハブフランジ３２のフランジ面３２ａに相対的に弾性摺接する。また、第二リップ部８１２が、ハブ輪本体３０の外径面３０ａに相対的に弾性摺接する。さらに、第三リップ部８１３が、ハブ輪３における凹曲面３１ａに相対的に弾性摺接する。これらの弾性摺接によって、外界側からの泥水等がベアリングシール１１内に浸入することが抑制される。また、軸受空間Ｓ内に充填されている潤滑剤が外部へ漏出することが抑制される。そして、フランジ面３２ａに対する第一リップ部８１１の接触部における前記三角コーナー部Ｓ４には、グリースｇ４が供給されているから、第一リップ部８１１がハブ輪３に対して抵抗少なく摺接し、この部分の回転トルクが低減される。さらに、第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３とハブ輪３との接触部における空間部Ｓ３にもグリースｇ３が供給されているから、第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３がハブ輪３に対して抵抗少なく摺接し、この部分の回転トルクが低減される。また、環状突部８１０ａが外輪２の車輪側内径面２ｃと、芯金８０における円筒部８００との間に圧縮状態で介在する。これによって、芯金８０と外輪２と金属嵌合部がシールされ、この金属嵌合部の発錆を抑え、金属嵌合部から軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入が抑制される。

その他の貫通孔８１２ａ，８１３ａの形成態様による作用効果やグリースｇ３の性状による作用効果は前記例と同様であるから、ここではその説明を割愛する。

図６は、第二の実施形態の変形例を示す。この例では、回転側部材（他方の部材）の一構成部として、ハブ輪３におけるハブ輪本体３０の外径面３０ａからフランジ面３２ａに装着される金属環７０を有している。この金属環７０は、ハブ輪本体３０の外径面３０ａに外嵌される円筒部７００と、この円筒部７００の一端部７００ａから湾曲部７０１を介して外径側に連続する円板部７０２とからなる。円板部７０２は、円筒部７００のハブ輪本体３０に対する嵌合状態で、フランジ面３２ａに密接するように構成される。金属環７０はステンレス鋼のような発錆し難く且つ滑性に優れた金属材で構成される。また、芯金８０は、外輪２の車輪側内径面２ｃに内嵌される円筒部８００と、円筒部８００の軸受空間Ｓ側の端部８００ａから内径側に延びる内向鍔部８０１と、円筒部８００の軸受空間Ｓとは反対側の端部８００ｂから外径側に延びる外向鍔部８０２とを有している。

シールリップ部材８１は、前記例と同様にゴム材からなり、シールリップ基部８１０と、シールリップ基部８１０から延出された第一リップ部８１１、第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３とからなる。シールリップ基部８１０は、芯金８０における内向鍔部８０１の軸受空間Ｓ側の面８０１ａの一部から内周縁部８０１ｂを回り込み、内向鍔部８０１の軸受空間Ｓとは反対側の面８０１ｃの全面を覆い、芯金８０に固着一体とされている。さらに、シールリップ基部８１０は、芯金８０における円筒部８００の内径面８００ｃの全面及び外向鍔部８０２の軸受空間Ｓとは反対側の面８０２ａの全面と、外向鍔部８０２の外周縁部８０２ｂを回り込んで軸受空間Ｓ側の面８０２ｃの一部とを覆うように芯金８０に固着一体とされている。このシールリップ基部８１０における外向鍔部８０２の軸受空間Ｓ側の面８０２ｃに回り込んだ部分８１０ｂは、芯金８０を外輪２に嵌合した際に、外輪２の車輪側端面２ｄに密着するように構成される。これにより、芯金８０と外輪２との金属嵌合部に対する泥水等の浸入が防止される。

本例においては、第一リップ部８１１は金属環７０の円板部７０２に弾性的に接触し、また、第二リップ８１２は金属環７０の湾曲部７０１に弾性的に接触し、さらに、第三リップ部８１３は金属環７０の円筒部７００に弾性的に接触するように構成される。また、第二リップ部８１２と第三リップ部８１３と金属環７０とによる空間部、及び、第一リップ部８１１の先端部と金属環７０とのなす入隅部（三角コーナー部）に、図示を省略する前記と同様のグリースが供給される。

本例においては、ハブ輪３（内輪５）が回転すると、第一リップ部８１１、第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３は、金属環７０に相対的に弾性摺接する。金属環７０は、ステンレス鋼のような滑性に優れた金属材で構成されるから、第一リップ部８１１、第二リップ部８１２及び第三リップ部８１３の先端部が、摺接によって摩耗することが抑制される。
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、その説明を割愛する。

なお、前記各実施形態では、第二リップ部６１２（８１２）に設けられる貫通孔６１２ａ（８１２ａ）及び第三リップ部６１３（８１３）に設けられる貫通孔６１３ａ（８１３ａ）がそれぞれ４個設けられているが、これに限らず、１～３個、或いは５個以上設けることも可能である。さらに、貫通孔６１２ａ（８１２ａ），６１３ａ（８１３ａ）の周方向の位置は、特に限定されず、また複数個の場合は周方向に不等間隔に設けてもよい。さらに、貫通孔６１２ａ（８１２ａ）と貫通孔６１３ａ（８１３ａ）との周方向位置を互いに位相をずらせるように設けることはもとより可能である。
また、貫通孔６１２ａ（８１２ａ）と貫通孔６１３ａ（８１３ａ）の開口面積は同じであってもよいが、貫通孔６１２ａ（８１２ａ）の開口面積の方が貫通孔６１３ａ（８１３ａ）の開口面積より大きくてもよいし、その逆でもよい。貫通孔６１２ａ（８１２ａ），６１３ａ（８１３ａ）の形状は、正面視円形状に限らず、矩形状であってもよいし、多角形状であってもよい。
さらに、各実施形態では、第二リップ部６１２（８１２）及び第三リップ部６１３（８１３）のそれぞれに貫通孔６１２ａ（８１２ａ），６１３ａ（８１３ａ）を設けているが、どちらか一方にだけ設けるようにしてもよい。

また、各部位に供給されるグリースｇ１（ｇ３），ｇ２（ｇ４）の性状については、特に限定されないが、グリースｇ１（ｇ３），ｇ２（ｇ４）の性状として、増ちょう剤の種類、基油の種類、基油の４０℃における動粘度等が挙げられ、これらは求められる仕様に応じて適宜採用すればよい。例えば、第二リップ部６１２（８１２）及び第三リップ部６１３（８１３）と内輪５との摺動抵抗により生じる回転トルクを低減することが求められる場合、４０℃における動粘度が１０～３０ｍｍ^２／ｓの基油からなるグリースを用いてもよい。また、両部位に供給されるグリースｇ１（ｇ３），ｇ２（ｇ４）は、性状的に同じでなくてもよい。
さらに、貫通孔６１２ａ（８１２ａ），６１３ａ（８１３ａ）の開口部は、必ずしもグリースにより覆われなくてもよい。

また、前記各実施形態では、本発明に係る密封装置が、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、相対的に回転する内側部材及び外側部材を備えるものであれば、他の産業機械装置にも等しく適用可能である。例えば、本発明に係る密封装置は、ハウジングと回転軸との間に配置され、ハウジング内のオイル漏れを防止するオイルシールに適用されるようにしてもよい。また、図１に示す軸受装置は、外輪が固定側、内輪が回転側であるが、外輪が回転側、内輪が固定側である軸受装置であってもよい。また、芯金６０，８０及びこれに固着されるシールリップ部材６１,８１の形状・構成も図例のものに限定されない。また、リップ部６１１～６１３，８１１～８１３の形状や数等も図例のものに限定されず、他の態様も採用可能である。例えば、リップ部が第一リップ部と第二リップ部とで構成され、第三リップ部がないものであってもよい。さらに、スリンガ５０及び金属環７０の形状も図例のものに限らず、さらに、芯金６０，８０の形状も図例のものに限らず、他の形状のものも採用可能である。さらにまた、図２や図４の例において、スリンガ５０に回転検出を行うためのエンコーダ（例えば、周方向に磁極Ｎ，Ｓが交互に着磁された磁性体）を設けるようにしてもよい。

２外輪（外側部材、一方の部材）
３ハブ輪（内側部材、他方の部材）
５内輪（内側部材、他方の部材）
Ｓ軸受空間（環状空間）
１０，１１ベアリングシール（密封装置）
５０スリンガ（内側部材、他方の部材）
７０金属環（内側部材、他方の部材）
６０，８０芯金
６００，８００円筒部
６１，８１シールリップ部材
６１１，８１１第一リップ部
６１２，８１２第二リップ部（他のリップ部）
６１３，８１３第三リップ部（他のリップ部）
６１２ａ，８１２ａ貫通孔
６１３ａ，８１３ａ貫通孔
ｇ１，ｇ３グリース

Claims

相対的に回転する内側部材及び外側部材で構成される環状空間を密封する密封装置であって、
前記内側部材及び前記外側部材のうち一方の部材に嵌合される円筒部を有した芯金と、
前記芯金に固着され、前記内側部材及び前記外側部材のうち他方の部材に接触する複数のリップ部を有したシールリップ部材と、を備え、
前記複数のリップ部は、最も外界に近い位置に設けられ、外界と当該リップ部間に存在する空間との通気を遮断する第一リップ部と、前記第一リップ部より外界から遠い位置に設けられた他のリップ部と、を含み、
前記他のリップ部には、前記他方の部材との接触箇所から離間した箇所に、表裏に開口して通気を許容する貫通孔が設けられ、ちょう度が３５０以下のグリースが、前記貫通孔の表側又は裏側の開口の少なくとも一方を覆うように供給されており、
前記貫通孔は、その開口面積が、気体の通過は許容するも前記グリースの通過はし難い大きさに形成されており、
前記他のリップ部は、前記環状空間に最も近い位置に設けられた第二リップ部と、前記環状空間に２番目に近い位置に設けられた第三リップ部と、を含み、該第二リップ部及び該第三リップ部のそれぞれに前記貫通孔が設けられていることを特徴とする密封装置。
請求項１に記載の密封装置において、
前記貫通孔は、当該貫通孔が設けられるリップ部が前記他方の部材に接触した状態において、前記他方の部材から０．１ｍｍ以上離間するように設けられていることを特徴とする密封装置。