JP7137184B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、外側部材と、該外側部材に対して回転する内側部材との間の被シール空間を密封する密封装置に関する。

上述のような密封装置としては、外側部材と内側部材との間に２つのシール部材を組合わせた状態で装着するいわゆるパックシールタイプのものが知られている。
下記特許文献１には、第１シール部材の第一円筒部に円筒状のダストシール部が形成され、そのダストシール部は第二円筒部との間に微小隙間を空けて対向している密封装置が開示されている。
また下記特許文献２には、２つのシール部材のうち、一方のシール部材の端部と、該端部と向かいあう他方のシール部材との間に、外部と連通する隙間が形成された密封装置が開示されている。そしてこの隙間の断面積は、内部側が広く外部側が狭く形成されている。

実開平７－１０６３０号公報 特開２０１６－８００９５号公報

上記特許文献１及び上記特許文献２に開示されているような密封装置は、泥水・雨水・塵埃等の異物の侵入を抑制するシール性の向上が要求される一方で、低燃費のための低トルクの要請もある。よってシール性を向上させるには、異物の侵入を抑制するリップの数を増やす策が考えられる。しかしながら、シール部材（スリンガ）に摺接するリップを増やすと回転トルクが上昇してしまい、低燃費化の目的とは相反することになる。そのため、リップの数は安易に増やせない。

本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、低トルクの要請に応えるとともに、外部からの異物の侵入を抑制す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、外側部材と、該外側部材に対して回転する内側部材との間の被シール空間を密封する密封装置において、前記内側部材に外嵌される内側円筒部と、前記内側円筒部の端部から径方向外方に延びる円板部と、前記円板部の外周側から軸方向に延びる外周円筒部とを含む第１部材と、前記外側部材の内周面または外周面に嵌合される嵌合円筒部と、前記嵌合円筒部のいずれか一方の端部から径方向内方に延出する円板部と、前記外周円筒部と径方向に対向する内周円筒部とを含む第２部材と、を備え、前記外周円筒部と前記内周円筒部との間に外部と連通するシール隙間が形成され、前記外周円筒部は、その軸方向の長さが、前記シール隙間の径方向幅以上に形成されるともに、軸方向に間隔を空けて複数の第１ガイド突部が配設されており、前記内周円筒部は、前記外周円筒部と対向する対向面に軸方向に間隔をあけて、前記複数の第１ガイド突部と対向するように複数の第２ガイド突部が設けられており、前記複数の第１ガイド突部間における径方向断面の表面形状及び前記複数の第２ガイド突部間における径方向断面の表面形状は、曲面状に形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る他の密封装置は、外側部材と、該外側部材に対して回転する内側部材との間の被シール空間を密封する密封装置において、前記内側部材に外嵌される内側円筒部と、前記内側円筒部の端部から径方向外方に延びる円板部と、前記円板部の外周側から軸方向に延びる外周円筒部とを含む第１部材と、前記外側部材の内周面または外周面に嵌合される嵌合円筒部と、前記嵌合円筒部のいずれか一方の端部から径方向内方に延出する円板部と、前記外周円筒部と径方向に対向する内周円筒部とを含む第２部材と、を備え、前記外周円筒部と前記内周円筒部との間に外部と連通するシール隙間が形成され、前記外周円筒部は、その軸方向の長さが、前記シール隙間の径方向幅以上に形成されるともに、軸方向に間隔を空けて複数の第１ガイド突部が配設されており、前記内周円筒部の前記被シール空間側の端部には、前記シール隙間に向って開口する凹所が形成され、前記凹所の開口の内径側端部と前記外周円筒部の前記被シール空間側の端部との間に形成される軸方向の隙間は、前記シール隙間の径方向幅より小さいことを特徴とする。

本発明に係る密封装置は、上述の構成としたことで、低トルクの要請に応えるとともに、外部からの異物の侵入を抑制することができる。

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一実施形態を示す図であり、該密封装置を模式的に示す部分縦断面図である（図１のＸ部の拡大図）。 （ａ）及び（ｂ）は、同実施形態に係る密封装置の変形例を示す図であり、密封装置が装着対象に装着された状態を一部拡大して模式的に示す部分破断縦断面図である。 本発明に係る密封装置の第２実施形態であって、装着対象に装着された状態を模式的に示す部分破断縦断面図である。 本発明に係る密封装置の第３実施形態であって、装着対象に装着された状態を模式的に示す部分破断縦断面図である（図１のＹ部の拡大図）。

以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
本実施形態に係る密封装置１０，１１は、外側部材２と、外側部材２に対して回転する内側部材５との間の被シール空間Ｓを密封する密封装置に関する。密封装置１０，１１は、第１部材１３と第２部材１６とを備えている。第１部材１３は、内側部材５に外嵌される内側円筒部１４０と、内側円筒部１４０の端部１４０ａから径方向外方に延びる円板部１４１と、円板部１４１の外周側から軸方向に延びる外周円筒部１５１とを含む。第２部材１６は、外側部材２の車体側の内周面２ｂまたは外周面２ｄに嵌合される嵌合円筒部１７０と、嵌合円筒部１７０のいずれか一方の端部１７０ａから径方向内方に延出する円板部１７１と、外周円筒部１５１と径方向に対向する内周円筒部１８４とを含む。外周円筒部１５１と内周円筒部１８４との間に外部と連通するシール隙間Ｈが形成され、外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されるともに、軸方向に間隔を空けて複数の第１ガイド突部１５１ａが配設されている。以下、詳述する。

＜第１実施形態＞
まずは本発明の第１実施形態について、図１～図３を参照しながら説明する。
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ユニット１を示す。この軸受ユニット１は、大略的に、上述の外側部材に相当する外輪２と、上述の内側部材に相当する内輪５と、外輪２と内輪５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。内輪５は、ハブ輪３と内輪部材４とで回転部材として構成され、内輪部材４はハブ輪３の車体側に嵌合一体とされる。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回りに回転可能な回転部材とされ、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、環状の被シール空間Ｓが形成される。被シール空間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とを有し、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）を車輪側、車体に向く側（図１において右側）を車体側と言う。

密封装置１０は外輪２と内輪部材４との間（図１・Ｘ部）に装着される。密封装置１１は外輪２とハブ輪３との間（図１・Ｙ部）に装着される。密封装置１０，１１によって、被シール空間Ｓが密封され、被シール空間Ｓ内への泥水等の侵入や被シール空間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。
第１実施形態では、本発明を、車体側となる外輪２と内輪部材４との間の端部に装着されるパックシールタイプの密封装置１０Ａに適用した例を説明する。

図２は、図１のＸ部を拡大した部分断面図である。密封装置１０Ａは、第１部材１３と第２部材１６とを備えている。第１部材１３は、スリンガ１４と、外周円筒部１５１を有した弾性部１５とを有している。スリンガ１４は、ＳＰＣＣ又はＳＵＳ等の鋼板をプレス加工して形成され、図２に示すように片側の断面が略Ｕ字形状の２重円筒形とされる。スリンガ１４は、回転する内輪部材４に外嵌される内側円筒部１４０と、内側円筒部１４０の端部１４０ａから径方向外方に延びる円板部１４１と、円板部１４１の外輪２側の端部１４１ａから軸方向に延びる外側円筒部１４２とを有している。外側円筒部１４２は、嵌合円筒部１７０と径方向に重なっている。円板部１４１の車体側の面及び外側円筒部１４２の外周面には、フェライト等の磁性粉末がゴム材により結合されてなる弾性部１５が加硫接着されている。弾性部１５は、ゴムよりも硬く、スリンガ１４を構成する鋼板よりも弾性を有する。弾性部１５は、円板部１４１の車体側の面を覆う固着部１５０と、外側円筒部１４２の外周側を覆う外周円筒部１５１とを有している。図２の固着部１５０は、円環状のゴム磁石からなり、固着部１５０の周方向に多数のＮ極及びＳ極を着磁し、磁気エンコーダとされている。この場合は、図１及び図２において点線で示す磁気センサ１２と磁気エンコーダとにより、自動車の車輪の回転検出機構が構成される。

固着部１５０には、外輪２側の端部から被シール空間Ｓ側に延びるように外周円筒部１５１が設けられている。外周円筒部１５１は内周円筒部１８４と径方向に対向して設けられ、外周円筒部１５１の内周円筒部１８４と対向する対向面１５１ｂには、内周円筒部１８４側へ向けて突出する複数の第１ガイド突部１５１ａが設けられている。第１ガイド突部１５１ａは、小突起であるとともに適宜間隔を空けて複数設けられている。図２の例では、５個の第１ガイド突部１５１ａが形成されている。第１ガイド突部１５１ａは、軸方向に変位することなく、周方向に沿って１周するように延びて無端状に形成されている。後記するテイラー渦は、隣り合う第１ガイド突部１５１ａと第１ガイド突部１５１ａの間に、周方向に沿ってひとつの渦流が発生する。複数の第１ガイド突部１５１ａは、少なくともテイラー渦が発生する程度の間隔を空けて設けられている。よって第１ガイド突部１５１ａはテイラー渦を区画する仕切りのような機能を果たす。複数の第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａ間における径方向断面の表面形状は、テイラー渦の発生を阻害しない形状であれば特に限定されないが、図２等に示すような曲面状に形成されていることが望ましい。つまり、外周円筒部１５１及び第１ガイド突部１５１ａを径方向に沿って切断した場合に、第１ガイド突部１５１ａ間に内径側に凹む曲面が表出するように形成されていることが望ましい。また図２に示すように外周円筒部１５１を磁性ゴム等の弾性材からなるものとすれば、加工し易いため、所望する位置に所望する数の第１ガイド突部１５１ａを形成することができる。

外周円筒部１５１と内周円筒部１８４との間には外部と連通するシール隙間Ｈが形成されており、外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成される。ここで外周円筒部１５１の軸方向の長さＤは、外周円筒部１５１の被シール空間Ｓ側の端部１５１ｃから外部側の端部１５１ｄまでの距離とする。
以上の構成によれば、ハブ輪３の回転数が所定値に達すると、複数の第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａの間に周方向に巻きつくように発生する周期的な渦列、すなわちテイラー渦を発生させることができる。よって、外部から泥水、雨水、塵埃等の異物が侵入しようとしても、テイラー渦が障壁となって、異物がシール隙間Ｈを通過して被シール空間Ｓに侵入することを抑制できる。またハブ輪３の回転に伴い、複数の第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａも回転することによりテイラー渦Ｔ１～Ｔ４の発生が誘起される。そのため、テイラー渦は、安定した規則的な回転運動となり易く且つその流れは維持され易くなるため、テイラー渦による異物に対する障壁機能を安定的に発揮させることができる。

具体的には、例えば外周円筒部１５１の径が８０ｍｍで、シール隙間Ｈの径方向幅ｈが２．０ｍｍの場合、ハブ輪３の回転数が４００ｒ／ｍになるとテイラー渦が発生している。そして、ハブ輪３の回転数の上昇に伴い、発生したテイラー渦の渦流が安定した状態になる。図２等において、第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａの間に記載された矢印はテイラー渦を示している。

第１ガイド突部１５１ａの形成個数は図例に限定されるものではないが、図２及び後記する図３（ａ）、（ｂ）等に示すように３以上の奇数個が望ましい。外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈの偶数倍、すなわち２ｎｈであり、隣り合う第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａとの間隔Ｄ１は、シール隙間Ｈの径方向幅ｈと同等（Ｄ１≒ｈ）としてもよい。このように２ｎｈを目安に外周円筒部１５１等の設計を行えば、乱れの少ない安定した渦流のテイラー渦を発生させることができる。

また第１ガイド突部１５１ａを３個以上の奇数個とすれば、偶数個のテイラー渦を安定的に形成することができる。すると、図２のＴ１とＴ２、Ｔ３とＴ４といったように回転方向の異なる一対のテイラー渦をより安定的に発生させることができ、隣り合って形成されるテイラー渦の渦流は影響しあって逆回転になる。よって、例えばまずテイラー渦Ｔ１の存在により、異物はシール隙間Ｈに容易には侵入し難いが、たとえシール隙間Ｈに侵入したとしても、回転方向の異なるテイラー渦Ｔ２によって異物がシール隙間Ｈを通過することを抑制することができる。

第２部材１６は、芯金１７と、シール部１８とを有している。芯金１７は、ＳＰＣＣ等の鋼板をプレス加工して形成され、図２に示すように片側の断面が略Ｌ字形状とされる。芯金１７は、外輪２の内周面２ｂに嵌合される嵌合円筒部１７０と、嵌合円筒部１７０の被シール空間Ｓ側の端部１７０ａから径方向内方に延出する円板部１７１とを有している。シール部１８は、ゴム等の弾性材からなり、芯金１７に対して加硫接着されることで一体成型されている。シール部１８は、シールリップ基部１８０と、シールリップ基部１８０から延出された１個のサイドリップ１８１及び２個のラジアルリップ１８２，１８３と、外周円筒部１５１と径方向に対向する内周円筒部１８４とを有している。シールリップ基部１８０は、芯金１７における円板部１７１の被シール空間Ｓ側の面の一部から内周縁部１７１ｂを回り込み、円板部１７１の被シール空間Ｓとは反対側の面１７１ｃの全面を覆うように芯金１７に固着一体とされている。内周円筒部１８４は、芯金１７の嵌合円筒部１７０の内径面１７０ｂを全面に亘って覆う。内周円筒部１８４は、嵌合円筒部１７０の外部側の端部１７０ｃを回り込んで嵌合円筒部１７０の外径面１７０ｄに至るように芯金１７に固着一体とされている。

内周円筒部１８４の外径面１７０ｄに至る部分には、外径側に隆起する環状突部１８４ｂが形成され、この環状突部１８４ｂは、芯金１７が外輪２に内嵌された際、外輪２の内周面２ｂと嵌合円筒部１７０の外径面１７０ｄ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１８４ｂが、外輪２と嵌合円筒部１７０との間で圧縮された状態で介在することにより、外輪２と嵌合円筒部１７０との嵌合部位へ泥水等が浸入することを防止でき、発錆を防止する。なお、図中、環状突部１８４ｂ、ラジアルリップ１８２，１８３の２点鎖線部は圧縮前の原形状を示している。

内周円筒部１８４は、外周円筒部１５１と対向する対向面１８４ｃを有し、対向面１８４ｃには、複数の第１ガイド突部１５１ａに対向するように複数の第２ガイド突部１８４ａが形成されている。第２ガイド突部１８４ａは、外周円筒部１５１の第１ガイド突部１５１ａに向かい合うように突出して形成された小突起である。第２ガイド突部１８４ａは、第１ガイド突部１５１ａと同様の間隔を空けて複数設けられている。互いに突出して形成された第１ガイド突部１５１ａ及び第２ガイド突部１８４ａにより、誘起されたテイラー渦の流れを案内して安定化を図ることができる。

また内周円筒部１８４の被シール空間Ｓ側の端部には、シール隙間Ｈに向って開口する凹所１８４ｄが形成されている。そして図２に示すように、この凹所１８４ｄの開口の内径側端部１８４ｅと外周円筒部１５１の被シール空間Ｓ側の端部１５１ｃとの間に形成される軸方向の隙間Ｄ２は、シール隙間Ｈの径方向幅ｈより小さいことが望ましい。
このように凹所１８４ｄを設けた場合は、シール隙間Ｈに発生するテイラー渦により誘起され、凹所１８４ｄ内においても渦Ｔ５が発生する。そして、凹所１８４ｄ内に発生した渦Ｔ５は、凹所１８４ｄの開口の内径側端部１８４ｅと外周円筒部１５１の被シール空間Ｓ側の端部１５１ｃとのラビリンス部Ｒに誘引され難く、凹所１８４ｄ内にて回転運動がガイドされる。よって、シール隙間Ｈ内を通過した異物があったとしても、この渦Ｔ５が障壁となるため、外部から被シール空間Ｓ側への異物の侵入を抑制する効果を一層高められる。

以上の構成によれば、ハブ輪３が一定の回転数に達すると、第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａ間にテイラー渦Ｔ１～Ｔ４が矢印方向に発生し、これに伴い凹所１８４ｄ内でも渦Ｔ５が発生する。テイラー渦Ｔ１は外部側に異物を誘導する方向（図２のＴ１矢印方向参照）の渦流になるので、異物の侵入口となる箇所で異物の侵入を効果的に抑制することができる。またテイラー渦Ｔ１に隣り合うテイラー渦Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はそれぞれが渦流の方向が異なるテイラー渦となって障壁になる上、渦Ｔ５の存在も加わり、異物がラビリンス部Ｒまで到達しさらにサイドリップ１８１の摺動部、さらには、２個のラジアルリップ１８２，１８３の摺動部に達することを抑制できる。また逆に、被シール空間Ｓに充填される潤滑剤が漏れ出してラジアルリップ１８３，１８２、サイドリップ１８１を通過した場合でも、渦Ｔ５やテイラー渦Ｔ４～Ｔ１が障壁となって潤滑剤が外部に漏れ出すことも防ぐことができる。

第１ガイド突部１５１ａの構成は図例に限定されず、図２に示すように断面が略三角山形状としてもよいし、緩やかな湾曲形状であってもよい。また第１ガイド突部１５１ａは、周方向に沿って連続して環状に設けられる方がテイラー渦を安定して規則的に発生させるという観点からは望ましいが、断続的に設けられる第１ガイド突部１５１ａを除外するものではない。以下では、第１ガイド突部１５１ａ等のさらに異なる例について説明する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２の例とは異なる変形例を示している。図２と共通する箇所は共通の符号を付し、共通する箇所の説明は省略する。
図３（ａ）は、内周円筒部１８４の被シール空間Ｓ側の端部には、シール隙間Ｈに向って開口する凹所１８４ｄが形成されていない例である。第１ガイド突部１５１ａの形成個数や形状等は、図２の例と同様である。また外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されることはもちろん、隙間Ｄ２がシール隙間Ｈの径方向幅ｈより小さい、すなわちＤ２＜ｈの関係にあること、Ｄ１≒ｈであることも図２と同様である。
このように凹所１８４ｄが形成されていなくても、テイラー渦は発生し、低トルクの要請に応えるとともに、外部からの異物の侵入を抑制することができる。

図３（ｂ）は、内周円筒部１８４に複数の第２ガイド突部１８４ａが形成されておらず、平坦面としている例である。第１ガイド突部１５１ａの形成個数や形状等は、図２の例と同様である。外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されることはもちろん、隙間Ｄ２がシール隙間Ｈの径方向幅ｈより小さい、すなわちＤ２＜ｈの関係にあること、Ｄ１≒ｈであることも図２と同様である。
このように第２ガイド突部が形成されていなくても、テイラー渦は発生し、低トルクの要請に応えるとともに、外部からの異物の侵入を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について、図４を参照しながら説明する。第２実施形態では、本発明を、第１実施形態と同様に車体側となる外輪２と内輪部材４との間の端部に装着されるパックシールタイプの密封装置１０Ｂに適用した例である。第１実施形態と共通する部分には、可能な限り同一の符号を付し、その構成及び作用・効果等の説明は割愛する。

図４に示す密封装置１０Ｂは、スリンガ１４の構造が大きく異なるが、シール隙間Ｈにテイラー渦を発生させる基本構成は第１実施形態と共通する。密封装置１０Ｂは、第１部材１３と第２部材１６とを備えている。第１部材１３は、スリンガ１４と、外周円筒部１５１を有した弾性部１５とを有している。スリンガ１４は、ＳＰＣＣ又はＳＵＳ等の鋼板からなり、図２に示すように片側の断面が略Ｕ字形状の２重円筒形とされる。スリンガ１４は、第１実施形態とは、円板部１４１からさらに外径側に段差部１４３を経て第２円板部１４４を有している点が異なる。またスリンガ１４は、第２円板部１４４の外輪２側の端部１４４ａが、外輪２の外周面２ｄよりさらに径方向外方に突出する位置まで形成されている点が異なる。さらに、外側円筒部１４２が、第２円板部１４４の端部１４４ａから軸方向に延びている点が異なる。具体的にはスリンガ１４は、回転する内輪部材４に外嵌される内側円筒部１４０と、内側円筒部１４０の端部１４０ａから径方向外方に延びる円板部１４１とを有している。また、スリンガ１４は、円板部１４１の外輪２側の端部１４１ａから軸方向外部側に延びる段差部１４３と、段差部１４３の外部側の端部１４３ａから径方向外方に延びる第２円板部１４４と、第２円板部１４４の径方向外方の端部１４４ａから軸方向外部側とは反対側に延びる外側円筒部１４２とを有している。

図４に示す円板部１４１の車体側の面には、周方向に多数のＮ極及びＳ極が着磁された磁気エンコーダＥが貼着されている。この場合は、図４において点線で示す磁気センサ１２と磁気エンコーダＥとにより、自動車の車輪の回転検出機構を構成することができる。
スリンガ１４の段差部１４３の径方向外方の面、そして第２円板部１４４及び外側円筒部１４２の内面（外輪２に対向する面）には、第１実施形態とは異なりゴム等の弾性材のみからなる弾性部１５が加硫接着されている。弾性部１５は、スリンガ１４の段差部１４３に固着された外周円筒部１５１と、第２円板部１４４及び外側円筒部１４２の内面を覆う覆い部１５２，１５３とを有し、覆い部１５３は外側円筒部１４２の端部１４２ａに回り込むように配されている。

外周円筒部１５１は、その半分の部位が段差部１４３に固着されるものの、その半分は、軸方向に突出した状態とされている。外周円筒部１５１は、内周円筒部１８４と対向する対向面１５１ｂを有し、対向面１５１ｂには、内周円筒部１８４に向けて突出するように第１ガイド突部１５１ａが設けられている。外周円筒部１５１と内周円筒部１８４との間に外部と連通するシール隙間Ｈが形成されている点、外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されている点は、第１実施形態と同様である。
第２部材１６は、芯金１７と、シール部１８とを有しており、芯金１７及びシール部１８の構成は第１実施形態と同様である。よって、内周円筒部１８４の被シール空間Ｓ側の端部には、シール隙間Ｈに向って開口する凹所１８４ｄが形成されている点も共通する。

以上の構成によれば、ハブ輪３が一定の回転数に達すると、第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａ間にテイラー渦が矢印方向に発生し、これに伴い凹所１８４ｄ内でも渦が発生する。第１実施形態と同様にシール隙間Ｈに発生するテイラー渦及び凹所１８４ｄに発生する渦が障壁となって、異物の侵入を効果的に抑制することができる上、外輪２の外周面２ｄと、外側円筒部１４２とのラビリンスＲ１（図４参照）が形成されるため、一層異物が侵入しにくい構造とすることができる。
なお、外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されることはもちろん、隙間Ｄ２がシール隙間Ｈの径方向幅ｈより小さい、すなわちＤ２＜ｈの関係にあること、Ｄ１≒ｈであることも第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態について、図５を参照しながら説明する。第３実施形態は、第１実施形態の密封装置１０Ａとは逆側、すなわち、車輪側のハブシールに適用した例である。
密封装置１１は、第１部材１３と第２部材１６とを備えている。第１部材１３は、スリンガ１４と、外周円筒部１５１を有した弾性部１５とを有している。スリンガ１４は、ＳＰＣＣ又はＳＵＳ等の鋼板をプレス加工して形成され、図５に示すようにハブ輪本体３０、立上基部３１、ハブフランジ３２の形状に沿って、湾曲した略Ｊ形状とされ、デフレクターとも呼ばれる。スリンガ１４は、回転するハブ輪本体３０に外嵌される内側円筒部１４０と、内側円筒部１４０から立上基部３１に沿って径方向外方に延びる湾曲部１４５と、湾曲部１４５を経てストレートに形成された外向鍔部１４６と、外向鍔部１４６の外径側の端部１４６ａから軸方向に延びる外側円筒部１４２とを有している。外側円筒部１４２の表面には、全体的にゴム等の弾性材からなる弾性部１５が加硫接着されている。弾性部１５のうち、内周円筒部１８４に向かい合う部分は他の部位より厚みが厚く形成された外周円筒部１５１とされる。外周円筒部１５１には、内周円筒部１８４に向けて突出した第１ガイド突部１５１ａが軸方向に間隔を空けて複数形成されている。

第２部材１６は、外輪２の車輪側の内周面２ｃに内嵌される芯金１７と、芯金１７に固着されたシール部１８とを備えている。芯金１７は、ＳＰＣＣ等の鋼板をプレス加工して形成され、片側の断面が略Ｌ字形状とされる。芯金１７は、外輪２の外周面２ｄに外嵌される嵌合円筒部１７０と、嵌合円筒部１７０のハブフランジ３２側の端部１７０ｅから内径側に延びる円板部１７１とを有している。シール部１８は、ゴム等の弾性体のみからなり、芯金１７に加硫成型により固着一体とされる。シール部１８は、シールリップ基部１８０と、シールリップ基部１８０から延出された２個のサイドリップ１８１，１８５及び１個のラジアルリップ１８３と、外周円筒部１５１と径方向に対向する内周円筒部１８４とを有している。内周円筒部１８４は、外周円筒部１５１と対向する対向面１８４ｃを有し、対向面１８４ｃには、第１実施形態と同様に外周円筒部１５１に形成された複数の第１ガイド突部１５１ａに対向するように同様の間隔を空けて複数の第２ガイド突部１８４ａが形成されている。互いに突出して形成された第１ガイド突部１５１ａ及び第２ガイド突部１８４ａにより、誘起されたテイラー渦の流れを案内して安定化を図ることができる。

外周円筒部１５１と内周円筒部１８４との間に外部と連通するシール隙間Ｈが形成されている点、外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されている点は、第１実施形態と同様である。また内周円筒部１８４の被シール空間Ｓ側の端部に、シール隙間Ｈに向って開口する凹所１８４ｄが形成されている点も共通する。

以上の構成によれば、ハブ輪３が一定の回転数に達すると、第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａ間にテイラー渦が矢印方向に発生し、これに伴い凹所１８４ｄ内でも渦が発生する。このようにハブシールを構成する密封装置１１においても、第１実施形態と同様にシール隙間Ｈに発生するテイラー渦及び凹所１８４ｄに発生する渦が障壁となって、異物の侵入を効果的に抑制することができる。
なお、外周円筒部１５１は、その軸方向の長さＤが、シール隙間Ｈの径方向幅ｈ以上に形成されることはもちろん、隙間Ｄ２がシール隙間Ｈの径方向幅ｈより小さい、すなわちＤ２＜ｈの関係にあること、Ｄ１≒ｈであることも第１実施形態と同様である。また図５に示す第３実施形態では、内周円筒部１８４及び外周円筒部１５１は、ハブフランジ３２に対して軸方向と同じ距離だけ離間して設けられている例を示しているが、例えば、内周円筒部１８４のハブフランジ３２側の端部が、軸方向において、外周円筒部１５１よりもハブフランジ３２に近接するようにして変更してもよい。

なお、上記各実施形態は、更に以下のように変更してもよい。
第１ガイド突部１５１ａ及び第２ガイド突部１８４ａの形成個数や形状等は限定されず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す構成を図４及び図５に適用してもよい。また、内側部材としての内輪５が所定の回転数であるときに、テイラー渦が発生するのであれば、例えば、最もシール隙間Ｈ側の第１ガイド突部１５１ａ又は最も外部側の第１ガイド突部１５１ａのいずれか一方を省略して、第１ガイド突部１５１ａが偶数個となるように変更してもよい。また、複数の第１ガイド突部１５１ａ間の間隔についても、適宜変更してもよい。

また、上記各実施形態では、外周円筒部１５１が弾性部１５に形成されている例を示しているが、スリンガを構成する外側円筒部１４２を外周円筒部１５１とし、そこに複数の第１ガイド突部１５１ａを形成してもよい。また、各実施形態における外周円筒部１５１の軸方向の長さを変更してもよい。外周円筒部１５１の軸方向の長さＤは、必ずしもシール隙間Ｈの径方向幅ｈの偶数倍でなくともよく、シール性やシールスペース等種々の条件に応じて、適宜変更してもよい。また、上記各実施形態では、凹所１８４ｄの開口の内径側端部１８４ｅと外周円筒部１５１の被シール空間Ｓ側の端部１５１ｃとの間に形成される軸方向の隙間Ｄ２は、シール隙間Ｈの径方向幅ｈより小さい例を示しているが、隙間Ｄ２がシール隙間Ｈの径方向幅ｈより大きくともよい。また、各実施形態において、複数の第１ガイド突部１５１ａ，１５１ａに対する径方向断面の表面形状は、曲面状に形成されているが、楔状や逆台形状に変更してもよい。

さらに上記各実施形態では、本発明に係る密封装置１０，１１が、自動車用の軸受ユニットに組み付けられる密封装置に適用される例について述べたが、これに限らず、外側部材と、該外側部材に対して回転する内側部材との間の被シール空間を密封するものに適用可能であり、例えば、ハウジングと回転部材との間に配設されるオイルシールに適用してもよい。また第１部材１３、第２部材１６の形状・構成も図例のものに限定されない。

１０（１０Ａ，１０Ｂ）、１１ 密封装置
２ 外側部材（外輪）
５ 内側部材（内輪）
１３ 第１部材
１４ スリンガ
１４０ 内側円筒部
１４１ 円板部
１４２ 外側円筒部
１５１ 外周円筒部
１５１ａ 第１ガイド突部
１６ 第２部材
１７ 芯金
１７０ 嵌合円筒部
１７１ 円板部
１８ シール部
１８４ 内周円筒部
１８４ａ 第２ガイド突部
Ｈ シール隙間
Ｌ 外周円筒部の軸方向の長さ
Ｄ１ 第１ガイド突部の間
ｈ シール隙間の径方向幅

Claims (7)

1. 外側部材と、該外側部材に対して回転する内側部材との間の被シール空間を密封する密封装置において、
   前記内側部材に外嵌される内側円筒部と、前記内側円筒部の端部から径方向外方に延びる円板部と、前記円板部の外周側から軸方向に延びる外周円筒部とを含む第１部材と、
   前記外側部材の内周面または外周面に嵌合される嵌合円筒部と、前記嵌合円筒部のいずれか一方の端部から径方向内方に延出する円板部と、前記外周円筒部と径方向に対向する内周円筒部とを含む第２部材と、を備え、
   前記外周円筒部と前記内周円筒部との間に外部と連通するシール隙間が形成され、
   前記外周円筒部は、その軸方向の長さが、前記シール隙間の径方向幅以上に形成されるともに、軸方向に間隔を空けて複数の第１ガイド突部が配設されており、
   前記内周円筒部は、前記外周円筒部と対向する対向面に軸方向に間隔をあけて、前記複数の第１ガイド突部と対向するように複数の第２ガイド突部が設けられており、
   前記複数の第１ガイド突部間における径方向断面の表面形状及び前記複数の第２ガイド突部間における径方向断面の表面形状は、曲面状に形成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、
   前記内周円筒部の前記被シール空間側の端部には、前記シール隙間に向って開口する凹所が形成され、
   前記凹所の開口の内径側端部と前記外周円筒部の前記被シール空間側の端部との間に形成される軸方向の隙間は、前記シール隙間の径方向幅より小さいことを特徴とする密封装置。
3. 外側部材と、該外側部材に対して回転する内側部材との間の被シール空間を密封する密封装置において、
   前記内側部材に外嵌される内側円筒部と、前記内側円筒部の端部から径方向外方に延びる円板部と、前記円板部の外周側から軸方向に延びる外周円筒部とを含む第１部材と、
   前記外側部材の内周面または外周面に嵌合される嵌合円筒部と、前記嵌合円筒部のいずれか一方の端部から径方向内方に延出する円板部と、前記外周円筒部と径方向に対向する内周円筒部とを含む第２部材と、を備え、
   前記外周円筒部と前記内周円筒部との間に外部と連通するシール隙間が形成され、
   前記外周円筒部は、その軸方向の長さが、前記シール隙間の径方向幅以上に形成されるともに、軸方向に間隔を空けて複数の第１ガイド突部が配設されており、
   前記内周円筒部の前記被シール空間側の端部には、前記シール隙間に向って開口する凹所が形成され、
   前記凹所の開口の内径側端部と前記外周円筒部の前記被シール空間側の端部との間に形成される軸方向の隙間は、前記シール隙間の径方向幅より小さいことを特徴とする密封装置。
4. 請求項３に記載の密封装置において、
   前記内周円筒部には、前記第１ガイド突部に対向するように、複数の第２ガイド突部が設けられていることを特徴とする密封装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の密封装置において、
   前記複数の第１ガイド突部間における径方向断面の表面形状は、曲面状に形成されていることを特徴とする密封装置。
6. 請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の密封装置において、
   前記第１ガイド突部は、３以上の奇数個であり、
   前記外周円筒部は、その軸方向の長さが、前記シール隙間の径方向幅の偶数倍であり、
   隣り合う第１ガイド突部との間隔は、前記シール隙間の径方向幅と同等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１部材は、前記内側円筒部と、前記円板部と、前記円板部の外周側から被シール空間側に延出して形成される外側円筒部とを備えたスリンガからなり、前記外側円筒部の外周面を覆うように弾性材からなる前記外周円筒部が形成されていることを特徴とする密封装置。

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