JP7175170B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封装置に関する。

例えば玉軸受のような転がり軸受は周知であり、例えば自動車のハブに使用されている。転がり軸受の内部を密封する密封装置としては、特許文献１に記載されたものがある。この密封装置は、転がり軸受の内輪に固定されるスリンガーと、転がり軸受の外方部材に固定されるシールとを有し、シールはスリンガーに摺動可能に接触する複数のリップを有する。

特開２０１０－１５９７９１号公報

このような密封装置は、外部から水（泥水または塩水を含む）やダストなどの異物が軸受内部へ侵入しないように封止する機能を有する。特に、水の多い環境で使用される場合には、水が密封対象（例えば軸受）の内部に侵入しないように保護する機能を高めることが要求される。

一方、密封装置が回転体に与えるトルクはできる限り小さいことが望ましい。

そこで、本発明は、密封対象への水およびダストからの保護性能が高く、回転体に与えるトルクが小さい密封装置を提供する。

本発明のある態様に係る密封装置は、相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、前記外側部材に取り付けられる円筒部分と、前記円筒部分から前記内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部分を有する第１のシール部材と、前記内側部材に取り付けられるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジを有しており、前記フランジが前記第１のシール部材の前記環状部分と対向する、第２のシール部材とを有する。前記第１のシール部材は、前記環状部分から前記第２のシール部材に向けて延びる、弾性材料で形成された少なくとも１つのリップを有する。前記第２のシール部材の前記フランジと、前記第１のシール部材における前記フランジと対向する部分の少なくとも一方に、外側リングと内側リングが固定されている。前記外側リングと前記内側リングは、前記リップの径方向外側に配置されており、前記外側リングは、前記内側リングの径方向外側に配置されている。前記外側リングと前記内側リングは、前記外側リングと前記内側リングが対向する面に接触しない。前記外側リングは、非多孔質であって、撥水材料から形成されている。前記内側リングは、多孔質であって、撥水材料から形成されている。

この態様においては、リップの径方向外側に配置された外側リングと内側リングが撥水性を有しており、密封装置の外部からの水の侵入を抑制する。とはいえ、外側リングと内側リングは、外側リングと内側リングが対向する面に接触しないので、外側リングと外側リングが対向する面との間の間隙、ならびに内側リングと内側リングが対向する面との間の間隙を通じて、外部から水が侵入しうる。しかし、内側リングは多孔質であるので、ある程度、水を含浸することができ、撥水性を有する外側リングと内側リングの付近に外部からの水が滞留しうる。滞留した水は、密封装置の外部から侵入しようとするダストを受け止め、その後、遠心力によって、非多孔質の外側リングと外側リングが対向する面との間の間隙を通じて、ダストと一緒に密封装置の外部に排出されうる。外側リングと内側リングは、外側リングと内側リングが対向する面に接触しないので、密封装置が回転体に与えるトルクは小さい。

本発明の実施形態に係る密封装置が使用される転がり軸受の一例の部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る密封装置の部分断面図である。 図２の一部を拡大した断面図である。 第１実施形態に係る密封装置の外側リングの平面図である。 変形例に係る外側リングの平面図である。 他の変形例に係る外側リングの平面図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置の部分断面図である。 図７の一部を拡大した断面図である。 本発明の第３実施形態に係る密封装置の部分断面図である。 図９の一部を拡大した断面図である。 変形例に係る密封装置の部分断面図である。 他の変形例に係る密封装置の部分断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面において縮尺は、必ずしも実施形態の製品を正確に表してはおらず、一部の寸法を誇張して表現している場合もある。

図１は、本発明の実施形態に係る密封装置が使用される転がり軸受の一例である自動車用のハブ軸受を示す。但し、本発明の用途はハブ軸受には限定されず、他の転がり軸受にも本発明は適用可能である。また、以下の説明では、ハブ軸受は、玉軸受であるが、本発明の用途は玉軸受には限定されず、他の種類の転動体を有する、ころ軸受、針軸受などの他の転がり軸受にも本発明は適用可能である。また、自動車以外の機械に使用される転がり軸受にも本発明は適用可能である。

このハブ軸受１は、スピンドル（図示せず）が内部に挿入される孔２を有するハブ（内側部材）４と、ハブ４に取り付けられた内輪（内側部材）６と、これらの外側に配置された外輪（外側部材）８と、ハブ４と外輪８の間に１列に配置された複数の玉１０と、内輪６と外輪８の間に１列に配置された複数の玉１２と、これらの玉を定位置に保持する複数の保持器１４，１５とを有する。

外輪８が固定されている一方で、ハブ４および内輪６は、スピンドルの回転に伴って回転する。

スピンドルおよびハブ軸受１の共通の中心軸線Ａｘは、図１の上下方向に延びている。図１においては、中心軸線Ａｘに対する左側部分のみが示されている。詳細には図示しないが、図１の上側は自動車の車輪が配置される外側（アウトボード側）であり、下側は差動歯車などが配置される内側（インボード側）である。図１に示した外側、内側は、それぞれ径方向の外側、内側を意味する。

ハブ軸受１の外輪８は、ハブナックル１６に固定される。ハブ４は、外輪８よりも半径方向外側に張り出したアウトボード側フランジ１８を有する。アウトボード側フランジ１８には、ハブボルト１９によって、車輪を取り付けることができる。

外輪８のアウトボード側の端部の付近には、外輪８とハブ４との間の間隙を封止する密封装置２０が配置されており、外輪８のインボード側の端部の内側には、外輪８と内輪６との間の間隙を封止する密封装置２１が配置されている。これらの密封装置２０，２１の作用により、ハブ軸受１の内部からのグリース、すなわち潤滑剤の流出が防止されるとともに、外部からハブ軸受１の内部への異物（水（泥水または塩水を含む）およびダストを含む）の流入が防止される。図１において、矢印Ｆは、外部からの異物の流れの方向の例を示す。

密封装置２０は、ハブ軸受１の回転するハブ４と固定された外輪８のアウトボード側の円筒状の端部８Ａとの間に配置され、ハブ４と外輪８との間の間隙を封止する。密封装置２１は、ハブ軸受１の回転する内輪６と固定された外輪８のインボード側の端部８Ｂとの間に配置され、内輪６と外輪８との間の間隙を封止する。

第１実施形態
図２に示すように、密封装置２１は、ハブ軸受１の外輪８のインボード側の端部８Ｂと、ハブ軸受１の内輪６との間隙内に配置される。密封装置２１は環状であるが、図２においては、その左側部分のみが示されている。

密封装置２１は、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を備える複合構造を有する。

第１のシール部材２４は、外輪８に取り付けられ、回転しない固定シール部材である。第１のシール部材２４は、弾性環２８および剛性環３０を有する複合構造である。弾性環２８は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。剛性環３０は、剛性材料、例えば金属から形成されており、弾性環２８を補強する。剛性環３０は、ほぼＬ字形の断面形状を有する。剛性環３０の一部は、弾性環２８に埋設されており、弾性環２８に密着している。

第１のシール部材２４は、円筒部分２４Ａ、環状部分２４Ｂ、ラジアルリップ２４Ｃ、およびアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅを有する。円筒部分２４Ａは、外輪８に取り付けられる取付け部を構成する。具体的には、円筒部分２４Ａは、外輪８の端部８Ｂに締まり嵌め方式で嵌め入れられる（すなわち圧入される）。環状部分２４Ｂは、円環状であって、円筒部分２４Ａの径方向内側に配置され、内輪６に向けて径方向内側に広がる。円筒部分２４Ａと環状部分２４Ｂは、剛性環３０と弾性環２８から構成されている。

環状部分２４Ｂの径方向外側の部分には、厚肉部２４Ｆが形成されている。

ラジアルリップ２４Ｃおよびアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅは、環状部分２４Ｂから第２のシール部材２６に向けて延び、これらのリップの先端は第２のシール部材２６に接触する。これらのリップは、弾性環２８から構成されている。

第２のシール部材２６は、スリンガーすなわち回転シール部材とも呼ぶことができる。第２のシール部材２６は、内輪６に取り付けられており、内輪６の回転時に、第２のシール部材２６は内輪６とともに回転し、外部から飛散して来る異物を跳ね飛ばす。

この実施形態では、第２のシール部材２６も、弾性環３２および剛性環３４を有する複合構造である。剛性環３４は、剛性材料、例えば金属から形成されている。

剛性環３４は、ほぼＬ字形の断面形状を有する。具体的には、円筒状のスリーブ３４Ａと、スリーブ３４Ａから径方向外側に広がる円環状のフランジ３４Ｂを備える。スリーブ３４Ａは、内輪６に取り付けられる取付け部を構成する。具体的には、スリーブ３４Ａには、内輪６の端部が締まり嵌め方式で嵌め入れられる（すなわち圧入される）。

フランジ３４Ｂは、スリーブ３４Ａの径方向外側に配置され、径方向外側に広がっており、第１のシール部材２４の環状部分２４Ｂと対向する。この実施形態では、フランジ３４Ｂは平板であり、スリーブ３４Ａの軸線に対して垂直な平面内にある。

弾性環３２は、剛性環３４のフランジ３４Ｂに密着している。この実施形態では、弾性環３２は、内輪６の回転速度を計測するために設けられている。具体的には、弾性環３２は、磁性金属粉を含有するエラストマー材料で形成されており、磁性金属粉によって多数のＳ極とＮ極を有する。弾性環３２においては、円周方向に等角間隔をおいて多数のＳ極とＮ極が交互に配置されている。図示しない磁気式ロータリーエンコーダーによって、弾性環３２の回転角度を測定することができる。但し、弾性環３２は必ずしも不可欠ではない。

第１のシール部材２４のラジアルリップ（グリースリップ）２４Ｃは、環状部分２４Ｂの内側端から半径方向内側に延びる。ラジアルリップ２４Ｃは、第２のシール部材２６のスリーブ３４Ａに向けて延び、ラジアルリップ２４Ｃの先端は、スリーブ３４Ａに接触する。ラジアルリップ２４Ｃは、半径方向内側かつアウトボード側に向けて延び、主にハブ軸受１の内部からの潤滑剤の流出を阻止する役割を担う。

第１のシール部材２４のアキシャルリップ（サイドリップ）２４Ｄ，２４Ｅは、環状部分２４Ｂから側方に延びる。アキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅの先端は、半径方向外側かつインボード側に向けて延び、第２のシール部材２６のフランジ３４Ｂの面３４Ｃに接触する。アキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅは、主に外部からハブ軸受１の内部への異物の流入を阻止する役割を担う。第１のシール部材２４が２つのアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅを有するので、密封対象（ハブ軸受１の内部）への水からの保護性能が高い。

第１のシール部材２４が固定された外輪８に取り付けられている一方、内輪６および第２のシール部材２６は回転するので、ラジアルリップ２４Ｃおよびアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅは第２のシール部材２６に対して摺動する。

アキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅは、ラジアルリップ２４Ｃに比較して、内輪６に与えるトルクが小さく、内輪６と外輪８が偏心していても封止性能の変動が小さい。

ラジアルリップ２４Ｃおよびアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅの内周面には、潤滑剤としてグリース（図示せず）が付着されている。

第１のシール部材２４の円筒部分２４Ａのインボード側の先端と、第２のシール部材２６の外端縁との間には、環状の間隙Ｇ１が設けられている。間隙Ｇ１を通じて、第１のシール部材２４の環状部分２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ部分３４Ｂの間の空間３６内に、異物が侵入することがある。逆に、空間３６内の異物は、間隙Ｇ１を通じて排出することができる。

図２および図３に示すように、密封装置２１は、さらに外側リング４０と内側リング４２を備える。外側リング４０と内側リング４２は、空間３６内に配置されている。換言すれば、外側リング４０と内側リング４２は、すべてのリップ２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅの径方向外側に配置されている。外側リング４０は、内側リング４２の径方向外側に、内側リング４２と接触するよう配置されている。外側リング４０と内側リング４２は、スリーブ３４Ａおよびフランジ３４Ｂに同軸に配置されている。

外側リング４０と内側リング４２の端面は、第２のシール部材２６のフランジ３４Ｂの面３４Ｃに固定されている。固定の手法は、例えば、接着であってよい。

外側リング４０と内側リング４２の他の端面は、第１のシール部材２４の環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆに接触せずに対向している。環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆは、フランジ３４Ｂの面３４Ｃに平行な面２４Ｇを有しており、外側リング４０は、面２４Ｇに間隙Ｇ２をおいて対向し、内側リング４２は、面２４Ｇに間隙Ｇ３をおいて対向する。

外側リング４０は、非多孔質であって、撥水材料から形成されている。外側リング４０の好ましい材料は、例えば、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））、シリコーン樹脂、フッ素ゴムまたはシリコーンゴム（ＦＫＭ）である。

内側リング４２も撥水材料から形成されている。内側リング４２の好ましい材料は、例えば、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂、フッ素ゴムまたはＦＫＭである。但し、内側リング４２は、多孔質であって、例えばスポンジすなわち発泡体として形成されている。内側リング４２の断面は、図２および図３に示すように矩形である。

外側リング４０の断面もほぼ矩形である。但し、図３に示すように、外側リング４０のフランジ３４Ｂに固定されていない端面４０Ａには、周方向に延びる溝４４が形成されている。また、端面４０Ａには、内側リング４２と隣接する溝４６が形成されている。図示の実施形態では、溝４４の数は２つであるが、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、溝４６は必ずしも不可欠ではない。

各溝４４は、内側面４４ａと内側面４４ａの径方向外側に配置された外側面４４ｂを有する。外側面４４ｂは密封装置２１の軸線方向に対して内側面４４ａよりも傾斜している。図示の実施形態では、内側面４４ａは、密封装置２１の軸線を中心とする円筒面であるのに対し、外側面４４ｂは、密封装置２１の軸線を中心とする円錐台面である。

溝４６は、外側に傾斜面４６ｂを有する。溝４６を画定する内側リング４２の外周面が密封装置２１の軸線を中心とする円筒面であるのに対し、傾斜面４６ｂは、密封装置２１の軸線を中心とする円錐台面である。

外側リング４０の端面４０Ａのうち溝４４の径方向外側の部分は平面４８である。外側リング４０の平面４８と平面４８が対向する面２４Ｇとの間隔ｄ１は、内側リング４２と内側リング４２が対向する面２４Ｇとの間隔ｄ２（間隙Ｇ３の大きさ）より小さい。

この実施形態においては、図４に示すように、溝４４，４６の各々は、周方向に連続し、円を構成する。

この実施形態においては、ラジアルリップ２４Ｃおよびアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅの径方向外側に配置された外側リング４０と内側リング４２が撥水性を有しており、密封装置２１の外部からの水の侵入を抑制する。とはいえ、外側リング４０と内側リング４２は、環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆの面２４Ｇに接触しないので、外側リング４０と面２４Ｇとの間の間隙Ｇ２、ならびに内側リング４２と面２４Ｇとの間の間隙Ｇ３を通じて、外部から水が侵入しうる。

しかし、内側リング４２は多孔質であるので、ある程度、水を含浸することができ、撥水性を有する外側リング４０と内側リング４２の付近に外部からの水が滞留しうる。特に、外側リング４０の端面４０Ａに形成された周方向に延びる溝４４，溝４６内には水Ｗが滞留しうる。図３は、外側リング４０と内側リング４２の付近に滞留した水Ｗを示す。滞留した水Ｗは、密封装置２１の外部から間隙Ｇ１を通じて侵入しようとするダストを受け止め、その後、遠心力によって、非多孔質の外側リング４０と外側リング４０が対向する面２４Ｇとの間の間隙Ｇ２を通じて、ダストと一緒に密封装置２１の外部に排出されうる。したがって、この実施形態に係る密封装置２１は、密封対象（ハブ軸受１の内部）への水およびダストからの保護性能が高い。

このように水およびダストからの保護性能が確保されるにもかかわらず、外側リング４０と内側リング４２は、環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆの面２４Ｇに接触しないので、密封装置２１が回転体に与えるトルクは小さい。

各溝４４は、内側面４４ａと外側面４４ｂを有し、外側面４４ｂは密封装置２１の軸線方向に対して内側面４４ａよりも傾斜している。したがって、内側面４４ａが水およびダストの侵入を妨げ、溝４４内に滞留した水が遠心力によって傾斜が大きい外側面４４ｂに沿って排出されやすい。また、溝４６は径方向外側に傾斜面４６ｂを有するので、溝４６内に滞留した水が遠心力によって傾斜面４６ｂに沿って排出されやすい。

外側リング４０の平面４８と平面４８が対向する面２４Ｇとの間隔ｄ１は、内側リング４２と内側リング４２が対向する面２４Ｇとの間隔ｄ２より小さい。このため、外部から水およびダストが侵入しがたい一方で、空間３６から外部に水およびダストが排出されやすい。

この実施形態では、外側リング４０の外側リング４０が対向する面２４Ｇのうち溝の径方向外側の部分は、平面４８である。密封装置２１を外輪８に組み込む際、径方向外側に配置された非多孔質のこの平面４８を利用して、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６の相互の位置決めを行いやすい。すなわち、平面４８と面２４Ｇの間の間隔ｄ１が所望の間隔になるように、間隔ｄ１を確認しながら、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６の相互の位置決めを行うことが可能である。

この実施形態において、外側リング４０と内側リング４２は、アキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅが接触するフランジ３４Ｂの面３４Ｃに固定されている。したがって、外側リング４０と外側リング４０が対向する面２４Ｇとの間の間隙Ｇ２、ならびに内側リング４２と内側リング４２が対向する面２４Ｇとの間の間隙Ｇ３は、アキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅが面３４Ｃと接触する部分と、密封装置の軸線方向にずれている。外側リング４０と外側リング４０が対向する面２４Ｇとの間の間隙Ｇ２、ならびに内側リング４２と内側リング４２が対向する面２４Ｇとの間の間隙Ｇ３を通じて、外部から水またはダストが侵入したとしても、これらの間隙とリップが第２のシール部材２６と接触する部分と、密封装置の軸線方向にずれているため、水またはダストはリップが第２のシール部材２６と接触する部分に到達しにくい。

図５は、変形例に係る外側リング４０の平面図である。この変形例のように、複数の円弧状の溝４４，４６が外側リング４０の端面４０Ａに周方向に断続的に配置されていてもよい。

図６は、他の変形例に係る外側リング４０の平面図である。この変形例のように、複数の溝４９が外側リング４０の端面４０Ａに周方向に断続的に配置されていてもよい。各溝４９は、周方向に延びる円弧部分４９ａと、径方向に延びる放射部分４９ｂを有する。放射部分４９ｂは、円弧部分４９ａの径方法内側に配置され、円弧部分４９ａの中央に連なる。

第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係る密封装置２１の部分断面図である。図７以降の図面において、すでに説明した構成要素を示すため、同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳細には説明しない。

この変形例では、図２に比べて、外輪８の端部８Ｂと内輪６の間の間隙が小さく、より小型の第１のシール部材２４が使用されている。図２と異なり、図７の第１のシール部材２４では、円筒部分２４Ａが環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆから突出せず、円筒部分２４Ａの端面が厚肉部２４Ｆの面２４Ｇと面一である。

外輪８の端部８Ｂと、第２のシール部材２６の外端縁との間には、環状の間隙Ｇ４が設けられている。間隙Ｇ４を通じて、第１のシール部材２４の環状部分２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ部分３４Ｂの間の空間３６内に、異物が侵入することがある。逆に、空間３６内の異物は、間隙Ｇ４を通じて排出することができる。

第１実施形態と同様に、この実施形態においても、外側リング４０と内側リング４２は、空間３６内に配置され、第２のシール部材２６のフランジ３４Ｂの面３４Ｃに固定されている。

この実施形態においても、第１実施形態と同じ効果が達成される。第１実施形態に関する変形は、この実施形態にも適用することができる。

図８に示すように、外側リング４０の端面４０Ａの平面４８は、第１のシール部材２４の円筒部分２４Ａの剛性環３０の端部３０ａが埋設された部分に対面することが好ましい。つまり、外側リング４０の端面４０Ａの平面４８が存在する径方向範囲は、剛性環３０の端部３０ａの径方向範囲と重なることが好ましい。密封装置２１を外輪８に組み込む際、第１のシール部材２４の円筒部分２４Ａの剛性環３０の端部３０ａが埋設された部分に、外側リング４０の端面４０Ａが衝突する可能性がある。この場合、端面４０Ａの溝４４が形成された部分が、端部３０ａが埋設された部分に衝突すると、衝撃によって溝４４が形成された部分が破損するおそれがある。他方、平面４８が端部３０ａが埋設された部分に衝突しても、外側リング４０が破損するおそれは少ない。

第３実施形態
第１および第３実施形態は、ハブ軸受１のインボード側の密封装置２１に関する。本発明の第３実施形態は、ハブ軸受１のアウトボード側の密封装置２０に関する。

図９に示すように、密封装置２０は、ハブ軸受１の外輪８のアウトボード側の端部８Ａと、ハブ軸受１のハブ４との間隙内に配置される。具体的には、密封装置２０は、ハブ軸受１の外輪８のアウトボード側の円筒状の端部８Ａと、ハブ軸受１のハブ４の玉１０の近傍の円筒部分の外周面４Ａと、ハブ４の外周面４Ａよりも径方向外側に広がるフランジ面４Ｂと、外周面４Ａとフランジ面４Ｂとを連結する円弧面４Ｃとで囲まれた空間内に配置される。フランジ面４Ｂはアウトボード側フランジ１８のインボード側の表面である。密封装置２０は環状であるが、図９においては、その左側部分のみが示されている。

密封装置２０は、第１のシール部材５０と第２のシール部材５２を備える複合構造を有する。

第１のシール部材５０は、外輪８に取り付けられ、回転しない固定シール部材である。第１のシール部材５０は、弾性環５４および剛性環５６を有する複合構造である。弾性環５４は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。剛性環５６は、剛性材料、例えば金属から形成されており、弾性環５４を補強する。剛性環５６は、ほぼＬ字形の断面形状を有する。剛性環５６の一部は、弾性環５４に埋設されており、弾性環５４に密着している。

第１のシール部材５０は、外側環状部分５０Ａ、円筒部分５０Ｂ、内側環状部分５０Ｃ、ラジアルリップ５８、およびアキシャルリップ６０を有する。

外側環状部分５０Ａ、円筒部分５０Ｂおよび内側環状部分５０Ｃは、弾性環５４と剛性環５６から構成されている。ラジアルリップ５８、およびアキシャルリップ６０は、弾性環５４から構成されている。

外側環状部分５０Ａは、外輪８の端部８Ａの端面に接触させられている。円筒部分５０Ｂは、外輪８の端部８Ａの内周面に締まり嵌め方式で嵌め入れられる（すなわち圧入される）。内側環状部分５０Ｃは、円筒部分５０Ｂの半径方向内側に配置されている。ラジアルリップ５８およびアキシャルリップ６０は、内側環状部分５０Ｃからハブ軸受１のハブ４に向けて延びる。これらのリップの先端は第２のシール部材５２に接触する。

第２のシール部材５２は、ハブ４に固定された回転シール部材である。第２のシール部材５２は、剛性材料、例えば金属から形成されている。第２のシール部材５２は、ハブ４の円筒部分の外周面４Ａが締まり嵌め方式で嵌め入れられるスリーブ５２Ａを有する。スリーブ５２Ａの端部５２Ｂは、ハブ４の円弧面４Ｃに接触させられている。さらに第２のシール部材５２は、スリーブ５２Ａの端部５２Ｂから径方向外側に広がるフランジ５２Ｃを有する。フランジ５２Ｃは、ハブ４のフランジ面４Ｂに接触させられている。

リップ５８，６０の各々は、弾性材料のみから形成されており、内側環状部分５０Ｃから延びる薄板状の円環であって、それぞれの先端は第２のシール部材５２に接触する。第１のシール部材５０が固定された外輪８に取り付けられている一方、ハブ４と第２のシール部材５２は回転するので、リップ５８，６０はハブ４と第２のシール部材５２に対して摺動する。

ラジアルリップ（グリースリップ）５８は、内側環状部分５０Ｃの最も内側の縁部からハブ４の玉１０の近傍の円筒部分に向けて延び、ラジアルリップ５８の先端は第２のシール部材５２のスリーブ５２Ａに接触する。ラジアルリップ５８は、半径方向内側かつインボード側に向けて延び、主にハブ軸受１の内部からの潤滑剤の流出を阻止する役割を担う。

アキシャルリップ（サイドリップ）６０は、内側環状部分５０Ｃから側方（アウトボード側）、かつ半径方向外側、すなわちハブ４のフランジ面４Ｂに向けて延び、アキシャルリップ６０の先端は第２のシール部材５２のスリーブ５２Ａの端部５２Ｂまたはフランジ５２Ｃに接触する。アキシャルリップ６０は、主に外部からハブ軸受１の内部への異物の流入を阻止する役割を担う。

ラジアルリップ５８およびアキシャルリップ６０の内周面には、潤滑剤としてグリース（図示せず）が付着されている。

第１のシール部材５０は、環状の外側ラビリンスリップ５０Ｄをさらに有する。外側ラビリンスリップ５０Ｄは、弾性環５４から構成され、外側環状部分５０Ａからハブ４のアウトボード側フランジ１８に向けて突出するが、ハブ４にも第２のシール部材５２にも接触しない。

外側ラビリンスリップ５０Ｄと、第２のシール部材５２のフランジ５２Ｃの外端縁との間には、環状の間隙Ｇ５が設けられている。間隙Ｇ５を通じて、第１のシール部材５０と第２のシール部材５２のフランジ５２Ｃの間の空間６２内に、異物が侵入することがある。逆に、空間６２内の異物は、間隙Ｇ５を通じて排出することができる。

密封装置２０は、さらに外側リング７０と内側リング７２を備える。外側リング７０と内側リング７２は、空間６２内に配置されている。換言すれば、外側リング７０と内側リング７２は、アキシャルリップ６０およびラジアルリップ５８の径方向外側に配置されている。外側リング７０は、内側リング７２の径方向外側に、内側リング７２と接触するよう配置されている。外側リング７０と内側リング７２は、第２のシール部材５２に同軸に配置されている。

外側リング７０と内側リング７２の端面は、第２のシール部材５２のフランジ５２Ｃの面５２Ｄに固定されている。固定の手法は、例えば、接着であってよい。

外側リング７０と内側リング７２の他の端面は、第１のシール部材５０の外側環状部分５０Ａに接触せずに対向している。外側環状部分５０Ａは、フランジ５２Ｃの面５２Ｄに平行な面５０Ｅを有しており、外側リング７０は、面５０Ｅに間隙Ｇ６をおいて対向し、内側リング７２は、面５０Ｅに間隙Ｇ７をおいて対向する。

外側リング７０は、非多孔質であって、撥水材料から形成されている。外側リング７０の好ましい材料は、例えば、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂、フッ素ゴムまたはＦＫＭである。

内側リング７２も撥水材料から形成されている。内側リング７２の好ましい材料は、例えば、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂、フッ素ゴムまたはＦＫＭである。但し、内側リング７２は、多孔質であって、例えばスポンジすなわち発泡体として形成されている。内側リング７２の断面は、図９および図１０に示すように矩形である。

外側リング７０の断面もほぼ矩形である。但し、図１０に示すように、外側リング７０のフランジ５２Ｃに固定されていない端面７０Ａには、周方向に延びる溝７４が形成されている。また、端面７０Ａには、内側リング７２と隣接する溝７６が形成されている。図示の実施形態では、溝７４の数は２つであるが、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、溝７６は必ずしも不可欠ではない。

各溝７４は、内側面７４ａと内側面７４ａの径方向外側に配置された外側面７４ｂを有する。外側面７４ｂは密封装置２０の軸線方向に対して内側面７４ａよりも傾斜している。図示の実施形態では、内側面７４ａは、密封装置２０の軸線を中心とする円筒面であるのに対し、外側面７４ｂは、密封装置２０の軸線を中心とする円錐台面である。

溝７６は、外側に傾斜面７６ｂを有する。溝７６を画定する内側リング７２の外周面が密封装置２０の軸線を中心とする円筒面であるのに対し、傾斜面７６ｂは、密封装置２０の軸線を中心とする円錐台面である。

外側リング７０の端面７０Ａのうち溝７４の径方向外側の部分は平面７８である。外側リング７０の平面７８と平面７８が対向する面５０Ｅとの間隔ｄ３は、内側リング７２と内側リング７２が対向する面５０Ｅとの間隔ｄ４（間隙Ｇ７の大きさ）より小さい。

この実施形態においては、ラジアルリップ５８およびアキシャルリップ６０の径方向外側に配置された外側リング７０と内側リング７２が撥水性を有しており、密封装置２０の外部からの水の侵入を抑制する。とはいえ、外側リング７０と内側リング７２は、外側環状部分５０Ａの面５０Ｅに接触しないので、外側リング７０と面５０Ｅとの間の間隙Ｇ６、ならびに内側リング７２と面５０Ｅとの間の間隙Ｇ７を通じて、外部から水が侵入しうる。

しかし、内側リング７２は多孔質であるので、ある程度、水を含浸することができ、撥水性を有する外側リング７０と内側リング７２の付近に外部からの水が滞留しうる。特に、外側リング７０の端面７０Ａに形成された周方向に延びる溝７４，溝７６内には水Ｗが滞留しうる。図１０は、外側リング７０と内側リング７２の付近に滞留した水Ｗを示す。滞留した水Ｗは、密封装置２０の外部から間隙Ｇ５を通じて侵入しようとするダストを受け止め、その後、遠心力によって、非多孔質の外側リング７０と外側リング７０が対向する面５０Ｅとの間の間隙Ｇ６を通じて、ダストと一緒に密封装置２０の外部に排出されうる。したがって、この実施形態に係る密封装置２０は、密封対象（ハブ軸受１の内部）への水およびダストからの保護性能が高い。

このように水およびダストからの保護性能が確保されるにもかかわらず、外側リング７０と内側リング７２は、外側環状部分５０Ａの面５０Ｅに接触しないので、密封装置２０が回転体に与えるトルクは小さい。

各溝７４は、内側面７４ａと外側面７４ｂを有し、外側面７４ｂは密封装置２０の軸線方向に対して内側面７４ａよりも傾斜している。したがって、内側面７４ａが水およびダストの侵入を妨げ、溝７４内に滞留した水が遠心力によって傾斜が大きい外側面７４ｂに沿って排出されやすい。また、溝７６は径方向外側に傾斜面７６ｂを有するので、溝７６内に滞留した水が遠心力によって傾斜面７６ｂに沿って排出されやすい。

外側リング７０の平面７８と平面７８が対向する面５０Ｅとの間隔ｄ３は、内側リング７２と内側リング７２が対向する面５０Ｅとの間隔ｄ４より小さい。このため、外部から水およびダストが侵入しがたい一方で、空間６２から外部に水およびダストが排出されやすい。

この実施形態では、外側リング７０の外側リング７０が対向する面５０Ｅのうち溝の径方向外側の部分は、平面７８である。密封装置２０を外輪８に組み込む際、径方向外側に配置された非多孔質のこの平面７８を利用して、第１のシール部材５０と第２のシール部材５２の相互の位置決めを行いやすい。すなわち、平面７８と面５０Ｅの間の間隔ｄ３が所望の間隔になるように、間隔ｄ３を確認しながら、第１のシール部材５０と第２のシール部材５２の相互の位置決めを行うことが可能である。

この実施形態において、外側リング７０と外側リング７０が対向する面５０Ｅとの間の間隙Ｇ６、ならびに内側リング７２と内側リング７２が対向する面５０Ｅとの間の間隙Ｇ７は、アキシャルリップ６０が第２のシール部材５２と接触する部分と、密封装置の軸線方向にずれている。外側リング７０と外側リング７０が対向する面５０Ｅとの間の間隙Ｇ６、ならびに内側リング７２と内側リング７２が対向する面５０Ｅとの間の間隙Ｇ７を通じて、外部から水またはダストが侵入したとしても、これらの間隙とリップが第２のシール部材５２と接触する部分と、密封装置の軸線方向にずれているため、水またはダストはリップが第２のシール部材５２と接触する部分に到達しにくい。

この実施形態においては、外側リング７０の端面７０Ａに形成された溝７４，７６の平面図は、図７または図８に示す溝４４，４６と同じでよい。あるいは、図９に示す溝４９と同様の溝が外側リング７０の端面７０Ａに形成されてもよい。

他の変形例
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

例えば、上記の実施形態においては、内側部材であるハブ４および内輪６が回転部材であり、外側部材である外輪８が静止部材である。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、互いに相対回転する複数の部材の密封に適用されうる。例えば、内側部材が静止し、外側部材が回転してもよいし、これらの部材のすべてが回転してもよい。

本発明の用途は、ハブ軸受１の密封に限定されない。例えば、自動車の差動歯車機構またはその他の動力伝達機構、自動車の駆動シャフトの軸受またはその他の支持機構、ポンプの回転軸の軸受またはその他の支持機構などにも本発明に係る密封装置または密封構造を使用することができる。

第１および第２実施形態に係る密封装置２１の剛性環３０は、単一の部品であるが、剛性環３０を径方向に互いに分離した複数の剛性環に置換してもよい。第３の実施形態に係る密封装置２０の剛性環５６は、単一の部品であるが、剛性環５６を径方向に互いに分離した複数の剛性環に置換してもよい。

第１および第２実施形態に係る密封装置２１は、２つのアキシャルリップ２４Ｄ，２４Ｅを有するが、１つまたは３つ以上のアキシャルリップを有してもよい。第３の実施形態に係る密封装置２０は、１つのアキシャルリップ６０を有するが、２つ以上のアキシャルリップを有してもよい。

第１および第２実施形態において、外側リング４０と内側リング４２は、第２のシール部材２６のフランジ３４Ｂに固定されており、第１のシール部材２４の環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆに接触しない。しかし、外側リング４０と内側リング４２は、第１のシール部材２４の環状部分２４Ｂの厚肉部２４Ｆに固定されてよく、第２のシール部材２６のフランジ３４Ｂと間隔をおいてもよい。２つの外側リングをフランジ３４Ｂと厚肉部２４Ｆにそれぞれ固定し、これらのリングの間に間隔をおいてもよいし、２つの内側リングをフランジ３４Ｂと厚肉部２４Ｆにそれぞれ固定し、これらのリングの間に間隔をおいてもよい。

第３実施形態において、外側リング７０と内側リング７２は、第２のシール部材５２のフランジ５２Ｃに固定されており、第１のシール部材５０の面５０Ｅに接触しない。しかし、外側リング７０と内側リング７２は、第１のシール部材５０の外側環状部分５０Ａに固定されてよく、第２のシール部材５２のフランジ５２Ｃと間隔をおいてもよい。２つの外側リングをフランジ５２Ｃと面５０Ｅにそれぞれ固定し、これらのリングの間に間隔をおいてもよいし、２つの内側リングをフランジ５２Ｃと面５０Ｅにそれぞれ固定し、これらのリングの間に間隔をおいてもよい。

図１１に示すように、外側リング４０と内側リング４２の間に径方向の間隙が設けられてもよい。図１２に示すように、複数の内側リング４２が設けられ、これらの内側リング４２の間に径方向の間隙が設けられてもよい。

前記の実施の形態および変形例は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。図１１および図１２の変形例は、第１実施形態の修正であるが、第２および第３実施形態にも適用可能である。

本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。

条項１． 相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、
前記外側部材に取り付けられる円筒部分と、前記円筒部分から前記内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部分を有する第１のシール部材と、
前記内側部材に取り付けられるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジを有しており、前記フランジが前記第１のシール部材の前記環状部分と対向する、第２のシール部材とを有し、
前記第１のシール部材は、前記環状部分から前記第２のシール部材に向けて延びる、弾性材料で形成された少なくとも１つのリップを有し、
前記第２のシール部材の前記フランジと、前記第１のシール部材における前記フランジと対向する部分の少なくとも一方に、外側リングと内側リングが固定されており、
前記外側リングと前記内側リングは、前記リップの径方向外側に配置されており、
前記外側リングは、前記内側リングの径方向外側に配置されており、
前記外側リングと前記内側リングは、前記外側リングと前記内側リングが対向する面に接触せず、
前記外側リングは、非多孔質であって、撥水材料から形成されており、
前記内側リングは、多孔質であって、撥水材料から形成されている
ことを特徴とする密封装置。

条項２． 前記外側リングの端面には、周方向に延びる少なくとも１つの溝が形成されている
ことを特徴とする条項１に記載の密封装置。

この場合、外側リングの溝内に水が滞留しうる。滞留した水は、密封装置の外部から侵入しようとするダストを受け止め、その後、ダストと一緒に排出されうる。

条項３． 前記外側リングの端面のうち前記溝の径方向外側の部分は、平面である
ことを特徴とする条項２に記載の密封装置。

この場合、径方向外側に配置された非多孔質のこの平面を利用して、第１のシール部材と第２のシール部材の相互の位置決めを行いやすい。

条項４． 前記溝は、内側面と前記内側面の径方向外側に配置された外側面を有し、前記外側面は前記密封装置の軸線方向に対して前記内側面よりも傾斜している
ことを特徴とする条項２または３に記載の密封装置。

この場合、溝の内側面が水およびダストの侵入を妨げ、溝内に滞留した水が遠心力によって傾斜が大きい外側面に沿って排出されやすい一方で、内部から外部に水およびダストが排出されやすい。

条項５． 前記外側リングの前記平面と前記平面が対向する面との間隔は、前記内側リングと前記内側リングが対向する面との間隔より小さい
ことを特徴とする条項４に記載の密封装置。

この場合、外部から水およびダストが侵入しがたい一方で、内部から外部に水およびダストが排出されやすい。

条項６． 前記外側リングと前記外側リングが対向する面との間の間隙、ならびに前記内側リングと前記内側リングが対向する面との間の間隙は、前記リップが前記第２のシール部材と接触する部分と、密封装置の軸線方向にずれている
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。

この場合、外側リングと外側リングが対向する面との間の間隙、ならびに内側リングと内側リングが対向する面との間の間隙を通じて、外部から水またはダストが侵入したとしても、これらの間隙とリップが第２のシール部材と接触する部分と、密封装置の軸線方向にずれているため、水またはダストはリップが第２のシール部材と接触する部分に到達しにくい。

１ ハブ軸受
４ ハブ（内側部材）
６ 内輪（内側部材）
８ 外輪（外側部材）
２０，２１ 密封装置
２４ 第１のシール部材
２６ 第２のシール部材
２４Ａ 円筒部分
２４Ｂ 環状部分
２４Ｃ ラジアルリップ
２４Ｄ，２４Ｅ アキシャルリップ
２４Ｆ 環状部分２４Ｂの厚肉部
３４Ａ スリーブ
３４Ｂ フランジ
４０ 外側リング
４０Ａ 端面
４２ 内側リング
４４，４６ 溝
４４ａ 内側面
４４ｂ 外側面
４６ｂ 傾斜面
４８ 平面
４９ 溝
４９ａ 円弧部分
４９ｂ 放射部分
５０ 第１のシール部材
５０Ａ 外側環状部分
５０Ｂ 円筒部分
５０Ｃ 内側環状部分
５０Ｄ 外側ラビリンスリップ
５２ 第２のシール部材
５２Ａ スリーブ
５２Ｂ 端部
５２Ｃ フランジ
５８ ラジアルリップ
６０ アキシャルリップ
７０ 外側リング
７０Ａ 端面
７２ 内側リング
７４，７６ 溝
７４ａ 内側面
７４ｂ 外側面
７６ｂ 傾斜面
７８ 平面

Claims (6)

1. 相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、
   前記外側部材に取り付けられる円筒部分と、前記円筒部分から前記内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部分を有する第１のシール部材と、
   前記内側部材に取り付けられるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジを有しており、前記フランジが前記第１のシール部材の前記環状部分と対向する、第２のシール部材とを有し、
   前記第１のシール部材は、前記環状部分から前記第２のシール部材に向けて延びる、弾性材料で形成された少なくとも１つのリップを有し、
   前記第２のシール部材の前記フランジと、前記第１のシール部材における前記フランジと対向する部分の少なくとも一方に、外側リングと内側リングが固定されており、
   前記外側リングと前記内側リングは、前記リップの径方向外側に配置されており、
   前記外側リングは、前記内側リングの径方向外側に配置されており、
   前記外側リングと前記内側リングは、前記外側リングと前記内側リングが対向する面に接触せず、
   前記外側リングは、非多孔質であって、撥水材料から形成されており、
   前記内側リングは、多孔質であって、撥水材料から形成されている
   ことを特徴とする密封装置。
2. 前記外側リングの端面には、周方向に延びる少なくとも１つの溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記外側リングの端面のうち前記溝の径方向外側の部分は、平面である
   ことを特徴とする請求項２に記載の密封装置。
4. 前記外側リングの前記平面と前記平面が対向する面との間隔は、前記内側リングと前記内側リングが対向する面との間隔より小さい
   ことを特徴とする請求項３に記載の密封装置。
5. 前記溝は、内側面と前記内側面の径方向外側に配置された外側面を有し、前記外側面は前記密封装置の軸線方向に対して前記内側面よりも傾斜している
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の密封装置。
6. 前記外側リングと前記外側リングが対向する面との間の間隙、ならびに前記内側リングと前記内側リングが対向する面との間の間隙は、前記リップが前記第２のシール部材と接触する部分と、前記密封装置の軸線方向にずれている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。

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