JP7263855B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封装置及び密封装置を有する転がり軸受装置に関する。

自動車等の車両において、車輪を支持するために車輪用軸受装置（ハブユニット）が用いられる。車輪用軸受装置は、車体側に取り付けられる外輪部材（外方部材ともいう）と、車輪が取り付けられる内軸部材（内方部材ともいう）と、外輪部材と内軸部材との間に配置される複数の転動体（玉）とを備える。車輪用軸受装置では、転動体が設けられる軸受内部空間に、水が浸入するのを防ぐ必要がある。なお、車輪用軸受装置の場合、水には泥が含まれる。水の浸入を防ぐために、外輪部材と内軸部材との間に密封装置が設けられる。特許文献１には、車輪用軸受装置の車両外側（アウトボード側）に設けられる密封装置が開示されている。

特表２０１３－５３４３０１号公報

特許文献１に記載の密封装置は、図５に示すように、外輪部材９０の外周面９０ｂに取り付けられている環状のシール部材９１と、内軸部材９２に取り付けられている環状のスリンガ９４とを有する。シール部材９１の一部９１ａとスリンガ９４の一部９４ａとの間にラビリンス隙間９６が形成されている。また、スリンガ９４の一部９４ａと、内軸部材９２が有するフランジ部９３との間に受け溝９５が形成されている。

外輪部材９０の外周側に存在する水等の異物は、円筒状である外輪部材９０に沿って周方向に流れ落ちるが、その一部が、外周面９０ｂに沿って軸方向に流れることがある。図５に示す密封装置の場合、外輪部材９０の外周面９０ｂに沿って軸方向に流れた水（矢印Ｆ）がシール部材９１を越えると、受け溝９５に流入する。水の流量が多くなると、受け溝９５で受けた水が、ラビリンス隙間９６から浸入することがある。

図６は、別の従来の密封装置を示す断面図である。この密封装置は、外輪部材９０に取り付けられている環状のシール部材９１と、内軸部材９２に取り付けられている環状のスリンガ９４とを備える。シール部材９１は、外輪部材９０の外周面の一部９０ａに取り付けられている筒状のシール固定部９７と、シールリップ９８を有するシール本体部９９とを有する。スリンガ９４は、内軸部材９２の外周面の一部９２ａに取り付けられているスリンガ固定部１００と、スリンガ固定部１００から径方向外側へ向けて延びシールリップ９８が接触する径方向部１０１と、径方向部１０１の径方向外側の端部１０１ａから軸方向へ向けて延びる軸方向部１０２とを有する。

軸方向部１０２は、円筒形状を有していて、シール固定部９７に隙間を介して径方向に対向している。軸方向部１０２とシール固定部９７との間の隙間を小さく設定することで、当該隙間は、ラビリンス隙間１０３となる。ラビリンス隙間１０３により、シールリップ９８が存在する密封装置の内部への水の浸入が抑制される。このため、シールリップ９８とスリンガ９４との間に水が到達し難くなり、シールリップ９８とスリンガ９４との間において、水に含まれる泥の噛み込みが防がれ、シールリップ９８の摩耗が抑えられる。この結果、密封装置の性能が長期にわたって維持され、外輪部材９０と内軸部材９２との間の軸受内部空間１０５に異物が浸入するのを防ぎ、転がり軸受装置の長寿命化に貢献することができる。

しかし、ラビリンス隙間１０３は、軸方向（図６では左方向）に向かって開口している。ラビリンス隙間１０３の開口１０４の近傍に滞留する水については、浸入が抑制される。しかし、外輪部材９０の外周面９０ｂに沿って軸方向に流れる水（矢印Ｆ）については、流量によっては、その一部が開口１０４を通じて浸入し、ラビリンス隙間１０３を通過する場合がある。この場合、水がシールリップ９８とスリンガ９４との間に到達し、水に含まれる泥によってシールリップ９８の摩耗が進み、密封性能が低下する可能性がある。すると、軸受内部空間１０５に異物が浸入するおそれがある。

なお、軸受内部空間１０５への水等の異物の浸入を防ぐことが必要であるという課題は、車輪用軸受装置のみならず、他の軸受装置においても有する。
そこで、本発明は、密封装置において、外部の水が外方部材と内方部材との間に浸入するのを防ぐ機能を高めることを目的とする。

本開示の密封装置は、外方部材に取り付けられる環状のシール部材と、前記外方部材に対して相対的に回転する内方部材に取り付けられる環状のスリンガと、を備え、
前記シール部材は、前記外方部材の外周面の一部に取り付けられる筒状のシール固定部と、シールリップを有するシール本体部と、を有し、
前記スリンガは、前記内方部材の外周面の一部に取り付けられるスリンガ固定部と、当該スリンガ固定部の軸方向一方側の端部から径方向外側へ向けて延び前記シールリップが接触する第一径方向部と、当該第一径方向部の径方向外側の端部から軸方向他方側へ向けて延びる第一軸方向部と、当該第一軸方向部の軸方向他方側の端部から径方向外側へ向けて延びる第二径方向部と、当該第二径方向部の径方向外側の端部から軸方向他方側へ向けて延び前記シール固定部に第一隙間を介して径方向に対向する第二軸方向部と、を有し、
前記シール部材は、更に、前記シール固定部よりも外径が大きく前記第二軸方向部の軸方向他方側の端部に第二隙間を介して軸方向に対向する大径部を有し、
前記大径部の外周面と、前記第二軸方向部の外周面とは、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路の流路面に含まれ、
前記第一隙間と前記第二隙間とは繋がっていて当該第一隙間と当該第二隙間とを含むラビリンス隙間を備える。

前記密封装置によれば、外部の水は、前記ラビリンス隙間によって、シールリップが存在する密封装置の内部に浸入し難くなる。シール部材は、大径部を有する。大径部は、シール固定部よりも外径が大きく、スリンガが有する第二軸方向部の軸方向他方側の端部に第二隙間を介して軸方向に対向する。このため、外方部材の外周面に沿って軸方向一方に向かって流れる水は、大径部が障壁となることで、密封装置の内部に浸入し難い。流れる水が多くなって、大径部を越え、軸方向一方に向かって流れても、大径部と第二軸方向部との間に形成される第二隙間は、径方向外方に向かって開口していることから、その水は第二隙間の開口から浸入し難く通過する。大径部の外周面と、第二軸方向部の外周面とは、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路の流路面に含まれる。このため、流れる水が多くなって、大径部を越え、軸方向一方に流れても、その水は、第二隙間の開口付近で滞留しないで通過し、第二軸方向部の外周面に沿って流れることができる。したがって、水が第二隙間の開口から浸入し難い。以上より、前記密封装置によれば、外部の水が外方部材と内方部材との間に浸入するのを防ぐ機能が高まる。

また、好ましくは、前記大径部の外周面と、前記第二軸方向部の外周面とは、直径が同等である。
この構成により、大径部の外周面と、第二軸方向部の外周面とが、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路の流路面に含まれる構成が容易に得られる。なお、同等とは完全に一致する場合の他に、製造誤差や組立て誤差等によって僅かに異なる場合も含まれる。

また、好ましくは、前記第一径方向部の少なくとも一部は、前記スリンガ固定部が固定される前記外周面の一部から径方向外側へ延びる前記内方部材の環状の壁面に接触する接触面を有し、前記第一軸方向部の外周面と、前記壁面の径方向外側の端部から軸方向一方側へ延びる前記内方部材の段付き面とは、共通する樋構造の底面となる。

この構成により、スリンガの一部と内方部材の一部とによって樋構造が構成される。この樋構造の底面は、スリンガの第一軸方向部の外周面と、内方部材の段付き面とによって構成される。外方部材の外周面に沿って軸方向一方に向かって流れる水が、多くなって、その水の一部が大径部を越え軸方向一方に向かって流れ、更に、第二軸方向部の外周面に沿って流れると、その水は、前記樋構造に受け止められる。樋構造の底面には、スリンガが有する第一軸方向部の外周面の他に、内方部材の段付き面も含まれるため、樋構造の容量が大きくなり、多くの水を、樋構造は受け止めることが可能となる。水は、樋構造によって受け止められるので、流れる方向を軸方向他方側に変えて前記第二隙間に向かって流れるのを抑制することが可能となる。

また、好ましくは、前記第二隙間は、０．６ミリメートル以下である。
この構成により、第二隙間は、０．６ミリメートル以下の寸法で開口する。この開口の近傍の水は、表面張力の作用により前記ラビリンス隙間に浸入し難い。

また、本開示の転がり軸受装置は、外方部材と、内方部材と、当該外方部材と当該内方部材との間に設けられた複数の転動体と、当該外方部材と当該内方部材との間であって前記転動体が設けられている軸受内部空間に異物が浸入するのを防ぐ前記密封装置と、を備える。
前記転がり軸受装置によれば、外部の水が軸受内部空間に浸入するのを防ぐ機能が高まる。

また、前記内方部材は、前記スリンガ固定部が固定される前記内方部材の外周面の一部を有する軸本体部と、当該軸本体部の軸方向一方側から径方向外側に延びるフランジ部と、を有し、前記フランジ部は、前記スリンガ固定部が固定される前記外周面の一部から径方向外側へ延びる環状の壁面と、当該壁面の径方向外側の端部から軸方向一方側へ延びる段付き面と、を有し、前記スリンガが有する前記第一径方向部の少なくとも一部は、前記環状の壁面に接触する接触面を有し、前記第一軸方向部の外周面と前記段付き面とは、共通する樋構造の底面となる。

この構成により、スリンガの一部と内方部材の一部とによって樋構造が構成される。この樋構造の底面は、スリンガの第一軸方向部の外周面と、内方部材の段付き面とによって構成される。外方部材の外周面に沿って軸方向一方に向かって流れる水が、多くなって、その水の一部が大径部を越え軸方向一方に向かって流れ、更に、第二軸方向部の外周面に沿って流れると、その水は、前記樋構造に受け止められる。樋構造の底面には、スリンガが有する第一軸方向部の外周面の他に、内方部材の段付き面も含まれるため、樋構造の容量が大きくなり、多くの水を、樋構造は受け止めることが可能となる。水は、樋構造によって受け止められることから、流れる方向を軸方向他方側に変えて前記第二隙間に向かって流れるのを抑制することが可能となる。

本発明によれば、密封装置によって、外部の水が外方部材と内方部材との間に浸入するのを防ぐ機能が高まる。

転がり軸受装置の一例を示す断面図である。 アウタ側の密封装置及びその周囲を示す断面図である。 アウタ側の密封装置の断面図である。 ラビリンス隙間及びその周囲を示す断面図である。 従来の密封装置を示す断面図である。 別の従来の密封装置を示す断面図である。

〔転がり軸受装置について〕
図１は、転がり軸受装置の一例を示す断面図である。図１に示す転がり軸受装置１０（以下、「軸受装置１０」とも称する。）は、車両（自動車）の車体に設けられている懸架装置（「ナックル」ともいう。）に取り付けられ、車輪を回転可能に支持する。軸受装置１０はハブユニットとも称される。軸受装置１０が車体側（懸架装置）に取り付けられた状態で、図１の右側が、車輪側であり、車両アウタ側と称される。図１の左側が、車体中央側であり、車両インナ側と称される。

軸受装置１０は、外輪部材（外方部材ともいう）１２と、内軸部材（内方部材ともいう）１４と、外輪部材１２と内軸部材１４との間に設けられた複数の転動体１６とを備える。本開示の転動体１６は、玉である。本開示の軸受装置１０において、軸方向とは、軸受装置１０の中心線Ｃ（以下、「軸受中心軸Ｃ）と称する。）に平行な方向である。軸受装置１０の軸方向と後述する密封装置４６の軸方向とは一致する。軸受装置１０の軸方向及び密封装置４６の軸方向それぞれを単に「軸方向」と称する。径方向とは、軸受中心線Ｃに直交する方向である。軸受装置１０の径方向と後述する密封装置４６の径方向とは一致する。軸受装置１０の径方向及び封装置４６の径方向それぞれを単に「径方向」と称する。本開示では、説明の便宜から、車両アウタ側を「軸方向一方側」と称し、車両インナ側を「軸方向他方側」と称する。

外輪部材１２は、円筒形状である外輪本体部２２と、外輪本体部２２から径方向外側に向かって延在するフランジ部２４とを有する。外輪本体部２２の内周の軸方向一方側及び他方側それぞれに、外輪軌道面２６が形成されている。フランジ部２４が車体側部材であるナックル（図示せず）に取り付けられる。これにより、外輪部材１２を含む軸受装置１０が車体に固定される。外輪部材１２の軸方向一方側の端部２８及び他方側の端部３０それぞれは、円筒形状を有する。

内軸部材１４は、軸状のハブ軸３２（内軸）と、ハブ軸３２の軸方向他方側に固定されている内輪３４とを有する。ハブ軸３２は、外輪部材１２の径方向内方に位置する軸本体部３６と、軸本体部３６の軸方向一方側に設けられているフランジ部３８とを有する。軸本体部３６は、軸方向に長い部分である。フランジ部３８は、軸本体部３６の軸方向一方側から径方向外側に向かって延在している部分である。フランジ部３８に、図示しないが、ブレーキロータ及び車輪が取り付けられる。内輪３４は、環状の部材であり、軸本体部３６の軸方向他方側の一部４０に外嵌し固定されている。

軸本体部３６の外周側に軸軌道面４２が形成され、内輪３４の外周面に内輪軌道面４４が形成されている。軸方向一方側の外輪軌道面２６と軸軌道面４２との間に複数の転動体１６が設けられている。軸方向他方側の外輪軌道面２６と内輪軌道面４４との間に複数の転動体１６が設けられている。転動体１６は、軸方向一方側及び他方側に二列となって設けられている。各列において、複数の転動体１６は保持器１８によって保持されている。以上より、外輪部材１２に対して内軸部材１４が軸受中心線Ｃを中心として回転する。

外輪部材１２と内軸部材１４との間には、転動体１６が設けられている環状の軸受内部空間２０が形成されている。軸受内部空間２０に外部から水等の異物が浸入するのを防ぐために、軸受装置１０は一対の密封装置４６，４８を更に備える。外輪部材１２の軸方向一方側の端部２８と内軸部材１４との間に、一方の密封装置４６が設けられている。外輪部材１２の軸方向他方側の端部３０と内軸部材１４（内輪３４）との間に、他方の密封装置４８が設けられている。軸方向一方側の密封装置４６はアウタ側の密封装置４６と称される。軸方向他方側の密封装置４８はインナ側の密封装置４８と称される。

〔アウタ側の密封装置４６について〕
図２は、アウタ側の密封装置４６及びその周囲を示す断面図である。図３は、アウタ側の密封装置４６の断面図である。密封装置４６は、環状のシール部材５０と環状のスリンガ５２とを備える。シール部材５０は、外輪部材１２に取り付けられている。スリンガ５２は内軸部材１４に取り付けられていて、内軸部材１４と共に回転する。

図３において、シール部材５０は、金属製である芯材（金属環）８０と、ゴム製であるシール材８１とを有する。シール材８１は芯材８０に加硫接着によって固定されている。芯材８０は、円筒形状の円筒部８０ａと、円筒部８０ａの軸方向一方側の端部８０ａ－１から径方向内側へ向けて延在する円環部８０ｂとを有する。円筒部８０ａが締め代を有して外輪部材１２の端部２８に嵌合することで、シール部材５０は外輪部材１２に固定される。

シール材８１は、円筒部８０ａを覆う円筒状の被覆部８１ａと、円環部８０ｂを覆う円環状の被覆部８１ｂと、円環状の被覆部８１ｂから延びて設けられているシールリップ５８，５９と、内側樋部８１ｃとを有する。

シールリップ（アキシアルリップ）５８は、主に軸方向に延びて設けられていて、スリンガ５２の一部（第一径方向部６２）に接触する。シールリップ（ラジアルリップ）５９は、主に径方向に延びて設けられている。シールリップ（ラジアルリップ）５９は、スリンガ５２の他部（スリンガ固定部６０）に対して、接触していてもよいが、本開示では、微小隙間をあけて接近して設けられている。

内側樋部８１ｃは、円環状の被覆部８１ｂの一部８１ｂ－１と一体となって設けられている。内側樋部８１ｃは、シールリップ５８の径方向外方側に位置している。内側樋部８１ｃは、円環状の被覆部８１ｂから軸方向一方に向かって延びている円筒状の底部８１ｄと、底部８１ｄの軸方向一方側の端部から径方向外側に向かって延びている円環状の側壁部８１ｅとを有する。被覆部８１ｂの一部８１ｂ－１と、底部８１ｄと、側壁部８１ｅとによって、密封装置４６内に、内側樋部８１ｃが構成されている。

側壁部８１ｅが、内側樋部８１ｃの軸方向一方側の側壁となり、被覆部８１ｂの一部８１ｂ－１が、内側樋部８１ｃの軸方向他方側の側壁となり、底部８１ｄが、内側樋部８１ｃの底壁となる。内側樋部８１ｃは、径方向外側に向かって開口する周溝となって構成される。内側樋部８１ｃは、後に説明するラビリンス隙間７０の内部側の開口７０ｂの径方向内方に位置する。開口７０ｂは径方向内部に向かって開口している。ラビリンス隙間７０を通過した水等の異物が、内側樋部８１ｃによって受けられる。このため、前記水等の異物が、直接的にシールリップ５８とスリンガ５２（第一径方向部６２）との接触部に到達しない。

シール部材５０は、更に、円筒状の被覆部８１ａよりも外径が大きい大径部５３を有する。大径部５３は、被覆部８１ａの軸方向他方側と連続する部分であり、シール材８１の一部により構成されている。大径部５３は、被覆部８１ａと共に円筒部８０ａを覆う。大径部５３の外径は、シール部材５０が取り付けられている外輪部材１２（端部２８）の外周面１２ｆの一部１２ｂの外径よりも大きい。このため、外周面１２ｆに沿って軸方向他方側から軸方向一方側に向かって大径部５３を見ると、大径部５３は壁状となっている。

シール材８１の円筒状の被覆部８１ａと、芯材８０の円筒部８０ａとによって、筒状のシール固定部５４が構成される。シール固定部５４が、外輪部材１２の外周面１２ｆの一部１２ｂに取り付けられている。シール材８１が有する被覆部８１ｂ、シールリップ５８，５９、及び内側樋部８１ｃと、芯材８０の円環部８０ｂとによって、シール本体部５６が構成される。

スリンガ５２は、径方向内側から外側に向かって順に、スリンガ固定部６０、第一径方向部６２、第一軸方向部６４、第二径方向部６６、及び第二軸方向部６８を有する。

スリンガ固定部６０は、円筒状の部分である。スリンガ固定部６０は、内軸部材１４の外周面１４ｆの一部１４ａに取り付けられる。スリンガ固定部６０が締め代を有して前記一部１４ａに嵌合することで、スリンガ５２は内軸部材１４に固定される。

第一径方向部６２は、テーパ形状の第一部６２ｐと、円環状の第二部６２ｑとを有する。第一部６２ｐは、スリンガ固定部６０の軸方向一方側の端部６０ａから軸方向一方側へ向かうにしたがって径方向外側に延在する部分である。第二部６２ｑは、第一部６２ｐから径方向外側へ向けて延びる部分である。第二部６２ｑにシールリップ５８が接触する。第二部６２ｑと内側樋部８１ｃとの間には隙間７９が設けられている。このように、第一径方向部６２は、スリンガ固定部６０の軸方向一方側の端部６０ａから径方向外側へ向けて延びシールリップ５８が接触する部分である。

第一軸方向部６４は、第一径方向部６２の径方向外側の端部６２ａから軸方向他方側へ向けて延びる円筒状の部分である。第一軸方向部６４は、内側樋部８１ｃの大半を超える範囲を径方向外方から覆う位置にある。第一軸方向部６４の外径と、内軸部材１４が有する段付き面１４ｈの軸方向他方側の端部における外径とは、（ほぼ）同じに設定されている。段付き面１４ｈについては、後に説明する。

第二径方向部６６は、第一軸方向部６４の軸方向他方側の端部６４ａから径方向外側へ向けて延びる円環状の部分である。第二径方向部６６は、被覆部８１ｂと隙間（第三隙間）７３を介して軸方向に対向する位置にある。隙間７３の径方向内側の端部が、ラビリンス隙間７０の内部側の開口７０ｂとなる。この開口７０ｂとは反対である、ラビリンス隙間７０の外部側の開口の参照符号は「７０ａ」である。前記隙間７３の径方向内方の直下に、内側樋部８１ｃが位置する。

第二軸方向部６８は、第二径方向部６６の径方向外側の端部６６ａから軸方向他方側へ向けて延びる円筒状の部分である。第二軸方向部６８は、シール固定部５４に隙間（第一隙間）７１を介して径方向に対向する位置にある。第二軸方向部６８の軸方向他方側の端部６８ａと、シール部材５０が有する大径部５３とは、隙間（第二隙間７２）を介して軸方向に対向している。第二隙間７２は、径方向外方に向かって開口している。この第二隙間７２の上端が、ラビリンス隙間７０の外部側の開口７０ａである。

本開示の密封装置４６は、第一隙間７１と第二隙間７２とは繋がっていて、第二隙間７２に更に第三隙間７３が繋がっている。このため、ラビリンス隙間７０には、第一隙間７１と第二隙間７２と第三隙間７３とが含まれる。ラビリンス隙間７０の具体的寸法等については、後に説明する。

シール部材５０が有する大径部５３の外周面５３ｆと、スリンガ５２が有する第二軸方向部６８の外周面６８ｆとは、直径が同等（ほぼ同じ）である。直径が同等とは、完全に一致している場合の他に、僅かに異なっていてもよい。大径部５３の外周面５３ｆと第二軸方向部６８の外周面６８ｆとの直径は、シール部材５０及びスリンガ５２それぞれの製造誤差、及び、これらを組み立てた後の（弾性変形に起因する）組立て寸法誤差が考慮される範囲で、異なっていてもよい。なお、大径部５３の外周面５３ｆの方が、第二軸方向６８の外周面６８ｆよりも、直径が僅かに大きくてもよく、又は、その反対であってもよい。前記僅かとは、目安として例えば、外周面６８ｆの直径の１％未満の値である。

ここで、車両が走行すると路面上の水が跳ね上げられ、軸受装置１０（図２参照）の外周側において水が流れる。つまり、外輪部材１２の外周側は水が流れる流路となる。なお、この水には泥が含まれる。この流路の内の、密封装置４６が設けられている範囲について説明する。図３において、シール部材５０が有する大径部５３の径方向外方の領域Ｋ１と、スリンガ５２が有する第二軸方向部６８の径方向外方の領域Ｋ２とは、密封装置４６の径方向外方に位置する外部流路７４を構成する。

外部流路７４は、軸方向に沿って直線状に延在する一連の流路である。つまり、外部流路７４には、軸方向に直交して水の流れを大きく阻害するような壁が存在していない。前記のとおり、大径部５３の外周面５３ｆと、第二軸方向部６８の外周面６８ｆとは、直径が同等（ほぼ同じ）である。このため、大径部５３の外周面５３ｆと、第二軸方向部６８の外周面６８ｆとは、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路７４の流路面７４ａに含まれる。外部の水は、大径部５３の外周面５３ｆと第二軸方向部６８の外周面６８ｆとを含む流路面７４ａに沿って、直線的に軸方向に沿って流れることができる。

〔外側の樋構造７８について〕
図２に示すように、本開示の軸受装置１０は、内軸部材１４の一部と密封装置４６の一部とによって構成される外側の樋構造７８を備える。樋構造７８は、径方向外側に向かって開口する周溝となって構成される。樋構造７８の具体的な構成について説明する。

内軸部材１４は、前記のとおり、軸本体部３６とフランジ部３８とを有する。軸本体部３６は、スリンガ固定部６０が固定される内軸部材１４の外周面の一部１４ａを有する。フランジ部３８は、軸本体部３６の軸方向一方側から径方向外側に延びる部分である。フランジ部３８は、内軸部材１４の外周面の一部１４ａから径方向外側へ延びる環状の壁面１４ｇと、その壁面１４ｇの径方向外側の端部１４ｇ－１から軸方向一方側へ延びる段付き面１４ｈとを有する。段付き面１４ｈは軸方向一方側に向かって徐々に外径が大きくなる面である。

スリンガ５２が有する第一径方向部６２は、環状の壁面１４ｇに接触する接触面７６を有する。本開示では、円環状の第二部６２ｑの軸方向一方側の側面が接触面７６となる。そして、スリンガ５２が有する第一軸方向部６４の外周面６４ｆと、フランジ部３８の段付き面１４ｈとが、共通する樋構造７８の底面７８ａとなる。つまり、樋構造７８の底面７８ａに、第一軸方向部６４の外周面６４ｆと、フランジ部３８の段付き面１４ｈとが含まれる。前記のとおり、第一軸方向部６４の外周面６４ｆの外径と、段付き面１４ｈの軸方向他方側の端部における外径とは、（ほぼ）同じに設定されている。図２に示すように、両者の外径は、完全に同一であってもよいが、第一軸方向部６４の板厚の値の範囲で異なっていてもよい。このため、第一軸方向部６４の外周面６４ｆと段付き面１４ｈとによって、軸方向に連続的である底面７８ａが構成される。

樋構造７８は、外部の水を受けることができる。特に、軸受装置１０の外周側に沿って軸方向一方へ流れた水を受けることができる。樋構造７８が受けた水は、樋構造７８が有する周溝に沿って下へ流れ、路面上に落下する。

〔ラビリンス隙間７０の具体的構成について〕
図４は、ラビリンス隙間７０及びその周囲を示す断面図である。密封装置４６には、シール部材５０とスリンガ５２との間の一部に、外部からの水の浸入を抑制するラビリンス隙間７０が形成されている。前記のとおり、ラビリンス隙間７０には、第一隙間７１と、第二隙間７２と、第三隙間７３とが含まれている。

第二隙間７２は、外部に向かって開口している。以下において、第二隙間７２を「外側隙間７２」とも称する。第三隙間７３が、密封装置４６の内部に向かって開口している。以下において、第三隙間７３を「内側隙間７３」とも称する。第一隙間７１は、外側隙間７２と内側隙間７３との間に位置する隙間であり、外側隙間７２及び内側隙間７３それぞれと連続している。以下において、この第一隙間７１を「中央隙間７１」とも称する。外側隙間７２の外側における開口の符号が「７０ａ」である。内側隙間７３の内の、密封装置４６の内部側における開口の符号が「７０ｂ」である。

内側隙間７３は、中央隙間７１と連続していて、流路方向が中央隙間７１と直交している。中央隙間７１は、外側隙間７２と連続していて、流路方向が外側隙間７２と直交している。なお、「流路方向」とは「ラビリンス隙間７０を水が通過する場合に、その水が流れる方向」である。外側隙間７２の流路方向は、径方向成分を有していればよく、本開示では径方向と一致している。内側隙間７３の流路方向は、径方向成分を有していればよく、本開示では径方向と一致している。中央隙間７１の流路方向は、軸方向成分を有していればよく、本開示では軸方向と一致している。

外側隙間７２の開口７０ａの寸法（軸方向の寸法）Ｈ１は、０．３ミリメートル以上、０．７ミリメートル以下に設定されている（０．３ミリメートル≦Ｈ１≦０．７ミリメートル）。図４に示すように、外側隙間７２は、円環形状の微小空間により構成されている。外側隙間７２は流路方向に直線的に続く形状である。このため、外側隙間７２の隙間寸法（軸方向の寸法）は、径方向に沿って一定であり、開口７０ａの寸法Ｈ１と同じである。外側隙間７２の流路方向の長さ（径方向の長さ）Ｌ１は、開口７０ａからシール固定部５４（円筒状の被覆部８１ａ）の外周面までの距離となる。この長さＬ１は、スリンガ５２が有する第二軸方向部６８の厚さ寸法（径方向の厚さ寸法）ｔと、中央隙間７１の隙間寸法（径方向の寸法）Ｈ２との和と等しい（Ｌ１＝ｔ＋Ｈ２）。

中央隙間７１の隙間寸法（径方向の寸法）Ｈ２は、０．３ミリメートル以上、１．０ミリメートル以下に設定されている（０．３ミリメートル≦Ｈ２≦１．０ミリメートル）。図４に示すように、中央隙間７１は円筒形状の微小空間により構成されている。中央隙間７１は流路方向に直線的に続く形状である。このため、中央隙間７１の隙間寸法Ｈ２は軸方向に沿って一定である。中央隙間７１の流路方向の長さ（軸方向の長さ）Ｌ２は、長く設定されるのが好ましい。そこで、中央隙間７１の流路方向の長さＬ２は、３ミリメートル以上である（Ｌ２≧３ミリメートル）。中央隙間７１の長さＬ２の上限値（目安）は、例えば７ミリメートルである（Ｌ２≦７ミリメートル）。この値は密封装置４６の寸法上の制約に基づく。中央隙間７１の長さＬ２は、第二軸方向部６８の軸方向他方側の端（端面）から、シール固定部５４（円筒状の被覆部８１ａ）の軸方向一方側の面までの距離である。

内側隙間７３の隙間寸法（軸方向の寸法）Ｈ３は、中央隙間７１の隙間寸法Ｈ２と同じである。つまり、内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３は、０．３ミリメートル以上、１．０ミリメートル以下に設定されている（０．３ミリメートル≦Ｈ３≦１．０ミリメートル）。図４に示すように、内側隙間７３は円環形状の微小空間により構成されている。内側隙間７３は流路方向に直線的に続く形状であることから、内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３は、径方向に沿って一定であり、開口７０ｂの寸法と同じである。内側隙間７３の流路方向の長さＬ３は、長く設定されるのが好ましい。そこで、内側隙間７３の流路方向の長さ（径方向の長さ）Ｌ３は、２．５ミリメートル以上である（Ｌ３≧２．５ミリメートル）。内側隙間７３の長さＬ３の上限値（目安）は、例えば４．０ミリメートルである（Ｌ３≦４．０ミリメートル）。この値は密封装置４６の寸法上の制約に基づく。

内側隙間７３の長さＬ３は、シール固定部５４の外周面から、スリンガ５２の第二径方向部６６と第一軸方向部６４との連結部６９までの距離である。なお、連結部６９は、アール形状を有している。そこで、前記長さＬ３は、シール固定部５４の外周面から、アール形状である連結部６９の内の第二径方向部６６側のアール始点６６ｓまでの距離である。アール始点６６ｓの位置は、開口７０ｂの位置と一致する。

以上のように、本開示の密封装置４６では、ラビリンス隙間７０に、外部に向かって開口する外側隙間７２と、外側隙間７２と連続し流路方向が外側隙間７２と交差する中央隙間７１と、中央隙間７１と連続し流路方向が中央隙間７１と交差する内側隙間７３とが含まれる。外側隙間７２の開口７０ａの寸法Ｈ１は、０．３ミリメートル以上、０．７ミリメートル以下である。中央隙間７１は、その流路方向の長さを確保するために、できるだけ長く設定されていて、中央隙間７１の流路方向の長さＬ２は、３ミリメートル以上である。内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３は、０．３ミリメートル以上、１．０ミリメートル以下である。

このような寸法に設定されたラビリンス隙間７０を備える密封装置４６によれば、外部の水は、ラビリンス隙間７０によって密封装置４６の内部に浸入し難くなる。ラビリンス隙間７０による水の浸入を抑制する機能は、外輪部材１２に対して内軸部材１４が回転している状態、つまり、車両が走行している状態でより高くなる。これに対して、車両が停止して内軸部材１４の回転が止まり、しかも、密封装置４６の少なくとも周方向の一部が水没するような環境では、外部からの水圧の影響を受けて、水がラビリンス隙間７０を通過して密封装置４６の内部に浸入する場合がある。なお、密封装置４６の少なくとも周方向の一部が水没するのは、路面が冠水している場合である。路面が冠水している場合の水深は、例えば、軸受装置１０の中心線Ｃ（図１参照）の高さと同じ値（車輪の半径の値）が想定される。

車両の走行が再開され、内軸部材１４が回転すると、密封装置４６の内部に浸入した水は、遠心力によって、外部へ向かって送り出される。しかし、外部からの水圧の影響を受けて排出され難い。しかし、前記のとおり、ラビリンス隙間７０の各部の寸法（寸法Ｈ１、長さＬ２、及び、寸法Ｈ３）が設定されることで、外側隙間７２、中央隙間７１、及び内側隙間７３に水膜が得られ、この水膜は、外部からの水圧に抗する力を生じさせることができる。ラビリンス隙間７０に水膜が形成されている状態で、内軸部材１４が回転すると、ラビリンス隙間７０の水、特に径方向に流路長さを有する外側隙間７２及び内側隙間７３の水にも遠心力が作用し、内部の水が外部へ排出されやすくなる。つまり、ラビリンス隙間７０に生じた水膜は、外部からの水圧に抗する力を生じさせることから、この水膜の機能が確保されることで、密封装置４６における水の排出性が高まる。以上より、本開示の密封装置４６によれば、内部に水が浸入するのを抑えることができると共に、内部に浸入した水が外部へ排出されやすくなる。

前記のとおり、ラビリンス隙間７０の各部の寸法（寸法Ｈ１、長さＬ２、及び、寸法Ｈ３）が設定されることで、外側隙間７２、中央隙間７１、及び内側隙間７３に水膜が得られると、この水膜が蓋の如く機能する。この水膜によって、外部の水の浸入がより一層効果的に抑制される。

また、中央隙間７１の隙間寸法Ｈ２が、０．３ミリメートル以上、１．０ミリメートル以下に設定されている。この構成により、外部の水の浸入を抑制する機能をより高めることができると共に、中央隙間７１に形成された水膜が維持されやすい。
また、内側隙間７３は、その流路方向の長さを確保するために、できるだけ長く設定されていて、内側隙間７３の流路方向の長さＬ３は、２．５ミリメートル以上である。この構成により、外部の水の浸入を抑制する機能をより高めることができると共に、中央隙間７１に形成された水膜が維持されやすい。

前記のとおり、外側隙間７２の開口７０ａの寸法Ｈ１は、０．３ミリメートル以上、０．７ミリメートル以下に設定されている。開口７０ａの寸法Ｈ１がこの範囲内の値に設定されていれば、開口７０ａにおける水の表面張力によって、外部の水は浸入し難くなる。前記寸法Ｈ１は、０．６ミリメートル以下であるのが特に好ましい。この場合、外側隙間７２は、０．６ミリメートル以下の寸法で開口する。

開口７０ａの寸法Ｈ１が、０．３ミリメートル以上、０．７ミリメートル以下に設定されていれば、外側隙間７２に水膜が形成された場合、開口７０ａにおいて適切な形状のメニスカスが形成され、その水膜が維持される。つまり、開口７０ａの寸法Ｈ１は、外側隙間７２における水膜、更には中央隙間７１における水膜を保持するのに適した値に設定されている。

前記寸法Ｈ１が０．３ミリメートル未満であると、密封装置４６の内部への水の浸入を防ぐ機能は高まるが、内部に入った水の排出性が低下する。
前記寸法Ｈ１が０．７ミリメートルを超えると、水の浸入を防ぐ機能が低くなる可能性がある。また、外側隙間７２はその水（その流路抵抗）によって中央隙間７１の水膜を保持する機能を有する。開口７０ａの寸法Ｈ１が０．７ミリメートルを超えると、外側隙間７２における水の流路抵抗が期待できず、中央隙間７１の水膜を保持する機能が得られ難い可能性がある。

前記のとおり、中央隙間７１の流路方向の長さＬ２は、３ミリメートル以上に設定されている。この長さＬ２が３ミリメートル未満であると、中央隙間７１が短くて水の浸入を防ぐ機能が得られ難い。また、長さＬ２が３ミリメートル未満であると、中央隙間７１において、外部からの水圧に抗する力を有するだけの有効な水膜が形成され難い。つまり、水の流路抵抗が期待できず、中央隙間７１において水膜を保持する機能が得られ難い可能性がある。

前記のとおり、内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３は、０．３ミリメートル以上、１．０ミリメートル以下に設定されている。この隙間寸法Ｈ３が０．３ミリメートル未満であると、密封装置４６の内部への水の浸入を防ぐ機能は高まるが、内部に入った水の排出性が低下する。内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３は、内側隙間７３における水膜、更には中央隙間７１における水膜を保持するのに適した値に設定されている。

内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３が１．０ミリメートルを超えると、水の浸入を防ぐ機能が低くなる可能性がある。また、内側隙間７３はその水（その流路抵抗）によって中央隙間７１の水膜を保持する機能を有する。内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３が１．０ミリメートルを超えると、内側隙間７３における水の流路抵抗が期待できず、中央隙間７１の水膜を保持する機能が得られ難い可能性がある。

外側隙間７２と内側隙間７３とは、中央隙間７１の水（水膜）を保持する機能（つまり、留める機能）を有するという点で共通する。しかし、外側隙間７２の隙間寸法（Ｈ１）の上限値（０．７ミリメートル）と、内側隙間７３の隙間寸法Ｈ３の上限値（１．０ミリメートル）とが異なる理由は、次のとおりである。すなわち、外側隙間７２は、流路方向に短い。これに対して、内側隙間７３は、外側隙間７２よりも流路方向に長い。このため、内側隙間７３は外側隙間７２よりも流路抵抗が大きくなるためである。また、外側隙間７２は、外部に開口するのに対して、内側隙間７３は、ラビリンス隙間７０の（開口７０ａから遠い）奥側の隙間であるためである。

以上のようなラビリンス隙間７０の各部における寸法は、本発明の発明者が多大な実験及びシミュレーションを行うことで得られた値である。

〔本開示の密封装置４６について〕
以上のように、本開示の密封装置４６は、シール部材５０とスリンガ５２とを備える。図３に示すように、シール部材５０は、その外周側において、シール固定部５４よりも外径が大きい大径部５３を有する。大径部５３は、スリンガ５２が有する第二軸方向部６８の軸方向他方側の端部６８ａに、外側隙間（第二隙間）７２を介して軸方向に対向している。中央隙間（第一隙間）７１と外側隙間（第二隙間）７２とは繋がっていて、密封装置４６は、中央隙間７１と外側隙間７２とを含むラビリンス隙間７０を備える。そして、前記のとおり、大径部５３の外周面５３ｆと、第二軸方向部６８の外周面６８ｆとは、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路７４の流路面７４ａに含まれる。

前記構成を備える密封装置４６によれば、外部の水は、ラビリンス隙間７０によって、シールリップ５８が存在する密封装置４６の内部に浸入し難くなる。前記のとおり、大径部５３は、シール固定部５４よりも外径が大きく、スリンガ５２が有する第二軸方向部６８の軸方向他方側の端部６８ａに外側隙間７２を介して軸方向に対向する。このため、外輪部材１２の外周面１２ｆに沿って軸方向一方に向かって流れる水（矢印Ｆ１）は、大径部５３が障壁として機能することで、密封装置４６の内部に浸入し難い。流れる水が多くなって、大径部５３を越え、軸方向一方に向かって流れても、外側隙間７２は、径方向外方に向かって開口していることから、その水は外側隙間７２の開口７０ａから浸入し難く通過する。

大径部５３の外周面５３ｆと、第二軸方向部６８の外周面６８ｆとは、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路７４の流路面７４ａに含まれる。このため、流れる水が多くなって、大径部５３を越え、軸方向一方に流れても（矢印Ｆ２）、その水は、外側隙間７２の開口７０ａ付近で滞留しないで通過し、第二軸方向部６８の外周面６８ｆに沿って流れることができる。したがって、水が外側隙間７２の開口７０ａから浸入し難い。以上より、本開示の密封装置４６によれば、外部の水が外輪部材１２と内軸部材１４との間に浸入するのを防ぐ機能が高まる。

車両の走行速度が低速（例えば、時速１０キロメートル）であって、大容量（例えば、１分あたり５リットル）の水が流れると、外部の水は密封装置４６内に浸入する可能性があることが考えられる。しかし、図３に示す前記構成を備える密封装置４６によれば、車両の走行速度が低速であって、外輪１２の周囲を水が大容量で流れる場合であっても、水の浸入を抑えることができる。

図２に示すように、スリンガ５２が有する第一径方向部６２の少なくとも一部は、内軸部材１４の環状の壁面１４ｇに接触する接触面７６を有する。内軸部材１４は、更に、環状の壁面１４ｇの径方向外側の端部１４ｇ－１から軸方向一方側へ延びる段付き面１４ｈを有する。スリンガ５２が有する第一軸方向部６４の外周面６４ｆと、内軸部材１４の段付き面１４ｈとは、共通する樋構造７８の底面７８ａとなっている。

つまり、スリンガ５２の一部と内軸部材１４の一部とによって樋構造７８が構成されている。樋構造７８の底面７８ａは、スリンガ５２の第一軸方向部６４の外周面６４ｆと、内軸部材１４の段付き面１４ｈとによって構成されている。外輪部材１２の外周面１２ｆに沿って軸方向一方に向かって流れる水が、多くなって、その水の一部が大径部５３を越え軸方向一方に向かって流れ（矢印Ｆ２）、更に、第二軸方向部６８の外周面６８ｆに沿って流れると（矢印Ｆ３）、その水は、樋構造７８に受け止められる。

樋構造７８の底面７８ａには、スリンガ５２が有する第一軸方向部６４の外周面６４ｆの他に、内軸部材１４の段付き面１４ｈも含まれるため、樋構造７８の容量が大きくなる。このため、多くの水を樋構造７８は受け止めることが可能となる。水は、樋構造７８によって受け止められることから、流れる方向を軸方向他方側に変えて外側隙間７２に向かって流れるのを抑制することが可能となる。この結果、水が多くても、樋構造７８により路面に落下させることができ、ラビリンス隙間７０の開口７０ａ側へ戻ることを防ぎ、水の浸入が防がれる。

以上のように、本開示の密封装置４６によれば、外部の水が外輪部材１２と内軸部材１４との間に浸入するのを防ぐ機能が高まる。また、密封装置４６の内部に水が浸入したとしても、その水が外部へ排出されやすくなる構成が得られる。

〔その他〕
本開示の軸受装置１０では、内軸部材１４が外輪部材１２に対して軸受中心軸Ｃを中心に回転する。本開示の密封装置４６は、車輪用の転がり軸受装置（ハブユニット）１０以外にも適用可能であり、密封装置４６が適用される転がり軸受装置では、外方部材（外輪部材１２）と内方部材（内軸部材１４）とが軸受中心軸Ｃを中心に相対的に回転すればよい。つまり、図示しないが、転がり軸受装置の用途によっては、外方部材が内方部材に対して軸受中心軸を中心に回転してもよい。

外輪部材（外方部材）１２及び内軸部材（内方部材）１４の形態は、様々変更可能である。また、シール部材５０及びスリンガ５２の形態は、本発明の範囲内で変更可能であり、図示した形態以外であってもよい。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０：転がり軸受装置 １２：外輪部材（外方部材） １２ｂ：一部
１２ｆ：外周面 １４：内軸部材（内方部材） １４ｆ：外周面
１４ａ：一部 １４ｈ：段付き面 １４ｇ：壁面
１６：転動体 ２０：軸受内部空間 ３６：軸本体部
３８：フランジ部 ４６：密封装置 ５０：シール部材
５２：スリンガ ５３：大径部 ５３ｆ：外周面
５４：シール固定部 ５６：シール本体部 ５８，５９：シールリップ
６０：スリンガ固定部 ６０ａ：端部 ６２：第一径方向部
６２ａ：端部 ６４：第一軸方向部 ６４ａ：端部
６６：第二径方向部 ６６ａ：端部 ６８：第二軸方向部
６８ａ：端部 ６８ｆ：外周面 ７０：ラビリンス隙間
７１：第一隙間（中央隙間） ７２：第二隙間（外側隙間）
７３：第三隙間（内側隙間） ７４：外部流路 ７４ａ：流路面
７６：接触面 ７８：樋構造 ７８ａ：底面

Claims (3)

1. 外方部材と、内方部材と、当該外方部材と当該内方部材との間に設けられた複数の転動体と、当該外方部材と当該内方部材との間であって前記転動体が設けられている軸受内部空間に異物が浸入するのを防ぐ密封装置と、を備える転がり軸受装置であって、
   前記密封装置が、前記外方部材に取り付けられる環状のシール部材と、前記外方部材に対して相対的に回転する前記内方部材に取り付けられる環状のスリンガと、を備え、
   前記シール部材は、前記外方部材の外周面の一部に取り付けられる筒状のシール固定部と、シールリップを有するシール本体部と、を有し、
   前記スリンガは、前記内方部材の外周面の一部に取り付けられるスリンガ固定部と、当該スリンガ固定部の軸方向一方側の端部から径方向外側へ向けて延び前記シールリップが接触する第一径方向部と、当該第一径方向部の径方向外側の端部から軸方向他方側へ向けて延びる第一軸方向部と、当該第一軸方向部の軸方向他方側の端部から径方向外側へ向けて延びる第二径方向部と、当該第二径方向部の径方向外側の端部から軸方向他方側へ向けて延び前記シール固定部に第一隙間を介して径方向に対向する第二軸方向部と、を有し、
   前記シール部材は、更に、前記シール固定部よりも外径が大きく前記第二軸方向部の軸方向他方側の端部に第二隙間を介して軸方向に対向する大径部を有し、
   前記大径部の外周面と、前記第二軸方向部の外周面とは、軸方向に沿って直線状に延在する一連の外部流路の流路面に含まれ、
   前記密封装置は、前記第一隙間と前記第二隙間とは繋がっていて当該第一隙間と当該第二隙間とを含むラビリンス隙間を備え、
   前記内方部材は、前記スリンガ固定部が固定される前記内方部材の外周面の一部を有する軸本体部と、当該軸本体部の軸方向一方側から径方向外側に延びるフランジ部と、を有し、
   前記フランジ部は、前記スリンガ固定部が固定される前記外周面の一部から径方向外側へ延びる環状の壁面と、当該壁面の径方向外側の端部から軸方向一方側へ延びる段付き面と、を有し、
   前記スリンガが有する前記第一径方向部の少なくとも一部は、前記環状の壁面に接触する接触面を有し、
   前記スリンガと前記内方部材とで構成され、径方向外側に向かって開口する周溝を有する樋構造を備え、
   前記第一軸方向部は、前記段付き面との境界となる前記壁面の径方向外側の端部の軸方向他方側に位置し、
   前記第一軸方向部の外周面は、前記樋構造の底面の一部となり、前記段付き面は、前記第一軸方向部と軸方向に並んで位置して、前記樋構造の底面の別の一部となる、
   転がり軸受装置。
2. 前記大径部の外周面と、前記第二軸方向部の外周面とは、直径が同等である、請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記第二隙間は、０．６ミリメートル以下である、請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受装置。

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