JPWO2017061242A1

JPWO2017061242A1 - 密封装置

Info

Publication number: JPWO2017061242A1
Application number: JP2017544430A
Authority: JP
Inventors: 加藤　拓也; 拓也加藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2036-09-14
Also published as: WO2017061242A1; US10612597B2; EP3339693B1; JP6876610B2; US20180195558A1; CN108027066A; KR102035695B1; EP3339693A1; KR20180045009A; EP3339693A4; CN108027066B

Abstract

発生するトルク抵抗の増大を回避しつつ、異物の侵入防止機能を向上させることができる密封装置を提供する。密封装置（１）は、ハブベアリング（５０）の外輪（５１）に取り付けられる密封装置本体（１０）とハブ（５２）に取り付けられるスリンガ（２０）とを備え、密封装置本体（１０）は、補強環（１２）と弾性体部（１１）とを備える。弾性体部（１１）は、スリンガ（２０）の外周側端部（２０ｃ）よりも外周側に位置しハブ（５２）との間に間隙（３１）を形成する外周側ラビリンスリップ（１５）と、内周側ラビリンスリップ（１６）と、サイドリップ（１７）を備える。外周側ラビリンスリップ（１５）は、その先端部がスリンガ（２０）の外周側端部（２０ｃ）よりも軸線ｘ方向において外側に位置すると共に、外周側ラビリンスリップ（１５）の外周側において内周側に窪む軸線（ｘ）を中心とする環状の溝部（３２）を形成している。

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、車両等のハブベアリングにおいて用いられる密封装置に関する。

車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持するハブベアリングは、雨水、泥水及びダスト等の異物に直接曝される環境にある。このため、従来から、ハブベアリングには、このハブベアリングの内部を密封するために、密封装置が取り付けられている。この密封装置は、ハブベアリングの内部の潤滑剤の密封を図ると共に内部に異物が侵入することの防止を図っている。

また、ハブベアリングに用いられる密封装置には、ハブベアリングの内部に異物が侵入することを防止しつつ、密封装置がハブベアリングに加えるトルク抵抗を増加させないようにすることが求められている。

図４は、従来のハブベアリングに取り付けられる密封装置（以下、ハブシールともいう。）の概略構成を示すための部分断面図である。図４に示すように、従来のハブシールとしての密封装置１００は、ハブベアリング２００において、互いに同軸に相対回動する外輪２０１とハブ輪２０２との間の環状の空間２０３を密封するために、外輪２０１とハブ輪２０２との間に圧入されている。密封装置１００は、空間２０３内に充填された転動体２０４の潤滑剤の漏洩を抑制すると共に空間２０３内に異物が侵入することを抑制している。

密封装置１００は、図４に示すように、ハブベアリング２００の外輪２０１の内周面に内嵌される金属製の補強環１１１と、補強環１１１を覆うように一体に形成されたゴム材から成る弾性体部１１２とを備えている。

密封装置１００において、弾性体部１１２は、サイドリップ１１５，１１６とラジアルリップ１１７とを有しており、サイドリップ１１５，１１６とラジアルリップ１１７は、ハブ輪２０２の曲周面２０２ａに摺接している。サイドリップ１１５，１１６とラジアルリップ１１７とは、異物がハブベアリング２００の空間２０３内へ侵入することを抑制している。

特開２０１４−２４０６７６号公報

図４に示すような従来の密封装置１００においては、サイドリップ１１５，１１６とラジアルリップ１１７とによって異物の侵入の防止が図られている。しかしながら、車両の使用環境の多様化により、より過酷な使用環境における異物の侵入の防止が求められるようになっており、このために、従来の密封装置１００に対しては異物の侵入防止性能の向上が求められている。異物の侵入防止性能の向上には、従来のようにハブ輪２０２の曲周面２０２ａに摺接するサイドリップ１１５、１１６の増加が考えられるが、サイドリップ１１５，１１６による摺接による異物の侵入の防止はハブベアリング２００のトルク抵抗を増大させることになる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発生するトルク抵抗の増大を回避しつつ、異物の侵入防止機能を向上させることができる密封装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、ベアリングにおいて軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材との間を密封する密封装置であって、前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、前記密封装置本体の外側に位置し前記内周側部材に取り付けられる前記軸線を中心とする環状のスリンガとを備え、前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記スリンガの外周側の端部である外周側端部よりも前記外周側を通って延びて前記内周側部材との間に間隙を形成する外周側ラビリンスリップと、前記外周側ラビリンスリップよりも内周側に位置し前記スリンガとの間に間隙を形成する内周側ラビリンスリップと、前記ラビリンスリップよりも前記内周側に位置し前記スリンガに当接するサイドリップとを備え、前記外周側ラビリンスリップは、該外周側ラビリンスリップの先端部が前記スリンガの前記外周側端部よりも前記軸線方向において前記外側に位置すると共に、前記外周側ラビリンスリップの前記外周側において前記内周側に窪む前記軸線を中心とする環状の溝部を形成していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部は、前記外周側部材の外周面から前記外周側に突出する前記軸線を中心とする環状の堰部を備え、該堰部は前記外周側ラビリンスリップとの間に前記溝部を形成している。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部は、前記外周側ラビリンスリップと前記内周側ラビリンスリップとの間において前記スリンガに間隙をもって対向してラビリンスシールを形成している。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記スリンガは、前記外周側端部の少なくとも先端側の部分において前記軸線方向において前記内周側部材から離間しており、前記内周側に窪む前記軸線を中心とする環状の溝隙間部を形成している。

本発明に係る密封装置によれば、発生するトルク抵抗の増大を回避しつつ、異物の侵入防止機能を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の軸線に沿った断面における断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る密封装置がハブベアリングに取り付けられた状態を示す軸線に沿った断面における断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の軸線に沿った断面における断面図である。従来の密封装置を示す軸線に沿った断面における断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。はじめに、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の概略構成を示す断面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１が例えば自動車において車輪を回転自在に支持するハブベアリング５０に取り付けられた状態を示す断面図である。

図２に示すようにハブベアリング５０は、外周側部材としての軸線ｘを中心とする環状の外輪５１と、内周側部材としての外輪５１に対して相対回動可能な軸線ｘを中心とする外輪５１に部分的に包囲された環状のハブ５２と、外輪５１とハブ５２との間に配設された複数のベアリングボール５３とを備えている。ハブ５２は、具体的には、内輪５４とハブ輪５５とを有しており、ハブ輪５５の車輪取付フランジ５６に複数本のハブボルト５７によって図示しない車輪が取り付けられる。

本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、ハブベアリング５０の外輪５１の内周面とハブ５２のハブ輪５５の外周面との間に取り付けられている。外輪５１の内周面とハブ５２の内輪５４の外周面との間には、他の密封装置６０が取り付けられている。なお、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、他の密封装置６０に代えて、外輪５１の内周面と内輪５４の外周面との間に取り付けることも可能である。

外輪５１とハブ輪５５との間の空間５にはハブベアリング５０の空間５を密封するように軸線ｘを中心とする環状の密封装置１が配設されている。密封装置１はハブベアリング５０のベアリングボール５３等が設けられている領域内からの潤滑剤の漏洩の防止を図ると共に、この領域に雨水や泥水やダスト等の異物が外部から侵入することの防止を図っている。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、軸線ｘを中心とする環状の密封装置本体１０と、軸線ｘを中心とする環状のスリンガ２０とを備えている。スリンガ２０は、密封装置本体１０に対向して、密封装置本体１０の外側に配設されている。

密封装置本体１０は、軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成る弾性体部１１と、軸線ｘを中心とする環状の金属製の補強環１２とを備えている。

弾性体部１１は、補強環１２に一体的に取り付けられている。弾性体部１１の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。ゴム材は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。補強環１２の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。

ここで、説明の便宜上、外側とは、図１に示すように、軸線ｘ方向において矢印ａ方向とし、内側とは、軸線ｘ方向において矢印ｂ方向とする。つまり、外側とは、ハブベアリング５０の外部側に面する方向の側であり、異物が存在する大気側に面する方向の側である。内側とは、ハブベアリング５０の内部側に面する方向の側であり、空間５に面する方向の側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側とする。

弾性体部１１は、図１に示すように、基体部１４と、外周側ラビリンスリップ１５と、内周側ラビリンスリップ１６と、サイドリップ１７と、ラジアルリップ１８と、堰部１９と、フランジ部２１とを有している。基体部１４は、径方向に延びる部分である外周側基体部１４ａと、径方向から傾斜して延びる部分である内周側基体部１４ｂとを有しており、軸線ｘを中心とするほぼ円盤状に延びて環状に形成された部分である。外周側ラビリンスリップ１５は、基体部１４において基体部１４の外周側の端部の近傍から外側且つ外周側に延びるリップ部分である。外周側ラビリンスリップ１５は、後述するように、先端部がスリンガ２０の外周側端部２０ｃよりも軸線ｘ方向において外側に位置するように延びている。内周側ラビリンスリップ１６は、外周側ラビリンスリップ１５よりも内周側に位置し、基体部１４から外側且つ外周側に延びるリップ部分である。サイドリップ１７は、内周側ラビリンスリップ１６よりも内周側に位置し、基体部１４の内周側の端部から外側且つ外周側に延びるリップ部分であり、ラジアルリップ１８は、基体部１４の内周側の端部から内側且つ内周側に延びるリップ部分である。堰部１９は、基体部１４において基体部１４の外周側の端部の近傍から外周側ラビリンスリップ１５に背向して内側に形成された部分であり、フランジ部２１は、堰部１９よりも内周側の位置で基体部１４から内側へ延びる部分である。外周側ラビリンスリップ１５、内周側ラビリンスリップ１６、サイドリップ１７、ラジアルリップ１８、堰部１９及びフランジ部２１はいずれも軸線ｘを中心とする環状に形成されている。

補強環１２は、軸線ｘを中心とする環状に形成され、図１に示すように、外周側の端部に位置する円筒状の円筒部１２ａと、円筒部１２ａから内周側に延びる円盤状の円盤部１２ｂと、円盤部１２ｂの内周側端部から内側に延びる円筒状の円筒部１２ｃと、円筒部１２ｃの内側端部から屈曲して外周側に延びさらに内側に屈曲して延びて内周側の端部に至る屈曲部１２ｄとを備えている。補強環１２の円筒部１２ｃにおいて、補強環１２は外輪５１の内周側に嵌着されている。

補強環１２には、内周側及び外側から弾性体部１１が取り付けられており、弾性体部１１が補強されている。具体的には、補強環１２の円盤部１２ｂと屈曲部１２ｄには、弾性体部１１の基体部１４が内周側から取り付けられており、補強環１２の円筒部１２ａには、弾性体部１１の堰部１９が円筒部１２ａを覆うように取り付けられており、補強環１２の円盤部１２ｂと屈曲部１２ｄとには、弾性体部１１のフランジ部２１が円盤部１２ｂと屈曲部１２ｄに挟まれるようにして取り付けられている。図１に示すように、屈曲部１２ｄの内周側の内周側端部は、弾性体部１１に覆われ埋設されている。弾性体部１１の堰部１９の内周側の部分は、補強環１２の円筒部１２ａの内周側の部分において、外輪５１に嵌着されるガスケット部を形成しており、密封装置本体１０が外輪５１に圧入された際に、外輪５１の外周面と補強環１２の円筒部１２ａとの間において圧縮されて、径方向内側に向かう力を発生する。

補強環１２は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部１１は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１２は成形型の中に配置されており、弾性体部１１が架橋接着により補強環１２に接着され、弾性体部１１が補強環１２と一体的に成形される。

スリンガ２０は、金属製、例えば耐錆性に優れたステンレス鋼製の部材であり、軸線ｘを中心とする板状の環状の部材である。スリンガ２０は、ハブ輪５５の車輪取付フランジ５６の内側の内周側の端部近傍（付根近傍）の曲周面５５ａに取り付けられている。曲周面５５ａは例えば双曲線状の曲面であり、スリンガ２０の内周面に密接するような形状を有している。具体的には、スリンガ２０は、曲周面５５ａに沿う形状に形成された軸線ｘを中心とする環状の曲面部２０ａと、曲面部２０ａの外周側の端部から曲周面５５ａに沿って外周側へ延びる軸線ｘを中心とする円盤状の円盤部２０ｂとを備えている。具体的には、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１のスリンガ２０の曲面部２０ａと円盤部２０ｂは、曲周面５５ａに沿って内側から外周側へ連続して形成されている。なお、曲周面５５ａは、図１に示すように、円筒表面状の面から曲面となり、径方向に延びる円盤状の面となっている。

図１に示すように、密封装置１の外周側ラビリンスリップ１５は、スリンガ２０の円盤部２０ｂの外周側の端部（外周側端部２０ｃ）よりも外周側を通って延びている。具体的には、外周側ラビリンスリップ１５は、外周側端部２０ｃよりも外周側を通って外周側端部２０ｃを超えて、先端部がスリンガ２０の円盤部２０ｂよりも軸線ｘ方向において外側に位置するように延びている。外周側ラビリンスリップ１５の先端部は、ハブ輪５５の曲周面５５ａとの間に微小な間隙３１を形成しており、スリンガ２０の円盤部２０ｂの外周側端部２０ｃよりも軸線ｘ方向において外側に位置している。このように、外周側ラビリンスリップ１５は、ラビリンスシールを形成している。また、外周側ラビリンスリップ１５は、外周側ラビリンスリップ１５の外周側において内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝部３２を形成している。具体的には、外周側ラビリンスリップ１５は、その先端部が上記微小な間隙３１を空けてハブ輪５５の曲周面５５ａに対向するように延びており、また、外周側ラビリンスリップ１５は、径方向において外周側に、スリンガ２０の円盤部２０ｂの外周側端部２０ｃに対して間隔を形成してスリンガ２０を外周側から覆っている。溝部３２は、雨水、泥水及びダスト等の異物が間隙３１を通過する手前で捕獲収容し、溝部３２に捕獲収容された異物はその自重により落下し、溝部３２に捕獲収容された異物を密封装置１の外部へ排出することができる。なお、密封装置本体１０が回転する場合は、溝部３２に捕獲収容された異物を、ハブベアリング５０の回転に伴う遠心力の作用により密封装置１の外部へ排出することができる。

堰部１９は、外輪５１の外周面５１ａから外周側に突出して軸線ｘを中心とする環状に形成されている。堰部１９は、外周側ラビリンスリップ１５との間に上記溝部３２を形成しており、具体的には、堰部１９の外側の外側面１９ｃが外周側ラビリンスリップ１５の外周側の面と共に溝部３２を形成している。堰部１９の内側面１９ａは、異物が外部から侵入した場合に防波堤の役割をなし、異物が密封装置１の内部に侵入することを抑制する。堰部１９の内側面１９ａを超えた異物は、堰部１９の外周面１９ｂ及び外側面１９ｃを伝って溝部３２に捕獲収容され、上述のように捕獲収容された異物はその自重によって落下し、密封装置１の外部へ排出される。

外周側ラビリンスリップ１５と内周側ラビリンスリップ１６との間における弾性体部１１の基体部１４の径方向に延びる部分である外周側基体部１４ａは、スリンガ２０の円盤部２０ｂとの間で径方向に延びる微小幅の間隙２６を形成し、間隙２６によるラビリンスシールＬを形成している。基体部１４の外周側基体部１４ａは、例えば図１に示すように軸線ｘを中心とする円環板又は円盤状に形成されており、外側の面において間隙２６を空けてスリンガ２０の円盤部２０ｂに対向している。

内周側ラビリンスリップ１６は、外周側ラビリンスリップ１５よりも内周側に位置し、その先端においてスリンガ２０の曲面部２０ａとの間に微小な間隙３３を形成して、ラビリンスシールを形成している。内周側ラビリンスリップ１６は弾性体部１１の基体部１４との間に内周側ラビリンスリップ１６の外周側において内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝部３４を形成している。ラビリンスシールＬを通過して内周側ラビリンスリップ１６に至る異物の一部は溝部３４に捕獲収容され、溝部３４に捕獲収容された異物はその自重により落下していき、下方に落下した異物は、ハブベアリング５０（スリンガ２０）の回転に伴う遠心力の作用によりラビリンスシールＬを通過して密封装置１の外部へ排出される。なお、密封装置本体１０が回転する場合、溝部３４に捕獲された異物は、密封装置本体１０の回転による遠心力の作用を受け、ラビリンスシールＬを通過して密封装置１の外部に排出される。

サイドリップ１７は、先端部において所定の締め代（接触幅）を持ってスリンガ２０の曲面部２０ａの内側の面に当接し、シール部を形成している。また、ラジアルリップ１８は、先端部において所定の締め代を持ってスリンガ２０の曲面部２０ａの外周側の面に当接し、シール部を形成している。内周側ラビリンスリップ１６を通過した異物は、サイドリップ１７及びラジアルリップ１８によって空間５内に侵入することが抑制される。

図１に示すように、ハブ輪５５の曲周面５５ａは円盤部２０ｂが位置する近傍で外側へ膨れた段差を形成する形状に形成されており、スリンガ２０の円盤部２０ｂと曲周面５５ａとの間に、内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝隙間部３６を形成している。すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１では、ハブ輪５５の曲周面５５ａの外側へ膨れた形状の部位（段部）を利用することによってスリンガ２０が円盤部２０ｂとハブ輪５５の曲周面５５ａとの間に溝隙間部３６を形成している。外部から曲周面５５ａを伝って間隙３１を通過して侵入する異物は溝隙間部３６に捕獲収容される。溝隙間部３６に捕獲収容された異物はその自重により落下し、溝隙間部３６に捕獲収容された異物を密封装置１の外部に排出することができる。また、溝隙間部３６に捕獲収容された異物、及び自重により落下して溝隙間部３６に付着している異物は、ハブベアリング５０（スリンガ２０及びハブ輪５５）の回転に伴う遠心力の作用により密封装置１の外部へ排出される。なお、スリンガ２０が回転しない場合においても、溝隙間部３６に捕獲収容された異物はその自重により落下するので、溝隙間部３６に捕獲収容された異物を密封装置１の外部に排出することができる。

次いで、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２について説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２の概略構成を示す断面図である。

本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同様に、図２に示すハブベアリング５０に適用される。密封装置２は、ハブベアリング５０の外輪５１の内周面とハブ５２のハブ輪５５の外周面との間に取り付けられている。外輪５１の内周面とハブ５２の内輪５４の外周面との間には、他の密封装置６０が取り付けられている。なお、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２は、他の密封装置６０に代えて、外輪５１の内周面と内輪５４の外周面との間に取り付けることも可能である。

外輪５１とハブ輪５５との間の空間５にはハブベアリング５０の空間５を密封するように軸線ｘを中心とする環状の密封装置２が配設されている。密封装置２はハブベアリング５０のベアリングボール５３等が設けられている領域内からの潤滑剤の漏洩の防止を図ると共に、この領域に雨水や泥水やダスト等の異物が外部から侵入することの防止を図っている。

図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２は、軸線ｘを中心とする環状の密封装置本体１０と、軸線ｘを中心とする環状のスリンガ４０とを備えている。スリンガ４０は、密封装置本体１０に対向して、密封装置本体１０の外側に配設されている。

ここで、説明の便宜上、外側とは、図３に示すように、軸線ｘ方向において矢印ａ方向とし、内側とは、軸線ｘ方向において矢印ｂ方向とする。つまり、外側とは、ハブベアリング５０の外部側に面する方向の側であり、異物が存在する大気側に面する方向の側である。内側とは、ハブベアリング５０の内部側に面する方向の側であり、空間５に面する方向の側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図３の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図３の矢印ｄ方向）を内周側とする。

弾性体部１１は、図３に示すように、基体部１４と、外周側ラビリンスリップ１５と、内周側ラビリンスリップ１６と、サイドリップ１７と、ラジアルリップ１８と、堰部１９と、フランジ部２１とを有している。基体部１４は、径方向に延びる部分である外周側基体部１４ａと、径方向から傾斜して延びる部分である内周側基体部１４ｂとを有しており、軸線ｘを中心とするほぼ円盤状に延びて環状に形成された部分である。外周側ラビリンスリップ１５は、基体部１４において基体部１４の外周側の端部の近傍から外側且つ外周側に延びるリップ部分であり、内周側ラビリンスリップ１６は、外周側ラビリンスリップ１５よりも内周側に位置し、基体部１４から外側且つ外周側に延びるリップ部分である。サイドリップ１７は、内周側ラビリンスリップ１６よりも内周側に位置し、基体部１４の内周側の端部から外側且つ外周側に延びるリップ部分であり、ラジアルリップ１８は、基体部１４の内周側の端部から内側且つ内周側に延びるリップ部分である。堰部１９は、基体部１４において基体部１４の外周側の端部の近傍から外周側ラビリンスリップ１５に背向して内側に形成された部分であり、フランジ部２１は、堰部１９よりも内周側の位置で基体部１４から内側へ延びる部分である。外周側ラビリンスリップ１５、内周側ラビリンスリップ１６、サイドリップ１７、ラジアルリップ１８、堰部１９及びフランジ部２１はいずれも軸線ｘを中心とする環状に形成されている。

補強環１２は、軸線ｘを中心とする環状に形成され、図３に示すように、外周側の端部に位置する円筒状の円筒部１２ａと、円筒部１２ａから内周側に延びる円盤状の円盤部１２ｂと、円盤部１２ｂの内周側端部から内側に延びる円筒状の円筒部１２ｃと、円筒部１２ｃの内側端部から屈曲して外周側に延びさらに内側に屈曲して延びて内周側の端部に至る屈曲部１２ｄとを備えている。補強環１２の円筒部１２ｃにおいて、補強環１２は外輪５１の内周側に嵌着されている。

補強環１２には、内周側及び外側から弾性体部１１が取り付けられており、弾性体部１１が補強されている。具体的には、補強環１２の円盤部１２ｂと屈曲部１２ｄには、弾性体部１１の基体部１４が内周側から取り付けられており、補強環１２の円筒部１２ａには、弾性体部１１の堰部１９が円筒部１２ａを覆うように取り付けられており、補強環１２の円盤部１２ｂと屈曲部１２ｄとには、弾性体部１１のフランジ部２１が円盤部１２ｂと屈曲部１２ｄに挟まれるようにして取り付けられている。図３に示すように、屈曲部１２ｄの内周側の内周側端部は、弾性体部１１に覆われ埋設されている。弾性体部１１の堰部１９の内周側の部分は、補強環１２の円筒部１２ａの内周側の部分において、外輪５１に嵌着されるガスケット部を形成しており、密封装置本体１０が外輪５１に圧入された際に、外輪５１の外周面と補強環１２の円筒部１２ａとの間において圧縮されて、径方向内側に向かう力を発生する。

スリンガ４０は、金属製、例えば耐錆性に優れたステンレス鋼製の部材であり、軸線ｘを中心とする板状の環状の部材である。スリンガ４０は、ハブ輪５５の車輪取付フランジ５６の内側の内周側の端部近傍（付根近傍）の曲周面５５ａに取り付けられている。曲周面５５ａは例えば双曲線状の曲面であり、スリンガ４０の内周面に密接するような形状を有している。具体的には、スリンガ４０は、曲周面５５ａに沿う形状に形成された軸線ｘを中心とする環状の曲面部４０ａと、曲面部４０ａの外周側の端部から内側に曲周面５５ａから離間して外周側に延びる円盤状の軸線ｘを中心とする円盤部４０ｂとを備えている。密封装置２のスリンガ４０の円盤部４０ｂには、円盤部４０ｂの外周側の端部及び外側を覆うように軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成るガスケット部２３が設けられている。ガスケット部２３は上述の弾性体部１１と同様に架橋接着によりスリンガ４０に接着されている。ガスケット部２３は円盤部４０ｂの外周側の端部（外周側端部４０ｃ）を覆う外周端部２３ａと、円盤部４０ｂの外部を覆い曲周面５５ａに密着される外側部２３ｂとを有している。

図３に示すように、密封装置２の外周側ラビリンスリップ１５は、スリンガ４０の円盤部４０ｂの外周側端部４０ｃ及びガスケット部２３の外周端部２３ａよりも外周側を通って延びている。外周側ラビリンスリップ１５の先端部は、ハブ輪５５の曲周面５５ａとの間に微小な間隙３１を形成しており、スリンガ４０の円盤部４０ｂの外周側端部４０ｃよりも軸線ｘ方向において外側に位置している。このように、外周側ラビリンスリップ１５は、ラビリンスシールを形成している。また、外周側ラビリンスリップ１５は、外周側ラビリンスリップ１５の外周側において内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝部３２を形成している。具体的には、外周側ラビリンスリップ１５は、その先端部が上記微小な間隙３１を空けてハブ輪５５の曲周面５５ａに対向するように延びており、また、外周側ラビリンスリップ１５は、径方向において外周側に、スリンガ４０の円盤部４０ｂの外周側端部４０ｃに対して間隔を形成している。溝部３２は、雨水、泥水及びダスト等の異物が間隙３１を通過する手前で捕獲収容し、溝部３２に捕獲収容された異物はその自重により落下し、溝部３２に捕獲収容された異物を密封装置２の外部へ排出することができる。なお、密封装置本体１０が回転する場合は、溝部３２に捕獲収容された異物を、ハブベアリング５０の回転に伴う遠心力の作用により密封装置２の外部へ排出することができる。

堰部１９は、外輪５１の外周面５１ａから外周側に突出して軸線ｘを中心とする環状に形成されている。堰部１９は、外周側ラビリンスリップ１５との間に上記溝部３２を形成しており、具体的には、堰部１９の外側の外側面１９ｃが外周側ラビリンスリップ１５の外周側の面と共に溝部３２を形成している。堰部１９の内側面１９ａは、異物が外部から侵入した場合に防波堤の役割をなし、異物が密封装置２の内部に侵入することを抑制する。堰部１９の内側面１９ａを超えた異物は、堰部１９の外周面１９ｂ及び外側面１９ｃを伝って溝部３２に捕獲収容され、上述のように捕獲収容された異物はその自重によって落下し、密封装置２の外部へ排出される。

外周側ラビリンスリップ１５と内周側ラビリンスリップ１６との間における弾性体部１１の基体部１４の径方向に延びる部分である外周側基体部１４ａは、スリンガ４０の円盤部４０ｂとの間で径方向に延びる微小幅の間隙２６を形成し、間隙２６によるラビリンスシールＬを形成している。基体部１４の外周側基体部１４ａは、例えば図３に示すように軸線ｘを中心とする円環板又は円盤状に形成されており、外側の面において間隙２６を空けてスリンガ４０の円盤部４０ｂに対向している。

内周側ラビリンスリップ１６は、外周側ラビリンスリップ１５よりも内周側に位置し、その先端においてスリンガ４０の曲面部４０ａとの間に微小な間隙３３を形成して、ラビリンスシールを形成している。内周側ラビリンスリップ１６は弾性体部１１の基体部１４との間に内周側ラビリンスリップ１６の外周側において内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝部３４を形成している。ラビリンスシールＬを通過して内周側ラビリンスリップ１６に至る異物の一部は溝部３４に捕獲収容され、溝部３４に捕獲収容された異物はその自重により落下していき、下方に落下した異物は、ハブベアリング５０（スリンガ４０）の回転に伴う遠心力の作用によりラビリンスシールＬを通過して密封装置２の外部へ排出される。なお、密封装置本体１０が回転する場合、溝部３４に捕獲された異物は、密封装置本体１０の回転による遠心力の作用を受け、ラビリンスシールＬを通過して密封装置２の外部に排出される。

サイドリップ１７は、先端部において所定の締め代（接触幅）を持ってスリンガ４０の曲面部４０ａの内側の面に当接し、シール部を形成している。また、ラジアルリップ１８は、先端部において所定の締め代を持ってスリンガ４０の曲面部４０ａの外周側の面に当接し、シール部を形成している。内周側ラビリンスリップ１６を通過した異物は、サイドリップ１７及びラジアルリップ１８によって空間５内に侵入することが抑制される。

図３に示すように、スリンガ４０の円盤部４０ｂは曲面部４０ａから移行する部位で内側へ変位して形成されており、また、ハブ輪５５の曲周面５５ａは円盤部４０ｂが位置する近傍で外側へ膨れた形状に形成されている。すなわち、密封装置２では、スリンガ４０が曲面部４０ａに対して内側へ変位する円盤部４０ｂを有しており、また、ハブ輪５５の曲周面５５ａが外側へ膨れた形状の部位（段部）を有しており、この結果、スリンガ４０の円盤部４０ｂは曲周面５５ａから離間した位置にある。そして、円盤部４０ｂの外周側端部４０ｃを覆うガスケット部２３は、ガスケット部２３の外側部２３ｂと対向する曲周面５５ａとの間に、内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝隙間部３６を形成している。外部から曲周面５５ａを伝って間隙３１を通過して侵入する異物は溝隙間部３６に捕獲収容される。溝隙間部３６に捕獲収容された異物はその自重により落下し、溝隙間部３６に捕獲収容された異物を密封装置２の外部に排出することができる。また、溝隙間部３６に捕獲収容された異物、及び自重により落下して溝隙間部３６に付着している異物は、ハブベアリング５０（スリンガ４０及びハブ輪５５）の回転に伴う遠心力の作用により密封装置２の外部へ排出される。なお、スリンガ４０が回転しない場合においても、溝隙間部３６に捕獲収容された異物はその自重により落下するので、溝隙間部３６に捕獲収容された異物を密封装置２の外部に排出することができる。

なお、溝隙間部３６を形成するためには、図３に示す場合のようにスリンガ４０が曲面部４０ａに対して内側へ変位する円盤部４０ｂを有すると共にハブ輪５５の曲周面５５ａが外側へ膨れた形状の部位を有する必要があるとは限らない。例えば、ハブ輪５５の曲周面５５ａが外側へ膨れた形状の部位を有さず曲周面５５ａが滑らかに連続的に形成されている場合であっても、スリンガ４０が曲面部４０ａに対して内側へ変位する円盤部４０ｂを有するようにすれば、曲周面５５ａと円盤部４０ｂとの間に溝隙間部３６を形成することは可能である。また、ハブ輪５５の曲周面５５ａが密封装置２を設置する位置近傍に外側へ膨れた形状の部位を有する場合には、スリンガ４０が曲面部４０ａのみを有し円盤部４０ｂを有しない場合であっても、ハブ輪５５の曲周面５５ａの外側へ膨れた形状の部位を活用することによってスリンガ４０が曲面部４０ａとハブ輪５５の曲周面５５ａとの間に溝隙間部３６を形成することが可能になる。なお、図１に示す密封装置１においても同様であってもよい。

以上、本発明の実施の形態に係る密封装置１，２においては、外周側ラビリンスリップ１５は、スリンガ２０の円盤部２０ｂの外周側端部２０ｃ、又は、スリンガ４０の円盤部４０ｂの外周側端部４０ｃ及びガスケット部２３の外周端部２３ａよりも外周側を通って延びると共に、外周側ラビリンスリップ１５の先端がスリンガ２０，４０の円盤部２０ｂ，４０ｂの外周側端部２０ｃ，４０ｃよりも軸線ｘ方向において外側に位置するので、ハブ輪５５の曲周面５５ａとの間に微小な間隙３１を形成することが可能になり、ラビリンスシールを形成することができる。このため、微小な間隙３１によって異物が侵入しにくくすることができ、外周側ラビリンスリップ１５によって、発生するトルク抵抗の増大を回避しつつ、異物の侵入防止機能を向上させることができる。また、外周側ラビリンスリップ１５は、スリンガ２０，４０の円盤部２０ｂ，４０ｂと基体部１４の外周側基体部１４ａとの間の間隙２６を外周側から覆っているので、より異物の侵入防止機能を向上させることができる。

また、外周側ラビリンスリップ１５の外周側に溝部３２が形成されているので、異物が間隙３１に侵入する前に異物を溝部３２に捕獲収容することが可能になり、溝部３２に捕獲収容された異物をその自重により落下させて密封装置１，２の外部へ排出することができる。

また、外輪５１の外周面５１ａから外周側に突出して堰部１９が形成されているので、堰部１９の内側面１９ａは異物が外部から侵入した場合に防波堤の役割をなすことができ、異物が密封装置１，２の内部に侵入することを抑制することができる。

また、堰部１９の外側の外側面１９ｃは外周側ラビリンスリップ１５の外周側の面と共に溝部３２を形成しているので、堰部１９の内側面１９ａを超えた異物は堰部１９の外周面１９ｂ及び外側面１９ｃを伝って溝部３２に捕獲収容され、溝部３２に捕獲収容された異物はその自重により落下し、溝部３２に捕獲収容された異物を密封装置１，２の外部へ排出することができる。

また、基体部１４の外周側基体部１４ａは、間隙２６によるラビリンスシールＬを形成しているので、異物の流動抵抗を大きくし異物が空間５内へ侵入することを抑制することができる。

また、スリンガ２０の円盤部２０ｂの外周側端部２０ｃ、又は、スリンガ４０の円盤部４０ｂの外周側端部４０ｃを覆うガスケット部２３は、ガスケット部２３の外側部２３ｂと対向するハブ輪５５の曲周面５５ａとの間に、内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝隙間部３６を形成しているので、外部から曲周面５５ａを伝って間隙３１を通過する異物を溝隙間部３６に捕獲収容し、溝隙間部３６に捕獲収容された異物を、その自重により落下させて密封装置１，２の外部へ排出することができると共に、ハブベアリング５０の回転に伴う遠心力の作用により密封装置１，２の外部へ排出することができる。

また、内周側ラビリンスリップ１６は、弾性体部１１の基体部１４との間に内周側に窪む軸線ｘを中心とする環状の溝部３４を形成しているので、異物を溝部３４に捕獲収容し、溝部３４に捕獲収容された異物を下方に落下させ、落下した異物をハブベアリング５０の回転に伴う遠心力の作用により密封装置１，２の外部へ排出することができる。また、内周側ラビリンスリップ１６は、スリンガ２０，４０の曲面部２０ａ，４０ａとの間に微小な間隙３３を形成してラビリンスシールを形成しているので、微小な間隙３３によって異物が侵入しにくくすることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る密封装置１，２に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

１、２、６０、１００密封装置
５、２０３空間
１０密封装置本体
１１、１１２弾性体部
１２、１１１補強環
１２ａ、１２ｃ円筒部
１２ｂ円盤部
１２ｄ屈曲部
１４基体部
１４ａ外周側基体部
１４ｂ内周側基体部
１５外周側ラビリンスリップ
１６内周側ラビリンスリップ
１７、１１５、１１６サイドリップ
１８、１１７ラジアルリップ
１９堰部
１９ａ内側面
１９ｂ外周面
１９ｃ外側面
２０、４０スリンガ
２０ａ、４０ａ曲面部
２０ｂ、４０ｂ円盤部
２０ｃ、４０ｃ外周側端部
２１フランジ部
２３ガスケット部
２６、３１、３３間隙
３２、３４溝部
３６溝隙間部
５０、２００ハブベアリング
５１、２０１外輪
５１ａ外周面
５２ハブ
５３ベアリングボール
５４内輪
５５、２０２ハブ輪
５５ａ，２０２ａ曲周面
５６車輪取付フランジ
５７ハブボルト
Ｌラビリンスシール
ｘ軸線

Claims

ベアリングにおいて軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材との間を密封する密封装置であって、
前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、
前記密封装置本体の外側に位置し前記内周側部材に取り付けられる前記軸線を中心とする環状のスリンガとを備え、
前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、
前記弾性体部は、前記スリンガの外周側の端部である外周側端部よりも前記外周側を通って延びて前記内周側部材との間に間隙を形成する外周側ラビリンスリップと、前記外周側ラビリンスリップよりも内周側に位置し前記スリンガとの間に間隙を形成する内周側ラビリンスリップと、前記ラビリンスリップよりも前記内周側に位置し前記スリンガに当接するサイドリップとを備え、
前記外周側ラビリンスリップは、該外周側ラビリンスリップの先端部が前記スリンガの前記外周側端部よりも前記軸線方向において前記外側に位置すると共に、前記外周側ラビリンスリップの前記外周側において前記内周側に窪む前記軸線を中心とする環状の溝部を形成している
ことを特徴とする密封装置。
前記弾性体部は、前記外周側部材の外周面から前記外周側に突出する前記軸線を中心とする環状の堰部を備え、該堰部は前記外周側ラビリンスリップとの間に前記溝部を形成していることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
前記弾性体部は、前記外周側ラビリンスリップと前記内周側ラビリンスリップとの間において前記スリンガに間隙をもって対向してラビリンスシールを形成していることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
前記スリンガは、前記外周側端部の少なくとも先端側の部分において前記軸線方向において前記内周側部材から離間しており、前記内周側に窪む前記軸線を中心とする環状の溝隙間部を形成していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。