JP7437723B2

JP7437723B2 - 密封装置

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Publication number: JP7437723B2
Application number: JP2019077130A
Authority: JP
Inventors: 健人小山; 大介仲田
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2024-02-26
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: JP2020024034A

Description

本発明は、例えば、自動車等の車輪支持部の軸受装置に用いられる密封装置に関し、さらに詳しくは、相対的に同軸回転可能な外輪と内輪との間の環状の軸受空間における軸方向端部を密封する密封装置に関する。

前記のような密封装置としては、内輪の外周面に嵌合されるスリンガ部材（これと同等の部材も含む）と、外輪の内周面に嵌合される芯金及び該芯金に固着されて前記スリンガに接触するシールリップを有するシール部材とが組み合わさって構成される密封装置が多く用いられている（例えば、特許文献１～３参照）。このような密封装置は、内輪又は外輪の軸回転に伴うシールリップのスリンガに対する相対摺接（近接）によって、外部からの軸受空間内への泥水等の浸入を阻止し、また、軸受空間内に充填されるグリース等の外部漏出を阻止するよう設計される。
そして、前記各特許文献では、スリンガ部材がコの字状に形成され、これによって、スリンガ部材とシール部材との組み合わせ部で、連続するラビリンス部が形成され、外部から密封装置内への泥水等の浸入が抑制される。

特開２０１５－１５８２２６号公報特開２０１５－１８３８０１号公報特開２０１７－１３７９７３号公報

前記のような密封装置の場合、特に、スリンガ部材がコの字状とされることによって、ラビリンス部の連続長さを大きく確保でき、前記泥水等の浸入抑制が効果的になされる。しかし、ラビリンス部の連続長さが長過ぎると、密封装置内に浸入した泥水が外部に排出され難くなり、密封装置の空間部内に滞留することがある。このように密封装置内に泥水等が滞留すると、泥水等に含まれる塵埃等の異物がシールリップとスリンガ部材との摺接部に噛み込み、シールリップの先端部が経時的に摩耗して、シール寿命が短くなることが懸念される。前記特許文献１～３には、ラビリンス部の連続長さの適正化についての言及がなく、その改良が望まれるところであった。

本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、ラビリンス部の連続長さを適正化し、シール機能の向上と長寿命化を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、相対的に同軸回転する内輪と外輪との間の環状の軸受空間における軸方向端部を密封する密封装置であって、前記内輪に嵌合されるスリンガ部材と、前記外輪に嵌合されるシール部材とを含み、前記スリンガ部材は、内輪の外周面に嵌合されるスリンガ円筒部と、該スリンガ円筒部における前記軸受空間とは反対側の端部から前記外輪の軸方向端面に対向して外径方向に延びるスリンガ円輪部と、該スリンガ円輪部の外径方向端部から前記軸受空間側に延びる外径側スリンガ円筒部とからなり、前記シール部材は、芯金と、該芯金に一体に設けられたシールリップ基部及び当該シールリップ基部から前記スリンガ部材に弾接乃至近接するよう延びるシールリップとからなり、且つ、前記外輪の内周面に嵌合されるシール嵌合円筒部と、該シール嵌合円筒部の一端部より内径方向に延びるシール円輪部と、該シール嵌合円筒部の前記軸受空間とは反対側の端部から前記外輪の軸方向端面を覆うように外径方向に延びる外径側シール円輪部とを含み、前記スリンガ円輪部とこれに軸方向に対向する前記シール部材との間に構成された第１の軸方向ラビリンス部と、前記外径側スリンガ円筒部とこれに径方向に対向する前記外輪及び／又は前記シール部材との間に構成された第１の径方向ラビリンス部と、前記外径側スリンガ円筒部とこれに軸方向に対向する前記外輪又は前記シール部材との間に構成された第２の軸方向ラビリンス部とを備え、前記第２の軸方向ラビリンス部、前記第１の径方向ラビリンス部及び前記第１の軸方向ラビリンス部は、この順序で連続すると共に、その連続長さが前記シール嵌合円筒部の軸方向長さの１．１倍以上且つ３倍以下とされ、且つ、各ラビリンス部の隙間幅がいずれも１ｍｍ以下とされ、前記第１の軸方向ラビリンス部は、前記スリンガ円輪部の前記軸受空間側の面と、当該外径側シール円輪部の前記スリンガ円輪部に対向する面とによって構成されており、前記第１の軸方向ラビリンス部の長さは、前記外径側シール円輪部の前記スリンガ円輪部に対向する面の全面における径方向の長さであることを特徴とする。

本発明の密封装置によれば、３個の連続するラビリンス部によって、泥水等の密封装置内への浸入経路が長くなり、密封装置内へ泥水等が浸入することが抑制される。また、３個のラビリンス部の連続長さをシール嵌合円筒部の軸方向長さの１．１倍以上且つ３倍以下としたことにより泥水等の耐浸入性に加えて、一旦密封装置内に浸入した泥水等の排出も適正になされる。これによって、密封装置としてのシール寿命が向上し、これに伴いシールリップの数も減らすことができることから回転トルクを抑えることができる。因みに、ラビリンス部の連続長さがシール嵌合円筒部の軸方向長さの１．１倍未満の場合、泥水等の耐浸入性が低下する傾向となる。また、ラビリンス部の連続長さがシール嵌合円筒部の軸方向長さの３倍を超えると、泥水等の排水性が低下する傾向となる。さらに、各ラビリンス部の隙間幅をいずれも１ｍｍ以下としているので、ラビリンス部による泥水等の浸入阻止がより的確に発揮される。因みに、各ラビリンス部の隙間幅が１ｍｍを超えると、泥水等の耐浸入性が低下する傾向となる。そして、スリンガ部材が複数の折り曲げ箇所を有する形状とされているから、スリンガ部材の剛性が増し、内輪に対する嵌合力を向上させることができる。

これによれば、第１の軸方向ラビリンス部の長さが大きく確保され、ラビリンス部による前記効果の発揮がより助長される。また、これによれば、外輪の軸受空間とは反対側の端面が外径側シール円輪部によって覆われるから、当該端面が泥水等に晒され難く、この部分の発錆が抑制される。

本発明の密封装置において、前記外輪の外周面には前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と対向する段差面が設けられ、前記第２の軸方向ラビリンス部は、前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と当該外輪の段差面とによって構成されるものとしてもよい。
これによれば、第２の軸方向ラビリンス部と第１の径方向ラビリンス部とが屈曲した経路を形成することになり、ラビリンス部による前記効果の発揮がより顕著となる。

前記の場合、さらに、前記外径側シール円輪部は、その外径側端部から前記軸受空間側に前記外輪の外周面を覆うように延びる外径側シール円筒部と、当該外径側シール円筒部の軸方向先端部から前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と対向するよう外径方向に屈曲された屈曲部とを有し、前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と当該屈曲部の対向する面との間に前記第２の軸方向ラビリンス部が構成されるものとしてもよい。
これによれば、外輪の外周面が先端部に屈曲部を有する外径側シール円筒部によって覆われているから、外輪の外周面が泥水等に晒され難くなる。また、屈曲部の堰止め作用が相乗してラビリンス部からの密封装置内への泥水等の浸入が効果的に抑制される。加えて、外輪に特に加工を施すことなく、第２の軸方向ラビリンス部を構成することができる。

本発明の密封装置によれば、ラビリンス部の連続長さを適正化し、シール機能の向上と長寿命化を図ることができる。

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。図１のＸ部の拡大図であって、本発明に係る密封装置の第一の実施形態を示す図である。本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す図２と同様図である。本発明に係る密封装置の第三の実施形態を示す図２と同様図である。

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、駆動輪用のハブベアリングであって、大略的に、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が内輪５を構成し、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（不図示）が同軸的にスプライン嵌合され、ドライブシャフトは等速ジョイント（不図示）を介して不図示の駆動源（駆動伝達部）に連結される。ドライブシャフトはナット（不図示）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からの抜脱が防止されている。回転側である内輪５（ハブ輪３及び内輪部材４）は固定側である外輪２に対して、軸Ｌ回りに同軸回転可能とされ、外輪２と、内輪５との間に環状の軸受空間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の軌道輪３ａ及び内輪部材４の軌道輪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。本明細書において、軸Ｌ方向に沿って車輪に向く側（図１において右側を向く側）を車輪側、車体に向く側（同左側を向く側）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とハブ輪３との間、及び、外輪２と内輪部材４との間には、密封装置としてのベアリングシール１００，１０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。これによって、軸受空間Ｓ内への泥水等の浸入や軸受空間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。

図２は、本発明に係る密封装置の第一の実施形態を示し、本実施形態では、ベアリングシール１０，１００のうち、車輪側のベアリングシール１００に本発明に係る密封装置が適用された例を示している。本実施形態のベアリングシール（密封装置）１００は、ハブ輪３（内輪５）に嵌合されるスリンガ部材１０１と、外輪２の車輪側内周面２ｅに嵌合されるシール部材１０６とを含む。スリンガ部材１０１は、ハブ輪３（ハブ輪本体３０）の外周面３０ａに嵌合されるスリンガ円筒部１０２と、スリンガ円筒部１０２における軸受空間Ｓとは反対側の端部１０２ａからハブ輪３の立上基部３１の形状に対応する湾曲部１０３を経て外輪２の軸方向端面（車輪側端面）２ｆに対向して外径方向に延びるスリンガ円輪部１０４と、スリンガ円輪部１０４の外径方向端部１０４ａから軸受空間Ｓ側に延びる外径側スリンガ円筒部１０５とからなる。シール部材１０６は、外輪２に嵌合されるシール嵌合円筒部１０７と、シール嵌合円筒部１０７の軸受空間Ｓ側の一端部１０７ａより屈折して内径方向に延びるシール円輪部１０８とを含む。さらに、シール部材１０６は、シール嵌合円筒部１０７の軸受空間Ｓとは反対側の端部１０７ｂから外輪２の車輪側端面２ｆを覆うように外径方向に延びる外径側シール円輪部１０９と、外径側シール円輪部１０９の外径側端部１０９ａから外輪２の車輪側外周面２ｇに沿って軸受空間Ｓ側に延びる外径側シール円筒部１１０とを含む。そして、シール部材１０６は、芯金１１１と、芯金１１１に一体に設けられたシールリップ基部１１２及びシールリップ基部１１２からスリンガ部材１０１に弾接乃至近接するよう延びる図例では３個のシールリップ１１３，１１４，１１５とからなる。

本実施形態の芯金１１１は、外輪２の車輪側内周面２ｅに嵌合される芯金円筒部１１１１と、芯金円筒部１１１１の軸受空間Ｓ側の端部１１１１ａから屈折部１１１２を経て内径方向に延びる芯金円輪部１１１３と、芯金円筒部１１１１の軸受空間Ｓとは反対側の端部１１１１ｂから、外輪２の車輪側端面２ｆに密接するよう外径側に延びる外径側芯金円輪部１１１４とからなる。シールリップ基部１１２及びシールリップ１１３，１１４，１１５は、前記例と同様にゴム等の弾性部材からなり、芯金１１１とともにインサート成型により一体に形成される。シールリップ１１３，１１４はアキシャルリップであり、その先側部が軸受空間Ｓとは反対側且つ外径方向に向き、スリンガ部材１０１のスリンガ円輪部１０４の軸受空間Ｓ側の面１０４ｂ及び湾曲部１３０の軸受空間Ｓ側の面１０３ａにそれぞれ弾接する。また、シールリップ１１５はラジアルリップであり、その先側部が軸受空間Ｓ側且つ内径方向に向き、スリンガ円筒部１０２の外周面１０２ｂに弾接する。各シールリップ１１３，１１４，１１５の２点鎖線部は弾性変形前の原形を示している。シールリップ基部１１２は、芯金円輪部１１１３における軸受空間Ｓ側の面１１１３ａの一部から芯金円輪部１１１３の内径側端部１１１３ｂを回り込み、軸受空間Ｓとは反対側の面（車体側面）１１１３ｃの全面から芯金円筒部１１１１の内周面１１１１ｃの全面及び外径側芯金円輪部１１１４の車輪側面１１１４ａを覆うように芯金１１１に一体とされている。さらに、シールリップ基部１１２は、外径側芯金円輪部１１１４を覆う部分の外径側端部から外径側芯金円輪部１１１４の外径側端面１１１４ｂを回り込んで軸受空間Ｓ側に外輪２の外周面２ｇを覆うように延びるリップ基部円筒部１１６を有している。本実施形態では、前記外径側シール円筒部１１０は、当該リップ基部円筒部１１６によって構成されている。リップ基部円筒部１１６は、その軸Ｌ方向先端部から外径側に屈折する屈曲部１１７をさらに有している。

本実施形態では、シール嵌合円筒部１０７は、芯金円筒部１１１１とシールリップ基部１１２の芯金円筒部１１１１に一体とされた部分とにより構成され、シール円輪部１０８は、芯金円輪部１１１３とシールリップ基部１１２の芯金円輪部１１１３に一体とされた部分とにより構成される。また、外径側シール円輪部１０９は、外径側芯金円輪部１１１４と、シールリップ基部１１２の外径側芯金円輪部１１１４に一体とされた部分とにより構成される。そして、外径側スリンガ円筒部１０５は、シールリップ基部１１２におけるリップ基部円筒部１１６の外径側に隙間を開けて位置し、外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａは、前記屈曲部１１７の車輪側面１１７ａに対向するよう位置付けられる。

本実施形態において、スリンガ円輪部１０４の軸受空間Ｓ側の面１０４ｂと、シールリップ基部１１２における外径側芯金円輪部１１１４を覆う部分（外径側シール円輪部１０９）との間に第１の軸方向ラビリンスｒ１が構成されている。また、外径側スリンガ円筒部１０５の内周面１０５ｂと、リップ基部円筒部１１６（外径側シール円筒部１１０）の外周面１６ａとの間に第１の径方向ラビリンス部ｒ２が構成されている。さらに、外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａと、シールリップ基部１１２における屈曲部１１７の車輪側面１１７ａとの間に第２の軸方向ラビリンス部ｒ３が構成されている。第２の軸方向ラビリンス部ｒ３、第１の径方向ラビリンス部ｒ２及び第１の軸方向ラビリンスｒ１は、ベアリングシール１００の外部から内部に向かいこの順序で連続し、２箇所で屈折部を有するように構成されている。

本実施形態において、第１の軸方向ラビリンス部ｒ１、第１の径方向ラビリンス部ｒ２及び第２の軸方向ラビリンス部ｒ３の隙間幅は、いずれも１ｍｍ以下に設定される。また、第２の軸方向ラビリンス部ｒ３、第１の径方向ラビリンス部ｒ２及び第１の軸方向ラビリンス部ｒ１の連続長さＬｒは、シール嵌合円筒部１０７の軸方向長さｄの１．１倍以上且つ３倍以下に設定される。

前記のように構成されるベアリングシール１００を備えた軸受装置１において、ドライブシャフト及び内輪５が軸Ｌ回りに回転すると、スリンガ部材１０１も軸Ｌ回りに回転する。この回転に伴い、シールリップ１１３，１１４，１１５の各先側部分が、スリンガ部材０１のそれぞれの弾接部位で相対的に弾性摺接する。この弾性摺接によって、ベアリングシール１００内に浸入した泥水等は、軸受空間Ｓ内にさらに浸入することが阻止される。また、軸受空間Ｓ内に充填されているグリース等の潤滑剤の外部漏出が防止される。

そして、本実施形態では、スリンガ部材１０１及びシール部材１０６間に構成される３個の連続するラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３によって、泥水等のベアリングシール１００内への浸入経路が長くなり、ベアリングシール１００内へ泥水等が浸入することが抑制される。また、３個のラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３の連続長さＬｒをシール嵌合円筒部１０７の軸方向長さｄの１．１倍以上且つ３倍以下としたことにより泥水等の耐浸入性に加えて、一旦ベアリングシール１００内に浸入した泥水等の排出も適正になされる。特に、スリンガ部材１０１の軸回転に伴う、スリンガ部材１０１及びシール部材１０６によって囲まれた空間部分によるポンピング作用によって、ベアリングシール１００内に浸入した泥水等の排出が速やかになされる。この泥水等の排出が速やかになされない場合、前記空間部分に泥水等が滞留し、泥水等に含まれる塵埃がシールリップ１１３，１１４，１１５のスリンガ部材１０１に対する弾性摺接部分に噛み込んで、シールリップ１１３，１１４，１１５の先端部が摩耗する。しかし、泥水等の排出が速やかになされるので、このような摩耗が生じ難く、これによって、ベアリングシール１００としてのシール寿命が向上する。これに伴いシールリップの数も減らすことができ、シールリップによる回転トルクを抑えることができる。因みに、ラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３の連続長さＬｒがシール嵌合円筒部１０７の軸方向長さｄの１．１倍未満の場合、泥水等の耐浸入性が低下する傾向となる。また、ラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３の連続長さＬｒがシール嵌合円筒部１０７の軸方向長さの３倍を超えると、泥水等の排水性が低下する傾向となる。

さらに、各ラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３の隙間幅をいずれも１ｍｍ以下としているので、ラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３による泥水等の浸入阻止がより的確に発揮される。因みに、各ラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３の隙間幅が１ｍｍを超えると、泥水等の耐浸入性が低下する傾向となる。加えて、スリンガ部材１１が複数の折り曲げ箇所を有する形状とされているから、スリンガ部材１１の剛性が増し、内輪５に対する嵌合力を向上させることができる。

さらに、外輪２の車輪側外周面２ｇが先端部に屈曲部１１７を有するリップ基部円筒部１１６（外径側シール円筒部１１０）によって覆われているから、外輪２の外周面２ｇが泥水等に晒され難くなる。また、屈曲部１１７の堰止め作用が相乗してラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３からのベアリングシール１００内への泥水等の浸入が効果的に抑制される。加えて、芯金１１１におけるベアリングシール１００の外方側に向く面が全てシールリップ基部１１２によって一体に覆われているから、当該面が外部からの泥水等に晒されず、発錆する懸念がない。さらに加えて、外輪２に特に加工を施すことなく、第２の軸方向ラビリンス部ｒ３を構成することができる。

図３は、本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示し、本実施形態も、車輪側のベアリングシール１００に本発明に係る密封装置が適用された例を示している。本実施形態のベアリングシール（密封装置）１００は、ハブ輪３（内輪５）に嵌合されるスリンガ部材１０１と、外輪２の車輪側外周面２ｇに嵌合されるシール部材１０６とを含む。スリンガ部材１０１は、図２の例と同様に構成されるので、図２の例と同様の符号を付し、その構造の説明は割愛する。シール部材１０６は、外輪２の車輪側外周面２ｇに嵌合されるシール嵌合円筒部１０７と、シール嵌合円筒部１０７の軸受空間Ｓとは反対側の一端部１０７ｂより外輪２の車輪側端面２ｆに沿い、軸受空間Ｓ側に屈折して内径方向に延びるシール円輪部１０８とを含む。そして、シール部材１０６は、芯金１１１と、芯金１１１に一体に設けられたシールリップ基部１１２及びシールリップ基部１１２からスリンガ部材１０１に弾接乃至近接するよう延びる３個のシールリップ１１３，１１４，１１５とからなる。

本実施形態の芯金１１１は、外輪２の車輪側外周面２ｇに嵌合される芯金円筒部１１１１と、芯金円筒部１１１１の軸受空間Ｓとは反対側の端部１１１１ｂから外輪２の車輪側端面２ｆに密接し、軸受空間Ｓ側に斜めに屈折して内径方向に延びる芯金円輪部１１１３とからなる。シールリップ基部１１２及びシールリップ１１３，１１４，１１５は、前記例と同様にゴム等の弾性部材からなり、芯金１１１とともにインサート成型により一体に形成される。シールリップ１１３，１１４，１１５は、その先側部が図２の例と同様の態様でスリンガ部材に弾接する。シールリップ基部１１２は、芯金円輪部１１１３における軸受空間Ｓ側の面１１１３ａの一部から芯金円輪部１１１３の内径側端部１１１３ｂを回り込み、芯金円輪部１１１３における外輪２の車輪側端面２ｆに密接する部分を含む軸受空間Ｓとは反対側の面（車体側面）１１１３ｃの全面を覆い、さらに芯金円筒部１１１１の外周面１１１１ｄ及び軸受空間側端面１１１１ｅを覆うように芯金１１１に一体とされている。シールリップ基部１１２の芯金円筒部１１１１を覆う部分における軸受空間Ｓ側部分には、外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａに対向するよう外径方向に突出する環状突部１１８を有している。また、シールリップ基部１１２の芯金円筒部１１１１を覆う部分における軸受空間Ｓとは反対側の端部には、車輪側に延びる環状の庇状部１１９が一体に形成されている。

本実施形態では、シール嵌合円筒部１０７は、芯金円筒部１１１１とシールリップ基部１１２における芯金円筒部１１１１の外周部を一体に覆う部分によって構成され、シール円輪部１０８は、芯金円輪部１１１３とシールリップ基部１１２の芯金円輪部１１１３に一体とされた部分とにより構成される。また、外径側スリンガ円筒部１０５は、シールリップ基部１１２における芯金円筒部１１１１を覆う部分の外径側に隙間を開けて位置し、外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａは、前記環状突部１１８の車輪側面１１８ａに対向するよう位置付けられる。

本実施形態において、スリンガ円輪部１０４の軸受空間Ｓ側の面１０４ｂと、庇状部１１９の車輪側先端部１１９ａとの間に第１の軸方向ラビリンスｒ１が構成されている。また、外径側スリンガ円筒部１０５の内周面１０５ｂと、芯金円筒部１１１１を覆う部分の外周面との間に第１の径方向ラビリンス部ｒ２が構成されている。さらに、外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａと、シールリップ基部１１２における環状突部１８の車輪側面１１８ａとの間に第２の軸方向ラビリンス部ｒ３が構成されている。第２の軸方向ラビリンス部ｒ３、第１の径方向ラビリンス部ｒ２及び第１の軸方向ラビリンスｒ１は、ベアリングシール１００の外部から内部に向かいこの順序で連続し、２箇所で屈折部を有するように構成されている。

本実施形態においても、第１の軸方向ラビリンス部ｒ１、第１の径方向ラビリンス部ｒ２及び第２の軸方向ラビリンス部ｒ３の隙間幅は、いずれも１ｍｍ以下に設定される。また、第２の軸方向ラビリンス部ｒ３、第１の径方向ラビリンス部及び第１の軸方向ラビリンス部ｒ１の連続長さＬｒは、シール嵌合円筒部１０７の軸方向長さｄの１．１倍以上且つ３倍以下に設定される。

本実施形態のように構成されるベアリングシール１００を備えた軸受装置１においても、内輪５の軸Ｌ回りの回転に伴うシールリップ１１３，１１４，１１５の機能が図２の例と同様に発現される。また、スリンガ部材１０１及びシール部材１０６間に構成される３個の連続するラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３によっても、図２の例と同様の効果が得られる。

さらに、外輪２の車輪側外周面２ｇが、芯金円筒部１１１１及びシールリップ基部１１２における芯金円筒部１１１１を一体に覆う部分（シール嵌合円筒部１０７）によって覆われているから、泥水等に晒され難くなる。また、シールリップ基部１１２に形成された環状突部１１８の堰止め作用が相乗してラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３からのベアリングシール１００内への泥水等の浸入が効果的に抑制される。加えて、芯金１１１におけるベアリングシール１００の外方側に向く面が全てシールリップ基部１１２によって一体に覆われているから、当該面が外部からの泥水等に晒されず、発錆する懸念がない。さらに加えて、図２の例と同様に外輪２に特に加工を施すことなく、第２の軸方向ラビリンス部ｒ３を構成することができる。

図４は、本発明に係る密封装置の第三の実施形態を示し、本実施形態も、車輪側のベアリングシール１００に本発明に係る密封装置が適用された例を示している。本実施形態のベアリングシール（密封装置）１００は、ハブ輪３（内輪５）に嵌合されるスリンガ部材１０１と、外輪２の車輪側内周面２ｅに嵌合されるシール部材１０６とを含む。スリンガ部材１０１は、図２の例と同様に構成されるので、図２の例と同様の符号を付し、ここでもその構造の説明は割愛する。シール部材１０６は、外輪２に嵌合されるシール嵌合円筒部１０７と、シール嵌合円筒部１０７の軸受空間Ｓ側の一端部１０７ａより屈折して内径方向に延びるシール円輪部１０８とを含む。さらに、シール部材１０６は、シール嵌合円筒部１０７の軸受空間Ｓとは反対側の端部１０７ｂから外輪２の車輪側端面２ｆを覆うように外径方向に延びる外径側シール円輪部１０９とを含む。そして、シール部材１０６は、芯金１１１と、芯金１１１に一体に設けられたシールリップ基部１１２及びシールリップ基部１１２からスリンガ部材１０１に弾接乃至近接するよう延びる３個のシールリップ１１３，１１４，１１５とからなる。

本実施形態の芯金１１１は、外輪２の車輪側内周面２ｅに嵌合される芯金円筒部１１１１と、芯金円筒部１１１１の軸受空間Ｓ側の端部１１１１ａから屈折部１１１２を経て内径方向に延びる芯金円輪部１１１３と、芯金円筒部１１１１の軸受空間Ｓとは反対側の端部１１１１ｂから、外輪２の車輪側端面２ｆに密接するよう外径側に延びる外径側芯金円輪部１１１４とからなる。外径側芯金円輪部１１１４は、図２の例とは若干異なり、外輪２の車輪側端面２ｆの過半部に密接するように構成される。シールリップ基部１１２及びシールリップ１１３，１１４，１１５は、前記例と同様にゴム等の弾性部材からなり、芯金１１１とともにインサート成型により一体に形成される。シールリップ１１３，１１４，１１５は、その先側部が図２の例と同様の態様でスリンガ部材に弾接する。シールリップ基部１１２の芯金１１１における芯金円筒部１１１１及び芯金円輪部１１１３に対する一体化態様は図２の例と同様である。そして、シールリップ基部１１２は、外径側芯金円輪部１１１４では、車輪側面１１１４ａの全面及び外径側端面１１１４ｂを覆うように一体化され、一部が外輪２の外周面２ｇ（小径面部２ｇａ）より外径側に突出することなく外輪２の車輪側端面２ｆに当接するよう構成される。

本実施形態では、シール嵌合円筒部１０７は、芯金円筒部１１１１とシールリップ基部１１２の芯金円筒部１１１１に一体とされた部分とにより構成され、シール円輪部１０８は、芯金円輪部１１１３とシールリップ基部１１２の芯金円輪部１１１３に一体とされた部分とにより構成される。また、外径側シール円輪部１０９は、外径側芯金円輪部１１１４と、シールリップ基部１１２の外径側芯金円輪部１１１４に一体とされた部分及び外径側芯金円輪部１１１４より外径側に位置する部分とにより構成される。外輪２の車輪側外周面２ｇは、車輪側の小径面部２ｇａと、車体側の大径面部２ｇｂとにより構成され、小径面部２ｇａと、大径面部２ｇｂとの間に、これらに垂直な段差面２ｇｃが形成され、当該段差面２ｇｃは外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａに対向するよう位置付けられている。

本実施形態において、スリンガ円輪部１０４の軸受空間Ｓ側の面１０４ｂと、シールリップ基部１１２における外径側芯金円輪部１１１４を覆う部分及び外輪２の車輪側端面２ｆに当接する部分（外径側シール円輪部１０９）との間に第１の軸方向ラビリンスｒ１が構成されている。また、外径側スリンガ円筒部１０５の内周面１０５ｂと、外輪２の車輪側外周面２ｇにおける小径面部２ｇａとの間に第１の径方向ラビリンス部ｒ２が構成されている。さらに、外径側スリンガ円筒部１０５の軸方向先端面１０５ａと、外輪２の車輪側外周面２ｇにおける段差面２ｇｃとの間に第２の軸方向ラビリンス部ｒ３が構成されている。第２の軸方向ラビリンス部ｒ３、第１の径方向ラビリンス部ｒ２及び第１の軸方向ラビリンスｒ１は、ベアリングシール１００の外部から内部に向かいこの順序で連続し、２箇所で屈折部を有するように構成されている。

本実施形態のように構成されるベアリングシール１００を備えた軸受装置１においても、内輪５の軸Ｌ回りの回転に伴うシールリップ１１３，１１４，１１５の機能が図２の例と同様に発現される。また、スリンガ部材１０１及びシール部材１０６間に構成される３個の連続するラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３によっても、図２の例と同様の効果が得られる。さらに、芯金１１１におけるベアリングシール１００の外方側に向く面が全てシールリップ基部１１２によって一体に覆われているから、当該面が外部からの泥水等に晒されず、発錆する懸念がない。
その他の構成で、図２の例と共通する部分の作用・効果は図２の例の場合と同様であるのでその説明は割愛する。

なお、各実施形態では、連続する３個のラビリンス部ｒ１，ｒ２，ｒ３を必須の要件としたが、これに連続或いは非連続の別のラビリンス部を追加構成することも可能である。また、各実施形態では、シールリップの数が３個の例について述べたが、これに限らず、密封性、回転トルク等を勘案してその数を適宜設定することができる。さらに、シールリップをスリンガ部材に弾接させた例を示したが近接乃至当接させるようにしてもよい。また、各実施形態では、外輪が固定側、内輪が回転側としたが、これに限らず、外輪が回転側、内輪が固定側であってもよい。また、図２の例等は、車輪側のベアリングシール１００に適用された例を示しているが、車体側のベアリングシール１０に適用してもよい。また図２等の例は、図１に示すハブベアリングに適用しているが、その他の軸受装置にも適用することは可能である。加えて、本発明に係る密封装置は、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、相対的に同軸回転する外輪と内輪との間の軸受空間に装着される密封装置であれば、他の産業分野の軸受装置にも好ましく適用される。また、自動車用の軸受装置であっても、駆動輪用に限らず従動輪用の軸受装置であってよい。さらにまた、スリンガ部材及びシール部材の形状等も要求される仕様等に応じて適宜変更が可能である。

２外輪
２ｅ内周面
２ｆ軸方向端面（軸受空間とは反対側の端面）
２ｇ外周面
２ｇｃ段差面
５内輪
３０ａ外周面
１００ベアリングシール（密封装置）
１０１スリンガ部材
１０２スリンガ円筒部
１０２ａ軸受空間とは反対側の端部
１０４スリンガ円輪部
１０４ｂ軸受空間側の面
１０５外径側スリンガ円筒部
１０５ａ軸方向先端面
１０６シール部材
１０７シール嵌合円筒部
１０７ａ軸受空間側の端部（一端部）
１０７ｂ軸受空間とは反対側の端部
１０８シール円輪部
１０９外径側シール円輪部
１０９ａ外径側端部
１１０外径側シール円筒部
１１７屈曲部
１１８環状突部
１１１芯金
１１２シールリップ基部
１１３，１１４，１１５シールリップ
ｒ１第１の軸方向ラビリンス部
ｒ２第１の径方向ラビリンス部
ｒ３第２の軸方向ラビリンス部
ｄラビリンス部の隙間幅
Ｓ軸受空間

Claims

相対的に同軸回転する内輪と外輪との間の環状の軸受空間における軸方向端部を密封する密封装置であって、
前記内輪に嵌合されるスリンガ部材と、前記外輪に嵌合されるシール部材とを含み、
前記スリンガ部材は、内輪の外周面に嵌合されるスリンガ円筒部と、該スリンガ円筒部における前記軸受空間とは反対側の端部から前記外輪の軸方向端面に対向して外径方向に延びるスリンガ円輪部と、該スリンガ円輪部の外径方向端部から前記軸受空間側に延びる外径側スリンガ円筒部とからなり、
前記シール部材は、芯金と、該芯金に一体に設けられたシールリップ基部及び当該シールリップ基部から前記スリンガ部材に弾接乃至近接するよう延びるシールリップとからなり、且つ、前記外輪の内周面に嵌合されるシール嵌合円筒部と、該シール嵌合円筒部の一端部より内径方向に延びるシール円輪部と、該シール嵌合円筒部の前記軸受空間とは反対側の端部から前記外輪の軸方向端面を覆うように外径方向に延びる外径側シール円輪部とを含み、
前記スリンガ円輪部とこれに軸方向に対向する前記シール部材との間に構成された第１の軸方向ラビリンス部と、前記外径側スリンガ円筒部とこれに径方向に対向する前記外輪及び／又は前記シール部材との間に構成された第１の径方向ラビリンス部と、前記外径側スリンガ円筒部とこれに軸方向に対向する前記外輪又は前記シール部材との間に構成された第２の軸方向ラビリンス部とを備え、
前記第２の軸方向ラビリンス部、前記第１の径方向ラビリンス部及び前記第１の軸方向ラビリンス部は、この順序で連続すると共に、その連続長さが前記シール嵌合円筒部の軸方向長さの１．１倍以上且つ３倍以下とされ、且つ、各ラビリンス部の隙間幅がいずれも１ｍｍ以下とされ、
前記第１の軸方向ラビリンス部は、前記スリンガ円輪部の前記軸受空間側の面と、当該外径側シール円輪部の前記スリンガ円輪部に対向する面とによって構成されており、
前記第１の軸方向ラビリンス部の長さは、前記外径側シール円輪部の前記スリンガ円輪部に対向する面の全面における径方向の長さであることを特徴とする密封装置。
請求項１において、
前記外輪の外周面には、前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と対向する段差面が設けられ、前記第２の軸方向ラビリンス部は、前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と当該外輪の段差面とによって構成されることを特徴とする密封装置。
請求項１において、
前記シール部材は、前記外径側シール円筒部の軸方向先端部から前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と対向するよう外径方向に屈曲された屈曲部とを有し、前記外径側スリンガ円筒部の軸方向先端面と当該屈曲部の対向する面との間に前記第２の軸方向ラビリンス部が構成されることを特徴とする密封装置。