WO2017061242A1 - 密封装置 - Google Patents

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WO2017061242A1
WO2017061242A1 PCT/JP2016/077064 JP2016077064W WO2017061242A1 WO 2017061242 A1 WO2017061242 A1 WO 2017061242A1 JP 2016077064 W JP2016077064 W JP 2016077064W WO 2017061242 A1 WO2017061242 A1 WO 2017061242A1
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outer peripheral
sealing device
slinger
inner peripheral
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加藤 拓也
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Nok株式会社
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    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device, and more particularly to a sealing device used in a hub bearing of a vehicle or the like.
  • a hub bearing that rotatably supports wheels In a vehicle such as an automobile, a hub bearing that rotatably supports wheels is in an environment where it is directly exposed to foreign matter such as rainwater, muddy water, and dust. For this reason, conventionally, a sealing device is attached to the hub bearing in order to seal the inside of the hub bearing. This sealing device is intended to seal the lubricant inside the hub bearing and prevent foreign matter from entering the inside.
  • the sealing device used for the hub bearing is required to prevent the foreign material from entering the inside of the hub bearing and prevent the torque resistance applied to the hub bearing from being increased by the sealing device.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a sealing device (hereinafter also referred to as a hub seal) attached to a conventional hub bearing.
  • a conventional sealing device 100 as a hub seal has an outer ring in order to seal an annular space 203 between an outer ring 201 and a hub ring 202 that are coaxially rotated relative to each other in a hub bearing 200. It is press-fitted between 201 and the hub wheel 202.
  • the sealing device 100 suppresses the leakage of the lubricant in the rolling elements 204 filled in the space 203 and suppresses foreign matter from entering the space 203.
  • the sealing device 100 is made of a metal reinforcing ring 111 fitted into the inner peripheral surface of the outer ring 201 of the hub bearing 200 and a rubber material integrally formed so as to cover the reinforcing ring 111.
  • the elastic body portion 112 is provided.
  • the elastic body portion 112 has side lips 115, 116 and a radial lip 117, and the side lips 115, 116 and the radial lip 117 are in sliding contact with the curved surface 202 a of the hub wheel 202. Yes.
  • the side lips 115 and 116 and the radial lip 117 prevent foreign matter from entering the space 203 of the hub bearing 200.
  • the side lips 115 and 116 and the radial lip 117 prevent entry of foreign matter.
  • the conventional sealing device 100 has a foreign matter intrusion prevention performance.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sealing device that can improve the function of preventing foreign substances from entering while avoiding an increase in torque resistance. .
  • a sealing device in order to achieve the above object, includes an annular outer peripheral member that is rotatable relative to each other about an axis in a bearing, and an annular inner peripheral member that is at least partially surrounded by the outer peripheral member.
  • the sealing device body includes an annular reinforcing ring centered on the axis, and an annular elastic body portion centered on the axis formed from an elastic body attached to the reinforcing ring.
  • the elastic body portion extends from the outer peripheral side end portion, which is an outer peripheral end portion of the slinger, through the outer peripheral side to form a gap between the outer peripheral side member and the inner peripheral side member.
  • An inner peripheral side labyrinth slip that is positioned on the inner peripheral side of the outer peripheral side labyrinth slip and that forms a gap with the slinger, and a side lip that is positioned on the inner peripheral side of the labyrinth slip and contacts the slinger
  • the outer peripheral side labyrin slip has a distal end portion of the outer peripheral side labyrin slip positioned on the outer side in the axial direction with respect to the outer peripheral side end portion of the slinger, and on the outer peripheral side of the outer peripheral side labyrin slip.
  • An annular groove centering on the axis that is recessed toward the inner peripheral side is formed.
  • the elastic body portion includes an annular dam portion centering on the axis that protrudes from the outer peripheral surface of the outer peripheral member toward the outer peripheral side, and the dam portion is the outer periphery.
  • the groove is formed between the side labyrin slip.
  • the elastic body portion forms a labyrinth seal that faces the slinger with a gap between the outer peripheral side labyrin slip and the inner peripheral side labyrin slip.
  • the slinger is spaced apart from the inner peripheral member in the axial direction at least at a distal end portion of the outer peripheral end, and is recessed toward the inner peripheral side.
  • An annular groove clearance is formed around the axis.
  • the sealing device of the present invention it is possible to improve the foreign matter intrusion prevention function while avoiding an increase in the generated torque resistance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a sealing device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention, for example, in an automobile. It is sectional drawing which shows the state attached to the hub bearing 50 which supports a wheel rotatably.
  • the hub bearing 50 is centered on an annular outer ring 51 centered on an axis x as an outer peripheral member and an axis x rotatable relative to the outer ring 51 as an inner peripheral member.
  • An annular hub 52 partially surrounded by the outer ring 51 and a plurality of bearing balls 53 disposed between the outer ring 51 and the hub 52 are provided.
  • the hub 52 includes an inner ring 54 and a hub ring 55, and a wheel (not shown) is attached to a wheel mounting flange 56 of the hub ring 55 by a plurality of hub bolts 57.
  • the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention is attached between the inner peripheral surface of the outer ring 51 of the hub bearing 50 and the outer peripheral surface of the hub ring 55 of the hub 52.
  • Another sealing device 60 is attached between the inner peripheral surface of the outer ring 51 and the outer peripheral surface of the inner ring 54 of the hub 52.
  • the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention can be attached between the inner peripheral surface of the outer ring 51 and the outer peripheral surface of the inner ring 54 instead of the other sealing device 60.
  • annular sealing device 1 centering on the axis x is disposed so as to seal the space 5 of the hub bearing 50.
  • the sealing device 1 prevents leakage of the lubricant from the area where the bearing ball 53 of the hub bearing 50 is provided, and prevents foreign matters such as rain water, muddy water, and dust from entering the area from the outside. I am trying.
  • the sealing device 1 includes an annular sealing device body 10 centering on an axis x and an annular slinger 20 centering on the axis x. ing.
  • the slinger 20 is disposed outside the sealing device body 10 so as to face the sealing device body 10.
  • the sealing device body 10 includes an elastic body portion 11 made of an annular elastic body centered on the axis x, and an annular metal reinforcing ring 12 centered on the axis x.
  • the elastic body portion 11 is integrally attached to the reinforcing ring 12.
  • the elastic body of the elastic body portion 11 include various rubber materials.
  • the rubber material is, for example, a synthetic rubber such as nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), acrylic rubber (ACM), or fluororubber (FKM).
  • NBR nitrile rubber
  • H-NBR hydrogenated nitrile rubber
  • ACM acrylic rubber
  • FKM fluororubber
  • the metal material of the reinforcing ring 12 include stainless steel and SPCC (cold rolled steel).
  • the outer side is the arrow a direction in the axis x direction
  • the inner side is the arrow b direction in the axis x direction. That is, the outside is a side facing the outside of the hub bearing 50 and a side facing the atmosphere where foreign substances are present.
  • the inner side is the side facing the inner side of the hub bearing 50 and the side facing the space 5.
  • radial direction a direction perpendicular to the axis x
  • the direction away from the axis x is the outer peripheral side
  • the direction approaching the axis x is the inner circumference.
  • the elastic body portion 11 includes a base portion 14, an outer peripheral side labyrinth slip 15, an inner peripheral side labyrinth slip 16, a side lip 17, a radial lip 18, a weir portion 19, and a flange portion. 21.
  • the base portion 14 includes an outer peripheral base portion 14a that is a portion extending in the radial direction, and an inner peripheral base portion 14b that is a portion extending inclined from the radial direction, and is substantially a disc centered on the axis x. It is the part extended in the shape and formed in the cyclic
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15 is a lip portion that extends outward and outward from the vicinity of the outer peripheral end of the base portion 14 in the base portion 14. As will be described later, the outer peripheral side labyrinth slip 15 extends so that the tip end portion is located outside the outer peripheral side end portion 20c of the slinger 20 in the axis x direction.
  • the inner circumferential side labyrinth slip 16 is a lip portion that is located on the inner circumferential side relative to the outer circumferential side labyrinth slip 15 and extends outward from the base portion 14 and toward the outer circumferential side.
  • the side lip 17 is located on the inner peripheral side of the inner peripheral side labyrin slip 16 and is a lip portion that extends outward and outward from the inner peripheral end of the base portion 14, and the radial lip 18 is the base portion 14. It is a lip part extended inward from the edge part of the inner peripheral side of this, and an inner peripheral side.
  • the dam portion 19 is a portion formed inwardly from the vicinity of the outer peripheral end of the base portion 14 to the outer peripheral side labyrin slip 15 in the base portion 14, and the flange portion 21 is more than the dam portion 19. It is a portion extending inward from the base portion 14 at a position on the inner peripheral side.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15, the inner peripheral side labyrinth slip 16, the side lip 17, the radial lip 18, the weir portion 19, and the flange portion 21 are all formed in an annular shape centering on the axis x.
  • the reinforcing ring 12 is formed in an annular shape centering on the axis x, and as shown in FIG. 1, a cylindrical cylindrical portion 12a located at the outer peripheral end, and a disc shape extending from the cylindrical portion 12a to the inner peripheral side.
  • a bent portion 12d that reaches an end portion on the inner peripheral side.
  • the reinforcing ring 12 is fitted on the inner peripheral side of the outer ring 51.
  • the elastic body part 11 is attached to the reinforcement ring 12 from the inner peripheral side and the outer side, and the elastic body part 11 is reinforced.
  • the base portion 14 of the elastic body portion 11 is attached to the disk portion 12b and the bent portion 12d of the reinforcing ring 12 from the inner peripheral side, and the elastic body portion is attached to the cylindrical portion 12a of the reinforcing ring 12.
  • 11 dam portions 19 are attached so as to cover the cylindrical portion 12a, and the flange portion 21 of the elastic body portion 11 is connected to the disc portion 12b and the bent portion 12d in the disc portion 12b and the bent portion 12d of the reinforcing ring 12. It is attached so as to be pinched. As shown in FIG.
  • the inner peripheral end of the bent portion 12 d on the inner peripheral side is covered with and embedded in the elastic body portion 11.
  • the inner peripheral side portion of the weir portion 19 of the elastic body portion 11 forms a gasket portion that is fitted to the outer ring 51 in the inner peripheral side portion of the cylindrical portion 12a of the reinforcing ring 12. Is compressed between the outer peripheral surface of the outer ring 51 and the cylindrical portion 12a of the reinforcing ring 12 to generate a force directed radially inward.
  • the reinforcing ring 12 is manufactured by, for example, pressing or forging, and the elastic body portion 11 is formed by cross-linking (vulcanization) molding using a molding die. At the time of this cross-linking molding, the reinforcing ring 12 is disposed in the mold, the elastic body portion 11 is bonded to the reinforcing ring 12 by cross-linking adhesion, and the elastic body portion 11 is formed integrally with the reinforcing ring 12.
  • the slinger 20 is a member made of metal, for example, stainless steel excellent in rust resistance, and is a plate-like annular member centering on the axis x.
  • the slinger 20 is attached to a curved surface 55a in the vicinity of the inner peripheral end (near the root) inside the wheel mounting flange 56 of the hub wheel 55.
  • the curved surface 55 a is a hyperbolic curved surface, for example, and has a shape that is in close contact with the inner peripheral surface of the slinger 20.
  • the slinger 20 extends along the curved surface 55a from the annular curved surface portion 20a centering on the axis line x formed in a shape along the curved surface 55a, and the outer peripheral end of the curved surface portion 20a. And a disk-shaped disk part 20b centering on an axis x extending to the outer peripheral side.
  • the curved surface portion 20a and the disk portion 20b of the slinger 20 of the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention are continuously formed from the inner side to the outer peripheral side along the curved surface 55a. Yes.
  • the curved surface 55a is a curved surface from a cylindrical surface, and is a disk-shaped surface extending in the radial direction.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15 of the sealing device 1 extends through the outer peripheral side from the outer peripheral end (outer peripheral end 20 c) of the disk portion 20 b of the slinger 20.
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 passes the outer peripheral side from the outer peripheral side end portion 20c and exceeds the outer peripheral side end portion 20c, and the front end portion is more outward in the axis x direction than the disk portion 20b of the slinger 20. It extends to be located.
  • a minute gap 31 is formed between the distal end portion of the outer peripheral side labyrin slip 15 and the curved surface 55a of the hub wheel 55, and in the direction of the axis x relative to the outer peripheral end portion 20c of the disk portion 20b of the slinger 20.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15 forms a labyrinth seal.
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 forms an annular groove portion 32 centering on the axis line x recessed toward the inner peripheral side on the outer peripheral side of the outer peripheral side labyrin slip 15.
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 extends so that the tip portion thereof is opposed to the curved surface 55a of the hub wheel 55 with the minute gap 31 therebetween.
  • the slinger 20 is covered from the outer peripheral side by forming an interval on the outer peripheral side in the radial direction with respect to the outer peripheral side end 20c of the disk portion 20b of the slinger 20.
  • the groove 32 captures and accommodates foreign matter such as rainwater, muddy water, and dust before passing through the gap 31.
  • the foreign matter captured and accommodated in the groove 32 falls by its own weight, and the foreign matter captured and accommodated in the groove 32 is sealed. 1 can be discharged to the outside.
  • the sealing device body 10 rotates, the foreign matter captured and accommodated in the groove portion 32 can be discharged to the outside of the sealing device 1 by the action of centrifugal force accompanying the rotation of the hub bearing 50.
  • the dam portion 19 protrudes from the outer peripheral surface 51a of the outer ring 51 to the outer peripheral side, and is formed in an annular shape centering on the axis x.
  • the dam portion 19 forms the groove portion 32 with the outer peripheral side labyrin slip 15.
  • the outer side surface 19 c of the outer side of the dam portion 19 is a groove portion together with the outer peripheral side surface of the outer peripheral side labyrin slip 15. 32 is formed.
  • the inner surface 19 a of the dam portion 19 serves as a breakwater when foreign matter enters from the outside, and suppresses foreign matter from entering the inside of the sealing device 1.
  • the foreign matter that exceeds the inner surface 19a of the dam portion 19 is captured and accommodated in the groove portion 32 along the outer peripheral surface 19b and the outer surface 19c of the dam portion 19, and the foreign matter captured and accommodated as described above falls by its own weight, It is discharged outside the sealing device 1.
  • An outer peripheral side base portion 14 a that is a portion extending in the radial direction of the base portion 14 of the elastic body portion 11 between the outer peripheral side labyrin slip 15 and the inner peripheral side labyrin slip 16 has a diameter between the disc portion 20 b of the slinger 20.
  • a gap 26 having a very small width extending in the direction is formed, and a labyrinth seal L is formed by the gap 26.
  • the outer peripheral side base portion 14 a of the base portion 14 is formed in an annular plate or a disc shape centering on the axis line x, and a disc portion of the slinger 20 with a gap 26 on the outer surface. 20b.
  • the inner peripheral side labyrinth slip 16 is positioned on the inner peripheral side with respect to the outer peripheral side labyrinth slip 15, and a minute gap 33 is formed between the leading end and the curved surface portion 20 a of the slinger 20 to form a labyrinth seal. Yes.
  • the inner peripheral side labyrin slip 16 forms an annular groove 34 centering on the axis line x recessed toward the inner peripheral side on the outer peripheral side of the inner peripheral side labyrin slip 16 between the base portion 14 of the elastic body portion 11. .
  • the side lip 17 is in contact with the inner surface of the curved surface portion 20a of the slinger 20 with a predetermined tightening margin (contact width) at the tip portion to form a seal portion.
  • the radial lip 18 abuts against the outer peripheral surface of the curved surface portion 20a of the slinger 20 with a predetermined tightening margin at the tip portion to form a seal portion.
  • the foreign matter that has passed through the inner peripheral side labyrin slip 16 is prevented from entering the space 5 by the side lip 17 and the radial lip 18.
  • the curved surface 55a of the hub wheel 55 is formed in a shape forming a step bulging outward in the vicinity where the disk portion 20b is located, and the disk portion 20b of the slinger 20 and the curved surface 55a.
  • An annular groove clearance 36 centering on the axis line x recessed toward the inner peripheral side is formed. That is, in the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention, the slinger 20 and the disk portion 20b are formed by using a portion (step portion) having a shape bulging outward from the curved surface 55a of the hub wheel 55.
  • a groove clearance 36 is formed between the curved surface 55 a of the hub wheel 55.
  • Foreign matter that enters from the outside through the curved surface 55 a and passes through the gap 31 is captured and accommodated in the groove gap 36.
  • the foreign matter captured and accommodated in the groove clearance 36 falls due to its own weight, and the foreign matter captured and accommodated in the groove clearance 36 can be discharged to the outside of the sealing device 1.
  • the foreign matter captured and accommodated in the groove gap portion 36 and the foreign matter dropped by its own weight and adhering to the groove gap portion 36 are affected by the centrifugal force accompanying the rotation of the hub bearing 50 (slinger 20 and hub wheel 55). Is discharged to the outside of the sealing device 1. Even when the slinger 20 does not rotate, the foreign matter captured and accommodated in the groove gap portion 36 falls due to its own weight, so that the foreign matter captured and accommodated in the groove gap portion 36 can be discharged to the outside of the sealing device 1. it can.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the sealing device 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the sealing device 2 according to the second embodiment of the present invention is applied to the hub bearing 50 shown in FIG. 2 in the same manner as the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention described above.
  • the sealing device 2 is attached between the inner peripheral surface of the outer ring 51 of the hub bearing 50 and the outer peripheral surface of the hub ring 55 of the hub 52.
  • Another sealing device 60 is attached between the inner peripheral surface of the outer ring 51 and the outer peripheral surface of the inner ring 54 of the hub 52.
  • the sealing device 2 according to the second embodiment of the present invention can be attached between the inner peripheral surface of the outer ring 51 and the outer peripheral surface of the inner ring 54 instead of the other sealing device 60.
  • annular sealing device 2 centering on the axis x is disposed so as to seal the space 5 of the hub bearing 50.
  • the sealing device 2 prevents leakage of the lubricant from the area where the bearing ball 53 of the hub bearing 50 is provided, and prevents foreign matters such as rain water, muddy water, and dust from entering the area from the outside. I am trying.
  • the sealing device 2 includes an annular sealing device main body 10 centered on the axis x and an annular slinger 40 centered on the axis x. ing.
  • the slinger 40 is disposed outside the sealing device body 10 so as to face the sealing device body 10.
  • the sealing device body 10 includes an elastic body portion 11 made of an annular elastic body centered on the axis x, and an annular metal reinforcing ring 12 centered on the axis x.
  • the elastic body portion 11 is integrally attached to the reinforcing ring 12.
  • the elastic body of the elastic body portion 11 include various rubber materials.
  • the rubber material is, for example, a synthetic rubber such as nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (H-NBR), acrylic rubber (ACM), or fluororubber (FKM).
  • NBR nitrile rubber
  • H-NBR hydrogenated nitrile rubber
  • ACM acrylic rubber
  • FKM fluororubber
  • the metal material of the reinforcing ring 12 include stainless steel and SPCC (cold rolled steel).
  • the outer side is the arrow a direction in the axis x direction
  • the inner side is the arrow b direction in the axis x direction. That is, the outside is a side facing the outside of the hub bearing 50 and a side facing the atmosphere where foreign substances are present.
  • the inner side is the side facing the inner side of the hub bearing 50 and the side facing the space 5.
  • radial direction a direction perpendicular to the axis x
  • the direction away from the axis x is the outer peripheral side
  • the direction closer to the axis x (arrow d in FIG. 3).
  • Direction) is the inner circumference.
  • the elastic body portion 11 includes a base portion 14, an outer peripheral side labyrinth slip 15, an inner peripheral side labyrinth slip 16, a side lip 17, a radial lip 18, a weir portion 19, and a flange portion. 21.
  • the base portion 14 includes an outer peripheral base portion 14a that is a portion extending in the radial direction, and an inner peripheral base portion 14b that is a portion extending inclined from the radial direction, and is substantially a disc centered on the axis x. It is the part extended in the shape and formed in the cyclic
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 is a lip portion extending from the vicinity of the outer peripheral end of the base portion 14 to the outer side and the outer peripheral side in the base portion 14, and the inner peripheral side labyrin slip 16 is inner than the outer peripheral side labyrin slip 15. It is a lip portion that is located on the circumferential side and extends outward from the base portion 14 and on the outer circumferential side.
  • the side lip 17 is located on the inner peripheral side of the inner peripheral side labyrin slip 16 and is a lip portion that extends outward and outward from the inner peripheral end of the base portion 14, and the radial lip 18 is the base portion 14. It is a lip part extended inward from the edge part of the inner peripheral side of this, and an inner peripheral side.
  • the dam portion 19 is a portion formed inwardly from the vicinity of the outer peripheral end of the base portion 14 to the outer peripheral side labyrin slip 15 in the base portion 14, and the flange portion 21 is more than the dam portion 19. It is a portion extending inward from the base portion 14 at a position on the inner peripheral side.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15, the inner peripheral side labyrinth slip 16, the side lip 17, the radial lip 18, the weir portion 19, and the flange portion 21 are all formed in an annular shape centering on the axis x.
  • the reinforcing ring 12 is formed in an annular shape centering on the axis x, and as shown in FIG. 3, a cylindrical cylindrical portion 12a located at the outer peripheral end, and a disc shape extending from the cylindrical portion 12a to the inner peripheral side.
  • a bent portion 12d that reaches an end portion on the inner peripheral side.
  • the reinforcing ring 12 is fitted on the inner peripheral side of the outer ring 51.
  • the elastic body part 11 is attached to the reinforcement ring 12 from the inner peripheral side and the outer side, and the elastic body part 11 is reinforced.
  • the base portion 14 of the elastic body portion 11 is attached to the disk portion 12b and the bent portion 12d of the reinforcing ring 12 from the inner peripheral side, and the elastic body portion is attached to the cylindrical portion 12a of the reinforcing ring 12.
  • 11 dam portions 19 are attached so as to cover the cylindrical portion 12a, and the flange portion 21 of the elastic body portion 11 is connected to the disc portion 12b and the bent portion 12d in the disc portion 12b and the bent portion 12d of the reinforcing ring 12. It is attached so as to be pinched. As shown in FIG.
  • the inner peripheral side end portion on the inner peripheral side of the bent portion 12 d is covered with and embedded in the elastic body portion 11.
  • the inner peripheral side portion of the weir portion 19 of the elastic body portion 11 forms a gasket portion that is fitted to the outer ring 51 in the inner peripheral side portion of the cylindrical portion 12a of the reinforcing ring 12. Is compressed between the outer peripheral surface of the outer ring 51 and the cylindrical portion 12a of the reinforcing ring 12 to generate a force directed radially inward.
  • the reinforcing ring 12 is manufactured by, for example, pressing or forging, and the elastic body portion 11 is formed by cross-linking (vulcanization) molding using a molding die. At the time of this cross-linking molding, the reinforcing ring 12 is disposed in the mold, the elastic body portion 11 is bonded to the reinforcing ring 12 by cross-linking adhesion, and the elastic body portion 11 is formed integrally with the reinforcing ring 12.
  • the slinger 40 is a member made of metal, for example, stainless steel excellent in rust resistance, and is a plate-shaped annular member centering on the axis x.
  • the slinger 40 is attached to a curved surface 55a in the vicinity of the inner peripheral end (near the root) on the inner side of the wheel mounting flange 56 of the hub wheel 55.
  • the curved surface 55 a is a hyperbolic curved surface, for example, and has a shape that is in close contact with the inner peripheral surface of the slinger 40.
  • the slinger 40 has an annular curved surface portion 40a centered on the axis line x formed in a shape along the curved surface 55a, and an inner surface from the outer peripheral end of the curved surface portion 40a.
  • a disk portion 40b centered on a disk-shaped axis line x that is spaced apart and extends toward the outer peripheral side.
  • the disc portion 40b of the slinger 40 of the sealing device 2 is provided with a gasket portion 23 made of an annular elastic body centering on the axis line x so as to cover the outer peripheral end and the outside of the disc portion 40b.
  • the gasket portion 23 is bonded to the slinger 40 by cross-linking adhesion similarly to the elastic body portion 11 described above.
  • the gasket portion 23 has an outer peripheral end portion 23a that covers an outer peripheral end portion (outer peripheral end portion 40c) of the disc portion 40b, and an outer portion 23b that covers the outside of the disc portion 40b and is in close contact with the curved peripheral surface 55a. ing.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15 of the sealing device 2 extends through the outer peripheral side from the outer peripheral side end 40c of the disk part 40b of the slinger 40 and the outer peripheral end 23a of the gasket part 23.
  • the tip of the outer peripheral side labyrin slip 15 forms a minute gap 31 with the curved surface 55a of the hub wheel 55, and is closer to the axis x direction than the outer peripheral end 40c of the disc part 40b of the slinger 40.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15 forms a labyrinth seal.
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 forms an annular groove portion 32 centering on the axis line x recessed toward the inner peripheral side on the outer peripheral side of the outer peripheral side labyrin slip 15.
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 extends so that the tip portion thereof is opposed to the curved surface 55a of the hub wheel 55 with the minute gap 31 therebetween.
  • An interval is formed on the outer peripheral side in the radial direction with respect to the outer end 40c of the disk portion 40b of the slinger 40.
  • the groove 32 captures and accommodates foreign matter such as rainwater, muddy water, and dust before passing through the gap 31.
  • the foreign matter captured and accommodated in the groove 32 falls by its own weight, and the foreign matter captured and accommodated in the groove 32 is sealed.
  • the sealing device body 10 rotates, the foreign matter captured and accommodated in the groove portion 32 can be discharged to the outside of the sealing device 2 by the action of centrifugal force accompanying the rotation of the hub bearing 50.
  • the dam portion 19 protrudes from the outer peripheral surface 51a of the outer ring 51 to the outer peripheral side, and is formed in an annular shape centering on the axis x.
  • the dam portion 19 forms the groove portion 32 with the outer peripheral side labyrin slip 15.
  • the outer side surface 19 c of the outer side of the dam portion 19 is a groove portion together with the outer peripheral side surface of the outer peripheral side labyrin slip 15. 32 is formed.
  • the inner surface 19 a of the dam portion 19 serves as a breakwater when foreign matter enters from the outside, and suppresses the entry of foreign matter into the sealing device 2.
  • the foreign matter that exceeds the inner surface 19a of the dam portion 19 is captured and accommodated in the groove portion 32 along the outer peripheral surface 19b and the outer surface 19c of the dam portion 19, and the foreign matter captured and accommodated as described above falls by its own weight, It is discharged outside the sealing device 2.
  • An outer peripheral side base portion 14 a that is a portion extending in the radial direction of the base portion 14 of the elastic body portion 11 between the outer peripheral side labyrin slip 15 and the inner peripheral side labyrin slip 16 has a diameter between the disc portion 40 b of the slinger 40.
  • a gap 26 having a very small width extending in the direction is formed, and a labyrinth seal L is formed by the gap 26.
  • the outer peripheral side base portion 14 a of the base portion 14 is formed in an annular plate or a disc shape centered on the axis line x, and the disc portion of the slinger 40 with a gap 26 on the outer surface. It faces 40b.
  • the inner peripheral side labyrinth slip 16 is located on the inner peripheral side with respect to the outer peripheral side labyrinth slip 15, and a minute gap 33 is formed between the curved surface portion 40 a of the slinger 40 at the tip thereof to form a labyrinth seal. Yes.
  • the inner peripheral side labyrin slip 16 forms an annular groove 34 centering on the axis line x recessed toward the inner peripheral side on the outer peripheral side of the inner peripheral side labyrin slip 16 between the base portion 14 of the elastic body portion 11. .
  • the side lip 17 is in contact with the inner surface of the curved surface portion 40a of the slinger 40 with a predetermined tightening margin (contact width) at the tip portion to form a seal portion. Further, the radial lip 18 has a predetermined tightening margin at the front end portion and abuts against the outer peripheral surface of the curved surface portion 40a of the slinger 40 to form a seal portion. The foreign matter that has passed through the inner peripheral side labyrin slip 16 is prevented from entering the space 5 by the side lip 17 and the radial lip 18.
  • the disk portion 40b of the slinger 40 is formed to be displaced inward at a portion that moves from the curved surface portion 40a, and the curved surface 55a of the hub wheel 55 is in the vicinity where the disk portion 40b is located. It is formed in a shape bulging outward. That is, in the sealing device 2, the slinger 40 has a disk portion 40b that is displaced inward with respect to the curved surface portion 40a, and the curved surface 55a of the hub wheel 55 bulges outward (stepped portion). As a result, the disc part 40b of the slinger 40 is located at a position separated from the circumferential surface 55a.
  • the gasket part 23 which covers the outer peripheral side edge part 40c of the disk part 40b is cyclic
  • the groove clearance 36 is formed. Foreign matter that enters from the outside through the curved surface 55 a and passes through the gap 31 is captured and accommodated in the groove gap 36. The foreign matter captured and accommodated in the groove clearance 36 falls due to its own weight, and the foreign matter captured and accommodated in the groove clearance 36 can be discharged to the outside of the sealing device 2.
  • the foreign matter captured and accommodated in the groove gap portion 36 and the foreign matter dropped by its own weight and adhering to the groove gap portion 36 are affected by the centrifugal force accompanying the rotation of the hub bearing 50 (slinger 40 and hub wheel 55). Is discharged to the outside of the sealing device 2. Even when the slinger 40 does not rotate, the foreign matter captured and accommodated in the groove gap 36 falls due to its own weight, so that the foreign matter captured and accommodated in the groove gap 36 can be discharged outside the sealing device 2. it can.
  • the slinger 40 has a disc portion 40b that is displaced inward with respect to the curved surface portion 40a as shown in FIG. 3, and the curved surface 55a of the hub wheel 55 is outside. It is not always necessary to have a bulging portion. For example, even if the curved surface 55a of the hub wheel 55 does not have a portion swelled outward and the curved surface 55a is formed smoothly and continuously, the slinger 40 is formed with respect to the curved surface portion 40a. If the disc portion 40b is displaced inward, the groove clearance 36 can be formed between the curved surface 55a and the disc portion 40b.
  • the slinger 40 when the curved surface 55a of the hub wheel 55 has a portion of the shape bulging outward near the position where the sealing device 2 is installed, the slinger 40 has only the curved surface portion 40a and does not have the disk portion 40b. Even so, by utilizing the part of the hub ring 55 that bulges outward from the curved surface 55a, the slinger 40 forms the groove clearance 36 between the curved surface portion 40a and the curved surface 55a of the hub wheel 55. It becomes possible to form. The same may be applied to the sealing device 1 shown in FIG.
  • the outer peripheral side labyrinth slip 15 is the outer peripheral side end 20c of the disk part 20b of the slinger 20 or the outer peripheral side end of the disk part 40b of the slinger 40.
  • the distal end of the outer peripheral side labyrin slip 15 is more axial than the outer peripheral side ends 20c, 40c of the disk portions 20b, 40b of the slinger 20, 40 while extending through the outer peripheral side of the outer peripheral end 23a of the portion 40c and the gasket portion 23. Since it is located outside in the x direction, a minute gap 31 can be formed between the hub wheel 55 and the curved surface 55a, and a labyrinth seal can be formed.
  • the outer peripheral side labyrin slip 15 can improve the function of preventing foreign matter entry while avoiding an increase in the generated torque resistance. Further, since the outer peripheral side labyrinth slip 15 covers the gap 26 between the disk portions 20b, 40b of the slinger 20, 40 and the outer peripheral side base portion 14a of the base portion 14 from the outer peripheral side, a more foreign substance intrusion prevention function. Can be improved.
  • the groove portion 32 is formed on the outer peripheral side of the outer peripheral side labyrin slip 15, the foreign matter can be captured and accommodated in the groove portion 32 before the foreign matter enters the gap 31, and is captured and accommodated in the groove portion 32. Foreign matter can be dropped by its own weight and discharged to the outside of the sealing devices 1 and 2.
  • the dam portion 19 is formed so as to protrude from the outer peripheral surface 51a of the outer ring 51 to the outer peripheral side, the inner side surface 19a of the dam portion 19 can serve as a breakwater when foreign matter enters from the outside. Can be prevented from entering the inside of the sealing devices 1 and 2.
  • the outer side surface 19c outside the dam portion 19 forms a groove portion 32 together with the outer peripheral side surface of the outer peripheral side labyrin slip 15, the foreign matter that exceeds the inner side surface 19a of the dam portion 19 19b and the outer surface 19c are captured and accommodated in the groove 32, and the foreign matter captured and accommodated in the groove 32 falls due to its own weight, and the foreign matter captured and accommodated in the groove 32 is discharged to the outside of the sealing devices 1 and 2. Can do.
  • the outer peripheral side base portion 14 a of the base portion 14 forms a labyrinth seal L by the gap 26, the flow resistance of the foreign matter can be increased and the foreign matter can be prevented from entering the space 5.
  • the outer peripheral side end portion 20c of the disk portion 20b of the slinger 20 or the gasket portion 23 covering the outer peripheral side end portion 40c of the disc portion 40b of the slinger 40 is formed on the hub wheel 55 facing the outer side portion 23b of the gasket portion 23. Since an annular groove clearance 36 is formed between the curved surface 55a and the axis x recessed toward the inner peripheral side, foreign matter passing through the gap 31 through the curved surface 55a from the outside is formed. The foreign matter captured and accommodated in the groove clearance 36 can be dropped by its own weight and discharged to the outside of the sealing devices 1 and 2, and the centrifugal movement accompanying the rotation of the hub bearing 50 can be performed. It can be discharged to the outside of the sealing devices 1 and 2 by the action of force.
  • the inner peripheral side labyrinth slip 16 forms an annular groove 34 centering on the axis line x recessed toward the inner peripheral side between the elastic body part 11 and the base body part 14, the foreign matter enters the groove part 34.
  • the foreign matter captured and accommodated in the groove 34 is dropped downward, and the fallen foreign matter can be discharged to the outside of the sealing devices 1 and 2 by the action of centrifugal force accompanying the rotation of the hub bearing 50.
  • the inner circumferential side labyrinth slip 16 forms a labyrinth seal by forming a minute gap 33 between the curved surface portions 20a and 40a of the slinger 20 and 40, foreign matter enters through the minute gap 33. Can be difficult.
  • the present invention is not limited to the sealing devices 1 and 2 according to the above-described embodiments, and is included in the concept and claims of the present invention. All aspects are included.
  • the configurations may be appropriately combined as appropriate so as to achieve at least part of the problems and effects described above.
  • the shape, material, arrangement, size, and the like of each component in the above embodiment can be changed as appropriate according to the specific usage mode of the present invention.

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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

密封装置
 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。
 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。
 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 (4)

  1.  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。
  2.  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。
  3.  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。
  4.  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。
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