WO2021059626A1

WO2021059626A1 - 密封装置

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Publication number: WO2021059626A1
Application number: PCT/JP2020/024349
Authority: WO
Inventors: 誠大積
Original assignee: Nok株式会社
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN114514383A; JP7308963B2; JPWO2021059626A1; CN114514383B; US20220333649A1; US11965558B2

Abstract

密封装置は、２つのシール部材を有する。第１のシール部材は、外側部材に取り付けられる取付円筒部と、取付円筒部から内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部を有する。第２のシール部材は、内側部材に取り付けられるスリーブと、スリーブから径方向外側に広がるフランジと、フランジから軸線方向に沿って延びる弾性材料から形成された円筒突出部を有する。第１のシール部材の取付円筒部の内周面には、周方向に間隔をおいて複数の抜け止め突起が形成されている。第２のシール部材の円筒突出部の外周面には、複数の抜け止め突起が内部に配置される、円周上に連続して延びる周溝が形成されている。

Description

密封装置

　本発明は、密封装置に関する。

　特許文献１は、転がり軸受に配備されるシール装置を開示する。特許文献１に開示された各シール装置は、それぞれ転がり軸受の内方部材および外方部材に取付けられた２つの環状のシール板を有する。特許文献１の図６に開示されたシール装置においては、これらのシール板に互いに係合する環状の突条が形成されており、シール板の分離が防止されている。

　特許文献２は、転がり軸受に配備される組み合わせシールリングを開示する。特許文献２に開示された各組み合わせシールリングは、それぞれ転がり軸受の内輪および外輪に取付けられたスリンガとシールリングを有する。特許文献２の図５と図６に開示されたシール装置においては、スリンガに形成された突条がシールリングに形成された溝に係合されて、スリンガとシールリングの分離が防止されている。

特開２００１－２８９２５４号公報特開２０１０－１８５４６５号公報

　転がり軸受に配備され、２つのシール部材の組み合わせを有する密封装置においては、上記の通り、これらのシール部材の分離を抑制することが望ましい場合がある。但し、この場合であっても、シール部材を組み合わせて密封措置を組み立てる作業が容易であることが好ましい。また、シール部材を組み合わせる際に、シール部材の損傷が少ないことが好ましい。

　さらにこの種の密封装置については、異物（例えば水（泥水または塩水を含む））の多い環境で使用される場合には、異物が密封対象である軸受の内部に侵入しないように保護する機能を高めることが要求される。また、たとえ異物が密封装置に侵入しても、すみやかに異物を排出することができるのが望ましい。

　そこで、本発明は、２つのシール部材の分離を抑制することが可能であり、シール部材を組み合わせて密封措置を組み立てる作業が容易であり、シール部材を組み合わせる際に、シール部材の損傷が少なく、異物の侵入を抑制することができ、異物の排出性能が高い密封装置を提供する。

　本発明のある態様に係る密封装置は、相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、前記外側部材に取り付けられる取付円筒部と、前記取付円筒部から前記内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部を有する、第１のシール部材と、前記内側部材に取り付けられるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がって前記第１のシール部材の前記環状部と対向するフランジと、前記フランジから軸線方向に沿って延び前記第１のシール部材の前記取付円筒部の径方向内側に配置される弾性材料から形成された円筒状の円筒突出部を有する、第２のシール部材とを備える。前記第１のシール部材の前記取付円筒部の内周面には、周方向に間隔をおいて、弾性材料から形成された複数の抜け止め突起が円周上に形成されている。前記第２のシール部材の前記円筒突出部の外周面には、前記第１のシール部材の前記複数の抜け止め突起が内部に配置される、円周上に連続して延びる周溝が形成されている。前記第２のシール部材の前記円筒突出部の前記フランジとは反対側の端部の外周縁には、前記周溝よりも径方向外側に突出する、円周上に連続して延びる端部突起が形成されている。

　この態様によれば、第１のシール部材の取付円筒部の内周面に間欠的に形成された複数の抜け止め突起を第２のシール部材の円筒突出部の外周面に形成された周溝に嵌め入れることによって、第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせて密封装置を組み立てることが可能である。組み立て後は、これらの抜け止め突起が周溝に引っ掛かり、２つのシール部材の分離を抑制することが可能である。弾性材料から形成された複数の抜け止め突起は、周方向に間隔をおいているので、単一の抜け止め突起が周方向に連続的に延びる場合に比べて、第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせる際、抜け止め突起の抵抗力が小さい。したがって、密封装置を組み立てる作業は容易であり、第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせる際に、シール部材の損傷が少ない。さらに、外部から円筒突出部の外周面に周溝に異物が侵入したとしても、円筒突出部に形成された端部突起によって、異物の多くが阻止されるので、異物のさらなる侵入を抑制することができる。また、周方向に間隔をおいた複数の抜け止め突起の間には、円弧状の間隙が設けられているので、第１のシール部材の環状部と第２のシール部材のフランジの間の空間内に侵入した異物が円弧状の間隙を通じて外部に排出されやすい。

本発明の実施形態に係る密封装置が使用される転がり軸受の一例の部分断面図である。実施形態に係る密封装置の部分断面図である。実施形態に係る密封装置の抜け止め突起を示す斜視図である。実施形態に係る密封装置の底面図である。実施形態に係る密封装置の組み立て時の部分断面図である。実施形態に係る密封装置の部分拡大断面図である。実施形態の変形例に係る密封装置の部分断面図である。複数積み重ねられた実施形態に係る密封装置の部分断面図である。実施形態の他の変形例に係る密封装置の部分断面図である。実施形態の他の変形例に係る密封装置の部分断面図である。

　以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

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

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

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

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

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

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

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

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

　図２から明らかなように、密封装置２１は、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を備える複合構造、すなわち組み合わせ構造を有する。

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

　第１のシール部材２４は、取付円筒部２４Ａ、環状部２４Ｂ、リップ２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ、２４Ｆ、および円筒突起２４Ｇを有する。

　取付円筒部２４Ａは外輪８に取り付けられる。例えば、取付円筒部２４Ａは、外輪８の端部８Ｂに締まり嵌め方式で嵌め入れられる（すなわち圧入される）。環状部２４Ｂは、円環状であって、取付円筒部２４Ａの径方向内側に配置され、取付円筒部２４Ａから内輪６に向けて径方向内側に広がる。取付円筒部２４Ａと環状部２４Ｂは、剛性環３０と弾性環２８から構成されている。

　リップ２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅは、環状部２４Ｂの内側端から第２のシール部材２６に向けて延びる。リップ２４Ｆは、環状部２４Ｂの途中部分から第２のシール部材２６に向けて延びる。円筒突起２４Ｇは、環状部２４Ｂの内側端からアウトボード側に向けて密封装置２１の軸線方向に沿って延びる。リップ２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ、２４Ｆ、および円筒突起２４Ｇは、弾性環２８から構成されている。

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

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

　第２のシール部材２６は、スリーブ３６、フランジ３８および円筒突出部４０を有する。

　スリーブ３６は、剛性環３４のみから構成されており、内輪６に取り付けられる。具体的には、スリーブ３６には、内輪６の端部が締まり嵌め方式で嵌め入れられる（すなわち圧入される）。

　フランジ３８は、スリーブ３６から径方向外側に広がって第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと対向する。フランジ部分３８は平板であり、スリーブ３６の軸線に対して垂直な平面内にある。フランジ３８は、剛性環３４と弾性環３２から構成されている。すなわち、フランジ３８は、剛性環３４から構成されるフランジ剛性部分３８Ａと、弾性環３２から構成されるフランジ弾性部分３８Ｂを有する。フランジ弾性部分３８Ｂは、フランジ剛性部分３８Ａのスリーブ３６と反対側の面（インボード側の面）の全体に密着させられ、フランジ剛性部分３８Ａの外周端面にも密着させられている。

　円筒突出部４０は、フランジ３８から密封装置２１の軸線方向に沿って延び、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの径方向内側、スリーブ３６の径方向外側に配置されている。円筒突出部４０は、弾性環３２から構成されており、フランジ弾性部分３８Ｂの外端縁３８Ｃに一体に結合されている。

　この実施形態では、フランジ弾性部分３８Ｂを利用して、内輪６の回転速度を計測することができる。具体的には、弾性環３２は、磁性金属粉およびセラミックス粉を含有するエラストマー材料で形成されており、磁性金属粉によって多数のＳ極とＮ極を有する。フランジ弾性部分３８Ｂにおいては、円周方向に等角間隔をおいて多数のＳ極とＮ極が交互に配置されている。図示しない磁気式ロータリーエンコーダーによって、フランジ弾性部分３８Ｂの回転角度を測定することができる。弾性環３２の材料は、金属粉を含有するため、通常のエラストマー材料よりも硬度が高く、異物による損傷を受けにくい。

　第１のシール部材２４のリップ２４Ｃは、環状部２４Ｂの内側端から径方向内側かつアウトボード側に延びるラジアルリップである。リップ２４Ｃは、第２のシール部材２６のスリーブ３６に向けて延びる。リップ２４Ｃは、主にハブ軸受１の内部からの潤滑剤の流出を阻止する役割を担うグリースリップである。リップ２４Ｃの先端は、スリーブ３６に接触してもよいし、接触しなくてもよい。

　リップ２４Ｄは、環状部２４Ｂの内側端から径方向内側かつインボード側に延びるラジアルリップである。リップ２４Ｄも、第２のシール部材２６のスリーブ３６に向けて延びる。リップ２４Ｄは、主に外部からハブ軸受１の内部への異物の流入を阻止する役割を担うダストリップである。リップ２４Ｄの先端は、スリーブ３６に接触してもよいし、接触しなくてもよい。

　リップ２４Ｅは、環状部２４Ｂの内側端から径方向外側かつインボード側に延びるサイドリップである。サイドリップ２４Ｅは、第２のシール部材２６のフランジ３８に向けて延びる。サイドリップ２４Ｅも主に外部からハブ軸受１の内部への異物の流入を阻止する役割を担う。リップ２４Ｅの先端は、フランジ３８に接触してもよいし、接触しなくてもよい。

　封止性能を高めるためには、グリースリップ２４Ｃ、ダストリップ２４Ｄおよびサイドリップ２４Ｅの先端は、第２のシール部材２６に接触するのが好ましい。しかし、第２のシール部材２６ひいては内輪６に与えるトルクを低減するためには、グリースリップ２４Ｃ、ダストリップ２４Ｄおよびサイドリップ２４Ｅの先端は、第２のシール部材２６に接触しないのが好ましい。

　環状のリップ２４Ｆは、環状部２４Ｂの途中部分から第２のシール部材２６に向けて延びる。密封装置２１の使用時には、リップ２４Ｆの先端は第２のシール部材２６に接触しない。リップ２４Ｆは、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ３８の間の空間４２の内部形状を複雑化し、異物をリップ２４Ｆの径方向内側に位置するサイドリップ２４Ｅに向けて侵入しにくくするラビリンスリップである。ラビリンスリップ２４Ｆは、第２のシール部材２６の円筒突出部４０よりも径方向内側に配置されている。

　第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａのインボード側の先端と、第２のシール部材２６のフランジ３８の外端縁３８Ｃとの間には、円環状の間隙４４が設けられている。間隙４４を通じて、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ３８の間の空間４２内に、異物が侵入することがある。逆に、空間４２内の異物は、間隙４４を通じて排出することができる。

　図２から図４に示すように、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの円柱形の内周面には、周方向に間隔をおいて、弾性材料から形成された複数の抜け止め突起４６が円周上に形成されている。図４から明らかなように、各抜け止め突起４６は、密封装置２１の軸線方向に沿って見て、円環状の間隙４４に重なっている。周方向に間隔をおいた複数の抜け止め突起４６の間には、円弧状の間隙５２が設けられている

　図４においては、抜け止め突起４６の数は４であるが、抜け止め突起４６の数は図示に限られず、２以上であればよい。好ましくは、抜け止め突起４６の数は３以上である。

　第２のシール部材２６の円筒突出部４０の外周面には、円周上に連続して延びる周溝４８が形成されている。周溝４８内には、第１のシール部材２４の複数の抜け止め突起４６が配置される。

　第２のシール部材２６の円筒突出部４０のフランジ３８とは反対側の端部の外周縁には、周溝４８よりも径方向外側に突出する、円周上に連続して延びる端部突起５０が形成されている。端部突起５０は周溝４８の一端を画定し、フランジ３８の外端縁３８Ｃは周溝４８の他端を画定する。

　複数の抜け止め突起４６は、組み合わせられた第１のシール部材２４と第２のシール部材２６の分離を抑制する。具体的には、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの内周面に間欠的に形成された複数の抜け止め突起４６を第２のシール部材２６の円筒突出部４０の外周面に形成された周溝４８に嵌め入れることによって、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせて密封装置２１を組み立てることが可能である。組み立て後は、これらの抜け止め突起４６が周溝４８に引っ掛かり、２つのシール部材２４，２６の分離を抑制することが可能である。

　このように抜け止め突起４６が周溝４８に引っ掛かり、２つのシール部材２４，２６の分離を抑制するので、第１のシール部材２４のグリースリップ２４Ｃおよびダストリップ２４Ｄは、第２のシール部材２６のスリーブ３６を緊縛する必要がない。つまり、グリースリップ２４Ｃおよびダストリップ２４Ｄがスリーブ３６に強い力で押し付けられていれば、２つのシール部材２４，２６の分離が抑制される。

　一方、第２のシール部材２６ひいては内輪６に与えるトルクを低減するためには、グリースリップ２４Ｃおよびダストリップ２４Ｄがスリーブ３６に接触しないことが好ましい。この場合でも、抜け止め突起４６が周溝４８に引っ掛かることによって、２つのシール部材２４，２６の分離が抑制される。

　図５は、密封装置２１の組み立て時の部分断面図であり、図５の矢印は第１のシール部材２４に第２のシール部材２６が接近させられる方向を示す。

　弾性材料から形成された複数の抜け止め突起４６は、周方向に間隔をおいているので、単一の抜け止め突起が周方向に連続的に延びる場合に比べて、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせる際、抜け止め突起４６の抵抗力が小さい。したがって、密封装置２１を組み立てる作業は容易であり、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせる際に、シール部材２４，２６（例えば、抜け止め突起４６、端部突起５０）の損傷が少ない。

　図６は、密封装置２１の部分拡大断面図であり、図６の矢印Ｆは異物の流れの方向の例を示す。外部から円筒突出部４０の外周面に周溝４８に異物が侵入したとしても、円筒突出部４０に形成された端部突起５０によって、異物の多くが阻止されるので、異物のさらなる侵入を抑制することができる。また、周方向に間隔をおいた複数の抜け止め突起４６の間には、円弧状の間隙５２が設けられているので（図４参照）、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ３８の間の空間４２内に侵入した異物が円弧状の間隙５２を通じて排出されやすい。

　第１のシール部材２４の抜け止め突起４６および第２のシール部材２６の周溝４８は、円環状の間隙４４よりも第１のシール部材２４の環状部２４Ｂの近くに配置されている。周溝４８は、円環状の間隙４４よりも径方向内側に形成されている。この実施形態のように内輪６が回転する場合、内輪６に取り付けられた第２のシール部材２６も回転し、第２のシール部材２６の円筒突出部４０の外周面に形成された周溝４８に侵入した異物が跳ね飛ばされる。周溝４８は円環状の間隙４４よりも径方向内側に形成されているので、周溝４８から跳ね飛ばされた異物は、円環状の間隙４４を通じて密封装置２１の外部に排出されやすい。

　図５に示すように、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせて密封装置２１を組み立てる際、第２のシール部材２６の円筒突出部４０に形成された端部突起５０は、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの内周面に形成された抜け止め突起４６に接触させられる。端部突起５０を含む円筒突出部４０は、弾性材料のみで構成され剛性材料で補強されていないため撓みやすく、円筒突出部４０の端部突起５０は容易に抜け止め突起４６を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせることができる。

　この実施形態では、円筒突出部４０の全体が弾性材料のみで構成されているが、図７に示す変形例のように、円筒突出部４０の基端部が剛性材料で補強されていてもよい。この変形例でも、端部突起５０を含む円筒突出部４０のフランジ３８とは反対側の端部は、弾性材料のみから形成されている。したがって、端部突起５０と端部突起５０の径方向内側に位置する円筒突出部４０の先端部は、剛性材料で補強されていないため撓みやすく、円筒突出部４０の端部突起５０は容易に抜け止め突起４６を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせることができる。

　図６に示すように、円筒突出部４０の内周面は、円柱面４０Ａと、円柱面４０Ａに隣接する円錐台面４０Ｂを有し、円錐台面４０Ｂは円柱面４０Ａよりもフランジ３８に近く配置されている。円錐台面４０Ｂはフランジ３８から離れるにつれて小さくなる直径を有する。

　この円筒突出部４０の内周面の形状によれば、円筒突出部４０は、フランジ３８に近く配置された円錐台面４０Ｂとフランジ３８の遠くに配置された円柱面４０Ａの境界４０Ｃ付近で、径方向内側に向けて屈曲しやすい。図５および図６の仮想線は、屈曲した円筒突出部４０の輪郭を示す。第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせて密封装置２１を組み立てる際、第２のシール部材２６の円筒突出部４０に形成された端部突起５０は、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの内周面に形成された抜け止め突起４６に接触させられる（図５参照）。この時、端部突起５０には抜け止め突起４６から径方向内側に向けて押圧され、このため円筒突出部４０は内側に向けて屈曲させられるので、円筒突出部４０の端部突起５０は容易に抜け止め突起４６を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせることができる。

　図３、図５および図６に示すように、各抜け止め突起４６は、環状部２４Ｂと反対側にある第１の傾斜面４６Ａと、環状部２４Ｂ側にある第２の傾斜面４６Ｂを有する。第１の傾斜面４６Ａと第２の傾斜面４６Ｂは、湾曲面と接続されており、各抜け止め突起４６は横から見ると頂部が湾曲したほぼ三角形の輪郭を有する。

　第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせて密封装置２１を組み立てる際、図５に示すように、第２のシール部材２６の円筒突出部４０に形成された端部突起５０は、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの内周面に形成された抜け止め突起４６の第１の傾斜面４６Ａに接触させられる。第１の傾斜面４６Ａの傾斜角α（図６参照）が大きすぎると、抜け止め突起４６の抵抗力が大きくなり、抜け止め突起４６および／または端部突起５０が損傷するおそれがある。そこで、密封装置２１の軸線を中心とする円柱に対する抜け止め突起４６の第１の傾斜面４６Ａの傾斜角αが６０度以下であることが好ましい。抜け止め突起４６の第１の傾斜面４６Ａの傾斜角αが６０度以下である場合には、円筒突出部４０の端部突起５０は容易に抜け止め突起４６を乗り越え、したがって、容易に第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせることができる。

　一旦円筒突出部４０の端部突起５０が抜け止め突起４６を乗り越えて、抜け止め突起４６が周溝４８に嵌め入れられると、第２のシール部材２６は第１のシール部材２４から容易に分離しないことが好ましい。抜け止め突起４６の第２の傾斜面４６Ｂの傾斜角β（図６参照）が小さすぎると、端部突起５０が抜け止め突起４６から外れて、第２のシール部材２６が第１のシール部材２４から分離するおそれがある。そこで、密封装置２１の軸線を中心とする円柱に対する抜け止め突起４６の第２の傾斜面４６Ｂの傾斜角が４５度以上であることが好ましい。抜け止め突起４６の第２の傾斜面４６Ｂの傾斜角が４５度以上である場合には、一旦円筒突出部４０の端部突起５０が抜け止め突起４６を乗り越えて、抜け止め突起４６が周溝４８に嵌め入れられると、端部突起５０が抜け止め突起４６に引っ掛かり、２つのシール部材２４，２６の分離を抑制することが可能である。

　図５および図６に示すように、円筒突出部４０の端部突起５０の外周縁は、フランジ３８とは反対側にある第３の傾斜面５０Ａを有する。密封装置２１の軸線を中心とする円柱に対する端部突起５０の第３の傾斜面５０Ａの傾斜角γ（図６参照）は、密封装置２１の軸線を中心とする円柱に対する第１の傾斜面４６Ａの傾斜角α以下であることが好ましい。

　第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせて密封装置２１を組み立てる際、第２のシール部材２６の円筒突出部４０に形成された端部突起５０の第３の傾斜面５０Ａは、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの内周面に形成された抜け止め突起４６の第１の傾斜面４６Ａに接触させられる。端部突起５０の第３の傾斜面５０Ａの傾斜角γが大きすぎると、抜け止め突起４６の抵抗力が大きくなり、抜け止め突起４６および／または端部突起５０が損傷するおそれがある。一方、端部突起５０の第３の傾斜面５０Ａの傾斜角γは、抜け止め突起４６の第１の傾斜面４６Ａの傾斜角αが以下である場合には、第３の傾斜面５０Ａが第１の傾斜面４６Ａに接触させられると、端部突起５０は径方向内側に向けて弾性変形しやすい。このため、円筒突出部４０の端部突起５０は容易に抜け止め突起４６を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材２４と第２のシール部材２６を組み合わせることができる。

　端部突起５０の外周縁は、曲率半径Ｒ（図６参照）が０．１ｍｍ以上である円弧状に形成されていることが好ましい。曲率半径Ｒが０．１ｍｍ以上である円弧状に形成されている場合には、端部突起５０の外周縁が抜け止め突起４６の第１の傾斜面４６Ａに接触させられる時、端部突起５０は抜け止め突起４６に損傷を与えにくい。

　図２および図６に示すように、密封装置２１の使用時には、円筒突出部４０は、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂに接触しない。円筒突出部４０は、ラビリンスリップ２４Ｆと同様に、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ３８の間の空間４２の内部形状を複雑化し、異物をリップ２４Ｆの径方向内側に位置するサイドリップ２４Ｅに向けて侵入しにくくする。

　密封装置２１の非使用時に第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ３８の間の間隔を狭めると、円筒突出部４０は環状部２４Ｂに接触し、ラビリンスリップ２４Ｆはフランジ３８に接触する。周溝４８および抜け止め突起４６の寸法は、このようなシール部材２４，２６の間隔の変化を許容することができるように設計されている。

　図８は、複数積み重ねられた密封装置２１を示す。最も下の密封装置２１の円筒突起２４Ｇおよびスリーブ３６は、平面５２に接触させられる。２番目に下の密封装置２１の円筒突起２４Ｇおよびスリーブ３６は、最も下の密封装置２１のフランジ３８に接触させられ、２番目に下の密封装置２１の第１のシール部材２４の環状部２４Ｂは、最も下の密封装置２１の第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａに接触させられる。３番目に下の密封装置２１の円筒突起２４Ｇおよびスリーブ３６は、２番目に下の密封装置２１のフランジ３８に接触させられ、３番目に下の密封装置２１の第１のシール部材２４の環状部２４Ｂは、２番目に下の密封装置２１の第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａに接触させられる。

　図８に示すように、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６が組み合わせられたまま、複数の密封装置２１が積み重ねられて、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂと第２のシール部材２６のフランジ３８の間の間隔が狭められる。この場合、厚さが小さいサイドリップ２４Ｅは、上方の荷重を受けて大きく弾性変形してしまう。しかし、第２のシール部材２６の円筒突出部４０は第１のシール部材２４の環状部２４Ｂに接触し、第１のシール部材２４のラビリンスリップ２４Ｆは第２のシール部材２６のフランジ３８に接触するので、下方の密封装置２１は上方の密封装置２１を安定して支持することができる。

　図９は、実施形態の他の変形例に係る密封装置２１を示す。この変形例では、第１のシール部材２４の取付円筒部２４Ａの内周面は円柱形ではなく、インボード側ほど直径が大きい円錐台形である。したがって、異物は、取付円筒部２４Ａの円錐台形の内周面に沿って、円環状の間隙４４を通じて排出されやすい。

　また、この変形例ではラビリンスリップ２４Ｆの厚さが図２に示す実施形態のラビリンスリップ２４Ｆの厚さより小さい。しかし、第１のシール部材２４と第２のシール部材２６が組み合わせられたまま、複数の密封装置２１が積み重ねられた場合、円筒突出部４０とラビリンスリップ２４Ｆとサイドリップ２４Ｅで、上方の荷重を安定して支持することができる。

　図１０は、実施形態の他の変形例に係る密封装置２１を示す。この変形例では、第１のシール部材２４にサイドリップ２４Ｅが設けられておらず、第２のシール部材２６が複数の水排出突起またはフィン６０を有する。複数の水排出突起６０は、フランジ３８に支持されており、円周方向に等角間隔をおいて並べられている。これらの水排出突起６０は、第１のシール部材２４の環状部２４Ｂに向けて空間４２内に突出する。

　水排出突起６０は、第２のシール部材２６の弾性環３２の部分として、フランジ剛性部分３８Ａのスリーブ３６側の面（アウトボード側の面）に接合されている。したがって、水排出突起６０は、弾性環３２と同じ材料、すなわち磁性金属粉およびセラミックス粉を含有するエラストマー材料から形成されている。

　内輪６の回転時に、第２のシール部材２６の水排出突起６０は内輪６とともに回転し、空間４２内の水などの異物を跳ね飛ばす。跳ね飛ばされた異物は、ラビリンスリップ２４Ｆと円筒突出部４０の間の隙間を経て、最終的に円環状の間隙４４を通じて外部に排出される。

　以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

　例えば、上記の実施形態においては、内側部材であるハブ４および内輪６が回転部材であり、外側部材である外輪８が静止部材である。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、互いに相対回転する複数の部材の密封に適用されうる。例えば、内側部材が静止し、外側部材が回転してもよいし、これらの部材のすべてが回転してもよい。外輪８が回転する場合には、外輪８とともに回転する第１のシール部材２４に水排出突起６０（図１０参照）を固定するのが好ましい。

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

　上記の実施形態および変形例は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。

　本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。

条項１．　相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、
　前記外側部材に取り付けられる取付円筒部と、前記取付円筒部から前記内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部を有する、第１のシール部材と、
　前記内側部材に取り付けられるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がって前記第１のシール部材の前記環状部と対向するフランジと、前記フランジから軸線方向に沿って延び前記第１のシール部材の前記取付円筒部の径方向内側に配置される弾性材料から形成された円筒状の円筒突出部を有する、第２のシール部材とを備え、
　前記第１のシール部材の前記取付円筒部の内周面には、周方向に間隔をおいて、弾性材料から形成された複数の抜け止め突起が円周上に形成されており、
　前記第２のシール部材の前記円筒突出部の外周面には、前記第１のシール部材の前記複数の抜け止め突起が内部に配置される、円周上に連続して延びる周溝が形成されており、
　前記第２のシール部材の前記円筒突出部の前記フランジとは反対側の端部の外周縁には、前記周溝よりも径方向外側に突出する、円周上に連続して延びる端部突起が形成されている
ことを特徴とする密封装置。

条項２．　前記第１のシール部材の前記取付円筒部と前記第２のシール部材の前記フランジの外端縁の間に円環状の間隙が設けられ、
　前記第１のシール部材の前記抜け止め突起および前記第２のシール部材の前記周溝は、前記円環状の間隙よりも前記第１のシール部材の前記環状部の近くに配置され、
　前記第２のシール部材の前記周溝は、前記円環状の間隙よりも径方向内側に形成されている
ことを特徴とする条項１に記載の密封装置。

　この条項によれば、内側部材が回転する場合、内側部材に取り付けられた第２のシール部材も回転し、第２のシール部材の円筒突出部の外周面に形成された周溝に侵入した異物が跳ね飛ばされる。周溝は円環状の間隙よりも径方向内側に形成されているので、周溝から跳ね飛ばされた異物は、円環状の間隙を通じて密封装置の外部に排出されやすい。

条項３．　前記端部突起を含む前記円筒突出部の前記フランジとは反対側の端部は、前記弾性材料のみから形成されている
ことを特徴とする条項１または２に記載の密封装置。

　第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせて密封装置を組み立てる際、第２のシール部材の円筒突出部に形成された端部突起は、第１のシール部材の取付円筒部の内周面に形成された抜け止め突起に接触させられる。この条項によれば、端部突起と端部突起の径方向内側に位置する円筒突出部の端部は、剛性材料で補強されていないため撓みやすく、円筒突出部の端部突起は容易に抜け止め突起を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせることができる。

条項４．　前記円筒突出部の内周面は、円柱面と、前記円柱面に隣接する円錐台面を有し、前記円錐台面は前記円柱面よりも前記フランジに近く配置され、前記円錐台面は前記フランジから離れるにつれて小さくなる直径を有する
ことを特徴とする条項１から３のいずれか１項に記載の密封装置。

　第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせて密封装置を組み立てる際、第２のシール部材の円筒突出部に形成された端部突起は、第１のシール部材の取付円筒部の内周面に形成された抜け止め突起に接触させられる。この条項によれば、円筒突出部は、フランジに近く配置された円錐台面とフランジの遠くに配置された円柱面の境界付近で、屈曲しやすく、円筒突出部の端部突起は容易に抜け止め突起を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせることができる。

条項５．　各抜け止め突起は、前記環状部と反対側にある第１の傾斜面を有し、
　前記密封装置の軸線を中心とする円柱に対する前記第１の傾斜面の傾斜角は、６０度以下である
ことを特徴とする条項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。

　第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせて密封装置を組み立てる際、第２のシール部材の円筒突出部に形成された端部突起は、第１のシール部材の取付円筒部の内周面に形成された抜け止め突起の第１の傾斜面に接触させられる。この条項によれば、抜け止め突起の第１の傾斜面の傾斜角が６０度以下であるので、円筒突出部の端部突起は容易に抜け止め突起を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせることができる。

条項６．　各抜け止め突起は、前記環状部側にある第２の傾斜面を有し、
　前記密封装置の軸線を中心とする円柱に対する前記第２の傾斜面の傾斜角は、４５度以上である
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。

　この条項によれば、抜け止め突起の第２の傾斜面の傾斜角が４５度以上であるので、一旦円筒突出部の端部突起が抜け止め突起を乗り越えて、抜け止め突起が周溝に嵌め入れられると、端部突起が抜け止め突起に引っ掛かり、２つのシール部材の分離を抑制することが可能である。

条項７．　各抜け止め突起は、前記環状部と反対側にある第１の傾斜面を有し、
　前記円筒突出部の前記端部突起の外周縁は、前記フランジとは反対側にある第３の傾斜面を有し、
　前記密封装置の軸線を中心とする円柱に対する前記端部突起の前記第３の傾斜面の傾斜角は、前記密封装置の軸線を中心とする円柱に対する前記第１の傾斜面の傾斜角以下である
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載の密封装置。

　第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせて密封装置を組み立てる際、第２のシール部材の円筒突出部に形成された端部突起の第３の傾斜面は、第１のシール部材の取付円筒部の内周面に形成された抜け止め突起の第１の傾斜面に接触させられる。この条項によれば、端部突起の第３の傾斜面の傾斜角は、抜け止め突起の第１の傾斜面の傾斜角が以下であるので、第３の傾斜面が第１の傾斜面に接触させられると、端部突起は径方向内側に向けて弾性変形しやすい。このため、円筒突出部の端部突起は容易に抜け止め突起を乗り越える。したがって、容易に第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせることができる。

条項８．　前記円筒突出部の前記端部突起の外周縁は、曲率半径が０．１ｍｍ以上である円弧状に形成されている
ことを特徴とする条項１から７のいずれか１項に記載の密封装置。

　第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせて密封装置を組み立てる際、第２のシール部材の円筒突出部に形成された端部突起の外周縁は、第１のシール部材の取付円筒部の内周面に形成された抜け止め突起の第１の傾斜面に接触させられる。この条項によれば、端部突起の外周縁は、曲率半径が０．１ｍｍ以上である円弧状に形成されているので、端部突起は抜け止め突起に損傷を与えにくい。

条項９．　前記第１のシール部材は、前記環状部から前記第２のシール部材の前記フランジに向けて突出し、密封装置の使用時には前記フランジに接触しない環状のラビリンスリップを有し、
　前記ラビリンスリップは、前記第２のシール部材の前記円筒突出部よりも径方向内側に配置され、
　密封装置の使用時には、前記円筒突出部は、前記第１のシール部材の前記環状部に接触せず、
　密封装置の非使用時に第１のシール部材の環状部と第２のシール部材のフランジの間の間隔を狭めると、前記円筒突出部は前記環状部に接触し、前記ラビリンスリップは前記フランジに接触する
ことを特徴とする条項１から８のいずれか１項に記載の密封装置。

　この条項によれば、円筒突出部よりも径方向内側に配置されたラビリンスリップによって、第１のシール部材の環状部と第２のシール部材のフランジの間の空間の内部形状が複雑化し、異物が密封対象である軸受の内部に侵入しにくい。また、第１のシール部材と第２のシール部材を組み合わせたまま、複数の密封装置を積み重ねる場合、第１のシール部材の環状部と第２のシール部材のフランジの間の間隔が狭められる。この場合、第２のシール部材の円筒突出部は第１のシール部材の環状部に接触し、第１のシール部材のラビリンスリップは第２のシール部材のフランジに接触するので、下方の密封装置は上方の密封装置を安定して支持することができる。

１　ハブ軸受
６　内輪（内側部材）
８　外輪（外側部材）
２１　密封装置
２４　第１のシール部材
２４Ａ　取付円筒部
２４Ｂ　環状部
２４Ｃ　グリースリップ
２４Ｄ　ダストリップ
２４Ｅ　サイドリップ
２４Ｆ　ラビリンスリップ
２４Ｇ　円筒突起
２６　第２のシール部材
３６　スリーブ
３８　フランジ
３８Ａ　フランジ剛性部分
３８Ｂ　フランジ弾性部分
３８Ｃ　外端縁
４０　円筒突出部
４２　空間
４４　円環状の間隙
４６　抜け止め突起
４６Ａ　第１の傾斜面
４６Ｂ　第２の傾斜面
４８　周溝
５０　端部突起
５２　平面
６０　水排出突起

Claims

　相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、
　前記外側部材に取り付けられる取付円筒部と、前記取付円筒部から前記内側部材に向けて径方向内側に広がる環状部を有する、第１のシール部材と、
　前記内側部材に取り付けられるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がって前記第１のシール部材の前記環状部と対向するフランジと、前記フランジから軸線方向に沿って延び前記第１のシール部材の前記取付円筒部の径方向内側に配置される弾性材料から形成された円筒状の円筒突出部を有する、第２のシール部材とを備え、
　前記第１のシール部材の前記取付円筒部の内周面には、周方向に間隔をおいて、弾性材料から形成された複数の抜け止め突起が円周上に形成されており、
　前記第２のシール部材の前記円筒突出部の外周面には、前記第１のシール部材の前記複数の抜け止め突起が内部に配置される、円周上に連続して延びる周溝が形成されており、
　前記第２のシール部材の前記円筒突出部の前記フランジとは反対側の端部の外周縁には、前記周溝よりも径方向外側に突出する、円周上に連続して延びる端部突起が形成されている
ことを特徴とする密封装置。
　前記第１のシール部材の前記取付円筒部と前記第２のシール部材の前記フランジの外端縁の間に円環状の間隙が設けられ、
　前記第１のシール部材の前記抜け止め突起および前記第２のシール部材の前記周溝は、前記円環状の間隙よりも前記第１のシール部材の前記環状部の近くに配置され、
　前記第２のシール部材の前記周溝は、前記円環状の間隙よりも径方向内側に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
　前記端部突起を含む前記円筒突出部の前記フランジとは反対側の端部は、前記弾性材料のみから形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
　前記円筒突出部の内周面は、円柱面と、前記円柱面に隣接する円錐台面を有し、前記円錐台面は前記円柱面よりも前記フランジに近く配置され、前記円錐台面は前記フランジから離れるにつれて小さくなる直径を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の密封装置。
　各抜け止め突起は、前記環状部と反対側にある第１の傾斜面を有し、
　前記円筒突出部の前記端部突起の外周縁は、前記フランジとは反対側にある第３の傾斜面を有し、
　前記密封装置の軸線を中心とする円柱に対する前記端部突起の前記第３の傾斜面の傾斜角は、前記密封装置の軸線を中心とする円柱に対する前記第１の傾斜面の傾斜角以下である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
　前記第１のシール部材は、前記環状部から前記第２のシール部材の前記フランジに向けて突出し、密封装置の使用時には前記フランジに接触しない環状のラビリンスリップを有し、
　前記ラビリンスリップは、前記第２のシール部材の前記円筒突出部よりも径方向内側に配置され、
　密封装置の使用時には、前記円筒突出部は、前記第１のシール部材の前記環状部に接触せず、
　密封装置の非使用時に第１のシール部材の環状部と第２のシール部材のフランジの間の間隔を狭めると、前記円筒突出部は前記環状部に接触し、前記ラビリンスリップは前記フランジに接触する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。