(57)【要約】【課題】密封性能を有すると共に、回転抵抗を低減することが可能となる密封装置を提供する。【解決手段】密封装置１５は、同心状に配置されている外輪部材１２と内軸部材１１との間に設けられ、これらの間に形成される環状空間７に異物が侵入するのを防ぐ。密封装置１５は、外輪部材１２に取り付けられる第一芯材３３と、第一芯材３３に固定されていて第一凹凸部３８を有する第一シール部材３４と、を有する環状の第一部材３１と、内軸部材１１に取り付けられる第二芯材３３と、第二芯材３３に固定されていて第一凹凸部４８と隙間を有して対向する第二凹凸部４８を有する第二シール部材４４と、を有する環状の第二部材３２と、を備える。第一凹凸部３８と第二凹凸部４８との間に形成される前記隙間は、環状空間７に異物が侵入するのを防ぐラビリンス隙間３０である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置されている外方部材と内方部材との間に設けられ、当該外方部材と当該内方部材との間に形成される環状空間に異物が侵入するのを防ぐ密封装置であって、
前記外方部材に取り付けられる第一芯材と、当該第一芯材に固定されていて第一凹凸部を有する第一シール部材と、を有する環状の第一部材と、
前記内方部材に取り付けられる第二芯材と、当該第二芯材に固定されていて前記第一凹凸部と隙間を有して対向する第二凹凸部を有する第二シール部材と、を有する環状の第二部材と、
を備え、
前記第一凹凸部と前記第二凹凸部との間に形成される前記隙間は、前記環状空間に異物が侵入するのを防ぐラビリンス隙間である、密封装置。
【請求項２】
前記ラビリンス隙間に液体が保持されている、請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記第一部材は、前記環状空間とその外部の空間との間に圧力差が生じると当該環状空間と当該外部の空間との間で気体を通過させ、前記圧力差がゼロであると当該環状空間と当該外部の空間との間で気体を通過不能とさせる弁部を有する、請求項２に記載の密封装置。
【請求項４】
前記弁部は、前記第一部材の内の、鉛直方向上部に設けられている、請求項３に記載の密封装置。
【請求項５】
前記ラビリンス隙間を、第一ラビリンス隙間として有し、
前記第一部材は、前記外方部材に取り付けられる第一円筒部と、当該第一円筒部の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられ前記第一凹凸部を含む第一円環部と、を有し、
前記第二部材は、前記第二凹凸部を含む第二円環部と、当該第二円環部の径方向内側から軸方向一方に延びて設けられ前記内方部材に取り付けられる第二円筒部とを有し、
前記第一円筒部と前記第二円環部との間に形成され、異物が前記第一部材と前記第二部材との間に侵入するのを防ぐ、第二ラビリンス隙間を有し、
前記第二円筒部と前記第一円環部との間に、軸方向に延びていて前記第一ラビリンス隙間の一部を構成する隙間部が設けられている、請求項１〜４に記載の密封装置。
【請求項６】
前記第一シール部材は、前記第一凹凸部として、軸方向他方に突出している第一突出部と、軸方向一方に凹んでいる第一凹部と、を有し、
前記第二シール部材は、前記第二凹凸部として、軸方向一方に突出しかつ前記第一凹部に隙間を有して収容された状態にある第二突出部と、前記第一突出部を隙間を有して収容する第二凹部と、を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項７】
前記第一突出部は、前記第一部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である外周面及び内周面を有する円筒形状を備え、
前記第一凹部は、前記第一部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である内周面及び外周面を有し、
前記第二突出部は、前記第二部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である外周面及び内周面を有する円筒形状を備え、
前記第二凹部は、前記第二部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である内周面及び外周面を有する、請求項６に記載の密封装置。
【請求項８】
前記第一部材及び前記第二部材の中心線は、水平線に沿って設けられ、
前記第一シール部材は、前記第一部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である第一外周面を有し、
前記第二シール部材は、前記第二部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状であり前記第一外周面と外径が同じである第二外周面を有し、
前記第一部材は、前記第一外周面及び前記第二外周面の軸方向一方側に設けられ、前記第一外周面及び前記第二外周面よりも外径の大きい円環状の第一壁部を有し、
前記第二部材は、前記第一外周面及び前記第二外周面の軸方向他方側に設けられ、前記第一外周面及び前記第二外周面よりも外径の大きい円環状の第二壁部を有し、
前記第一外周面及び前記第二外周面と前記第一壁部と前記第二壁部とに囲まれる空間によって樋部が構成されていて、
前記ラビリンス隙間は、前記樋部の一部で開口している、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項９】
同心状に配置されている外方部材及び内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材との間に設けられている転動体と、
前記外方部材と前記内方部材との間に形成される環状空間に異物が侵入するのを防ぐ密封装置と、を備え、
前記密封装置は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の密封装置である、転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置及び転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
密封装置は様々な機器に用いられる。例えば、自動車において車輪を支持するための車輪用軸受装置（ハブユニット）に、密封装置が用いられる。車輪用軸受装置は、同心状に配置されている外方部材（外輪部材ともいう。）及び内方部材（内軸部材ともいう。）と、これら外方部材と内方部材との間に配置される複数の転動体とを備える。密封装置は、外方部材と内方部材との間に設けられる。密封装置は、外方部材と内方部材との間に形成される環状空間、つまり、転動体が設けられている軸受内部側の空間に泥水等の異物が侵入するのを防止する。特許文献１に、車両インナ側の密封装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８５３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車輪用軸受装置の場合、車両インナ側の密封装置は、外方部材に取り付けられる第一部材としての環状であるシールと、内方部材に取り付けられる第二部材としての環状であるスリンガとを備える。シールは、金属製の芯材（金属部材）と、芯材に固定されているシール部材とを有する。シール部材はゴム製のリップを有し、リップがスリンガに接触する。
【０００５】
車輪用軸受装置の場合、内方部材が有するフランジ部に車輪が取り付けられる。車輪とともに内方部材が回転すると、回転するスリンガにリップが摺接する。このため、密封装置において回転抵抗（回転トルク）が発生する。自動車の場合、近年、燃料消費の低減のために、車輪用軸受装置及びその密封装置においても回転抵抗を低下させることが要求されている。なお、自動車以外であっても、回転部分において抵抗を低下させることが必要とされる場合は多い。
【０００６】
そこで、本開示は、密封性能を有すると共に、回転抵抗を低減することが可能となる密封装置、及び、その密封装置を備える転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、同心状に配置されている外方部材と内方部材との間に設けられ、当該外方部材と当該内方部材との間に形成される環状空間に異物が侵入するのを防ぐ密封装置であって、前記外方部材に取り付けられる第一芯材と、当該第一芯材に固定されていて第一凹凸部を有する第一シール部材と、を有する環状の第一部材と、前記内方部材に取り付けられる第二芯材と、当該第二芯材に固定されていて前記第一凹凸部と隙間を有して対向する第二凹凸部を有する第二シール部材と、を有する環状の第二部材と、を備え、前記第一凹凸部と前記第二凹凸部との間に形成される前記隙間は、前記環状空間に異物が侵入するのを防ぐラビリンス隙間である。
【０００８】
前記密封装置によれば、ラビリンス隙間によって環状空間に異物が侵入するのを防ぐことが可能となり、密封性能が維持される。第一部材と第二部材とは非接触であり、第一部材と第二部材とが相対回転する際の回転抵抗が低減される。
【０００９】
また、好ましくは、前記ラビリンス隙間に液体が保持されている。この構成により、異物の侵入を防ぐ効果をより一層高めることが可能となる。前記液体の例としては、グリースに用いられる基油又は潤滑油である。
【００１０】
前記液体はその表面張力でラビリンス隙間に保持される。しかし、環状空間とその外部の空間との間に圧力差が生じると、その圧力差によってラビリンス隙間から前記液体が抜けてしまう可能性がある。そこで、前記第一部材は、前記環状空間とその外部の空間との間に圧力差が生じると当該環状空間と当該外部の空間との間で気体を通過させ、前記圧力差がゼロであると当該環状空間と当該外部の空間との間で気体を通過不能とさせる弁部を有するのが好ましい。この構成により、環状空間とその外部の空間との間に圧力差が生じても、弁部で気体を通過させ、前記圧力差によってラビリンス隙間から前記液体が抜けてしまうのを防ぐことが可能となる。
【００１１】
また、密封装置には、外部から水を含む異物が降りかかる場合がある。このような場合は特に、前記弁部は、前記第一部材の内の、鉛直方向上部に設けられているのが好ましい。この構成により、外部から水を含む異物が降りかかっても、その異物は密封装置の一部の外周面に沿って落下することができる。このため、密封装置の鉛直方向上部に、水を含む異物が滞留せず、弁部から異物が侵入するのを防ぐことが可能となる。
【００１２】
また、好ましくは、前記密封装置は、前記ラビリンス隙間を、第一ラビリンス隙間として有し、前記第一部材は、前記外方部材に取り付けられる第一円筒部と、当該第一円筒部の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられ前記第一凹凸部を含む第一円環部と、を有し、前記第二部材は、前記第二凹凸部を含む第二円環部と、当該第二円環部の径方向内側から軸方向一方に延びて設けられ前記内方部材に取り付けられる第二円筒部とを有し、前記第一円筒部と前記第二円環部との間に形成され、異物が前記第一部材と前記第二部材との間に侵入するのを防ぐ、第二ラビリンス隙間を有し、前記第二円筒部と前記第一円環部との間に、軸方向に延びていて前記第一ラビリンス隙間の一部を構成する隙間部が設けられている。
この構成により、第二ラビリンス隙間により、異物が第一部材と第二部材との間に侵入するのを抑制することが可能となる。第一部材と第二部材との間に異物が侵入したとしても、第一ラビリンス隙間により、それ以上の侵入を抑えることが可能となる。第一ラビリンス隙間に異物が侵入したとしても、前記隙間部が軸方向に延びて設けられており、それ以上の通過を抑えることが可能となる。
【００１３】
また、好ましくは、前記第一シール部材は、前記第一凹凸部として、軸方向他方に突出している第一突出部と、軸方向一方に凹んでいる第一凹部と、を有し、前記第二シール部材は、前記第二凹凸部として、軸方向一方に突出しかつ前記第一凹部に隙間を有して収容された状態にある第二突出部と、前記第一突出部を隙間を有して収容する第二凹部と、を有する。
この構成により、ラビリンス隙間は蛇行した形状を有し、異物の侵入を抑制する効果を高めることが可能となる。
【００１４】
また、この場合において、好ましくは、前記第一突出部は、前記第一部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である外周面及び内周面を有する円筒形状を備え、前記第一凹部は、前記第一部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である内周面及び外周面を有し、前記第二突出部は、前記第二部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である外周面及び内周面を有する円筒形状を備え、前記第二凹部は、前記第二部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である内周面及び外周面を有する。
この構成により、ラビリンス隙間は、軸方向に延びる隙間部を有する。この隙間部では、重力の作用で異物がラビリンス隙間を通過しようとする力成分が生じない。このため、異物の侵入を抑制する効果を高めることが可能となる。
【００１５】
また、好ましくは、前記第一部材及び前記第二部材の中心線は、水平線に沿って設けられ、前記第一シール部材は、前記第一部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状である第一外周面を有し、前記第二シール部材は、前記第二部材の中心線を含む断面において軸方向に直線状であり前記第一外周面と外径が同じである第二外周面を有し、前記第一部材は、前記第一外周面及び前記第二外周面の軸方向一方側に設けられ、前記第一外周面及び前記第二外周面よりも外径の大きい円環状の第一壁部を有し、前記第二部材は、前記第一外周面及び前記第二外周面の軸方向他方側に設けられ、前記第一外周面及び前記第二外周面よりも外径の大きい円環状の第二壁部を有し、前記第一外周面及び前記第二外周面と前記第一壁部と前記第二壁部とに囲まれる空間によって樋部が構成されていて、前記ラビリンス隙間は、前記樋部の一部で開口している。
この構成により、第一部材と第二部材との間に異物が到達しても、その異物は、一旦、樋部に収容され、前記第一外周面及び前記第二外周面に沿って落下する。このため、ラビリンス隙間が樋部で開口していても、異物がラビリンス隙間に侵入し難い。
【００１６】
また、本開示の転がり軸受装置は、同心状に配置されている外方部材及び内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に設けられている転動体と、前記外方部材と前記内方部材との間に形成される環状空間に異物が侵入するのを防ぐ前記密封装置と、を備える。
前記転がり軸受装置によれば、密封装置は密封性能を有すると共に、回転抵抗を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本開示の発明によれば、密封装置は、密封性能を有すると共に、回転抵抗を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】転がり軸受装置の一例を示す断面図である。
【図２】車両インナ側の密封装置を示す断面図である。
【図３】第一部材及び第二部材の断面図である。
【図４】密封装置の説明図である。
【図５Ａ】第一ラビリンス隙間の形態を説明する図である。
【図５Ｂ】第一ラビリンス隙間の形態を説明する図である。
【図５Ｃ】第一ラビリンス隙間の形態を説明する図である。
【図６】樋部における第一ラビリンス隙間の開口部の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔密封装置を備える転がり軸受装置について〕
図１は、転がり軸受装置の一例を示す断面図である。図１に示す転がり軸受装置は、自動車に用いられる車輪用軸受装置（ハブユニット）１０である。車輪用軸受装置１０は、自動車の車体が有する懸架装置（ナックル）に取り付けられ、車輪を回転可能に支持する。車輪用軸受装置１０は、外輪部材（外方部材）１２と、内軸部材（内方部材）１１と、転動体である複数の玉１３と、保持器１４と、車両インナ側の密封装置１５と、車両アウタ側の密封装置１６とを備える。
【００２０】
本開示の車輪用軸受装置１０において、軸方向とは車輪用軸受装置１０の中心線に平行な方向である。車輪用軸受装置１０の軸方向と、密封装置１５の軸方向とは一致する。車輪用軸受装置１０の軸方向及び密封装置１５の軸方向それぞれを単に「軸方向」と称する。径方向とは、車輪用軸受装置１０の中心線に直交する方向である。車輪用軸受装置１０の径方向と、密封装置１５の径方向とは一致する。車輪用軸受装置１０の径方向及び密封装置１５の径方向それぞれを単に「径方向」と称する。本開示では、車輪用軸受装置１０が懸架装置（ナックル）に取り付けられた状態で、車輪側である車両アウタ側（図１の左側）を「軸方向一方側」と称し、車体中央側である車両インナ側（図１の右側）を「軸方向他方側」と称する。
【００２１】
密封装置１５，１６は、外輪部材１２と内軸部材１１との間に設けられている。密封装置１５，１６は、外輪部材１２と内軸部材１１との間に形成される環状空間７に、その外部（外部空間８）から泥水等の水分を含む異物が侵入するのを防ぐ。環状空間７は、玉１３が設けられている軸受内部側の空間である。
【００２２】
外輪部材１２の内周側に、玉１３が転動する外軌道面１７，１７が設けられている。内軸部材１１は、ハブ軸（内軸）２３と、このハブ軸２３の軸方向他方側に取り付けられている内輪２４とを有する。ハブ軸２３の外周側に内軸軌道面１８が形成されている。内輪２４の外周面に内輪軌道面１９が形成されている。一方の外軌道面１７と内軸軌道面１８との間に複数の玉１３が設けられる。他方の外軌道面１７と内輪軌道面１９との間に複数の玉１３が設けられる。外輪部材１２と内軸部材１１との間には、玉１３が二列となって設けられていて、外輪部材１２と内軸部材１１とは同心状に配置される。保持器１４は、各列の複数の玉１３を保持する。
【００２３】
〔密封装置１５について〕
図２は、車両インナ側となる軸方向他方側の密封装置１５を示す断面図である。図２の左側（軸方向一方側）が、軸受内部側となる環状空間７である。図２の右側が軸受外部側の外部空間８である。密封装置１５は、外輪部材１２の内周側に取り付けられる環状の第一部材３１と、内軸部材１１（内輪２４）の外周側に取り付けられる環状の第二部材３２とを備える。この密封装置１５は、車両インナ側のパックシールと呼ばれることもある。
【００２４】
第一部材３１は、第一芯材３３と第一シール部材３４とを有する。第一芯材３３は、金属製であり、外輪部材１２に嵌合して取り付けられる。第一芯材３３は、円筒状である第一円筒芯部３５と、円環状である第一円環芯部３６とを有する。第一円環芯部３６は、第一円筒芯部３５の軸方向一方側の端部から径方向内方に延びて設けられている。第一円環芯部３６は、その途中部に折れ曲がり形状を有する。第一芯材３３は断面Ｌ字形状を有する。
【００２５】
第一シール部材３４は、ゴム製であり、第一芯材３３に接着（加硫接着）により固定されている。第一シール部材３４は、第一円筒芯部３５を覆っている円筒状の第一被覆部３７と、第一円環芯部３６に固定されている第一凹凸部３８とを有する。第一シール部材３４は、更に、第一円環芯部３６の軸方向一方側を覆う円環状である（第三）被覆部３９を有する。第一シール部材３４は、弾性部材であればよく、樹脂製であってもよい。第一凹凸部３８の具体的形状については後に説明する。
【００２６】
第一シール部材３４は、更に、第一被覆部３７と第一凹凸部３８との間を繋いでいる円環状の連結部４２を有する。連結部４２は、第一円環芯部３６の径方向外側寄りの一部３６ａを覆っている。図４に示すように、連結部４２の一部に、切り込み６３が形成されている。図４は、密封装置１５の説明図である。切り込み６３は、例えばカッター刃によって形成された薄いスリットであり、連結部４２を軸方向に貫通している。第一円環芯部３６の前記一部３６ａには、切り込み６３を露出させる貫通孔６４が形成されている。切り込み６３及び貫通孔６４によって、弁部６５が構成される。弁部６５については後にも説明する。
【００２７】
図２に示すように、第一円筒芯部３５と第一被覆部３７とにより、円筒状である第一円筒部４０が構成される。第一円環芯部３６と第一凹凸部３８と被覆部３９とにより、円環状であり凹凸形状を有する第一円環部４１が構成される。以上より、第一部材３１は、外輪部材１２に取り付けられる第一円筒部４０と、第一円筒部４０の軸方向一方側から径方向内方に延びて設けられ第一凹凸部３８を含む第一円環部４１とを有する。
【００２８】
第二部材３２は、第二芯材４３と第二シール部材４４とを有する。第二芯材４３は、金属製であり、内輪２４に嵌合して取り付けられる。第二芯材４３は、円筒状である第二円筒芯部４５と、円環状である第二円環芯部４６とを有する。第二円環芯部４６は、第二円筒芯部４５の軸方向他方側の端部から径方向外方に延びて設けられている。第二芯材４３は断面Ｌ字形状を有する。
【００２９】
第二シール部材４４は、ゴム製であり、第二芯材４３に接着（加硫接着）により固定されている。第二シール部材４４は、第二円筒芯部４５を覆っている円筒状の第二被覆部４７と、第二円環芯部４６に固定されている第二凹凸部４８とを有する。第二凹凸部４８は、第一凹凸部３８と隙間を有して対向している。その隙間は、第一ラビリンス隙間３０となる。第一凹凸部３８と第二凹凸部４８とは全体にわたって相互で非接触の状態にある。第二シール部材４４は、更に、第二円環芯部４６の軸方向他方側を覆う円環状である（第四）被覆部４９を有する。第二シール部材４４は、弾性部材であればよく、樹脂製であってもよい。第二凹凸部４８及び第一ラビリンス隙間３０の具体的形状については後に説明する。
【００３０】
第一ラビリンス隙間３０に液体２０が保持されている。液体２０は、粘性を有する液体である。液体２０の粘度は例えば１００〜１００００ｃｓｔである。液体２０の例としては、グリースに用いられる基油又は潤滑油である。例えば、液体２０は、玉１３（図１参照）を潤滑するために環状空間７に設けられるグリースの基油であってもよい。または、別の種類の液体２０であってもよい。ラビリンス隙間３０の隙間寸法は、例えば、０．３ミリメートル以上であり、１ミリメートル以下であり、ごく小さい。このため、液体２０はその表面張力によってラビリンス隙間３０に保持される。
【００３１】
第二部材３２において、第二円筒芯部４５と第二被覆部４７とにより、円筒状である第二円筒部５０が構成される。第二円環芯部４６と第二凹凸部４８と被覆部４９とにより、円環状である第二円環部５１が構成される。以上より、第二部材３２は、第二凹凸部４８を含む第二円環部５１と、第二円環部５１の径方向内側から軸方向一方に延びて設けられ内輪２４に取り付けられる第二円筒部５０とを有する。
【００３２】
第一部材３１が有する第一円筒部４０の軸方向他方側の端部４０ａと、第二部材３２が有する第二円環部５１の径方向外側の端部５１ａとの間に、径方向に狭い隙間が形成されている。その隙間は、第二ラビリンス隙間５２である。第二ラビリンス隙間５２は、異物が第一部材３１と第二部材３２との間（後述する樋部６０）に侵入するのを防ぐ。
【００３３】
〔第一凹凸部３８及び第二凹凸部４８の具体的形状について〕
図３は、第一部材３１及び第二部材３２の断面図である。図３は、第一部材３１及び第二部材３２の中心線Ｃ（図２参照）を含む断面を示している。第一部材３１及び第二部材３２の中心線Ｃは、水平線に沿って設けられている。第一部材３１の中心線Ｃと第二部材３２の中心線Ｃとは一致している。以下において、第一部材３１及び第二部材３２の中心線Ｃを含む断面を「縦断面」と称することがある。
【００３４】
第一凹凸部３８は、軸方向他方に突出している第一突出部５６と、軸方向一方に凹んでいる第一凹部５７とを有して構成されている。第一突出部５６は、基準面Ｋを基準として、軸方向他方に突出していて、第一凹部５７は、基準面Ｋを基準として、軸方向一方側に凹んでいる。前記基準面Ｋは、第一部材３１の中心線Ｃ（図２参照）に直交し第一凹凸部３８及び第二凹凸部４８を通過する仮想面である。
【００３５】
本開示の第一凹凸部３８は、三つの第一突出部５６と、二つの第一凹部５７とを有して構成されている。なお、第一突出部５６及び第一凹部５７の数は変更可能である。第一突出部５６と第一凹部５７とは径方向に交互に配置されている。各第一突出部５６は、縦断面において、軸方向に直線状である外周面５６ａ、及び軸方向に直線状である内周面５６ｂを有する円筒形状を備える。各第一凹部５７は、縦断面において、軸方向に直線状である内周面５７ｂ、及び軸方向に直線状である外周面５７ａを有する。つまり、第一突出部５６及び第一凹部５７それぞれの断面は矩形状である。
【００３６】
第二凹凸部４８は、第二突出部５８と、第二凹部５９とを有して構成されている。第二突出部５８は、軸方向一方に突出していて、第一凹部５７に隙間２９ａを有して収容された状態にある。第二凹部５９は、第一突出部５６を隙間２９ｂを有して収容している。第二突出部５８は、基準面Ｋを基準として、軸方向一方に突出していて、第二凹部５９は、前記基準面Ｋを基準として、軸方向他方側に凹んでいる。
【００３７】
本開示の第二凹凸部４８は、二つの第二突出部５８と、三つの第二凹部５９とを有して構成されている。なお、第二突出部５８及び第二凹部５９の数は変更可能である。第二突出部５８と第二凹部５９とは径方向に交互に配置されている。各第二突出部５８は、縦断面において、軸方向に直線状である外周面５８ａ、及び軸方向に直線状である内周面５８ｂを有する円筒形状を備える。第二凹部５９は、縦断面において、軸方向に直線状である内周面５９ｂ、及び軸方向に直線状である外周面５９ａを有する。つまり、第二突出部５８及び第二凹部５９それぞれの断面は矩形状である。
【００３８】
第一凹凸部３８と第二凹凸部４８との間に形成される前記各隙間２９ａ，２９ｂにより、第一ラビリンス隙間３０が構成されている。第一ラビリンス隙間３０は、外部空間８から環状空間７に異物が侵入するのを防ぐ。また、本開示の密封装置１５では、前記のとおり（図２参照）、外部空間８から第一部材３１と第二部材３２との間に異物が侵入するのを防ぐために、第二ラビリンス隙間５２が設けられている。そして、密封装置１５は、更に、第二ラビリンス隙間５２と第一ラビリンス隙間３０との間に、樋部６０を備える。
【００３９】
〔樋部６０について〕
図２において、樋部６０は、外部空間８の異物が第二ラビリンス隙間５２を通じて第一部材３１と第二部材３２との間に侵入した場合に、その異物を収容する空間である。前記異物としては、泥水等の水分を含む異物である。樋部６０の一部で第一ラビリンス隙間３０は開口している。しかし、その開口は小さいため、樋部６０に収容された泥水等の水分を含む異物は、第一ラビリンス隙間３０に侵入しないで、第一凹凸部３８の外周面６１及び第二凹凸部４８の外周面６２に沿って、重力によって下方に流れる。下方に流れた泥水等の水分を含む異物は、鉛直方向の下部位置において、第一部材３１（端部４０ａ）と第二部材３２（端部５１ａ）との間から、外部空間８へ排出される。
【００４０】
樋部６０の形状について具体的に説明する。第一シール部材３４は、縦断面において、軸方向に直線状である第一外周面を有する。前記第一外周面は、第一凹凸部３８の外周面６１に相当する。第一凹凸部３８の外周面６１を、以下において「第一外周面６１」と称する。第二シール部材４４は、縦断面において、軸方向に直線状である第二外周面を有する。前記第二外周面は、第二凹凸部４８の外周面６２に相当する。第二凹凸部４８の外周面６２を、以下において「第二外周面６２」と称する。第一外周面６１と第二外周面６２とは外径が同じである。
【００４１】
第一部材３１は、第一外周面６１及び第二外周面６２の軸方向一方側に設けられ、第一外周面６１及び第二外周面６２よりも外径の大きい円環状の第一壁部を有する。この第一壁部は、第一シール部材３４が有する円環状の連結部４２に相当する。第二部材３２は、第一外周面６１及び第二外周面６２の軸方向他方側に設けられ、第一外周面６１及び第二外周面６２よりも外径の大きい円環状の第二壁部を有する。この第二壁部は、第二芯材４３が有する第二円環芯部４６の径方向外側の一部４６ａに相当する。そして、第一外周面６１及び第二外周面６２と、第一壁部（連結部４２）と、第二壁部（第二円環芯部４６の径方向外側の一部４６ａ）とに囲まれる空間によって、樋部６０が構成されている。樋部６０は断面Ｕ字形を有する。樋部６０は、第二ラビリンス隙間５２で外部空間８に向かって開口しているが、第一円筒部４０により覆われている。
【００４２】
〔本開示の密封装置１５について（その１）〕
前記のとおり本開示の密封装置１５は、環状の第一部材３１と環状の第二部材３２とを備える。第一部材３１は、外輪部材１２に取り付けられる第一芯材３３と、第一芯材３３に固定されていて第一凹凸部３８を有する第一シール部材３４とを有する。第二部材３２は、内軸部材１１（内輪２４）に取り付けられる第二芯材４３と、第二芯材４３に固定されていて第二凹凸部４８を有する第二シール部材４４とを有する。第一凹凸部３８と第二凹凸部４８とは隙間を有して対向している。これら一凹凸部３８と第二凹凸部４８との間に形成される前記隙間は、環状空間７に異物が侵入するのを防ぐ第一ラビリンス隙間３０である。
【００４３】
この密封装置１５によれば、環状空間７に異物が侵入するのを防ぐことが可能となり、密封性能が維持される。しかも、第一部材３１と第二部材３２とは非接触であることから、第一部材３１と第二部材３２とが相対的に回転した際、第一部材３１と第二部材３２との間の回転抵抗が低減される。
【００４４】
つまり、第一部材３１の第一凹凸部３８と第二部材３２の第二凹凸部４８とが非接触であり、従来のようにゴム製のリップがスリンガに摺接しないことから、回転抵抗が低減される。そして、第一凹凸部３８と第二部材３２とは非接触であるが、これらの間に第一ラビリンス隙間３０が設けられていることで、密封性能が確保される。特に、本開示では、第一ラビリンス隙間３０に液体２０が保持されている。このため、密封性能をより一層高めることが可能となる。本開示の密封装置１５によれば、密封性能を確保しつつ回転抵抗を低減することが可能となる。
【００４５】
〔弁部６５について〕
前記のとおり（図４参照）、ゴム製である第一シール部材３４に設けられている切り込み６３、及び、第一芯材３３に形成されている貫通孔６４によって、弁部６５が構成されている。弁部６５の機能について図２及び図４により説明する。前記のとおり、第一ラビリンス隙間３０には、液体２０が保持されている。しかし、外部空間８と環状空間７との間に圧力差が生じると、その圧力差によって第一ラビリンス隙間３０から、液体２０が抜けてしまう可能性がある。
【００４６】
なお、前記圧力差は、例えば、車輪用軸受装置１０の温度変化によって発生する。つまり、玉１３が継続して回転することで環状空間７における温度が高くなる。これに対して、回転が停止すると温度は低くなる。環状空間７は、第一の密封装置１５及び第二の密封装置１６によって密封されている。このため、環状空間７の温度変化によって、環状空間７の圧力が外部空間８に対して高くなったり低くなったりする。
【００４７】
そこで、第一部材３１は弁部６５を有する。環状空間７と外部空間８との間で圧力差がゼロである場合、切り込み６３は閉じている。つまり、切り込み６３を挟んで存在するゴム部同士は密着した状態にある。これに対して、外部空間８に対して環状空間７の圧力が高くなると、環状空間７の気体が切り込み６３を通過する。また、外部空間８に対して環状空間７の圧力が低くなると、外部空間８の気体が切り込み６３を通過する。これにより、外部空間８と環状空間７との圧力差が解消される。なお、切り込み６３は微細な隙間により形成されていて、気体は切り込み６３を通過可能であるが、切り込み６３を挟んで存在するゴム部同士は接触した状態にあることから、水分等の異物は、通過不能である。
【００４８】
このように、弁部６５は、環状空間７と外部空間８との間に圧力差が生じると、これら環状空間７と外部空間８との間で気体を通過させる。また、弁部６５は、前記圧力差がゼロであると、これら環状空間７と外部空間８との間で気体を通過不能とさせる。切り込み６３は、空気交換穴としての機能を有する。この弁部６５により、環状空間７と外部空間８との間に圧力差が生じても、気体を通過させ、前記圧力差によって第一ラビリンス隙間３０から液体２０が抜けてしまうのを防ぐことが可能となる。
【００４９】
弁部６５は少なくとも１つ設けられていればよい。本開示では、弁部６５は一つのみである。弁部６５は、第一部材３１の内の、鉛直方向上部（天の位置）に設けられている。密封装置１５には、外部から泥水等の水を含む異物が降りかかる場合がある。このような場合、異物が、第二のラビリンス隙間５２を通過して樋部６０に侵入することがある。しかし、樋部６０に侵入した泥水等の水を含む異物は、第一凹凸部３８の外周面６１及び第二凹凸部４８の外周面６２に沿って落下する。このため、樋部６０の鉛直方向上部に、水を含む異物が滞留しない。弁部６５は、第一部材３１の内の鉛直方向上部に設けられていることから、その弁部６５から泥水等の異物が侵入するのを防ぐことが可能となる。
【００５０】
図２において、密封装置１５が外輪部材１２と内軸部材１１（内輪２４）との間に取り付けられる際、弁部６５は、鉛直方向上部（天の位置）に設けられる必要がある。このために、第一部材３１が有する第一円筒部４０の軸方向他方側の端部４０ａのうち、弁部６５が設けられている鉛直方向上部（天の位置）に、鉛直方向上部（天の位置）を示すマークＭが付されているのが好ましい。マークＭは、外観により認識できるものであればよく、例えば、第一被覆部３７の成形の際に同時に設けられる凸部又は凹部である。または、マークＭは別の工程で追加的に付されてもよい。
【００５１】
〔本開示の密封装置１５について（その２）〕
本開示（図２参照）の密封装置１５は、更に、第二ラビリンス隙間５２を有する。第二ラビリンス隙間５２は、第一部材３１が有する第一円筒部４０と、第二部材３２が有する第二円環部５１との間に形成されていて、異物が第一部材３１と第二部材３２との間に侵入するのを防ぐ。更に、図３に示すように、第二部材３２が有する第二円筒部５０と、第一部材３１が有する第一円環部４１との間に、第一ラビリンス隙間３０の一部を構成する隙間部３０ｅが設けられている。隙間部３０ｅは、軸方向に延びている隙間である。この隙間部３０ｅは、第一凹凸部３８と第二凹凸部４８との間において軸方向に延びて設けられている隙間の中で、最も軸方向に長い。
【００５２】
第二ラビリンス隙間５２により、外部空間８から異物が第一部材３１と第二部材３２との間の樋部６０に侵入するのを抑制することが可能となる。また、第二ラビリンス隙間５２を通じて、樋部６０に異物が侵入したとしても、第一ラビリンス隙間３０により、それ以上の侵入を抑えることが可能となる。そして、仮に、第一ラビリンス隙間３０に異物が侵入したとしても、軸方向に長い隙間部３０ｅが延びて設けられているため、第一ラビリンス隙間３０に液体２０がたとえ保持されていなくても、それ以上の通過を抑えることが可能となる。
【００５３】
本開示の密封装置１５では、第一シール部材３４は、第一凹凸部３８として、軸方向他方に突出している第一突出部５６と、軸方向一方に凹んでいる第一凹部５７とを有する。第二シール部材４４は、第二凹凸部４８として、軸方向一方に突出しかつ第一凹部５７に隙間２９ａを有して収容された状態にある第二突出部５８と、第一突出部５６を隙間２９ｂを有して収容する第二凹部５９とを有する。この構成により、第一ラビリンス隙間３０は蛇行した形状を有し、異物の侵入を抑制する効果が高まる。第一ラビリンス隙間３０は長いほど密封性能が高い。そのために本開示の第一ラビリンス隙間３０は蛇行（迂回）した構成を有していて、隙間長を長くしている。
【００５４】
また、本開示では、前記のとおり、第一部材３１側において、第一突出部５６は、縦断面において軸方向に直線状である外周面５６ａ及び内周面５６ｂを有する円筒形状を備える。第一凹部５７は、縦断面において軸方向に直線状である内周面５７ｂ及び外周面５７ａを有する。第二部材３２側において、第二突出部５８は、縦断面において軸方向に直線状である外周面５８ａ及び内周面５８ｂを有する円筒形状を備える。第二凹部５９は、縦断面において軸方向に直線状である内周面５９ｂ及び外周面５９ａを有する。
【００５５】
この構成により、第一ラビリンス隙間３０は、軸方向に延びる隙間部３０ａ（図５Ａ参照）を有する。図５Ａは、第一ラビリンス隙間３０の形態を説明する図である。図５Ａでは、縦断面において第一ラビリンス隙間３０が線図として表されている。図５Ａに示す、軸方向の隙間部３０ａでは、その隙間部３０ａに異物が侵入したとしても、その異物が重力の作用で隙間部３０ａを通過しようとする力成分は生じない。このように、第一ラビリンス隙間３０が、軸方向に延びる隙間部３０ａを有することで、異物の侵入を抑制する効果が高まる。
【００５６】
図５Ｂは、第一ラビリンス隙間３０の変形例を示している。図５Ｂに示す第一ラビリンス隙間３０は、軸方向一方に向かって径方向内方に傾斜する隙間部３０ｉを有していて、軸方向他方に向かって径方向内方に傾斜する隙間部３０ｊを有する。このように、第一ラビリンス隙間３０は、図５Ａに示すような軸方向に延びる隙間部３０ａの代わりに、傾斜する隙間部３０ｉ，３０ｊを有していてもよい。
【００５７】
また、図５Ｃに示すように、第一凹凸部３８及び第二凹凸部４８が有する第一突出部５６及び第二突出部５８の数は、変更可能である。第一凹凸部３８は、少なくとも１つの第一突出部５６を有していて、第二凹凸部４８は、少なくとも１つの第二突出部５８を有していればよい。
【００５８】
図５Ａ及び図５Ｃに示す各形態において、第一ラビリンス隙間３０は、径方向に延びて設けられている径方向の隙間部３０ｒと、軸方向に延びて設けられている軸方向の隙間部３０ａとにより、蛇行する隙間を有して構成されている。連続する径方向の隙間部３０ｒと軸方向の隙間部３０ａとの折れ曲がりの角度（劣角）をＰとする。図５Ａに示す第一ラビリンス隙間３０の場合、各折れ曲がり部の角度Ｐは９０度であり、９箇所の折れ曲がり部を有するため、折れ曲がり角度Ｐの合計は８１０度である。図５Ｃに示す第一ラビリンス隙間３０の場合、各折れ曲がり部の角度Ｐは９０度であり、５箇所の折れ曲がり部を有するため、折れ曲がり角度Ｐの合計は４５０度である。図５Ｂに示す形態において、第一ラビリンス隙間３０は、径方向に延びて設けられている径方向の隙間部３０ｒと、傾斜する隙間部３０ｉ，３０ｊとにより、蛇行する隙間を有して構成されている。連続する径方向の隙間部３０ｒと傾斜する隙間部３０ｉ（３０ｊ）との折れ曲がりの角度（劣角）をＰとする。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示す各形態において、第一ラビリンス隙間３０が有する折れ曲がりの角度（劣角）Ｐの合計は、４５０度以上であるのが好ましい。
【００５９】
本開示の第一ラビリンス隙間３０は、全長にわたって同じ（略同じ）隙間寸法を有していて、第一ラビリンス隙間３０の途中で広くなっている領域は存在していない。このため、第一ラビリンス隙間３０は、水を含む異物が通過し難い。なお、径方向の隙間部３０ｒの隙間寸法ｆ１と、軸方向の隙間部３０ａの隙間寸法ｆ２とは、同じである場合の他に、僅かに異なっていてもよい。軸方向の隙間部３０ａの隙間寸法ｆ２は、径方向の隙間部３０ｒの隙間寸法ｆ１よりも僅かに大きくてもよく、又は、僅かに小さくてもよい。例えば隙間寸法ｆ２は、隙間寸法ｆ１の０．９倍以上、１．１倍以下であってもよい。
同様に、図５Ｂに示す形態において、径方向の隙間部３０ｒの隙間寸法ｆ１と、傾斜する隙間部３０ｉ（３０ｊ）の隙間寸法ｆ３とは、同じである場合の他に、僅かに異なっていてもよい。傾斜する隙間部３０ｉ（３０ｊ）の隙間寸法ｆ３は、径方向の隙間部３０ｒの隙間寸法ｆ１よりも僅かに大きくてもよく、又は、僅かに小さくてもよい。例えば隙間寸法ｆ３は、隙間寸法ｆ１の０．９倍以上、１．１倍以下であってもよい。
【００６０】
前記のとおり（図２参照）本開示の密封装置１５は、樋部６０を備える。樋部６０は、第一凹凸部３８の第一外周面６１及び第二凹凸部４８の第二外周面６２と、連結部（第一壁部）４２と、第二円環芯部４６の径方向外側の一部４６ａ（第二壁部）とに囲まれる空間によって構成されている。外部空間８から異物が第二ラビリンス隙間５２を通じて第一部材３１と第二部材３２との間に到達しても、その異物は、一旦、樋部６０に収容される。樋部６０において、異物は、前記第一外周面６１及び前記第二外周面６２に沿って落下する。このため、第一ラビリンス隙間３０が、樋部６０の一部で開口していても、異物が第一ラビリンス隙間３０に侵入し難い。
【００６１】
前記第一外周面６１及び前記第二外周面６２は、断面がＵ字状となる樋部６０の底面となる。前記第一外周面６１及び前記第二外周面６２の外径、つまり、樋部６０の底面よりも、前記弁部６５は、径方向外方に位置している。特に、樋部６０の底面よりも、切り込み６３は径方向外方に位置している。この構成により、多くの泥水等の水分を含む異物が樋部６０に集められたとしても、その異物が弁部６５（切り込み６３）に侵入し難くなる。
【００６２】
図６は、樋部６０における第一ラビリンス隙間３０の開口部の変形例を示す断面図である。第一外周面６１は、径方向外方に隆起している第一隆起面部６１ａを有する。第二外周面６２は、径方向外方に隆起している第二隆起面部６２ａを有する。第一隆起面部６１ａと第二隆起面部６２ａとの間において、第一ラビリンス隙間３０が開口している。この構成によれば、第一ラビリンス隙間３０の開口部３０ｃは、第一外周面６１及び第二外周面６２の内の軸方向に直線状である円筒面６１ｂ及び円筒面６２ｂよりも径方向外方に位置する。このため、樋部６０に泥水等の水分を含む異物が一旦集められても、その異物が第一ラビリンス隙間３０に侵入し難い。
【００６３】
前記各形態の密封装置１５は、車輪用軸受装置１０（図１参照）の軸方向他方側（車両インナ側）に設けられる密封装置であるが、車両アウタ側に適用されてもよい。
また、前記各形態の密封装置１５は、車輪用軸受装置１０以外の転がり軸受装置（回転装置）に適用されてもよい。つまり、本発明の転がり軸受装置（回転装置）は、同心状に配置されている外方部材及び内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に設けられている転動体と、密封装置とを備える。その密封装置が、前記各形態の密封装置１５により構成されている。そして、その密封装置１５が、前記外方部材と前記内方部材との間に形成される環状空間に異物が侵入するのを防ぐ。この転がり軸受装置（回転装置）によれば、密封装置１５は、密封性能を有することはもちろん、回転抵抗を低減することが可能となる。
【００６４】
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
７：環状空間      ８：外部空間（外部の空間）      １０：車輪用軸受装置（転がり軸受装置）      １１：内軸部材（内方部材）      １２：外輪部材（外方部材）      １３：玉（転動体）      １５：密封装置      ２０：液体      ２９ａ，２９ｂ：隙間      ３０：第一ラビリンス隙間（ラビリンス隙間）      ３０ｅ：隙間部      ３１：第一部材      ３２：第二部材      ３３：第一芯材      ３４：第一シール部材      ３８：第一凹凸部      ４０：第一円筒部      ４１：第一円環部      ４２：連結部（第一壁部）      ４３：第二芯材      ４４：第二シール部材      ４６ａ：第二円環芯部の径方向外側の一部（第二壁部）      ４８：第二凹凸部      ５０：第二円筒部      ５１：第二円環部      ５２：ラビリンス隙間      ５６：第一突出部      ５６ａ：外周面      ５６ｂ：内周面      ５７：第一凹部      ５７ｂ：内周面      ５７ａ：外周面      ５８：第二突出部      ５８ａ：外周面      ５８ｂ：内周面      ５９：第二凹部      ５９ｂ：内周面      ５９ａ：外周面      ６０：樋部      ６１：第一外周面      ６２：第二外周面      ６５：弁部      Ｃ：中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2020193690.tif 000008
【図５Ｃ】
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【図６】
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