(57)【要約】密封装置は、相対的に回転する内側部材と外側部材とを備える転がり軸受の内側部材と外側部材との間に配置され、内側部材と外側部材との間の間隙を封止する。内側部材は円筒部分と円筒部分から径方向外側に広がるフランジとを有する。密封装置は、転がり軸受の外側部材に取り付けられる取付け部と、取付け部から半径方向内側に延びる内側環状部分と、内側環状部分から転がり軸受の内側部材の円筒部分に向けて延びる弾性材料から形成されたグリースリップと、内側環状部分から転がり軸受の内側部材のフランジに向けて延びる弾性材料から形成されたサイドリップとを備える。転がり軸受に密封装置を装着した場合、サイドリップのフランジに対する締め代が１．１５ｍｍ未満である。
2019116971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転する内側部材と外側部材とを備え、前記内側部材は円筒部分と前記円筒部分から径方向外側に広がるフランジとを有する転がり軸受の前記内側部材と前記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、
前記転がり軸受の前記外側部材に取り付けられる取付け部と、
前記取付け部から半径方向内側に延びる内側環状部分と、
前記内側環状部分から前記転がり軸受の前記内側部材の前記円筒部分に向けて延びる弾性材料から形成されたグリースリップと、
前記内側環状部分から前記転がり軸受の前記内側部材の前記フランジに向けて延びる弾性材料から形成されたサイドリップと
を備え、
前記転がり軸受に密封装置を装着した場合、前記サイドリップの前記フランジに対する締め代が１．１５ｍｍ未満である
ことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記転がり軸受に密封装置を装着した場合、前記サイドリップの前記フランジに対する締め代が１．１０ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記転がり軸受に密封装置を装着した場合、前記サイドリップの前記フランジに対する締め代が１．０８ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の内部を密封する密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば玉軸受のような転がり軸受は周知であり、例えば自動車のハブに使用されている。転がり軸受の内部を密封する密封装置としては、特許文献１に記載されたものがある。この密封装置は、転がり軸受の外輪に固定される環状体と、環状体から半径方向内側に延びるラジアルリップ（グリースリップ）と、環状体から側方に延びる２つのサイドリップとを備える。ラジアルリップは、軸受の内輪の外周面または内輪に固定される部品の外周面に接触して、軸受内部の潤滑剤(グリース）を密封する機能を有し、２つのサイドリップは、内輪のフランジに接触して、外部から水やダスト等の異物が軸受内部へ侵入しないように封止する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３９９１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の密封装置については、回転する部材、例えばハブまたは内輪に与えるトルクができるだけ小さいことが望ましい。【０００５】
そこで、本発明は、回転する部材に与えるトルクを低減することができる密封装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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を備える転がり軸受の前記内側部材と前記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。前記内側部材は円筒部分と前記円筒部分から径方向外側に広がるフランジとを有する。密封装置は、前記転がり軸受の前記外側部材に取り付けられる取付け部と、前記取付け部から半径方向内側に延びる内側環状部分と、前記内側環状部分から前記転がり軸受の前記内側部材の前記円筒部分に向けて延びる弾性材料から形成されたグリースリップと、前記内側環状部分から前記転がり軸受の前記内側部材の前記フランジに向けて延びる弾性材料から形成されたサイドリップとを備える。前記転がり軸受に密封装置を装着した場合、前記サイドリップの前記フランジに対する締め代が１．１５ｍｍ未満である。
この態様においては、回転する部材に与えるトルクを著しく低減することができる。【０００７】
前記サイドリップの前記フランジに対する締め代が１．１０ｍｍ以下であれば、さらにトルクを低減することができる。前記サイドリップの前記フランジに対する締め代が１．０８ｍｍ以下であれば、さらにトルクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態に係る密封装置の部分断面図である。
【図３】転がり軸受に装着された図２の密封装置の部分断面図である。
【図４】転がり軸受のハブに密封装置が与えるトルクの変動を示すグラフである。
【図５Ａ】密封装置のサイドリップの締め代を変えた場合、転がり軸受のハブに密封装置が与えるトルクの変動を示すグラフである。
【図５Ｂ】密封装置のサイドリップの締め代を変えた場合、転がり軸受のハブに密封装置が与えるトルクの変動を示すグラフである。
【図５Ｃ】図５Ｂの一部を拡大したグラフである。
【図６】変形例に係る密封装置の部分断面図である。
【図７】他の変形例に係る密封装置の部分断面図である。
【図８】他の変形例に係る密封装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、それぞれ半径方向の外側、内側を意味する。
【００１３】
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よりも半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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
図２および図３に示すように、密封装置２０は、ハブ軸受１の外輪８のアウトボード側の円筒状の端部８Ａと、ハブ軸受１のハブ４の玉１０の近傍の円筒部分の外周面４Ａと、ハブ４の外周面４Ａよりも外側に広がるフランジ面４Ｂと、外周面４Ａとフランジ面４Ｂとを連結する円弧面４Ｃとで囲まれた空間内に配置される。フランジ面４Ｂはアウトボード側フランジ１８のインボード側の表面である。密封装置２０は環状であるが、図２および図３においては、その左側部分のみが示されている。
【００１７】
密封装置２０は、弾性環２４および剛性環２６を有する複合構造である。弾性環２４は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。剛性環２６は、剛体材料、例えば金属から形成されており、弾性環２４を補強する。剛性環２６の一部は、弾性環２４に埋設されており、弾性環２４に密着している。
【００１８】
弾性環２４は、外側円筒部分２４Ａ、内側環状部分２４Ｂ、連結部分２４Ｃ、およびリップ３２，３４，３６を有する。外側円筒部分２４Ａは、外輪８の端部８Ａの内周面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）。内側環状部分２４Ｂは、外側円筒部分２４Ａの半径方向内側に配置されている。連結部分２４Ｃは、外側円筒部分２４Ａと内側環状部分２４Ｂを連結する。リップ３２，３４，３６は、内側環状部分２４Ｂからハブ軸受１のハブ４に向けて延びる。
【００１９】
外側円筒部分２４Ａの外周面には、半径方向外側に突出して、外輪８の端部８Ａの内周面に接触する突出環状壁部分２４Ｄが形成されている。弾性環２４が外輪８の端部８Ａの内周面に嵌め入れられると、突出環状壁部分２４Ｄは端部８Ａの内周面により、半径方向内側に圧縮されて弾性変形する。図２は、端部８Ａを仮想線で示し、圧縮されていない状態の突出環状壁部分２４Ｄを示す。図３は、密封装置２０がハブ軸受１に装着されて、圧縮された状態の突出環状壁部分２４Ｄを示す。
【００２０】
連結部分２４Ｃは、円環状であって、外側円筒部分２４Ａの一端からハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように半径方向内側に向けて延びている。
【００２１】
この実施形態では、内側環状部分２４Ｂは、連結部分２４Ｃから半径方向内側かつインボード側に向けて斜めに延び、屈曲して、さらにハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように半径方向内側に向けて延びている。
【００２２】
リップ３２，３４，３６の各々は、弾性材料のみから形成されており、内側環状部分２４Ｂから延びる薄板状の円環であって、それぞれの先端はハブ４に接触する。密封装置２０が固定された外輪８に取り付けられている一方、ハブ４は回転するので、リップ３２，３４，３６はハブ４に対して摺動する。
【００２３】
リップ３２は、グリースリップまたはラジアルリップと呼ばれ、内側環状部分２４Ｂの最も内側の縁部から延び、ハブ４の玉１０の近傍の円筒部分の外周面４Ａに接触する。グリースリップ３２は、半径方向内側かつインボード側に向けて延び、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。
【００２４】
リップ３４，３６は、内側環状部分２４Ｂから側方（アウトボード側）、かつ半径方向外側に向けて延びる。リップ３４は、サイドリップまたはアキシャルリップと呼ばれ、ハブ４のフランジ面４Ｂに接触する。リップ３６は、中間リップと呼ばれ、円弧面４Ｃに接触する。リップ３４，３６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。中間リップ３６は、サイドリップ３４をすり抜けて流入した異物を阻止するバックアップ機能を有する。
【００２５】
リップ３２，３４，３６の半径方向内側の面（すなわち、密封装置２０がハブ軸受１に装着されると、ハブ４に対向する面）３２Ａ，３４Ａ，３６Ａはグリースでコーティングされることがある。リップにコーティングされるグリースの種類は、ハブ軸受１の内部にあってグリースリップ３２で密封される潤滑剤であるグリースの種類と同じでもよいが、異なっていてもよい。また、面３２Ａ，３４Ａ，３６Ａにコーティングされるグリースの種類は、互いに同じでもよいが、異なっていてもよい。グリースは、全面コーティングまたはスポットコーティングによって、リップにコーティングされてよい。いずれの手法でリップにグリースをコーティングしても、リップ３２，３４，３６はハブ４に対して摺動するので、結果的に、グリースは、面３２Ａ，３４Ａ，３６Ａに全周にわたってコーティングされることになる。
【００２６】
図２は、ハブ軸受１に装着されない初期の形状のリップ３２，３４，３６を示し、図３は、ハブ軸受１に装着されて変形させられたリップ３２，３４，３６を示す。サイドリップ３４は、フランジ面４Ｂによって変形させられるため、図２に示す変形量、すなわちフランジ面４Ｂに対する締め代Ｘを有する。締め代Ｘは、フランジ面４Ｂへの接触の前後のサイドリップ３４の先端の変位量（フランジ面４Ｂの法線方向での変位量）として定義される。また、サイドリップ３４は、図３に示すように、フランジ面４Ｂに対する接触幅Ｙを有する。接触幅Ｙは、密封装置２０の半径方向におけるサイドリップ３４の面３４ａとフランジ面４Ｂの接触長さとして定義される。他のリップ３２，３６も、それぞれハブ４に対する締め代と接触幅を有する。
【００２７】
剛性環２６は、円筒部分２６Ａ、円環部分２６Ｂ、連結部分２６Ｃ、および円環部分２６Ｄを有する。円筒部分２６Ａは、外輪８の端部８Ａの内周面に嵌め入れられる。円環部分２６Ｂは、円筒部分２６Ａの半径方向内側に配置され、ハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するよう配置されている。連結部分２６Ｃは、円筒部分２６Ａと円環部分２６Ｂを連結する。剛性環２６が外輪８の端部８Ａの内周面に嵌め入れられると、円筒部分２６Ａは端部８Ａにより、半径方向内側に圧縮されて弾性変形する。図２は、圧縮されていない状態の円筒部分２６Ａを示す。図３は、圧縮された状態の円筒部分２６Ａを示す。
【００２８】
剛性環２６の円筒部分２６Ａと弾性環２４の外側円筒部分２４Ａは、外輪８の端部８Ａの内周面に嵌め入れられる取付け部３８を構成する。剛性環２６の連結部分２６Ｃは、弾性環２４の外側円筒部分２４Ａに密着し、円環部分２６Ｂは、弾性環２４の連結部分２４Ｃに密着している。
【００２９】
円環部分２６Ｄは、弾性環２４の内側環状部分２４Ｂに密着している。円環部分２６Ｄは、屈曲した内側環状部分２４Ｂの形状にほぼ相似する屈曲した形状を有する。
【００３０】
この密封装置２０において、サイドリップ３４の直径Ｄ（図２参照）は、６０〜９０ｍｍである。
【００３１】
ハブ４の外周面４Ａ、フランジ面４Ｂおよび円弧面４Ｃは、機械加工（例えば旋盤を用いた切削加工および研磨加工）によって成形され、これらの面に加工痕が残されることがある。例えば旋盤を用いた切削加工または研磨加工においては、ハブ４が回転させられるため、残された加工痕は、微小な複数の螺旋溝である。
【００３２】
螺旋状の加工痕が残った状態で、リップがこれらの面に接触し、ハブ４が中心軸線Ａｘを中心として回転すると、リップが接触する加工痕が送りねじとして機能する。したがって、サイドリップ３４と中間リップ３６との間の空間Ａからサイドリップ３４の外側に流体（例えば空気および面３４ａにコーティングされたグリース）が送り出されることがある。
【００３３】
流体の移動は、加工痕の螺旋の方向およびハブ４の回転方向に依存する。例えば、ある自動車の右車輪側に装着された密封装置２０では、自動車の前進時に空間Ａの外部と内部では流体は移動せず、自動車の後退時に流体が空間Ａから送り出され、同じ自動車の左車輪側に装着された密封装置２０では、自動車の前進時に流体が空間Ａから送り出され、自動車の後退時に空間Ａの外部と内部では流体は移動しないというようにである。
【００３４】
リップ３４，３６の間の空間Ａからサイドリップ３４の外側に流体が送り出される時には、空間Ａが負圧になる。この場合、負圧によって、サイドリップ３４が図３の状態からアウトボード側（すなわちフランジ面４Ｂ側）に引き付けられ、ハブ４に対するサイドリップ３４の接触圧が高まる。このため、ハブ４に与えられるトルクが高まってしまう。
【００３５】
図４は、ハブ軸受１のハブ４に密封装置２０が与えるトルクの変動の例を示すグラフである。図４において、線Ｌ０は、ハブ軸受１が設けられた車輪が自動車の左車輪であって、自動車が前進する方向にハブ４が回転する場合のトルクの変動を示す。線Ｌ１は、ハブ軸受１が設けられた車輪が自動車の右車輪であって、自動車が前進する方向にハブ４が回転する場合のトルクの変動を示す。ハブ４は７２００秒間（２時間）にわたって回転させ、トルクの測定は７２１０秒間にわたって行った。グラフの７２００〜７２１０秒のトルクのＸ軸に対してほぼ垂直な急落は、ハブ４の回転速度の急落に伴うものである。
【００３６】
図４に示すように、左車輪用のハブ軸受１の密封装置２０は、ハブ４に大きなトルクを与えなかった。しかし、右車輪用のハブ軸受１の密封装置２０は、ハブ４に大きなトルクを与えた。しかも、右車輪用のハブ軸受１の密封装置２０がハブ４に与えるトルクは、時間の経過に伴っておおむね増加した。頻繁に発生するトルクの急落Ｄｒは、負圧によってフランジ面４Ｂ側に引き付けられたサイドリップ３４がフランジ面４Ｂに対して滑り、サイドリップ３４とフランジ面４Ｂとの間に微小な間隙が瞬間的に生じ、空間Ａに空気が侵入し、ハブ４に対するサイドリップ３４の接触圧が瞬間的に低下することにより、発生したと推測される。
【００３７】
この実施形態においては、ハブ軸受１に密封装置２０を装着した場合、サイドリップ３４のフランジ面４Ｂに対する締め代Ｘが１．１５ｍｍ未満、好ましくは１．１０ｍｍ以下である。このようにすることにより、サイドリップ３４がハブ４のフランジ面４Ｂに与える接触圧に起因するトルクを著しく低減することができる。以下、その根拠を説明する。
【００３８】
発明者は、締め代Ｘを変えながら、ハブ軸受１のハブ４に密封装置２０が与えるトルクの変動を調べる実験を行った。実験結果を図５Ａから図５Ｃに示す。
【００３９】
実験において、共通した条件は以下の通りである。
リップ３２，３４，３６の面３２Ａ，３４Ａ，３６Ａは、同一の種類のグリースでコーティングした。このグリースは、増ちょう剤としてリチウムコンプレックス石けんを含み、４０℃における基油動粘度が１８ｍｍ２／ｓ（ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３に準拠して測定）である。グリースリップ３２の面３２Ａにコーティングしたグリースの量は０．１７ｇであり、サイドリップ３４の面３４Ａにコーティングしたグリースの量は０．２ｇであり、中間リップ３６の面３６Ａにコーティングしたグリースの量は０．１７ｇであった。
【００４０】
ハブ４の回転速度は１０００ｒｐｍで一定とした。ハブ軸受１が設けられた車輪が自動車の右車輪である場合に、自動車が前進する方向にハブ４を回転させた。ハブ４は７２００秒間（２時間）にわたって回転させ、トルクの測定は７２１０秒間にわたって行った。グラフの７２００〜７２１０秒のトルクのＸ軸に対してほぼ垂直な急落は、ハブ４の回転速度の急落に伴うものである。
【００４１】
雰囲気温度は室温であった。リップ３２，３４，３６およびハブ４の温度は、摩擦により、時間の変化に伴って上昇するが、雰囲気温度は一定とした。
【００４２】
フランジ面４Ｂおよび円弧面４Ｃの表面粗さは、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２０００１）で、０．１８μｍであった。表面粗さは、図３の方向Ｄ１（すなわち、ハブ４の中心軸線Ａｘを含む断面におけるフランジ面４Ｂおよび円弧面４Ｃの輪郭に沿う方向）に沿って測定した。この測定をハブ４の中心軸線Ａｘ周りの異なる角度位置で４回行い、４つの測定結果を平均した値が０．１８μｍであった。
【００４３】
実験においては、サイドリップ３４のフランジ面４Ｂに対する締め代Ｘを変化させた。図５Ａにおいて、線Ｌ１は締め代Ｘが１．２５ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ２は締め代Ｘが１．１０ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ３は締め代Ｘが０．９０ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ４は締め代Ｘが０．７０ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ５は締め代Ｘが０．３０ｍｍの場合のトルクの変動を示す。締め代Ｘは室温で測定した。図５の線Ｌ１は、図４の線Ｌ１と同じ実験結果である。
【００４４】
図５Ａから明らかなように、サイドリップ３４の締め代Ｘが大きいほど、密封装置２０はハブ４に大きなトルクを与えた。トルクは時間の経過に伴って、一旦低下した後、おおむね増加した。
【００４５】
しかしながら、線Ｌ１と他の線との比較から明らかなように、締め代Ｘが１．２５ｍｍの場合、トルクが顕著に増加したのに対して、他の場合には、トルクの増加は顕著ではない。締め代Ｘが１．１０ｍｍ（線Ｌ２）の場合、最大トルクは５８．６２３Ｎ・ｃｍであり、締め代Ｘが０．９０ｍｍ（線Ｌ３）の場合、最大トルクは４０．１９５Ｎ・ｃｍであったのに対して、締め代Ｘが１．２５ｍｍ（線Ｌ１）の場合、最大トルクは１８８．９７Ｎ・ｃｍであった。
【００４６】
また、トルクの急落は、トルクの増加が大きい締め代Ｘが１．２５ｍｍ（線Ｌ１）の場合、顕著であり、他の場合には、トルクの急落は顕著ではない。したがって、トルクの変動率も、締め代Ｘが１．２５ｍｍ（線Ｌ１）の場合に大きく、他の場合には小さい。
【００４７】
図５Ｂは、締め代Ｘを１．１５ｍｍから１．０５ｍｍの範囲で変えた場合、ハブ軸受１のハブ４に密封装置２０が与えるトルクの変動を示すグラフである。図５Ｂにおいて、線Ｌ２は締め代Ｘが１．１０ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ６は締め代Ｘが１．１５ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ７は締め代Ｘが１．１２ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ８は締め代Ｘが１．０８ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ９は締め代Ｘが１．０５ｍｍの場合のトルクの変動を示す。線Ｌ２、Ｌ５，Ｌ６の比較を容易にするため、図５Ｃは、測定時間が５５００秒以降の線Ｌ２、Ｌ５，Ｌ６を拡大して示す。
【００４８】
図５Ｂおよび図５Ｃから明らかなように、サイドリップ３４の締め代Ｘが大きいほど、密封装置２０はハブ４に大きなトルクを与えた。締め代Ｘが１．１５ｍｍ（線Ｌ６）の場合、トルクが顕著に増加したのに対して、他の場合には、トルクの増加は顕著ではない。締め代Ｘが１．１０ｍｍ（線Ｌ２）の場合、最大トルクは５８．６２３Ｎ・ｃｍであり、締め代Ｘが１．１２ｍｍ（線Ｌ７）の場合、最大トルクは６１．３９７Ｎ・ｃｍであったのに対して、締め代Ｘが１．１５ｍｍ（線Ｌ６）の場合、最大トルクは１１１．７５５Ｎ・ｃｍであった。
【００４９】
以上のように、サイドリップ３４の締め代Ｘが１．１５ｍｍの場合には、密封装置２０はハブ４に大きなトルクを与え、トルクの変動率も大きいが、締め代Ｘが１．１５ｍｍ未満の場合には、密封装置２０がハブ４に与えるトルクは極めて小さく、トルクの変動率も極めて小さい。
【００５０】
さらに、サイドリップ３４の締め代Ｘが１．１０ｍｍ以下の場合には、密封装置２０がハブ４に与えるトルクはより小さく、トルクの変動率もより小さい。また、締め代Ｘが１．０８ｍｍ以下であれば、密封装置２０がハブ４に与えるトルクはより小さく、トルクはより安定する。締め代Ｘが１．０８ｍｍ（図５Ｂの線Ｌ８）の場合、最大トルクは３０．５２５Ｎ・ｃｍであった。
【００５１】
発明者は、他のリップ３２，３６についても締め代とトルクの関係を調べる実験を行った。しかしながら、ハブ４に対する他のリップ３２，３６の締め代を変化させても、トルクの変動への影響は小さかった。
【００５２】
変形例
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。
【００５３】
例えば、図６は変形例に係る密封装置を示す。図６以降の図面において、すでに説明した構成要素を示すため、同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳細には説明しない。
【００５４】
図６に示す変形例の密封装置５０は、弾性環５４および剛性環５６を有する複合構造である。弾性環５４は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。剛性環５６は、剛体材料、例えば金属から形成されており、弾性環５４を補強する。剛性環５６の一部は、弾性環５４に埋設されており、弾性環５４に密着している。
【００５５】
弾性環５４は、円環部分５４Ａ、円筒部分５４Ｂ、内側環状部分５４Ｃ、リップ３２，３４，３６、および補助リップ３７を有する。円環部分５４Ａは、ハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対してほぼ直交するように（外輪８の端部８Ａの端面に平行に）半径方向内側に向けて延びている。
【００５６】
円筒部分５４Ｂは、円環部分５４Ａの半径方向内側の端部から円筒状に延びる。円筒部分５４Ｂは、外輪８の端部８Ａの内側に配置される。
【００５７】
内側環状部分５４Ｃは、円筒部分５４Ｂから半径方向内側かつインボード側に向けて斜めに延び、屈曲して、さらにハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように半径方向内側に向けて延びている。
【００５８】
剛性環５６は、円環部分５６Ａ、外側円筒部分５６Ｂ、内側円筒部分５６Ｃ、連結部分５６Ｄおよび屈曲部分５６Ｅを有する。円環部分５６Ａは、ハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように（外輪８の端部８Ａの端面に平行に）半径方向内側に向けて延びている。円環部分５６Ａは、外輪８の端部８Ａの端面に対向させられ、その端面に接触する。円環部分５６Ａは、弾性環５４の円環部分５４Ａに密着している。
【００５９】
外側円筒部分５６Ｂは、外輪８の端部８Ａに取り付けられる取付け部を構成する。具体的には、外側円筒部分５６Ｂは、外輪８の端部８Ａに締まり嵌め方式で嵌め入れられ（すなわち圧入され）、外側円筒部分５６Ｂの外周面は、外輪８の端部８Ａの内周面に接触する。
【００６０】
内側円筒部分５６Ｃは、外側円筒部分５６Ｂと同軸に配置されている。連結部分５６Ｄは、外側円筒部分５６Ｂと内側円筒部分５６Ｃとを連結する。屈曲部分５６Ｅは、内側円筒部分５６Ｃの一端から延びており、弾性環５４の内側環状部分５４Ｃの形状にほぼ相似する屈曲した形状を有する。
【００６１】
外側円筒部分５６Ｂと内側円筒部分５６Ｃの間には、弾性環５４の円筒部分５４Ｂが配置され、外側円筒部分５６Ｂと内側円筒部分５６Ｃは、円筒部分５４Ｂに密着している。屈曲部分５６Ｅは、弾性環５４の内側環状部分５４Ｃに密着している。
【００６２】
補助リップ３７は、弾性体のみから形成されており、アウトボード側に延びている。補助リップ３７は、ハブ４のアウトボード側フランジ１８に形成された凹部４Ｄに向けて延びる。凹部４Ｄは、フランジ面４Ｂよりも凹んだ部分である。補助リップ３７は、外部から到来する異物を跳ね返し、サイドリップ３４に到達する異物を最小限にすることができる。補助リップ３７はアウトボード側フランジ１８の凹部４Ｄには接触せず、補助リップ３７の先端縁と凹部４Ｄとの間に環状かつラビリンス状の間隙４Ｅが設けられている。但し、補助リップ３７は凹部４Ｄに接触し、凹部４Ｄに対して摺動してもよい。
【００６３】
図７は他の変形例に係る密封装置を示す。図７に示す変形例の密封装置６０は、弾性環６４および剛性環６６を有する複合構造である。弾性環６４は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。剛性環６６は、剛体材料、例えば金属から形成されており、弾性環６４を補強する。剛性環６６の一部は、弾性環６４に埋設されており、弾性環６４に密着している。
【００６４】
弾性環６４は、外側円筒部分６４Ａ、内側環状部分６４Ｂ、連結部分６４Ｃおよびリップ３２，３４，３６を有する。外側円筒部分６４Ａは、外輪８の端部８Ａの外側に配置される。内側環状部分６４Ｂは、外側円筒部分６４Ａの半径方向内側に配置されている。連結部分６４Ｃは、外側円筒部分６４Ａと内側環状部分６４Ｂを連結する。
【００６５】
外側円筒部分６４Ａの内周面には、半径方向内側に突出して、外輪８の端部８Ａの外周面に接触する突出環状壁部分６４Ｄが形成されている。密封装置６０に外輪８の端部８Ａが嵌め入れられると、突出環状壁部分６４Ｄは端部８Ａの外周面により、半径方向外側に圧縮されて弾性変形する。
【００６６】
連結部分６４Ｃは、円環状であって、外側円筒部分６４Ａの一端からハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように（外輪８の端部８Ａの端面に平行に）半径方向内側に向けて延びている。
【００６７】
内側環状部分６４Ｂは、連結部分６４Ｃから半径方向内側かつインボード側に向けて斜めに延び、屈曲して、さらにハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように半径方向内側に向けて延びている。
【００６８】
剛性環６６は、円筒部分６６Ａ、円環部分６６Ｂ、傾斜環部分６６Ｃ、および内側円環部分６６Ｄを有する。円筒部分６６Ａの内周面には、外輪８の端部８Ａ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）。円環部分６６Ｂは、円筒部分６６Ａの一端からハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するように（外輪８の端部８Ａの端面に平行に）半径方向内側に向けて延びている。傾斜環部分６６Ｃは、円環部分６６Ｂの内側端から半径方向内側かつインボード側に向けて斜めに延びている。
【００６９】
剛性環６６の円筒部分６６Ａと弾性環６４の外側円筒部分６４Ａは、外輪８の端部８Ａが嵌め入れられる取付け部６１を構成する。剛性環６６の円筒部分６６Ａは、弾性環６４の外側円筒部分６４Ａの突出環状壁部分６４Ｄが形成されていない内周面の部分に密着している。外輪８の端部８Ａは、円筒部分６６Ａと外側円筒部分６４Ａに圧入され、突出環状壁部分６４Ｄを半径方向外側に圧縮する。
【００７０】
弾性環６４の突出環状壁部分６４Ｄは、外輪８の端部８Ａと密封装置４０との間隙の封止性能を向上させ、剛性環６６の錆を防止または抑制するために設けられている。突出環状壁部分６４Ｄは省略してもよく、この場合には、外輪８の端部８Ａが円筒部分６６Ａに嵌め入れられても、外側円筒部分６４Ａは端部８Ａに接触しなくてもよい。
【００７１】
剛性環６６の円環部分６６Ｂは、外輪８の端部８Ａの端面に対向させられ、その端面に接触する。密封装置４０を外輪８の端部８Ａに取り付ける時、円環部分６６Ｂが、外輪８の端部８Ａの端面に接触して停止するストッパーとして機能する。円環部分６６Ｂは、弾性環６４の連結部分６４Ｃに密着し、傾斜環部分６６Ｃは、弾性環６４の内側環状部分６４Ｂに密着している。
【００７２】
剛性環６６の内側円環部分６６Ｄは、ハブ軸受１の中心軸線Ａｘに対して直交するよう配置された円環である。内側円環部分６６Ｄは、弾性環６４の内側環状部分６４Ｂに密着している。
【００７３】
図８は、変形例の密封装置２１の使用時の部分断面図である。上記の実施形態および変形例は、アウトボード側の密封装置２０（図１参照）に関するが、この変形例は、インボード側の密封装置２１に関する。
【００７４】
密封装置２１は、弾性環７４および剛性環７６を有する複合構造である。弾性環７４は、弾性材料、例えばエラストマーで形成されている。剛性環７６は、剛体材料、例えば金属から形成されており、弾性環７４を補強する。剛性環７６の一部は、弾性環７４に埋設されており、弾性環７４に密着している。
【００７５】
弾性環７４は、円筒部分７４Ａ、およびリップ３２，３４，３６を有する。剛性環７６は、円筒部分７６Ａを有する。円筒部分７６Ａの内周面には、外輪８の円筒状の端部８Ｂ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）。剛性環７６の円筒部分７６Ａと弾性環７４の円筒部分７４Ａは、外輪８の端部８Ａが嵌め入れられる取付け部７１を構成する。
【００７６】
内輪６には、スリンガーすなわち回転シール部材（内側部材）７８が固定されている。回転シール部材７８は、内輪６が嵌め入れられた（すなわち圧入された）円筒部分７８Ａと、円筒部分７８Ａの端部から広がるフランジ部分７８Ｂとを有する。回転シール部材７８は、剛体、例えば金属から形成されている。内輪６の回転時に、回転シール部材７８は内輪６とともに回転する。
【００７７】
密封装置２１の一部は、ハブ軸受１の外輪８のインボード側の円筒状の端部８Ｂと、回転シール部材７８とで囲まれた空間内に配置される。密封装置２１および回転シール部材７８は環状であるが、図８においては、その左側部分のみが示されている。
【００７８】
密封装置２１のグリースリップ３２およびリップ３４，３６の各々の先端は、回転シール部材７８に接触する。密封装置２１が固定された外輪８に取り付けられている一方、内輪６および回転シール部材７８は回転するので、リップ３２，３４，３６は回転シール部材７８に対して摺動する。
【００７９】
グリースリップ３２は、回転シール部材７８の円筒部分７８Ａに接触する。グリースリップ３２は、半径方向内側かつアウトボード側に向けて延び、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。リップ３４，３６は、回転シール部材７８のフランジ部分７８Ｂに接触する。リップ３４，３６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。
【００８０】
図６〜図８に示す上記の変形例のサイドリップ３４についても、ハブ軸受１に密封装置を装着した場合、サイドリップ３４のフランジ面４Ｂまたはフランジ部分７８Ｂに対する締め代Ｘが１．１５ｍｍ未満であることが好ましく、１．１０ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．０８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。回転シール部材７８は、一般にはプレス加工で成形され、この場合には、流体が加工痕の作用でサイドリップ３４から外側に送り出されることはないと考えられるが、回転シール部材７８が切削加工または研磨加工で成形される場合には、流体が加工痕の作用でサイドリップ３４から外側に送り出されて、サイドリップ３４が回転シール部材７８に大きなトルクを与えることが考えられる。この場合に、締め代Ｘが１．１５ｍｍ未満、さらに好ましくは、１．１０ｍｍ以下、さらに好ましくは、１．０８ｍｍ以下、であれば、トルクを顕著に低減させることが可能である。
【００８１】
他の変形例
密封装置のリップの形状および数は、上記のものに限定されない。複数のサイドリップが設けられる場合には、半径方向において最も外側にあるサイドリップの締め代が１．１５ｍｍ未満であることが好ましく、１．１０ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．０８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００８２】
上記の実施形態および変形例では、内側部材であるハブ４、内輪６、および回転シール部材７８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。
【００８３】
上記の実施形態および変形例では、各密封装置に単一の剛性環２６，５６，６６または７６が設けられている。しかし、密封装置が、半径方向において互いに分離した外側剛性環と内側剛性環とを有していてもよい。この場合、外側剛性環と内側剛性環は、相対的に半径方向に変位することができる。したがって、弾性環の少なくとも一部分の半径方向に弾性変形可能な量が大きくすることができる。このため、転がり軸受のある部品が偏心または低い真円度を有していても、密封装置は高い封止性能を有することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  ハブ軸受（転がり軸受）
４  ハブ（内側部材）
４Ａ  円筒部分の外周面
４Ｂ  フランジ面
６  内輪（内側部材）
８  外輪（外側部材）
１８  アウトボード側フランジ
２０，２１，５０，６０  密封装置
２４，５４，６４，７４  弾性環
２６，５６，６６，７６  剛性環
３２  グリースリップ（ラジアルリップ）
３４  サイドリップ（アキシャルリップ）
３６  中間リップ
３８，６１，７１  取付け部
５６Ｂ  外側円筒部分（取付け部）
７８  回転シール部材（内側部材）
７８Ａ  円筒部分
７８Ｂ  フランジ部分
【図１】
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【図２】
2019116971.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
2019116971.tif 000011
【図８】
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【国際調査報告】
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2019116971.tif 000014