(57)【要約】【課題】本発明の目的は、長期にわたって密封性能を維持できるとともに、安価に製造することができる密封装置を提供する。【解決手段】密封装置のスリンガ８が、吸水して体積が膨張する膨張体８０を介して円環状のフランジ部６２と、円環状の可動プレート７０とを軸方向に接合した構造とされていて、アキシャルリップ５３の内側に浸水したときに、膨張体８０が膨張することによって可動プレート７０が、アキシャルリップ５３の方に変位するようにした。【選択図】図３
2015025484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能でかつ同心状に配置された内側部材および外側部材の間の環状空間に装着され、前記内側部材および前記外側部材のいずれか一方に嵌合固定されるスリンガと、前記内側部材および前記外側部材のいずれか他方に取り付けられるシール本体とで構成されて、前記環状空間の軸方向外側からの水の浸入を防止する密封装置において、
前記スリンガは、前記内側部材および前記外側部材のいずれか一方に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の軸方向の一端から半径方向に延びるフランジ部と、前記フランジ部に対して前記シール本体側に配置された円環状の可動プレートと、前記フランジ部および前記可動プレートの間に配置されてこれらを接合するとともに、吸水して体積が膨張する膨張体とで構成され、
前記シール本体は、前記可動プレートに摺接するアキシャルリップを有し、前記アキシャルリップの内側に浸水したときに、前記膨張体が膨張することによって前記可動プレートが、前記アキシャルリップの方に変位するようにしたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記膨張体は、前記アキシャルリップより内側の内部空間に露出するとともに、前記アキシャルリップより外側の外部空間に露出しないように、前記可動プレートが、前記膨張体の前記外部空間側に同軸に延在する円筒状の遮蔽部を有し、前記遮蔽部を、前記フランジ部に嵌合させた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、被水する用途に使用される軸受装置に組み付けて、軸受装置内部への浸水を防止する密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪用軸受装置のように、使用中に水がかかる用途で使用される軸受装置には、図４（特許文献１）に示すような、ラジアルリップ１１１およびアキシャルリップ１１２を有するシール本体１１０と、スリンガ１２０とで構成された密封装置１００が使用される。図４において密封装置の左側が軸受装置の内部であって、密封装置の右側から水やダストなどの異物が浸入する。軸受装置内部への異物の浸入は、主としてラジアルリップ１１１で止められていて、アキシャルリップ１１２はラジアルリップ１１１が多量に被水しないよう、保護する役目をしている。
【０００３】
しかし長期にわたって使用すると、アキシャルリップ１１２が摩耗して、その内側に水が浸入することがある。図５（特許文献２）に示すように、アキシャルリップ１１２が摩耗して水がその内側に浸入したとき、その水の浸入を感知してアキシャルリップ１１２を軸方向（図５において右手方向）に動かして、スリンガ１２０との接触圧を大きくすることによって、良好な密封性能を長期にわたって維持することができる密封装置１９０が提案されている。
【０００４】
この密封装置１９０は、水を吸収して体積が膨張する膨張部１１４がアキシャルリップ１１２の基部に形成されている。そして、アキシャルリップ１１２を越えた水のみによって吸水膨張するように、膨張部１１４は、アキシャルリップ１１２とラジアルリップ１１１の間に形成された空間１１５にのみ露出する露出部１１６を有しており、アキシャルリップ１１２の外側においては露出しないように他のゴム材で覆われた被覆部１１７が設けられている。
【０００５】
この構造の密封装置を成形するときは、先ず第１工程で、水分を吸収して膨張するゴム材Ａを使用して芯金１１３の表面に膨張部１１４を成形し、その後、第２工程で、ニトリルゴムなどの別のゴム材Ｂを使用して、第１工程で製作した膨張部１１４に重ねて、アキシャルリップ１１２やラジアルリップ１１１を成形しなければならない。
【０００６】
このとき膨張部１１４は弾性を有していて、成型圧力などによって比較的容易に変位するので、第２工程においてゴム材Ｂを成形するときの成型圧力によって膨張部１１４が変形する恐れがあった。このため、アキシャルリップ１１２の形状精度や、露出部１１６や被覆部１１７でのゴム材Ｂの肉厚を設計値どおりに作り込むために大きな工数が必要とされ、製造コストが高いものとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５０４４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の状況に鑑みて、本発明の目的は、長期にわたって密封性能を維持できるとともに、安価に製造することができる密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の密封装置は、相対回転可能でかつ同心状に配置された内側部材および外側部材の間の環状空間に装着され、前記内側部材および前記外側部材のいずれか一方に嵌合固定されるスリンガと、前記内側部材および前記外側部材のいずれか他方に取り付けられるシール本体とで構成されて、前記環状空間の軸方向外側からの水の浸入を防止する密封装置において、前記スリンガは、前記内側部材および前記外側部材のいずれか一方に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の軸方向の一端から半径方向に延びるフランジ部と、前記フランジ部に対して前記シール本体側に配置された円環状の可動プレートと、前記フランジ部および前記可動プレートの間に配置されてこれらを接合するとともに、吸水して体積が膨張する膨張体とで構成され、前記シール本体は、前記可動プレートに摺接するアキシャルリップを有し、前記アキシャルリップの内側に浸水したときに、前記膨張体が膨張することによって前記可動プレートが、前記アキシャルリップの方に変位するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、水分の浸入を感知して体積が膨張する部分を、シール本体とは別の部品であるスリンガの側に構成したので、シールリップの成形に使用するゴム材料と、可動プレートの接合に使用するゴム材料が異なっていても、それぞれの部品を単独に成形するだけで製造することが出来て、その製造工程が簡素化される。
【００１１】
請求項２に記載の密封装置は、請求項１に記載する密封装置であって、前記膨張体は、前記アキシャルリップより内側の内部空間に露出するとともに、前記アキシャルリップより外側の外部空間に露出しないように、前記可動プレートが、前記膨張体の前記外部空間側に同軸に延在する円筒状の遮蔽部を有し、前記遮蔽部を、前記フランジ部に嵌合させたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載した発明によれば、遮蔽部がフランジ部に嵌合されることによって、膨張部を通常の被水から保護することができる。そして遮蔽部は可動プレートと一体なっているので、可動プレートをプレス成形によって製作する時にこの遮蔽部を同時に形成できる。こうして、特別な部品を追加しなくても、膨張部が外部空間から被水することを防ぐことができて、長期にわたって良好な密封性能を維持出来る密封装置を、安価に製造することができる。
また、この遮蔽部を円筒形状としているので、可動プレートが軸方向に移動したときでも、可動プレートとフランジ部との嵌合隙間は変化せず、この部分からの浸水を考慮する必要がない。このため、膨張部の膨張量は、アキシャルリップの内側への浸水量に基づいて動作することができるので、アキシャルリップの摩耗量に応じた適正な接触圧を得ることが出来る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長期にわたって密封性能を維持できるとともに、安価に製造することができる密封装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかる密封装置を組み込んだ車輪用軸受装置を示す図である。
【図２】図１における軸受部分の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる密封装置の軸方向断面の詳細を示す図である。
【図４】従来の密封装置を自動車の車輪用軸受装置に適用した適用状態図である。
【図５】従来の密封装置に水浸入を感知してアキシャルリップの接触圧を変化させる構造を適用した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態にかかる密封装置を、車輪を支持するための車輪用軸受装置に使用した場合を例にして図１及び図２によって説明する。この車輪用軸受装置１は、車両に取り付けたときに、図１の左側が車両の外側になるので、図１の左側をアウター側、図１の右側をインナー側とする。
【００１６】
図１に示すように、車輪用軸受装置１は、車体２００に取り付けられる外輪部材１０と、外輪部材１０の内側に配置されたハブシャフト２０と、ハブシャフト２０に嵌合された軸受内輪３０と、外輪部材１０およびハブシャフト２０、軸受内輪３０間に配置された複数の玉９０と、玉９０を挟んで軸方向両側に配置された密封装置９１，９２とで構成されている。
【００１７】
図１および図２に示すように、外輪部材１０は、外径側にボルト穴１８を有する取付部１１が設けられており、内径側に複列の外側軌道面１５，１６がその軸方向中央部分に形成されていて、各外側軌道面１５、１６の軸方向両外側に、これらの外側軌道面と同軸に円筒形状のシール嵌合面１２、１３が形成されている。外輪部材１０は、取付部１１に設けたボルト穴１８にボルト２２０を挿通して、車体２００に締結されている。外側軌道面１５，１６とシール嵌合面１２、１３は研削加工によって仕上げられている。
【００１８】
図１に示すように、ハブシャフト２０は、段付き円筒形状のシャフト部１７と、そのシャフト部１７のアウター側の軸端に形成された円筒形状のインロー部２５と、シャフト部１７とインロー部２５とで軸方向に挟まれた部分に半径方向に延在する円盤状のハブフランジ２２とで構成され、これらが同軸に形成されている。
【００１９】
ハブフランジ２２は、その外径に近い部分に軸方向に貫通する複数個のボルト穴２８が設けられていて、それぞれのボルト穴２８に、首下部にローレット加工がされたハブボルト５００がインナー側から挿入されている。ハブボルト５００は、ローレット部外径がボルト穴２８とシメシロを持って嵌合しており、ハブボルト５００とハブフランジ２２とが一体的に固定される。
【００２０】
図１および図２に示すように、シャフト部１７は、外周の軸方向中央部に、断面が円弧状の内側軌道面２４が全周に亘って形成されている。内側軌道面２４は、３５°程度の接触角を持って玉９０と接触するので、アウター側にのみ肩部が形成されている。すなわち、内側軌道面２４は、アウター側では大径の肩部円筒面１９と連続していて、インナー側ではこの内側軌道面２４の最小径とほぼ同じ外径寸法の第１円筒面２１と連続している。
【００２１】
シャフト部１７の第１円筒面２１よりインナー側に、第１円筒面２１より小さい外径の円筒面である内輪嵌合面２３が第１円筒面２１と同軸に形成されていて、第１円筒面２１と内輪嵌合面２３とは、軸線と直交する方向に形成された段部端面２７で連続している。
【００２２】
シャフト部１７の肩部円筒面１９とハブフランジ２２とで軸方向に挟まれた部分には断面が円弧形状のアウター側のシール摺接面２６が形成されていて、そのシール摺接面２６の最小径の部分が肩部円筒面１９と連続している。なお、内側軌道面２４とシール摺接面２６は焼入れ硬化処理をされた後、研磨加工によって仕上げられている。
【００２３】
ハブシャフト２０の内周は、軸線と同軸の円筒穴２９が設けられていて、その内周面の全周に、シャフト部１７、インロー部２５の一部に亘って軸方向に延在するスプライン歯が形成されている。ハブシャフト２０の円筒穴２９に等速ジョイントのシャフト２１０が挿入され、等速ジョイントのシャフト２１０に形成されたスプライン歯がハブシャフト２０のスプライン歯と噛み合う。これにより、エンジンからの駆動力が等速ジョイントを介してハブシャフト２０に伝達されるようになっている。
【００２４】
軸受内輪３０は略円筒形状であって、軸方向中央部の全周に亘って、断面が円弧状であるインナー側の内側軌道面３１が形成されており、その軸方向両端は、軸線に直角で、互いに平行な端面３６，３７となっている。
内側軌道面３１は、ハブシャフト２０に形成した内側軌道面２４と反対の方向に３５°程度の接触角を持って玉９０と接触するので、軸受内輪３０はインナー側の肩径が大きくなっている。すなわち、内側軌道面３１は、インナー側には大径の肩部円筒面３２と連続しており、アウター側にはこの内側軌道面３１の最小径とほぼ同じ外径寸法の第２円筒面３４と連続している。軸受内輪３０は軸受鋼で製作されていて、その全体を焼入れして硬化処理をした後、内側軌道面３１、肩部円筒面３２、軸方向両側の端面３６，３７、内径面３８が研磨加工によって仕上げられる。
【００２５】
軸受内輪３０は、肩部円筒面３２をインナー側として、内輪嵌合面２３に嵌め合わされて、端面３７が段部端面２７に当接するまで圧入される。外輪部材１０に形成された複列の外側軌道面１５，１６と、ハブシャフト２０および軸受内輪３０に形成された内側軌道面２４，３１とのそれぞれ対向する軌道面間には、それぞれ複数個の玉９０が転動可能に組み込まれている。そして、軸受内輪３０の端面３６より軸方向に突出したハブシャフト２０の端部がかしめられて、軸受内輪３０とハブシャフト２０が一体的に固定されている。
【００２６】
ブレーキディスクロータ３００およびホイール４００は、その軸中心部に設けられたガイド穴がインロー部２５に外嵌されるとともに、ボルト穴がハブボルト５００に挿通されて、ナット５０１を締め付けることによってハブフランジ２２に締結固定されている。
【００２７】
外輪部材１０のアウター側のシール嵌合面１３とハブシャフト２０のシール摺接面２６との間、及びインナー側のシール嵌合面１２と軸受内輪３０の肩部円筒面３２との間の環状空間には、それぞれ密封装置９１、９２が組み込まれて、軸受装置内部の玉９０が転動する軌道面に水等が浸入しないように保護されている。
【００２８】
次に、図３を用いて、実施形態にかかる密封装置９２の詳細構造を説明する。密封装置９２は、インナー側のシール嵌合面１２に取り付けられるシール本体７と、肩部円筒面３２に取り付けられるスリンガ８とで構成されている。
【００２９】
シール本体７は、インナー側のシール嵌合面１２に嵌合される芯金４０と、芯金４０に加硫接着され、複数のリップを有する弾性部材５０とで構成されている。
【００３０】
芯金４０は、インナー側のシール嵌合面１２に嵌合される円筒部４１と、その円筒部４１の軸方向の一端から半径方向内側に延在するフランジ部４２とで構成されていて、軸方向の断面は略Ｌ字形状である。芯金４０は、ＳＰＣＣ等の薄肉鋼板をプレス加工することによって円筒部４１とフランジ部４２とが一体に製作されている。
【００３１】
弾性部材５０は、スリンガ８の後述する円筒部６１に摺接するラジアルリップ５１、スリンガ８の後述する円筒部６１に摺接するサブリップ５２、スリンガ８の後述する可動プレート７０に摺接するアキシャルリップ５３を有している。
【００３２】
ラジアルリップ５１は芯金４０の内周端部からインナー側に向けて軸方向に延在し、リップの内周側がスリンガ８の円筒部６１と摺接するように形成されていて、外部からの水や異物の浸入を防ぐために最も重要なリップである。
【００３３】
サブリップ５２は、リップ長さはラジアルリップ５１より短く、芯金４０の内周端部からラジアルリップ５１とは逆向きに軸方向に延在し、リップの内周側がスリンガ８の円筒部６１と摺接するように形成されている。円筒部６１とは僅かに接触する程度で、円筒部６１とのシメシロは殆どゼロに近く、主に軸受装置内部のグリースがハブシャフト２０の回転中に漏れ出すのを防止する役目をしている。
【００３４】
アキシャルリップ５３は、芯金４０の内周端部からインナー側に向けて先端に向かうほど径が大きくなるような形状で延在して、可動プレート７０と軸方向に対向している。アキシャルリップ５３は、ラジアルリップ５１を多量の異物や水等から保護する役目を持ったリップであって、アキシャルリップ５３の摩耗が、直接的にシール本体７の密封性能の低下をもたらすものではない。
【００３５】
これらのリップ５１，５２，５３はＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム材を金型で成型して作られている。金型は、芯金４０が挿入される下型と、リップ５１，５２，５３の形状を成型する上型とで構成されている。リップの成型は、接着剤を塗布した芯金４０をあらかじめ下型に装着しておき、上型と下型との間に未加硫のゴムシートを挟んだ状態で、上型を下型に押し付けて行なう。
【００３６】
成型時は、ゴム材は２００℃程度に加熱されて、この熱によって、ゴム材の加硫が進んで弾性を有する弾性部材５０が形成されるとともに、この弾性部材５０と芯金４０とが加硫接着される。上記弾性部材５０の材料は、ニトリルゴムのほか、例えば、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムが好適に用いられる。
【００３７】
スリンガ８は、肩部円筒面３２に嵌合固定された円筒状の円筒部６１と、その円筒部６１の軸方向の一端から半径方向外側に延在するフランジ部６２と、フランジ部６２に対してシール本体７側に配置された円環状の可動プレート７０と、フランジ部６２および可動プレート７０の間に配置されてこれらを接合するとともに、吸水して体積が膨張する膨張体８０とで構成されている。円筒部６１はＳＰＣＣ等の薄肉鋼板をプレス加工することによってフランジ部６２と一体に製作され、これらの軸方向の断面形状は略Ｌ字である。
【００３８】
可動プレート７０は、平板部７１と、その平板部７１の軸方向の一端から軸方向に延在する鍔部７２とで構成されていて、軸方向の断面は略Ｌ字形状である。可動プレート７０は、ＳＰＣＣ等の薄肉鋼板をプレス加工することによって平板部７１と鍔部７２とが一体に製作されている。この平板部７１は、アキシャルリップ５３が摺接するような大きさを有する必要があり、平板部７１の内径寸法は、アキシャルリップ５３の摺接部の直径より小さく設定されている。
【００３９】
膨張体８０は水膨張ゴムを材料として成形されている。水膨張ゴムは、ゴム材料または合成樹脂を混合したゴム材料に、高吸水性樹脂を混合したものが好ましい。混合により、成形性、形状保持性、機械的強度および弾力性が得られる。
【００４０】
ゴム材料としては、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、ＳＢＲなどの合成ゴム、ポリウレタン等を使用でき、合成樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体等を使用できる。
高吸水性樹脂は、自重の約５００倍程度の水を吸水保持するものであり、吸水に伴って体積が大きく膨張する。高吸水性樹脂としては、例えば、デンプンにアクリルニトリル、アクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸などをグラフト共重合したデンプン系高吸水性樹脂や、セルロース−アクリルニトリルグラフト共重合体、セルロース−スチレンスルホン酸グラフト共重合体、カルボキシメチルセルロースの架橋物などのセルロース系高吸水性樹脂がある。また、他の高吸水性樹脂としては、ポリビニルアルコールの架橋物、アクリル−酢酸ビニル共重合体ケン化物などのポリビニルアルコール系高吸水性樹脂や、ポリアクリル酸塩架橋物、ポリアクリルニトリル系重合体のケン化物、ポリエチレングリコールジアクリレート架橋物などのアクリル系高吸水性樹脂などがある。
尚、膨張体８０の材料として、上記高吸水性樹脂を単独で使用しても良い。
【００４１】
可動プレート７０は、平板部７１の鍔部７２を設けた側の面がフランジ部６２と対向する向きに組み合わされ、鍔部７２の軸方向の先端部７３がフランジ部６２の外側面６５から軸方向に突出しないように組み合わされている。
【００４２】
鍔部７２の内周面７４と、フランジ部６２の外周面６３との間はわずかな隙間を有しており、可動プレート７０はフランジ部６２に対して、軸方向に容易に移動することが出来る。一方、その半径方向の隙間は、車輪用軸受装置１が被水したときにこの部分から膨張体８０への浸水を防ぐために、概ね０．１ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００４３】
膨張体８０は、円環状の平板で、その外径寸法はフランジ部６２の外径と同等で、可動プレート７０の鍔部７２の内周面と接触しない大きさとしている。そして、内径寸法は可動プレート７０の平板部７１の内径寸法と同等である。こうして膨張体８０は、フランジ部６２と可動プレート７０の平板部７１とで軸方向に挟まれて、可動プレート７０の内周部とフランジ部６２との間から露出するように組み込まれている。
【００４４】
膨張体８０は金型で成型するときの熱によって、可動プレート７０およびフランジ部６２と加硫接着によって接合される。金型はフランジ部６２を保持する下型と、可動プレート７０を保持する上型とで構成されている。そして、接着剤を塗布したフランジ部６２並びに可動プレート７０をあらかじめ下型と上型に装着し、下型のフランジ部６２の上に未加硫の水膨張ゴムで出来た円盤状ゴムシートを載置して、上型を下型に押し付けると、水膨張ゴムが可動プレート７０とフランジ部６２とで挟まれた状態になる。この状態で金型を２００℃程度に加熱すると、この熱によって、水膨張ゴム材の加硫が進んで弾性を有するようになるとともに、膨張体８０がフランジ部６２並びに可動プレート７０と加硫接着されて、スリンガ８が形成される。
高吸水性樹脂を単独で使用する場合には、膨張体８０と可動プレート７０並びにフランジ部６２との接合には接着剤が使用される。
【００４５】
次に、本発明にかかる密封装置を車輪用軸受装置１に組み付ける手順を説明する。
組み付けに際しては、まず、上記のシール本体７とスリンガ８を、アキシャルリップ５３と可動プレート７０とが接触するような向きに組み合わせる。このとき、各リップの摺接部にはグリースが塗布されている。
【００４６】
上記のシール本体７とスリンガ８を組み合わせた密封装置９２を、スリンガ８がインナー側となる向きにして車輪用軸受装置１のインナー側に同軸に載置し、シール本体７の円筒部端面４３と、スリンガ８のフランジ部６２を、平板の治具で同時に押さえて圧入する。こうすることにより、シール本体７の円筒部４１が外輪部材１０のシール嵌合面１２に圧入嵌合され、スリンガ８の円筒部６１が軸受内輪３０の肩部円筒面３２に圧入嵌合される。なお、上記の方法で組み立てたときに、アキシャルリップ５３と可動プレート７０とが適正な接触圧となるように、各部の軸方向寸法があらかじめ設定されている。
こうして、密封装置９２が上記環状空間に装着されて、軸方向外側（図１の右手方向）から被水したときに、軸受内部（図１の左手方向）への泥水などの浸入を防止している。
【００４７】
次に、本発明にかかる密封装置９２の動作について説明する。
図１および図３に示すように、上記のように組み込まれた密封装置９２は、ホイール４００の回転に伴ってスリンガ８が回転する。雨天時に車両走行してタイヤが路面の水をはね上げると、車輪用軸受装置１が被水して、水はスリンガ８の外周（鍔部７２の外周）とシール本体７との隙間から浸入する。通常、アキシャルリップ５３と可動プレート７０は接触圧を持って摺接しているので、アキシャルリップ５３の内側に浸水することはない。
また、膨張体８０の外周側が可動プレート７０の鍔部７２によっておおわれて、外部から被水しないように遮蔽部が形成されているので、膨張体８０が吸水することはなく、可動プレート７０は初期の位置を保持している。
【００４８】
こうして、アキシャルリップ５３によって水等の浸入が阻止されているので、その内側にあるラジアルリップ５１とサブリップ５２は、組立時に塗布したグリースによって、それぞれの摺接部が潤滑されているので、正常な密封機能が保たれており、車輪用軸受装置１は円滑に回転運動をする。
【００４９】
次に車輪用軸受装置１を長期間使用して、被水した水の中に含まれる泥の粒子などがアキシャルリップ５３の摺接部に浸入し、アキシャルリップ５３が摩耗した場合について説明する。この摩耗によって可動プレート７０に対するアキシャルリップ５３の接触圧が低下すると、アキシャルリップ５３が水の浸入を阻止する力が弱くなって、リップの摺接部を越えて水が浸水する場合がある。しかし、ラジアルリップ５１が正常に機能しているときは、軸受内部に浸水することはなく、アキシャルリップを越えて浸水した水は、アキシャルリップ５３とラジアルリップ５１とスリンガ８とで囲まれた第１空間５４に滞留する。
【００５０】
膨張体８０が第１空間５４に露出しているので、当該第１空間５４に滞留した水は当該膨張体８０に吸収される。水を吸収した膨張体８０は体積が大きくなるので、可動プレート７０がフランジ部６２から軸方向に離れる方向に変位して、アキシャルリップ５３と可動プレート７０の間の接触圧が大きくなる。接触圧が大きくなると、アキシャルリップ５３の密封性能が向上するので、それ以降の第１空間５４への水の浸入を抑えることが出来る。この結果、第１空間５４の水分量の増加が抑えられ、かつ、既に浸入した水分は膨張体８０に吸収されるので、第１空間５４に滞留する水分量が減少し、ラジアルリップ５１に対する攻撃性も低下する。
【００５１】
その後、雨天から晴天に変化する等によって、車輪用軸受装置１が被水する量が低減すると、膨張体８０が吸収した水分は随時放出され、膨張体８０の大きさも収縮するので、可動プレート７０は当初の位置に復帰する。
【００５２】
そして、更に継続使用することによって、アキシャルリップ５３の摩耗程度が更に進行すると、第１空間５４への浸水量が多くなる。このときは膨張体８０が吸収する水分の量も多くなるため、膨張体８０の膨張量が更に大きくなって、可動プレート７０を更にアキシャルリップ５３の側に変位させ、摩耗によって低下したアキシャルリップ５３の接触圧を回復させることが出来る。
【００５３】
なお、可動プレート７０の鍔部７２の内周面７４が円筒形状であるので、膨張体８０が膨張して、可動プレート７０が軸方向に変位しても、フランジ部６２の外周面６３と鍔部７２の内周面７４との隙間の大きさは変化しない。この結果、可動プレート７０の位置にかかわらず当該隙間からの浸水を防止できるので、可動プレート７０は、アキシャルリップを越えて第１空間５４に浸水した水分の量だけに従って変位することが可能になる。
【００５４】
なお、膨張体８０が吸水してその体積が膨張するときは、フランジ部６２と可動プレート７０の間で軸方向、円周方向、半径方向の３方向に等方性を持って膨張しようとする。しかし、膨張体８０は、可動プレート７０の平板部７１およびフランジ部６２と接着されているので、膨張体８０が吸水したときの円周方向、半径方向の変位は制限される。このため、膨張体８０の軸方向の変形量は、等方性を持って変位するときよりも大きくなるので、膨張体８０の軸方向の厚さを小さくしても、吸水したときの軸方向の変位を大きくすることが出来て、確実にアキシャルリップ５３の接触力を回復させることが出来る。
【００５５】
あわせて、上記構造にすることによって、膨張体８０はその軸方向の厚さに比較して、可動プレート７０およびフランジ部６２との接合面を大きくすることが出来る。このため可動プレート７０は、フランジ部６２に対する傾きや互いに平行な向きの変位などに関して、その剛性を高くすることが出来る。この結果、可動プレート７０の位置は車両走行時の振動による影響を受けにくく、その位置が安定するので、より優れた密封性能を確保できる。
【００５６】
こうして、アキシャルリップ５３が磨耗して、その密封性能が低下した場合でも、その性能を回復させることができるので、ラジアルリップ５１が密封機能を維持することが出来て、密封装置全体としての密封機能を長期にわたって確保することが可能になる。この結果、軸受内部への水等の浸入を防止して、耐久性に優れた車輪用軸受装置を提供することができる。
【００５７】
以上の説明によって明らかなように、本発明にかかる密封装置は、水分の浸入を感知して体積が膨張する部分の構成を、スリンガの側に構成して、その製造工程を簡素化することが出来た。この結果、長期にわたって良好な密封性能を維持出来る車輪用軸受装置の密封装置を安価に製造することが出来る。
【符号の説明】
【００５８】
１：車輪用軸受装置、  ７：シール本体、  ８：スリンガ、  １０：外輪部材、  １２：シール嵌合面、  １３：シール嵌合面、  ２０：ハブシャフト、  ２２：ハブフランジ、  ２５：インロー部、  ３０：軸受内輪、  ３２：肩部円筒面、  ４０：芯金、  ５０：弾性部材、  ５１：ラジアルリップ、  ５２：サブリップ、  ５３：アキシャルリップ、  ５４：第１空間、  ６１：円筒部、  ６２：フランジ部、  ７０：可動プレート、  ７１：平板部、  ７２：鍔部、  ８０：膨張体、  ９０：玉、  ９１：密封装置（インナー側）、  ９２：密封装置（アウター側）、  １００：密封装置、  １１０：シール本体、  １１４：膨張部、  １２０：スリンガ
【図１】
2015025484.tif 000003
【図２】
2015025484.tif 000004
【図３】
2015025484.tif 000005
【図４】
2015025484.tif 000006
【図５】
2015025484.tif 000007