(57)【要約】【課題】シール部材とスリンガとの間に形成される隙間の寸法精度を高め、当該隙間を可及的に小さくしてシール性を高める。【解決手段】互いに相対回転し且つ同心状に配置された内側部材１２と外側部材１１との間に配設される密封装置１０であって、内側部材１２に固定されるスリンガ１３と、外側部材１１に固定されるとともにスリンガ１３に摺接するシール部材１４とを備え、スリンガ１３が、内側部材１２側から径方向外方に突出する円環部１６を有し、シール部材１４が、外側部材１１の内周面に嵌合される円筒部１７ｂを有し、円環部１６の径方向外端部に存する面を、円筒部１７ｂに隙間をもって対向するとともに、スリンガ１３の加工により生ずるバリ等の余剰材料を含まない面にする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転し且つ同心状に配置された内側部材と外側部材との間に配設される密封装置であって、
前記内側部材に固定されるスリンガと、前記外側部材に固定されるとともに前記スリンガに摺接するシール部材とを備え、
前記スリンガが、前記内側部材側から径方向外方に突出する円環部を有し、
前記シール部材が、前記外側部材の内周面に嵌合される円筒部を有し、
前記円環部の径方向外端部に存する面が、前記円筒部に隙間をもって対向するとともに、前記スリンガの加工により生ずる余剰材料を含まない面とされていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記円環部の外周面が、前記円筒部の内周面に隙間をもって対向するとともに、機械加工によって仕上げされた機械加工面とされている請求項１記載の密封装置。
【請求項３】
前記円環部の径方向外端部における軸方向内側面が、前記円筒部の軸方向外端面に隙間をもって対向していることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車ホイール用の軸受のシールとして用いられる密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車ホイール用の軸受において、互いに相対回転する内輪と外輪との間をシールする密封装置には、スリンガとシール部材とからなり、一般にパックシールと呼ばれているパッケージ型のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の密封装置では、スリンガは、金属製材料からなり、内輪の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の軸方向一端部から径方向に延びる円環部とを一体に備えている。シール部材は、外輪の内周面に嵌合される円筒部を有する芯金と、この芯金に固着された弾性体とを備えており、この弾性体のシールリップをスリンガに接触させている。
【０００４】
スリンガの円環部は、芯金の円筒部の径方向内側に配置されており、円環部の外周面と芯金の円筒部の内周面との間には隙間が形成されている。この隙間によってラビリンスシールが形成され、このラビリンスシールとシールリップとによって、シールが行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−１４８６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
密封装置のスリンガは、通常、金属薄板をプレスで打ち抜くことにより形成され、このプレス加工によって、スリンガの円環部の外周面にはバリが生じる。スリンガは、このバリの存在によって外径寸法にバラツキが生じやすいため、公差レンジを比較的大きくとらざるを得ず、芯金の円筒部との間の隙間寸法にもバラツキが生じやすくなっている。この隙間は、上述の如くラビリンスシールを形成しているため、密封装置のシール性に影響を及ぼし、当該隙間寸法が広くなるように設計すると、泥水が浸入しやすくなってシールリップの摩耗が促進され、密封装置の耐久性が低下する。
【０００６】
また、当該隙間は、軸方向に沿って形成されるので、浸入してしまった泥水を当該隙間から排出するのが困難となる。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ラビリンスシールを形成する隙間の寸法精度を高め、当該隙間を可及的に小さくすることを可能にしてシール性を高めることができる密封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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の第１の具体的手段は、互いに相対回転し且つ同心状に配置された内側部材と外側部材との間に配設される密封装置であって、
内側部材に固定されるスリンガと、外側部材に固定されるとともに前記スリンガに摺接するシール部材とを備え、
前記スリンガが、前記内側部材側から径方向外方に突出する円環部を有し、
前記シール部材が、前記外側部材の内周面に嵌合される円筒部を有し、
前記円環部の径方向外端部に存する面が、前記円筒部に隙間をもって対向するとともに、前記スリンガの加工により生ずる余剰材料を含まない面とされていることを特徴としている。
【０００９】
これによれば、スリンガの円環部とシール部材の円筒部との間に形成される隙間（ラビリンスシール）に、バリ等の余剰部材が存在しないので、この隙間の寸法精度を高めることができる。したがって、当該隙間を小さくすることが可能となり、当該隙間からの泥水の浸入を防止することができる。
【００１０】
本発明の第２の具体的手段は、上記第１の具体的手段において、前記円環部の外周面が、前記円筒部の内周面に隙間をもって対向するとともに、機械加工によって仕上げされた機械加工面とされていることを特徴としている。このように、円環部の外周面を機械加工によって仕上げることで、バリ等の余剰部材を含まない面とすることができ、当該隙間の寸法精度を高めることができる。
【００１１】
本発明の第３の具体的手段は、上記第１の具体的手段において、前記円環部の径方向外端部における軸方向内側面が、前記円筒部の軸方向外端面に隙間をもって対向していることを特徴としている。このように、プレス加工等によって打ち抜かれる円環部の外周面ではなく、円環部の軸方向内側面を、円筒部の軸方向外端面に対向させることによって、両者の間に形成される隙間によりラビリンスシールを形成することができ、この隙間にはバリ等の余剰部材が介在しないので、当該隙間の寸法精度を高めることができる。
【００１２】
密封装置は、ラビリンスシールを形成する隙間を可及的に長く形成することを可能にしてシール性を高め、また、当該隙間からの排水性を向上するため、次のように構成することも可能である。
すなわち、互いに相対回転し且つ同心状に配置された内側部材と外側部材との間に配設される密封装置であって、
内側部材に固定されるスリンガと、外側部材に固定されるとともに前記スリンガに摺接するシール部材とを備え、
前記スリンガが、前記内側部材側から径方向外方に突出する円環部を有し、
前記シール部材が、前記外側部材の内周面に嵌合される円筒部を有し、
前記円環部の径方向外端部に、前記円筒部の軸方向外側において軸方向外方に屈曲する屈曲部が形成され、この屈曲部の外周面が、前記円筒部の厚さよりも小さい隙間をもって前記外側部材の内周面に対向している。
【００１３】
これによれば、屈曲部の外周面が外側部材の内周面に対向することにより、両者間の隙間でラビリンスシールを形成することができる。屈曲部の外周面にはバリ等の余剰部材は存在しないので、当該隙間の寸法精度を高めることができ、当該隙間を可及的に小さくすることも可能となる。これにより、シール性を高め、当該隙間からの泥水の浸入を防止することができる。
【００１４】
また、屈曲部の長さの分だけ当該隙間を長く形成することができので、泥水の浸入を確実に防止することができる。さらに、屈曲部の基部が円筒部の軸方向外端面に対向することになるので、その隙間によってもラビリンスシールを形成することができ、前述のラビリンスシールと併せて、全体として長く且つ屈曲したラビリンスシールとすることができる。これによって、シール性をより高めることができる。
さらに、屈曲部の基部と円筒部の軸方向外端面との隙間は、径方向に沿った方向に形成されるので、密封装置内に浸入した泥水を好適に排出することができる。
【００１５】
密封装置は、次のように構成することもできる。すなわち、互いに相対回転し且つ同心状に配置された内側部材と外側部材との間に配設される密封装置であって、
内側部材に固定されるスリンガと、外側部材に固定されるとともに前記スリンガに摺接するシール部材とを備え、
前記スリンガが、前記内側部材側から径方向外方に突出する円環部を有し、
前記シール部材が、前記外側部材の内周面に嵌合される円筒部を有し、
前記円環部の径方向外端部に、軸方向外方に屈曲する第１屈曲部と、この第１屈曲部の軸方向外端部から径方向外方に屈曲する第２屈曲部とが形成され、
前記第１屈曲部が、前記円筒部の径方向内側に配置され、
前記第２屈曲部が、前記円筒部の軸方向外側に配置され、
前記第２屈曲部の軸方向内側面が、前記円筒部の軸方向外端面に隙間をもって対向し、
前記第２屈曲部の外周面が、前記円筒部の厚さよりも小さい隙間をもって前記外側部材の内周面に対向している。
【００１６】
これによれば、第２屈曲部の軸方向内側面が、円筒部の軸方向外端面に対向することによって、両者間の隙間によりラビリンスシールを形成することができ、さらに、第２屈曲部の外周面が、外側部材の内周面に対向することによって、両者間の隙間によりラビリンスシールを形成することができる。これらにより、全体として長く且つ屈曲したラビリンスシールとなるので、シール性を高めることができる。
【００１７】
また、第２屈曲部の軸方向内側面にはバリ等の余剰部材は存在しないので、円筒部の軸方向外端面との間の隙間の寸法精度を高めることができ、当該隙間を可及的に小さくすることも可能となり、シール性をより高めることができる。
また、第２屈曲部の軸方向内側面と、円筒部の軸方向外端面との隙間は、径方向に沿う方向に形成されるので、密封装置内に浸入した泥水を好適に排出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ラビリンスシールを形成する隙間の寸法精度を高め、当該隙間を可及的に小さくすることを可能にして、シール性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態にかかる密封装置１０を採用した軸受装置５の部分断面図である。この軸受装置５は、自動車ホイール用であり、車体固定側の外輪（外側部材）１１と、車輪取付側の内輪（内側部材）１２とを同心状に配置するとともに、両者の間にコロ又は玉よりなる転動体６を配置し、この転動体６により外輪１１及び内輪１２を相対回転自在にしたものである。内輪１２と外輪１１との間の環状空間には、本実施形態の密封装置１０が配設される。なお、本実施形態において、軸受装置５の内側から外側に向かう矢印Ｘ方向を軸方向外方といい、その逆を軸方向内方という。
【００２０】
図２は、密封装置１０の拡大断面図である。密封装置１０は、内輪１２に固定されるスリンガ１３と、外輪１１に固定されるシール部材１４とを備えている。スリンガ１３は、内輪１２の外周面に嵌合される円筒部１５と、円筒部１５の軸方向外端部から径方向外方に延びる円環部１６とを一体に有する。シール部材１４は、外輪１１の内周面に嵌合される円筒部１７ｂと、この円筒部１７ｂの軸方向内端部から径方向内方に延びる円環部１７ａとを有する芯金１７を備え、この芯金１７に弾性体１８を加硫接着してなる。弾性体１８は、スリンガ１３の円筒部１５に接触するラジアルリップ１９，２０と、円環部１６に接触するアキシャルリップ２１とを有している。なお、ラジアルリップ１９，２０及びアキシアルリップ２１は、スリンガ１３に接触することによって曲げ変形するが、図２では変形前の形態で示してある。
【００２１】
スリンガ１３の円筒部１５と、芯金１７の円筒部１７ｂとは、径方向に間隔をあけて対向して配置されている。スリンガ１３の円環部１６と、芯金１７の円環部１７ａとは、前者を軸方向外側に配置し、後者を軸方向内側に配置した状態で軸方向に間隔をあけて対向して配置されている。スリンガ１３の円環部１６の径方向外端面（外周面）１６ａと、芯金１７の円筒部１７ｂとの間には隙間Ｓが形成されており、この隙間Ｓがラビリンスシールを構成している。
【００２２】
スリンガ１３の円環部１６の径方向外端面１６ａは、機械加工により仕上げられており、当該円環部１６の外径寸法φａ２及び芯金１７の円筒部１７ｂとの間の隙間Ｓの寸法ｅ２が高い精度で設定されている。具体的に、スリンガ１３は次のようにして製作される。
まず、ＳＰＣＣ、ＳＵＳ等の金属製の薄板をプレス加工によって打ち抜くことによって円環状平板部材を形成し、同時に又は別工程で、円環状平板部材を断面Ｌ字状にプレス加工し、円筒部１５と円環部１６とを形成する。
【００２３】
この際、スリンガ１３の円環部１６の径方向外端面には、図３に示すように、プレス加工に伴うバリ（余剰部材）Ｂが発生し、スリンガ１３の外径寸法φａ１にバラツキが生じる。このバラツキは、円環部１６の径方向外端面と芯金１７の円筒部１７ｂとの隙間寸法ｅ１にもバラツキをもたらす原因となる。
そこで、本実施形態では、このバリＢを除去するように機械加工を施し（例えば、点線の部分でバリＢを落とし）、径方向外端面１６ａを平滑な面にするとともに、外径寸法φａ２を正確に設定している。仕上げのための機械加工は、例えば旋削加工や研削加工等とすることができる。
【００２４】
このように円環部１６の径方向外端面１６ａに機械加工による仕上げを施すことによって、スリンガ１３の外径寸法φａ２の公差レンジを小さくすることができ、略均一な隙間寸法ｅ２を得ることができる。したがって、隙間寸法ｅ２を可及的に小さく設定することが可能となり、隙間Ｓからの泥水の浸入を防止し、シール性及び密封装置１０の耐久性を高めることができる。
【００２５】
なお、バリＢを除去していなかった従来の場合は、スリンガ１３の外径寸法の公差レンジを±０．３〜０．５ｍｍ程度にせざるを得なかったが、本実施形態の如く機械加工によりバリＢを除去する場合、当該公差レンジを、例えば±０．０５ｍｍと小さくすることができる。
【００２６】
図４は、本発明の第２実施形態にかかる密封装置１０の拡大断面図である。本実施形態の密封装置１０は、スリンガ１３の円環部１６の形状が第１実施形態と異なっている。その他の構成については、第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
スリンガ１３の円環部１６は、その全体が芯金１７の円筒部１７ｂよりも軸方向外方に配置されている。さらに、円環部１６の径方向外端部は、軸方向外方に向けて約９０°屈曲しており、その屈曲部２５の径方向外端面（外周面）２５ａが外輪１１の内周面に対向している。
【００２７】
屈曲部２５の径方向外端面２５ａと、外輪１１の内周面との間の隙間Ｓ１の寸法ｅ２は、車両走行時に当該外端面２５ａと外輪１１の内周面とが接触しない範囲で、芯金１７の板厚ｄよりも小さく設定され、ラビリンスシールを形成している。さらに、スリンガ１３の円環部１６（屈曲部２５の基部）の軸方向内側面２５ｂと、芯金１７の円筒部１７ｂの軸方向外端面との間の隙間Ｓ２は、同様にラビリンスシールを形成している。このように、本実施形態では、隙間Ｓ１，Ｓ２によりＬ字状に屈曲したラビリンスシールが形成されるため、シール性が高められる。
【００２８】
また、２つの隙間Ｓ１，Ｓ２によってラビリンスシールを全体的に長く形成することができ、さらに、屈曲部２５を設けることによって、隙間Ｓ１により形成されるラビリンスシールを軸方向に長くすることができる。すなわち、従来のように、スリンガ１３の板厚に依存することなく、ラビリンスシールを長く形成することができるので、シール性をより高めることができる。
【００２９】
また、屈曲部２５の外周面２５ａには、第１実施形態で説明したようなバリＢ（図３）が発生しないので、スリンガ１３の外径寸法φａ２を正確に設定することができ、外輪１１の内周面との間の隙間Ｓ１も正確且つ小さい寸法ｅ２に設定することができる。スリンガ１３の円環部１６と芯金１７の円筒部１７ｂとの間の隙間Ｓ２についても、バリＢの影響なく正確且つ小さい寸法ｅ３に設定することができる。
【００３０】
隙間Ｓ２は、径方向に沿う方向に形成されているので、密封装置１０内に泥水が浸入したとしても、スリンガ１３の回転による遠心力で泥水の排出を促進することができる。また、スリンガ１３が停止した状態でも、密封装置１０の下部において、泥水を重力により隙間Ｓ２から排出することができる。
【００３１】
図５は、本発明の第３実施形態にかかる密封装置１０の拡大断面図である。本実施形態の密封装置１０は、スリンガ１３の円環部１６の形状が第１実施形態と異なっている。その他の構成については、第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
スリンガ１３の円環部１６は、その径方向内側部分は、芯金１７の円筒部１７ｂの径方向内方に配置されているが、径方向外側部分は、芯金１７の円筒部１７ｂの軸方向外側に配置されている。
【００３２】
具体的には、スリンガ１３の円環部１６は、その径方向外側部分に、軸方向外方に屈曲する第１屈曲部２７と、この第１屈曲部２７の軸方向外端部から径方向外方に屈曲する第２屈曲部２８とを有している。そして、第２屈曲部２８の軸方向内側面２８ｂと芯金１７の円筒部１７ｂの軸方向外端面とが対向し、第２屈曲部２８の径方向外端面（外周面）２８ａと外輪１１の内周面とが対向し、これらの間には、それぞれ隙間Ｓ２，Ｓ１が形成されている。隙間Ｓ１の寸法ｅ２は、芯金１７の板厚ｄよりも小さく設定されている。
【００３３】
本実施形態についても、第２実施形態と同様に、隙間Ｓ１，Ｓ２により屈曲したラビリンスシールが形成される。また、２つの隙間Ｓ１，Ｓ２によって全体的に長いラビリンスシールを形成することができる。これらによって、シール性を高めることができ、泥水の浸入を確実に防止することができる。
また、第２屈曲部２８の軸方向内側面２８ｂには、第１実施形態で説明したようなバリＢ（図３）が発生しないので、芯金１７の円筒部１７ｂの軸方向外端面との間の隙間Ｓ２の寸法ｅ３を、正確に且つ小さく設定することができる。
【００３４】
隙間Ｓ２は、径方向に沿う方向に形成されているので、密封装置１０内に泥水が浸入したとしても、スリンガ１３の回転による遠心力で泥水の排出を促進することができる。また、スリンガ１３が停止した状態でも、密封装置１０の下部において、泥水を重力により隙間Ｓ２から排出することができる。
第２屈曲部２８の径方向外端面２８ａは、第１実施形態と同様に機械加工により仕上げを施してもよく、これによって隙間Ｓ１の寸法ｅ２を正確に且つ小さく設定することができる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。例えば、本発明の密封装置は、自動車ホイールの軸受装置に限らず、互いに相対回転し且つ同心状に配置された内側部材及び外側部材を含む装置ないし機器に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態にかかる密封装置を採用した軸受装置の部分断面図である。
【図２】密封装置の拡大断面図である。
【図３】スリンガの径方向外端部を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる密封装置の拡大断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる密封装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  密封装置
１１  外輪（外側部材）
１２  内輪（内側部材）
１３  スリンガ
１４  シール部材
１６  円環部
１７ｂ  円筒部
２５  屈曲部
２７  第１屈曲部
２８  第２屈曲部
【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５】
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