(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える機構において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、
前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、
前記内周側部材に取り付けられるスリンガと、
前記スリンガに取り付けられている弾性を有するフランジ部材とを備え、
前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、
前記スリンガは、前記軸線を中心とする環状の金属製部材であり、
前記弾性体部は、前記スリンガに当接する少なくとも１つのシールリップを備え、
前記フランジ部材は、前記軸線を中心とする環状の部材であり、外周側の端部に前記軸線を中心とする環状の突条体を少なくとも１つ備え、該突条体は、前記弾性体部との間に前記軸線を中心とする環状の隙間を形成し、前記軸線方向の厚さが前記軸線から離れる方向に進むにつれて薄くなっており、前記隙間の断面積は、前記隙間の内部側が広く、前記隙間の外部側が狭くなっており、
前記弾性体部は、前記少なくとも１つの突条体に対応して少なくとも１つの段差部を備え、該段差部は、前記弾性体部に前記軸線を中心とする環状の１つの前記軸線方向の段差と該段差に密封対象物側とは反対の側において続く環状の面を形成しており、前記軸線から離れる方向に前記突条体から間隔を持って前記突条体に対向して配設されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記突条体は、前記軸線方向において密封対象物側とは反対の側の部分において、前記軸線から離れる方向に最も突出していることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【請求項３】
前記段差部が形成する前記面は、密封対象物側とは反対の側に向かうにつれて拡径するテーパ面であることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
【請求項４】
前記突条体の少なくとも１つと前記段差部の少なくとも１つとは、前記軸線方向において同一の範囲に亘って広がっていて互いに正対していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
【請求項５】
前記突条体の少なくとも１つは、前記軸線方向において密封対象物側にずれて前記段差部の少なくとも１つに対向していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
【請求項６】
前記突条体を複数備え、前記段差部を複数備え、前記突条体及び段差部は、軸線方向に夫々連接していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置に関し、特に、車両等において雨水や泥水等の異物の浸入を防止するために用いられる密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置（以下、ハブベアリングともいう。）は、雨水や泥水等の異物に直接曝される環境にある。このため、従来から、車輪用軸受装置には、この車輪用軸受装置を外部から密封するために、密封装置が取り付けられている。この密封装置は、車輪用軸受装置の内部に雨水や泥水等の異物が進入することの防止を図っている。
【０００３】
図８は、従来の車輪用軸受装置に取り付けられた密封装置（以下、ハブシールともいう。）の概略構成を示すための部分断面図である。図８に示すように、従来のハブシールとしての密封装置１００は、車輪用軸受装置２００において、互いに同軸に相対回動する外輪２０１と内輪２０２との間の環状の空間２０３を密封するために、外輪２０１と内輪２０２との間に圧入されている。車輪用軸受装置２００は、転がり軸受であり、図示しない転動体が外輪２０１と内輪２０２との間に配設されており、外輪２０１と内輪２０２とが相対回動可能になっている。密封装置１００は、空間２０３内に異物が浸入することを抑制している。
【０００４】
密封装置１００は、図８に示すように、外輪２０１に内嵌される環状の密封装置本体１１０と、内輪２０２に外嵌される環状のスリンガ１２０とを備える。密封装置本体１１０は、環状の補強環１１１と、この補強環１１１を覆うように一体に形成されたゴム材から成る弾性体部１１２とを備える。補強環１１１は、軸線に沿う断面の形状が、図８に示すように略Ｌ字形状であり、補強環１１１の外周側の円筒状の部分が外輪２０１の内周面に液密に嵌合されている。弾性体部１１２は、補強環１１１の内周側及び外側に形成されており、外周側の円筒状の円筒部１１３と、円筒部１１３の内側の端部から軸線に向かう方向（径方向）に延びる基体部１１４とを備える。基体部１１４は、軸線方向において外側に延びる２つのサイドリップ１１５と、径方向に延びるラジアルリップ１１６とを備える。
【０００５】
スリンガは、金属製であり、軸線に沿う断面の形状が図８に示すように略Ｌ字形状であり、内周側の円筒状の部分である円筒部１２１と、円筒部１２１の外側の端部から径方向に外周側に延びる円盤状の円盤部１２２とを備える。スリンガ１２０は、円筒部１２１が内輪２０２の外周面に液密に嵌合されている。また、円盤部１２２の外側の面には、環状のエンコーダ１２３が円盤部１２２の全周に亘って取り付けられている。
【０００６】
図８に示すように、密封装置１００において、密封装置本体１１０のサイドリップ１１５は、所定の締め代（接触幅）を持ってスリンガ１２０の円盤部１２２の内側面に当接し、シール部を形成している。また、密封装置本体１１０のラジアルリップ１１６は、所定の締め代を持ってスリンガ１２０の円筒部１２１の外周面に当接し、シール部を形成している。
【０００７】
さらに、密封装置本体１１０の弾性体部１１２の円筒部１１３の外側の端部には、図８に示すように、外側及び外周方向に斜めに延びる環状の面である外側テーパ面１１７が形成されている。また、エンコーダ１２３は、スリンガ１２０の円盤部１２２の外周側の端部を覆っており、エンコーダ１２３の外周側の端部１２４には、円筒部１１３の外側テーパ面１１７に対して平行に延びる内側テーパ面１２５が形成されている。そして、外側テーパ面１１７と内側テーパ面１２５とは、径方向において互いに対向して円環状の隙間１０１を形成している。この円環状の狭い隙間１０１は、ラビリンスシールを形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
このように、従来の密封装置１００においては、サイドリップ１１５及びラジアルリップ１１６に加えて、先ず、隙間１０１が形成するラビリンスシールによって、雨水や泥水等の異物が密封装置１００の内部へ浸入することが抑制されている。そして、微小な異物が隙間１０１を通過したとしても、サイドリップ１１５及びラジアルリップ１１６が形成するシール部により、異物の車輪用軸受装置２００内部への浸入が抑制されている。
【０００９】
また、図９は、従来の車輪用軸受装置に取り付けられた他の密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。図９に示すように、従来の密封装置１３０は、上記従来の密封装置１００と同様に、車輪用軸受装置２１０において、互いに同軸に相対回動する外輪２１１と内輪２１２との間の環状の空間２１３に圧入されている。車輪用軸受装置２１０は、車輪用軸受装置２００と同様に、転がり軸受である。密封装置１３０は、空間２１３内に異物が進入することを抑制している。
【００１０】
密封装置１３０は、図９に示すように、外輪２１１に内嵌される環状の密封装置本体１４０と、内輪２１２に外嵌される環状のスリンガ１５０とを備える。密封装置本体１４０は、環状の補強環１４１と、この補強環１４１を覆うように一体に形成されたゴム材から成る弾性体部１４２とを備える。補強環１４１は、軸線に沿う断面の形状が、図９に示すように略Ｌ字形状であり、補強環１４１の外周側の円筒状の部分が外輪２１１の内周面に液密に嵌合されている。弾性体部１４２は、補強環１４１の内周側及び外側に形成されており、外周側の円筒状の円筒部１４３と、円筒部１４３の内周側に形成された基体部１４４とを備える。基体部１４４は、軸線方向において外側に延びるサイドリップ１４５と、径方向に延びて二股に分かれるラジアルリップ１４６とを備える。円筒部１４３の外側面には、内側に凹の環状の凹部１４７が形成されており、円筒部１４３において内周側に外側に凸の突条体１４８が形成されている。
【００１１】
スリンガ１５０は、金属製であり、軸線に沿う断面の形状が図９に示すように略Ｌ字形状であり、内周側の円筒状の部分である円筒部１５１と、円筒部１５１の外側の端部から径方向に外周側に延びる円盤状の円盤部１５２とを備える。スリンガ１５０は、円筒部１５１が内輪２１２の外周面に液密に嵌合されている。また、円盤部１５２の外側の面には、上述の密封装置１００と同様に、環状のエンコーダ１５３が円盤部１５２の全周に亘って取り付けられている。
【００１２】
エンコーダ１５３は、スリンガ１５０の円盤部１５２の外周側の端部を覆っており、エンコーダ１５３の外周側の端部１５４には、内側に凸の環状の突条体１５５が形成されている。突条体１５５は、弾性体部１４２の円筒部１４３の凹部１４７内に入り込んでおり、突条体１５５の内周面と突条体１４８の外周面との間に軸方向に延びる狭小な隙間１３１を形成している。また、突条体１４８の先端部と円盤部１５２の内側面との間にも、径方向に延びる狭小の隙間１３２が形成されている。これらの隙間１３１，１３２は、ラビリンスシールを形成している。
【００１３】
また、図９に示すように、密封装置１３０において、サイドリップ１４５はスリンガ１５０の円盤部１５２の内側面に、ラジアルリップ１４６はスリンガ１５０の円筒部１５１の外周面に、夫々所定の締め代を持って当接し、シール部を形成している（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
このように、従来の密封装置１３０においては、上記従来の密封装置１００と同様に、先ず、隙間１３１，１３２が形成する２つのラビリンスシールによって、雨水や泥水等の異物が密封装置１３０の内部へ浸入することが抑制されている。そして、微小な異物が隙間１３１，１３２を通過したとしても、サイドリップ１４５及びラジアルリップ１４６が形成するシール部により、異物の車輪用軸受装置２００内部への浸入が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−２８５４９９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８５４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記従来の密封装置１００，１３０においては、ラビリンスシールによって、異物が内部に浸入しないようにする異物の遮断性能を向上させることはできる。しかしながら、例えば極微小な異物等の浸入は、ラビリンスシールによっても完全に防止することはできていない。また、ラビリンスシールを形成する上記隙間１０１，１３１，１３２は、非常に幅が狭いため、異物がラビリンスシールを通過してその内部に浸入すると、この異物を密封装置１００，１３０の外に排出することは難しく、異物が密封装置１００，１３０の内部に蓄積されていく。そして、密封装置１００，１３０の内部に蓄積された異物により、サイドリップ１１５、１４５及びラジアルリップ１１６，１４６の摺動部が損傷を受け、リップのシール性が低下することにより、密封装置の密封性能が低下するようになる。この場合、異物が車輪用軸受装置２００，２１０の内部に浸入し、車輪用軸受装置２００，２１０の内部に錆等の不具合が発生してしまう。このように、従来の密封装置においては、ラビリンスシールを通過して内部に浸入した異物を排出することが困難であるという問題があった。
【００１７】
また、密封装置１３０においては、隙間１３１，１３２の幅が狭いので、密封装置本体１４０又はスリンガ１５０が僅かに偏心した場合でも、エンコーダ１５３の突条体１５５と弾性体部１４２の突条体１４８とが、また、突条体１４８とスリンガ１５０の円盤部１５２とが接触してしまう。このため、密封装置本体１４０とスリンガ１５０との間の摺動抵抗が増大し、密封装置１３０の回転トルクが増大してしまう。このため、密封装置１３０において、摩擦発熱やトルク損失等の不具合が発生してしまう。このように、従来の密封装置においては、ラビリンスシール部分における接触による回転トルクの増大が問題となっていた。
【００１８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部に浸入した雨水や泥水等の異物の排出性能を向上させることができ、また、回転トルクの低減を図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】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える機構において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、前記外周側部材に取り付けられる密封装置本体と、前記内周側部材に取り付けられるスリンガと、前記スリンガに取り付けられている弾性を有するフランジ部材とを備え、前記密封装置本体は、前記軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、前記スリンガは、前記軸線を中心とする環状の金属製部材であり、前記弾性体部は、前記スリンガに当接する少なくとも１つのシールリップを備え、前記フランジ部材は、前記軸線を中心とする環状の部材であり、外周側の端部に前記軸線を中心とする環状の突条体を少なくとも１つ備え、該突条体は、前記弾性体部との間に前記軸線を中心とする環状の隙間を形成し、前記軸線方向の厚さが前記軸線から離れる方向に進むにつれて薄くなっており、前記隙間の断面積は、前記隙間の内部側が広く、前記隙間の外部側が狭いことを特徴とする。
【００２０】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記突条体は、前記軸線方向において密封対象物側とは反対の側の部分において、前記軸線から離れる方向に最も突出している。
【００２１】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部は、前記少なくとも１つの突条体に対応して少なくとも１つの段差部を備え、該段差部は、前記弾性体部に前記軸線を中心とする環状の１つの前記軸線方向の段差と該段差に密封対象物側とは反対の側において続く環状の面を形成しており、前記軸線から離れる方向に前記突条体から間隔を持って前記突条体に対向して配設されている。
【００２２】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記段差部が形成する前記面は、密封対象物側とは反対の側に向かうにつれて拡径するテーパ面である。
【００２３】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記突条体の少なくとも１つと前記段差部の少なくとも１つとは、前記軸線方向において同一の範囲に亘って広がっていて互いに正対している。
【００２４】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記突条体の少なくとも１つは、前記軸線方向において密封対象物側にずれて前記段差部の少なくとも１つに対向している。
【００２５】
本発明の一態様に係る密封装置は、前記突条体を複数備え、前記段差部を複数備え、前記突条体及び段差部は、軸線方向に夫々連接している。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る密封装置は、スリンガに取り付けられている環状のフランジ部材の突条体が、弾性体部との間に隙間を形成して、ラビリンスシールが形成されており、また、この隙間は、その断面積が、内部側において広く、外部側において狭い。このため、外側からは断面積が狭い隙間を介するため、雨水や泥水等の異物を外部から浸入し難くすることができる。また、内側からは断面積が広い隙間を介するため、内部に浸入した異物を密封装置の回転により発生する遠心力によって容易に外部に排出することができる。このように、本発明に係る密封装置によれば、内部に浸入した雨水や泥水等の異物の排出性能を向上させることができる。
【００２７】
また、フランジ部材の突条体は、軸線方向の厚さが、軸線から離れる方向に進むにつれて薄くなっており、突条体は、外周側に向かって先細の形状となっている。このため、密封部材本体とスリンガとが偏心して、突条体が弾性体部に接触した場合でも、突条体の弾性体部への接触により発生する弾性体部における接触面圧を小さくすることができ、密封装置の回転トルクの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、密封装置の軸線に沿った断面における断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す密封装置の拡大断面図である。
【図２】図１におけるフランジ部材の外周端部分、及び弾性体部の円筒部の外側端部分の近傍を拡大して示すための拡大図である。
【図３】図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。
【図４】図１に示す密封装置の機能について説明するために密封装置の隙間近傍を拡大して示すための拡大図である。
【図５】図３に示す車輪用軸受装置において、外輪若しくは内輪が偏心した状態を示すための図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る密封装置における隙間の態様の変形例を示すための拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための拡大断面図である。
【図８】車輪用軸受装置に取り付けられた従来の密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。
【図９】車輪用軸受装置に取り付けられた他の従来の密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、密封装置の軸線に沿った断面における断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す密封装置の拡大断面図である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、軸線ｘを中心とする環状の密封装置本体１０と、軸線ｘを中心とする環状のスリンガ２０とを備える。スリンガ２０は、密封装置本体１０に対向して、密封装置本体１０の内周側に配設されている。密封装置１は、軸線ｘについて互いに相対回動可能な二部材間の環状の空間を密封するものである。
【００３２】
密封装置本体１０は、軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成る弾性体部１１と、軸線ｘを中心とする環状の金属製の補強環１２とを備える。弾性体部１１は、補強環１２に一体に的に取り付けられている。弾性体部１１の弾性体としは、例えば、各種ゴム材があり、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。補強環１２の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。
【００３３】
弾性体部１１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、外周側において延びる、軸線ｘを中心とする円筒状の円筒部１３と、円筒部１３の内側の端部から内周方向に延びる基体部１４とを備える。ここで、説明の便宜上、外側とは、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１（ａ）参照）方向とし、内側とは、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１（ａ）参照）方向とする。つまり、内側とは、使用状態において、密封対象物が存在する領域に面する方向（密封対象物側）であり、外側とは、後述するように異物が存在する領域に面する方向である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１（ａ）の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１（ａ）の矢印ｄ方向）を内周側とする。
【００３４】
基体部１４は、外側に向かって延びるサイドリップ１５，１６と、径方向内周側に延びるラジアルリップ１７とを備える。サイドリップ１５，１６は、ラジアルリップ１７よりも外周側に設けられており、サイドリップ１５はサイドリップ１６の外周側に設けられている。サイドリップ１５，１６は、図１（ａ）に示すように、軸線ｘ方向に対して傾斜して延びており、例えば、軸線ｘ方向から外周側に傾斜する方向に延びており、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて拡径する円錐筒状の形状を呈している。ラジアルリップ１７は、図１（ａ）に示すように、軸線ｘ方向に対して傾斜して延びており、例えば、軸線ｘ方向から内周側に傾斜する方向に延びており、軸線ｘ方向において内側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。
【００３５】
補強環１２は、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」ともいう。）の形状が、略Ｌ字形状であり、軸線ｘを中心とする円筒状の外周部１２ａと、外周部１２ａの内側端部から内周方向に延びる、軸線ｘを中心とする円盤状の円盤部１２ｂとを備える。補強環１２には、内周側及び外側から弾性体部１１が取り付けられており、弾性体部１１が補強されている。具体的には、補強環１２の外周部１２ａには、弾性体部１１の円筒部１３が内周側から取り付けられており、図１（ｂ）に示すように、外周部１２ａの外側の端部は、円筒部１３に覆われて埋設されている。また、補強環１２の円盤部１２ｂには、弾性体部１１の基体部１４が外側から取り付けられており、図１（ｂ）に示すように、円盤部１２ｂの内周側の端部は、基体部１４に覆われて埋設されている。
【００３６】
補強環１２は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部１１は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１２は成形型の中に配置されており、弾性体部１１が加硫接着により補強環１２に接着され、弾性体部１１が補強環１２と一体的に成形される。
【００３７】
スリンガ２０は、金属製、例えばステンレス鋼製の部材であり、軸線ｘを中心とする板状の環状の部材である。スリンガ２０は、内周側に、軸線ｘを中心とする円筒状の円筒部２１と、円筒部２１の外側の端部から外周側に延びる、軸線ｘを中心とする円盤状の円盤部２２とを備える。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、密封装置本体１０の弾性体部１１の基体部１４は、スリンガ２０に対向するように配置されている。具体的には、サイドリップ１５，１６は、先端部において所定の締め代（接触幅）を持ってスリンガ２０の円盤部２２の内側の面に当接し、シール部を形成している。また、ラジアルリップ１７は、先端部において所定の締め代を持ってスリンガ２０の円筒部２１の外周側の面に当接し、シール部を形成している。
【００３９】
また、密封装置１は、フランジ部材３０を備える。フランジ部材３０は、軸線ｘを中心とする環状の部材であり、例えば、円盤状の部材である。具体的には、フランジ部材３０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、円盤状の部分である円盤部３１と、フランジ部材３０の外周側の端の部分である、円盤部３１の外周側の端部に接続する外周端部分３２とを備える。フランジ部材３０は、スリンガ２０の円盤部２２を外側から覆うようにスリンガ２０に取り付けられている。具体的には、フランジ部材３０の円盤部３１は、円盤部２２の外側の面である外側面２２ａを覆い、フランジ部材３０の外周端部分３２は、円盤部２２の外周側の端部である外周端部２２ｂを覆っている。フランジ部材３０において、円盤部３１と外周端部分３２とは同一の弾性材料から一体に形成されている。
【００４０】
また、本実施の形態においては、円盤部３１は、エンコーダを形成している。具体的には、円盤部３１は、ゴム磁石やプラスチック磁石等の永久磁石から形成されており、周方向にＮ極及びＳ極が交互に等角度間隔で現れるように着磁されている。エンコーダとしての円盤部３１は、図示しない磁気センサと共同して、回転速度測定装置を構成する。
【００４１】
そして、図１（ｂ）に示すように、フランジ部材３０の外周端部分３２は、弾性体部１１の円筒部１３の外側の端の部分である外側端部分１３ａと径方向において対向しており、外周端部分３２と、外側端部分１３ａとの間に隙間２を形成している。
【００４２】
図２は、フランジ部材３０の外周端部分３２、及び弾性体部１１の円筒部１３の外側端部分１３ａの近傍を拡大して示すための拡大図である。
【００４３】
図２に示すように、フランジ部材３０において、外周端部分３２は、その外周に、環状の複数の突条体を備える。外周端部分３２は、本実施の形態においては、第１の突条体３３と第２の突条体３４と第３の突条体３５との３つの突条体を有するものとする。第１，２，３の突条体３３，３４，３５は、軸線ｘ方向において内側から外側に向かって、第３の突条体３５、第２の突条体３４、第１の突条体３３の順番で並んでいる。第１の突条体３３、第２の突条体３４、及び第３の突条体３５は、フランジ部材３０の外周端面を画定している。
【００４４】
第１の突条体３３は、図２に示すように、外周方向に凸の環状の突条体であり、軸線ｘを中心とする中空円盤状の面である中空円盤状端面３３ａと、軸線ｘを中心とする円錐筒状のテーパ面３３ｂとによって画成されている。テーパ面３３ｂは、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて拡径していく軸線ｘに向かう方向に凹の湾曲面であり、第１の突条体３３の最下部の内側の端である内側下端３３ｃから、第１の突条体３３の先端である先端３３ｄに亘って延びている。また、中空円盤状端面３３ａは、軸線ｘと直交する面である。このように、第１の突条体３３は、軸線ｘ方向において外側の部分において、軸線ｘから離れる方向に最も突出しており（先端３３ｃ）、尖端部を備えている。
【００４５】
第２の突条体３４は、第１の突条体３３と同様の形状を有しており、その高さが第１の突条体３３と異なり、第１の突条体３３より低くなっている。つまり、第２の突条体３４は、図２に示すように、中空円盤状端面３３ａと同様の中空円盤状端面３４ａと、テーパ面３３ｂと同様のテーパ面３４ｂとを備える。そして、テーパ面３４ｂは、軸線方向において外側に向かうにつれて拡径していく軸線ｘに向かう方向に凹の湾曲面であり、第２の突条体３４の最下部の内側の端である内側下端３４ｃから、第２の突条体３４の先端である先端３４ｄに亘って延びている。また、中空円盤状端面３４ａは、軸線ｘと直交する面である。上述のように先端３４ｄの軸線ｘからの距離は、先端３３ｄの軸線ｘからの距離よりも短くなっている。
【００４６】
また、第３の突条体３５は、第１，２の突条体３３，３４と同様の形状を有しており、その高さが第２の突条体３４より低くなっている。つまり、第３の突条体３５は、図２に示すように、中空円盤状端面３３ａ，３４ａと同様の中空円盤状端面３５ａと、テーパ面３３ｂ，３４ｂと同様のテーパ面３５ｂとによって画成されている。テーパ面３５ｂは、軸線方向において外側に向かうにつれて拡径していく軸線ｘに向かう方向に凹の湾曲面であり、第３の突条体３５の最下部の内側の端である内側下端３５ｃから、第３の突条体３５の先端である先端３５ｄに亘って延びている。上述のように先端３５ｄの軸線ｘからの距離は、先端３４ｄの軸線ｘからの距離よりも短くなっている。
【００４７】
このように、第１の突条体３３、第２の突条体３４、及び第３の突条体３５は、先端部分が薄くなっており、弾性変形し易い形状となっている。
【００４８】
図２に示すように、第１の突条体３３の中空円盤状端面３３ａは、フランジ部材３０の外側の面の一部を形成している。そして、第１の突条体３３の内側下端３３ｃから第２の突条体３４の中空円盤状端面３４ａが延びており、第２の突条体３４の内側下端３４ｃから第３の突条体３５の中空円盤状端面３５ａが延びている。また、第３の突条体３５の内側下端３５ｃはフランジ部材３０の外周端部分３２の内側の端面に接続している。
【００４９】
弾性体部１１の円筒部１３の外側端部分１３ａは、図２に示すように、その内周に環状の複数の段差部を備える。外側端部分１３ａは、本実施の形態においては、第１の段差部１８と第２の段差部１９との２つの段差部を有するものとする。第１，２の段差部１８，１９は、軸線ｘ方向において内側から外側に向かって、第２の段差部１９、第１の段差部１８の順番で並んでいる。第１の段差部１８及び第２の段差部１９は、筒状部１３の外側端部分１３ａの内周端面を画定している。
【００５０】
第１の段差部１８は、図２に示すように、軸線ｘ方向において内側から外側に向かって、外周側に凹む１つの段差を外側端部分１３ａの全周に亘って形成する段差１８ａと、段差１８ａから続く、外側に向かって延びる環状の面である面１８ｂとを形成している。面１８ｂは、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて拡径するテーパ面である。第１の段差部１８は、内側の端である内側端１８ｃから段差１８ａが始まり、外側の端である外側端１８ｄにおいて面１８ｂが終わっている。
【００５１】
また、第２の段差部１９は、図２に示すように、第１の段差部１８と同様の形状をしている。つまり、第２の段差部１９は、段差１８ａと同様の段差１９ａと、面１８ｂと同様の面１９ｂとを備える。段差１９ａは、内側の端である内側端１９ｃから始まり、外周側に凹む１つの段差を外側端部分１３ａの全周に亘って形成している。面１９ｂは、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて拡径するテーパ面であり、外側の端である外側端１９ｄにおいて終わっている。
【００５２】
図２に示すように、第１の段差部１８の外側端１８ｄは、外側端部分１３ａの外側端面に接続している。第２の段差部１９は、外側端１９ｄにおいて、第１の段差部１８の内側端１８ｃに接続している。また、第２の段差部１９は、内側端１９ｃにおいて、円筒部１３の内周面１３ｂに形成されたテーパ面１３ｃに接続している。テーパ面１３ｃは、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて拡径する面である。
【００５３】
第１の突条体３３は、径方向において、第１の段差部１８に間隔を持って対向している。具体的には、第１の突条体３３と第１の段差部１８とは、軸線ｘ方向において同一の範囲に亘って広がっており互いに正対している。つまり、第１の突条体３３の内側下端３３ｃと、第１の段差部１８の内側端１８ｃとは、軸線ｘに直交する同一の直線上に位置する。また、第１の突条体３３の先端３３ｄと、第１の段差部１８の外側端１８ｄとは、軸線ｘに直交する同一の直線上に位置する。
【００５４】
また、上述の第１の突条体３３と第１の段差部１８との相対位置と同様に、第２の突条体３４は、径方向において、第２の段差部１９に間隔を持って対向しており、具体的には、第２の突条体３４と第２の段差部１９とは、軸線ｘ方向において同一の範囲に亘って広がっており互いに正対している。
【００５５】
また、上述の第１の突条体３３と第１の段差部１８との相対位置と同様に、第３の突条体３５は、径方向において、円筒部１３の内周面１３ｂのテーパ面１３ｃに間隔を持って対向しており、具体的には、第３の突条体３５とテーパ面１３ｃとは、軸線ｘ方向において同一の範囲に亘って広がっており互いに正対している。
【００５６】
このように、第１の突条体３３及び第２の突条体３４と、第１の段差部１８及び第２の段差部１９とは、互いに対向して、軸線ｘ方向から外周側に傾いた上記隙間２を形成している。また、隙間２において、第１の突条体３３と第１の段差部１８とは、間に空間３を形成しており、第２の突条体３４と第２の段差部１９とは、間に空間４を形成している。
【００５７】
また、各空間３，４は、軸線ｘに直交する断面による断面積が、内部側において広くなっており、外部側において狭くなっている。隙間２も同様に、内部側に空間４の内部側が位置するので、断面積は、内部側が広くなっており、また、外部部側に空間３の外部側が位置するので、外部側が狭くなっている。
【００５８】
上述のように、密封装置１においては、隙間２においてラビリンスシールによるシール部が形成されており、また、サイドリップ１５，１６、及びラジアルリップ１７のスリンガ２０への当接によってシール部が形成されている。異物の浸入経路において、上流から、隙間２（ラビリンスシール）、サイドリップ１５、サイドリップ，１６、及びラジアルリップ１７の順でシール部が形成されている。
【００５９】
次いで、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の使用状態について説明する。図３は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の使用状態を示すための部分断面図である。本実施の形態において、密封装置１は、車両、例えば自動車において、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に使用されるものとする。
【００６０】
図３に示すように、密封装置１は、車輪用軸受装置４０の内部に、外部から雨水や泥水等の異物が浸入しないように、車輪用軸受装置４０に取り付けられている。車輪用軸受装置４０は、後述する内輪４２が回動可能であり、外輪４１は回動不能となっている。
【００６１】
車輪用軸受装置４０は、従来公知の車輪軸受装置であり、軸線ｘについて互いに同軸的に相対回動可能な、環状の外周側部材としての外輪４１と、環状の内周側部材としての内輪４２とを備える。内輪４２は、外輪４１に環状の空間４３を持って少なくとも部分的に包囲されている。また、外輪４１と内輪４２との間には、複数の転動体４４が環状に配設されており、転動体４４は、図示しない、保持器によって保持されている。車輪用軸受装置４０は、環状に配設された転動体４４を複数列有していてもよい。また、空間４３内には、転動体４４の潤滑用のグリースが充填されている。
【００６２】
密封装置１は、外側端部において、外輪４１と内輪４２との間に勘合されており、外部から空間４３内を密封している。ここで外部とは、大気に覆われた部分であり、内部とは、密封装置１によって密封された空間４３内の部分である。また、内側とは、図１と同様に、軸線ｘ方向において、矢印ａ方向であり、外側とは、軸線ｘにおいて、矢印ｂ方向である。
【００６３】
具体的には、密封装置本体１０は、弾性体部１１の円筒部１３と補強環１２の外周部１２ａとが、外輪４１に内嵌されて、外輪４１に固定されている。円筒部１３及び外周部１２ａの外周面は、外輪４１の内周の面である内周面４１ａに液密に当接している。
【００６４】
また、スリンガ２０は、円筒部２１が内輪４２に外嵌されて内輪４２に固定されている。円筒部２１の内周面は、内輪４２の外周の面である外周面４２ａに液密に当接している。
【００６５】
次いで、密封装置１の機能について説明する。図４は、密封装置１の機能について説明するために密封装置１の隙間２近傍を拡大して示すための拡大図である。
【００６６】
図４に示すように、密封装置１には、狭小な隙間２が形成されており、ラビリンスシールが形成されており、雨水や泥水等の異物の内部への浸入の防止が図られている。しかしながら、極微小な異物等は、隙間２内に浸入してしまう場合がある。実線の矢印線Ｉは、異物の浸入経路を示す線である。
【００６７】
図４に示すように、密封装置１は、隙間２において、第１の突条体３３と第１の段差部１８とにより空間３が形成され、第２の突条体３４と第２の段差部１９とにより空間４が形成されており、各空間３，４は、内部側の断面積が広く、外部側の断面積が狭くなっている。このため、各空間３，４には、外側からは狭い隙間を介するため、雨水や泥水等の異物を外部から浸入し難くでき、また、内側からは広い隙間を介するため、内部に浸入した異物を密封装置１の回転による遠心力によって容易に外部に排出することができる。
【００６８】
また、各空間３，４において、異物は、矢印線Ｉで示すように、段差部１８，１９の面１８ｂ，１９ｂに沿って浸入し、段差１８ａ，１９ａに衝突する。そして、異物は内周方向に進み、テーパ面３３ｂ，３４ｂ上に滞留する。
【００６９】
内輪４１が回転して、スリンガ２０及びフランジ部材３０が回転すると、テーパ面３３ｂ、３４ｂ上に滞留する又は堆積している異物に径方向の遠心力が作用し、点線の矢印線Ｏで示すように、異物は、面１８ｂ，１９ｂ方向に移動し、面１８ｂ，１９ｂに沿って外部に排出される。また、面１８ｂ，１９ｂは、上述のように、外周方向に広がる傾斜面となっているので、遠心力によって面１８ｂ，１９ｂ方向に付勢された異物は、面１８ｂ，１９ｂにより面１８ｂ，１９ｂに沿って外部方向に付勢される。このため、滞留した異物は、遠心力により、外部に排出され易くなっている。
【００７０】
また、隙間２は、２つの連続する空間３，４を有している。そのため、浸入する異物は、空間３，４において、滞留により、段階的に浸入の勢いが失われる。このため、異物が隙間２を通過することをより困難にすることができ、隙間２による異物の遮断性能をより向上させることができる。
【００７１】
また、車輪用軸受装置４０において、外輪４１若しくは内輪４２が偏心した場合、第１の突条体３３と第１の段差部１８とが、また、第２の突条体３４と第２の段差部１９とが夫々接触する。図５は、車輪用軸受装置４０において、外輪４１若しくは内輪４２が偏心した状態を示すための図である。この偏心より、図５に示すように、第１の突条体３３の先端３３ｄが第１の段差部１８の面１８ｂに、第２の突条体３４の先端３４ｄが第２の段差部１９の面１９ｂに夫々接触する。また、第３の突条体３５の先端３５ｄがテーパ面１３ｃに接触する。ここで、第１，２，３の突条体３３，３４，３５は、先端部分が薄くなっており、弾性変形し易くなっている。このため、第１，２の突条体３３，３４が第１，２の段差部１８，１９に、また第３の突条体３５がテーパ面１３ｃに夫々接触しても、第１，２の段差部１８，１９及びテーパ面１３ｃに加わる接触面圧は小さい。これにより、第１の突条体３３と第１の段差部１８とが、第２の突条体３４と第２の段差部１９とが、また、第３の突条体３５とテーパ面１３ｃとが夫々接触した場合でも、接触面に発生する摩擦抵抗を低減することができ、密封装置１の回転トルクを低減することができる。
【００７２】
上述のように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１によれば、内部に浸入した雨水や泥水等の異物の排出性能を向上させることができ、また、偏心時の密封装置１の回転トルクの低減を図ることができる。このため、車輪用軸受装置の耐久性を向上させることができる。
【００７３】
次いで、上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１における隙間２の態様の変形例について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１における隙間２の態様の変形例を示すための拡大断面図である。本変形例においては、図６に示すように、第１の突条体３３と第１の段差部１８との間の、また、第２の突条体３４と第２の段差部１９との間の、更に、第３の突条体３５とテーパ面１３ｃとの間の夫々の相対位置関係が上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１とは異なる。
【００７４】
本変形例においては、図６に示すように、第１の突条体３３は、軸線ｘに直交する線方向において、先端３３ｄが、第１の段差部１８の面１８ｂの段差１８ａと外側端１８ｄとの間の位置に対向するように、配設されている。また、同様に、第２の突条体３４は、軸線ｘに直交する線方向において、先端３４ｄが、第２の段差部１９の面１９ｂの段差１９ａと外側端１９ｄとの間の位置に対向するように、配設されている。また、同様に、第３の突条体３５は、軸線ｘに直交する線方向において、先端３５ｄが、テーパ面１３ｃの内側端部と外側端部（第２の段差部１９の内側端１９ｃ）との間の位置に対向するように、配設されている。つまり、上記第１の実施の形態と比較して、第１，２の突条体３３，３４及び第３の突条体３５が、第１，２の段差部１８，１９及びテーパ面１３ｃに対して相対的に内側に移動されている。
【００７５】
この構成により、図６に示すように、各段差部１８，１９において、段差１８ａ，１９ａが各突条体３３，３４のテーパ面３３ｂ，３４ｂに径方向において対向している。このため、各室３，４内に浸入して段差１８ａ，１９ａに衝突した異物（矢印線Ｉ）は、テーパ面３３ｂ，３４ｂの広い範囲において滞留する。従って、各室３，４内において、異物が滞留しやすくすることができる。
【００７６】
次いで、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５０について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５０の概略構成を示すための拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５０は、上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１に対して、フランジ部材３０の構成のみが異なる。以下、上記本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同一の又は類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００７７】
図７に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置５０は、上記密封装置１と同様に、スリンガ２０に取り付けられたフランジ部材５１を備える。フランジ部材５１は、上記密封装置１のフランジ部材３０とは異なり、円盤部３１を備えず、外周端部分３２のみから形成されている。つまり、本実施の形態に係る密封装置５０はエンコーダの機能を備えていない。フランジ部材５１は、上記フランジ部材３０と同様に、第１の突条体３３、第２の突条体３４、及び第３の突条体３５を備え、内周側において、スリンガ２０の外周端部２２ｂに固定されている。フランジ部材５１は、各種ゴム材等の弾性材料、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムから形成されている。
【００７８】
上記構成を有する密封装置５０においても、密封装置１と同様の上記効果を奏することができる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。具体的には、弾性体部１１、補強環１２、及びスリンガ２０等の形状等は上述の形状に限るものではない。
【００８０】
また、第１，２，３の突条体３３，３４，３５の形状は、上記形状に限るものではない。例えば、第１，２，３の突条体３３，３４，３５は、テーパ面を有するものではなく、円筒面と、その外側に位置する外周方向に凸の環状の突条体から形成されていてもよい。また、この突条体は、尖端を有していてもよく、先端が平坦な円周面であってもよい。
【００８１】
また、第１，２の段差部１８，１９の形状は、上記形状に限るものではない。例えば、第１，２の段差部１８，１９は、軸線ｘ方向に延びる円筒状の面１８ａ，１９ａを有していてもよい。また、円筒部１３の内周面１３ｂのテーパ面１３ｃに代えて、第１，２の段差部１８，１９と同様の段差部を備えるようにしてもよい。
【００８２】
また、フランジ部材３０，５１は、突条体を１つのみ有しており、弾性体部１１が段差部を１つのみ有しているものであってもよく、フランジ部材３０，５１が突条体を３つ以上の複数個有しており、弾性体部１１が段差部を３つ以上の複数個有しているものであってもよい。
【００８３】
また、本実施の形態に係る密封装置１は、フランジ部材３０の円盤部３１にエンコーダを備えるものとしたが、円盤部３１に適用可能な機能はエンコーダに限るものではない。
【００８４】
また、本実施の形態に係る密封装置１，５０は、車輪用軸受装置に適用されるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではなく、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１，５０，１００，１３０  密封装置
２，１０１，１３１，１３２  隙間
１０，１１０，１４０  密封装置本体
１１，１１２，１４２  弾性体部
１２，１１１，１４１  補強環
１２ａ  外周部
１２ｂ  円盤部
１３，１１３，１４３  円筒部
１３ａ  外側端部分
１３ｂ  内周面
１３ｃ  テーパ面
１４，１１４，１４４  基体部
１５，１６，１１５，１４５  サイドリップ
１７，１１６，１４６  ラジアルリップ
１８  第１の段差部
１８ａ，１９ａ  段差
１８ｂ，１９ｂ  面
１８ｃ，１９ｃ  内側端
１８ｄ，１９ｄ  外側端
１９  第２の段差部
２０，１２０，１５０  スリンガ
２１，１２１，１５１  円筒部
２２，１２２，１５２  円盤部
２２ａ  外側面
２２ｂ  外周端部
３０，５１  フランジ部材
３１  円盤部
３２  外周端部分
３３  第１の突条体
３３ａ，３４ａ，３５ａ  中空円盤状端面
３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ  テーパ面
３３ｃ，３４ｃ，３５ｃ  内側下端
３３ｄ，３４ｄ，３５ｄ  先端
３４  第２の突条体
３５  第３の突条体
４０，２００，２１０  車輪用軸受装置
４１，２０１，２１１  外輪
４１ａ  内周面
４２，２０２，２１２  内輪
４２ａ  外周面
４３，２０３，２１３  空間
４４  転動体
１１７  外側テーパ面
１２３，１５３  エンコーダ
１２４，１５４  端部
１２５  内側テーパ面
１４７  凹部
１４８，１５５  突状体
ｘ  軸線
【図１】
0006443821.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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