(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転する両部材間に配置されて該両部材間を密封する密封装置において、回転部材の外周面に嵌合固定された嵌合部および該嵌合部から固定部材側に半径方向に延びる環状フランジが形成された金属環体と、該金属環体の環状フランジの密封側に装着され、密封外部側に延びて固定部材の内周面に摺接する第１リップおよび密封内部側に延びて固定部材の内周面に摺接する第２リップよりなるシール体と、上記第１リップの摺接する固定部材の内周面位置に形成された第１環状溝とを有し、上記第１リップと上記環状溝とが、少なくとも２箇所の摺接部分を形成し、上記第２リップの摺接する固定部材の内周面位置に第２環状溝を形成し、該第２環状溝の底部に第２リップの先端部を摺接させるとともに、第２環状溝の密封外部側の肩部に第２リップの外面の一部を摺接させたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
上記摺接部分が上記第１環状溝の底部に第１リップの先端部を摺接させるとともに、第１環状溝の密封内部側の肩部に第１リップの外面の一部を摺接させたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
上記第１リップが摺接する第１環状溝の密封内部側の肩部を断面円弧状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置。
【請求項４】
上記第１リップが摺接する第１環状溝の密封内部側の肩部及び上記第２リップが摺接する第２環状溝の密封外部側の肩部をそれぞれ断面円弧状に形成したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の密封装置。
【請求項５】
固定状態で設置される外輪部材と、外輪部材の内方同心状に挿通されて回転される内輪部材と、外輪部材と内輪部材との間の円周上に介装される複数の転動体と、前記外輪部材と内輪部材との間に装着される密封装置とを備え、前記密封装置が、請求項１乃至４に記載の密封装置であることを特徴とする車軸用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車に使用される車軸用軸受の密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等に使用される車軸用軸受装置は、図６および図７に示されるものが知られている。すなわち、図示しない車体に取り付けられるフランジ４１ａが形成された固定側外輪部材４１と、図示しない車輪が取り付けられるフランジ４０ａが形成されたハブ部材４０ｂと該ハブ部材４０ｂの端部に嵌合された内輪４０ｃとからなる回転側内輪部材４０と、内外輪部材４０，４１間に介装され保持器４３で保持される転動体４２とを有し、内外輪部材４０，４１間を密封する密封装置４４，４５が外輪部材４１の両端部４１ｂ，４１ｃ側に装着されている。この車体側の外輪部材端部４１ｂに装着された密封装置４４は、内輪４０ｃの外周面４０ｄに固定される円筒部４６ａおよびこの円筒部４６ａの軸受外部側の端部から外輪部材４１に向かって径方向に延びるフランジ４６ｂとから形成される断面Ｌ形のスリンガー４６と、外輪部材４１の内周面４１ｄに固定される円筒部４７ａと上記スリンガー４６の内面４６ｃに摺接する内周リップ４７ｂが形成されたシール環体４７とから形成されている。上記内周リップ４７ｂは、スリンガー４６のフランジ４６ｂに摺接する第１リップ４７０ｂと、スリンガー４６の円筒部４６ａに摺接する第２リップ４７１ｂおよび第３リップ４７２ｂとより構成されている。また、スリンガー４６のフランジ４６ｂとシール環体４７の円筒部４７ａ間はラビリンス隙間４８とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に回転部材の密封装置のリップ摺動トルクの低減が常に要求されている。
特に、車軸用軸受においては、転がり抵抗に占める密封装置４４，４５のリップ摺動トルクが大きく、転がり抵抗の約５０％をこのリップ摺動トルクが占める場合がある。このため、この密封装置４４，４５でのトルク低減の要求が非常に強い。これを解決する一手段として、密封装置４４を構成するスリンガー４６の内周面４６ｃに対するシール環体４７の内周リップ４７ｂの接触圧を低減して摺動トルクを下げることが考えられている。しかし、スリンガー４６のフランジ４６ｂとシール環体４７の円筒部４７ａ間はラビリンス隙間４８とされているため、自動車等の走行中に軸受にかかる泥水等がスリンガー４６のフランジ４６ｂを伝わり、上記ラビリンス隙間４８から密封装置４４の内部に侵入することがある。
このとき、軸受の高速回転による遠心力の影響で、第１リップ４７０ｂ，第２リップ４７１ｂおよび第３リップ４７２ｂのスリンガー４６に対する追随性が低下する恐れがあり、このときに、スリンガー４６の内周面４６ｃに対するシール環体４７の内周リップ４７ｂを構成する第１リップ４７０ｂ，第２リップ４７１ｂおよび第３リップ４７２ｂの接触圧を低減していると、泥水等がリップ摺接部から軸受内部に侵入しやすく、軸受寿命の低下につながることがある。
【０００４】
さらに、密封装置４４の構成部品が多いため、部品点数が増加し、コスト低減につながりにくいという問題がある。
【０００５】
この発明は、密封装置において、簡単な構造で密封性を維持しながら低トルク化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項１の発明では、相対回転する両部材間に配置されて該両部材間を密封する密封装置において、回転部材の外周面に嵌合固定された嵌合部および該嵌合部から固定部材側に半径方向に延びる環状フランジが形成された金属環体と、該金属環体の環状フランジの密封側に装着され、密封外部側に延びて固定部材の内周面に摺接する第１リップおよび密封内部側に延びて固定部材の内周面に摺接する第２リップよりなるシール体と、上記第１リップの摺接する固定部材の内周面位置に形成された第１環状溝とを有し、上記第１リップと上記環状溝とが、少なくとも２箇所の摺接部分を形成し、上記第２リップの摺接する固定部材の内周面位置に第２環状溝を形成し、該第２環状溝の底部に第２リップの先端部を摺接させるとともに、第２環状溝の密封外部側の肩部に第２リップの外面の一部を摺接させたこと特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、上記摺接部分が上記第１環状溝の底部に第１リップの先端部を摺接させるとともに、第１環状溝の密封内部側の肩部に第１リップの外面の一部を摺接させたことを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、請求項３の発明は、上記第１リップが摺接する第１環状溝の密封内部側の肩部を断面円弧状に形成したことを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項４の発明は、上記第１リップが摺接する第１環状溝の密封内部側の肩部及び上記第２リップが摺接する第２環状溝の密封外部側の肩部をそれぞれ断面円弧状に形成したことを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、請求項５の発明は、固定状態で設置される外輪部材と、外輪部材の内方同心状に挿通されて回転される内輪部材と、外輪部材と内輪部材との間の円周上に介装される複数の転動体と、前記外輪部材と内輪部材との間に装着される密封装置とを備え、前記密封装置が、請求項１乃至４に記載の密封装置であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に関係する参考形態および具体的な実施の形態について説明する。図１および図２は車軸用軸受装置における参考形態である。図示しない車体に取り付けられるフランジ６が形成された固定側外輪部材５と、図示しない車輪が取り付けられるフランジ３が形成されたハブ部材２と該ハブ部材２の端部に嵌合固定された内輪４とからなる回転側内輪部材１と、内外輪部材１，５間に介装され保持器８で保持される転動体７とを有し、内外輪部材１，２間を密封する密封装置９，１０が外輪部材５の両端部５ａ，５ｂ側に装着されている。
【００１３】
この車体側の外輪部材５の端部５ａに装着された密封装置９は、内輪部材１の外周面１ａに嵌合固定された円筒部１１ａと外輪部材５側に半径方向に延びる環状フランジ１１ｂが形成された断面Ｌ形の金属環体１１と、密封外部側（軸受外部側）に斜めに延びて外輪部材５の内周面５ｃに摺接する第１リップ１２ａおよび密封内部側（軸受内部側）に斜めに延びて外輪部材５の内周面５ｃに摺接する第２リップ１２ｂよりなり上記環状フランジ１１ｂの密封側である外端部１３に装着された二股状のシール体１２と、上記第１リップ１２ａの摺接する外輪部材５の内周面５ｃ摺接位置に形成された第１環状溝１４とを有し、該第１環状溝１４の底部１４ａに第１リップ１２ａの先端部１５が摺接させられているとともに、第１環状溝１４の密封内部側の肩部１４ｂに第１リップ１２ａの外面の一部が摺接させられている。
【００１４】
上記図２の密封装置１０の構成においては、シール体１２の第１リップ１２ａおよび第２リップ１２ｂの外輪部材５の内周面５ｃに対する摺接圧を減少させても、内輪部材１の回転に伴うシール体１２の回転により、第１リップ１２ａ及び第２リップ１２ｂが遠心力の影響で外輪部材５の内周面５ｃに押圧されて適度の摺接圧となるため、摺接トルクが低減された状態で密封外部側からの泥水等の侵入が防止される。特に上記第１リップ１２ａの先端部１５が第１環状溝１４の底部１４ａに摺接させられると同時に第１環状溝１４の密封内部側の肩部１４ｂに第１リップ１２ａの外面の一部が摺接させられた二重密封構造であるため、密封性がさらに向上させることができる。また、部品点数が従来密封装置に比較して少ないため、コスト低減となる。さらには、上記第１リップ１２ａは第１環状溝１４の肩部１４ｂを支点としているため、第１リップ１２ａの先端部１５の第１環状溝１４の底部１４ａへの接触圧を低減でき、回転トルクの増大が防止される。
【００１５】
図３は本発明の一実施形態であり、上記図２の第１リップ１２ａと第１環状溝１４との摺接構造にさらに追加して、上記第２リップ１２ｂの摺接する外輪部材５の内周面５ｃの摺接位置に第２環状溝１６が形成され、該第２環状溝１６の底部１６ａに第２リップ１２ｂの先端部１７が摺接させられているとともに、第２環状溝１６の密封外部側の肩部１６ｂに第２リップ１２ｂの外面の一部が摺接させられている。
【００１６】
また、上記図３の実施形態においては、第１リップ１２ａと第１環状溝１４との間の二重密封構造と第２リップ１２ｂと第２環状溝１６との間の二重密封構造である合計四重密封構造としたため、密封性をより向上させることができる。
【００１７】
さらに、図２および３において、第１リップ１２ａと摺接する第１環状溝１４の密封内部側の肩部１４ｂと、第２リップ１２ｂと摺接する第２環状溝１６の密封外部側の肩部１６ａはそれぞれ断面円弧状に形成されている。これにより、第１リップ１２ａおよび第２リップ１２ｂの外面が摺接しても肩部１４ｂ，１６ｂにエッジ当たりがなくなり、リップ損傷が防止される。
【００１８】
さらにまた、図４は本発明の別の実施形態であり、車軸用軸受装置である複列転がり軸受装置において、回転側である内輪部材２０が２個突き合せた状態とされ、固定側である外輪部材２１は一体形とされ、内外輪部材２０，２１間に転動体２３が配置されたものである。なお、外輪部材２１には半径方向フランジはない。そして、外輪部材２１の両端部側の少なくとも一方側に、本発明の図２の密封装置９が配置されたものである。なお、密封装置９の構成は既に詳述したため重複説明を省略する。また、この密封装置９には図３の構成のものを適用してもよいことは勿論である。
【００１９】
さらにまた、図５は別の車軸用軸受装置である複列転がり軸受装置において、図４の軸受装置における外輪部材２１に車体側への取付用の半径方向フランジ２４が形成された点が相違するものである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の請求項１においては、相対回転する両部材間に配置されて該両部材間を密封する密封装置において、回転部材の外周面に嵌合固定された嵌合部および該嵌合部から固定部材側に半径方向に延びる環状フランジが形成された金属環体と、該金属環体の環状フランジの密封側に装着され、密封外部側に延びて固定部材の内周面に摺接する第１リップおよび密封内部側に延びて固定部材の内周面に摺接する第２リップよりなるシール体と、上記第１リップの摺接する固定部材の内周面位置に形成された第１環状溝とを有し、上記第１リップと上記環状溝とが、少なくとも２箇所の摺接部分を形成し、上記第２リップの摺接する固定部材の内周面位置に第２環状溝を形成し、該第２環状溝の底部に第２リップの先端部を摺接させるとともに、第２環状溝の密封外部側の肩部に第２リップの外面の一部を摺接させたものである。
【００２１】
これにより、シール体の回転により、第１リップおよび第２リップが遠心力の影響で固定部材の内周面に押圧されて適度の摺接圧となるようにしたため摺接トルクが低減され、さらに、上記第１リップの先端部と第１環状溝の底部との摺接、および第１環状溝の密封内部側の肩部と第１リップの外面の一部の摺接による二重密封構造であるため、密封性を向上させることができる。また、部品点数が少ないため、コスト低減となる。
また、本発明では、上記第１リップと第１環状溝との二重密封構造に加え、さらに上記第２リップの摺接する固定部材の内周面位置に第２環状溝を形成し、該第２環状溝の底部に第２リップの先端部を摺接させるとともに、第２環状溝の密封外部側の肩部に第２リップの外面の一部を摺接させているから、第１リップと第１環状溝の二重密封構造、および第２リップと第２環状溝の二重構造という合計四重構造となるため、密封性が向上する。
【００２２】
また、本発明の請求項２においては、上記摺接部分が上記第１環状溝の底部に第１リップの先端部を摺接させるとともに、第１環状溝の密封内部側の肩部に第１リップの外面の一部を摺接させたものである。
【００２３】
これにより、上記第１リップ１２ａは、第１環状溝１４の肩部１４ｂを支点としているため、第１リップ１２ａの先端部１５の第１環状溝１４の底部への接触圧を低減でき、回転トルクの増大が防止される。
【００２６】
さらにまた、本発明の請求項３においては、上記第１リップが摺接する第１環状溝の密封内部側の肩部を断面円弧状に形成されており、請求項４においては、上記第１リップが摺接する第１環状溝の密封内部側の肩部および上記第２リップが摺接する第２環状溝の密封外部側の肩部をそれぞれ断面円弧状に形成されている。
【００２７】
これにより、第１リップおよび第２リップの外面が摺接しても肩部エッジ当たりがなくなり、リップ損傷が防止される。
【００２８】
さらにまた、本発明の請求項５においては、車軸用軸受装置に本発明における請求項１に記載の密封装置を適用したものである。
【００２９】
これにより、汚水対策、回転トルク低減が要求される車軸用軸受装置での最適の密封装置が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考形態に係る密封装置を使用した車軸用軸受の断面図である。
【図２】参考形態の密封装置の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る密封装置の拡大断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態である車軸用軸受装置の断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態である車軸用軸受装置の断面図である。
【図６】従来の密封装置を使用した車軸用軸受の断面図である。
【図７】従来の密封装置の拡大断面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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