特開 2024-74154 密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024074154

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20240523BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20240523BHJP

   F16J 15/3232 20160101ALI20240523BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

F16C33/78 Z

F16C19/18

F16J15/3232 201

F16J15/18 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022185252

(22)【出願日】2022-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】000225359

【氏名又は名称】内山工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】小山 健人

【テーマコード（参考）】

3J006

3J043

3J216

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J006AE04

3J006AE12

3J006AE23

3J006AE30

3J006AE34

3J006AE41

3J006AE42

3J006CA02

3J043AA17

3J043CA02

3J043CB13

3J043DA20

3J216AA02

3J216AA14

3J216AB03

3J216AB38

3J216BA07

3J216BA16

3J216CA01

3J216CA02

3J216CA04

3J216CB03

3J216CB13

3J216CB18

3J216CB19

3J216CC03

3J216CC35

3J216CC41

3J216DA22

3J216EA06

3J216FA05

3J216GA03

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA73

3J701BA78

3J701DA05

3J701FA38

3J701FA60

3J701GA03

3J701XB03

3J701XB26

3J701XB39

3J701XB50

(57)【要約】

【課題】回転体でのトルクの低減及び密封性に優れる密封装置を提供する
【解決手段】密封装置（１）は、外輪（３１）に固定される芯金部材（１１）と、内輪（３４）に接触する、２つの接触リップ部（１２ａ、１２ｂ）及び芯金部材（１１）に支持されたリップ基部（１２ｋ）を有する密封リップ部材（１２）と、を備える。２つの各接触リップ部（１２ａ、１２ｂ）には、通気部（１２ｅ、１２ｇ）が形成され、かつ、最も外部空間（ＯＫ）の近くに配置された、接触リップ部(１２ａ) の外部空間（ＯＫ）側の面には、撥水層（１３）が設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互に回転可能な内側部材と外側部材との間の内部空間を密封する密封装置であって、
前記内側部材及び前記外側部材の一方に固定される芯金部材と、
前記内側部材及び前記外側部材の他方に接触する、少なくとも２つの接触リップ部及び前記少なくとも２つの接触リップ部に接続されるとともに、前記芯金部材に支持されたリップ基部を有する密封リップ部材と、を備え、
前記少なくとも２つの各接触リップ部には、通気部が形成され、かつ、
前記少なくとも２つの接触リップ部のうち、最も外部空間の近くに配置されたものを第１接触リップ部とすると、前記第１接触リップ部の外部空間側の面には、撥水層が設けられている、密封装置。

【請求項2】

前記第１接触リップ部における前記通気部は、通気孔であり、
前記撥水層は、撥水コーティングを用いて構成されている、請求項１に記載の密封装置。

【請求項3】

前記通気孔の直径は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である、請求項２に記載の密封装置。

【請求項4】

前記撥水コーティングの水との接触角は、１１０°以上である、請求項２または３に記載の密封装置。

【請求項5】

前記芯金部材に設けられた第１連通孔と、前記リップ基部に設けられた第２連通孔とが、互いに連通する、請求項１に記載の密封装置。

【請求項6】

前記第１連通孔及び前記第２連通孔のうち、前記外部空間側に設けられた前記第１連通孔または前記第２連通孔には、前記外部空間側の開口の上部または周辺を覆うように撥水層が設けられている、請求項５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、密封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車軸などは、一般的に、相互に回転可能な内輪及び外輪を含んだ回転体としての転がり軸受によって回転自在に支持されている。このような転がり軸受は、通常、密封装置を設置して、軸受空間への泥水などの異物の侵入及び軸受空間からのグリース等の潤滑剤の漏出を抑制するよう構成されている。また、特許文献１に記載の密封装置は、内軸の軸方向の端面に摺動する２つの各アキシアルリップにおいて、連通孔を設けることにより、アキシアルリップの内軸への吸着を抑制して、当該アキシアルリップの摩耗を抑制可能であることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２３００５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような従来技術は、密封装置の設置に起因する回転体でのトルクの低減及び密封性を両立する観点からさらなる改善の余地があった。

【0005】

本発明の一態様は、回転体でのトルクの低減及び密封性に優れ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】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る密封装置は、相互に回転可能な内側部材と外側部材との間の内部空間を密封する密封装置であって、前記内側部材及び前記外側部材の一方に固定される芯金部材と、前記内側部材及び前記外側部材の他方に接触する、少なくとも２つの接触リップ部及び前記少なくとも２つの接触リップ部に接続されるとともに、前記芯金部材に支持されたリップ基部を有する密封リップ部材と、を備え、前記少なくとも２つの各接触リップ部には、通気部が形成され、かつ、前記少なくとも２つの接触リップ部のうち、最も外部空間の近くに配置されたものを第１接触リップ部とすると、前記第１接触リップ部の外部空間側の面には、撥水層が設けられている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、回転体でのトルクの低減及び密封性に優れる密封装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る密封装置が設置された転がり軸受の具体例を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る密封装置の具体例を説明する図であって、図１に示したII部を拡大した拡大図である。

【図3】図２に示した撥水層において、撥水コーティングを用いた場合での接触角を説明する図である。

【図4】本発明の実施形態２に係る密封装置の具体例を説明する図であって、図１に示したIII部を拡大した拡大図である。

【図5】本発明の変形例１に係る上記密封装置の具体例を説明する図である。

【図6】本発明の変形例２に係る上記密封装置の具体例を説明する図である。

【図7】本発明の変形例３に係る上記密封装置の具体例を説明する図である。

【図8】実施例１及び比較例１～２における、検証試験の結果例を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について図１乃至図３を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る密封装置１、２が設置された転がり軸受３０の具体例を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態１に係る密封装置１の具体例を説明する図であって、図１に示したII部を拡大した拡大図である。図３は、図２に示した撥水層１３において、撥水コーティングを用いた場合での接触角θを説明する図である。なお、以下の説明では、転がり軸受３０のアウターシールに本実施形態１の密封装置１を適用した場合を例示して説明する。

【0010】

〔密封装置の適用例〕
まず図１を用いて、本実施形態１の密封装置１及び後掲の実施形態２の密封装置２が適用される転がり軸受３０について具体的に説明する。なお、以下の説明では、転がり軸受３０として、自動車の車軸４０を回転自在に支持するとともに、転動体としてのボール３５ａ、３５ｂのボール列を、例えば、２列備えた複列式のボール軸受を用いた場合を例示して説明する。

【0011】

図１に示すように、転がり軸受３０は、外輪３１と、内輪３４と、ボール３５ａ、３５ｂと、保持器３６ａ、３６ｂと、を備えている。外輪３１及び内輪３４は、それぞれ外側部材及び内側部材の一例であり、これらの外輪３１及び内輪３４は、相互に回転可能に構成されている。換言すれば、転がり軸受３０は、車軸４０の回転に応じて、回転する回転体として構成されている。

【0012】

ボール３５ａ、３５ｂは、各々、車軸４０の周囲に沿って複数設けられており、各々、ボール列を構成している。ボール３５ａ、３５ｂは、それぞれ保持器３６ａ、３６ｂにて保持された状態で外輪３１及び内輪３４の間を転動するように構成されている。

【0013】

外輪３１は、ボール３５ａが転がる軌道面３１ａと、ボール３５ｂが転がる軌道面３１ｂと、図示しない自動車の車体側の第１内周面３１ｃと、当該自動車の図示しない車輪側の第２内周面３１ｄと、を備えている。

【0014】

内輪３４は、ハブ輪３２と、内輪部材３３と、を備えている。ハブ輪３２は、ボール３５ａが転がる軌道面３２ａと、ハブ輪本体部３２ｂと、フランジ部３２ｃと、を備えている。ハブ輪本体部３２ｂには、上記自動車の車軸４０が同軸的にスプライン嵌合されている。車軸４０は、等速ジョイント４１を介して上記自動車を駆動する駆動源（図示せず）に接続されている。車軸４０はナット４２によって、ハブ輪本体部３２ｂと一体的に構成されている。フランジ部３２ｃには、ボルト４３及び図示しないナットを介して上記自動車の車輪が固定されている。内輪部材３３は、ボール３５ｂが転がる軌道面３３ａを備えている。

【0015】

以上の構成により、転がり軸受３０は、ナット４２によってハブ輪３２の車軸４０からの抜脱を抑制しつつ、車軸４０を回転自在に支持して、車軸４０の回転に応じて上記自動車の車輪を回動するようになっている。具体的にいえば、転がり軸受３０は、車軸４０がその中心軸Ｃ回りに回転した場合に、内輪３４が外輪３１に対して相対的に回転することにより、上記車輪の回転を許容する。

【0016】

〔密封装置の構成例〕
本実施形態１の密封装置１は、転がり軸受３０の外輪３１と内輪３４との間の内部空間としての軸受空間Ｋを密封する。具体的にいえば、密封装置１は、環状に構成された軸受空間Ｋの上記車輪側に設けられて、当該車輪側から軸受空間Ｋをシールするアウターシールを構成している。本実施形態１の密封装置１は、軸受空間Ｋへの泥水などの異物の侵入及び軸受空間Ｋからのグリース等の潤滑剤の漏出を抑制するようになっている。

【0017】

次に、図２を用いて、本実施形態１の密封装置１について具体的に説明する。なお、図２では、本実施形態１の密封装置１の構成を明確にするために、接触リップ部１２ａ、１２ｂ及び撥水層１３がハブ輪３２によって弾性変形する前の状態を示している。

【0018】

本実施形態１の密封装置１は、芯金部材１１と、密封リップ部材１２と、撥水層１３と、を備えている。芯金部材１１は、所定の金属材料、例えば、鋼板を用いて構成されている。また、芯金部材１１は、例えば、プレス加工を上記鋼板に施すことによって、図２に示す、所定の形状に形成されている。具体的にいえば、芯金部材１１は、円筒状の筒部１１ａと、筒部１１ａに連続的に形成された略円板状の板部１１ｂと、を有している。

【0019】

密封リップ部材１２は、所定の弾性材料、例えば、ゴム材を使用して構成されている。また、密封リップ部材１２は、例えば、加硫成型法を用いることによって、芯金部材１１と一体的に固着されている。また、密封リップ部材１２は、複数、例えば、２つの接触リップ部１２ａ、１２ｂ及びこれらの２つの接触リップ部１２ａ、１２ｂに接続されたリップ基部１２ｋと、を有している。

【0020】

本実施形態１の密封装置１では、リップ基部１２ｋが筒部１１ａ及び板部１１ｂと一体化されることにより、リップ基部１２ｋが芯金部材１１に支持されている。また、本実施形態１の密封装置１では、リップ基部１２ｋが、図２に例示するように、芯金部材１１の外部空間ＯＫ側の表面を覆うように設けられているので、芯金部材１１に錆が生じるのを抑えることができ、当該密封装置１によるシール性の低下を抑制することができる。

【0021】

また、本実施形態１の密封装置１は、芯金部材１１の筒部１１ａが外輪３１の第２内周面３１ｄに嵌合されることにより、転がり軸受３０に取り付けられる。このとき、本実施形態１の密封装置１では、接触リップ部１２ａ、１２ｂ及び撥水層１３が弾性変形をすることにより、ハブ輪３２のハブ輪本体部３２ｂとフランジ部３２ｃとに連続的に形成された内周面３２ｄに対して、これらの接触リップ部１２ａ、１２ｂ及び撥水層１３の各先端部が接触する。

【0022】

さらに、本実施形態１の密封装置１では、転がり軸受３０の動作時において、接触リップ部１２ａ、１２ｂ及び撥水層１３の各先端部は、外輪３１と内輪３４との相対的な回転動作に応じて、ハブ輪３２の内周面３２ｄを摺動面として接触した状態で回転する。なお、密封装置１では、上記摺動面上に所定の稠度を有するグリース（不図示）が塗布されており、当該グリースによって転がり軸受３０の動作時でのトルクの増大を抑えるようになっている。

【0023】

また、接触リップ部１２ａは、転がり軸受３０において、軸受空間Ｋを車軸４０の軸方向に封止するアキシアルリップ（サイドリップ）として機能する。また、この接触リップ部１２ａは、密封装置１において、最も外部空間ＯＫの近くに配置された第１接触リップ部を構成している。一方、接触リップ部１２ｂは、軸受空間Ｋを車軸４０の軸方向と直交する方向に封止するラジアルリップとして機能する。換言すれば、接触リップ部１２ｂは、最も軸受空間Ｋの近くに配置されたグリースリップを構成している。

【0024】

また、密封リップ部材１２では、２つの各接触リップ部１２ａ、１２ｂにおいて、通気部が形成されている。具体的にいえば、接触リップ部１２ａには、その略中央部に通気部としての通気孔１２ｅが形成されている。また、接触リップ部１２ｂには、その先端部に通気部としての凹部状の切欠き１２ｇが形成されている。

【0025】

また、接触リップ部１２ａにおいて、通気孔１２ｅは、例えば、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の直径を有し、上記略中央部を貫通した、断面円形状の貫通孔によって構成されている。

【0026】

また、接触リップ部１２ａの外部空間ＯＫ側の面には、撥水層１３が設けられている。撥水層１３は、例えば、撥水コーティングを用いて構成されている。具体的にいえば、撥水層１３には、例えば、シリコーンまたはフッ素系の撥水コーティングが用いられている。また、撥水層１３は、図２に例示するように、外部空間ＯＫ側で通気孔１２ｅの開口の上部または周辺を覆うように、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内の膜厚で形成されている。

【0027】

具体的にいえば、撥水層１３を形成する場合において、例えば、接触リップ部１２ａを撥水コーティングの溶液に浸漬する場合は、撥水層１３が通気孔１２ｅの開口の上部を覆うように形成される。また、例えば、撥水コーティングを接触リップ部１２ａの外部空間ＯＫ側の面に吹きかけるように塗布する場合は、接触リップ部１２ａの外部空間ＯＫ側の面において通気孔１２ｅの開口の周辺に撥水層１３が形成される。

【0028】

このように接触リップ部１２ａへの撥水コーティングの塗布方法によって、通気孔１２ｅへの塗布状態が異なることもあるが、いずれも通気孔１２ｅへの水等の侵入を抑えることができる。

【0029】

また、撥水層１３の撥水コーティングには、図３に示すように、例えば、当該撥水コーティングの表面Ｓに対する、水（水滴）Ｗとの接触角が１１０°以上の接触角を有するものが用いられている。

【0030】

以上のように構成された本実施形態１の密封装置１では、接触リップ部１２ａ、１２ｂには、それぞれ通気孔１２ｅ及び切欠き１２ｇが形成されているので、軸受空間（内部空間）Ｋを密封したときに、接触リップ部１２ａ、１２ｂの間の空間が閉空間となるのを抑制することができる。このため、本実施形態１の密封装置１では、内輪（内側部材）３４と外輪(外側部材)３１とが相互に回転して、接触リップ部１２ａ、１２ｂと内周面３２ｄとの間に生じた摩擦エネルギーに起因する温度上昇が発生したときでも、軸受空間Ｋからの圧力または接触リップ部１２ａ、１２ｂ間の圧力を外部空間ＯＫに逃がすことができる。この結果、本実施形態１の密封装置１では、接触リップ部１２ａ、１２ｂが内周面３２ｄに押し当てられることによるトルクの増大を抑えることができる。また、本実施形態１の密封装置１では、撥水層１３が接触リップ部（第１接触リップ部）１２ａの外部空間ＯＫ側の面に設けられているので、外部空間ＯＫからの水分等の侵入する可能性を低減することができる。この結果、本実施形態１では、転がり軸受（回転体）３０でのトルクの低減及び密封性に優れる密封装置１を構成することができる。

【0031】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図４を用いて具体的に説明する。本発明の実施形態２に係る密封装置２の具体例を説明する図であって、図１に示したIII部を拡大した拡大図である。なお、図４では、本実施形態２の密封装置２の構成を明確にするために、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び撥水層２３がスリンガ３７によって弾性変形する前の状態を示している。

【0032】

本実施形態２と上記実施形態１との主な相違点は、転がり軸受３０のインナーシールに適用した点である。換言すれば、本実施形態２の密封装置２は、軸受空間Ｋの上記車体側に設けられて、当該車体側から軸受空間Ｋをシールするインナーシールを構成している。本実施形態２の密封装置２は、実施形態１の密封装置１と同様に、軸受空間Ｋへの泥水などの異物の侵入及び軸受空間Ｋからのグリース等の潤滑剤の漏出を抑制するようになっている。

【0033】

〔密封装置の構成例〕
図４に示すように、本実施形態２の密封装置２は、芯金部材２１と、密封リップ部材２２と、撥水層２３と、を備えている。芯金部材２１は、所定の金属材料、例えば、鋼板を用いて構成されている。また、芯金部材２１は、例えば、プレス加工を上記鋼板に施すことによって、図４に示す、所定の形状に形成されている。具体的にいえば、芯金部材２１は、円筒状の筒部２１ａと、筒部２１ａに連続的に形成された略円板状の板部２１ｂと、を有している。

【0034】

密封リップ部材２２は、所定の弾性材料、例えば、ゴム材を使用して構成されている。また、密封リップ部材２２は、例えば、加硫成型法を用いることによって、芯金部材２１と一体的に固着されている。また、密封リップ部材２２は、複数、例えば、３つの接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及びこれらの３つの接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃに接続されたリップ基部２２ｋと、を有している。

【0035】

本実施形態２の密封装置２では、リップ基部２２ｋが筒部２１ａ及び板部２１ｂと一体化されることにより、リップ基部２２ｋが芯金部材２１に支持されている。また、本実施形態２の密封装置２では、リップ基部２２ｋが、図４に例示するように、芯金部材２１の外部空間ＯＫ側の表面を覆うように設けられているので、芯金部材２１に錆が生じるのを抑えることができ、当該密封装置２によるシール性の低下を抑制することができる。

【0036】

また、本実施形態２の密封装置２は、芯金部材２１の筒部２１ａが外輪３１の第１内周面３１ｃに嵌合されることにより、転がり軸受３０に取り付けられる。このとき、本実施形態２の密封装置２では、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び撥水層２３が弾性変形をすることにより、内輪部材３３に取り付けられたスリンガ３７の軸受空間Ｋ側の表面に対して、これらの接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び撥水層２３の各先端部が接触する。

【0037】

具体的にいえば、内輪部材３３の内周面３３ｂには、スリンガ３７が当該内輪部材３３に一体的に取り付けられており、当該スリンガ３７は、内側部材として機能する。また、スリンガ３７は、円筒状部３７ａと、円筒状部３７ａに連続的に設けられた円板状部３７ｂとを備えている。スリンガ３７は、円筒状部３７ａが内周面３３ｂに嵌合されることにより、内輪部材３３に取り付けられる。本実施形態２の密封装置２が転がり軸受３０に取り付けられたときに、接触リップ部２２ａ及び撥水層２３の各先端部は、円板状部３７ｂの表面によって弾性変形して当該表面に接触し、接触リップ部２２ｂ、２２ｃの先端部は、円筒状部３７ａの表面によって弾性変形して当該表面に接触する。なお、本実施形態２の密封装置２は、芯金部材２１とスリンガ３７とを組み合わせた、パックシールタイプのインナーシールを構成している。

【0038】

さらに、本実施形態２の密封装置２では、転がり軸受３０の動作時において、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び撥水層２３の各先端部は、外輪３１と内輪３４との相対的な回転動作に応じて、スリンガ３７の円筒状部３７ａ及び円板状部３７ｂの対応する表面を摺動面として接触した状態で回転する。なお、本実施形態２の密封装置２では、上記摺動面上に所定の稠度を有するグリース（不図示）が塗布されており、当該グリースによって転がり軸受３０の動作時でのトルクの増大を抑えるようになっている。

【0039】

また、接触リップ部２２ａは、転がり軸受３０において、軸受空間Ｋを車軸４０の軸方向に封止するアキシアルリップ（サイドリップ）として機能する。また、接触リップ部２２ａは、密封装置２において、最も外部空間ＯＫの近くに配置された第１接触リップ部を構成している。一方、接触リップ部２２ｂ、２２ｃは、軸受空間Ｋを車軸４０の軸方向と直交する方向に封止するラジアルリップとして機能する。また、接触リップ部２２ｃは、最も軸受空間Ｋの近くに配置されたグリースリップを構成している。

【0040】

また、密封リップ部材２２では、３つの各接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃにおいて、通気部が形成されている。具体的にいえば、接触リップ部２２ａには、その略中央部に通気部としての通気孔２２ｅが形成されている。また、接触リップ部２２ｂには、その先端部に通気部としての凹部状の切欠き２２ｆが形成されている。また、接触リップ部２２ｃには、その先端部に通気部としての凹部状の切欠き２２ｇが形成されている。

【0041】

また、接触リップ部２２ａにおいて、通気孔２２ｅは、例えば、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の直径を有し、対応する上記略中央部を貫通した、断面円形状の貫通孔によって構成されている。

【0042】

また、接触リップ部２２ａの外部空間ＯＫ側の面には、撥水層２３が設けられており、通気孔２２ｅの開口の上部または周辺を覆うように形成されている。撥水層２３は、例えば、撥水コーティングを用いて構成されている。具体的にいえば、撥水層２３には、例えば、シリコーンまたはフッ素系の撥水コーティングが用いられている。また、撥水層２３は、図４に例示するように、外部空間ＯＫ側で通気孔２２ｅの開口の上部または周辺を覆うように、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内の膜厚で形成されている。

【0043】

また、撥水層２３の撥水コーティングには、図３に示したように、例えば、当該撥水コーティングの表面Ｓに対する、水（水滴）Ｗとの接触角が１１０°以上の接触角を有するものが用いられている。

【0044】

以上のように構成された本実施形態２の密封装置２では、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃには、それぞれ通気孔２２ｅ及び切欠き２２ｆ、２２ｇが形成されているので、軸受空間Ｋを密封したときに、接触リップ部２２ａ、２２ｂの間の空間及び接触リップ部２２ｂ、２２ｃの間の空間が閉空間となるのを抑制することができる。このため、本実施形態２の密封装置２では、内輪３４と外輪３１とが相互に回転して、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃとスリンガ３７の対応する表面との間に生じた摩擦エネルギーに起因する温度上昇が発生したときでも、軸受空間Ｋからの圧力または接触リップ部２２ａ、２２ｂ間の圧力及び接触リップ部２２ｂ、２２ｃの間の圧力を外部空間ＯＫに逃がすことができる。この結果、本実施形態２の密封装置２では、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃがスリンガ３７の対応する表面に押し当てられることによるトルクの増大を抑えることができる。また、本実施形態２の密封装置２では、撥水層２３が接触リップ部２２ａの外部空間ＯＫ側の面に設けられているので、外部空間ＯＫからの水分等の侵入する可能性を低減することができる。この結果、本実施形態２では、転がり軸受３０でのトルクの低減及び密封性に優れる密封装置２を構成することができる。

【0045】

〔変形例１〕
本発明の変形例１について、図５を用いて具体的に説明する。図５は、本発明の変形例１に係る上記密封装置２の具体例を説明する図である。なお、図５では、本変形例１の密封装置２の構成を明確にするために、接触リップ部２５ａ、２５ｂ及び撥水層２６がスリンガ４７によって弾性変形する前の状態を示している。本変形例１と上記実施形態２との主な相違点は、接触リップ部の設置数を変更した点である。

【0046】

〔密封装置の構成例〕
図５に示すように、本変形例１の密封装置２は、芯金部材２４と、密封リップ部材２５と、撥水層２６と、を備えている。芯金部材２４は、所定の金属材料、例えば、鋼板を用いて構成されている。また、芯金部材２４は、例えば、プレス加工を上記鋼板に施すことによって、図５に示す、所定の形状に形成されている。具体的にいえば、芯金部材２４は、円筒状の筒部２４ａと、筒部２４ａに連続的に形成された略円板状の板部２４ｂと、を有している。

【0047】

密封リップ部材２５は、所定の弾性材料、例えば、ゴム材を使用して構成されている。また、密封リップ部材２５は、例えば、加硫成型法を用いることによって、芯金部材２４と一体的に固着されている。また、密封リップ部材２５は、複数、例えば、２つの接触リップ部２５ａ、２５ｂ及びこれらの２つの接触リップ部２５ａ、２５ｂに接続されたリップ基部２５ｋと、を有している。

【0048】

本変形例１の密封装置２では、リップ基部２５ｋが筒部２４ａ及び板部２４ｂと一体化されることにより、リップ基部２５ｋが芯金部材２４に支持されている。また、本変形例１の密封装置２では、リップ基部２５ｋが、図５に例示するように、芯金部材２４の外部空間ＯＫ側の表面を覆うように設けられているので、芯金部材２４に錆が生じるのを抑えることができ、当該密封装置２によるシール性の低下を抑制することができる。

【0049】

また、本変形例１の密封装置２は、芯金部材２４の筒部２４ａが外輪３１の第１内周面３１ｃに嵌合されることにより、転がり軸受３０に取り付けられる。このとき、本変形例１の密封装置２では、接触リップ部２５ａ、２５ｂ及び撥水層２６が弾性変形をすることにより、内輪部材３３に取り付けられたスリンガ４７の軸受空間Ｋ側の表面に対して、これらの接触リップ部２５ａ、２５ｂ及び撥水層２６の各先端部が接触する。

【0050】

具体的にいえば、内輪部材３３の内周面３３ｂには、スリンガ４７が当該内輪部材３３に一体的に取り付けられており、当該スリンガ４７は、内側部材として機能する。また、スリンガ４７は、第１円筒状部４７ａと、第１円筒状部４７ａに連続的に設けられた円板状部４７ｂと、軸受空間Ｋ側に突出するように円板状部４７ｂに連続的に設けられた第２円筒状部４７ｃを備えている。スリンガ４７は、第１円筒状部４７ａが内周面３３ｂに嵌合されることにより、内輪部材３３に取り付けられる。本変形例１の密封装置２が転がり軸受３０に取り付けられたときに、接触リップ部２５ａ及び撥水層２６の各先端部は、円板状部４７ｂの表面によって弾性変形して当該表面に接触し、接触リップ部２５ｂの先端部は、第１円筒状部４７ａの表面によって弾性変形して当該表面に接触する。なお、本変形例１の密封装置２は、芯金部材２４とスリンガ４７とを組み合わせた、パックシールタイプのインナーシールを構成している。

【0051】

さらに、本変形例１の密封装置２では、転がり軸受３０の動作時において、接触リップ部２５ａ、２５ｂ及び撥水層２６の各先端部は、外輪３１と内輪３４との相対的な回転動作に応じて、スリンガ４７の第１円筒状部４７ａ及び円板状部４７ｂの対応する表面を摺動面として接触した状態で回転する。なお、本変形例１の密封装置２では、上記摺動面上に所定の稠度を有するグリース（不図示）が塗布されており、当該グリースによって転がり軸受３０の動作時でのトルクの増大を抑えるようになっている。

【0052】

また、接触リップ部２５ａは、転がり軸受３０において、軸受空間Ｋを車軸４０の軸方向に封止するアキシアルリップ（サイドリップ）として機能する。また、接触リップ部２５ａは、密封装置２において、最も外部空間ＯＫの近くに配置された第１接触リップ部を構成している。一方、接触リップ部２５ｂは、軸受空間Ｋを車軸４０の軸方向と直交する方向に封止するラジアルリップとして機能する。換言すれば、接触リップ部２５ｂは、最も軸受空間Ｋの近くに配置されたグリースリップを構成している。

【0053】

また、密封リップ部材２５では、２つの各接触リップ部２５ａ、２５ｂにおいて、通気部が形成されている。具体的にいえば、接触リップ部２５ａには、その略中央部に通気部としての通気孔２５ｅが形成されている。また、接触リップ部２５ｂには、その先端部に通気部としての凹部状の切欠き２５ｇが形成されている。

【0054】

また、接触リップ部２５ａにおいて、通気孔２５ｅは、例えば、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の直径を有し、対応する上記略中央部を貫通した、断面円形状の貫通孔によって構成されている。

【0055】

また、接触リップ部２５ａの外部空間ＯＫ側の面には、撥水層２６が設けられており、通気孔２５ｅの開口の上部または周辺を覆うように形成されている。撥水層２６は、例えば、撥水コーティングを用いて構成されている。具体的にいえば、撥水層２６には、例えば、シリコーンまたはフッ素系の撥水コーティングが用いられている。また、撥水層２６は、図４に例示するように、外部空間ＯＫ側で通気孔２５ｅの開口の上部または周辺を覆うように、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内の膜厚で形成されている。

【0056】

また、撥水層２６の撥水コーティングには、図３に示したように、例えば、当該撥水コーティングの表面Ｓに対する、水（水滴）Ｗとの接触角が１１０°以上の接触角を有するものが用いられている。

【0057】

以上のように構成された本変形例１の密封装置２は、実施形態２のものと同様な効果を奏する。

【0058】

また、本変形例１では、第２円筒状部４７ｃがスリンガ４７に設けられているので、外部空間ＯＫからの水分等の侵入をより容易に抑えることができる。さらに、本変形例１では、第２円筒状部４７ｃを設けたことにより、内輪（内側部材）３４の回転に伴い、密封装置２の内部に一旦侵入した水分等が外部空間ＯＫへ排出され易くすることができる。

【0059】

〔変形例２〕
本発明の変形例２について、図６を用いて具体的に説明する。図６は、本発明の変形例２に係る上記密封装置１の具体例を説明する図である。なお、図６では、本変形例２の密封装置１の構成を明確にするために、接触リップ部１２ａ、１２ｂ及び撥水層１３がハブ輪３２によって弾性変形する前の状態を示している。また、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0060】

図６に示すように、本変形例２の密封装置１では、第１連通孔１１ｒが芯金部材１１の板部１１ｂに設けられている。また、第２連通孔１２ｒが密封リップ部材１２のリップ基部１２ｋに設けられている。これらの第１連通孔１１ｒ及び第２連通孔１２ｒは、互いに連通している。また、これらの第１連通孔１１ｒ及び第２連通孔１２ｒは、例えば、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の直径を有し、板部１１ｂ及びリップ基部１２ｋをそれぞれ貫通した、断面円形状の貫通孔によって構成されている。

【0061】

また、本変形例２の密封装置１では、外部空間ＯＫ側に設けられた第２連通孔１２ｒにおいて、外部空間ＯＫ側の開口の上部または周辺を覆うように撥水層１４が設けられている。この撥水層１４は、撥水層１３と同様に、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内の膜厚及び水との接触角θが１１０°以上である、シリコーンまたはフッ素系の撥水コーティングが用いられている。

【0062】

以上のように構成された本変形例２の密封装置１は、実施形態１のものと同様な効果を奏する。また、第１連通孔１１ｒ及び第２連通孔１２ｒが互いに連通するように芯金部材１１及び密封リップ部材１２に設けられているので、軸受空間Ｋからの圧力を外部空間ＯＫに容易に逃がすことができる。従って、本変形例２の密封装置１では、上記トルクの増大を容易に抑えることができる。さらに、本変形例２の密封装置１では、撥水層１４が第２連通孔１２ｒの開口の上部または周辺を覆うように設けられているので、外部空間ＯＫからの水分等の侵入する可能性を低減することができる。

【0063】

〔変形例３〕
本発明の変形例３について、図７を用いて具体的に説明する。図７は、本発明の変形例３に係る上記密封装置２の具体例を説明する図である。なお、図７では、本変形例３の密封装置２の構成を明確にするために、接触リップ部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び撥水層２３がスリンガ３７によって弾性変形する前の状態を示している。また、説明の便宜上、上記実施形態２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0064】

図７に示すように、本変形例３の密封装置２では、第１連通孔２１ｒが芯金部材２１の板部２１ｂに設けられている。また、第２連通孔２２ｒが密封リップ部材２２のリップ基部２２ｋに設けられている。これらの第１連通孔２１ｒ及び第２連通孔２２ｒは、互いに連通している。また、これらの第１連通孔２１ｒ及び第２連通孔２２ｒは、例えば、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の直径を有し、板部２１ｂ及びリップ基部２２ｋをそれぞれ貫通した、断面円形状の貫通孔によって構成されている。

【0065】

また、本変形例３の密封装置２では、外部空間ＯＫ側に設けられた第２連通孔２２ｒにおいて、外部空間ＯＫ側の開口の上部または周辺を覆うように撥水層２７が設けられている。この撥水層２７は、撥水層２３と同様に、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内の膜厚及び水との接触角θが１１０°以上である、シリコーンまたはフッ素系の撥水コーティングが用いられている。

【0066】

以上のように構成された本変形例３の密封装置２は、実施形態２のものと同様な効果を奏する。また、第１連通孔２１ｒ及び第２連通孔２２ｒが互いに連通するように芯金部材２１及び密封リップ部材２２に設けられているので、軸受空間Ｋからの圧力を外部空間ＯＫに容易に逃がすことができる。従って、本変形例３の密封装置２では、上記トルクの増大を容易に抑えることができる。さらに、本変形例３の密封装置２では、撥水層２７が第２連通孔２２ｒの開口の上部または周辺を覆うように設けられているので、外部空間ＯＫからの水分等の侵入する可能性を低減することができる。

【0067】

〔実施例〕
以下、本発明の密封装置について、図８も用いて、実施例と比較例１～２とを挙げてさらに詳細に説明する。図８は、実施例１及び比較例１～２における、検証試験の結果例を示す表である。しかしながら、本発明は下記の実施例のみに制限されるものではない。

【0068】

〔検証試験の評価結果〕
本検証試験では、例えば、図２に示した実施形態１の密封装置１と同等の構成を有するものを準備した。また、本検証試験では、図８に示すように、通気孔の直径及び撥水層での水との接触角が互いに異なる、実施例と比較例１～２とを準備した。そして、本検証試験では、上記通気孔の撥水層側の表面に水滴を垂らして、その水滴の水分が当該通気孔の内部に浸入するか否かについて検証した。

【0069】

図８から明らかなように、比較例１～２では、上記直径が０．１ｍｍ及び０．３ｍｍのいずれの場合でも、水滴の水分が撥水層を通過して通気孔の内部に浸入していることが確かめられた。つまり、上記接触角が６０°または９０°である撥水コーティングを用いた場合、直径の大きさに関わらず、その撥水性が不足して、水分の通気孔側への浸入を許容したと考察される。

【0070】

一方、実施例では、水滴の水分が通気孔の内部側への浸入が確認されていなかった。換言すれば、上記接触角を１１０°以上とすることにより、撥水層の撥水コーティングによる撥水性、つまり水に対する密封性が十分であることが実証された。つまり、実施例から明らかなように、通気孔の直径を０.３ｍｍと大きくした場合でも、適切な密封性が確保されていることが確認された。

【0071】

なお、通気孔の直径が０.３ｍｍを超える値である場合には、通気孔の内部への水滴の水分が浸入する可能性を低減するために、例えば、撥水層の撥水コーティングの厚みを厚くしたり、上記接触角を１１０°よりも大きくなるように撥水コーティングを構成したりする必要が生じるおそれがある。また、通気孔の直径が０.１ｍｍ未満の値である場合には、当該通気孔の通気性が著しく低下することがあり、回転体の回転時での圧力を外部空間に適度に逃がすことができずに、上記トルクの低減を図ることが十分に行えないおそれがある。

【0072】

また、上記接触角が１１０°未満の値である場合には、比較例１～２に例示したように、撥水層の撥水コーティングの表面に対する、水分の水滴の濡れ性が高く、つまり水滴が当該表面上を広がり易くなって、通気孔の内部への浸入がし易くなる。

【0073】

なお、上記の説明では、撥水コーティングを用いて撥水層を構成した場合について説明した。しかしながら、本発明の撥水層はこれに限定されるものではなく、通気性を確保しつつ、水分やグリース等の潤滑剤などの液体の流入出を抑えることができるものであれば何等限定されない。

【0074】

また、上記の説明では、自動車の車軸を回転自在に軸支する転がり軸受に本発明の密封装置を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明の密封装置は相互に回転可能な内側部材と外側部材との間の内部空間を密封するものであれば何等限定されない。

【0075】

〔まとめ〕
本発明の第１態様の密封装置は、相互に回転可能な内側部材と外側部材との間の内部空間を密封する密封装置であって、前記内側部材及び前記外側部材の一方に固定される芯金部材と、前記内側部材及び前記外側部材の他方に接触する、少なくとも２つの接触リップ部及び前記少なくとも２つの接触リップ部に接続されるとともに、前記芯金部材に支持されたリップ基部を有する密封リップ部材と、を備え、前記少なくとも２つの各接触リップ部には、通気部が形成され、かつ、前記少なくとも２つの接触リップ部のうち、最も外部空間の近くに配置されたものを第１接触リップ部とすると、前記第１接触リップ部の外部空間側の面には、撥水層が設けられている。

【0076】

上記構成によれば、通気部が少なくとも２つの各接触リップ部に形成されているので、内部空間を密封したときに、隣接する２つの接触リップ部の間が閉空間となるのを抑制することができる。このため、内側部材と外側部材とが相互に回転し温度が上昇した際に、内部空間からの圧力または接触リップ部間の圧力を外部空間に逃がすことができ、接触リップ部が相手面に押し当てられることによるトルクの増大を抑えることができる。また、撥水層が第１接触リップ部の外部空間側の面に設けられているので、外部空間からの水分等の侵入する可能性を低減することができる。この結果、回転体でのトルクの低減及び密封性に優れる密封装置を構成することができる。

【0077】

本発明の第２態様は、第１態様の密封装置であって、前記第１接触リップ部における前記通気部は、通気孔であり、前記撥水層は、撥水コーティングを用いて構成されてもよい。

【0078】

上記構成によれば、第１接触リップ部において、通気部は通気孔によって構成されているので、内部空間からの圧力または接触リップ部間の圧力を確実に外部空間に逃がすことができる。また、撥水層に撥水コーティングが用いられているので、外部空間からの水分等の侵入する可能性を確実に低減することができる。

【0079】

本発明の第３態様は、第２態様の密封装置であって、前記通気孔の直径は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であってもよい。

【0080】

上記構成によれば、外部空間からの水分等の侵入する可能性を確実に低減することができる。

【0081】

本発明の第４態様は、第２態様または第３態様の密封装置であって、前記撥水コーティングの水との接触角は、１１０°以上であってもよい。

【0082】

上記構成によれば、１１０°以上の接触角を有する撥水コーティングが用いられているので、外部空間からの水分等の侵入する可能性をより確実に低減することができる。

【0083】

本発明の第５態様は、第１態様から第４態様のいずれかの態様の密封装置であって、前記芯金部材に設けられた第１連通孔と、前記リップ基部に設けられた第２連通孔とが、互いに連通してもよい。

【0084】

上記構成によれば、内部空間と外部空間とは第１連通孔及び第２連通孔を介して連通することとなり、内部空間からの圧力を外部空間に容易に逃がすことができる。従って、上記トルクの増大を容易に抑えることができる。

【0085】

本発明の第６態様は、第５態様の密封装置であって、前記第１連通孔及び前記第２連通孔のうち、前記外部空間側に設けられた前記第１連通孔または前記第２連通孔には、前記外部空間側の開口の上部または周辺を覆うように撥水層が設けられてもよい。

【0086】

上記構成によれば、第１連通孔及び第２連通孔を設けた場合でも、外部空間からの水分等の侵入する可能性を低減することができる。

【0087】

本開示は上述した各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、各実施形態及び各変形例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる構成についても本開示の技術的範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0088】

本発明は、転がり軸受等の密封装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0089】

１、２ 密封装置
１１、２１、２４ 芯金部材
１２、２２、２５ 密封リップ部材
１２ａ、２２ａ、２５ａ 接触リップ部（第１接触リップ部）
１２ｂ、２２ｂ、２２ｃ、２５ｂ 接触リップ部
１２ｋ、２２ｋ、２５ｋ リップ基部
１２ｅ、２２ｅ、２５ｅ 通気孔（通気部）
１２ｇ、２２ｆ、２２ｇ、２５ｇ 切欠き（通気部）
１３、１４、２３、２６、２７ 撥水層
３１ 外輪（外側部材）
３４ 内輪（内側部材）
Ｋ 軸受空間（内部空間）
ＯＫ 外部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】