特許 7186039 密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-30

(45)【発行日】2022-12-08

(54)【発明の名称】密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

F16C33/78 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018159598

(22)【出願日】2018-08-28

(65)【公開番号】P2020034053

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2021-06-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000167196

【氏名又は名称】光洋シーリングテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 英将

【審査官】日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２０７１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３７９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０６６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－８０１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１１０６２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２８４４７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ３３／７２－３３／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同心状に配置された内軸と外輪とを備え、当該外輪の軸方向端面に隙間を有して対向する側面を有したフランジが前記内軸の端部に設けられた車輪用転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間に泥水が浸入するのを防ぐ密封装置であって、
前記内軸の端部に嵌合固定されるとともに、前記フランジの側面に沿って径方向外方に延びるスリンガと、
前記外輪の端部外周面に嵌合固定される芯金と、
前記芯金に固定され、当該芯金の外径部に設けられるデフレクタ及び前記スリンガに摺接するシールリップを有するシール部材と、を備え、
前記スリンガは、前記内軸の端部に嵌合固定される第１円筒部と、前記第１円筒部の軸方向外方側の端部から径方向外方に延びる第１円環部と、前記第１円環部の外周端から軸方向内方に延びる第２円筒部と、前記第２円筒部の軸方向内方側の端部から径方向外方に延びる第２円環部と、前記第２円環部の外周端から軸方向内方に延びる最外径部と、を有し、
前記シール部材は、前記デフレクタの径方向内方に設けられ、径方向外方且つ前記スリンガに近づく方向に突出する突出部を更に有しており、
前記デフレクタと前記突出部とで径方向外方に開口する第１樋構造が形成されており、且つ、前記第１樋構造の一方の周壁を構成する前記突出部の先端部と前記スリンガとの間にラビリンス構造が形成されていて、
前記シール部材は、前記シールリップと前記突出部との間に位置し前記芯金から前記スリンガに近づく方向に延びて設けられているカバーリップを有しており、前記カバーリップにより径方向外方に開口する第２樋構造が形成されており、
前記最外径部が、前記第１樋構造と径方向について対向していて、前記第２円筒部が、前記第２樋構造と径方向について対向している、
ことを特徴とする、密封装置。

【請求項2】

同心状に配置された内軸と外輪とを備え、当該外輪の軸方向端面に隙間を有して対向する側面を有したフランジが前記内軸の端部に設けられた車輪用転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間に泥水が浸入するのを防ぐ密封装置であって、
前記内軸の端部に嵌合固定されるとともに、前記フランジの側面に沿って径方向外方に延びるスリンガと、
前記外輪の端部外周面に嵌合固定される芯金と、
前記芯金に固定され、当該芯金の外径部に設けられるデフレクタ及び前記スリンガに摺接するシールリップを有するシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記デフレクタの径方向内方に設けられ、径方向外方且つ前記スリンガに近づく方向に突出する突出部を更に有しており、
前記デフレクタと前記突出部とで径方向外方に開口する樋構造が形成されており、且つ、前記樋構造の一方の周壁を構成する前記突出部の先端部と前記スリンガとの間にラビリンス構造が形成されていて、
前記樋構造と対向するスリンガの最外径部は、先端に向かうに従い連続的に拡径された拡径部である、こと
を特徴とする、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。さらに詳しくは、車輪用転がり軸受装置に用いられる密封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両に搭載され車輪を回転可能に支持する車輪用転がり軸受装置は、同心状に配置された径方向内側の内軸と径方向外側の外輪とを備えており、これら内軸と外輪との間に介在する転動体（玉やテーパローラ）によって、例えば、外輪に対して内軸が回転可能となる。内軸の軸方向端部には、径方向外方へ延びたフランジが設けられており、このフランジに車輪及びブレーキディスクが取り付けられる。

【0003】

このような車輪用転がり軸受装置では、内軸と外輪との間に形成され転動体が配設されている環状空間に泥水等の異物が浸入するのを防ぐために、当該環状空間の軸方向両端部に密封装置が装着されている。

【0004】

環状空間の軸方向両端部のうち、軸方向車両外側の端部に装着されている密封装置１１０として、図３に示されるように、内軸１０３の端部に嵌合固定され、フランジ１０６の側面１０６ａに沿って径方向外方に延びるスリンガ１２０と、外輪１０２の端部外周面１０２ａに嵌合される芯金１３０と、この芯金１３０に固定されるシール部材１４０とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の密封装置１１０におけるシール部材１４０は、弾性材料からなり、複数のシールリップ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃを有している。これらのシールリップ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは、スリンガ１２０に摺接するシール摺動部を構成している。

【0005】

また、図３に示される密封装置１１０は、前記シールリップ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃの径方向外方において樋形状のカバーリップ１４４を有しており、このカバーリップ１４４の軸方向車両内側に位置する、シール部材１４０の円筒部１４１には環状溝１４１ａが形成されている。

【0006】

密封装置１１０では、外輪１０２の端部とフランジ１０６との間の隙間Ｓに浸入した泥水をカバーリップ１４４に沿って下方に案内して落下させ、また、円筒部１４１に付着した泥水を環状溝１４１ａに沿って下方に案内して落下させることで、当該カバーリップ１４４よりも径方向内方のシール摺動部に泥水が浸入するのを抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１６－８０１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、車両が水たまりの多い道路を走行するなどして前記隙間Ｓに浸入する泥水の量が多くなると、前述したカバーリップ１４４や環状溝１４１ａではシール摺動部への泥水の浸入を十分に抑制できない場合も考えられる。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シール摺動部への泥水浸入抑制効果を向上させ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】

【0010】

本発明の密封装置は、
（１）同心状に配置された内軸と外輪とを備え、当該外輪の軸方向端面に隙間を有して対向する側面を有したフランジが前記内軸の端部に設けられた車輪用転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間に泥水が浸入するのを防ぐ密封装置であって、
前記内軸の端部に嵌合固定されるとともに、前記フランジの側面に沿って径方向外方に延びるスリンガと、
前記外輪の端部外周面に嵌合固定される芯金と、
前記芯金に固定され、当該芯金の外径部に設けられるデフレクタ及び前記スリンガに摺接するシールリップを有するシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記デフレクタの径方向内方に設けられ、径方向外方且つ前記スリンガに近づく方向に突出する突出部を更に有しており、
前記デフレクタと前記突出部とで径方向外方に開口する樋構造が形成されており、且つ、前記樋構造の一方の周壁を構成する前記突出部の先端部と前記スリンガとの間にラビリンス構造が形成されていることを特徴とする。

【0011】

本発明の密封装置では、シール部材のデフレクタの径方向内方に突出部を設けている。この突出部は、径方向外方且つスリンガに近づく方向に突出しており、当該突出部と前記デフレクタとで径方向外方に開口する樋構造が形成されている。これにより、外部から浸入した泥水は樋構造により下方に案内されて落下するので、シール摺動部を構成するシールリップへ泥水が浸入するのを抑制することができる。また、樋構造の一方の周壁を構成する突出部の先端部とスリンガとの間にはラビリンス構造が形成されているので、樋構造に浸入する泥水の量が多くなり、その一部が周壁に沿って当該樋構造から溢れたとしても、当該ラビリンス構造によりシールリップへの泥水の浸入を抑制することができる。

【0012】

（２）上記（１）の密封装置において、前記樋構造と対向するスリンガの最外径部は、先端に向かうに従い連続的に拡径された拡径部であることが望ましい。この場合、樋構造と対向するスリンガの最外径部（スリンガのうち、最も径方向外方に位置する部分）を拡径部とすることで、樋構造により下方に案内されて当該最外径部に落下した泥水を外部に容易に排出することができる。また、内軸回転時においては泥水を容易に振り切ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の密封装置によれば、シール摺動部への泥水浸入抑制効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る密封装置が装着されている車輪用転がり軸受装置の断面説明図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る密封装置の断面説明図である。

【図3】従来の密封装置の一例の断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の密封装置の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図１は、本発明の一実施形態に係る密封装置１０が用いられている車輪用転がり軸受装置１の断面説明図であり、図２は、図１における密封装置１０の断面説明図である。なお、図２では、分かり易くするために、外輪２及び内軸３（フランジ８及び軸本体部６）を二点鎖線により示している。

【0016】

〔車輪用転がり軸受装置１〕
図１に示されるように、車輪用転がり軸受装置１（以下、単に「軸受装置」ともいう）は、自動車の車体に設けられている懸架装置５０に対して車輪を回転可能に支持するものであり、径方向外側の外輪２と径方向内側の内軸３とを備えている。

【0017】

外輪２は円筒形状の部材であり、車体側の懸架装置５０に固定される。
内軸３は、軸本体部６と、この軸本体部６の車両内側（図１において左側）Ａ１の端部に外嵌して固定されている環状の内輪部材７とを有している。外輪２と内軸３との間には２列でかつ各列に複数の玉（転動体）４が介在している。外輪２と内軸３とは同心状に配置され、本実施形態では、外輪２に対して内軸３が回転自在となる。また、この軸受装置１は、複数の玉４を保持する保持器５を備えている。

【0018】

外輪２の軸方向両端部と内軸３との間には、密封装置１０，６０が取り付けられている。これら密封装置１０，６０によって、外輪２の径方向外側から、外輪２と内軸３との間に形成される環状空間９に、泥水等の異物が浸入するのを防ぐ。そして、これら密封装置１０，６０のうち、車両外側（図１において右側）Ａ２の密封装置１０に、以下の実施形態に係る密封装置が用いられている。

【0019】

〔密封装置１０〕
密封装置１０は、図２に示されるように、内軸３の端部に嵌合固定されるスリンガ２０と、外輪２の端部に嵌合固定される芯金３０と、当該芯金３０に固定されるシール部材４０とを備えている。なお、図２に示される密封装置１０は、軸受装置１に装着される前の変形前の自然状態を示している。また、本明細書では、車両外側に向く方向（図２において右方向）を軸方向外方、車両内側に向く方向（図２において左方向）を軸方向内方ともいう。

【0020】

［スリンガ２０］
スリンガ２０は、ステンレス等の金属をプレス加工することによって環状に形成された部材である。スリンガ２０は、内軸３の軸方向外方側の端部であってフランジ８よりも軸方向内方側の部分の外周面３ａに嵌合固定される第１円筒部２１と、この第１円筒部２１の軸方向外方側の端部からフランジ８の軸方向内方側の側面８ａに沿って径方向外方に延びる第１円環部２２と、この第１円環部２２の外周端から軸方向内方に延びる第２円筒部２３と、この第２円筒部２３の軸方向内方側の端部から径方向外方に延びる第２円環部２４と、この第２円環部２４の外周端から軸方向内方且つ径方向外方に延びる拡径部２５とを有している。拡径部２５は、スリンガ２０のうち、最も径方向外方に位置する部分であり、後述する樋構造とほぼ径方向において対向する位置に配置される。また、拡径部２５は先端に向かうに従い連続的に拡径された部分である。

【0021】

［芯金３０］
芯金３０は、ＳＰＣＣ等の鋼板をプレス加工することによって環状に形成された部材である。芯金３０は、外輪２の軸方向外方側の端部の外周面２ａに嵌合固定される円筒部３１と、この円筒部３１の軸方向外方側の端部から径方向内方に延びており、外輪２の軸方向外方側の端面２ｂに密接する第１円環部３２と、この第１円環部３２の径方向内方の端部から軸方向外方且つ径方向内方に延びる傾斜部３３と、この傾斜部３３の径方向内方側の端部から径方向内方に延びる第２円環部３４とを有している。円筒部３１の軸方向内方側の端部の内周面には、径方向外方に窪んだ環状の窪み部３１ａが形成されている。

【0022】

［シール部材４０］
シール部材４０は、ニトリルゴム等の弾性材を円環状に形成したものであり、芯金３０に加硫接着している。シール部材４０は、芯金３０に固定されたシール本体４１、このシール本体４１と一体に形成されたデフレクタ４２、突出部４３、カバーリップ４４、シールリップ４５、及び補助リップ４６を有している。

【0023】

シール本体４１は、全体が環状の部材であり、シール円筒部４１ａ、第１シール円環部４１ｂ、シール傾斜部４１ｃ、及び第２シール円環部４１ｄを有している。シール円筒部４１ａは、芯金３０の円筒部３１の外周面３１ｂに沿って固定されている。シール円筒部４１ａの軸方向内方側の端部は、芯金３０の円筒部３１の軸方向内方側の端部から窪み部３１ａ側に折り返すように形成され、外輪２の外周面２ａと密接している。第１シール円環部４１ｂは、シール円筒部４１ａの軸方向外方側の端部から径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の第１円環部３２の軸方向外方側の面３２ａに沿って固定されている。

【0024】

シール傾斜部４１ｃは、第１シール円環部４１ｂの径方向内方側の端部から軸方向外方且つ径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の傾斜部３３の径方向外方側の面３３ａに沿って固定されている。第２シール円環部４１ｄは、シール傾斜部４１ｃの径方向内方側の端部から径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の第２円環部３４の軸方向外方側の面３４ａに沿って固定されている。第２シール円環部４１ｄの径方向内方側の端部は、芯金３０の第２円環部３４の径方向内方側の端部から当該第２円環部３４の軸方向内方側の面３４ｂ側に折り返すように形成されている。

【0025】

デフレクタ４２は、シール本体４１のシール円筒部４１ａの径方向外側に形成された部材であり、数ミリ程度の厚さを有する円筒状に形成されている。外輪２の外周面２ａ上をフランジ８の側面８ａに向かって流れてくる泥水は、デフレクタ４２の軸方向端面４２ａで堰き止めてられて外輪２の外周面２ａに沿って下方へ流されることで、泥水が外輪２とフランジ８との間の隙間に侵入するのを抑制できるようになっている。

【0026】

突出部４３は、デフレクタ４２の径方向内方且つ軸方向外方に設けられている。この突出部４３は、また、シール円筒部４１ａの軸方向外方側の端部から径方向外方且つ軸方向外方に延びる又は突出するように設けられている。突出部４３が設けられる部分も含め、デフレクタ４２よりも軸方向外方側に位置するシール円筒部４１ａの部分は、スリンガ２０の最外径部である拡径部２５とほぼ径方向において対向する位置関係にある。突出部４３は、スリンガ２０の拡径部２５における第２円環部２４との境界寄りの部分２５ａに近づく方向に突出している。

【0027】

本実施形態では、突出部４３とデフレクタ４２とによって径方向外方に開口する環状の樋構造Ｃが形成されている。突出部４３は、樋構造Ｃの軸方向外方側の周壁を構成している。突出部４３の径方向の先端は、環状の先端面４３ａとされており、この先端面４３ａはスリンガ２０の拡径部２５の径方向内側の面２５ｂと径方向において対向している。先端面４３ａと面２５ｂとの間の隙間ｓ１は０．１～０．６ｍｍ程度になるように設定されている。また、突出部４３の軸方向外方側の端面４３ｂはスリンガ２０の第２円環部２４の軸方向内方側の面２４ａと軸方向において対向している。端面４３ｂと面２４ａとの間の隙間ｓ２は０．５～０．９ｍｍ程度になるように設定されている。このように、本実施形態では、突出部４３とスリンガ２０との間に設けられる前記隙間ｓ１及び隙間ｓ２によってラビリンス構造が形成されている。

【0028】

樋構造Ｃの樋の深さｄは、特に限定されるものではないが、例えば０．１～１．０ｍｍとすることができる。本実施形態では、樋構造Ｃを形成する際の金型の離型性を向上させるために、突出部４３の軸方向内方側の面４３ｃを傾斜面とするとともに、デフレクタ４２の軸方向外方側の根元部分の面４２ｂも傾斜面としている。面４３ｃは、径方向外方に向かうに従い軸方向外方側に傾斜する面であり、面４２ｂは、径方向外方に向かうに従い軸方向内方側に傾斜する面である。

【0029】

カバーリップ４４は、シールリップ４５と突出部４３との間においてシール本体４１のシール傾斜部４１ｃと一体に形成されている、カバーリップ４４は、断面視において径方向外方に開口する樋形状に形成されている。

【0030】

シールリップ４５は、カバーリップ４４の径方向内方においてシール本体４１の第２シール円環部４１ｄと一体に形成されている。シールリップ４５は、第２シール円環部４１ｄから軸方向外方且つ径方向外方に延びるように形成されている。シールリップ４５の先端部は、軸受装置１に装着された状態においてスリンガ２０の第１円環部２２に摺接しており、これにより軸受装置１の内部に泥水等の異物が侵入するのを抑制する機能を有している。

【0031】

補助リップ４６は、シールリップ４５の径方向内方且つ軸方向内方に設けられている。補助リップ４６は、シール本体４１の第２シール円環部４１ｄと一体に形成されており、当該第２シール円環部４１ｄから軸方向内方且つ径方向内方に延びるように形成されている。補助リップ４６は、軸受内部のグリースを外部に漏らさない機能を有している。

【0032】

本実施形態に係る密封装置１０は、前記のような突出部４３を設け、この突出部４３とデフレクタ４２とで径方向外方に開口する樋構造Ｃを形成している。これにより、スリンガ２０の拡径部２５の先端とデフレクタ４２との間の隙間ｓ３から泥水が浸入したとしても、この泥水を樋構造Ｃで受け止めて当該樋構造Ｃに沿って下方に案内して落下させることができる。その結果、当該樋構造Ｃよりも径方向内方に泥水が浸入するのを抑制することができる。より詳細には、樋構造Ｃよりも径方向内方においてシール摺動部を構成するシールリップ４５へ泥水が浸入するのを抑制することができる。

【0033】

一方、隙間ｓ３から浸入する泥水の量が多くなり、その一部が突出部４３の面４３ｃに沿って当該樋構造Ｃから溢れたとしても、樋構造Ｃの一方の周壁を構成する突出部４３の先端部とスリンガ２０との間には、前述したように、隙間ｓ１及び隙間ｓ２からなるラビリンス構造が形成されているので、当該ラビリンス構造によりシールリップ４５への泥水の浸入を抑制することができる。

【0034】

また、本実施形態では、樋構造Ｃとシールリップ４５との間に樋形状のカバーリップ４４が設けられている。このため、前述したラビリンス構造を通過して径方向内方に泥水が浸入したとしても、かかる泥水をカバーリップ４４で受け止めて当該カバーリップ４４に沿って下方に案内して落下させることができる。これにより、シール摺動部を構成するシールリップ４５へ泥水が浸入するのを抑制することができる。

【0035】

また、本実施形態では、樋構造Ｃと対向するスリンガ２０の最外径部を、先端に向かうに従い連続的に拡径された拡径部２５としている。これにより、樋構造Ｃにより下方に案内されて当該拡径部２５に落下した泥水を外部に容易に排出することができる。また、内軸３の回転時においては泥水を容易に振り切ることができる。

【0036】

〔その他の変形例〕
本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、スリンガに摺接するシールリップの数は１であるが、その数は本発明において特に限定されるものではなく、２以上とすることもできる。

【0037】

また、前述した実施形態では、樋構造とシールリップとの間にカバーリップを設けているが、このカバーリップは省略することもできる。
また、前述した実施形態では、軸受装置の転動体として玉を用いているが、テーパローラ等の転動体を用いることもできる。

【符号の説明】

【0038】

１ ： 軸受装置
２ ： 外輪
３ ： 内軸
４ ： 玉（転動体）
５ ： 保持器
６ ： 軸本体部
６ａ： 外周面
８ ： フランジ
９ ： 環状空間
１０ ： 密封装置
２０ ： スリンガ
２１ ： 第１円筒部
２２ ： 第１円環部
２３ ： 第２円筒部
２４ ： 第２円環部
２５ ： 拡径部
３０ ： 芯金
３１ ： 円筒部
３１ａ： 窪み部
３１ｂ： 外周面
３２ ： 第１円環部
３３ ： 傾斜部
３４ ： 第２円環部
４０ ： シール部材
４１ ： シール本体
４１ａ： シール円筒
４１ｂ： 第１シール円環部
４１ｃ： シール傾斜部
４１ｄ： 第２シール円環部
４２ ： デフレクタ
４２ａ： 端面
４３ ： 突出部
４４ ： カバーリップ
４５ ： シールリップ
４６ ： 補助リップ
Ｃ ： 樋構造
ｓ１： 隙間
ｓ２： 隙間
ｓ３： 隙間

【図1】

【図2】

【図3】