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WO2023167103A1 - 密封装置及び密封構造 - Google Patents

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WO2023167103A1
WO2023167103A1 PCT/JP2023/006759 JP2023006759W WO2023167103A1 WO 2023167103 A1 WO2023167103 A1 WO 2023167103A1 JP 2023006759 W JP2023006759 W JP 2023006759W WO 2023167103 A1 WO2023167103 A1 WO 2023167103A1
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WO
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ring
lip
inner ring
outward flange
sealed
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2023/006759
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐也 坂野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
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Priority to JP2024504660A priority patent/JPWO2023167103A1/ja
Priority to KR1020247019686A priority patent/KR20240101851A/ko
Priority to US18/717,169 priority patent/US12442418B2/en
Priority to CN202380015313.1A priority patent/CN118434980A/zh
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    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/187—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with all four raceways integrated on parts other than race rings, e.g. fourth generation hubs
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Definitions

  • the present invention relates to a sealing device and a sealing structure.
  • a hub bearing provided in an automobile or the like is provided with a sealing device to prevent foreign matter such as muddy water from entering the bearing and to prevent lubricant such as grease from leaking to the outside.
  • the sealing device is provided to seal an annular gap between the inner ring and the outer ring.
  • the inner ring has a low rust resistance, and if muddy water or the like adheres to the inner ring and rust occurs, the sealing performance decreases.
  • JP 2012-61875 A Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2021-11938
  • the present invention provides a sealing device and a sealing structure that improve the prevention of foreign matter such as muddy water from entering.
  • the present invention employs the following means to solve the above problems.
  • the sealing device of the present invention is A sealing device used in a hub bearing for sealing an annular gap between an inner ring and an outer ring, a slinger having a cylindrical portion attached to the inner ring and an outward flange provided at an end of the cylindrical portion; a seal body attached to the outer ring, the seal body having a reinforcing ring and an elastic sealing portion made of an elastomer material integrally provided with the reinforcing ring;
  • a sealing device comprising: The elastic seal portion is main lip and a side lip extending radially outward and opposite to the space to be sealed and in contact with the outward flange; an intermediate lip provided between the main lip and the side lip, extending radially outward and opposite to the space to be sealed, and in contact with the outward flange portion; with The second annular recess formed along the outer peripheral surface of the side lip is closer to the central axis of the inner ring than the first annular recess formed between the side lip and the intermediate lip. It is
  • the depth of the second annular recess formed along the outer peripheral surface of the side lip is deep, the capacity for holding foreign matter such as muddy water is increased on the outer peripheral surface side of the side lip. can do. As a result, foreign matter such as muddy water can be prevented from entering toward the intermediate lip and the main lip.
  • the reinforcing ring has a reinforcing ring cylindrical portion fitted to the inner peripheral surface of the outer ring, and a reinforcing ring outward flange portion provided at an end of the reinforcing ring cylindrical portion, It is preferable that the bottom of the second annular recess is positioned closer to the center axis direction of the inner ring and on the side of the space to be sealed than the surface of the reinforcing ring outward flange portion on which the outer ring is fitted.
  • the slinger has an outer ring portion extending from the radially outer side of the outward flange portion toward the central axis of the inner ring and toward the space to be sealed, A labyrinth seal portion may be formed between the outer ring portion and the outer peripheral surface side of the seal body.
  • the main lip is preferably in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the slinger.
  • the side lip and the intermediate lip are preferably in contact with the planar end face of the outward flange portion.
  • the intermediate lip is also configured to contact the flat end face of the outward flange portion, thereby stably sealing compared to the case where it is configured to contact the curved surface. function can be demonstrated. This can prevent foreign matter such as muddy water from entering the main lip.
  • a sealing structure of the present invention is characterized by comprising an inner ring, an outer ring provided concentrically with the inner ring, and the sealing device for sealing an annular gap between the inner ring and the outer ring.
  • the sealing structure of the present invention is an inner ring having a cylindrical outer peripheral surface, a flat end surface, and a curved surface connecting the outer peripheral surface and the end surface; an outer ring provided concentrically with the inner ring; a sealing device used in a hub bearing for sealing an annular gap between the inner ring and the outer ring;
  • the sealing device is a slinger having a cylindrical portion attached to the inner ring and an outward flange provided at an end of the cylindrical portion; a seal body attached to the outer ring, the seal body having a reinforcing ring and an elastic sealing portion made of an elastomer material integrally provided with the reinforcing ring; with and the elastic seal portion is main lip and a side lip extending radially outward and opposite to the space to be sealed and in contact with the outward flange; an intermediate lip provided between the main lip and the side lip, extending radially outward and opposite to the space to be sealed, and in contact with the outward f
  • the dead space formed between the slinger and the inner ring can be made as narrow as possible.
  • the space formed between the slinger and the seal body can be made as wide as possible, and the capacity for holding foreign matter such as muddy water can be increased. As a result, it is possible to prevent foreign matter such as muddy water from reaching the main lip.
  • the second annular recess formed along the outer peripheral surface of the side lip is closer to the central axis of the inner ring than the first annular recess formed between the side lip and the intermediate lip. It is preferable that the depth of the recess toward the space to be sealed is deep.
  • the reinforcing ring has a reinforcing ring cylindrical portion fitted to the inner peripheral surface of the outer ring, and a reinforcing ring outward flange portion provided at an end of the reinforcing ring cylindrical portion, It is also preferable that the bottom of the second annular recess is located closer to the space to be sealed and in the direction of the central axis of the inner ring than the surface of the outward flange portion of the reinforcing ring on which the outer ring is fitted.
  • the slinger has an outer ring portion extending from the radially outer side of the outward flange portion toward the central axis of the inner ring and toward the space to be sealed, A labyrinth seal portion may be formed between the outer ring portion and the outer peripheral surface side of the seal body.
  • the main lip is preferably in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the slinger.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a hub bearing according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a slinger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a seal body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a hub bearing according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional view of the hub bearing cut along a plane including the (rotational) central axis of the inner ring.
  • a car is equipped with a hub bearing 10.
  • the hub bearing 10 includes an inner ring 20, an outer ring 30 provided concentrically with the inner ring 20, and a plurality of balls 40 provided therebetween.
  • the inner ring 20 and the outer ring 30 are configured to be relatively rotatable.
  • a tire (not shown) is fixed to the inner ring 20 side, and the outer ring 30 is attached to the vehicle body side.
  • the right side in FIG. 1 is called the tire side (A), and the left side is called the vehicle body side (B).
  • a tire side (A) of the inner ring 20 is provided with an outward flange portion 21 for mounting a tire.
  • a gap between the inner ring 20 and the outer ring 30 is provided.
  • a sealing device 100, 200 is provided for sealing the annular gap.
  • the sealing device 100 on the tire side (A) is sometimes called an outer seal, and the sealing device 200 on the vehicle body side (B) is sometimes called an inner seal.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to an embodiment of the invention.
  • a portion of the inner ring 20 and a portion of the outer ring 30 when the sealing device is installed in the hub bearing are indicated by dotted lines.
  • FIG. 2 has shown sectional drawing which cut
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a slinger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a seal body according to an embodiment of the present invention.
  • a cross-sectional view obtained by cutting a part of the seal body along a plane including the central axis of the seal body is shown in the upper part of the figure, and an appearance is shown in the lower part of the figure.
  • the sealing device 100 according to this embodiment is particularly suitable for use as the outer seal.
  • embodiments of a sealing device 100 applied as an outer seal and a sealing structure including the sealing device 100 will be described.
  • the sealing device of the present invention is not limited to use in automotive hub bearings, and can be employed in various other uses besides industrial hub bearings.
  • the sealing structure includes an inner ring 20 , an outer ring 30 provided concentrically with the inner ring 20 , and a sealing device 100 that seals an annular gap between the inner ring 20 and the outer ring 30 .
  • the inner ring 20 has a cylindrical outer peripheral surface 22 , a flat end surface 23 , and a curved surface 24 connecting the outer peripheral surface 22 and the end surface 23 .
  • the sealing device 100 is arranged in an annular space portion between the annular portion 31 near the tip of the tire side (A) of the outer ring 30 and the outer peripheral surface 22, the end surface 23 and the curved surface 24 of the inner ring 20. .
  • a sealing device 100 includes a slinger 110 made of a rigid material such as metal, and a seal body 120 .
  • the slinger 110 includes a cylindrical portion 111 attached to the inner ring 20, an outward flange portion 112 provided at the end portion of the cylindrical portion 111, and a space to be sealed from the radially outer side of the outward flange portion 112 in the central axis line direction of the inner ring 20 and the space to be sealed. and an outer annular portion 113 extending toward the side.
  • the space to be sealed is the space between the outer seal (sealing device 100) and the inner seal (sealing device 200), in which a plurality of balls 40 are arranged and a lubricant ( This is the space filled with grease).
  • the side of the space to be sealed with respect to the sealing device 100 can also be called the vehicle body side (B).
  • the slinger 110 also has a curved portion 114 that connects the cylindrical portion 111 and the outward flange portion 112 .
  • the cylindrical portion 111 of the slinger 110 is attached along the outer peripheral surface 22 of the inner ring 20 .
  • the outward flange portion 112 of the slinger 110 is attached so as to be in close contact with the end surface 23 of the inner ring 20 .
  • the curved portion 114 of the slinger 110 is configured to closely fit the curved surface 24 on the inner ring 20 . Thereby, the dead space formed between the slinger 110 and the inner ring 20 can be made as narrow as possible.
  • the seal body 120 has a reinforcing ring 121 made of a rigid material such as metal, and an elastic seal portion 122 made of an elastomer material integrally provided with the reinforcing ring 121, and is attached to the outer ring 30.
  • the reinforcing ring 121 is configured to be attached to the outer ring 30.
  • the reinforcing ring 121 includes a cylindrical portion (reinforcing ring cylindrical portion) 121a fitted to the inner peripheral surface of the annular portion 31 of the outer ring 30, and an outward flange portion (reinforcing ring outer portion) provided at one end of the cylindrical portion 121a. and a body portion 121c extending radially inward from the other end of the cylindrical portion 121a.
  • the seal body 120 having the reinforcing ring 121 and the elastic sealing portion 122 integrally can be obtained.
  • the elastic seal portion 122 integrally includes a main lip 122a, an intermediate lip 122b, a side lip 122c, an auxiliary lip 122d, and an outer ring portion 122e.
  • the main lip 122a is configured to extend radially inward and toward the sealed space side (vehicle body side (B)). In this embodiment, the main lip 122a is configured to contact the outer peripheral surface of the cylindrical portion 111 of the slinger 110. As shown in FIG. The intermediate lip 122b is provided between the main lip 122a and the side lip 122c. The intermediate lip 122b is configured to extend radially outward and toward the opposite side (tire side (A)) of the space to be sealed, and contact the planar end face of the outward flange portion 112 of the slinger 110.
  • the side lip 122c is configured to extend radially outward and toward the opposite side (tire side (A)) of the space to be sealed and contact the planar end surface of the outward flange portion 112 of the slinger 110 .
  • auxiliary lip 122d is configured so as to extend radially outward and toward the opposite side (tire side (A)) of the space to be sealed so as not to come into contact with the slinger 110 .
  • the outer ring portion 122e is configured such that a minute annular gap is provided between the outer ring portion 113 of the slinger 110 and the outer ring portion 122e. With the above configuration, a labyrinth seal portion L is formed between the outer annular portion 113 of the slinger 110 and the outer peripheral surface side of the seal main body 120 .
  • the labyrinth seal portion L consists of a minute annular gap between the outer ring portion 122e of the seal body 120 and the outer ring portion 113 of the slinger 110, and a minute gap between the auxiliary lip 122d of the seal body 120 and the slinger 110. Consists of an annular gap.
  • a first annular recess 122f is formed between the side lip 122c and the intermediate lip 122b.
  • a second annular recess 122g is formed along the outer peripheral surface of the side lip 122c.
  • the second annular recess 122g is deeper than the first annular recess 122f in the central axis direction of the inner ring 20 and toward the space to be sealed. .
  • the second annular recess 122g is configured to be longer than the first annular recess 122f in terms of the distance from the end surface of the outward flange portion 112 of the slinger 110 where the side lip 122c and the intermediate lip 122b are in contact with the bottom of each recess. ing.
  • the depth of the recess of the second annular recess 122g is configured to be deeper than the depth of the recess of the first annular recess 122f by d1 (see FIG. 2).
  • the bottom of the second annular recess 122g is located closer to the space to be sealed and in the direction of the center axis of the inner ring 20 than the surface of the outward flange portion 121b of the reinforcing ring 121 on which the outer ring 30 is fitted (Fig. 2, see distance d2).
  • a sufficient step d3 is provided between the outward flange portion 121b of the reinforcing ring 121 and the body portion 121c.
  • the depth of the recess of the second annular recess 122g (the recess in the direction of the central axis of the inner ring 20 and toward the space to be sealed) is large, so that the outer peripheral surface of the side lip 122c It is possible to increase the capacity that can hold foreign matter such as muddy water. As a result, foreign matter such as muddy water can be prevented from entering toward the intermediate lip 122b and the main lip 122a.
  • the cross-sectional area S1 of the second annular concave portion 122g is set to 6 mm 2 or more, while it is approximately 5.6 mm 2 in the conventional structure.
  • the cross-sectional area of the space enclosed by is cut by a plane including the central axis of the sealing device 100 is defined as "the cross-sectional area S1 of the second annular recess 122g".
  • the intermediate lip 122b is also configured to contact the planar end face of the outward flange portion 112 in the same manner as the side lip 122c.
  • the intermediate lip 122b can stably perform the sealing function as compared with the case where it is configured to contact the curved surface. Therefore, even if foreign matter such as muddy water enters from the sealing portion of the side lip 122c, the intermediate lip 122b can effectively prevent the foreign matter from entering toward the main lip 122a.
  • a configuration in which a labyrinth seal portion L is formed is adopted. This can prevent foreign matter such as muddy water from entering the side lip 122c.
  • the main lip 122 a is configured to contact the outer peripheral surface of the cylindrical portion 111 of the slinger 110 . Therefore, even if the inner ring 20 is rusted, the main lip 122a is not affected by the rust.
  • the inner ring 20 is made of a material with low rust resistance, but the material of the slinger 110 can be freely selected. Therefore, by using, for example, SUS with high rust resistance as the material of the slinger 110, the sealing function of the main lip 122a can be stably exhibited over a long period of time.
  • the dead space formed between the slinger 110 and the inner ring 20 can be made as narrow as possible. can.
  • the space formed between the slinger 110 and the seal body 120 can be made as wide as possible, and the capacity for holding foreign matter such as muddy water can be increased. This can prevent foreign matter such as muddy water from reaching the main lip 122a.
  • the distance between the slinger 110 and the inner ring 20 is also increased, there is also the effect that muddy water entering from between the slinger 110 and the inner ring 20 is less likely to enter the sealed space.
  • the cross-sectional area S2 of the space surrounded by the main lip 122a and the intermediate lip 122b and the slinger 110 taken along a plane including the central axis of the sealing device 100 is 1 to 1.5 in the conventional structure. It is now possible to set it to 3 mm 2 or more, whereas it is about 5 mm 2 .
  • a plurality of means are employed to prevent foreign matter such as muddy water from entering the sealing portion of the main lip 122a. As a result, it is possible to synergistically suppress the intrusion of foreign matter such as muddy water.
  • a configuration in which a gap is provided between the slinger 110 and the end surface 23 and the curved surface 24 of the inner ring 20 can be adopted.
  • a configuration in which the labyrinth seal portion L is not provided can also be adopted. That is, a configuration in which the slinger 110 is not provided with the outer ring portion 113 and a configuration in which the seal main body 120 is not provided with the outer ring portion 122e can also be adopted.
  • a configuration in which the main lip 122a is in direct contact with the outer peripheral surface of the inner ring 20 may be employed.

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Abstract

泥水などの異物の侵入抑制の向上を図った密封装置及び密封構造を提供する。　弾性シール部１２２は、メインリップ１２２ａと、サイドリップ１２２ｃと、中間リップ１２２ｂと、を備えると共に、サイドリップ１２２ｃと中間リップ１２２ｂとの間で形成される第１環状凹部１２２ｆよりも、サイドリップ１２２ｃの外周面に沿うように形成される第２環状凹部１２２ｇの方が、内輪の中心軸線方向かつ密封対象空間側への凹みの深さが深いことを特徴とする。

Description

密封装置及び密封構造
　本発明は、密封装置及び密封構造に関する。
　自動車等に備えられるハブベアリングにおいては、泥水などの異物がベアリング内部に侵入することを抑制し、かつ、グリースなどの潤滑剤が外部に漏れてしまうことを抑制するために密封装置が設けられている。この密封装置は、内輪と外輪との間の環状隙間を封止するように設けられる。一般的に、内輪は防錆性が低く、泥水などが付着して錆が発生すると、密封性が低下してしまう。
特開２０１２－６１８７５号公報 特開２０２１－１１９３８号公報
　本発明は、泥水などの異物の侵入抑制の向上を図った密封装置及び密封構造を提供する。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明の密封装置は、
　内輪と外輪との間の環状隙間を封止する、ハブベアリングに用いられる密封装置において、
　前記内輪に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の端部に設けられる外向きフランジ部と、を有するスリンガーと、
　補強環と、前記補強環に一体的に設けられるエラストマー材料からなる弾性シール部と、を有し、前記外輪に取り付けられるシール本体と、
　を備える密封装置であって、
　前記弾性シール部は、
　メインリップと、
　径方向外側かつ密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接するサイドリップと、
　前記メインリップと前記サイドリップとの間に設けられ、径方向外側かつ前記密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接する中間リップと、
　を備えると共に、
　前記サイドリップと前記中間リップとの間で形成される第１環状凹部よりも、前記サイドリップの外周面に沿うように形成される第２環状凹部の方が、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側への凹みの深さが深いことを特徴とする。
　本発明によれば、サイドリップの外周面に沿うように形成される第２環状凹部の凹みの深さが深いことで、サイドリップの外周面側において泥水などの異物を保持可能な容量を大きくすることができる。これにより、泥水などの異物が中間リップ及びメインリップに向かって侵入することを抑制することができる。
　前記補強環は、前記外輪の内周面に嵌合される補強環円筒部と、前記補強環円筒部の端部に設けられる補強環外向きフランジ部と、を有しており、
　第２環状凹部の底は、前記補強環外向きフランジ部における前記外輪が嵌合される側の面よりも、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に位置するとよい。
　前記スリンガーは、前記外向きフランジ部の径方向外側から前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に向かって伸びる外環部を有しており、
　前記外環部と前記シール本体の外周面側との間にラビリンスシール部が形成されているとよい。
　これにより、泥水などの異物がサイドリップ側に侵入することを抑制することができる。
　前記メインリップは、前記スリンガーにおける前記円筒部の外周面に接するとよい。
　これにより、内輪に錆が発生しても、メインリップが内輪に発生した錆の影響を受けることはない。
　前記サイドリップと前記中間リップは、前記外向きフランジ部における平面状の端面に接するとよい。
　このように、中間リップもサイドリップと同様に、外向きフランジ部の平面状の端面に接するように構成することで、湾曲面に接するように構成される場合と比較して、安定的に密封機能を発揮させることができる。これにより、泥水などの異物がメインリップに向かって侵入することを抑制することができる。
　本発明の密封構造は、内輪と、前記内輪と同心的に設けられる外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状隙間を封止する上記の密封装置と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明の密封構造は、
　円柱面状の外周面と、平面状の端面と、前記外周面と前記端面とを繋ぐ湾曲面とを有する内輪と、
　前記内輪と同心的に設けられる外輪と、
　前記内輪と前記外輪との間の環状隙間を封止する、ハブベアリングに用いられる密封装置と、
　を備える密封構造において、
　前記密封装置は、
　前記内輪に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の端部に設けられる外向きフランジ部と、を有するスリンガーと、
　補強環と、前記補強環に一体的に設けられるエラストマー材料からなる弾性シール部と、を有し、前記外輪に取り付けられるシール本体と、
　を備え、
　かつ、前記弾性シール部は、
　メインリップと、
　径方向外側かつ密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接するサイドリップと、
　前記メインリップと前記サイドリップとの間に設けられ、径方向外側かつ前記密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接する中間リップと、
　を備えると共に、
　前記円筒部は前記内輪における前記外周面に沿って取り付けられ、かつ前記外向きフランジ部は前記内輪における前記端面に密接するように取付けられると共に、前記スリンガーは、前記円筒部と前記外向きフランジ部とを繋ぐように設けられ、前記内輪における前記湾曲面に密接する湾曲部を有することを特徴とする。
　本発明によれば、スリンガーと内輪との間に形成されるデッドスペースを可及的に狭くすることができる。これにより、スリンガーとシール本体との間に形成される空間を可及的に広くすることができ、泥水などの異物を保持可能な容量を大きくすることができる。これにより、泥水などの異物がメインリップに到達することを抑制することができる。
　前記サイドリップと前記中間リップとの間で形成される第１環状凹部よりも、前記サイドリップの外周面に沿うように形成される第２環状凹部の方が、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側への凹みの深さが深いとよい。
　前記補強環は、前記外輪の内周面に嵌合される補強環円筒部と、前記補強環円筒部の端部に設けられる補強環外向きフランジ部と、を有しており、
　第２環状凹部の底は、前記補強環外向きフランジ部における前記外輪が嵌合される側の面よりも、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に位置することも好適である。
　前記スリンガーは、前記外向きフランジ部の径方向外側から前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に向かって伸びる外環部を有しており、
　前記外環部と前記シール本体の外周面側との間にラビリンスシール部が形成されているとよい。
　前記メインリップは、前記スリンガーにおける前記円筒部の外周面に接するとよい。
　なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
　以上説明したように、本発明によれば、泥水などの異物の侵入抑制の向上を図ることができる。
図１は本発明の実施例に係るハブベアリングの模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係る密封装置の模式的断面図である。 図３は本発明の実施例に係るスリンガーの概略構成図である。 図４は本発明の実施例に係るシール本体の概略構成図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　（ハブベアリング）
　本実施例に係る密封装置が適用可能なハブベアリングについて、図１を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係るハブベアリングの模式的断面図である。図１においては、内輪の（回転）中心軸線を含む面でハブベアリングを切断した断面図を簡略的に示している。
　自動車にはハブベアリング１０が備えられている。ハブベアリング１０は、内輪２０と、内輪２０と同心的に設けられる外輪３０と、これらの間に設けられる複数のボール４０とを備えている。内輪２０と外輪３０は相対的に回転可能に構成されている。そして、内輪２０側にタイヤ（不図示）が固定され、外輪３０は車体側に取付けられる。以下、便宜上、図１中右側をタイヤ側（Ａ）と称し、左側を車体側（Ｂ）と称する。内輪２０のタイヤ側（Ａ）には、タイヤを取り付けるために外向きフランジ部２１が設けられている。そして、外部からハブベアリング１０内への泥水などの異物の侵入を抑制し、かつ内部から潤滑剤としてのグリース（Ｇ）が漏出することを抑制するために、内輪２０と外輪３０との間の環状隙間を封止する密封装置１００，２００が設けられている。タイヤ側（Ａ）の密封装置１００はアウターシール、車体側（Ｂ）の密封装置２００はインナーシールと呼ばれることもある。
　（実施例）
　図２～図４を参照して、本発明の実施例に係る密封装置及び密封構造について説明する。図２は本発明の実施例に係る密封装置の模式的断面図である。図２においては、密封装置がハブベアリングに組み込まれた際の内輪２０の一部と外輪３０の一部を点線にて示している。なお、図２は密封装置の中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面図を示している。図３は本発明の実施例に係るスリンガーの概略構成図であり、スリンガーの中心軸線を含む面でスリンガーの一部を切断した断面図を図中上部に示し、図中下部に外観図を示している。図４は本発明の実施例に係るシール本体の概略構成図であり、シール本体の中心軸線を含む面でシール本体の一部を切断した断面図を図中上部に示し、図中下部に外観図を示している。本実施例に係る密封装置１００は、特に、上記のアウターシールとして好適に適用することができる。以下、アウターシールとして適用される密封装置１００及び密封装置１００を備える密封構造の実施例を説明する。なお、本発明の密封装置は、自動車用のハブベアリング用途に限らず、産業用ハブベアリングの他、各種用途に採用し得る。
　＜密封構造＞
　本実施例に係る密封構造は、内輪２０と、内輪２０と同心的に設けられる外輪３０と、内輪２０と外輪３０との間の環状隙間を封止する密封装置１００とを備えている。内輪２０は、円柱面状の外周面２２と、平面状の端面２３と、外周面２２と端面２３とを繋ぐ湾曲面２４とを有している。そして、外輪３０におけるタイヤ側（Ａ）の先端付近の円環状部分３１と、内輪２０における外周面２２、端面２３、及び湾曲面２４との間の環状の空間部分に密封装置１００が配置される。
　＜密封装置＞
　本実施例に係る密封装置１００は、金属などの剛性材料により構成されるスリンガー１１０と、シール本体１２０とを備えている。
　スリンガー１１０は、内輪２０に取り付けられる円筒部１１１と、円筒部１１１の端部に設けられる外向きフランジ部１１２と、外向きフランジ部１１２の径方向外側から内輪２０の中心軸線方向かつ密封対象空間側に向かって伸びる外環部１１３とを有している。なお、本実施例の場合、密封対象空間とは、アウターシール（密封装置１００）とインナーシール（密封装置２００）との間の空間であり、複数のボール４０が配され、かつ、潤滑剤（グリース）が充填される空間である。密封装置１００に対して密封対象空間側とは、車体側（Ｂ）ということもできる。また、スリンガー１１０は、円筒部１１１と外向きフランジ部１１２とを繋ぐように設けられる湾曲部１１４を有している。
　本実施例においては、スリンガー１１０の円筒部１１１は、内輪２０における外周面２２に沿って取り付けられる。また、スリンガー１１０の外向きフランジ部１１２は、内輪２０における端面２３に密接するように取り付けられる。更に、スリンガー１１０の湾曲部１１４は、内輪２０における湾曲面２４に密接するように構成される。これにより、スリンガー１１０と内輪２０との間に形成されるデッドスペースを可及的に狭くすることができる。
　シール本体１２０は、金属などの剛性材料により構成される補強環１２１と、補強環１２１に一体的に設けられるエラストマー材料からなる弾性シール部１２２とを有しており、外輪３０に取り付けられる。
　補強環１２１は、外輪３０に取り付けられるように構成されている。この補強環１２１は、外輪３０における円環状部分３１の内周面に嵌合される円筒部（補強環円筒部）１２１ａと、円筒部１２１ａの一端部に設けられる外向きフランジ部（補強環外向きフランジ部）１２１ｂと、円筒部１２１ａの他端部から径方向内側に向かって伸びる胴体部１２１ｃとを有している。例えば、この補強環１２１をインサート部品としてインサート成形により弾性シール部１２２を設けることで、補強環１２１と弾性シール部１２２とを一体的に有するシール本体１２０を得ることができる。
　そして、弾性シール部１２２は、メインリップ１２２ａと、中間リップ１２２ｂと、サイドリップ１２２ｃと、補助リップ１２２ｄと、外環部１２２ｅとを一体に備えている。
　メインリップ１２２ａは、径方向内側かつ密封対象空間側（車体側（Ｂ））に向かって伸びるように構成されている。本実施例においては、メインリップ１２２ａは、スリンガー１１０における円筒部１１１の外周面に接するように構成されている。中間リップ１２２ｂは、メインリップ１２２ａとサイドリップ１２２ｃとの間に設けられている。そして、中間リップ１２２ｂは、径方向外側かつ密封対象空間とは反対側（タイヤ側（Ａ））に向かって伸びてスリンガー１１０における外向きフランジ部１１２の平面状の端面に接するように構成されている。サイドリップ１２２ｃは、径方向外側かつ密封対象空間とは反対側（タイヤ側（Ａ））に向かって伸びてスリンガー１１０における外向きフランジ部１１２の平面状の端面に接するように構成されている。なお、内輪２０と外輪３０が相対的に回転した場合には、内輪２０に固定されたスリンガー１１０と、外輪３０に固定されたシール本体１２０が相対的に回転する。そして、メインリップ１２２ａと、中間リップ１２２ｂと、サイドリップ１２２ｃは、スリンガー１１０に対して摺動する。
　また、補助リップ１２２ｄは、径方向外側かつ密封対象空間とは反対側（タイヤ側（Ａ））に向かって伸びてスリンガー１１０には接しないように構成されている。外環部１２２ｅは、スリンガー１１０における外環部１１３との間に微小な環状隙間が設けられるように構成されている。以上の構成により、スリンガー１１０における外環部１１３と、シール本体１２０の外周面側との間にラビリンスシール部Ｌが形成されている。すなわち、ラビリンスシール部Ｌは、シール本体１２０の外環部１２２ｅとスリンガー１１０の外環部１１３との間の微小な環状隙間と、シール本体１２０の補助リップ１２２ｄとスリンガー１１０との間の微小な環状隙間により構成される。
　以上のように構成されるシール本体１２０においては、サイドリップ１２２ｃと中間リップ１２２ｂとの間で第１環状凹部１２２ｆが形成される。また、サイドリップ１２２ｃの外周面に沿うように第２環状凹部１２２ｇが形成される。そして、本実施例においては、第２環状凹部１２２ｇの方が、第１環状凹部１２２ｆよりも、内輪２０の中心軸線方向かつ密封対象空間側への凹みの深さが深いように構成されている。換言すると、スリンガー１１０の外向きフランジ部１１２におけるサイドリップ１２２ｃ及び中間リップ１２２ｂが接する端面から各凹部の底までの距離について、第２環状凹部１２２ｇの方が第１環状凹部１２２ｆよりも長く構成されている。これにより、第２環状凹部１２２ｇの凹みの深さの方が、第１環状凹部１２２ｆの凹みの深さよりもｄ１分だけ深くなるように構成されている（図２参照）。また、第２環状凹部１２２ｇの底は、補強環１２１の外向きフランジ部１２１ｂにおける外輪３０が嵌合される側の面よりも、内輪２０の中心軸線方向かつ密封対象空間側に位置する（図２中、距離ｄ２参照）ように構成されている。また、本実施例においては、補強環１２１の外向きフランジ部１２１ｂと、胴体部１２１ｃとの間に十分な段差ｄ３を設けている。このような段差ｄ３を設けることで、第２環状凹部１２２ｇの凹みの深さを深くすることを可能としている。
　＜本実施例に係る密封装置及び密封構造の優れた点＞
　本実施例に係る密封装置１００、及び密封装置１００を備える密封構造によれば、泥水などの異物の侵入抑制の向上を図ることができる。これにより、各種シールリップ（特に、メインリップ１２２ａ）による密封機能を長期に亘り発揮させることができる。また、内輪２０に泥水等の異物が付着して、錆びついてしまうことも抑制することができる。以上より、密封装置１００の耐久寿命を延ばすことができる。以下、泥水などの異物の侵入抑制の向上を図ることができる理由について、より詳細に説明する。
　ハブベアリングに用いられる密封装置１００においては、使用中に、泥水などの異物がサイドリップ１２２ｃに付着する。異物は、重力によって、サイドリップ１２２ｃの外周面を伝いながら流れ落ちていくが、その一部がサイドリップ１２２ｃの上方に溜まってしまうことがある。そして、経時的にサイドリップ１２２ｃの上方に異物が溜まっていき、異物の一部はサイドリップ１２２ｃによるシール部分を通り抜けて、中間リップ１２２ｂに向けて侵入してしまう。その後、経時的な劣化により、異物の一部は中間リップ１２２ｂによるシール部分も通り抜けてメインリップ１２２ａに向けて侵入してしまう。メインリップ１２２ａによるシール部分にまで異物が侵入してしまうと密封性が低下してしまう。なお、サイドリップ１２２ｃと中間リップ１２２ｂは、径方向外側に向けて伸びているため、異物がシール部分を通り抜けても、異物をリップの外側に排出する機能を有している。
　本実施例に係る密封装置１００においては、第２環状凹部１２２ｇの凹み（内輪２０の中心軸線方向かつ密封対象空間側への凹み）の深さが深いことで、サイドリップ１２２ｃの外周面側において泥水などの異物を保持可能な容量を大きくすることができる。これにより、泥水などの異物が中間リップ１２２ｂ及びメインリップ１２２ａに向かって侵入することを抑制することができる。なお、本実施例においては、第２環状凹部１２２ｇの断面積Ｓ１を、従来構造では５．６ｍｍ２程度であるのに対して６ｍｍ２以上に設定している。なお、サイドリップ１２２ｃの外周面と、スリンガー１１０の外向きフランジ部１１２の端面と、補強環１２１の円筒部１２１ａの内周面の延長面（仮想的な面（図２中点線参照））とで囲まれる空間を、密封装置１００の中心軸線を含む面で切断した断面の断面積を「第２環状凹部１２２ｇの断面積Ｓ１」と定義している。
　また、本実施例においては、中間リップ１２２ｂも、サイドリップ１２２ｃと同様に、外向きフランジ部１１２の平面状の端面に接するように構成されている。これにより、湾曲面に接するように構成される場合と比較して、中間リップ１２２ｂについても、安定的に密封機能を発揮させることができる。従って、泥水などの異物がサイドリップ１２２ｃのシール部から侵入してしまっても、中間リップ１２２ｂによって、メインリップ１２２ａに向かって侵入することを効果的に抑制することができる。
　また、本実施例においては、ラビリンスシール部Ｌが形成される構成を採用している。これにより、泥水などの異物がサイドリップ１２２ｃ側に侵入することを抑制することができる。
　また、本実施例においては、メインリップ１２２ａは、スリンガー１１０における円筒部１１１の外周面に接するように構成されている。これにより、内輪２０に錆が発生しても、メインリップ１２２ａが内輪２０に発生した錆の影響を受けることはない。一般的に、内輪２０は防錆性の低い材料により構成されるが、スリンガー１１０の材料については自由に選択することができる。そこで、スリンガー１１０の材料として、例えば、防錆性の高いＳＵＳを用いることで、メインリップ１２２ａによる密封機能を長期に亘り安定的に発揮させることができる。
　更に、本実施例においては、スリンガー１１０の各部を内輪２０の各部に密接させる構成を採用することで、スリンガー１１０と内輪２０との間に形成されるデッドスペースを可及的に狭くすることができる。これにより、スリンガー１１０とシール本体１２０との間に形成される空間を可及的に広くすることができ、泥水などの異物を保持可能な容量を大きくすることができる。これにより、泥水などの異物がメインリップ１２２ａに到達することを抑制することができる。なお、スリンガー１１０と内輪２０とが密接する距離も長くなるため、スリンガー１１０と内輪２０との間から入った泥水が密封対象空間に入り込み難いといった効果もある。スリンガー１１０と内輪２０との微小な隙間に泥水が入り込むことで、大気側においてスリンガー１１０と接する内輪２０の表面に錆が発生する。その箇所における錆は、経時的に大気側から密封対象空間側に向かって徐々に進行していき、それに伴う泥水の侵入も増していくことが考えられる。スリンガー１１０と内輪２０との密接する距離が長い場合、大気側から密封対象空間側まで錆が進行する時間も長くなるため、この経路における泥水の侵入を遅らせることができる。
　本実施例においては、メインリップ１２２ａ及び中間リップ１２２ｂとスリンガー１１０との間で囲まれる空間を密封装置１００の中心軸線を含む面で切断した断面の断面積Ｓ２を、従来構造では１～１．５ｍｍ２程度であるのに対して３ｍｍ２以上に設定することが可能となった。
　以上のように、本実施例に係る密封装置１００及び密封構造においては、泥水などの異物がメインリップ１２２ａのシール部に侵入することを抑制するために、複数の手段を採用している。これにより、相乗効果的に、泥水などの異物の侵入を抑制することができる。
　（その他）
　上記実施例においては、泥水などの異物がメインリップ１２２ａのシール部に侵入することを抑制するために複数の手段を採用している。しかしながら、使用環境によっては、必ずしも全ての手段を採用する必要はない。
　例えば、密封装置１００の配置スペースに余裕があるような場合には、スリンガー１１０と内輪２０における端面２３及び湾曲面２４との間に隙間を設ける構成を採用することもできる。また、ラビリンスシール部Ｌを設けない構成を採用することもできる。すなわち、スリンガー１１０に外環部１１３を設けない構成、及び、シール本体１２０に外環部１２２ｅを設けない構成を採用することもできる。更に、メインリップ１２２ａが、直接、内輪２０の外周面に接する構成を採用することもできる。
　１０　ハブベアリング
　２０　内輪
　２１　外向きフランジ部
　２２　外周面
　２３　端面
　２４　湾曲面
　３０　外輪
　３１　円環状部分
　４０　ボール
　１００，２００　密封装置
　１１０　スリンガー
　１１１　円筒部
　１１２　外向きフランジ部
　１１３　外環部
　１１４　湾曲部
　１２０　シール本体
　１２１　補強環
　１２１ａ　円筒部
　１２１ｂ　外向きフランジ部
　１２１ｃ　胴体部
　１２２　弾性シール部
　１２２ａ　メインリップ
　１２２ｂ　中間リップ
　１２２ｃ　サイドリップ
　１２２ｄ　補助リップ
　１２２ｅ　外環部
　１２２ｆ　第１環状凹部
　１２２ｇ　第２環状凹部
　Ｌ　ラビリンスシール部

Claims (11)

  1. 　内輪と外輪との間の環状隙間を封止する、ハブベアリングに用いられる密封装置において、
    　前記内輪に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の端部に設けられる外向きフランジ部と、を有するスリンガーと、
    　補強環と、前記補強環に一体的に設けられるエラストマー材料からなる弾性シール部と、を有し、前記外輪に取り付けられるシール本体と、
    　を備える密封装置であって、
    　前記弾性シール部は、
    　メインリップと、
    　径方向外側かつ密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接するサイドリップと、
    　前記メインリップと前記サイドリップとの間に設けられ、径方向外側かつ前記密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接する中間リップと、
    　を備えると共に、
    　前記サイドリップと前記中間リップとの間で形成される第１環状凹部よりも、前記サイドリップの外周面に沿うように形成される第２環状凹部の方が、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側への凹みの深さが深いことを特徴とする密封装置。
  2. 　前記補強環は、前記外輪の内周面に嵌合される補強環円筒部と、前記補強環円筒部の端部に設けられる補強環外向きフランジ部と、を有しており、
    　第２環状凹部の底は、前記補強環外向きフランジ部における前記外輪が嵌合される側の面よりも、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に位置することを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
  3. 　前記スリンガーは、前記外向きフランジ部の径方向外側から前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に向かって伸びる外環部を有しており、
    　前記外環部と前記シール本体の外周面側との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
  4. 　前記メインリップは、前記スリンガーにおける前記円筒部の外周面に接することを特徴とする請求項１，２または３に記載の密封装置。
  5. 　前記サイドリップと前記中間リップは、前記外向きフランジ部における平面状の端面に接することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の密封装置。
  6. 　内輪と、
    　前記内輪と同心的に設けられる外輪と、
    　前記内輪と前記外輪との間の環状隙間を封止する請求項１～５のいずれか一つに記載の密封装置と、
    　を備えることを特徴とする密封構造。
  7. 　円柱面状の外周面と、平面状の端面と、前記外周面と前記端面とを繋ぐ湾曲面とを有する内輪と、
    　前記内輪と同心的に設けられる外輪と、
    　前記内輪と前記外輪との間の環状隙間を封止する、ハブベアリングに用いられる密封装置と、
    　を備える密封構造において、
    　前記密封装置は、
    　前記内輪に取り付けられる円筒部と、前記円筒部の端部に設けられる外向きフランジ部と、を有するスリンガーと、
    　補強環と、前記補強環に一体的に設けられるエラストマー材料からなる弾性シール部と、を有し、前記外輪に取り付けられるシール本体と、
    　を備え、
    　かつ、前記弾性シール部は、
    　メインリップと、
    　径方向外側かつ密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接するサイドリップと、
    　前記メインリップと前記サイドリップとの間に設けられ、径方向外側かつ前記密封対象空間とは反対側に向かって伸びて前記外向きフランジ部に接する中間リップと、
    　を備えると共に、
    　前記円筒部は前記内輪における前記外周面に沿って取り付けられ、かつ前記外向きフランジ部は前記内輪における前記端面に密接するように取付けられると共に、前記スリンガーは、前記円筒部と前記外向きフランジ部とを繋ぐように設けられ、前記内輪における前記湾曲面に密接する湾曲部を有することを特徴とする密封構造。
  8. 　前記サイドリップと前記中間リップとの間で形成される第１環状凹部よりも、前記サイドリップの外周面に沿うように形成される第２環状凹部の方が、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側への凹みの深さが深いことを特徴とする請求項７に記載の密封構造。
  9. 　前記補強環は、前記外輪の内周面に嵌合される補強環円筒部と、前記補強環円筒部の端部に設けられる補強環外向きフランジ部と、を有しており、
    　第２環状凹部の底は、前記補強環外向きフランジ部における前記外輪が嵌合される側の面よりも、前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に位置することを特徴とする請求項８に記載の密封構造。
  10. 　前記スリンガーは、前記外向きフランジ部の径方向外側から前記内輪の中心軸線方向かつ前記密封対象空間側に向かって伸びる外環部を有しており、
    　前記外環部と前記シール本体の外周面側との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする請求項７，８または９に記載の密封構造。
  11. 　前記メインリップは、前記スリンガーにおける前記円筒部の外周面に接することを特徴とする請求項７～１０のいずれか一つに記載の密封構造。
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