JP2002327847A - シールリング、密封装置ならびに軸受装置 - Google Patents

シールリング、密封装置ならびに軸受装置

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JP2002327847A
JP2002327847A JP2001135941A JP2001135941A JP2002327847A JP 2002327847 A JP2002327847 A JP 2002327847A JP 2001135941 A JP2001135941 A JP 2001135941A JP 2001135941 A JP2001135941 A JP 2001135941A JP 2002327847 A JP2002327847 A JP 2002327847A
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ring
seal ring
sensor
seal
peripheral surface
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Keisuke Nomura
啓介 野村
Kazuhisa Toda
一寿 戸田
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Abstract

(57)【要約】 【課題】センサ付きのシールリングにおいて、その樹脂
製外装体と外側部材との嵌合面に隙間ができたとして
も、この隙間の密封性を高める。 【解決手段】固定配置される外側部材14の内周面に装
着されて、外側部材14の内周に回転可能に挿通される
内側部材16の外周面側で密封部を作るシールリング2
2において、略円筒状の芯金26aを有し、この芯金2
6aの外周に、センサ部材10が設けられているととも
に、このセンサ部材10を覆う状態でかつ外側部材14
に対して嵌合される樹脂製外装体8がインサート成形に
より設けられており、樹脂製外装体8において外側部材
14に対して嵌合される外周面に、周方向に連続する周
溝50が少なくとも1つ設けられており、使用状態にお
いて前記周溝50に粘性流体が充填される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば転がり軸受
に組み込まれるシールリングや、いわゆるパックシール
と呼ばれる密封装置、さらに、それらを組み込んだ軸受
装置に関する。より詳しくは、シールリングは、回転検
出用のセンサを組み込んだ構造であり、密封装置は、回
転検出用のセンサおよび被検出体としてのパルサリング
を組み込んだ構造に関する。前述した回転検出用のセン
サやパルサリングは、例えば自動車のアンチロックブレ
ーキなどに用いる車輪速度を検出するために用いられ
る。
【0002】
【従来の技術】本願出願人は、特願2001−1149
02号に示すように、パックシールの外径側シールリン
グの外径側に回転検出装置のセンサを、また、パックシ
ールの内径側シールリングの外径側に回転検出装置のパ
ルサリングをそれぞれ取り付けた構造を出願している。
【0003】なお、外径側シールリングに対してセンサ
を取り付ける方法としては、外径側シールリングの環状
芯金の外周に対して樹脂材を用いてセンサをモールドす
る方法が採用されている。
【0004】このような外径側シールリングは、その樹
脂材を、転がり軸受の外輪などの外側部材の内周面に対
して圧入嵌合させることにより、装着される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、外径
側シールリングの樹脂材は、外側部材に対して圧入嵌合
させているものの、前記樹脂材の外周面に対して成形歪
みが発生していると、当該樹脂材と外側部材との嵌合面
に微小な隙間ができるおそれがある。仮に、このような
隙間ができてしまうと、ここから外部の水が侵入しやす
くなる。例えば、シールリングの装着対象を転がり軸受
とした場合、前記隙間から軸受内部に水が侵入して、軸
受内部の潤滑剤を劣化させるなど、軸受性能の低下につ
ながる。
【0006】このような事情に鑑み、本発明は、センサ
付きのシールリングにおいて、その樹脂製外装体と外側
部材との嵌合面に隙間ができたとしても、この隙間の密
封性を高めることを目的としている。
【0007】また、本発明は、センサ付きのシールリン
グとパルサリング付きのシールリングとを組み合わせた
密封装置や、密封装置を組み込んだ軸受装置について
も、センサ付きのシールリングと外輪部材との嵌合面に
おける密封性を高めることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のシールリング
は、請求項1に示すように、固定配置される外側部材の
内周面に装着されて、前記外側部材の内周に回転可能に
挿通される内側部材の外周面側で密封部を作るもので、
略円筒状の芯金を有し、この芯金の外周に、センサ部材
が設けられているとともに、このセンサ部材を覆う状態
でかつ前記外側部材に対して嵌合される樹脂製外装体が
インサート成形により設けられており、前記樹脂製外装
体において前記外側部材に対して嵌合される外周面に、
周方向に連続する周溝が少なくとも1つ設けられてお
り、使用状態において前記周溝に粘性流体が充填され
る、ことを特徴としている。
【0009】この構成では、仮に、樹脂製外装体と外側
部材との嵌合面に微小な隙間ができてしまって、この隙
間から水分が侵入したとしても、この水分が前記樹脂製
外装体の外周面の周溝に充填される粘性流体に取り込ま
れることになるので、密封対象空間にまで水分が侵入し
なくなる。
【0010】本発明の密封装置は、請求項2に示すよう
に、固定配置される外側部材に装着される第1シールリ
ングと、前記外側部材の内周に回転可能に挿通される内
側部材に装着される第2シールリングとを組み合わせて
密封部を作るもので、前記第1シールリングが、円筒部
と、その一端側に連なり径方向内向きに延びる円板部と
でなる芯金を有し、かつ前記芯金の円筒部の外周に、セ
ンサ部材が設けられるとともに、このセンサ部材を覆う
状態でかつ前記外側部材に対して嵌合される樹脂製外装
体がインサート成形により設けられており、前記樹脂製
外装体において前記外側部材に対して嵌合される外周面
に、周方向に連続する周溝が少なくとも1つ設けられて
おり、使用状態において前記周溝に粘性流体が充填さ
れ、前記第2シールリングが、内側部材の外周面に嵌合
される円筒部と、その一端側に連なり径方向外向きに延
びる円板部とでなる金環を有し、かつ前記金環の円板部
の内側面に、前記第1シールリングのセンサ部材に対し
て径方向で対向する状態でパルサリングが取り付けられ
ている、ことを特徴としている。
【0011】この構成は、要するに、上記請求項1と同
様のセンサ付きの第1シールリングと、パルサリング付
きの第2シールリングとを組み合わせたものであり、上
記請求項1と同様に、センサ付きの第1シールリングの
嵌合部位の密封性を高めることができる。
【0012】本発明の密封装置は、請求項3に示すよう
に、上記請求項2において、前記第1シールリングまた
は第2シールリングの少なくとも一方が、残り他方に対
して接触されて接触密封部を作る弾性リップを有してい
る、ことを特徴としている。
【0013】この構成では、密封装置の密封性能が高く
なる。
【0014】本発明の軸受装置は、請求項4に示すよう
に、固定状態で設置される外輪部材と、外輪部材の内周
に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数ヶ所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、前記外輪部材に装着さ
れる第1シールリングと、前記内輪部材に装着される第
2シールリングとを組み合わせて密封部を作るものであ
り、前記第1シールリングが、円筒部と、その一端側に
連なり径方向内向きに延びる円板部とでなる芯金を有
し、かつ前記芯金の円筒部の外周に、センサ部材が設け
られるとともに、このセンサ部材を覆う状態でかつ前記
外側部材に対して嵌合される樹脂製外装体がインサート
成形により設けられており、前記第2シールリングが、
内輪部材の外周面に嵌合される円筒部と、その一端側に
連なり径方向外向きに延びる円板部とでなる金環を有
し、かつ前記金環の円板部の内側面に、前記第1シール
リングのセンサ部材に対して径方向で対向する状態でパ
ルサリングが取り付けられており、前記外輪部材の内周
面肩部と、そこに嵌合される前記第1シールリングの樹
脂製外装体との少なくともいずれか一方に、周方向に連
続する周溝が少なくとも1つ設けられており、使用状態
において前記周溝に粘性流体が充填されている、ことを
特徴としている。
【0015】この構成は、センサ付きの第1シールリン
グの樹脂製外装体のみに周溝を設ける形態と、外輪部材
のみに周溝を設ける形態と、前記第1シールリングの樹
脂製外装体と外輪部材との両方に周溝を設ける形態を含
んでおり、いずれの形態でも、上記請求項1と同様に、
センサ付きの第1シールリングの嵌合部位の密封性を高
めることができる。
【0016】本発明の軸受装置は、請求項5に示すよう
に、上記請求項4において、前記第1シールリングまた
は第2シールリングの少なくとも一方が、残り他方に対
して接触されて接触密封部を作る弾性リップを有してい
る、ことを特徴としている。
【0017】この構成では、密封装置の密封性能が高く
なり、軸受内部に外部の水分などが侵入することを防止
するうえで有利となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を示す実施形
態に基づいて説明する。
【0019】図1および図2は、本発明の一実施形態に
係る車輪支持用の軸受装置を示している。図1は、軸受
装置の全体の側面断面図、図2は、図1の要部を拡大し
た図である。
【0020】図例の軸受装置2は、複列転がり軸受4、
密封装置6を有する。
【0021】複列転がり軸受4は、軸方向2列の軌道部
を有する単一の外輪14、軸方向で隣り合わせに配置さ
れた2つの内輪16、外輪14と内輪16との間に介装
されたボール18、およびこのボール18を保持する冠
形の保持器20を備える。
【0022】密封装置6は、第1シールリング22と第
2シールリング24とを組み合わせて構成される。
【0023】第1シールリング22は、外輪14側に取
り付けられるもので、環状芯金26に主リップ30と補
助リップ32とを被着した構成である。環状芯金26
は、軸方向に沿う円筒部26aと、円筒部26aの軸方
向内端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部26b
とを有している。
【0024】第2シールリング24は、内輪16側に取
り付けられるもので、環状芯金34に軸方向リップ38
と径方向リップ40とを被着した構成である。環状芯金
34は、軸方向に沿う円筒部34aと、円筒部34aの
軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部3
4bとを有している。
【0025】なお、上記各リップ30,32,38,4
0は、ニトリルブタジエンラバー(NBR)などのゴム
とされ、環状芯金26,34に対して加硫接着される。
また、第1シールリング22の環状芯金26は、例えば
ステンレス鋼などの非磁性材で形成されている。
【0026】そして、上記第1シールリング22にはセ
ンサ10が、第2シールリング24にはパルサリング1
2がそれぞれ一体に組み込まれており、これらセンサ1
0とパルサリング12とで内輪16の回転を検出するよ
うになっている。
【0027】センサ10は、例えば半導体回路、好まし
くはホール素子や磁気抵抗素子などからなる磁気センサ
とされている。このセンサ10は、第1シールリング2
2の環状芯金26における円筒部26aの外周面上に非
接触で搭載されており、円筒部26aの外径にセンサ1
0を覆う厚みの樹脂製外装体8を一体成形することによ
り設けている。この樹脂製外装体8は、例えばポリフェ
ニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタ
レート(PBT)、ポリアミド(PA)などのエンジニ
アプラスチックとされる。なお、上記樹脂製外装体8に
は、第1シールリング22を外輪14に取り付けた状態
でセンサ10を軸方向に位置決めするためのフランジ4
1が一体に設けられている。
【0028】また、パルサリング12は、磁性粉末を含
有したゴムを加硫成型して形成されるものであり、例え
ば周方向交互にN極とS極を配列する形態で着磁されて
いる。このパルサリング12は、第2シールリング24
の環状芯金34の内周においてセンサ10と径方向で対
向する位置に固定されている。
【0029】上述したように、第1シールリング22に
ついて、その環状芯金26の円筒部26aの外周面に対
してセンサ10を搭載して樹脂製外装体8で覆う構造に
していれば、第1シールリング22の環状芯金26の円
筒部26aに対して樹脂製外装体8を一体成形した後、
樹脂製外装体8の収縮作用によって環状芯金26の円筒
部26aに対して圧接することになるので、この円筒部
26aと樹脂製外装体8との間に隙間ができなくなり、
ここからの水分侵入を防止できる。
【0030】また、上述したように、第1シールリング
22のセンサ10について、図2に示すように、環状芯
金26における円筒部26aの外周面に対して実質的に
非接触にし、センサ10と円筒部26aとの間に樹脂を
介在させている理由を説明する。仮に、環状芯金26の
円筒部26aの真円度が低い場合だと、円筒部26aと
樹脂製外装体8との間に微小な隙間ができるおそれがあ
り、この隙間から水分が侵入するおそれがある。ここ
で、もし、センサ10を円筒部26aに対して接触させ
ていたならば、上述したような隙間ができて当該隙間か
ら水分が侵入してしまったときに、この水分がセンサ1
0の存在部位にまで到達して、センサ10をショートさ
せてしまうおそれがある。これに対して、上述したよう
に、円筒部26aとセンサ10とを非接触として当該両
者間に樹脂を介在させていれば、万一、円筒部26aと
樹脂製外装体8との間に微小な隙間ができたとして、こ
の隙間から水分が侵入したとしても、センサ10に対し
て水分が触れずに済むから、センサ10がショートする
という万一の不具合を確実に防止できるのである。
【0031】但し、上述したように、円筒部26aとセ
ンサ10との間に樹脂を介在させる場合、樹脂製外装体
8内においてセンサ10を径方向で位置決めして配置し
にくいのであるが、これに対しては、樹脂製外装体8の
成形過程において、成形金型に環状芯金26とセンサ1
0をインサートした状態で、センサ10を成形金型内の
所定位置に位置決めさせた状態で保持させるようにすれ
ばよい。このようにすれば、前記成形金型内に溶融樹脂
を注入したときでも、センサ10を不動にできるので、
第1シールリング22の樹脂製外装体8に対してセンサ
10を径方向で位置決めした状態で組み込むことが可能
になり、ひいては、第1シールリング22のセンサ10
と第2シールリング24のパルサリング12との相対位
置を正確に管理できるようになる。
【0032】ところで、上記センサ10を組み込んだ第
1シールリング22については、その樹脂製外装体8を
外輪14の内周面の肩部14aに対して、また、パルサ
リング12を組み込んだ第2シールリング24について
は、その環状芯金34を内輪16の外周面の肩部に対し
てそれぞれ圧入嵌合させることにより、タイトフィット
状態で取り付けている。
【0033】しかも、第1シールリング22を外輪14
に対して位置ずれしにくくさせるために、外輪14の内
周面の肩部14aに設けられる溝42に対し、第1シー
ルリング22の樹脂製外装体8の内端角部に設けてある
凸部44をスナップフィット作用で軸方向に係合させる
ようにしている。なお、上記外輪14の溝42は、一般
的に、肩部14aの研削時において研削工具を逃がすた
めに設けられるものである。
【0034】上述したような軸受装置2では、外輪14
を非回転で固定配置し、内輪16を回転させるときに、
内輪16と一体に回転するパルサリング12の各磁極
が、センサ10に対して順次対向することになる。この
とき、センサ10に対してパルサリング12の対向位置
が順次変化するために、パルサリング12から出る磁束
の向きが交互に変わるので、センサ10から交流電圧が
出力される。この交流電圧の波形周期は、パルサリング
12の回転位相、回転速度に応じて変化する。この交流
電圧を波形処理することにより、内輪16の回転位相、
回転速度、回転数などを求める。
【0035】次に、この実施形態の特徴構造について説
明する。上記軸受装置2に装着される第1シールリング
22の樹脂製外装体8の外周面に対して、周方向に連続
する周溝50を設け、この第1シールリング22を外輪
14に対して装着した状態において、前記周溝50に対
して粘性流体としてグリースなどの潤滑剤を充填させる
ようにしている。
【0036】この第1シールリング22は、外輪14に
対して圧入嵌合させることにより装着しているが、樹脂
製外装体8の外周面に成形歪みが発生していると、この
樹脂製外装体8と外輪14との嵌合面に微小な隙間がで
きてしまうことがある。仮に、このような隙間ができ
て、この隙間から水分が侵入したとしても、この侵入し
た水分は上記周溝50内の粘性流体に取り込まれること
になるので、複列転がり軸受4の内部への水分侵入を防
止することができる。
【0037】このように、第1シールリング22と外輪
14との嵌合面からの水分侵入を防止できる構造であれ
ば、外輪14に対して第1シールリング22の樹脂製外
装体8を圧入嵌合するときのしめしろを減らす方向に管
理することが可能になるので、樹脂製外装体8内のセン
サ10に作用する応力を軽減することができて、好まし
い。
【0038】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、いろいろな応用や変形が考えられ
る。
【0039】(1)上記実施形態では、軸受装置として
車輪支持用の軸受装置2を例に挙げているが、その他の
いろいろな機器に使用する軸受装置として実施すること
ができる。
【0040】(2)上記実施形態では、軸受装置2に対
して2つのシールリング22,24を組み合わせた密封
装置6を装着した構造を挙げているが、上記軸受装置2
あるいはいろいろな形式の転がり軸受に対して第1シー
ルリング22のみを単独で組み込んだ構造としてもよ
い。その場合には、第1シールリング22のセンサ10
と対となるパルサリング12を別途用意する必要があ
る。例えばパルサリング12は、内輪16に対して設け
るようにしてもよい。
【0041】(3)上記実施形態では、第1シールリン
グ22の樹脂製外装体8の外周面に周溝50を設けた例
を挙げたが、図3に示すように、第1シールリング22
を装着する外輪14の内周面肩部に対して周溝51を形
成し、この周溝51に対してグリースなどの潤滑剤から
なる粘性流体を充填させるようにしてもよい。また、図
4に示すように、第1シールリング22の樹脂製外装体
8の外周面と、外輪14の内周面肩部とに対してそれぞ
れ周溝50,51を形成し、これらの両周溝50,51
に対してグリースなどの潤滑剤からなる粘性流体を充填
させるようにしてもよい。この場合、両周溝50,51
を軸方向にずらして配置するのが好ましい。また、周溝
50,51の数は、1条だけでなく、2条またはそれ以
上としてもよい。なお、上記粘性流体は、液体パッキン
などで代用することができる。この液体パッキンとは、
周溝50や51に対して塗布する前に半固形状の液体で
あって、外気に触れるなどして乾くことにより弾性体に
なるものである。
【0042】
【発明の効果】請求項1の発明に係るシールリングは、
センサを覆うための樹脂製外装体の外周面と外側部材と
の嵌合面から水分が侵入したときでも、この水分の侵入
を前記嵌合面でストップさせて、シールリングで密封す
べき空間にまで水分が侵入することを確実に防止できる
ようになる。ちなみに、このシールリングを転がり軸受
などに装着する場合には、軸受内部への水分侵入を防止
できるから、軸受内の潤滑剤の劣化防止に貢献できる。
【0043】請求項2の発明に係る密封装置は、上記請
求項1と同様のセンサ付きの第1シールリングと、パル
サリング付きの第2シールリングとを組み合わせたもの
であり、上記請求項1と同様に、第1シールリングの嵌
合部位の密封性を高めることができる。しかも、2つの
シールリングを使用部位に対して位置決め装着するだけ
で、センサとパルサリングとを高精度に位置決めして対
向配置できるようになる。
【0044】請求項3の発明に係る密封装置は、請求項
2の密封装置において、2つのシールリングによる密封
性能を高めることができる。
【0045】請求項4の発明に係る軸受装置は、センサ
付きの第1シールリングの樹脂製外装体のみに周溝を設
ける形態と、外輪部材のみに周溝を設ける形態と、前記
第1シールリングの樹脂製外装体と外輪部材との両方に
周溝を設ける形態を含んでおり、いずれの形態でも、上
記請求項1と同様に、センサ付きの第1シールリングの
嵌合部位の密封性を高めることができる。
【0046】請求項5の発明に係る軸受装置は、上記請
求項4の軸受装置に備える密封装置についての密封性能
を高めることができ、軸受装置内部に対する水分侵入を
防止できるから、軸受装置内部の潤滑剤劣化を防止でき
て、寿命向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る軸受装置全体の側面
断面図
【図2】図1の要部を拡大した図
【図3】本発明の他の実施形態に係る軸受装置で、図2
に対応する図
【図4】本発明のさらに他の実施形態に係る軸受装置
で、図2に対応する図
【符号の説明】
2 軸受装置 4 複列転がり軸受 6 密封装置 8 樹脂製外装体 10 センサ 12 パルサリング 14 外輪 14a 外輪の内周面肩部 16 内輪 22 第1シールリング 24 第2シールリング 26 第1シールリングの環状芯金 26a 環状芯金の円筒部 26b 環状芯金の環状板部 50 樹脂製外装体の周溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定配置される外側部材の内周面に装着さ
    れて、前記外側部材の内周に回転可能に挿通される内側
    部材の外周面側で密封部を作るシールリングであって、 略円筒状の芯金を有し、この芯金の外周に、センサ部材
    が設けられているとともに、このセンサ部材を覆う状態
    でかつ前記外側部材に対して嵌合される樹脂製外装体が
    インサート成形により設けられており、 前記樹脂製外装体において前記外側部材に対して嵌合さ
    れる外周面に、周方向に連続する周溝が少なくとも1つ
    設けられており、使用状態において前記周溝に粘性流体
    が充填される、ことを特徴とするシールリング。
  2. 【請求項2】固定配置される外側部材に装着される第1
    シールリングと、前記外側部材の内周に回転可能に挿通
    される内側部材に装着される第2シールリングとを組み
    合わせて密封部を作る密封装置であって、 前記第1シールリングが、円筒部と、その一端側に連な
    り径方向内向きに延びる円板部とでなる芯金を有し、か
    つ前記芯金の円筒部の外周に、センサ部材が設けられる
    とともに、このセンサ部材を覆う状態でかつ前記外側部
    材に対して嵌合される樹脂製外装体がインサート成形に
    より設けられており、前記樹脂製外装体において前記外
    側部材に対して嵌合される外周面に、周方向に連続する
    周溝が少なくとも1つ設けられており、使用状態におい
    て前記周溝に粘性流体が充填され、 前記第2シールリングが、内側部材の外周面に嵌合され
    る円筒部と、その一端側に連なり径方向外向きに延びる
    円板部とでなる金環を有し、かつ前記金環の円板部の内
    側面に、前記第1シールリングのセンサ部材に対して径
    方向で対向する状態でパルサリングが取り付けられてい
    る、ことを特徴とする密封装置。
  3. 【請求項3】請求項2の密封装置において、 前記第1シールリングまたは第2シールリングの少なく
    とも一方が、残り他方に対して接触されて接触密封部を
    作る弾性リップを有している、ことを特徴とする密封装
    置。
  4. 【請求項4】固定状態で設置される外輪部材と、外輪部
    材の内周に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数ヶ所に介装される複
    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、前記外輪部材に装着される第1シール
    リングと、前記内輪部材に装着される第2シールリング
    とを組み合わせて密封部を作るものであり、 前記第1シールリングが、円筒部と、その一端側に連な
    り径方向内向きに延びる円板部とでなる芯金を有し、か
    つ前記芯金の円筒部の外周に、センサ部材が設けられる
    とともに、このセンサ部材を覆う状態でかつ前記外側部
    材に対して嵌合される樹脂製外装体がインサート成形に
    より設けられており、 前記第2シールリングが、内輪部材の外周面に嵌合され
    る円筒部と、その一端側に連なり径方向外向きに延びる
    円板部とでなる金環を有し、かつ前記金環の円板部の内
    側面に、前記第1シールリングのセンサ部材に対して径
    方向で対向する状態でパルサリングが取り付けられてお
    り、 前記外輪部材の内周面肩部と、そこに嵌合される前記第
    1シールリングの樹脂製外装体との少なくともいずれか
    一方に、周方向に連続する周溝が少なくとも1つ設けら
    れており、使用状態において前記周溝に粘性流体が充填
    されている、ことを特徴とする軸受装置。
  5. 【請求項5】請求項4の軸受装置において、 前記第1シールリングまたは第2シールリングの少なく
    とも一方が、残り他方に対して接触されて接触密封部を
    作る弾性リップを有している、ことを特徴とする軸受装
    置。
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