JP2009024804A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命が長くて、水や泥水が通過しにくくて密封性能が高く、かつ、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップが接触しにくい密封装置を提供すること。
【解決手段】第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０を、凹面にする。弾性部材５１がスリンガ５２に組み込まれた後の組込後の第２アキシアルリップ５５の非摩耗状態において、第２アキシアルリップ５５が、スリンガ５２の固定部６５に対して接触しない一方、第２アキシアルリップ５５が所定以上摩耗した状態において、第２アキシアルリップ５５が、スリンガ５２の固定部６５に接触するようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、ハブユニット、ウォータポンプまたはモータに使用されれば好適な密封装置に関する。

従来、密封装置としては、特開２００６−１１８６２５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この密封装置は、ハブユニットにおいて、外輪と内輪との間に配置されている。この密封装置は、芯金部材と、スリンガと、弾性部材とを備える。

上記芯金部材は、第１軸方向延在部と、第１径方向延在部とを有している。上記第１軸方向延在部は、外輪の内周面に内嵌されて固定されている一方、上記第１径方向延在部は、上記第１軸方向延在部の軸方向の内方の端部の内周面から略径方向の内方に延在している。

上記スリンガは、第２軸方向延在部と、第２径方向延在部とからなっている。上記第２軸方向延在部は、内輪の外周面に外嵌されて固定されている一方、上記第２径方向延在部は、上記第２軸方向延在部の軸方向の外方の端部の外周面から略径方向の外方に延在している。上記第２径方向延在部は、上記芯金部材の第１径方向延在部の軸方向の外方に位置し、上記芯金部材の第１径方向延在部に対して隙間を介して軸方向に対向している。

上記弾性部材は、基部と、リップ部とからなり、上記リップ部は、第１アキシアルリップと、第２アキシアルリップとを有している。上記基部は、略ブロック状の形状を有し、芯金部材に固着されている。また、上記第１および第２アキシアルリップの夫々は、上記基部から上記スリンガの第２径方向延在部側に延びて、上記スリンガの第２径方向延在部に接触している。上記第１アキシアルリップは、上記第２アキシアルリップよりも径方向の外方に位置している。

上記弾性部材の中心軸を含む断面図において、上記第１アキシアルリップの径方向外方および内方の縁部は、直線形状になっている。また、上記断面図において、上記第２アキシアルリップの径方向の外方および内方の縁部は、直線形状になっている。
特開２００６−１１８６２５号公報（第１図）

本発明者は、上記従来の密封装置が、次の問題を有することを発見した。

すなわち、上記従来の密封装置においては、第１アキシアルリップの摺動発熱が大きくて、第１アキシアルリップの摩耗が激しくなって、密封装置の寿命が短いということを発見した。

また、上記従来の密封装置においては、第１アキシアルリップ、第２アキシアルリップ、基部、および、スリンガの第２径方向延在部で囲まれる空間に、泥水が溜まり易くて、泥水が密封装置を通過し易いことを発見した。

また、上記従来の密封装置においては、第１アキシアルリップおよび第２アキシアルリップの伸張方向の長さに基づいて、密封装置の密封性能が大きく変動し、第１アキシアルリップおよび第２アキシアルリップの伸張方向の長さが短いと、密封性能が極端に低下することを発見した。

また、密封性能を大きくするために、第１アキシアルリップおよび第２アキシアルリップの夫々において、伸張方向の長さを大きくすると、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップが接触する場合があるという問題も見出した。

そこで、本発明の課題は、寿命が長くて、かつ、水や泥水が通過しにくくて、密封性能が高い密封装置を提供することにある。

また、アキシアルリップの長さに依存して密封性能が大きく変動せずに、アキシアルリップの長さが短い場合でも密封性能が高い密封装置を提供することにある。

また、第１アキシアルリップおよび第２アキシアルリップの伸張方向の長さが長い場合でも、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップが接触しにくい密封装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の密封装置は、
第１軌道輪に固定されると共に、上記第１軌道輪の径方向に延在する径方向延在部を有する芯金部材と、
第２軌道輪に固定される筒状の固定部と、この固定部から上記径方向に延在すると共に、上記径方向延在部よりも上記第２軌道輪の軸方向の外方に位置するフランジ部とを有するスリンガと、
上記径方向延在部に固定されている基部と、上記基部につながると共に、上記スリンガに摺動するリップ部を有する弾性部材と
を備え、
上記リップ部は、
上記基部から上記径方向の上記第１軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在して、上記フランジ部に摺動する第１アキシアルリップと、
上記第１アキシアルリップよりも上記第２軌道輪側に、上記第１アキシアルリップに対して上記径方向に間隔をおいて位置していると共に、上記フランジ部に摺動する第２アキシアルリップと
からなり、
上記第１アキシアルリップの上記第２アキシアルリップ側の面は、凹面であり、
上記第２アキシアルリップは、
上記基部から上記径方向の上記第２軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在する第１部分と、
上記第１部分の上記軸方向の外方側の先端から上記径方向の上記第１軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在して、上記フランジ部に摺動する第２部分と
からなり、
上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれた後の組込後の非摩耗状態において、上記弾性部材は、上記スリンガの上記固定部に対して上記径方向に間隔をおいて位置している一方、上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれた後で、かつ、上記第２アキシアルリップの摩耗によって上記第２アキシアルリップの上記フランジ部に対する緊迫力が所定力以上低下した状態で、上記第２アキシアルリップの上記スリンガの上記固定部に対向している部分の一部分は、上記スリンガの上記固定部に摺動することを特徴としている。

上記「径方向に延在する」という文言は、少なくとも径方向に延在する成分を有する方向に延在していることを言う。このことから、上記「径方向に延在する」という文言は、径方向の延在成分のみからなる方向に延在している場合は勿論のこと、径方向の延在成分および軸方向の延在成分の両方を有する方向に延在している場合も含むものとする。

本発明者は、芯金部材、弾性部材および断面Ｌ字状のスリンガを有する所謂パックシール型の密封装置であって、ラジアルリップを２つ有すると共に、アキシアルリップを１つ有する密封装置において、全てのリップについて、リップの接触荷重に起因するトルクの大きさを調査した。その結果、２つのラジアルリップの接触荷重に起因するトルクの全トルクに対する割合が、８割程度にも達し、トルクの大部分は、ラジアルシールの接触荷重に起因するものであることを発見した。

本発明によれば、第２アキシアルリップの上記フランジ部に対する緊迫力が所定力以上低下する迄、上記弾性部材がスリンガの固定部と非接触な状態になっていて、ラジアルリップが存在しない状態になっているから、第２アキシアルリップの上記フランジ部に対する緊迫力が所定力以上低下する迄、トルクを急激に低減することができる。したがって、この密封装置を有する自動車等の燃費を低減できる。

また、本発明によれば、第２アキシアルリップのフランジ部に接触している部分の摩耗によって、第２アキシアルリップのフランジ部に対する緊迫力が所定力以上低下した状態で、上記第２アキシアルリップの上記スリンガの上記固定部に対向している部分の一部が、スリンガの固定部に接触して、固定部に摺動するようになっているから、第２アキシアルリップの摩耗がすすんだとしても、外部から泥水等の異物が、ハブユニットの転動体配置空間に、浸入することを抑制することができる。

また、本発明によれば、上記第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、凹面であるから、上記第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の円錐面や凸面である場合と比較して、第１アキシアルリップのフランジ部に接触する部分の接触面積を小さくすることができる。したがって、第１アキシアルリップのフランジ部に接触する部分の摺動発熱が、第１アキシアルリップの広範囲の領域で発生することを抑制できて、第１アキシアルリップの広範囲の領域の摩耗を抑制でき、密封装置の寿命を長くすることができる。

また、本発明によれば、上記第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、凹面であるから、上記第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の円錐面や凸面である場合と比較して、第１アキシアルリップのフランジ部に対する押圧力を大きくすることができる。したがって、密封装置の密封性能を、第１アキシアルリップの長さにあまり依存しないようにすることができて、密封装置の密封性能を安定させることができ、かつ、密封装置の密封性能を向上させることができる。

また、本発明によれば、上記第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、凹面であるから、第１アキシアルリップ、第２アキシアルリップ、基部およびフランジ部で囲まれた空間の体積を大きくすることができ、この空間に大きい量の潤滑剤を収容することができる。

また、本発明によれば、上記空間の体積を大きくすることができるから、第１アキシアルリップを通り抜けた泥水が上記空間に滞在する時間を長くすることができる。したがって、フランジ部の回転に起因する遠心力で上記空間内から外部に排出される泥水の量を多くすることができる。したがって、泥水が外部から内部に浸入することを抑制できる。

また、本発明によれば、上記第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、凹面であるから、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップとの距離を大きくすることができる。したがって、密封装置の密封性能を向上させることを意図して、第１アキシアルリップおよび第２アキシアルリップのうちの少なくとも一方の伸張方向の長さを長くした場合において、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップとが接触する可能性を小さくすることができる。

また、一実施形態では、上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれる前の状態において、上記第１部分の上記径方向の内方の表面は、円錐面または凹面である一方、上記第２部分の上記径方向の内方の表面は、円錐面または凸面である。

上記実施形態によれば、上記第１部分の上記径方向の内方の表面が、上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれる前の組込前の状態で円錐面または凹面であるから、第１部分の径方向の内方の表面が凸面である場合と異なり、組込状態の初期状態において、第２アキシアルリップを、スリンガの固定部に対して非接触にするのに、第２アキシアルリップの第１部分の基部側の一部分を、集中的かつ過度に変形させる必要がない。そして、第１部分全体を、その延在方向に略均等に変形させることによって、第２アキシアルリップを、スリンガの固定部に対して非接触にすることができる。したがって、第１部分の一部に局所的で過大な応力がかかることがないから、第２アキシアルリップの耐久力を格段に向上させることができて、密封装置の寿命を長くすることができる。

また、上記実施形態によれば、上記第２部分の上記径方向の内方の表面は、上記組込前の状態で円錐面または凸面であるから、上記第２部分の上記径方向の内方の表面が凹面である場合と比較して、第２アキシアルリップとスリンガのフランジ部との接触面圧を小さくすることができて、第２アキシアルリップの摩耗を抑制することができる。したがって、第２アキシアルリップが、スリンガの固定部に接触するまでの時間を、長くすることができるから、上記第２部分の上記径方向の内方の表面が凹面である場合と比較して、トルクが格段に小さい状態を、長期に亘って持続させることができる。

本発明の密封装置によれば、トルクを格段に低減することができて、この発明の密封装置を搭載した自動車等の燃費を低減することができる。また、本発明の密封装置によれば、密封装置の寿命を長くすることができる。

また、本発明の密封装置によれば、密封装置の密封性能を、第１アキシアルリップの長さにあまり依存しないようにすることができて、密封性能を安定させることができ、かつ、密封装置の密封性能を向上させることができる。

また、本発明の密封装置によれば、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップとの間に入り込んだ泥水を外部に排出する作用を促進することができる。また、本発明の密封装置によれば、第１アキシアルリップと第２アキシアルリップの接触を確実に防止できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の密封装置を有する転がり軸受としてのハブユニットの軸方向の断面図である。

このハブユニットは、内軸２、外輪３、内輪４、第１の玉５、第２の玉６、本発明の一実施形態の第１密封装置８、および、本発明の一実施形態の第２密封装置９を備える。

上記内軸２は、軸方向の一端部に、ブレーキディスク１１を取り付ける径方向に広がる円板状のブレーキディスク取付用フランジ１０を有する。このブレーキディスク取付用フランジ１０の略中心を中心とする同心円上には、複数のボルト貫通穴が形成されている。ブレーキディスク取付用フランジ１０に、ブレーキディスク１１を当接させ、さらに、ブレーキディスク１１にホイール部材１３を当接させた状態で、ホイール部材１３のブレーキディスク１１側とは反対側の端面と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間を、複数のボルト１５で固定している。

上記内軸２の軸方向の他端部には、内輪４が外嵌されて固定されている。上記内軸２における、内輪４と、ブレーキディスク取付用フランジ１０との間には、アンギュラ型の第１軌道溝１６が形成されている一方、内輪４の外周面には、アンギュラ型の第２軌道溝１７が形成されている。

上記外輪３は、内軸２におけるブレーキディスク取付用フランジ１０よりも上記他端部側に、内軸２に径方向に対向するように、配置されている。上記外輪３は、軸方向の上記他端部側に、径方向に広がる車体側取付用フランジ１４を有する。この円板状の車体側取付用フランジ１４には、車体側取付用フランジ１４を車体側（ナックル）に取り付けるボルトを挿入するためのボルト貫通穴が複数形成されている。上記外輪３は、外輪３の内周面に軸方向に離間配置されたアンギュラ型の第３軌道溝２６および第４軌道溝２７を有し、アンギュラ型の第３軌道溝２６は、アンギュラ型の第４軌道溝２７よりも上記一端部側に位置している。

上記第１の玉５は、内軸２の第１軌道溝１６と外輪３の第３軌道溝２６との間に、保持器１８に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。上記第２の玉６は、内輪４の第２軌道溝１７と外輪３の第４軌道溝２７との間に、保持器１９に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。

上記第１密封装置８は、内軸２と外輪３との間における、軸方向の上記一端部側（ブレーキディスク取付用フランジ１０側）の開口付近に配置されている。上記第１密封装置８は、内軸２と外輪３との間の空間の上記一端部側の開口を密封している。一方、上記第２密封装置９は、内輪４と外輪３との間における、軸方向の上記他端部側（ブレーキディスク取付用フランジ１０側とは反対側）の開口付近に配置されている。上記第２密封装置９は、内輪４と外輪３との間の空間の上記他端部側の開口を密封している。上記第２密封装置９は、第１密封装置８と同一な構造を有している。

図２および図３は、上記第１密封装置８の構造を、詳細に説明する断面図である。詳しくは、図２は、組み付け位置での、芯金部材５０、弾性部材５１およびスリンガ５２の位置関係を示す軸方向の断面図である。図２では、弾性部材５１の位置として、弾性部材５１がスリンガ５２から力を受けないと仮定した場合における、弾性部材５１の組み付け位置での位置を示している。一方、図３は、弾性部材５１をスリンガ５２に組み付けた状態で、かつ、弾性部材５１が摩耗していない非摩耗状態での、弾性部材５１の位置と、スリンガ５２の位置とを示す断面図である。上述のように、上記第２密封装置９は、第１密封装置８と同一の構造を有している。第２密封装置９についての説明は、第１密封装置８の説明をもって省略する。

図２に示すように、第１密封装置（以下、単に密封装置という）８は、芯金部材５０と、弾性部材５１と、スリンガ５２とを有する。芯金部材５０は環状に形成され、断面Ｌ字状の形状を有している。芯金部材５０は、筒状の軸方向延在部６０と、径方向延在部６１からなる。上記軸方向延在部６０は、第１軌道輪としての外輪３（図１参照、図２には、図示せず）の内周面に内嵌されて固定されている。上記径方向延在部６１は、軸方向延在部６０の内周面における軸方向の上記他端部側（図２の紙面における左側、図１を参照すると、軸方向の内方側）から径方向の内方に延在している。

上記スリンガ５２は環状に形成され、断面Ｌ字状の形状を有している。上記スリンガ５２は、筒状の固定部６５と、固定部６５につながるフランジ部６６とを有する。上記固定部６５は、第２軌道輪としての内軸２の外周面に外嵌されて固定されている。尚、第２密封装置９においては、スリンガが固定されている第２軌道輪に相当する部材が、内輪４であることは言うまでもない。上記フランジ部６６は、固定部６５の外周面の軸方向の外方側（紙面における右側）の端部から径方向の外方側に延在している。上記フランジ部６６は、芯金部材５０の径方向延在部６１よりも軸方向の外方に位置している。上記フランジ部６６の径方向の内方の一部を除いた大部分は、径方向延在部６１に対して隙間を介して軸方向に対向している。

上記弾性部材５１は環状に形成され、軸方向延在部６０の内周面全面と、軸方向延在部６０の内周面につながる径方向延在部６１の軸方向の外方側の端面全面とを覆うように、芯金部材５０に固着されている。上記弾性部材５１は、基部５３と、リップ部とを有し、リップ部は、第１アキシアルリップ５４と、第２アキシアルリップ５５で構成されている。上記弾性部材５１は、具体的には、ゴム材からなる。ゴム材としては、好ましくは、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムが好適に用いられる。

上記基部５３は、軸方向延在部６０の内周面および径方向延在部６１の上外方側の端面に沿うように配置されている。上記基部５３は、軸方向延在部６０の内周面および径方向延在部６１の上記外方側の端面に固着されている。上記第１アキシアルリップ５４は、基部５３から外輪３（図１参照）側かつ軸方向の外方側（フランジ部６６側）に延在している。

上記第２アキシアルリップ５５は、第１アキシアルリップ５４よりも内軸２（図１参照）側（径方向の内方側）に、第１アキシアルリップ５４に対して径方向に間隔をおいて位置している。上記第２アキシアルリップ５５は、第１部分５６と、第２部分５７とを有する。上記第１部分５６は、基部５３から径方向の内軸２側かつ軸方向の外方側に延在している。上記第２部分５７は、第１部分５６の軸方向の外方側の先端につながると共に、径方向の外輪３側かつ軸方向の外方側に延在している。

図２に示すように、弾性部材５１がスリンガ５２から力を受けていない状態での弾性部材５１の位置は、組み付け位置において、スリンガ５２と重なっている。詳しくは、弾性部材５１の第１アキシアルリップ５４の軸方向の外方の先端部、および、弾性部材５１の第２アキシアルリップ５５の軸方向の外方の先端部は、スリンガ５２のフランジ部６６と重なり、第２アキシアルリップ５５における、第１部分５６と第２部分５７との間の接続部近傍の屈曲部（第２アキシアルリップ５５の固定部６５に径方向に対向する部分の一部分）８０は、スリンガ５２の固定部６５と重なっている。

また、図２に示すように、弾性部材５１がスリンガ５３に組み込まれる前の状態において、第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０は、凹面になっている。また、上記第２アキシアルリップ５５の第１部分５６の径方向の内方の表面５８は、円錐面と凹面とが滑らかに接続された形状である一方、第２部分５７の径方向の内方の表面５９は、円錐面になっている。軸方向の断面において、第１部分５６の径方向の内方の表面５８の曲率は、軸方向の外方（フランジ部６６側）にいくにしたがって大きくなっている。具体的には、軸方向の断面において、第１部分５６の径方向の内方の表面５８は、基部５３側に位置する略円錐面状の部分と、この円錐面状の部分に滑らかにつながると共に、軸方向の外方（フランジ部６６側）にいくにしたがって曲率が大きくなっている略回転楕円面の一部からなる部分とからなっている。

上記第２部分５７の径方向の内方の表面５９は、軸方向の断面において、一端から他端まで微分可能になっており、上記表面５９は、滑らかにつながっている。

図３に示すように、第１アキシアルリップ５４、および、第２アキシアルリップ５５の第２部分５７は、組み付け時において、芯金部材５０と弾性部材５１とを有するシール部材とスリンガ５２との軸中心を中心とする相対回転によりスリンガ５２のフランジ部６６に摺動するようになっている。

図３に示すように、組み付け状態、かつ、組込後の非摩耗状態において、第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０は、凹面になっている。このことから、第１アキシアルリップ５４、第２アキシアルリップ５５、基部５３およびフランジ部６６で囲まれた空間８１の体積は、第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、円錐面または凸面である場合と比較して、大きくなっている。

また、図３に示すように、組み付け状態、かつ、組込後の非摩耗状態において、第２アキシアルリップ５５は、スリンガ５３の固定部６５に対して径方向に間隔をおいて位置している。すなわち、図２および図３に示すように、組み付け時に、第１アキシアルリップ５４、および、第２アキシアルリップ５５の第２部分５７が、スリンガ５２のフランジ部６６の表面に沿って径方向の外方に移動することによって、第１部分５６と第２部分５７との間の屈曲部８０が、径方向の外方に移動して、屈曲部８０が、固定部６５の外周面から径方向の外方に浮上するようになっている。

上述のように、弾性部材５１がスリンガ５２から力を受けないと仮定した場合の屈曲部８０の位置は、固定部６５に重なるように設定されている。第２アキシアルリップ５５の第２部分５７の摩耗によって、第２アキシアルリップ５５のフランジ部６６に対する緊迫力が所定力以上低下した状態で、屈曲部８０は、スリンガ５２の固定部６５に接触して、固定部６５に摺動するようになっている。すなわち、上記屈曲部８０は、第２アキシアルリップ５５の第２部分５７の摩耗によって、第２アキシアルリップ５５のフランジ部６６に対する緊迫力が所定力以上低下した状態で、ラジアルリップの役割を果たすようになっている。

上記空間８１や、第２アキシアルリップ５５と固定部６５とが対向する空間には、それぞれ潤滑剤として適量のグリースが封入または塗布されている。上記グリースは、第１アキシアルリップ５４とスリンガ５２との摺動部及び第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２との摺動部の潤滑に用いられるようになっている。

図４は、一実験例における、比較品の密封装置および上記実施形態の密封装置（図４では発明品として示す）の夫々において、各リップが非摩耗な状態になっている場合における、各リップの全接触荷重に対する接触荷重比と、比較品の密封装置の全接触荷重に対する上記実施形態の密封装置の全接触荷重の比を示す図である。

尚、図４および下記の図５に示すデータは、大まかなデータである。本発明者は、第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、凹面でない点以外（すなわち、第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面が、円錐面または凸面である点以外）が上記実施形態と同一である密封装置が、図４および図５に発明品として示される上記実施形態の密封装置が示すデータと同様なデータを示すことを確認している。

また、図４に比較品として示す密封装置は、図７に２７０示す密封装置である。この密封装置２７０は、芯金部材２５０、弾性部材２５１および断面Ｌ字状のスリンガ２５２を有する所謂パックシール型の密封装置である。この密封装置２７０は、１つのアキシアルリップ２７１と、２つのラジアルリップ（主リップ２７２および補助リップ２７３）とを有している。尚、図７では、弾性部材２５１の位置としては、弾性部材２５１が、スリンガ２５２から力を受けないと仮定した場合における位置を示しており、弾性部材２５１の一部分は、組み付け位置に配置されたスリンガ２５２と重なっている。

図４に示すように、比較品の密封装置２７０においては、ラジアルリップ（２つの合計）の全接触荷重に対する接触荷重比が、８割にも達する一方、アキシアルリップの全接触荷重に対する接触荷重比は、２割程度になっている。このことから、ラジアルリップの接触荷重を低減できれば、トルクを大幅に低減することができる。

そして、２つのアキシアルリップを有するのみで、ラジアルリップを有さない上記実施形態の密封装置においては、比較品の全接触荷重に対する全接触荷重の接触荷重比が、４割しか達しておらず、接触荷重を急激に低減することができる。

図５は、上記比較品の密封装置２７０と、図４に発明品として示される上記実施形態の密封装置の夫々における、回転数と、回転トルクとの関係を示す図である。

回転数が低い領域から高い領域にわたって、比較品に対して上記実施形態の密封装置のトルクは、比較品の密封装置のトルクの５割程度になっている。すなわち、上記実施形態の密封装置のトルクは、比較品と比較して、急激に小さくなっている。なお、この試験は、上記実施形態の密封装置も比較品の密封装置２７０も潤滑剤（グリース）を使用せずに実施した。

上記実施形態の密封装置８,９によれば、第２アキシアルリップ５５のフランジ部６６に対する緊迫力が所定力以上低下する迄、弾性部材５１がスリンガ５２の固定部６５と非接触な状態になっていて、ラジアルリップが存在しない状態になっているから、第２アキシアルリップ５５のフランジ部６６に対する緊迫力が所定力以上低下する迄、ラジアルリップを有する密封装置２７０と比較して、トルクを５０％程度急激に低減することができる。したがって、この密封装置８,９を有する自動車等の燃費を低減することができて、この密封装置８,９を有する自動車等のＣＯ_２排出量を低減でき、地球温暖化の抑制に貢献できる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、第２アキシアルリップ５５の第２部分５７の摩耗によって、第２アキシアルリップ５５のフランジ部６６に対する緊迫力が所定力以上低下した状態で、上記屈曲部８０が、スリンガ５２の固定部６５に接触して、固定部６５に摺動するようになっているから、第２アキシアルリップ５５の摩耗がすすんだとしても、外部からの泥水がハブユニットの玉８,９配置空間に、浸入することを抑制できる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０が、凹面であるから、第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の円錐面や凸面である場合と比較して、第１アキシアルリップ５４のフランジ部６６に接触する部分の接触面積を小さくすることができる。したがって、第１アキシアルリップ５４のフランジ部６６に接触する部分の摺動発熱が、第１アキシアルリップ５４の広範囲の領域で発生することを抑制できて、第１アキシアルリップ５４の広範囲の領域の摩耗を抑制でき、密封装置８,９の寿命を長くすることができる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０が、凹面であるから、第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の円錐面や凸面である場合と比較して、第１アキシアルリップ５４のフランジ部６６に対する押圧力を大きくすることができる。したがって、密封性能を、第１アキシアルリップ５４の長さにあまり依存しないようにすることができて、密封装置８,９の密封性能を安定させることができ、かつ、密封装置８,９の密封性能を向上させることができる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、上記第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０が、凹面であるから、第１アキシアルリップ５４、第２アキシアルリップ５５、基部５３およびフランジ部６６で囲まれた空間８１の体積を大きくすることができ、この空間８１に大きい量の潤滑剤を収容することができる。したがって、第１アキシアルリップ５４および第２アキシアルリップ５５の焼付きや摩耗を抑制できる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、上記空間８１の体積を大きくすることができるから、第１アキシアルリップ５４を通り抜けた泥水が上記空間８１に滞在する時間を長くすることができる。したがって、フランジ部６６の回転に起因する遠心力で上記空間８１内から外部に排出される泥水の量を多くすることができる。したがって、泥水が外部から内部に浸入することを抑制できる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、上記第１アキシアルリップ５４の第２アキシアルリップ５５側の面７０が、凹面であるから、第１アキシアルリップ５４と第２アキシアルリップ５５との距離を大きくすることができる。したがって、密封装置８,９の密封性能を向上させることを意図して、第１アキシアルリップ５４および第２アキシアルリップ５５のうちの少なくとも一方の伸張方向の長さを長くした場合において、第１アキシアルリップ５４と第２アキシアルリップ５５とが接触する可能性を小さくすることができる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、第１部分５６の径方向の内方の表面５８が、弾性部材５１がスリンガ５２に組み込まれる前の組込前の状態で円錐面と凹面が滑らかに接続された形状であるから、第１部分が凸面である場合と異なり、組込状態の非摩耗状態において、第２アキシアルリップ５５を、スリンガ５２の固定部６５に対して非接触にするのに、第２アキシアルリップ５５の第１部分５６の基部５３側の一部分を、集中的かつ過度に変形させる必要がなく、第１部分５６全体を、その延在方向に略均等に変形させることによって、第２アキシアルリップ５５を、スリンガ５２の固定部６５に非接触にすることができる。すなわち、第１部分５６の一部に局所的で過大な応力がかかることがないから、第２アキシアルリップ５５の耐久力を格段に向上させることができて、密封装置８,９の寿命を長くすることができる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、第２部分５７の径方向の内方の表面５９は、組込前の状態で円錐面であるから、第２部分の径方向の内方の表面が凹面である場合と比較して、第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２のフランジ部６６との接触面圧を小さくすることができて、第２アキシアルリップ５５の摩耗を抑制することができる。したがって、第２アキシアルリップ５５の上記屈曲部８０が、スリンガ５２の固定部６５に接触するまでの時間を、長くすることができて、第２部分の径方向の内方の表面が凹面である場合と比較して、トルクが格段に小さい状態を、長期に亘って持続することができる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、第２部分５７の径方向の内方の表面５９が、滑らかにつながっているから、組込時に第２アキシアルリップ５５の変形に起因して生じる応力を、第２部分５７全体で略均等に分配して負担することができる。また、組込時に第２アキシアルリップ５５を、径方向の外方に容易に変形させることができ、かつ、第２アキシアルリップ５５の非摩耗状態において、第２アキシアルリップ５５と、スリンガ５２の固定部６５との間に、所定のクリアランスを容易かつ正確に生成することができる。

また、上記実施形態の密封装置８,９によれば、組込前の状態において、軸方向の断面において、第１部分５６の径方向の内方の面の曲率が、軸方向の外方にいくにしたがって大きくなっているから、組込時に第２アキシアルリップ５５の変形に起因して生じる応力を、第１部分５６全体で略均等に分配して負担することができ、第１部分５６に局所的な応力の集中が発生することを確実に防止することができる。したがって、密封装置８,９の寿命を更に延ばすことができる。

尚、上記実施形態の密封装置８,９では、第２部分５７の径方向の内方の表面５９は、組込前の状態で円錐面であったが、この発明では、第２部分の径方向の内方の表面は、組込前の状態で凸面であっても良い。

また、上記実施形態の密封装置８,９では、軸方向の断面において、第１部分５６の径方向の内方の表面５８は、基部５３側に位置する略円錐面状の部分と、この円錐面状の部分に滑らかにつながると共に、軸方向の外方（フランジ部６６側）にいくにしたがって曲率が大きくなっている略回転楕円面の一部からなる部分とからなっていたが、この発明では、軸方向の断面において、第１部分の径方向の内方に位置する表面全体が、円錐面、または、軸方向の外方（フランジ部側）にいくにしたがって曲率が大きくなっている回転楕円面の一部からなる部分であっても良い。この発明では、第１部分の径方向の内方に位置する表面は、軸方向の断面において、軸方向の外方（フランジ部側）にいくにしたがって曲率が一定かまたは大きくなっている形状であれば、如何なる形状であっても良い。

また、上記ハブユニットでは、玉配置空間（潤滑剤封入空間）の軸方向の両側の開口の近傍に、本発明の一実施形態の密封装置８,９が配置されていたが、本発明の密封装置は、ハブユニットの転動体（玉でなくて、ころであっても良い、また、玉ところの両方であっても良い）配置空間（潤滑剤封入空間）の軸方向の片側の開口の近傍にみに配置されても良い。

図６は、本発明の密封装置９９を備えたウォータポンプの上記密封装置９９周辺の拡大断面図である。

このウォータポンプは、ポンプ軸１００と、メカニカルシール１０１と、ポンプハウジング１０２と、外輪１０５と、本発明の密封装置９９とを有している。上記ポンプハウジング１０２は、ポンプハウジング１０２を貫通する水抜き穴１０７を有している。また、外輪１０５は、ポンプハウジング１０２の内周面に内嵌されて固定されている。

上記ポンプ軸１００、外輪１０５、および、密封装置９９は、ウォータポンプのウォータポンプ軸受の一部をなしている。すなわち、図示しないが、外輪１０５の内周面の図６に矢印ａで示す側には、軸方向に間隔をおいて、密封装置９９に近い方から、深溝型の軌道溝と、円筒軌道面が形成されている一方、ポンプ軸１００の外周面の図６に矢印ａで示す側には、軸方向に間隔をおいて、密封装置９９に近い方から、深溝型の軌道溝と、円筒軌道面が形成されている。

外輪１０５の上記軌道溝と、ポンプ軸１００の上記軌道溝との間には、保持器に保持された状態の玉が、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。また、外輪１０５の上記円筒軌道面と、ポンプ軸１００の上記円筒軌道面との間には、保持器に保持された状態の円筒ころが、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。

上記密封装置９９の芯金部１５０は、第１軌道輪としての外輪１０５の内周面に内嵌されて固定されている一方、密封装置９９のスリンガ１５２は、第２軌道輪としてのポンプ軸１００の外周面に外嵌されて固定されている。上記密封装置９９は、外輪１０５と、ポンプ軸１００との間における、メカニカルシール１０１側の開口を密封している。このようにして、メカニカルシール１０１から矢印ｂで示す方向に漏れだしたポンプ室の冷却水が、ウォータポンプ軸受の内部に入ることを防止している。

上記漏れだしたポンプ室の冷却水は、ポンプハウジング１０２に形成された水抜き穴１０７を介して矢印ｃに示す方向に外部に確実に排出されるようになっている。尚、図６において、１１１は、メカニカルシール１０１のゴムスリーブを示し、１１０は、メカニカルシール１０１のコイルバネを示している。

図６に示すウォータポンプのように、本発明の密封装置９９を、ウォータポンプに設置すると、ウォータポンプにおけるウォータポンプ軸受のトルクを低減できて、ウォータポンプを有する自動車等の燃費を低減できる。

尚、上記実施例では、本発明の密封装置８,９,９９を、ハブユニットや、ウォータポンプに設定した。しかしながら、本発明の密封装置を、モータにおける、ロータとステータとの間に設定しても良く、この場合、モータの運転コストを低減することができる。本発明の密封装置を単なる転がり軸受の内輪と外輪との間に配設しても良い。本発明の密封装置は、内周面を有する第１部材と、外周面を有する第２部材とを有し、かつ、上記第１部材と、上記第２部材とが、上記第１部材の内周面の径方向に対向する装置であれば、如何なる機械にも設置することができる。そして、本発明の密封装置を設置した機械の運転コストを低減することができる。

本発明の一実施形態の密封装置を有するハブユニットの軸方向の断面図である。 上記実施形態の密封装置全体の拡大断面図である。 上記実施形態の密封装置の第１および第２アキシアルリップ周辺の拡大断面図である。 一実験例における、比較品の密封装置および上記実施形態の密封装置の夫々における、各リップの全接触荷重に対する接触荷重比と、比較品の密封装置の全接触荷重に対する上記実施形態の密封装置の全接触荷重の比を示す図である。 上記比較品の密封装置と、上記実施形態の密封装置の夫々における、回転数と、回転トルクとの関係を示す図である。 本発明の密封装置を備えたウォータポンプの上記密封装置周辺の拡大断面図である。 比較品の密封装置全体の拡大断面図である。

符号の説明

２ 内軸
３ 外輪
４ 内輪
５ 第１の玉
６ 第２の玉
８ 第１密封装置
９ 第２密封装置
５０,１５０ 芯金部材
５１ 弾性部材
５２,１５２ スリンガ
５３ 基部
５４ 第１アキシアルリップ
５５ 第２アキシアルリップ
５６ 第１部分
５７ 第２部分
５８ 第１部分の径方向の内方の表面
５９ 第２部分の径方向の内方の表面
６０ 軸方向延在部
６１ 径方向延在部
６５ 固定部
６６ フランジ部
７０ 第１アキシアルリップの第２アキシアルリップ側の面
８０ 第２アキシアルリップの屈曲部
９９ 密封装置

Claims (2)

1. 第１軌道輪に固定されると共に、上記第１軌道輪の径方向に延在する径方向延在部を有する芯金部材と、
   第２軌道輪に固定される筒状の固定部と、この固定部から上記径方向に延在すると共に、上記径方向延在部よりも上記第２軌道輪の軸方向の外方に位置するフランジ部とを有するスリンガと、
   上記径方向延在部に固定されている基部と、上記基部につながると共に、上記スリンガに摺動するリップ部を有する弾性部材と
   を備え、
   上記リップ部は、
   上記基部から上記径方向の上記第１軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在して、上記フランジ部に摺動する第１アキシアルリップと、
   上記第１アキシアルリップよりも上記第２軌道輪側に、上記第１アキシアルリップに対して上記径方向に間隔をおいて位置していると共に、上記フランジ部に摺動する第２アキシアルリップと
   からなり、
   上記第１アキシアルリップの上記第２アキシアルリップ側の面は、凹面であり、
   上記第２アキシアルリップは、
   上記基部から上記径方向の上記第２軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在する第１部分と、
   上記第１部分の上記軸方向の外方側の先端から上記径方向の上記第１軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在して、上記フランジ部に摺動する第２部分と
   からなり、
   上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれた後の組込後の非摩耗状態において、上記弾性部材は、上記スリンガの上記固定部に対して上記径方向に間隔をおいて位置している一方、上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれた後で、かつ、上記第２アキシアルリップの摩耗によって上記第２アキシアルリップの上記フランジ部に対する緊迫力が所定力以上低下した状態で、上記第２アキシアルリップの上記スリンガの上記固定部に対向している部分の一部分は、上記スリンガの上記固定部に摺動することを特徴とする密封装置。
2. 請求項１に記載の密封装置において、
   上記弾性部材が上記スリンガに組み込まれる前の状態において、上記第１部分の上記径方向の内方の表面は、円錐面または凹面である一方、上記第２部分の上記径方向の内方の表面は、円錐面または凸面であることを特徴とする密封装置。

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