JP2009074588A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクが小さくて、長期にわたって密封性能が低下しにくい密封装置を提供すること。
【解決手段】パックシールの弾性部材５１を、芯金部材５０の径方向延在部６１に固定される基部５３と、基部５３から延在して、スリンガ５２のフランジ部６６に摺動する芯金固定部側リップ５４およびスリンガ固定部側リップ５５と、基部５３から延在して、スリンガ５２の固定部６５の軸方向の端面９８に摺動する第２アキシアルリップ５６とで構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、密封装置に関する。

従来、密封装置としては、特開２００３−３１４６９８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、芯金部材と、芯金部材に固定された弾性部材と、断面Ｌ字状のスリンガとを備える。上記スリンガは、軸方向に延在する軸方向延在部と、径方向に延在するフランジ部とからなる。上記弾性部材は、上記軸方向延在部に常に摺動するラジアルリップと、上記フランジ部に摺動する第１フランジ摺動リップと、第１フランジ摺動リップの径方向の内方に位置すると共に、上記フランジ部に摺動する第２フランジ摺動リップとを有する。上記第１フランジ摺動リップおよび第２フランジ摺動リップは、フランジ部に軸方向に接触しており、アキシアルリップになっている。

このような背景において、ハブユニットにおいて、転動体を外部に対して密封する密封装置のトルクの大幅な低減が所望されている。また、従来の密封装置では、ラジアルリップの摩耗が激しくて、時間の経過とともに密封性能が低下するのを避けがたい。このため、長期に亘って密封性能が低下しにくい密封装置が所望されている。
特開２００３−３１４６９８号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、トルクが小さくて、長期にわたって密封性能が低下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、
筒状の固定部、および、この固定部から上記固定部の略径方向に延在する径方向延在部を有する芯金部材と、上記芯金部材に固定された弾性部材とを有するシール部材と、
筒状の固定部と、この固定部の軸方向の一端部から略上記径方向に延在するフランジ部とを有するスリンガと
を備え、
上記弾性部材は、
上記芯金部材の上記径方向延在部に固定された基部と、
上記基部から延在して、上記スリンガの上記フランジ部に摺動する一つまたは複数の第１アキシアルリップと、
上記基部から延在して、上記スリンガの上記固定部の上記軸方向の他端部の端面に摺動する第２アキシアルリップと
からなることを特徴としている。

尚、上記「上記弾性部材は、上記芯金部材の上記径方向延在部に固定されている基部と、上記基部から延在して、上記スリンガの上記フランジ部に摺動する一つまたは複数の第１アキシアルリップと、上記基部から延在して、上記スリンガの上記固定部における上記軸方向の他端部の端面に摺動する第２アキシアルリップとからなる」という記載は、最も径方向のスリンガの固定部側の第１アキシアルリップが、摩耗していない状態での、弾性部材について言及したものである。

すなわち、最も径方向のスリンガの固定部側に位置する第１アキシアルリップが如何なる状態においても、スリンガの固定部に接触しない場合が、この発明に含まれるのは勿論のこと、最も径方向のスリンガの固定部側に位置する第１アキシアルリップが一定期間使用した後に摩耗して、その第１アキシアルリップの一部が、スリンガの固定部の周面に接触して、ラジアルリップとして機能する場合も、この発明に含まれるものとする。

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、弾性部材が、基部と、第１および第２アキシアルリップとからなって、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップの非摩耗状態（以下、単に非摩耗状態という）で、弾性部材がラジアルリップを有していないから、非摩耗状態（または、最も径方向のスリンガの固定部側に位置する第１アキシアルリップが如何なる状態においても、スリンガの固定部に接触しない場合は、全ての状態）で、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、上記基部から延在して、上記スリンガの上記固定部における上記軸方向の他端部の端面に摺動する第２アキシアルリップを有するから、この密封装置が、スリンガの固定部の軸方向のフランジ部側とは反対側に位置する転動体が配置された転がり軸受装置の転動体配置空間を密封している場合において、転がり軸受装置の温度上昇に伴って転動体配置空間内の気圧が上昇した場合、第２アキシアルリップが、上記スリンガの固定部の端面に軸方向に押圧されて、第２アキシアルリップと、上記スリンガの固定部の端面との間で、気密な密閉が実現される。したがって、転動体配置空間内の気圧が上昇した場合において、転動体配置空間内の空気や潤滑剤が外部に漏れ出ることを確実に防止できる。

また、本発明によれば、転動体配置空間内の気圧が上昇した場合において、転動体配置空間内の空気や潤滑剤が外部に漏れ出ることを抑制できるから、転がり軸受装置の使用後において、転がり軸受装置の温度が低下した場合において、転動体配置空間内の気圧が、負圧になりにくい。したがって、転がり軸受装置の使用後において、外部の異物が軸受装置内に引き込まれることを抑制できて、外部の異物が軸受装置内に浸入することを確実に防止することができる。

また、本発明によれば、ラジアルリップが存在しない状態で、優れた密封性能を維持できる。また、仮に、最もフランジ部の固定部側の第１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、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップがスリンガの固定部に接触する場合でも、その場合において、接触部に、ラジアルリップの役割を果たさせることができて、優れた密封性能を維持することができる。したがって、長期に亘って密封性能を優れたものにすることができる。

また、一実施形態では、上記第２アキシアルリップの上記フランジ部側かつ上記径方向の外側の面と、上記スリンガの上記固定部の上記端面とは、上記第２アキシアルリップと上記スリンガの上記端面との接触点において、上記軸方向の断面において、鋭角をなしている。

上記実施形態によれば、上記第２アキシアルリップの上記フランジ部側かつ上記径方向の外側の面と、上記スリンガの上記固定部の上記端面とは、上記第２アキシアルリップと上記スリンガの上記端面との接触点において、上記軸方向の断面において、鋭角をなしているから、第２アキシアルリップの上記スリンガの上記固定部の上記端面に対する接触幅を小さくできて、摩耗を抑制できる。

また、一実施形態では、上記第１アキシアルリップは、上記基部から上記径方向の上記芯金部材の上記固定部側かつ上記軸方向の上記フランジ部側に延在して、上記フランジ部に摺動する芯金固定部側リップと、上記芯金固定部側リップの上記径方向の上記スリンガの上記固定部側に、上記芯金固定部側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スリンガ固定部側リップとからなっている。

また、一実施形態では、上記スリンガ固定部側リップは、上記基部から上記径方向の上記スリンガの上記固定部側かつ上記軸方向の上記フランジ部側に延在する第１部分と、上記第１部分の上記軸方向の上記フランジ部側の先端から上記径方向の上記芯金部材の上記固定部側かつ上記軸方向の上記フランジ部側に延在して、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る前の状態において、上記第１部分の上記径方向の上記スリンガの上記固定部側の表面は、凹面である一方、上記第２部分の上記径方向の上記スリンガの上記固定部側の表面は、円錐面または凸面である。

尚、この明細書では、円錐面は、凹面に含まれる一方、凸面に含まれないものとする。

本発明者は、従来の構成の密封装置では、組込時における、径方向の内方のアキシアルリップの芯金部材側の部分の変形が大きくて、この部分に応力集中がおこって、この部分の耐久性が小さくなって、結果として、密封装置の寿命が短くなっていることを見出した。

上記実施形態によれば、上記第１部分の上記径方向の上記スリンガの固定部側の表面が、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凹面であるから、第１部分の上記径方向の上記スリンガの固定部側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、上記スリンガ固定部側リップを、スリンガの固定部に対して非接触にするのに、スリンガ固定部側リップの第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くて、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、スリンガ固定部側リップを、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、スリンガ固定部側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スリンガの固定部側の表面は、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部分の上記スリンガの固定部側の表面が凹面である場合と比較して、上記スリンガ固定部側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、スリンガ固定部側リップの摩耗を抑制することができる。したがって、スリンガ固定部側リップが、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部分の上記スリンガの固定部側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、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た後の組込後の非摩耗状態において、上記スリンガ固定部側リップは、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の摩耗した状態で、かつ、上記スリンガ固定部側リップの摩耗によって上記スリンガ固定部側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、上記スリンガ固定部側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は、上記スリンガの上記固定部に摺動するようになっている。

上記実施形態によれば、上記スリンガ固定部側リップの第２部分の摩耗によって、上記スリンガ固定部側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、上記スリンガ固定部側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、スリンガ固定部側リップの摩耗がすすんだとしても、スリンガ固定部側リップの上記一部をラジアルリップとすることができて、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、一実施形態では、上記第２部分の上記スリンガの固定部側の表面が、滑らかにつながっている。

上記滑らかにつながるとは、密封装置の軸方向の断面において、上記第２部分の上記スリンガの固定部側の表面が、一端から他端（一端および他端は、右微分または左微分可能な状態）まで微分可能な状態であることをいう。

上記実施形態によれば、上記第２部分の上記スリンガの固定部側の表面が、滑らかにつながっているから、組込時にスリンガ固定部側リップの変形に起因して生じる応力を、第２部分全体で略均等に分配して負担することができる。また、組込時にスリンガ固定部側リップを、径方向の芯金部材側に容易に変形させることができ、かつ、芯金固定部側リップおよびスリンガ固定部側リップの非摩耗状態において、スリンガ固定部側リップと、スリンガの固定部との間に、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、一実施形態では、上記組込前の状態において、上記軸方向の断面において、上記第１部分の上記スリンガの固定部側の表面の曲率は、上記軸方向の上記フランジ部側にいくにしたがって大きくなっている。

「上記軸方向の上記フランジ部側にいくにしたがって大きくなっている」という文言には、軸方向の断面において、第１部分の上記スリンガの固定部側の表面が、軸方向のフランジ部側にいくにしたがって、部分的に曲率が一定になっている部分を含んでいる場合も含まれるものとする。このことから、例えば、上記文言には、軸方向の断面において、第１部分のスリンガの固定部側の表面が、基部側に位置する円錐面と、この円錐面に滑らかにつながると共に、回転楕円面からなる凹面とからなっている場合等が含まれる。

上記実施形態によれば、上記組込前の状態において、上記軸方向の断面において、上記第１部分の上記スリンガの固定部側の表面の曲率は、上記軸方向のフランジ部側にいくにしたがって大きくなっているから、組込時にスリンガ固定部側リップの変形に起因して生じる応力を、第１部分全体で略均等に分配して負担することができ、スリンガ固定部側リップの固定部に対する非接触状態を実現したとき、第１部分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。

本発明の密封装置によれば、少なくとも第１アキシアルリップが非摩耗の非摩耗状態で、弾性部材がラジアルリップを有していないから、上記非摩耗状態で、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、本発明の密封装置によれば、基部から延在して、スリンガの固定部における軸方向の他端部の端面に摺動する第２アキシアルリップを有するから、この密封装置が、スリンガの固定部の軸方向のフランジ部側とは反対側に位置する転動体が配置された転がり軸受装置の転動体配置空間を密封している場合において、転がり軸受装置の温度上昇に伴って転動体配置空間内の気圧が上昇した場合、第２アキシアルリップが、スリンガの固定部の端面に軸方向に押圧されて、第２アキシアルリップと、スリンガの固定部の端面との間で、気密な密閉が実現される。したがって、転動体配置空間内の気圧が上昇した場合において、転動体配置空間内の空気や潤滑剤が外部に漏れ出ることを確実に防止できる。

また、本発明の密封装置によれば、転動体配置空間内の気圧が上昇した場合において、転動体配置空間内の空気や潤滑剤が外部に漏れ出ることを抑制できるから、転がり軸受装置の使用後において、転がり軸受装置の温度が低下した場合において、転動体配置空間内の気圧が、負圧になりにくく、転がり軸受装置の使用後において、外部の異物が軸受装置内に引き込まれることを抑制できて、外部の異物が軸受装置内に浸入することを確実に防止できる。

また、本発明の密封装置によれば、外部の異物が軸受装置内に引き込まれることを抑制できる第２アキシアルリップを有するから、ラジアルリップが存在しなくても、優れた密封性能を維持できる。また、仮に、最もフランジ部の固定部側の第１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、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップの一部がスリンガの固定部に接触する場合でも、その場合において、その第１アキシアルリップの一部に、ラジアルリップの役割を果たさせることができるから、優れた密封性能を維持することができる。したがって、本発明の密封装置によれば、第１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、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップの一部がスリンガの固定部に接触するか、または、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップがスリンガの固定部に接触しないかに拘わらず、密封性能を長期に亘って優れたものにすることができる。

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８,９を備える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、複数の転動体としての複数の第１の玉５、複数の転動体としての複数の第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。軸方向において、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。

図２は、シール部材４８がスリンガ５２に組み込まれた後の第１密封装置８の軸方向の断面図である。

尚、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。また、図２においては、以下に説明する第１アキシアルリップ（芯金固定部側リップ５４およびスリンガ固定部側リップ５５）については、スリンガ５２のフランジ部６６から力を受けないと仮定した場合の位置を図示している。

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、シール部材４８と、スリンガ５２とを備え、シール部材４８は、芯金部材５０と、弾性部材５１とからなる。

上記芯金部材５０は、環状に形成されている。上記芯金部材５０は、断面Ｌ字状の形状を有している。芯金部材５０は、筒状の固定部６０と、径方向延在部６１からなる。上記固定部６０は、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、固定部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）から略径方向の内方に延在している。

上記スリンガ５２は、環状に形成されている。上記スリンガ５２は、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の内周面６８は、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）の端部から略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よりもハブユニットの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、環状に形成されている。上記弾性部材５１は、芯金部材５０の固定部６０の内周面全面と、その固定部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、第１アキシアルリップとしての芯金固定部側リップ５４と、第１アキシアルリップとしてのスリンガ固定部側リップ５５と、第２アキシアルリップ５６とを有する。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、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、または、フッ素ゴムが好適に用いられる。

上記基部５３は、芯金部材５０の固定部６０の内周面および径方向延在部６１の軸方向の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、上記固定部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。

上記芯金固定部側リップ５４およびスリンガ固定部側リップ５５の夫々は、基部５３から延在して、スリンガ５２のフランジ部６６に摺動している。上記芯金固定部側リップ５４は、基部５３から径方向の芯金部材５１の固定部側かつ軸方向の外方側に延在して、フランジ部６６に摺動している。上記スリンガ固定部側リップ５５は、芯金固定部側リップ５４の径方向のスリンガ５２の固定部６５側に、芯金固定部側リップ５４に対して径方向に間隔をおいて位置し、フランジ部６６に摺動している。

上記スリンガ固定部側リップ５５は、第１部分５７と、第２部分５８と、屈曲部５９とを有する。上記第１部分５７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一方、第２部分５８は、径方向の外輪３側かつ軸方向の外方側に延在している。上記屈曲部５９は、第１部分５７と第２部分５８との間に位置し、第１部分５７と第２部分５８とを連結している。上記屈曲部５９は、断面略Ｖ字状の形状を有している。軸方向の断面において、上記スリンガ固定部側リップ５５において、屈曲部５９の先端は、径方向の最内方に位置している。

図示はしないが、上記シール部材４８の弾性部材５１がスリンガ５２に組み込まれる前の状態において、すなわち、弾性部材５１が、スリンガ５２から力を受けていない状態において、第１部分５７の径方向の内方の表面９０は、凹面である一方、第２部分５８の径方向の内方の表面９１は、円錐面になっている。

図示はしないが、上記弾性部材５１がスリンガ５２から力を受けていない状態において、軸方向の断面において、第１部分５７の径方向の内方の表面９０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、上記弾性部材５１がスリンガ５２から力を受けていない状態において、軸方向の断面において、第１部分５７の径方向の内方の表面９０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（円錐面よりも径方向の内方に傾くように曲率が大きくなっている）とからなっている。

一方、上記第２部分５８の径方向の内方の表面９１は、弾性部材５１がスリンガ５２から力を受けていない状態において、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９１は、滑らかにつながっている。

上記第２アキシアルリップ５６は、基部５３の径方向の最内方かつ軸方向の最内方（軸方向のフランジ部６６側とは反対側）から、径方向の内方かつ軸方向の外方に斜めに延在している。上記第２アキシアルリップ５６の径方向の内方の先端部における軸方向の外方の角部は、スリンガ５２の固定部６５の軸方向の端面９８に接触している。

上記スリンガ５２の軸方向の断面において、第２アキシアルリップ５６とスリンガ５２の固定部６５の端面９８との接触点９４で、第２アキシアルリップ５６のフランジ部６６側かつ径方向の外側の面９３と、スリンガ５２の固定部６５の軸方向の端面９８とがなす角θは、鋭角になっている。

上記芯金固定部側リップ５４、および、スリンガ固定部側リップ５５の第２部分５８は、組み付け時において、シール部材４８とスリンガ５２との中心軸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。また、上記第２アキシアルリップ５６は、組み付け時において、シール部材４８とスリンガ５２との中心軸を中心とする相対回転により、スリンガ５２の端面９８に摺動するようになっている。また、組み付け状態、かつ、組込後の使用時の非摩耗状態において、スリンガ固定部側リップ５５の一部である屈曲部５９は、スリンガ５２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。

この実施形態の密封装置では、上記スリンガ固定部側リップ５５の第２部分５８の摩耗によって、スリンガ固定部側リップ５５のフランジ部６６に対する緊迫力が低下した状態においても、屈曲部５９は、スリンガ５２の固定部６５に対して径方向に間隔をおいて位置するようになっている。尚、スリンガ固定部側リップのフランジ部に対する緊迫力が所定以上低下した状態において、屈曲部が、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ても良い。すなわち、スリンガ固定部側リップのフランジ部に対する緊迫力が所定以上低下した状態で、屈曲部が、ラジアルリップ（ラビリンスシールではない接触ラジアルリップであるという意味）としての役割を担うようになっていても良い。

上記芯金固定部側リップ５４と、スリンガ固定部側リップ５５と、スリンガ５２のフランジ部６６とが形成する空間や、スリンガ固定部側リップ５５と、第２アキシアルリップ５６と、スリンガ５２とが形成する空間には、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。このグリースによって、芯金固定部側リップ５４とスリンガ５２との摺動部、スリンガ固定部側リップ５５とスリンガ５２との摺動部、および、第２アキシアルリップ５６とスリンガ５２との摺動部の潤滑が行われるようになっている。

図３は、一実験例における、比較品の密封装置における全接触荷重に対する各リップの接触荷重の比を示す図である。ここで、図３に結果を示す実験は、潤滑剤（グリース等）を使用せずに実施されたものである。また、図５は、図３に結果を示す実験で使用した比較品の密封装置の軸方向の断面図である。

図５に示すように、この比較品の密封装置は、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。この比較品の密封装置は、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５は、比較例の密封装置において、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、弾性部材２５１の組み付け位置での、弾性部材２５１の存在位置を示している。

図３に示すように、比較品の密封装置においては、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。

上記実施形態の密封装置によれば、シール部材４８がスリンガ５２に組み込まれた後において、弾性部材５１が、３つのアキシアルリップ（芯金固定部側リップ５４、スリンガ固定部側リップ５５、第２アキシアルリップ５６）を有するのみで、スリンガ５２の固定部６５に接触するラジアルリップが存在しない状態になっているから、接触荷重を急激に低減することができて、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、上記実施形態の密封装置によれば、密封装置が、上記基部５３から延在して、スリンガ５２の固定部６５における軸方向の端面９８に摺動する第２アキシアルリップ５６を有し、かつ、密封装置が、スリンガ５２の固定部６５の軸方向のフランジ部６６側とは反対側に位置する玉配置空間を密封しているから、転がり軸受装置の温度上昇に伴って玉配置空間内の気圧が上昇した場合、第２アキシアルリップ５６が、スリンガ５２の固定部６５の端面９８に軸方向に押圧されて、第２アキシアルリップ５６と、スリンガ５２の固定部６５の端面９８との間で、気密な密閉が実現される。したがって、玉配置空間内の気圧が上昇した場合において、玉配置空間内の空気や潤滑剤（グリース等）が外部に漏れ出ることを確実に防止できる。

また、上記実施形態の密封装置によれば、玉配置空間内の気圧が上昇した場合において、玉配置空間内の空気や潤滑剤が外部に漏れ出ることを抑制できるから、転がり軸受装置の使用後の非運転時において、転がり軸受装置の温度が低下した場合において、上記玉配置空間内の気圧が、負圧になりにくい。したがって、転がり軸受装置の使用後において、外部の異物が軸受装置内に引き込まれることを抑制できて、外部の異物が軸受内に浸入することを確実に防止することができる。

また、上記実施形態の密封装置によれば、外部の異物が軸受装置内に引き込まれることを抑制できる第２アキシアルリップ５６を有しているから、ラジアルリップが存在しなくても、優れた密封性能を維持できる。また、仮に、他の実施形態において、最もフランジ部の固定部側の第１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、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップの一部がスリンガの固定部に接触する場合でも、その場合において、その第１アキシアルリップの一部に、ラジアルリップの役割を果たさせることができるから、優れた密封性能を維持することができる。

したがって、この実施形態のように、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップ（スリンガ固定部側リップ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、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップ（スリンガ固定部側リップ５５）が、スリンガ５２の固定部６５に接触しないか、または、他の実施形態のように、最もスリンガの固定部側の第１アキシアルリップの一部がスリンガの固定部に接触するかに拘わらず、長期に亘って密封性能を優れたものにすることができる。

また、上記実施形態の密封装置によれば、上記スリンガ５２の軸方向の断面において、第２アキシアルリップ５６とスリンガ５２の固定部６５の端面９８との接触点で、第２アキシアルリップ５６のフランジ部６６側かつ径方向の外側の面９３と、スリンガ５２の固定部６５の端面９８とがなす角θが、鋭角をなしているから、第２アキシアルリップ５６のスリンガ５２の固定部６５の端面９８に対する接触幅を小さくできて、摩耗を抑制できる。

また、図１に示すハブユニットによれば、上記実施形態の密封装置を備えるから、運転時において、密封装置のトルクを小さくすることができて、このハブユニットを有する車両の燃費を小さくすることができる。

尚、上記実施形態の密封装置では、上記基部５３から延在して、スリンガ５２のフランジ部６６に摺動する第１アキシアルリップが、二つ存在していたが、この発明では、弾性部材の基部から延在して、スリンガのフランジ部に摺動する第１アキシアルリップが、一つのみまたは三つ以上存在しても良い。

また、上記実施形態の密封装置では、図２に示すように、軸方向の断面において、上記第２アキシアルリップ５６のフランジ部６６側かつ径方向の外側の面９３および径方向の内側の面の両方が略直線形状であって、第２アキシアルリップ５６の径方向の外方および内方の表面が略円錐面状であるが、この発明では、軸方向の断面において、第２アキシアルリップのフランジ部側かつ径方向の外側の面および径方向の内側の面のうちの少なくとも一方は、直線形状ではなくて曲線形状であっても良い。要は、第２アキシアルリップは、基部から延在して、スリンガの固定部の軸方向の端面に摺動できる形状であれば、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、本発明の密封装置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のみに配置されても良い。

図４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４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４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転動体としての玉が、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転動体としての円筒ころが、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、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、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４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４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。

また、このウォータポンプによれば、密封装置９９の弾性部材１５１が、スリンガ１５２の固定部１６５の軸方向の端面１７０に摺接する第２アキシアルリップ１５６を備えているから、ウォータポンプの転動体配置空間の温度が、低温から高温に変動した場合に、転動体配置空間から空気および潤滑剤が外部に漏れ出ることを抑制できる一方、転動体配置空間の温度が、高温から低温に変動した場合において、転動体配置空間内で負圧が発生しにくく、このことに起因して転動体配置空間に外部から異物が浸入することを抑制できる。

尚、上記実施例では、本発明の密封装置を、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と共に、その機械において密封装置の性能を優れたものにすることができる。

本発明の一実施形態の密封装置を備えるハブユニットの軸方向の断面図である。 シール部材がスリンガに組み込まれた後の第１密封装置の軸方向の断面図である。 一実験例における、比較品の密封装置における全接触荷重に対する各リップの接触荷重の比を示す図である。 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。 比較品の密封装置の軸方向の断面図である。

符号の説明

４８ シール部材
５０,１５０ 芯金部材
５１,１５１ 弾性部材
５２,１５２ スリンガ
５３ 基部
５４ 芯金固定部側リップ
５５ スリンガ固定部側リップ
５６,１５６ 第２アキシアルリップ
６０ 固定部
６１ 径方向延在部
６５,１６５ 固定部
６６ フランジ部
９３ 第２アキシアルリップのフランジ部側かつ径方向の外側の面
９４ 第２アキシアルリップとスリンガの固定部の端面との接触点
９８,１７０ スリンガの固定部の軸方向の端面
θ スリンガの軸方向の断面において、第２アキシアルリップとスリンガの固定部の端面との接触点で、第２アキシアルリップのフランジ部側かつ径方向の外側の面と、スリンガの固定部の端面とがなす角

Claims (2)

1. 筒状の固定部、および、この固定部から上記固定部の略径方向に延在する径方向延在部を有する芯金部材と、上記芯金部材に固定された弾性部材とを有するシール部材と、
   筒状の固定部と、この固定部の軸方向の一端部から略上記径方向に延在するフランジ部とを有するスリンガと
   を備え、
   上記弾性部材は、
   上記芯金部材の上記径方向延在部に固定された基部と、
   上記基部から延在して、上記スリンガの上記フランジ部に摺動する一つまたは複数の第１アキシアルリップと、
   上記基部から延在して、上記スリンガの上記固定部の上記軸方向の他端部の端面に摺動する第２アキシアルリップと
   からな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、
   上記第２アキシアルリップの上記フランジ部側かつ上記径方向の外側の面と、上記スリンガの上記固定部の上記端面とは、上記第２アキシアルリップと上記スリンガの上記端面との接触点において、上記軸方向の断面において、鋭角をなしていることを特徴とする密封装置。

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