JP2009074601A

JP2009074601A - 密封装置

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Publication number: JP2009074601A
Application number: JP2007243418A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tabata; 正裕田幡; Kazutoshi Yamamoto; 和俊山本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: JP4893550B2

Abstract

【課題】トルクを長期に亘って大幅に低減できる密封装置を提供すること。
【解決手段】弾性部材５１を、芯金部材５０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に摺動する第１および第２アキシアルリップ５４,５５とで構成する。第２アキシアルリップ５５を、第１アキシアルリップ５４とスリンガ５２の固定部６５との間に、両方に間隔をおいて位置させる。第２アキシアルリップ５５を、基部５３から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部６６側に延在する第１部分６７と、第１部分５７の先端から径方向の外方かつ軸方向のフランジ部６６側に延在する第２部分５８とで構成する。軸方向の断面において、第１部分５７の径方向の内方の面８０の長さを、第２部分５８の径方向の内方の面８１の長さよりも長くする。
【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アキシアルリップと、第１アキシアル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アキシアルリップとを有する。

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。
特開２００３−３１４６９８号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、背景技術の密封装置と比較して、トルクを長期に亘って大幅に低減できる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、上記フランジ部に摺動する第１アキシアルリップと、
上記スリンガの上記固定部に間隔をおいた状態で上記第１アキシアルリップと上記スリンガの上記固定部との間に位置して、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２アキシアルリップは、
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、
上記軸方向の断面において、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面の長さは、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面の長さよりも長いことを特徴としている。

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、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、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、上記軸方向の断面において、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面の長さが、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面の長さよりも長いから、シール部材をスリンガに組み付けて、第２部分に、軸方向の芯金部材の径方向延在部側に力を付与したとき、第２アキシアルリップが、第２アキシアルリップとスリンガの固定部との最短距離が近づくように変形する。

したがって、第２部分のフランジ部に摺動する部分の摩耗がすすんだ場合、第２アキシアルリップが、第２アキシアルリップとスリンガの固定部との最短距離が遠ざかるように変形するから、使用と共に、第２アキシアルリップが摩耗しても、第２アキシアルリップがスリンガの固定部に接触することがない。すなわち、使用の全期間において、ラジアルリップが存在することがない。

したがって、この密封装置を使用している期間の全てにおいて、弾性部材がスリンガの固定部に接触することがなく、上記期間の全てにおいて、長期に亘ってトルクを大幅に低減することができる。

また、本発明によれば、密封装置の芯金部材の径方向延在部の軸方向のフランジ部側とは反対側の空間（例えば、この密封装置がハブユニットの転動体配置空間を密封している場合、その転動体配置空間）の気圧を、第２部分よりも長さが長い第１部分で受け止めることができる。

したがって、比較例の密封装置、すなわち、軸方向の断面において、第１部分の径方向のスリンガの固定部側の面の長さが、第２部分の径方向のスリンガの固定部側の面の長さよりも短い密封装置と比較して、第２アキシアルリップにおいて、上記空間の気圧を受ける部分の表面積を大きくすることができるから、上記空間の気圧が、上記反対側の空間の温度上昇によって増大しても、上記反対側の空間の気圧を、第１部分で確実に受けることができて、上記第２部分が、径方向の芯金部材の固定部側へ殆ど浮き上がることがない。したがって、上記反対側の空間の内圧が大きい場合において、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、上記シール部材が上記スリンガに組み込まれた後の状態において、上記断面において、上記第２部分の上記フランジ部に接触している部分は、上記第１アキシアルリップの上記径方向の上記スリンガの上記固定部側の面と上記基部との交点と、上記第１部分の上記径方向の上記芯金部材の上記固定部側の面と上記基部との交点との上記径方向の中点よりも、上記径方向の上記スリンガの上記固定部側に位置している。

上記実施形態によれば、上記反対側の空間の気圧の変動に依存する第２部分の径方向の芯金部材の固定部側への浮き上がりを更に抑制することができる。

本発明の密封装置によれば、弾性部材の使用の全期間において、弾性部材がラジアルリップを有していないから、弾性部材の使用の全期間において、トルクを急激に低減することができて、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、密封装置の芯金部材の径方向延在部の軸方向のフランジ部とは反対側の空間の気圧が大きい場合において、密封性能を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５４および第２アキシアルリップ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、断面略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、断面略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５４と、第２アキシアルリップ５５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。上記第１アキシアルリップ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。上記第２アキシアルリップ５５は、第１アキシアルリップ５４の径方向のスリンガ５２の固定部６５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、フランジ部６６に摺動している。図示しないが、組み付け状態において、上記第２アキシアルリップ５５は、スリンガ５２の固定部６５に対して間隔をおいて径方向に対向している。

上記第２アキシアルリップ５５は、第１部分５７と、第２部分５８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。上記第２部分５８は、第１部分５７の先端から径方向の外輪３側かつ軸方向の外方側に延在している。軸方向の断面において、第１部分５７の先端における径方向の最内方の部分は、上記第２アキシアルリップ５５において、径方向の最内方に位置している。

図２に示すように、第２アキシアルリップ５５がフランジ部６６から力を受けていない状態で、軸方向の断面において、第１部分５７の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面（第１部分５７の径方向の内方の面）８０は、略直線状の形状を有し、かつ、第２部分５８の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面（第２部分５８の径方向の内方の面）８１は、略直線状の形状を有している。

上記第２アキシアルリップ５５がフランジ部６６から力を受けていない状態で、軸方向の断面において、第１部分５７の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面８０の長さａは、第２部分５８の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面８１の長さｂよりも長くなっている。

図２に示すように、上記シール部材４８のスリンガ５２に対する組み付け位置で、かつ、第２アキシアルリップ５５がフランジ部６６から力を受けていない状態で、第２部分５８においてフランジ部５８に接触することが設計されている部分６９は、芯金部材５０の径方向延在部６１の径方向の最内方の位置する部分７０よりも径方向の内方に位置している。

また、図示しないが、シール部材４８がスリンガ５２に組み込まれた後の状態で、かつ、第２アキシアルリップ５５がフランジ部６６から力を受けている状態で、軸方向の断面において、第２部分５８のフランジ部６６に接触している部分６９は、第１アキシアルリップ５４の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面と基部５３との交点cと、第１部分５７の径方向の芯金部材５０の固定部６０側の面と基部５３との交点ｄとの径方向の中点ｅよりも、径方向のスリンガ５２の固定部６５側（径方向の内方側）に位置している。

上記第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。

上記第２アキシアルリップ５５の第２部分５８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に対する緊迫力が低下すると、第２アキシアルリップ５５が、スリンガ５２の固定部６５から離れる方向、すなわち、径方向の外方に移動するようになっている。

上記第１アキシアルリップ５４と第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２の形成する空間や、第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２とが対向する空間には、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。上記グリースによって、第１アキシアルリップ５４とスリンガ５２との摺動部および第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２との摺動部を潤滑するようになっている。

図３は、一実験例における、比較品の密封装置および上記実施形態の密封装置の夫々において、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。

ここで、上記比較品の密封装置とは、図６に示す芯金部材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って、２つのラジアルリップ（補助リップ２７３および主リップ２７２）と、１つのアキシアルリップ２７１を有する密封装置である。

尚、図６では、弾性部材２５１の位置として、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位置を示している。

図３に示すように、上記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。

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４は、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。

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。尚、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も潤滑剤を一切使用せずに実施した。

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、密封装置の使用の全期間において、弾性部材５１が、２つのアキシアルリップ（第１アキシアルリップ５４、第２アキシアルリップ５５）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、密封装置の使用の全期間において、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、上記軸方向の断面において、第１部分５７の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面８０の長さが、第２部分５８の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面８１の長さよりも長いから、シール部材４８をスリンガ５２に組み付けて、第２部分５８に、軸方向の芯金部材５０の径方向延在部６１側に力を付与したとき、上述のように、第２アキシアルリップ５５が、第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２の固定部６５との最短距離が近づくように変形する。

したがって、第２部分５８のフランジ部６６に摺動する部分の摩耗がすすんだ場合、第２アキシアルリップ５５が、第２アキシアルリップ５５とスリンガ５２の固定部６５との最短距離が遠ざかるように変形するから、使用と共に、第２アキシアルリップ５５が摩耗しても、第２アキシアルリップ５５がスリンガ５２の固定部６５に接触することがない。すなわち、使用の全期間において、ラジアルリップが存在することがない。

したがって、この密封装置を使用している期間の全てにおいて、弾性部材５１がスリンガ５２の固定部６５に接触することがなく、上記期間の全てにおいて、長期に亘ってトルクを大幅に低減することができる。

また、上記実施形態の密封装置によれば、密封装置の芯金部材５０の径方向延在部６１の軸方向のフランジ部６６側とは反対側のハブユニットの転動体配置空間の気圧を、第２部分５８よりも長さが長い第１部分５７で受け止めることができる。したがって、比較例の密封装置、すなわち、軸方向の断面において、第１部分の径方向のスリンガの固定部側の面の長さが、第２部分の径方向のスリンガの固定部側の面の長さよりも短い密封装置と比較して、第２アキシアルリップ５５において、上記転動体配置空間の気圧を受ける部分の表面積を大きくすることができるから、上記転動体配置空間の気圧が、上記転動体配置空間の温度上昇によって増大しても、上記転動体配置空間の気圧を、第１部分５７で確実に受けることができて、第２部分５８が、径方向の芯金部材５０の固定部６０側へ殆ど浮き上がることがない。したがって、上記転動体配置空間の内圧が大きい場合において、密封性能を優れたものにすることができる。したがって、上記転動体配置空間の温度が高温で、上記転動体配置空間の内圧が大きい場合であっても、上記転動体配置空間内に封入されているグリース等の潤滑剤が外部に漏れ出ることを略完全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、シール部材４８がスリンガ５２に組み込まれた後の状態で、かつ、第２アキシアルリップ５５がフランジ部６６から力を受けている状態で、軸方向の断面において、第２部分５８のフランジ部６６に接触している部分６９が、第１アキシアルリップ５４の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面と基部５３との交点cと、第１部分５７の径方向の芯金部材５０の固定部６０側の面と基部５３との交点ｄとの径方向の中点ｅよりも、径方向のスリンガ５２の固定部６５側（径方向の内方側）に位置しているから、上記転動体配置空間の気圧の変動に依存する第２部分５８の径方向の芯金部材５０の固定部６０側への浮き上がりを更に抑制することができる。

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格段に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、第２アキシアルリップ５５がフランジ部６６から力を受けていない状態で、第１部分５７の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面８０は、略円錐形状を有し、かつ、第２部分５８の径方向のスリンガ５２の固定部６５側の面８１は、略円錐形状を有していた。

しかしながら、この発明では、第２アキシアルリップがフランジ部から力を受けていない状態で、第１部分の径方向のスリンガの固定部側の面は、凸面または凹面であっても良く、かつ、第２部分の径方向のスリンガの固定部側の面は、凸面または凹面であっても良い。また、この発明では、第２アキシアルリップがフランジ部から力を受けていない状態で、第１部分の径方向のスリンガの固定部側の面は、凸面および凹面以外の曲面であっても良く、かつ、第２部分の径方向のスリンガの固定部側の面は、凸面および凹面以外の曲面であっても良い。尚、これらの変形例の実施形態において、上記実施形態における上記ａや上記ｂに対応する長さが、曲線の長さになることは言うまでもない。

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５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の芯金部材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。また、上記密封装置９９の弾性部材１５１は、芯金部材１５０に固着されている。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５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５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、長期に亘って、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、ウォータポンプの転動体配置空間の温度が高温である場合の密封装置の密封性能を優れたものにすることができて、ウォータポンプの転動体配置空間の温度が高温であっても、転動体配置空間内の潤滑剤が、外部に漏れることを略完全に防止することができる。

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

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第１アキシアルリップ
５５第２アキシアルリップ
５７第１部分
５８第２部分
６０固定部
６１径方向延在部
６５固定部
６６フランジ部
８０第１部分の径方向の内方の面
８１第２部分の径方向の内方の面
ａ軸方向の断面において、第１部分の径方向のスリンガの固定部側の面の長さ
ｂ軸方向の断面において、第２部分の径方向のスリンガの固定部側の面の長さ
ｃ軸方向の断面において、第１アキシアルリップの径方向のスリンガの固定部側の面と基部との交点
ｄ軸方向の断面において、第１部分の径方向の芯金部材の固定部側の面と基部との交点
ｅｃとｄとの径方向の中点

Claims

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、上記フランジ部に摺動する第１アキシアルリップと、
上記スリンガの上記固定部に間隔をおいた状態で上記第１アキシアルリップと上記スリンガの上記固定部との間に位置して、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２アキシアルリップは、
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、
上記軸方向の断面において、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面の長さは、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面の長さよりも長いことを特徴とする密封装置。
請求項１に記載の密封装置において、
上記シール部材が上記スリンガに組み込まれた後の状態において、上記断面において、上記第２部分の上記フランジ部に接触している部分は、上記第１アキシアルリップの上記径方向の上記スリンガの上記固定部側の面と上記基部との交点と、上記第１部分の上記径方向の上記芯金部材の上記固定部側の面と上記基部との交点との上記径方向の中点よりも、上記径方向の上記スリンガの上記固定部側に位置していることを特徴とする密封装置。