JP2020003026A - 回転用シール - Google Patents

Abstract

【課題】アキシャルリップの被水性能をより高めてシール性能の低下を抑制できる回転用シールを提供する。【解決手段】スリンガ２の外向きフランジ部２Ｂに接合したエンコーダ部材６の外周面Ｃとシール本体３の内周面Ｅとの間の径方向間隙Ｄは、第１間隙部Ｄ１と、第１間隙部Ｄ１よりも芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近い第２間隙部Ｄ２とを含む。第１間隙部Ｄ１を形成する前記外周面Ｃは、円筒の外周面Ｆ１で、第１間隙部Ｄ１における径方向間隙Ｄは軸方向で略一定である。第２間隙部Ｄ２を形成する前記外周面Ｃは、軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくに従って縮径する円錐の外周面Ｆ２で、第２間隙部Ｄ２における径方向間隙Ｄ２は軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくに従って漸増する。径方向間隙Ｄに外気側から浸入してきた泥水Ｇを、その水の表面張力により、径方向間隙Ｄに保持する。【選択図】図３

Description

本発明は、輸送用機械又は一般機械等の回転軸に用いる回転用シールに関する。

例えば自動車のホイール支持用の軸受装置等の回転軸に用いる回転用シールとして、内輪に装着されるスリンガと、外輪に装着される芯金及び前記芯金に接合されたシール部材からなるシール本体とを備えたものがある（例えば、特許文献１ないし３参照）。
前記シール部材のアキシャルリップ（例えば、特許文献１のサイドリップ２６ａ、特許文献２のサイドリップ１３ｂ、特許文献３のアキシャルリップ１７ａ）は、前記シール部材の中で最も外気側に位置することから、泥水等の浸入により追随性が悪化し、シール性が低下するおそれがある。
そこで、前記回転用シールでは、泥水等の浸入を抑制するために、アキシャルリップよりも径方向外方に微小な間隙を設けている（例えば、特許文献１ないし３参照）。

特許文献１の図１の回転用シールでは、スリンガ２０に設けたエンコーダ２８とシール本体２２との間に構成されるラビリンス部Ｌｐを、軸方向ラビリンス１Ｌｐ及び径方向ラビリンス２Ｌｐからなる断面Ｌ字状に形成している。
また、特許文献２の図２の回転用シールでは、スリンガ１１とシール板１０との間に構成されるラビリンス部を、径方向の第１のラビリンスシール１５及び軸方向の第２のラビリンスシール１６からなる断面Ｌ字状に形成している。
さらに、特許文献２の図３の回転用シールでは、スリンガ１８に固着した磁気エンコーダ１９とシール板１０との間に構成されるラビリンス部を、径方向の第１のラビリンスシール１５及び軸方向の第２のラビリンスシール１６からなる断面Ｌ字状に形成している。
さらにまた、特許文献３の図２ないし図５の回転用シールでは、シール本体（芯金１４及びシールリップ部材１７）との間に構成されるラビリンス構造ｒ１，ｒ２を、互いに平行で軸受空間Ｓとは反対側に向け拡径するテーパ面とするとともに、弾性部材１８のテーパ面には、周方向に沿って繰り返し形成された凸部１９ａと凹部１９ｂとにより構成される泥水排出手段１９を設けている。

特開２０１２−２２９７６３号公報 特開２０１４−１０９３３０号公報 特開２０１５−０８６９９３号公報

以上のような従来の回転用シールは、アキシャルリップよりも径方向外方に微小な間隙を設けているので、そのシール機能により泥水等は浸入し難く、アキシャルリップは被水し難いと考えられる。
しかしながら、様々な回転用シールに対して本願の発明者らが行った、回転用シールの径方向間隙の状態を実際に観察する試験により、従来の回転用シールを泥水が掛かる環境で使用すると、前記径方向間隙の端部に泥水が纏わり付き、泥水のシール内部空間側のものが回転軸の回転による遠心力で飛散し、アキシャルリップが被水する場合があることが明らかになった。
特許文献１及び２のような断面Ｌ字状に形成したラビリンス部を有する回転用シールにおいても、微小な間隙を延長しているので、水の大きな表面張力により、微小な間隙の全域にわたって泥水が存在するとともに、微小な間隙のシール内部空間側の端部に泥水が纏わり付き、シール内部空間側に纏わり付いた泥水が遠心力で飛散すると考えられる。
よって、従来の回転用シールは、アキシャルリップの被水性能をより高めてシール性能の低下を抑制するという観点からは改良の余地がある。

そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、アキシャルリップの被水性能をより高めてシール性能の低下を抑制できる回転用シールを提供する点にある。

本願の発明者らは、前記回転用シールの径方向間隙の状態を実際に観察する試験の結果に基づき、軸方向長さを一定以上とした径方向間隙により泥水を表面張力で保持した上で、径方向間隙のシール内部空間側に纏わり付いた泥水を、遠心力が作用してもシール内部空間内へ飛散させないようにする構造について鋭意検討した。その結果、軸方向長さを一定以上とした径方向間隙（第１間隙部）に加え、芯金の内向きフランジ部に近い第２間隙部を設けることを着想し、様々な形状についての試験評価を経て、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明に係る回転用シールは、前記課題解決のために、
内径側部材に装着されるスリンガと、外径側部材に装着される芯金、及び前記芯金に接合されたシール部材からなるシール本体とを備える回転用シールであって、
前記スリンガは、
前記内径側部材に外嵌する円筒部、及び前記円筒部の軸方向の一端から径方向外方へ延びる外向きフランジ部からなり、
前記芯金は、
前記外径側部材に内嵌する円筒部、及び前記円筒部の軸方向の一端から径方向内方へ延びる内向きフランジ部からなり、
前記シール部材は、
前記スリンガの外向きフランジ部に摺接するアキシャルリップを含み、
前記スリンガの外向きフランジ部に接合した、エンコーダ部材、合成樹脂部材若しくは合成ゴム部材の外周面と前記シール本体の内周面との間の径方向間隙、又は、
前記スリンガの外向きフランジ部を折曲げて形成した折曲部の外周面と前記シール本体の内周面との間の径方向間隙は、
第１間隙部と、前記第１間隙部よりも前記芯金の内向きフランジ部に近い第２間隙部とを含み、
前記第１間隙部を形成する前記外周面は、円筒又は略円筒状の外周面で、
前記第１間隙部における前記径方向間隙は軸方向で略一定であり、
前記第２間隙部を形成する前記外周面は、軸方向へ前記芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって縮径する円錐又は略円錐状の外周面で、
前記第２間隙部における前記径方向間隙は軸方向へ前記芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって漸増することを特徴とする。

このような構成によれば、回転用シールの径方向間隙は、第１間隙部と、前記第１間隙部よりも前記芯金の内向きフランジ部に近い第２間隙部とを含み、前記第１間隙部における前記径方向間隙は軸方向で略一定であり、前記第２間隙部における前記径方向間隙は軸方向へ前記芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって漸増し、前記径方向間隙に外気側から最初に浸入してきた泥水を、その水の表面張力により、前記径方向間隙に保持する。
ここで、「最初に浸入してきた泥水」とは、回転用シールが被水状態になったときに初期に浸入した泥水のことである。被水状態から解放されたとき、又は被水量が減少したときは飛散、蒸発等で水膜は無くなる。再び回転用シールが被水状態になった場合は、その際に初期に浸入した泥水を、その水の表面張力により、前記径方向間隙に保持する。
よって、泥水を、その水の表面張力により、前記径方向間隙に保持することにより軸受内部への泥水の浸入を防止できる。

その上、前記第２間隙部では前記径方向間隙が軸方向へ芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって漸増し、このような形状の前記第２間隙部を設けているので、大きな表面張力を有する水であっても前記径方向間隙のシール内部空間側端部に纏わり付くことは無く、前記径方向間隙に保持された泥水のシール内部空間側の端部は、エンコーダ部材、合成樹脂部材若しくは合成ゴム部材の外周面、又はスリンガの折曲部の外周面のシール内部空間側端よりも外気側に位置するようになる。
よって、前記径方向間隙に保持された泥水に内径側部材が回転する遠心力が作用しても、前記泥水がシール内部空間に飛散しないので、アキシャルリップの被水性能をより高めてシール性能の低下を抑制できる。
その上さらに、複雑なラビリンス構造を備えることなく簡単な構造であるので、製造コストの上昇を抑制できる。

以上のように、本発明に係る回転用シールによれば、以下のような効果を奏する。
（１）軸受内部への泥水の浸入を防止できる。
（２）径方向間隙に保持された泥水に内径側部材が回転する遠心力が作用しても、前記泥水がシール内部空間に飛散しないので、アキシャルリップの被水性能をより高めてシール性能の低下を抑制できる。
（３）複雑なラビリンス構造を備えることなく簡単な構造であるので、製造コストの上昇を抑制できる。

本発明の実施の形態に係る回転用シールを自動車のホイール支持用の軸受装置に用いた例を示す部分縦断面概略図である。 前記回転用シールの要部拡大縦断面図である。 前記回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 第１変形例の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 第２変形例の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 第３変形例の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 第４変形例の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 第５変形例の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 従来形状の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 別の従来形状の回転用シールの軸方向を含む平面による切断部端面図である。 自動車のホイール支持用の軸受装置を模した試験治具に図９の従来形状の回転用シールを装着した状態を示す要部拡大縦断面図である。 自動車のホイール支持用の軸受装置を模した試験治具に図１０の従来形状の回転用シールを装着した状態を示す要部拡大縦断面図である。 自動車のホイール支持用の軸受装置を模した試験治具に図３の形状の本発明の実施の形態に係る回転用シールを装着した状態を示す要部拡大縦断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、本明細書において、回転用シールを内径側部材及び外径側部材に装着した状態で、回転側部材である内径側部材の回転軸の方向を「軸方向」、軸方向に直交する方向を「径方向」という。
また、自動車のホイール支持用の軸受装置において、自動車の車体から車輪側に向かう方向を「外方」、その反対方向を「内方」という。
本発明の回転用シールが装着される内径側部材及び外径側部材において、これらは同軸のものであるが、これらの軸心同士が平行にずれている場合（心ずれがある場合）も含む。

＜軸受装置＞
図１の部分縦断面概略図は、本発明の実施の形態に係る回転用シール１を自動車のホイール支持用の軸受装置１１の内方に用いた例を示している。
軸受装置１１は、外周面に内輪軌道面７Ａが形成された、車輪とともに回転する内径側部材Ａである内輪７、内周面に外輪軌道面８Ａが形成された、車体と一体の外径側部材Ｂである外輪８、並びに、内輪軌道面７Ａ及び外輪軌道面８Ａ間を転動する転動体である玉９，９，…等を有する軸受を備える。
また、軸受装置１１は、前記軸受の内輪７及び外輪８間の内方及び外方の端部（内方の玉９，…よりも内方、及び外方の玉９，…よりも外方）に、泥水等の浸入を防止するとともに潤滑用グリースの漏出を防止する回転用シール１，１０を備えるとともに、車輪の回転速度（回転数）を検出するエンコーダ装置を内方に備える。

＜内方の回転用シール＞
図２の要部拡大縦断面図、及び図３の切断部端面図に示すように、本発明の実施の形態に係る、軸受装置１１の内方の回転用シール１は、内輪７に装着されるスリンガ２と、外輪８に装着される芯金４、及び芯金４に接合されたシール部材５からなるシール本体３とを備える。

スリンガ２は、内輪７に外嵌する円筒部２Ａ、及び円筒部２Ａの軸方向の一端（内方側端部）から径方向外方へ延びる外向きフランジ部２Ｂからなる。
外向きフランジ部２Ｂには、前記エンコーダ装置を構成する、ゴム磁石又はプラスチック磁石等であるエンコーダ部材６が接合し、エンコーダ部材６には、前記エンコーダ装置を構成する図示しないセンサが軸方向から対向する。
芯金４は、外輪８に内嵌する円筒部４Ａ、及び円筒部４Ａの軸方向の一端（外方側端部）から径方向内方へ延びる内向きフランジ部４Ｂからなる。
スリンガ２及び芯金４は、例えばステンレス鋼板からプレス加工を経て製造される。

芯金４には、合成ゴムであるシール部材５の基体５Ａが加硫接着される。
シール部材５は、基体５Ａから延びる、スリンガ２の外向きフランジ部２Ｂの垂直面２Ｃに摺接するアキシャルリップ５Ｂ、並びに、スリンガ２の円筒部２Ａの外周面に摺接するラジアルリップ５Ｃ及びグリースリップ５Ｄからなるリップ構造を備える。
シール部材５は、芯金４の円筒部４Ａの先端（内方側端部）を被う外周シール部５Ｅを有し、外周シール部５Ｅは円筒部４Ａの内周面側から基体５Ａに繋がる。
ここで、芯金４及びシール部材５により構成されるシール本体３の内周面Ｅは、円筒面である。

シール部材５を形成する合成ゴム材料としては、耐油性の良好なゴム素材として、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレン・アクリルゴム（ＡＥＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＰＭ）、シリコーンゴム（ＶＱＭ）等のゴムから、１種、あるいは２種以上のゴムを適当にブレンドして使用することができる。なお、ゴム材料の練り加工性、加硫成形性、芯金３との接着性を考慮した場合、他種のゴム、例えば、液状ＮＢＲ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等とブレンドして使用することも好ましい実施態様である。

図３の切断部端面図に示すように、スリンガ２の外向きフランジ部２Ｂに接合したエンコーダ部材６の外周面Ｃとシール本体３の内周面Ｅとの間の径方向間隙Ｄは、第１間隙部Ｄ１と、第１間隙部Ｄ１よりも芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近い第２間隙部Ｄ２とを含む。
第１間隙部Ｄ１を形成するエンコーダ部材６の外周面Ｃは、円筒の外周面Ｆ１であり、第１間隙部Ｄ１における径方向間隙Ｄは軸方向で略一定である。
第２間隙部Ｄ２を形成するエンコーダ部材６の外周面Ｃは、軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくにしたがって縮径する円錐の外周面Ｆ２であり、第２間隙部Ｄ２における径方向間隙Ｄは、軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくにしたがって漸増する。
なお、エンコーダ部材６の外周面Ｃ（外周面Ｆ１，Ｆ２）には、特許文献３のような泥水排出手段を構成する凸部及び凹部は無い。

水の表面張力（２０℃で７２．７５ｍＮ／ｍ）は、他の多くの液体の表面張力（例えば２０℃で、アセトンは２３．３０ｍＮ／ｍ、エタノールは２２．５５ｍＮ／ｍ、メタノールは２２．６０ｍＮ／ｍ）よりも大きいため、径方向間隙Ｄには水が纏わり付きやすい。
このように径方向間隙Ｄに水、例えば泥水Ｇが纏わり付いた際に、その泥水Ｇのシール内部空間Ｓ側のものが内輪７の回転による遠心力で飛散しないように、径方向間隙Ｄに第１間隙部Ｄ１及び第２間隙部Ｄ２を設けるべく、エンコーダ部材６の外周面Ｃ（外周面Ｆ１，Ｆ２）の形状を設定している。

すなわち、第２間隙部Ｄ２を形成するエンコーダ部材６の外周面Ｃを、軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくにしたがって縮径する円錐の外周面Ｆ２としている。それにより、第２間隙部Ｄ２における径方向間隙Ｄは軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくにしたがって漸増する。
このような形状の第２間隙部Ｄ２を設けているので、大きな表面張力を有する水であっても径方向間隙Ｄのシール内部空間Ｓ側端部に纏わり付くことは無く、径方向間隙Ｄに保持された泥水Ｇのシール内部空間Ｓ側の端部は、図３に示すように、エンコーダ部材６の外周面Ｃ（円錐の外周面Ｆ２）のシール内部空間側端（内向きフランジ部４Ｂ側端）Ｊよりも外気側に位置するようになる。
よって、径方向間隙Ｄに保持された泥水Ｇに、車輪とともに回転する内径側部材Ａである内輪７が回転する遠心力が作用しても、泥水Ｇがシール内部空間Ｓに飛散しないので、アキシャルリップ５Ｂの被水性能をより高めてシール性能の低下を抑制できる。

次に、図３に示す諸元Ｌ１，Ｌ２，ＩＡ，Ｈの数値範囲について説明する。
回転用シール１の軸方向長さをＬとすると、第１間隙部Ｄ１の軸方向長さＬ１は、後述する試験結果に基づき、Ｌ１≧Ｌ×０．２とする。水の表面張力により水膜を安定に保持するためである。
回転用シール１の軸方向長さをＬとすると、第２間隙部Ｄ２の軸方向長さＬ２は、後述する試験結果に基づき、Ｌ２≧Ｌ×０．２とする。遠心力により泥水Ｇを第１間隙部Ｄ１に集めるためである。
また、Ｌ１＋Ｌ２≦Ｌ×０．８とする。芯金４の内向きフランジ部４Ｂと干渉しないようにするためである。
シール本体３の内周面Ｅに対する円錐の外周面Ｆ２の傾斜角度ＩＡは、５°≦ＩＡ≦３０°とし、１０°≦ＩＡ≦２５°とするのが一層好ましい。遠心力により泥水Ｇを第１間隙部Ｄ１に集めることができる傾斜角度ＩＡの範囲である。
第１間隙部Ｄ１の径方向長さＨは、０．３ｍｍ≦Ｈ≦１．０ｍｍとし、より好ましくは、０．３ｍｍ≦Ｈ≦０．５ｍｍとする。Ｈ≧０．３ｍｍとするのは荷重負荷時の偏心によるシール本体３とエンコーダ部材６との干渉を無くすためであり、Ｈ≦１．０ｍｍとするのは水の表面張力により水膜を安定に保持するためである。

＜変形例＞
エンコーダ部材６を備えた回転用シール１において、図４の切断部端面図に示す第１変形例のようにエンコーダ部材６の厚みを大きくしてもよい。
第２間隙部Ｄ２を形成する円錐の外周面Ｆ２の位置は、軸受の要求仕様に応じて軸方向のどの位置に設けてもよいので、回転用シール１の設計の自由度が高くなる。

図５の切断部端面図に示す第２変形例のように、第１間隙部Ｄ１及び第２間隙部Ｄ２を形成するエンコーダ部材６の外周面Ｃは、円弧状であってもよい。
ただし、外周面Ｆ１は円筒に近い略円筒状とし、水の表面張力により水膜を安定に保持できるようにする。
また、外周面Ｆ２は円錐に近い略円錐状とし、遠心力により泥水Ｇを第１間隙部Ｄ１に集めることができ、泥水Ｇに遠心力が作用しても泥水Ｇがシール内部空間Ｓに飛散しないようにする。
ここで、図５に示す、シール本体３の内周面Ｅに対する外周面Ｆ２のシール内部空間側端Ｊの接線（二点鎖線）の傾きＩＡは、５°≦ＩＡ≦３０°とし、１０°≦ＩＡ≦２５°とするのが一層好ましい。

なお、第１間隙部Ｄ１を形成する外周面Ｆ１を円筒にし、第２間隙部Ｄ２を形成する外周面Ｆ２を円弧状（円錐に近い略円錐状）にしてもよく、第１間隙部Ｄ１を形成する外周面Ｆ１を円弧状（円筒に近い略円筒状）にし、第２間隙部Ｄ２を形成する外周面Ｆ２を円錐にしてもよいことは勿論である。
すなわち、第１間隙部Ｄ１を形成する外周面Ｆ１は、円筒又は略円筒状にし、第２間隙部Ｄ２を形成する外周面Ｆ２は、軸方向へ芯金４の内向きフランジ部４Ｂに近づくにしたがって縮径する円錐又は略円錐状にする。

回転用シール１の使用箇所に応じて、前記エンコーダ装置としての機能が不要である場合は、ゴム磁石又はプラスチック磁石等であるエンコーダ部材６に代えて、合成樹脂部材又は合成ゴム部材により第１間隙部Ｄ１及び第２間隙部Ｄ２を形成する。

また、回転用シール１の使用箇所に応じて、前記エンコーダ装置としての機能が不要である場合は、合成樹脂部材又は合成ゴム部材により第１間隙部Ｄ１及び第２間隙部Ｄ２を形成することなく、スリンガ２自体で第１間隙部Ｄ１及び第２間隙部Ｄ２を形成してもよい。
すなわち図６の切断部端面図に示す第３変形例、図７の切断部端面図に示す第４変形例、及び図８の切断部端面図に示す第５変形例のように、スリンガ２の外向きフランジ部２Ｂを折曲げて形成した折曲部Ｍの外周面Ｃにより、第１間隙部Ｄ１を形成する外周面Ｆ１及び第２間隙部Ｄ２を形成する外周面Ｆ２を形成してもよい。
その場合においても、外周面Ｆ１は、円筒又は略円筒状とし、外周面Ｆ２は、軸方向へ前記芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって縮径する円錐又は略円錐状とする。
ここで、図６の第３変形例は、折曲部Ｍの外周面Ｆ２を途中から円錐状に傾斜させたものである。
また、図７の第４変形例は、図６の第３変形例における折曲部Ｍの内側隅部の曲率半径をほぼゼロにして、外周面Ｆ１の円筒面の長さを大きく設定したものである。
さらに、図８の第５変形例は、外周面Ｆ２を板厚方向へ潰し加工又は除去加工を行って円錐状に形成したものである。

＜径方向間隙観察試験＞
（１）図３の第１間隙部Ｄ１の軸方向長さＬ１の寸法を決めるための試験
図９の切断部端面図の従来形状の回転用シール１’、及び図１０の切断部端面図の従来形状の回転用シール１”において、Ｌ＝５ｍｍ、Ｈ＝０．４ｍｍは共通とし、回転用シール１’の径方向間隙Ｄの軸方向長さＬ３、及び回転用シール１”の径方向間隙Ｄの軸方向長さＬ４について、表１に示す諸元のものを比較する。

（試験方法）
図１のような自動車のホイール支持用の軸受装置を模した、図１１Ａ及び図１１Ｂの要部拡大縦断面図に示す試験治具１２を用いる。図１１Ａのように試験治具１２に回転用シール１’を装着し、図１１Ｂのように試験治具１２に回転用シール１”を装着し、芯金４が嵌合されている外径側部材Ｂであるダミー外輪１４は、軸心よりＴＩＲ（Total Indicator Reading）で０．１ｍｍ偏心させた位置に取り付ける。
回転用シール１’が装着された図１１Ａの試験治具１２、回転用シール１”が装着された図１１Ｂの試験治具１２を１個ずつ製作し、各試験治具１２の軸心は水平とし、１０重量％の泥（関東ローム粉）が混入された水温２３℃の泥水を、各試験治具１２の軸心の位置まで投入する。
その状態で内径側部材Ａであるダミー内輪１３を、外径側部材Ｂであるダミー外輪１４に対し１５００ｒｐｍの回転速度で１時間回転させながら、図９及び図１０、並びに図１１Ａ及び図１１Ｂの観察位置Ｋに開けた穴から、回転用シール１’，１”におけるシール内部空間Ｓ側の径方向間隙Ｄを観察して、泥水の挙動を確認する。

（試験結果）
表１に示す試験結果から、径方向間隙Ｄの軸方向長さ（Ｌ３，Ｌ４）は、１ｍｍ以上（Ｌ×０．２以上）であれば、泥水Ｇを表面張力により径方向間隙Ｄに一旦保持できることがわかった。また、径方向間隙Ｄの軸方向長さを十分に長くしても（Ｌ４＝３．２ｍｍ）、結果は径方向間隙Ｄの軸方向長さが短いＬ３＝１．０ｍｍと同様であった。
以上の試験結果より、図３に示す回転用シール１において、第１間隙部Ｄ１の軸方向長さＬ１は、Ｌ１≧Ｌ×０．２とする。

（２）図３の第２間隙部Ｄ２の軸方向長さＬ２の寸法を決めるための試験
次に、図３に示す回転用シール１において、Ｌ１≧Ｌ×０．２として泥水Ｇを表面張力により径方向間隙Ｄに保持した上で、遠心力が作用しても泥水Ｇをシール内部空間Ｓ内へ飛散させないようにするために、第２間隙部Ｄ２の軸方向長さＬ２の長さを変化させて試験を行った。

図３に示す回転用シール１において、Ｌ＝５ｍｍ、Ｈ＝０．４ｍｍ、Ｌ１＝１．５ｍｍ、ＩＡ＝１５°は共通とし、軸方向長さＬ２について、表２に示す諸元のもの（比較例１、実施例１、実施例２）を比較する。

（試験方法）
図１のような自動車のホイール支持用の軸受装置を模した、図１１Ｃの要部拡大縦断面図に示す試験治具１２を用いる。図１１Ｃのように試験治具１２に回転用シール１を装着し、芯金４が嵌合されている外径側部材Ｂであるダミー外輪１４は、軸心よりＴＩＲ（Total Indicator Reading）で０．１ｍｍ偏心させた位置に取り付ける。
軸方向長さＬ２を変えた回転用シール１が装着された試験治具１２を１個ずつ製作し、各試験治具１２の軸心は水平とし、１０重量％の泥（関東ローム粉）が混入された水温２３℃の泥水を、各試験治具１２の軸心の位置まで投入する。
その状態で内径側部材Ａであるダミー内輪１３を、外径側部材Ｂであるダミー外輪１４に対し１５００ｒｐｍの回転速度で１時間回転させながら、図３及び図１１Ｃの観察位置Ｋに開けた穴から、回転用シール１におけるシール内部空間Ｓ側の径方向間隙Ｄを観察して、泥水の挙動を確認する。

（試験結果）
表２に示す試験結果のとおり、比較例１（Ｌ２＝０．７５ｍｍ：Ｌ×０．１５）では、第２間隙部Ｄ２の効果が見られず、泥水Ｇは、内輪７の回転による遠心力でシール内部空間Ｓ内へ飛散していた。
それに対して実施例１（Ｌ２＝１．０ｍｍ：Ｌ×０．２）、及び実施例２（Ｌ２＝１．７ｍｍ：Ｌ×０．３４）では、図３に示す泥水Ｇのように、泥水Ｇはエンコーダ部材６よりもシール内部空間Ｓ側へ突出しておらず、水の大きな表面張力により径方向間隙Ｄに保持された泥水Ｇのシール内部空間Ｓ側の端部は、エンコーダ部材６の外周面Ｃ（円錐の外周面Ｆ２）の内向きフランジ部４Ｂ側端Ｊよりも外気側に位置していた。
以上の試験結果より、図３に示す回転用シール１において、第２間隙部Ｄ２の軸方向長さＬ２は、Ｌ２≧Ｌ×０．２とする。

＜泥水浸水試験＞
（実施例及び比較例）
実施例は、表２の実施例２（Ｌ１＝１．５ｍｍ：Ｌ×０．３、Ｌ２＝１．７ｍｍ：Ｌ×０．３４）とし、比較例は、表１のＬ３＝１．５ｍｍ（Ｌ×０．３）を比較例２、表１のＬ４＝３．２ｍｍ（Ｌ×０．６４）を比較例３とする。

（試験方法）
図１のような自動車のホイール支持用の軸受装置に実施例２、並びに比較例２及び比較例３の回転用シール１，１’，１”を装着し、芯金４が嵌合されている外径側部材Ｂである外輪８は、軸心よりＴＩＲ（Total Indicator Reading）で０．１ｍｍ偏心させた位置に取り付ける。
実施例２の回転用シール１が装着された前記軸受装置、比較例２の回転用シール１’が装着された前記軸受装置、比較例３の回転用シール１”が装着された前記軸受装置を２個ずつ製作し、各軸受装置の軸心は水平とし、１０重量％の泥（関東ローム粉）が混入された水温２３℃の泥水を、各軸受装置の軸心の位置まで投入する。
その状態で内径側部材Ａである内輪７を、外径側部材Ｂである外輪８に対し１５００ｒｐｍの回転速度で回転させ、１日毎に図２の軸受内部Ｔに漏れがあるか否かを観察する。

（試験結果）
比較例２では、２個の前記軸受装置において、試験開始から１１日後及び７日後に軸受内部Ｔに泥水が漏れ始めた。
比較例３では、２個の前記軸受装置において、試験開始から１４日後及び１２日後に軸受内部Ｔに泥水が漏れ始めた。
それに対して実施例２では、２個の前記軸受装置において、試験開始から２５日が経過しても軸受内部Ｔに泥水の漏れが無かったため、試験開始から２５日経過後に試験を打ち切った。
以上の試験結果から、本発明の実施の形態に係る回転用シール１は、シール性能が非常に高いことが分かる。

以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

１，１’，１” 回転用シール
２ スリンガ
２Ａ 円筒部
２Ｂ 外向きフランジ部
２Ｃ 垂直面
３ シール本体
４ 芯金
４Ａ 円筒部
４Ｂ
５ シール部材
５Ａ 基体
５Ｂ アキシャルリップ
５Ｃ ラジアルリップ
５Ｄ グリースリップ
５Ｅ 外周シール部
６ エンコーダ部材
７ 内輪
７Ａ 軌道面
８ 外輪
８Ａ 軌道面
９ 玉（転動体）
１０ 回転用シール
１１ 軸受装置
１２ 試験治具
１３ ダミー内輪
１４ ダミー外輪
Ａ 内径側部材
Ｂ 外径側部材
Ｃ 外周面
Ｄ 径方向間隙
Ｄ１ 第１間隙部
Ｄ２ 第２間隙部
Ｅ 内周面
Ｆ１，Ｆ２ 外周面
Ｇ 泥水
Ｈ 第１間隙部の径方向長さ
ＩＡ 傾斜角度
Ｊ 外周面の内向きフランジ部側端（シール内部空間側端）
Ｋ 観察位置
Ｌ 回転用シールの軸方向長さ
Ｌ１ 第１間隙部の軸方向長さ
Ｌ２ 第２間隙部の軸方向長さ
Ｌ３，Ｌ４ 径方向間隙の軸方向長さ
Ｍ 折曲部
Ｓ シール内部空間
Ｔ 軸受内部

Claims (1)

1. 内径側部材に装着されるスリンガと、外径側部材に装着される芯金、及び前記芯金に接合されたシール部材からなるシール本体とを備える回転用シールであって、
   前記スリンガは、
   前記内径側部材に外嵌する円筒部、及び前記円筒部の軸方向の一端から径方向外方へ延びる外向きフランジ部からなり、
   前記芯金は、
   前記外径側部材に内嵌する円筒部、及び前記円筒部の軸方向の一端から径方向内方へ延びる内向きフランジ部からなり、
   前記シール部材は、
   前記スリンガの外向きフランジ部に摺接するアキシャルリップを含み、
   前記スリンガの外向きフランジ部に接合した、エンコーダ部材、合成樹脂部材若しくは合成ゴム部材の外周面と前記シール本体の内周面との間の径方向間隙、又は、
   前記スリンガの外向きフランジ部を折曲げて形成した折曲部の外周面と前記シール本体の内周面との間の径方向間隙は、
   第１間隙部と、前記第１間隙部よりも前記芯金の内向きフランジ部に近い第２間隙部とを含み、
   前記第１間隙部を形成する前記外周面は、円筒又は略円筒状の外周面で、
   前記第１間隙部における前記径方向間隙は軸方向で略一定であり、
   前記第２間隙部を形成する前記外周面は、軸方向へ前記芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって縮径する円錐又は略円錐状の外周面で、
   前記第２間隙部における前記径方向間隙は軸方向へ前記芯金の内向きフランジ部に近づくにしたがって漸増することを特徴とする、
   回転用シール。

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