JP7252824B2 - 密封構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば十字軸継手における軸部と軸受カップのように互いに相対回転する二つの部材の間に設けられる密封構造に関する。

例えば、鉄鋼用圧延機のスピンドル装置や自動車のドライブシャフトには、軸と軸との連結部にユニバーサルジョイントとして十字軸継手が用いられる。十字軸継手は、４本の軸部を十字状に配置した十字軸と、各軸部に被せられる有底円筒状の軸受カップと、軸部の外周面と軸受カップの内周面との間に転動自在に配設される複数の針状ころとを備える。軸受カップに、各軸の端部に設けられたヨークが連結される。軸部の基端部と軸受カップの端部との間には、密封構造が設けられる。これにより、軸部と軸受カップとの間に形成される針状ころの収容空間への水等の浸入が防止されると共に、当該収容空間から外部への潤滑剤の漏出が抑制される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－８０８２８号公報

特許文献１に開示されている密封構造は、図１１に示すように、軸受カップ１１１に取り付けられかつスリンガ１０６に摺接する環状のシール部材１０７を備える。スリンガ１０６は、径方向内方に向くシール面１４１を有する。シール部材１０７は、軸受カップ１１１に固定される金属部材１３４と、金属部材１３４に接着されシール面１４１に接触するリップ部１３１と、リップ部１３１をシール面１４１側へ押圧するガータスプリング１５１と、を備える。

スリンガ１０６と軸受カップ１１１との間の空間（潤滑空間）を潤滑剤（グリース）で潤滑する場合、メンテナンスの際などに、潤滑空間内の潤滑剤を新しい潤滑剤に入れ替える作業が行われる。そのために、新しい潤滑剤を給脂孔から供給し、これに伴って、古い潤滑剤を、リップ部１３１とシール面１４１との間から外部へ排出する必要がある。しかしながら、図１１に示す密封構造の場合、新たな潤滑剤を潤滑空間に供給すると、図１２に矢印ｃで示すように、潤滑剤の内圧によって、リップ部１３１をシール面１４１へ押し付ける力が作用する。すると、シール面１４１に対向するリップ部１３１の側面１３１ｃ２の略全体がシール面１４１に強く接触する。そのため、リップ部１３１とシール面１４１との間を通じて潤滑空間外部に潤滑剤を排出することが困難となる。

そこで、本開示の発明は、潤滑剤が充填される空間（潤滑空間）を密封する密封構造において、新たな潤滑剤を供給する際の古い潤滑剤の排出性能を高めることを目的とする。

本開示の密封構造は、円筒状の部分を有する第１部材と、前記円筒状の部分の径方向内方に位置する本体部を有すると共に、前記第１部材と同心状に配置され当該第１部材と相対回転する第２部材と、前記第１部材に取り付けられ、当該第１部材と前記第２部材との間であって潤滑剤が充填される空間を密封する環状のシール部材と、を備え、前記第２部材は、更に、前記本体部の軸方向一方側から径方向外方に延びている第１延長部と、当該第１延長部の径方向外側から軸方向他方に延び径方向内方に向くシール面が設けられている第２延長部と、を有し、前記シール部材は、前記第１部材に固定されている固定部と、当該固定部から軸方向一方に延びている基部、当該基部の径方向外方側に間隔をあけて設けられ前記シール面に接触する接触部、及び、前記基部の軸方向一方側と前記接触部の軸方向一方側とを繋ぐ接続部を有するゴム製のリップ部と、前記基部と前記接触部との間に設けられ当該接触部を前記シール面側へ押圧する押圧部材と、前記基部に沿って設けられ当該基部よりも剛性の高い支持部と、を有する。

前記密封構造では、ゴム製であるリップ部の基部に沿って剛性の高い支持部が設けられている。このため、第１部材と第２部材との間の空間に供給された潤滑剤の圧力によってリップ部がシール面を強く押し付けるのを防ぐことが可能となる。このため、新しい潤滑剤を供給する際の古い潤滑剤の排出性能を高めることができる。

また、好ましくは、前記固定部は、前記第１部材に取り付けられている金属部材を有し、前記支持部は、前記金属部材と別体となって設けられている。
金属部材と支持部との内の一方又は双方が、曲がり部を有する形状であっても、金属部材と支持部とを別々に製造することができ、製造が容易となる。

また、好ましくは、前記支持部は、前記基部に沿って軸方向に延びて設けられている筒状の支持本体部と、当該支持本体部と一体であって前記金属部材の一部に軸方向に接触する補助部と、を有する。
この場合、ゴム製のリップ部、支持部、及び金属部材を含むシール部材が一体となるように成形される際、支持部を金属部材の一部に軸方向に接触させることで、支持部と金属部材との軸方向についての位置決めが容易となる。

また、好ましくは、前記金属部材は、前記第１部材に取り付けられる円筒部と、当該円筒部から径方向内方に延びている円環部と、を有し、前記補助部は、筒状である前記支持本体部の軸方向他方側の端部から径方向内方に延びて設けられ円環形状を有していて、当該補助部の径方向内側の端部は、前記円環部の径方向内側の端部よりも、更に径方向内方に突出している。
この場合、ゴム製のリップ部、支持部、及び金属部材を含むシール部材が一体となるように、金型を用いて成形される際、その金型の一部を、径方向内方に突出している補助部の前記端部に接触させることができる。このため、支持部の径方向についての位置決めが容易となる。

また、好ましくは、前記接触部は、前記シール面に対向する対向面を有し、前記対向面は、前記空間の外部側となる軸方向他方側に設けられ前記シール面に全周で接触する全接触領域と、前記空間側となる軸方向一方側に設けられ前記シール面に周方向について不連続に接触する部分接触領域と、を有する。
この構成によれば、前記空間内に供給された潤滑剤によってリップ部がシール面に押し付けられたとしても、対向面の部分接触領域では、シール面に接触していない部分が存在する。このため、当該部分に潤滑剤が入り込み、その潤滑剤が全接触領域を押し上げて前記空間の外部に排出される。したがって、新しい潤滑剤を供給する際の古い潤滑剤の排出性能を、より一層、高めることができる。また、対向面が全接触領域を備えていることによってシール性は確保される。

本発明の密封構造によれば、潤滑剤が充填される空間を密封する密封構造において、新たな潤滑剤を供給する際の、古い潤滑剤の排出性能を高めることができる。

密封構造が適用された十字軸継手の部分分解斜視図である。 十字軸継手の側面図（一部断面図）である。 密封構造の断面図である。 密封構造のシール部材の断面図である。 シール部材の第１リップ部の作用を示す断面図である。 （ａ）は図５のＥ矢視図、（ｂ）は図５のＦ矢視図である。 （ａ）は、潤滑剤の供給圧が付与されていない第１リップ部を示す断面図、（ｂ）は、潤滑剤の供給圧が付与されている第１リップ部を示す断面図である。 密封構造の第１シール面に対する全接触領域の面圧の変化を示す説明図である。 第１リップ部の溝の変形例を示す図６に相当する図面である。 支持部が金型に固定される様子を示す説明図である。 従来技術に係る密封構造の断面図である。 従来技術の密封構造において、潤滑剤の供給圧が付与されているリップ部を示す断面図である。

〔密封構造及び十字軸継手について〕
図１は、密封構造が適用された十字軸継手の部分分解斜視図であり、図２は、十字軸継手の側面図（一部断面図）である。十字軸継手２０は、例えば鉄鋼用圧延機のスピンドル装置（図示省略）に用いられる。図１に示すように、十字軸継手２０は、４本の軸部４を有する十字軸２と、各軸部４に配設されたころ軸受部５と、一対のヨーク１７とを備える。

十字軸２は、中央に設けられた基部３と、基部３から互いに直交する軸心Ｘ及び軸心Ｚに沿って四方向に延びる４本の軸部４とを有する。十字軸２は、ヨーク１７と共に、基部３の中心を通過し、かつ、軸部４の軸心Ｘ及び軸心Ｚと直交する中心軸Ｃ回りに回転可能である。十字軸２には、ころ軸受部５の内部に潤滑剤を供給するための給脂路１３が軸心Ｘ及び軸心Ｚに沿って十字状に形成されている。

図２に示すように、十字軸２の基部３と、後述するころ軸受部５の軸受カップ１１とには、給脂路１３に接続される給脂孔３ａ，１１ａがそれぞれ形成されている。これらの給脂孔３ａ，１１ａ及び給脂路１３を介して、ころ軸受部５内に潤滑剤が供給される。本実施形態では、潤滑剤としてグリースが使用される。また、グリースの供給は、十字軸継手２０を備えた装置の運転中に行われてもよいし、定期的（例えば、１～３か月毎）に行われてもよい。

ころ軸受部５は、前述の軸部４と、複数の針状ころ９と、軸受カップ１１とを備える。針状ころ９は、各軸部４の外周面に沿って転動自在に配置されている。軸受カップ１１は、有底筒状に形成されている。つまり、軸受カップ１１は、円筒状の部分１４と、底を構成する円板状の部分１５とを有する。軸受カップ１１は、針状ころ９を介して軸部４の外周面に嵌合されている。針状ころ９は、軸受カップ１１（円筒状の部分１４）の内周面を外輪軌道とし、軸部４の外周面を内輪軌道として転動する。これにより、軸受カップ１１は軸部４の軸心Ｚ回りに揺動可能となる。また、その隣の軸受カップ１１は軸心Ｘ回りに揺動可能となる。

図１に示すように、軸部４の先端面と軸受カップ１１の底面との間には座金１０が設けられる。針状ころ９の軸心Ｚ方向内側には、ころガイド８、シール部材７及びスリンガ６が配設される。シール部材７、スリンガ（第２部材）６、及び軸受カップ（第１部材）１１によって、本開示に係る密封構造１が構成される。スリンガ６と軸受カップ１１とは同心状に配置されていて相対回転する。

〔密封構造１について〕
図３は、密封構造１の断面図である。図４は、シール部材７がスリンガ６に接触していない状態、すなわち自然状態のシール部材７を示す断面図である。軸部４と軸受カップ１１の円筒状の部分１４との間に、針状ころ９が配置される空間であって潤滑剤としてのグリースが充填される潤滑空間が形成されている。密封構造１は、潤滑空間内への水等の浸入を防止し、また、当該潤滑空間から外部への潤滑剤の漏出を防止するために設けられている。なお、本開示では、図３における下を「軸方向一方」とし、上を「軸方向他方」としている。また、図３における右を「径方向一方」とし、左を「径方向他方」としている。ただし、これらは軸方向における絶対的な特定の方向を指すものではなく、相対的な方向を指すものである。このため、一方と他方とを入れ替えて読んでもよい。「径方向一方」及び「径方向他方」についても同様である。

スリンガ６は環状に形成され、軸部４の基端部における外周面に嵌合して取り付けられている。スリンガ６は、軸受カップ１１の円筒状の部分１４の径方向内方に位置する円筒状の本体部を有する。前記本体部を「スリンガ本体６ａ」と称する。スリンガ本体６ａは、軸部４の外周面に沿って筒形状に形成されている。スリンガ６には、シール部材７が有するリップ部３１，３２，３３が接触するシール面４１，４２，４３が形成されている。また、スリンガ６は、前記スリンガ本体６ａの他に、スリンガ本体６ａの軸方向一方側（図３の下側）から径方向外方に延びている第１延長部６ｂと、第１延長部６ｂの径方向外側の先端側から軸方向他方（図３の上方）に延びる第２延長部６ｃとを有する。スリンガ本体６ａと第１延長部６ｂと第２延長部６ｃとは、単一部の部材により構成されていて、一体となっている。

スリンガ本体６ａの外周面に、第２及び第３シール面４２，４３が軸方向他方側から順に軸方向に並べて形成されている。第２延長部６ｃは円筒状であり、その内周面に第１シール面４１が形成されている。つまり、第２延長部６ｃに、径方向内方に向く第１シール面４１が設けられている。この第１シール面４１は、軸方向に沿った円筒面形状とされている。つまり、本開示においては、第１シール面４１の中心線に沿う方向と軸方向とが一致している。

スリンガ６には、第２延長部６ｃから更に径方向外方へ延びる第３延長部６ｄが設けられている。第２延長部６ｃの外周面及び第３延長部６ｄの軸方向他方側の側面は、それぞれ軸受カップ１１の円筒状の部分１４の端部に隙間をあけて対向している。この隙間は、スリンガ６と軸受カップ１１の円筒状の部分１４との間から水等が浸入するのを防止するシール隙間とされる。

シール部材７は、全体として環状であり、軸受カップ１１の円筒状の部分１４に取り付けられている。シール部材７は、軸受カップ１１とスリンガ６との間であってグリース（潤滑剤）が充填される空間を密封する。そのために、シール部材７は、金属部材３４を有して構成されている固定部と、ゴム製のリップ部３１，３２，３３と、ガータスプリング（第１押圧部材）５１と、支持部４５とを備える。

金属部材（固定部）３４は、軸受カップ１１の円筒状の部分１４に、その内周面に嵌合することによって、固定されている。金属部材３４は、第１金属部材３４ａと、第２金属部材３４ｂとを有する。第１金属部材３４ａは、第１円筒部３４ａ１と、第１円筒部３４ａ１の軸方向他方側の端部から径方向内方へ屈曲する第１円環部３４ａ２とを有する。第２金属部材３４ｂは、第２円筒部３４ｂ１と、第２円筒部３４ｂ１の軸方向一方側の端部から径方向内方へ屈曲する第２円環部３４ｂ２とを有する。第１円筒部３４ａ１は、軸受カップ１１の円筒状の部分１４の内周に嵌合することによって固定されている。第２円筒部３４ｂ１は、第１円筒部３４ａ１の径方向内側に重ね合わされ、第１円筒部３４ａ１の軸方向一方側の端部をカシメることによって、第２金属部材３４ｂが第１金属部材３４ａに固定される。

リップ部３１，３２，３３は、金属部材３４に接着された第１リップ部３１、第２リップ部３２、及び第３リップ部３３からなる。第１リップ部３１及び第３リップ部３３は、第２金属部材３４ｂの第２円環部３４ｂ２に固定され、第２リップ部３２は、第１金属部材３４ａの第１円環部３４ａ２に固定されている。

〔第１リップ部３１について〕
第１リップ部３１は、基部（第１部分）３１ａと、接続部（第２部分）３１ｂと、接触部（第３部分）３１ｃとを備える。基部３１ａは、略円筒状であり、金属部材（固定部）３４から軸方向一方に延びている。より具体的に説明すると、基部３１ａは、第２円環部３４ｂ２の軸方向一方側の側面から軸方向一方へ延伸している。接続部３１ｂは、略円環状であり、基部３１ａの延伸端（軸方向一方側端部）から径方向外方へ延伸する。接続部３１ｂは、基部３１ａの軸方向一方側と接触部３１ｃの軸方向一方側とを繋ぐ。接触部３１ｃは、略円筒状であり、接続部３１ｂの延伸端（径方向外端部）から軸方向他方側へ延伸する。接触部３１ｃは、基部３１ａの径方向外方側に間隔をあけて設けられていて、スリンガ６の第１シール面４１に接触する。

接触部３１ｃの径方向外側の側面（外周面）は、第１シール面４１に対向する対向面３１ｃ２とされ、その少なくとも一部が第１シール面４１に接触する。第１シール面４１を基準とすると、基部３１ａは、接触部３１ｃを挟んで第１シール面４１と反対側に配置されている。

基部３１ａと接触部３１ｃとの間にガータスプリング（第１押圧部材）５１が設けられている。より具体的に説明すると、基部３１ａと、接続部３１ｂと、接触部３１ｃとによって囲まれた空間（収容空間）Ｓに、ガータスプリング５１が収容されている。基部３１ａと接触部３１ｃとの間には、ガータスプリング５１を収容空間Ｓに挿入するための開口Ａが形成されている。開口Ａは、軸方向他方側に開放している。ガータスプリング５１は、コイルスプリングをリング状に形成したものである。ガータスプリング５１は、収縮する方向に弾性変形させた状態で収容空間Ｓに収容され、伸張する方向に弾性復帰することにより接触部３１ｃを第１シール面４１側へ押圧する。

〔支持部４５及び金属部材３４について〕
ここで、本開示の金属部材３４は、前記のとおり、第１金属部材３４ａと第２金属部材３４ｂとにより構成されている。第１金属部材３４ａの第１円筒部３４ａ１と、第２金属部材３４ｂの第２円筒部３４ｂ１とにより、金属部材３４の円筒部３５が構成される。この円筒部３５の一部である第２円筒部３４ｂ１の軸方向一方側から、径方向内方に向かって第２円環部３４ｂ２が延びて設けられている。以上より、金属部材３４は、軸受カップ１１の円筒状の部分１４に取り付けられる円筒部３５と、円筒部３５の一部（第２円筒部３４ｂ１）から径方向内方に延びている第２円環部３４ｂ２とを有する。金属部材３４は、シール部材７を軸受カップ１１に固定するための芯材として機能する。

支持部４５は、シール部材７の内の第１リップ部３１の芯材として機能する。つまり、支持部４５は、第１リップ部３１の基部３１ａに沿って設けられていて、基部３１ａが径方向外方へ変形するのを抑制する。本開示の支持部４５は、金属部材３４と別体である金属部材により構成されている。支持部４５は、芯材として機能するために、ゴム製である第１リップ部３１（基部３１ａ）よりも剛性の高い素材により構成されていればよい。

支持部４５は、支持本体部４６と補助部４７とを有する。支持本体部４６は、基部３１ａに沿って軸方向に延びて設けられている筒状の部分である。支持本体部４６は、基部３１ａの略全体に沿って設けられている。具体的に説明すると、支持本体部４６は、第２円環部３４ｂ２から軸方向に延びて設けられ、その軸方向一方側の端部が、ガータスプリング５１の径方向内方に位置している。

補助部４７は、支持部４５の位置決めのために用いられる。そのために、補助部４７は、筒状である支持本体部４６の軸方向他方側の端部４６ａから径方向内方に延びて設けられている。つまり、補助部４７は円環形状を有する。補助部４７は、支持本体部４６と一体であって、金属部材３４の一部に軸方向に面で接触している。支持部４５は、全体として環状であり、密封構造１の中心線を含む断面においてＬ字形を有する。

補助部４７の径方向内側の端部４７ａは、金属部材３４が有する第２円環部３４ｂ２の径方向内側の端部４８ａよりも、更に径方向内方に突出している。この構成は、シール部材７が金型により成形される際に、支持部４５の位置決めが正確に行われるようにするためである。この金型による成形については、後に説明する。

〔第２リップ部３２及び第３リップ部３３について〕
第２リップ部３２は、第１円環部３４ａ２から軸方向一方へ延伸している。第２リップ部３２の径方向内側の側面は、スリンガ６の第２シール面４２に接触する。第２リップ部３２の径方向外側の側面には、凹部３２ａが形成されている。凹部３２ａに、ガータスプリング（第２押圧部材）５２が設けられている。ガータスプリング５２は、コイルスプリングをリング状に形成したものである。ガータスプリング５２は、伸長する方向に弾性変形させた状態で凹部３２ａに収容され、収縮する方向に弾性復帰することによって第２リップ部３２を第２シール面４２側へ押圧する。

第３リップ部３３は、第２円環部３４ｂ２の径方向内側の端部から軸方向一方側へ延伸している。第３リップ部３３の径方向内側の側面は、スリンガ６の第３シール面４３に接触する。第３シール面４３は、軸方向一方側から他方側へ向けて徐々に外径が小さくなる傾斜面（円すい面）に形成されている。なお、この第３リップ部３３は、省略されていてもよい。また、本実施形態では、第３シール面４３が円錐形状に形成されているが、例えば、第３シール面４３は軸方向に平行な円筒面であってもよい。

〔密封構造１及びシール部材７について〕
図３に示すように、本実施形態のシール部材７では、第１リップ部３１が径方向内側に向けて配置された第１シール面４１に接触し、第２リップ部３２及び第３リップ部３３が径方向外側に向けて配置された第２，第３シール面４２，４３に接触する。そのため、軸部４が軸受カップ１１に対して軸方向に移動したとしてもシール性が低下することがない。

軸部４が軸受カップ１１に対して径方向（例えば、図３では右側）に移動した場合、軸部４の径方向の一方側（図３に示す部分）では、第１リップ部３１が第１シール面４１から離れる方向に移動するが、第２，第３リップ部３２，３３は第２，第３シール面４２，４３に近づく方向へ移動する。軸部４を挟んで反対となる径方向の他方側では、第２，第３リップ部３２，３３が第２，第３シール面４２，４３から離れる方向に移動するが、第１リップ部３１は第１シール面４１に近づく方向へ移動する。そのため、シール部材７の径方向の両側においてシール性を確保することが可能となる。

スリンガ６において、第２，第３シール面４２，４３がスリンガ本体６ａの外周面に形成され、第２，第３シール面４２，４３よりも径方向外方に位置する第１シール面４１が第２延長部６ｃの内周面に形成されている。したがって、第２、第３シール面４２，４３と第１シール面４１とは、互いに径方向に間隔をあけて略対向した配置となり、両者の間に、シール部材７（リップ部３１，３３）を配置するためのスペースが形成される。当該スペースにシール部材７が設けられることによって、径方向に関して互いに逆向きに配置された第１シール面４１及び第２，第３シール面４２，４３にリップ部３１～３３が接触する。第１シール面４１の径方向内方に第３シール面４３が設けられているので、密封構造１の軸方向の寸法を可及的に小さくすることができる。

前述したように、本開示の密封構造１は、グリース潤滑されるころ軸受部５の内部空間（潤滑空間）を密封する。以下、図３に示すように、第１シール面４１に沿う方向（軸方向）に関して、第１リップ部３１よりもころ軸受部５の内部側を「潤滑空間側」ともいい、第１リップ部３１よりも外側を「潤滑空間外部側」ともいう。

図７（ａ）は、グリースの供給前の状態であって、第１シール面４１に接触した第１リップ部３１の接触部３１ｃを示している。この状態で、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２では、その軸方向他方側（潤滑空間外部側）の一部が第１シール面４１に接触し、軸方向一方側（潤滑空間側）の一部が第１シール面４１から隙間ｓをあけて僅かに浮いた状態となっている。

図７（ｂ）は、潤滑空間にグリースを供給しているときの第１リップ部３１を示す。潤滑空間にグリースが供給されると、当該グリースの供給圧（内圧）によって、ゴム製である第１リップ部３１が矢印ｃ方向に押圧される。このため、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２のうち、第１シール面４１から浮いていた部分が第１シール面４１に接触しようとする。

そこで、本開示の密封構造１では、第１リップ部３１の基部３１ａに沿って剛性の高い支持部４５が設けられている。このため、潤滑空間に供給されたグリースの圧力によって第１リップ部３１がシール面４１を強く押し付けるのを防ぐことが可能となる。接触部３１ｃの対向面３１ｃ２のうち、第１シール面４１から浮いていた部分が第１シール面４１に面で接触することが抑制される。このため、グリースは、その供給圧によって接触部３１ｃを押し上げ、接触部３１ｃと第１シール面４１との間から排出される（矢印ｄ参照）。したがって、潤滑空間内で新しいグリースと古いグリースとの入れ替えを好適に行うことができる。

前記のとおり、メンテナンスの際などに、潤滑空間内のグリースを新しいグリースに入れ替える作業が行われ、本開示の密封構造１によれば、支持部４５によって、接触部３１ｃと第１シール面４１との間からグリースが排出され易くなる構成が得られる。本開示の密封構造１では、前記のような支持部４５による機能の他に、第１リップ部３１における接触部３１ｃに溝６１が形成されることで、グリースの排出性を更に高めることが可能となる。以下、その説明を行う。

〔第１リップ部３１の溝６１による機能について〕
図５に示すように、第１リップ部３１における接触部３１ｃは、第１シール面４１に対向する側面（以下、「対向面」ともいう）３１ｃ２を有する。対向面３１ｃ２には、溝６１が形成されている。溝６１は、接触部３１ｃの潤滑空間側の端部から潤滑空間外部側へ向けて軸方向に延びている。また、図６に示すように、溝６１は、第１リップ部３１の周方向に間隔をあけて複数箇所に形成されている。例えば、溝６１は、周方向に等間隔で１６個所に形成されている。本実施形態の溝６１の底面の横断面（軸心に直交する方向の断面）は、略円弧状に形成されている。

溝６１は、潤滑空間側の深溝部６１ａと、潤滑空間外部側の浅溝部６１ｂとを備える。深溝部６１ａ及び浅溝部６１ｂは、共に軸方向に関して潤滑空間側が深くなるように底面が第１シール面４１に対して傾斜している。また、深溝部６１ａの底面の傾斜は、浅溝部６１ｂの底面の傾斜よりも急となっている。図６に示すように、深溝部６１ａと浅溝部６１ｂの周方向の幅Ｗ３は略同一とされている。以上より、溝６１は、潤滑空間側において横断面積がより大きく、潤滑空間外部側において横断面積がより小さくなっている。

前記のとおり、図７（ａ）は、第１シール面４１に接触した第１リップ部３１の接触部３１ｃを示している。この状態で、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２は、その軸方向他方側（潤滑空間外部側）の一部が第１シール面４１に接触し、軸方向一方側（潤滑空間側）の一部が第１シール面４１から隙間ｓをあけて僅かに浮いた状態となっている。

前記のとおり、図７（ｂ）は、潤滑空間にグリースを供給しているときの第１リップ部３１を示す。潤滑空間にグリースが供給されると、当該グリースの供給圧（内圧）によって第１リップ部３１が矢印ｃ方向に押圧される。なお、支持部４５によって第１リップ部３１の変形が抑制される。しかし、ここでは、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２のうち、第１シール面４１から浮いていた部分が第１シール面４１に接触したと仮定する。

このとき、図６（ｂ）にも示すように、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２では、溝６１の軸方向他方側（潤滑空間外部側）の端部の位置Ｌよりも更に軸方向他方側の領域が、第１シール面４１に対して全周（全面）で接触する全接触領域Ｒ１となっている。また、前記位置Ｌよりも軸方向一方側の領域が、溝６１によって、第１シール面４１に周方向に不連続（断続的）に接触する部分接触領域Ｒ２となっている。つまり、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２は、全接触領域Ｒ１と部分接触領域Ｒ２とを有する。

したがって、図７（ｂ）に示すように第１リップ部３１がグリースによって矢印ｃ方向に押圧されたとしても、部分接触領域Ｒ２の溝６１は第１シール面４１に接触しない。そのため、潤滑空間内のグリースは、溝６１に入り込むと共に、供給圧によって接触部３１ｃを押し上げ、接触部３１ｃの全接触領域Ｒ１と第１シール面４１との間から排出される（矢印ｄ参照）。したがって、潤滑空間内で新しいグリースと古いグリースとの入れ替えを好適に行うことができる。

前記のとおり、溝６１は、潤滑空間側の横断面積が潤滑空間外部側の横断面積よりも広いため、溝６１内へグリースが流入し易くなり、グリース供給時のグリースの排出性能をより高めることができる。

図７（ｂ）に示すように、接触部３１ｃの対向面３１ｃ２において、全接触領域Ｒ１と部分接触領域Ｒ２との境界Ｌは、ガータスプリング５１の軸方向一方側（潤滑空間側）の端部５１ｂと、ガータスプリング５１の中心５１ａとの間の軸方向の範囲Ｄ１に位置している。これは、次の理由による。つまり、境界Ｌが、端部５１ｂよりも軸方向一方側に配置されていると、溝６１内に入り込んだグリースによって対向面３１ｃ２の全接触領域Ｒ１を押し上げることが困難となる。境界Ｌが、中心５１ａよりも軸方向他方側（潤滑空間外部側）に配置されていると、全接触領域Ｒ１の面圧の関係より、接触部３１ｃによるシール性能が低下する。

図８は、グリースの供給圧が第１リップ部３１に作用しているときの、第１シール面４１に対する全接触領域Ｒ１の面圧の変化を示す。図８（ａ）に示すように、全接触領域Ｒ１と部分接触領域Ｒ２との境界Ｌが、ガータスプリング５１の中心５１ａと一致している場合、第１シール面４１に対する全接触領域Ｒ１の面圧が、潤滑空間側の端部でピーク（点Ｐ１参照）となる。そのため、潤滑空間外部側から水等が浸入しやすくなる。

図８（ｂ）に示すように、境界Ｌが、ガータスプリング５１の中心５１ａよりも潤滑空間側にある場合、第１シール面４１に対する全接触領域Ｒ１の面圧が、潤滑空間外部側の端部でピーク（点Ｐ２参照）となっている。そのため、潤滑空間外部側からの水等の浸入を好適に防止することができ、シール性能を好適に維持することができる。

図９は、第１リップ部３１の溝６１の変形例を示す図６に相当する図面である。この変形例に係る溝６１は、深溝部６１ａの周方向の幅Ｗ４が、浅溝部６１ｂの幅Ｗ３よりも大きく形成されている。深溝部６１ａの横断面形状は略円弧状に形成されている。本変形例によれば、深溝部６１ａにおける横断面形状をより大きくすることができ、溝６１内へのグリースの流入をより促進することができる。

〔シール部材７の金型による成形について〕
シール部材７は（図４参照）、ゴム製であるリップ部３１，３２，３３と、リップ部３１，３２，３３を固定するための金属製の金属部材（固定部）３４と、第１リップ部３１の芯材として機能する支持部４５とを有する。この構成を有するシール部材７は金型によって成形される。具体的に説明すると、第１金属部材３４ａが金型の一部に固定された状態で、その金型によって第２リップ部３２は加硫成形され、第１金属部材３４ａと第２リップ部３２とは一体となる。また、第２金属部材３４ｂが別の金型の一部に固定された状態で、その金型によって第１リップ部３１及び第３リップ部３３は加硫成形され、第２金属部材３４ｂと第１リップ部３１及び第３リップ部３３とは一体となる。第１リップ部３１の加硫成形の際に、支持部４５が前記金型に固定される。

図１０は、支持部４５が金型に固定される様子を示す説明図である。図１０に示すように、支持部４５が有する補助部４７の径方向内側の端部４７ａに、金型の一部６５が接触する。これにより、支持部４５は、第１リップ部３１に埋もれるが、支持部４５の径方向の位置決めがされる。なお、金型の一部６５は、補助部４７の端部４７ａに対して、周方向で部分的に接触する。このため、前記一部６５以外の部分にはゴム部が成形される。

また、ゴム製のリップ部３１，３３、支持部４５、及び第２金属部材３４ｂを含むシール部材７が一体となるように、金型を用いて成形される際、補助部４７を、第２金属部材３４ｂの一部に軸方向に面で接触させる。これにより支持部４５と第２金属部材３４ｂとの軸方向についての位置決めが容易となる。更に、金型の別の一部６６が、補助部４７の軸方向一方側の面に接触する。これにより、支持部４５の軸方向についての位置決めが確実となる。なお、金型の前記別の一部６６は、補助部４７の面に対して、周方向で部分的に接触する。このため、前記一部６６以外の部分にはゴム部が成形される。

〔その他について〕
前記のとおり、支持部４５は、密封構造１の中心線を含む断面においてＬ字形を有する。金属部材３４は、全体として略Ｕ字形であるが、第１金属部材３４ａ及び第２金属部材３４ｂとが重ねられることで構成されている。支持部４５、第１金属部材３４ａ、及び第２金属部材３４ｂそれぞれが、密封構造１の中心線を含む断面においてＬ字形を有する。このように、本開示では、支持部４５は、金属部材３４と別体となって設けられている。また、金属部材３４において、第１金属部材３４ａと第２金属部材３４ｂとは別となっている。本開示では、第１金属部材３４ａ、第２金属部材３４ｂ、及び、支持部４５が、曲がり部を有する形状であるが、それぞれを別々に製造することができ、製造が容易となる。

本発明は、上記の実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において変更することが可能である。
例えば、支持部４５は、金属部材３４（第２金属部材３４ｂ）と一体であってもよい。
第１リップ部３１の接触部３１ｃに形成される溝６１の数、軸方向の長さ、周方向の幅、横断面形状等は、適宜変更することができる。
本開示の密封構造１は、十字軸継手２０における軸部４と軸受カップ１１との間以外にも適用可能である。

６：スリンガ（第２部材） ６ａ：スリンガ本体（本体部）
６ｂ：第１延長部 ６ｃ：第２延長部
７：シール部材 １１：軸受カップ（第１部材）
１４：円筒状の部分 ３１：第１リップ部（リップ部）
３１ａ：基部 ３１ｂ：接続部
３１ｃ：接触部 ３１ｃ２：対向面
３４：金属部材（固定部） ３４ｂ２：第２円環部（円環部）
３５：円筒部 ４１：第１シール面（シール面）
４５：支持部 ４６：支持本体部
４６ａ：端部 ４７：補助部
４７ａ：端部 ４８ａ：端部
５１：ガータスプリング（押圧部材） Ｒ１：全接触領域
Ｒ２：部分接触領域

Claims (3)

1. 円筒状の部分を有する第１部材と、
   前記円筒状の部分の径方向内方に位置する本体部を有すると共に、前記第１部材と同心状に配置され当該第１部材と相対回転する第２部材と、
   前記第１部材に取り付けられ、当該第１部材と前記第２部材との間であって潤滑剤が充填される空間を密封する環状のシール部材と、を備え、
   前記第２部材は、更に、前記本体部の軸方向一方側から径方向外方に延びている第１延長部と、当該第１延長部の径方向外側から軸方向他方に延び径方向内方に向くシール面が設けられている第２延長部と、を有し、
   前記シール部材は、
   前記第１部材に固定されている固定部と、
   当該固定部から軸方向一方に延びている基部、当該基部の径方向外方側に間隔をあけて設けられ前記シール面に接触する接触部、及び、前記基部の軸方向一方側と前記接触部の軸方向一方側とを繋ぐ接続部を有するゴム製のリップ部と、
   前記基部と前記接触部との間に設けられ当該接触部を前記シール面側へ押圧する押圧部材と、
   前記基部に沿って設けられ当該基部よりも剛性の高い支持部と、を有し、
   前記固定部は、前記第１部材に取り付けられている金属部材を有し、
   前記支持部は、前記金属部材と別体となって設けられていて、
   前記支持部は、前記基部に沿って軸方向に延びて設けられている筒状の支持本体部と、当該支持本体部と一体であって前記金属部材の一部に軸方向に接触する補助部と、を有し、
   前記補助部は、前記支持本体部の軸方向他方側の端部から径方向内方に延びて設けられていて、
   前記円筒状の部分と前記本体部と間の空間の軸方向他方側から、当該空間に、潤滑剤が供給され、
   供給される前記潤滑剤の圧力によって、前記空間の潤滑剤は、前記第１延長部と前記接続部との間を経て、前記第２延長部の前記シール面と前記接触部との間から排出される、密封構造。
2. 前記金属部材は、前記第１部材に取り付けられる円筒部と、当該円筒部から径方向内方に延びている円環部と、を有し、
   前記補助部は、筒状である前記支持本体部の軸方向他方側の端部から径方向内方に延びて設けられ円環形状を有していて、
   当該補助部の径方向内側の端部は、前記円環部の径方向内側の端部よりも、更に径方向内方に突出している、請求項１に記載の密封構造。
3. 前記接触部は、前記シール面に対向する対向面を有し、
   前記対向面は、前記空間の外部側となる軸方向他方側に設けられ前記シール面に全周で接触する全接触領域と、前記空間側となる軸方向一方側に設けられ前記シール面に周方向について不連続に接触する部分接触領域と、を有する、請求項１又は請求項２に記載の密封構造。

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