(57)【要約】      （修正有）【課題】アキシアルリップの内外間に発生する気圧差を抑制できて、フランジ部に対するアキシアルリップの吸着を抑制し、アキシアルリップの摩耗を抑制できる密封装置を提供すること。【解決手段】スリンガ５２に、スリンガ５２の略径方向に延在するフランジ部６６の径方向の外方の端部から、軸方向において芯金部材５０の径方向延在部６１側に延在する一方、径方向においてスリンガ５２の外嵌固定部６５側に延在する屈曲延在部６７を形成する。この密封装置は、アキシアルリップ５４がスリンガ部５２に接触する一方、屈曲延在部６７に接触しない第１状態と、アキシアルリップ５４がスリンガ部５２に接触しない一方、屈曲延在部６７に接触する第２状態とを両方とることができるようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の内嵌固定部、および、この内嵌固定部から略上記内嵌固定部の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、
筒状の外嵌固定部と、この外嵌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、上記フランジ部の上記径方向の上記内嵌固定部側の端部から、上記軸方向において上記径方向延在部側に延在する一方、上記径方向において上記外嵌固定部側に延在する屈曲延在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、上記フランジ部および上記屈曲延在部の内周面に摺動可能なアキシアルリップと
を有し、
上記アキシアルリップと上記フランジ部との接触面圧が、上記アキシアルリップと上記屈曲延在部の上記内周面との接触面圧よりも高い第１状態と、上記アキシアルリップと上記フランジ部との接触面圧が、上記アキシアルリップと上記屈曲延在部の上記内周面との接触面圧よりも低い第２状態とをとることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の密封装置において、
上記第１状態において、上記アキシアルリップは、上記屈曲延在部に対して間隔をおいて位置し、かつ、上記第２状態において、上記アキシアルリップは、上記フランジ部に対して間隔をおいて位置することを特徴とする密封装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の密封装置において、
上記芯金部材の上記内嵌固定部に対する上記スリンガの上記外嵌固定部の上記径方向の相対位置が、組み込み状態における上記径方向の相対位置と同一で、かつ、上記シール部材の上記アキシアルリップが変形していない状態において、上記屈曲延在部は、上記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することを特徴とする密封装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の密封装置と、
軌道面を有する内輪と、
軌道面を有する外輪と、
上記内輪の上記軌道面と上記外輪の上記軌道面との間に配置された複数の転動体と
を備え、
上記密封装置は、上記内輪の外周面と上記外輪の内周面とで画定されて、上記複数の転動体が配置される転動体配置室における上記軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置され、
上記密封装置の上記スリンガは、上記内輪に固定され、
上記密封装置の上記シール部材は、上記外輪に固定されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の密封装置と、
軌道面を有する内軸と、
上記内軸に固定されると共に、軌道面を有する内輪と、
第１軌道面と第２軌道面とを有する外輪と、
上記内軸の上記軌道面と上記第１軌道面との間に配置された複数の第１転動体と、
上記内輪の上記軌道面と上記第２軌道面との間に配置された複数の第２転動体と
を備え、
上記密封装置は、上記外輪の内周面と、上記内軸の外周面および上記内輪の外周面において上記外輪の内周面に上記径方向に対向している部分とで画定されて、上記複数の第１転動体および上記複数の第２転動体が配置される転動体配置室における上記軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置され、
上記密封装置の上記スリンガは、上記内輪または上記内軸に固定され、
上記密封装置の上記シール部材は、上記外輪に固定されていることを特徴とする車輪用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置に関する。本発明は、特に、軌道面を有する軌道部材が複数の筒部材のみからなる転がり軸受、車輪用転がり軸受、ウォータポンプ、または、転がり軸受を使用したモータに使用されれば好適な密封装置に関する。また、本発明は、転がり軸受および車輪用転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密封装置としては、特開２００４−１１７３２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。
【０００３】
この密封装置は、所謂パックシールであり、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、軸方向に延在する円筒状の軸方向延在部と、径方向に延在するフランジ部とからなる。
【０００４】
上記弾性部材は、基部、アキシアルリップ、ラジアルリップ、および、グリースリップを有し、上記基部は、上記芯金部材に固着されている。上記アキシアルリップは、上記基部から延在して、上記フランジ部に摺動している。上記ラジアルリップは、上記基部から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部側に延在して、スリンガの軸方向延在部の円筒外周面に摺動している。また、上記グリースリップは、上記基部から径方向の内方かつ軸方向のフランジ部側とは反対側に延在して、スリンガの軸方向延在部の円筒外周面に摺動している。
【特許文献１】特開２００４−１１７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成のパックシールにおいて、次に示す現象により、アキシアルリップに異常摩耗が発生したり、アキシアルリップのフランジ部に対する面圧が大きくなって、この大きな面圧に起因してトルクが増大することがある。
【０００６】
詳しくは、この密封装置が備えられた車両等が運転されて、密封装置で密封された密封空間の温度が上昇すると、その密封空間内の空気が密封装置を通過して外に排出されることがある。この場合、その後、上記車両等が停止して密封空間内の温度が下がった際に、上記密封空間内の圧力が外部の大気圧に対して負圧になるから、この負圧に起因して、上記アキシアルリップが径方向の内方に押圧される。そして、このことによって、アキシアルリップがフランジ部に押し付けられ、アキシアルリップがフランジ部に長い時間に亘って吸着することがある。そして、このアキシアルリップのフランジ部への吸着に起因して、アキシアルリップの先端が異常に摩耗して、アキシアルリップの寿命が短くなったり、昇温したり、異音が発生することがある。また、上記フランジ部に対するアキシアルリップの吸着に起因するアキシアルリップのフランジ部に対する高い接触面圧に起因してトルクが高くなることがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、アキシアルリップの内外間に発生する気圧差を抑制できて、フランジ部に対するアキシアルリップの吸着を抑制し、アキシアルリップの摩耗を抑制できる密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の密封装置は、
筒状の内嵌固定部、および、この内嵌固定部から略上記内嵌固定部の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、
筒状の外嵌固定部と、この外嵌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、上記フランジ部の上記径方向の上記内嵌固定部側の端部から、上記軸方向において上記径方向延在部側に延在する一方、上記径方向において上記外嵌固定部側に延在する屈曲延在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、上記フランジ部および上記屈曲延在部の内周面に摺動可能なアキシアルリップと
を有し、
上記アキシアルリップと上記フランジ部との接触面圧が、上記アキシアルリップと上記屈曲延在部の上記内周面との接触面圧よりも高い第１状態と、上記アキシアルリップと上記フランジ部との接触面圧が、上記アキシアルリップと上記屈曲延在部の上記内周面との接触面圧よりも低い第２状態とをとることを特徴としている。
【０００９】
尚、上記接触面圧には、０（零）も含まれる。
【００１０】
本発明の密封装置は、この密封装置を備える車両等の運転により、密封装置が密封している密封空間内の温度が、外部の温度よりも高温になって、上記密封空間内の圧力が、外部の圧力よりも大きくなって、アキシアルリップが密封空間側から受ける力が、アキシアルリップが外部側から受ける力よりもある程度大きくなった場合、第２状態をとって、アキシアルリップが、アキシアルリップよりも内側（スリンガの外嵌固定部側）のスペースがより大きくなるように外部側に変形すると共に、アキシアルリップと屈曲延在部との接触面圧が、アキシアルリップとフランジ部との接触面圧よりも大きくなる。したがって、密封空間の気圧が外部の気圧に対してある程度高くなっても、アキシアルリップと屈曲延在部との間に気密な密封状態を構成できて、上記密封空間からアキシアルリップを通過して、外部に漏れる空気の量を抑制できる。
【００１１】
したがって、密封装置が、第２状態をとった後、上記車両等の停止等によって、上記密封空間内の温度が低下して、外部の温度と同等の温度になった際に、密封装置が第１状態をとったとき、アキシアルリップの内外間に発生する気圧差を抑制できる。したがって、従来の構成と比較して、上記アキシアルリップのフランジ部への長時間に亘る吸着を抑制できて、アキシアルリップの摩耗を抑制でき、トルクを低減することができる。また、昇温や、異音の発生を抑制でき、かつ、上記フランジ部に対するアキシアルリップの吸着に起因するアキシアルリップのフランジ部に対する高い接触面圧に基づくトルクの増大を抑制できる。
【００１２】
また、一実施形態では、
上記第１状態において、上記アキシアルリップは、上記屈曲延在部に対して間隔をおいて位置し、かつ、上記第２状態において、上記アキシアルリップは、上記フランジ部に対して間隔をおいて位置する。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記アキシアルリップが、フランジ部と屈曲延在部の両方に接触することがないから、アキシアルリップと、スリンガとの摺動抵抗を低減できて、トルクを小さくすることができる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記芯金部材の上記内嵌固定部に対する上記スリンガの上記外嵌固定部の上記径方向の相対位置が、組み込み状態における上記径方向の相対位置と同一で、かつ、上記シール部材の上記アキシアルリップが変形していない状態において、上記屈曲延在部は、上記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する。
【００１５】
上記実施形態によれば、シール部材を、スリンガに組み付ける際に、上記屈曲延在部と、上記アキシアルリップとが、接触することがないから、上記シール部材と上記スリンガとの組み付けを容易に行うことができる。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記第１状態において、上記アキシアルリップは、上記屈曲延在部に接触し、かつ、上記第２状態において、上記アキシアルリップは、上記スリンガ部に接触する。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記アキシアルリップが、常に、フランジ部と屈曲延在部の両方に接触しているから、密封装置が密封している密封空間から外部に漏れる空気の量を更に低減でき、また、アキシアルリップがスリンガと２箇所で接触しているから、密封装置の密封性能を向上させることができる。
【００１８】
また、一実施形態では、
上記弾性部材が、上記スリンガの上記外嵌固定部に対して間隔をおいて位置している。
【００１９】
上記実施形態によれば、ラジアルリップおよびグリースリップが存在しないから、トルクを格段に低減することができる。
【００２０】
また、本発明の転がり軸受は、
本発明の密封装置と、
少なくとも一つの軌道面を有する内輪と、
少なくとも一つの軌道面を有する外輪と、
上記内輪の上記軌道面と上記外輪の上記軌道面との間に配置された複数の転動体と
を備え、
上記密封装置は、上記内輪の外周面と上記外輪の内周面とで画定されて、上記複数の転動体が配置される転動体配置室における上記軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置され、
上記密封装置の上記スリンガが、上記内輪に固定され、
上記密封装置の上記弾性部材と上記密封装置の上記芯金部材とからなるシール部材が、上記外輪に固定されることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、本発明の密封装置を備えるから、密封空間である転動体配置室の気圧と、外部の気圧との気圧差を、緩和することができて、密封装置のアキシアルリップの摩耗を抑制でき、フランジ部に対するアキシアルリップの接触面圧に起因するトルクを低減できる。
【００２２】
また、本発明の車輪用転がり軸受は、
本発明の密封装置と、
軌道面を有する内軸と、
上記内軸に固定されると共に、軌道面を有する内輪と、
第１軌道面と第２軌道面とを有する外輪と、
上記内軸の上記軌道面と上記第１軌道面との間に配置された複数の第１転動体と、
上記内輪の上記軌道面と上記第２軌道面との間に配置された複数の第２転動体と
を備え、
上記密封装置は、上記外輪の内周面と、上記内軸の外周面および上記内輪の外周面において上記外輪の内周面に上記径方向に対向している部分とで画定されて、上記複数の第１転動体および上記複数の第２転動体が配置される転動体配置室における上記軸方向の少なくとも一方の側の開口を密封するように配置され、
上記密封装置の上記スリンガは、上記内輪または上記内軸に固定され、
上記密封装置の上記シール部材は、上記外輪に固定されていることを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、本発明の密封装置を備えるから、密封空間である転動体配置室の気圧と、外部の気圧との気圧差を、緩和することができて、密封装置のアキシアルリップの摩耗を抑制でき、フランジ部に対するアキシアルリップの接触面圧に起因するトルクを低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の密封装置によれば、寿命を長くすることができる。また、アキシアルリップがスリンガ部に吸着することに起因するトルクを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施形態の密封装置を有する車輪用転がり軸受の軸方向の断面図である。
【００２７】
この車輪用転がり軸受は、内軸２、外輪３、内輪４、複数の第１の玉５、複数の第２の玉６、本発明の第１実施形態の第１密封装置８、および、本発明の第１実施形態の第２密封装置９を備える。第１の玉５は、第１の転動体を構成し、第２の玉６は、第２の転動体を構成する。
【００２８】
上記内軸２は、軸方向の一端部に、ブレーキディスク１１を取り付けるための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。上記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。
【００２９】
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、第１軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝１６が形成されている一方、内輪４の外周面には、第２軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝１７が形成されている。
【００３０】
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第３軌道面としてのアンギュラ型の第３軌道溝２６および第４軌道面としてのアンギュラ型の第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。
【００３１】
上記複数の第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配置されている。上記複数の第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配置されている。
【００３２】
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との間における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との間における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。
【００３３】
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、上記第１密封装置８が第１状態をとっている際における軸方向の断面図である。また、図３は、上記第１密封装置８が第２状態をとっている際における軸方向の断面図である。
【００３４】
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。上記第２密封装置９は、図２および図３において軸方向の左右を反転させた状態で、内輪４と外輪３との間における、軸方向の上記他端部側の開口付近に配置されている。上記第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。
【００３５】
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。上記芯金部材５０と弾性部材５１とは互いに固定されて一体になっている。上記芯金部材５０および弾性部材５１は、シール部材４８を構成している。
【００３６】
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、筒状の内嵌固定部６０と、径方向延在部６１からなる。上記内嵌固定部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、内嵌固定部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）から径方向の内方に延在している。
【００３７】
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、筒状の外嵌固定部６５と、フランジ部６６と、屈曲延在部６７とを有する。上記外嵌固定部６５は、内軸２の外周面に外嵌されて固定されている。尚、上記第２密封装置９においては、スリンガが固定される部材が、内輪４であることは言うまでもない。
【００３８】
上記フランジ部６６は、外嵌固定部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において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。
【００３９】
上記屈曲延在部６７は、フランジ部６６の径方向の内嵌固定部６５側の端部（径方向の外方側の端部）から、軸方向において径方向延在部６１側に延在する一方、径方向において外嵌固定部６５側に延在している。
【００４０】
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、内嵌固定部６０の内周面全面と、内嵌固定部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の全面とを覆うように、芯金部材５０に固着されている。上記弾性部材は、基部５３と、アキシアルリップ５４と、ラジアルリップ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、例えば、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、フッ素ゴムを好適に用いることができる。
【００４１】
上記基部５３は、内嵌固定部６０の内周面、および、径方向延在部６１の軸方向のフランジ部６６側（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、内嵌固定部６０の内周面および径方向延在部６１の外方側の端面に固着されている。
【００４２】
上記アキシアルリップ５４は、基部５３から径方向の内嵌固定部６０側かつ軸方向の外方側（フランジ部６６側）に延在している。上記アキシアルリップ５４の端部は、フランジ部６６および屈曲延在部６７の両方に軸方向に重なっている。
【００４３】
上記ラジアルリップ５５は、基部５３から径方向の外嵌固定部６５側かつ軸方向のフランジ部６６側に延在している。上記ラジアルリップ５５は、スリンガ５２の外嵌固定部６５の円筒外周面に摺動している。尚、図３では、上記ラジアルリップ５５の存在位置は、ラジアルリップ５５の組み込み位置において、ラジアルリップ５５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ラジアルリップ５５の存在位置になっている。
【００４４】
この第１密封装置８のアキシアルリップ５４は、以下のように動作する。
【００４５】
すなわち、車輪用転がり軸受が、車両の運転によって、運転状態になった場合、運転の初期状態において、第１密封装置８は、図２に示す第１状態をとる。すなわち、上記アキシアルリップ５４とフランジ部６６とが接触し、かつ、アキシアルリップ５４が、屈曲延在部６７に対して間隔をおいて位置する。
【００４６】
その後、車両の運転によって、上記転動体配置室内の温度が、高温になって、上記転動体配置室内の気圧がある程度まで上昇して、アキシアルリップ５４の内外の気圧差に起因してアキシアルリップ５４に作用する径方向の外方側への力がある程度まで大きくなると、第１密封装置８は、図３に示す第２状態をとる。
【００４７】
すなわち、上記アキシアルリップ５４が、上記力によってアキシアルリップ５４の内側のスペース（空間）が大きくなるように変形して、この変形によって、アキシアルリップ５４がフランジ部６６から離れて、屈曲延在部６７の内周面７５に接触する。
【００４８】
その後、車両の停止によって、上記転動体配置室内の温度が、ある程度まで低下すると、上記アキシアルリップ５４の復元力によって、アキシアルリップ５４が、アキシアルリップ５４の内側のスペース（空間）が小さくなるように変形して、この変形によって、アキシアルリップ５４が屈曲延在部６７から離れて、フランジ部６６に再度接触する。このようにして、上記アキシアルリップ５４が、再度、図２に示す第１状態をとる。
【００４９】
このように、上記アキシアルリップ５４は、フランジ部６６または屈曲延在部６７に摺動し、アキシアルリップ５４が摺動する部材は、密封装置８が密封する密封空間の気圧と外部の気圧との気圧差の大きさに基づいて変動するようになっている。
【００５０】
図２に示すように、上記アキシアルリップ５４が第１状態をとっている際、アキシアルリップ５４の先端部においてフランジ部６６に対向する面は、凸面になっている。一方、図３に示すように、上記アキシアルリップ５４が第２状態をとっている際、アキシアルリップ５４の先端部においてフランジ部６６に対向する面は、凹面になっている。
【００５１】
尚、図２において、点線７３は、アキシアルリップ５４の組み込み位置において、アキシアルリップ５４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アキシアルリップ５４の存在位置を示している。
【００５２】
図２における、屈曲延在部６７と、点線７３との位置関係から明らかなように、芯金部材５０の内嵌固定部６０に対するスリンガ５２の外嵌固定部６５の径方向の相対位置が、組み込み状態における径方向の相対位置と同一で、かつ、シール部材４８のアキシアルリップ５４が変形していない状態において、屈曲延在部６７は、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。
【００５３】
尚、詳述しないが、図２に示すように、上記アキシアルリップ５４とラジアルリップ５５とスリンガ５２とで形成される空間や、ラジアルリップ５５の軸方向のフランジ部６６側とは反対側には、潤滑剤としての適量のグリース７０,７１が封入または塗布されている。そして、このグリースによってアキシアルリップ５４とスリンガ５２との摺動部、および、ラジアルリップ５５とスリンガ５２との摺動部が潤滑されるようになっている。また、上記転動体配置室には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
【００５４】
上述のように、上記第１実施形態の密封装置８,９は、この密封装置８,９を備える車両等の運転により、密封装置８,９が密封している密封空間（転動体配置室）内の温度が、外部の温度よりも高温になって、上記密封空間内の圧力が、外部の圧力よりも大きくなって、アキシアルリップ５４が密封空間側から受ける力が、アキシアルリップ５４が外部側から受ける力よりもある程度大きくなった場合、第２状態をとって、アキシアルリップ５４が、アキシアルリップ５４よりもスリンガ５２の外嵌固定部６５側のスペースがより大きくなるように変形すると共に、アキシアルリップ５４と屈曲延在部６７との接触面圧が、アキシアルリップ５４とフランジ部６６との接触面圧よりも大きくなる。したがって、上記密封空間の気圧が外部の気圧に対してある程度高くなっても、アキシアルリップ５４と屈曲延在部６７との間に気密な密封状態を構成できて、上記密封空間からアキシアルリップ５４を通過して、外部に漏れる空気の量を抑制できる。
【００５５】
したがって、上記密封装置８,９が、第２状態をとった後、上記車両等の停止等によって、上記密封空間内の温度が低下して、外部の温度と同等の温度になって、密封装置８,９が第１状態をとった際に、アキシアルリップ５４の内外間に発生する気圧差を抑制できる。したがって、従来の構成と比較して、上記アキシアルリップ５４のフランジ部６６への長時間に亘る吸着を抑制できて、アキシアルリップ５４の摩耗を抑制でき、トルクを低減することができる。また、昇温や、異音の発生を抑制でき、かつ、上記フランジ部６６に対するアキシアルリップ５４の吸着に起因するアキシアルリップ５４のフランジ部６６に対する高い接触面圧に基づくトルクの増大を抑制できる。
【００５６】
また、上記第１実施形態の密封装置８,９によれば、上記アキシアルリップ５４が、フランジ部６６と屈曲延在部６７の両方に同時に接触することがないから、アキシアルリップ５４と、スリンガ５２との摺動抵抗を低減できて、トルクを小さくすることができる。
【００５７】
また、上記第１実施形態の密封装置８,９によれば、上記シール部材４８を、スリンガ５２に組み付ける際に、屈曲延在部６７と、アキシアルリップ５４とが、接触することがないから、シール部材４８とスリンガ５２との組み付けを容易に行うことができる。
【００５８】
また、上記第１実施形態の車輪用転がり軸受装置によれば、上記第１実施形態の密封装置８,９を備えるから、密封空間である転動体配置室の気圧と、外部の気圧との気圧差を、緩和することができて、密封装置８,９のアキシアルリップ５４の摩耗を抑制でき、フランジ部６６に対するアキシアルリップ５４の接触面圧に起因するトルクを低減できる。
【００５９】
尚、上記第１実施形態の密封装置８,９では、第１状態において、アキシアルリップ５４が、屈曲延在部６７に対して間隔をおいて位置し、第２状態において、アキシアルリップ５４が、フランジ部６６に対して間隔をおいて位置していたが、この発明では、第１状態においても第２状態においても、アキシアルリップが、屈曲延在部およびフランジ部の両方に接触していても良い。
【００６０】
図４および図５は、そのような密封装置２０８の一例の軸方向の断面図である。詳しくは、図４は、その密封装置２０８が第１状態をとっている最中の軸方向の断面図であり、図５は、その密封装置２０８が第２状態をとっている最中の軸方向の断面図である。
【００６１】
尚、図４および図５において、５０は、芯金部材を示し、２５１は、弾性部材を示し、２５５は、ラジアルリップを示している。
【００６２】
また、図４において、点線２７３は、アキシアルリップ２５４の組み込み位置において、アキシアルリップ２５４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アキシアルリップ２５４の存在位置を示している。
【００６３】
図４における、屈曲延在部６７と、点線２７３との位置関係から明らかなように、シール部材２４８の内嵌固定部６０に対するスリンガ５２の外嵌固定部６５の径方向の相対位置が、組み込み状態での相対位置で、かつ、シール部材２４８のアキシアルリップ２５４が変形していない状態において、屈曲延在部６７は、アキシアルリップ２５４に対して径方向に間隔をおいて位置している。
【００６４】
図４に示すように、この密封装置２０８のアキシアルリップ２５４は、常時、スリンガ５２のフランジ部６６と、スリンガ５２の屈曲延在部６７の両方に接触している。
【００６５】
図４に示すように、この密封装置２０８は、アキシアルリップ２５４とフランジ部６６との接触面圧が、アキシアルリップ２５４と屈曲延在部６７の内周面７５との接触面圧よりも高い第１状態において、アキシアルリップ２５４の端部のフランジ部６６に対向する面が、凸面になっている一方、アキシアルリップ２５４の端部の屈曲延在部６７に対向する面が、凹面になっている。
【００６６】
また、図５に示すように、この密封装置２０８は、アキシアルリップ２５４とフランジ部６６との接触面圧が、アキシアルリップ２５４と屈曲延在部６７の内周面７５との接触面圧よりも低い第２状態において、アキシアルリップ２５４の端部のフランジ部６６に対向する面が、凹面になっている一方、アキシアルリップ２５４の端部の屈曲延在部６７に対向する面が、凸面になっている。
【００６７】
この変形例の密封装置２０８によれば、アキシアルリップ２５４が、常に、フランジ部６６と屈曲延在部６７の両方に接触しているから、密封装置２０８が密封している密封空間から外部に漏れる空気の量を低減でき、また、アキシアルリップ２５４がスリンガ５２と２箇所で接触しているから、密封装置２０８の密封性能を向上させることができる。
【００６８】
尚、上記第１実施形態の車輪用転がり軸受では、転動体（玉）配置室（潤滑剤封入室）の軸方向の両側の開口の近傍に、本発明の第１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、車輪用転がり軸受の転動体配置室（潤滑剤封入室）の軸方向の片側の開口の近傍のみに配置されても良い。尚、転動体は、第１実施形態のように、玉５,６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。転動体が、ころであるとは、転動体が、円錐ころである場合と円筒ころである場合とを含むが、転動体がころである場合、転動体が円錐ころであると好ましい。
【００６９】
尚、本発明の第１実施形態の第２密封部材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の開口付近に配設され、ブレーキディスク取付用フランジ１０がない側に配設されているから、内輪４にスリンガ５２を、外輪３にシール部材４８を容易に取り付けることができる。
【００７０】
図６および図７は、本発明の第２実施形態の密封装置３０８の軸方向の断面図である。詳しくは、図６は、第１状態をとっている第２実施形態の密封装置３０８の軸方向の断面図であり、図７は、第２状態をとっている第２実施形態の密封装置３０８の軸方向の断面図である。
【００７１】
第２実施形態の密封装置３０８は、ラジアルリップを省略する一方、第２アキシアルリップ３５５を新たに形成した点が、第１実施形態の密封装置８と異なる。
【００７２】
第２実施形態の密封装置３０８では、第１実施形態の密封装置８の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態の密封装置３０８では、第１実施形態の密封装置８と共通の作用効果については説明を省略することにし、第１実施形態の密封装置８と異なる構成、異なる作用効果、および、変形例について説明を行うことにする。
【００７３】
第２実施形態の密封装置３０８の弾性部材３５１は、芯金部材５０に固着された基部３５３と、第１アキシアルリップ３５４と、第２アキシアルリップ３５５とからなる。
【００７４】
上記第１アキシアルリップ３５４は、第１実施形態の密封装置８のアキシアルリップ５４と同一である。すなわち、上記密封装置３０８が密封する密封空間内の温度が外部の温度と同一である状態における、スリンガ５２に対する第１アキシアルリップ３５４の相対位置は、第１実施形態の密封装置８が密封する密封空間内の温度が外部の温度と同一である状態における、スリンガ５２に対するアキシアルリップ５４の相対位置と略同一である。
【００７５】
この密封装置３０８は、第１実施形態と同様、第１状態において、第１アキシアルリップ３５４が、屈曲延在部６７に対して間隔をおいて位置し、第２状態において、第１アキシアルリップ３５４が、フランジ部６６に対して間隔をおいて位置している。
【００７６】
一方、上記第２アキシアルリップ３５５は、第１アキシアルリップ３５４の径方向の内軸２（図１参照）側（径方向の内方側）に、第１アキシアルリップ３５４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３５５は、第１部分３５６と、第２部分３５７とを有する。上記第１部分３５６は、基部３５３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３５７は、第１部分３５６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。
【００７７】
上記第２アキシアルリップ３５５において、第１部分３５６と第２部分３５７との接続部の近傍に位置する屈曲部３９０は、第２アキシアルリップ３５５において、径方向の最内方に位置する部分を有する。上記屈曲部３９０とスリンガ５２の外嵌固定部６５とは、ラビリンスシールを構成している。
【００７８】
上記第２実施形態の密封装置３０８では、第１状態において、アキシアルリップ３５４が、屈曲延在部６７に対して間隔をおいて位置し、第２状態において、アキシアルリップ３５４が、フランジ部６６に対して間隔をおいて位置したが、この発明では、第１状態においても第２状態においても、アキシアルリップが、屈曲延在部およびフランジ部の両方に接触していても良い。
【００７９】
図８および図９は、そのような密封装置４０８の一例の軸方向の断面図である。詳しくは、図８は、その密封装置４０８が第１状態をとっている最中の軸方向の断面図であり、図９は、その密封装置４０８が第２状態をとっている最中の軸方向の断面図である。尚、図８および図９において、５０は、芯金部材を示し、４５１は、弾性部材を示し、５２は、スリンガを示している。
【００８０】
この変形例の密封装置の弾性部材４５１は、芯金部材５０に固着された基部４５３と、第１アキシアルリップ４５４と、第２アキシアルリップ４５５とからなる。
【００８１】
上記第１アキシアルリップ４５４は、図４に示す密封装置２０８のアキシアルリップ２５４と同一である。上記第１アキシアルリップ４５４は、常時、スリンガ５２のフランジ部６６と、スリンガ５２の屈曲延在部６７の両方に接触している。
【００８２】
図８に示すように、この密封装置４０８は、第１アキシアルリップ４５４とフランジ部６６との接触面圧が、第１アキシアルリップ４５４と屈曲延在部６７の内周面７５との接触面圧よりも高い第１状態において、第１アキシアルリップ４５４の端部のフランジ部６６に対向する面が、凸面になっている一方、第１アキシアルリップ４５４の端部の屈曲延在部６７に対向する面が、凹面になっている。
【００８３】
また、図９に示すように、この密封装置４０８は、第１アキシアルリップ４５４とフランジ部６６との接触面圧が、第１アキシアルリップ４５４と屈曲延在部６７の内周面７５との接触面圧よりも低い第２状態において、第１アキシアルリップ４５４の端部のフランジ部６６に対向する面が、凹面になっている一方、第１アキシアルリップ４５４の端部の屈曲延在部６７に対向する面が、凸面になっている。
【００８４】
一方、上記第２アキシアルリップ４５５は、図６に示す密封装置３０８の第２アキシアルリップ３５５と同一である。
【００８５】
上記第２実施形態の変形例の密封装置４０８によれば、第１アキシアルリップ４５５が、常時２箇所でスリンガ５２と接触しているから密封性能を優れたものにすることができる。
【００８６】
また、上記第２実施形態の変形例の密封装置４０８によれば、弾性部材４５１が、スリンガ５２の外嵌固定部に間隔をおいて位置しているから、トルクを格段に低減できる。というのは、上述のように、ラジアルリップがトルクに及ぼす割合が、アキシアルリップがトルクに及ぼす割合よりも格段に大きいからである。
【００８７】
図１０は、本発明の第３実施形態のウォータポンプの密封装置９９周辺の拡大断面図である。
【００８８】
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。
【００８９】
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１０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１０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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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１０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。
【００９３】
図１０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、密封装置９９においてアキシアルリップ１５４の異常摩耗を防止できる。また、上記密封装置９９における昇温や異音の発生を抑制でき、アキシアルリップ１５４のフランジ部１６６に対する接触面圧が、長時間に亘って過度に高くなることに起因するトルクの増大を防止できる。
【００９４】
尚、上記実施例では、本発明の密封装置９９を、車輪用転がり軸受や、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、軌道面を有する軌道部材が外輪および内輪である転がり軸受において、上記外輪と上記内輪との間の少なくとも一方の開口を密封するように配置しても良い。また、本発明の密封装置を、モータにおける、ロータ部材とステータ部材との間に配設する転がり軸受に設置しても良い。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密封装置のアキシアルリップの摩耗を格段に抑制できる。また、その密封装置における昇温や異音の発生を抑制でき、その密封装置におけるアキシアルリップのフランジ部に対する接触面圧が、長時間に亘って過度に高くなることに起因するトルクの増大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態の密封装置を有する車輪用転がり軸受の軸方向の断面図である。
【図２】上記密封装置の第１密封装置が第１状態をとっている際における軸方向の断面図である。
【図３】上記密封装置の第１密封装置が第２状態をとっている際における軸方向の断面図である。
【図４】第１実施形態の変形例の密封装置が第１状態をとっている最中の軸方向の断面図である。
【図５】上記変形例の密封装置が第２状態をとっている最中の軸方向の断面図である。
【図６】第２実施形態の密封装置が第１状態をとっている際における軸方向の断面図である。
【図７】第２実施形態の密封装置が第２状態をとっている際における軸方向の断面図である。
【図８】第２実施形態の変形例の密封装置が第１状態をとっている最中の軸方向の断面図である。
【図９】上記変形例の密封装置が第２状態をとっている最中の軸方向の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態のウォータポンプの密封装置周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
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
４８,１４８  シール部材
５０,１５０  芯金部材
５１,２５１,３５１,４５１  弾性部材
５２,１５２  スリンガ
５３,３５３,４５３  基部
５４,１５４,２５４  アキシアルリップ
５５,２５５  ラジアルリップ
６０  芯金部材の内嵌固定部
６１  径方向延在部
６５  スリンガの外嵌固定部
６６,１６６  フランジ部
６７  屈曲延在部
９９  密封装置
３５４,４５４  第１アキシアルリップ
３５５,４５５  第２アキシアルリップ
【図１】
2010190323.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010190323.tif 000005
【図４】
2010190323.tif 000006
【図５】
2010190323.tif 000007
【図６】
2010190323.tif 000008
【図７】
2010190323.tif 000009
【図８】
2010190323.tif 000010
【図９】
2010190323.tif 000011
【図１０】
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