JP5708403B2

JP5708403B2 - 軸受用密封装置

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Publication number: JP5708403B2
Application number: JP2011209656A
Authority: JP
Inventors: 将充渡部
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: JP2013072443A

Description

本発明は、軸受内部を軸受外部から密封する軸受用密封装置に関する。

従来、例えば自動車や鉄道などの車両には、その車軸を回転自在に支持する軸受が用いられており（例えば、特許文献１参照）、当該軸受には、相対回転可能に対向配置された軌道輪間に区画された軸受内部（具体的には、軸受内部空間）を軸受外部から密封する種々の軸受用密封装置が設けられている。

一例として図６(ａ)には、駆動輪用の軸受ユニットが示されており、当該軸受ユニットは、車体側構成品に固定されて常時非回転状態に維持される一方の軌道輪（例えば、静止輪（外輪）２）と、静止輪（外輪）２の内側に対向して配置され、かつ、車輪側構成品に接続されて車輪と共に回転する他方の軌道輪（例えば、回転輪（内輪）４）と、１本の回転軸Ａｘを中心に相対回転する静止輪２と回転輪４との間に複列（例えば、２列）で転動自在に組み込まれた複数の転動体６,８とを備えている。なお、転動体６,８として、図面では「玉」を例示しているが、軸受ユニットの使用目的や使用環境に応じて「ころ」が適用される場合もある。

静止輪（外輪）２は中空円筒状を成しており、回転輪（内輪）４の外周を覆うように配置されている。この場合、静止輪２と回転輪４との間には、軸受ユニットの軸受内部（即ち、静止輪２と回転輪４との間に区画された環状の軸受内部空間）を、その軸方向両側から密封するための軸受用密封装置（車輪側のリップシール１０ａ、車体側のパックシール１０ｂ）が設けられている。なお、軸方向とは、回転軸Ａｘに沿って平行を成す方向を指す。

また、静止輪（外輪）２には、その外周側から外方に向って放射状に突出した固定フランジ２ａが一体成形されている。この場合、固定フランジ２ａの固定孔２ｂに固定用ボルト（図示しない）を挿入し、これを車体側構成品に締結することで、静止輪２を例えばナックル（図示しない）に固定することができる。

一方、回転輪（内輪）４には、車輪側構成品を支持しつつ共に回転し、かつ、中空の円筒形状を成すハブ１２が設けられており、ハブ１２には、例えばディスクホイール（図示しない）が固定されるハブフランジ１２ａが突設されている。ハブフランジ１２ａは、静止輪（外輪）２を越えて外方（ハブ１２の径方向外側）に向って放射状に延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って所定間隔で配置された複数のハブボルト１４が設けられている。なお、径方向とは、回転軸Ａｘに直交する方向を指す。

ここで、複数のハブボルト１４を例えばディスクホイールに形成された各ボルト孔（図示しない）に差し込んで、ハブナット（図示しない）で締付けることにより、当該ディスクホイールをハブフランジ１２ａに対して位置決めして固定することができる。なお、このとき、ハブ１２の車輪側に突設されたパイロット部１２ｄによって車輪側構成品の径方向の位置決めが成される。

また、ハブ１２には、その外周面４ｍにおいて、その車体側端部に嵌合面４ｎが構成されており、当該嵌合面４ｎに環状の回転輪構成体１６（ハブ１２と共に回転輪（内輪）４を構成する部材）を嵌合（圧入）させることができるようになっている。この場合、例えば、静止輪２と回転輪４との間に各転動体６,８を保持器１８で保持した状態で、回転輪構成体１６を嵌合面４ｎに形成された段部１２ｂまで嵌合した後、ハブ１２の車体側端部の加締め領域１２ｃを塑性変形させて、当該加締め領域１２ｃを回転輪構成体１６の周端部１６ｓに沿って加締める（密着させる）ことで、当該回転輪構成体１６をハブ１２に固定することができる。

このとき、軸受ユニットには所定の予圧が付与された状態となり、この状態において、各転動体６,８は、互いに所定の接触角を成して静止輪２と回転輪４の各軌道溝（静止軌道溝２ｓ、回転軌道溝４ｓ）にそれぞれ接触して回転可能に組み込まれる。この場合、２つの接触点を結んだ作用線（図示しない）は、各軌道溝２ｓ,４ｓに直交し、かつ、各転動体６,８の中心を通り、軸受ユニットの中心線上の１点（作用点）で交わる。これにより背面組合せ形（ＤＢ）軸受が構成される。

このような軸受構成において、車両走行中に車輪に作用した力は、全てディスクホイールから軸受ユニットを通じてナックルに伝達されることになり、その際、軸受ユニットには、各種の荷重（ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など）が作用する。しかし、軸受ユニットは、上述したような背面組合せ形（ＤＢ）軸受となっているため、各種の荷重に対して高い剛性が維持される。

また、上記した軸受ユニットに設けられた軸受用密封装置において、リップシール１０ａは、静止輪（外輪）２の車輪側の固定面２ｎ-1に固定され、回転輪４（ハブ１２）の摺動面４ｎ-1に対して摺動自在に位置決めされている。一方、パックシール１０ｂは、静止輪（外輪）２の車体側の固定面２ｎ-2と、他方の軌道輪４（回転輪構成体１６）との間に摺動自在に位置決めされている。具体的には、回転輪構成体１６には、静止輪（外輪）２の固定面２ｎ-2に対向して嵌合面１６ｍが形成されており、パックシール１０ｂは、当該嵌合面１６ｍと上記固定面２ｎ-2との間に圧入されて嵌合された状態で位置決めされている。

ここで、パックシール１０ｂについて説明する。
図６(ｂ)に示すように、パックシール１０ｂは、一方の軌道輪（静止輪（外輪）２）の車体側の固定面２ｎ-2に嵌合（圧入）され、軌道輪間（静止輪２と回転輪４との間）に区画された軸受内部（空間）を覆うように延出したシール本体２０と、他方の軌道輪４（回転輪構成体１６）の嵌合面１６ｍに嵌合（圧入）され、軌道輪間（静止輪２と回転輪４との間）に区画された軸受内部（空間）を覆うように延出したスリンガ２４とを備えて構成されている。

ここで、シール本体２０は、心金２６の内周面（スリンガ２４に対向する面）にシール材２８を加硫して構成されており、シール材２８には、複数（例えば、３つ）のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが一体成形されている。なお、心金２６は、固定面２ｎ-2に嵌合（圧入）される中空円筒状を成す中空円筒部２６ａと、中空円筒部２６ａから回転輪構成体１６（嵌合面１６ｍ）に向けて折り返され、軸受内部（空間）を覆うように延出した中空円板状を成す環状折返部２６ｂとを備えて構成されている。

一方、スリンガ２４は、シール本体２０よりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部（空間）を覆うように径方向に延出した中空円板状を成すスリンガ壁部２４ａと、スリンガ壁部２４ａから軸受内部（空間）に向けて軸方向に延出し、他方の軌道輪４（回転輪構成体１６）の嵌合面１６ｍに嵌合（圧入）される中空円筒状を成すスリンガ基部２４ｂとを備えている。なお、上記した３つのシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃにおいて、そのうちの１つのシールリップ２８ａはスリンガ壁部２４ａに摺接し、残りの２つのシールリップ２８ｂ,２８ｃはスリンガ基部２４ｂに摺接する。

このようなパックシール１０ｂによれば、軸受回転中（静止輪２と回転輪４とが相対回転する間）或いは、軸受非回転中において、上記した３つのシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃがスリンガ２４に対して常に摺接状態となる。これにより、軸受内部（空間）を軸受外部から密封することができるため、軸受内部（空間）への異物（例えば、水、塵埃）の浸入防止、及び、軸受外部への潤滑剤の漏洩防止を図ることができる。なお、シール材２８としては、例えばゴムやエラストマーなどの弾性材を適用することができると共に、当該シール材２８を心金２６の内周面に付加する方法としては、例えば焼き付けや加硫接着により付加すればよい。

また、上記したパックシール１０ｂは、回転輪構成体１６の嵌合面１６ｍと静止輪（外輪）２の固定面２ｎ-2との間に嵌合（圧入）されるため、そのときの嵌合（圧入）力によっては、例えば、心金２６（中空円筒部２６ａ）と固定面２ｎ-2との嵌合面同士が損傷してしまう虞がある。そうなると、損傷の程度によっては、軸受内部（空間）の密封状態が低下してしまう。

そこで、密封対策として例えば図６(ｂ)に示すように、心金２６（中空円筒部２６ａ）の車体側端部２６ｃ（環状折返部２６ｂとは反対側の端部）に、シール材２８でノーズカスケット３０を形成する方法が知られている。ノーズカスケット３０は、心金２６の車体側端部２６ｃを覆うようにシール材２８を回し込んで形成されており、その一部を静止輪（外輪）２側に膨出させて構成されている。これにより、軸受内部（空間）に対する密封性の維持向上が図られている。

特開２０１０−１０５４７５号公報

ところで、上記した軸受ユニットをより大型の車両に適用する場合、回転軸Ａｘを中心に相対回転する一方の軌道輪（例えば、静止輪（外輪）２）及び他方の軌道輪（例えば、回転輪（内輪）４）の径寸法を大型化させることになるが、その大型化の程度に従って、軸受外径（特に、静止輪（外輪）２の外径）が大きくなる。

ここで、上記したような車両走行中に車輪に作用した力によって、軸受ユニットに対してモーメント荷重が作用した場合を想定すると、モーメント荷重の大きさの程度によっては、上記した軸受ユニットを構成する静止輪（外輪）２と回転輪（内輪）４とが、回転軸Ａｘを中心として、相対的に傾斜する場合がある。

この場合、静止輪（外輪）２と回転輪（内輪）４との間の相対的な傾斜角度は、車両の操縦性や走行安定性に影響するため、剛性の高い大きな軸受ユニットが使用される大型の車両でも、剛性の低い小さな軸受ユニットが使用される小型の車両でも、当該傾斜角度はほぼ同じである。

しかし、同じ傾斜角度でも、大きな軸受ユニットに使用される大きな（大径）シールと小さな軸受ユニットに使用される小さな（小径）シールでは、傾斜に伴う締め代の変化が異なる。

また、シール性能を確保するために、締め代変化が大きい大径シールには、大きな締め代を与えておく必要がるため、シールが摺接する半径が大きいことも相俟って、回転トルクが重くなってしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、傾斜角度の発生に伴うシールリップ締め代の変化を緩和することで、シールの締め代増大を抑制し、密封性を低下させることなくシールのトルクを低減することを可能にする軸受用密封装置を提供することにある。特に、大型車両用の軸受ユニットに使用される大きなシールに有効な技術である。

このような目的を達成するために、本発明は、相対回転可能に対向配置される軌道輪間に設けられ、当該軌道輪間に区画された軸受内部を密封するための軸受用密封装置であって、一方の軌道輪に嵌合され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた第１のシール本体と、他方の軌道輪に嵌合され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた第１のスリンガと、第１のシール本体と第１のスリンガとの間に相対回転可能に介在され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた中間シール構造とを備えており、中間シール構造は、第１のシール本体に成形されたシールリップが摺接する第２のスリンガと、第１のスリンガに摺接するシールリップが成形された第２のシール本体とを一体化させて構成されている。
本発明において、第１のシール本体と第２のスリンガとの間には、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接する複数のシールリップが構成されており、第２のシール本体と第１のスリンガとの間には、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接する複数のシールリップが構成されている。
本発明において、第１のスリンガは、第２のシール本体よりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部を覆うように延出した中空円板状を成す第１のスリンガ壁部と、第１のスリンガ壁部から軸受内部に向けて延出した中空円筒状を成す第１のスリンガ基部とを備えており、第２のスリンガは、第１のシール本体よりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部を覆うように延出した中空円板状を成す第２のスリンガ壁部と、第２のスリンガ壁部から軸受内部に向けて延出した中空円筒状を成す第２のスリンガ基部とを備えている。
本発明において、中間シール構造は、第１のシール本体と第２のスリンガとの間における複数のシールリップの摺接力と、第２のシール本体と第１のスリンガとの間における複数のシールリップの摺接力とが釣り合った位置で支持された状態に維持される。

本発明によれば、傾斜角度の発生に伴うシールリップ締め代の変化を緩和することで、シールの締め代増大を抑制し、密封性を低下させることなくシールのトルクを低減することを可能にする軸受用密封装置を実現することができる。特に、大型車両用の軸受ユニットに使用される大きなシールに有効な技術である。

(ａ)は、本発明の一実施形態に係る軸受用密封装置が適用された軸受ユニットの構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)に示された軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図。 (ａ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図。 (ａ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図。 (ａ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図。 (ａ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図。 (ａ)は、軸受用密封装置が適用された軸受ユニットの構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)に示された従来の軸受用密封装置の構成を一部拡大して示す断面図。

以下、本発明の一実施形態に係る軸受用密封装置について、添付図面を参照して説明する。
図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施形態の軸受用密封装置（具体的には、車体側のパックシール１０ｂ）は、一方の軌道輪（例えば、静止輪（外輪）２）に嵌合され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた第１のシール本体２０と、他方の軌道輪（例えば、回転輪（内輪）４）に嵌合され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた第１のスリンガ２４と、第１のシール本体２０と第１のスリンガ２４との間に相対回転可能に介在（介挿）され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた中間シール構造とを備えている。

ここで、第１のシール本体２０は、第１の心金２６の内周面（後述する第２のスリンガ２２ｓに対向する面）に第１のシール材２８を加硫して構成されており、第１のシール材２８には、複数（例えば、３つ）の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが一体成形されている。なお、第１の心金２６は、静止輪（外輪）２の車体側の固定面２ｎ-2に嵌合（圧入）される中空円筒状を成す第１の中空円筒部２６ａと、第１の中空円筒部２６ａから回転輪構成体１６（嵌合面１６ｍ）に向けて折り返され、軸受内部（空間）を覆うように延出した中空円板状を成す第１の環状折返部２６ｂとを備えている。

一方、第１のスリンガ２４は、後述する第２のシール本体２２ｔよりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部（空間）を覆うように径方向に延出した中空円板状を成す第１のスリンガ壁部２４ａと、第１のスリンガ壁部２４ａから軸受内部（空間）に向けて軸方向に延出し、他方の軌道輪４（回転輪構成体１６）の嵌合面１６ｍに嵌合（圧入）される中空円筒状を成す第１のスリンガ基部２４ｂとを備えている。

そして、中間シール構造は、第１のシール本体２０に一体成形された複数のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが摺接する第２のスリンガ２２ｓと、第１のスリンガ２４に摺接する複数のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃが一体成形された第２のシール本体２２ｔとを一体化させて構成されている。

ここで、第２のシール本体２２ｔは、第２の心金３４の内周面（第１のスリンガ２４に対向する面）に、第２のシール材３２を加硫して構成されており、第２のシール材３２には、複数（例えば、３つ）の第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃが一体成形されている。なお、第２の心金３４は、後述する第２のスリンガ２２ｓの第２のスリンガ基部２２ｂとして兼用される中空円筒状を成す第２の中空円筒部３４ａと、第２の中空円筒部３４ａから回転輪構成体１６（嵌合面１６ｍ）に向けて折り返され、軸受内部（空間）を覆うように延出した中空円板状を成す第２の環状折返部３４ｂとを備えている。

一方、第２のスリンガ２２ｓは、第１のシール本体２０よりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部（空間）を覆うように径方向に延出した中空円板状を成す第２のスリンガ壁部２２ａと、第２のスリンガ壁部２２ａから軸受内部（空間）に向けて軸方向に延出した中空円筒状を成す第２のスリンガ基部２２ｂ（上記した第２の心金３４の第２の中空円筒部３４ａと兼用）とを備えている。

なお、上記した第１及び第２のシール材２８,３２としては、例えばゴムやエラストマーなどの弾性材を適用することができると共に、当該シール材２８,３２を第１及び第２の心金２６,３４の内周面に付加する方法としては、例えば焼き付けや加硫接着により付加すればよい。

この場合、第１のシール本体２０に一体成形された複数（例えば、３つ）の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃは、第２のスリンガ２２ｓに対して、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接するように構成させることが好ましい。図面では一例として、３つの第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃのうち、１つのシールリップ２８ａを第２のスリンガ壁部２２ａに対してアキシアル方向に摺接させ、残りの２つのシールリップ２８ｂ,２８ｃを第２のスリンガ基部２２ｂに対してラジアル方向に摺接させている。

また、第２のシール本体２２ｔに一体成形された複数（例えば、３つ）の第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃは、第１のスリンガ２４に対して、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接するように構成させることが好ましい。図面では一例として、３つの第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃのうち、１つのシールリップ３２ａを第１のスリンガ壁部２４ａに対してアキシアル方向に摺接させ、残りの２つのシールリップ３２ｂ,３２ｃを第１のスリンガ基部２４ｂに対してラジアル方向に摺接させている。

このように、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間に、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接する複数のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃを構成すると共に、第２のシール本体２２ｔと第１のスリンガ２４との間に、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接する複数のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃを構成することで、中間シール構造は、第２のスリンガ２２ｓに対する第１のシール本体２０の各シールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃの摺接力と、第１のスリンガ２４に対する第２のシール本体２２ｔの各シールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摺接力とが釣り合った位置で支持された状態に維持される。

なお、アキシアル方向とは、軸方向に沿った方向（即ち、回転軸Ａｘ（図６(ｂ)参照）に沿って平行を成す方向）を指し、これに対して、ラジアル方向とは、径方向に沿った方向（即ち、回転軸Ａｘ（図６(ｂ)参照）に直交する方向）を指す。

以上、本実施形態によれば、軸受回転中（静止輪２と回転輪４とが相対回転する間）或いは、軸受非回転中において、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが第２のスリンガ２２ｓに対して常に摺接状態となると共に、第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃが第１のスリンガ２４に対して常に摺接状態となる。これにより、軸受内部（空間）への異物（例えば、水、塵埃）の浸入防止、及び、軸受外部への潤滑剤の漏洩防止を図ることを可能にする密封性に優れた軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）を実現することができる。

この場合、第１のシール本体２０において、その第１の心金２６（第１の中空円筒部２６ａ）には、第１のシール材２８によってノーズカスケット３０を形成することが好ましい。これにより、第１の心金２６（第１の中空円筒部２６ａ）と静止輪（外輪）２の固定面２ｎ-2との間の密封状態を向上させることができるため、軸受内部（空間）に対する密封性の維持向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間で、複数の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃをアキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接させると共に、第２のシール本体２２ｔと第１のスリンガ２４との間で、複数の第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃをアキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接させるようにしたことで、中間シール構造を、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃの摺接力と、第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摺接力とが釣り合った位置で、これら双方の摺接力だけで支持された状態に維持させることができる。

これによれば、軸受ユニットに対してモーメント荷重が作用した際、静止輪（外輪）２と回転輪（内輪）４とが回転軸Ａｘを中心に相対的に傾斜し、これ伴って、外内輪２,４に対する軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）の締め代が変化し、上記した双方の摺接力の釣り合い状態（バランス）が崩れた場合、その崩れたバランス量分だけ第１及び第２のシールリップ２８ａ〜２８ｃ,３２ａ〜３２ｃが相対的に弾性変形することで、上記した摺接力相互において、新たな釣り合い状態（バランス）が構成される。

このとき、中間シール構造は、新たな釣り合い状態（バランス）がとれる位置まで変位（移動）し、再び、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間における複数の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃの摺接力と、第２のシール本体２２ｔと第１のスリンガ２４との間における複数の第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摺接力とが釣り合った位置で支持された状態に維持される。

これによれば、外内輪２,４の相対的な傾斜に伴う軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）の締め代の変化値（量）を、既存のシールに比して、大幅に低減（具体的には、略半分に低減）させることができるため、当該軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）の設計を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、中間シール構造を、第１のシール本体２０と第１のスリンガ２４との間に相対回転可能に介在（介挿）させたことで、既存のシール構造と同程度の低トルク化を図ることができる。具体的に説明すると、外内輪２,４が相対回転し、回転輪（内輪）４と共に第１のスリンガ２４が回転したとき、当該第１のスリンガ２４と共に第２のスリンガ２２ｓが回転する場合と、回転しない場合とが想定される。

ここで、第１のスリンガ２４と共に第２のスリンガ２２ｓが回転する場合、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間における複数の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが摺動し、第２のシール本体２２ｔと第１のスリンガ２４との間における複数の第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃは摺動しない。この場合、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃの摩耗が進行する。

これに対して、第１のスリンガ２４と共に第２のスリンガ２２ｓが回転しない場合、即ち、第１のスリンガ２４のみ回転する場合、第２のシール本体２２ｔと第１のスリンガ２４との間における複数の第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃが摺動し、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間における複数の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃは摺動しない。この場合、第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摩耗が進行する。

これは、中間シール構造を、上記した双方の摺接力が釣り合ったバランス位置で回転可能に支持する構成としたことで得られる効果であり、外内輪２,４が相対回転する際、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃ又は第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃのいずれか一方のみが摩耗する回転状態にすることができる。これにより、既存のシール構造に比してシールリップの数を増加しても、回転トルクを既存のシール構造と同程度に抑えることができる。

更に、中間シール構造を、上記した双方の摺接力が釣り合ったバランス位置で回転可能に支持する構成としたことで、外内輪２,４が相対回転する際、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが摺動する回転状態と、第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃが摺動する回転状態とが同時に生じない仕様とすることができる。これにより、既存のシール構造に比してシールリップの摩耗の程度を大幅に少なくすることができる。

この場合、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃ及び／又は第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摩耗が進行すると、その進行の程度に応じて、第１及び第２のシールリップ２８ａ〜２８ｃ,３２ａ〜３２ｃが相対的に弾性変形することで、上記した摺接力相互において、新たな釣り合い状態（バランス）が構成される。

これによれば、外内輪２,４の相対的な傾斜に伴う軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）の締め代の変化値（量）を、第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃ及び／又は第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摩耗量の略半分にすることができるため、当該軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）の設計を容易に行うことができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、以下の各変形例も本発明の技術範囲に含まれ、上記した実施形態と同様の効果を実現することができる。

例えば図２(ａ)に示すように、第１のシール本体２０にシールリップ２８ｂを成形し、これを第２のスリンガ２２ｓ（第２のスリンガ基部２２ｂ）に対してラジアル方向に摺接させると共に、第２のスリンガ２２ｓに複数のシールリップ２８ａ,２８ｃを成形し、一方のシールリップ２８ａを第１のシール本体２０（第１の中空円筒部２６ａ）に対してラジアル方向に摺接させ、かつ、他方のシールリップ２８ｃを第１のシール本体２０（第１の環状折返部２６ｂ）に対してアキシアル方向に摺接させてもよい。

これと共に、第２のシール本体２２ｔにシールリップ３２ｂを成形し、これを第１のスリンガ２４（第１のスリンガ基部２４ｂ）に対してラジアル方向に摺接させると共に、第１のスリンガ２４に複数のシールリップ３２ａ,３２ｃを成形し、一方のシールリップ３２ａを第２のシール本体２２ｔ（第２の中空円筒部３４ａ）に対してラジアル方向に摺接させ、かつ、他方のシールリップ３２ｃを第２のシール本体２２ｔ（第２の環状折返部３４ｂ）に対してアキシアル方向に摺接させてもよい。

例えば図２(ｂ)に示すように、第１のシール本体２０に成形する複数の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃを、これら第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが反転しない形状に構成してもよい。かかる構成によれば、当該軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）を車輪側の軸受用密封装置として転用することができる。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

例えば図３(ａ)に示すように、第１のシール本体２０にシールリップ２８ｂを成形し、これを第２のスリンガ２２ｓ（第２のスリンガ基部２２ｂ）に対してラジアル方向に摺接させると共に、第２のスリンガ２２ｓに複数のシールリップ２８ａ,２８ｃを成形し、一方のシールリップ２８ａを第１のシール本体２０（第１の中空円筒部２６ａ）に対してラジアル方向に摺接させ、かつ、他方のシールリップ２８ｃを第１のシール本体２０（第１の環状折返部２６ｂ）に対してアキシアル方向に摺接させてもよい。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

例えば図３(ｂ)に示すように、第２のシール本体２２ｔにシールリップ３２ｂを成形し、これを第１のスリンガ２４（第１のスリンガ基部２４ｂ）に対してラジアル方向に摺接させると共に、第１のスリンガ２４に複数のシールリップ３２ａ,３２ｃを成形し、一方のシールリップ３２ａを第２のシール本体２２ｔ（第２の中空円筒部３４ａ）に対してラジアル方向に摺接させ、かつ、他方のシールリップ３２ｃを第２のシール本体２２ｔ（第２の環状折返部３４ｂ）に対してアキシアル方向に摺接させてもよい。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

例えば図４(ａ)に示すように、中間シール構造において、第２のシール本体２２ｔ（心金３４）の第２の環状折返部３４ｂと、第２のスリンガ２２ｓの第２のスリンガ壁部２２ａとを互いに兼用させるように構成してもよい。これにより、第２の環状折返部３４ｂと第２のスリンガ壁部２２ａとを互いに兼用させた分だけ、軸受用密封装置の径方向へのコンパクト化を図ることができるため、その結果、当該軸受用密封装置が適用される軸受ユニットの径方向の小型化を実現することができる。

ここで、第２のシール本体２２ｔと第１のスリンガ２４との間に、グリースリップ３２ｃ（図１(ｂ)参照）を構成することができない場合には、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間に構成されるグリースリップ２８ｃを延長し、他方の軌道輪４（回転輪構成体１６）の嵌合面１６ｍに摺接させればよい。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

例えば図４(ｂ)に示すように、第１のシール本体２０に成形する複数の第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃを、これら第１のシールリップ２８ａ,２８ｂ,２８ｃが反転しない形状に構成してもよい。かかる構成によれば、当該軸受用密封装置（パックシール１０ｂ）を車輪側の軸受用密封装置として転用することができる。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

例えば図５(ａ)に示すように、第１のシール本体２０と第２のスリンガ２２ｓとの間において、アキシアル方向とラジアル方向の２方向にバランスをとるために特化した２つの第１のシールリップ２８ａ,２８ｂのみを構成し、これにより、中間シール構造を、第２のシールリップ３２ａ,３２ｂ,３２ｃの摺接力との間で釣り合った位置で支持された状態に維持させるようにしてもよい。

かかる構成によれば、軸受用密封装置の径方向へのコンパクト化を図ることができるため、その結果、当該軸受用密封装置が適用される軸受ユニットの径方向の小型化を実現することができる。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

例えば図５(ｂ)に示すように、第１のシール本体２０に代えて、一方の軌道輪２（静止輪（外輪））に嵌合可能な嵌合部３６を中間シール構造に一体的に構成してもよい。これにより、第１のシール本体２０を無くした分だけ、軸受用密封装置の部品点数の削減と共に、径方向へのコンパクト化を図ることができる。この結果、当該軸受用密封装置が適用される軸受ユニットの低コスト化と共に、径方向への小型化を実現することができる。なお、その他の構成は、図１(ｂ)に示された軸受用密封装置と同様であるため、その説明は省略する。

なお、上記した実施形態及び各変形例では、第３世代の軸受ユニット（図６(ａ)参照）に適用する軸受用密封装置を想定したが、これに限定されることはなく、本発明の軸受用密封装置は、あらゆる種類の軸受ユニットに適用することが可能である。

また、上記した実施形態及び各変形例は、本発明の一例であり、これに限定されることはなく、例えば、上記した実施形態及び各変形例を使用目的や使用環境に応じて相互に組み合わせることができる。

２一方の軌道輪（静止輪（外輪））
４他方の軌道輪（回転輪（内輪））
２０第１のシール本体
２４第１のスリンガ
２２ｔ第２のシール本体
２２ｓ第２のスリンガ
２８ａ,２８ｂ,２８ｃ第１のシール本体のシールリップ
３２ａ,３２ｂ,３２ｃ第２のシール本体のシールリップ

Claims

相対回転可能に対向配置される軌道輪間に設けられ、当該軌道輪間に区画された軸受内部を密封するための軸受用密封装置であって、
一方の軌道輪に嵌合され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた第１のシール本体と、
他方の軌道輪に嵌合され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた第１のスリンガと、
第１のシール本体と第１のスリンガとの間に相対回転可能に介在され、軸受内部を覆うように周方向に沿って連続して設けられた中間シール構造とを備えており、
中間シール構造は、第１のシール本体に成形されたシールリップが摺接する第２のスリンガと、第１のスリンガに摺接するシールリップが成形された第２のシール本体とを一体化させて構成されていることを特徴とする軸受用密封装置。
第１のシール本体と第２のスリンガとの間には、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接する複数のシールリップが構成されており、
第２のシール本体と第１のスリンガとの間には、アキシアル方向とラジアル方向の少なくとも２方向に摺接する複数のシールリップが構成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用密封装置。
第１のスリンガは、第２のシール本体よりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部を覆うように延出した中空円板状を成す第１のスリンガ壁部と、第１のスリンガ壁部から軸受内部に向けて延出した中空円筒状を成す第１のスリンガ基部とを備えており、
第２のスリンガは、第１のシール本体よりも軸受外部寄りに位置付けられ、軸受内部を覆うように延出した中空円板状を成す第２のスリンガ壁部と、第２のスリンガ壁部から軸受内部に向けて延出した中空円筒状を成す第２のスリンガ基部とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の軸受用密封装置。
中間シール構造は、第１のシール本体と第２のスリンガとの間における複数のシールリップの摺接力と、第２のシール本体と第１のスリンガとの間における複数のシールリップの摺接力とが釣り合った位置で支持された状態に維持されることを特徴とする請求項２又は３に記載の軸受用密封装置。