特許 7619208 冷却装置及びハブユニット軸受用シール装置の試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-14

(45)【発行日】2025-01-22

(54)【発明の名称】冷却装置及びハブユニット軸受用シール装置の試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20250115BHJP

   F25D 11/00 20060101ALI20250115BHJP

【ＦＩ】

G01N17/00

F25D11/00 102Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021136335

(22)【出願日】2021-08-24

(65)【公開番号】P2023030915

(43)【公開日】2023-03-08

【審査請求日】2024-04-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡部 将充

(72)【発明者】

【氏名】若林 達男

【審査官】外川 敬之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２２３２２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１１－５０４５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５１３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１３５０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １７／００

Ｆ２５Ｄ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次冷媒槽と、
前記二次冷媒槽の内側に配置され、溶液を貯留するための貯留槽と、
前記二次冷媒槽に貯留された二次冷媒と、
前記二次冷媒槽の内側に配置され、前記二次冷媒を冷却するための二次冷媒冷却用熱交換器と、
前記貯留槽の内側に配置され、前記溶液を加熱するための溶液加熱用熱交換器と、
を備え
前記二次冷媒冷却用熱交換器は、前記溶液の凝固点よりも高い温度で前記二次冷媒を冷却する、冷却装置。

【請求項2】

前記貯留槽内の前記溶液の液位を調節するための液位調節手段を備え、
前記液位調節手段は、前記二次冷媒槽の内側に配置された液位調節槽と、前記貯留槽と前記液位調節槽とを連結する連結管と、前記液位調節槽の内部空間の圧力を調節する圧力調整装置とを有する、
請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記貯留槽内の前記溶液の液位を調節するための液位調節手段を備え、
前記液位調節手段は、前記二次冷媒槽の内側に配置された液位調節槽と、前記貯留槽と前記液位調節槽とを連結する連結管と、前記液位調節槽を前記貯留槽に対して昇降させる昇降装置とを有する、
請求項１に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記貯留槽の内側に配置され、前記溶液を撹拌するための溶液撹拌翼を備える、
請求項１～３のいずれかに記載の冷却装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかに記載の冷却装置を備える、
ハブユニット軸受用シール装置の試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、低温かつ泥塩水環境下でのシール装置の耐久試験を行うために使用される、冷却装置に関する。又、本発明は、ハブユニット軸受に組み込んで使用されるシール装置の試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車輪及び制動用回転体は、ハブユニット軸受により懸架装置に対して回転自在に支持される。図４は、特開２０１１－８９５５８号公報（特許文献１）に記載された、ハブユニット軸受１００を示している。ハブユニット軸受１００は、外輪１０１と、ハブ１０２と、複数個の転動体１０３と、２個のシール装置１０４ａ、１０４ｂを備える。

【0003】

外輪１０１は、内周面に複列の外輪軌道１０５を有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ１０６を有する。静止フランジ１０６は、円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する支持孔１０７を有する。外輪１０１は、静止フランジ１０６の支持孔１０７を挿通した、図示しない支持ボルトにより、懸架装置に対し支持固定され、車輪が回転する際にも回転しない。

【0004】

ハブ１０２は、外輪１０１の径方向内側に該外輪１０１と同軸に配置され、かつ、複列の内輪軌道１０８と、回転フランジ１０９とを備える。複列の内輪軌道１０８は、ハブ１０２の外周面のうち、複列の外輪軌道１０５と対向する部分にそれぞれ全周にわたり備えられている。回転フランジ１０９は、ハブ１０２のうち、外輪１０１の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に存在する部分に、径方向外方に突出するように備えられ、かつ、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する取付孔１１０を有する。

【0005】

なお、ハブユニット軸受１００に関して、軸方向外側とは、自動車に組みつけた状態での車両の幅方向外側（図４の左側）をいい、軸方向内側とは、自動車に組みつけた状態での車両の幅方向中央側（図４の右側）をいう。

【0006】

転動体１０３は、複列の外輪軌道１０５と複列の内輪軌道１０８との間に、列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。

【0007】

図示しないディスクやドラム等の制動用回転体及び車輪を構成するホイールは、ハブ１０２の回転フランジ１０９に、複数本のスタッド１１１を用いて支持固定される。スタッド１１１のそれぞれは、軸部１１２の基端部（軸方向内側の端部）に備えられたセレーション部１１３を、回転フランジ１０９の取付孔１１０に軸方向内側から圧入している。制動用回転体及びホイールは、それぞれの円周方向複数箇所に形成された通孔に、スタッド１１１のそれぞれの軸方向中間部を挿通し、かつ、スタッド１１１のそれぞれの先端部に備えられた雄ねじ部１１４に、図示しないホイールナットを螺合する事で、回転フランジ１０９に支持固定される。

【0008】

それぞれのシール装置１０４ａ、１０４ｂは、外輪１０１の内周面とハブ１０２の外周面との間に存在する円筒状の内部空間１１５の軸方向両側の開口を塞いでいる。

【0009】

軸方向外側のシール装置１０４ａは、芯金１１６と、シール材１１７とを有するシールリングにより構成されている。芯金１１６は、軟鋼板等の金属板を曲げ成形する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に構成されたもので、外輪１０１の軸方向外側の端部内周面に内嵌された円筒状の嵌合筒部１１８と、嵌合筒部１１８の軸方向外側の端部から径方向内側に折れ曲がった支持部１１９とを備える。シール材１１７は、ゴムのごときエラストマー等の弾性材により構成されており、シール材１１７の基端部は、支持部１１９に加硫接着により支持固定されている。又、シール材１１７は、３本の接触式のシールリップ１２０を有する。シールリップ１２０は、それぞれの先端部を、回転フランジ１０９の軸方向内側面又はハブ１０２の軸方向中間部外周面に全周にわたって摺接させている。

【0010】

軸方向内側のシール装置１０４ｂは、スリンガ１２１と、シールリング１２２とを有する組み合わせシールリングにより構成されている。

【0011】

スリンガ１２１は、ステンレス鋼板等の耐食性を有する金属板を曲げ成形する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に構成されたもので、ハブ１０２の軸方向内側の端部に外嵌された円筒部１２３と、該円筒部１２３の軸方向内側の端部から径方向外側に折れ曲がった円輪板部１２４とを備える。

【0012】

シールリング１２２は、金属製の芯金１２５と、弾性材製のシール材１２６とを備える。芯金１２５は、軟鋼板等の金属板を曲げ成形する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に構成されたもので、外輪１０１の軸方向内側の端部に内嵌された嵌合筒部１２７と、該嵌合筒部１２７の軸方向外側の端部から径方向内側に折れ曲がった支持部１２８とを備える。シール材１２６は、ゴムのごときエラストマー等の弾性材により構成されており、基端部を、支持部１２８に加硫接着により支持固定している。又、シール材１２６は、３本の接触式のシールリップ１２９を有する。シールリップ１２９は、それぞれの先端部を、スリンガ１２１の円筒部１２３の外周面又は円輪板部１２４の軸方向外側面に全周にわたって摺接させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開２０１１－８９５５８号公報

【文献】特開平７－２７４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

近年の自動車の普及に伴い、氷点下となる寒冷地等の低温環境下における、ハブユニット軸受の耐久試験を行う必要性が高まっている。特に降雪環境下では、ハブユニット軸受のシール装置に、融雪剤として使用される塩分を含む低温（氷点下）の泥水（泥塩水）が跳ねかかったり、泥塩水中にシール装置が浸漬したりする場合がある。ゴムの弾性は、高分子のブラウン運動によって得られるものであり、温度低下に伴いブラウン運動が低下すると、ゴムの弾性も低下する。したがって、高分子のブラウン運動が低下する低温な環境を想定した耐久試験を行うために、泥塩水を低温に冷却する冷却装置が必要になる。

【0015】

特開平７－２７４６４号公報（特許文献２）には、氷蓄熱式の熱交換器を有する回路内で水を循環させることにより、水温を設定温度まで下げる冷却装置が記載されている。熱交換器としては、一般的に管内に冷媒を流通させ、管の外側を流れる流体を冷却する冷却コイルを使用することができる。冷媒としては、例えばＲ－４０４Ａ（沸点：－４６．８℃）等の代替フロン（ＨＦＣ）を使用することができる。

【0016】

ここで、食塩水の相平衡状態図である図５から明らかなとおり、食塩水は、食塩の濃度にかかわらず、－２１．３℃以下になると、氷と食塩とに分離する。このため、特開平７－２７４６４号公報に記載の冷却装置を泥塩水の冷却に使用した場合、泥塩水は、冷却コイルの周囲で２１．３℃以下に冷却されると、当該部分の水分だけが凍結してしまい、塩分を含まない氷と、塩分濃度が高くなった泥塩水とに分離される可能性がある。さらに、塩分を含まない氷が冷却コイルの表面に付着して堆積し、氷の厚さが厚くなると、冷却コイルと泥塩水との間で十分に熱交換を行えなくなり、泥塩水を十分に冷却することができなくなる可能性がある。この結果、寒冷地等を想定した低温環境下での試験を適切に行うことができなくなる可能性がある。

【0017】

本発明は、上述のような事情を鑑みて、溶質と溶媒との分離を防止しつつ、溶液を十分に冷却することができる冷却装置、及び、前記冷却装置を備えるハブユニット軸受用シール装置の試験装置の構造を実現することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の一態様に係る冷却装置は、
二次冷媒槽と、
前記二次冷媒槽の内側に配置され、溶液を貯留するための貯留槽と、
前記二次冷媒槽に貯留された二次冷媒と、
前記二次冷媒槽の内側に配置され、前記二次冷媒を冷却するための二次冷媒冷却用熱交換器と、
前記貯留槽の内側に配置され、前記溶液を加熱するための溶液加熱用熱交換器と、
を備え、
前記二次冷媒冷却用熱交換器は、前記溶液の凝固点（融点）よりも高い温度で前記二次冷媒を冷却する。

【0019】

本発明の一態様に係る冷却装置は、前記貯留槽内の前記溶液の液位（液面の高さ）を調節するための液位調節手段を備えることができ、かつ、前記液位調節手段は、前記二次冷媒槽の内側に配置された液位調節槽と、前記貯留槽と前記液位調節槽とを連結する連結管とを有し、前記液位調節槽の内部空間の圧力を調節することにより、前記貯留槽内の前記溶液の液位を調節することができる。
あるいは、前記液位調節手段は、前記液位調節槽を前記貯留槽に対して昇降させることにより、前記貯留槽内の前記溶液の液位を調節することができる。

【0020】

本発明の一態様に係る冷却装置は、前記貯留槽の内側に配置され、前記溶液を撹拌するための溶液撹拌翼を備えることができる。

【0021】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用シール装置の試験装置は、本発明の一態様に係る冷却装置を備える。

【発明の効果】

【0022】

本発明の冷却装置によれば、溶質と溶媒との分離を防止しつつ、溶液を所望の温度まで冷却することができる。具体的には、例えば、溶液である泥塩水を、飽和食塩水の凝固点（－２１．３℃）近くまで冷却することができる。このため、低温環境下での試験を、安定的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、本発明の実施の形態の第１例に係る冷却装置を示す、略断面図である。

【図2】図２（Ａ）は、本発明の実施の形態の第２例に係る冷却装置を、貯留槽内の溶液の液位を上昇させた状態で示す略断面図であり、図２（Ｂ）は、貯留槽内の溶液の液位を下降させた状態で示す略断面図である。

【図3】図３（Ａ）は、本発明の実施の形態の第３例に係る冷却装置を、貯留槽内の溶液の液位を上昇させた状態で示す略断面図であり、図３（Ｂ）は、貯留槽内の溶液の液位を下降させた状態で示す略断面図である。

【図4】図４は、ハブユニット軸受の従来構造の１例を示す断面図である。

【図5】図５は、食塩水の相平衡状態図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１を用いて説明する。なお、本例は、本発明の冷却装置を、ハブユニット軸受に取り付けられるシール装置の試験を、低温（氷点下）の泥塩水環境下で行うハブユニット軸受用シール装置の試験装置に、泥塩水を冷却するための冷却装置に適用した例である。

【0025】

本例の冷却装置１は、二次冷媒槽２と、貯留槽３と、二次冷媒４と、二次冷媒冷却用熱交換器５と、溶液加熱用熱交換器６と、二次冷媒撹拌翼７と、溶液撹拌翼８とを備える。

【0026】

二次冷媒槽２は、箱形状を有する。本例では、二次冷媒槽２は、矩形箱（直方体）形状を有する。すなわち、二次冷媒槽２は、矩形筒形状を有し、かつ、４枚の平板を組み合わせてなる側壁部９と、側壁部９の下側の端部を塞ぐ底板部１０と、側壁部９の上側の端部を塞ぐ上板部１１とを備える。側壁部９、底板部１０及び上板部１１は、外部空間と内部空間との断熱性能が高い材料により構成される、及び／又は、断熱性能が高い構造を有する。

【0027】

貯留槽３は、二次冷媒槽２の内側に配置され、冷却対象である溶液Ｓを貯留する。貯留槽３は、二次冷媒槽２の上下方向寸法よりも小さい上下方向寸法を有し、かつ、二次冷媒槽２の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する。貯留槽３は、二次冷媒槽２の内側に浮かんだ状態で配置されている。すなわち、二次冷媒槽２の側壁部９の内周面と貯留槽３の側板部１２の外周面との間部分、二次冷媒槽２の底板部１０の上面と貯留槽３の底板部１３の下面との間部分、及び、二次冷媒槽２の上板部１１の下面と貯留槽３の上板部１４の上面との間部分に、それぞれ隙間が存在する。このために、例えば、二次冷媒槽２の底板部１０から上側に向けて突出する支持部に貯留槽３を載置することで、貯留槽３を二次冷媒槽２の内側に支持することができる。追加的あるいは代替的に、二次冷媒槽２の上板部１１から下側に向けて垂下した、及び／又は、側壁部９から内側に向けて突出した支持部に、貯留槽３を吊り下げることにより、貯留槽３を二次冷媒槽２の内側に支持することができる。貯留槽３は、外部空間と内部空間との間での熱伝導性が高い材料により構成される。

【0028】

本例では、溶液Ｓは、それぞれが溶質である、泥と、食塩（塩化ナトリウム）及び／又は塩化カルシウムとを、溶媒である水に混合してなる泥塩水により構成されている。なお、溶液Ｓの貯留量や溶質の濃度は、実験条件等に応じて適宜選択される。

【0029】

二次冷媒４は、二次冷媒槽２に貯留されている。本例では、貯留槽３全体が二次冷媒４中に浸漬されるように、二次冷媒４の貯留量が調整されている。すなわち、二次冷媒４の液面は、貯留槽３の上板部１４の上面よりも上方に位置している。ただし、貯留槽３に貯留された溶液Ｓの温度を所望の設定温度とすることができる限り、二次冷媒４の貯留量は、任意の量とすることができる。溶液Ｓを均一に冷却する面からは、二次冷媒４の液面を、溶液Ｓの液面よりも上方に位置させることが好ましい。

【0030】

二次冷媒４は、溶液Ｓを所望の設定温度とすることができ、かつ、作業者の安全性を確保することができる限り、任意の流体により構成することができる。本例のように、溶液Ｓとして泥塩水を使用し、かつ、シール装置の試験を行う場合には、二次冷媒４として、泥塩水を凝固点（飽和食塩水の場合、－２１．３℃）よりも若干高い程度の温度（例えば－２０℃～－２１℃程度）まで冷却することができ、かつ、後述する二次冷媒冷却用熱交換器５に使用される一次冷媒の沸点よりも低い凝固点を有する、塩化カルシウム若しくはエチレングリコールの水溶液、又は、エチルアルコール等の流体を使用することができる。

【0031】

二次冷媒冷却用熱交換器５は、二次冷媒槽２の内側に配置され、二次冷媒４を冷却する機能を有する。本例では、二次冷媒冷却用熱交換器５は、二次冷媒槽２の底板部１０の上面と貯留槽３の底板部１３の下面との間に浮かんだ状態で配置されている。このために、例えば、二次冷媒槽２の底板部１０から上側に向けて突出する支持部に二次冷媒冷却用熱交換器５を載置する、及び／又は、側壁部９から内側に向けて突出した支持部に二次冷媒冷却用熱交換器５を支持することで、二次冷媒冷却用熱交換器５を二次冷媒槽２の内側に支持することができる。

【0032】

二次冷媒冷却用熱交換器５は、二次冷媒４を十分に冷却することができる限り、任意の構造を備えることができる。本例のように、溶液Ｓとして泥塩水を使用し、かつ、シール装置の試験を行う場合には、二次冷媒４を泥塩水の凝固点よりも若干高い程度の温度まで冷却することができる限り、二次冷媒冷却用熱交換器５は、任意の構造を備えることができる。具体的には、例えば、二次冷媒冷却用熱交換器５は、金属製で螺旋状の管の内側に冷媒（一次冷媒）を流通させ、該管の外側を流れる二次冷媒４を冷却する冷却コイルにより構成される。一次冷媒としては、例えば、Ｒ－４０４Ａ等の代替フロンを使用することができる。

【0033】

溶液加熱用熱交換器６は、貯留槽３の内側に配置され、溶液Ｓを、溶媒と溶質とに分離しないように凝固点以上の温度に加熱する機能を有する。具体的には、溶液加熱用熱交換器６は、二次冷媒４により冷却された溶液Ｓを加熱して、溶液Ｓの温度（液温）を微調整することにより、溶液Ｓの温度を、溶液Ｓの凝固点以上の所望の設定温度とする機能を有する。本例では、溶液加熱用熱交換器６は、貯留槽３の底部近傍に配置されている。このために、例えば、貯留槽３の底板部１３から上側に向けて突出する支持部に溶液加熱用熱交換器６を載置したり、貯留槽３の上板部１４から下側に向けて垂下した支持部に溶液加熱用熱交換器６を吊り下げたりすることで、溶液加熱用熱交換器６を貯留槽３の内側に支持固定することができる。

【0034】

溶液加熱用熱交換器６は、溶液Ｓを加熱して、溶液Ｓの温度を微調整することができる限り、任意の構造を備えることができる。具体的には、例えば、溶液加熱用熱交換器６は、ニクロム線を金属製の鞘（シース）で覆ってなるシーズヒータ等により構成される。

【0035】

二次冷媒撹拌翼７は、二次冷媒槽２の内側に配置され、二次冷媒４を撹拌する機能を有する。本例では、二次冷媒撹拌翼７は、二次冷媒槽２の底部近傍で、かつ、二次冷媒冷却用熱交換器５の周囲の円周方向複数箇所に配置されている。二次冷媒撹拌翼７は、二次冷媒槽２の上板部１１に形成された通孔１５ａに挿通され、かつ、上下方向に配置された回転軸１６の下側の端部に、複数枚（例えば３枚～６枚程度）の羽根１７を支持することにより構成されている。具体的には、例えば、二次冷媒撹拌翼７は、プロペラ翼により構成されている。ただし、二次冷媒撹拌翼７は、二次冷媒槽２の内側に貯留された二次冷媒４を撹拌して温度（液温）を均一にすることができる限り、羽根の形状や枚数、設置位置及び個数等は特に限定されず、任意の構造を備えることができる。例えば、二次冷媒撹拌翼７を、ディスクタービン翼又は傾斜パドル翼等の低粘度撹拌翼により構成することができる。

【0036】

溶液撹拌翼８は、貯留槽３の内側に配置され、溶液Ｓを撹拌して、泥や塩などの溶質の沈殿を防ぐとともに、二次冷媒４との熱交換を促進する機能を有する。本例では、溶液撹拌翼８は、貯留槽３の内側で、かつ、溶液加熱用熱交換器６の上側の１箇所に配置されている。溶液撹拌翼８は、二次冷媒槽２の上板部１１に形成された通孔１５ｂと貯留槽３の上板部１４に形成された通孔１８とに挿通され、かつ、上下方向に配置された回転軸１９の下側の端部に、複数枚（例えば３枚～６枚程度）の羽根２０を支持することにより構成されている。具体的には、例えば、溶液撹拌翼８は、アンカー翼により構成されている。ただし、溶液撹拌翼８は、貯留槽３の内側に貯留された溶液Ｓを撹拌して、泥の沈殿を防止し、かつ、温度を均一にすることができる限り、羽根の形状や枚数、設置位置及び個数等は特に限定されず、任意の構造を備えることができる。例えば、溶液撹拌翼８を、ゲート翼若しくはパドル翼等の中粘度撹拌翼、又は、ヘリカルリボン翼若しくはスクリュー翼等の高粘度撹拌翼により構成することができる。溶液撹拌翼８を、中粘度撹拌翼又は高粘度撹拌翼により構成すれば、溶液撹拌翼８に泥の異物が溜まるの防止することができる。この結果、撹拌効率の低下に伴う二次冷媒４及び溶液加熱用熱交換器６と溶液Ｓとの間での熱交換の効率の低下や、泥塩水中の泥濃度の低下を防止することができる。

【0037】

本例の冷却装置１により、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓを冷却するためには、二次冷媒撹拌翼７により二次冷媒４を撹拌し、かつ、溶液撹拌翼８により溶液Ｓを撹拌する。この状態で、二次冷媒冷却用熱交換器５により二次冷媒４を冷却する。具体的には、二次冷媒４を、溶液Ｓを所望の設定温度よりも若干低い温度、例えば前記設定温度よりも０．５℃～２．０℃程度低く、かつ、溶液Ｓの凝固点以上の温度まで冷却する。具体的には、例えば、泥塩水を－２０℃に冷却する場合、二次冷媒４を－２０℃よりも若干低い程度の温度（－２０．５℃～－２１℃程度）まで冷却する。そして、二次冷媒４により、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓを冷却しつつ、溶液加熱用熱交換器６により、溶液Ｓを加熱して、溶液Ｓの温度を微調整することにより、溶液Ｓの温度を前記設定温度に調節する。

【0038】

試験対象であるシール装置Ｗは、一部又は全部を溶液Ｓに浸漬させた状態で、貯留槽３の内側に支持され、試験が行われる。具体的には、例えば、シール装置Ｗを構成するシールリングとスリンガとを相対回転させ、時間経過に伴うシールリップの摩耗を検出して耐久性を試験する耐久試験や、低温状態におけるシールリップの硬化に伴う摺接トルクの上昇を確認する起動試験等が行われる。

【0039】

本例の冷却装置１では、二次冷媒冷却用熱交換器５により、二次冷媒槽２内に貯留された二次冷媒４を冷却し、該二次冷媒４によって、二次冷媒４中に浸漬された貯留槽３内に貯留された溶液Ｓを冷却している。このため、本例の冷却装置１によれば、泥塩水を冷却コイルにより直接冷却する場合のように、冷却コイルの周囲で水分だけが凍結して、塩分を含まない氷と塩分濃度が高くなった泥塩水とに分離するといった問題の発生を防止することができる。すなわち、本例の冷却装置１によれば、泥塩水である溶液Ｓが、溶質である塩分と溶媒である水とに分離することを防止できる。又、溶液Ｓから熱を奪うことが氷により阻害されてしまうといった問題の発生を防止できるため、溶液Ｓを十分に冷却することができる。又、貯留槽３内に、金属製の管を複雑に折り曲げてなる冷却コイルを配置していないため、冷却コイルに泥が溜まってしまい、泥塩水中の泥濃度が低下するといった問題も発生しない。

【0040】

又、本例の冷却装置１によれば、溶液Ｓの温度（液温）を所望の設定温度に、正確かつ速やかに調節することができる。本例の冷却装置１は、二次冷媒槽２内に貯留された二次冷媒４を、二次冷媒冷却用熱交換器５により冷却し、さらに二次冷媒４により、該二次冷媒４中に浸漬された貯留槽３内に貯留された溶液Ｓを冷却している。要するに、本例の冷却装置１では、二次冷媒冷却用熱交換器５により、二次冷媒４及び貯留槽３を介して、溶液Ｓを小さい温度差で冷却している。したがって、溶液Ｓの冷却には時間がかかり、二次冷媒冷却用熱交換器５を制御するだけでは、溶液Ｓの温度を細かく調節することは難しく、溶液Ｓの温度の調節速度も遅くなってしまう。

【0041】

これに対し、本例の冷却装置１は、二次冷媒冷却用熱交換器５により、二次冷媒４及び貯留槽３を介して、溶液Ｓを所望の設定温度よりも若干低い温度を目標として冷却し、溶液加熱用熱交換器６により溶液Ｓを加熱して微調整することにより、溶液Ｓの温度を前記設定温度に調節するように構成されている。このため、本例の冷却装置１によれば、溶液Ｓの温度を前記設定温度に、正確かつ速やかに調節することができる。

【0042】

本例の冷却装置１は、二次冷媒４を撹拌するための二次冷媒撹拌翼７を備える。このため、二次冷媒４の温度を均一にすることができ、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓを周囲から均一に冷却することができる。したがって、本例の冷却装置１によれば、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓの一部だけが過度に冷却され、当該部分の水分だけが凍結することを防止することができる。この面からも、泥塩水である溶液Ｓが、溶質である塩分と溶媒である水とに分離することを防止でき、かつ、溶液Ｓの冷却が氷により阻害されることを防止できて、溶液Ｓを十分に冷却することができる。

【0043】

本例の冷却装置１は、溶液Ｓを撹拌するための溶液撹拌翼８を備える。このため、泥の沈殿を防止できるとともに、溶液Ｓの温度を均一にすることができ、溶液Ｓと、溶液加熱用熱交換器６及び二次冷媒４との間での熱交換を円滑に行うことができる。

【0044】

本発明の冷却装置は、ハブ軸受のシール装置の試験のために、泥塩水を冷却する冷却装置に限らず、種々の用途に適用することができる。又、本発明の冷却装置は、泥塩水に限らず、種々の溶液を冷却対象とすることができる。

【0045】

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。本例の冷却装置１ａは、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓの液位（液面の高さ）を調節するための液位調節手段２１を備える。液位調節手段２１は、二次冷媒槽２の内側に配置された液位調節槽２２と、貯留槽３と液位調節槽２２とを連結する連結管２３と、液位調節槽２２を貯留槽３に対して昇降させる昇降装置（図示省略）とを有する。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、二次冷媒冷却用熱交換器５、溶液加熱用熱交換器６、二次冷媒撹拌翼７及び溶液撹拌翼８を省略して示している。

【0046】

液位調節槽２２は、二次冷媒槽２の内側に、昇降可能（上下方向変位可能）に支持されている。

【0047】

連結管２３は、柔軟性を有する。具体的には、例えば、連結管２３は、ゴム、ビニル、合成樹脂又は金属製のホースにより構成される。連結管２３は、片側の端部を、貯留槽３の底板部１３に備えられた開口部２４に接続し、かつ、他側の端部を、液位調節槽２２の底板部２５に備えられた開口部２６に接続されている。すなわち、溶液Ｓは、連結管２３を通じて、貯留槽３と液位調節槽２２との間を移動可能である。

【0048】

前記昇降装置は、液位調節槽２２を貯留槽３に対して昇降させることにより、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓの液位を調節する。

【0049】

すなわち、図２（Ａ）→図２（Ｂ）に示すように、前記昇降装置により、液位調節槽２２を貯留槽３に対して下降させると、貯留槽３内の溶液Ｓの液位と、液位調節槽２２内の溶液の液位とが一致するように、貯留槽３内の溶液Ｓの一部が、連結管２３を通じて液位調節槽２２へと移動する。この結果、貯留槽３内の溶液Ｓの液位が下降する。

【0050】

これに対し、図２（Ｂ）→図２（Ａ）に示すように、前記昇降装置により、液位調節槽２２を貯留槽３に対して上昇させると、貯留槽３内の溶液Ｓの液位と、液位調節槽２２内の溶液の液位とが一致するように、液位調節槽２２内の溶液Ｓの一部が、連結管２３を通じて貯留槽３へと移動する。この結果、貯留槽３内の溶液Ｓの液位が上昇する。

【0051】

本例の冷却装置１ａによれば、液位調節槽２２を貯留槽３に対して昇降させることで、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓの液位を調節することができる。このため、貯留槽３の内側に支持されたシール装置Ｗの試験中に、シール装置Ｗを溶液Ｓ中に浸漬させた状態と、溶液Ｓから取り出して乾燥させている状態とを切り換えることができる。したがって、例えば、（浸漬＋回転）→（浸漬＋停止）→（乾燥＋停止）→（乾燥＋回転）のサイクルを繰り返し行う、乾湿繰り返し耐久試験を容易に行うことができる。このため、本例の冷却装置１ａによれば、実際のシール装置Ｗの使用状態に近い条件での試験を比較的容易に行うことができる。

【0052】

なお、液位調節槽２２の内側に、液位調節槽２２内の溶液Ｓを加熱するための熱交換器を備えることができる。及び／又は、液位調節槽２２の内側に、液位調節槽２２内の溶液Ｓを撹拌するための撹拌翼を備えることができる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0053】

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を用いて説明する。本例の冷却装置１ｂでは、貯留槽３内に貯留された液位を調節するための液位調節手段２１ａの構造が、実施の形態の第２例の液位調節手段２１と異なっている。液位調節手段２１ａは、二次冷媒槽２の内側に配置された液位調節槽２２ａと、貯留槽３と液位調節槽２２ａとを連結する連結管２３ａと、液位調節槽２２ａの内部空間の圧力を調節する圧力調節装置を構成するコンプレッサ２９とを有する。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、二次冷媒冷却用熱交換器５、溶液加熱用熱交換器６、二次冷媒撹拌翼７及び溶液撹拌翼８を省略して示している。

【0054】

液位調節槽２２ａは、二次冷媒槽２の内側に支持固定されている。液位調節槽２２ａは、側板部２７の上部に、バルブ２８を有する。すなわち、本例では、バルブ２８を通じて、図３（Ａ）に示すように、コンプレッサ２９からの圧縮空気を液位調節槽２２ａ内に送り込んだり、図３（Ｂ）に示すように、液位調節槽２２ａ内の空気を外部空間に排出したりすることができる。

【0055】

連結管２３ａは、片側の端部を、貯留槽３の側板部１２の下部に備えられた開口部２４ａに接続し、かつ、他側の端部を、液位調節槽２２ａの側板部２７の下部に備えられた開口部２６ａに接続されている。すなわち、溶液Ｓは、連結管２３ａを通じて、貯留槽３と液位調節槽２２ａとの間を移動可能である。なお、本例では、連結管２３ａは、実施の形態の第１例の連結管２３と同様に、柔軟性を有するホースにより構成することもできるし、柔軟性を有さないパイプにより構成することもできる。

【0056】

本例の冷却装置１ｂでは、液位調節槽２２ａ内の圧力を調節することにより、貯留槽３内に貯留された溶液Ｓの液位を調節することができる。

【0057】

すなわち、図３（Ａ）に示すように、コンプレッサ２９から噴出される圧縮空気を、バルブ２８を通じて、液位調節槽２２ａの内部空間へ送ることで、内部空間の圧力が高くなる。これにより、液位調節槽２２ａ内の溶液Ｓの液面が下方に押圧され、液位調節槽２２ａ内の溶液Ｓの一部が、連結管２３ａを通じて貯留槽３へと移動する。この結果、貯留槽３内の溶液Ｓの液位が上昇する。なお、図示のように、バルブ２８から液位調節槽２２ａの内部空間までの配管３０を迂回させ、二次冷媒４中を通る距離を長くすれば、圧縮空気を配管３０中で冷やすことができ、圧縮空気を液位調節槽２２ａの内部空間に送ることによる溶液Ｓの温度上昇（変化）を防止することができる。

【0058】

これに対し、図３（Ｂ）に示すように、バルブ２８を通じて、液位調節槽２２ａ内の空気を外部空間に排出すると、液位調節槽２２ａの内部空間の圧力が低くなる。これにより、液位調節槽２２ａ内の空気により、液位調節槽２２ａ内の溶液Ｓの液面を下方に押圧する力が小さくなると、貯留槽３内の溶液Ｓの一部が、連結管２３ａを通じて液位調節槽２２ａへと移動する。この結果、貯留槽３内の溶液Ｓの液位が下降する。

【0059】

なお、コンプレッサ２９からの圧縮空気を液位調節槽２２ａ内に供給するためのバルブ２８と、液位調節槽２２ａ内の空気を外部空間に排出するためのバルブ２８とは、同一のバルブ２８を使用することもできるし、別々のバルブ２８を使用することもできる。又、貯留槽３内の溶液Ｓの液位を下降させる際には、バルブ２８を通じて、真空ポンプにより、液位調節槽２２ａ内の空気を吸引することで、液位調節槽２２ａの内部空間の圧力を下げることもできる。

【0060】

本例の液位調節手段２１ａは、液位調節槽２２ａの内部空間の圧力を調節することで、貯留槽３内の溶液Ｓの液位を調節する。すなわち、本例の液位調節手段２１ａでは、貯留槽３内の溶液Ｓの液位を調節するために、実施の形態の第２例の液位調節手段２１のように、液位調節槽２２を貯留槽３に対して昇降させる必要がない。したがって、本例の冷却装置１ｂによれば、二次冷媒槽２の大型化を防止することができる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例及び第２例と同様である。

【符号の説明】

【0061】

１、１ａ、１ｂ 冷却装置
２ 二次冷媒槽
３ 貯留槽
４ 二次冷媒
５ 二次冷媒冷却用熱交換器
６ 溶液加熱用熱交換器
７ 二次冷媒撹拌翼
８ 溶液撹拌翼
９ 側壁部
１０ 底板部
１１ 上板部
１２ 側板部
１３ 底板部
１４ 上板部
１５ａ、１５ｂ 通孔
１６ 回転軸
１７ 羽根
１８ 通孔
１９ 回転軸
２０ 羽根
２１、２１ａ 液位調節手段
２２、２２ａ 液位調節槽
２３、２３ａ 連結管
２４、２４ａ 開口部
２５ 底板部
２６、２６ａ 開口部
２７ 側板部
２８ バルブ
２９ コンプレッサ
１００ ハブユニット軸受
１０１ 外輪
１０２ ハブ
１０３ 転動体
１０４ａ、１０４ｂ シール装置
１０５ 外輪軌道
１０６ 静止フランジ
１０７ 支持孔
１０８ 内輪軌道
１０９ 回転フランジ
１１０ 取付孔
１１１ スタッド
１１２ 軸部
１１３ セレーション部
１１４ 雄ねじ部
１１５ 内部空間
１１６ 芯金
１１７ シール材
１１８ 嵌合筒部
１１９ 支持部
１２０ シールリップ
１２１ スリンガ
１２２ シールリング
１２３ 円筒部
１２４ 円輪板部
１２５ 芯金
１２６ シール材
１２７ 嵌合筒部
１２８ 支持部
１２９ シールリップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】