JP2001065704A

JP2001065704A - 密封装置

Info

Publication number: JP2001065704A
Application number: JP24530599A
Authority: JP
Inventors: Hideji Tajima; 英児田島
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】構成の複雑化を伴うことなく、シール性の向
上を図る。【解決手段】車軸軸受の密封装置等に応用される。内
輪１１と外輪１２の間の端部環状空間Ｓを密封するもの
であって、第１および第２のシール板１，２と、弾性体
３とを有する。第１および第２のシール板１，２は、い
ずれもリング状であって、各々円筒部１ｂ，２ｂと立板
部１ａ，２ａとでなる断面Ｌ字状に形成され、互いに対
向するように設けられる。第１のシール板１は、外輪１
２の端面側に立板部１ａを位置させる。この立板部１ａ
の先端面と第２のシール板２の円筒部２ｂの間にラビリ
ンスシール４を構成する。立板部２ａの外方の側面Ｂ
は、第２のシール板２の円筒部２ｂの端面Ａよりも内方
に、所定の後退量Ｌだけ後退させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、相対回転する内
外輪の間、例えば転がり軸受における内外輪や、回転軸
およびハウジングとなる内外輪の間に配置されて、両輪
間の内部空間と外部環境との間を密封する密封装置に関
し、詳しくはスリンガ等のシール板とシールリップとを
組み合わせた密封装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の密封装置として、図３に
示すものが使用されている。これは、内周側のシール板
５１と外周側のシール板５２とを、互いに対向する断面
Ｌ字状のものとし、外周側のシール板５２に一体化させ
たゴム等の弾性体５３に、シールリップとしてサイドリ
ップ５３ａと２枚のラジアルリップ５３ｂ，５３ｃとを
設けたものである。サイドリップ５３ａおよびラジアル
リップ５３ｂ，５３ｃは、内周側のシール板５１の立板
部５１ａおよび円筒部５１ｂに各々摺接する。内周側の
シール板５１の立板部５１ａは、外周側のシール板５２
の円筒部５２ｂと僅かな径方向隙間をもって対峙し、ラ
ビリンスシール５４を構成する。内周側のシール板５１
の立板部５１ａの外側の側面Ｃは、外周側のシール板５
２の円筒部５２ｂの端面Ａと同一平面内に設定されてい
る。ここで言う端面Ａは弾性体５３を含む端面のことで
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の外周側シール板
５２の端面Ａと、内周側シール板５１の側面Ｃとは、そ
のデータムにおいて、すなわち理論的に正確な幾何学的
基準として、略同一平面に設定されている。ここで、端
面Ａと側面Ｃの実際の製品に生じる段差を考えると、シ
ール板５１，５２の板厚等から、製造組み込み上のばら
つきと、設計公差とを勘案して、最悪、側面Ｃは端面Ａ
よりも外側（図の右側）へ飛び出すことになる。この密
封装置は、３枚のリップ５３ａ，５３ｂ，５３ｃと共
に、泥水浸入防止性を確保しているシール手段として、
ラビリンスシール５４がある。このラビリンスシール５
４は、内周側シール板５１の立板部５１ａの先端面ｂ
と、外周側シール板５２の円筒部５２ｂの内周面ａとの
間で構成される。しかし、上記のように、側面Ｃが端面
Ａよりも外側へ飛び出すと、ラビリンスシール５４の軸
方向幅が減少し、泥水浸入の防止性が低下する。

【０００４】この発明の目的は、構成の複雑化を伴うこ
となく、シール性の向上が図れる密封装置を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の密封装置は、
内輪と外輪間の端部環状空間で、これら内外輪のいずれ
か一方および他方に各々取付けられた第１および第２の
環状のシール板と、シールリップとを備え、両シール板
は、各々円筒部と立板部とでなる断面Ｌ字状に形成され
て互いに対向するものとした密封装置を前提とする。こ
の前提構成において、第１のシール板は、内外輪の端面
側に立板部を位置させ、この立板部の先端と第２のシー
ル板の円筒部とを僅かな径方向隙間をもって対峙させる
と共に、この立板部の外方の側面を、第２のシール板の
円筒部の端面よりも内方に後退させたことを特徴とす
る。この後退は、設計公差内での製造誤差や組立誤差が
あっても、生じるように後退量を設定する。この構成に
よると、第１のシール板の立板部の先端と、第２のシー
ル板の円筒部とが僅かな径方向隙間をもって対峙する空
間でラビリンスシールが構成され、このラビリンスシー
ルとシールリップによる接触とで、泥水の浸入等に対す
るシール性が得られる。この場合に、第１のシール板の
立板部の外方側面を、第２のシール板の円筒部の端面よ
りも内方に後退させたため、第１シール板の立板部と第
２シール板の円筒部との間で、常に、所定軸方向幅のラ
ビリンスシールが維持され、シール性が向上する。ま
た、第１シール板の立板部を後退させるだけで良いた
め、シール板に複雑な形状の加工を施すことが不要で、
シール板の形状が簡素なもので済み、また密封装置の配
置空間を大きくすることなく、シール性を向上させるこ
とができる。

【０００６】この発明において、リールリップは第２の
シール板に設けても良い。このシールリップとして、第
１のシール板の立板部に摺接するサイドリップと、円筒
部に摺接するラジアルリップとを設けても良い。このよ
うにサイドリップおよびラジアルリップを設けた場合、
上記ラビリンスシールと共に、これらサイドリップおよ
びラジアルリップとで、多重のシールが行え、より一層
シール性能が向上する。また、サイドリップとラジアル
リップとがあるため、第１のシール板と第２のシール板
とに、アキシャル方向やラジアル方向の変位が生じて
も、アキシャルかラジアル方向のいずれかの方向のシー
ルリップでシール性を確保することができる。

【０００７】この発明の上記各構成のものにおいて、第
２のシール板の円筒部における内外輪との嵌合面に、少
なくとも先端部においてゴムを加硫接合しても良い。こ
のゴムは、例えばシールリップを一体に設けたものであ
る。このように第２のシール板の円筒部の先端にゴムを
設けることで、第２のシール板の円筒部２ｂからの泥水
侵入を抑え、シール性をさらに確保することができる。
また、このゴムは、加硫接合するため、第２のシール板
に対する固着が簡単に、かつ確実に行える。

【０００８】この発明の上記各構成の場合に、第１のシ
ール板をステンレス鋼で形成しても良い。第１のシール
板は、外部に露出する部品であるため、このようにステ
ンレス鋼製とすることで、泥水のかかる環境下で使用さ
れても、腐食することが防止される。

【０００９】この発明の上記各構成の場合に、第１のシ
ールを内輪の外径面に、第２のシール板を外輪の内径面
に取付けても良い。このように第１，第２のシール板を
設けた場合、ラビリンスシールの構成される箇所が外径
側となり、遠心力の作用が大きくなって、シール性能が
向上すると共に、この密封装置内のラビリンスシールか
らシールリップまでの空間に泥水等が浸入したとして
も、回転に伴って容易に排出される。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１と共
に説明する。この密封装置は、相対回転する内輪１１と
外輪１２の間の端部環状空間Ｓを密封するものであっ
て、第１および第２のシール板１，２と、第２のシール
板２に一体化された弾性体３とを有する。第１および第
２のシール板１，２は、いずれもリング状であって、各
々円筒部１ｂ，２ｂと立板部１ａ，２ａとでなる断面Ｌ
字状に形成され、互いに対向するように設けられる。第
１のシール板１は、内輪１１の外径面に圧入嵌合で取付
けられ、第２のシール板２は外輪１２の内径面に圧入嵌
合で取付けられている。

【００１１】第１のシール板１は、内外輪１１，１２の
端面側に立板部１ａを位置させてある。この立板部１ａ
の先端面と第２のシール板２の円筒部２ｂの内径面と
は、僅かな径方向隙間をもって対峙させ、この径方向隙
間でラビリンスシール４を構成している。この立板部２
ａの外方の側面Ｂは、第２のシール板２の円筒部２ｂの
端面Ａよりも内方に、所定の後退量Ｌだけ後退させてい
る。なお、この実施形態のように、円筒部２ｂを弾性体
３が覆っている場合は、ここで言う第２のシール板２の
円筒部２ｂの内径面および先端面Ａは、いずれも弾性体
３を含めた部分についての面を意味する。

【００１２】弾性体３は、ゴムまたは合成樹脂製のもの
であり、シールリップとして、第１のシール板１の立板
部１ａに摺接するサイドリップ３ａと、円筒部１ｂに摺
接する２枚のラジアルリップ３ｂ，３ｃとを一体に有し
ている。サイドリップ３ａは、第２のシール板２の立板
部２ａの先端付近から斜め外径側へ延びている。２枚の
ラジアルリップ３ｂ，３ｃは、立板部２ａの先端付近か
ら、軸方向の内側および外側へ各々斜めに延びている。
弾性体３は、Ｌ型断面となった第２のシール板２の内側
の全体を覆うように設けられ、その一部の部分３ｄで、
円筒部２ｂにおける先端部２ｂａの外径側を覆ってい
る。円筒部２ｂの先端部２ｂａは、若干内径側へ絞って
あり、これにより弾性体３の円筒部覆い部分３ｄは、そ
の外径面が円筒部２ｂの外径面よりも僅かに大径となる
程度の外径としながら、外輪２に対する圧入嵌合に適切
な肉厚を得ている。

【００１３】弾性体３は、第２のシール板２と一体に固
着されており、弾性体３をゴムとする場合は、第２のシ
ール板２と加硫接合によって一体化させられる。第１，
第２のシール板１，２は、いずれも金属板であり、例え
ば鋼板製とされる。第１のシール板１は、ステンレス鋼
製であることが好ましく、その場合、第２のシール板２
は、ステンレス鋼製としても良く、鋼板製としても良
い。

【００１４】内輪１１および外輪１２は、それぞれ転が
り軸受の内輪および外輪であっても良く、また、種々の
機器のハウジングおよび軸であっても良い。

【００１５】図２は、この実施形態の密封装置１０を用
いた自動車のホイール軸受、つまり車軸軸受を示す。こ
の軸受２０は、複列の玉軸受、詳しくは内輪分割型のア
ンギュラ玉軸受からなり、内輪２１と、外輪２２と、保
持器２３に保持された２列の転動体２４，２４とで構成
される。内輪２１は、固定側の軌道輪となり、非回転の
車軸（図示せず）に取付けられる。外輪２２は、回転側
の軌道輪となるものであり、ハブ２５が一体に形成さ
れ、ハブ２５に車輪（図示せず）がハブボルト２６で取
付けられる。この軸受２０の内輪２１と外輪２２との間
の一端（ハブ２５と反対側の端部）の環状空間に、図１
の実施形態にかかる密封装置１０が設けられる。

【００１６】この構成の密封装置１０によると、第１の
シール板１の立板部１ａの先端と、第２のシール板２の
円筒部２ｂとが対峙する空間でラビリンスシール４が構
成され、このラビリンスシール４と各シールリップ３ａ
〜３ｃによる接触とで、泥水の浸入等に対するシール性
が得られる。この場合に、第１のシール板１の立板部１
ｂの外方側面Ｂを、第２のシール板２の円筒部２ｂの端
面Ａよりも内方に後退させたため、つまりＬ＞０とした
ため、第１シール板１の立板部１ａと第２シール板２の
円筒部２ｂとの間で、常に、所定軸方向幅を有するラビ
リンスシール４が維持される。そのため、シール性が向
上する。また、第１シール板１の立板部１ａを後退させ
るだけで良いため、シール板１，２に複雑な形状の加工
を施すことが不要で、シール板１，２の形状が簡素なも
ので済み、また密封装置１０の配置空間を大きくするこ
となく、シール性を向上させることができる。

【００１７】第２のシール板２には、サイドリップ３ａ
およびラジアルリップ３ｂ，３ｃを設けたため、ラビリ
ンシール４と共に、多重のシールが行え、より一層シー
ル性能が向上する。例えば、外部からの泥水の浸入や、
内部空間からの軸受グリースの外部への漏れを、確実に
防止できる。また、サイドリップ３ａとラジアルリップ
３ｂ，３ｃとがあるため、第１のシール板１と第２のシ
ール板２とに、アキシャル方向およびラジアル方向のい
ずれの変位が生じても、いずれかの方向のシールリップ
３ａ〜３ｃでシール性を確保することができる。第２の
シール板２の円筒部２ｂには、ゴム製等の弾性体３の先
端覆い部３ｄを設けたため、第２のシール板２の外輪１
２の円筒部２ｂからの泥水侵入を抑え、シール性をさら
に確保することができる。この弾性体３を加硫接合する
場合は、第２のシール板２に対する固着が簡単に、かつ
確実に行える。

【００１８】第１のシール板１は、外部に露出する部品
であるため、ステンレス鋼製とすることで、車軸軸受等
のように、泥水のかかる環境下で使用されても、腐食す
ることが防止される。

【００１９】なお、前記実施形態は、第１のシール板１
を内輪１１に取付け、第２のシール板２を外輪１２に取
付けるようにしたが、これとは逆に、第１のシール板１
を外輪１１に取付け、第２のシール板２を内輪１１に取
付けるようにしても良い。その場合、第１のシール板１
は円筒部１ｂから内径側に立板部１ａが延び、第２のシ
ール板２は円筒部２ｂから外径側に立板部２ａが延びる
ものとされる。

【００２０】

【実施例】図１の実施形態にかかる密封装置（実施例）
と図３の従来例（比較例）とにつき、泥水耐久性試験を
行った結果を表１に示す。比較例は、第１のシール板５
１の側面Ｃが第２のシール板５２の端面Ａから突出する
凸量が０．２mmのものを用いた。実施例は凸量が零であ
る。試験個数は各２個である。試験方法は、泥水浴中
で、所定時間の定速回転の運転と所定時間の停止とを１
サイクルとして、泥水が浸入するまで上記サイクルを繰
返し、運転延べ時間を比較することで行った。比較例と
実施例とは、試験回転数、および１サイクルにおける運
転時間と停止時間の割合が若干異なるが、運転延べ時間
で比較すると、同表の結果から、実施例の方が比較例よ
りもシール性が一段と向上していると判断できる。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】この発明の密封装置は、内輪と外輪間の
端部環状空間で、これら内外輪のいずれか一方および他
方に各々取付けられた第１および第２の環状のシール板
と、シールリップとを備え、両シール板は、各々円筒部
と立板部とでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向す
るものとした密封装置において、第１のシール板は、内
外輪の端面側に立板部を位置させ、この立板部の先端と
第２のシール板の円筒部とを僅かな径方向隙間をもって
対峙させると共に、この立板部の外方の側面を、第２の
シール板の円筒部の端面よりも内方に後退させたもので
あるため、構成の複雑化を伴うことなく、シール性の向
上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる密封装
置の断面図、（Ｂ）はその内外輪への取付状態の断面図
である。

【図２】同実施形態にかかる密封装置を装備した車軸軸
受の断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…第１のシール板１ａ…立板部１ｂ…円筒部２…第１のシール板２ａ…立板部２ｂ…円筒部３…弾性体３ａ…サイドリップ３ｂ，３ｃ…ラジアルリップ１１…内輪１２…外輪Ｌ…後退量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪と外輪間の端部環状空間で、これら
内外輪のいずれか一方および他方に各々取付けられた第
１および第２の環状のシール板と、シールリップとを備
え、両シール板は、各々円筒部と立板部とでなる断面Ｌ
字状に形成されて互いに対向するものとした密封装置に
おいて、第１のシール板は、内外輪の端面側に立板部を
位置させ、この立板部の先端と第２のシール板の円筒部
とを僅かな径方向隙間をもって対峙させると共に、この
立板部の外方の側面を、第２のシール板の円筒部の端面
よりも内方に後退させたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】上記第２のシール板にリールリップを設
けた請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】上記シールリップとして、第１のシール
板の立板部に摺接するサイドリップと、円筒部に摺接す
るラジアルリップとを設けた請求項２に記載密封装置。
【請求項４】第２のシール板の円筒部における内外輪
との嵌合面に、少なくとも先端部においてゴムを加硫接
合させた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の密
封装置。
【請求項５】第１のシール板をステンレス鋼で形成し
た請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の密封装
置。
【請求項６】第１のシール板を内輪の外径面に、第２
のシール板を外輪の内径面に取付けた請求項１ないし請
求項５のいずれかに記載の密封装置。