JP2005257015A

JP2005257015A - 密封装置

Info

Publication number: JP2005257015A
Application number: JP2004071925A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamanaka; 聡山中
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】スリンガー２とシール部材３との径方向対向部位におけるシール能力を一層向上させることができる密封装置１を提供する。
【解決手段】スリンガー２およびシール部材３の組み合わせよりなり、スリンガー２は筒状の取付部２ａと環状の平面部２ｂとを一体に有し、シール部材３は筒状の取付部３ａとシールリップ６，７とを一体に有し、スリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃとシール部材３の取付部３ａとが径方向に対向している密封装置１において、前記対向部位におけるシール部材３の取付部３ａに摺動リング１１を取り付け、この摺動リング１１に対してスリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃを摺動自在に接触させることにより、接触式シールを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に関するものである。本発明の密封装置は、例えばハブベアリングシールとして自動車関連分野に用いられ、または汎用機械等に用いられる。

従来から、図４に示すように、所謂ＰＡＣタイプの密封装置１が知られており、この密封装置１は、相対回転する二部材（例えばベアリングの内輪および外輪）２１，２２のうちの一方（例えば内輪）２１に取り付けられるスリンガー２と、他方（例えば外輪）２２に取り付けられるシール部材３との組み合わせにより構成されている。スリンガー２は、金属材よりなり、筒状の取付部２ａの軸方向一端に環状の平面部２ｂを一体成形して断面略Ｌ字形に形成されており、取付部２ａをもって一方の部材（内輪）２１の外周面に嵌着されている。シール部材３は、同じく断面略Ｌ字形を呈する金属環４にゴム状弾性体５を被着したものであって、筒状の取付部３ａと、スリンガー２に摺動自在に密接するシールリップ６，７とを一体に有しており、取付部３ａをもって他方の部材（外輪）２２の内周面に嵌着されている。シールリップ６，７は、スリンガー２の取付部２ａの外周面に摺動自在に密接するメインリップ６と、スリンガー２の平面部２ｂの内側端面に摺動自在に密接するサイドリップ７とにより構成されている。また、スリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃはシール部材３の取付部３ａの内周面と僅かな間隙ｃを介して径方向に対向しており、ここに外部Ａの泥水等のダストが密封装置１の内部Ｂに侵入するのを抑えるためのラビリンスシール８が設けられている。

上記構成の密封装置１は、上記したようにスリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃとこれに対向するシール部材３の取付部３ａとの間に泥水等のダストの侵入を抑えるラビリンスシール８が設けられているので、このラビリンスシール８によるシール機能によりある程度の耐ダスト性を発揮することが可能とされているが、そのシール能力が余り高くなく、結果、密封装置１の内部Ｂに泥水等が侵入することから、シールリップ６，７とくに泥水と直接接触する位置にあるサイドリップ７が損傷しやすいと云う不都合がある。

また、本願に対する他の従来技術として、本願出願人は先に、図５に示すように、スリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃとこれに対向するシール部材３の取付部３ａとの間に泥水等のダストの侵入を抑えるラビリンスシール８を設け、更にこのラビリンスシール８における取付部３ａの内周面に環状の凸部９および凹部１０を交互に並べて設けた密封装置１を提案しており、この密封装置１によれば、凸部９および凹部１０の「ラビリンス構造による流体ポンピング作用」によってシール能力を高めることができる（特許文献１参照）。

しかしながら、この先行技術に設けられているのは、やはり非接触式のラビリンスシールであり、非接触式のラビリンスシールには、シール能力の向上に限界がある。

実開平０７−０１０６３０号公報

本発明は以上の点に鑑みて、スリンガーとシール部材との径方向対向部位におけるシール能力を一層向上させることができ、もって耐泥水性を一層向上させることができる密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、相対回転する二部材のうちの一方に取り付けられるスリンガーと他方に取り付けられるシール部材との組み合わせよりなり、前記スリンガーは筒状の取付部と環状の平面部とを一体に有し、前記シール部材は筒状の取付部と前記スリンガーに摺動自在に密接するシールリップとを一体に有し、前記スリンガーにおける平面部の径方向先端部と前記シール部材の取付部とが径方向に対向している密封装置において、前記対向部位における前記シール部材の取付部に摺動リングを取り付け、前記摺動リングに対して前記スリンガーにおける平面部の径方向先端部を摺動自在に接触させたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１の密封装置において、摺動リングは、シール部材におけるゴム状弾性体に取り付けられて、このゴム状弾性体により弾性的にバックアップされていることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の請求項１による密封装置においては、スリンガーとシール部材との径方向対向部位におけるシール部材の取付部に摺動リングが取り付けられて、この摺動リングに対してスリンガーにおける平面部の径方向先端部が摺動自在に接触することから、ここに非接触式のラビリンスシールではなく、接触式のシールが構成される。

またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２による密封装置においては、摺動リングがシール部材におけるゴム状弾性体に取り付けられて、このゴム状弾性体により弾性的にバックアップされることから、スリンガーが万一偏心作動したときに、摺動リングがゴム状弾性体の弾性限度内で径方向に追従移動する。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１による密封装置においては、スリンガーにおける平面部の径方向先端部とシール部材の取付部との径方向対向部位におけるシール部材の取付部に摺動リングが取り付けられて、この摺動リングに対してスリンガーにおける平面部の径方向先端部が摺動自在に接触することから、ここに非接触式のラビリンスシールではなく、接触式のシールが構成される。接触式のシールは、非接触式のラビリンスシールと比較して、シール能力が高いものである。したがって本発明によれば、スリンガーとシール部材との径方向対向部位におけるシール性能を向上させることができ、これに伴って耐泥水性を向上させることができる。

一方、接触式のシールは摺動作動するため、回転トルクが増大したり摺動リングに摺動摩耗が発生したりすることが懸念されるが、本発明の請求項２による密封装置によれば、摺動リングがシール部材におけるゴム状弾性体に取り付けられて、このゴム状弾性体により弾性的にバックアップされることから、スリンガーが万一偏心作動すると、摺動リングはゴム状弾性体の弾性限度内で径方向に追従移動することが可能とされている。したがって、これによりスリンガーの偏心に対して摺動リングが「逃げる」ことが可能とされているために、回転トルクが極端に増大したり摺動リングに早期摩耗が発生したりするのを抑えることができる。

尚、スリンガーが偏心作動する、しないの如何にかかわらず、接触式のシールには摺動作動による回転トルクの増大が懸念されるので、この回転トルクの増大を抑制するためには、摺動リングの材質に耐摩耗性および低摩擦性を備えた弾性体（ゴムおよび樹脂を含む）を用いたり、あるいは摺動部に溝を設けて軸方向摺動幅を縮小したりするのが有効である。前者の材質例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を挙げることができ、後者の構造例としては、摺動リングの摺動面に環状溝を設けることを挙げることができる。また、勿論、この両者を組み合わせて、ＰＴＦＥ製の摺動リングの摺動面に環状溝を設けるようにしても良い。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。当該実施例に係る密封装置１は、自動車関連分野においてハブベアリングシールとして用いられるものであって、以下のように構成されている。

すなわち先ず、当該密封装置１は、相対回転する二部材（ベアリングの内輪および外輪）のうちの一方の部材（内輪）に取り付けられるスリンガー２と、他方の部材（外輪）に取り付けられるシール部材３との組み合わせにより構成されている。スリンガー２は、板金等の金属材よりなり、筒状の取付部２ａの軸方向一端に径方向外方へ向けて環状の平面部２ｂを一体成形して断面略Ｌ字形に形成されており、取付部２ａをもって一方の部材（内輪）の外周面に嵌着される。シール部材３は、同じく断面略Ｌ字形を呈する金属環４にゴム状弾性体５を被着したものであって、筒状の取付部３ａと、スリンガー２に摺動自在に密接するシールリップ６，７とを一体に有しており、取付部３ａをもって他方の部材（外輪）の内周面に嵌着される。シールリップ６，７は、スリンガー２の取付部２ａの外周面に摺動自在に密接するメインリップ６と、スリンガー２の平面部２ｂの内側端面に摺動自在に密接するサイドリップ７とを有している。

上記スリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃは、シール部材３の取付部３ａの内周面と径方向に対向しており、この対向部位におけるシール部材３の取付部３ａの内周面に摺動リング１１が取り付けられ、この摺動リング１１の内周面に対してスリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃが全周に亙って摺動自在に接触している。取付部３ａに対する摺動リング１１の取り付けは、接着や嵌合等、その手段を問わない。

摺動リング１１は、耐摩耗性および低摩擦性を備えた摺動材料、例えばＰＴＦＥ等の樹脂材料によって環状に成形されており、筒状の摺動部１１ａの軸方向一端に径方向外方へ向けて環状の平面部１１ｂを一体成形して断面略Ｌ字形に形成されている。また、この摺動リング１１は、シール部材２におけるゴム状弾性体５の内周面に取り付けられており、このゴム状弾性体５により径方向外方から弾性的にバックアップされるように構成されている。

上記構成の密封装置１のように、スリンガー２とシール部材３との径方向対向部位におけるシール部材３の取付部３ａの内周面に摺動リング１１が取り付けられて、この摺動リング１１の内周面に対してスリンガー２における平面部２ｂの径方向先端部２ｃが摺動自在に接触すると、ここに接触式のシールが構成され、この接触式シールによるシール作用によって、外部Ａの泥水等のダストが密封装置１の内部Ｂに侵入するのを抑えることができる。接触式のシールは、上記従来技術に係る非接触式のラビリンスシールと比較して、シール能力が格段に高いものである。したがって上記構成の密封装置１によれば、スリンガー２とシール部材３との径方向対向部位におけるシール性を向上させることができ、これにより外部Ａの泥水が密封装置１の内部Ｂに侵入してシールリップ６，７が損傷するのを防止することができる。

また併せて、シール部材３の取付部３ａに取り付けられる摺動リング１１がシール部材３におけるゴム状弾性体５の内周面に取り付けられて、このゴム状弾性体５により弾性的にバックアップされるように構成されていることから、スリンガー２が万一偏心作動しても、摺動リング１１はゴム状弾性体５の弾性限度内で径方向に追従移動することが可能とされている。したがって、これによりスリンガー２の偏心に対して摺動リング１１が逃げることができるために、回転トルクが極端に増大したり、摺動リング９に早期摩耗が発生したりするのを抑えることができる。

尚、上記密封装置１において、接触式のシールの採用に伴う回転トルクの増大を抑えるには、摺動リング１１の材質を耐摩耗性および低摩擦性を備えた摺動材料とするほかに、摺動リング１１とスリンガー２との軸方向接触幅を可及的に小さくするのが有効である。その方法としては、図２に示すように、摺動リング１１の摺動面に溝１２を設けたり、あるいは図３（Ａ）に示すように、スリンガー２における平面部２ｂの先端部２ｃにテーパー状の面取り部１３を設けたりする。図２では、溝１２は、環状溝とされているが、これに代えて、回転時に流体ポンピング作用をなすスパイラル状の溝であっても良い。また、図３（Ａ）では、平面部２ｂの外側端面２ｄに面取り部１３が設けられているが、同図（Ｂ）に示すように、平面部２ｂの内側端面２ｅに面取り部１３を設けても良く、また同図（Ｃ）に示すように、外側端面２ｄおよび内側端面２ｅの双方にそれぞれ面取り部１３を設けても良い。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）ともそれぞれ本発明の他の実施例に係る密封装置の要部斜視図従来例に係る密封装置の装着状態を示す半裁断面図他の従来例に係る密封装置の要部断面図

符号の説明

１密封装置
２スリンガー
２ａ，３ａ取付部
２ｂ，１１ｂ平面部
２ｃ径方向先端部
２ｄ外側端面
２ｅ内側端面
３シール部材
４金属環
５ゴム状弾性体
６メインリップ（シールリップ）
７サイドリップ（シールリップ）
８ラビリンスシール
９凸部
１０凹部
１１摺動リング
１１ａ摺動部
１２溝
１３面取り部
２１一方の部材（ベアリング内輪）
２２他方の部材（ベアリング外輪）
Ａ密封装置外側
Ｂ密封装置内側

Claims

相対回転する二部材のうちの一方に取り付けられるスリンガー（２）と他方に取り付けられるシール部材（３）との組み合わせよりなり、前記スリンガー（２）は筒状の取付部（２ａ）と環状の平面部（２ｂ）とを一体に有し、前記シール部材（３）は筒状の取付部（３ａ）と前記スリンガー（２）に摺動自在に密接するシールリップ（６）（７）とを一体に有し、前記スリンガー（２）における平面部（２ｂ）の径方向先端部（２ｃ）と前記シール部材（３）の取付部（３ａ）とが径方向に対向している密封装置（１）において、
前記対向部位における前記シール部材（３）の取付部（３ａ）に摺動リング（１１）を取り付け、前記摺動リング（１１）に対して前記スリンガー（２）における平面部（２ｂ）の径方向先端部（２ｃ）を摺動自在に接触させたことを特徴とする密封装置。
請求項１の密封装置において、
摺動リング（１１）は、シール部材（３）におけるゴム状弾性体（５）に取り付けられて、このゴム状弾性体（５）により弾性的にバックアップされていることを特徴とする密封装置。