JP2006145015A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリンガー２およびリップ部材３の組み合わせよりなるパックタイプの密封装置１において、副リップ５ｉの摺動によるトルク増大を防ぐとともに、副リップ５ｉが主リップ５ｇ，５ｈに対する大きな給脂抵抗とならず、副リップ５ｉにめくれ現象が発生せず、副リップ５ｉが摺動摩耗することもない密封装置１を提供する。
【解決手段】相対回転する二部材のうちの一方の部材２１に取り付けられるスリンガー２と他方の部材２２に取り付けられるリップ部材３との組み合わせよりなり、スリンガー２は取付部２ａと平面部２ｂを一体に有し、リップ部材３はスリンガー２の平面部２ｂ端面に密接する主リップ５ｇ，５ｈを有する密封装置１において、主リップ５ｇ，５ｈの内側であってスリンガー２の取付部２ａから軸方向に外れた部位に、一方の部材２１の周面２１ａと径方向に対向するラビリンス構造の副リップ５ｉを設けることにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封技術に係る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、自動車関連分野においてハブベアリング用シールとして用いられ、または農機、建機もしくは汎用機械等において泥水シールとして用いられる。

従来から、自動車関連分野に用いられるハブベアリング用シールとして、図２に示すパック（ＰＡＣ）タイプの密封装置（パックシール）５１が知られており、この密封装置５１は、ベアリング内輪２１に取り付けられてベアリング内輪２１とともに回転するスリンガー５２と、ベアリング外輪２２に取り付けられてスリンガー５２に摺動自在に密接するリップ部材５３との組み合わせにより構成されている（特許文献１の図５参照）。

スリンガー５２は、金属材よりなり、筒状の取付部５２ａの軸方向一端（図上右端）に径方向外方（図上上方）へ向けて環状の平面部５２ｂを一体成形したものであって、筒状の取付部５２ａをもってベアリング内輪２１の外周面に嵌着されている。

リップ部材５３は、取付環５４と、この取付環５４に被着されたゴム状弾性体５５とを有している。取付環５４は、金属材よりなり、筒状の取付部５４ａの軸方向他端（図上左端）に径方向内方（図上下方）へ向けて環状のフランジ部５４ｂを一体成形したものであって、筒状の取付部５４ａをもってベアリング外輪２２の内周面に嵌着されている。ゴム状弾性体５５は、取付環５４に被着された被着ゴム部５５ａと、この被着ゴム部５５ａに支持されてスリンガー５２の平面部５２ｂの内側端面に摺動自在に密接する主リップ５５ｂ，５５ｃと、同じく被着ゴム部５５ａに支持されてスリンガー５２の取付部５２ａの外周面に摺動自在に密接する副リップ５５ｄとを一体に有している。

上記密封装置５１は、スリンガー５２の回転に伴う振り切り作用と、スリンガー５２に対する主リップ５５ｂ，５５ｃの密接摺動とによって、ベアリング外部Ａの泥水等の異物がベアリング内部Ｂへ侵入するのを抑制するとともに、スリンガー５２に対する副リップ５５ｄの密接摺動によって、ベアリング内部Ｂのグリースがベアリング外部Ａへ多量に漏洩するのを抑制するものであるが、スリンガー５２への接触によりトルクが生じ、回転の際の抵抗となる。また、ベアリング内部Ｂから主リップ５５ｂ，５５ｃへグリースを給脂する際に、前記副リップ５５ｄの向きでは、給脂に対する抵抗となってしまい、主リップ５５ｂ，５５ｃの潤滑性が悪化することが考えられる。更に、組立や作動時に、スリンガー５２とリップ部材５３との間に軸方向相対変位があった際に、スリンガー５２に密接する副リップ５５ｄにめくれ現象（副リップ５５ｄが軸方向に反転してしまう現象）が発生する可能性があり、その改良が望まれている。

そこで従来、図３に示すように、副リップ５５ｄをスリンガー５２ではなくベアリング内輪２１の外周面２１ａに直接密接摺動させる改良策が提案されているが（特許文献１の図２参照）、この図３の密封装置５１によると、副リップ５５ｄが、本来密接摺動することを予定していないベアリング内輪２１に対して摺動することから、摺動トルクが大きく、副リップ５５ｄが摺動摩耗しやすい問題がある。

特開２００４−３０８７３０号公報

本発明は以上の点に鑑みて、スリンガーおよびリップ部材の組み合わせよりなるパックタイプ等の密封装置において、副リップの摺動によるトルク増大を防ぐとともに、副リップが主リップに対する大きな給脂抵抗とならず、副リップにめくれ現象が発生せず、副リップが摺動摩耗することもない密封装置を提供することを目的とし、またこれに加えて、シール性能を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の部材に取り付けられるスリンガーと他方の部材に取り付けられるリップ部材との組み合わせよりなり、前記スリンガーは、前記一方の部材に嵌着される筒状の取付部と環状の平面部とを一体に有し、前記リップ部材は、前記スリンガーの平面部端面に摺動自在に密接する主リップを有する密封装置において、前記リップ部材の主リップの内側であって前記スリンガーの取付部から軸方向に外れた部位に、前記一方の部材の周面と径方向に対向するラビリンス構造の副リップを設け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、副リップは、主リップ側の面に、ポケット状部分を有す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、リップ部材における主リップの内側であってスリンガーにおける取付部から軸方向に外れた部位に、一方の部材の周面と径方向に対向するラビリンス構造の副リップを設けたことから、この副リップは、スリンガーおよびこれを嵌着する一方の部材のいずれとも接触しないことになる。ラビリンス構造の副リップは非接触式のリップシールであることから、スリンガーおよび一方の部材のいずれとも接触しないものである。

またこれに加えて、本発明の請求項２による密封装置のように、副リップの主リップ側の面にポケット状部分を設定すると、このポケット状部分に、侵入してきた泥水を溜めることができ、よって回転による遠心力によって泥水を外側に返すことが可能となる。

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、リップ部材の主リップの内側であってスリンガーの取付部から軸方向に外れた部位に、一方の部材の周面と径方向に対向するラビリンス構造の副リップを設けたことから、この副リップによって、スリンガーおよび一方の部材のいずれとも接触しない非接触式のリップシールが構成される。したがって、副リップの摺動によるトルクの増大を防ぐことができ、また副リップが主リップに対する大きな給脂抵抗となるのを防ぐことができる。また、副リップにめくれ現象が発生するのを抑えることができ、更に副リップが摺動摩耗するのを抑えることもできる。

またこれに加えて、本発明の請求項２による密封装置においては、副リップに設けたポケット状部分によって流体振り切り作用が発揮されることから、当該密封装置のシール性能を一層向上させることができる。

尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。

（１）スリンガーからベアリンク内部に外れた部分に、ラビリンスのグリスリップを設ける。
（２）グリスリップは、ベアリングの外部方向に傾斜しており、ポケット状部分を形成している。
（３）端面側については、泥水性向上を目的に端面当てタイプのリップを２枚設ける。

上記（１）〜（３）の構成によれば、以下の作用効果が発揮される。

（４）グリスリップをラビリンスとしたので、摺動トルクを低減することができる。
（５）グリスリップ内周にラビリンスが形成されているので、軸挿入の際のめくれの問題がない。
（６）また、ポケット状にすることで、泥水を内部に溜めることができ、回転による遠心力で泥水を外側に返すことが期待できる。
（７）グリスリップをスリンガーからベアリング内部に外れた部分に設けることで、従来のＰＡＣタイプよりも２枚リップの摺動スペースが広がり、リップ長を長く設定することができる（しめしろ増大を図ることができる）。
（８）また、グリスリップの収容部分を増やすこともできる。

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用シール（ハブシール）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、当該密封装置（パックシール）１は、相対回転する二部材のうちの一方の部材であるベアリング内輪２１に取り付けられてこのベアリング内輪２１とともに回転するスリンガー２を有しており、また、二部材のうちの他方の部材であるベアリング外輪２２に取り付けられてスリンガー２に摺動自在に密接するリップ部材３を有している。ベアリングのボール体（転動体、図示せず）は密封装置１の図上左側にあり、よって図上右側がベアリング外部Ａ、左側がベアリング内部Ｂである。

上記スリンガー２およびリップ部材３の組み合わせよりなる当該密封装置１のうち先ず、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（図上右端）に径方向外方（図上上方）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、筒状の取付部２ａの内周面をもってベアリング内輪２１の外周面に嵌着される。

一方、リップ部材３は、取付環（金属環）４と、この取付環４に被着されたゴム状弾性体（シールゴム）５との組み合わせにより構成されている。

取付環４は、板金等の金属材よりなり、筒状の取付部４ａの軸方向他端（図上左端）に径方向内方（図上下方）へ向けて環状のフランジ部４ｂを一体成形して断面略Ｌ字形に形成されており、筒状の取付部４ａの外周面をもってベアリング外輪２２の内周面に嵌着される。フランジ部４ｂの径方向中ほどには環状の段差部４ｃが設けられており、これによりフランジ部４ｂの内周先端部４ｄは外周基端部４ｅよりもベアリング外部Ａ側に配置されている。

ゴム状弾性体５は、取付環４の取付部４ａの外周面に被着された外周ゴム部（外周シール部）５ａと、取付部４ａの先端面に被着された先端ゴム部５ｂと、取付部４ａの内周面に被着された内周ゴム部５ｃと、取付環４のフランジ部４ｂの内側端面に被着された内面ゴム部５ｄと、フランジ部４ｂの内端に被着された内端ゴム部５ｅと、フランジ部４ｂの外側端面に被着された外面ゴム部５ｆとを一体に有し、更に、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２本の主リップ（ダストリップ、サイドリップ）５ｇ，５ｈを一体に有している。

また、このゴム状弾性体５の最内周部であって、上記外面ゴム部５ｆの内周側には、スリンガー２の取付部２ａから軸方向一方（ベアリング内側Ｂ）に外れた部位に位置して、ベアリング内輪２１の外周面２１ａと径方向に対向するラビリンス構造の副リップ（グリスリップ、ラジアルリップ）５ｉが一体成形されている。

この副リップ５ｉは、スリンガー２の取付部２ａから軸方向一方に外れた部位に配置されていることから、取付部２ａと副リップ５ｉとの間には、所定の大きさの軸方向間隙ｃ_１が設定されている。

また、この副リップ５ｉは、ベアリング内輪２１の外周面２１ａに対して非接触のラビリンス構造とされていることから、ベアリング内輪２１の外周面２１ａと副リップ５ｉとの間には、所定の大きさの径方向間隙ｃ_２が設定されている。

また、この副リップ５ｉの内径寸法ｄ_１は、ベアリング内輪２１の外径寸法ｄ_２よりは大きいが、スリンガー２の取付部２ａの外径寸法ｄ_３よりは小さく設定されている。したがって、上記径方向間隙ｃ_２の大きさは取付部２ａの厚みよりも小さく設定されている。

また、この副リップ５ｉは、上記したように外面ゴム部５ｆの内周側に配置されており、すなわち取付環４のフランジ部４ｂの内周先端部４ｄよりもベアリング内部Ｂ側に配置されている。

更にまた、この副リップ５ｉは、図示するようにベアリング外部Ａ方向に傾斜するように形成されており、その主リップ５ｇ，５ｈ側の面すなわちベアリング外部Ａ側の面には、環状を呈するポケット状部分５ｊが形成されている。

上記構成の密封装置１は、スリンガー２による振り切り作用と、主リップ５ｇ，５ｈによるシール作用とによって、ベアリング外部Ａの泥水等の異物がベアリング内部Ｂへ侵入するのを抑制するとともに、副リップのシール作用（ラビリンスシール作用）によって、ベアリング内部Ｂのグリースが多量にベアリング外部Ａへ漏洩するのを抑制するものであって、上記構成により、以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。

すなわち先ず、上記したようにリップ部材３おけるゴム状弾性体５の内周部であってスリンガー２の取付部２ａから軸方向一方に外れた部位に、ベアリング内輪２１の外周面２１ａと径方向に対向するラビリンス構造の副リップ５ｉが設けられているために、この副リップ５ｉによって、スリンガー２およびベアリング内輪２１のいずれとも接触しない非接触式のラビリンスシール構造が構成されている。したがって、副リップ５ｉがスリンガー２およびベアリング内輪２１のいずれとも接触しないことから、副リップ５ｉの摺動によるトルクの増大を防ぐことができる。また、ベアリング内部Ｂのグリースが副リップ５ｉ内周のラビリンス６を通過して適量、主リップ５ｇ，５ｈ側へ給脂されることから、主リップ５ｇ，５ｈの潤滑性を高めることができる。また、副リップｉはスリンガー２と接触しないことから、スリンガー２およびリップ部材３の組立時や作動時に副リップ５ｉにめくれ現象が発生するのを抑えることができる。また、スリンガー２およびベアリング内輪２１のいずれとも接触しない副リップ５ｉは、その摺動摩耗を抑えることもできる。

また、副リップ５ｉがベアリング外部Ａ向きに傾斜するように設けられ、この副リップ５ｉのベアリング外部Ａ側の面に環状のポケット状部分５ｊが形成されているために、このポケット状部分５ｊに、侵入してきた泥水を溜めることができ、この溜めた泥水を回転による遠心力によって外側に返すことが可能とされている。したがって、この副リップ５ｊは、上記ラビリンスシール作用によって内部グリースをシールするのみでなく、その振り切り作用によって外部泥水をもシールことができるものであり、よって密封装置１のシール性能を一段と向上させることができる。

また、副リップ５ｉの内周側であってベアリング内輪２１の外周面２１ａとの間に設けられたラビリンス（間隙）６に対して、スリンガー２の取付部２ａ外周面と内端ゴム部５ｅの内周面との間に設けられたラビリンス７が、取付部２ａによる段差部をもって隣接しているため、この２つのラビリンス６，７によりラビリンス通路が長くかつ、複雑な形状をもって設定されている。したがって、この流路が長くかつ複雑化されたラビリンス６，７により、泥水等に対するシール性を一層向上させることができる。

また、上記したように副リップ５ｉがスリンガー２の取付部２ａからベアリング内部Ｂ側に外れた部位に配置されているために、従来の密封装置（パックシール）よりも主リップ５ｇ，５ｈの摺動スペースを拡大することができる。したがって、主リップ５ｇ，５ｈのリップ長を長く設定することができ、そのしめしろを増大させることができる。また、副リップ５ｉの設置スペースを拡大することができることから、大型でシール力（上記振り切り作用）の大きな副リップ５ｉを設置することができる。したがって、これらのことからしても、密封装置１のシール性能を向上させることができる。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図 従来例に係る密封装置の要部断面図 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，４ａ 取付部
２ｂ 平面部
３ リップ部材
４ 取付環
４ｂ フランジ部
４ｃ 段差部
４ｄ 内周先端部
４ｅ 外周基端部
５ ゴム状弾性体
５ａ 外周ゴム部
５ｂ 先端ゴム部
５ｃ 内周ゴム部
５ｄ 内面ゴム部
５ｅ 内端ゴム部
５ｆ 外面ゴム部
５ｇ，５ｈ 主リップ
５ｉ 副リップ
５ｊ ポケット状部分
６，７ ラビリンス
２１ ベアリング内輪（一方の部材）
２１ａ 外周面（周面）
２２ ベアリング外輪（他方の部材）
Ａ ベアリング外部
Ｂ ベアリング内部

Claims (2)

1. 相対回転する二部材（２１）（２２）のうちの一方の部材（２１）に取り付けられるスリンガー（２）と他方の部材（２２）に取り付けられるリップ部材（３）との組み合わせよりなり、前記スリンガー（２）は、前記一方の部材（２１）に嵌着される筒状の取付部（２ａ）と環状の平面部（２ｂ）とを一体に有し、前記リップ部材（３）は、前記スリンガー（２）の平面部（２ｂ）端面に摺動自在に密接する主リップ（５ｇ）（５ｈ）を有する密封装置（１）において、
   前記リップ部材（３）の主リップ（５ｇ）（５ｈ）の内側であって前記スリンガー（２）の取付部（２ａ）から軸方向に外れた部位に、前記一方の部材（２１）の周面（２１ａ）と径方向に対向するラビリンス構造の副リップ（５ｉ）を設けたことを特徴とする密封装置。
2. 請求項１の密封装置において、
   副リップ（５ｉ）は、主リップ（５ｇ）（５ｈ）側の面に、ポケット状部分（５ｊ）を有することを特徴とする密封装置。

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