JP2006161860A

JP2006161860A - 密封装置

Info

Publication number: JP2006161860A
Application number: JP2004350319A
Authority: JP
Inventors: Shuji Fujita; 修司藤田; Shunichi Fujiwara; 俊一藤原; Yoshishige Kasai; 良茂笠井
Original assignee: Koyo Sealing Techno Co Ltd
Current assignee: Koyo Sealing Techno Co Ltd
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: JP4531541B2

Abstract

【課題】泥水等の異物の侵入を抑制することができ、かつ、侵入した異物に対しては外部へ排出させやすくする密封装置を提供する。
【解決手段】内側部材１と外側部材２との間に設けられ、外側部材２の内周面２ａに嵌め込む円筒部６を有する密封部材４と、内側部材１に設けられると共に円環部８を有するスリンガ５とを備えている。スリンガ５の円環部８はその外周側端部８ａに、密封部材４の円筒部６の内周面６ａと隙間ｇを有するよう設けられていると共に軸方向外方側Ａに曲げられた折れ曲がり部１０を有している。
【選択図】図２

Description

この発明は、相対的に回転する内側、外側の２つの部材間を密封する密封装置に関する。

自動車等の車輌の車輪が取り付けられる軸受装置として知られるものに、例えば、内軸と、内軸に転動体を介して外嵌するよう設けられた外輪とを備えたものがある。そして、この軸受装置は内軸と外輪との間の軸方向両側に密封装置を備えており、軸受装置内部の潤滑剤の漏洩と外部からの泥水などの異物の侵入を防止している。

内軸と外輪との間に設けられて密封を行う密封装置としては、例えば特許文献１に示すものがある。特許文献１に記載される密封装置は、外側の部材と内側の部材との夫々に装着される第１密封要素と第２密封要素とを備えている。この密封装置は、第１密封要素のシールリップが第２密封要素の芯金に接触し、第２密封要素のシールリップが第１密封要素の芯金に接触するよう構成されている。

実公平７−２３６５６号公報（図１、図２、図３）

しかし、特許文献１に記載の密封装置を前記車両用の軸受装置に用いた場合、転動体側への泥水等の異物の侵入を第１密封要素と第２密封要素との間においてシールリップにより防いでいるが、第１密封要素と第２密封要素との間の開口部（隙間）から密封装置内部へ異物は入り込みやすく、シールリップ近傍に異物が滞留しやすいという問題点を有する。さらに、開口部とシールリップとの距離が近いため密封装置内部の空間が狭く異物が密封装置内に滞留しやすい。これにより、密封装置の寿命を極端に縮めてしまうという問題点を有する。

この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、泥水等の異物の侵入を抑制することができ、かつ、侵入した異物に対しては外部へ排出させやすくする密封装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明の密封装置は、相対的に回転する内側部材とその内側部材に外嵌させた外側部材との間に設けられ、芯金とその芯金に固定されたシール本体とから構成されかつ前記外側部材の内周面に嵌め込む円筒部を有する密封部材と、前記内側部材に設けられると共に前記シール本体が摺接する径方向の円環部を有するスリンガとを備えた密封装置において、前記スリンガの円環部はその外周側端部に、前記密封部材の円筒部の内周面と隙間を有するよう設けられていると共に前記シール本体側と反対側である軸方向外方側に曲げられた折れ曲がり部を有していることを特徴としている。

このような構成の密封装置によれば、スリンガの円環部の外周側が軸方向外方側へ曲げられた折れ曲がり部とされており、この折れ曲がり部は軸方向外方側へ突出した形状となる。これにより、内側部材がスリンガと共に軸心回りに回転すれば、スリンガと密封部材との間の開口部に接近してくる異物を折れ曲がり部がはじき飛ばすことができ、密封装置内への異物の侵入を抑制することができる。また、折れ曲がり部と密封部材の円筒部の内周面との間に隙間が形成されており、この隙間におけるラビリンス効果により異物の侵入を抑制することができる。
さらに、密封部材の円筒部とシール本体とスリンガの円環部外周側部分との間に形成される密封装置内部の空間に侵入した異物は、折れ曲がり部により誘導されて外部へ排出されやすくなる。つまり、内側部材が軸心回りに回転すれば、異物は折れ曲がり部により外部へ向かって誘導されて異物は遠心力により外部への自動的に排出される。これにより、密封装置内部の空間に侵入した泥水が乾燥しても泥の詰まりを減少させることができ、密封装置の寿命の短縮を抑えることができる。また、密封装置内部の空間に侵入した異物は、密封部材のシール本体とスリンガの円環部との間で密封され、内側部材と外側部材との間の軸方向内方側へ異物が侵入するのを抑えることができる。

また、前記折れ曲がり部と前記密封部材の円筒部の内周面との間の前記隙間が、０．３５ｍｍ〜２ｍｍに設定されているのが好ましい。この構成によれば、その隙間を有する開口部において、隙間が小さくされることにより異物の侵入を抑制させるラビリンス効果を発揮させることができ、かつ、侵入した異物を排出させる程度の十分な隙間を有するため、侵入した異物の排出を行いやすくすることができる。

本発明の密封装置によれば、密封性能、特に耐泥水性を向上させることが可能となる。密封装置内部の空間への泥水等の異物の侵入を抑制することができ、さらに、密封装置内部の空間へ侵入した異物を外部へ排出させやすくなり、異物の滞留を防ぎ、密封装置の寿命を延ばすことが可能となる。

以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。
この発明に係る密封装置は、相対的に回転する内側部材１とその内側部材１に外嵌させた外側部材２との間に設けられるものであり、例えば、自動車等の車輌の車輪が取り付けられる車輪用軸受装置に用いることができる。

そして、図１はこの発明の実施の一形態に係る密封装置が用いられる軸受装置を示す縦断面図である。この軸受装置は、車輌の車輪が取り付けられる軸状のホイールハブ２１と、ホイールハブ２１に外嵌するよう設けられた外輪２２と、ホイールハブ２１と外輪２２との間に設けられた２列の転動体２３ａ，２３ｂとを備えている。

ホイールハブ２１はアウタ側（外側）端部に車輪側部材（図示せず）を取り付けるためのフランジ部２４を有し、ホイールハブ２１のインナ側（内側）に小径部２５が形成されており、その小径部２５に内輪部材２６が外嵌されている。内輪部材２６はその外周面にインナ側の転動体２３ａ用の内輪軌道が形成されている。また、ホイールハブ２１の軸方向中間部の中径部２８にアウタ側の転動体２３ｂ用の内輪軌道が形成されている。さらに、ホイールハブ２１のインナ側端部は、外周側が径外方に広げられて形成されたかしめ部２７を有しており、かしめ部２７が内輪部材２６をホイールハブ２１から抜け止め固定している。従って、ホイールハブ２１と内輪部材２６とは一体状とされており、ホイールハブ２１と内輪部材２６とにより内側部材１が構成されている。

外輪２２は、２列の転動体２３ａ，２３ｂを介してホイールハブ２１に外嵌すると共にホイールハブ２１と同心上に設けられており、外輪２２は円筒本体部２９を有している。円筒本体部２９の内周面に２列の転動体２３ａ，２３ｂ用の２列の外輪軌道が形成されている。円筒本体部２９の外周面にはフランジ部３０が形成されており、このフランジ部３０が車体側部材（図示せず）に取り付けられてこの軸受装置が車体側部材に固定される。従って、外輪２２が外側部材２となり、この外側部材２が固定側とされ、内側部材１が軸心回りに回転する回転側とされる。つまり、この軸受装置は内側部材１が外側部材２に対して回転するものである。

そして、内側部材１と外側部材２との間の軸方向両端部に環状の密封装置３，１３が設けられている。図２の断面図に示す密封装置は、図１のインナ側の密封装置３として用いることができるものである。この密封装置３は外輪２２の内周面２ａと内輪部材２６の外周面１ａとの間に設けられている。そして、この密封装置３は、転動体２３ａ，２３ｂ側である内部の潤滑剤の漏洩と、外部から転動体２３ａ，２３ｂ側への泥水などの異物の侵入を防止するためのものであり、密封装置３は、外側部材２となる外輪２２に嵌め込んで固着される密封部材４と、内側部材１である内輪部材２６に外嵌させて固着されるスリンガ５とを備えている。

密封部材４は、芯金１２とその芯金１２に固定されたシール本体１１とから構成されている。芯金１２は、環状の密封装置３の軸心を中心とする芯金円筒部１４と、芯金円筒部１４の基端部１４ａから径内方へ折り曲げられた芯金円環部１５とから成り、断面Ｌ字型とされている。芯金１２は全体が円環状とされており例えば金属板がプレス加工されて形成される。
そして、シール本体１１がこの芯金１２と一体となるよう固定されている。シール本体１１は、例えばゴム等の弾性体から成る。

シール本体１１は、芯金円環部１５に被覆させた径方向の内周側被覆部１９と、内周側被覆部１９と連続し芯金円筒部１４の内周面に被覆させた軸方向の外周側被覆部１８とを有する。さらに、シール本体１１は、内周側被覆部１９の内周縁部から径方向内方に突出する径方向リップ１６と、内周側被覆部１９の中間部乃至内周縁部から軸方向に突出する第１軸方向リップ１７ａと第２軸方向リップ１７ｂとを有している。このように２枚の軸方向リップ１７ａ，１７ｂを有することで、異物の侵入をより一層抑制することができる。なお、図２の二点鎖線により示す第１軸方向リップ１７ａ及び第２軸方向リップ１７ｂは密封装置３の組み付け前の状態であり、シール本体１１が自由状態とされた場合を示している。

また、芯金１２とシール本体１１とから成る密封部材４は、芯金１２の芯金円筒部１４とシール本体１１の外周側被覆部１８とにより密封部材４の円筒部６が構成されており、この円筒部６を外側部材２の内周面２ａに圧入により嵌め込んでいる。そして、芯金円環部１５と内周側被覆部１９とにより密封部材４の円環部７が構成されている。

スリンガ５は、シール本体１１の第１軸方向リップ１７ａと第２軸方向リップ１７ｂが摺接する径方向の平滑面２０を有するスリンガ円環部８と、スリンガ円環部８の内周側端部８ｂから軸方向内方側Ｂへ折り曲げられたスリンガ円筒部９とから成り、断面Ｌ字型とされている。スリンガ５は全体が円環状とされており、例えばステンレス鋼等の金属板がプレス加工されて形成される。そして、スリンガ円筒部９が内側部材１の外周面１ａに圧入により外嵌状となって取り付けられている。
そして、密封部材４の円筒部６とスリンガ円筒部９とが対面状となり、かつ、密封部材４の円環部７とスリンガ円環部８とが対面状となって密封装置３は組み立てられている。

さらに、スリンガ５において、スリンガ円環部８はその外周側端部８ａに、シール本体１１側と反対側である軸方向外方側Ａに曲げられた折れ曲がり部１０を有している。軸方向外方側Ａは泥水等の異物が侵入してくる大気側（泥水側）であり、折れ曲がり部１０はその大気側に向かって折り曲げられている。そして、この折れ曲がり部１０は密封部材４の円筒部６の先端部内周面６ａと隙間ｇを有するよう設けられている。つまり、折れ曲がり部１０の外周面と芯金円筒部１４に被覆させた外周側被覆部１８の内周面との間に隙間ｇを有している。そして密封装置３の開口部３２がこの隙間ｇを有しており、折れ曲がり部１０はこの隙間ｇから密封装置３内部への異物の侵入を抑制することができると共に、開口部３２を密封装置３内部に侵入した異物が排出されやすい形状かつ排出されやすい方向に形成して、密封装置３内部に侵入した異物の排出を促進させることができる。

スリンガ５の折れ曲がり部１０は、シール本体１１が摺接するスリンガ円環部８の平滑面２０から連続して滑らかな円弧面を形成するよう折り曲げられている。さらに、折れ曲がり部１０は軸心に直交する径方向の仮想平面に対して４５°〜８０°の折り曲げ角度とされるのが好ましい。つまり、軸心に平行な方向よりも径外方斜め向きに延伸させている。これにより密封装置３内部に侵入した異物をスムーズに外部へ向かって誘導して外部へ排出させやすくしている。

さらに、密封部材４の円筒部６の内周面は先端に向かって拡径状とされており、密封装置３内部に侵入した異物をこの傾斜状となる内周面により外部へ向かって誘導させることができ、異物を排出させやすくしている。また、折れ曲がり部１０と密封部材４の円筒部６の先端部内周面６ａとの間の間隔を軸方向外方側Ａに向かって狭くなるよう構成させている。これにより外部から侵入してくる泥水等の異物に対しては隙間ｇによるラビリンス効果を有効とさせつつ、密封装置３内部に侵入した異物を外部へ排出させやすくできる。

従って、折れ曲がり部１０の先端で隙間ｇが最小値となるようされており、この隙間ｇの寸法が０．３５ｍｍ〜２ｍｍに設定されているのが好ましい。これにより、ラビリンス効果を維持しながら異物の排出を促進させることができる。つまり、隙間ｇが２ｍｍよりも大きくなると、隙間ｇにおけるラビリンス効果が低下し密封装置３内部への異物の侵入が多くなるおそれがある。一方、隙間ｇが０．３５ｍｍよりも小さくなると、一旦侵入した異物の排出が行われにくくなり異物が密封装置３内部に滞留するおそれがある。

また、密封部材４のシール本体１１が有する外径側の第１軸方向リップ１７ａは、前記隙間ｇを有する開口部３２から径方向に離れた位置とするのが好ましく、第１軸方向リップ１７ａは、開口部３２から折れ曲がり部１０を介在して径方向にまっすぐな平面部３１を形成するよう、径方向に離れた位置とされている。これにより異物が滞留しにくく、また、既に密封装置３内部に侵入した異物が、その後開口部３２から侵入してくる異物により押し戻されることがなく、第１軸方向リップ１７ａ近傍に異物が滞留しにくくすることができる。

また、本発明の密封装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、上記実施の形態は、軸方向リップが径方向の外側と内側に２列設けられているが、いずれか一方を省略して軸方向リップを１つにしたものとすることができる。さらに、径方向リップにおいても、スリンガ５のスリンガ円筒部９に接触するシールリップは１つとされているが、軸方向に２列に設けても良い。また、本発明の密封装置が設けられる軸受装置は図１に示す以外のものであってもよい。

本発明の実施の一形態に係る密封装置が用いられる車輪用軸受装置を示す縦断面図である。本発明に係る密封装置の断面図である。

符号の説明

１内側部材
２外側部材
２ａ内周面
４密封部材
５スリンガ
６円筒部
６ａ先端部内周面
８スリンガ円環部
８ａ外周側端部
１０折れ曲がり部
１１シール本体
１２芯金
Ａ軸方向内方側
ｇ隙間

Claims

相対的に回転する内側部材とその内側部材に外嵌させた外側部材との間に設けられ、芯金とその芯金に固定されたシール本体とから構成されかつ前記外側部材の内周面に嵌め込む円筒部を有する密封部材と、前記内側部材に設けられると共に前記シール本体が摺接する径方向の円環部を有するスリンガと、を備えた密封装置において、前記スリンガの円環部はその外周側端部に、前記密封部材の円筒部の内周面と隙間を有するよう設けられていると共に前記シール本体側と反対側である軸方向外方側に曲げられた折れ曲がり部を有していることを特徴とする密封装置。
前記折れ曲がり部と前記密封部材の円筒部の内周面との間の前記隙間が、０．３５ｍｍ〜２ｍｍに設定されている請求項１に記載の密封装置。