JP2006161860A - 密封装置 - Google Patents

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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 (2)

  1. 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。
  2. 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。
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