JP2006342828A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相対回転する二部材のうちの一方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材２と、他方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材３との組み合わせよりなる密封装置１において、成形工程の削減のみでなく回転時における摺動トルクを低減させることができ、しかもシール性能が低下することがない密封装置を提供する。
【解決手段】外周側密封部材２の金属環４における内周部位に内周筒部４ｃを設ける。この内周筒部４ｃは内周側密封部材３に対し非接触であって、この内周筒部４ｃと内周側密封部材３との間に、シールリップに代わるラビリンス空間８，９が設けられている。
【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、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３に示すような密封装置５１が知られており、この密封装置５１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）のうちの一方である外周側取付部材（例えば外輪）に取り付けられる外周側密封部材５２と、他方である内周側取付部材（例えば内輪）に取り付けられる内周側密封部材５３との組み合わせにより構成されている。

外周側密封部材５２は、金属環５４と、この金属環５４に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体製のシールリップ５５とにより構成されており、金属環５４をもって外周側取付部材の内周面に嵌着されるとともにシールリップ５５をもって内周側密封部材５３の金属環５６に摺動自在に密接する。

また、内周側密封部材５３は、金属環５６と、この金属環５６に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体製のシールリップ５７とにより構成されており、金属環５６をもって内周側取付部材の外周面に嵌着されるとともにシールリップ５７をもって外周側密封部材５２の金属環５４に摺動自在に密接する。

上記構成の密封装置５１は、外周側密封部材５２および内周側密封部材５３が共に金属環５４，５６にゴム状弾性体製のシールリップ５５，５７を被着するものであることから、その製造に際して成形工程が多く、多くの手間と時間とコストがかかる不都合がある。また、すべて（図では３つ）のシールリップ５５，５７が相手部品に対して摺動するものであることから、回転時における摺動トルクが大きい不都合がある。

これに対して従来、図４に示すように、外周側密封部材５２は、金属環５４のみよりなる構成とし、すべて（図では３つ）のシールリップ５７を内周側密封部材５３に纏めて設ける構成の密封装置５１が開発されており、この構成によれば、被着工程（加硫接着工程）を要するのが内周側密封部材５３のみであることから、上記図２の従来技術における第一の不都合を解消することができる（特許文献１参照）。

しかしながら、すべてのシールリップ５７が相手部品に対して摺動するものであることに変わりはなく、よってこの従来技術では、回転時における摺動トルクを低減させることができない。

特開平７−１２７６４９号公報

本発明は以上の点に鑑みて、成形工程の削減のみでなく、回転時における摺動トルクを低減させることができる密封装置を提供すること目的とし、併せて、この目的を達成してもシール性能が低下することがない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である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材と、前記二部材のうちの他方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材との組み合わせよりなる密封装置であって、前記外周側密封部材は、前記外周側取付部材に固定される金属環よりなり、前記内周側密封部材は、前記内周側取付部材に固定される金属環と、前記金属環に被着されて前記外周側密封部材の金属環に摺動自在に密接するゴム状弾性体製のシールリップとを有する密封装置において、前記外周側密封部材の金属環における内周部位に内周筒部を設け、前記内周筒部は前記内周側密封部材に対し非接触であって、前記内周筒部と前記内周側密封部材との間にラビリンス空間が設けられている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、内周筒部の外周面と内周側密封部材との間、前記内周筒部の先端面と前記内周側密封部材との間および前記内周筒部の内周面と前記内周側密封部材との間にラビリンス空間が一連に設けら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、外周側密封部材の金属環における内周部位に内周筒部が設けられ、この内周筒部が内周側密封部材に対し非接触であるとともに内周側密封部材との間にラビリンス空間を設けるものとされるために、先ずは、非接触であることにより摺動トルクを低減させることが可能となり、併せて、ラビリンス空間によりラビリンスシール作用を奏することが可能とされる。ラビリンス空間は例えば、内周筒部の内周面とこれに対向する内周側密封部材との間に設定される。

また、請求項２に記載したように、このラビリンス空間を、内周筒部の外周面と内周側密封部材との間、内周筒部の先端面と内周側密封部材との間および内周筒部の内周面と内周側密封部材との間に一連のものとして設けると、内周筒部の内周面と内周側密封部材との間のみに設ける場合よりも、ラビリンスシールの長さを長く設定することが可能となる。ラビリンスシールはその長さに応じてシール性能が高められるので、これによりシール性能を高めることが可能とされる。

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、外周側密封部材の金属環における内周部位に内周筒部が設けられ、この内周筒部が内周側密封部材に対し非接触であるとともに内周側密封部材との間にラビリンス空間を設けるものとされるために、先ずは、非接触であることにより回転時における摺動トルクを低減させることができる。また併せて、ラビリンス空間によりラビリンスシール作用が発揮されることから、当該部位を内周側密封部材に対して非接触の構造としても、必要なシール性能を確保することができる。

また、本発明の請求項２による密封装置においては、ラビリンス空間が、内周筒部の外周面と内周側密封部材との間、内周筒部の先端面と内周側密封部材との間および内周筒部の内周面と内周側密封部材との間に一連のものとして設けられるために、ラビリンスシールの長さを長く設定することが可能となり、これによりシール性能を高めることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一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。尚、当該実施例は本願の請求項１に係る発明についての実施例である。

すなわち先ず、当該密封装置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外輪（外周側取付部材、図示せず）に取り付けられて非回転の外周側密封部材２と、二部材のうちの他方の部材であるベアリング内輪（内周側取付部材、図示せず）に取り付けられてベアリング内輪とともに回転する内周側密封部材３とを有している。

外周側密封部材２は、金属環４の単品によって構成されており、この金属環４は、板金等の金属材よりなり、筒状部４ａの軸方向一方（図上左方）の端部に径方向内方（図上下方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）４ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部４ａをもってベアリング外輪の内周面に嵌着される。

一方、内周側密封部材３は、リップシール部材（以下、単にリップシールとも称する）５によって構成されており、このリップシール５は、金属環６と、この金属環６に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体７との組み合わせにより構成されている。

金属環６は、板金等の金属材よりなり、筒状部６ａの軸方向他方（図上右方）の端部に径方向外方（図上上方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）６ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部６ａをもってベアリング内輪の外周面に嵌着される。

ゴム状弾性体７は、金属環６の筒状部６ａの先端内周面に被着された内周ゴム部７ａと、筒状部６ａの先端面に被着された先端ゴム部７ｂと、筒状部６ａの外周面に被着された外周ゴム部７ｃと、金属環６の径方向立ち上がり部６ｂの内側端面に被着された端面ゴム部７ｄと、この端面ゴム部７ｄに支持されて外周側密封部材２の金属環４における筒状部４ａの内周面に摺動自在に密接するシールリップ（ラジアルリップ）７ｅと、同じく端面ゴム部７ｄに支持されて外周側密封部材２の金属環４における径方向立ち上がり部４ｂの内側端面に摺動自在に密接するシールリップ（サイドリップ）７ｆとを一体に有している。

また、外周側密封部材２の金属環４における最内周部位であって径方向立ち上がり部４ｂの先端には、軸方向一方へ向けて内周筒部４ｃが一体成形されており、これにより金属環４は全体として断面略コ字状に形成されている。

この内周筒部４ｃは、内周側密封部材３に近接配置されるものの内周側密封部材３に対して非接触とされており、この内周筒部４ｃの先端面と端面ゴム部７ｄの内側端面との間および内周筒部４ｃの内周面と外周ゴム部７ｃの外周面との間にそれぞれ微小間隙のラビリンス空間８，９が形成され、この２箇所のラビリンス空間８，９が、断面略Ｌ字状を呈して、一連に連続するよう構成され、これにより該部にラビリンスシール１０が形成されている。

上記構成の密封装置１と上記図４に示した従来技術に係る密封装置５１とを比較すると、図４の密封装置５１は、相手部品に摺動するタイプの接触式のシールリップ５７を３つ備えているのに対して、当該実施例に係る密封装置１は、接触式のシールリップ７ｅ，７ｆを２つと、非接触式のラビリンスシール１０を１つ備えている。したがって、接触式のシールリップの数が１つ減じた分、回転時における摺動トルクを低減させることができるとともに、３箇所にてシールする構造であることには変わりないため、シール性能は殆んどそのまま維持されることになる。リップシール５については、回転することにより、金属環６およびシールリップ７ｅ，７ｆにおいて泥水の振り切り効果を発揮する。したがって所期の目的どおり、成形工程の削減のみでなく回転時における摺動トルクを低減させることができ、しかもシール性能が低下することのない密封装置を提供することができる。

第二実施例・・・
図２は、本発明の第二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。尚、当該実施例は本願の請求項２に係る発明についての実施例である。

すなわち先ず、当該密封装置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外輪（外周側取付部材、図示せず）に取り付けられて非回転の外周側密封部材２と、二部材のうちの他方の部材であるベアリング内輪（内周側取付部材、図示せず）に取り付けられてベアリング内輪とともに回転する内周側密封部材３とを有している。

外周側密封部材２は、金属環４の単品によって構成されており、この金属環４は、板金等の金属材よりなり、筒状部４ａの軸方向一方（図上左方）の端部に径方向内方（図上下方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）４ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部４ａをもってベアリング外輪の内周面に嵌着される。

一方、内周側密封部材３は、リップシール部材（以下、単にリップシールとも称する）５によって構成されており、このリップシール５は、金属環６と、この金属環６に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体７との組み合わせにより構成されている。

金属環６は、板金等の金属材よりなり、筒状部６ａの軸方向他方（図上右方）の端部に径方向外方（図上上方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）６ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部６ａをもってベアリング内輪の外周面に嵌着される。

ゴム状弾性体７は、金属環６の筒状部６ａの先端内周面に被着された内周ゴム部７ａと、筒状部６ａの先端面に被着された先端ゴム部７ｂと、筒状部６ａの外周面に被着された外周ゴム部７ｃと、金属環６の径方向立ち上がり部６ｂの内側端面に被着された端面ゴム部７ｄと、この端面ゴム部７ｄに支持されて外周側密封部材２の金属環４における筒状部４ａの内周面に摺動自在に密接するシールリップ（ラジアルリップ）７ｅと、同じく端面ゴム部７ｄに支持されて外周側密封部材２の金属環４における径方向立ち上がり部４ｂの内側端面に摺動自在に密接するシールリップ（サイドリップ）７ｆとを一体に有している。

また、外周側密封部材２の金属環４における最内周部位であって径方向立ち上がり部４ｂの先端には、軸方向一方へ向けて内周筒部４ｃが一体成形されており、これにより金属環４は全体として断面略コ字状に形成されている。

また、この内周筒部４ｃの外周側に位置して、リップシール５のゴム状弾性体７における端面ゴム部７ｄには、軸方向一方へ向けて環状の膨出部７ｇが一体成形されており、この膨出部７ｇは筒状の内周面７ｈを有している。

したがって、上記構成によると、上記第一実施例と同じ作用効果を発揮するほか、内周筒部４ｃの外周面と膨出部７ｇの内周面７ｈとの間、内周筒部４ｃの先端面と端面ゴム部７ｄの内側端面との間および内周筒部４ｃの内周面と外周ゴム部７ｃの外周面との間にそれぞれ微小間隙のラビリンス空間８，９，１１が形成され、この３箇所のラビリンス空間８，９，１１が、断面略コ字状を呈して、一連に連続するよう構成されているために、このラビリンス空間８，９，１１によるラビリンスシール１０の全長が上記第一実施例の場合よりも長く設定される。したがって、このようにラビリンスシール１０の長さが長く設定されるのに伴ってシール性能を一層高めることができる。

本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の第二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装着状態を示す断面図

符号の説明

１ 密封装置
２ 外周側密封部材
３ 内周側密封部材
４，６ 金属環
４ａ，６ａ 筒状部
４ｂ．６ｂ 径方向立ち上がり部
４ｃ 内周筒部
４ｄ，７ｉ 外周面
５ リップシール部材
７ ゴム状弾性体
７ａ 内周ゴム部
７ｂ 先端ゴム部
７ｃ 外周ゴム部
７ｄ 端面ゴム部
７ｅ，７ｆ シールリップ
７ｇ 膨出部
７ｈ 内周面
８，９，１１ ラビリンス空間
１０ ラビリンスシール

Claims (2)

1. 相対回転する二部材のうちの一方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材（２）と、前記二部材のうちの他方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材（３）との組み合わせよりなる密封装置（１）であって、
   前記外周側密封部材（２）は、前記外周側取付部材に固定される金属環（４）よりなり、
   前記内周側密封部材（３）は、前記内周側取付部材に固定される金属環（６）と、前記金属環（６）に被着されて前記外周側密封部材（２）の金属環（４）に摺動自在に密接するゴム状弾性体製のシールリップ（７ｅ）（７ｆ）とを有する密封装置（１）において、
   前記外周側密封部材（２）の金属環（４）における内周部位に内周筒部（４ｃ）を設け、
   前記内周筒部（４ｃ）は前記内周側密封部材（３）に対し非接触であって、前記内周筒部（４ｃ）と前記内周側密封部材（３）との間にラビリンス空間（８）（９）が設けられている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、
   内周筒部（４ｃ）の外周面と内周側密封部材（３）との間、前記内周筒部（４ｃ）の先端面と前記内周側密封部材（３）との間および前記内周筒部（４ｃ）の内周面と前記内周側密封部材（３）との間にラビリンス空間（８）（９）（１１）が一連に設けられていることを特徴とする密封装置。

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