JP2006342829A - 密封装置 - Google Patents

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剛 神前
Hiroki Matsui
宏樹 松井
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Satoshi Yamanaka
聡 山中
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Abstract

【課題】取付環10にゴム状弾性材料で一体に成形された第一シールリング20のシールリップ25が、その内周の第二シールリング30に摺動可能に密接される構造を備える密封装置において、第二シールリング30の装着時のリップ25の反転によるシール性低下を防止し、第一シールリング20の成形後の離型を容易にし、シールリップ25の肉厚設定の自由度を向上させる。
【解決手段】取付環10にゴム状弾性材料で一体に成形された第一シールリング20と、これに組み合わされる第二シールリング30とを備え、第一シールリング20が、取付環10の筒部11の先端部11aから外側へ向けて突出するように形成されたシールリップ25を有し、このシールリップ25が、第二シールリング30の挿入により、前記筒部11の内周へ向けて反転された状態で、第二シールリング30の外周面に摺動可能に密接される。
【選択図】図2

Description

本発明は、例えば自動車や農業機械、建築機械の足回りにおける軸受部等にダスト、泥水等が侵入するのを防止する密封装置に関するものである。
この種の密封装置の典型的な従来技術が、例えば下記の特許文献1に開示されている。
実公平7−40127号公報
図3は、特許文献1に記載された従来の密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。この図3において、参照符号110は外周側部材(例えば軸受の外輪)、120は内周側部材(例えば軸受の内輪)で、密封装置100は、外周側部材110と内周側部材120の間に装着されている。
詳しくは、密封装置100は、外周側部材110の内周面に圧入嵌着される金属製の取付環101と、この取付環101にゴム状弾性材料で一体成形された第一シールリング102と、内周側部材120の外周面に装着される第二シールリング103とを備える。第一シールリング102は、第一及び第二の内周リップ102a,102bと、その外周側のサイドリップ102cと、更にその外周側の外周シールリップ102dとを有する。
第一の内周リップ102aは、内部空間S1側を向いた内周端部が第二シールリング103の内周筒部103aの外周面と摺動可能に密接されて、内部空間S1のグリース等を密封対象とするものである。また、第二の内周リップ102b、サイドリップ102c及び外周シールリップ102dは外部空間S2から内部空間S1への泥水等の侵入を防止するもので、このうち第二の内周リップ102bは、第一の内周リップ102aと反対側を向いた内周端部が第二シールリング103の内周筒部103aの外周面と摺動可能に密接され、サイドリップ102cは、外周側へ開いた先端が第二シールリング103のシールフランジ部103bの内側面と摺動可能に密接され、外周シールリップ102dは、外部空間S2側を向いた内周端部が第二シールリング103の外周筒部103cの外周面と摺動可能に密接されている。
この密封装置100によれば、外部空間S2から侵入しようとする泥水やダスト等に対して、外周シールリップ102d、サイドリップ102c及び第二の内周リップ102bによる多段シール構造となっているため、長期間にわたって優れたシール性を維持することができる。
しかしながら、図3に示される従来の密封装置100は、第一シールリング102と第二シールリング103を組み合わせる際に、外周シールリップ102dが第二シールリング103との干渉により反転したり損傷するおそれがある。また、これを回避するために、前記外周シールリップ102dを軸方向反対向きに成形すると、取付環101に第一シールリング102と一体に成形した後の離型が困難な状況となり、このため離型過程で、外周シールリップ102dが、その内周を移動する金型(不図示)と、取付環101の外周筒部101bとの間で大きな変形を受けて破損するおそれがあった。
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、取付環にゴム状弾性材料で一体に成形された第一シールリングのシールリップが、その内周の第二シールリングに摺動可能に密接される構造を備える密封装置において、第二シールリングの装着時に積極的にシールリップを反転させるようにすることにより、安定した装着状態としてシール性を確保し、しかも第一シールリングの成形後の離型を容易にすることでシールリップの形状を安定化し、シールリップの肉厚設定の自由度を向上させることにある。
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係る密封装置は、取付環にゴム状弾性材料で一体に成形された第一シールリングと、この第一シールリングに組み合わされる第二シールリングとを備え、前記第一シールリングが、前記取付環の筒部の先端部から外側へ向けて突出するように形成されたシールリップを有し、このシールリップが、前記第二シールリングの挿入により、前記取付環の筒部の内周へ向けて反転された状態で、前記第二シールリングの外周面に摺動可能に密接されるものである。
請求項2の発明に係る密封装置は、請求項1に記載の構成において、シールリップの基部側の外周に、このシールリップの反転によって第二シールリングの外周面に摺動可能に密接される副リップが形成されたものである。
請求項1の発明に係る密封装置によれば、第一シールリングのシールリップが、取付環の筒部の軸方向一端から外側へ向けて突出した形状に成形されるため、成形後の離型の過程で、シールリップが取付環の筒部との間で強制的に圧縮されることはなく、したがって、容易に離型可能であると共にシールリップの損傷が防止される。しかも、シールリップが第二シールリングの外周面に反転状態で密接されるため、十分な締め代を与えて、第一シールリングと第二シールリングの相対的な偏心や傾斜、振れ等に対する追随性を向上させ、密封性を向上させることができる。しかも、前記シールリップは肉厚設定の自由度が増すので、薄肉に形成することによって、第二シールリングの筒部外周面との摺動トルクを小さく抑え、あるいは厚肉にすることによってシール性を一層向上することができる。
請求項2の発明に係る密封装置によれば、シールリップによる第二シールリングとの摺動面が、その外側で第二シールリングと密接される副リップによって保護されるので、一層優れた密封性を得ることができる。
以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図1は、本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図2は、同じく本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す第一シールリングと第二シールリングの分離状態の半断面図である。
図1において、参照符号1は本発明に係る密封装置、2は外周側部材(例えば自動車や農業機械、建築機械の足回りにおける軸受の外輪)、3は内周側部材(例えば前記軸受の内輪)である。密封装置1は、外周側部材2に取り付けられる取付環10及びこれに一体に成形された第一シールリング20と、内周側部材3に取り付けられる第二シールリング30とからなる。
詳しくは、取付環10は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心を通る平面で切断した形状(図示の断面形状)が略L字形をなし、すなわち外周側部材2の内周面2aに圧入嵌着される嵌合筒部11と、その内部空間S1側の端部から内周側へ延びる内向きフランジ12からなる。なお、嵌合筒部11は、請求項1に記載された筒部に相当する。
第一シールリング20は、取付環10における嵌合筒部11の内周面から内向きフランジ12の内側面にかけて一体的に加硫接着されたゴム層21と、その内周部21aから延びるグリースリップ22、ラジアルリップ23及びサイドリップ24と、取付環10の嵌合筒部11の先端部11aに位置するゴム層21の端部21bから延びる外周シールリップ25及び副リップ26と、前記ゴム層21の一部が前記嵌合筒部11の先端部11aの外周面に廻り込んで形成されたガスケット部27からなる。なお、外周シールリップ25は、請求項1に記載されたシールリップに相当する。
第二シールリング30は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心を通る平面で切断した形状(図示の断面形状)が略コ字形をなす。すなわち内周側部材3の外周面に圧入嵌着される内周シール筒部31と、その外部空間S2側の端部から外周側へ軸心と直交する平面状に展開した円盤状のシールフランジ32と、更にその外周から、内部空間S1側へ内周シール筒部31と同心の円筒状に形成された外周シール筒部33からなる。第二シールリング30の外周シール筒部33の外径は、取付環10における嵌合筒部11の内周面を覆うゴム層21の外周部よりも適宜小径に形成されている。
第一シールリング20のグリースリップ22は、ゴム層21の内周部21aから内部空間S1側へ向けて先端が小径になるように延びて、内径が第二シールリング30の内周シール筒部31の外周面と摺動可能に密接しており、内部空間S1のグリースを密封すると共に、ラジアルリップ23との間にグリースを保持するものである。
第一シールリング20のラジアルリップ23は、ゴム層21の内周部21aからグリースリップ22と反対側へ、先端が小径になるように延びて、略V字形状に形成された内周のシールエッジ部23aが、第二シールリング30の内周シール筒部31の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。
第一シールリング20のサイドリップ24は、ラジアルリップ23の外周側に位置して、ゴム層21の内周部21aから先端側が大径になるように延びており、第二シールリング30のシールフランジ32との間で適当に軸方向変形を受けることによって更に開いた状態で、先端部24aが、軸心に対して略垂直な平面状をなす前記シールフランジ32の内側面に、摺動可能に密接される。
第一シールリング20の外周シールリップ25は、比較的薄肉に形成されており、取付環10における嵌合筒部11の先端部11aに位置するゴム層21の端部21bの内周から、外部空間S2と反対側へ、先端側が小径となるように延び、先端部25aが、第二シールリング30の外周シール筒部33の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。
第一シールリング20の副リップ26は、外周シールリップ25の基部25bから内周側へ延びて、その先端26aが、第二シールリング30の外周シール筒部33の外周面に対する外周シールリップ25の摺動面よりも外部空間S2側で、前記外周シール筒部33の外周面に摺動可能に密接される。
第一シールリング20のガスケット部27は、外周側部材2の内周面2aに、取付環10の嵌合筒部11の先端部11aとの間で適宜圧縮された状態で圧接され、外周側部材2と取付環10(嵌合筒部11)との間の隙間を密封するものである。
なお、第二シールリング30の内周シール筒部31における内部空間S1側の端部外周には、この内周シール筒部31をラジアルリップ23の内周へ挿入する際にラジアルリップ23の損傷を防止するための面取り31aが形成されている。また同様に、第二シールリング30の外周シール筒部33における内部空間S1側の端部外周には、この外周シール筒部33を外周シールリップ25及び副リップ26の内周へ挿入する際に、この外周シールリップ25及び副リップ26の損傷を防止するための面取り33aが形成されている。
ここで、第一シールリング20の外周シールリップ25は、この第一シールリング20を取付環10に一体成形する際には、図2に示されるように、取付環10の嵌合筒部11の先端部11aから外側(図1における外部空間S2側)へ向けて漸次小径になるように突出した円錐筒状に形成され、副リップ26は、外周シールリップ25の基部25b寄りの外周に形成される。そして、第一シールリング20と第二シールリング30とを組み合わせる際に、この第二シールリング30における外周シール筒部33が外周シールリップ25の内周へ挿入される過程で、この外周シールリップ25が外周シール筒部33との干渉及び摩擦抵抗によって、取付環10の嵌合筒部11の内周へ向けて反転され、これに伴って副リップ26も内周側へ反転されて、図1に示される状態となったものである。
以上の構成を備える密封装置1は、取付環10の嵌合筒部11において外周側部材2の内周面2aに密封的に嵌着されることによって、第一シールリング20が非回転状態に保持され、そのグリースリップ22及びラジアルリップ23が、サイドリップ24、外周シールリップ25及び副リップ26が、内周シール筒部31において内周側部材3に密嵌されることによって内周側部材3と一体的に回転する第二シールリング30の内周シール筒部31、シールフランジ32又は外周シール筒部33と摺動可能に密接されることによって、密封機能を営むものである。
詳しくは、内部空間S1のグリースは、第二シールリング30の内周シール筒部31の外周面に対するグリースリップ22の摺動部において、漏出を遮断される。また、グリースリップ22及びラジアルリップ23と前記内周シール筒部31との摺動部は、グリースリップ22とラジアルリップ23の間に保持されたグリース(不図示)によって良好に潤滑される。
また、外部空間S2からの泥水やダスト等は、第二シールリング30の外周シール筒部33の外周面に対する副リップ26及び外周シールリップ25の摺動部において、外周シールリップ25の内側への侵入を遮断される。
また、副リップ26及び外周シールリップ25の摺動部を、外部空間S2からの泥水やダスト等が僅かに通過してサイドリップ24側へ侵入しても、この泥水やダスト等は、シールフランジ32とサイドリップ24との摺動部で封止され、しかも内周側部材3と一体的に回転するシールフランジ32は、これと接触する流体や異物に対して遠心力を与えるので、シールフランジ32とサイドリップ24との摺動部を内周側へ通過しようとする泥水やダスト等は、遠心力によって振り切られて外周側へ排除される。更に、万一、僅かな泥水等が、シールフランジ32とサイドリップ24との摺動部を内周側へ通過しても、この泥水等は、更にラジアルリップ23と第二シールリング30の内周シール筒部31との摺動部において封止されるので、結局、前記シールフランジ32の振り切り作用によって外周側へ排除される。したがって、このような多段のシール構造によって、外部空間S2からの泥水やダスト等の侵入を、確実に遮断し得るものである。
また、第一シールリング20は、図2に示されるような形状に成形され、特に、外周シールリップ25が、取付環10の嵌合筒部11の先端部11aから外側へ向けて漸次小径になるように突出した円錐筒状に形成されるので、成形後の離型過程で、外周シールリップ25が、その内周から引き抜かれる金型(不図示)に引っ掛かることがなく、このため容易に離型可能である。しかも、離型過程で外周シールリップ25が取付環10の外周筒部11との間で圧縮されて破損するようなこともない。
そして、外周シールリップ25は、図2に示される形状から、装着時に図1に示される形状に反転されるため、その反力によって、第二シールリング30の外周シール筒部33の外周面に対する締め代が大きくなり、したがって、第一シールリング20と第二シールリング30の相対的な偏心や傾斜、振れ等に対する追随性を向上し、優れた密封性が得られる。そして、この外周シールリップ25は、薄肉に形成されているため、締め代が大きくても、第二シールリング30の外周シール筒部33の外周面との摺動トルクは小さく抑えられる。
しかも、外周シールリップ25による第二シールリング30の外周シール筒部33との摺動面が、その外側(外部空間S2)側で前記外周シール筒部33と密接される副リップ26によって保護されるので、泥水やダストに対する外周シールリップ25の優れた密封性が維持される。
また、外周シールリップ25を厚肉にしても第一シールリング20の成形後の離型性が損なわれることがないため、外周シールリップ25の厚肉化によって、シール性の向上を図ることも可能である。
本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す第一シールリングと第二シールリングの分離状態の半断面図である。 従来の密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
符号の説明
1 密封装置
10 取付環
11 嵌合筒部(筒部)
11a 先端部
12 内向きフランジ
20 第一シールリング
21 ゴム層
22 グリースリップ
23 ラジアルリップ
24 サイドリップ
25 外周シールリップ(シールリップ)
26 副リップ
27 ガスケット部
30 第二シールリング
31 内周シール筒部
32 シールフランジ
33 外周シール筒部
2 外周側部材
3 内周側部材
S1 内部空間
S2 外部空間

Claims (2)

  1. 取付環(10)にゴム状弾性材料で一体に成形された第一シールリング(20)と、この第一シールリング(20)に組み合わされる第二シールリング(30)とを備え、前記第一シールリング(20)が、前記取付環(10)の筒部(11)の先端部(11a)から外側へ向けて突出するように形成されたシールリップ(25)を有し、このシールリップ(25)が、前記第二シールリング(30)の挿入により、前記取付環(10)の筒部(11)の内周へ向けて反転された状態で、前記第二シールリング(30)の外周面に摺動可能に密接されることを特徴とする密封装置。
  2. シールリップ(25)の基部(25b)側の外周に、このシールリップ(25)の反転によって第二シールリング(30)の外周面に摺動可能に密接される副リップ(26)が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
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