JP2008025668A

JP2008025668A - 密封装置

Info

Publication number: JP2008025668A
Application number: JP2006196910A
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: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】主リップ、副リップ及びサイドリップを側板に接触させた状態で回転トルクを低減することができる密封装置を提供する。
【解決手段】内側部材１０に嵌合される側板２と、外側部材１１に嵌合されるシール本体３とを備える。シール本体３は、外側部材１１に嵌合される芯金４と、この芯金４に固定され、側板２に摺動自在に密接する主リップ６、副リップ７及びサイドリップ８を有する。前記サイドリップ８と前記主リップ６との間及び前記主リップ６と前記副リップ７との間に、４０℃における基油動粘度が２０〜６５ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が２２０〜２８０である潤滑剤９が封入されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに相対回転する内側部材と外側部材との間の環状空間を密封するための密封装置に関する。

自動車の車輪用転がり軸受装置（ハブユニット）は屋外で使用され、多量の水、塵埃等にさらされるため、車輪用転がり軸受装置に用いられる密封装置には、軸受内部に異物を侵入させない密封性が求められる。さらに、最近では、省エネルギーや地球環境の汚染の観点から、自動車の燃費の向上が求められており、そのため、車輪用転がり軸受装置及び密封装置の回転トルクを低減することが重要な課題となってきている。
従来、自動車の車輪用転がり軸受装置に用いられる密封装置として、互いに相対回転する内側部材と外側部材との間に構成される環状空間に装着され、前記内側部材に嵌合される側板と、前記外側部材に嵌合され、前記側板に摺動自在に密接する主リップ、副リップ及びサイドリップを有するシール本体とを備えた密封装置において、主リップとサイドリップと側板との間に形成された空洞部に潤滑剤（導電性グリース）を封入したものがある（特許文献１参照）。

実開平６−８０９５６号公報

特許文献１に記載された密封装置によれば、主リップ、副リップ及びサイドリップを側板に摺接させることにより潤滑剤の漏洩及び外部側からの泥水等の侵入を防いでいるが、上記リップの低トルク化については考慮されていないため、密封装置の回転トルクが十分低減されているとはいえない。また、潤滑剤として４０℃における基油動粘度が７４．７ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が３００であるグリースが使用されているものもあるが、この場合でも、リップの摩擦トルクが十分低減されているとはいえず、さらなる低減が求められている。リップを低トルク化する方法としては、側板に接触させるリップの数を減らすことが考えられるが、この方法を用いると軸受装置の密封性が低下するという欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、主リップ、副リップ及びサイドリップを側板に接触させた状態で回転トルクを低減することができる密封装置を提供することを目的としている。

本発明の密封装置は、互いに相対回転する内側部材と外側部材との間に構成される環状空間に装着され、
前記内側部材及び外側部材のうちの一方の部材に嵌合される円筒部と、この円筒部から径方向に延びる環状板部とを有する側板と、
前記内側部材及び外側部材のうちの他方の部材に嵌合され、前記短筒部に摺動自在に密接する主リップ及び副リップと、前記フランジ部に摺動自在に密接するサイドリップとを有するシール本体と、
を備えた密封装置において、
前記サイドリップと前記主リップとの間及び前記主リップと前記副リップとの間に、４０℃における基油動粘度が２０〜６５ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が２２０〜２８０である潤滑剤が封入されていることを特徴としている。

本発明の密封装置によれば、主リップ、副リップ及びサイドリップを側板に摺接させ、サイドリップと主リップとの間及び主リップと副リップとの間に、４０℃における基油動粘度が２０〜６５ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が２２０〜２８０である潤滑剤が封入されているので、密封装置の密封性を維持したまま、上記リップの摩擦トルクを低減することができる。

本発明によれば、主リップ、副リップ及びサイドリップを側板に接触させた状態で回転トルクを低減することができる密封装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の１つの実施形態に係る密封装置を示す断面説明図である。この密封装置１は、例えば、自動車の車輪が取り付けられる転がり軸受装置に用いられるものであり、互いに同心的且つ相対回転自在に配置された内側部材１０と外側部材１１との間の環状空間に装着されて、軸受内部Ａの潤滑剤が外部側Ｂへ漏れるのを防止し、また、外部側Ｂから泥水等の異物が軸受内部Ａへ侵入するのを防止している。なお、図１に示している密封装置１は、内側部材１０と外側部材１１との間に装着される前である変形前の自由状態を示している。

この密封装置１は、回転側部材としての内側部材１０に嵌合される側板２と、固定側部材としての外側部材１１に嵌合されるシール本体３とを備えている。
側板２は、内側部材１０に嵌合される円筒部２ａと、円筒部２ａの外部側Ｂの端部から径方向外向きに屈曲した環状板部２ｂとを有する断面略Ｌ字状の環状部材である。
シール本体３は、断面略Ｌ字形の環状の芯金４と、この芯金４に固定されているシール部材５とで構成されている。

シール本体３の芯金４は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状部材であり、外側部材１１に固定される円筒部４ａと、この円筒部４ａの軸受内部Ａ側の端部から径方向内向きに屈曲した環状板部４ｂとから構成される。
シール部材５は、合成ゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ））等の弾性部材からなり、加硫による接着、焼き付け等により芯金４に固定されている。このシール部材５は、芯金４の円筒部４ａの内周側及び環状板部４ｂの外部側Ｂ及び径方向内方を覆う本体部５ａを有し、さらに本体部５ａの内周側から内側部材１０側で且つ外部側Ｂへ延伸している主リップ６と、本体部５ａの内周側から内側部材１０側で且つ軸受内部Ａ側へ延伸している副リップ７と、本体部５ａの内周側から外部側Ｂの径方向斜め外向きにスカート状に延伸しているサイドリップ８とを備えている。

主リップ６、副リップ７及びサイドリップ８を側板２に組み付けた場合、主リップ６の先端は外部側Ｂを向いて円筒部２ａの表面に、副リップ７の先端は軸受内部Ａ側を向いて円筒部２ａの表面にそれぞれ摺接し、これにより軸受内部Ａの潤滑剤が外部側Ｂへ漏れるのを防止している。また、サイドリップ８の先端は、外周側を向いて側板２の環状板部２ｂの表面に摺接しており、これにより外部側Ｂから泥水等の異物が軸受内部Ａへ侵入するのを防止している。

そして、サイドリップ８と主リップ６と側板２との間、及び主リップ６と副リップ７と側板２の間には、４０℃における基油動粘度が２０〜６５ｍｍ^２／ｓ、好ましくは２０〜２５ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が２２０〜２８０、好ましくは２４０〜２６０である潤滑剤９が封入されている。４０℃における基油動粘度が２０ｍｍ^２／ｓ未満で且つ混和ちょう度が２８０を超えると潤滑剤９の流動性が高くなり、側板２との摺接面から漏洩するおそれがあり、６５ｍｍ^２／ｓを超えるとリップの摩擦トルクが大きくなるため好ましくない。また、基油動粘度が６５ｍｍ^２／ｓを超え且つ混和ちょう度が２２０未満であると潤滑剤９のみかけ粘度が高くなり、リップの摩擦トルクが大きくなるため好ましくなく、逆に２８０を超えると潤滑剤９が軟らかくなり、側板２との摺接面から漏洩するおそれがある。
なお、この潤滑剤９は、軸受内部に封入される潤滑剤と同じものであってもよいし、相性に問題がなければ軸受内部に封入される潤滑剤と違うものを用いてもかまわない。

このように構成された密封装置１にあっては、主リップ６、副リップ７及びサイドリップ８が、内側部材１０に嵌合された側板２に摺動自在に密接しているので、軸受内部Ａからの潤滑剤の漏洩及び外部側Ｂからの泥水等の侵入を防止することができる。そして、サイドリップ８と主リップ６との間及び主リップ６と副リップ７との間に、４０℃における基油動粘度が２０〜６５ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が２２０〜２８０である潤滑剤９が封入されているので、上記リップの摩擦トルクが低減されている。これにより、密封装置１の回転トルクが低減する。

なお、前記実施の形態においては、側板２を内側部材１０に、シール本体３を外側部材１１に、それぞれ嵌合した場合を示したが、これとは逆に、シール本体３を内側部材１０に、側板２を外側部材１１にそれぞれ嵌合して実施することも可能である。

以下に示す実施例１〜５及び比較例１の密封装置について、回転トルク試験を行った。
（実施例１）
軸径が約φ６０ｍｍ、外径が約φ７５ｍｍ、シール部材がアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、側板がステンレス（ＳＵＳ）であり、サイドリップと主リップとの間、主リップと副リップとの間に基油動粘度（４０℃）が２２．５ｍｍ^２／ｓ、混和ちょう度が２５０の潤滑剤（グリース）を封入した密封装置。

（実施例２〜５）
基油動粘度（４０℃）が３２．１ｍｍ^２／ｓ、混和ちょう度が２８０のグリースを封入する以外は、実施例１と同様の密封装置（実施例２）。
基油動粘度（４０℃）が２３．７ｍｍ^２／ｓ、混和ちょう度が２８０のグリースを封入する以外は、実施例１と同様の密封装置（実施例３）。
基油動粘度（４０℃）が４７．６ｍｍ^２／ｓ、混和ちょう度が２２０のグリースを封入する以外は、実施例１と同様の密封装置（実施例４）。
基油動粘度（４０℃）が６０．８ｍｍ^２／ｓ、混和ちょう度が２５０のグリースを封入する以外は、実施例１と同様の密封装置（実施例５）。
（比較例１）
基油動粘度（４０℃）が７４．７ｍｍ^２／ｓ、混和ちょう度が３００のグリース（通常使用されているもの）を封入する以外は、実施例１と同様の密封装置。

〔回転トルク試験〕
図２に示す試験装置を用い、上記の実施例１〜５及び比較例１の密封装置の回転トルクを測定した。試験条件は以下の通りであり、測定結果を表１に示す。なお、図２において、２１は試料を示し、２２は回転軸を示し、２３はハウジングを示し、２４はロードセルを示している。
・回転数：１０（起動）、５００、１０００ｍｉｎ^−１
・時間：各回転数でトルク定常化まで（約１時間）
・軸偏心：０．１ｍｍＴＩＲ
・取付け偏心：０．１ｍｍＴＩＲ
・温度：自然上昇
・潤滑：サイドリップと主リップとの間、及び主リップと副リップとの間に規定量最大のグリースを封入
・試料数：ｎ＝２

表１から、本発明の実施例１〜５の密封装置は、回転数１０（起動）、５００及び１０００ｍｉｎ^−１において、通常使用されている潤滑剤を用いた比較例１の密封装置と比較して低トルクであることが分かった。特に、回転数５００ｍｉｎ^−１においては約１０〜３０％のトルク低減が認められた。

本発明の１つの実施形態に係る密封装置を示す断面説明図である。回転トルク試験に使用する試験機の概略説明図である。

符号の説明

１密封装置
２側板
３シール本体
４芯金
５シール部材
６主リップ
７副リップ
８サイドリップ
９潤滑剤
１０内側部材
１１外側部材

Claims

互いに相対回転する内側部材と外側部材との間に構成される環状空間に装着され、
前記内側部材及び外側部材のうちの一方の部材に嵌合される円筒部と、この円筒部から径方向に延びる環状板部とを有する側板と、
前記内側部材及び外側部材のうちの他方の部材に嵌合され、前記短筒部に摺動自在に密接する主リップ及び副リップと、前記フランジ部に摺動自在に密接するサイドリップとを有するシール本体と、
を備えた密封装置において、
前記サイドリップと前記主リップとの間及び前記主リップと前記副リップとの間に、４０℃における基油動粘度が２０〜６５ｍｍ^２／ｓであり且つ混和ちょう度が２２０〜２８０である潤滑剤が封入されていることを特徴とする密封装置。