JP2008038956A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性部材と軌道輪との間にスリンガを組み付ける際に、芯金部材と、スリンガの円筒状の固定部との間をシールする弾性部材のリップ部が、損傷したり反転したりすることがなく、かつ、芯金部材と上記固定部との間の密封性に優れる密封装置を提供すること。
【解決手段】芯金部材１に固着されたブロック状の基部１４から径方向の内輪側かつ軸方向の外方側に延在していると共に、スリンガ３の円筒状の第２固定部１２に摺動する第１リップ部１５における、軸方向の外方側とは反対側の端面に、逃げ１８を形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、密封装置に関し、特に、モーターのロータとステータとの間をシールする密封装置や、ハブユニットの内外輪の間をシールする密封装置として使用されれば好適な密封装置に関する。

従来、密封装置としては、特開２００４−１６９７７３号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この密封装置は、断面Ｌ字状の芯金部材と、断面Ｌ字状のスリンガと、芯金部材に固着された弾性部材とを有する。

上記芯金部材は、外輪の外周面に内嵌されて固定された円筒部と、この円筒部における外輪の軸方向の内方側の端部から径方向の内方に延在する径方向延在部とを有する。上記スリンガは、内輪の外周面に外嵌されて固定された円筒部と、この円筒部における軸方向の外方側の端部から径方向の外方に延在するフランジとを有する。一方、上記弾性部材は、上記芯金部材に固着されている。上記弾性部材は、スリンガの円筒部の外周面に摺動する主リップを有する。上記主リップは、上記径方向の内方かつ上記軸方向の外方に延在している。

上記従来の密封装置では、上記主リップの延在方向を、径方向の内方かつ軸方向の外方にして、主リップとスリンガの固定部との緊迫力を大きくして、密封装置の密封性能を高めるようにしている。

しかしながら、上記従来の密封装置では、主リップの延在方向が、径方向の内方かつ軸方向の外方であるから、弾性部材と内輪との間にスリンガを組み付ける際に、主リップとスリンガとの摩擦によって主リップが軸方向の内方に大きな力を受け、この大きな力によって、主リップの反転や損傷が起こる場合がある。

一方、上記主リップの損傷および反転の問題を回避するべく、主リップの延在方向を、径方向の内方かつ軸方向の内方にすると、主リップとスリンガとの緊迫力が小さくなって、密封装置の密封性能（防塵性）が低下する。
特開２００４−１６９７７３号公報

そこで、この発明の課題は、弾性部材と軌道輪との間にスリンガを組み付ける際に、芯金部材と、スリンガの円筒状の固定部との間をシールする弾性部材のリップ部が、損傷したり反転したりすることがなく、かつ、芯金部材と上記固定部との間の密封性に優れる密封装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、この発明の密封装置は、
第１軌道輪に固定されると共に、上記第１軌道輪の径方向に延在する径方向延在部とを有する芯金部材と、
第２軌道輪に固定された筒状の固定部と、この固定部から上記径方向に延在すると共に、上記径方向延在部よりも上記第２軌道輪の軸方向の外方に位置するフランジ部とを有するスリンガと、
上記芯金部材に固着されたブロック状の基部と、この基部から上記径方向の上記第２軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在していると共に、上記スリンガの上記固定部に摺動するリップ部とを有する弾性部材と
を備え、
上記リップ部における上記軸方向の外方側とは反対側の端面は、逃げを有していることを特徴としている。

上記「径方向に延在する」という文言は、少なくとも径方向に延在する成分を有する延在方向に延在していることを言う。このことから、上記「径方向に延在する」という文言は、径方向の延在成分のみからなる延在方向に延在している場合は勿論のこと、径方向の延在成分および軸方向の延在成分の両方を有する延在方向に延在している場合も含むものとする。

本発明によれば、上記リップ部の上記軸方向の上記フランジ部側とは反対側の端面に、逃げを有しているので、弾性部材と第２軌道輪との間にスリンガを組み付けるとき、リップ部とスリンガの固定部との摩擦によって、リップ部が軸方向のスリンガの挿入方向、すなわち、軌道輪の軸方向の内方側に大きな力を受けたとしても、リップ部が、上記逃げが狭まるように径方向に弾性変形することができる。したがって、上記スリンガの組み付け時に、リップ部に過度な力が加わることがないから、スリンガの組み付け時に、リップ部が反転したり損傷したりすることを抑制できる。

また、スリンガの組み付け時に、リップ部が反転したり損傷したりすることが殆どないため、スリンガをセットした状態で納入された密封装置から、一度スリンガを取り外して再度セットすることが自在になる。すなわち、スリンガの再組み付けが不可能である場合と比較して、装置全体の構造を制約する要因の一つ（スリンガの再組み付けが不可能であるということ）を、取り除くことができる。したがって、この密封装置を備える装置の構造設計の自由度を、大きくすることができる。

また、本発明によれば、上記リップ部が、芯金部材に固着されているブロック部から上記径方向の上記第２軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在しているから、リップ部が、上記軸方向の内方側に容易に変形することがなくて、この密封装置を備える装置の外部の異物が、装置の内部に入り込むことを確実に防止できる。すなわち、リップ部の緊迫力を、大きくできて、密封装置の密封性能を大きくできる。尚、上記逃げを形成したとしても、リップ部の緊迫力は、低下することがないか、また、低下したとしても、緊迫力の低下分は、非常に小さなものになる。というのは、スリンガの組み付け終了後に、上記逃げがスリンガの組み付け前の形状に戻るように、弾性変形するか、または、弾性変形しようとする。このことから、スリンガの組み付後に、リップ部がスリンガから受ける垂直抗力および摩擦力が、逃げを形成していない場合と比較して、大きく低下することがないのである。

本発明の密封装置によれば、リップ部が、軸方向のフランジ部側とは反対側の端面に、逃げを有しているので、弾性部材と第２軌道輪との間に、スリンガを組み付けるとき、リップ部が、上記逃げが狭まるように弾性変形することができて、スリンガの組み付け時に、リップ部に過度な力が加わることがない。したがって、スリンガの組み付け時に、リップ部が反転したり損傷したりすることを抑制できる。また、スリンガをセットした状態で納入された密封装置から、一度スリンガを取り外して再度セットすることが自在になるから、スリンガの再組み付けが不可能である場合と比較して、この密封装置を備える装置の構造設計の自由度を、大きくすることができる。

また、本発明の密封装置によれば、リップ部が、芯金部材に固着されているブロック部から径方向の第２軌道輪側かつ軸方向の外方側に延在しているから、リップ部が、軸方向の内方側に容易に変形することがなくて、この密封装置を備える装置の外部の異物が、装置の内部に入り込むことを確実に防止できる。すなわち、リップ部の緊迫力を、大きくできて、密封装置の密封性能を大きくできる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の第１実施形態の密封装置におけるスリンガ３以外の部分の軸方向の半断面図（環状の密封装置の中心軸に対する一方の側の軸方向の断面図）であり、密封装置におけるスリンガ３以外の部分における、スリンガ３を圧入固定する前の状態を示す軸方向の半断面図である。尚、図１において、点線で示す部材は、第１軌道輪である外輪５、第２軌道輪である内輪６およびスリンガ３の夫々の組み付け時における位置を示している。

この密封装置は、断面L字形状の環状の芯金部材１と、芯金部材１に固着された弾性部材２と、断面L字形状の環状のスリンガ３とを備える。

上記芯金部材１は、第１軌道輪である外輪５の内周面に内嵌されて固定された円筒状の第１固定部１０と、この第１固定部１０の軸方向（軌道輪の軸方向）の内方側の端部から径方向（軌道輪の径方向）の内方に延在する径方向延在部１１とを有する。

一方、上記弾性部材２は、ゴム、エラストマー等の弾性材料からなり、芯金部材１の外面に焼き付け等によって固着されている。上記弾性部材２は、基部１４、第１リップ部１５および第２リップ部１７を有する。上記基部１４は、径方向延在部１１を覆うように、芯金部材１に固着されている。上記基部１４は、塊構造であって、ブロック状の形状を有している。上記第１リップ部１５および第２リップ部１７の夫々は、基部１４から突出している。上記第１リップ部１５は、図１にＡ１で示す径方向の内方かつ図１に矢印Ａ２で示す軸方向の外方に延在している。一方、第２リップ部１７は、軸方向の外方かつ径方向の外方に延在している。上記第１リップ部１５は、軸方向の内方側の端面に、逃げ（切欠き）１８を有している。上記逃げ１８は、断面略鋭角三角形状の形状を有している。上記逃げ１８の深さ方向は、軸方向の外方かつ径方向の外方になっている。

また、図１に点線で示すように、上記スリンガ３は、断面略Ｌ字状の形状を有している。上記スリンガ３は、内輪６の外周面に外嵌されて固定された円筒状の第２固定部１２と、第２固定部１２の軸方向の外方側の端部から径方向の外方に延在するフランジ部１３とを有する。上記フランジ１３は、径方向延在部１１よりも軸方向の外方に位置している。上記第２固定部１２の外周面における軸方向の内方の端部は、円錐面１６（図２参照）になっている。

図１に示すように、上記第１リップ部１５は、第２固定部１２に対して締め代を有した状態になっており、第２固定部１２の外周面に摺動するようになっている。一方、第２リップ部１７は、フランジ部１３に対して締め代を有した状態になっており、フランジ部１３の軸方向の内方側の端面に摺動するようになっている。第１リップ部１５は、基部１４と、第２固定部１２との間を密封している一方、第２リップ部１７は、基部１４と、フランジ部１３との間を密封している。第１リップ部１５は、主リップを構成している一方、第２リップ部１７は、副リップを構成している。

図２は、外輪５と内輪６との間に組み付けられた状態の第１実施形態の密封装置の軸方向の半断面図である。

上述のように、第１リップ部１５は、スリンガ３の第２固定部１２との間に径方向の締め代が設定されており、密封装置が、外輪５と内輪６との間に組み付けられた状態では、第１リップ１５は、スリンガ３から径方向の外方の力を受けるようになっている。密封装置が、外輪５と内輪６との間に組み付けられた状態では、第１リップ部１５の逃げ１８は、塞がった状態になっている。密封装置が、外輪５と内輪６との間に組み付けられた状態において、断面図において、第１リップ部１５におけるスリンガ３の第２固定部１２と接触している点１９は、逃げ１８における軸方向の最もフランジ部１３側の点よりも、軸方向のフランジ部１３側（軸方向の外方）に位置している。

以下に、スリンガ３を、弾性部材２と内輪６との間に圧入する際における、第１リップ部１５の動きについて簡単に説明する。

上記スリンガ３の第２固定部１２を、内輪６の軸方向の外方から外側から圧入していくと、第１リップ１５の先端部が、スリンガ３の円錐面１６に当接する。ここで、スリンガ３を軸方向内方へさらに圧入すると、円錐面１６が軸方向の外方にいくに従って外径が大きくなる形状をしていることから、第１リップ部１５の先端部は、径方向の外方かつ軸方向の内方に力を受ける。その結果、上記第１リップ部１５は、逃げ１８の最奥部の屈曲支点２２（図１参照）を支点として屈曲する。そして、スリンガ３の圧入が進むにつれて、第１リップ１５の先端部は、径方向外方の力によって、円錐面１６を摺接するにしたがって拡径していき、最終的に第２固定部１２の円筒面に密接することになる。第１実施形態のように、スリンガ３の第２固定部１２の外周面における軸方向の内方の端部が、円錐面１６であると、スリンガ３の圧入を容易に行うことができる。

上記第１実施形態の密封装置によれば、上記第１リップ部１５における軸方向のフランジ部１３側とは反対側の端面に、逃げ１８を有しているので、弾性部材２と内輪６との間にスリンガ３を組み付けるとき、第１リップ部１５とスリンガ３との摩擦によって、第１リップ部１５が軸方向のスリンガ３の挿入方向、すなわち、軸方向の内方側に大きな力を受けたとしても、第１リップ部１５が、逃げ１８が狭まるように径方向の外方に弾性変形することができる。したがって、スリンガ３の組み付け時に、第１リップ部１５に過度な力が加わることがないから、スリンガ３の組み付け時に、第１リップ部１５が反転したり損傷したりすることを抑制できる。

また、スリンガ３の組み付け時に、第１リップ部１５が反転したり損傷したりすることが殆どないため、スリンガ３をセットした状態で納入された密封装置から、一度スリンガ３を取り外して再度セットすることが自在になる。すなわち、スリンガの再組み付けが不可能である場合と比較して、装置全体の構造を制約する要因の一つ（スリンガの再組み付けが不可能であるということ）を、取り除くことができる。したがって、この密封装置を備える装置の構造設計の自由度を、大きくすることができる。

また、上記第１実施形態の密封装置によれば、第１リップ部１５が、芯金部材１に固着されている基部１４から径方向の内方側かつ軸方向の外方側に延在しているから、第１リップ部１５が、上記軸方向の内方側に容易に変形することがなくて、この密封装置を備える装置の外部の異物が、装置の内部に入り込むことを確実に防止できる。すなわち、第１リップ部１５の緊迫力を、大きくできて、密封装置の密封性能を大きくできる。

尚、上記逃げ１８を形成したとしても、第１リップ部１５の緊迫力は、低下することがないか、また、低下したとしても、緊迫力の低下分は、非常に小さなものになる。というのは、スリンガ３の組み付け終了後に、逃げ１８がスリンガ３の組み付け前の形状に戻るように、弾性変形するか、または、弾性変形しようとする。このことから、スリンガ３の組み付後に、第１リップ部１５がスリンガ３から受ける垂直抗力および摩擦力が、逃げを形成していない場合と比較して、大きく低下することがないからである。

上記第１実施形態の密封装置では、軸方向の断面図において、第１リップ部１５におけるスリンガ３の第２固定部１２と接触している点１９が、逃げ１８における軸方向の最もフランジ部１３側の点よりも、軸方向の外方に位置していた。しかしながら、この発明では、軸方向の断面において、第１リップ部におけるスリンガの第２固定部と接触している点が、逃げにおける軸方向の最もフランジ部側の点よりも、軸方向の内方側に位置していても良い。

また、上記第１実施形態の密封装置では、芯金部材１が、外輪５に固定されると共に、スリンガ３が、内輪６に固定されていたが、この発明では、芯金部材が、内輪に固定されると共に、スリンガが外輪に固定されていても良い。

また、上記第１実施形態の密封装置では、スリンガ３の組み付け後に、逃げ１８が、完全に閉鎖した状態になっているが、この発明では、スリンガの組み付け後に、逃げが、完全に閉鎖しなくても良い。更には、上記第１実施形態の密封装置では、芯金部材１の径方向延在部１１と、スリンガ３の第２固定部１２との間とを、密封するリップ部が、主リップである第１リップ１５の一つだけであったが、この発明では、芯金部材の径方向延在部と、スリンガの第２固定部との間とを、密封するリップ部は、複数あっても良い。

例えば、次に示す第２実施形態のように、芯金部材の基部から径方向の内方かつ軸方向の外方に延在してスリンガの第２固定部に摺動すると共に、軸方向の内方の端面に逃げを有する主リップ部の他に、芯金部材の基部から径方向の内方かつ軸方向の内方に延在してスリンガの第２固定部に摺動する副リップを有していても良い。

図３は、スリンガを組み付ける前（圧入する前）における、第２実施形態の弾性部材のリップ部周辺を示す軸方向の半断面図である。また、図４は、スリンガを組み付けた後における、第２実施形態の弾性部材のリップ部周辺を示す軸方向の半断面図である。尚、図３および図４において、４１は、芯金部材を示し、５１は、径方向延在部を示している。

第２実施形態では、主リップ５５と、副リップ５７の他に、さらに、径方向の内方かつ軸方向の内方に延在して、基部５４と、スリンガ４３の第２固定部５２との間を密封する副リップ５６を有している点と、逃げ５８が、断面略円形状の形状をしている点とが、第１実施形態と異なっている。

図４に示すように、スリンガ４３が組み付けられた状態で、逃げ５８は、完全に閉鎖していない状態になっている。

第２実施形態の密封装置によれば、スリンガ４３の第２固定部５２との間を密封するリップの数が複数であるから、密封性能を向上させることができる。また、逃げ５８の断面形状の縁が滑らかな形状にしたので、逃げ５８の屈曲支点６１に応力が集中することがなくて、リップの寿命を長くすることができる。

尚、逃げの断面形状は、断面矩形状や断面半円状等、如何なる形状であっても良いことは、言うまでもないことである。

本発明の第１実施形態の密封装置におけるスリンガ以外の部分の軸方向の半断面図である。 内輪と外輪との間に組み付けられた状態の第１実施形態の密封装置の軸方向の半断面図である。 スリンガを組み付ける前における、第２実施形態の密封装置の弾性部材のリップ部周辺を示す軸方向の半断面図である。 スリンガを組み付けた後における、第２実施形態の密封装置の弾性部材のリップ部周辺を示す軸方向の半断面図である。

符号の説明

１,４１ 芯金部材
２ 弾性部材
３,４３ スリンガ
５ 外輪
６ 内輪
１０ 第１固定部
１１,５１ 径方向延在部
１２,５２ 第２固定部
１３ フランジ部
１４,５４ 基部
１５,５５ 第１リップ部
１８,５８ 逃げ

Claims (1)

1. 第１軌道輪に固定されると共に、上記第１軌道輪の径方向に延在する径方向延在部を有する芯金部材と、
   第２軌道輪に固定された筒状の固定部と、この固定部から上記径方向に延在すると共に、上記径方向延在部よりも上記第２軌道輪の軸方向の外方に位置するフランジ部とを有するスリンガと、
   上記芯金部材に固着されたブロック状の基部と、この基部から上記径方向の上記第２軌道輪側かつ上記軸方向の外方側に延在していると共に、上記スリンガの上記固定部に摺動するリップ部とを有する弾性部材と
   を備え、
   上記リップ部における上記軸方向の外方側とは反対側の端面は、逃げを有していることを特徴とする密封装置。

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