JP2008185080A

JP2008185080A - 密封装置

Info

Publication number: JP2008185080A
Application number: JP2007017639A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kobayashi; 直人小林
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-29
Also published as: KR20090112643A; EP2128501A4; EP2128501B1; JP5041137B2; WO2008093468A1; CN101600896A; US20100066030A1; EP2128501A1

Abstract

【課題】スリンガー等の相手部材に摺動自在に密接するサイドリップを有する密封装置において、サイドリップの接触状態を安定化させることができ、しかもそのうえで、リップしめしろが最大となったときにサイドリップの摺動抵抗を低減させることができる密封装置を提供する。
【解決手段】サイドリップ６の接触部６ａは、その接触面６ｃの断面が自由状態においてストレートな形状とされている。サイドリップ６の非接触部６ｂには、接触部６ａへ供給するグリースを保持するためのグリース保持部１１が設けられている。このサイドリップ６の非接触部６ｂに設けられるグリース保持部１１は、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが最大となるときに接触部６ａと非接触部６ｂとの境界となる位置に配置される。グリース保持部１１は、環状の溝１２または放射状の溝よりなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、サイドリップを有す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（ハブシール）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。

従来からこの種の密封装置として、図８に示す密封装置１が知られており、この密封装置１は、取付環２に加硫接着されたゴム状弾性体３によって、摺動の相手部材であるスリンガー４の筒部４ａの外周面に摺動自在に密接する主リップ５と、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃに摺動自在に密接するサイドリップ６とを一体に有している。

上記構成の密封装置１は、サイドリップ６が主リップ５とともにスリンガー４に摺動自在に密接することにより泥水等の外部ダストＤを有効にシールすることが可能とされているが、スリンガー４が固定され従動するシャフト（図示せず）は所謂ミソスリ作動することがあり、シャフトがミソスリ作動するとスリンガー４は面振れ運動し、すなわちサイドリップ６に対して軸方向に相対変位し、スリンガー４がサイドリップ６に対して軸方向に相対変位すると、これに伴ってサイドリップ６のスリンガー４に対する接触幅およびリップしめしろが増減する。すなわちサイドリップ６は、スリンガー４に摺動自在に密接するリップ先端側の接触部６ａと、スリンガー４に非接触のリップ基端側の非接触部６ｂとを一体に有しているが、このうちの接触部６ａの幅がリップしめしろとともに増減し、具体的には図において、スリンガー４がサイドリップ６に対して左方向に相対変位すると接触部６ａの幅がリップしめしろとともに増大し、反対にスリンガー４がサイドリップ６に対して右方向に相対変位すると接触部６ａの幅がリップしめしろとともに減少する。

しかして、上記従来技術では、スリンガー４がサイドリップ６に対して左方向に相対変位して接触部６ａの幅がリップしめしろとともに増大したときにサイドリップ６の摺動抵抗が最も大きくなり、よって何らかの対策を施さないと、サイドリップ６が早期に摺動摩耗することがある。

この点に関して、本願出願人は先に図９に示すように、サイドリップ６の両側面に屈曲性を向上するための平行溝９を開設した密封装置１を提案しており、この先行技術によれば、サイドリップ６の屈曲性の向上とともに摺動抵抗を低減させることが可能とされている（特許文献１参照）。

しかしながら、この先行技術によると、サイドリップ６の接触部６ａから非接触部６ｂにかけて平行溝９が万遍なく開設されているために、図１０に示すように一部の平行溝９はリップしめしろの大小如何にかかわらず常にスリンガー４と接触し、よってこの分、サイドリップ６のスリンガー４に対する接触状態（シール面圧分布）が不安定となる虞がある。

特開２００４−２６３７９７号公報

本発明は以上の点に鑑みて、サイドリップの接触状態を安定化させることができ、しかもそのうえで、リップしめしろが最大となったときにサイドリップの摺動抵抗を低減させることができるように工夫を凝らした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、相手部材に摺動自在に密接するサイドリップを有し、前記サイドリップは、前記相手部材に摺動自在に密接するリップ先端側の接触部と、前記相手部材に非接触のリップ基端側の非接触部とを有し、前記相手部材が前記サイドリップに対して軸方向に相対変位するのに伴って前記接触部の幅およびリップしめしろが増減する構造の密封装置において、前記サイドリップの接触部は、その接触面の断面が自由状態においてストレートな形状を有し、前記サイドリップの非接触部は、前記接触部へ供給するグリースを保持するためのグリース保持部を有し、前記サイドリップの非接触部に設けられるグリース保持部は、前記接触部の幅およびリップしめしろが最大となるときに前記接触部と非接触部との境界となる位置に配置されることを特徴とする。

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記載の密封装置において、グリース保持部は、非接触部の表面に設けられた環状の溝よりなることを特徴とする。

また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、グリース保持部は、非接触部の表面に設けられた等配状の溝よりなることを特徴とする。

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、サイドリップの接触部はその接触面の断面が自由状態においてストレートな形状とされ、サイドリップの非接触部には、接触部へ供給するグリースを保持するためのグリース保持部が設けられている。また、このサイドリップの非接触部に設けられるグリース保持部は、接触部の幅およびリップしめしろが最大となるときに接触部と非接触部との境界となる位置に配置される。上記ストレートな形状とは、リップ表面に機能的な凹凸の類がまったく設けられていない平滑面のことを云う。

したがって先ずは、サイドリップの接触部における接触面の断面が自由状態においてストレートな形状とされているために、この接触部には上記先行技術における平行溝のような接触状態を不安定とする凹みは何ら設けられていない。接触部はその全幅に亙って安定よく相手部材に密接する。

また、相手部材がサイドリップに対して相対変位して接触部の幅およびリップしめしろが最大となると、このとき、予めサイドリップの非接触部に設けられたグリース保持部が接触部と非接触部との境界に位置するために、このグリース保持部から接触部へと潤滑用グリースが安定供給される。尚、この作動を確保するため、グリース保持部は定常作動時（リップしめしろが中間的な定常値にあるとき）において、相手部材から少々離れた位置に設けられる。

グリース保持部は、潤滑用グリースを貯留するものであって、サイドリップの非接触部の表面に凹みとして設けられる。潤滑はサイドリップの全周に亙って行なう必要があることから、グリース保持部としては具体的には、環状の溝（請求項２）または放射状の溝（請求項３）とするのが好適である。

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上記したように、サイドリップの接触部における接触面の断面が自由状態においてストレートな形状とされているために、この接触部には上記先行技術における平行溝のような接触状態を不安定とする凹みは設けられておらず、接触部はその全幅に亙って安定よく相手部材に密接する。したがって、サイドリップの相手部材に対する接触状態を安定化させ、これに伴ってシール性能を安定化させることができる。

また、サイドリップの接触部の幅およびリップしめしろが最大となるときにグリース保持部が接触部と非接触部との境界となる位置に配置されるために、このとき、グリース保持部から接触部へ潤滑用グリースが安定的に供給される。したがって、このグリースによる潤滑によりサイドリップの摺動抵抗が増大するのを抑制し、これに伴って摺動摩耗が発生するのを抑制することができる。

したがって、以上により本発明所期の目的どおり、サイドリップの接触状態を安定化させることができ、しかもそのうえで、リップしめしろが最大となったときにサイドリップの摺動抵抗を低減させることができる密封装置を提供することができる。

また、請求項２のようにグリース保持部が環状の溝よりなる場合には、サイドリップの屈曲性が向上するので、この点からもサイドリップの摺動抵抗を低減させることができる。また、しめしろが大きいときに懸念されるサイドリップ先端の相手部材からの遊離防止の効果を期待することもできる。

また、請求項３のようにグリース保持部が放射状の溝よりなる場合には、溝は相手部材と交差する方向に長い形状となるので、溝内に貯留したグリースが少量ずつ長期間に亙って接触部に供給される。したがって、貯留グリースによる潤滑効果を長期間に亙って持続させることができる。

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、例えば自動車用車輪懸架装置におけるベアリング部に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、金属等剛材製の取付環（金属環）２に加硫接着されたゴム状弾性体３によって、摺動の相手部材であるスリンガー（金属環）４の筒部４ａの外周面に摺動自在に密接する主リップ（ラジアルリップ）５と、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面（内側端面）４ｃに摺動自在に密接するサイドリップ（端面リップ）６とが一体に成形されている。スリンガー４のフランジ部４ｂの外側端面４ｄには、図示するように磁気エンコーダ１０が付設されることもある。

図１は、密封装置１にスリンガー４を組み付けた状態を示しており、この組付状態においてサイドリップ６はスリンガー４によって弾性変形せしめられ、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃに摺動自在に密接するリップ先端側の接触部６ａと、スリンガー４に対して非接触のリップ基端側の非接触部６ｂとを一体に有している。またこの状態からスリンガー４は密封装置１に対して軸方向に相対変位することがあり、この相対変位は上記したようにシャフトのミソスリ作動に伴うスリンガー４の面振れ運動などによる。スリンガー４が密封装置１に対して軸方向に相対変位すると、これに伴ってサイドリップ６の接触部６ａの幅およびリップしめしろが増減することになる。

図２は、密封装置１にスリンガー４を組み付ける以前の状態を示しており、すなわちサイドリップ６の弾性変形前の自由状態を示している。上記したようにサイドリップ６は、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃに摺動自在に密接するリップ先端側の接触部６ａを有しており、この接触部６ａは所定の幅（長さ）Ｗ_１を有している。またサイドリップ６は、スリンガー４に対して非接触のリップ基端側の非接触部６ｂを有しており、この非接触部６ｂは所定の幅（長さ）Ｗ_２を有している。Ｗ_１とＷ_２の和はサイドリップ６の全幅（全長）をなし、Ｗ_１が増大するとＷ_２は減少し、反対にＷ_１が減少するとＷ_２は増大する関係にある。

前者のサイドリップ６の接触部６ａは、そのスリンガー４に対する接触面６ｃの断面が図示するように自由状態においてストレートな形状とされている。上記したように接触部６ａの幅Ｗ_１はスリンガー４の軸方向相対変位に伴って増減するが、この接触部６ａの幅Ｗ_１が最大値となってもなお、その接触面６ｃの断面はストレート形状とされている。

一方、サイドリップ６の非接触部６ｂには、その接触面（サイドリップ６の両側面のうちでスリンガー４に接触する方の面）側に位置して、接触部６ａへ供給するグリースを保持するためのグリース保持部１１が設けられており、当該実施例ではこのグリース保持部１１が環状の溝１２として設けられている。リップ６の両側面にはこの環状溝１２以外、機能的な凹凸は一切設けられていない。グリースはベアリング内部側から供給される。

グリース保持部１１は、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが定常値にあるときには、非接触部６ｂの領域内に配置されているが、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが最大値になると、接触部６ａと非接触部６ｂとの境界がリップ基端側へ移動する結果として、この両部６ａ，６ｂ境界となる位置に配置される。したがってグリース保持部１１は、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが定常値にあるときには、図３（Ａ）に示すように、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃから少々離れた位置に配置されるが、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが最大値になると、図３（Ｂ）に示すように、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃにちょうど対面する位置に配置される。このときグリース保持部１１は、その環状溝１２のリップ先端側の側縁部位がスリンガー４に接触し、これよりもリップ基端側の部位はスリンガー４から離れた状態となる（溝１２自体はスリンガー４によって閉塞されず（スリンガー４に当たらず）、開口した状態とされる）。したがって溝１２のリップ先端側側縁を境として、そのリップ先端側がスリンガー４に接触する接触部６ａとなり、リップ基端側がスリンガー４に接触しない非接触部６ｂとなる。

第二実施例・・・
図４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、上記第一実施例と同様、例えば自動車用車輪懸架装置におけるベアリング部に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、金属等剛材製の取付環２に加硫接着されたゴム状弾性体３によって、摺動の相手部材であるスリンガー４の筒部４ａの外周面に摺動自在に密接する主リップ５と、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃに摺動自在に密接するサイドリップ６とが一体に成形されている。スリンガー４のフランジ部４ｂの外側端面４ｄには、図示するように磁気エンコーダ１０が付設されることもある。

図４は、密封装置１にスリンガー４を組み付けた状態を示しており、この組付状態においてサイドリップ６はスリンガー４によって弾性変形せしめられ、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃに摺動自在に密接するリップ先端側の接触部６ａと、スリンガー４に対して非接触のリップ基端側の非接触部６ｂとを一体に有している。またこの状態からスリンガー４は密封装置１に対して軸方向に相対変位することがあり、この相対変位は上記したようにシャフトのミソスリ作動に伴うスリンガー４の面振れ運動などによる。スリンガー４が密封装置１に対して軸方向に相対変位すると、これに伴ってサイドリップ６の接触部６ａの幅およびリップしめしろが増減する。

図５は、密封装置１にスリンガー４を組み付ける以前の状態を示しており、すなわちサイドリップ６の弾性変形前の自由状態を示している。上記したようにサイドリップ６は、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃに摺動自在に密接するリップ先端側の接触部６ａを有しており、この接触部６ａは所定の幅Ｗ_１を有している。またサイドリップ６は、スリンガー４に対して非接触のリップ基端側の非接触部６ｂを有しており、この非接触部６ｂは所定の幅Ｗ_２を有している。Ｗ_１とＷ_２の和はサイドリップ６の全幅をなし、Ｗ_１が増大するとＷ_２は減少し、反対にＷ_１が減少するとＷ_２は増大する関係にある。

一方、サイドリップ６の非接触部６ｂには、その接触面（サイドリップ６の両側面のうちでスリンガー４に接触する方の面）側に位置して、接触部６ａへ供給するグリースを保持するためのグリース保持部１１が設けられており、当該実施例ではこのグリース保持部１１が図５および図６に示すように、放射状の複数の溝１３として設けられている（図では１本のみを示している）。複数の溝１３は等配状に配置されている。リップ６の両側面にはこの放射状溝１３以外、機能的な凹凸は一切設けられていない。グリースはベアリング内部側から供給される。

グリース保持部１１は、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが定常値にあるときには、非接触部６ｂの領域内に配置されているが、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが最大値になると、接触部６ａと非接触部６ｂとの境界がリップ基端側へ移動する結果として、この両部６ａ，６ｂ境界となる位置に配置される。したがってグリース保持部１１は、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが定常値にあるときには、図７（Ａ）に示すように、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃから少々離れた位置に配置されるが、接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが最大値になると、図７（Ｂ）に示すように、スリンガー４のフランジ部４ｂの軸方向端面４ｃにちょうど対面する位置に配置される。このときグリース保持部１１は、その放射状溝１３のリップ先端側の端縁部位がスリンガー４に接触し、これよりもリップ基端側の部位はスリンガー４から離れた状態となる（溝１３自体はスリンガー４によって閉塞されず（スリンガー４に当たらず）、開口した状態とされる）。したがって溝１３のリップ先端側端縁を境として、そのリップ先端側がスリンガー４に接触する接触部６ａとなり、リップ基端側がスリンガー４に接触しない非接触部６ｂとなる。

上記第一および第二実施例においてはそれぞれ、サイドリップ６の接触部６ａにおける接触面６ｃの断面が自由状態においてストレートな形状とされているために、この接触部６ａないし接触面６ｃには上記先行技術における平行溝９のような接触状態を不安定とする凹みは設けられておらず、よって接触部６ａないし接触面６ｃはその軸方向全幅に亙って安定よく相手部材であるスリンガー４に密接する。したがって、サイドリップ６のスリンガー４に対する接触状態を安定化させることができ、これに伴ってシール性能を安定化させることができる。

また、サイドリップ６の接触部６ａの幅Ｗ_１およびリップしめしろが最大となるときにグリース保持部１１が接触部６ａと非接触部６ｂとの境界となる位置に配置されるために、このときグリース保持部１１から接触部６ａへ潤滑用グリースが安定的に供給される。したがって、このグリースによる潤滑によりサイドリップ６の摺動抵抗が増大するのを抑制することができ、これに伴って摺動摩耗が発生するのを抑制することができる。

また、上記第一実施例においては、サイドリップ６の非接触部６ｂに設けられるグリース保持部１１が環状の溝１２として設けられているために、サイドリップ６の屈曲性が向上し、よってこの点からもサイドリップ６の摺動抵抗を低減させることができる。また、しめしろが大きいときに懸念されるサイドリップ６先端のスリンガー４からの遊離防止の効果を期待することもできる。

また、上記第二実施例においては、サイドリップ６の非接触部６ｂに設けられるグリース保持部１１が放射状の複数の溝１３として設けられているために、溝１３はそれぞれスリンガー４の端面４ｃと交差する方向に長く設定され、よって溝１３内に貯留したグリースを少しずつ長期間に亙って接触部６ａに供給することが可能とされている。したがって、貯留グリースによる潤滑効果を長期間に亙って持続させることができる。

尚、上記両実施例に共通して、グリース保持部１１すなわち溝１２，１３の深さ寸法は、リップ厚さ寸法の１／３以下とするのが好適である。また、溝１２，１３の断面形状は円弧状とするが、これに限定されるものではなく、例えば矩形や三角形などであっても良い。

本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面図同密封装置におけるサイドリップの自由状態を示す断面図（Ａ）および（Ｂ）とも同密封装置におけるサイドリップの作動状態を示す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同密封装置におけるサイドリップの自由状態を示す断面図図５におけるＣ方向矢視図（Ａ）および（Ｂ）とも同密封装置におけるサイドリップの作動状態を示す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要部断面図同密封装置におけるサイドリップの作動状態を示す断面図

符号の説明

１密封装置
２取付環
３ゴム状弾性体
４スリンガー
４ａ筒部
４ｂフランジ部
４ｃ軸方向端面
４ｄ外側端面
５主リップ
６サイドリップ
６ａ接触部
６ｂ非接触部
６ｃ接触面
９平行溝
１０磁気エンコーダ
１１グリース保持部
１２環状溝
１３放射状溝

Claims

相手部材に摺動自在に密接するサイドリップ（６）を有し、
前記サイドリップ（６）は、前記相手部材に摺動自在に密接するリップ先端側の接触部（６ａ）と、前記相手部材に非接触のリップ基端側の非接触部（６ｂ）とを有し、
前記相手部材が前記サイドリップ（６）に対して軸方向に相対変位するのに伴って前記接触部（６）の幅（Ｗ_１）およびリップしめしろが増減する構造の密封装置（１）において、
前記サイドリップ（６）の接触部（６ａ）は、その接触面（６ｃ）の断面が自由状態においてストレートな形状を有し、
前記サイドリップ（６）の非接触部（６ｂ）は、前記接触部（６ａ）へ供給するグリースを保持するためのグリース保持部（１１）を有し、
前記サイドリップ（６）の非接触部（６ｂ）に設けられるグリース保持部（１１）は、前記接触部（６ａ）の幅（Ｗ_１）およびリップしめしろが最大となるときに前記接触部（６ａ）と非接触部（６ｂ）との境界となる位置に配置されることを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
グリース保持部（１１）は、非接触部（６ｂ）の表面に設けられた環状の溝（１２）よりなることを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
グリース保持部（１１）は、非接触部（６ｂ）の表面に設けられた等配状の溝（１３）よりなることを特徴とする密封装置。