JP2009002425A

JP2009002425A - 密封装置

Info

Publication number: JP2009002425A
Application number: JP2007163527A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Munakata; 忍宗形; Yoshihiro Kuzumaki; 義宏葛巻
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2009-01-08
Also published as: WO2008155964A1

Abstract

【課題】スリンガ２の振り切り作用によってシールを行う密封装置において、密封性の向上を図る。
【解決手段】静止側部材１０１に取り付けられスラストリップ１２を有する静止側密封要素１と、回転側部材１０２に嵌着されるスリーブ２１及びその一端から延びるフランジ２２からなるスリンガ２とを備え、スラストリップ１２がフランジ２２に摺動可能に密接され、スリーブ２１におけるフランジ２２と反対側の端部２１ａに、回転側部材１０２の外周面に密接される環状のゴム状弾性体３が一体に設けられる。このため、スリーブ２１と回転側部材１０２との嵌合部の微小隙間を通じての漏れや異物の浸入が確実に防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等におけるベアリング等へダストや泥水等が侵入するのを防止する密封装置において、スリンガの振り切り作用によってシールを行うものに関する。

ベアリング等を密封する密封装置の一種として、スリンガを有するものがある。図７は、この種の密封装置の典型的な従来技術を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図で、この密封装置は、例えばベアリング１００の外輪１０１（静止側）の内周に装着される静止側密封要素１１０と、前記ベアリング１００の内輪（回転側）１０２の外周に嵌着されるスリーブ１２１及びその一端から延びるフランジ１２２からなる金属製のスリンガ１２０とを備え、静止側密封要素１１０に設けられたスラストリップ１１１が、スリンガ１２０のフランジ１２２に摺動可能に密接され、静止側密封要素１１０にスラストリップ１１１の内周側に位置して設けられたラジアルリップ１１２が、スリンガ１２０のスリーブ１２１の外周面に摺動可能に密接される。なお、参照符号１１３は、ベアリング１００の内部を潤滑するグリース（不図示）を保持するためのグリースリップである。

すなわち、この種の密封装置は、スリンガ１２０のフランジ１２２とスラストリップ１１１の密接摺動部において、内輪１０２と一体的に回転するフランジ１２２の遠心力による振り切り作用によって、ベアリング外部Ａからのダストや泥水等の侵入を阻止するものである。また、フランジ１２２とスラストリップ１１１の密接摺動部からその内周側へ、ダストや泥水等が僅かに通過しても、これらはスリンガ１２０のスリーブ１２１とラジアルリップ１１２の密接摺動部においてシールされ、フランジ１２２の遠心力による振り切り作用によって、スラストリップ１１１の外周側へ押し戻される。なお、同様の従来技術が、例えば特許文献１に開示されている。
特開平１１−２９２０３２号公報

しかしながら、従来構造のものは、スリンガ１２０のスリーブ１２１が、内輪１０２の外周面に金属同士で接触しているため、外部の泥水などが、スリーブ１２１と内輪１０２との嵌合部の微小隙間からベアリング内部Ｂへ浸入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、スリンガの振り切り作用によってシールを行う密封装置において、さらなる密封性の向上を図ることにある。

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、静止側部材に取り付けられ、スラストリップを有する静止側密封要素と、回転側部材に嵌着されるスリーブ及びその一端から延びるフランジからなるスリンガとを備え、前記スラストリップが前記フランジに摺動可能に密接された密封装置において、前記スリーブにおける前記フランジと反対側の端部に、前記回転側部材の外周面に密接される環状のゴム状弾性体が一体に設けられたものである。

また、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、スリンガのフランジに磁気による回転検出用のパルサーリングが設けられ、ゴム状弾性体が、前記スリンガのスリーブにおける前記フランジと反対側を向いた端面を覆うように設けられたものである。

本発明の密封装置によれば、スリンガのスリーブに設けられた環状のゴム状弾性体が、回転側部材の外周面に密接されることによって、スリーブと回転側部材との嵌合部の微小隙間からの漏れや異物の浸入が確実に防止される。

また、スリンガのフランジに磁気による回転検出用のパルサーリングが設けられ、ゴム状弾性体が前記スリンガのスリーブにおける前記フランジと反対側を向いた端面を覆うように設けられた構成とした場合は、スリンガを積み重ねた時に、そのフランジに形成されたパルサーリングの着磁面が、その上に重ねられたスリンガのスリーブの端部によって損傷を受けるのを有効に防止することができる。

図１は、本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この図１に示される密封装置は、ベアリング１００の外輪１０１の内周に取り付けられる静止側密封要素１と、ベアリング１００の内輪１０２の外周に取り付けられるスリンガ２とを備える。なお、外輪１０１は、請求項１に記載された静止側部材に相当し、内輪１０２は、請求項１に記載された回転側部材に相当する。

静止側密封要素１は、金属製の取付環１１と、この取付環１１にゴム状弾性材料で一体成形されたスラストリップ１２、ラジアルリップ１３、及びグリースリップ１４からなる。取付環１１は、金属板により製作されたものであって、ベアリング１００の外輪１０１の内周面に圧入嵌合される円筒状の外周圧入部１１ａと、この外周圧入部１１ａのベアリング内部Ｂ側の端部から内周側へ延びる内向きフランジ１１ｂとからなる。そして、スラストリップ１２は、取付環１１の内向きフランジ１１ｂにおけるベアリング外部Ａ側を向いた面にゴム状弾性材料で形成された基部弾性層１５から、ベアリング外部Ａ側へ向けて先端が大径となるような円錐筒状をなして延びており、ラジアルリップ１３は、スラストリップ１２の内周側に位置して、前記基部弾性層１５の内周端部からベアリング外部Ａ側へ向けて先端が小径となるような円錐筒状をなして延びており、グリースリップ１４は、ラジアルリップ１３のベアリング内部Ｂ側にあって、ベアリング外部Ａ側へ向けて屈曲したフック状の断面形状に形成されている。

また、基部弾性層１５の一部は、取付環１１における外周圧入部１１ａのベアリング外部Ａ側を向いた端面外周部へ廻り込んで、外輪１０１の内周面と密接される外周シール部１６となっている。

スリンガ２は、金属板により製作されたものであって、ベアリング１００の内輪１０２の外周面に圧入嵌着されるスリーブ２１と、そのベアリング外部Ａ側の端部から外周側へ円盤状に展開するフランジ２２とを有する。静止側密封要素１におけるスラストリップ１２は、このスリンガ２におけるフランジ２２の内側面２２ａに先端部の全周が摺動可能に密接し、ラジアルリップ１３は、このスリンガ２におけるスリーブ２１の外周面に、先端近傍の内周エッジ部の全周が摺動可能に密接している。

スリンガ２のスリーブ２１におけるフランジ２２と反対側の端部（ベアリング内部Ｂ側の端部）２１ａには、段差状の溝２１ｂが円周方向へ連続して形成されており、この溝２１ｂには、ベアリング１００の内輪１０２の外周面に適当な面圧で密接される環状のゴム状弾性体３が加硫接着等によって一体に設けられている。

以上のように構成された密封装置は、ベアリング１００の内輪１０２と一体回転するスリンガ２のフランジ２２と、ベアリング１００の外輪１０１に取り付けられた非回転の静止側密封要素１のスラストリップ１２との密接摺動部Ｓ１において、遠心力によるフランジ２２の振り切り作用によって、ベアリング外部Ａから飛来するダストや泥水等の侵入を阻止するものである。また、ダストや泥水等が、フランジ２２とスラストリップ１２との密接摺動部Ｓ１からその内周側へ僅かに通過しても、これらはスリンガ２のスリーブ２１とラジアルリップ１３の密接摺動部Ｓ２においてシールされるので、ベアリング内部Ｂへ浸入することはできず、結局、フランジ２２の遠心力による振り切り作用によって、スラストリップ１２の外周側へ押し戻される。

一方、ベアリング１００の外輪１０１と、その内周面に圧入によって取り付けられた静止側密封要素１における取付環１１の外周圧入部１１ａとの間は、この外周圧入部１１ａに一体的に形成された外周シール部１６が、外輪１０１の内周面と密接することによって密封されており、また、ベアリング１００の内輪１０２と、その外周面に圧入によって取り付けられたスリンガ２のスリーブ２１との間は、このスリーブ２１の端部２１ａに一体的に加硫接着（加硫成形）されたゴム状弾性体３によって密封されている。このため、外部の泥水などが、外輪１０１と取付環１１の外周圧入部１１ａとの嵌合部の微小隙間や、スリーブ２１と内輪１０２との嵌合部の微小隙間からベアリング内部Ｂへ浸入するのを有効に防止することができる。

また、ベアリング内部Ｂには、ベアリング１００の潤滑のためのグリースが充填されており、このグリースは、スリンガ２のスリーブ２１とラジアルリップ１３の密接摺動部Ｓ２を潤滑する機能も有する。そして、このグリースは、スリーブ２１と内輪１０２との嵌合部への介入が、ゴム状弾性体３によって阻止されるため、グリースによるスリンガ２のスベリを防止することができる。

次に、図２は、本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この形態の密封装置において、上述の第一の形態と異なるところは、スリンガ２のスリーブ２１におけるフランジ２２と反対側の端部２１ａの内外周両側に、溝２１ｂが円周方向へ連続して形成されており、ゴム状弾性体３が、この溝２１ｂ，２１ｂに跨って、スリーブ２１におけるフランジ２２と反対側を向いた端面２１ｃを包囲するように、断面コ字形に形成され、加硫接着等によって一体に設けられている。

また、スリンガ２のフランジ２２の外側面には、ゴム状弾性材料に磁性体の微粉末を混合した磁性ゴムで成形され円周方向所定ピッチで多極着磁されたパルサーリング４が、一体的に設けられている。パルサーリング４の外側（ベアリング外部Ａ）には、磁気センサ５が非回転状態で対向配置されており、この磁気センサ５は、パルサーリング４と共にロータリエンコーダを構成するものであって、パルサーリング４がベアリング１００の内輪１０２と一体的に回転することによる磁界の変化に対応した波形のパルスを発生し、回転を検出するものである。その他の部分は、基本的に図１と同様に構成されている。

この形態も、上述の第一の形態と同様、ゴム状弾性体３によって、外部の泥水などが、スリーブ２１と内輪１０２との嵌合部の微小隙間からベアリング内部Ｂへ浸入するの防止すると共に、ベアリング内部Ｂのグリースがスリーブ２１と内輪１０２との嵌合部へ介入するのを防止することができる。

ここで、図３は、第二の形態におけるパルサーリング付きスリンガを積み重ねた状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。スリンガ２は、ベアリングへの組込み前のストック状態では、図３に示されるように積み重ねられるが、この形態によれば、金属からなるスリーブ２１の端部２１ａが、ゴム状弾性体３によって包囲されているので、ゴム状弾性材料からなるパルサーリング４の着磁面が、スリーブ２１の端部２１ａとの接触によって損傷を受けるのを有効に防止でき、したがって安定した磁界の確保と、外観上での品質向上を図ることができる。

次に、図４は、本発明に係る密封装置の第三の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図５は、本発明に係る密封装置の第四の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図６は、本発明に係る密封装置の第五の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。これらの形態の密封装置も、上述の第二の形態と同様、本発明を、磁気式ロータリエンコーダが併設された密封装置に適用したものである。

このうち、図４に示される第三の形態においては、ゴム状弾性体３が、スリンガ２におけるスリーブ２１の端部２１ａの内周面に形成された段差状の溝２１ｂ内、及びフランジ２２と反対側を向いた端面２１ｃを覆うように、断面略Ｌ字形に形成されている。また、図５に示される第四の形態においては、ゴム状弾性体３が、スリーブ２１の端部２１ａの外周面に形成された段差状の溝２１ｂ内、及びフランジ２２と反対側を向いた端面２１ｃを覆うように、断面略Ｌ字形に形成され、前記端面２１ｃを覆う部分の内周面３ａが、ベアリング１００の内輪１０２の外周面に密接されている。また、図６に示される第五の形態においては、スリーブ２１の端部２１ａには溝が形成されておらず、ゴム状弾性体３が、スリーブ２１の端部２１ａの外周面からフランジ２２と反対側を向いた端面２１ｃを覆うように、断面略Ｌ字形に形成され、前記端面２１ｃを覆う部分の内周面３ａが、ベアリング１００の内輪１０２の外周面に密接されている。

したがって、これらの形態も、先に説明した第二の形態と同様、ゴム状弾性体３によって、外部の泥水などが、スリーブ２１と内輪１０２との嵌合部の微小隙間からベアリング内部Ｂへ浸入したり、ベアリング内部Ｂのグリースがスリーブ２１と内輪１０２との嵌合部へ介入するのを防止するほか、スリンガ２を、ベアリングへの組込み前に図３に示されるように積み重ねた時に、パルサーリング４の着磁面が、スリーブ２１の端部２１ａとの接触によって損傷を受けるのを有効に防止することができる。

特に、図６に示される第五の形態によれば、ゴム状弾性体３のうち、スリーブ２１の端部２１ａの外周面を覆う外周部３ｂが、スラストリップ１２による密接摺動部Ｓ２よりもベアリング内部Ｂ側で、スリーブ２１の外周面に対して段差状に形成され、グリースリップ１４との隙間を狭め、あるいはグリースリップ１４と共にラビリンス状の隙間Ｇを形成しているので、ベアリング内部Ｂに存在するグリースが、グリースリップ１４と、ゴム状弾性体３の外周部３ｂによって、スラストリップ１２の背面部に良好に保持される。したがって、スラストリップ１２の密接摺動部Ｓ２が良好な潤滑状態に維持され、耐久性の向上が期待できる。

本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。第二の形態におけるパルサーリング付きスリンガを積み重ねた状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第三の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第四の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第五の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。密封装置の典型的な従来技術を、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静止側密封要素
１１取付環
１２スラストリップ
１３ラジアルリップ
１４グリースリップ
２スリンガ
２１スリーブ
２１ａ端部
２１ｂ溝
２１ｃフランジと反対側を向いた端面
２２フランジ
３ゴム状弾性体
４パルサーリング
５磁気センサ
１００ベアリング
１０１外輪（静止側部材）
１０２内輪（回転側部材）

Claims

静止側部材に取り付けられ、スラストリップを有する静止側密封要素と、回転側部材に嵌着されるスリーブ及びその一端から延びるフランジからなるスリンガとを備え、前記スラストリップが前記フランジに摺動可能に密接された密封装置において、前記スリーブにおける前記フランジと反対側の端部に、前記回転側部材の外周面に密接される環状のゴム状弾性体が一体に設けられたことを特徴とする密封装置。
スリンガのフランジに磁気による回転検出用のパルサーリングが設けられ、ゴム状弾性体が、前記スリンガのスリーブにおける前記フランジと反対側を向いた端面を覆うように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。