JP2009030620A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリンガ１３の振り切り作用によってシールを行う密封装置１において、スリンガ１３とこのスリンガ１３が取り付けられる回転側部材２０２との間の優れたシール性を確保する。
【解決手段】静止側部材２０１に取り付けられるシールリップ１２１，１２２と、回転側部材２０２に嵌着されるスリーブ１３１及びその一端から延びるフランジ１３２からなるスリンガ１３とを備え、前記シールリップ１２１，１２２が前記スリンガ１３に摺動可能に密接される密封装置１において、前記スリーブ１３１の内周面が、厚さが０．０５〜０．４ｍｍのゴム状弾性材料からなる膜体１３３で被覆されている。
【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軸受等へ異物や泥水等が侵入するのを防止する密封装置であって、特に、回転時の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。

車輪のハブ用軸受を密封する密封装置には、スリンガを有するものが用いられている。図５は、この種の従来の密封装置を、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１００は、軸受２００の外輪２０１と内輪２０２の端部間に組み込まれて、軸受外部から軸受内部への泥水等の侵入を防止するもので、外輪２０１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に一体的に設けられたゴム状弾性材料からなるスラストリップ１０２及びラジアルリップ１０３とを備え、スラストリップ１０２は、内輪２０２の外周面に密嵌されたスリンガ１０４のフランジ１０４ａの内側面に摺動可能に密接されており、その内周側のラジアルリップ１０３は、スリンガ１０４のスリーブ部１０４ｂの外周面に摺動可能に密接されている。

すなわち、この種の密封装置１００は、スリンガ１０４のフランジ１０４ａとスラストリップ１０２との密接摺動部において、内輪２０２と一体的に回転するフランジ１０４ａの遠心力による振り切り作用によって、軸受外部Ａからの異物や泥水等の侵入を阻止するものである。また、フランジ１０４ａとスラストリップ１０２との密接摺動部からその内周側へ、たとえ異物や泥水等が僅かに通過したとしても、これらの異物や泥水等は、スリンガ１０４のスリーブ１０４ｂとラジアルリップ１０３との密接摺動部においてシールされ、フランジ１０４ａの振り切り作用によって、スラストリップ１０２の外周側へ押し戻される（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−１９８６５号公報

しかしながら、従来構造のものは、スリンガ１０４のスリーブ１０４ｂが、内輪２０２の外周面に金属同士で接触しているため、エアシール性が低いといった問題があった。

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、スリンガとこのスリンガが取り付けられる回転側部材との間の優れたシール性を確保することにある。

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るシールリップと、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、前記シールリップが前記スリンガに摺動可能に密接される密封装置において、前記スリーブの内周面がゴム状弾性材料からなる膜体で被覆されたものである。

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、膜体の厚さを０．０５〜０．４ｍｍとしたものである。

請求項１の発明に係る密封装置によれば、スリンガのスリーブを回転側部材に嵌着した状態において、前記スリーブと回転側部材の間にゴム状弾性材料からなる膜体が介在して回転側部材の表面粗さによる微小凹凸を埋めるため、スリンガとこのスリンガが取り付けられる回転側部材との間の優れたシール性を確保することができる。

請求項２の発明に係る密封装置によれば、膜体の厚さが０．０５ｍｍ以上であることによって回転側部材の外周面に対する密接性によるシール性が確保されると共にスリンガのスリーブから剥離しにくくなり、０．４ｍｍ以下であることによって高圧縮率になり、回転側部材の外周面に対する嵌合力が確保される。

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、第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図２は、図１におけるスリンガを示す部分的な断面斜視図である。

図１において、参照符号２００は、車輪のハブ用軸受であって、外輪２０１と、内輪２０２と、その間に転動可能に配置された多数の鋼球（不図示）からなる。そしてこの軸受２００を密封する密封装置１は、外輪２０１の内周に取り付けられる金属製の取付環１１と、この取付環１１に一体的に設けられたシール本体１２と、軸受２００の内輪２０２の外周に取り付けられるスリンガ１３とを備える。なお、外輪２０１は、請求項１に記載された「静止側部材」に相当し、内輪２０２は、請求項１に記載された「回転側部材」に相当する。

密封装置１における取付環１１は、金属板のプレス加工等により製作されたものであって、軸受２００の外輪２０１の内周面に圧入嵌合される円筒状の外周筒部１１ａと、この外周筒部１１ａの軸受内部Ｂを向いた端部から内径方向へ延びる内向きフランジ１１ｂとからなる。

密封装置１におけるシール本体１２は、ゴム状弾性材料からなるものであって、スラストリップ１２１、ラジアルリップ１２２、及びグリースリップ１２３を有する。なお、スラストリップ１２１及びラジアルリップ１２２は、請求項１に記載された「シールリップ」に相当するものである。

このうちスラストリップ１２１は、取付環１１の内向きフランジ１１ｂにおける軸受内部Ｂと背反する面にゴム状弾性材料で形成された基部弾性層１２４から、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１２２は、スラストリップ１２１の内周側に位置して、前記基部弾性層１２４の内周端部から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１２３は、前記基部弾性層１２４の内周端部からラジアルリップ１２２と反対側（軸受内部Ｂ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いる。

また、基部弾性層１２４の一部は、取付環１１における外周筒部１１ａの軸受外部Ａを向いた先端から外周側へ廻り込んで、軸受２００の外輪２０１の内周面に適当なつぶし代をもって密接される外周シール部１２５となっている。

スリンガ１３は、金属板のプレス加工等により製作されたものであって、軸受２００の内輪２０２の外周面に圧入嵌着されるスリーブ１３１と、このスリーブ１３１の軸受外部Ａを向いた端部から外径方向へ円盤状に展開するフランジ１３２とを有する。シール本体１２におけるスラストリップ１２１は、このスリンガ１３におけるフランジ１３２の内側面に先端部の全周が摺動可能に密接し、ラジアルリップ１２２は、このスリンガ１３におけるスリーブ１３１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、グリースリップ１２３は、ラジアルリップ１２２よりも軸受内部Ｂ側で、スリーブ１３１の外周面と近接対向している。

スリンガ１３におけるスリーブ１３１の内周面は、図２にも示されるように、膜体１３３で被覆されている。この膜体１３３はゴム状弾性材料からなるものであって、その厚さは、０．０５〜０．４ｍｍ、一層好ましくは０．１〜０．３ｍｍとなっている。また、スリンガ１３におけるスリーブ１３１の軸受内部Ｂ側を向いた端部１３１ａの内周縁は面取り加工がなされており、膜体１３３は、この面取り部分を含む端部１３１ａへ廻りこむ位置まで延在されている。

以上のように構成された密封装置１によれば、非回転のシール本体１２におけるスラストリップ１２１は、軸受２００の内輪２０２と一体回転するスリンガ１３のフランジ１３２との密接摺動部Ｓ１において、遠心力によるフランジ１３２の振り切り作用によって、軸受外部Ａからの泥水等の浸入を阻止するものである。そして、軸受外部Ａからの泥水等が、スラストリップ１２１による密接摺動部Ｓ１をその内周側へ僅かに通過するようなことがあっても、これらはスリンガ１３のスリーブ１３１とラジアルリップ１２２との密接摺動部Ｓ２においてシールされるので、更なる軸受内部Ｂ側への浸入が阻止され、結局、フランジ１３２の回転による振り切り作用によって、スラストリップ１２１の外周側へ押し戻される。

一方、軸受２００の外輪２０１と、その内周面に圧入によって取り付けられた取付環１１の外周筒部１１ａとの間は、この外周筒部１１ａに一体的に形成された外周シール部１２５が、外輪２０１の内周面に適当なつぶし代をもって密接することにより密封されている。また、軸受２００の内輪２０２と、その外周面に圧入によって取り付けられたスリンガ１３のスリーブ１３１との間は、このスリーブ１３１の内周面に被着された膜体１３３が、前記内輪２０２の外周面に密接されることによって密封されている。

ここで、膜体１３３の厚さが０．０５ｍｍ未満である場合は、内輪２０２の外周面の表面粗さによる微小凹凸に対して膜体１３３の表面が追随できず、しかも内輪２０２への圧入の際に、スリンガ１３におけるスリーブ１３１の内周面からの膜体１３３の剥離が生じやすい。このため、本発明では、膜体１３３の厚さを０．０５ｍｍ以上、好ましくは０．１ｍｍ以上とすることによって、前記表面粗さによる微小凹凸を埋め、スリーブ１３１と内輪２０２との間の優れたシール性を確保している。

また、ゴム状弾性材料からなる膜体１３３と金属からなる内輪２０２との嵌合は、金属同士の嵌合と比較して、離脱荷重が低下する傾向がある。そして、膜体１３３が０．４ｍｍを超える厚さの場合は、圧縮率を十分に高めることが困難となって、所要の離脱荷重を確保することができず、使用時にスリンガ１３が軸受２００の内輪２０２に対してスリップしてしまうおそれがある。これに対し、本発明では、膜体１３３の厚さを０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下の薄いものとすることによって、スリーブ１３１を内輪２０２の外周に圧入したときの膜体１３３の圧縮率を高くし、離脱荷重を確保している。

しかも、膜体１３３は、スリンガ１３におけるスリーブ１３１の内周面全域を被覆しているため、内輪２０２との嵌合面の幅、言い換えれば内輪２０２との間に形成される漏洩経路の軸方向長さが長く、したがって十分なシール性を確保することができる。

更に、膜体１３３は、内周縁が面取り加工がなされたスリーブ１３１の端部１３１ａへ廻りこむ位置まで被着されているので、スリーブ１３１（スリンガ１３）を、その端部１３１ａ側を先頭にして内輪２０２の外周面へ圧入する過程で、膜体１３３が前記端部１３１ａ側から剥離するのを防止することができる。

ところで、例えば自動車のアンチロック・ブレーキ・システムでは、油圧による制動力を制御するために車輪の回転を磁気エンコーダによってモニタリングしており、車輪のハブ用軸受を密封する密封装置１には、前記磁気エンコーダが併設されたものがある。図３は、本発明をこのような磁気エンコーダ付き密封装置に適用した第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図４は、図３におけるスリンガ及びこれと一体のパルサーリングを示す部分的な断面斜視図である。

すなわち、この形態では、スリンガ１３に一体的に接合されたパルサーリング１４を備える。詳しくは、パルサーリング１４は、ゴム状弾性材料にフェライトや希土類等の磁性体の微粉末を添加した磁性ゴム材料で円盤状に成形されると共に、スリンガ１３におけるフランジ１３２の外側面（軸受外部Ａ側を向いた面）に一体的に接着され、図４に示されるように、Ｓ極とＮ極が円周方向所定ピッチで交互に着磁（多極着磁）されたものである。

パルサーリング１４の軸方向外側には、このパルサーリング１４と共に磁気エンコーダを構成する磁気センサ１５が非回転状態で対向配置されている。この磁気センサ１５は、磁界の変化に対応したパルス信号を発生するものである。

パルサーリング１４及び磁気センサ１５からなる磁気エンコーダ以外の部分、すなわち密封装置１自体は、基本的に、先の図１及び図２に示される第一の形態と同様に構成されている。そして、スリンガ１３におけるスリーブ１３１の内周面を厚さ０．０５〜０．４ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍで被覆している膜体１３３は、パルサーリング１４とは不連続で、かつパルサーリング１４とは異なるゴム状弾性材料、すなわちフェライトや希土類等の磁性体の微粉末を添加していないゴム状弾性材料によって形成されている。

以上のように構成された磁気エンコーダ付きの密封装置１は、第一の形態と同様のシール機能を奏するものである。

そして、パルサーリング１４が軸受２００の内輪２０２と一体的に回転することによって、磁気センサ１５の検出面の正面を、パルサーリング１４に着磁されたＮ極とＳ極が回転方向へ交互に通過すると、これによる磁界の変化に対応した波形のパルス状の信号が磁気センサ１５から出力されるので、このパルスのカウントによって、回転を計測することができるようになっている。

また、軸受２００の内輪２０２と、その外周面に圧入によって取り付けられたスリンガ１３のスリーブ１３１との間をシールする膜体１３３は、パルサーリング１４と同じ磁性ゴム材料からなるものである場合は、この磁性ゴム材料は磁性体の微粉末の添加によって硬度が高いので、内輪２０２の外周面の表面粗さによる微小凹凸に対して膜体１３３の表面が追随できず、したがって所要のシール性を確保することができないが、この形態では、膜体１３３は、磁性体の微粉末を添加していないゴム状弾性材料からなるため、第一の形態と同等の効果を奏することができる。

本発明に係る密封装置の好ましい第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 図１におけるスリンガを示す部分的な断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の好ましい第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 図３におけるスリンガ及びこれと一体のパルサーリングを示す部分的な断面斜視図である。 従来の密封装置を、軸心Ｏ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
１１ 取付環
１２ シール本体
１２１ スラストリップ（シールリップ）
１２２ ラジアルリップ（シールリップ）
１２３ グリースリップ
１３ スリンガ
１３１ スリーブ
１３２ フランジ
１３３ 膜体
１４ パルサーリング
１５ 磁気センサ
２００ 軸受
２０１ 外輪（静止側部材）
２０２ 内輪（回転側部材）

Claims (2)

1. 静止側部材に取り付けられるシールリップと、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、前記シールリップが前記スリンガに摺動可能に密接される密封装置において、前記スリーブの内周面がゴム状弾性材料からなる膜体で被覆されたことを特徴とする密封装置。
2. 膜体の厚さが０．０５〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。

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