JP2009150427A

JP2009150427A - 密封装置

Info

Publication number: JP2009150427A
Application number: JP2007326625A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Nakagawa; 岳洋中川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置１において、対油シールリップ１３の摺動部へ泥水等が侵入するのを極力防止し得る構造とする。
【解決手段】非回転のハウジング２の開口端部２ａの内周面に取り付けられるオイルシール１０と、ハウジング２の内周に挿通された回転体５にオイルシール１０の軸方向外側に位置して取り付けられ金属板のプレス成形品からなるスリンガ２０と、ハウジング２の開口端部２ａの外周面にバンド３４により緊結されゴム状弾性材料単体からなるシールリング３０とを備え、オイルシール１０が、回転体５の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ１３を有し、シールリング３０がスリンガ２０の外面に摺動可能に密接される外部リップ３３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置であって、特に、対油シールリップの摺動部へ泥水等が侵入するのを防止した構造を備えるものに関する。

車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等に用いられる密封装置は、外部から泥水等が飛来しやすいため、対油シールリップの摺動部へ泥水等が侵入するのを極力抑制して、対油シールリップにおける密封性の低下を可及的に防止する必要がある。図４は、従来技術によるこの種の密封装置の一例を、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。

すなわち図４において、参照符号２はトランスファー装置や車輪軸受装置等のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２に挿通され軸受４を介して軸心Ｏの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号５はこの回転軸３の外周にスプライン嵌合されると共にナット６によって固定されたスリーブ、参照符号７は回転軸３とスリーブ５との間を密封するパッキンである。スリーブ５の端部に形成されたコンパニオンフランジ５ａは、不図示のプロペラシャフト等に結合される。

密封装置１００は、軸受４の軸方向外側に位置してハウジング２の内周に取り付けられた非回転のオイルシール１１０と、このオイルシール１１０の軸方向外側に位置してスリーブ５の外周に取り付けられ、回転軸３及びスリーブ５と一体に回転されるスリンガ１２０とを備える。

詳しくは、オイルシール１１０は、軸受４側を向いて延びる対油シールリップ１１１と、この対油シールリップ１１１と反対側（外側）を向いて延びるサイドリップ１１２とを有する。対油シールリップ１１１は、スリーブ５の外周面に摺動可能に密接されることによって、軸受４に供給される潤滑油の漏洩を防止するものであり、サイドリップ１１２は、スリンガ１２０のフランジ部１２１に摺動可能に密接されることによって、外部Ａから飛来する泥水等が対油シールリップ１１１側へ侵入するのを防止するものであり、スリンガ１２０自体も、そのフランジ部１２１に生じる遠心力による振り切り作用を有し、更にその外径部１２２をハウジング２の端部に近接させ（例えば下記の特許文献１〜３参照）、あるいはスリンガ１２０の外径端部に、先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けてハウジング２の外径縁部に摺動可能に密接させることによって（例えば下記の特許文献４参照）、泥水等の侵入に対する防止効果の向上を図っている。

特開２００６−９９３０号公報実開平５−５４８７１号公報実開平３−６７７６５号公報実公平７−３３０１７号公報

しかしながら、図４（特許文献１〜３）のような密封装置１００によれば、スリンガ１２０の外径部１２２とハウジング２の端部外周面との隙間Ｇを小さくすると、加工公差や回転軸３の偏心等によって、前記外径部１２２がハウジング２の端部外周面と接触するおそれがあるので、前記隙間Ｇを十分に小さくすることができず、したがって泥水等の侵入を十分に防ぐことができず、悪路走行時に密封装置が泥水中に水没したような場合は、泥水の侵入を阻止することが不可能であった。

また、特許文献４のように、スリンガ１２０の外径端部に先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けた密封装置は、ダストリップの腹部がハウジング２の開口端部の外径縁に密接しており、ハウジング２は一般に鋳造により製作されるので寸法公差が大きく、このためハウジング２に対するダストリップの締め代のバラツキが大きく、しかも鋳造品からなるハウジング２は表面粗さが粗いので、ダストリップが早期摩耗しやすく、回転による遠心力がダストリップを開かせるように作用するので、回転速度が上昇するにつれてダストリップのシール性が低下するおそれも指摘される。

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、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置において、対油シールリップの摺動部へ泥水等が侵入するのを極力防止し得る構造とすることにある。

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、本発明に係る密封装置は、非回転のハウジングの開口端部内周面に取り付けられるオイルシールと、前記ハウジングの内周に挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガと、前記ハウジングの開口端部に取り付けられたシールリングとを備え、前記オイルシールが、前記回転体の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップを有し、前記シールリングが前記スリンガの外面に摺動可能に密接される外部リップを有するものである。

上記構成において一層好ましい例としては、スリンガが金属板のプレス成形品からなるものとする。

上記構成において一層好ましい他の例としては、シールリングがゴム状弾性材料単体からなるものであって、ハウジングの開口端部の外周面にバンドにより緊結されるものとする。

上記構成において一層好ましい他の例としては、シールリングが円周方向１箇所で切断され、ハウジングの開口端部の外周面にバンドにより緊結されるものとする。

本発明に係る密封装置によれば、ハウジングの開口端部に取り付けられたシールリングの外部リップが、スリンガの外面に摺動可能に密接されることによって、対油シールリップの摺動部側への泥水等の侵入を有効に防止することができる。また、ハウジングの開口端部に取り付けられたシールリングは非回転であって遠心力が作用しないため、スリンガの外面に対する外部リップの面圧が、回転体の回転速度による影響を殆ど受けず、安定したシール性を奏する。

また、スリンガが金属板のプレス成形品からなるものは、シールリングの外部リップとの摺動面が滑らかであり、したがって摺動トルクが小さく抑えられて発熱や摩耗を低減することができる。

また、シールリングがゴム状弾性材料単体からなり、あるいは円周方向１箇所で切断され、ハウジングの開口端部の外周面にバンドにより緊結されるものとすることによって、容易に装着することができ、しかも摺動トルクが小さく抑えられて発熱や摩耗を低減することができる。

以下、本発明に係る密封装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、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、図２は、図１における外部シールリングを示す斜視図である。

図１において、参照符号２は車両のトランスファー装置における非回転のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２の内周に挿通され軸受４を介して軸心Ｏの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号５は、ハウジング２の開口端部２ａの内周側に位置して回転軸３に外挿されたスリーブである。なお、回転軸３及びスリーブ５は、請求項１に記載された回転体に相当する。

スリーブ５は、その内周面に形成されたスプライン部５ｂが回転軸３の外周面に形成されたスプライン部３ａと互いに嵌合されると共に、それより軸方向外側に位置して回転軸３の外周面に形成された雄螺子部３ｂに螺合したナット６によって、先端が軸受４の内輪４ａに当接された状態で軸方向に固定されている。回転軸３とスリーブ５との間は、スプライン部３ａ，５ｂの嵌合部より軸方向外側に位置して介装されると共に前記ナット６によって抜け止めされたパッキン７によって密封されている。また、スリーブ５の外端部にはコンパニオンフランジ５ａが形成されており、不図示のプロペラシャフト等に結合される。

参照符号１は、本発明に係る密封装置で、ハウジング２の開口端部２ａの内周面に取り付けられたオイルシール１０と、回転軸３に外挿したスリーブ５の外周面に前記オイルシール１０の軸方向外側に位置して取り付けられたスリンガ２０と、ハウジング２の開口端部２ａの外周に取り付けられたシールリング３０とを備える。

オイルシール１０は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作された補強環１１にゴム状弾性材料で一体に成形したものであって、ハウジング２の開口端部２ａの内周面に圧入嵌着される外周シール部１２と、前記補強環１１の内径位置から軸受４側へ延び、先端近傍の内周部がスリーブ５の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ１３と、前記補強環１１の内径位置から対油シールリップ１３と反対側へ延び、その先端内周がスリーブ５の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されるダストリップ１４と、このダストリップ１４の根元の外周側から対油シールリップ１３と反対側へ先端が大径となるような円錐筒状をなして延びるサイドリップ１５とを備える。対油シールリップ１３にはその緊迫力を補償するガータスプリング１６が嵌着されている。

スリンガ２０は金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、スリーブ５の外周面に圧入嵌着される内径筒部２１と、この内径筒部２１から外径方向へ円盤状に展開して内側面（オイルシール１０側を向いた面）がオイルシール１０のサイドリップ１５の先端部と摺動可能に密接されるシールフランジ部２２と、このシールフランジ部２２の外径部からハウジング２の開口端部２ａの先端外周位置へ向けて円筒状に延びるリム部２３とからなる。

シールリング３０は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、図２に示されるように、円周方向１箇所で切断（切断部３０ａ）されている。そしてこのシールリング３０は、ハウジング２の開口端部２ａの外周面に抱き付いた状態に取り付けられ、外径がスリンガ２０のリム部２３より大径の基部３１と、その外径部からスリンガ２０のリム部２３の外周側を包囲するように延びる筒状部３２と、この筒状部３２の先端から内径側へ円錐状に延びて先端がスリンガ２０のシールフランジ部２２の外側面（ハウジング２の開口端部２ａと反対側を向いた面）に摺動可能に密接されて摺動部Ｓ_３を形成する外部リップ３３とを備え、前記基部３１が、その外周面に円周方向へ連続して形成された溝３１ａに装着された金属等からなるバンド３４によって、ハウジング２の開口端部２ａの外周面に締め付け固定されるようになっている。なお、シールフランジ部２２の外側面は、請求項１に記載されたスリンガの外面に相当する。

以上のように構成された本発明の密封装置１において、オイルシール１０は、補強環１１が埋設された外周シール部１２をハウジング２の開口端部２ａの内周面に圧入することによって、ハウジング２に位置決め固定する。一方、スリンガ２０は、内径筒部２１をスリーブ５の外周面に圧入嵌着すると共にこのスリーブ５の外周面に形成された段差面５ｃに当接させることによって、スリーブ５に位置決め固定してから、このスリーブ５を回転軸３に外挿して固定する。

また、シールリング３０はその切断部３０ａを開き、基部３１をハウジング２の開口端部２ａの外周面の所定位置に巻き付けてから、基部３１の外周溝３１ａにバンド３４を巻き付けて緊結することによって、この基部３１をハウジング２の開口端部２ａの外周面に適当な締め代をもって密接状態に装着する。すなわちこのシールリング３０は、ゴム状弾性材料単体からなると共に円周方向１箇所で切断されているので、オイルシール１０やスリーブ５及びスリンガ２０が組み込まれた後で、容易に装着することができる。

オイルシール１０の対油シールリップ１３は、スリーブ５の外周面との摺動部Ｓ_１において、軸受４に供給される潤滑油がスリーブ５の外周から外部Ａへ漏洩するのを防止するものである。また、オイルシール１０のサイドリップ１５は、回転軸３及びスリーブ５と一体に回転するスリンガ２０のシールフランジ部２２との摺動部Ｓ_２において、このシールフランジ部２２との密接摺動及び遠心力によるシールフランジ部２２の振り切り作用によって、内周側への泥水等の侵入を阻止するものであり、オイルシール１０のダストリップ１４は、サイドリップ１５の内周側で、スリーブ５の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されることによって、対油シールリップ１３側への泥水等の侵入を阻止するものである。

また、ハウジング２の開口端部２ａの外周面に取り付けられたシールリング３０は、サイドリップ１５の摺動部Ｓ_２の外側で、スリンガ２０の外周側を包囲する筒状部３２を介して延びる外部リップ３３が、スリンガ２０のシールフランジ部２２の外側面に摺動可能に密接されることによって摺動部Ｓ_３を形成し、外部Ａから飛来する泥水等がサイドリップ１５の摺動部Ｓ_２へ侵入するのを有効に抑制するものである。

ここで、シールリング３０の基部３１の内周はハウジング２の開口端部２ａの外周面と円周長が略同等であり、シールリング３０の装着状態では、切断部３０ａがほぼ密接状態となるが、このシールリング３０は完全なシールを目的とするものではないので、取付誤差や寸法公差などによって、切断部３０ａに僅かな隙間を生じていても良い。なぜならば、切断部３０ａの隙間からシールリング３０の内側空間へ僅かに泥水等が侵入することがあっても、シールリング３０の内側はスリンガ２０のシールフランジ部２２及びリム部２３の存在によってラビリンス状に形成されており、しかもスリンガ２０の周囲には遠心力を生じているので、侵入した泥水等はオイルシール１０のサイドリップ１５とスリンガ２０のシールフランジ部２２との摺動部Ｓ_２へ到達することが困難だからである。

また、シールリング３０の摺動部Ｓ_３や切断部３０ａから侵入した泥水が、オイルシール１０のサイドリップ１５の摺動部Ｓ_２に達しても、スリンガ２０のシールフランジ部２２との密接摺動及び遠心力による振り切り作用によって、内周のダストリップ１４側への侵入が十分に阻止される。

また、このシールリング３０は非回転であるハウジング２に取り付けられているため、外部リップ３３に回転による遠心力を生じることはなく、したがって、外部リップ３３の面圧が、回転軸３の回転速度による影響を殆ど受けない。

また、スリンガ２０は金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、その表面が滑らかであるため、摺動部Ｓ_３における摺動トルクが小さく抑えられると共に、外部リップ３３の摩耗も有効に抑制される。

次に図３は、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。

この形態において、上述した第一の形態と異なるところは、シールリング３０の外部リップ３３が、このシールリング３０の基部３１の外径部から、先端が小径となる円錐状に延びてスリンガ２０のリム部２３の外周面に摺動可能に密接されるようになっていることにあり、その他の構成は、第一の形態と同様である。なお、リム部２３の外周面は、請求項１に記載されたスリンガの外面に相当する。

したがってこの第二の形態の場合も、シールリング３０は、切断部３０ａを開いて基部３１をハウジング２の開口端部２ａの外周面の所定位置に巻き付けてから、バンド３４で緊結することによって装着され、外部リップ３３がスリンガ２０のリム部２３の外周面に摺動可能に密接されることによって摺動部Ｓ_３を形成し、第一の形態と同様、外部Ａから飛来する泥水等がサイドリップ１５の摺動部Ｓ_２へ侵入するのを有効に抑制するものである。

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における外部シールリングを示す斜視図である。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。従来技術の密封装置の一例を、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。

符号の説明

１密封装置
２ハウジング
２ａ開口端部
３回転軸（回転体）
５スリーブ（回転体）
１０オイルシール
１１補強環
１３対油シールリップ
１４ダストリップ
１５サイドリップ
２０スリンガ
２２シールフランジ部
２３リム部
３０シールリング
３０ａ切断部
３１基部
３２筒状部
３３外部リップ
３４バンド

Claims

非回転のハウジングの開口端部内周面に取り付けられるオイルシールと、前記ハウジングの内周に挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガと、前記ハウジングの開口端部に取り付けられたシールリングとを備え、前記オイルシールが、前記回転体の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップを有し、前記シールリングが前記スリンガの外面に摺動可能に密接される外部リップを有することを特徴とする密封装置。
スリンガが金属板のプレス成形品からなることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
シールリングがゴム状弾性材料単体からなるものであって、ハウジングの開口端部の外周面にバンドにより緊結されることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
シールリングが円周方向１箇所で切断され、ハウジングの開口端部の外周面にバンドにより緊結されることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。