JP2010249168A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリンガーの内周面に突起を設ける構成であってもスリンガーの嵌合およびシールリップの当たりを安定化させることができ、もってシール性の低下を抑制することができる密封装置を提供する。
【解決手段】相対回転する二部材のうちの一方の部材に装着されるスリンガーと他方の部材に装着されるリップ部材とを有し、スリンガーは、その内周面をもって一方の部材の周面に嵌合され、リップ部材は、そのシールリップをもってスリンガーの外周面に摺動自在に密接する密封装置において、スリンガーの内周面に、一方の部材の周面に圧接状態で嵌合される突起を複数、所定の軸方向間隔をあけて設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封技術に係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、自動車関連分野においてハブベアリングシールとして用いられ、または農機、建機もしくは汎用機械の分野等において用いられる。

従来から、自動車関連分野に用いられるハブベアリングシールとして、図３に示す密封装置が知られており、この密封装置は、ベアリング内輪６１に装着されてベアリング内輪６１とともに回転するスリンガー５１と、ベアリング外輪６２に装着されてスリンガー５１に摺動自在に密接するリップ部材５３との組み合わせにより構成されている（特許文献１の図２１参照）。

スリンガー５１は、金属材よりなり、筒状部５１ａの一端にフランジ部５１ｂを一体成形したもので、筒状部５１ａをもってベアリング内輪６１の外周面に嵌合される。フランジ部５１ｂの外側端面には、磁気エンコーダ５２が被着される場合もある。

リップ部材５３は、取付環５４と、この取付環５４に被着されたゴム状弾性体５５とを有している。取付環５４は、金属材よりなり、筒状部５４ａの一端にフランジ部５４ｂを一体成形したもので、筒状部５４ａをもってベアリング外輪６２の内周面に嵌合される。ゴム状弾性体５５は、スリンガー５１のフランジ部５１ｂの内側端面に摺動自在に密接するシールリップ（サイドリップ）５５ａと、スリンガー５１の筒状部５１ａの外周面に摺動自在に密接するシールリップ（ラジアルリップ）５５ｂと、グリースリップ５５ｃとを一体に有している。

上記構成の密封装置は、スリンガー５１の高速回転に伴う遠心力による振り切り作用と、シールリップ５５ａ，５５ｂのスリンガー５１に対する密接摺動とによって、ベアリング外部の泥水等の異物がベアリング内部へ浸入するのを抑制するが、以下の点で不都合が指摘される。

すなわち、上記スリンガー５１は圧入状態でベアリング内輪６１に嵌合されるが、嵌合面は金属同士の接触であるため、隙間ができやすく、シール性に不安があり、隙間から泥水等が浸入する虞がある。

上記泥水浸入の虞を解消するには図４に示すように、嵌合面にゴム５７を貼り付け、これによりシール性を向上させることが考えられる（特許文献１の図４参照）。

しかしながらこの場合には、嵌合作業時にゴム５７が剥がれるなど装着性に問題があり、また金属同士の嵌合に比べ嵌合力が弱いことから嵌合位置がずれてしまう問題もある。

上記嵌合力を増大するには図５に示すように、スリンガー５１の筒状部５１ａの内周面に突起５８を設け、この突起５８をベアリング内輪６１に強く圧接させることが考えられる（特許文献１の図１３参照）。

しかしながらこの場合には、突起５８が筒状部５１ａの軸方向一箇所のみに設けられて嵌合面が軸方向一箇所での当たりになることから、スリンガー５１の嵌合が不安定になり、シールリップ５５ｂの当たりが変化しやすく、シール性が低下する問題がある。

また、突起５８を筒状部５１ａの軸方向一箇所のみに設ける場合にはバランス上、突起５８を筒状部５１ａの軸方向中央に設ける必要があるところ、突起５８を板金プレスで加工する場合には筒状部５１ａの外周面に突起５８に対応する凹み５９が形成されることから、この凹み５９も筒状部５１ａの軸方向中央に形成されることになり、結果、シールリップ５５ｂの接触箇所が制限される（シールリップ５５ｂを筒状部５１ａの外周面の軸方向中央部に接触させることができない）と云う問題もある。

特開２００１−２１５１３２号公報

本発明は以上の点に鑑みて、スリンガーの内周面に突起を設ける構成であってもスリンガーの嵌合およびシールリップの当たりを安定化させることができ、もってシール性の低下を抑制することができる密封装置を提供することを目的とする。またこれに加えて、スリンガーの内周面に突起を設けるとともにこれに応じてスリンガーの外周面に凹みが形成される構成であってもシールリップをスリンガーの軸方向中央部に接触させることができ、もってリップの接触箇所が制限されることがない密封装置を提供することを目的とする。またこれに加えて、スリンガーとこれを装着する部材との間のシール性を向上させることができる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、相対回転する二部材のうちの一方の部材に装着されるスリンガーと他方の部材に装着されるリップ部材とを有し、前記スリンガーは、その内周面をもって前記一方の部材の周面に嵌合され、前記リップ部材は、そのシールリップをもって前記スリンガーの外周面に摺動自在に密接する密封装置において、前記スリンガーの内周面に、前記一方の部材の周面に圧接状態で嵌合される突起を複数、所定の軸方向間隔をあけて設けたことを特徴とする。

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、前記突起は板金プレスで加工され、その結果として前記スリンガーの外周面に前記突起に対応する凹みが複数、所定の軸方向間隔をあけて形成されるとともに前記複数の凹み間に軸方向ストレート面が形成され、前記軸方向ストレート面は、前記シールリップが摺動自在に密接する摺動面として利用され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または２記載の密封装置において、前記突起は環状に設けられ、前記スリンガーの内周面に前記環状突起が複数設けられる結果として前記複数の環状突起間に相対凹部が形成され、前記相対凹部は、嵌合時に塗布するグリースや油をここに保持するグリース保持空間として利用されることを特徴とする。

上記構成を備える本発明の密封装置においては、スリンガーの内周面に、一方の部材の周面に圧接状態で嵌合される突起が複数、所定の軸方向間隔をあけて設けられているために、スリンガーが軸方向複数箇所で嵌合され、よって傾かず、スリンガーの嵌合が安定化し、スリンガーの嵌合が安定化すればシールリップの当たりも安定化する。突起は、円周上複数（多数）が並んだものでも良く、あるいは環状の突起であっても良い。突起の高さは共通とする。

また、上記したように突起を軸方向一箇所のみに設ける場合にはバランス上、突起を軸方向中央部に設ける必要があるところ、突起を軸方向複数個所に設ける場合には、突起を軸方向中央部に設ける必要がなく、軸方向中央部以外の部位に配置することが可能となる。突起を板金プレスで加工する場合にはスリンガーの外周面に突起に対応する凹みが形成されるが、この凹みも軸方向中央部以外の部位に配置することが可能となる。したがって凹み間の軸方向中央部に軸方向ストレート面（凹凸のない円筒面）が形成され、このストレート面をシールリップが摺動自在に密接する摺動面として利用することが可能となる。

また、複数の突起がそれぞれ環状に設けられる場合には、スリンガーの内周面であって環状突起間に相対凹部が形成され、この相対凹部を嵌合時に塗布するグリースや油を保持するグリース保持空間として利用することが可能となる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明においては、スリンガーの内周面に、一方の部材の周面に圧接状態で嵌合される突起が複数、所定の軸方向間隔をあけて設けられているために、スリンガーが軸方向複数箇所で嵌合され、よってスリンガーは傾かず、スリンガーの嵌合が安定化し、シールリップの当たりも安定化する。したがってスリンガーに突起を設けてもシールリップの当たりが不安定となってシール性が低下するのを抑制することができる。

また、複数の凹み間に形成される軸方向ストレート面をシールリップが摺動自在に密接する摺動面として利用する場合には、シールリップの接触位置が限定されないために、接触位置についての設計の自由度を拡大することができる。

また、複数の環状突起間の相対凹部を嵌合時に塗布するグリースや油を保持するグリース保持空間として利用する場合には、これらグリースや油をシール媒体として利用することができるために、泥水などの浸入を一層有効に抑制することができる。

本発明の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スリンガーの一部斜視図 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におけるスリンガーの要部断面図 他の従来例に係る密封装置におけるスリンガーの一部斜視図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）金属スリンガーに円周状の突起を複数設ける。突起を円周上に強く当てて隙間を減らす。突起は多少塑性変形しても可。
（２）軸リップが当たる箇所はストレート形状となるように突起を設ける。シールとセットのときは、軸リップは変形の影響が少ないストレート面に接触するように設定する。
（３）複数の突起間の凹部はグリース保持によりシール性が向上する。
（４）円周状の突起を複数設けることで軸と金属スリンガーの接触面圧が上がり、嵌合面の隙間が減少し、シール性が向上する。また、接触面圧が上がるので、嵌合位置がずれる心配がない。
（５）突起を複数設けることで二箇所以上の接触となるので、嵌合面の突起の配置を限定しなくても嵌合が安定し、リップの当たりの変化を抑えることができ、接触箇所の制限をする必要がない。
（６）軸リップ接触箇所をストレート形状となるように突起を設けることで安定したシール性を保つことができる。
（７）突起によるスリンガーの面凹部は嵌合時に塗布したグリースや油が保持しやすい構造なので、シール性が向上する。
（８）嵌合面にゴムを接着させる必要がないので、装着性が向上する。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係る密封装置の要部断面を示しており、図２はその構成部品であるスリンガー１を単体で示している。

図１の密封装置は、自動車等車両用のハブベアリングシール（ベアリングシール）として用いられるものであって、ベアリング内輪６１に装着されてベアリング内輪６１とともに回転するスリンガー１と、ベアリング外輪６２に装着されてスリンガー１に摺動自在に密接するリップ部材３との組み合わせにより構成されている。尚、発明として、ベアリング内輪６１はこれに代えて回転機器の軸やスリーブなどであっても良く、ベアリング外輪６２はこれに代えて回転機器のハウジングなどであっても良い。

スリンガー１は、金属材よりなり、筒状部１ａの軸方向一端に径方向外方へ向けてフランジ部（外向きフランジ部）１ｂを一体成形したものであって、筒状部１ａの内周面をもってベアリング内輪６１の外周面に嵌合される。フランジ部１ｂの外側端面には、磁気エンコーダ２が被着される場合もある。

リップ部材３は、取付環４と、この取付環４に被着されたゴム状弾性体５とを有している。取付環４は、金属材よりなり、筒状部４ａの軸方向一端に径方向内方へ向けてフランジ部（内向きフランジ部）４ｂを一体成形したものであって、筒状部４ａの外周面をもってベアリング外輪６２の内周面に嵌合される。ゴム状弾性体５は、取付環４に被着された被着ゴム部５ａと、この被着ゴム部５ａに支持されてスリンガー１のフランジ部１ｂの内側端面に摺動自在に密接するシールリップ（サイドリップ）５ｂと、同じく被着ゴム部５ａに支持されてスリンガー１の筒状部１ａの外周面に摺動自在に密接するシールリップ（ラジアルリップ）５ｃと、グリースリップ５ｄとを一体に有している。

上記構成の密封装置においては、上記したようにスリンガー１が圧入状態でベアリング内輪６１に嵌合されるが、嵌合面が金属同士の接触であるため、隙間ができやすく、シール性に不安があり、隙間から泥水等が浸入する虞がある。そこで当該実施例では、以下の対策が施されている。

すなわち、スリンガー１の筒状部１ａの内周面に、ベアリング内輪６１の外周面に圧接状態で嵌合される突起７が複数、所定の軸方向間隔ｃをあけて一体に設けられており、図では環状の突起７が２つ、筒状部１ａの軸方向両端部に設けられている。

また、スリンガー１は板金プレス法で成形されるものであって、突起７も同時に板金プレス法で加工され、その結果として、スリンガー１の筒状部１ａの外周面に、突起７に対応する凹み８が複数、所定の軸方向間隔をあけて形成されており、図では環状の凹み８が２つ、筒状部１ａの軸方向両端部に形成されている。

また、スリンガー１の筒状部１ａの外周面において、２つの凹み８間の部位は凹凸のない円筒面状の軸方向ストレート面９とされ、この軸方向ストレート面９が、シールリップ５ｃおよびグリースリップ５ｄが摺動自在に密接する摺動面として利用されるものとされている。

また、スリンガー１の筒状部１ａの内周面において、２つの突起７間の部位は環状の相対凹部１０とされ、この相対凹部１０は、嵌合時に塗布するグリースや油（いずれも図示せず）をここに保持するグリース保持空間として利用されるものとされている。相対凹部１０の底面はベアリング内輪６１の外周面と接触しておらず、その内周に密閉状の相対凹部１０が形成されている。

上記構成の密封装置においては、スリンガー１の筒状部１ａの内周面に設けた突起７が圧接状態でベアリング内輪６１に嵌合されることから、金属同士の嵌合であっても隙間ができにくく、また嵌合位置がずれにくいものであるが、そのほか、以下の作用効果が発揮される。

すなわち先ず、スリンガー１の筒状部１ａの内周面に、ベアリング内輪６１の外周面に圧接状態で嵌合される突起７が複数、所定の軸方向間隔ｃをあけて設けられているために、スリンガー１が軸方向複数箇所で嵌合され、よって傾かず、スリンガー１の嵌合が安定化し、シールリップ５ｃの当たりが安定化する。したがってスリンガー１に突起７を設けてもシールリップ５ｃの当たりが不安定となることがなく、シール性が低下するのを未然に抑制することができる。

また、上記したように突起７を軸方向一箇所のみに設ける場合にはバランス上、突起７を軸方向中央部に設ける必要があるところ、突起７を軸方向複数個所に設ける場合には、突起７を軸方向中央部に設ける必要がなく、軸方向中央部以外の部位に配置することが可能となる。突起７を板金プレスで加工する場合にはスリンガー１の筒状部１ａの外周面に突起７に対応する凹み８が形成されるが、この凹み８も軸方向中央部以外の部位に配置される。したがって凹み８間の軸方向中央部に軸方向ストレート面９が形成され、このストレート面９をシールリップ５ｃが摺動自在に密接する摺動面として利用することが可能となる。したがってシールリップ５ｃの接触位置が限定されないため、接触位置についての設計の自由度を拡大することができる。

また、スリンガー１の筒状部１ａの内周面であって複数の環状突起７間に相対凹部１０が形成され、この相対凹部１０は、嵌合時に塗布するグリースや油を保持するグリース保持空間として利用することができるものである。したがってこれらグリースや油をシール媒体として利用することにより、泥水などの浸入を有効に抑制することができる。

尚、突起７は、軸方向三箇所以上に設けることも考えられる。突起７の断面形状としては、図示した円弧形のほか、三角形、台形もしくは四角形などが考えられ、特に限定されるものではない。

１ スリンガー
１ａ，４ａ 筒状部
１ｂ，４ｂ フランジ部
２ 磁気エンコーダ
３ リップ部材
４ 取付環
５ ゴム状弾性体
５ａ 被着ゴム部
５ｂ，５ｃ シールリップ
５ｄ グリースリップ
７ 突起
８ 凹み
９ 軸方向ストレート面
１０ 相対凹部
６１ ベアリング内輪（一方の部材）
６２ ベアリング外輪（他方の部材）

Claims (3)

1. 相対回転する二部材のうちの一方の部材に装着されるスリンガーと他方の部材に装着されるリップ部材とを有し、
   前記スリンガーは、その内周面をもって前記一方の部材の周面に嵌合され、
   前記リップ部材は、そのシールリップをもって前記スリンガーの外周面に摺動自在に密接する密封装置において、
   前記スリンガーの内周面に、前記一方の部材の周面に圧接状態で嵌合される突起を複数、所定の軸方向間隔をあけて設けたことを特徴とする密封装置。
2. 請求項１記載の密封装置において、
   前記突起は板金プレスで加工され、その結果として前記スリンガーの外周面に前記突起に対応する凹みが複数、所定の軸方向間隔をあけて形成されるとともに前記複数の凹み間に軸方向ストレート面が形成され、前記軸方向ストレート面は、前記シールリップが摺動自在に密接する摺動面として利用されることを特徴とする密封装置。
3. 請求項１または２記載の密封装置において、
   前記突起は環状に設けられ、前記スリンガーの内周面に前記環状突起が複数設けられる結果として前記複数の環状突起間に相対凹部が形成され、前記相対凹部は、嵌合時に塗布するグリースや油をここに保持するグリース保持空間として利用されることを特徴とする密封装置。

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