JP2013130296A

JP2013130296A - 密封装置

Info

Publication number: JP2013130296A
Application number: JP2013052916A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Nakagawa; 岳洋中川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-07-04
Also published as: US20110006485A1; JPWO2009130933A1; US20130087978A1; WO2009130933A1; CN102016365A

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において、オイルシールの摺動部へ泥水等が浸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るスリンガ２０とを備え、オイルシール１０に、前記回転体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が形成された密封装置において、ハウジング２にオイルシール１０の外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジ１１ａに、対油シールリップ１３より外側でスリンガ２０と軸方向隙間Ｇ_２をもって対向するシールリング３０が保持されると共にスリンガ２０へ向けて弾性付勢されたものである。
【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浸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浸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３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３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及びダストリップ１１３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のシールフランジ部１２１に摺動可能に密接されることによって、またダストリップ１１３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、泥水等が対油シールリップ１１１側へ浸入するのを防止するものであり、スリンガ１２０自体も、そのシールフランジ部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）、泥水等の浸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、従来の密封装置１００によれば、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、泥水の浸入を阻止することができず、したがって耐泥水性が不足していた。このため、耐泥水性を向上させるには、サイドリップ１１２やダストリップ１１３の枚数を増やすことが考えられるが、この場合、密封装置１００の取付スペースが大きくなってしまい、しかも摺動トルクが増大して燃費が悪化するおそれがあった。

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に摩耗しやすいといった問題も指摘される。

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、オイルシールの摺動部へ泥水等が浸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、請求項１の発明に係る密封装置は、非回転のハウジング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を備え、前記オイルシールに、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が形成された密封装置において、前記ハウジングにオイルシールの外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジに、前記対油シールリップより外側で前記スリンガともって対向するシールリングが保持されると共に、このシールリングが前記スリンガへ向けて弾性付勢されたものである。

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、外径フランジの外径端部から延びる外径筒部の内周面に、シールリングを抜け止めしてこのシールリングとスリンガとの間の軸方向隙間を保持する係止突条が、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形されたものである。

請求項１の発明に係る密封装置によれば、対油シールリップより外側で互いに軸方向に対向するスリンガとシールリングとの間の隙間には、スリンガの回転によって振り切り作用を生じると共に、ラビリンスシール作用と動圧を生じ、回転速度が高速であるほど、浸入しようとする泥水や異物に対する排除力が高まる。しかもこのため外側から対油シールリップ側への泥水の浸入を有効に防止することができる。

また、シールリングがスリンガへ向けて弾性付勢されているので、スリンガとオイルシールの取付誤差があってもスリンガとシールリングとの間の隙間のばらつきを生じない。このため安定した密封性能が確保される。

本発明に係る密封装置の実施の形態を、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の要部を拡大して示す断面図である。従来技術による密封装置の一例を、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。

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１及び図２を参照しながら説明する。

図１において、参照符号２は車両におけるトランスファー装置の非回転のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２内に挿通され軸受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で密封されている。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にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂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。

オイルシール１０の補強環１１には、ハウジング２の開口端部２ａの外側を外径方向へ円盤状に展開する外径フランジ１１ａが延在され、更にこの外径フランジ１１ａの外径端部からハウジング２の開口端部２ａと反対側を向いた円筒状の外径筒部１１ｂが延在されている。すなわち外径フランジ１１ａ（及び外径筒部１１ｂ）は、オイルシール１０の補強環１１に一体的に設けられることによりハウジング２に取り付けられている。

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とを有する。このシールフランジ部２２の外径端部は、オイルシール１０の補強環１１から延在された外径筒部１１ｂの先端内周面に、図２に示すように、径方向隙間Ｇ_１を介して径方向に近接対向している。

オイルシール１０の補強環１１から延在された外径フランジ１１ａと、これに軸方向に対向するスリンガ２０のシールフランジ部２２との間には、シールリング３０が配置されている。このシールリング３０は、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）等、耐摩耗性に優れ低摩擦係数の合成樹脂材で環状に成形されたものであって、スリンガ２０のシールフランジ部２２に軸方向に近接対向されている。

オイルシール１０の補強環１１の外径フランジ１１ａにはリップ状ばね１７が、また前記補強環１１の外径筒部１１ｂの内周面には係止突条１８が、それぞれサイドリップ１５の根元から連続したゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形されている。そしてシールリング３０は、係止突条１８によって抜け止めされた状態で、リップ状ばね１７によってスリンガ２０のシールフランジ部２２側へ向けて弾性付勢されており、これによって前記外径フランジ１１ａ側に保持されると共に、スリンガ２０のシールフランジ部２２に微小な軸方向隙間Ｇ_２をもって近接対向されている。

ここで、リップ状ばね１７は、シールリング３０をスリンガ２０のシールフランジ部２２へ向けて弾性付勢する手段であると共に、このシールリング３０に適当な面圧で密接することによってシールリング３０との間を密封すると共にシールリング３０を保持する手段としての機能を併有するものである。

また、シールリング３０は、図２に示すように、スリンガ２０のシールフランジ部２２との対向面における内径部が、外径側ほどシールフランジ部２２側へ張り出す傾斜面３１をなしている。このため、上述した微小な軸方向隙間Ｇ_２の内径側には、外径側ほど狭まる絞り隙間Ｇ_３が形成されている。

以上のように構成された実施の形態の密封装置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、補強環１１の外径フランジ１１ａがハウジング２の開口端部２ａの端面に当接するまでこの開口端部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に外挿して固定し、これによって図１に示す装着状態とする。

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と一体に回転されるスリンガ２０のシールフランジ部２２と摺動部Ｓ_２において密接摺動されることによって、かつ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、内周側への異物や泥水の浸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の摺動部Ｓ_１側へ異物や泥水が浸入するのを阻止するものである。

また、対油シールリップ１３、ダストリップ１４及びサイドリップ１５の摺動部より外側では、スリンガ２０のシールフランジ部２２の外径端部と非回転であるオイルシール１０の補強環１１の外径筒部１１ｂとの間の径方向隙間Ｇ_１、及びシールリング３０とスリンガ２０のシールフランジ部２２との間の微小な軸方向隙間Ｇ_２によって、ラビリンスシール作用を生じ、しかも前記軸方向隙間Ｇ_２の内径側の絞り隙間Ｇ_３は外径側（軸方向隙間Ｇ_２側）へ向けて狭まっているので、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絞り隙間Ｇ_３内に生じる外径側への流れに動圧によるクサビ効果を生じることになる。このため外部Ａから飛来する異物や泥水等は、隙間Ｇ_１，Ｇ_２及びＧ_３を通過してスリンガ２０のシールフランジ部２２とサイドリップ１５との摺動部Ｓ_２へ浸入することは著しく困難である。

そして万一、隙間Ｇ_１〜Ｇ_３を通過する異物や泥水等があってもその量は極めて僅かであり、しかもこのような異物や泥水等は、サイドリップ１５とシールフランジ部２２の摺動部Ｓ_２において、先に説明した振り切り作用によって内周側への浸入を阻止され、更にその内側にもダストリップ１４が存在しているため、対油シールリップ１３とスリーブ５との摺動部への泥水や異物の介入による早期摩耗を有効に防止し、優れた対油シール性を維持することができる。

また、シールリング３０とスリンガ２０のシールフランジ部２２は非接触であるため、シールリング３０による摺動抵抗の増大は来たさない。

しかも、オイルシール１０とスリンガ２０との間に僅かに軸方向の取付誤差があっても、リップ状ばね１７によってシールリング３０がスリンガ２０のシールフランジ部２２へ向けて弾性付勢されることにより、このシールリング３０とシールフランジ部２２との間の隙間Ｇ_２，Ｇ_３のばらつきを生じないので、安定した密封性能が確保される。

１密封装置
２ハウジング
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
１１ａ外径フランジ
１１ｂ外径筒部
１３対油シールリップ
１４ダストリップ
１５サイドリップ
１７リップ状ばね
１８係止突条
２０スリンガ
２２シールフランジ部
３０シールリング
３１傾斜面
Ｇ_１径方向隙間
Ｇ_２軸方向隙間
Ｇ_３絞り隙間

Claims

非回転のハウジング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を備え、前記オイルシールに、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が形成された密封装置において、前記ハウジングにオイルシールの外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジに、前記対油シールリップより外側で前記スリンガと軸方向隙間をもって対向するシールリングが保持されると共に、このシールリングが前記スリンガへ向けて弾性付勢されたことを特徴とする密封装置。
外径フランジの外径端部から延びる外径筒部の内周面に、シールリングを抜け止めしてこのシールリングとスリンガとの間の軸方向隙間を保持する係止突条が、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形されたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。