JP2014139451A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】摺動リップおよびラビリンスリップを備える密封装置において、ラビリンスリップが機外の異物に曝されて膨潤してもリップとして変形するのを抑制することができ、もってその摺動リップ保護機能が失われにくい構造の密封装置を提供する。
【解決手段】機外の異物が機内へ侵入しないようシールする摺動リップと、異物が摺動リップへ到達しにくくするラビリンスリップとを備える密封装置において、ラビリンスリップが異物に曝されて膨潤したときに膨潤を吸収するための切欠部をラビリンスリップの先端部に設けたことを特徴とする。また、ラビリンスリップの機内側に第２のラビリンスリップを設けたことを特徴とする。また、第２のラビリンスリップの先端部にも同様な切欠部を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、摺動リップおよびラビリンスリップを備える密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車等車両用のハブベアリングシールとして用いられ、またはその他のベアリングシール等として用いられる（産業用ベアリングに用いられるものを含む）。
水、泥水、塩水、ダスト、ブレーキフルードまたは油等の外部異物（外乱要因）がベアリングに装着されたハブベアリングシールのシールリップに付着した場合、従来のハブベアリングシールでは、ゴムが膨潤することでリップが変形し、リップのシール性が低下することにより、異物がベアリング内に侵入する可能性が高くなる欠点を有している。
上記欠点を解消するため従来、図３に示すように、ベアリング外部（機外）Ａの異物がベアリング内部（機内）Ｂへ侵入しないようシールする摺動リップ７１を備えるとともに摺動リップ７１の機外Ａ側にラビリンスリップ７２を備え、このラビリンスリップ７２によって機外Ａの異物が摺動リップ７１へ到達しにくくするよう構成されたハブベアリングシールが提案されており、この図３の従来技術によれば、機外Ａの異物が摺動リップ７１へ到達しにくい分、摺動リップ７１の膨潤・変形が抑制されるため、シール性を向上させることが可能とされている。ラビリンスリップ７２はその名のとおり相手材との間に微小間隙を設定してラビリンスシールを形成するものであって、当該リップの追加により摺動トルクが増大することがないようこのように非接触式のリップとされている。
しかしながら上記図３の従来技術では、摺動リップ７１に代わってラビリンスリップ７２が機外Ａの異物に曝されるため、このラビリンスリップ７２が膨潤・変形して、その機能（機外Ａの異物が摺動リップ７１へ到達しにくくすることにより摺動リップ７１を保護する機能、以下この機能を「摺動リップ保護機能」または単に「機能」とも称する）が早期に失われる虞がある。
特開２０１０−７１３２３号公報（図５）
本発明は以上の点に鑑みて、摺動リップおよびラビリンスリップを備える密封装置において、ラビリンスリップが機外の異物に曝されて膨潤してもリップとして変形するのを抑制することができ、もってその摺動リップ保護機能が失われにくい構造の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、機外の異物が機内へ侵入しないようシールする摺動リップと、前記異物が前記摺動リップへ到達しにくくするラビリンスリップとを備える密封装置において、前記ラビリンスリップが前記異物に曝されて膨潤したときに前記膨潤を吸収するための切欠部を前記ラビリンスリップの先端部に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、前記ラビリンスリップの機内側に第２のラビリンスリップを設けたことを特徴とする。
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２記載の密封装置において、前記第２のラビリンスリップの先端部にも同様な切欠部を設けたことを特徴とする。
また、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項３記載の密封装置において、ラビリンスリップの先端部に設けた切欠部と、前記第２のラビリンスリップに設けた切欠部とを円周上変位して配置したことを特徴とする。
更にまた、本発明の請求項５による密封装置は、上記した請求項１、２、３または４記載の密封装置において、当該密封装置は、自動車等車両用のハブベアリングシールまたはその他のベアリングシールとして用いら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、ラビリンスリップの先端部に切欠部が設けられているため、ラビリンスリップが機外の異物に曝されて膨潤した場合、この切欠部が膨潤を吸収し、すなわち膨潤の逃げ場として作用する。したがってラビリンスリップは膨潤してもリップとして変形するのが抑制されるため、シール機能が維持され、よって摺動リップ保護機能が維持される。
尚、このようにラビリンスリップの先端部に切欠部を設けると、この切欠部から異物が侵入することにより異物の侵入量が増加する可能性があるが、これを防止するには、ラビリンスリップの機内側に第２のラビリンスリップを設けることが考えられ、すなわちラビリンスリップを複数設けることが好適であり、これによれば切欠部から侵入した異物を第２のラビリンスリップがシールするため、異物の侵入量が増加するのを抑制することが可能とされる。
またこの場合、第２のラビリンスリップの先端部にも同様な切欠部を設けることにより、この第２のラビリンスリップについても膨潤を吸収し、シール機能および摺動リップ保護機能を維持することが可能とされる。
また、上記のように第２のラビリンスリップに切欠部を設ける場合、ラビリンスリップに設けた切欠部と第２のラビリンスリップに設けた切欠部とを円周上変位して配置するようにすると、ラビリンスリップに設けた切欠部を通過した異物は円周上移動しなければ第２のラビリンスリップに設けた切欠部に達しないため、摺動リップのほうへ到達しにくい。したがってここに異物が侵入しにくい迷路状の空間が形成されることになり、よって当該密封装置のシール機能を向上させることが可能とされる。
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以上説明したように、機外の異物が機内へ侵入しないようシールする摺動リップと、機外の異物が摺動リップへ到達しにくくするラビリンスリップとが備えられ、このうちラビリンスリップの先端部に切欠部が設けられているため、ラビリンスリップが機外の異物に曝されて膨潤した場合、切欠部が膨潤を吸収し、膨潤の逃げ場として作用する。したがってラビリンスリップは膨潤してもリップとして変形するのが抑制されるため、シール機能が維持され、よって摺動リップ保護機能が維持される。したがって本発明所期の目的どおり、摺動リップおよびラビリンスリップを備える密封装置において、ラビリンスリップが機外の異物に曝され膨潤してもリップとして変形するのを抑制することができ、もってその摺動リップ保護機能が失われにくい構造の密封装置を提供することができる。
また、ラビリンスリップの機内側に第２のラビリンスリップを設けることにより、異物の侵入量が増加するのを抑制することができ、第２のラビリンスリップの先端部にも同様な切欠部を設けることにより、第２のラビリンスリップについても膨潤を吸収し、シール機能および摺動リップ保護機能を維持することができる。また、ラビリンスリップの先端部に設けた切欠部と第２のラビリンスリップに設けた切欠部とを円周上変位して配置することにより異物が侵入しにくい迷路状の空間が形成されるため、当該密封装置のシール機能を向上させることができる。
また、自動車等車両用のハブベアリングシールにおいては近年、その静電気除去対策（ラジオノイズ対策）として、ケッチェンブラックまたはアセチレンブラック等の導電性カーボンを配合したゴム材料をリップ材料として用いる技術が開発されているところ、導電性カーボンを配合したゴム材料には、導電性カーボンを配合していないゴム材料と比較して、泥水や塩水への浸漬後に膨潤し変形しやすい特性が存在する。これに対し本発明の密封装置は上記したようにラビリンスリップの耐膨潤性を高めたことから、泥水や塩水に曝される状況下で用いるのに適している。したがって本発明によれば特に自動車等車両用のハブベアリングシール等として用いるのに好適な密封装置を提供することができる。
本発明の第１実施例に係る密封装置を示す図で、図１（Ａ）はその要部断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＣ部拡大図 本発明の第２実施例に係る密封装置を示す図で、図２（Ａ）はその要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＤ方向矢視図 従来例に係る密封装置の要部断面図
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、ハブベアリングシール（ハブシール）のリップ変形防止方法に関する。
（２）摺動リップおよびその機外側に配置されるラビリンスリップの組み合わせにおいて、ラビリンスリップに切り欠きを付けることで、膨潤した場合においても、周方向の逃げ（切り欠き）が設けられるので、変形を防止することが可能となる。
（３）上記（２）の構成により変形防止が可能となるが、切り欠きからの水、泥水、塩水、ダスト等の侵入量が増加する可能性が考えられるため、切り欠きの内側に更にリップを設けることで、侵入量の増加を防ぐ。
（４）本発明によれば、ラビリンスリップの変形を防止することで、ラビリンス効果を持続させ、摺動リップを十分保護することによって、シール性が低下することがなくなり、軸受内に水等の異物が侵入する可能性を低くすることができる。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
以下に述べる各実施例に係る密封装置は何れも、自動車用車輪懸架装置におけるベアリング部にハブベアリングシール（ハブシール）として用いられ、ベアリング外部（機外）Ａの水、泥水、塩水、ダスト、ブレーキフルードまたは油等の外部異物（外乱要因）がベアリング内部（機内）Ｂへ侵入するのを防止するとともにベアリング内部Ｂの潤滑グリースがベアリング外部Ａへ漏洩するのを防止する。
第１実施例・・・
図１に示す密封装置１１は、機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールする摺動リップ１４，１５と、機外Ａの異物が摺動リップ１４，１５へ到達しにくくするラビリンスリップ１７とを備え、さらにラビリンスリップ１７が機外Ａの異物に曝されて膨潤したときに膨潤を吸収するための切欠部１８がラビリンスリップ１７の先端部に設けられている。摺動リップ１４，１５はラビリンスリップ１７の機内側に設けられており、ラビリンスリップ１７は摺動リップ１４，１５の機外側に設けられている。
密封装置１１は、金属環（取付環）１２と、この金属環１２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体１３によって構成されている。
金属環１２は、上記ベアリング部におけるアウターレース（ハウジング）６１（図３参照）の内周面に嵌合される筒状部１２ａを備え、この筒状部１２ａの機内側端部に径方向内方へ向けて第１折り曲げ部１２ｂが一体成形されるとともに筒状部１２ａの機外側端部に径方向外方へ向けて第２折り曲げ部１２ｃが一体成形されている。
ゴム状弾性体１３は、金属環１２の筒状部１２ａに被着された第１被着部１３ａと、第１折り曲げ部１２ｂに被着された第２被着部１３ｂと、第２折り曲げ部１２ｃに被着された第３被着部１３ｃとを一体に備え、このうちの第２被着部１３ｂに、上記ベアリング部におけるインナーレースまたは回転軸などの回転部材６２（図３参照）に対し摺動可能に密接することにより機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールする第１摺動リップ（サイドリップ）１４および第２摺動リップ（ラジアルリップ）１５、ならびに機内Ｂのグリースが機外Ａへ漏洩しないようシールするグリースリップ１６が一体に成形されるとともに、第３被着部１３ｃに、上記回転部材６２との間に微小間隙を設定してラビリンスシールを形成することにより機外Ａの異物が摺動リップ１４，１５へ到達しにくくするラビリンスリップ１７が一体に成形されている。
そして、このラビリンスリップ１７の先端部に切欠部１８が円周上多数設けられ、これによりラビリンスリップ１７が機外Ａの異物に曝されて膨潤したときに膨潤を吸収することが可能とされ、すなわちラビリンスリップ１７を形成しているゴム状弾性体１３が切欠部１８の開口面積を縮小するように膨潤することによりラビリンスリップ１７の全体（シールリップとしての全体形状）が変形しにくくされている。
上記構成の密封装置１１においては、機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールする摺動リップ１４，１５と、機外Ａの異物が摺動リップ１４，１５へ到達しにくくするラビリンスリップ１７とが備えられ、このうちのラビリンスリップ１７の先端部に切欠部１８が設けられているため、ラビリンスリップ１７が機外Ａの異物に曝されて膨潤した場合、切欠部１８が膨潤を吸収し、膨潤の逃げ場として作用する。したがってラビリンスリップ１７は膨潤してもリップとして変形するのが抑制されるため、シール機能が維持され、よって摺動リップ保護機能が維持される。したがって摺動リップ１４，１５によるシール機能を長期間に亙って維持することができ、密封装置１１のシール性を向上させることができる。
第２実施例・・・
図２に示す密封装置１１は、機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールする摺動リップ１４，１５と、機外Ａの異物が摺動リップ１４，１５へ到達しにくくするラビリンスリップ１７とを備え、さらにラビリンスリップ１７が機外Ａの異物に曝されて膨潤したときに膨潤を吸収するための切欠部１８がラビリンスリップ１７の先端部に設けられている。尚、図２（Ａ）は密封装置１１の要部断面を示しているが、摺動リップ１４，１５についてはこれらを斜め上方から俯瞰した状態（斜視図）を併せ描いている。
密封装置１１は、金属環（取付環）１２と、この金属環１２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体１３によって構成されている。
金属環１２は、上記ベアリング部におけるアウターレース（ハウジング）６１（図３参照）の内周面に嵌合される筒状部１２ａを備え、この筒状部１２ａの機内側端部に径方向内方へ向けて第１折り曲げ部１２ｂが一体成形されるとともに筒状部１２ａの機外側端部に径方向外方へ向けて第２折り曲げ部１２ｃが一体成形されている。
ゴム状弾性体１３は、金属環１２の筒状部１２ａに被着された第１被着部１３ａと、第１折り曲げ部１２ｂに被着された第２被着部１３ｂと、第２折り曲げ部１２ｃに被着された第３被着部１３ｃとを一体に備え、このうちの第２被着部１３ｂに、上記ベアリング部におけるインナーレースまたは回転軸などの回転部材６２（図３参照）に対し摺動可能に密接することにより機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールする第１摺動リップ（サイドリップ）１４および第２摺動リップ（ラジアルリップ）１５、ならびに機内Ｂのグリースが機外Ａへ漏洩しないようシールするグリースリップ１６が一体に成形されるとともに、第３被着部１３ｃに、上記回転部材６２との間に微小間隙を設定してラビリンスシールを形成することにより機外Ａの異物が摺動リップ１４，１５へ到達しにくくするラビリンスリップ（第１のラビリンスリップ）１７が一体に成形されている。
そして、このラビリンスリップ１７の先端部に切欠部１８が円周上多数設けられ、これによりラビリンスリップ１７が機外Ａの異物に曝されて膨潤したときに膨潤を吸収することが可能とされ、すなわちラビリンスリップ１７を形成しているゴム状弾性体１３が切欠部１８の開口面積を縮小するように膨潤することによりラビリンスリップ１７の全体（シールリップとしての全体形状）が変形しにくくされている。
また、ラビリンスシール１７の機内側すなわち内周側に第２のラビリンスリップ１９が一体に設けられ、この第２のラビリンスリップ１９の先端部にも切欠部２０が円周上多数設けられている。
また図２（Ｂ）に示すように、ラビリンスリップ１７の先端部に設けた切欠部１８と、第２のラビリンスリップ１９に設けた切欠部２０とは円周上変位して配置されている。
上記構成の密封装置１１においては、機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールする摺動リップ１４，１５と、機外Ａの異物が摺動リップ１４，１５へ到達しにくくするラビリンスリップ１７とが備えられ、このうちのラビリンスリップ１７の先端部に切欠部１８が設けられているため、ラビリンスリップ１７が機外Ａの異物に曝されて膨潤した場合、切欠部１８が膨潤を吸収し、膨潤の逃げ場として作用する。したがってラビリンスリップ１７は膨潤してもリップとして変形するのが抑制されるため、シール機能が維持され、よって摺動リップ保護機能が維持される。したがって摺動リップ１４，１５によるシール機能を長期間に亙って維持することができ、密封装置１１のシール性を向上させることができる。
また、ラビリンスリップ１７の機内側に第２のラビリンスリップ１９が設けられているために、異物の侵入量が増加するのを抑制することができ、第２のラビリンスリップ１９の先端部にも切欠部２０が設けられているために、第２のラビリンスリップ１９についても膨潤を吸収し、シール機能および摺動リップ保護機能を維持することができる。
また、ラビリンスリップ１７の先端部に設けた切欠部１８と第２のラビリンスリップ１９に設けた切欠部２０とが円周上変位して配置されているために、両リップ１７，１９間に異物が侵入しにくい迷路状の空間が形成されている。したがってこの迷路状の空間を異物が通過しにくいことからしても、密封装置１１のシール性が向上せしめられている。
尚、各実施例に共通するところとして、上記したように自動車等車両用のハブベアリングシールにおいては近年、その静電気除去対策（ラジオノイズ対策）として、ケッチェンブラックまたはアセチレンブラック等の導電性カーボンを配合したゴム材料（導電性ゴム材料）をリップ材料として用いる技術が開発されているところ、導電性カーボンを配合したゴム材料（導電性ゴム材料）には、導電性カーボンを配合していないゴム材料（非導電性ゴム材料）と比較して、泥水や塩水への浸漬後に膨潤し変形しやすい特性が存在する。これに対し本発明の密封装置１１は上記したようにラビリンスリップ１７の耐膨潤性を高めたことから、泥水や塩水に曝される状況下で用いるのに適している。したがって本発明によれば特に自動車等車両用のハブベアリングシール等として用いるのに好適な密封装置１１を提供することができる。
また本発明は、ラビリンスリップ１７の先端部に切欠部１８を設けることによりラビリンスリップ１７の耐膨潤性を高めたものであるが、上記したように導電性カーボンを配合したゴム材料（導電性ゴム材料）には導電性カーボンを配合していないゴム材料（非導電性ゴム材料）と比較して泥水や塩水への浸漬後に膨潤し変形しやすい特性が存在することから、摺動リップ１４，１５を導電性カーボンを配合したゴム材料（導電性ゴム材料）により成形するとともにラビリンスリップ１７を導電性カーボンを配合していないゴム材料（非導電性ゴム材料）または摺動リップ１４，１５より導電性の低い材料（低導電性ゴム材料）により成形すると云うように二色成形を実施することによりラビリンスリップ１７の耐膨潤性を高めることも考えられる。したがってこのような二色成形を実施したうえでラビリンスリップ１７の先端部に切欠部１８を設けることによりラビリンスリップ１７の耐膨潤性を一層高めることができる。
１１ 密封装置
１２ 金属環
１２ａ 筒状部
１２ｂ，１２ｃ 折り曲げ部
１３ ゴム状弾性体
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 被着部
１４，１５ 摺動リップ
１６ グリースリップ
１７，１９ ラビリンスリップ
１８，２０ 切欠部

Claims (5)

  1. 機外の異物が機内へ侵入しないようシールする摺動リップと、前記異物が前記摺動リップへ到達しにくくするラビリンスリップとを備える密封装置において、
    前記ラビリンスリップが前記異物に曝されて膨潤したときに前記膨潤を吸収するための切欠部を前記ラビリンスリップの先端部に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、
    前記ラビリンスリップの機内側に第２のラビリンスリップを設けたことを特徴とする密封装置。
  3. 請求項２記載の密封装置において、
    前記第２のラビリンスリップの先端部にも同様な切欠部を設けたことを特徴とする密封装置。
  4. 請求項３記載の密封装置において、
    ラビリンスリップの先端部に設けた切欠部と、前記第２のラビリンスリップに設けた切欠部とを円周上変位して配置したことを特徴とする密封装置。
  5. 請求項１、２、３または４記載の密封装置において、
    当該密封装置は、自動車等車両用のハブベアリングシールまたはその他のベアリングシールとして用いられることを特徴とする密封装置。
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