JP2016089999A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】組み込み工数を低減することができる密封装置を提供する。【解決手段】密封装置１０は、同心状に配置された内軸３と外輪２とを備えているとともに外輪２の一端面に隙間Ｓをあけて対向する側面６ａを有するフランジ部６が内軸３の一端部に一体に形成された転がり軸受装置１に用いられ、内軸３と外輪２との間の環状空間を密封する。密封装置１０は、内軸３の一端部に嵌合固定されるスリンガ２０と、外輪２の一端部に嵌合固定される芯金３０と、芯金３０に固定されスリンガ２０に摺接する内側シールリップ４２と、内側シールリップ４２よりも径方向外方において芯金３０に固定されてフランジ部６の側面６ａに摺接する外側シールリップ４３と、外側シールリップ４３よりも径方向外方において芯金３０に固定されてフランジ部６の側面６ａとの間でラビリンスシールを構成するラビリンスリップ４４と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車の車輪を支持するための転がり軸受装置に用いられる密封装置に関する。
従来より、自動車等の車輪を支持するための転がり軸受装置には、その内部に泥水等の異物が侵入するのを防止するために内外輪間を密封するための密封装置が用いられている。このような密封装置は、転がり軸受装置の内外輪間の両端部に取り付けられる（例えば、特許文献１参照）。
図４は、自動車用の転がり軸受装置の一端部側に取り付けられた従来の密封装置を示す断面図である。図中、転がり軸受装置１００は、自動車の車輪を固定するためのフランジ部１０１ａが一体に形成された内軸１０１と、内軸１０１に外嵌固定された回転輪としての内輪１０２と、固定輪としての外輪１０３と、転動体としての玉１０４とを備えている。
転がり軸受装置１００に取り付けられた密封装置１１０は、内輪１０２の外周面に嵌合固定されるとともに径方向外方向に延びる金属製のスリンガ１１１と、このスリンガ１１１に対向する外輪１０３の端部の内周側に取り付けられた内側シール部材１１２と、外輪１０３の端部の外周側に取り付けられた外側シール部材１１３とを備えている。
内側シール部材１１２は、外輪１０３の端部に内嵌固定された芯金１１４と、芯金１１４に固定されてスリンガ１１１に摺接する複数の内側シールリップ１１５〜１１７とを有している。複数の内側シールリップ１１５〜１１７は、芯金１１４の内周端部を基端としてスリンガ１１１へ延びるように形成されており、車両の走行に伴って回転するスリンガ１１１に摺接することで、内輪１０２と外輪１０３との間の隙間を密封し、転がり軸受装置１００の内部に泥水等の異物が侵入するのを防止している。
外側シール部材１１３は、外輪１０３の端部に外嵌固定された芯金１１８と、芯金１１８に固定された外側シールリップ１１９およびラビリンスリップ１２０とを有している。外側シールリップ１１９は、芯金１１８の内周端部を基端としてフランジ部１０１ａの側面へ延びるように形成されており、車両の走行に伴って回転するフランジ部１０１ａの側面に摺接することで、フランジ部１０１ａと外輪１０３との間の隙間を密封している。また、ラビリンスリップ１２０は、芯金１１８の外周端部を基端としてフランジ部１０１ａの側面へ延びるように形成されており、フランジ部１０１ａの側面との間でラビリンスシールを構成している。上記外側シールリップ１１９及びラビリンスリップ１２０により、外輪１０３の端部とフランジ部１０１ａの側面との間の隙間から泥水等の異物が侵入するのを防止している。
特許第５１７９８４１号公報（図３参照）
上記密封装置１１０は、スリンガ１１１、内側シール部材１１２および外側シール部材１１３を転がり軸受装置１００に個別に取り付ける必要があるため、密封装置１１０の組み込み工数が多くなるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、組み込み工数を低減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。
本発明の密封装置は、同心状に配置された内軸と外輪とを備え、前記外輪の一端面に隙間をあけて対向する側面を有するフランジ部が前記内軸の一端部に一体に形成された転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間を密封する密封装置であって、前記内軸の一端部に嵌合固定されるとともに、径方向外方に延びるスリンガと、前記外輪の一端部に嵌合固定される芯金と、前記芯金に固定され、前記スリンガに摺接する内側シールリップと、前記内側シールリップよりも径方向外方において前記芯金に固定され、前記フランジ部の側面に摺接する外側シールリップと、前記外側シールリップよりも径方向外方において前記芯金に固定され、前記フランジ部の側面との間でラビリンスシールを構成するラビリンスリップと、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、スリンガに摺接する内側シールリップが固定された芯金に、フランジ部の側面に摺接する外側シールリップ、およびフランジ部の側面との間でラビリンスシールを構成するラビリンスリップが固定されているため、芯金を外輪の一端部に嵌合固定することで、外側シールリップおよびラビリンスリップを内側シールリップと共に外輪に取り付けることができる。これにより、密封装置の組み込み工数を低減することができる。
前記スリンガは、前記内軸の一端部に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の一端部から径方向外方に延びるとともに前記フランジ部の側面に対して軸方向に所定の空間をあけて配置される円環部と、を有するのが好ましい。
外側シールリップが長期使用により摩耗すると、外側シールリップとフランジ部の側面との間に円環状の隙間が生じ、その隙間から泥水等が侵入する場合がある。この場合、上記隙間から侵入した泥水等は、スリンガの円環部とフランジ部の側面との間に形成された空間に一時的に溜まり、その溜まった泥水等が自重により落下することで、上記隙間から泥水等を外部へ排出することができる。したがって、外側シールリップが摩耗しても、転がり軸受装置の内部に泥水等が侵入するのを抑制することができる。
本発明によれば、密封装置の組み込み工数を低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る密封装置が用いられた転がり軸受装置を示す断面図である。 上記密封装置の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置の要部を示す拡大断面図である。 従来の密封装置を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る密封装置が用いられた転がり軸受装置を示す断面図である。この転がり軸受装置１は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する。
転がり軸受装置１は、外輪２と、内輪としての内軸３と、外輪２と内軸３の間に配置された転動体としての複数の円錐ころ４と、これらの円錐ころ４をそれぞれ保持する保持器５とを備えており、複列の円錐ころ軸受を構成している。
外輪２は、自動車の懸架装置に固定される固定輪であり、内軸３の外周側に同心に配置されている。外輪２の内周面には、円錐ころ４が転動する外輪軌道２ａが形成されている。
内軸３は、回転輪であると同時に図示しない車輪が取り付けられる車軸を構成している。内軸３の外周面には、円錐ころ４が転動する内輪軌道３ａが形成されている。内軸３の一端部には、車輪を固定するためのフランジ部６が一体に形成されている。このフランジ部６には、内軸３の一端部から径方向外方に向かって直線状に延びて形成された直線部６ａ１と、この直線部６ａ１の外周端から径方向外方に向かって凹曲面状に形成された曲面部６ａ２とを有するフランジ面（側面）６ａが形成されている。フランジ面６ａの直線部６ａ１は、外輪２の一端面に隙間Ｓをあけて対向して配置されている。
転がり軸受装置１は、フランジ部６が形成されている一端部側が車両アウタ側（図１において右側）、他端部側が車両インナ側（図１において左側）となるように懸架装置に固定される。これにより、転がり軸受装置１は、図示しない車輪が固定される内軸３を車両に対して回転自在に支持する。
外輪２の軸方向両端部と、内軸３との間には、外輪２と内軸３との間の環状空間を密封するための密封装置９，１０が取り付けられている。このうち、車両アウタ側に配置された密封装置１０には、本発明の一実施形態である密封装置が用いられている。
図２は、密封装置１０の要部を示す図１の拡大断面図である。図２において、密封装置１０は、内軸３側に設けられたスリンガ２０と、外輪２側に設けられた芯金３０およびシール部材４０とを備えている。なお、図２に示している密封装置１０は、転がり軸受装置１に装着される前である変形前の自然状態を示している。また、本明細書では、車両アウタ側に向く方向（図２の右方向）を軸方向外方、車両インナ側に向く方向（図２の左方向）を軸方向内方ともいう。
スリンガ２０は、例えばステンレス製等の金属製（例えばＳＵＳ材等）からなり、全体が環状の部材である。スリンガ２０は、内軸３の軸方向外端部の外周面３ｂに嵌合固定された円筒部２１と、この円筒部２１の一端部から径方向外方に延びる円環部２２とを有している。円環部２２は、その軸方向外側の側面２２ａがフランジ部６のフランジ面６ａに対して軸方向に環状の空間Ｋをあけて配置されている。
芯金３０は、全体が環状の部材であり、第１円環部３１、第１円筒部３２、第２円環部３３、第２円筒部３４、および第３円環部３５を有している。第１円環部３１は外輪２の端面２ｃに沿って配置されており、第１円環部３１の内周端部は外輪２の端面２ｃに密着している。第１円環部３１の軸方向外端部の内周面には、軸方向外方に窪んだ環状の窪み部３１ａが形成されている。
第１円筒部３２は、外輪２の内周面２ｄに嵌合固定されている。第２円環部３３は、第１円筒部３２の軸方向内端部から径方向内方に延びて形成されている。第２円筒部３４は、第２円環部３３の内周端部から軸方向外方かつ軸方向内方に延びて形成されている。第３円環部３５は第２円筒部３４の軸方向外端部から径方向内方に延びて形成されている。
シール部材４０は、合成ゴム等の弾性素材により形成されており、芯金３０に加硫接着されている。シール部材４０は、芯金３０に固定されたシール本体４１と、このシール本体４１に一体に形成された内側シールリップ４２、外側シールリップ４３、およびラビリンスリップ４４とを有している。外側シールリップ４３は内側シールリップ４２よりも径方向外方に配置されており、外側シールリップ４３よりもさらに径方向外方にラビリンスリップ４４が配置されている。
シール本体４１は、全体が環状の部材であり、第１シール円筒部４１ａ、第１シール円環部４１ｂ、第２シール円筒部４１ｃ、および第２シール円環部４１ｄを有している。第１シール円筒部４１ａは、外輪２の外周面２ｂに沿って軸方向に延びて形成されており、第１シール円筒部４１ａの内周面の軸方向内端部は、外輪２の外周面２ｂに密接している。第１シール円筒部４１ａの外周面には、軸方向に所定間隔をあけて一対の環状溝４１ａ１が形成されている。この環状溝４１ａ１は、第１シール円筒部４１ａの外周面に付着した泥水等を当該環状溝４１ａ１に沿って下方へ案内して落下させる機能を有している。
第１シール円環部４１ｂは、第１シール円筒部４１ａの軸方向外端部から径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の第１円環部３１の外側面に沿って固定されている。なお、芯金３０の第１円環部３１の窪み部３１ａには、外輪２の端面２ｃに密接する環状のシール突起部４１ｅが固定されている。このシール突起部４１ｅは、シール本体４１の一部を構成している。
第２シール円筒部４１ｃは、第１シール円環部４１ｂの内周端部から軸方向内方に延びて形成されており、その軸方向内端部は、芯金３０の第１円筒部３２の内周面、第２円環部３３の外側面、及び第２円筒部３４の外周面にそれぞれ固定されている。第２シール円筒部４１ｃの内周面の軸方向外端部は、スリンガ２０の円環部２２の外周端面との間でラビリンスシールを構成している。
第２シール円環部４１ｄは、第２シール円筒部４１ｃの軸方向中間部から径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の第３円環部３５の外側面に沿って固定されている。第２シール円環部４１ｄの内周端部は、芯金３０の第３円環部３５の内周端から内側面側に折り返すように形成されている。
内側シールリップ４２は、第２シール円環部４１ｄに一体に形成されており、環状の第１及び第２サイドリップ４２ａ，４２ｂと、環状の単一のラジアルリップ４２ｃとを有している。
第１及び第２サイドリップ４２ａ，４２ｂは、第２シール円環部４１ｄの外周面から軸方向外方かつ径方向外方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円環部２２に摺接している。上記サイドリップ４２ａ，４２ｂは、転がり軸受装置１の内部に泥水等の異物が侵入するのを防止する機能を有している。
第２サイドリップ４２ｂの内周側の軸方向中央部には、スリンガ２０の円筒部２１に摺接するラジアル摺接部４２ｂ１が形成されている。
ラジアルリップ４２ｃは、第２シール円環部４１ｄの内周端から軸方向内方かつ径方向内方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円筒部２１に摺接している。
上記ラジアル摺接部４２ｂ１およびラジアルリップ４２ｃは、外輪２と内軸３との間の環状空間に密封されたグリース等の潤滑剤が外部へ漏洩するのを防止する機能を有している。
外側シールリップ４３は、環状の部材であり、第１シール円筒部４１ａの軸方向外端部から軸方向外方かつ径方向外方に延びて形成されている。外側シールリップ４３の先端部はフランジ面６ａの直線部６ａ１に摺接している。これにより、外側シールリップ４３は、外輪２の端面２ｃとフランジ面６ａの直線部６ａ１との間の隙間Ｓから転がり軸受装置１の内部に泥水等の異物が侵入するのを防止する機能を有している。
ラビリンスリップ４４は、環状の部材であり、第１シール円筒部４１ａの外周面から軸方向外方かつ径方向外方に延びて形成されている。ラビリンスリップ４４の先端部は、フランジ面６ａの曲面部６ａ２に対して所定の微小隙間をあけて配置されている。これにより、ラビリンスリップ４４は、フランジ面６ａの曲面部６ａ２との間でラビリンスシールを構成し、前記隙間Ｓから転がり軸受装置１の内部に泥水等の異物が侵入するのを抑制する機能を有している。
以上、本実施形態の密封装置１０によれば、スリンガ２０に摺接する内側シールリップ４２が固定された芯金３０に、フランジ部６のフランジ面６ａに摺接する外側シールリップ４３、およびフランジ面６ａとの間でラビリンスシールを構成するラビリンスリップ４４が固定されているため、芯金３０を外輪２の一端部に嵌合固定することで、外側シールリップ４３およびラビリンスリップ４４を内側シールリップ４２と共に外輪２に取り付けることができる。これにより、密封装置１０の組み込み工数を低減することができる。
また、本実施形態の密封装置１０では、外側シールリップ４３が長期使用により摩耗すると、外側シールリップ４３とフランジ部６のフランジ面６ａとの間に円環状の隙間が生じ、その隙間から泥水等が侵入する場合がある。この場合には、前記隙間から侵入した泥水等が、スリンガ２０の円環部２２とフランジ面６ａとの間に形成された空間Ｋに一時的に溜まり、その溜まった泥水等が自重により落下することで、上記隙間から泥水等を外部へ排出することができる。したがって、外側シールリップ４３が摩耗しても、転がり軸受装置１の内部に泥水等が侵入するのを抑制することができる。
図３は、本発明の第２実施形態に係る密封装置を示す拡大断面図である。本実施形態の密封装置１０は、主に内側シールリップ４２の形状が異なる点で、第１実施形態の密封装置１０と相違する。本実施形態の内側シールリップ４２は、環状の単一のサイドリップ４２ｄと、環状の第１及び第２ラジアルリップ４２ｅ，４２ｆとを有している。第２ラジアルリップ４２ｆは、第１ラジアルリップ４２ｅよりも軸方向内方に配置されている。
サイドリップ４２ｄは、第２シール円環部４１ｄの外周面から軸方向外方かつ径方向外方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円環部２２に摺接している。これにより、サイドリップ４２ｄは、転がり軸受装置１の内部に泥水等の異物が侵入するのを防止する機能を有している。
第１ラジアルリップ４２ｅは、第２シール円環部４１ｄの内周端から軸方向外方かつ径方向内方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円筒部２１に摺接している。第２ラジアルリップ４２ｆは、第２シール円環部４１ｄの内周端から軸方向内方かつ径方向内方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円筒部２１に摺接している。上記第１及び第２ラジアルリップ４２ｅ，４２ｆは、外輪２と内軸３との間の環状空間に密封された潤滑剤が外部へ漏洩するのを防止する機能を有している。
なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記各実施形態の内側シールリップ４２、外側シールリップ４３およびラビリンスリップ４４は、シール本体４１を介して芯金３０に固定されているが、芯金３０に直接固定されていても良い。
１：転がり軸受装置、２：外輪、３：内軸、６：フランジ部、６ａ：フランジ面（側面）、１０：密封装置、２０：スリンガ、２１：円筒部、２２：円環部、３０：芯金、４２：内側シールリップ、４３：外側シールリップ、４４：ラビリンスリップ、Ｋ：空間、Ｓ：隙間

Claims (2)

  1. 同心状に配置された内軸と外輪とを備え、前記外輪の一端面に隙間をあけて対向する側面を有するフランジ部が前記内軸の一端部に一体に形成された転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間を密封する密封装置であって、
    前記内軸の一端部に嵌合固定されるとともに、径方向外方に延びるスリンガと、
    前記外輪の一端部に嵌合固定される芯金と、
    前記芯金に固定され、前記スリンガに摺接する内側シールリップと、
    前記内側シールリップよりも径方向外方において前記芯金に固定され、前記フランジ部の側面に摺接する外側シールリップと、
    前記外側シールリップよりも径方向外方において前記芯金に固定され、前記フランジ部の側面との間でラビリンスシールを構成するラビリンスリップと、を備えていることを特徴とする密封装置。
  2. 前記スリンガは、前記内軸の一端部に嵌合固定される円筒部と、前記円筒部の一端部から径方向外方に延びるとともに前記フランジ部の側面に対して軸方向に所定の空間をあけて配置される円環部と、を有する請求項１に記載の密封装置。
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