JP2016102545A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定期交換のための作業を容易にすることができる密封装置を提供することにある。【解決手段】密封装置１は、環状の金属製の補強環１０と、環状の弾性体から成る弾性体部２０とを備え、弾性体部２０は補強環１０に一体的に取り付けられている。補強環１０は、円盤部１１と、円筒部１２と、フランジ基部１３とを備え、弾性体部２０は、後方カバー２６と、外周カバー２７と、フランジカバー２８とを備える。フランジカバー２８は補強環１０のフランジ基部１３を覆っている。密封装置１は、フランジ基部１３及びフランジカバー２８によって形成される、外周側における外側の端部から外周方向に延びるフランジ部３０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、車両等のハブベアリングに用いられる密封装置に関する。

車両において、車輪を回動自在に支持するハブベアリング（車輪用軸受装置）には、ハブベアリングの内部を外部から密封するために、密封装置が取り付けられている。図５は、従来のハブベアリングに取り付けられた密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。図５に示すように、この種の従来の密封装置１００は、ハブベアリング２００において、互いに同軸に相対回動する外輪（アウタレース）２０１と内輪（インナレース）２０２との間の環状の空間２０３を密封するために、外輪２０１と内輪２０２との間に取り付けられている。具体的には、密封装置１００は、補強環１０１が外輪２０１の内周面に液密に圧入されて固定されており、また、シールリップ１０２が内輪２０２に液密に当接している。

ハブベアリング２００において、外輪２０１と内輪２０２との間には、複数の転動体（テーパコロ）２０４が環状に配設されており、転動体２０４は、図示しない、保持器によって保持されている。また、空間２０３内には、転動体２０４の潤滑用のグリースが充填されている。密封装置１００は、空間２０３を外部から密封することにより、外部から空間２０３内への作動油の漏れ出しの防止が図られていると共に、グリースの漏れを抑制している（例えば、特許文献１〜４参照）。

車両、特にトラックは、車両が重く、荷物の運搬に使用され、また、厳しい環境を走行する等、使用環境が厳しく、密封装置１００に加わる負担が大きい。このため、トラックのハブベアリング２００において、密封装置１００が、トラックの使用期間に亘って必要な機能や性能を維持し続けることは難しく、密封装置１００を定期的に交換する必要がある。

特開２０１４−１１４８２０号公報 特開２０１２−０４０９７１号公報 特開２００９−２１６２３０号公報 特開平１０−５８９０６号公報

しかしながら、上記従来の密封装置１００をハブベアリング２００から取り外す際には、補強環１０１を変形させて補強環１０１と外輪２０１との間の嵌合を解除する必要がある。このため、従来の密封装置１００は、定期交換の作業を煩雑にしていた。

このように、従来から、定期交換のための作業を容易にすることができる密封装置が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定期交換のための作業を容易にすることができる密封装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える軸受装置において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、前記軸線を中心とする環状の補強環と、シールリップを備え、前記補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、前記補強環は、前記軸線に垂直な方向に広がる中空円盤状の円盤部と、該円盤部の外周側の端部から前記軸線方向に延びる円筒状の円筒部と、該円筒部の密封対象側の端部から外周方向に広がるフランジ部とを備え、前記弾性体部は、前記補強環において少なくとも前記円盤部と前記円筒部とに取り付けられており、前記シールリップが前記内周側部材と液密に当接し、前記円筒部に取り付けられた部分が前記外周側部材の内周面に軽嵌合されるようになっていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部は、更に前記フランジ部の少なくとも密封対象側とは反対側に取り付けられている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部の前記フランジ部の密封対象側とは反対側に取り付けられている部分は、密封対象側とは反対側に向かって凸の環状の突起部を有する。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記軸受装置は、トラックのハブベアリングである。

本発明に係る密封装置によれば、定期交換のための作業を容易にすることができる。

本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、密封装置の軸線に沿った断面における断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す密封装置の拡大断面図である。 図１に示す密封装置の使用状態を示すための部分断面図である。 図１に示す密封装置をハブベアリングから取り外す作業工程を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る密封装置おけるフランジ部の変形例の概略構成を示すための拡大断面図である。 従来のハブベアリングに取り付けられた密封装置の概略構成を示すための部分断面図である。

以下、本発明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、本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は、密封装置の軸線に沿った断面における断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す密封装置の拡大断面図である。本発明の実施の形態に係る密封装置は、例えば車両のハブベアリング等の軸受装置において、軸線ｘについて互いに相対回動可能な二部材である外輪と内輪との間の環状の空間を密封するものである。

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１（ａ）参照）方向を外側とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１（ａ）参照）方向を内側とする。より具体的には、外側とは、使用状態において、密封対象物（作動油）が存在する領域に面する方向（密封対象側）であり、内側とは、軸受装置の内部に面する方向である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１（ａ）の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１（ａ）の矢印ｄ方向）を内周側とする。

密封装置１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、軸線ｘを中心とする環状の金属製の補強環１０と、軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成る弾性体部２０とを備える。弾性体部２０は、補強環１０に一体的に取り付けられている。補強環１０の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。弾性体部２０の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。

補強環１０は、円盤部１１と、円筒部１２と、フランジ基部１３とを備える。円盤部１１は、軸線ｘに垂直な方向に広がる中空円盤状の部分であり、円筒部１２は、円盤部１１の外周側の端部から軸線ｘ方向において外側に延びる円筒状の部分である。また、フランジ基部１３は、円筒部１２の外側の端部から外周方向に広がる鍔状の部分である。

弾性体部２０は、補強環１０に取り付けられており、本実施の形態においては補強環１０全体を覆うように補強環１０と一体的に成形されている。弾性体部２０は、リップ腰部２１と、シールリップ２２と、ダストリップ２３とを備える。図１（ａ），（ｂ）に示すように、リップ腰部２１は、補強環１０の円盤部１１における内周側の端部の近傍に位置する部分であり、シールリップ２２は、リップ腰部２１から外側に向かって延びる部分であり、補強環１０の円筒部１２に対向して配置されている。ダストリップ２３は、リップ腰部２１から軸線ｘ方向に向かって延びている。

シールリップ２２は、外側の端部に、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」ともいう。）における形状が内周側に向かって凸の楔形状の環状のリップ先端部２４を有している。リップ先端部２４は、後述するように、軸受装置の外輪に挿通される内輪の外周面と摺動可能に密接に接触するように形成されており、使用状態において内輪との間を密封するようになっている。また、シールリップ２２の外周部側には、シールリップ２２を径方向において内側に付勢するガータースプリング２５が嵌着されている。

ダストリップ２３は、リップ腰部２１から延びる舌片状の部位であり、内側且つ内周側に延出している。ダストリップ２３により、使用状態におけるリップ先端部２４方向への異物の進入の防止が図られている。

また、弾性体部２０は、後方カバー２６と、外周カバー２７と、フランジカバー２８とを備える。後方カバー２６は、補強環１０の円盤部１１を覆い、外周カバー２７は、補強環１０の円筒部１２を覆い、フランジカバー２８は、補強環１０のフランジ基部１３を覆っている。

このように、密封装置１は、フランジ基部１３及びフランジカバー２８によって形成される、外周側における外側の端部から外周方向に延びるフランジ部３０を備える。

外周カバー２７は、後述するように、密封装置１が軸受装置の外輪の内周に嵌合された際に、密封装置１が軽嵌合の状態となるような所定の嵌合代を有するように、径方向の厚さｗが設定されている。ここで、軽嵌合の状態とは、密封装置１が軸受装置の外輪に取り付けられた状態において、後述するように人の力によって密封装置１を軸受装置から取り外すことができるような締り嵌めの嵌合状態をいう。

補強環１０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１０は成形型の中に配置されており、弾性体部２０が架橋接着により補強環１０に接着され、弾性体部２０が補強環１０と一体的に成形される。

次いで、上記構成を有する密封装置１の使用状態について説明する。図２は、密封装置１の使用状態を示すための部分断面図である。本実施の形態においては、密封装置１は、軸受装置としてのトラックのハブベアリングに使用されている。

図２に示すように、密封装置１は、ハブベアリング４０の内部に外部から作動油が浸入しないように、ハブベアリング４０に取り付けられている。

ハブベアリング４０は、従来公知のハブベアリングであり、軸線ｘについて互いに同軸的に相対回動可能な、環状の外周側部材としての外輪４１と、環状の内周側部材としての内輪４２とを備える。内輪４２は、外輪４１に環状の空間４３を持って少なくとも部分的に包囲されている。また、外輪４１と内輪４２との間には、複数の転動体４４が環状に配設されており、転動体４４は、図示しない、保持器によって保持されている。転動体４４は、円錐体状のテーパコロである。ハブベアリング４０は、環状に配設された転動体４４を複数列有していてもよい。また、空間４３内には、転動体４４の潤滑用のグリースが充填されている。

密封装置１は、外側端部において、外輪４１と内輪４２との間に嵌合されており、外部から空間４３内を密封している。ここで外部とは、作動油（密封対象）に覆われた部分であり、内部とは、密封装置１によって密封された空間４３内の部分である。また、外側とは、図１と同様に、軸線ｘ方向において、矢印ａ方向であり、内側とは、軸線ｘにおいて、矢印ｂ方向である。

具体的には、密封装置１は、弾性体部２０の外周カバー２７が上記所定の嵌合代だけ径方向に圧縮されて、外周カバー２７の外周側の周面である外周面２７ａが外輪４１の内周面４１ａに液密に当接して、軽嵌合状態で、外輪４１に嵌合されている。このように、弾性体部２０の外周カバー２７が、軽嵌合状態において、密封装置１と外輪４１との間を密封している。

また、補強環１０のフランジ基部１３は、外輪４１の外部に面する外側の端部である外側端部４１ｂを覆うように外周方向に延びており、弾性部２０のフランジカバー２８の内部側（密封対象側とは反対側）の面である内部側面２８ａが外輪４１の外側端部４１ｂに液密に当接している。このように、外周カバー２７に加えて、フランジカバー２８も、密封装置１と外輪４１との間を密封している。また、フランジ部３０により、軸線ｘ方向において内部方向の密封装置１の位置決めが簡単になされている。さらに、フランジ部３０により、密封装置１の外輪４１への取り付けも容易になっている。

また、シールリップ２２は、内輪４２の内周面４２ａに対向しており、シールリップ２２のリップ先端部２４が内輪４２の内周面４２ａに摺動可能に液密に当接している。このように、シールリップ２２が、密封装置１と内輪４２との間を密封している。

また、外輪４１が収容されているハウジング４５には、スナップリング４６が着脱可能に固定されている。具体的には、スナップリング４６の内部側の面である内部側面４６ａが、弾性体部２０のフランジカバー２８の外部側（密封対象側）の面である外部側面２８ｂに当接している。スナップリング４６は、例えば、ハウジング４５に形成された環状の溝４５ａに収容されて固定されている。このスナップリング４６により、軸線ｘ方向において外部方向の密封装置１の位置決めが簡単になされている。

次いで、密封装置１の定期交換の際の密封装置１の取り外し作業について説明する。図３は、密封装置１をハブベアリング４０から取り外す作業工程を説明するための図である。

先ず、スナップリング４６をハウジング４５から取り外す。次いで、フランジ部３０に外部（密封対象側）方向への力を加える。例えば、図３に示すようなフック状の工具Ｔをフランジ部３０と外輪４１の外側端部４１ｂとの間に挿入し、この状態で工具Ｔを外部方向に引っ張る。上述のように、密封装置１は外輪４１に軽嵌合状態で嵌合されているので、作業員の力で容易に密封装置１を外輪４１から取り外すことができる。

フランジ部３０に外部方向へ向けた力を加える方法は、上記工具Ｔを用いる方法に限らず、マイナスドライバーのようなものを用いてもよく、フランジ部３０に外部方向へ向けた力を加えることができる方法であればよい。

上述のように、本発明の実施の形態に係る密封装置１によれば、外周側において外側の端部から外周方向に延びるフランジ部３０が設けられているため、フランジ部３０を介して外部方向に向かう力を密封装置１に加えることができる。このため、フランジ部３０に外部方向の力を加えることにより、密封装置１を外輪４１から取り外すことができ、密封装置１をハブベアリング４０から容易に取り外すことができる。

また、弾性体部２０の外周カバー２７は、外輪４１の内周面４１ａに軽嵌合されるように厚さｗが設定されているので、密封装置１を外輪４１から取り外すために必要な力を低減させることができる。このため、密封装置１をハブベアリング４０からより容易に取り外すことができる。

このように、本発明の実施の形態に係る密封装置１によれば、定期交換のための作業を容易にすることができる。

ついで、上記本発明の実施の形態に係る密封装置１おけるフランジ部３０の変形例について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る密封装置１おけるフランジ部３０の変形例の概略構成を示すための拡大断面図である。

図４に示すように、密封装置１のフランジ部３０の変形例としてのフランジ部３１は、弾性体部２０のフランジカバー２８の内部側面２８ａに、内側に向かって凸の軸線ｘを中心とする環状の突起部３２を有する。突起部３２の断面形状は、三角形である。このように、密封装置１の変形例としてのフランジ部３１は、上記密封装置１のフランジ部３０に対して、突起部３２を有する点で異なる。なお、突起部３２の断面形状は三角形に限るものではなく、例えば半円形であってもよく、弾性体部２０のフランジカバー２８の内部側面２８ａから内側に向かって突出する形状であればよい。

密封装置１が変形例としてのフランジ部３１を備える場合、使用状態において、突起部３２の先端部が外輪４１の外側端部４１ｂに全周に亘って接触するので、フランジ部３１と外輪４１の外側端部４１ｂとの間の密封性をより向上させることができる。また、公差によりスナップリング４６とフランジ部３１との間に発生する隙間によって、密封装置１がハブベアリング４０において軸線ｘ方向に動いたとしても、突起部３２により、フランジ部３１と外輪４１の外側端部４１ｂとの間の密封性を保持することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

また、本実施の形態に係る密封装置１において、弾性体部２０はフランジカバー２８を備えるものとしたが、弾性体部２０はフランジカバー２８を備えなくてもよく、また、弾性体部２０はフランジカバー２８の内部側（密封対象側と反対側）の部分のみを有していてもよい。

また、本実施の形態に係る密封装置１は、トラック用ハブシール４０に適用されるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではなく、自動車用ハブベアリングや産業機械用のベアリング等、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。

１，１００ 密封装置
１０，１０１ 補強環
１１ 円盤部
１２ 円筒部
１３ フランジ基部
２０ 弾性体部
２１ リップ腰部
２２，１０２ シールリップ
２３ ダストリップ
２４ リップ先端部
２５ ガータースプリング
２６ 後方カバー
２７ 外周カバー
２７ａ 外周面
２８ フランジカバー
２８ａ 内部側面
２８ｂ 外部側面
３０，３１ フランジ部
３２ 突起部
４０，２００ ハブベアリング
４１，２０１ 外輪
４１ａ 内周面
４１ｂ 外側端部
４２，２０２ 内輪
４２ａ 内周面
４３，２０３ 空間
４４，２０４ 転動体
４５ ハウジング
４５ａ 溝
４６ スナップリング
４６ａ 内部側面
ｗ 厚さ
Ｔ 工具

Claims (4)

1. 軸線について互いに相対回動可能な環状の外周側部材と該外周側部材に少なくとも部分的に包囲された環状の内周側部材とを備える軸受装置において前記外周側部材と前記内周側部材との間を密封する密封装置であって、
   前記軸線を中心とする環状の補強環と、
   シールリップを備え、前記補強環に取り付けられている、弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、
   前記補強環は、前記軸線に垂直な方向に広がる中空円盤状の円盤部と、該円盤部の外周側の端部から前記軸線方向に延びる円筒状の円筒部と、該円筒部の密封対象側の端部から外周方向に広がるフランジ部とを備え、
   前記弾性体部は、前記補強環において少なくとも前記円盤部と前記円筒部とに取り付けられており、前記シールリップが前記内周側部材と液密に当接し、前記円筒部に取り付けられた部分が前記外周側部材の内周面に軽嵌合されるようになっていることを特徴とする密封装置。
2. 前記弾性体部は、更に前記フランジ部の少なくとも密封対象側とは反対側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記弾性体部の前記フランジ部の密封対象側とは反対側に取り付けられている部分は、密封対象側とは反対側に向かって凸の環状の突起部を有することを特徴とする請求項２記載の密封装置。
4. 前記軸受装置は、トラックのハブベアリングであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。

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