JP2022069254A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】軸受機構における密封装置より内側の空間への流入物の浸入を防止し、軸受機構の良好な動作状態を確保する。【解決手段】軸受機構の固定側部材に取り付けられた芯金と、軸受機構の回転側部材に取り付けられ回転側部材と一体になって回転される環状のスリンガと、芯金に取り付けられ一部がスリンガと接する接触部を有するシール部材と、周方向に離隔する複数の排出孔が形成された環状のベース部とベース部に連続されスリンガに取り付けられる被取付部とベース部から突出され周方向に離隔して位置された複数のフィン部とを有しスリンガと一体になって回転される排出体とを備え、スリンガとシール部材によって囲まれた空間が軸受機構の外部空間に開口を介して連通する連通空間として形成され、排出体は少なくとも複数のフィン部が連通空間に位置され、連通空間に流入された流入物が回転側部材の回転時に複数のフィン部によって外部空間へ向けて流動される。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された軸受機構に用いられる密封装置についての技術分野に関する。
自動車等の車両には、回転部の円滑な回転状態を確保するために軸受機構が用いられ、例えば、車輪の支持部には軸受機構としてハブベアリングが設けられている。
上記のようなハブベアリングは、車体に固定される固定側部材としての外輪に対して、車輪が取り付けられた回転側部材となる内輪が軸回り方向へ回転可能に支持されている。こうしたハブベアリングは、外輪と内輪の間に両者と接する転動体が設けられ、転動体が転動されることによって外輪に対する内輪の回転動作の円滑化が図られている。
しかし、上記のようなハブベアリングにおいては、例えば、走行時に車輪によって跳ね上げられた泥水や塵埃等の流入物が、外輪と内輪の隙間から浸入し転動体に達すると、軸受機構の動作不良や故障を来すおそれがある。
そこで、外輪に内輪と接するシール部材を設け、外輪と内輪の隙間を塞ぐことにより流入物の浸入を防止する方法が考えられるが、シール部材と内輪の接触面積が大きくなると回転時の抵抗が増大し軸受機構の性能の低下を来すおそれがある。そこで、上記のようなハブベアリングにおいては、一般に、ハブベアリングの端部における外輪と内輪の隙間にシール部材と回転側部材との接触面積を小さくした状態で流入物の浸入を防止するための密封装置が設けられている。
上記のような密封装置においては、密封装置の内部に形成された連通空間において流入物を堰き止めることにより、軸受機構における密封装置より内側の空間への流入物の浸入を防止すると共に、堰き止めた流入物を内輪の回転によって軸受機構の外部空間へ流出させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５－８６９９３号公報
ところが、上記のような密封装置において、流入物の軸受機構の外部空間への流出が十分に行われず連通空間に流入される流入物の流入量が流出量より多くなると、連通空間において流入物を堰き止めきれず軸受機構における密封装置より内側の空間へ流入物が浸入するおそれがある。
そこで、本発明は、軸受機構における密封装置より内側の空間への流入物の浸入を防止し、軸受機構の良好な動作状態を確保することを目的とする。
本発明に係る密封装置は、軸受機構に用いられる密封装置であって、前記軸受機構の固定側部材に取り付けられた芯金と、前記軸受機構の回転側部材に取り付けられ前記回転側部材と一体になって回転される環状のスリンガと、前記芯金に取り付けられ一部が前記スリンガと接する接触部を有するシール部材と、周方向に離隔する複数の排出孔が形成された環状のベース部と前記ベース部に連続され前記スリンガに取り付けられる被取付部と前記ベース部から突出され周方向に離隔して位置された複数のフィン部とを有し前記スリンガと一体になって回転される排出体とを備え、前記スリンガと前記シール部材によって囲まれた空間が前記軸受機構の外部空間に開口を介して連通する連通空間として形成され、前記排出体は少なくとも前記複数のフィン部が前記連通空間に位置され、前記連通空間に流入された流入物が前記回転側部材の回転時に前記複数のフィン部によって前記外部空間へ向けて流動されるものである。
これにより、連通空間に流入された流入物が回転側部材に伴って回転される排出体のフィン部によって流動され、排出孔を介して軸受機構の外部空間へ向けて流動される
第２に、上記した本発明に係る密封装置においては、前記複数のフィン部が前記ベース部の内側に突出された内側フィンと前記ベース部の外側に突出された外側フィンとを有することが望ましい。
これにより、連通空間においてベース部の内側の流入物が内側フィンによってベース部の外周側へ向かって流動され、ベース部の外周側に流動された流入物が外側フィンによって軸受機構の外部空間へ向けて流動される。
第３に、上記した本発明に係る密封装置においては、前記ベース部には前記複数のフィン部に連続する周面部と前記周面部の軸方向における両端から内方に突出された二つの側面部とが設けられ、前記内側フィンの幅方向における両端部が前記二つの側面部にそれぞれ連続されることが望ましい。
これにより、複数のフィン部の各一部がベース部の各一部に連続して形成される。
第４に、上記した本発明に係る密封装置においては、前記複数のフィン部の幅方向における前記開口から遠い側の端部が前記ベース部の周方向において前記開口に近い側の端部より前記回転側部材の回転方向側に位置されることが望ましい。
これにより、排出体の回転時に流入物がフィン部によって開口へ向かって流動される。
第５に、上記した本発明に係る密封装置においては、前記ベース部が前記連通空間に位置され、前記シール部材に前記スリンガに向かって突出されたリップ部が設けられ、前記連通空間において前記リップ部が前記接触部と前記ベース部の間に位置されることが望ましい。
これにより、連通空間においてベース部とリップ部によってラビリンス構造が形成される。
本発明によれば、連通空間に流入された流入物が回転側部材に伴って回転される排出体のフィン部によって流動され、排出孔を介して軸受機構の外部空間へ向けて流動されるため、軸受機構における連通空間より内部の空間への流入物の浸入が防止され、軸受機構の良好な動作状態を確保することができる。
図２乃至図８と共に本発明密封装置の実施の形態を示すものであり、本図は、密封装置が設けられた軸受機構の概略構成を示す図である。 密封装置の断面図である。 排出体の断面図である。 一部を断面にして示す排出体の斜視図である。 図３のＶ方向から見た概略図である。 フィン部が内側フィンのみを有する例を示す断面図である。 フィン部がベース部の軸方向に対して平行にされた例を示す図である。 取付ピンがベース部から突出された例を示す断面図である。
以下に、本発明の密封装置を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。
<軸受機構の構成>
まず、密封装置を備えた軸受機構１００の構成の概要について説明する（図１参照）。
軸受機構１００は、車体に固定された外輪１０１と外輪１０１に対して回転可能にされた内輪１０２とを有している。
外輪１０１は円筒状に形成され、車両に設けられた図示しない支持部に固定された固定側部材として設けられている。
内輪１０２は、それぞれ環状に形成されたハブ部１０３と結合環１０４から成り、図示しないデファレンシャル機構や図示しないプロペラシャフト等に連結された駆動軸２００の回転に伴って回転される回転側部材として設けられている。ハブ部１０３は円筒状の本体部１０５と本体部１０５から外方に突出されたハブフランジ部１０６とを有している。内輪１０２は、本体部１０５に挿通された駆動軸２００にナット２０１が締結されることにより駆動軸２００に保持され、駆動軸２００の回転に伴って回転される。ハブフランジ部１０６には周方向に離隔した状態でボルト１０７、１０７、・・・が挿通されている。ボルト１０７、１０７、・・・によって内輪１０２に図示しない車輪が取り付けられる。結合環１０４は本体部１０５における車体側の端部に結合されている。
外輪１０１と内輪１０２の間には転動体１０８、１０８、・・・が保持部１０９に保持された状態で周方向に離隔して設けられている。軸受機構１００は、内輪１０２の回転時に転動体１０８、１０８、・・・が転動されることにより、外輪１０１に対して内輪１０２が円滑に回転される。
軸受機構１００の車体側の端部における外輪１０１と結合環１０４の間には密封装置１が設けられている。外輪１０１の車輪側の端部には、例えば、ラビリンス構造を有し外輪１０１と内輪１０２の隙間を封止する封止部材１１０が取り付けられている。
<密封装置の構成>
次に、密封装置１の構成について説明する（図２乃至図４参照）。
密封装置１は全体として略円環状に形成され、外輪１０１に取り付けられた芯金２と結合環１０４に取り付けられたスリンガ３と芯金２に取り付けられたシール部材４とスリンガ３に取り付けられた排出体５とを有している（図２参照）。
芯金２は、駆動軸２００の軸方向を向く円環部６と円環部６の外周縁から車体側に突出された第１の筒状部７とを有している。円環部６における内側の空間は軸方向に貫通された挿通孔６ａとして形成されている。芯金２は第１の筒状部７の外周面が外輪１０１に固定されている。
スリンガ３は、中心軸が駆動軸２００の回転軸と一致された第２の筒状部８と第２の筒状部８における車体側の端部から外方に突出されたフランジ部９とを有し、第２の筒状部８の内周面が結合環１０４に固定されている。したがって、スリンガ３は駆動軸２００の回転に伴って内輪１０２と一体になって回転される。
スリンガ３は第２の筒状部８の一端部が円環部６の挿通孔６ａに挿通された状態で第１の筒状部７の内周側に配置され、フランジ部９は軸方向において円環部６と離隔して位置されている。
シール部材４は弾性を有する材料によって形成され、芯金２の内側に沿って取り付けられたシール基部１０とシール基部１０からそれぞれ突出された接触部１１とリップ部１２とを有している。接触部１１はシール基部１０の内周縁から第２の筒状部８側に突出され、先端部が弾性力によって第２の筒状部８の外周面に押し付けられている。リップ部１２は径方向において接触部１１より外周側に位置され、フランジ部９へ向けて突出されている。リップ部１２の先端部はフランジ部９と離隔して位置されている。
スリンガ３とシール部材４によって囲まれた空間は連通空間１３として形成され、連通空間１３はフランジ部９の外周縁の外側に形成された開口１４を介して軸受機構１００の外部空間３００と連通されている。
排出体５は、ベース部１５と被取付部１６と複数のフィン部１７、１７、・・・とを有している（図２乃至図４参照）。排出体５は被取付部１６がスリンガ３に取り付けられ内輪１０２の回転に伴ってスリンガ３と一体になって回転され、例えば、車両の前進時には図３に示す回転方向Ｒに回転される。排出体５は、例えば、樹脂材料によって形成されている。
ベース部１５は中心軸が駆動軸２００の回転軸に一致された周面部１８と周面部１８の軸方向における両端からそれぞれ内方に突出された側面部１９、１９とを有している。周面部１８には径方向に貫通する排出孔２０、２０、・・・が排出体５の周方向に離隔して形成されている。排出孔２０は長手方向が周面部１８の幅方向にされた矩形状に形成されている。
被取付部１６はベース部１５の周面部１８における車体側の端部から車体方向に突出された結合面部２１と結合面部２１に取り付けられた押さえ環２２とを有している。結合面部２１は内径がフランジ部９の外径と略同じにされ、フランジ部９に外嵌されている。結合面部２１には車体側に突出された取付ピン２３、２３、・・・が周方向に離隔して設けられている。押さえ環２２は、外径が結合面部２１の外径と同じにされ、外周部には取付ピン２３、２３、・・・と対応した位置に取付孔２２ａ、２２ａ、・・・が形成されている。
排出体５は、結合面部２１がフランジ部９に外嵌された状態で取付ピン２３、２３、・・・が取付孔２２ａ、２２ａ、・・・に圧入されることにより、ベース部１５の一方の側面部１９と押さえ環２２によってフランジ部９が挟持された状態でスリンガ３に取り付けられる。したがって、ベース部１５は連通空間１３において開口１４の近傍に配置され、シール部材４のリップ部１２より外周側に位置されている。
なお、取付ピン２３の先端部が押さえ環２２に係合される係合爪部として形成され、取付ピン２３が取付孔２２ａに挿通された状態で押さえ環２２に係合されることにより、押さえ環２２が結合面部２１に取り付けられてもよい。これにより、押さえ環２２の結合面部２１からの脱落が防止され、排出体５をスリンガ３に確実に取り付けることができる。
フィン部１７、１７、・・・は、ベース部１５の周面部１８における排出孔２０、２０、・・・の開口縁から突出された状態で設けられている（図３及び図４参照）。したがって、フィン部１７、１７、・・・はベース部１５において排出体５の周方向に離隔した状態で設けられている。
フィン部１７は周面部１８の内側に突出された内側フィン２４と周面部１８の外側に突出された外側フィン２５とを有している（図３参照）。フィン部１７、１７、・・・は周面部１８の周方向において内側フィン２４、２４、・・・と外側フィン２５、２５、・・・とが交互に位置されている。
内側フィン２４は先端に近づくに従って回転方向Ｒ側に変位するように傾斜されている。外側フィン２５は先端に近づくに従って回転方向Ｒとは反対側に変位するように傾斜されている。したがって、内側フィン２４と外側フィン２５は周面部１８を挟んで略反対の方向へ突出されている。外側フィン２５は先端部２５ａが他の部分に対して周面部１８に近づく方向に屈曲されている。
内側フィン２４は幅方向における両端部がベース部１５の二つの側面部１９、１９と連結されている。これにより、フィン部１７の各一部がベース部１５の側面部１９、１９にそれぞれ連続して形成される。したがって、フィン部１７の高い強度を確保することができる。
フィン部１７は幅方向における車輪側の端部が車体側の端部より周面部１８の周方向において回転方向Ｒ側に位置されている（図５参照）。したがって、フィン部１７は周面部１８の幅方向において被取付部１６から離隔するに従って回転方向Ｒ側に変位するように傾斜されると共に、開口１４から離れるに従って回転方向Ｒ側に変位されている。
<密封装置の動作>
以下に、密封装置１の動作について説明する（図４参照）。
車両の走行時、例えば、前進時に、車輪によって跳ね上げられた泥水や塵埃等の流入物５０が開口１４から連通空間１３に流入されることがある。
連通空間１３に流入された流入物５０は、連通空間１３における内周側に流動されるが、第２の筒状部８に押し付けられた接触部１１によって軸受機構１００における連通空間１３より内部の空間への浸入が抑制されているため、連通空間１３に滞留されたり再び開口１４を通って軸受機構１００の外部空間３００へ向けて流出される。
このとき、流入物５０の流出が十分に行われず、連通空間１３への流入量が流出量より多くなったり流入物５０が速い速度で連通空間１３に流入されてしまうと、接触部１１に対する水圧が高くなり接触部１１が変位して、流入物５０が第２の筒状部８と接触部１１の接触部分から軸受機構１００における連通空間１３より内部の空間へ浸入するおそれがあるが、密封装置１においては、排出体５によって流入物５０の連通空間１３より内側の空間への浸入が防止される。
密封装置１において、連通空間１３に流入された流入物５０は、内輪１０２と一体になって回転されるスリンガ３によって流動される。また、流動される流入物５０には遠心力が作用し、流入物５０は連通空間１３において外周側へ向かって流動される。
外周側に向かって流動された流入物の一部は、開口１４から外部空間３００へ流出される。外周側に向かって流動された流入物５０の別の一部は、内輪１０２と一体になって回転される排出体５へ向けて流動される。排出体５まで流動された流入物５０は、フィン部１７、１７、・・・に沿って流動される。
排出体５まで流動された流入物５０は、まず内側フィン２４、２４、・・・に沿って流動され、排出孔２０、２０、・・・を通ってベース部１５の外周側へ流動される。ベース部１５の外周側へ流動された流入物は、外側フィン２５、２５、・・・に沿って開口１４に向けて流動され、開口１４から外部空間３００へ向けて流出される。したがって、流入物５０を軸受機構１００の外部空間３００へ向けて効率的に流動させることができる。
また、上記の密封装置１において、フィン部１７、１７、・・・は幅方向における車輪側の端部が車体側の端部より周面部１８の周方向において内輪１０２の回転方向側に位置されている。これにより、排出体５の回転時に流入物５０がフィン部１７、１７、・・・によって開口１４へ向かって流動され易くなるため、軸受機構１００の外部空間３００へ流入物５０の流出を効率的に行うことができる。
以上のように、密封装置１においては、連通空間１３に流入された流入物５０が内輪１０２に伴って回転される排出体５のフィン部１７、１７、・・・によって流動され、排出孔２０、２０、・・・を介して軸受機構１００の外部空間３００へ向けて流動されるため、軸受機構１００における連通空間１３より内部の空間への流入物５０の浸入が防止され、軸受機構１００の良好な動作状態を確保することができる。
また、密封装置１においては、排出体５が内輪１０２の回転に伴って回転されるため、排出体５を回転させるための専用の駆動源を設ける必要がなく、簡単な構成で車輪の回転時（走行時）に排出体５を確実に回転させることができる。
さらに、密封装置１においては、排出体５のベース部１５が連通空間１３に位置され、シール部材４のリップ部１２が連通空間１３において接触部１１とベース部１５の間に位置されている。これにより、連通空間１３においてベース部１５とリップ部１２によってラビリンス構造が形成されるため、連通空間１３に流入される流入物５０の接触部１１側への流動速度を低減することができると共に、接触部１１側への流入物５０の流動量を低減することができる。
上記のように構成された密封装置１においては、フィン部１７が内側フィン２４と外側フィン２５を有する例を示したが、フィン部１７が内側フィン２４のみを有する構成にされていてもよい（図６参照）。
フィン部１７が内側フィン２４のみを有する構成にされることにより、周面部１８から径方向に突出する部分が存在しないため、排出体５の高い強度を確保することができると共に、軸受機構１００に対する排出体５の組付時にフィン部１７が周囲の部材と干渉されにくく、組付作業における作業性の向上を図ることができる。
また、フィン部１７の幅方向における車輪側の端部が車体側の端部より周面部１８の周方向において内輪１０２の回転方向Ｒ側に位置される例を示したが、フィン部１７が幅方向においてベース部１５の軸方向と平行に配置されていてもよい（図７参照）。
さらに、密封装置１においては、被取付部１６が結合面部２１と押さえ環２２とを有し結合面部２１に取付ピン２３が設けられ、押さえ環２２に取付孔２２ａが形成された例を示したが、取付ピン２３が結合面部２１に代えてベース部１５におけるフランジ部９側の側面部１９から突出され、フランジ部９に取付孔９ａが形成されていてもよい（図８参照）。
これにより、結合面部２１がフランジ部９に外嵌された状態で取付ピン２３が取付孔９ａに圧入されることによって、排出体５がスリンガ３に取り付けられる。したがって、押さえ環２２を必要としないため、部品点数の削減を図ることができると共に、排出体５のスリンガ３に対する取付作業を簡略化することができる。
１００ 軸受機構
１０１ 外輪
１０２ 内輪
１０８ 転動体
２００ 駆動軸
３００ 外部空間
１ 密封装置
２ 芯金
３ スリンガ
４ シール部材
５ 排出体
１０ シール基部
１３ 連通空間
１４ 開口
１５ ベース部
１６ 被取付部
１７ フィン部
１８ 周面部
１９ 側面部
２０ 排出孔
２４ 内側フィン
２５ 外側フィン
５０ 流入物

Claims (5)

  1. 軸受機構に用いられる密封装置であって、
    前記軸受機構の固定側部材に取り付けられた芯金と、
    前記軸受機構の回転側部材に取り付けられ前記回転側部材と一体になって回転される環状のスリンガと、
    前記芯金に取り付けられ一部が前記スリンガに接する接触部を有するシール部材と、
    周方向に離隔する複数の排出孔が形成された環状のベース部と前記ベース部に連続され前記スリンガに取り付けられる被取付部と前記ベース部から突出され周方向に離隔して位置された複数のフィン部とを有し前記スリンガと一体になって回転される排出体とを備え、
    前記スリンガと前記シール部材によって囲まれた空間が前記軸受機構の外部空間に開口を介して連通する連通空間として形成され、
    前記排出体は少なくとも前記複数のフィン部が前記連通空間に位置され、
    前記連通空間に流入された流入物が前記回転側部材の回転時に前記複数のフィン部によって前記外部空間へ向けて流動される
    密封装置。
  2. 前記複数のフィン部が前記ベース部の内側に突出された内側フィンと前記ベース部の外側に突出された外側フィンとを有する
    請求項１に記載の密封装置。
  3. 前記ベース部には前記複数のフィン部に連続する周面部と前記周面部の軸方向における両端から内方に突出された二つの側面部とが設けられ、
    前記内側フィンの幅方向における両端部が前記二つの側面部にそれぞれ連続された
    請求項２に記載の密封装置。
  4. 前記複数のフィン部の幅方向における前記開口から遠い側の端部が前記ベース部の周方向において前記開口に近い側の端部より前記回転側部材の回転方向側に位置された
    請求項１、請求項２又は請求項３に記載の密封装置。
  5. 前記ベース部が前記連通空間に位置され、
    前記シール部材に前記スリンガに向かって突出されたリップ部が設けられ、
    前記連通空間において前記リップ部が前記接触部と前記ベース部の間に位置された
    請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の密封装置。
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