JP4924789B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封技術に係る密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、ハブベアリングシールとして自動車関連分野に用いられ、または汎用機械等に用いられる。

従来から、図２に示すような密封装置５１が知られており、この密封装置５１は、相対回転する二部材（例えばベアリングの内輪および外輪）６１，６２のうちの一方である内周側取付部材（例えば内輪）６１に取り付けられるスリンガー部材（内周側密封部材）５２と、他方である外周側取付部材（例えば外輪）６２に取り付けられるリップシール部材（外周側密封部材）５３との組み合わせにより構成されている。

スリンガー部材５２は、金属材よりなり、筒状部５２ａの軸方向一端に環状の径方向立ち上がり部５２ｂを一体成形して断面略Ｌ字形に形成され、筒状部５２ａをもって内周側取付部材（例えば内輪）６１の外周面に嵌着されている。リップシール部材５３は、同じく断面略Ｌ字形を呈する金属環５４にゴム状弾性体製のシールリップを複数被着したものであって、金属環５４をもって外周側取付部材（例えば外輪）６２の内周面に嵌着されている。シールリップは、スリンガー部材５２の径方向立ち上がり部５２ｂの内側端面に摺動自在に密接するサイドリップ５５ａと、スリンガー部材５２の筒状部５２ａの外周面に摺動自在に密接する第一ラジアルリップ５５ｂと、同じくスリンガー部材５２の筒状部５２ａの外周面に摺動自在に密接する第二ラジアルリップ５５ｃとの組み合わせよりなり、この３つのリップのうち、サイドリップ５５ａおよび第一ラジアルリップ５５ｂは主に機外Ａの泥水等ダストをシールし、第二ラジアルリップ５５ｃは主に機内Ｂのグリースをシールするよう、その機能が分担されている。

上記構成の密封装置５１において、その耐泥水性を向上させるには、図３に示すように、耐泥水性に大きく寄与することが可能なサイドリップ５５ａを二枚化する（第一ラジアルリップ５５ｂを省略し、その代わりとして第二サイドリップ５５ｄを追加する）ことが考えられるが、このようにサイドリップ５５ａを二枚化すると摺動トルクの増大が懸念されるため、図４に示すように、第二ラジアルリップ５５ｃをスリンガー部材５２に対して非接触タイプとすることが併せて考えられる。

しかしながら、このようにシールリップを、スリンガー部材５２の径方向立ち上がり部５２ｂの内側端面に摺動自在に密接する第一サイドリップ５５ａと、同じくスリンガー部材５２の径方向立ち上がり部５２ｂの内側端面に摺動自在に密接する第二サイドリップ５５ｄと、スリンガー部材５２の筒状部５２ａの外周側に非接触にて配置されるラジアルリップ５５ｃとの組み合わせとすると、何れのリップもスリンガー部材５２を保持するのに必要な径方向の締め代を持たないことから、密封装置５１の搬送時や装着作業時に、リップシール部材５３からスリンガー部材５２が軸方向一方（図上Ｃ方向）へ脱落してしまう虞がある。

特開２００５−８３５３７号公報（図４）

本発明は以上の点に鑑みて、上記リップシール部材等の外周側密封部材からスリンガー部材等の内周側密封部材が軸方向一方へ脱落するのを抑えることができる密封装置を提供することを目的とし、またこれに加えて、シール性能を向上させることができる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、相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材との組み合わせよりなる密封装置であって、前記内周側密封部材は、前記内周側取付部材に固定される筒状部を設けた金属環を有し、前記外周側密封部材は、前記金属環の筒状部の外周側に非接触にて配置されるラジアルリップを有し、前記金属環の筒状部は、前記ラジアルリップの内径寸法よりも大きな外径寸法を備えて前記金属環が前記外周側密封部材から軸方向一方へ脱落するのを阻止する軸方向抜け止め部を有し、前記軸方向抜け止め部は、前記筒状部の先端に薄肉状円筒部を設けてこの薄肉状円筒部を径方向斜め外方へ折り曲げることにより形成され、これにより前記筒状部の外周面に環状の段差部が形成され、前記ラジアルリップのリップ端が前記段差部の外周側に非接触で配置されることにより、前記ラジアルリップと前記軸方向抜け止め部との間に、流路幅が狭くかつ流路形状が複雑な小間隙部が設定され、これによりラビリンス作用の強化されたラビリンスシールが設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による密封装置は、相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材との組み合わせよりなる密封装置であって、前記内周側密封部材は、前記内周側取付部材に固定される筒状部および前記筒状部の一端から径方向外方へ向けて一体成形された径方向立ち上がり部を設けた金属環を有し、前記外周側密封部材は、前記金属環の径方向立ち上がり部に摺動自在に密接する複数のサイドリップおよび前記金属環の筒状部の外周側に非接触にて配置されるラジアルリップを有し、前記金属環の筒状部は、前記ラジアルリップの内径寸法よりも大きな外径寸法を備えて前記金属環が前記外周側密封部材から軸方向一方へ脱落するのを阻止する軸方向抜け止め部を有し、前記軸方向抜け止め部は、前記筒状部の先端に薄肉状円筒部を設けてこの薄肉状円筒部を径方向斜め外方へ折り曲げることにより形成され、これにより前記筒状部の外周面に環状の段差部が形成され、前記ラジアルリップのリップ端が前記段差部の外周側に非接触で配置されることにより、前記ラジアルリップと前記軸方向抜け止め部との間に、流路幅が狭くかつ流路形状が複雑な小間隙部が設定され、これによりラビリンス作用の強化されたラビリンスシールが設けられていることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の請求項１または２による密封装置においては、内周側密封部材における金属環の筒状部に、外周側密封部材におけるラジアルリップの内径寸法よりも大きな外径寸法を備えて金属環が外周側密封部材から軸方向一方へ脱落するのを阻止する軸方向抜け止め部が設けられているために、金属環が外周側密封部材に対して軸方向一方へ変位すると、軸方向抜け止め部がラジアルリップに係合し、よってその脱落が阻止される。軸方向抜け止め部は常態においてはラジアルリップと非接触とされる。また、軸方向抜け止め部は、金属環における筒状部の端部を径方向外方へ折り曲げることによって形成するのが好ましく、この場合には、軸方向抜け止め部が筒状部に一体成形されることになる。また、ラジアルリップおよび軸方向抜け止め部間にラビリンス作用の強化されたラビリンスシールを設けると、このラビリンスシールが発揮するラビリンス作用によって、該部シール性能を向上させることが可能となる。ラビリンス作用が強化されるのは、ラジアルリップおよび軸方向抜け止め部が互いに非接触でありながらも近接配置されることによる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１または２による密封装置においては、内周側密封部材における金属環の筒状部に、外周側密封部材におけるラジアルリップの内径寸法よりも大きな外径寸法を備えて金属環が外周側密封部材から軸方向一方へ脱落するのを阻止する軸方向抜け止め部が設けられているために、この軸方向抜け止め部が発揮する抜け止め作用によって、金属環が外周側密封部材から軸方向一方へ向けて脱落するのを抑えることが可能とされている。したがって、密封装置の搬送時や装着作業時などにおいて、密封装置が分解してしまうのを未然に防止することができる。

またこれに加えて、本発明の請求項２による密封装置においては、外周側密封部材が複数のサイドリップを有しているために、耐泥水性を向上させることができ、またシールリップが複数のサイドリップと非接触式のラジアルリップとの組み合わせとされているために、摺動トルクの増大を抑えることができる。したがって、この請求項２に係る発明によれば総じて、耐泥水性に優れ、摺動トルクが小さく、かつ上記したように部品が分解することもない密封装置を提供することができる。

更にまた、ラジアルリップおよび軸方向抜け止め部間にラビリンス作用の強化されたラビリンスシールが設けられているために、このラビリンスシールが優れたシール性能を発揮する。したがって、ラジアルリップおよび軸方向抜け止め部間についてそのシール性能を向上させることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。当該実施例に係る密封装置１は、自動車関連分野においてハブベアリング用シール（ハブシール）として用いられるものであって、以下のように構成されている。

すなわち先ず、当該密封装置１は、相対回転する二部材のうちの一方の部材であるベアリング内輪（内周側取付部材、図示せず）に取り付けられてベアリング内輪とともに回転する内周側密封部材２と、二部材のうちの他方の部材であるベアリング外輪（外周側取付部材、図示せず）に取り付けられて非回転の外周側密封部材３とを有している。

内周側密封部材２は、金属環の一種であるスリンガー部材（以下、単にスリンガーとも称する）４によって構成されている。

このスリンガー４は、板金等の金属材よりなり、筒状部４ａの軸方向一方（図上右方）の端部に径方向外方（図上上方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）４ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部４ａをもってベアリング内輪の外周面に嵌着される。

一方、外周側密封部材３は、リップシール部材（以下、単にリップシールとも称する）５によって構成されており、このリップシール５は、金属環６と、この金属環６に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体７との組み合わせにより構成されている。

金属環６は、板金等の金属材よりなり、筒状部６ａの軸方向他方（図上左方）の端部に径方向内方（図上下方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）６ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部６ａをもってベアリング外輪の内周面に嵌着される。

ゴム状弾性体７は、金属環６の筒状部６ａの先端外周面に被着された外周ゴム部７ａと、筒状部６ａの先端面に被着された先端ゴム部７ｂと、筒状部６ａの内周面に被着された内周ゴム部７ｃと、金属環６の径方向立ち上がり部６ｂの内側端面および内周端部に被着された端面ゴム部７ｄと、この端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の径方向立ち上がり部４ｂの内側端面に摺動自在に密接する第一サイドリップ７ｅと、この第一サイドリップ７ｅの内周側に配置され、同じく端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の径方向立ち上がり部４ｂの内側端面に摺動自在に密接する第二サイドリップ７ｆと、同じく端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の筒状部４ａの外周側に非接触にて配置されるラジアルリップ７ｇとを一体に有しており、この３つのリップのうち、第一および第二サイドリップ７ｅ，７ｆは主に機外Ａの泥水等ダストをシールし、ラジアルリップ７ｇは主に機内Ｂのグリースをシールするように設定されている。

また、スリンガー４における筒状部４ａの先端には、ラジアルリップ７ｇの内径寸法ｄ１よりも大きな外径寸法ｄ２に設定されて、スリンガー４がリップシール５から軸方向一方（図上右方）へ向けて脱落するのを阻止するための軸方向抜け止め部８が設けられており、この軸方向抜け止め部８は、筒状部４ａの先端部を径方向外方へ折り曲げることによって筒状部４ａに一体成形されている。またこの軸方向抜け止め部８は、筒状部４ａの先端部を径方向斜め外方へ折り曲げることによって形成されており、よって全体として円錐状を呈し、円錐面状の外周面８ａおよび内周面８ｂを有している。またこの軸方向抜け止め部８は、筒状部４ａの先端部に薄肉状円筒部４ｃを設け、この薄肉状円筒部４ｃを径方向斜め外方へ折り曲げることによって形成されており、よってその折り曲げ加工が容易化されている。尚、このように筒状部４ａの先端部に薄肉状円筒部４ｃが設けられた結果として、筒状部４ａの外周面には環状の段差部４ｄが形成されている。

また、ラジアルリップ７ｇと軸方向抜け止め部８との間には、流路幅が狭くかつ流路形状が複雑な小間隙部９が設定されており、この環状の小間隙部９によってラビリンス作用の強化されたラビリンスシール１０が設けられている。

上記構成の密封装置１においては、以下の作用効果が発揮される。

すなわち先ず、スリンガー４における筒状部４ａの先端に、ラジアルリップ７ｇの内径寸法ｄ１よりも大きな外径寸法ｄ２に設定されて、スリンガー４がリップシール５から軸方向一方へ向けて脱落するのを阻止するための軸方向抜け止め部８が設けられているために、この軸方向抜け止め部８が発揮する抜け止め作用によって、スリンガー４がリップシール５から軸方向一方へ向けて脱落するのを抑えることが可能とされている。したがって、当該密封装置１の搬送時や装着作業時などにおいて、密封装置１が分解してしまうのを未然に防止することができる。

また、リップシール５に複数のサイドリップ７ｅ，７ｆが設けられているために、耐泥水性を向上させることが可能とされており、またシールリップが複数のサイドリップ７ｅ，７ｆと非接触式のラジアルリップ７ｇとの組み合わせよりなるものとされているために、リップ全体として摺動トルクの増大を抑えることが可能とされている。

また、軸方向抜け止め部８が筒状部４ａの先端部を径方向外方へ折り曲げることによって成形されているために、軸方向抜け止め部８は筒状部４ａに対して一体に成形されている。したがって、スリンガー４の筒状部４ａに軸方向抜け止め部８を設けても、密封装置１の部品点数が増加するのを抑えることが可能とされている。

更にまた、ラジアルリップ７ｇと軸方向抜け止め部８との間にラビリンス作用の強化されたラビリンスシール１０が設けられているために、このラビリンスシール１０によって優れたシール性能が発揮される。したがって、ラジアルリップ７ｇおよび軸方向抜け止め部８間についてそのシール性能を向上させることが可能とされている。

尚、本発明において、密封装置の形状ないし構造については、必ずしも上記実施例で説明した形状ないし構造でなくても、リップシール５とスリンガー４の「外れ」が防止できる形状ないし構造であれば良い。

また、スリンガーの形状については、組み立て時にリップが傷付かない形状とすると良い。更にまた、例えば、回転検出用に磁性粉を混入したゴム状弾性体をスリンガーの端面に設け、Ｓ極およびＮ極を着磁されたエンコーダーを設けたものであっても良い。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図 従来例に係る密封装置の装着状態を示す断面図 他の従来例に係る密封装置の要部断面図 他の従来例に係る密封装置の要部断面図

１ 密封装置
２ 内周側密封部材
３ 外周側密封部材
４ スリンガー部材（金属環）
４ａ，６ａ 筒状部
４ｂ，６ｂ 径方向立ち上がり部
４ｃ 薄肉状円筒部
４ｄ 段差部
５ リップシール部材
６ 金属環
７ ゴム状弾性体
７ａ 外周ゴム部
７ｂ 先端ゴム部
７ｃ 内周ゴム部
７ｄ 端面ゴム部
７ｅ，７ｆ サイドリップ
７ｇ ラジアルリップ
８ 軸方向抜け止め部
８ａ 円錐面状外周面
８ｂ 円錐面状内周面
９ 小間隙部
１０ ラビリンスシール

Claims (2)

1. 相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材（２）と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材（３）との組み合わせよりなる密封装置（１）であって、
   前記内周側密封部材（２）は、前記内周側取付部材に固定される筒状部（４ａ）を設けた金属環（４）を有し、
   前記外周側密封部材（３）は、前記金属環（４）の筒状部（４ａ）の外周側に非接触にて配置されるラジアルリップ（７ｇ）を有し、
   前記金属環（４）の筒状部（４ａ）は、前記ラジアルリップ（７ｇ）の内径寸法（ｄ１）よりも大きな外径寸法（ｄ２）を備えて前記金属環（４）が前記外周側密封部材（３）から軸方向一方へ脱落するのを阻止する軸方向抜け止め部（８）を有し、
   前記軸方向抜け止め部（８）は、前記筒状部（４ａ）の先端に薄肉状円筒部（４ｃ）を設けてこの薄肉状円筒部（４ｃ）を径方向斜め外方へ折り曲げることにより形成され、これにより前記筒状部（４ａ）の外周面に環状の段差部（４ｄ）が形成され、
   前記ラジアルリップ（７ｇ）のリップ端が前記段差部（４ｄ）の外周側に非接触で配置されることにより、前記ラジアルリップ（７ｇ）と前記軸方向抜け止め部（８）との間に、流路幅が狭くかつ流路形状が複雑な小間隙部（９）が設定され、これによりラビリンス作用の強化されたラビリンスシール（１０）が設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材（２）と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材（３）との組み合わせよりなる密封装置（１）であって、
   前記内周側密封部材（２）は、前記内周側取付部材に固定される筒状部（４ａ）および前記筒状部（４ａ）の一端から径方向外方へ向けて一体成形された径方向立ち上がり部（４ｂ）を設けた金属環（４）を有し、
   前記外周側密封部材（３）は、前記金属環（４）の径方向立ち上がり部（４ｂ）に摺動自在に密接する複数のサイドリップ（７ｅ）（７ｆ）および前記金属環（４）の筒状部（４ａ）の外周側に非接触にて配置されるラジアルリップ（７ｇ）を有し、
   前記金属環（４）の筒状部（４ａ）は、前記ラジアルリップ（７ｇ）の内径寸法（ｄ_１）よりも大きな外径寸法（ｄ_２）を備えて前記金属環（４）が前記外周側密封部材（３）から軸方向一方へ脱落するのを阻止する軸方向抜け止め部（８）を有し、
   前記軸方向抜け止め部（８）は、前記筒状部（４ａ）の先端に薄肉状円筒部（４ｃ）を設けてこの薄肉状円筒部（４ｃ）を径方向斜め外方へ折り曲げることにより形成され、これにより前記筒状部（４ａ）の外周面に環状の段差部（４ｄ）が形成され、
   前記ラジアルリップ（７ｇ）のリップ端が前記段差部（４ｄ）の外周側に非接触で配置されることにより、前記ラジアルリップ（７ｇ）と前記軸方向抜け止め部（８）との間に、流路幅が狭くかつ流路形状が複雑な小間隙部（９）が設定され、これによりラビリンス作用の強化されたラビリンスシール（１０）が設けられていることを特徴とする密封装置。

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