JP5218735B2 - 密封装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置であって、特に、対油シールリップの摺動部へ泥水等が侵入するのを防止した構造を備えるものに関する。
車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等に用いられる密封装置は、外部から泥水等が飛来しやすいため、対油シールリップの摺動部へ泥水等が侵入するのを極力抑制して、対油シールリップにおける密封性の低下を可及的に防止する必要がある。図２は、従来技術によるこの種の密封装置の一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
すなわち図２において、参照符号２はトランスファー装置のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２に挿通され軸受４を介して軸心Ｏの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号５はこの回転軸３の外周にスプライン嵌合されると共にナット６によって固定されたスリーブ、参照符号７は回転軸３とスリーブ５との間を密封するパッキンである。スリーブ５の端部に形成されたコンパニオンフランジ５ａは、不図示のプロペラシャフト等に結合される。
密封装置１００は、軸受４の軸方向外側に位置してハウジング２の内周に取り付けられた非回転のオイルシール１１０と、このオイルシール１１０の軸方向外側に位置してスリーブ５の外周に取り付けられ、回転軸３及びスリーブ５と一体に回転されるスリンガ１２０とを備える。
詳しくは、オイルシール１１０は、軸受４側を向いて延びる対油シールリップ１１１と、この対油シールリップ１１１と反対側（外側）を向いて延びるサイドリップ１１２とを有する。対油シールリップ１１１は、スリーブ５の外周面に摺動可能に密接されることによって、軸受４に供給される潤滑油の漏洩を防止するものであり、サイドリップ１１２は、スリンガ１２０のフランジ部１２１に摺動可能に密接されることによって、外部Ａから飛来する泥水等が対油シールリップ１１１側へ侵入するのを防止するものであり、スリンガ１２０自体も、そのフランジ部１２１に生じる遠心力による振り切り作用を有し、更にその外筒部１２２をハウジング２の端部に近接させ（例えば下記の特許文献１〜３参照）、あるいはスリンガ１２０の外径端部に、先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けてハウジング２の外径縁部に摺動可能に密接させることによって（例えば下記の特許文献４参照）、泥水等の侵入に対する防止効果の向上を図っている。
特開２００６−９９３０号公報 実開平５−５４８７１号公報 実開平３−６７７６５号公報 実公平７−３３０１７号公報
しかしながら、図２（特許文献１〜３）のような密封装置１００によれば、スリンガ１２０の外筒部１２２とハウジング２の端部外周面との隙間を小さくすると、加工公差や回転軸３の偏心等によって、前記外筒部１２２がハウジング２の端部外周面と接触するおそれがあるので、前記隙間を十分に小さくすることができず、したがって泥水等の侵入を十分に防ぐことができなかった。
また、特許文献４のように、スリンガ１２０の外径端部に先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けた密封装置は、ダストリップの腹部がハウジング２の開口端部の外径縁に密接しているので、ハウジング２に対する十分な締め代が得られず、特に、悪路走行時に密封装置が泥水中に水没したような場合は泥水の侵入を阻止することが困難であった。また耐泥水シール性を向上させるため、サイドリップ１１２やダストリップの数を増やすことも考えられるが、この場合は、密封装置１００が大型化してしまうだけでなく、摺動トルクの増大によって燃費が低下するおそれがある。
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置において、対油シールリップの摺動部へ泥水等が侵入するのを極力防止し得る構造とすることにある。
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る密封装置は、非回転のハウジングの開口端部内周面に取り付けられるオイルシールと、前記ハウジングに挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガとを備え、前記オイルシールが、金属プレス成形品からなる補強環にゴム状弾性材料で一体に成形されたものであって、前記回転体の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ及び前記スリンガに摺動可能に密接されるサイドリップが形成され、前記補強環に、前記ゴム状弾性材料から露出して前記サイドリップの摺動部より外径側に位置する摺動筒部が形成され、この摺動筒部の外周面に、前記スリンガの外径部に設けられて軸方向中間の腰部において内周側へ傾斜するように折れ曲がった外部シールリップの先端部が摺動可能に密接されたものである。
本発明に係る密封装置によれば、スリンガの外径部に設けられた外部シールリップが補強環から延在された摺動筒部と密接摺動されることによって、サイドリップの摺動部ひいては対油シールリップの摺動部側への泥水の侵入を有効に防止することができる。
しかも、外部シールリップと摺動可能に密接する摺動筒部が、金属プレス成形品からなる補強環から延在されたものであるため、この摺動筒部の外周面は滑らかであり、したがって外部シールリップの摺動トルクが小さく抑えられると共に、優れた対泥水シール性が得られる。またこのため、外部シールリップをハウジングの開口端部の外周面に摺動可能に密接させる場合のように、摺動筒部の外周面に表面粗さを小さくするための追加工を施す必要もない。
また、外部シールリップは、先端が内周側を向くように軸方向中間の腰部において内周側へ傾斜するように折れ曲がった形状であるため、回転体の低速回転時における補強環の摺動筒部外周面に対する外部シールリップの十分な締め代を設定することができ、高速回転時には前記摺動筒部外周面に対する外部シールリップの締め代が顕著に低下するので、摺動トルクや発熱、摩耗を抑制することができる。
以下、本発明に係る密封装置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、本発明に係る密封装置の好ましい形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
この図１において、参照符号２は車両のトランスファー装置における非回転のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２に挿通され軸受４を介して軸心Ｏの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号５は、ハウジング２の開口端部２ａの内周側に位置して回転軸３に外挿されたスリーブである。なお、回転軸３及びスリーブ５は、請求項１に記載された回転体に相当する。
スリーブ５は、その内周面に形成されたスプライン部５ｂが回転軸３の外周面に形成されたスプライン部３ａと互いに嵌合されると共に、それより軸方向外側に位置して回転軸３の外周面に形成された雄螺子部３ｂに螺合したナット６によって、先端が軸受４の内輪４ａに当接された状態で軸方向に固定されている。回転軸３とスリーブ５との間は、スプライン部３ａ，５ｂの嵌合部より軸方向外側に位置して介装されると共に前記ナット６によって抜け止めされたパッキン７によって密封されている。また、スリーブ５の外端部にはコンパニオンフランジ５ａが形成されており、不図示のプロペラシャフト等に結合される。
参照符号１は、本発明に係る密封装置で、ハウジング２の開口端部２ａの内周面に取り付けられたオイルシール１０と、回転軸３に外挿したスリーブ５の外周面に前記オイルシール１０の軸方向外側に位置して取り付けられたスリンガ２０とを備える。
オイルシール１０は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作された補強環１１にゴム状弾性材料で一体に成形したものであって、ハウジング２の開口端部２ａの内周面に圧入嵌着される外周シール部１２と、前記補強環１１の内径位置から軸受４側へ延び、その先端近傍の内周部がスリーブ５の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ１３と、前記補強環１１の内径位置から対油シールリップ１３と反対側へ延び、その先端内周がスリーブ５の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されるダストリップ１４と、このダストリップ１４の根元の外周側から対油シールリップ１３と反対側へ、かつ先端が大径となるような円錐筒状をなして延びるサイドリップ１５とを備える。対油シールリップ１３にはその緊迫力を補償するガータスプリング１６が嵌着されている。
オイルシール１０の補強環１１の外径部には、ゴム状弾性材料からなる外周シール部１２から露出した外径フランジ部１１ａ及び摺動筒部１１ｂが延在されている。詳しくは、補強環１１の外径フランジ部１１ａは、ハウジング２の開口端部２ａの先端に沿って外径側へ延びており、その外径端部からスリンガ２０と反対側へ屈曲して円筒状に延びる摺動筒部１１ｂが、前記開口端部２ａに外挿されている。
一方、スリンガ２０は金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、スリーブ５の外周面に圧入嵌着される内径筒部２１と、この内径筒部２１から外径方向へ円盤状に展開してオイルシール１０のサイドリップ１５の先端部と摺動可能に密接されるシールフランジ部２２とを有する。
スリンガ２０のシールフランジ部２２の外径は、ハウジング２の開口端部２ａの外径よりも大きく、このシールフランジ部２２の外径部２２ａには、ゴム状弾性材料からなる外部シールリップ２３が一体的に設けられている。この外部シールリップ２３は、根元２３ａが前記シールフランジ部２２の外径部２２ａに加硫接着され、腰部２３ｂにおいて内周側へ傾斜するように折れ曲がった断面形状をなし、先端部２３ｃが、前記シールフランジ部２２に対するオイルシール１０のサイドリップ１５の摺動部Ｓ２より外径側で、ハウジング２の開口端部２ａの外周面に密嵌された補強環１１の摺動筒部１１ｂの外周面に摺動可能に密接され、摺動部Ｓ３をなしている。
以上のように構成された本発明の密封装置１において、オイルシール１０は、補強環１１が埋設された外周シール部１２をハウジング２の開口端部２ａの内周面に圧入すると共に、前記補強環１１の摺動筒部１１ｂを前記開口端部２ａに外挿することによって、補強環１１の外径フランジ部１１ａが前記開口端部２ａの先端に当接した状態となるように、ハウジング２に位置決め固定する。なお、補強環１１から延在された摺動筒部１１ｂは、ハウジング２の開口端部２ａの外周面に対して圧入によって密嵌する必要はなく、前記開口端部２ａの外周面と摺動筒部１１ｂとの間には隙間が存在していても良い。一方、スリンガ２０は、内径筒部２１をスリーブ５の外周面に圧入嵌着すると共にこのスリーブ５の外周面に形成された段差面５ｃに当接させることによって、スリーブ５に位置決め固定してから、このスリーブ５を回転軸３に外挿して固定することによって、図示の装着状態となる。
オイルシール１０の対油シールリップ１３は、スリーブ５の外周面との摺動部Ｓ１において、軸受４に供給される潤滑油がスリーブ５の外周から外部Ａへ漏洩するのを防止するものである。また、オイルシール１０のサイドリップ１５は、回転するスリンガ２０のシールフランジ部２２との摺動部Ｓ２において、このシールフランジ部２２との密接摺動及び遠心力によるシールフランジ部２２の振り切り作用によって、内周側への泥水等の侵入を阻止するものであり、オイルシール１０のダストリップ１４は、サイドリップ１５の内周側で、スリーブ５の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されることによって、対油シールリップ１３側への泥水等の侵入を阻止するものである。
そして、これら対油シールリップ１３、ダストリップ１４及びサイドリップ１５の摺動部より外側では、ハウジング２の開口端部２ａの外周面に密嵌された補強環１１の摺動筒部１１ｂの外周面に、スリンガ２０と共に回転する外部シールリップ２３が摺動可能に密接され、摺動部Ｓ３を形成しているので、外部Ａから飛来する泥水等がサイドリップ１５の摺動部Ｓ２へ侵入するのを有効に防止することができる。
また、外部シールリップ２３は、腰部２３ｂで内周側へ折れ曲がった形状をなしていることによって、摺動筒部１１ｂの外周面に対する十分な締め代を設定できるのに加え、補強環１１は金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、その摺動筒部１１ｂの外周面は、鋳造品からなるハウジング２の開口端部２ａの外周面に比較して十分に滑らかであるため、表面粗さを小さくするための追加工を施さなくても優れた対泥水シール性が得られ、かつ摺動トルクが十分小さく抑えられる。
ここで、スリンガ２０と共に回転する外部シールリップ２３には、補強環１１の摺動筒部１１ｂの外周面から開かせる方向へ遠心力が作用するが、例えば図示の部分全体が泥水中に没入した状態で車両が走行しているような場合は、車速が遅くなり、すなわち回転軸３の回転速度が遅くなるため、上述のような遠心力が小さく、したがって、補強環１１の摺動筒部１１ｂの外周面に対する外部シールリップ２３の締め代が増大して対泥水シール性が向上する。しかも回転軸３の回転速度が遅いため、締め代の増大による摺動トルクへの影響は小さいものとなる。
また、図示の部分が泥水中に没入していない状態で、高速走行時は回転軸３の回転速度が速くなるため、外部シールリップ２３に作用する遠心力が大きくなって補強環１１の摺動筒部１１ｂの外周面に対する締め代が低下するので、回転速度の上昇に伴う摺動トルクの上昇や、発熱、摩耗が有効に抑制される。
そして万一、外部シールリップ２３の摺動部Ｓ３を通過する泥水等があってもその量は極めて僅かであり、しかもこのような泥水等は、サイドリップ１５とシールフランジ部２２の摺動部Ｓ２において、先に説明した振り切り作用によって内周側への侵入を阻止され、更にその内側にもダストリップ１４が存在しているため、対油シールリップ１３とスリーブ５との摺動部Ｓ１への泥水や異物の介入による早期摩耗を有効に防止し、優れた対油シール性を維持することができる。
本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 従来技術の密封装置の一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
符号の説明
１ 密封装置
２ ハウジング
２ａ 開口端部
３ 回転軸（回転体）
５ スリーブ（回転体）
１０ オイルシール
１１ 補強環
１１ａ 外径フランジ部
１１ｂ 摺動筒部
１３ 対油シールリップ
１４ ダストリップ
１５ サイドリップ
２０ スリンガ
２２ シールフランジ部
２２ａ 外径部
２３ 外部シールリップ

Claims (1)

  1. 非回転のハウジングの開口端部内周面に取り付けられるオイルシールと、前記ハウジングに挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガとを備え、前記オイルシールが、金属プレス成形品からなる補強環にゴム状弾性材料で一体に成形されたものであって、前記回転体の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ及び前記スリンガに摺動可能に密接されるサイドリップが形成され、前記補強環に、前記ゴム状弾性材料から露出して前記サイドリップの摺動部より外径側に位置する摺動筒部が形成され、この摺動筒部の外周面に、前記スリンガの外径部に設けられて軸方向中間の腰部において内周側へ傾斜するように折れ曲がった外部シールリップの先端部が摺動可能に密接されたことを特徴とする密封装置。
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