JP6199120B2 - ダストシール - Google Patents

Description

本発明は、シール技術に係るダストシールに関する。本発明のダストシールは例えば、自動車等車両用のハブベアリング部に用いられ、またはその他一般の産業用機器におけるベアリング部等に用いられる。

水、泥水、ダスト等の外部異物がより厳しい環境で使用されるハブベアリングの長寿命化およびロバスト性向上策として、図７に示すように、ハブベアリング用シール５１の更に外側に外付けでダストシール６１を設定し、ハブベアリング側への水、泥水、ダスト等の侵入を低減、ハブベアリングの長寿命化につなげる構造によるレベルアップ手法がある。

この場合、外付けでダストシール６１を追加しても低トルクを維持することが要求されることから、外付け用のダストシール６１としては、しめしろ無しのラビリンスシールとして作用させるものが多い。

一方、シール性の観点では、図示するように摺動リップ６２を備えるしめしろ付きのダストシール６１の方が有利となるが、ベアリング内の温度変化に伴う圧力変動（負圧発生）によりリップゴム部が変形し、リップ接触状態が悪化し、摺動トルクが増大する懸念があり、すなわち機器のベアリング部の外側に装着されて、機器外部Ａのダストが機内ベアリング側Ｂへ侵入するのを抑制するダストシール６１であって、相手部材７１に摺動可能に密接するサイドリップ構造のシールリップ６２を有するダストシール６１において、機内ベアリング側Ｂに負圧が発生することによりリップ６２が変形し、リップ６２が相手部材７１にベタ当たりし、摺動トルクが増大する懸念がある。

ＷＯ２００６／００８８９８

本発明は以上の点に鑑みて、ベアリング部の定常作動時に優れたシール性を発揮するとともに、機内ベアリング側に負圧が発生したときにこれを解消する機能を備え、もってリップ接触状態が悪化して摺動トルクが増大するのを抑制することができ、しかもリップを開弁させるためにリップの表面に設けたリブが相手部材に対し安定して接触する構造のダストシール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によるダストシールは、機器のベアリング部の外側に装着されて、機器外部のダストが機内ベアリング側へ侵入するのを抑制するダストシールであって、相手部材に摺動可能に密接するサイドリップ構造のシールリップを有するダストシールにおいて、前記シールリップの機内側表面上にリブを複数等配状に設け、前記ベアリング部の定常作動時は、前記シールリップのリップ先端が全周に亙って前記相手部材に密接し、前記ベアリング部に負圧が発生したときは、前記負圧で前記シールリップが変形することにより前記リブを梃子の支点として前記リップ先端が円周上一部で開弁し、前記負圧が解消したときは、前記シールリップが復帰動して前記リップ先端が閉弁する構造を備え、更に、当該ダストシールの中心軸線を含む平面で前記リブを裁断したときの断面形状において前記リブは前記相手部材に対する接触部を円弧状に形成されることにより前記相手部材に対し広く面接触し、前記リブのリップ先端側立ち上がり面または前記立ち上がり面から前記リップ先端へかけての前記シールリップの機内側表面に、潤滑用グリースを貯留可能な凹み状のグリース保持部を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるダストシールは、上記した請求項１記載のダストシールにおいて、当該ダストシールは、自動車等車両用のハブベアリング部に用いられ、かつハブベアリング用シールの外側に装着されることを特徴とする。

上記構成を備える本発明のダストシールにおいては、サイドリップ構造のシールリップの機内側表面上にリブが複数等配状に設けられており、これによりダストシールが以下のように作動する。
（１）ベアリング部の定常作動時
ベアリング部の定常作動時、すなわちベアリング部に負圧が発生していないときは、シールリップのリップ先端が全周に亙って相手部材に密接する。したがって優れたシール性が発揮される。
（２）負圧発生時
ベアリング部に負圧が発生して所定値に達すると、この負圧でシールリップが変形し、リブを梃子の支点としてリップ先端が円周上一部で開弁する。したがって開弁箇所から外気（大気圧）が流入するため、負圧状態が解消される。
（３）負圧解消後
外気の流入により負圧状態が解消して所定値を上回ると、シールリップが復帰動し、リップ先端が閉弁する。したがって上記（１）の状態に戻るため、優れたシール性が発揮される。

また本発明では、リブの形状が特殊化されており、すなわちリブの相手部材に対する接触部の断面形状が円弧状に形成されることによりリブは相手部材に対し広く面接触する形状とされている。したがってリブが相手部材に対し線接触する場合と比較してリブの相手部材に対する接触幅が広く確保されるため、リブは相手部材の摺動面形状、偏心、傾斜、組み付け状況等の影響を受けにくく、リブの相手部材に対する接触状態が安定化する。したがって上記したところの内部負圧解消（リップ先端開弁）の作用効果を発揮しやすい状況が設定される。

リブは、相手部材に対し常に接触するものであっても良く、また定常作動時は相手部材から離れていて負圧発生時のみ相手部材に接触するものであっても良いが、いずれにしても相手部材と摺動するので、潤滑不足による過大摩耗の発生が懸念される。そこで、これに対策するには、リブの相手部材に対する接触部に潤滑用のグリースを供給するのが好適であり、このためリブのリップ先端側立ち上がり面またはこの立ち上がり面からリップ先端へかけてのシールリップの機内側表面に潤滑用グリースを貯留可能な凹み状のグリース保持部を設けて、このグリース保持部から接触部へグリースを供給する。したがってこの構成によればリブの相手部材に対する接触部にグリースが供給されるため、接触部に潤滑不足による過大摩耗が発生するのを抑制することが可能とされる。

本発明のダストシールは例えば、自動車等車両用のハブベアリング部に用いられ、かつハブベアリング用シールの外側に装着される。したがってこの種の用途に用いられるダストシール（ハブベアリング外付けダストシール）において、本発明の作用効果を得ることができる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明においては以上説明したように、ベアリング部の定常作動時、シールリップのリップ先端が全周に亙って相手部材に密接するため、優れたシール性を発揮することができ、ベアリング部に負圧が発生したとき、リブによる梃子の作用でシールリップが開弁するため、負圧を解消し、もってリップ接触状態が悪化して摺動トルクが増大するのを抑制することができる。

また、リブの形状が特殊化され、すなわちリブにおける接触部の断面形状が円弧状とされて相手部材に対し広く面接触する形状とされているため、リブの相手部材に対する接触状態が安定化する。したがってリブが梃子の支点として作用しやすく、リップ先端が開弁しやすい。

また、凹み状のグリース保持部を設けてこのグリース保持部からリブの接触部へグリースを供給することにより、リブに潤滑不足による過大摩耗が発生するのを抑制することができる。リブの接触部が十分に潤滑されれば、低トルク化や耐鳴き性（摺接音発生の抑制）等についても貢献することができる。

また、本発明のダストシールが自動車等車両用のハブベアリング部に用いられるとともにハブベアリング用シールの外側に装着される場合には、この種の用途に用いられるダストシール（ハブベアリング外付けダストシール）において本発明の作用効果を得ることができる。

本発明の第１実施例に係るダストシールの要部断面図 同ダストシールの要部拡大断面図 同ダストシールの作動状態を示す要部拡大断面図 本発明の第２実施例に係るダストシールの要部説明図 本発明の第３実施例に係るダストシールの要部説明図 本発明の第４実施例に係るダストシールの要部説明図 従来例に係るダストシールの装着状態を示す要部断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、ハブベアリング外付けダストシールの内部負圧解消機能に関する。
（２）内部負圧解消リブを有するサイドリップ形状のハブベアリング外付けダストシール。すなわちリップ部を低トルクなサイドリップ形状とし、内部負圧解消リブを円周上等配で設け、内圧変動（負圧発生）に伴うリップ接触状態の悪化抑制と低トルク化の両立を目指す。
（３）具体的には、負圧発生時にリブと相手摺動部の接触によりリップ先端が開弁することになり、内部負圧を解消することで、リップ接触状態の悪化を抑制する。
（４）リブの形状、等配数、相手摺動部の形状を適切に設定することで、負圧発生時のみリップ先端が開弁し、負圧解消後はリップ先端からの接触に復帰し、シール性を維持することが可能となる。
（５）外付けダストシールをしめしろ付きとすることで、ハブベアリング内への水、泥水、ダストの浸入抑制を強化することができる。また、内圧変動（負圧発生）に対するロバスト性を向上させることで、シール性と低トルク化を両立することができ、結果としてハブユニットの長寿命化と低トルク化に貢献することが期待できる。

（６）本発明はサイドリップを対象にしており、サイドリップの内周面に設けたリブの相手軸と接触する部位をＲ形状とすることで、リブが面接触（接触幅大）となるため、線接触に比べ、相手摺動部形状、偏心、傾斜、組み付け状況等の影響を受けにくく、内部負圧解消（リップ先端開弁）の効果を発揮しやすい。
（７）また、本発明は、内部負圧解消リブとサイドリップの間に形成される領域にグリース保持部を備えていることにより、グリース保持部に保持されたグリースが遠心力の作用を受け、サイドリップ側にはリップ先端を開弁させる方向に働く。内部負圧解消リブ側にはグリース供給方向に働き、貧潤滑→リブ部過大摩耗となり内部負圧解消効果を発揮できなくなること等を防ぎ、長期間に亙る内部負圧解消効果の維持が期待できる。上記領域にグリース保持効果を備えている点でリブ部潤滑性、低トルク、耐鳴き性に優れたリブ仕様と考えられる。
（８）内部負圧解消リブとサイドリップの間に形成されるグリース保持部にグリースを保持しつつ、相手摺動面との間から外気を通せる点が本発明の優れた点である。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・
図１は、本発明の第１実施例に係るダストシール１を示している。当該実施例に係るダストシール１は、機器のベアリング部の外側に装着されて、機器外部Ａのダストが機内ベアリング側Ｂへ侵入するのを抑制するものであって、相手部材に摺動可能に密接するサイドリップ構造のシールリップ２３を有している。また当該実施例に係るダストシール１は、上記従来技術（図７）と同様、自動車等車両用のハブベアリング部に用いられ、かつハブベアリング用シールの外側に装着されるものである。

ダストシール１の全体としては先ず、機器のハウジングやハブベアリング部のアウターレース等の装着部材に嵌合される金属製の取付環１１が設けられ、この取付環１１にゴム状弾性体２１が被着（加硫接着）され、このゴム状弾性体２１によって円筒状のリップ保持部２２が成形され、このリップ保持部２２の先端にサイドリップ構造のシールリップ２３が一体成形されている。

図２に拡大して示すように、シールリップ２３はそのリップ基端２３ａからリップ先端２３ｂへかけて径寸法が徐々に拡大するようテーパー状（ラッパ状）に成形され、そのリップ先端２３ｂの内周縁部をもって相手部材７１の表面（軸方向端面）に摺動可能に密接する。リップ基端２３ａの機外側表面（外周面）にはリップ保持部２２と比較して薄肉のクビレ部２３ｃが設けられているので、シールリップ２３は変形しやすく、相手部材７１の表面（曲面）に追随しやすい。

また、このシールリップ２３の機内側表面（内周面）上にリブ２４が複数等配状に設けられており（例えば円周上６等配）、このようにリブ２４が設けられることによってダストシール１が以下のように作動する。
（１）ベアリング部の定常作動時
ベアリング部の定常作動時、すなわち機内ベアリング側Ｂに負圧が発生していないとき、シールリップ２３はそのリップ先端２３ｂが全周に亙って相手部材７１に密接する。したがって機器外部Ａの水、泥水、ダスト等の外部異物が機内ベアリング側Ｂへ侵入しないように優れたシール性が発揮される。
（２）負圧発生時
機内ベアリング側Ｂに負圧が発生して所定値に達すると、この負圧でシールリップ２３が変形し、リブ２４を梃子の支点としてリップ先端２３ｂが円周上一部で開弁する。すなわち図３に示すように、機内ベアリング側Ｂに負圧が発生してこの負圧が所定値に達すると、この負圧に吸引されるようにしてシールリップ２３が矢印Ｄ方向に変形し、相手部材７１に接触した状態のリブ２４を梃子の支点としてリップ先端２３ｂが円周上一部（リブ２４の近傍部位）で矢印Ｅ方向に持ち上げられ、相手部材７１から離れて、相手部材７１との間に間隙ｃが形成される。したがってこの間隙ｃから機内ベアリング側Ｂへ外気（大気圧）が流入するため、機内ベアリング側Ｂの負圧状態が解消される。外気の流入時、リブ２４は相手部材７１に接触しているため、外気はリブ２４の両横手（円周方向の両側方）を通って流入する。
（３）負圧解消後
外気の流入により機内ベアリング側Ｂの負圧状態が解消して所定値を上回ると、シールリップ２３が復帰動し、リップ先端２３ｂが閉弁する。したがって上記（１）に記載した全周に亙っての接触状態に戻るため、機器外部Ａの水、泥水、ダスト等の外部異物が機内ベアリング側Ｂへ侵入しないように優れたシール性が発揮される。

したがって上記構成のリブ付きシールリップ２３によれば、優れたシール性が発揮され、しかも機内ベアリング側Ｂに負圧が発生したときにこれを解消する機能が備えられているため、シールリップ２３の相手部材７１に対する接触状態が悪化して摺動トルクが増大するのを抑制することができる。

リブ２４は、詳細には、以下のように構成されている。

すなわち図２に示すように、リブ２４はその高さがリップ基端２３ａ側からリップ先端２３ｂ側へかけて徐々に高くなるように形成されている。また、リブ２４はその横幅（円周方向の幅）が略一定に形成されている。

また、リブ２４は、ダストシール１の中心軸線を含む平面でこのリブ２４を裁断したときの断面形状において、相手部材７１に対する接触部２４ａが円弧状に形成されており、これにより図３に示すように相手部材７１に対し所定の接触幅ｗをもって広く面接触することが可能とされており、すなわち上記したようにリブ２４はその高さがリップ基端２３ａ側からリップ先端２３ｂ側へかけて徐々に高くなるように形成されているので、その断面形状は略三角形状を呈するところ、その接触部２４ａを構成する三角形の頂点部が尖端状ではなく断面円弧状に形成されており、これにより相手部材７１に対し所定の接触幅ｗをもって広く面接触することが可能とされている。

また加えて、リブ２４のリップ先端２３ｂ側の立ち上がり面２４ｂに、ベアリンググリース等の潤滑用グリースを貯留可能な凹み状のグリース保持部２５が設けられており、このグリース保持部２５から接触部２４ａへ潤滑用のグリースを供給することが可能とされている。

尚、この凹み状のグリース保持部２５は、リブ２４のリップ先端２３ｂ側の立ち上がり面２４ｂに設けるほか、以下のようにしてリブ２４の立ち上がり面２４ｂからリップ先端２３ｂへかけてのシールリップ２３の機内側表面（内周面）に設けるようにしても良い。

第２実施例・・・
図４に示す第２実施例では、リブ２４の立ち上がり面２４ｂからリップ先端２３ｂへかけてのシールリップ２３の機内側表面（内周面）に凹み状のグリース保持部２５Ａが円周上一部のものとして、かつリブ２４と円周上の位置を合わせて設けられている。

第３実施例・・・
図５に示す第３実施例では、リブ２４の立ち上がり面２４ｂからリップ先端２３ｂへかけてのシールリップ２３の機内側表面（内周面）に凹み状のグリース保持部２５Ｂが環状のものとして設けられている。

第４実施例・・・
図６に示す第４実施例では、リブ２４の立ち上がり面２４ｂからリップ先端２３ｂへかけてのシールリップ２３の機内側表面（内周面）に凹み状のグリース保持部２５Ａが円周上一部のものとして、かつリブ２４と円周上の位置を合わせて設けられ、更に加えて、環状のグリース保持部２５Ｂが併せ設けられている。凹みの深さについては、円周上一部のグリース保持部２５Ａの方が深く設定されており、環状のグリース保持部２５Ｂで集めたグリースを円周上一部のグリース保持部２５Ａから接触部２４ａへ供給する。

また、少なくともグリース保持面に微小凸凹(梨地、表面粗さ等)を設けることにより、グリースを保持しやすくするようにしても良い。

１ ダストシール
１１ 取付環
２１ ゴム状弾性体
２２ リップ保持部
２３ シールリップ
２３ａ リップ基端
２３ｂ リップ先端
２３ｃ クビレ部
２４ リブ
２４ａ 接触部
２４ｂ 立ち上がり面
２５，２５Ａ，２５Ｂ グリース保持部
７１ 相手部材

Claims (2)

1. 機器のベアリング部の外側に装着されて、機器外部のダストが機内ベアリング側へ侵入するのを抑制するダストシールであって、相手部材に摺動可能に密接するサイドリップ構造のシールリップを有するダストシールにおいて、
   前記シールリップの機内側表面上にリブを複数等配状に設け、
   前記ベアリング部の定常作動時は、前記シールリップのリップ先端が全周に亙って前記相手部材に密接し、前記ベアリング部に負圧が発生したときは、前記負圧で前記シールリップが変形することにより前記リブを梃子の支点として前記リップ先端が円周上一部で開弁し、前記負圧が解消したときは、前記シールリップが復帰動して前記リップ先端が閉弁する構造を備え、
   更に、当該ダストシールの中心軸線を含む平面で前記リブを裁断したときの断面形状において前記リブは前記相手部材に対する接触部を円弧状に形成されることにより前記相手部材に対し広く面接触し、
   前記リブのリップ先端側立ち上がり面または前記立ち上がり面から前記リップ先端へかけての前記シールリップの機内側表面に、潤滑用グリースを貯留可能な凹み状のグリース保持部を設けたことを特徴とするダストシール。
2. 請求項１記載のダストシールにおいて、
   当該ダストシールは、自動車等車両用のハブベアリング部に用いられ、かつハブベアリング用シールの外側に装着されることを特徴とするダストシール。

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