JP6577869B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、機器の回転部材と静止部材との間で機外の異物が機内へ侵入しないようシールする密封装置であって、回転側のシールフランジに非回転のシールリップを摺接させる構造を備えるものに関する。本発明の密封装置は例えば、自動車等の車両におけるハブベアリングシールとして用いられる。

例えば自動車のサスペンションに対して車輪を回転自在に支持するハブベアリングは、雨水や泥水等の外部異物に直接曝される。したがってこれら異物の侵入を防止するためハブベアリングにはハブベアリングシール（ハブシール）が装着されている。

図４は、このようにハブベアリングシールとして用いられる密封装置１０１の一例を示し、密封装置１０１は、回転部材であるベアリングの内輪５１の外周に装着されるスリンガー１１１と、静止部材であるベアリングの外輪５２の内周に装着されるリップシール部材１２１との組み合わせにより構成されている。

スリンガー１１１は、金属等の剛材製であって、内輪５１の外周面に固定されるスリーブ１１２と、このスリーブ１１２の一端に設けられたシールフランジ１１３とを一体に有している。

一方、リップシール部材１２１は、外輪５２の内周面に固定される取付環１２２と、この取付環１２２に被着されたゴム状弾性体１２３とを有し、このゴム状弾性体１２３によって、スリンガー１１１におけるシールフランジ１１３の機内側端面１１３ａに摺動可能に密接するシールリップ（端面リップ）１２４が設けられている。

上記構成の密封装置１０１は、回転側のシールフランジ１１３に対し非回転のシールリップ１２４が摺接するので、機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入するのを抑制することができる。

特開２００９−２４２５号公報

しかしながら上記図４の密封装置１０１に対しては、以下の点について更なる機能向上が求められる。

上記図４の密封装置１０１によると、回転側のシールフランジ１１３に対し非回転のシールリップ１２４が摺接することによりシール機能が発揮されるので、機外Ａの異物はシールフランジ１１３外周の隙間１３１を侵入経路Ｓとして当該密封装置１０１の内部空間Ｃへ侵入する。したがって密封装置１０１の内部空間Ｃにおいて異物が徐々に堆積し、これによりシールリップ１２４の反発力が低下する等、シール性能に影響が及ぶことが懸念される。

本発明は以上の点に鑑みて、機器の回転部材と静止部材との間で機外の異物が機内へ侵入しないようシールする密封装置であって、回転側のシールフランジに非回転のシールリップを摺接させる構造を備える密封装置において、機外の異物が密封装置の内部空間へ侵入しにくいようにすることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の手段を採用した。
本発明の密封装置は、機器の回転部材と前記回転部材の外周側に配置された非回転の静止部材との間で機外の異物が機内へ侵入しないようシールする密封装置であって、回転側のシールフランジの機内側端面に非回転のシールリップを摺接させる構造を備える密封装置において、前記シールフランジの外周端部を機外側へ曲げ加工し、前記シールリップを設けたリップシール部材における筒状の取付部が前記シールフランジの外周側に配置され、前記シールフランジと前記取付部との間の径方向間隙が前記異物の侵入経路とされ、前記曲げ加工したシールフランジの外周端部における機外側端面の断面延長線が前記取付部の内周面と交差するように設定されていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の密封装置（請求項１）によれば、シールフランジの外周端部が機外側へ曲げ加工されているため、シールフランジが回転したときにシールフランジの機外側に発生する外周側へ向けての空気の流れが曲げ加工に沿って機外側へ向けて斜めに流れることになり、よってこのように外周側であってかつ機外側へ向けて斜めに流れる空気の流れによって機外の異物を密封装置から遠ざけることが可能とされる。シールフランジはその回転時に遠心力による流体振り切り作用を発揮し、この流体振り切り作用によって外周側へ向けての空気の流れを生じさせるものである。したがってシールフランジが高速で回転するほど空気の流れ量が増大することになる。

また、本発明の密封装置（請求項１）によれば、シールフランジと取付部との間の径方向間隙が異物の侵入経路とされるところ、曲げ加工したシールフランジの外周端部における機外側端面の断面延長線が取付部の内周面と交差するように設定されているため、曲げ加工したシールフランジの外周端部における機外側端面に沿って流れる空気が取付部の内周面へ向けて流れ、このとき異物の侵入経路の開口部をその内周側から外周側へかけて横断するよう流れる。したがって空気の流れが侵入経路の開口部を塞ぐかたちとなるため、機外の異物が侵入経路の開口部へ近付くのを抑制することが可能とされる。

本発明は上記目的を達成するため更に、以下の手段を採用してもよい。
前記密封装置（請求項１）において、前記シールフランジの機外側端面に、回転時に外周側へ向けて空気の流れを生じさせるネジ部を設けたことを特徴とする（請求項２）。

本発明の密封装置（請求項２）によれば、シールフランジの機外側端面に回転時に外周側へ向けて空気の流れを生じさせるネジ部が設けられているため、シールフランジが回転したときに発生する空気の流れ量が増大する。したがってこのように空気の流れ量が増大するため、異物に対するシール性を高めることが可能とされる。ネジ部はその回転時に遠心力による流体ポンピング作用を発揮し、この流体ポンピング作用によって外周側へ向けての空気の流れを生じさせるものである。したがってネジ部が高速で回転するほど空気の流れ量が増大することになる。ネジ部は一般にネジ状の溝として形成されるが、このほかネジ状の突起などであっても良い。

本発明においては以上説明したように、外周側であってかつ機外側へ向けて斜めに流れる空気の流れによって機外の異物を密封装置から遠ざける。また、空気の流れが侵入経路の開口部を塞ぎ、機外の異物が侵入経路の開口部へ近付くのを抑制する。したがってこれらの作用に基づいて機外の異物が侵入経路を経由して密封装置の内部へ侵入するのを抑制することができ、密封装置の内部に異物が堆積してシール機能に影響を及ぼすのを防止することができる。またシールフランジの機外側端面にネジ部を設けることにより空気の流れ量が増大するため、異物に対するシール性を一層増大させることができる。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図 同密封装置に備えられるネジ部の説明図 同密封装置の一部拡大断面図 従来例に係る密封装置の要部断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）構成
・シールフランジの大気側の側面に螺旋状の溝を両回転方向に設ける。
・シールフランジの先端を大気側に曲げる。
・先端を大気側に曲げたシールフランジの外周面の延長上に開口部（泥水侵入経路）がある。
（２）作用効果
・軸回転時、溝を伝い、外周側へ向かう空気の流れを生じさせる。
・空気の流れが軸に対して垂直方向から大気側へ向き、泥水を大気側へ排出するとともに、侵入経路付近に泥水が近づきにくくなる。
・開口部（泥水侵入経路）へ空気を当てて泥水の侵入を防ぐ。

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、自動車等の車両におけるハブベアリングシールとして用いられるものであって、機器の回転部材であるベアリングの内輪５１の外周に装着されるスリンガー１１と、機器の静止部材であるベアリングの外輪５２の内周に装着されるリップシール部材２１との組み合わせにより構成され、機外（大気側）Ａの異物が機内（ベアリング側）Ｂへ侵入しないように異物をシールする。

スリンガー１１は、金属等の剛材製であって、内輪５１の外周面に固定（嵌合）されるスリーブ１２と、このスリーブ１２の一端（機外側端部）に設けられたシールフランジ１３とを一体に有している。

一方、リップシール部材２１は、外輪５２の内周面に固定（嵌合）される筒状の取付部２２と、この取付部２２の一端（機内側端部）に設けられたリップ保持部２３とを一体に有し、このリップ保持部２３によって、スリンガー１１におけるシールフランジ１３の機内側端面１３ａに摺動可能に密接することにより機外Ａの異物をシールするシールリップ（端面リップ）２４と、スリンガー１１におけるスリーブ１２の外周面に摺動可能に密接することにより同じく機外Ａの異物をシールするシールリップ（ラジアルリップ）２５と、機内Ｂのグリースをシールするグリースリップ２６が一体に保持されている。

また、このリップシール部材２１は、構成部品としては、外輪５２の内周面に固定（嵌合）される金属等の剛材よりなる取付環（芯金）２７と、この取付環２７に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体２８とを有し、このゴム状弾性体２８によって、上記シールリップ２４，２５およびグリースリップ２６が一体に設けられている。

リップシール部材２１における筒状の取付部２２は、スリンガー１１におけるシールフランジ１３の外周側に配置されている。したがってシールフランジ１３の外周側であってシールフランジ１３と筒状の取付部２２との間に環状を呈する径方向間隙３１が形成され、この径方向間隙３１が機外Ａから密封装置１の内部空間Ｃへの異物の侵入経路Ｓとされる。

上記スリンガー１１におけるシールフランジ１３の機外側端面１３ｂに、回転時に外周側へ向けて空気の流れを生じさせるネジ部１４が設けられている。図２に示すようにこのネジ部１４は、回転方向が正逆いずれの方向であっても良いように正方向ネジ１４Ａおよび逆方向ネジ１４Ｂの組み合わせよりなる両方向ネジとして設けられ、正方向ネジ１４Ａおよび逆方向ネジ１４Ｂがそれぞれ複数本ずつ円周上一定間隔で設けられている。またこのネジ部１４は具体的にはネジ状の溝（凹み）よりなり、回転時に遠心力によるネジポンピング作用を発揮し、このポンピング作用によってシールフランジ１３の機外Ａ側で外周側へ向けての空気の流れを生じさせる。

上記スリンガー１１におけるシールフランジ１３は、軸直角の平面体として設けられているが、その外周端部１３ｃは機外Ａ側へ向けて曲げ加工され、外周端部１３ｃの機外側端面１３ｂは断面円弧形の曲線状とされている。したがってネジ部１４のポンピング作用によって生じる空気の流れはこの曲げ加工部によって、外周側であってかつ機外Ａ側へ向けての斜めの向きの流れとされる。

曲げ加工の曲げの度合いは、以下のように設定するのが好適である。

すなわち当該密封装置１では上記したようにシールフランジ１３の外周側にリップシール部材２１の取付部２２が配置され、このシールフランジ１３および取付部２２間の径方向間隙３１が異物の侵入経路Ｓとされるので、図３に示すように、曲げ加工したシールフランジ１３の外周端部１３ｃにおける機外側端面１３ｂの断面延長線１３ｂ’が取付部２２の内周面２２ａに対し斜めに交差するように曲げの度合いを設定する。

そして、このようにすれば、曲げ加工したシールフランジ１３の外周端部１３ｃにおける機外側端面１３ｂに沿って流れる空気が取付部２２の内周面２２ａへ向けて流れ（矢印ｘ方向）、このとき侵入経路Ｓの開口部（侵入経路Ｓの機外Ａ側開口およびその近傍部位）をその内周側から外周側へ横断し、取付部２２の内周面２２ａに当たり、さらに取付部２２の内周面２２ａ当たってからは取付部２２の内周側を侵入経路Ｓの開口部から離れる向きに流れるため、この空気の流れによって、侵入経路Ｓに侵入しようとする機外Ａの異物を密封装置１から遠ざける方向へ押し戻すことができる（矢印ｙ方向）。

したがって、上記構成の密封装置１によれば、機外Ａの異物が侵入経路Ｓを経由して密封装置１の内部空間Ｃへ侵入するのを抑制することができ、よって密封装置１の内部空間Ｃに異物が堆積してシール機能に影響を及ぼすのを防止することができる。

尚、上記したようにシールフランジ１３はその回転時に遠心力による流体振り切り作用を発揮し、この流体振り切り作用によって外周側へ向けての空気の流れを生じさせるので、このシールフランジ１３の機外側端面１３ｂには必ずしもネジ部１４を設けるには及ばない。但し、ネジ部１４を設けたほうが空気の流れ量が増大するので、シール性が高められることになる。

１ 密封装置
１１ スリンガー
１２ スリーブ
１３ シールフランジ
１３ａ 機内側端面
１３ｂ 機外側端面
１３ｂ’ 断面延長線
１３ｃ 外周端部
１４ ネジ部
１４Ａ 正方向ネジ
１４Ｂ 逆方向ネジ
２１ リップシール部材
２２ 取付部
２２ａ 内周面
２３ リップ保持部
２４，２５ シールリップ
２６ グリースリップ
２７ 取付環
２８ ゴム状弾性体
３１ 径方向間隙
Ａ 機外
Ｂ 機内
Ｃ 密封装置の内部空間
Ｓ 異物の侵入経路

Claims (2)

1. 機器の回転部材と前記回転部材の外周側に配置された非回転の静止部材との間で機外の異物が機内へ侵入しないようシールする密封装置であって、回転側のシールフランジの機内側端面に非回転のシールリップを摺接させる構造を備える密封装置において、
   前記シールフランジの外周端部を機外側へ曲げ加工し、
   前記シールリップを設けたリップシール部材における筒状の取付部が前記シールフランジの外周側に配置され、
   前記シールフランジと前記取付部との間の径方向間隙が前記異物の侵入経路とされ、
   前記曲げ加工したシールフランジの外周端部における機外側端面の断面延長線が前記取付部の内周面と交差するように設定されていることを特徴とする密封装置。
2. 請求項１記載の密封装置において、
   前記シールフランジの機外側端面に、回転時に外周側へ向けて空気の流れを生じさせるネジ部を設けたことを特徴とする密封装置。

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