JP6619176B2 - 密封装置 - Google Patents

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本発明は、例えば、自動車用のハブベアリングのように、外輪と、外向きフランジ部を有する内輪とを備える軸受装置における前記外輪と前記フランジ部との間を密封する密封装置に関する。
前記のような自動車用ハブベアリングの場合、内輪としてハブ輪が用いられ、ハブ輪は、一端に外向き(外径方向)に延びるフランジ部(ハブフランジ)を有し、このフランジ部に車輪が取付けられる。ハブ輪は固定側の外輪に対して転動体を介して軸回転可能に支持される。ハブ輪(内輪)と外輪とにより構成される環状の軸受空間は、軸方向両端部に装着される密封装置によって密封される(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。これによって、軸受空間内への泥水等の浸入及び軸受空間内に充填されているグリース等の潤滑剤の外部漏出が防止され、軸受としての機能が長く維持される。
特開2008−261409号公報 特開2003−148494号公報
ところで、軸受装置の仕様によっては、密封装置が装着される部位のスペースを充分に確保することが難しい場合がある。特に、フランジ部側(アウター側或いは車輪側)の密封装置の場合、外輪の内径側は転動体及びこれを支持するリテーナが占めるスペースが大きくなることがある。このような場合、特許文献1に示される軸受装置を例に採れば、同文献の第2密封シールのような密封装置を組付けること自体が難しくなる場合がある。そのため、第1密封シールのみにすると、シール性が充分でなくなる。しかも、第1密封シールを構成するシールリップは、フランジ部に向け拡径してその先端部がフランジ部に摺接するよう構成されているから、内輪の回転に伴い軸受空間内が温度上昇して内圧が高くなると、前記シールリップが外径側に変形してこれによるシール性が低下する。
これに対し、特許文献2に開示された軸受装置の場合、アウターシール(密封装置)が外輪の外周面に嵌合され、2個のアキシャルリップがフランジ部に摺接するよう構成されているから、転動体及びリテーナによるスペース的な制約を受けることが少ないと考えられる。しかも、内径側のアキシャルリップは、フランジ部に向け縮径してその先端部がフランジ部に摺接するよう構成されているから、先端部が軸受空間側に向き、軸受空間の内圧に対する前記のような問題は生じ難いと考えられる。しかし、特許文献2に示されるアウターシールは、断面L字状の環状芯金に前記2個のアキシャルリップを単に被着しただけであって、保管・輸送のために複数のアウターシールを軸方向に積重ねる際に隣接するシールリップと芯金が接触しないようにして取扱いを容易にすると言う考慮はされていない。
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、狭小なスペースにもシール性を低下させることなく装着し得ると共に、保管・搬送時等の取扱い性に優れた密封装置を提供することを目的としている。
本発明に係る密封装置は、外輪と、外向きフランジ部を有する内輪とを備える軸受装置を密封する密封装置であって、前記外輪に嵌合される嵌合円筒部を含み、芯金と、複数の環状シールリップを有し前記芯金に一体に形成されたシール部材とからなり、前記芯金は、前記外輪に嵌合されて前記嵌合円筒部を構成する円筒部と、該円筒部の一端部から前記外輪の軸方向端面に沿って径方向に延出された円輪部とからなり、前記複数のシールリップのうち最内径側の第一シールリップは、前記嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置して前記フランジ部に向け縮径するように設けられ、前記第一シールリップより外径側の第二シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置して前記フランジ部に向け拡径するように設けられ、前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪の外周面に嵌合され、前記第一シールリップが前記外輪における前記フランジ部側端部の内周面より内径側に位置するように設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、複数のシールリップは、いずれも内輪のフランジ部に向くよう設けられ、いわゆるアキシャルリップとして機能するものであるから、ラジアルリップを備えた密封装置に比べて、内輪と外輪との偏心の影響を受け難く、所期のシール性能が的確に得られる。また、第一シールリップは、嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置してフランジ部に向け縮径するように設けられ、また、第二シールリップは、嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置してフランジ部に向け拡径するように設けられている。したがって、当該密封装置の複数を軸方向に重ねて保管・搬送する際、隣接する密封装置のシールリップと嵌合円筒部とが干渉せず、コンパクトに重ねられ、取扱い性が向上する。さらに、第一シールリップは、フランジ部に向け縮径するように設けられているから、軸受の内圧が高くなっても内圧に対する対抗力が強く、これにより外径側に変形し難く、当該第一シールリップによるシール性が低下する懸念がない。加えて、第一シールリップと第二シールリップとの径方向の間隔を大きくすることができるので、シール性が向上する。
本発明の密封装置において、前記芯金の円筒部の他端部に、前記外輪の外周面と芯金の円筒部との間に圧縮状態で介在する第一弾性リング部を有しているものとしても良い。
これによれば、第一弾性リング部の存在により、芯金の円筒部と外輪の外周面との嵌合部に対する泥水等の浸入が抑えられ、密封装置としてのシール性がより向上する。
本願の第二の発明に係る密封装置は、外輪と、外向きフランジ部を有する内輪とを備える軸受装置を密封する密封装置であって、前記外輪に嵌合される嵌合円筒部を含み、芯金と、複数の環状シールリップを有し前記芯金に一体に形成されたシール部材とからなり、前記芯金は、前記外輪に嵌合されて前記嵌合円筒部を構成する円筒部と、該円筒部の一端部から前記外輪の軸方向端面に沿って径方向に延出された円輪部とからなり、前記複数のシールリップのうち最内径側の第一シールリップは、前記嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置して前記フランジ部に向け縮径するように設けられ、前記第一シールリップより外径側の第二シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置して前記フランジ部に向け拡径するように設けられ、前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪における前記フランジ部側端部の内周面に嵌合され、前記第二シールリップが前記外輪の外周面より外径側に位置するように設けられているものとしても良い。
これによれば、第一シールリップと第二シールリップとの径方向の間隔を大きくすることができるので、シール性が向上する。
この場合、前記芯金の円輪部の外径方向端部に、前記外輪の軸方向端面と芯金の円輪部との間に圧縮状態で介在する第二弾性リング部を有しているものとしても良い。
これによれば、第二弾性リング部の存在により、芯金の円輪部と外輪の軸方向端面との間に対する泥水等の浸入が抑えられ、密封装置としてのシール性がより向上する。
さらにこの場合、前記芯金の円筒部の他端部に、前記外輪における前記フランジ部側端部の内周面と芯金の円筒部との間に圧縮状態で介在する第三弾性リング部を有しているものとしても良い。
これによれば、外輪の内周面と芯金の円筒部との間に泥水等が浸入しても、第三弾性リング部の存在により、それ以上の浸入が阻止され、密封装置としてのシール性がより向上する。
本発明の密封装置において、前記第一シールリップ及び第二シールリップの間に、前記フランジ部に向け拡径する第三シールリップが設けられているものとしても良い。
これによれば、第三シールリップの存在により、シール性がより向上する。
この場合、第三シールリップの形成態様として次の3態様が望ましく採用される。
(第一態様)前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪の外周面に嵌合される場合に、前記第三シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置するように設けられている。
(第二態様)前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪の外周面に嵌合される場合に、前記第三シールリップは、その最外径部が前記嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置するように設けられている。
(第三態様)前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪の内周面に嵌合される場合に、前記第三シールリップが前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置するように設けられている。
これらいずれの態様においても、当該密封装置の複数を軸方向に重ねて保管・搬送する際、隣接する密封装置の第一及び第二のシールリップに加え第三シールリップも嵌合円筒部と干渉せず、コンパクトに重ねられ、取扱い性が向上する。
本発明の密封装置において、前記第一シールリップの基部の厚みは、他のシールリップの基部の厚みより大であるものとしても良い。
これによれば、第一シールリップは最内径側に位置するため、軸受内の内圧の変動の影響を受け易いが、その基部の厚みが他のシールリップの基部の厚みより大であるから、内圧に対する耐性を有し、第一シールリップによるシール性が低下することがない。
本発明の密封装置において、前記複数のシールリップは、その先端部が前記フランジ部に接触するように構成されているものとしても良い。
これによれば、複数のシールリップの先端部が前記フランジ部に接触するから、外輪と内輪との間のシール性がより効果的に発揮される。
本発明の密封装置において、前記複数のシールリップは、その先端部が前記内輪に取付けられた金属環に接触するように構成されているものとしても良い。
この場合、前記金属環は、内輪に嵌合される円筒部と、該円筒部の一端部から外径方向に延びる円輪部とからなり、前記複数のシールリップは該円輪部に接触するように構成されているものとしても良い。
これらによれば、当該密封装置と金属環とを組み合わせて密封装置とすることができ、取扱いが便利である。また、金属環として不錆性或いは表面滑性の良い金属を用いれば、これに摺接するシールリップの先端部の摩耗が少なくなり密封装置の長寿命化が図られる。
本発明の密封装置によれば、狭小なスペースにもシール性を低下させることなく装着し得ると共に、保管・搬送時等の取扱い性に優れたものとすることができる。
本発明に係る密封装置が装着された軸受装置の一例を示す概略的断面図である。 本発明に係る密封装置の第一の実施形態であって、図1のX部の拡大図である。 同実施形態の密封装置の複数を軸方向に沿って重ねた状態を示す模式的断面図である。 同実施形態の第一の変形例を示す図2と同様図である。 同実施形態の第二の変形例を示す図2と同様図である。 同実施形態の第三の変形例を示す図2と同様図である。 本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す図2と同様図である。 同実施形態の第一の変形例を示す図2と同様図である。 同実施形態の第二の変形例を示す図2と同様図である。 本発明に係る密封装置の第三の実施形態を示す図2と同様図である。
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る密封装置が装着された軸受装置の一例を示している。図1に示す軸受装置1は、自動車の従動輪を回転自在に支持するハブベアリングである。図例のハブベアリング(軸受装置)1は、車体(不図示)に固定される外輪2の内径部に2列の転動体(玉)3…を介して、ハブ輪4及び内輪部材(単に環状部材ということもある)5が軸Lの回りに回転自在に支持されている。ハブ輪4は、ハブフランジ(外向きのフランジ部)41を有し、該ハブフランジ41に、不図示の従動輪(タイヤホイール)がボルト42によって取付けられる。ハブ輪4と内輪部材5とにより内輪6が構成され、前記外輪2と内輪6との間に、前記転動体3…が、リテーナ3aに保持された状態で、外輪2の外輪側軌道輪2aとハブ輪4及び内輪部材5の内輪側軌道輪4a,5aとを転動し得るように介装されている。ハブ輪4と内輪部材5とは、ハブ輪4の一端部40を内輪部材5にかしめることにより一体とされている。転動体3…の介装部分を含む外輪2と内輪6との間が被密封空間としての環状の軸受空間Sとされ、この軸受空間Sには、転動体3…の転動を円滑にするための潤滑剤(例えば、グリース)が充填される。
以下において、図1の紙面左側を車輪側、右側を車体側と言う。
前記軸受空間Sにおける外輪2の車体側端部には、外輪2の開口部20を封止するキャップ7が嵌合されている。また、外輪2の車輪側端部と内輪6(ハブ輪4)との間には、ベアリングシール8が、内輪6(ハブ輪4)に対して摺接可能に装着されている。このキャップ7及びベアリングシール8が、前記軸受空間Sを密封する密封装置を構成する。両密封装置(キャップ7及びベアリングシール8)によって、軸受空間S内への泥水等の浸入が防止され、また、軸受空間S内に充填される潤滑剤(グリース等)の外部漏出が防止される。図例のキャップ7は、外輪2の車体側端部21に嵌合される円筒部71と、円筒部71と一体の蓋部72とを有した板金加工体からなり、円筒部71を車体側端部21の外周面21aに嵌合させることによって、外輪2の開口部20を封止するように構成されている。そして、円筒部71と車体側端部21の外周面21aとの金属嵌合部分への泥水等の浸入を防止するため、円筒部71の外面を覆い、且つ、一部が前記外周面21aに弾性密着するゴムシール部73が加硫一体に設けられている。両密封装置7,8のうち、車輪側のベリングシール8に本発明に係る密封装置が適用される。
図2及び図3をも参照して、本発明に係る密封装置の第一の実施形態について詳細に説明する。本実施形態のベアリングシール(密封装置)8は、外輪2の車輪側端部22の外周面22aに嵌合される嵌合円筒部80を含み、芯金9と、複数(図例では2個)の環状シールリップ101,102を有し芯金9に一体に形成されたシール部材10とからなる。芯金9は、外輪2の外周面22aに嵌合されて嵌合円筒部80を構成する円筒部(以下、芯金円筒部と言う)91と、芯金円筒部91の車輪側一端部91aから外輪2における軸L方向の車輪側端面(軸方向端面)22bに沿って内径方向に延出された円輪部(以下、内向円輪部と言う)92とからなる。芯金円筒部91の車体側他端部91bは他の部位より薄肉の段差状に形成され、前記外周面22aに対する嵌合状態では外周面22aとの間に間隔が生じるようになされている。また、内向円輪部92は、外輪2の車輪側端面22bに密着的に当接するように形成される。
前記2個のシールリップ101,102のうち内径側の第一シールリップ101は、嵌合円筒部80の最内周面部81より内径側であって、外輪2における車輪側端部22の内周面22cより内径側に突出しない部位に位置してハブフランジ41に向け縮径するように設けられている。さらに、この第一シールリップ101より外径側の第二シールリップ102は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置してハブフランジ41に向け拡径するように設けられている。本実施形態では、両シールリップ101,102は、その先端部101a,102aがハブフランジ41の車体側フランジ面41aに弾性変形を伴い接触するよう構成されている。図2におけるシールリップ101,102の2点鎖線部は、弾性変形前の原形状を示している。さらに、第一シールリップ101の基部の厚みd1は、第二シールリップ102の基部の厚みd2より大とされている(図3参照)。なお、本明細書においては、シールリップの基部の厚みはシールベース部100からの延出部(延出基部)の厚みを指すものとする。
シール部材10は、ゴム材からなり、芯金9における外輪2の外周面22a及び車輪側端面22bに接する面以外の面を覆うように芯金9に加硫成型により一体とされるシールベース部100を含み、該シールベース部100から、前記2個のシールリップ101,102が延出されている。さらに、本実施形態では、外輪2における車輪側端部22の外周面22aと芯金9の円筒部91との間に圧縮状態で介在する第一弾性リング部104を有している。この第一弾性リング部104は、前記芯金円筒部91の段差状車体側他端部91bに、芯金円筒部91の内径面91cより内径側に突出するよう、シールベース部100に一体に形成されている。第一弾性リング部104の最小径部(突端部)104a及びシールベース部100の芯金円筒部91を覆う部分110の外周面部110aは、それぞれ前記嵌合円筒部80の最内周面部81及び最外周面部82を構成する。さらに、シールベース部100は、第二シールリップ102の基部より外径側に突出する庇状部110bを一体に有している。
前記のように構成されるベアリングシール8は、嵌合円筒部80を構成する芯金円筒部91を外輪2の車輪側端部22の外周面22aに嵌合することによって外輪2に装着される。そして、外輪2、内輪6及び転動体3…等を所定の部位に組付けることによって、軸受装置1が構成される。このベアリングシール8の装着状態では、第一シールリップ101はその先端部101aが内径側(軸受空間S側)に向け弾性変形してハブフランジ41のフランジ面41aに弾接し、第二シールリップ102はその先端部102aが外径側(軸受空間Sとは反対側)に向け弾性変形してハブフランジ41のフランジ面41aに弾接する。また、第一弾性リング部104は、芯金円筒部91の車体側他端部91bと外輪2における車輪側端部22の外周面22aとの間に、圧縮された状態で介在する。図2における第一弾性リング部104の2点鎖線部は、弾性変形前の原形状を示している。
このようにベアリングシール8が装着された状態で内輪6が軸L回りに回転すると、第一シールリップ101及び第二シールリップ102がハブフランジ41のフランジ面41aに弾接した状態で相対摺接する。これにより、軸受空間S内への外部からの泥水等の浸入が阻止される。また、軸受空間S内に充填されるグリース等の潤滑剤の外部漏出も防止される。特に、第一シールリップ101は、その先端部101aが軸受空間S側に向くよう弾性変形した状態でフランジ面41aに相対弾性摺接する。そのため、第一シールリップ101の先端部101aの内圧に対する対抗力が強く、内輪6の軸回転に伴う軸受空間Sの温度上昇によって軸受空間Sの内圧が高くなっても、第一シールリップ101の先端部101aが外径側に捲り返るような変形が生じ難く、潤滑剤の外部漏出防止機能が好適に維持される。特に、第一シールリップ101は第二シールリップ102より最内径側に位置するため、軸受空間Sの内圧の変動の影響を受け易いが、第一シールリップ101の基部の厚みd1は、第二シールリップ102の基部の厚みd2より大とされているから、内圧に対する耐性を有し、第一シールリップ101によるシール性が低下することがない。さらに、第一弾性リング部104が芯金円筒部91の他端部91bと外輪2の車輪側外周面22aとの間に圧縮状態で介在するから、芯金円筒部91と外輪2との金属嵌合部への泥水等の浸入が阻止され、当該嵌合部の発錆が抑えられると共に、ベアリングシール8のシール性がより的確に発揮される。さらに、シールベース部100の外径側端部に庇状部110bが延出されているから、フランジ面41aに対して斜め方向からの泥水等のアタックを遮断し、第二シールリップ102に対する泥水等の接触量を少なくしており、これにより第二シールリップ102の耐久性も向上する。そして、ハブ輪4のラジアル面に弾接するシールリップ(ラジアルリップ)を有さないので、図に示すようにリテーナ3aが外輪2の車輪側端部22の内径側に張出し、車輪側端部22の内径側部のスペースが狭小である場合にも、ベアリングシール8の装着が問題なくなされる。ラジアルリップを有さないことにより、回転トルクの増大を抑え、また、内輪と外輪との偏心の影響を受け難く、所期のシール性能が的確に得られる。
図3は、本実施形態のベアリングシール8の複数を、保管、梱包及び搬送等のため、軸L方向に沿って重ねた状態を示している。これらベアリングシール8を重ねる前に、第一シールリップ101の先側部の外径側面、及び、第二シールリップ102の先側部の内径側面にはグリースgが塗布されている。このグリースgは、図2のようにベアリングシール8を軸受装置1に装着した際、フランジ面41aに対する第一及び第二シールリップ101,102の弾接部に滞留し、これにより、前記弾性的相対摺接が円滑になされる。なお、図2及び他の同様図では、このグリースgの図示を省略している。そして、第一シールリップ101は、嵌合円筒部80の最内周面部81より内径側に位置してハブフランジ41に向け縮径するように設けられ、また、第二シールリップ102は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置してハブフランジ41に向け拡径するように設けられている。即ち、嵌合円筒部80の最内周面部81及び最外周面部82によって径方向に区画される領域rには、第一及び第二シールリップ101,102は存在しないようになされている。従って、各嵌合円筒部80を軸L方向に整合させた状態で複数のベアリングシール8を重ねるようにすると、各嵌合円筒部80が隣接するベアリングシール8の第一及び第二シールリップ101,102に干渉することがない。これによって、グリースgが隣接するベアリングシール8に付着することがなく、複数のベアリングシール8がコンパクトに重ねられ、ベアリングシール8の保管性、梱包性及び搬送性等の取扱い性が向上する。
図4は、第一の実施形態の第一の変形例を示す。この例のベアリングシール(密封装置)8では、図2に示すような庇状部110bを有さず、且つ、第一シールリップ101が外輪2の車輪側端部22における内周面22cより内径側に位置するように設けられている点で、図2に示すベアリングシール8と異なる。その他の構成は図2に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛し、ここでは異なる点について説明する。
この例のベアリングシール8においては、第一シールリップ101が外輪2の車輪側端部22における内周面22cより内径側に位置するように設けられているので、第一シールリップ101と第二シールリップ102との径方向の間隔を大きく確保することができる。従って、仮に泥水等が第二シールリップ102のフランジ面41aに対する弾接部を通過しても、通過した泥水等は下方の第二シールリップ102のフランジ面41aに対する弾接部に滞留しても、第一シールリップ101のフランジ面41aに対する弾接部に至る泥水等が少なく、外部から浸入しようとする泥水等に対するシール性が向上する。
図5は、第一の実施形態の第二の変形例を示す。この例のベアリングシール(密封装置)8では、第一シールリップ101及び第二シールリップ102の間に、ハブフランジ(フランジ部)41に向け拡径してフランジ面41aに接触する第三シールリップ103が設けられている点で、図2に示すベアリングシール8と異なる。そして、この第三シールリップ103は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置し、フランジ面41aに向け拡径するように設けられ、その先端部103aはフランジ面41aに弾性変形を伴い接触(弾接)している。加えて、第一シールリップ101の基部の厚みd1は、第三シールリップ103の基部の厚みd3よりも大とされている。その他の構成は図2に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛し、ここでは異なる点について説明する。
この例のベアリングシール8においては、第三シールリップ103がさらに付加されることにより、よりシール性が向上する。特に、第三シールリップ103は、ハブフランジ41に向け拡径してフランジ面41aに弾接するように設けられているから、仮に、第二シールリップ102のフランジ面41aに対する弾接部を泥水等が通過しても、それ以上の浸入がこの第三シールリップ103によって効果的に阻止される。さらに、第三シールリップ103は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置するように設けられているから、当該ベアリングシール8を、保管、梱包及び搬送等のため、軸L方向に沿って重ねる(図3参照)際に、第三シールリップ103が嵌合円筒部80に干渉することがない。従って、第三シールリップ103が存在しても、複数のベアリングシール8がコンパクトに重ねられ、ベアリングシール8の取扱い性が向上する。
図6は、第一の実施形態の第三の変形例(第二の変形例の別例)を示す。この例のベアリングシール(密封装置)8では、図5に示す例と同様に第一シールリップ101及び第二シールリップ102の間に、ハブフランジ(フランジ部)41に向け拡径してフランジ面41aに弾接する第三シールリップ103が設けられている。しかし、第三シールリップ103は、その最外径部103bが嵌合円筒部80の最内周面部81より内径側に位置するように設けられている点で、図5に示す例と異なる。その他の構成は図5に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛し、ここでは異なる点について説明する。
この例のベアリングシール8においては、第三シールリップ103は、その最外径部103bが嵌合円筒部80の最内周面部81より内径側に位置するように設けられているので、当該ベアリングシール8を、保管、梱包及び搬送等のため、軸L方向に沿って重ねる(図3参照)際に、第三シールリップ103が嵌合円筒部80に干渉することがない。従って、第三シールリップ103が存在しても、複数のベアリングシール8がコンパクトに重ねられ、ベアリングシール8の取扱い性が向上する。
図7は、本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す。この実施形態のベアリングシール(密封装置)8Aは、嵌合円筒部80が芯金円筒部91を介して外輪2における車輪側端部22の内周面22cに嵌合されている点で、第一の実施形態のベアリングシール8とは基本的な構造上の相違がある。しかし、芯金9と、複数(図例では2個)の環状シールリップ101,102を有し芯金9に一体に形成されたシール部材10とからなる点では、第一の実施形態のベアリングシール8と第二の実施形態のベアリングシール8Aとは共通する。本実施形態の場合、芯金9は、芯金円筒部91と、芯金円筒部91の車輪側一端部91aから外輪2の軸L方向端面(車輪側端面)22bに沿って外径側に延出された円輪部(以下、外向円輪部と言う)93とからなる。芯金円筒部91の車体側他端部91bは他の部位より薄肉の段差状に形成され、前記内周面22cに対する嵌合状態では内周面22cとの間に間隔が生じるようになされている。また、芯金9の外向円輪部93の外径方向端部93aは、他の部位より薄肉の段差状に形成され、外向円輪部93の車輪側端面22bに対する当接状態では、車輪側端面22bとの間に間隔が生じるようになされている。
2個のシールリップ101,102のうち内径側の第一シールリップ101は、嵌合円筒部80の最内周面部81より内径側に位置してハブフランジ41に向け縮径するように設けられている。また、この第一シールリップ101より外径側の第二シールリップ102は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置してハブフランジ41に向け拡径するように設けられている。本実施形態では、両シールリップ101,102は、その先端部101a,102aがハブフランジ41の車体側フランジ面41aに弾性変形を伴い接触するよう構成されている。図7におけるシールリップ101,102の2点鎖線部は、弾性変形前の原形状を示している。
シール部材10は、前記例と同様にゴム材からなり、芯金9における外輪2の内周面22c及び車輪側端面22bに接する面以外の面を覆うように芯金9に加硫成型により一体とされるシールベース部100を含み、該シールベース部100から、前記2個のシールリップ101,102が延出されている。さらに、本実施形態では、芯金9の外向円輪部93の外径方向端部93aに、外輪2の車輪側端面22bと芯金9の外向円輪部93との間に圧縮状態で介在する第二弾性リング部105を有している。また、外輪2における車輪側端部22の内周面22cと芯金円筒部91との間に圧縮状態で介在する第三弾性リング部106を有している。第二弾性リング部105及び第三弾性リング部106はシールベース部100と一体に形成されている。第三弾性リング部106は、前記芯金円筒部91の段差状車体側他端部91bに、芯金円筒部91の外径面91dより外径側に突出するよう、シールベース部100に一体に形成されている。シールベース部100の芯金円筒部91を覆う部分110の内周面部110b及び第三弾性リング部106の最大径部(突端部)106aは、それぞれ前記嵌合円筒部80の最内周面部81及び最外周面部82を構成する。
このような構成のベアリングシール8Aも、図7に示すように軸受装置1に装着されて用いられ、前記と同様の効果を奏する。そして、第二弾性リング部105の存在により、芯金9の外向円輪部93と外輪2の車輪側端面22bとの間に対する泥水等の浸入が抑えられ、密封装置としてのシール性がより向上する。また、第三弾性リング部106の存在により、仮に芯金9の外向円輪部93と外輪2の車輪側端面22bとの間、さらには外輪2の車輪側内周面22cと芯金円筒部9との嵌合面に泥水等が浸入してもそれ以上の浸入が阻止され、密封装置としてのシール性がより向上する。さらに、嵌合円筒部80と2個のシールリップ101,102との位置関係が前記のように構成されているから、嵌合円筒部80の最内周面部81及び最外周面部82で区画される径方向の領域rにシールリップ101,102が存在しない。従って、当該ベアリングシール8Aを、保管、梱包及び搬送のために、図3に示すように重ねる際、嵌合円筒部80とシールリップ101,102が干渉しない。これによって、ベアリングシール8Aの取扱い性が前記例と同様に向上する。
なお、その他の構成で第一の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。
図8は、第二の実施形態の第一の変形例を示す。この例のベアリングシール(密封装置)8Aでは、第二シールリップ102が外輪2の車輪側端部22における外周面22aより外径側に位置するように設けられている点で、図7に示すベアリングシール8Aと異なる。その他の構成は図7に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛し、ここでは異なる点について説明する。
この例のベアリングシール8Aにおいては、第二シールリップ102が外輪2の車輪側端部22における外周面22aより外径側に位置するように設けられているので、第一シールリップ101と第二シールリップ102との径方向の間隔を大きく確保することができる。従って、仮に泥水等が第二シールリップ102のフランジ面41aに対する弾接部を通過しても、図4に示す例と同様に、第一シールリップ101のフランジ面41aに対する弾接部に至る泥水等が少なく、外部から浸入しようとする泥水等に対するシール性が向上する。
図9は、第二の実施形態の第二の変形例を示す。この例のベアリングシール(密封装置)8Aでは、第一シールリップ101及び第二シールリップ102の間に、ハブフランジ41に向け拡径してフランジ面41aに接触する第三シールリップ103が設けられている点で、図7に示すベアリングシール8Aと異なる。そして、この第三シールリップ103は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置するように設けられ、その先端部103aはフランジ面41aに弾性変形を伴い接触している。加えて、第一シールリップ101の基部の厚みd1は、第三シールリップ103の基部の厚みd3よりも大とされている。その他の構成は図7に示す例と同様であるので、共通部分に同一の符号を付してその説明を割愛し、ここでは異なる点について説明する。
この例のベアリングシール8Aにおいては、第三シールリップ103がさらに付加されることにより、よりシール性が向上する。特に、第三シールリップ103は、ハブフランジ41に向け拡径してフランジ面41aに弾接するように設けられているから、仮に、第二シールリップ102のフランジ面41aに対する弾接部を泥水等が通過しても、それ以上の浸入がこの第三シールリップ103によって効果的に阻止される。さらに、第三シールリップ103は、嵌合円筒部80の最外周面部82より外径側に位置するように設けられているから、当該ベアリングシール8を、保管、梱包及び搬送等のため、軸L方向に沿って重ねる(図3参照)際に、第三シールリップ103が嵌合円筒部80に干渉することがない。従って、第三シールリップ103が存在しても、複数のベアリングシール8がコンパクトに重ねられ、ベアリングシール8の取扱い性が向上する。
図10は、本発明に係る密封装置の第三の実施形態を示す。この実施形態のベアリングシール(密封装置)8Bは、複数(図例では2個)のシールリップ101,102が、内輪6に取付けられた金属環11に接触するように構成されている点で、第一及び第二の実施形態のベアリングシール8,8Aと異なる。しかし、図例のベアリングシール8Bの基本的な構成は、図2及び図3に示すベアリングシール8と同様である。従って、第一及び第二シールリップ101,102と嵌合円筒部80との位置関係や、第一及び第二シールリップ101,102の基部の厚みd1,d2の大小関係等も同様に構成されている。さらに具体的には、本実施形態における金属環11は、内輪6の外周面(ハブ輪4の外周面)4aに嵌合される円筒部(以下、金属環円筒部と言う)111と、金属環円筒部111の車輪側一端部111aから外径方向に延びる円輪部(以下、金属環円輪部と言う)112とからなり、第一及び第二シールリップ101,102の先端部101a,102aは金属環円輪部112に弾性変形を伴い接触する。金属環円輪部112は、ハブフランジ41のフランジ面41aに密着的に当接するよう形成されている。
前記のように構成されるベアリングシール8Bは、図10に示すように軸受装置1における外輪2の軸L方向の車輪側端部22に嵌合によって装着される。そして、内輪6が軸Lの回りに回転すると、第一及び第二シールリップ101,102の先端部101a,102aが弾性変形を伴った状態で金属環円輪部112に摺接する。これにより、図2に示す例と同様に、外部からの軸受空間S内への泥水等の浸入が阻止され、また、軸受空間S内に充填されている潤滑剤の外部漏出が防止され、シール機能が長く持続される。そして、本実施形態では、第一及び第二シールリップ101,102が金属環11に弾性的に接触するようにしているから、ベアリングシール8Bと金属環11とを組み合わせて密封装置とすることができ、取扱いが便利である。また、金属環11として不錆性或いは表面滑性の良い金属を用いれば、これに弾性的に摺接するシールリップ101,102の先端部101a,102aの摩耗が少なくなりベアリングシール8Bの長寿命化が図られる。
なお、本実施形態の金属環11を、図4〜図9に示す例に適用することはもとより可能である。その他の構成は、前記例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。
なお、シールップの数が2個及び3個の例について述べたが、4個以上であっても良い。また、シールリップの形状も図例に限定されず、他の形状とすることは可能である。さらに、実施形態では、本発明に係る密封装置を、図1に示すような自動車の従動輪を回転自在に支持するハブベアリングに適用した例について述べたが、外輪と、外向きフランジ部を有する内輪とを備える軸受装置であれば、他の形態の軸受装置にも望ましく採用される。
1 ハブベアリング(軸受装置)
2 外輪
22a 外周面
22b 車輪側端面(軸方向端面)
22c 内周面
4 ハブ輪(内輪)
41 ハブフランジ(フランジ部)
6 内輪
8,8A,8B ベアリングシール(密封装置)
80 嵌合円筒部
81 最内周面部
82 最外周面部
9 芯金
91 円筒部
91a 一端部
91c 他端部
92 内向円輪部(円輪部)
93 外向円輪部(円輪部)
93a 外径方向端部
10 シール部材
101 第一シールリップ
101a 先端部
102 第二シールリップ
102a 先端部
103 第三シールリップ
103a 先端部
103b 最外径部
104 第一弾性リング部
105 第二弾性リング部
106 第三弾性リング部
11 金属環
111 円筒部
112 円輪部
d1、d2、d3 シールリップの基部の厚み
L 軸

Claims (14)

  1. 外輪と、外向きフランジ部を有する内輪とを備える軸受装置を密封する密封装置であって、
    前記外輪に嵌合される嵌合円筒部を含み、芯金と、複数の環状シールリップを有し前記芯金に一体に形成されたシール部材とからなり、
    前記芯金は、前記外輪に嵌合されて前記嵌合円筒部を構成する円筒部と、該円筒部の一端部から前記外輪の軸方向端面に沿って径方向に延出された円輪部とからなり、
    前記複数のシールリップのうち最内径側の第一シールリップは、前記嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置して前記フランジ部に向け縮径するように設けられ、
    前記第一シールリップより外径側の第二シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置して前記フランジ部に向け拡径するように設けられ、前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪の外周面に嵌合され、前記第一シールリップが前記外輪における前記フランジ部側端部の内周面より内径側に位置するように設けられていることを特徴とする密封装置。
  2. 請求項1に記載の密封装置において、
    前記芯金の円筒部の他端部に、前記外輪の外周面と芯金の円筒部との間に圧縮状態で介在する第一弾性リング部を有していることを特徴とする密封装置。
  3. 請求項又は請求項に記載の密封装置において、
    前記第一シールリップ及び第二シールリップの間に、前記フランジ部に向け拡径する第三シールリップが設けられていることを特徴とする密封装置。
  4. 請求項に記載の密封装置において、
    前記第三シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置するように設けられていることを特徴とする密封装置。
  5. 請求項に記載の密封装置において、
    前記第三シールリップは、その最外径部が前記嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置するように設けられていることを特徴とする密封装置。
  6. 外輪と、外向きフランジ部を有する内輪とを備える軸受装置を密封する密封装置であって、
    前記外輪に嵌合される嵌合円筒部を含み、芯金と、複数の環状シールリップを有し前記芯金に一体に形成されたシール部材とからなり、
    前記芯金は、前記外輪に嵌合されて前記嵌合円筒部を構成する円筒部と、該円筒部の一端部から前記外輪の軸方向端面に沿って径方向に延出された円輪部とからなり、
    前記複数のシールリップのうち最内径側の第一シールリップは、前記嵌合円筒部の最内周面部より内径側に位置して前記フランジ部に向け縮径するように設けられ、
    前記第一シールリップより外径側の第二シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置して前記フランジ部に向け拡径するように設けられ、前記嵌合円筒部が前記芯金の円筒部を介して前記外輪における前記フランジ部側端部の内周面に嵌合され、前記第二シールリップが前記外輪の外周面より外径側に位置するように設けられていることを特徴とする密封装置。
  7. 請求項に記載の密封装置において、
    前記芯金の円輪部の外径方向端部に、前記外輪の軸方向端面と芯金の円輪部との間に圧縮状態で介在する第二弾性リング部を有していることを特徴とする密封装置。
  8. 請求項又は請求項7に記載の密封装置において、
    前記芯金の円筒部の他端部に、前記外輪における前記フランジ部側端部の内周面と芯金の円筒部との間に圧縮状態で介在する第三弾性リング部を有していることを特徴とする密封装置。
  9. 請求項乃至請求項のいずれか一項に記載の密封装置において、
    前記第一シールリップ及び第二シールリップの間に、前記フランジ部に向け拡径する第三シールリップが設けられていることを特徴とする密封装置。
  10. 請求項に記載の密封装置において、
    前記第三シールリップは、前記嵌合円筒部の最外周面部より外径側に位置するように設けられていることを特徴とする密封装置。
  11. 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の密封装置において、
    前記第一シールリップの基部の厚みは、他のシールリップの基部の厚みより大であることを特徴とする密封装置。
  12. 請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の密封装置において、
    前記複数のシールリップは、その先端部が前記フランジ部に接触するように構成されていることを特徴とする密封装置。
  13. 請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の密封装置において、
    前記複数のシールリップは、その先端部が前記内輪に取付けられた金属環に接触するように構成されていることを特徴とする密封装置。
  14. 請求項13に記載の密封装置において、
    前記金属環は、内輪に嵌合される円筒部と、該円筒部の一端部から外径方向に延びる円輪部とからなり、前記複数のシールリップは該円輪部に接触するように構成されていることを特徴とする密封装置。
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