JP6625340B2 - 密封装置 - Google Patents

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本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。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部においてベアリング潤滑用グリースをシールするために用いられる。また本発明の密封装置は、車両関連のほか、一般産機、農機または建機等の分野において用いられる。
従来から図3に示すように、機内Aの密封流体(グリースなど)をシールする主リップ(シールリップ)52を有する密封装置51が知られており、この密封装置51には、機外Bの異物(ダストや泥水など)をシールする副リップ(ダストリップ)53が併せ設けられている(特許文献1の図3参照)。
主リップ52は、装着時に機内A側を向く形状とされ、そのリップ端52aが密封流体の圧力を受けつつ軸61の周面に摺動可能に接触することにより密封流体をシールする。一方、副リップ53は反対に、機外B側を向く形状とされ、そのリップ端53aが軸61の周面に摺動可能に接触することにより異物をシールする。
特開2008−267499号公報(図3)
上記密封装置51は、機内Aの密封流体をシールする主リップ52のほかに、機外Bの異物をシールする専用の副リップ53を有しているため、機外Bの異物が機内Aへ侵入するのを有効に抑制することができるが、さらに以下の点で改良の余地がある。
すなわち、上記密封装置51を装着する実機の構造上、軸61の挿入(組立て)が密封装置51に対し相対的に副リップ53側(機外B側)からとなる場合(軸挿入方向を矢印Cにて示す)であって、かつ偏心大での軸挿入となる場合、軸挿入時に軸61が偏心側の円周上一部で副リップ53に対し大きく干渉するため、副リップ53にめくれ現象(リップ端53aが反転する現象)が発生することがある。したがってこのように副リップ53にめくれ現象が発生すると、副リップ53の軸61に対する接触の姿勢が不安定となるため、副リップ53によるシール性が低下する。
副リップ53にめくれ現象が発生するのを抑制するには図4に示すように、副リップ53の形状を予め軸方向に垂直な形状(径方向内方を向く軸直角の形状)とすること、あるいは図5に示すように、副リップ53の形状を予め主リップ52側(機内A側)を向く形状とすることが考えられる。
しかしながら、これらの場合、副リップ53にめくれ現象は発生しないものの、図6に示すように副リップ53における接触圧力ピークPの発生位置が主リップ52寄り(機内A寄り)に配置される。したがって副リップ53によるシール性が低下する。
したがって、従来は、副リップ53に係る、軸挿入性とシール性の両立が困難とされている。
本発明は以上の点に鑑みて、機内の密封流体をシールする主リップおよび機外の異物をシールする副リップを備える密封装置において、副リップに係る、軸挿入性とシール性の両立を図ることを目的とする。
本発明の密封装置の一態様は、リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、前記軸を前記副リップ側から前記密封装置本体の内周部へ挿入するときに前記副リップに対する前記軸の偏心を矯正するように、前記副リップの機外側であって前記軸の径方向外方に配置され、外周側基端部から内周側先端部へかけて前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を備える金属素材の軸挿入ガイドと、を備える。
本発明の密封装置の別の一態様は、リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、前記密封装置本体の外周側に嵌合される筒状部と、前記筒状部の機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形され、前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を内周端部に有する内向きのフランジ部とを備え、前記密封装置本体の機外側に組み付けられる金属素材の軸挿入ガイドと、を備える。
上記構成を備える密封装置においては、機内の密封流体をシールする主リップおよび機外の異物をシールする副リップを備える密封装置本体の機外側に金属素材の軸挿入ガイドが密封装置の一部として設けられているため、軸挿入時にこの軸挿入ガイドを案内役として軸の挿入が行なわれる。したがって偏心大の状態で軸の挿入が開始されても軸が軸挿入ガイドで案内される過程で偏心が矯正されるため、軸が副リップに達した時点ではすでに偏心大の状態が解消されている。したがって偏心大の状態が解消されずに副リップにめくれ現象が発生するのを抑制することが可能とされる。
上記本発明の密封装置の別の一態様によれば、軸挿入ガイドが、密封装置本体の外周側に嵌合される筒状部と、この筒状部の機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内向きのフランジ部とを一体に備えるものとされているため、筒状部を密封装置本体の外周側に嵌合する工程のみで軸挿入ガイドを密封装置本体に対し同心上に組み付けることが可能される。したがって例えば軸挿入ガイドがフランジ部のみで構成されていてこれを密封装置本体の軸方向端面に接着する場合などと比較して、密封装置本体に対する軸挿入ガイドの組付作業性を向上させることができるものである。
本発明によれば、機内の密封流体をシールする主リップおよび機外の異物をシールする副リップを備える密封装置において、副リップに係る、軸挿入性とシール性の両立を図ることができる。
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副リップにおける接触圧力分布の説明図 第1従来例に係る密封装置の要部断面図 第2従来例に係る密封装置の要部断面図 第3従来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副リップにおける接触圧力分布の説明図
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11の要部断面を示している。当該実施例に係る密封装置11は、機内(機器内部)Aの密封流体(グリースなど)が機外(機器外部)Bへ漏洩するのを抑制するとともに機外Bの異物(ダストや泥水など)が機内Aへ侵入するのを抑制するトラック等のハブベアリング部におけるインナーシールとして用いられる。
当該密封装置11は、金属環22と、この金属環22に被着(加硫接着)されたゴム状弾性体23とを備える密封装置本体21を有し、ゴム状弾性体23によって、機内Aの密封流体をシールする主リップ(シールリップ)24と、機外Bの異物をシールする副リップ(ダストリップ)25とが一体に成形されている。
主リップ24は、当該密封装置11を機器の軸周部に装着したときにそのリップ端24aが機内A側を向く形状とされ、リップ端24aが密封流体の圧力を受けつつ軸61の周面に摺動可能に接触することにより密封流体をシールする。主リップ24にはガータスプリング26が嵌合されている。
副リップ25は、当該密封装置11を機器の軸周部に装着したときにそのリップ端25aが機外B側を向く形状とされ、リップ端25aが軸61の周面に摺動可能に接触することにより異物をシールする。
上記構成において、当該密封装置11を装着する実機の構造上、軸61の挿入(組立て)が密封装置11に対し相対的に副リップ25側(機外B側)からとなる場合(軸挿入方向を矢印Cにて示す)であって、かつ偏心大での軸挿入となる場合、軸挿入により副リップ25にめくれ現象が発生することが懸念される。
そこで、対策として当該密封装置11では、以下の構成が追加されている。
すなわち、密封装置本体21の機外B側に位置して、密封装置本体21に軸挿入ガイド31が組み付けられており、この軸挿入ガイド31によって、軸61を副リップ25側(機外B側)から密封装置本体21の内周部へかけて挿入するときに副リップ25に対する軸61の偏心を矯正するものとされている。
軸挿入ガイド31は、以下のように構成されている。
(1)軸挿入ガイド31は、密封装置本体21に対し別体で成形され、後付けが可能なものとされている。また、軸挿入ガイド31は軸61と接触しても変形することがないように、金属等の剛性を備える素材によって形成されている。
(2)軸挿入ガイド31は、環状に成形され、密封装置本体21、特に副リップ25に対し同心上に位置するように密封装置本体21に対し組み付けられる。
(3)軸挿入ガイド31は、密封装置本体21の外周側に嵌合される筒状部31aと、この筒状部31aの機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内向きのフランジ部31bと、この内向きのフランジ部31bの一部としてフランジ部31bの内周端部に一体成形された環状のガイド部31cとを一体に有している。
(4)軸挿入ガイド31が密封装置本体21に組み付けられたとき、ガイド部31cは副リップ25の機外B側に配置され、ガイド部31cおよび副リップ25間には所定の間隔が設定される。
(5)軸挿入時、軸挿入ガイド31はその内周側を軸61が差し通ることになり、また軸挿入後に軸挿入ガイド31は軸61に接触しないほうが良い(接触すると軸61が傷つく)ので、軸挿入ガイド31の内径寸法は軸61の外径寸法よりも少々大きく設定されている。但し、軸挿入ガイド31は副リップ25に対する軸61の調心機能を発揮するために設けられているので、軸挿入ガイド31の内径寸法および軸61の外径寸法の寸法差は可及的に小さいことが望ましい。また、軸挿入ガイド31は軸61に対し非接触が好ましいのに対し、副リップ25は軸61に接触するので、軸挿入ガイド31の内径寸法をd、軸61の外径寸法をd、副リップ25の内径寸法をdとして、d>d>dの関係とされている。
(6)フランジ部31bおよびこれに連続するガイド部31cは、軸方向に垂直な形状(径方向内方を向く軸直角の形状)であっても良いが、当該実施例では特に、ガイド部31cが図示するようにその外周側基端部31caから内周側先端部31cbへかけて副リップ25に近付く方向へ斜向した形状とされ、すなわちガイド部31cがその全体としてテーパー状(漏斗状)に形成されている。
上記構成を備える密封装置11においては、機内Aの密封流体をシールする主リップ24および機外Bの異物をシールする副リップ25を備える密封装置本体21の機外B側に剛性の素材よりなる軸挿入ガイド31が密封装置11の一部として組み付けられているため、軸挿入時にこの軸挿入ガイド31を案内役として軸61の挿入が行なわれ、偏心大の状態で軸61の挿入が開始されても軸61が軸挿入ガイド31で案内される過程で偏心が矯正され、軸61が副リップ25に達した時点ではすでに偏心大の状態が解消されている。したがって、偏心大の状態が解消されずに副リップ25にめくれ現象が発生するのを抑制することができる。
また、上記構成の密封装置11においては、上記したように軸挿入ガイド31によって副リップ25にめくれ現象が発生するのが抑制されるため、副リップ25の形状がリップ端25aを機外B側へ向ける形状であっても、副リップ25にめくれ現象が発生しにくい。リップ端25aを機外B側へ向ける形状は図2に示すように、副リップ25における接触圧力ピークPの発生位置が機外B寄りに配置されるため、対異物のシール性に優れるものである。
したがって、上記構成の密封装置11によれば、副リップ25にめくれ現象が発生しにくいため軸挿入性を向上させることでき、併せて、副リップ25が優れたシール性を発揮するためシール性を維持向上させることができ、よって副リップ25に係る、軸挿入性とシール性の両立を図ることができる。
また、ガイド部31cが外周側基端部31caから内周側先端部31cbへかけて副リップ25に近付く方向へ斜向した形状とされているため、偏心状態で挿入されて来る軸61を自動で調心することができる。したがって手作業で調心する場合と比較して軸61の挿入作業を容易化することができる。
また、副リップ25の機外B側に配置される軸挿入ガイド31が、副リップ25をガードする保護カバーとしても機能するため、機外Bの異物(例えば、飛石など)によって副リップ25が損傷するのを抑制することができる。また、シールとしては、軸挿入ガイド31と軸61との間にラビリンスを形成するため、このラビリンスを機外Bの異物(ダストや泥水など)が通過しにくくなる。したがって例えば泥水に含まれる砂粒が副リップ25に達して噛み込むのを抑制することができ、よってシール寿命を向上させることができる。
11 密封装置
21 密封装置本体
22 金属環
23 ゴム状弾性体
24 主リップ
24a,25a リップ端
25 副リップ
26 ガータスプリング
31 軸挿入ガイド
31a 筒状部
31b フランジ部
31c ガイド部
31ca 外周側基端部
31cb 内周側先端部
61 軸
A 機内
B 機外

Claims (2)

  1. リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、
    前記軸を前記副リップ側から前記密封装置本体の内周部へ挿入するときに前記副リップに対する前記軸の偏心を矯正するように、前記副リップの機外側であって前記軸の径方向外方に配置され、外周側基端部から内周側先端部へかけて前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を備える金属素材の軸挿入ガイドと、
    を備えることを特徴とする密封装置。
  2. リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、
    前記密封装置本体の外周側に嵌合される筒状部と、前記筒状部の機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形され、前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を内周端部に有する内向きのフランジ部とを備え、前記密封装置本体の機外側に組み付けられる金属素材の軸挿入ガイドと、
    を備えることを特徴とする密封装置。
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