JP6649818B2 - 密封部材 - Google Patents

Description

本発明は、密封部材に関する。

従来、自動車のデフサイドに用いられる密封部材として、図４に示されるように、軸１０５の外周面に接触して密封空間内Ａの流体を密封する主リップ部１０１と、この主リップ部１０１より外部側Ｂに設けられ、内部側に異物が侵入するのを防止する補助リップ部１０２とを有する密封部材１００が知られている。
このような密封部材１００においては、補助リップ部１０２による異物の侵入を防止する効果を高めるために、補助リップ部１０２に締め代を持たせて軸１０５と接触させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２５０６３号公報

上述した密封部材１００の軸１０５への組み付けは、通常、密封部材１００の外部側Ｂ（補助リップ部１０２側）から軸１０５を挿入することによって行われる。
このとき、補助リップ部１０２が締め代を持って軸１０５と接触する密封部材１００では、軸１０５を挿入した際に、補助リップ部１０２が密封空間内Ａの側に反転してしまうことがあった。
そして、補助リップ部１０２が反転した状態で密封部材１００を使用すると、補助リップ部１０２に異常摩耗が発生し、この異常摩耗が補助リップ部１０２の破損の原因となることがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、組み付け時に補助リップ部が反転したとしても、その反転状態を解消することができる密封部材を提供することを目的とする。

本発明の密封部材は、互いに相対回転する軸とケーシングとの間に構成される環状空間に装着され、上記軸の外周面に接触して密封空間内の密封流体が外部側へ漏れるのを防止する主リップ部と、この主リップ部よりも上記外部側に空間部を介して設けられ、上記軸の外周面に接触して上記外部側から上記密封空間内への異物の侵入を防止する補助リップ部と、を備え、上記空間部に潤滑剤を封入して上記環状空間に装着される密封部材であって、
上記補助リップ部は、上記軸に対して締め代を有し、
上記補助リップ部の外周面に、上記潤滑剤を保持し得る梨地状の粗面部が設けられていることを特徴とする。

本発明の密封部材は、軸の外周面と締め代をもって接触する主リップ部及び補助リップを有し、両者に挟まれた空間部にグリース等の潤滑剤を封入した状態で上記環状空間に装着される密封部材であり、上記密封部材の組み付けは、補助リップ部側から軸を挿入することにより行う。
このとき、上記補助リップ部は、軸に対して締め代を有しているため、軸を挿入した際に反転してしまうことがある。また、上記密封部材の組み付けは、上記空間部にグリース等の潤滑剤が封入された状態で行うため、軸の挿入によって補助リップ部の変形や、場合によっては上述したような反転が生じ、その結果、上記空間部に封入されていたグリース等は、不回避的の上記補助リップ部の外周面にも付着する。

一方、本発明の密封部材は、上記補助リップ部の外周面にグリース等を保持しうる梨地状の粗面部が設けられている。このような粗面部を有する上記補助リップ部の外周面は、上記密封部材の組み付け時に付着したグリース等をそのまま保持することができる。
そのため、本発明の密封部材では、上記補助リップ部が組み付け時に反転したとしても、上記補助リップ部は、自己の弾性復元力によって反転状態を解消することができる。これは、組み付け時に補助リップ部が反転すると、反転した補助リップ部は外周面が軸と接触することとなるが、上記外周面は、上述したように粗面部によってグリース等を保持しており、軸との摩擦係数が低くなっているからである。

上記密封部材において、上記粗面部の表面粗さは、算術平均粗さＲａが２．０〜１０．０μｍであることが好ましい。
上記範囲の算術平均粗さＲａを有する粗面部では、グリース等の潤滑剤を充分に保持することができる。また、上記算術平均粗さＲａが大きくなると、上記粗面部には外部から侵入した異物が付着しやすくなるが、上記算術平均粗さＲａの上限を１０．０μｍとすることにより、グリース等の保持性を確保しつつ、外部から侵入した異物が付着しやすくなることを抑制することができる。

本発明によれば、組み付け時に補助リップ部が反転したとしても、その反転状態を解消することができる密封部材を提供することができる。

第１実施形態に係る密封部材の要部を示す断面説明図である。 図１に示した密封部材における外部側の部分側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る密封部材を軸に組み付ける際の補助リップ部の状態を説明するための拡大断面図である。 従来の密封部材の要部を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る密封部材について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る密封部材の要部を示す断面説明図である。図２は、図１に示した密封部材における外部側の部分側面図である。
本実施形態に係る密封部材１は、自動車のデフサイドに用いられるものであり、互いに相対回転する軸２９とケーシング３０との間に構成される環状空間に装着されて、密封空間内Ａの密封流体が外部側Ｂへ漏洩するのを防止している。なお、図１に示している密封部材１は、軸２９の外周面２９ａとケーシング３０の内周面３０ａとの間に装着される前である変形前の自然状態を示している。

密封部材１は、断面Ｌ字形の環状の芯金２と、芯金２に固定されているシール部材３と、環状のバネリング４とを備えている。
芯金２は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状部材であり、円筒部６と、この円筒部６の外部側端部から径方向内向きに屈曲した環状板部７とで構成されている。

シール部材３は、合成ゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ））等の弾性素材からなり、加硫による接着、焼き付けなどにより芯金２に固定されている。このシール部材３は、本体部１０と、主リップ部１１と、補助リップ部１２と、サイドリップ部１３とを有している。
本体部１０は、芯金２の円筒部６の外側に設けられ、且つケーシング３０の内周面３０ａ側に固定される軸方向外周部１０ａと、環状板部７の外側に設けられている径方向外周部１０ｂと、環状板部７の内側に設けられている径方向内周部１０ｃとを有している。

主リップ部１１は、本体部１０の径方向内周部１０ｃの内周側から軸２９側で且つ密封空間内Ａ側へ延伸しており、その外周面には周溝１４が形成されている。そして、この周溝１４には、いわゆるガータスプリングと呼ばれるバネリング４が装着されており、主リップ部１１を径方向内向きに締め付けている。
補助リップ部１２は、本体部１０の径方向内周部１０ｃの内周側から軸２９側で且つ外部側Ｂへ延伸している。

サイドリップ部１３は、本体部１０の径方向外周部１０ｂから外部側Ｂの径方向斜め外向きにスカート状に延伸している。
なお、サイドリップ部１３の先端部１３ａは、サイドリップ部１３より外部側Ｂに設けられた、金属製の環状部材であるディフレクター（図示せず）と接触することなく対向している。これにより泥水等の異物が密封空間内Ａに近づき難い構成としている。

シール部材３の主リップ部１１は、軸２９の外周面２９ａに締め代を持って接触しており、密封空間内Ａの密封流体が外部側Ｂへ漏れるのを防止している。主リップ部１１は、径方向内方へ向けて漸次厚みが薄くなる（軸方向寸法が小さくなる）先細り形状であり、その断面形状はほぼＶ字形に形成され、最小径部がリップ先端部１９とされている。主リップ部１１の内周面において、リップ先端部１９よりも外部側Ｂの面が第１傾斜面２０とされ、リップ先端部１９よりも密封空間内Ａ側が第２傾斜面２１とされている。

シール部材３の補助リップ部１２は、主リップ部１１よりも外部側Ｂに空間部２３を介して設けられている。つまり、補助リップ部１２の内周面（後述する第１傾斜面２４）と主リップ部１１の内周面（第１傾斜面２０）との間に環状の空間部２３が形成されている。この空間部２３にはグリースが封入されている。

補助リップ部１２は、軸２９の外周面２９ａに締め代をもって接触して外部側Ｂから密封空間内Ａへの異物の侵入を防止している。補助リップ部１２の内周面は、シール部材３の本体部１０の径方向内周部１０ｃから先端側に向かって縮径状となる第１傾斜面２４と、この第１傾斜面２４の最小径部から反対に径方向外向きに連続して拡径状となる第２傾斜面２５とが形成されており、上記最小径部がリップ先端部２６とされている。つまり、補助リップ部１２の内周面において、リップ先端部２６よりも密封空間内Ａ側の面が軸２９との接触面（摺接面）を有する第１傾斜面２４とされ、リップ先端部２６よりも外部側Ｂの面が第２傾斜面２５とされている。

更に、補助リップ部１２には、図２にも示すように、外周面２７と内周面を構成する第２傾斜面２５とに梨地状の粗面部２８が設けられている。粗面部２８は補助リップ部１２の外周面２７の全体、及び、第２傾斜面２５の全体に設けられている。ここで、外周面２７及び第２傾斜面２５は、密封部材１を組み付ける際に、空間部２３に封入されていたグリースが付着することとなるが、外周面２７及び第２傾斜面２５には粗面部２８が設けられているため、付着したグリースをそのまま保持することができる。
粗面部２８は、図示しないが微細突起によるもの、微細凹部によるもの、微細線状溝によるもの、又は、これらが混在するものからなる。

梨地状の粗面部２８は微細な凹凸により構成されている。この粗面部２８の表面粗さは、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３）が２．０〜１０．０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。上記Ｒａが２．０μｍ未満では、グリース等を充分に保持することができない場合がある。一方、上記Ｒａが１０．０μｍを超えると、グリース等を充分に保持することはできるものの、同時に上記粗面部に外部から侵入した異物が付着しやすくなってしまう。

補助リップ部１２の粗面部２８の形成は、補助リップ部１２を加硫成型して輪郭の全体形状を形成した後、該当部分に粗面加工を施しても良いが、補助リップ部１２を成型するための加硫金型の内面に予め放電加工等により微細凹凸部を形成しておき、金型の微細凹凸部を補助リップ部１２に転写させることにより、補助リップ部１２の粗面部２８を形成することが好ましい。つまり、粗面部２８は金型により転写された転写面として形成されることが好ましい。

図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る密封部材を軸に組み付ける際の補助リップ部の状態を説明するための拡大断面図である。
密封部材１は、図３（ａ）に示すように、外部側Ｂから軸２９の挿入を行うことによって、軸２９に組み付けられる。
このとき、補助リップ部１２は、図３（ｂ）に示すように、軸２９の端面２９ｃ側の外周面に設けられた面取り部２９ｂに接触した際に変形し、主リップ部側に反転することがある。この場合、補助リップ部１２は粗面部２８が設けられた外周面２７や第２傾斜面２５が軸２９の面取り部２９ｂと接触することになる。このとき、外周面２７や第２傾斜面２５には、組み付け前の空間部２３に封入されていたグリースが付着し、付着したグリースは粗面部２８によって保持されている。そのため、補助リップ部１２の外周面２７や第２傾斜面２５は、軸２９との摩擦係数が低くなっており、補助リップ部１２は、自己の弾性復元力によって、反転状態を解消し、図３（ｃ）に示すように正常な組み付け状態で軸２９の外周面２９ａと締め代を持って接触することができる。

また、密封部材１は、補助リップ部１２が反転した状態のまま、軸２９の外周面２９ａの所定の位置に一旦は組み付けられたとしても、上述した通り、補助リップ部１２の外周面２７や第２傾斜面２５は、粗面部２８が保持するグリースによって軸２９との摩擦係数が低くなっている。そのため、密封部材１を組み付けた後、軸２９を回転させたり、軸２９を軸方向に搖動させたりすることにより、補助リップ部１２は、容易に反転状態を解消し、この場合も図３（ｃ）に示したような正常状態となることができる。
このように、本実施形態の密封部材によれば、組み付け時に補助リップ部１２が反転したとしても、自己の弾性復元力と粗面部２８が保持するグリースの作用によって、その反転状態を解消することができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、適宜変更することができる。
第１実施形態において、粗面部は、補助リップ部の外周面及び第２傾斜面に設けられているが、本発明の実施形態に係る密封部材において、上記粗面部は、少なくとも補助リップ部の外周面に設けられていれば、必ずしも第２傾斜面には設けられていなくてもよい。

第１実施形態において、粗面部は補助リップ部の外周面全体に設けられているが、上記粗面部は、必ずしも補助リップ部の外周面全体に設けられていなくても良く、例えば第２傾斜面側の半分の領域等にのみ設けられていても良い。
また、第１実施形態では、粗面部が補助リップ部の外周面及び第２傾斜面において周方向全体に設けられているが、上記粗面部は、必ずしも周方向全体に形成されている必要はなく、補助リップ部の反転状態を解消するのに充分なグリースを保持することができれば、周方向において断続的に設けられていても良い。

本発明の実施形態に係る密封部材は、自動車のデフサイドを密封するものに限定されず、他の転がり軸受を含め、種々の装置を密封するための密封部材として好適に使用することができる。

１：密封部材、２：芯金、３：シール部材、１１：主リップ部、１２：補助リップ部、１３： サイドリップ部、２３：空間部、２５：第２傾斜面、２７：外周面、２８：粗面部、２９：軸、３０：ケーシング

Claims (2)

1. 互いに相対回転する軸とケーシングとの間に構成される環状空間に装着され、前記軸の外周面に接触して密封空間内の密封流体が外部側へ漏れるのを防止する主リップ部と、この主リップ部よりも前記外部側に空間部を介して設けられ、前記軸の外周面に接触して前記外部側から前記密封空間内への異物の侵入を防止する補助リップ部と、を備え、前記空間部に潤滑剤を封入して前記環状空間に装着される密封部材であって、
   前記補助リップ部は、前記軸に対して締め代を有し、
   前記補助リップ部の外周面に、前記潤滑剤を保持し得る梨地状の粗面部が設けられていることを特徴とする密封部材。
2. 前記粗面部の表面粗さは、算術平均粗さＲａが２．０〜１０．０μｍである請求項１に記載の密封部材。

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