JP6706500B2

JP6706500B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP6706500B2
Application number: JP2016004227A
Authority: JP
Inventors: 昌幸谷田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2036-01-13
Also published as: JP2017125530A

Description

本発明は、密封装置に係り、例えば、車両のトランスファー装置や車輪軸受等といった機外側からの泥水等にさらされやすい環境で使用される密封装置に関する。

従来より、機外Ａ側からの泥水等にさらされやすい環境下で用いられる一般的な密封装置として、例えば、図５に示すようなものが知られている。この密封装置１００は、ハウジング７００の内周面７１０とハウジング７００に挿通される回転軸８００の外周面８１０との間の環状空間８２０に装着されるオイルシール２００と、オイルシール２００の機外Ａ側で回転軸８００の外周面８１０に取り付けられるダストカバー３００と、を備え、オイルシール２００には、ダストカバー３００におけるフランジ部３２０と摺動自在に接触するサイドリップ４００が形成されている。また、サイドリップ４００の内周面には、フランジ部３２０及びサイドリップ４００の摺動部９００を潤滑するグリース等の潤滑剤（図示せず）が塗布されている。

この密封装置１００によれば、オイルシール２００は、回転軸８００の外周面８１０と摺動自在に接触することで機内Ｂ側の密封流体（図示せず）が機外Ａ側へ漏洩することを防止する。また、ダストカバー３００は、回転軸８００とともに回転することで、サイドリップ４００の先端部４００ａがフランジ部３２０の端面３２０ａと摺動自在に接触し、かつ、ダストカバー３００における遠心力の振り切り作用が発揮されることで、機外Ａ側の泥水等が機内Ｂ側へ侵入することを防止する。また、潤滑剤は、フランジ部３２０及びサイドリップ４００の摺動部９００を潤滑することで、回転軸８００の回転によりサイドリップ４００が摩耗することを抑制する。

特開２０１３−１１３３１９号公報

ここで、回転軸８００の回転によってサイドリップ４００の内周面に塗布された潤滑剤に遠心力が作用すると、この潤滑剤は、サイドリップ４００の先端部４００ａとフランジ部３２０の端面３２０ａとの間から機外Ａ側へ飛散し、又は流出することで潤滑剤の量が減少する。潤滑剤の量の減少は、サイドリップ４００及びダストカバー３００の摺動部９００の摺動抵抗を増加させることで、サイドリップ４００の摩耗を促進させ、ひいては、密封装置１００の泥水等への耐久性の低下を招く。これに対して従来は、サイドリップ４００の内周面に塗布する潤滑剤の量を増やすことで潤滑剤が減少するまでの時間に猶予を与えていた。

しかし、従来技術に係る密封装置１００は、サイドリップ４００の内周面の面積が一定であるため、塗布することができる潤滑剤の量も一定である。そのため、サイドリップ４００の内周面に塗布することができる潤滑剤の量には、限界があった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、フランジ部及びサイドリップの摺動部より内径側の潤滑剤の量を増やすことでフランジ部及びサイドリップの摺動部を長期間にわたって潤滑することができる密封装置を提供することにある。

ハウジングの内周面と前記ハウジングに挿通される回転軸の外周面との間の環状空間に装着されるオイルシールと、前記オイルシールの機外側で前記回転軸の外周面に取り付けられるダストカバーと、を備え、前記オイルシールには、前記ダストカバーにおけるフランジ部と摺動自在に接触するサイドリップが形成されている密封装置において、前記ダストカバーには、前記フランジ部と前記サイドリップとの摺動部より内径側に位置して前記摺動部に連絡する機内側に向けて開口し、前記回転軸の回転による遠心力が作用したときにしみだすように潤滑剤をしみこませた多孔質材を収容する潤滑剤収納部が設けられている。

ダストカバーに設けられた潤滑剤収納部に潤滑剤を充填することで、フランジ部及びサイドリップの摺動部より内径側の潤滑剤の量を増やすことができる。したがって、潤滑剤収納部に充填された潤滑剤は、フランジ部及びサイドリップの摺動部を長期間にわたって潤滑することで、サイドリップの摩耗を抑制し、密封装置の泥水等への耐久性を向上させることができる。

実施形態に係る密封装置の断面図である。実施形態に係る密封装置の要部拡大断面図である。実施形態に係る密封装置を図２におけるＸ方向から見たときの図である。（Ｃ）は、図２におけるＣ−Ｃ断面図であり、（Ｄ）は、図２におけるＤ−Ｄ断面図である。従来技術に係る密封装置の一例を示す断面図である。

実施形態に係る密封装置１０について図面に基づき詳細に説明する。図１は、実施形態に係る密封装置１０の断面図であり、図２は、実施形態に係る密封装置１０の要部拡大断面図であり、図３は、実施形態に係る密封装置１０を図２におけるＸ方向から見たときの図であり、図４（Ｃ）は、図２におけるＣ−Ｃ断面図であり、図４（Ｄ）は、図２におけるＤ−Ｄ断面図である。

本実施形態に係る密封装置１０は、図１に示すようにハウジング７０の内周面７１とハウジング７０に挿通される回転軸８０の外周面８１との間の環状空間８２に装着されるオイルシール２０と、オイルシール２０の機外Ａ側で回転軸８０の外周面８１に取り付けられるダストカバー３０と、を備える。

オイルシール２０は、金属からなり断面略Ｌ字状を呈する金属環２１にゴム状弾性材２２が一体に成形されたものであって、ハウジング７０の内周面７１に嵌合される外周シール部２３と、金属環２１の内径方向の端部から機内Ｂ側へ延び、回転軸８０の外周面８１と摺動自在に接触する対油リップ２４と、金属環２１の内径方向の端部から機外Ａ側へ延び、回転軸８０の外周面８１に接触するダストリップ２５とを備え、対油リップ２４の外周面には、内径方向へ向けて緊迫力を付与するためのガータスプリング２６が装着されている。また、オイルシール２０には、ダストリップ２５の根元の外周側から対油リップ２４の反対方向へ延び、先端部４０ａに向かうに従って大径となる円錐筒状を呈し、先端部４０ａがフランジ部３２の端面３２ａと摺動自在に接触するサイドリップ４０が設けられている。さらに、サイドリップ４０の内周面には、従来技術と同様にフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０を潤滑するグリース等よりなる潤滑剤（図示せず）が塗布されている。

ダストカバー３０は、金属からなり、軸方向一方に延び、オイルシール２０の機外Ａ側で回転軸８０の外周面８１に嵌合されることでダストカバー３０を固定する円筒状の固定部３１と、固定部３１の機外Ａ側の端部から外径方向に向けて円盤状に展開し、サイドリップ４０の先端部４０ａと摺動自在に接触する端面３２ａを有するフランジ部３２と、フランジ部３２の外径方向端部から軸方向他方に向けて延びる折り曲げ部３３と、によって形成されている。

また、ダストカバー３０のフランジ部３２には、フランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０を潤滑する潤滑剤（図示せず）を充填するための潤滑剤収納部５０が設けられており、本実施形態では、機内Ｂ側に向けて開口する断面Ｕ字状を呈する。詳しく説明すると、潤滑剤収納部５０は、軸方向一方に向けて延び、オイルシール２０の機外Ａ側で回転軸８０の外周面８１に嵌合されるとともに、ダストカバー３０における固定部３１の一部を兼ねる円筒状の内径側円筒部５１と、内径側円筒部５１の機外Ａ側の端部から外径方向に延びる内径側端面部５２と、内径側端面部５２の外径方向端部から軸方向他方に延びる外径側円筒部５３と、によって形成される。そして、潤滑剤は、内径側円筒部５１、内径側端面部５２、及び外径側円筒部５３に囲まれた環状の空間に充填される。

また、本実施形態に係るダストカバー３０のフランジ部３２には、潤滑剤収納部５０からフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０に向けて潤滑剤を供給するための潤滑剤供給部６０が周方向に所定の間隔をもって複数が配置されている。潤滑剤供給部６０は、図２及び図３に示すように、潤滑剤収納部５０における外径側円筒部５３の内面５３ａからフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０に向けて放射状に形成されている。

さらに、図２及び図３に示すように、本実施形態に係るフランジ部３２をＸ方向から見たときに、潤滑剤供給部６０は、外径側円筒部５３の内面５３ａを底辺とし、この底辺より外径側に位置する潤滑剤供給部６０の外径側先端部６１を頂点とすることで、外径側円筒部５３の内面５３ａから外径側先端部６１に向けて周方向の幅が徐々に縮小する三角状を呈する。さらに、潤滑剤供給部６０は、図４（Ｃ）に示す外径側の幅αと外径側の深さγとが、図４（Ｄ）に示す内径側の幅βと内径側の深さδに対して小さくなっており断面三角状を呈する。

なお、図３に示すように潤滑剤供給部６０の外径側先端部６１と、フランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０との間には、一定の径方向距離が設定されている。

また、潤滑剤収納部５０には、ファブリック、綿、フェルトなどの繊維集合体や、連続気泡を有する発泡樹脂（スポンジ）などを成形した連続気孔を有する多孔質材５４が収納されている。多孔質材５４は、接着剤等の固定手段で潤滑剤収納部５０の内面に固定され、また、この多孔質材５４には一部の潤滑剤がしみこませてある。

上記構成を備える密封装置１０は、オイルシール２０における対油リップ２４が回転軸８０の外周面８１と摺動自在に接触することで、機内Ｂ側の密封流体（図示せず）が機外Ａ側へ漏洩することを防止する。

また、サイドリップ４０の先端部４０ａと、フランジ部３２の端面３２ａとが摺動自在に接触することで、サイドリップ４０は、機外Ａ側から浸入しようとする泥水等を堰き止め、泥水等が対油リップ２４側へ侵入することを防止する。

また、ダストカバー３０は、回転軸８０とともに回転することで遠心力による振り切り作用が生じ、機外Ａ側の泥水等が機内Ｂ側へ浸入することを防止する。

また、本実施形態に係るサイドリップ４０の内周面に塗布された潤滑剤は、回転軸８０の回転による遠心力が作用することで、サイドリップ４０の内周面を伝ってフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０へ向かう。さらに、本実施形態に係る潤滑剤収納部５０に充填される潤滑剤は、回転軸８０の回転による遠心力が作用することで外径方向へ移動しようとする。その後、潤滑剤収納部５０に収まりきらなくなった潤滑剤は、外径側円筒部５３の内面５３ａから溢れ出し、フランジ部３２の端面３２ａを伝ってフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０へ向かう。

したがって、本実施形態に係る密封装置１０は、図５に示すサイドリップ４００の内周面にのみ潤滑剤を塗布する従来技術の密封装置１００と比較して、摺動部９０へ供給することができる潤滑剤の量を増やすことができる。よって、本実施形態に係る密封装置１０における潤滑剤は、フランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０を長期間にわたって潤滑することで、サイドリップ４０の早期摩耗を抑制し、密封装置１０の耐泥寿命を向上させることができる。

また、本実施形態に係る密封装置１０の潤滑剤供給部６０は、潤滑剤収納部５０における外径側円筒部５３の内面５３ａに対して所定の勾配を有する。これにより潤滑剤収納部５０内の潤滑剤は、回転軸８０の回転による遠心力によって、潤滑剤供給部６０へ容易に導入され、潤滑剤供給部６０に沿うように外径方向に向けて移動することで、外径側先端部６１へ到達する。したがって、潤滑剤収納部５０に充填された潤滑剤は、潤滑剤供給部６０によってフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０へ円滑に供給される。

また、潤滑剤供給部６０は、外径側先端部６１とフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０との間に一定の径方向距離を設けることで、潤滑剤供給部６０をフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０より内径側に確実に配置することができる。すなわち、潤滑剤供給部６０は、フランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０と交差しないため、潤滑剤が先端部４０ａを通過して機外Ａ側に流出するおそれがない。

また、潤滑剤収納部５０に多孔質材５４を収容して、この多孔質材５４に潤滑剤をしみこませた場合には、回転軸８０の回転による遠心力が作用したときに多孔質材５４から潤滑剤がしみだし、この潤滑剤がフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０へ円滑に供給される。したがって、密封装置１０に粘度の低い潤滑剤を採用する場合であっても、これを潤滑剤収納部５０に保持し、長期間にわたって摺動部９０へ供給することができる。

なお、本実施形態に係る密封装置１０における潤滑剤収納部５０の形状は、本実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、潤滑剤収納部５０を断面Ｖ字状等にしてもよい。

また、本実施形態に係る密封装置１０における潤滑剤の種類、塗布又は充填する位置、潤滑剤の量等は、密封装置１０の用途等に応じて適宜選択される。潤滑剤としては、摩擦を減少させることができるグリースが挙げられるほか、オイルやワックスであってもよい。また、潤滑剤収納部５０における潤滑剤のみで、サイドリップ４０とフランジ部３２との摺動部９０を十分に潤滑できる場合には、サイドリップ４０の内周面に潤滑剤を塗布しなくてもよい。

また、本実施形態に係る密封装置１０におけるダストカバー３０の固定部３１は、潤滑剤収納部５０における内径側円筒部５１の一部を兼ねるが、潤滑剤収納部５０の位置は、ダストカバー３０におけるフランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０より内径側に位置する限りにおいて特に限定されない。例えば、内径側円筒部５１とダストカバー３０における固定部３１との間にフランジ部３２の一部が形成される場合が挙げられる。

また、本実施形態に係る密封装置１０における潤滑剤供給部６０の形状、大きさ、範囲等は、ハウジング７０及び回転軸８０の形状等や、密封装置１０の用途等に応じて適宜選択される。例えば、フランジ部３２及びサイドリップ４０の摺動部９０に多くの潤滑剤を供給する必要がある場合には、潤滑剤供給部６０の幅α，βを大きくすることで、供給する潤滑剤の量を増やすといったことが挙げられる。

また、本実施形態に係る密封装置１０における潤滑剤供給部６０は、周方向に所定の幅を有するものに限られない。例えば、外径側円筒部５３における機内Ｂ側の端部を全周にわたってテーパ状にカットすることで、テーパ状とすることが挙げられる。

１０密封装置
２０オイルシール
２１金属環
２２ゴム状弾性材
２３外周シール部
２４対油リップ
２５ダストリップ
２６ガータスプリング
３０ダストカバー
３１固定部
３２フランジ部
３２ａ端面
３３折り曲げ部
４０サイドリップ
４０ａ先端部
５０潤滑剤収納部
５１内径側円筒部
５２内径側端面部
５３外径側円筒部
５３ａ内面
５４多孔質材
６０潤滑剤供給部
６１外径側先端部
α 外径側の幅
β 内径側の幅
γ 外径側の深さ
δ 内径側の深さ
７０ハウジング
７１内周面
８０回転軸
８１外周面
８２環状空間
９０摺動部
Ａ機外
Ｂ機内

Claims

ハウジングの内周面と前記ハウジングに挿通される回転軸の外周面との間の環状空間に装着されるオイルシールと、前記オイルシールの機外側で前記回転軸の外周面に取り付けられるダストカバーと、を備え、前記オイルシールには、前記ダストカバーにおけるフランジ部と摺動自在に接触するサイドリップが形成されている密封装置において、
前記ダストカバーには、前記フランジ部と前記サイドリップとの摺動部より内径側に位置して前記摺動部に連絡する機内側に向けて開口し、前記回転軸の回転による遠心力が作用したときにしみだすように潤滑剤をしみこませた多孔質材を収容する潤滑剤収納部が設けられていることを特徴とする密封装置。
請求項１に記載の密封装置において、
前記ダストカバーには、前記潤滑剤収納部から前記摺動部に向けて潤滑剤を供給する潤滑剤供給部が形成されていることを特徴とする密封装置。
請求項２に記載の密封装置において、
前記潤滑剤供給部は、周方向に所定の間隔をもって複数が配置されていることを特徴とする密封装置。