JP6802679B2 - 農機具の車軸用密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、農機具の車軸に用いられる密封装置に関する。

トラクター等の農機具は、その足廻りに、車軸と、車軸が挿入されたハウジング（ファイナルケース）とを備えている。また、ハウジングに形成された軸孔と、この軸孔に挿入された車軸との間の環状空間には、密封装置が装着されている。密封装置は、ハウジング内の潤滑油の漏洩を防止するとともに、泥水等の異物がハウジングの外部から内部に浸入することを防止している。

例えば、特許文献１には、車軸の外周面に嵌合固定された断面略Ｌ字形のスリーブと、ハウジングの軸孔に嵌合固定され、それぞれスリーブと摺接する主リップ（オイルシールリップ）、補助リップ（第１、第２ダストシールリップ）、及びサイドリップ（第３ダストシールリップ）を有するシール部材とを備えた密封装置が提案されている（特許文献１、図１参照）。

特開２００５−２７３８６４号公報

農機具は、泥水に曝されるような過酷な環境で主に使用されるため、密封装置は、密封性が維持されるように定期的な交換が行われている。しかしながら、従来の密封装置は、交換までの間に密封性が低下し、泥水の浸入や潤滑油の漏洩を防止できなくなる場合があった。
本願の発明者は、この密封性の低下について精査した結果、リップの摩耗が一因であることを知得した。密封装置のシール部材は、スリーブとの間で所定の締め代をもって装着されるが、次第にリップが摩耗することによって実質的な締め代が小さくなるからである。

本発明は、リップによる密封性を所定の期間維持することができる農機具の車軸用密封装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明の農機具の車軸用密封装置（以下、単に密封装置ともいう）は、
農機具の車軸と、この車軸が挿入されるハウジングの軸孔との間の環状空間に設けられ、前記ハウジングの内部の密封空間と前記ハウジングの外部との間を封止する密封装置であって、
前記軸孔の内周面に固定されるシール部材と、
前記車軸の外周面に嵌合されかつ前記シール部材が接触するシール面が外周に形成された円筒部を有するスリーブと、を備え、
前記シール部材は、径方向内側かつ前記密封空間側に向けて延び前記シール面に接触する環状の主リップと、前記主リップを前記シール面に向けて径方向外側から締め付けるバネリングと、を備え、
前記シール面に対する前記主リップ及び前記バネリングによる緊迫力のうち、前記バネリングによって付加される緊迫力が、主リップ単独の緊迫力の２倍以上である。
前記シール面の外径は、４９．７ｍｍ以上４９．９ｍｍ以下であることが好ましく、前記シール面に対する前記主リップの締め代は１．９ｍｍ以上２．７ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。

従来の密封装置は、上記と同じ外径のシール面に対する主リップの締め代が、１．９ｍｍ未満とされていた。上記構成の密封装置は、所定の期間（例えば密封装置の交換時期）が経過するまでの主リップの摩耗を加味したうえで、従来よりも大きな締め代で主リップをシール面に接触させるものである。そのため、主リップが摩耗したとしても少なくとも所定の期間が経過するまでは密封性を維持することができる。

（２） 前記シール面に対する前記主リップ及び前記バネリングによる緊迫力は、２９．４Ｎ以上５４．６Ｎ以下に設定されていることが好ましい。
従来の密封装置は、シール面に対する主リップ及びバネリングによる緊迫力が、約２１Ｎであった。上記構成の密封装置は、従来よりも大きな緊迫力（約１．４〜２．６倍の緊迫力）で主リップをシール面に接触させることができる。そのため、主リップに摩耗が生じて緊迫力が低下したとしても所望の密封性を維持することができる。

（３） 前記バネリングによって主リップに付加される緊迫力は、主リップ単独の緊迫力の２倍以上であることが好ましい。
主リップはシール面に接触することによって弾性変形し、主リップによる緊迫力は、主リップの弾性復帰によって発生する。そのため、主リップに摩耗が生じると弾性変形量が小さくなり、緊迫力も低下する。上記構成の密封装置は、バネリングによって主リップに付加される緊迫力が主リップ単独の緊迫力の２倍以上であるため、主リップ及びバネリングによる全体の緊迫力に占める主リップ単独の緊迫力の割合が小さくなっている。そのため、主リップの摩耗によって主リップ単独の緊迫力が低下しても、全体としての緊迫力の低下を抑制することができ、密封性を維持することが可能となる。

本発明によれば、リップによる密封性を所定の期間維持することができる。

実施形態に係る密封装置を適用した農機具の車軸部を示す断面図である。 密封装置を拡大して示す断面図である。 密封装置を構成するシール部材の自由状態（無負荷状態）を示す断面図である。 シール部材の第２補助リップを拡大して示す断面図である。 シール部材のサイドリップを拡大して示す断面図である。

以下、本発明の密封装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の密封装置を適用した農機具の車軸部を示す断面図である。なお、本明細書では、農機具の車軸１１に沿った方向において車輪側を軸方向外側又は軸方向外方といい、車軸１１に沿った反対側を軸方向内側又は軸方向内方という。
本実施形態に係る密封装置１０は、図１に示すように、農機具の一例であるトラクタの前輪の車軸部分に取り付けられる。トラクタは、前輪を取り付けるためのフランジ部１１ａを軸方向外側（図１における左側）の端部に一体的に有している車軸１１と、軸受１３を介して車軸１１を回転自在に軸支し、車軸１１に駆動力を伝達するためのべベルギア１４が収納されたファイナルケース（ハウジング）１２とを備えている。

密封装置１０は、車軸１１と、ファイナルケース１２に形成され車軸１１が挿入された軸孔１２ａとの間の環状空間に装着されている。密封装置１０は、ファイナルケース１２の内部空間Ａ内に密封された潤滑油等の密封流体がファイナルケース１２の外部Ｂ側へ漏洩するのを防止するとともに、外部Ｂ側から泥水等が内部空間Ａ内に浸入することを防止する。

図２は、密封装置を拡大して示す断面図である。図３は、密封装置を構成するシール部材の自由状態（無負荷状態）を示す断面図である。
密封装置１０は、環状のシール部材１５と、環状のスリーブ１６とを備えている。スリーブ１６は、図２に示すように、シール部材１５の各リップが接触する金属環５１と、金属環５１の内周側及び軸方向外側に設けられた環状の弾性部材５２とからなる。

金属環５１は、円筒部５１ａと、環状板部５１ｂとを一体に備えている。
円筒部５１ａは、車軸１１の外周面に弾性部材５２を介して固定される。
環状板部５１ｂは、円筒部５１ａの軸方向外側（図２における左側）の端部から径方向外方に延びている。具体的に、環状板部５１ｂは、円筒部５１ａから軸方向外方かつ径方向外方へ斜めに延びる円すい筒形状の円すい部５１ｂ１と、円すい部５１ｂ１の径方向外端部からさらに径方向に沿って延びる円環部５１ｂ２とを有している。

弾性部材５２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）など）等の弾性素材からなる環状部材である。弾性部材５２は、例えば、加硫による接着、焼き付けなどにより金属環５１に固定されている。
弾性部材５２は、金属環５１の車軸１１（フランジ部１１ａを含む）側全体に設けられているが、例えば、円筒部５１ａの内周面側のみに設けられていてもよい。

スリーブ１６は、円筒部５１ａが弾性部材５２を介して車軸１１の外周面に嵌合され、環状板部５１ｂの円環部５１ｂ２がフランジ部１１ａの軸方向内側の側面に弾性部材５２を介して接触するように車軸１１に固定される。このように、金属環５１が弾性部材５２を介して車軸１１と接触するようにスリーブ１６を取り付けることにより、車軸１１（フランジ部１１ａを含む）とスリーブ１６との間を通って密封空間Ａに泥水等が浸入するのを防止することができる。

円筒部５１ａの外周面は、シール部材１５が接触する第１シール面５１ｄとされ、環状板部５１ｂの円環部５１ｂ２の軸方向内側面は、シール部材１５が接触する第２シール面５１ｅとされている。

［シール部材１５の構成］
シール部材１５は、芯金２１と、芯金２１に固定された封止部２２と、環状のバネリング２３とによって構成されている。
芯金２１は、断面形状が略クランク状とされた金属（例えば、ＳＰＣＣ等）製の環状部材であり、筒部２１ａと、外側円環部２１ｂと、内側円環部２１ｃとを一体に備えている。筒部２１ａは、円筒状に形成され、スリーブ１６の円筒部５１ａの径方向外側に間隔をあけて配置される。外側円環部２１ｂは、筒部２１ａの軸方向外側の端部から径方向外方へ屈曲し、円環状に形成されている。内側円環部２１ｃは、筒部２１ａの軸方向内側の端部から径方向内方へ屈曲し、円環状に形成されている。

封止部２２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）など）等の弾性素材からなる。本実施形態の封止部２２は、特に耐泥水性の高い材料が用いられている。
封止部２２は、環状に形成されており、加硫による接着、焼き付けなどにより芯金２１に固定されている。封止部２２は、芯金２１の内周側に設けられた本体部３１と、本体部３１からそれぞれスリーブ１６側に延びる主リップ３２、第１補助リップ３３、第２補助リップ３４、及びサイドリップ３５と、芯金２１の外周側に設けられた外周部３６とを有する。

図３に示すように、外周部３６の軸方向の中間には、周方向に延びる凹溝（第１の凹溝）３６ａが形成されている。外周部３６は、凹溝３６ａを挟んで軸方向内側の部分３６ｂと軸方向外側の部分３６ｃとの外径寸法が異なっている。具体的には、凹溝３６ａよりも軸方向内側の部分３６ｂの外径Ｄ１は、軸方向外側の部分３６ｃの外径Ｄ２よりも小さい寸法とされている。したがって、以下、軸方向内側の部分３６ｂを小径部といい、軸方向外側の部分３６ｃを大径部という。また、大径部３６ｃよりもさらに軸方向外側には、より外径が小さい凹状の部分（第２の凹溝）３６ｄが形成されている。なお、小径部３６ｂよりも軸方向外側には、軸方向内側ほど外径が小さくなる傾斜状のテーパー面３６ｅが形成されている。

図２に示すように、シール部材１５は、ファイナルケース１２の軸孔１２ａに対して軸方向外側から矢印Ｘ方向に嵌合されることによって取り付けられる。このとき、封止部２２の外周部３６は、軸孔１２ａの内周面に嵌合され、芯金２１の外側円環部２１ｂは、ファイナルケース１２の軸方向外側の端面に当接される。ここに、封止部２２の外周部３６は、ファイナルケース１２の軸孔１２ａに嵌合固定される嵌合部を構成している。

図３に示すように、本実施形態では、封止部２２の小径部３６ｂの外径Ｄ１と、大径部３６ｃの外径Ｄ２とが次のように設定されている。
Ｄ１＝７０．２±０．１ｍｍ
Ｄ２＝７０．０^{＋０．４０} _{＋０．２０}ｍｍ
また、外径Ｄ１と外径Ｄ２とは、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たしている。

一方、図２に示すように、ファイナルケース１２の軸孔１２ａの内径ｄ１は、７０ｍｍであり、はめあい公差がＨ９（^{＋０．０７４} _０）に設定されている。
したがって、軸孔１２ａに対する小径部３６ｂの締め代は、最大で０．３ｍｍ、最小で０．０２６ｍｍとなる。また、大径部３６ｃの締め代は、最大で０．４ｍｍ、最小で０．１２６ｍｍとなる。このように封止部２２は、軸孔１２ａに対して締め代をもってしまり嵌めで嵌合されるが、小径部３６ｂの締め代は、大径部３６ｃの締め代よりも小さくなる。そのため、軸孔１２ａにシール部材１５を嵌合固定させるとき、嵌合の当初においては小径部３６ｂを比較的容易に軸孔１２ａに挿入することができる。言い換えると、軸孔１２ａにシール部材１５を嵌合させるときのガイド部として小径部３６ｂを機能させることができる。

図３に示すように、第１の凹溝３６ａは、底部の外径Ｄ３が６９．７ｍｍに設定されており、軸孔１２ａの内径ｄ１よりも小さい。そのため、凹溝３６ａは、小径部３６ｂを軸孔１２ａに挿入したときに、小径部３６ｂの軸方向のズレを吸収する逃げ場所として機能する。これにより、シール部材１５を軸孔１２ａに嵌合させるときのスプリングバックを抑制することができ、後述するサイドリップ３５の締め代を適切に設定することができる。また、凹溝３６ａによって、小径部３６ｂに生じるかじり等の損傷を防止することもできる。

封止部２２の外周部３６における大径部３６ｃは、小径部３６ｂよりも軸孔１２ａに対する締め代が大きくなっている。そのため、軸孔１２ａに対してより強く嵌合し、ファイナルケース１２に対する回り止めの機能を発揮する。後述するように、シール部材１５のリップは、スリーブ１６に対する締め代が従来よりも大きく設定されており、車軸１１の回転に伴ってシール部材１５に付与される回転方向の力が大きくなっている。封止部２２の外周部３６における大径部３６ｃは軸孔１２ａに強く嵌合しているので、シール部材１５が車軸１１と連れ回りしてしまうのを防止することができる。

また、外周部３６の大径部３６ｃよりもさらに軸方向外側の第２の凹溝３６ｄは、外径Ｄ４が６９．６ｍｍに設定されており、軸孔１２ａの内径ｄ１よりも小さい。そのため、第２の凹溝３６ｄは、第１の凹溝３６ａと同様に、大径部３６ｃの軸方向のずれを吸収する逃げ場所として機能し、封止部２２を軸孔１２ａに嵌合させるときのスプリングバックを抑制したり、大径部３６ｃのかじり等の損傷を防止したりするために役立つ。

なお、本実施形態では、小径部３６ｂの軸方向の幅Ｗ１が約２ｍｍ、大径部３６ｃの軸方向の幅が約３．５ｍｍに設定されている。また、第１の凹溝３６ａの幅Ｗ３は約２．３ｍｍ、第２の凹溝３６ｄの幅Ｗ４が約４．５ｍｍに設定されている。外周部３６の全体幅は約１４ｍｍであり、この全体幅に占める幅Ｗ１の割合は約１４％、幅Ｗ２の割合は約２５％である。第１の凹溝３６ａの軸方向の幅Ｗ３は、小径部３６ｂの幅Ｗ１よりも大きいが、大径部３６ｃの幅Ｗ２よりも小さい寸法とされている。

［主リップの構成］
図２に示すように、主リップ３２は、封止部２２における本体部３１の内周側から、径方向内側（車軸１１側）かつ軸方向内側（密封空間Ａ側）へ延びている。主リップ３２の外周面には周溝３２ａが形成されている。この周溝３２ａには、ガータスプリングと呼ばれるバネリング２３が装着されている。バネリング２３は、主リップ３２を径方向内方へ締め付けている。

主リップ３２は、金属環５１の円筒部５１ａの外周面（第１シール面５１ｄ）に締め代をもって接触し、密封空間Ａ内の密封流体が外部Ｂ側へ漏れるのを防止している。また、主リップ３２は、バネリング２３によって付加される緊迫力によって第１シール面５１ｄに圧接されている。また、主リップ３２は、自身の弾性力によっても第１シール面５１ｄに圧接される。

図３に示すように、主リップ３２は、自由状態において、その径方向内側の断面形状が径方向内方に向けて細くなる（軸方向幅寸法が小さくなる）略Ｖ字形を有している。つまり、主リップ３２の内周面は、軸方向外側の第１傾斜面３２ｂと、密封空間Ａ側の第２傾斜面３２ｃとを有する。
第１傾斜面３２ｂは、軸方向外側ほど内径が大きくなるように傾斜し、第２傾斜面３２ｃは、軸方向内側ほど内径が大きくなるように傾斜している。第１傾斜面３２ｂと第２傾斜面３２ｃとの境界部であって主リップ３２の最小径部（頂部）をリップ先端部３２ｄという。主リップ３２の第１傾斜面３２ｂは、金属環５１の第１シール面５１ｄに接触する。

自由状態における主リップ３２の内径ｄ２は、次のように設定されている。
ｄ２＝４７．５±０．４ｍｍ
これに対して、スリーブ１６における第１シール面５１ｄの外径Ｄ５は、次のように設定されている。
Ｄ５＝４９．８ｍｍ

したがって、第１シール面５１ｄに対する主リップ３２の締め代は、１．９ｍｍ〜２．７ｍｍである。従来の農機具における密封装置では、主リップの締め代が１．９ｍｍよりも小さい値に設定されており、本実施形態の主リップ３２の締め代は、従来と比べて約１．４倍程度大きい値となっている。なお、第１シール面５１ｄの外径Ｄ５は、公差が設定されていてもよく、その公差の範囲内で変動が許容される。第１シール面５１ｄの外径Ｄ５は、±０．１ｍｍの公差を有していてもよい。この場合、Ｄ５は、４９．７ｍｍ〜４９．９ｍｍの範囲内の値とされる。

また、主リップ３２及びバネリング２３が第１シール面５１ｄに与える緊迫力（径方向の締め付け力）Ｆは、次のように設定されている。
Ｆ＝４２Ｎ±１２．６Ｎ（±３０％）
したがって、緊迫力Ｆは、２９．４Ｎ〜５４．６Ｎの範囲内の値となる。

緊迫力Ｆのうち、主リップ３２単独の緊迫力Ｆａと、バネリング２３によって付加される緊迫力Ｆｂとは、次のように設定されている。
Ｆａ＝１２Ｎ±３．６Ｎ（±３０％）
Ｆｂ＝３０Ｎ±９．０Ｎ（±３０％）
したがって、緊迫力Ｆａは、８．４Ｎ〜１５．６Ｎの範囲内の値となり、緊迫力Ｆｂは、２１Ｎ〜３９Ｎの範囲内の値となる。

バネリング２３によって付加される緊迫力Ｆｂは、主リップ３２単独の緊迫力Ｆａの２倍以上に設定されている。より具体的には、概ねＦａ：Ｆｂ＝２：５に設定されている。従来の密封装置は、主リップ及びバネリングが第１シール面に与える緊迫力が２１Ｎ程度である。したがって、本実施形態の緊迫力Ｆは、従来の約２倍に設定されている。また、バネリング２３のばね荷重は、約５．０Ｎに設定されている。このばね荷重は、従来（約２．１Ｎ）の２倍以上である。

以上のように、本実施形態のシール部材１５は、主リップ３２の締め代が１．９〜２．７ｍｍであり、従来よりも大きな値に設定されている。そのため、シール部材１５の使用によって主リップ３２が摩耗したとしても、所定の期間は潤滑油の漏洩を防止できる程度の密封性を維持することができる。例えば、農機具に用いられる密封装置１０は、泥水等に曝される過酷な環境で使用されるため定期的な交換が行われるが、少なくとも交換時期までは十分に主リップ３２の密封性を維持することができる。

また、本実施形態のシール部材１５は、主リップ３２及びバネリング２３による緊迫力Ｆが、４２Ｎに設定されており、従来の約２倍の値に設定されている。これによっても、主リップ３２による密封性を高めることができる。
バネリング２３によって付加される緊迫力Ｆｂは、主リップ３２単独の緊迫力Ｆａの２倍以上に設定されているので、主リップ３２の摩耗によって緊迫力Ｆａが低下したとしても、全体の緊迫力Ｆの低下は僅かとなる。したがって、交換時期まで高い緊迫力Ｆを維持することが可能となる。

なお、トラクターの前車軸用の密封装置の場合、１５００〜１７００時間の運転で潤滑油の漏洩が生じなければ、交換時期までは十分に密封性を維持できるものと判断する方法を採用することができる。
また、密封装置１０は、農機具に用いられるため、シール部材１５の締め代や緊迫力による車軸１１の回転抵抗の増大はそれほど問題にならない。したがって、上記のように締め代及び緊迫力を高めることによって密封性を高める手段を採用することができる。

［第１補助リップの構成］
第１補助リップ３３は、主リップ３２よりも軸方向外側において、本体部３１の内周側から径方向内側かつ軸方向外側へ延びている。第１補助リップ３３は、先端部が金属環５１の円筒部５１ａの外周面（第１シール面）５１ｄに所定の締め代をもって接触している。第１補助リップ３３は、主に泥水等の密封空間Ａ内への浸入を防止している。

第１補助リップ３３の内径ｄ３は、次のように設定されている。
ｄ３＝４９．５ｍｍ
したがって、第１補助リップ３３の締め代は、０．３ｍｍに設定されている。第１補助リップ３３は、サイドリップ３５及び第２補助リップ３４を通過して外部から浸入した泥水を食い止め、ファイナルケース１２内に入り込むのを防止している。なお、この第１補助リップ３３は省略することも可能であり、次に説明する第２補助リップ３４及びサイドリップ３５のみによって泥水等の浸入を防止することもできる。

［第２補助リップの構成］
第２補助リップ３４は、第１補助リップ３３よりも軸方向外側において、本体部３１の内周側から径方向内側（車軸１１側）かつ軸方向外側へ斜めに延びている。第２補助リップ３４は、第１補助リップ３３よりも長く形成され、先端部が金属環５１の円筒部５１ａの外周面（第１シール面）５１ｄに所定の締め代をもって接触している。第２補助リップ３４は、主に外部Ｂ側から密封空間Ａ内への泥水等の浸入を防止している。

図４は、第２補助リップ３４の先端側を拡大して示している。第２補助リップ３４の内周面３４ａと、先端面３４ｂとの間には、これらの間でテーパー状に形成された接触面３４ｃが形成されている。この接触面３４ｃは、金属環５１の第１シール面５１ｄに面接触する。

第２補助リップ３４の内周面３４ａは、車軸１１に対する傾斜角度θ２が、３８°以上３９°以下の範囲で設定されている。また、接触面３４ｃは、車軸１１の軸線に対する傾斜角度θ１が、２０°以上２１°以下の範囲で設定されている。角度θ１，θ２は、接触面３４ｃが第１シール面５１ｄに面接触可能となるように設定されたものであり、必ずしもこれらの値に限定されるものではない。

図３に示すように、第２補助リップ３４の内径ｄ４は次のように設定されている。
ｄ４＝４８．３±０．３ｍｍ
したがって、第１シール面５１ｄに対する第２補助リップ３４の締め代は、１．２ｍｍ〜１．８ｍｍに設定されている。従来の農機具における密封装置では、第２補助リップの締め代が約１ｍｍに設定されており、本実施形態の主リップ３２の締め代は、従来と比べて大きい値となっている。

また、第２補助リップ３４の長さは約５ｍｍとされている。従来の第２補助リップの長さは約４ｍｍとされており、本実施形態の第２補助リップ３４は、従来と比べて長く形成されている。また、第２補助リップ３４は、スリーブ１６における円筒部５１ａと環状板部５１ｂの境界にまで到らない範囲で可及的に長く形成されている。なお、第２補助リップ３４の長さは、公差が設定されていてもよく、その公差の範囲内で変動が許容される。例えば、±０．３ｍｍの公差を設定することができる。この場合、第２補助リップ３４の長さは、４．７ｍｍ〜５．３ｍｍの範囲内の値となる。

以上のように、本実施形態の第２補助リップ３４は、締め代が１．２ｍｍ〜１．８ｍｍであり、従来よりも大きな値に設定されている。そのため、シール部材１５の使用によって第２補助リップ３４が摩耗したとしても、所定の期間は外部からの泥水の浸入を防止できる程度の密封性を維持することができる。例えば、農機具に用いられる密封装置１０は、泥水等に曝されるような過酷な環境で使用されるため定期的な交換が行われるが、少なくとも交換時期までは第２補助リップ３４の密封性を十分に維持することができる。また、本実施形態の第２補助リップ３４は、従来よりも長さが長く形成されている。そのため、軸孔１２ａに対する車軸１１の偏心に追従することが可能となり、密封性を好適に維持することができる。なお、第２補助リップ３４の締め代が１．２ｍｍ未満であると、軸孔１２ａに対する車軸１１の偏心によって密封性が低下する可能性があり、１．８ｍｍを超えると第２補助リップ３４の摩耗が顕著となるおそれがある。したがって、締め代を１．２ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲内に設定することが有効である。

［サイドリップの構成］
サイドリップ３５は、図２及び図３に示すように、本体部３１の軸方向外側の側面３１ａから金属環５１の環状板部５１ｂ側へ延びており、環状板部５１ｂの軸方向内側面（第２シール面）５１ｄに接触している。
図２に示すように、サイドリップ３５は、本体部３１の側面３１ａから延びる円筒部３５ａと、円筒部３５ａの軸方向外側端部から環状板部５１ｂに向かって拡径しながら延びる円錐環形状の円錐筒部３５ｂと、円錐筒部３５ｂの軸方向外側端部から弾性的に湾曲された状態で略径方向外方に延び、環状板部５１ｂに接触したリップ部３７を有する円環形状の円環部３５ｃとを有する。円環部３５ｃは弾性的に湾曲した状態で環状板部５１ｂに接触している。

リップ部３７は、図５に示すように、環状板部５１ｂに対向するサイドリップ３５の円環部３５ｃの対向面３５ｄのうち、環状板部５１ｂと接触している部分であり、対向面３５ｄの外周縁３８を含んでいる。つまり、サイドリップ３５は、外周縁３８が環状板部５１ｂと常に接触している。また、リップ部３７の外周縁３８は、スリーブ１６に対する接触面圧のピークとなっている。

外周縁３８が環状板部５１ｂと接触していると、サイドリップ３５と金属環５１との間に泥水等が入り込みにくくなる。そのため、泥水等を噛み込んだ状態でのサイドリップ３５と金属環５１との摺動が発生しにくく、その結果として、サイドリップ３５は摩耗しにくくなる。また、使用によってサイドリップ３５が摩耗しても、外周縁３８の環状板部５１ｂに対する接触面圧は、所定の期間、例えば交換時期まで所定以上に維持される。

対向面３５ｄのうちリップ部３７より径方向内側の部分は、環状板部５１ｂとの間に隙間Ｓを有する。隙間Ｓを有する状態で対向面３５ｄが金属環５１と接触すると、リップ部３７の接触面積が過度に大きくなることを防止することができる。サイドリップ３５が経時的に摩耗して締め代の寸法が変化しても、その変化は円錐筒部３５ｂに対する円環部３５ｃの角度が変化することによって吸収され、円環部３５ｃの外周縁３８が環状板部５１ｂと接触した状態に維持される。そのため、サイドリップ３５とスリーブ１６との間に泥水等が入り込みにくい状態を維持することができ、サイドリップ３５は長期間に亘って摩耗しにくくなる。サイドリップ３５の円環部３５ｃにおいて、隙間Ｓの部分の対向面３５ｄと環状板部５１ｂとのなす角度θｓは、例えば５〜４５°の範囲で設定することができる。

サイドリップ３５は、スリーブ１６と接触する前の自由状態において、例えば、図３に示した形状を有している。自由状態のサイドリップ３５は、本体部３１側から順に、円筒形状の基端部４１、円錐環形状の中間部４２、及び、中間部４２とは車軸１１の軸線に対する傾斜角が異なる円錐環形状の先端部４３を有している。また、基端部４１と中間部４２との間、及び、中間部４２と先端部４３との間は、それぞれ屈曲している。

このような自由状態を有するサイドリップ３５は、図２に示すように、弾性的に湾曲された状態でスリーブ１６と接触し、中間部４２の一部と先端部４３とが円環部３５ｃを構成し、中間部４２の残りの部分が円錐筒部３５ｂを構成し、基端部４１が円筒部３５ａを構成する。

自由状態のサイドリップ３５において、本体部３１の側面３１ａから先端縁４３ａまでの軸方向の長さＬ１は、約９．２ｍｍとされている。中間部４２は、基端部４１の軸方向外側端部から軸方向外方でかつ径方向外方へ向けて斜めに延びている。中間部４２の車軸１１の軸線に対する傾斜角度θ３は、例えば、約３７°とされている。角度θ３は、例えば３０〜４５°の範囲で設定することができる。中間部４２の軸方向における長さ（幅）Ｌ２は、約３．６ｍｍとされており、この場合、サイドリップ３５の全体長さＬ１の約３９％となる。長さＬ２は、例えば全体長さＬ１に対して３０〜４５％の範囲で設定することができる。

先端部４３は、中間部４２の軸方向外側端部から軸方向外方かつ径方向外方へ向けて斜めに延びている。先端部４３の車軸１１の軸線に対する傾斜角度θ４は、例えば、約１７°とされており、角度θ４は角度θ３よりも小さい値とされている。角度θ４は、例えば１０〜３０°の範囲で設定することができる。
先端部４３の軸方向における長さ（幅）Ｌ３は、例えば、約２．７ｍｍとされており、この場合、サイドリップ３５の全体長さＬ１の約３０％となる。長さＬ３は、例えば全体長さＬ１に対して３０〜４５％の範囲で設定することができる。

先端部４３は、中間部４２の軸方向外側端部から斜めに延びつつ、角度θ４が角度θ３より小さい値とされている。このような先端部４３は、サイドリップ３５の締め代を大きくしても、サイドリップ３５とスリーブ１６との接触状態が、所謂、腹当たり状態となることを回避し、リップ部３７が外周縁３８を含むよう環状板部５１ｂと接触するのに適している。

サイドリップ３５は、締め代を有してスリーブ１６と接触している。この締め代は、環状板部５１ｂの軸方向内側面（第２シール面）５１ｅから自由状態におけるサイドリップ３５の先端縁４３ａまでの軸方向寸法Ｌ４（図３参照）であり、例えば、２〜５ｍｍに設定されている。上記締め代Ｌ４は、より好ましくは２．８〜４．４ｍｍである。このようにサイドリップ３５の締め代も従来よりも大きい値に設定されている。そのため、交換時期等の所定の時期まで密封性を維持することができる。

（他の実施形態）
本発明の実施形態は、上記実施形態に限られるものではなく、この発明の範囲内において、構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等について適宜変更することができる。
例えば、本発明の密封装置は、トラクター以外の農機具にも用いることができ、コンバイン、耕うん機、田植機、移植機等の農機具にも用いることができる。

１０ ：密封装置
１１ ：車軸
１２ ：ファイナルケース（ハウジング）
１２ａ ：軸孔
１５ ：シール部材
１６ ：スリーブ
２３ ：バネリング
３２ ：主リップ
５１ｄ ：第１シール面
Ａ ：密封空間
Ｂ ：外部

Claims (3)

1. 農機具の車軸と、この車軸が挿入されるハウジングの軸孔との間の環状空間に設けられ、前記ハウジングの内部の密封空間と前記ハウジングの外部との間を封止する密封装置であって、
   前記軸孔の内周面に固定されるシール部材と、
   前記車軸の外周面に嵌合されかつ前記シール部材が接触するシール面が外周に形成された円筒部を有するスリーブと、を備え、
   前記シール部材は、径方向内側かつ前記密封空間側に向けて延び前記シール面に接触する環状の主リップと、前記主リップを前記シール面に向けて径方向外側から締め付けるバネリングと、を備え、
   前記シール面に対する前記主リップ及び前記バネリングによる緊迫力のうち、前記バネリングによって付加される緊迫力が、主リップ単独の緊迫力の２倍以上である、農機具の車軸用密封装置。
2. 前記シール面の外径が、４９．７ｍｍ以上４９．９ｍｍ以下であり、
   前記シール面に対する前記主リップの締め代が１．９ｍｍ以上２．７ｍｍ以下に設定されている、請求項１に記載の農機具の車軸用密封装置。
3. 前記シール面に対する前記主リップ及び前記バネリングによる緊迫力が、２９．４Ｎ以上５４．６Ｎ以下に設定されている、請求項１又は２に記載の農機具の車軸用密封装置。

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