JPWO2016199881A1 - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

低トルクの要求に応えつつ、シール性、特に泥水シール性を向上させることができる密封装置を提供する。この目的を達成するため、非回転の静止部材に取り付けられるリップシールと、回転部材に取り付けられるシールフランジとの組み合わせよりなる。リップシールは、シールフランジに摺動可能に接触する端面リップを有するリップシール本体と、外向きフランジ部と、静止部材の外周側に配置される筒状の外周筒部とを備える。シールフランジは、端面リップが摺動可能に接触するシールフランジ本体と、リップシール部材の外周筒部の更に外周側に非接触で配置される外周側筒状部とを備える。そしてリップシールの外周筒部とシールフランジの外周側筒状部の間に、所定の軸方向長さを備える非接触式のラビリンスシールを設ける。

Description

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、自動車等車両用のハブベアリングシールまたはその他のベアリングシールとして用いられる。
従来から図３に示すように、機外Ｏの異物が機内Ｉへ侵入しないようシールする密封装置５１であって、非回転の静止部材６１に取り付けられるリップシール部材５２を備え、このリップシール部材５２に設けた端面リップ５３を回転部材７１の端面部７２に摺動可能に接触させる密封装置５１が知られている。この密封装置５１は自動車等車両用のハブベアリングシールとして用いられる。
特開２００８−９５９１９号公報
昨今、この種のハブベアリングシールは、泥水環境の厳しい場所で使用されることが多い。そのため、泥水シール性の向上が求められる。但し、燃費向上の観点から低トルクの要求もあるため、端面リップ５３の数を増加することで泥水シール性を向上させることは避けなければならない。
本発明は以上の点に鑑みて、低トルクの要求に応えつつシール性、特に泥水シール性を向上させることができる密封装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、以下の手段を採用した。
すなわち本発明の密封装置は、非回転の静止部材に取り付けられるリップシール部材と、回転部材に取り付けられるシールフランジ部材との組み合わせよりなり、前記リップシール部材は、前記シールフランジ部材の端面に摺動可能に接触する端面リップを有するとともに前記静止部材の内周側に組み付けられるリップシール部材本体と、前記リップシール部材本体の外周側に一体成形されるとともに前記静止部材の端面と対向するよう配置される外向きフランジ部と、前記外向きフランジ部の外周側に一体成形されるとともに前記静止部材の外周側に配置される筒状の外周筒部とを備え、前記シールフランジ部材は、前記端面リップが摺動可能に接触するシールフランジ部材本体と、前記シールフランジ部材本体の外周側に一体成形されるとともに前記リップシール部材における外周筒部の更に外周側に非接触で配置される外周側筒状部とを備え、前記リップシール部材における外周筒部と前記シールフランジ部材における外周側筒状部との間に、所定の軸方向長さを備える非接触式のラビリンスシールを設けたことを特徴とする。
上記構成の密封装置では、端面リップの摺動による接触式のシール部が設定され、その外周側（機外側）に、リップシール部材における外周筒部とシールフランジ部材における外周側筒状部との組み合わせによる非接触式のラビリンスシールが設定される。リップシール部材における外周筒部およびシールフランジ部材における外周側筒状部は共に筒状で、両者間に形成される間隙の開口が径方向外方ではなく軸方向一方を向くため、泥水等の外部異物が侵入しにくい。また、両者間に形成される間隙の軸方向長さを任意に設定できるため、ラビリンスシールをその間隙長さが長いものとして設定することができ、これによりラビリンスシールによるシール性を向上させることができる。したがって、端面リップの数を増加させるものでないため低トルクの要求に応えることができ、しかも接触式のシール部および非接触式のラビリンスシールの組み合わせにより優れたシール性を発揮する密封装置を提供することができる。
回転部材に取り付けられるシールフランジ部材は、ステンレス鋼板をもってシールフランジ部材本体および外周側筒状部を一体成形することにしても良い。端面リップがシールフランジ部材ではなく回転部材に直接摺動可能に接触する場合、回転部材は軸受鋼をもって製作されることが多いので、回転部材に泥水や塩水の影響による錆が発生しやすく、端面リップの接触が不安定となって漏れに至ることが懸念される。これに対しシールフランジ部材がステンレス鋼板よりなるものであれば錆が発生しにくいので、端面リップの接触を安定化することが可能とされる。
上記したように本発明では、リップシール部材における外周筒部およびシールフランジ部材における外周側筒状部の組み合わせにより非接触式のラビリンスシールを設定するが、これに加えて、リップシール部材における外向きフランジ部に、シールフランジ部材本体に対し非接触で対向するラビリンスリップを設けることにより、非接触式のラビリンスシールによるシール効果を一層向上させることが可能とされる。また、ラビリンスリップの外周面を円周方向に伝って泥水などが流れ落ちることにより、シール効果を向上させることもできる。
非回転の静止部材にリップシール部材を取り付けるとき、リップシール部材における外周筒部は静止部材の外周面に組み付けられるが、外周筒部が芯金を有さずゴム状弾性体のみよりなる場合、組付け時に外周筒部が変形して、めくれ等が発生することが懸念される。そこでこれに対策するには、ゴム状弾性体よりなる外周筒部の先端部内周面に組付け時の変形を抑制する面取り形状を設けるのが好適であり、これによれば面取り形状により外周筒部の先端部の内径寸法が実質拡大するため、組付け時に外周筒部が変形するのを抑制することが可能とされる。
密封装置を多数製作してストックしたり搬送したりする場合、複数のシールフランジ部材を一定の向きとして同芯状に積み重ねることが行なわれる。この場合、複数のシールフランジ部材を互いに位置決めする構造を設けておけば、複数積み重ねられたシールフランジ部材が荷崩れを起こすことがない。したがってシールフランジ部材に互いの位置決め構造を設けるのが好適であり、位置決め構造として具体的には、シールフランジ部材の形状からして、シールフランジ部材本体および外周側筒状部間の屈曲部外面に段差形状を設ける。この段差形状に対しては、隣りのシールフランジ部材における外周側筒状部の先端が係合することになり、これにより荷崩れの発生を抑制することが可能とされる。
本発明の密封装置は例えば、自動車等車両用のハブベアリングシールとして用いられ、またはその他のベアリングシールとして用いられる。したがってこれらの技術分野の密封装置において、本発明による効果を実現し獲得することができる。
本発明によれば上記構成により、低トルクの要求に応えつつ、かつシール性、特に泥水シール性を向上させることができる。
本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図 同密封装置におけるシールフランジ部材を複数重ねた状態の説明図 従来例に係る密封装置の要部断面図
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１の要部断面を示している。
当該実施例に係る密封装置１は、自動車用車輪懸架装置におけるベアリング部にハブベアリングシール（ハブシール）として用いられものであって、ベアリング外部（機外）Ｏの水、泥水、塩水、ダスト、ブレーキフルードまたは油等の外部異物（外乱要因）がベアリング内部（機内）Ｉへ侵入するのを抑制するとともに、ベアリング内部Ｉの潤滑グリースがベアリング外部Ｏへ漏洩するのを抑制する。
密封装置１は、非回転の静止部材（ベアリング外輪など）６１に取り付けられるリップシール部材１１と、回転部材（回転軸など）７１に取り付けられるシールフランジ部材２１との組み合わせにより構成されている。
リップシール部材１１は、シールフランジ部材２１の端面部２２ｃに摺動可能に接触する端面リップ１９を有するとともに静止部材６１の内周側に組み付けられるリップシール部材本体（リップシール内周部）１２と、このリップシール部材本体１２の外周側に一体成形されるとともに静止部材６１の端面６１ａと対向するよう配置される外向きフランジ部（リップシール端面部）１３と、外向きフランジ部１３の更に外周側に一体成形されるとともに静止部材６１の外周側に配置される筒状の外周筒部（リップシール外周部）１４とを一体に備えている。
また、リップシール部材１１は、その構成部品として、金属環（芯金）１５と、この金属環に被着（架橋接着）されたゴム状弾性体１６とを備えている。
金属環１５は、静止部材６１の内周面６１ｂに嵌合される筒状部１５ａを備え、この筒状部１５ａの軸方向一方の端部に反転部１５ｂおよび内周筒部１５ｃを介して径方向内向きのフランジ部１５ｄが一体成形されるとともに、筒状部１５ａの軸方向他方の端部に径方向外向きのフランジ部１５ｅが一体成形されている。
ゴム状弾性体１６は、金属環１５の筒状部１５ａ、反転部１５ｂ、内周筒部１５ｃおよび内向きフランジ部１５ｄに対し被着された内周被着部１７と、金属環１５の外向きフランジ部１５ｅに被着された端面被着部１８と、上記外周筒部１４とを一体に備え、内周被着部１７に端面リップ１９が２本一体成形されるとともにグリースリップ２０が一体成形されている。
一方、シールフランジ部材２１は、１つの金属環部材よりなり、すなわち回転部材７１の外周面７１ａに嵌合される筒状部２２ａと、回転部材７１のアール面７１ｂに沿って配置される断面円弧形のアール部２２ｂと、回転部材７１の端面７１ｃに沿って配置される端面部２２ｃとよりなるシールフランジ部材本体２２を備え、このシールフランジ部材本体２２の外周端部から軸方向一方へ向けて、リップシール部材１１における外周筒部１４の更に外周側に非接触で配置される外周側筒状部２３が一体成形されている。シールフランジ部材２１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）板によって成形されている。
リップシール部材１１における外周筒部１４とその外周側に非接触で配置されるシールフランジ部材２１における外周側筒状部２３は、これらの間に、所定の軸方向長さを備える非接触式のラビリンスシール３１を設定している。
リップシール部材１１における外向きフランジ部１３には、シールフランジ部材本体２２に対し非接触で対向するラビリンスリップ３２が設けられている。
リップシール部材１１における外周筒部１４は、金属環１５を内蔵せずにゴム状弾性体１６のみによって成形されており、この外周筒部１４の先端部内周面に、組付け時の変形を抑制する面取り形状３３が設けられている。
また、シールフランジ部材２１におけるシールフランジ部材本体２２および外周側筒状部２３間の屈曲部２４外面に、当該シールフランジ部材２１を複数積み重ねたときに隣りのシールフランジ部材２１における外周側筒状部２３の先端２３ａが係合する段差形状３４が設けられている。
上記構成を備える密封装置１においては、端面リップ１９の摺動による接触式のシール部が設定され、その外周側（機外Ｏ側）に、リップシール部材１１における外周筒部１４とシールフランジ部材２１における外周側筒状部２３との組み合わせによる非接触式のラビリンスシール３１が設定されている。リップシール部材１１における外周筒部１４およびシールフランジ部材２１における外周側筒状部２３は共に筒状であって、両者１４，２３間に形成される間隙は径方向外方ではなく軸方向一方へ向けて開口するため、機外Ｏ側から泥水等の外部異物が侵入しにくいものである。また、両者１４，２３間に形成される間隙はその軸方向長さを任意の大きさに設定できるため、ラビリンスシール３１はその間隙長さが長いものとして設定されている。したがってこのような構造のラビリンスシール３１が端面リップ１９による接触式のシール部の外周側に配置されているため、当該密封装置１によれば優れたシール性を発揮することができる。また当該密封装置１は、端面リップ１９の数を従来対比で増加させるものでないため、低トルク化の要求に応えることができる。したがって本発明所期の目的どおり、摺動部低トルクの要求に応えることができ、しかも接触式のシール部および非接触式のラビリンスシールの組み合わせにより優れたシール性を発揮する密封装置を提供することができる。
また、シールフランジ部材２１がステンレス鋼板によって成形されているため、その材質特性上、錆が発生しにくい。したがって、端面リップ１９が接触する相手方に錆が発生して端面リップ１９の接触状態が不安定となるのを防止することができる。
また、上記ラビリンスシール３１の機内側に位置してラビリンスリップ３２が設けられているため、非接触式のラビリンスシールによるシール効果が拡大されている。
また、ラビリンスリップ３２が設けられていなければ、ラビリンスシール３１を通過した泥水等は直接、端面リップ１９に達するところ、ラビリンスリップ３２が設けられているため、ラビリンスシール３１を通過した泥水等をこのラビリンスリップ３２が受け止める。泥水などはラビリンスリップ３２の外周面を円周方向に伝って下方へ流れ落ちる。したがってこのようなラビリンスリップ３２の受け止め作用によってもシール効果を向上させることができる。
また、ゴム状弾性体よりなる外周筒部１４の先端部内周面に組付け時の変形を抑制する面取り形状３３が設けられているため、外周筒部１４が変形して、めくれ等が発生するのを防止することができる。
更にまた、シールフランジ部材本体２２および外周側筒状部２３間の屈曲部２４外面に段差形状３４が設けられているため、図２に示すように、シールフランジ部材２１を複数積み重ねる際、この段差形状３４に対し、上方のシールフランジ部材２１における外周側筒状部２３の先端２３ａが係合し、シールフランジ部材２１同士が位置決めされる。したがって荷崩れ状態が発生するのを防止することができる。
１ 密封装置（ハブベアリングシール）
１１ リップシール部材
１２ リップシール部材本体
１３ 外向きフランジ部
１４ 外周筒部
１５ 金属環
１５ａ，２２ａ 筒状部
１５ｂ 反転部
１５ｃ 内周筒部
１５ｄ，１５ｅ フランジ部
１６ ゴム状弾性体
１７ 内周被着部
１８ 端面被着部
１９ 端面リップ
２０ グリースリップ
２１ シールフランジ部材
２２ シールフランジ部材本体
２２ｂ アール部
２２ｃ 端面部
２３ 外周側筒状部
２３ａ 先端
２４ 屈曲部
３１ ラビリンスシール
３２ ラビリンスリップ
３３ 面取り形状
３４ 段差形状
６１ 静止部材
７１ 回転部材
Ｏ 機外
Ｉ 機内

Claims (6)

  1. 非回転の静止部材に取り付けられるリップシール部材と、回転部材に取り付けられるシールフランジ部材との組み合わせよりなり、
    前記リップシール部材は、前記シールフランジ部材の端面に摺動可能に接触する端面リップを有するとともに前記静止部材の内周側に組み付けられるリップシール部材本体と、前記リップシール部材本体の外周側に一体成形されるとともに前記静止部材の端面と対向するよう配置される外向きフランジ部と、前記外向きフランジ部の外周側に一体成形されるとともに前記静止部材の外周側に配置される筒状の外周筒部とを備え、
    前記シールフランジ部材は、前記端面リップが摺動可能に接触するシールフランジ部材本体と、前記シールフランジ部材本体の外周側に一体成形されるとともに前記リップシール部材における外周筒部の更に外周側に非接触で配置される外周側筒状部とを備え、
    前記リップシール部材における外周筒部と前記シールフランジ部材における外周側筒状部との間に、所定の軸方向長さを備える非接触式のラビリンスシールを設けたことを特徴とする密封装置。
  2. 請求項１記載の密封装置において、
    前記シールフランジ部材は、ステンレス鋼板をもって前記シールフランジ部材本体および前記外周側筒状部が一体成形されていることを特徴とする密封装置。
  3. 請求項１または２記載の密封装置において、
    前記リップシール部材における前記外向きフランジ部に、前記シールフランジ部材本体に対し非接触で対向するラビリンス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１、２または３記載の密封装置において、
    前記リップシール部材における前記外周筒部はゴム状弾性体によって成形され、前記外周筒部の先端部内周面に、組付け時の変形を抑制する面取り形状が設けられていることを特徴とする密封装置。
  5. 請求項１、２、３または４記載の密封装置において、
    前記シールフランジ部材における前記シールフランジ部材本体および前記外周側筒状部間の屈曲部外面に、当該シールフランジ部材を複数積み重ねたときに隣りのシールフランジ部材における外周側筒状部の先端が係合する段差形状が設けられていることを特徴とする密封装置。
  6. 請求項１、２、３、４または５記載の密封装置において、
    当該密封装置は、自動車等車両用のハブベアリングシールまたはその他のベアリングシールとして用いられることを特徴とする密封装置。
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