WO2014091781A1 - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

　シールリップおよびダストリップを備える密封装置において、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施してもダストリップが膨潤変形しにくくシール性が損なわれにくい構造の密封装置を提供する。この目的を達成するため、機外の異物が機内へ侵入しないようシールするシールリップと、異物がシールリップへ到達しにくくするダストリップとを備える密封装置において、シールリップを導電性ゴム材料によって成形するとともにダストリップをシールリップより導電性の低い材料によって成形したことを特徴とする。シールリップは、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料よりなり、ダストリップは、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料よりなる。

Description

密封装置
　本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、シールリップおよびダストリップを備え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として用いられ、または建設機器用の軸受シール等として用いられる。
　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密封装置として従来から図４に示すように、機外Ａの異物が機内Ｂへ侵入しないようシールするシールリップ７１と、前記異物が前記シールリップ７１へ到達しにくくするダストリップ７２とを備える密封装置が知られている（特許文献１参照）。
　また、ハブベアリングシールでは近年、その静電気除去対策（ラジオノイズ対策）として、導電性カーボンを所定量配合したゴム材料（導電性ゴム材料）が好適に使用されている（特許文献２参照）。
　しかしながら、導電性カーボンを配合したゴム材料は、導電性カーボンを配合していないゴム材料と比較して、泥水や塩水浸漬により膨潤し変形しやすいことが判明した。
　したがって上記図４の密封装置において、シールリップ７１およびダストリップ７２を全て一体で導電性カーボンを配合したゴム材料によって成形すると、特に常に外部環境に曝されるダストリップ７２がその影響を大きく受けることになり、よってそのシール性が損なわれる問題がある（ダストリップ７２が膨潤変形し、シール性を損なう危険性がある）。
特開２０１０－７１３２３号公報（図５） 特開２０１２－９７２１３号公報
　本発明は以上の点に鑑みて、シールリップおよびダストリップを備える密封装置において、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施してもダストリップが膨潤変形しにくくシール性が損なわれにくい構造の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、本発明の請求項１による密封装置は、機外の異物が機内へ侵入しないようシールするシールリップと、前記異物が前記シールリップへ到達しにくくするダストリップとを備える密封装置において、前記シールリップを導電性ゴム材料によって成形するとともに前記ダストリップを前記シールリップより導電性の低い材料によって成形したことを特徴とする。
　また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記シールリップは、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料よりなり、前記ダストリップは、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料よりなることを特徴とする。
　また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項２記載の密封装置において、前記導電性カーボンは、ケッチェンブラックまたはアセチレンブラックであることを特徴とする。
　更にまた、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１、２または３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建設機器用の軸受シールとして用いられることを特徴とする。
　上記構成を備える本発明の密封装置は、機外の異物が機内へ侵入しないようシールするシールリップと、前記異物が前記シールリップへ到達しにくくするダストリップとを備え、このうちシールリップを導電性ゴム材料によって成形したために、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施すことが可能とされ、一方、ダストリップをシールリップより導電性の低い材料によって成形したため、ダストリップが膨潤変形するのを導電性が低い割合に応じて抑制することが可能とされる。
　シールリップを成形する導電性ゴム材料としては具体的に、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部、一層好ましくは５～４０重量部配合した材料を用いるのが好適であり、これにより静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を十分に施すことが可能とされる。一方、ダストリップを成形する材料としては、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下、一層好ましくは０．５重量部以下配合した材料を用いるのが好適であり、これによりダストリップが泥水や塩水等に曝されても膨潤変形するのを十分に抑制することが可能とされる。尚、後者の、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料は、導電性カーボンの配合比率が極めて低いことから、実質的に非導電性ゴム材料の範疇に属すると云うこともできる。
　ゴム材料に配合する導電性カーボンの種類は、特に限定されないが例えば、ケッチェンブラックまたはアセチレンブラックなどを用いる。
　導電性カーボンを配合するゴム材料（ベースゴム）の種類は、これも特に限定されないが例えば、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴムまたはフッ素ゴムなどを用いる。
　密封装置の形態としては例えば、以下のものが考えられる。
（ａ）シールリップおよびダストリップが１個の金属環（取付環）によって保持されている一体型アウタータイプ。
（ｂ）シールリップおよびダストリップがそれぞれ別個の金属環（取付環）によって保持されている別体型アウタータイプ。
（ｃ）シールリップおよびダストリップが共にスリンガーと組み合わされるパックタイプ。
　ダストリップは、相手材に対し摺動可能に密接する接触式のリップであっても良く、また相手材に対し非接触で微小間隙の設定によりラビリンスシールを形成する非接触式のリップであっても良い。
　また、ダストリップは、リップが１つのみ設けられる単段式のリップであっても良く、またリップが複数並んで設けられる複数段式のリップであっても良い。
　本発明は、以下の効果を奏する。
　すなわち本発明においては以上説明したように、機外の異物が機内へ侵入しないようシールするシールリップと、前記異物が前記シールリップへ到達しにくくするダストリップとが備えられ、このうちシールリップが導電性ゴム材料によって成形されているために、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施すことが可能とされ、一方、ダストリップがシールリップより導電性の低い材料によって成形されているため、ダストリップが膨潤変形するのを抑制することが可能とされる。シールリップを成形する導電性ゴム材料としては、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料を用いるのが好適であり、ダストリップを成形する材料としては、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料を用いるのが好適である。したがって以上により本発明所期の目的どおりシールリップおよびダストリップを備える密封装置において、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施してもダストリップが膨潤変形しにくくシール性が損なわれにくい構造の密封装置を提供することができる。
　また、本発明の密封装置は、ダストリップの耐膨潤性を高めたことから、泥水や塩水に曝される状況下で用いるのに適している。したがって自動車等車両用のハブベアリングシールや建設機器用の軸受シールなどとして用いるのに好適な密封装置を提供することができる。
本発明の第１実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の第２実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の第３実施例に係る密封装置の要部断面図 従来例に係る密封装置の要部断面図
　本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、ハブベアリングシール（ハブシール）のリップ変形防止方法に関する。
（２）本発明は、ハブシール等の泥水または塩水に曝されるシール構成において、最外周のダストシール部には、ケッチェンブラックまたはアセチレンブラックの導電性カーボンの配合量をゴム１００重量部に対して１重量部以下、好ましくは０．５重量部以下とした非導電性ゴム材料を使用し、これより内側のシール部分には、導電性カーボンを３～５０重量部、好ましくは５～４０重量部を配合した導電性ゴム材料を使用することを特徴とする。
（３）本発明によれば、泥酔または塩水に曝される最外周のダストシール部をケッチェンブラックまたはアセチレンブラックの配合量の少ないゴム材料で構成することで、泥水または塩水等によるシール不具合が抑制することができ、これより内側のシール構成をケッチェンブラックまたはアセチレンブラックを配合したゴム材料で構成することで、ラジオノズル対策となる静電気除荷が可能となる。
　つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
　以下に述べる各実施例に係る密封装置は何れも、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、ベアリング外部（機外）Ａのダストや水分（泥水または塩水を含む）等の異物がベアリング内部（機内）Ｂへ侵入するのを防止するとともにベアリング内部Ｂの潤滑グリースがベアリング外部Ａへ漏洩するのを防止する。
第１実施例・・・
　図１に示す密封装置１１は、上記した（ａ）シールリップおよびダストリップが１個の金属環（取付環）によって保持されている一体型アウタータイプの密封装置である。
　金属環１２は、上記ベアリング部におけるアウターレース（ハウジング）６１の内周面に嵌合される筒状部１２ａを備え、この筒状部１２ａの機内側端部に径方向内方へ向けて第１折り曲げ部１２ｂが一体成形され、筒状部１２ａおよび第１折り曲げ部１２ｂに第１ゴム状弾性体１３が被着され、この第１ゴム状弾性体１３によって、インナーレースまたは回転軸などの回転部材６２に対し摺動可能に密接することによりベアリング外部Ａの異物がベアリング内部Ｂへ侵入しないようシールする第１シールリップ（サイドリップ）１４および第２シールリップ（ラジアルリップ）１５、ならびにベアリング内部Ｂのグリースがベアリング外部Ａへ漏洩しないようシールするグリースリップ１６が一体に成形されている。
　第１ゴム状弾性体１３は、導電性ゴム材料によって成形され、具体的には、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料によって成形され、これにより静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を十分に施すことが可能とされている。
　また、上記金属環１２における筒状部１２ａの機外側端部に径方向外方へ向けて第２折り曲げ部１２ｃが一体成形され、第２折り曲げ部１２ｃに第２ゴム状弾性体１７が被着され、この第２ゴム状弾性体１７によって、ベアリング外部Ａの異物がシールリップ１４，１５へ到達しにくくするダストリップ１８が成形されている。
　第２ゴム状弾性体１７は、上記第１ゴム状弾性体１３より導電性の低い材料によって成形され、具体的には、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料によって成形され、これにより泥水や塩水等に曝されてもダストリップ１８が膨潤変形するのを抑制することが可能とされている。
　ダストリップ１８は、回転部材６２に対し非接触で微小間隙の設定によりラビリンスシールを形成する非接触式のリップとされているが、回転部材６２に対し摺動可能に密接する接触式のリップであっても良い。またダストリップ１８は、リップが１つのみ設けられる単段式のリップとされているが、リップが複数並んで設けられる複数段式のリップであっても良い。
第２実施例・・・
　図２に示す密封装置２１は、上記した（ｂ）シールリップおよびダストリップがそれぞれ別個の金属環（取付環）によって保持されている別体型アウタータイプの密封装置であり、上記ベアリング部におけるアウターレース（ハウジング）６１の内周側に装着される第１リップシール部材（内周側リップシール部材）２２と、上記ベアリング部におけるアウターレース６１の外周側に装着される第２リップシール部材（外周側リップシール部材）２８とを有している。
　第１リップシール部材２２は、アウターレース６１の内周面に嵌合される断面略Ｌ字形の第１金属環２３に第１ゴム状弾性体２４を被着したものであって、この第１ゴム状弾性体２４によって、回転部材６２に対し摺動可能に密接することによりベアリング外部Ａの異物がベアリング内部Ｂへ侵入しないようシールする第１シールリップ（サイドリップ）２５および第２シールリップ（サイドリップ）２６、ならびにベアリング内部Ｂのグリースがベアリング外部Ａへ漏洩しないようシールするグリースリップ２７が一体に成形されている。
　第１ゴム状弾性体２４は、導電性ゴム材料によって成形され、具体的には、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料によって成形され、これにより静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を十分に施すことが可能とされている。
　第２リップシール部材２８は、アウターレース６１の外周面に嵌合される断面略Ｌ字形の第２金属環２９に第２ゴム状弾性体３０を被着したものであって、この第２ゴム状弾性体３０によって、ベアリング外部Ａの異物がシールリップ２５，２６へ到達しにくくするダストリップ３１、およびアウターレース６１の端面を被覆して金属製のアウターレース６１を錆びにくくする端面被覆部３２が一体に成形されている。
　第２ゴム状弾性体３０は、上記第１ゴム状弾性体２４より導電性の低い材料によって成形され、具体的には、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料によって成形され、これにより泥水や塩水等に曝されてもダストリップ３１が膨潤変形するのを抑制することが可能とされている。
　ダストリップ３１は、回転部材６２に対し非接触で微小間隙の設定によりラビリンスシールを形成する非接触式のリップとされているが、回転部材６２に対し摺動可能に密接する接触式のリップであっても良い。またダストリップ３１は、リップが１つのみ設けられる単段式のリップとされているが、リップが複数並んで設けられる複数段式のリップであっても良い。
第３実施例・・・
　図３に示す密封装置４１は、上記した（ｃ）シールリップおよびダストリップが共にスリンガーと組み合わされるパックタイプの密封装置であり、上記ベアリング部におけるアウターレース（ハウジング）６１の内周側に装着される第１リップシール部材４２と、この第１リップシール部材４２の嵌合部の内周側に装着される第２リップシール部材４８と、回転部材６２の外周側に装着されるスリンガー５３とを有している。
　スリンガー５３は、所定の金属材よりなり、回転部材６２の外周面に嵌合される筒状部５３ａを備え、この筒状部５３ａの機外側端部に径方向外方へ向けてフランジ部５３ｂが一体成形されている。
　第１リップシール部材４２は、アウターレース６１の内周面に嵌合される断面略Ｌ字形の第１金属環４３に第１ゴム状弾性体４４を被着したものであって、この第１ゴム状弾性体４４によって、上記スリンガー５３におけるフランジ部５３ｂの機内側端面に対し摺動可能に密接することによりベアリング外部Ａの異物がベアリング内部Ｂへ侵入しないようシールする第１シールリップ（サイドリップ）４５、および上記スリンガー５３における筒状部５３ａの外周面に対し摺動可能に密接することによりベアリング外部Ａの異物がベアリング内部Ｂへ侵入しないようシールする第２シールリップ（ラジアルリップ）４６、ならびにベアリング内部Ｂのグリースがベアリング外部Ａへ漏洩しないようシールするグリースリップ４７が一体に成形されている。
　第１ゴム状弾性体４４は、導電性ゴム材料によって成形され、具体的には、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料によって成形され、これにより静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を十分に施すことが可能とされている。
　第２リップシール部材４８は、上記第１リップシール部材４２の嵌合部の内周面に嵌合される断面略Ｌ字形の第２金属環４９に第２ゴム状弾性体５０を被着したものであって、この第２ゴム状弾性体５０によって、上記スリンガー５３におけるフランジ部５３ｂの機外側端面に対し摺動可能に密接することによりベアリング外部Ａの異物がシールリップ４５，４６へ到達しにくくする第１ダストリップ（サイドリップ）５１および第２ダストリップ（サイドリップ）５２が一体に成形されている。
　第２ゴム状弾性体５０は、上記第１ゴム状弾性体４４より導電性の低い材料によって成形され、具体的には、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料によって成形され、これにより泥水や塩水等に曝されてもダストリップ５１，５２が膨潤変形するのを抑制することが可能とされている。
　ダストリップ５１，５２は、スリンガー５３のフランジ部５３ｂに対し摺動可能に密接する接触式のリップとされているが、スリンガー５３のフランジ部５３ｂに対し非接触で微小間隙の設定によりラビリンスシールを形成する非接触式のリップであっても良い。またダストリップ５１，５２は、リップが複数並んで設けられる複数段式のリップとされているが、リップが１つのみ設けられる単段式のリップであっても良い。
　上記何れの実施例においても、シールリップ１４，１５，２５，２６，４５，４６が導電性ゴム材料によって成形されているため、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施すことが可能とされるとともに、ダストリップ１８，３１，５１，５２がシールリップ１４，１５，２５，２６，４５，４６より導電性の低い材料によって成形されているため、ダストリップ１８，３１，５１，５２が膨潤変形するのを抑制することが可能とされている。したがってシールリップ１４，１５，２５，２６，４５，４６およびダストリップ１８，３１，５１，５２を備える密封装置１１，２１，４１において、静電気除去対策（ラジオノイズ対策）を施してもダストリップ１８，３１，５１，５２が膨潤変形しにくくシール性が損なわれにくい構造の密封装置を提供することができる。
　１１，２１，４１　密封装置
　１２，２３，２９，４３，４９　金属環
　１２ａ，５３ａ　筒状部
　１２ｂ，１２ｃ　折り曲げ部
　１３，１７，２４，３０，４４，５０　ゴム状弾性体
　１４，１５，２５，２６，４５，４６　シールリップ
　１６，２７，４７　グリースリップ
　１８，３１，５１，５２　ダストリップ
　２２，２８，４２，４８　リップシール部材
　３２　端面被覆部
　５３　スリンガー
　５３ｂ　フランジ部

Claims (4)

  1. 　機外の異物が機内へ侵入しないようシールするシールリップと、前記異物が前記シールリップへ到達しにくくするダストリップとを備える密封装置において、
    　前記シールリップを導電性ゴム材料によって成形するとともに前記ダストリップを前記シールリップより導電性の低い材料によって成形し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、
    　前記シールリップは、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを３～５０重量部配合した材料よりなり、
    　前記ダストリップは、ゴム１００重量部に対し導電性カーボンを１重量部以下配合した材料よりなることを特徴とする密封装置。
  3. 　請求項２記載の密封装置において、
    　前記導電性カーボンは、ケッチェンブラックまたはアセチレンブラックであ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、
    　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建設機器用の軸受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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