JP2006342827A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材２と、他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材３との組み合わせよりなる密封装置１において、ラビリンスによるシール能力を一層高めることができ、もって泥水等のダストが浸入するのを有効に抑えることができる密封装置を提供する。
【解決手段】内周側密封部材２の金属環４における外周部位に外周筒部４ｃを設け、外周筒部４ｃの外周面と外周側密封部材３との間、外周筒部４ｃの先端面と外周側密封部材３との間および外周筒部４ｃの内周面と外周側密封部材３との間に、一連の長いラビリンス空間８，９，１０を設けることにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封技術に係る密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、ハブベアリングシールとして自動車関連分野に用いられ、または汎用機械等に用いられる。

従来から、図３に示すような密封装置５１が知られており、この密封装置５１は、相対回転する二部材（例えばベアリングの内輪および外輪）６１，６２のうちの一方である内周側取付部材（例えば内輪）６１に取り付けられるスリンガー部材５２と、他方である外周側取付部材（例えば外輪）６２に取り付けられるリップシール部材５３との組み合わせにより構成されている。

スリンガー部材５２は、金属材よりなり、筒状部５２ａの軸方向一端に環状の径方向立ち上がり部５２ｂを一体成形して断面略Ｌ字形に形成され、筒状部５２ａをもって内周側取付部材（例えば内輪）６１の外周面に嵌着されている。リップシール部材５３は、同じく断面略Ｌ字形を呈する金属環５４にゴム状弾性体製のシールリップ５５を複数（図では３つのリップ）被着したものであって、金属環５４をもって外周側取付部材（例えば外輪）６２の内周面に嵌着されている。

また、スリンガー部材５２における径方向立ち上がり部５２ｂの先端（図上上端）は僅かな径方向間隙ｃを介してリップシール部材５３と対向しており、よってここに、外部Ａの泥水等のダストが密封装置５１の内部Ｂに侵入するのを抑えるためのラビリンスシール５６が設けられている。

上記構成の密封装置５１は、上記したようにスリンガー部材５２における径方向立ち上がり部５２ｂの先端とこれに対向するリップシール部材５３との間に泥水等のダストの侵入を抑えるラビリンスシール５６が設けられているので、このラビリンスシール５６によるシール作用によってある程度の耐ダスト性を発揮することが可能とされているが、ラビリンスシール５６の軸方向長さが極端に短いことから、そのシール性能があまり高くない不都合がある。

また、従来、図４に示すように、スリンガー部材５２の外周部位に外周筒部５２ｃを一体成形してこの外周筒部５２ｃの外周面全長をラビリンス空間とすることより、ラビリンスシール５６の軸方向長さを大きく設定する技術が開発されているが、これとて依然として長さが不十分であることから、ラビリンスシール５６によるシール性能は未だ不十分である（特許文献１）。

実開平３−５９５６２号公報

本発明は以上の点に鑑み、上記従来技術と比較してラビリンスシールによるシール性能を一層高めることができ、もって泥水等のダストが浸入するのを極めて有効に抑え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、本発明の請求項１による密封装置は、相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材との組み合わせよりなる密封装置であって、前記内周側密封部材は、前記内周側取付部材に固定される金属環を有し、前記外周側密封部材は、前記外周側取付部材に固定される金属環と、前記金属環に被着されて前記内周側密封部材の金属環に摺動自在に密接するゴム状弾性体製のシールリップとを有する密封装置において、前記内周側密封部材の金属環における外周部位に外周筒部を設け、前記外周筒部の外周面と前記外周側密封部材との間、前記外周筒部の先端面と前記外周側密封部材との間および前記外周筒部の内周面と前記外周側密封部材との間に、一連のラビリンス空間を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２による密封装置は、相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材との組み合わせよりなる密封装置であって、前記内周側密封部材は、前記内周側取付部材に固定される金属環を有し、前記外周側密封部材は、前記外周側取付部材に固定される金属環と、前記金属環に被着されて前記内周側密封部材の金属環に摺動自在に密接するゴム状弾性体製のシールリップとを有する密封装置において、前記内周側密封部材の金属環における外周部位に外周筒部を設け、前記外周筒部の外周面にその先端部から基端部へかけて漸次拡径する傾斜面を設けるとともに、対応する傾斜面を前記外周側密封部材に設け、前記傾斜面によってラビリンス空間を設けたことを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の請求項１による密封装置においては、内周側密封部材の金属環に設けられる外周筒部の外周側のみでなく、先端側および内周側にもそれぞれラビリンス空間が設けられることから、これらのラビリンス空間によるラビリンスシールの長さを従来よりも長く設定することが可能とされる。

また、上記構成を備えた本発明の請求項２による密封装置においては、外周筒部の外周側に設定されるラビリンス空間が軸方向にストレートな形状ではなく、傾斜面状（テーパー状または円錐面状）に形成されることから、密封装置の回転時、遠心力の作用によるシール機能（泥水押し戻し作用）を発揮することが可能とされる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１による密封装置においては、内周側密封部材の金属環に設けられる外周筒部の外周面と外周側密封部材との間、外周筒部の先端面と外周側密封部材との間および外周筒部の内周面と外周側密封部材との間に一連のラビリンス空間が設けられることから、これら複数のラビリンス空間によるラビリンスシールの長さが従来よりも長く設定されている。したがってこれに伴って、ラビリンスによるシール性能を一層高めることができ、泥水等のダストが浸入するのを有効に抑えることができる。

また、本発明の請求項２による密封装置においては、内周側密封部材の金属環に設けられる外周筒部にその先端部から基端部へかけて漸次拡径する傾斜面が設けられるとともに外周側密封部材に対応する傾斜面が設けられ、この両傾斜面によって傾斜面状のラビリンス空間が設けられることから、この傾斜面状のラビリンス空間は、ラビリンスシール作用のほかに、遠心力を利用するシール作用を発揮する。したがって、ラビリンスによるシール性能を一層高めることができ、泥水等のダストが浸入するのを有効に抑えることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一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、自動車関連分野においてハブベアリング用シール（ハブシール）として用いられるものであって、以下のように構成されている。尚、当該実施例は本願の請求項１に係る発明についての実施例である。

すなわち先ず、当該密封装置１は、相対回転する二部材のうちの一方の部材であるベアリング内輪（内周側取付部材、図示せず）に取り付けられてベアリング内輪とともに回転する内周側密封部材２と、二部材のうちの他方の部材であるベアリング外輪（外周側取付部材、図示せず）に取り付けられて非回転の外周側密封部材３とを有している。

内周側密封部材２は、金属環の一種であるスリンガー部材（以下、単にスリンガーとも称する）４によって構成されている。

このスリンガー４は、板金等の金属材よりなり、筒状部４ａの軸方向一方（図上右方）の端部に径方向外方（図上上方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）４ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部４ａをもってベアリング内輪の外周面に嵌着される。

一方、外周側密封部材３は、リップシール部材（以下、単にリップシールとも称する）５によって構成されており、このリップシール５は、金属環６と、この金属環６に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体７との組み合わせにより構成されている。

金属環６は、板金等の金属材よりなり、筒状部６ａの軸方向他方（図上左方）の端部に径方向内方（図上下方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）６ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部６ａをもってベアリング外輪の内周面に嵌着される。

ゴム状弾性体７は、金属環６の筒状部６ａの先端外周面に被着された外周ゴム部７ａと、筒状部６ａの先端面に被着された先端ゴム部７ｂと、筒状部６ａの内周面に被着された内周ゴム部７ｃと、金属環６の径方向立ち上がり部６ｂの内側端面に被着された端面ゴム部７ｄと、この端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の径方向立ち上がり部４ｂの内側端面に摺動自在に密接するシールリップ（サイドリップ）７ｅと、同じく端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の取付部４ａの外周面に摺動自在に密接するシールリップ（ラジアルリップ）７ｆとを一体に有している。

また、スリンガー４における最外周部位であって径方向立ち上がり部４ｂの先端には、軸方向他方へ向けて外周筒部４ｃが一体成形されており、これによりスリンガー４は全体として断面略コ字状に形成されている。

また、この外周筒部４ｃの内周側に位置して、リップシール５のゴム状弾性体７における端面ゴム部７ｄには、軸方向一方へ向けて環状の膨出部７ｇが一体成形されており、この膨出部７ｇは筒状の外周面７ｈを有している。

したがって、上記構成によると、外周筒部４ｃの外周面と内周ゴム部７ｃの内周面との間、外周筒部４ｃの先端面と端面ゴム部７ｄの内側端面との間および外周筒部４ｃの内周面と膨出部７ｇの外周面７ｈとの間にそれぞれ微小間隙のラビリンス空間８，９，１０が形成され、この３箇所のラビリンス空間８，９，１０が、断面略コ字状を呈して、一連に連続するよう構成されているために、このラビリンス空間８，９，１０によるラビリンスシール１１の全長が従来よりも長く設定されている。したがって、このようにラビリンスシール１１の全長が従来よりも長く設定されていることにより、ラビリンスシール１１によるシール性能を一層高めることができ、泥水等のダストが密封装置１内、延いてはベアリング内へ浸入するのを有効に抑えることができる。

第二実施例・・・
図２は、本発明の第二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、自動車関連分野においてハブベアリング用シール（ハブシール）として用いられるものであって、以下のように構成されている。尚、当該実施例は本願の請求項２に係る発明についての実施例である。

すなわち先ず、当該密封装置１は、相対回転する二部材のうちの一方の部材であるベアリング内輪（内周側取付部材、図示せず）に取り付けられてベアリング内輪とともに回転する内周側密封部材２と、二部材のうちの他方の部材であるベアリング外輪（外周側取付部材、図示せず）に取り付けられて非回転の外周側密封部材３とを有している。

内周側密封部材２は、金属環の一種であるスリンガー部材（以下、単にスリンガーとも称する）４によって構成されている。

このスリンガー４は、板金等の金属材よりなり、筒状部４ａの軸方向一方（図上右方）の端部に径方向外方（図上上方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）４ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部４ａをもってベアリング内輪の外周面に嵌着される。

一方、外周側密封部材３は、リップシール部材（以下、単にリップシールとも称する）５によって構成されており、このリップシール５は、金属環６と、この金属環６に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体７との組み合わせにより構成されている。

金属環６は、板金等の金属材よりなり、筒状部６ａの軸方向他方（図上左方）の端部に径方向内方（図上下方）へ向けて環状の径方向立ち上がり部（平面部）６ｂを一体成形したものであって、前者の筒状部６ａをもってベアリング外輪の内周面に嵌着される。

ゴム状弾性体７は、金属環６の筒状部６ａの先端外周面に被着された外周ゴム部７ａと、筒状部６ａの先端面に被着された先端ゴム部７ｂと、筒状部６ａの内周面に被着された内周ゴム部７ｃと、金属環６の径方向立ち上がり部６ｂの内側端面に被着された端面ゴム部７ｄと、この端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の径方向立ち上がり部４ｂの内側端面に摺動自在に密接するシールリップ（サイドリップ）７ｅと、同じく端面ゴム部７ｄに支持されてスリンガー４の取付部４ａの外周面に摺動自在に密接するシールリップ（ラジアルリップ）７ｆとを一体に有している。

また、スリンガー４における最外周部位であって径方向立ち上がり部４ｂの先端には、軸方向他方へ向けて外周筒部４ｃが一体成形されており、当該実施例では特にこの外周筒部４ｃが、その先端部から基端部へかけて漸次拡径する傾斜面状（テーパー面状もしくは円錐面状）に形成されている。方向としては、軸方向他方（図上左方）から一方（図上右方）へかけて漸次拡径する向きである。またこれに合わせて、リップシール部材５におけるゴム状弾性体７の内周ゴム部７ｃの内周面７ｉも、軸方向他方から一方へかけて漸次拡径する傾斜面状に形成されており、これにより外周筒部４ｃの外周面４ｄと内周ゴム部７ｃの内周面７ｉとの間に、軸方向他方から一方へかけて漸次拡径する傾斜面状のラビリンス空間１２が形成され、これによりラビリンスシール１１が構成されている。この傾斜面状のラビリンス空間１２は例えば、上記第一実施例にて示した軸方向ストレート形状のラビリンス空間８と比較して、その長さを長く設定することができるものでもある。

上記構成の密封装置１において、回転側のスリンガー４がベアリング内輪とともに高速で回転すると、傾斜面状のラビリンス空間１２内において、遠心力の作用による泥水押し戻し機能が発揮される。ラビリンス空間１２に浸入してきた泥水はこの押し戻し機能によって外側方向（矢印方向）に押し戻される。したがって、上記ラビリンス空間１２によるラビリンスシール効果に加えて、この遠心力による泥水押し戻し効果が発揮されることから、総じて当該密封装置１のシール能力を高めることができ、よって泥水等のダストが密封装置１内、延いてはベアリング内へ浸入するのを有効に抑えることができる。

尚、傾斜面状のラビリンス空間１２の断面形状は、図示したような斜めストレート形状のほか、円弧状に形成されても良い。

また、外周筒部４ｃまたは／および内周ゴム部７ｃの内周面７ｉに突起または溝を設けても良い。前記突起または溝の形状としては、軸方向と平行のものにして振り切り効果を向上したり、軸方向に対して傾斜させたり、螺旋状にしてねじ状とすることにより、ポンピング作用によるシール効果を期待することもできる。

本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の第二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装着状態を示す断面図 他の従来例に係る密封装置の要部断面図

符号の説明

１ 密封装置
２ 内周側密封部材
３ 外周側密封部材
４ スリンガー部材（金属環）
４ａ，６ａ 筒状部
４ｂ．６ｂ 径方向立ち上がり部
４ｃ 外周筒部
４ｄ，７ｈ 外周面
５ リップシール部材
６ 金属環
７ ゴム状弾性体
７ａ 外周ゴム部
７ｂ 先端ゴム部
７ｃ 内周ゴム部
７ｄ 端面ゴム部
７ｅ，７ｆ シールリップ
７ｇ 膨出部
７ｉ 内周面
８，９，１０，１２ ラビリンス空間
１１ ラビリンスシール

Claims (2)

1. 相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材（２）と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材（３）との組み合わせよりなる密封装置（１）であって、
   前記内周側密封部材（２）は、前記内周側取付部材に固定される金属環（４）を有し、
   前記外周側密封部材（３）は、前記外周側取付部材に固定される金属環（６）と、前記金属環（６）に被着されて前記内周側密封部材（２）の金属環（４）に摺動自在に密接するゴム状弾性体製のシールリップ（７ｅ）（７ｆ）とを有する密封装置（１）において、
   前記内周側密封部材（２）の金属環（４）における外周部位に外周筒部（４ｃ）を設け、
   前記外周筒部（４ｃ）の外周面と前記外周側密封部材（３）との間、前記外周筒部（４ｃ）の先端面と前記外周側密封部材（３）との間および前記外周筒部（４ｃ）の内周面と前記外周側密封部材（３）との間に、一連のラビリンス空間（８）（９）（１０）を設けたことを特徴とする密封装置。
2. 相対回転する二部材のうちの一方である内周側取付部材に取り付けられる内周側密封部材（２）と、前記二部材のうちの他方である外周側取付部材に取り付けられる外周側密封部材（３）との組み合わせよりなる密封装置（１）であって、
   前記内周側密封部材（２）は、前記内周側取付部材に固定される金属環（４）を有し、
   前記外周側密封部材（３）は、前記外周側取付部材に固定される金属環（６）と、前記金属環（６）に被着されて前記内周側密封部材（２）の金属環（４）に摺動自在に密接するゴム状弾性体製のシールリップ（７ｅ）（７ｆ）とを有する密封装置において、
   前記内周側密封部材（２）の金属環（４）における外周部位に外周筒部（４ｃ）を設け、
   前記外周筒部（４ｃ）の外周面（４ｄ）にその先端部から基端部へかけて漸次拡径する傾斜面を設けるとともに、対応する傾斜面を前記外周側密封部材（３）に設け、
   前記傾斜面によってラビリンス空間（１２）を設けたことを特徴とする密封装置。

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