JP2009228743A

JP2009228743A - 密封装置

Info

Publication number: JP2009228743A
Application number: JP2008073478A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Date; 雅充伊達
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2009-10-08

Abstract

【課題】回転側密封要素１の複数のダストリップ１３，１４とこれに密接される保護カバー３との間に閉じ込められた空気の圧力による保護カバー３の浮き上がりを、カシメ手段によらずに防止する。
【解決手段】回転側密封要素１と、この回転側密封要素１に摺動可能に密接されるリップ２４〜２６が設けられた静止側密封要素２と、この静止側密封要素２に形成された弾性層２３に機外Ｂ側となる方向から圧入されると共に回転側密封要素１の複数のリップ１３，１４に摺動可能に密接される保護カバー３とを備え、弾性層２３における保護カバー３との嵌合面２３ａの機外Ｂ側に、保護カバー３の圧入に際しては容易に圧縮されてこの保護カバー３の通過を許容し、嵌合面２３ａから抜け出す方向への保護カバー３の移動を、この保護カバー３に形成された被掛止面３１ａとの干渉によって規制する逆止凸部２８が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば農業機械や建築機械における足回り等の軸封手段として使用される密封装置に関する。

図５は、トラクタや耕耘機などの農業機械や建築機械における足回り等の軸封手段として、泥水や土埃等に曝される過酷な条件で使用される従来構造の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

すなわち、図５に示される密封装置１００は、回転軸（例えば車軸）２００に固定されてこの回転軸２００と一体に回転する回転側密封要素１１０と、軸外周のハウジング３００側に固定された非回転の静止側密封要素１２０と、この静止側密封要素１２０に取り付けられた保護カバー１３０とを備える。

このうち回転側密封要素１１０は、スリーブ本体１１１ａ及びその機外Ｂ側の端部から外径側へ展開した外向きフランジ部１１１ｂからなる金属製のスリーブ１１１と、前記スリーブ本体１１１ａの内周面に一体に設けられて回転軸２００の外周面に適当な締め代をもって密嵌される内周固定シール部１１２と、前記外向きフランジ部１１１ｂの外径部に一体に設けられて機外Ｂ側を向いた外周側ダストリップ１１３と、この外周側ダストリップ１１３の内周側に位置して前記内周固定シール部１１２の端部に一体に設けられて機外Ｂ側を向いた内周側ダストリップ１１４とを備える。内周固定シール部１１２及びダストリップ１１３，１１４は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で互いに連続して形成されている。

静止側密封要素１２０は、外周筒部１２１ａ及びその機内Ａ側の端部から内径側へ延びる内向きフランジ部１２１ｂを有する金属製の補強環１２１と、前記外周筒部１２１ａの外周面に一体に設けられてハウジング３００の内周面に適当な締め代をもって密嵌される外周固定シール部１２２と、前記外周筒部１２１ａの内周面に一体に設けられた弾性層１２３と、前記内向きフランジ部１２１ｂの内径端部に一体に設けられて機外Ｂ側を向いた複数のダストリップ１２４，１２５と、前記内向きフランジ部１２１ｂの内径端部に一体に設けられて機内Ａ側を向いた対油リップ１２６と、この対油リップ１２６に嵌着されたガータスプリング１２７とを備える。外周固定シール部１２２、弾性層１２３、ダストリップ１２４，１２５及び対油リップ１２６は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で互いに連続して形成されている。

保護カバー１３０は金属板の打ち抜きプレスなどにより製作されたものであって、静止側密封要素１２０における弾性層１２３の内周面に適当な締め代をもって密接された嵌合筒部１３１と、その機外Ｂ側の端部から内径側へ延びるフランジ部１３２と、さらにその内径端部から機内Ａ側へ屈曲形成された屈曲縁部１３３からなる。

上記構成の密封装置１００は、回転側密封要素１１０の外周側ダストリップ１１３が、保護カバー１３０におけるフランジ部１３２の内側面に適当な変形状態で摺動可能に密接され、回転側密封要素１１０の内周側ダストリップ１１４が、保護カバー１３０における屈曲縁部１３３の内周面に摺動可能に密接され、更に静止側密封要素１２０のダストリップ１２４，１２５が、回転側密封要素１１０のスリーブ１１１に摺動可能に密接されることによって、多段のダストシール部を形成し、機外Ｂからの泥水や土埃等の侵入を遮断するものである。また、静止側密封要素１２０の対油リップ１２６が、回転側密封要素１１０のスリーブ１１１（スリーブ本体１１１ａ）に摺動可能に密接されることによって、機内Ａのオイルやグリース等の機外Ｂへの漏洩を防止するものである。

この種の密封装置１００の組み立てに際しては、回転側密封要素１１０におけるスリーブ１１１のスリーブ本体１１１ａを静止側密封要素１２０のダストリップ１２５及び対油リップ１２６の内周へ挿入してから、保護カバー１３０の嵌合筒部１３１を静止側密封要素１２０における弾性層１２３の内周面に圧入する。そしてその過程では、回転側密封要素１１０におけるスリーブ１１１の外向きフランジ部１１１ｂ及びダストリップ１１３，１１４と、保護カバー１３０との間に密閉空間Ｓが形成され、この密閉空間Ｓ内に閉じ込められた空気がある程度圧縮されることになるので、その圧縮空気の圧力によって、いったん圧入した保護カバー１３０が機外Ｂ側へ浮き上がってしまうおそれがあった。

したがってこの種の密封装置１００では、保護カバー１３０の外径端部を、静止側密封要素１２０における補強環１２１の外周筒部１２１ａの端部にカシメ固定した構造とすることが主流となっている（例えば下記の特許文献参照）。
特開２０００−１９３０９７号公報特開２００７−２１８３６６号公報

しかしながら、上記特許文献のようなカシメ固定による構造では、保護カバー１３０の組み付け工程が煩雑となって、製造コストも高くなってしまう問題があった。

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、その技術的課題とするところは、回転側密封要素と、静止側密封要素と、保護カバーによる多段シール構造を有する密封装置において、回転側密封要素の複数のダストリップとこれに密接される保護カバーとの間に閉じ込められた空気の圧力による保護カバーの浮き上がりを、カシメ手段によらずに防止可能な構造とすることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る密封装置は、回転側密封要素と、この回転側密封要素における機内側の面に摺動可能に密接されるリップが設けられた静止側密封要素と、この静止側密封要素に形成された弾性層に機外側となる方向から圧入されると共に前記回転側密封要素に突設された複数のリップに摺動可能に密接される保護カバーとを備え、前記弾性層における前記保護カバーとの嵌合面の機外側に、前記保護カバーの圧入に際しては容易に圧縮されてこの保護カバーの通過を許容し、前記嵌合面から抜け出す方向への前記保護カバーの移動を、この保護カバーに形成された被掛止面との干渉によって規制する逆止凸部が形成されたものである。

また、上記構成において一層好ましくは、静止側密封要素の弾性層における保護カバーとの嵌合面の機内側に、この保護カバーの機内側への移動を規制する段差面が形成される。

本発明に係る密封装置によれば、回転側密封要素を静止側密封要素に組み付けてから、静止側密封要素における弾性層に機外側となる方向から保護カバーを圧入する過程では、弾性層に形成された逆止凸部が容易に圧縮されてこの保護カバーの通過を許容するので、弾性層の嵌合面へ保護カバーを容易に圧入して組み付けることができ、前記嵌合面から抜け出す方向への保護カバーの移動は、前記逆止凸部によって規制されるので、前記嵌合面へ圧入される保護カバーと回転側密封要素の複数のリップとの間に閉じ込められた空気の圧力による保護カバーの浮き上がりを、カシメ手段によらずに防止することができる。

また、静止側密封要素の弾性層における保護カバーとの嵌合面の機内側に形成した段差面によって、機内側への保護カバーの移動を規制するようにすれば、保護カバーの組込み位置を前記段差面と逆止凸部との間に適正に規定することができる。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図２は、第一の形態において、保護カバーを静止側密封要素の弾性層に圧入する工程を示す説明図である。

図１に示される密封装置は、先に説明した図５に示されるものと同様の基本構造を有するものであって、すなわち、回転軸（例えばトラクタなど農業機械の車軸）４に固定されてこの回転軸４と一体に回転される回転側密封要素１と、軸外周のハウジング５側に固定された非回転の静止側密封要素２と、この静止側密封要素２に取り付けられた保護カバー３とを備える。

このうち回転側密封要素１は、スリーブ本体１１ａ及びその機外Ｂ側の端部から外径側へ展開した外向きフランジ部１１ｂからなり金属板の打ち抜きプレスなどにより製作されたスリーブ１１と、このスリーブ１１に一体に設けられた内周固定シール部１２、外周側ダストリップ１３及び内周側ダストリップ１４とを備える。内周固定シール部１２及びダストリップ１３，１４は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で互いに連続して形成されている。

回転側密封要素１における内周固定シール部１２は、スリーブ１１のスリーブ本体１１ａの内周側に位置して形成され、回転軸４の外周面に径方向に適宜圧縮された状態で密嵌されることによって、回転軸４との間を密封すると共に、この回転軸４に対する回転側密封要素１の固定力を確保し、すなわち回転軸４の回転を回転側密封要素１に伝達するものである。

回転側密封要素１における外周側ダストリップ１３は、スリーブ１１における外向きフランジ部１１ｂの外径部から機外Ｂ側へ向けて、先端が小径となるような円錐筒状をなして延びており、内周側ダストリップ１４は、この外周側ダストリップ１３の内周側に位置して内周固定シール部１２の機外Ｂ側の端部に形成され、機外Ｂ側へ向けて、先端が大径となるような円錐筒状をなして延びている。

静止側密封要素２は、外周筒部２１ａ及びその機内Ａ側の端部から内径側へ延びる内向きフランジ部２１ｂからなり金属板のプレス加工等により製作された補強環２１と、この補強環２１に一体に設けられた外周固定シール部２２、弾性層２３、ダストリップ２４，２５及び対油リップ２６と、この対油リップ２６に嵌着されたガータスプリング２７とを備える。外周固定シール部２２、弾性層２３、ダストリップ２４，２５及び対油リップ２６は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で互いに連続して形成されている。

静止側密封要素２における外周固定シール部２２は、補強環２１の外周筒部２１ａの外周側に位置して形成され、ハウジング５の内周面に、径方向に適宜圧縮された状態で密嵌されることによって、ハウジング５との間を密封すると共に、このハウジング５に対する静止側密封要素２の固定力を得るものである。また、弾性層２３は、補強環２１の外周筒部２１ａの内周側に位置して形成され、保護カバー３を嵌合固定するものである。

静止側密封要素２におけるダストリップ２４，２５のうち、外周側のダストリップ２４は、この静止側密封要素２の補強環２１における内向きフランジ部２１ｂの内径部から機外Ｂ側へ向けて、先端が大径となるような円錐筒状をなして延び、その先端部が回転側密封要素１におけるスリーブ１１の外向きフランジ部１１ｂの内側面に摺動可能に密接されている。また、内周側のダストリップ２５は、前記内向きフランジ部２１ｂの内径部から機外Ｂ側へ向けて、先端が小径となるような円錐筒状をなして延び、その先端部が回転側密封要素１におけるスリーブ１１のスリーブ本体１１ａの外周面に摺動可能に密接されている。

静止側密封要素２における対油リップ２６は、この静止側密封要素２の補強環２１における内向きフランジ部２１ｂの内径部からダストリップ２４，２５と反対側、すなわち機内Ａ側へ向けて延び、先端部内周面が、回転側密封要素１におけるスリーブ１１のスリーブ本体１１ａの外周面に摺動可能に密接されている。また、ガータスプリング２７は金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、対油リップ２６の外周面に形成された環状溝に嵌着され、前記スリーブ本体１１ａに対する対油リップ２６の所要の緊迫力を補償するものである。

保護カバー３は金属板の打ち抜きプレスなどにより製作されたものであって、静止側密封要素２における弾性層２３の内周面（嵌合面２３ａ）に適当な締め代をもって密接された嵌合筒部３１と、その機外Ｂ側の端部から被掛止面３１ａを介して延び前記嵌合筒部３１より小径に形成された筒状延長部３２と、この筒状延長部３２から内径側へ延びるフランジ部３３と、さらにその内径端部から機内Ａ側へ屈曲形成された屈曲縁部３４からなり、前記嵌合筒部３１の、機内Ａ側を向いた先端部の外周面には、先端へ向けて小径になる緩やかな円錐面３１ｂが形成されている。そして、回転側密封要素１における外周側ダストリップ１３は、前記フランジ部３３の内側面に摺動可能に密接され、内周側ダストリップ１４は、前記屈曲縁部３４の内周面に摺動可能に密接されている。

静止側密封要素２における弾性層２３の内周面には、保護カバー３の嵌合筒部３１との嵌合面２３ａより機外Ｂ側に逆止凸部２８が形成されている。この逆止凸部２８は、図２に一層明確に示されるように、機外側となる方向を向いた面が、前記嵌合面２３ａ側へ向けて漸次小径となる緩やかな円錐面２８ａとなっており、その反対側の面が、前記円錐面２８ａより急角度（例えば略直角）で前記嵌合面２３ａから立ち上がった掛止面２８ｂとなっている。

以上の構成を備える第一の形態の密封装置は、図１に示されるように、回転側密封要素１のダストリップ１３，１４が保護カバー３に摺動可能に密接され、静止側密封要素２のダストリップ２４，２５が回転側密封要素１のスリーブ１１に摺動可能に密接されることによって、多段のダストシール部を形成して機外Ｂからの泥水や土埃等の侵入を遮断すると共に、静止側密封要素２の対油リップ２６が、回転側密封要素１のスリーブ１１に摺動可能に密接されることによって、機内Ａのオイルやグリース等の機外Ｂへの漏洩を防止するものである。

この密封装置の組み立てに際しては、図２に示されるように、回転側密封要素１におけるスリーブ１１のスリーブ本体１１ａを静止側密封要素２のダストリップ２５及び対油リップ２６の内周へ挿入してから、保護カバー３の嵌合筒部３１を静止側密封要素２における弾性層２３の内周へ圧入する。そしてその過程では、図２に示される状態から、まず保護カバー３の嵌合筒部３１における先端部の外周面に形成された緩やかな円錐面３１ｂが、静止側密封要素２における弾性層２３に形成された逆止凸部２８の円錐面２８ａに干渉し、この円錐面２８ａが嵌合筒部３１の円錐面３１ｂに相対的に乗り上がるようにして圧縮されながら、前記嵌合筒部３１の通過を許容する。更に、この嵌合筒部３１の外径よりも僅かに小径である前記弾性層２３の嵌合面２３ａも、前記円錐面３１ｂに相対的に乗り上がるようにして径方向へ適宜圧縮されながら保護カバー３の嵌合筒部３１の進入を許容する。

そして、保護カバー３の嵌合筒部３１が弾性層２３の嵌合面２３ａに完全に進入された時点で、その後端の被掛止面３１ａが逆止凸部２８を通過し、嵌合筒部３１により圧縮されていた逆止凸部２８が、自らの弾性復元力により内周側へ伸長する。この状態では、逆止凸部２８の掛止面２８ｂが、前記被掛止面３１ａにその外側から対向することになるので、機外Ｂ側への保護カバー３の移動を規制する作用を有する。

したがって、上述したような静止側密封要素２への保護カバー３の組込み過程で、回転側密封要素１におけるスリーブ１１の外向きフランジ部１１ｂ及びダストリップ１３，１４と、保護カバー３との間に形成された密閉空間Ｓに閉じ込められた空気が圧縮され、その圧縮空気の圧力によって、いったん圧入した保護カバー３が機外Ｂ側へ押されても、機外Ｂ側への保護カバー３の移動は、被掛止面３１ａと逆止凸部２８の掛止面２８ｂとの干渉によって規制されるので、保護カバー３の浮き上がりが有効に防止される。

また、逆止凸部２８は、補強環２１に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で外周固定シール部２２、弾性層２３、ダストリップ２４，２５及び対油リップ２６を一体成形する際に、弾性層２３の一部に形成されるものであるため、例えば補強環２１における外周筒部２１ａの先端部を内周側へカシメることによって保護カバー３を固定する場合のような組み付け工程の煩雑化を来たさず、製造コストを抑えることができる。

次に図３は、本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図４は、第二の形態において、保護カバーを静止側密封要素の弾性層に圧入する工程を示す説明図である。

この第二の形態において、先に説明した第一の形態と異なるところは、静止側密封要素２の弾性層２３における保護カバー３の嵌合筒部３１との嵌合面２３ａの機内側に、前記嵌合筒部３１の先端部外周面に形成された円錐面３１ｂと干渉することによって保護カバー３の機内Ａ側への移動を規制する段差面２３ｂが形成された点にある。この段差面２３ｂは、前記円錐面３１ｂと対応する円錐面状に形成されている。その他の部分の構成は、先に説明した第一の形態と同様である。

したがって第二の形態の密封装置によれば、その組み立てに際して、図４に示される状態から保護カバー３の嵌合筒部３１を静止側密封要素２における弾性層２３の内周へ圧入して行くことによって、前記嵌合筒部３１が弾性層２３の嵌合面２３ａに完全に進入された時点で、その後端の被掛止面３１ａが逆止凸部２８を通過して、嵌合筒部３１により圧縮されていた逆止凸部２８が、自らの弾性復元力により内周側へ伸長すると共に、前記嵌合筒部３１の先端部の円錐面３１ｂが、弾性層２３に形成された段差面２３ｂに密接状態で干渉し、それ以上の進入が阻止される。このため、前記嵌合筒部３１が逆止凸部２８の掛止面２８ｂと段差面２３ｂによって、軸方向両側からしっかり位置決めされ、保護カバー３の浮き上がりやダストリップ１３，１４の締め代のバラツキが有効に防止される。

本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第一の形態において、保護カバーを静止側密封要素の弾性層に圧入する工程を示す説明図である。本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。本発明に係る密封装置の第二の形態において、保護カバーを静止側密封要素の弾性層に圧入する工程を示す説明図である。従来構造の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１回転側密封要素
１３，１４ダストリップ（リップ）
２静止側密封要素
２３弾性層
２３ａ嵌合面
２３ｂ段差面
２４，２５ダストリップ（リップ）
２６対油リップ（リップ）
２８逆止凸部
２８ａ円錐面
２８ｂ掛止面
３保護カバー
３１嵌合筒部
３１ａ被掛止面
３１ｂ円錐面
Ａ機内
Ｂ機外

Claims

回転側密封要素と、この回転側密封要素における機内側の面に摺動可能に密接されるリップが設けられた静止側密封要素と、この静止側密封要素に形成された弾性層に機外側となる方向から圧入されると共に前記回転側密封要素に突設された複数のリップに摺動可能に密接される保護カバーとを備え、前記弾性層における前記保護カバーとの嵌合面の機外側に、前記保護カバーの圧入に際しては容易に圧縮されてこの保護カバーの通過を許容し、前記嵌合面から抜け出す方向への前記保護カバーの移動を、この保護カバーに形成された被掛止面との干渉によって規制する逆止凸部が形成されたことを特徴とする密封装置。
静止側密封要素の弾性層における保護カバーとの嵌合面の機内側に、この保護カバーの機内側への移動を規制する段差面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。