JP2013130296A - 密封装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置において、オイルシールの摺動部へ泥水等が浸入するのを極力防止し得る構造とする。
【解決手段】非回転のハウジング2に取り付けられるオイルシール10と、ハウジング2の内周に挿通された回転体5にオイルシール10の軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガ20とを備え、オイルシール10に、前記回転体5の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ13が形成された密封装置において、ハウジング2にオイルシール10の外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジ11aに、対油シールリップ13より外側でスリンガ20と軸方向隙間G2をもって対向するシールリング30が保持されると共にスリンガ20へ向けて弾性付勢されたものである。
【選択図】図1
【解決手段】非回転のハウジング2に取り付けられるオイルシール10と、ハウジング2の内周に挿通された回転体5にオイルシール10の軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガ20とを備え、オイルシール10に、前記回転体5の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ13が形成された密封装置において、ハウジング2にオイルシール10の外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジ11aに、対油シールリップ13より外側でスリンガ20と軸方向隙間G2をもって対向するシールリング30が保持されると共にスリンガ20へ向けて弾性付勢されたものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両のトランスファー装置や車輪軸受等、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置であって、特に、対油シールリップの摺動部へ泥水等が浸入するのを防止した構造を備えるものに関する。
車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等に用いられる密封装置は、外部から泥水等が飛来しやすいため、対油シールリップの摺動部へ泥水等が浸入するのを極力抑制して、対油シールリップにおける密封性の低下を可及的に防止する必要がある。図3は、従来技術によるこの種の密封装置の一例を、軸心Oを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
すなわち図3において、参照符号2はトランスファー装置や車輪軸受装置等のハウジング、参照符号3は前記ハウジング2に挿通され軸受4を介して軸心Oの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号5はこの回転軸3の外周にスプライン嵌合されると共にナット6によって固定されたスリーブ、参照符号7は回転軸3とスリーブ5との間を密封するパッキンである。スリーブ5の端部に形成されたコンパニオンフランジ5aは、不図示のプロペラシャフト等に結合される。
密封装置100は、軸受4の軸方向外側に位置してハウジング2の内周に取り付けられた非回転のオイルシール110と、このオイルシール110の軸方向外側に位置してスリーブ5の外周に取り付けられ、回転軸3及びスリーブ5と一体に回転されるスリンガ120とを備える。
詳しくは、オイルシール110は、軸受4側を向いて延びる対油シールリップ111と、この対油シールリップ111と反対側(外側)を向いて延びるサイドリップ112及びダストリップ113とを有する。対油シールリップ111は、スリーブ5の外周面に摺動可能に密接されることによって、軸受4に供給される潤滑油の漏洩を防止するものであり、サイドリップ112は、スリンガ120のシールフランジ部121に摺動可能に密接されることによって、またダストリップ113はスリーブ5の外周面に摺動可能に密接されることによって、泥水等が対油シールリップ111側へ浸入するのを防止するものであり、スリンガ120自体も、そのシールフランジ部121に生じる遠心力による振り切り作用を有し、更にその外径部122をハウジング2の端部に近接させ(例えば下記の特許文献1〜3参照)、あるいはスリンガ120の外径端部に、先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けてハウジング2の外径縁部に摺動可能に密接させることによって(例えば下記の特許文献4参照)、泥水等の浸入に対する防止効果の向上を図っている。
しかしながら、従来の密封装置100によれば、悪路走行時に密封装置が泥水中に水没したような場合は、泥水の浸入を阻止することができず、したがって耐泥水性が不足していた。このため、耐泥水性を向上させるには、サイドリップ112やダストリップ113の枚数を増やすことが考えられるが、この場合、密封装置100の取付スペースが大きくなってしまい、しかも摺動トルクが増大して燃費が悪化するおそれがあった。
また、特許文献4のように、スリンガ120の外径端部に先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けた密封装置は、ダストリップの腹部がハウジング2の開口端部の外径縁に密接しており、ハウジング2は一般に鋳造により製作されるので寸法公差が大きく、このためハウジング2に対するダストリップの締め代のバラツキが大きく、しかも鋳造品からなるハウジング2は表面粗さが粗いので、ダストリップが早期に摩耗しやすいといった問題も指摘される。
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、その技術的課題は、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置において、オイルシールの摺動部へ泥水等が浸入するのを極力防止し得る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、請求項1の発明に係る密封装置は、非回転のハウジングに取り付けられるオイルシールと、前記ハウジングの内周に挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガとを備え、前記オイルシールに、前記回転体の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップが形成された密封装置において、前記ハウジングにオイルシールの外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジに、前記対油シールリップより外側で前記スリンガともって対向するシールリングが保持されると共に、このシールリングが前記スリンガへ向けて弾性付勢されたものである。
また、請求項2の発明に係る密封装置は、請求項1に記載の構成において、外径フランジの外径端部から延びる外径筒部の内周面に、シールリングを抜け止めしてこのシールリングとスリンガとの間の軸方向隙間を保持する係止突条が、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形されたものである。
請求項1の発明に係る密封装置によれば、対油シールリップより外側で互いに軸方向に対向するスリンガとシールリングとの間の隙間には、スリンガの回転によって振り切り作用を生じると共に、ラビリンスシール作用と動圧を生じ、回転速度が高速であるほど、浸入しようとする泥水や異物に対する排除力が高まる。しかもこのため外側から対油シールリップ側への泥水の浸入を有効に防止することができる。
また、シールリングがスリンガへ向けて弾性付勢されているので、スリンガとオイルシールの取付誤差があってもスリンガとシールリングとの間の隙間のばらつきを生じない。このため安定した密封性能が確保される。
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1及び図2を参照しながら説明する。
図1において、参照符号2は車両におけるトランスファー装置の非回転のハウジング、参照符号3は前記ハウジング2内に挿通され軸受4を介して軸心Oの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号5は、ハウジング2の開口端部2aの内周側に位置して回転軸3に外挿されたスリーブである。なお、回転軸3及びスリーブ5は、請求項1に記載された回転体に相当する。
スリーブ5は、その内周面に形成されたスプライン部5bが回転軸3の外周面に形成されたスプライン部3aと互いに嵌合されると共に、それより軸方向外側に位置して回転軸3の外周面に形成された雄螺子部3bに螺合したナット6によって、先端が軸受4の内輪4aに当接された状態で軸方向に固定されている。回転軸3とスリーブ5との間は、スプライン部3a,5bの嵌合部より軸方向外側に位置して介装されると共に前記ナット6によって抜け止めされたパッキン7で密封されている。また、スリーブ5の外端部にはコンパニオンフランジ5aが形成されており、不図示のプロペラシャフト等に結合される。
参照符号1は、本発明に係る密封装置で、ハウジング2の開口端部2aの内周面に取り付けられたオイルシール10と、回転軸3に外挿したスリーブ5の外周面に前記オイルシール10の軸方向外側に位置して取り付けられたスリンガ20と、ハウジング2の開口端部2aの外周に取り付けられたシールリング30とを備える。
オイルシール10は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作された補強環11にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形したものであって、ハウジング2の開口端部2aの内周面に圧入嵌着される外周シール部12と、前記補強環11の内径位置から軸受4側へ延び、先端近傍の内周部がスリーブ5の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ13と、前記補強環11の内径位置から対油シールリップ13と反対側へ延び、その先端内周がスリーブ5の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されるダストリップ14と、このダストリップ14の根元の外周側から対油シールリップ13と反対側へ先端が大径となるような円錐筒状をなして延びるサイドリップ15とを備える。対油シールリップ13にはその緊迫力を補償するガータスプリング16が嵌着されている。
オイルシール10の補強環11には、ハウジング2の開口端部2aの外側を外径方向へ円盤状に展開する外径フランジ11aが延在され、更にこの外径フランジ11aの外径端部からハウジング2の開口端部2aと反対側を向いた円筒状の外径筒部11bが延在されている。すなわち外径フランジ11a(及び外径筒部11b)は、オイルシール10の補強環11に一体的に設けられることによりハウジング2に取り付けられている。
スリンガ20は金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、スリーブ5の外周面に圧入嵌着される内径筒部21と、この内径筒部21から外径方向へ円盤状に展開してオイルシール10のサイドリップ15の先端部と摺動可能に密接されるシールフランジ部22とを有する。このシールフランジ部22の外径端部は、オイルシール10の補強環11から延在された外径筒部11bの先端内周面に、図2に示すように、径方向隙間G1を介して径方向に近接対向している。
オイルシール10の補強環11から延在された外径フランジ11aと、これに軸方向に対向するスリンガ20のシールフランジ部22との間には、シールリング30が配置されている。このシールリング30は、PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)等、耐摩耗性に優れ低摩擦係数の合成樹脂材で環状に成形されたものであって、スリンガ20のシールフランジ部22に軸方向に近接対向されている。
オイルシール10の補強環11の外径フランジ11aにはリップ状ばね17が、また前記補強環11の外径筒部11bの内周面には係止突条18が、それぞれサイドリップ15の根元から連続したゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形されている。そしてシールリング30は、係止突条18によって抜け止めされた状態で、リップ状ばね17によってスリンガ20のシールフランジ部22側へ向けて弾性付勢されており、これによって前記外径フランジ11a側に保持されると共に、スリンガ20のシールフランジ部22に微小な軸方向隙間G2をもって近接対向されている。
ここで、リップ状ばね17は、シールリング30をスリンガ20のシールフランジ部22へ向けて弾性付勢する手段であると共に、このシールリング30に適当な面圧で密接することによってシールリング30との間を密封すると共にシールリング30を保持する手段としての機能を併有するものである。
また、シールリング30は、図2に示すように、スリンガ20のシールフランジ部22との対向面における内径部が、外径側ほどシールフランジ部22側へ張り出す傾斜面31をなしている。このため、上述した微小な軸方向隙間G2の内径側には、外径側ほど狭まる絞り隙間G3が形成されている。
以上のように構成された実施の形態の密封装置1において、オイルシール10は、補強環11が埋設された外周シール部12を、補強環11の外径フランジ11aがハウジング2の開口端部2aの端面に当接するまでこの開口端部2aの内周面に圧入することによって、ハウジング2に位置決め固定する。一方、スリンガ20は、内径筒部21をスリーブ5の外周面に圧入嵌着すると共にこのスリーブ5の外周面に形成された段差面5cに当接させることによって、スリーブ5に位置決め固定してから、このスリーブ5を回転軸3に外挿して固定し、これによって図1に示す装着状態とする。
オイルシール10の対油シールリップ13は、スリーブ5の外周面との摺動部S1において、軸受4に供給される潤滑油がスリーブ5の外周から外部Aへ漏洩するのを防止するものである。また、オイルシール10のサイドリップ15は、回転軸3及びスリーブ5と一体に回転されるスリンガ20のシールフランジ部22と摺動部S2において密接摺動されることによって、かつ遠心力によるシールフランジ部22の振り切り作用によって、内周側への異物や泥水の浸入を阻止するものであり、オイルシール10のダストリップ14は、サイドリップ15の内周側で、スリーブ5の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されることによって、対油シールリップ13の摺動部S1側へ異物や泥水が浸入するのを阻止するものである。
また、対油シールリップ13、ダストリップ14及びサイドリップ15の摺動部より外側では、スリンガ20のシールフランジ部22の外径端部と非回転であるオイルシール10の補強環11の外径筒部11bとの間の径方向隙間G1、及びシールリング30とスリンガ20のシールフランジ部22との間の微小な軸方向隙間G2によって、ラビリンスシール作用を生じ、しかも前記軸方向隙間G2の内径側の絞り隙間G3は外径側(軸方向隙間G2側)へ向けて狭まっているので、遠心力によるシールフランジ部22の振り切り作用によって絞り隙間G3内に生じる外径側への流れに動圧によるクサビ効果を生じることになる。このため外部Aから飛来する異物や泥水等は、隙間G1,G2及びG3を通過してスリンガ20のシールフランジ部22とサイドリップ15との摺動部S2へ浸入することは著しく困難である。
そして万一、隙間G1〜G3を通過する異物や泥水等があってもその量は極めて僅かであり、しかもこのような異物や泥水等は、サイドリップ15とシールフランジ部22の摺動部S2において、先に説明した振り切り作用によって内周側への浸入を阻止され、更にその内側にもダストリップ14が存在しているため、対油シールリップ13とスリーブ5との摺動部への泥水や異物の介入による早期摩耗を有効に防止し、優れた対油シール性を維持することができる。
また、シールリング30とスリンガ20のシールフランジ部22は非接触であるため、シールリング30による摺動抵抗の増大は来たさない。
しかも、オイルシール10とスリンガ20との間に僅かに軸方向の取付誤差があっても、リップ状ばね17によってシールリング30がスリンガ20のシールフランジ部22へ向けて弾性付勢されることにより、このシールリング30とシールフランジ部22との間の隙間G2,G3のばらつきを生じないので、安定した密封性能が確保される。
1 密封装置
2 ハウジング
3 回転軸(回転体)
5 スリーブ(回転体)
10 オイルシール
11 補強環
11a 外径フランジ
11b 外径筒部
13 対油シールリップ
14 ダストリップ
15 サイドリップ
17 リップ状ばね
18 係止突条
20 スリンガ
22 シールフランジ部
30 シールリング
31 傾斜面
G1 径方向隙間
G2 軸方向隙間
G3 絞り隙間
2 ハウジング
3 回転軸(回転体)
5 スリーブ(回転体)
10 オイルシール
11 補強環
11a 外径フランジ
11b 外径筒部
13 対油シールリップ
14 ダストリップ
15 サイドリップ
17 リップ状ばね
18 係止突条
20 スリンガ
22 シールフランジ部
30 シールリング
31 傾斜面
G1 径方向隙間
G2 軸方向隙間
G3 絞り隙間
Claims (2)
- 非回転のハウジングに取り付けられるオイルシールと、前記ハウジングの内周に挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガとを備え、前記オイルシールに、前記回転体の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップが形成された密封装置において、前記ハウジングにオイルシールの外径側に位置して取り付けられ径方向に展開した外径フランジに、前記対油シールリップより外側で前記スリンガと軸方向隙間をもって対向するシールリングが保持されると共に、このシールリングが前記スリンガへ向けて弾性付勢されたことを特徴とする密封装置。
- 外径フランジの外径端部から延びる外径筒部の内周面に、シールリングを抜け止めしてこのシールリングとスリンガとの間の軸方向隙間を保持する係止突条が、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形されたことを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
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