JP2021017893A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸とハウジングの軸孔との間の環状隙間を封止する密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device that seals an annular gap between a rotating shaft and a shaft hole of a housing.
回転軸とハウジングとを備える各種装置において、これら回転軸とハウジングの軸孔との間の環状隙間を封止する密封装置が設けられる技術が広く知られている。例えば、自動車用のハブベアリングにおいては、回転する内輪(軸に相当)と外輪(ハウジングに相当)との間の環状隙間を封止するハブシール(密封装置)が設けられている。このハブシールにおいては、回転軸に固定されるスリンガーと、ハウジングの軸孔に固定される密封装置本体とを備える技術が知られている。このような技術の場合、密封装置本体には、スリンガーに摺動自在に設けられるシールリップが複数設けられるのが一般的である。そして、泥水等の異物の侵入を抑制する効果を高める場合には、シールリップの数を増やしたり、スリンガーに対するシールリップの面圧を高めたりする手法が採用されている。しかしながら、これらの手法では、トルクが高まってしまうといった課題が生じてしまう。 In various devices including a rotating shaft and a housing, a technique for providing a sealing device for sealing an annular gap between the rotating shaft and the shaft hole of the housing is widely known. For example, a hub bearing for an automobile is provided with a hub seal (sealing device) that seals an annular gap between a rotating inner ring (corresponding to a shaft) and an outer ring (corresponding to a housing). In this hub seal, a technique is known that includes a slinger fixed to a rotating shaft and a sealing device main body fixed to a shaft hole of a housing. In the case of such a technique, the sealing device main body is generally provided with a plurality of seal lips slidably provided on the slinger. Then, in order to enhance the effect of suppressing the invasion of foreign substances such as muddy water, a method of increasing the number of seal lips or increasing the surface pressure of the seal lips with respect to the slinger is adopted. However, these methods have problems such as an increase in torque.
本発明の目的は、異物の侵入の抑制を図りつつ、低トルク化を図ることのできる密封装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sealing device capable of reducing torque while suppressing the intrusion of foreign matter.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means to solve the above problems.
すなわち、本発明の密封装置は、
回転軸に固定されるスリンガーと、
ハウジングに設けられた軸孔に固定される密封装置本体と、
を備え、
前記回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記密封装置本体は、
補強環と、
前記スリンガーに摺動自在に設けられる少なくとも一つのシールリップと、密封対象領域側とは反対側に突出する環状凸部と、を有し、前記補強環に一体的に設けられる弾性体製シール部と、を備え、
前記スリンガーは、
前記回転軸に固定される円筒部と、該円筒部における前記反対側の端部に設けられる外向きフランジ部とを有する金属製のスリンガー本体と、
前記スリンガー本体に一体的に設けられ、かつ、前記回転軸が非回転の状態では前記環状凸部に接し、前記回転軸の回転に伴う遠心力によって前記環状凸部から離れるように変形可能な弾性体製補助シール部と、
を備えることを特徴とする。
That is, the sealing device of the present invention
A slinger fixed to the rotating shaft and
The sealing device body fixed to the shaft hole provided in the housing,
With
In a sealing device that seals an annular gap between the rotating shaft and the shaft hole.
The sealing device body is
Reinforcing ring and
An elastic seal portion having at least one seal lip slidably provided on the slinger and an annular convex portion protruding on the side opposite to the sealing target region side, and integrally provided on the reinforcing ring. And with
The slinger
A metal slinger body having a cylindrical portion fixed to the rotating shaft and an outward flange portion provided at the opposite end of the cylindrical portion.
Elasticity provided integrally with the slinger body and in contact with the annular convex portion when the rotating shaft is non-rotating, and deformable so as to be separated from the annular convex portion by centrifugal force accompanying the rotation of the rotating shaft. Auxiliary seal part made by the body and
It is characterized by having.
本発明によれば、回転軸が非回転の状態では、弾性体製補助シール部が環状凸部に接することによってシール性を得ることができる。そして、回転軸が回転することによって、
弾性体製補助シール部が変形して環状凸部から離れることで、これらによる摺動抵抗をなくすことができる。また、回転軸の回転によってスリンガーが回転している間は、異物を遠心方向に飛ばすというスリンガー本来の機能によって、異物の侵入は抑制される。
According to the present invention, when the rotating shaft is in a non-rotating state, the sealing property can be obtained by contacting the elastic auxiliary seal portion with the annular convex portion. And by rotating the axis of rotation,
When the elastic auxiliary seal portion is deformed and separated from the annular convex portion, the sliding resistance due to these can be eliminated. Further, while the slinger is rotating due to the rotation of the rotation shaft, the invasion of foreign matter is suppressed by the slinger's original function of flying foreign matter in the centrifugal direction.
前記スリンガーは、前記外向きフランジ部の前記反対側の端面と外周面に一体的に固定される弾性体部を有しており、該弾性体部における径方向外側の端部から前記密封対象領域側に向かって付き出る部分により前記弾性体製補助シール部が構成されるとよい。 The slinger has an elastic body portion that is integrally fixed to the opposite end surface and the outer peripheral surface of the outward flange portion, and the area to be sealed from the radial outer end portion of the elastic body portion. It is preferable that the elastic auxiliary seal portion is formed by the portion protruding toward the side.
前記弾性体製補助シール部は、前記密封対象領域側に向かって付き出ると共に、前記外向きフランジ部よりも前記密封対象領域側で径方向内側に向かって付き出るように構成されており、かつ前記外向きフランジ部における前記密封対象領域側の端面には接着されていないとよい。 The elastic auxiliary seal portion is configured so as to protrude toward the sealing target region side and radially inward on the sealing target region side of the outward flange portion. It is preferable that the outer flange portion is not adhered to the end surface on the sealing target region side.
前記弾性体製補助シール部と前記環状凸部との間に形成され得る隙間と、前記弾性体部の外周面側に形成される隙間とによってラビリンスシール部が形成されるとよい。 It is preferable that the labyrinth seal portion is formed by the gap that can be formed between the elastic auxiliary seal portion and the annular convex portion and the gap formed on the outer peripheral surface side of the elastic body portion.
これにより、異物の侵入をより一層抑制することができる。 As a result, the intrusion of foreign matter can be further suppressed.
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 In addition, each of the above configurations can be adopted in combination as much as possible.
以上説明したように、本発明によれば、異物の侵入の抑制を図りつつ、低トルク化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the torque while suppressing the intrusion of foreign matter.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail exemplarily based on examples with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those, unless otherwise specified. ..
(実施例)
図1〜図4を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。図1は本発明の実施例に係るスリンガーの模式的断面図である。図2は本発明の実施例に係る密封装置本体の模式的断面図である。図3は本発明の実施例に係る密封装置を備える密封構造の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は回転対称形状であり、図1〜図3においては、密封装置の中心軸線を含む面で密封装置を構成する各部材を切断した断面図を示している。図4は本発明の実施例に係る密封装置の要部を拡大した断面図である。
(Example)
The sealing device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a slinger according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the sealing device main body according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure including the sealing device according to the embodiment of the present invention. The sealing device according to the present embodiment has a rotationally symmetric shape, and FIGS. 1 to 3 show cross-sectional views of each member constituting the sealing device on a surface including the central axis of the sealing device. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the sealing device according to the embodiment of the present invention.
<密封構造>
特に、図3を参照して、本発明の実施例に係る密封装置を備える密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造は、回転軸500と、この回転軸500が挿通される軸孔を有するハウジング600と、回転軸500とハウジング600の軸孔との間の環状隙間を封止する密封装置10とを備えている。図3中、左側が密封対象領域側(O)であり、
右側が密封対象領域側とは反対側(A)である。
<Sealed structure>
In particular, with reference to FIG. 3, a sealing structure including the sealing device according to the embodiment of the present invention will be described. The sealing structure according to the present embodiment is a sealing structure that seals an annular gap between the
The right side is the side (A) opposite to the sealed area side.
本実施例に係る密封装置は、例えば、ハブベアリングに好適に適用することができる。この場合、回転軸500は内輪に相当し、ハウジング600は外輪に相当する。そして、密封装置10は、密封対象領域側(O)からのグリスの漏れを抑制し、大気側となる反対側(A)から泥水等の異物の侵入を抑制する役割を担う。
The sealing device according to this embodiment can be suitably applied to, for example, a hub bearing. In this case, the
<密封装置>
本実施例に係る密封装置10について説明する。密封装置10は、回転軸500に固定されるスリンガー100と、ハウジング600に設けられた軸孔に固定される密封装置本体200とを備えている。
<Seal device>
The
<<スリンガー>>
スリンガー100は、金属製のスリンガー本体110と、スリンガー本体110に一体的に設けられる弾性体部120とを備えている。例えば、スリンガー本体110をインサート部品として、インサート成形によって弾性体部120を成形することにより、スリンガー100を得ることができる。なお、弾性体部120はゴムなどのエラストマーにより構成される。スリンガー本体110は、回転軸500に嵌合により固定される円筒部111と、円筒部111における反対側(A)の端部に設けられる外向きフランジ部112とを有している。
<< Slinger >>
The
そして、弾性体部120は、外向きフランジ部112の反対側(A)の端面と外周面に一体的に固定されている。弾性体部120の内周面側には回転軸500に密着する内周シール部121が設けられている。また、この弾性体部120は、その径方向外側の端部に、弾性体製補助シール部122が設けられている。この弾性体製補助シール部122は、弾性体部120の径方向外側の端部から密封対象領域側(O)に向かって付き出ると共に、外向きフランジ部112よりも密封対象領域側(O)で径方向内側に向かって付き出るように構成されている。この弾性体製補助シール部122における外向きフランジ部112との対向面部122aは、外向きフランジ部112における密封対象領域側(O)の端面には接着されていない。また、この弾性体製補助シール部122における内周面122bは、反対側(A)から密封対象領域側(O)に向かって拡径する傾斜面により構成されている。本実施例においては、この傾斜面はテーパ面により構成されているが、断面で見たときに湾曲線となるような傾斜面により構成することもできる。
The
なお、弾性体部120については、磁気エンコーダの機能を持たせることもできる。すなわち、弾性体部120のうち、外向きフランジ部112の反対側(A)の端面側に設けられている部分について、ゴム磁石などにより、S極とN極が周方向に交互に設けられた構成を採用することによって、磁器エンコーダとしての機能を発揮させることができる。
The
<<密封装置本体>>
密封装置本体200は、補強環210と、補強環210に一体的に設けられる弾性体製シール部220とを備えている。例えば、補強環210をインサート部品として、インサート成形によって弾性体製シール部220を成形することにより、密封装置本体200を得ることができる。なお、弾性体製シール部220はゴムなどのエラストマーにより構成される。補強環210は、ハウジング600の軸孔の内周面に嵌合により固定される略円筒部211と、略円筒部211における密封対象領域側(O)の端部に設けられる内向きフランジ部212とを有している。
<< Sealing device body >>
The sealing device
そして、弾性体製シール部220は、スリンガー100に摺動自在に設けられる少なくとも一つのシールリップ(本実施例においては、3つのシールリップ)を備えている。す
なわち、弾性体製シール部220は、メインリップ221と、補助リップ222と、サイドリップ223とを備えている。
The
メインリップ221と補助リップ222は、スリンガー本体110の円筒部111の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。より具体的には、メインリップ221は、内向きフランジ部212の先端付近から径方向内側かつ反対側(A)に向かって伸び、円筒部111の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。また、補助リップ222は、内向きフランジ部212の先端付近から径方向内側かつ密封対象領域側(O)に向かって伸び、円筒部111の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。
The
サイドリップ223は、内向きフランジ部212の先端付近から径方向外側かつ反対側(A)に向かって傾斜するように伸び、スリンガー本体110の外向きフランジ部112の端面に摺動自在に密着するように構成されている。
The
また、本実施例に係る弾性体製シール部220は、ハウジング600の軸孔の内周面に密着する外周シール部224も備えている。
Further, the
更に、本実施例に係る弾性体製シール部220は、反対側(A)に突出する環状凸部225を備えている。この環状凸部225の外周面225aは、反対側(A)から密封対象領域側(O)に向かって拡径する傾斜面により構成されている。本実施例においては、この傾斜面はテーパ面により構成されている。また、このテーパ面のテーパ角度は、弾性体製補助シール部122の内周面122bのテーパ角度と等しくなるように設計されてる。なお、環状凸部225の外周面225aについては、断面で見たときに湾曲線となるような傾斜面により構成することもできる。
Further, the
<密封装置の動作メカニズム>
特に、図3及び図4を参照して、本実施例に係る密封装置10の動作メカニズムについて説明する。本実施例に係る密封装置10においては、回転軸500の回転によって、回転軸500とハウジング600が相対的に回転している場合であっても、メインリップ221と補助リップ222とサイドリップ223が、いずれもスリンガー本体110に摺動しながら接触した状態を維持する。そのため、密封対象領域側(O)からのグリスの漏れを抑制し、かつ反対側(A)から泥水等の異物の侵入を抑制することができる。勿論、回転軸500が非回転の状態であっても、メインリップ221と補助リップ222とサイドリップ223は、いずれもスリンガー本体110に接しているため、密封機能が発揮されることは言うまでもない。
<Operation mechanism of sealing device>
In particular, the operating mechanism of the sealing
そして、本実施例に係る密封装置10においては、回転軸500が非回転の状態では、スリンガー100に設けられた弾性体製補助シール部122は、密封装置本体200における弾性体製シール部220の環状凸部225に接している(図3参照)。従って、これら弾性体製補助シール部122と環状凸部225によっても密封機能が発揮され、反対側(A)から泥水等の異物の侵入を抑制することができる。
Then, in the
ここで、弾性体製補助シール部122は、回転軸500の回転に伴う遠心力によって環状凸部225から離れるように変形可能に構成されている。すなわち、回転軸500の回転によって、弾性体製補助シール部122に作用する遠心力が大きくなるにつれて、弾性体製補助シール部122は、その根元付近を中心にして、先端が径方向外側に移動するように変形する(図4参照)。これにより、弾性体製補助シール部122は環状凸部225から離れて、これらの間には隙間Sが形成される。従って、隙間Sが形成された状態においては、弾性体製補助シール部122と環状凸部225との間で摺動抵抗が発生することはない。なお、隙間Sが形成されても、回転軸500の回転によってスリンガー100が
回転している間は、異物を遠心方向に飛ばすというスリンガー本来の機能によって、異物の侵入は抑制される。
Here, the elastic
また、本実施例に係る密封装置10においては、弾性体製補助シール部122と環状凸部225との間に形成され得る隙間Sと、弾性体部120の外周面側に形成される隙間とによってラビリンスシール部Lが形成される。すなわち、密封装置本体200において弾性体製シール部220のうち補強環210の略円筒部211の内周面側を覆う部分の内周面と、スリンガー100における弾性体部120の外周面との間には環状隙間が形成される。この環状隙間から上記の隙間Sに至る経路は入り組んだ経路となっており、ラビリンスシールとして機能させることができる。なお、回転軸500の回転により、弾性体製補助シール部122が変形することによって、弾性体部120の外周面側に形成される隙間は、より一層狭くなるため、ラビリンスシールとしての機能をより確実に発揮させることができる。
Further, in the
<本実施例に係る密封装置の優れた点>
本実施例に係る密封装置10によれば、回転軸500が非回転の状態では、弾性体製補助シール部122が環状凸部225に接することによってシール性を得ることができる。そして、回転軸500が回転することによって、弾性体製補助シール部122が変形して環状凸部225から離れることで、これらによる摺動抵抗をなくすことができる。従って、異物の侵入の抑制を図りつつ、低トルク化を図ることができる。また、弾性体製補助シール部122と環状凸部225によっても密封機能が発揮されるため、シールリップの数を増やさなくても十分なシール性を得ることができる。また、シールリップの面圧を低減させて、より一層トルクを減らすことも可能となる。
<Advantages of the sealing device according to this embodiment>
According to the sealing
また、本実施例に係る密封装置においては、ラビリンスシール部Lが形成されるため、異物の侵入をより一層抑制することができる。 Further, in the sealing device according to the present embodiment, since the labyrinth seal portion L is formed, the invasion of foreign matter can be further suppressed.
(その他)
上記実施例においては、密封装置本体200における弾性体製シール部220は、メインリップ221と、補助リップ222と、サイドリップ223の3つのシールリップを備える構成を示した。しかしながら、本発明において、弾性体製シール部に備えられるシールリップは、上記実施例に示した構成に限定されることはない。シールリップの個数についても適宜採用可能である。ただし、上記の通り、弾性体製補助シール部と環状凸部によっても密封機能が発揮されるため、シールリップの数は多くする必要がなく、仮に多数のシールリップを設けたとしてもシールリップの面圧を低く設定することによって、低トルク化を可能にすることができる。
(Other)
In the above embodiment, the
また、環状凸部225の外周面(弾性体製補助シール部122と接する部位)に、シボ加工や梨地加工などにより多数の微小な凹凸を設けることによって、低速回転時において、環状凸部225と弾性体製補助シール部122とが摺動し得る際のトルクを低減させることもできる。なお、微小な凹凸については、弾性体製補助シール部122の内周面側に設けることもできる。
Further, by providing a large number of minute irregularities on the outer peripheral surface of the annular convex portion 225 (the portion in contact with the elastic auxiliary seal portion 122) by embossing or satin finish, the annular
10 密封装置
100 スリンガー
110 スリンガー本体
111 円筒部
112 外向きフランジ部
120 弾性体部
121 内周シール部
122 弾性体製補助シール部
122a 対向面部
122b 内周面
200 密封装置本体
210 補強環
211 円筒部
212 内向きフランジ部
220 弾性体製シール部
221 メインリップ
222 補助リップ
223 サイドリップ
224 外周シール部
225 環状凸部
225a 外周面
500 回転軸
600 ハウジング
L ラビリンスシール部
S 隙間
10
Claims (4)
ハウジングに設けられた軸孔に固定される密封装置本体と、
を備え、
前記回転軸と軸孔との間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記密封装置本体は、
補強環と、
前記スリンガーに摺動自在に設けられる少なくとも一つのシールリップと、密封対象領域側とは反対側に突出する環状凸部と、を有し、前記補強環に一体的に設けられる弾性体製シール部と、を備え、
前記スリンガーは、
前記回転軸に固定される円筒部と、該円筒部における前記反対側の端部に設けられる外向きフランジ部とを有する金属製のスリンガー本体と、
前記スリンガー本体に一体的に設けられ、かつ、前記回転軸が非回転の状態では前記環状凸部に接し、前記回転軸の回転に伴う遠心力によって前記環状凸部から離れるように変形可能な弾性体製補助シール部と、
を備えることを特徴とする密封装置。 A slinger fixed to the rotating shaft and
The sealing device body fixed to the shaft hole provided in the housing,
With
In a sealing device that seals an annular gap between the rotating shaft and the shaft hole.
The sealing device body is
Reinforcing ring and
An elastic seal portion having at least one seal lip slidably provided on the slinger and an annular convex portion protruding on the side opposite to the sealing target region side, and integrally provided on the reinforcing ring. And with
The slinger
A metal slinger body having a cylindrical portion fixed to the rotating shaft and an outward flange portion provided at the opposite end of the cylindrical portion.
Elasticity provided integrally with the slinger body and in contact with the annular convex portion when the rotating shaft is non-rotating, and deformable so as to be separated from the annular convex portion by centrifugal force accompanying the rotation of the rotating shaft. Auxiliary seal part made by the body and
A sealing device comprising.
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