JP2021116820A - 密封装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工性に優れるとともに、泥水等を効果的に飛散させ、密封機能を長く維持することができる密封装置を提供する。【解決手段】固定側部材2に対して軸回転する回転側部材5に取付けられるスリンガ10を含み、固定側部材2と回転側部材5との間の環状空間Sを密封する密封装置である。スリンガ10は、回転側部材5に嵌合される円筒部11と、円筒部11から径方向に延出する円板部12とを備える。円板部12にはスリンガ10とは異なる材質の成型体13が一体に取付けられ、成型体13の外側面には、周方向a又は径方向bに延在する凹凸部14が設けられている。【選択図】図2
Description
本発明は、固定側部材と当該固定側部材に対して軸回転する回転側部材との間の環状空間を密封する密封装置に関する。
自動車の車輪の軸受装置には、相対的に軸回転する内輪と外輪との間にスリンガと当該スリンガに接触するシールリップを有するシール部材とが介在され、これによって、内輪と外輪との間を密封する密封装置が構成される。このような密封装置によって、内輪と外輪との間の環状空間(軸受空間)内への泥水等の浸入が防止される。
そして、前記スリンガは、内輪又は外輪の回転側部材に取付けられ、当該回転側部材とともに軸回転する。そのため、スリンガの外側面(軸受空間とは反対側の面)は塵埃等の異物を含む泥水(以下、泥水等と言う)のアタックを受けやすく、泥水等が軸受空間内に浸入して、軸受の機能の低下を来す原因となることがある。特許文献1には、スリンガにおける第2部のインナー側の表面に周方向に延びる溝が形成され、インナー側の表面を伝う泥水等の流れを遮り、軸受空間内に泥水等が浸入することを抑制することが記載されている(特許文献1の実施形態2及びその関連記載参照)。
ところで、特許文献1に示されるスリンガは、本特許文献1に記載されている通り、ステンレス等の金属材で作製される。しかし、このような金属材に、特許文献1で開示されたような溝を形成することは、加工性や加工効率の点で不利であった。したがって、費用対効果を考慮した場合、実用化することはまだ困難であることは否めなかった。
本発明は、前記実情に鑑みなされたもので、加工性に優れるとともに、泥水等を効果的に飛散させ、密封機能の向上を図ることができる密封装置を提供することを目的としている。
本発明に係る密封装置は、固定側部材に対して軸回転する回転側部材に取付けられるスリンガを含み、前記固定側部材と前記回転側部材との間の環状空間を密封する密封装置であって、前記スリンガは、前記回転側部材に嵌合される円筒部と、前記円筒部から径方向に延出する円板部とを備え、前記円板部には当該スリンガとは異なる材質の成型体が一体に取付けられ、当該成型体の外側面には、周方向又は径方向に延在する凹凸部が設けられていることを特徴とする。
本発明の密封装置によれば、回転側部材の回転中、泥水等がスリンガを伝って環状空間内に浸入しようとしたときに、凹凸部によって泥水等を飛散させようとする力が作用し易くなる。したがって、泥水等が外部から環状空間内に浸入することが抑制され、密封装置の密封機能の向上を図ることができる。
本発明に係る密封装置において、前記成型体は、前記スリンガより弾性を有し、成型時に前記凹凸部を形成可能な弾性体からなるものとしてもよい。
これによれば、凹凸部は、機械加工等によらず、成型体の成型時に容易に形成することができるので、生産性の観点から好適である。
この場合、前記弾性体はゴム材であり、前記成型体は、前記スリンガの円板部に加硫成型により一体に取り付けられているものとしてもよい。
これによれば、弾性体がゴム材であることにより、凹凸部をより容易に形成することができる。
これによれば、凹凸部は、機械加工等によらず、成型体の成型時に容易に形成することができるので、生産性の観点から好適である。
この場合、前記弾性体はゴム材であり、前記成型体は、前記スリンガの円板部に加硫成型により一体に取り付けられているものとしてもよい。
これによれば、弾性体がゴム材であることにより、凹凸部をより容易に形成することができる。
本発明に係る密封装置において、前記成型体は、プラスチック材からなり、前記スリンガの円板部に射出成型により一体に取り付けられているものとしてもよい。
これによれば、プラスチック材は弾性体に比べて硬いため、プラスチック材からなる成型体が泥水等に晒されても摩耗し難く、凹凸部の機能を長く維持することができる。
これによれば、プラスチック材は弾性体に比べて硬いため、プラスチック材からなる成型体が泥水等に晒されても摩耗し難く、凹凸部の機能を長く維持することができる。
本発明に係る密封装置において、前記凹凸部は、前記円板部の径方向に延在し、当該凹凸部における凹部及び凸部間に、前記スリンガの主たる回転方向に前記成型体の厚みが減少する傾斜面を有しているものとしてもよい。
これによれば、回転側部材の回転中、成型体が泥水等に晒され、傾斜面に付着した泥水等は、回転による慣性力を受けて振り切られ飛散する。したがって、泥水等が環状空間内に浸入することをより効果的に抑制することができる。
これによれば、回転側部材の回転中、成型体が泥水等に晒され、傾斜面に付着した泥水等は、回転による慣性力を受けて振り切られ飛散する。したがって、泥水等が環状空間内に浸入することをより効果的に抑制することができる。
本発明に係る密封装置において、前記凹凸部は、前記円板部の周方向に延在し、当該凹凸部における凹部及び凸部間に、前記円板部の外径側に前記成型体の厚みが増大するような傾斜面を有しているものとしてもよい。
これによれば、回転側部材の回転中、成型体が泥水等に晒され、傾斜面に付着した泥水等は、回転による遠心力を受けて振り切られ飛散する。したがって、泥水等が環状空間内に浸入することをより効果的に抑制することができる。
これによれば、回転側部材の回転中、成型体が泥水等に晒され、傾斜面に付着した泥水等は、回転による遠心力を受けて振り切られ飛散する。したがって、泥水等が環状空間内に浸入することをより効果的に抑制することができる。
本発明の密封装置によれば、加工性に優れるとともに、泥水等を効果的に飛散させ、密封機能の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、自動車の車輪(不図示)を軸Lの回りに回転(軸回転)可能に支持する軸受装置1を示す。この軸受装置1は、ハブベアリングであって、大略的に、外輪(固定側部材)2と、ハブ輪3と、ハブ輪3の車体側に嵌合一体とされる内輪部材4と、外輪2とハブ輪3及び内輪部材4との間に介装される2列の転動体(ボール)6…とを含んで構成される。この例では、ハブ輪3及び内輪部材4が内輪(回転側部材)5を構成する。外輪2は、自動車の車体(不図示)に固定される。また、ハブ輪3にはドライブシャフト7が同軸的にスプライン嵌合され、ドライブシャフト7は等速ジョイント70を介して不図示の駆動源(駆動伝達部)に連結される。ドライブシャフト7はナット71によって、ハブ輪3と一体化され、ハブ輪3のドライブシャフト7からの抜脱が防止されている。内輪5(ハブ輪3及び内輪部材4)は、外輪2に対して、軸L回りに回転(軸回転)可能とされ、外輪2と、内輪5との間に軸受空間(環状空間)Sが形成される。軸受空間S内には、2列の転動体6…が、リテーナ6aに保持された状態で、外輪2の軌道輪2a、ハブ輪3及び内輪部材4の軌道輪3a,4aを転動可能に介装されている。ハブ輪3は、円筒形状のハブ輪本体30と、ハブ輪本体30より立上基部31を介して径方向外側に延出するよう形成されたハブフランジ32を有し、ハブフランジ32にボルト33及び不図示のナットによって車輪が取付固定される。
以下において、軸L方向に沿って車輪に向く側(図1において左側を向く側)を車輪側、車体に向く側(同右側を向く側)を車体側と言う。
以下において、軸L方向に沿って車輪に向く側(図1において左側を向く側)を車輪側、車体に向く側(同右側を向く側)を車体側と言う。
軸受空間Sの軸L方向に沿った両端部であって、外輪2とハブ輪3との間、及び、外輪2と内輪部材4との間には、ベアリングシール(密封装置)8,9が装着され、軸受空間Sの軸L方向に沿った両端部が密封される。これによって、軸受空間S内への泥水等の浸入や軸受空間S内に充填される潤滑剤(グリース等)の外部への漏出が防止される。本発明に係る密封装置は、例えば、当該軸受装置1における車体側のベアリングシール9に適用される。
以下、本発明に係る密封装置の一例(第一の実施形態)が適用される車体側のベアリングシール9について、図2及び図3をも参照して説明する。図示のベアリングシール9は、内輪5を構成するハブ輪3に取付けられるスリンガ10と、外輪2に取付けられるシール部材20とが組み合わさって構成される。スリンガ10は、内輪5を構成するハブ輪3における内輪部材4の外周面4bに外嵌(嵌合)される円筒部11と、円筒部11の車体側の軸方向端部11aから、外径方向に延びる円板部12とを含む。スリンガ10は、ステンレス等の金属材からなり、ハブ輪3(内輪5)に対し、円板部12が車体側になるよう、取付けられる。円板部12の車体側面12aには、ゴム材或いはプラスチック材(本実施形態ではゴム材)からなる成型体13が一体に取付けられる。当該成型体13の外側面(車体側の面)には、周方向a又は径方向b(本実施形態では径方向)に延在する複数の凹凸部14(凹部14a及び凸部14b)が設けられている。
シール部材20は、外輪2の車体側内周面2bに内嵌される芯金21と、芯金21にインサート成型により一体とされたゴム等の弾性材からなるリップ部材22とからなる。リップ部材22は、スリンガ10に接触する3個のシールリップ23,24,25を備えている。さらに詳しくは、第1及び第2のシールリップ23,24は、ラジアルリップであり、スリンガ10における円筒部11の外周面11bに弾性的に接触する。また、第3のシールリップ25は、アキシャルリップであり、スリンガ10における円板部12の車輪側面12bに弾性的に接触する。図2におけるシールリップ23,24,25の2点鎖線部は、これらシールリップ23,24,25の弾性変形前の原形状を示している。芯金21は、外輪2の車体側内周面2bに内嵌される円筒部211と、円筒部211の車輪側端部211aから内径側に延びる内向鍔部212とからなる。リップ部材22は、円筒部211の車体側端部211bから円筒部211の内周面211c及び内向鍔部212の車体側面212aの全面を覆い、内向鍔部212の内径側端部212bを回り込んで内向鍔部212の車輪側面212cに至るように、芯金21に一体とされている。
本実施形態において、成型体13は、凹凸部14における凹部14a及び凸部14b間にスリンガ10の主たる回転方向a1に、当該成型体13の厚みが減少する傾斜面15を有している。ここで、主たる回転方向a1とは、自動車の車輪用に用いられる軸受装置1では、自動車の通常の前進走行時の回転方向を意味する。また、径方向bに延在する凹凸部14の凹部14a及び凸部14bは、いずれも軸Lを中心として放射状に延びるように形成され、傾斜面15を介して周方向aに等間隔で配置されている。さらに、凹凸部14における凹部14aの深さd1は成型体13の最大厚みDの1/2以上とされ、また、凹凸部14における凸部14bの突出高さd2は成型体13の最小厚みdの1/2以上とされている。
上記のように構成されるベアリングシール9において、ドライブシャフト7が軸L回りに回転すると、内輪5及びスリンガ10も成型体13とともに軸L回りに回転する。この回転中、シール部材20のシールリップ(ラジアルルップ)23,24はスリンガ10における円筒部11の外周面11bに弾性的に相対摺接し、シールリップ25はスリンガ10における円板部12の車輪側面12bに弾性的に相対摺接する。したがって、外部から、ベアリングシール9を経て軸受空間S内に泥水等が浸入することが防止される。また、軸受空間S内に充填されているグリース等の潤滑剤の外部漏出も防止される。そして、この回転時には、成型体13の外側面に凹凸部14が設けられているから、内輪5が回転中に泥水等がスリンガ10を伝って軸受空間S内に浸入しようとしたときに、凹凸部14によって泥水等を飛散させようとする力が作用し易くなる。したがって、泥水等が外部から軸受空間S内に浸入することが抑制され、泥水等に含まれる塵埃等の異物がシールリップ23,24,25のスリンガ10に対する弾性摺接部に噛み込むことが少なくなる。これにより、シールリップ23,24,25の先端部の摩耗が生じ難くなり、ベアリングシール9の密封機能が維持される。
特に、凹部14a及び凸部14b間の傾斜面15が、通常の前進走行時である回転方向a1に成型体13の厚みが減少するように形成されているから、内輪5の回転中、傾斜面15に付着した泥水等は、回転による慣性力を受けて振り切られ飛散する。したがって、泥水等が軸受空間S内に浸入することをより効果的に抑制することができる。また、凹部14aの深さd1が成型体13の最大厚みDの1/2以上とされ、凸部14bの突出高さd2が成型体13の最小厚みdの1/2以上とされていることにより、凹凸部14が摩耗して消滅することが抑えられ、前記効果が長く持続される。
図4(a)(b)は、第一の実施形態の変形例を示す。この例では、凹凸部14の各凹部14a及び凸部14bは、いずれもB方向(図2参照)から見て螺旋形状の一部をなすように径方向bに延在し、さらに、この螺旋形状の一部の形状が前記回転方向a1に凸曲状の形状となるように形成されている。そして、本例においても、成型体13は、凹凸部14における凹部14a及び凸部14b間に前記回転方向a1に、当該成型体13の厚みが減少する傾斜面15を有している。また、第一の実施形態と同様に、凹凸部14における凹部14aの深さd1は成型体13の最大厚みDの1/2以上とされ、また、凹凸部14における凸部14bの突出高さd2は成型体13の最小厚みdの1/2以上とされている。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
この例では、凹凸部14の各凹部14a及び凸部14bがいずれも螺旋形状の一部をなし、しかも、螺旋形状の一部の形状が、回転方向a1に凸曲状の形状となるように形成されているから、内輪5のa方向への回転の際、泥水等に遠心力がさらに作用する。したがって、泥水等は、前記回転による慣性力に遠心力が付加されて、さらに効果的に振り切られて飛散し易くなり、軸受空間S内への泥水等の浸入がより効果的に抑制される。
図5(a)(b)は、本発明に係る密封装置の第二の実施形態を示す。本実施形態における成型体13の外側面には、その周方向aに延在する複数の凹凸部140(凹部140a及び凸部140b)が、径方向bに等間隔で設けられている。そして、凹凸部140における凹部140a及び凸部140b間に円板部12(スリンガ10)における径方向bの外径側b1に厚みが増大する傾斜面150を有している。また、凹凸部140における凹部140aの深さd1は成型体13の最大厚みDの1/2以上とされ、また、凹凸部140における凸部140bの突出高さd2は成型体13の最小厚みdの1/2以上とされている。
上記のように構成されるスリンガ10及び成型体13は、シール部材20と組合わさって、軸受装置1の内輪5と外輪2との間に装着され、ベアリングシール9を構成する(図1及び図2参照)。このようなベアリングシール9において、ドライブシャフト7が軸L回りに回転すると、内輪5及びスリンガ10も成型体13とともに軸L回りに回転する。この回転中、前記と同様に、シールリップ23,24,25がスリンガ10に弾性的に摺接することにより、外部から、ベアリングシール9を経て軸受空間S内に泥水等が浸入することが防止される。また、軸受空間S内に充填されているグリース等の潤滑剤の外部漏出も防止される。そして、この回転時には、成型体13の外側面に凹凸部140が設けられているから、内輪5が回転中泥水等がスリンガ10を伝って軸受空間S内に浸入しようとしたときに、凹凸部140によって泥水等を飛散させようとする力が作用し易くなる。したがって、泥水等が外部から軸受空間S内に浸入することが抑制され、泥水等に含まれる塵埃等の異物がシールリップ23,24,25のスリンガ10に対する弾性摺接部に噛み込むことが少なくなる。これにより、シールリップ23,24,25の先端部の摩耗が生じ難くなり、ベアリングシール9の密封機能が維持される。
特に、凹部140a及び凸部140b間の傾斜面150が、円板部12における径方向bの外径側b1に厚みが増大するように形成されているから、内輪5の回転中、成型体13の傾斜面150に付着した泥水等は、回転による遠心力を受けて振り切られ飛散する。さらに、この飛散は、スリンガ10とシール部材20との間の隙間r(図2参照)に向かい難くなる方向になされる。したがって、泥水等が軸受空間S内に浸入することをより効果的に抑制することができる。また、凹部140aの深さd1及び凸部14bの突出高さd2が、前記のように設定されていることにより、前記例と同様に、凹凸部140が摩耗して消滅することが抑えられ、前記効果が長く持続される。
図6に示す例は、第二の実施形態の変形例を示す。この例では、凹凸部140(凹部140a及び140b)の断面形状が、複数の二等辺三角形が径方向に連なるような形状とされている。したがって、この二等辺三角形の2つの斜面のうち各内径側の斜面が、円板部12における径方向bの外径側b1に厚みが増大する傾斜面150とされる。この例でも、図5に示す例と同様の作用・効果を奏する。
その他の構成は、図5に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明は割愛する。
その他の構成は、図5に示す例と同様であるから、共通部分に同一の符号を付し、その説明は割愛する。
なお、前記各実施形態では、本発明の密封装置が適用される対象をハブベアリングのような軸受装置としたが、ハブベアリングに限らず他の態様の軸受装置でもよい。また、軸受装置に限らず、固定側部材に対して軸回転する回転側部材に取付けられるスリンガを含み、前記固定側部材と前記回転側部材との間の環状空間を密封する密封装置が適用される他の産業機械であってもよい。また、シールリップ23,24,25の形成態様や数、さらには、スリンガ10に対する接触態様は例示のものに限定されるものではない。さらに、凹凸部14の形成態様や形状も例示のものに限定されず、内輪が回転中に泥水等がスリンガを伝って環状空間内に浸入しようとしたときに、泥水等を飛散させようとする力が作用し易くなるような形成態様等であれば、他の形状も採用可能である。したがって、凹凸部14における凹部14aの深さは成型体13の最大厚みDの1/2以上に限らない。また、凹凸部14における凸部14bの突出高さd2は成型体13の最小厚みdの1/2以上に限らない。例えば、凹凸部14における凸部14bの突出高さd2は成型体13の1/3以上、1/2未満としてもよい。
2 外輪(固定側部材)
5 内輪(回転側部材)
9 ベアリングシール(密封装置)
10 スリンガ
11 円筒部
12 円板部
13 成型体
14,140 凹凸部
14a,140a 凹部
14b,140b 凸部
15,150 傾斜面
a 周方向
a1 主たる回転方向
b 径方向
b1 外径側
L 軸
S 軸受空間(環状空間)
5 内輪(回転側部材)
9 ベアリングシール(密封装置)
10 スリンガ
11 円筒部
12 円板部
13 成型体
14,140 凹凸部
14a,140a 凹部
14b,140b 凸部
15,150 傾斜面
a 周方向
a1 主たる回転方向
b 径方向
b1 外径側
L 軸
S 軸受空間(環状空間)
Claims (6)
- 固定側部材に対して軸回転する回転側部材に取付けられるスリンガを含み、前記固定側部材と前記回転側部材との間の環状空間を密封する密封装置であって、
前記スリンガは、前記回転側部材に嵌合される円筒部と、前記円筒部から径方向に延出する円板部とを備え、
前記円板部には当該スリンガとは異なる材質の成型体が一体に取付けられ、当該成型体の外側面には、周方向又は径方向に延在する凹凸部が設けられていることを特徴とする密封装置。 - 請求項1に記載の密封装置において、
前記成型体は、前記スリンガより弾性を有し、成型時に前記凹凸部を形成可能な弾性体からなることを特徴とする密封装置。 - 請求項2に記載の密封装置において、
前記弾性体はゴム材であり、前記成型体は、前記スリンガの円板部に加硫成型により一体に取り付けられていることを特徴とする密封装置。 - 請求項1に記載の密封装置において、
前記成型体は、プラスチック材からなり、前記スリンガの円板部に射出成型により一体に取り付けられていることを特徴とする密封装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の密封装置において、
前記凹凸部は、前記円板部の径方向に延在し、当該凹凸部における凹部及び凸部間に、前記スリンガの主たる回転方向に厚みが減少する傾斜面を有していることを特徴とする密封装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の密封装置において、
前記凹凸部は、前記円板部の周方向に延在し、当該凹凸部における凹部及び凸部間に、前記円板部の外径側に厚みが増大する傾斜面を有していることを特徴とする密封装置。
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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