JP6625340B2

JP6625340B2 - 密封装置

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Publication number: JP6625340B2
Application number: JP2015082406A
Authority: JP
Inventors: 雄一樽川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: JP2016200259A

Description

本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車等の車両におけるハブベアリング部においてベアリング潤滑用グリースをシールするために用いられる。また本発明の密封装置は、車両関連のほか、一般産機、農機または建機等の分野において用いられる。

従来から図３に示すように、機内Ａの密封流体（グリースなど）をシールする主リップ（シールリップ）５２を有する密封装置５１が知られており、この密封装置５１には、機外Ｂの異物（ダストや泥水など）をシールする副リップ（ダストリップ）５３が併せ設けられている（特許文献１の図３参照）。

主リップ５２は、装着時に機内Ａ側を向く形状とされ、そのリップ端５２ａが密封流体の圧力を受けつつ軸６１の周面に摺動可能に接触することにより密封流体をシールする。一方、副リップ５３は反対に、機外Ｂ側を向く形状とされ、そのリップ端５３ａが軸６１の周面に摺動可能に接触することにより異物をシールする。

特開２００８−２６７４９９号公報（図３）

上記密封装置５１は、機内Ａの密封流体をシールする主リップ５２のほかに、機外Ｂの異物をシールする専用の副リップ５３を有しているため、機外Ｂの異物が機内Ａへ侵入するのを有効に抑制することができるが、さらに以下の点で改良の余地がある。

すなわち、上記密封装置５１を装着する実機の構造上、軸６１の挿入（組立て）が密封装置５１に対し相対的に副リップ５３側（機外Ｂ側）からとなる場合（軸挿入方向を矢印Ｃにて示す）であって、かつ偏心大での軸挿入となる場合、軸挿入時に軸６１が偏心側の円周上一部で副リップ５３に対し大きく干渉するため、副リップ５３にめくれ現象（リップ端５３ａが反転する現象）が発生することがある。したがってこのように副リップ５３にめくれ現象が発生すると、副リップ５３の軸６１に対する接触の姿勢が不安定となるため、副リップ５３によるシール性が低下する。

副リップ５３にめくれ現象が発生するのを抑制するには図４に示すように、副リップ５３の形状を予め軸方向に垂直な形状（径方向内方を向く軸直角の形状）とすること、あるいは図５に示すように、副リップ５３の形状を予め主リップ５２側（機内Ａ側）を向く形状とすることが考えられる。

しかしながら、これらの場合、副リップ５３にめくれ現象は発生しないものの、図６に示すように副リップ５３における接触圧力ピークＰの発生位置が主リップ５２寄り（機内Ａ寄り）に配置される。したがって副リップ５３によるシール性が低下する。

したがって、従来は、副リップ５３に係る、軸挿入性とシール性の両立が困難とされている。

本発明は以上の点に鑑みて、機内の密封流体をシールする主リップおよび機外の異物をシールする副リップを備える密封装置において、副リップに係る、軸挿入性とシール性の両立を図ることを目的とする。

本発明の密封装置の一態様は、リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、前記軸を前記副リップ側から前記密封装置本体の内周部へ挿入するときに前記副リップに対する前記軸の偏心を矯正するように、前記副リップの機外側であって前記軸の径方向外方に配置され、外周側基端部から内周側先端部へかけて前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を備える金属素材の軸挿入ガイドと、を備える。

本発明の密封装置の別の一態様は、リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、前記密封装置本体の外周側に嵌合される筒状部と、前記筒状部の機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形され、前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を内周端部に有する内向きのフランジ部とを備え、前記密封装置本体の機外側に組み付けられる金属素材の軸挿入ガイドと、を備える。

上記構成を備える密封装置においては、機内の密封流体をシールする主リップおよび機外の異物をシールする副リップを備える密封装置本体の機外側に金属素材の軸挿入ガイドが密封装置の一部として設けられているため、軸挿入時にこの軸挿入ガイドを案内役として軸の挿入が行なわれる。したがって偏心大の状態で軸の挿入が開始されても軸が軸挿入ガイドで案内される過程で偏心が矯正されるため、軸が副リップに達した時点ではすでに偏心大の状態が解消されている。したがって偏心大の状態が解消されずに副リップにめくれ現象が発生するのを抑制することが可能とされる。

上記本発明の密封装置の別の一態様によれば、軸挿入ガイドが、密封装置本体の外周側に嵌合される筒状部と、この筒状部の機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内向きのフランジ部とを一体に備えるものとされているため、筒状部を密封装置本体の外周側に嵌合する工程のみで軸挿入ガイドを密封装置本体に対し同心上に組み付けることが可能とされる。したがって例えば軸挿入ガイドがフランジ部のみで構成されていてこれを密封装置本体の軸方向端面に接着する場合などと比較して、密封装置本体に対する軸挿入ガイドの組付作業性を向上させることができるものである。

本発明によれば、機内の密封流体をシールする主リップおよび機外の異物をシールする副リップを備える密封装置において、副リップに係る、軸挿入性とシール性の両立を図ることができる。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図同密封装置に備えられる副リップにおける接触圧力分布の説明図第１従来例に係る密封装置の要部断面図第２従来例に係る密封装置の要部断面図第３従来例に係る密封装置の要部断面図同密封装置に備えられる副リップにおける接触圧力分布の説明図

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係る密封装置１１の要部断面を示している。当該実施例に係る密封装置１１は、機内（機器内部）Ａの密封流体（グリースなど）が機外（機器外部）Ｂへ漏洩するのを抑制するとともに機外Ｂの異物（ダストや泥水など）が機内Ａへ侵入するのを抑制するトラック等のハブベアリング部におけるインナーシールとして用いられる。

当該密封装置１１は、金属環２２と、この金属環２２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体２３とを備える密封装置本体２１を有し、ゴム状弾性体２３によって、機内Ａの密封流体をシールする主リップ（シールリップ）２４と、機外Ｂの異物をシールする副リップ（ダストリップ）２５とが一体に成形されている。

主リップ２４は、当該密封装置１１を機器の軸周部に装着したときにそのリップ端２４ａが機内Ａ側を向く形状とされ、リップ端２４ａが密封流体の圧力を受けつつ軸６１の周面に摺動可能に接触することにより密封流体をシールする。主リップ２４にはガータスプリング２６が嵌合されている。

副リップ２５は、当該密封装置１１を機器の軸周部に装着したときにそのリップ端２５ａが機外Ｂ側を向く形状とされ、リップ端２５ａが軸６１の周面に摺動可能に接触することにより異物をシールする。

上記構成において、当該密封装置１１を装着する実機の構造上、軸６１の挿入（組立て）が密封装置１１に対し相対的に副リップ２５側（機外Ｂ側）からとなる場合（軸挿入方向を矢印Ｃにて示す）であって、かつ偏心大での軸挿入となる場合、軸挿入により副リップ２５にめくれ現象が発生することが懸念される。

そこで、対策として当該密封装置１１では、以下の構成が追加されている。

すなわち、密封装置本体２１の機外Ｂ側に位置して、密封装置本体２１に軸挿入ガイド３１が組み付けられており、この軸挿入ガイド３１によって、軸６１を副リップ２５側（機外Ｂ側）から密封装置本体２１の内周部へかけて挿入するときに副リップ２５に対する軸６１の偏心を矯正するものとされている。

軸挿入ガイド３１は、以下のように構成されている。

（１）軸挿入ガイド３１は、密封装置本体２１に対し別体で成形され、後付けが可能なものとされている。また、軸挿入ガイド３１は軸６１と接触しても変形することがないように、金属等の剛性を備える素材によって形成されている。

（２）軸挿入ガイド３１は、環状に成形され、密封装置本体２１、特に副リップ２５に対し同心上に位置するように密封装置本体２１に対し組み付けられる。

（３）軸挿入ガイド３１は、密封装置本体２１の外周側に嵌合される筒状部３１ａと、この筒状部３１ａの機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内向きのフランジ部３１ｂと、この内向きのフランジ部３１ｂの一部としてフランジ部３１ｂの内周端部に一体成形された環状のガイド部３１ｃとを一体に有している。

（４）軸挿入ガイド３１が密封装置本体２１に組み付けられたとき、ガイド部３１ｃは副リップ２５の機外Ｂ側に配置され、ガイド部３１ｃおよび副リップ２５間には所定の間隔が設定される。

（５）軸挿入時、軸挿入ガイド３１はその内周側を軸６１が差し通ることになり、また軸挿入後に軸挿入ガイド３１は軸６１に接触しないほうが良い（接触すると軸６１が傷つく）ので、軸挿入ガイド３１の内径寸法は軸６１の外径寸法よりも少々大きく設定されている。但し、軸挿入ガイド３１は副リップ２５に対する軸６１の調心機能を発揮するために設けられているので、軸挿入ガイド３１の内径寸法および軸６１の外径寸法の寸法差は可及的に小さいことが望ましい。また、軸挿入ガイド３１は軸６１に対し非接触が好ましいのに対し、副リップ２５は軸６１に接触するので、軸挿入ガイド３１の内径寸法をｄ_１、軸６１の外径寸法をｄ_２、副リップ２５の内径寸法をｄ_３として、ｄ_１＞ｄ_２＞ｄ_３の関係とされている。

（６）フランジ部３１ｂおよびこれに連続するガイド部３１ｃは、軸方向に垂直な形状（径方向内方を向く軸直角の形状）であっても良いが、当該実施例では特に、ガイド部３１ｃが図示するようにその外周側基端部３１ｃａから内周側先端部３１ｃｂへかけて副リップ２５に近付く方向へ斜向した形状とされ、すなわちガイド部３１ｃがその全体としてテーパー状（漏斗状）に形成されている。

上記構成を備える密封装置１１においては、機内Ａの密封流体をシールする主リップ２４および機外Ｂの異物をシールする副リップ２５を備える密封装置本体２１の機外Ｂ側に剛性の素材よりなる軸挿入ガイド３１が密封装置１１の一部として組み付けられているため、軸挿入時にこの軸挿入ガイド３１を案内役として軸６１の挿入が行なわれ、偏心大の状態で軸６１の挿入が開始されても軸６１が軸挿入ガイド３１で案内される過程で偏心が矯正され、軸６１が副リップ２５に達した時点ではすでに偏心大の状態が解消されている。したがって、偏心大の状態が解消されずに副リップ２５にめくれ現象が発生するのを抑制することができる。

また、上記構成の密封装置１１においては、上記したように軸挿入ガイド３１によって副リップ２５にめくれ現象が発生するのが抑制されるため、副リップ２５の形状がリップ端２５ａを機外Ｂ側へ向ける形状であっても、副リップ２５にめくれ現象が発生しにくい。リップ端２５ａを機外Ｂ側へ向ける形状は図２に示すように、副リップ２５における接触圧力ピークＰの発生位置が機外Ｂ寄りに配置されるため、対異物のシール性に優れるものである。

したがって、上記構成の密封装置１１によれば、副リップ２５にめくれ現象が発生しにくいため軸挿入性を向上させることでき、併せて、副リップ２５が優れたシール性を発揮するためシール性を維持向上させることができ、よって副リップ２５に係る、軸挿入性とシール性の両立を図ることができる。

また、ガイド部３１ｃが外周側基端部３１ｃａから内周側先端部３１ｃｂへかけて副リップ２５に近付く方向へ斜向した形状とされているため、偏心状態で挿入されて来る軸６１を自動で調心することができる。したがって手作業で調心する場合と比較して軸６１の挿入作業を容易化することができる。

また、副リップ２５の機外Ｂ側に配置される軸挿入ガイド３１が、副リップ２５をガードする保護カバーとしても機能するため、機外Ｂの異物（例えば、飛石など）によって副リップ２５が損傷するのを抑制することができる。また、シールとしては、軸挿入ガイド３１と軸６１との間にラビリンスを形成するため、このラビリンスを機外Ｂの異物（ダストや泥水など）が通過しにくくなる。したがって例えば泥水に含まれる砂粒が副リップ２５に達して噛み込むのを抑制することができ、よってシール寿命を向上させることができる。

１１密封装置
２１密封装置本体
２２金属環
２３ゴム状弾性体
２４主リップ
２４ａ，２５ａリップ端
２５副リップ
２６ガータスプリング
３１軸挿入ガイド
３１ａ筒状部
３１ｂフランジ部
３１ｃガイド部
３１ｃａ外周側基端部
３１ｃｂ内周側先端部
６１軸
Ａ機内
Ｂ機外

Claims

リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、
前記軸を前記副リップ側から前記密封装置本体の内周部へ挿入するときに前記副リップに対する前記軸の偏心を矯正するように、前記副リップの機外側であって前記軸の径方向外方に配置され、外周側基端部から内周側先端部へかけて前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を備える金属素材の軸挿入ガイドと、
を備えることを特徴とする密封装置。
リップ端を軸の周面に摺動可能に接触させて機内の密封流体をシールする主リップと、前記主リップよりも機外側に配置されたリップ端を前記軸の周面に摺動可能に接触させて前記機外の異物をシールする前記機外側を向く形状の副リップとを備える密封装置本体と、
前記密封装置本体の外周側に嵌合される筒状部と、前記筒状部の機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形され、前記副リップに近付く方向へ斜向した形状のガイド部を内周端部に有する内向きのフランジ部とを備え、前記密封装置本体の機外側に組み付けられる金属素材の軸挿入ガイドと、
を備えることを特徴とする密封装置。