JP6839976B2

JP6839976B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP6839976B2
Application number: JP2016249095A
Authority: JP
Inventors: 菊地　健一; 健一菊地
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2021-03-10
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP2018105323A

Description

本発明は、密封装置に係り、さらに詳しくは、農作業機械用等といった耐泥水性・ダスト性が要求される等、厳しい外部環境下で用いられる密封装置に関する。本発明の密封装置は、他にハブベアリング用のオイルシール、デファレンシャルギア用のオイルシールとしても用いられる。

従来より、外部から泥水・ダスト等が機外側Ｂから機内側Ａへ侵入することを抑制するために、ハウジング５６０と回転軸５６１との間の環状隙間５６２に、図２に示すような密封装置５１０が装着されている。

密封装置５１０は、ハウジング５６０の内周面５６０ａに取り付けられる外周側シール部材５２０と、この外周側シール部材５２０の内周側と摺動自在に接触するとともに、回転軸５６１の外周面５６１ａに取り付けられる内周側シール部材５３０と、外周側シール部材５２０の金属環５２２に嵌合されるとともに、ハウジング５６０側から内径方向に向けて延在する保護部材５４０と、内周側シール部材５３０の内周側に嵌合されるともに、保護部材５４０の他方の面５４３ｂに密接する金属材又は樹脂材のカバー部材５５０とを備えるものである。

上記構成の密封装置５１０は、カバー部材５５０が保護部材５４０に密接することによって、機外側Ｂから飛来した泥水・ダスト等が外周側シール部材５２０及び内周側シール部材５３０の間に侵入することを抑制し、もって、密封装置５１０の耐久性向上を図っている。

また、上記構成の密封装置５１０は、カバー部材５５０がゴム材に対して剛性の高い金属材又は樹脂材からなるとともに、このカバー部材５５０が保護部材５４０と密接することによって、泥水・ダスト等が堆積、固着し、カバー部材５５０が変形することを防止し、もって、安定したシール性の維持を図っている。

しかし、上記構成の密封装置５１０は、以下の点について更なる改善の余地がある。

この密封装置５１０は、近年、泥水・ダスト等の環境が苛酷となる地域で使用される農作業機械に用いられることがあり、このような過酷な環境で密封装置５１０が使用されると、カバー部材５５０が変形し、この変形したカバー部材５５０と保護部材５４０との隙間から泥水・ダスト等が外周側シール部材５２０及び内周側シール部材５３０の摺動部分に侵入する可能性がある。

特開２００２−９８２３４号公報

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、耐泥水性・ダスト性をより一層向上させることができる密封装置を提供することにある。

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、本発明は、相対回転する二部材間の環状隙間を密封する密封装置において、前記密封装置は、前記二部材のうちの一方の部材に取り付けられる外周側シール部材と、他方の部材に取り付けられる内周側シール部材と、前記外周側シール部材と前記内周側シール部材との間に取り付けられる保護部材と、前記内周側シール部材に取り付けられるカバー部材と、を備え、前記保護部材は、前記外周側シール部材と前記内周側シール部材との間に配置される円筒部と、前記内周側シール部材の機外側に配置され前記円筒部における軸方向の機外側の端部から内径方向に延在する外周側フランジ部とを有し、前記カバー部材は、前記外周側フランジ部の機外側に配置されるとともに、前記外周側フランジ部の機外側の端面に接触する内周側フランジ部を有し、前記保護部材は、前記外周側シール部材及び内周側シール部材に対して軸方向変位可能に組み付けられているとともに、弾性部材によって前記外周側フランジ部を前記内周側フランジ部に押し付ける方向に弾性付勢されていることを特徴とする。

また、本発明において好ましくは、前記保護部材は、前記円筒部と前記外周側フランジ部とを一体として有し、前記外周側シール部材には、前記円筒部の外周面に摺動自在に接触する凸状部が形成されてなるものである。

また、本発明において好ましくは、前記弾性部材は、コイルスプリングからなり、前記外周側シール部材には、前記コイルスプリングの一端を保持する凹部が設けられてなるものである。

本発明の密封装置によれば、保護部材における円筒部が弾性付勢によって軸方向変位するため、カバー部材と保護部材との密接状態を維持し、密封装置の耐泥水性・ダスト性をより一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係る密封装置の断面図である。従来技術に係る密封装置の断面図である。

次に、本実施形態に係る密封装置１０について、図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る密封装置１０は、図１に示すように、ハウジング６０と回転軸６１との間の環状隙間６２に装着されるものであって、ハウジング６０に取り付けられる外周側シール部材２０と、回転軸６１に取り付けられる内周側シール部材３０と、外周側シール部材２０及び内周側シール部材３０との間に保持される保護部材４０と、内周側シール部材３０に取り付けられるカバー部材５０と、保護部材４０を軸方向の機外側Ｂへ向けて弾性付勢する弾性部材７０とを備える。

外周側シール部材２０は、断面Ｌ字状をなす金属環２２と、この金属環２２に被着されたゴム状弾性体２１とからなるものであって、ハウジング６０の内周面６０ａに嵌合される筒状部２３と、この筒状部２３の軸方向の機内側Ａの端部から内径方向に向けて延在するシール部２４とを備える。

内周側シール部材３０は、断面Ｌ字状をなす金属環３２と、この金属環３２に被着されたゴム状弾性体３１とからなるものであって、回転軸６１の外周面６１ａに嵌合される筒状部３３と、この筒状部３３の軸方向の機外側Ｂの端部から外径方向に向けて延在するシール部３４とを備える。

保護部材４０は、外周側シール部材２０と内周側シール部材３０との間に軸方向へ変位可能に配置されている。

カバー部材５０は、軸方向に弾性変形可能な板バネからなるものであって、その先端部５２ａは、軸方向の機内側Ａへ向けて弾性付勢されている。

弾性部材７０は、保護部材４０の内面に配置されるものである。

なお、上記外周側シール部材２０及び内周側シール部材３０の間における各空間には、不図示のグリースが充填されている。そして、上記各構成の詳細は、下記の通りである。

（外周側シール部材）
筒状部２３は、その外周面がハウジング６０の内周面６０ａと嵌合することによって、ハウジング６０と筒状部２３との間を密封する。また、筒状部２３には、その内周面２３ａが保護部材４０の外周面４１ａと密接することによって、保護部材４０と、筒状部２３との間を密封する凸状部２５が形成されている。

シール部２４は、その内周側端部に形成された機外側シールリップ２４ａ及び機内側シールリップ２４ｂが内周側シール部材３０の筒状部３３の外周面３３ａと摺動自在に接触することによって、外周側シール部材２０と内周側シール部材３０との間を密封している。

また、外周側シール部材２０には、その径方長さの途中から機外側Ｂへ向けて延在することによって、内周側シール部材３０のシール部３４と摺動自在に接触し、外周側シール部材２０及び内周側シール部材３０との間を密封する突起部２６が形成されている。また、突起部２６の外周面には、凹部２６ａが形成され、この凹部２６ａには、弾性部材７０の軸方向の機内側Ａの一端が嵌め込まれるように装着されている。

（内周側シール部材）
筒状部３３は、その内周面が回転軸６１の外周面６１ａと嵌合することによって、回転軸６１と筒状部３３との間を密封する。また、筒状部３３は、その外周面３３ａが外周側シール部材２０における機外側シールリップ２４ａ及び機内側シールリップ２４ｂと摺動自在に接触することによって、外周側シール部材２０と、内周側シール部材３０との間を密封する。

シール部３４は、その外周側端部から内径方向へ向けて縮径するサブリップ３５が形成され、このサブリップ３５の先端部３５ａは、保護部材４０の外周側フランジ部４２の一方の面４３ａと摺動自在に接触している。また、このシール部３４の外周側には、弾性部材７０が配置されている。

（保護部材）
円筒部４１は、外周面４１ａが外周側シール部材２０における凸状部２５と密接するとともに、内周側が突起部２６の凹部２６ａに装着された弾性部材７０と当接するものであって、軸方向の機外側Ｂの一端から内径方向に延在する外周側フランジ部４２を有する。

外周側フランジ部４２は、その一方の面４３ａが弾性部材７０によって弾性付勢され、かつ、内周側シール部材３０のシール部３４に形成されたサブリップ３５と摺動自在に接触するとともに、他方の面４３ｂがカバー部材５０における内周側フランジ部５２の先端部５２ａと密接する。

（カバー部材）
カバー部材５０は、内周側シール部材３０の内周面と嵌合される固定部５１と、固定部５１の軸方向の機外側Ｂの一端から外径方向に向けて折り曲げられる内周側フランジ部５２とを有する。そして、内周側フランジ部５２の外周側の先端部５２ａは、保護部材４０における外周側フランジ部４２に対して所要の弾性復元力をもって接触している。

（弾性部材）
弾性部材７０は、円筒部４１の内周側で、かつ、内周側シール部材３０におけるシール部３４の外周側に位置するものであって、軸方向に弾性復元力を発揮するコイルスプリングからなる。そして、この弾性部材７０の一端は、軸方向に圧縮された状態で突起部２６における凹部２６ａに装着されている。

上記構成の密封装置１０は、外周側シール部材２０の内周側に内周側シール部材３０が配置されているとともに、外周側シール部材２０と内周側シール部材３０との間に保護部材４０が配置されている。また、弾性部材７０は、その一端が円筒部４１の内側に位置する突起部２６の凹部２６ａに装着されている。また、弾性部材７０の外周側に位置する保護部材４０の円筒部４１は、外周側シール部材２０の筒状部２３の内周側に形成された凸状部２５によって保持されているとともに、凹部２６ａに装着された弾性部材７０によって保持されている。また、円筒部４１の外周側フランジ部４２は、その一方の面４３ａが弾性部材７０によって弾性付勢され、かつ、内周側シール部材３０のシール部３４に形成されたサブリップ３５と摺動自在に接触するとともに、他方の面４３ｂがカバー部材５０における内周側フランジ部５２の先端部５２ａと密接する。

これにより、本実施形態に係る密封装置１０は、外周側シール部材２０、内周側シール部材３０、保護部材４０、及びカバー部材５０が組み合わされた状態とされ、保護部材４０が軸方向変位可能とされている。

次に、本実施形態に係る密封装置１０における保護部材４０及びカバー部材５０の作用を説明する。

まず、機器等が動作することによって、外周側シール部材２０及びこの外周側シール部材２０に保持された保護部材４０が固定されたまま、内周側シール部材３０とカバー部材５０が回転軸６１とともに回転する。

そして、本実施形態に係る密封装置１０における保護部材４０における外周側フランジ部４２は、内周側フランジ部５２に押し付けられることによって、図１に示すように、外周側フランジ部４２と内周側フランジ部５２とが密接した状態となる。ここで、カバー部材５０における内周側フランジ部５２の弾性復元力が低下することによって、外周側フランジ部４２と内周側フランジ部５２との間に隙間が発生しようとすると、外周側フランジ部が弾性部材７０の弾性復元力によって軸方向に押し付けられる。そして、保護部材４０が内周側フランジ部５２と当接する位置まで軸方向変位することで、外周側フランジ部４２と内周側フランジ部とが再び密接する。

以上により、本実施形態に係る密封装置１０によれば、カバー部材５０の弾性復元力が低下しても、保護部材４０における円筒部４１が軸方向に変位することによって、保護部材４０とカバー部材５０との接触状態を維持することができる。したがって、保護部材４０とカバー部材５０との間に隙間が生じることがなくなり、泥水、ダスト等が外周側シール部材２０及び内周側シール部材３０との間に侵入することを防止する。

また、本実施形態に係る密封装置１０によれば、外周側シール部材２０の筒状部２３の内周面２３ａに形成された凸状部２５が保護部材４０における円筒部４１の外周面４１ａと接触することで、外周側シール部材２０の筒状部２３と円筒部４１との間を密封すると同時に、円筒部４１を軸方向変位が可能となるように保持している。

また、本実施形態に係る密封装置１０によれば、外周側シール部材２０のシール部２４に形成された突起部２６が内周側シール部材３０のシール部３４と摺動自在に接触することで、外周側シール部材２０と内周側シール部材３０との間を密封すると同時に、突起部２６に形成された凹部２６ａが弾性部材７０を保持している。これにより、弾性部材７０が外周側シール部材２０に対して強固に取り付けられることになる。

また、本実施形態に係る密封装置１０によれば、内周側シール部材３０のシール部３４に形成されたサブリップ３５が保護部材４０における外周側フランジ部４２と接触することによって、泥水、ダスト等が外周側シール部材２０及び内周側シール部材３０との間に侵入することを防止する。

また、本実施形態に係る密封装置１０によれば、外周側シール部材２０及び内周側シール部材３０における各空間にグリースが充填されているため、グリースが外部から侵入しようとする泥水に対する撥水効果やダストに対する捕捉性を発揮することで泥水、ダスト等の侵入を防止し、あわせて、保護部材４０における円筒部４１がスムーズに軸方向に変位する潤滑剤としての機能を発揮する。

また、本実施形態に係る密封装置１０におけるサブリップ３５は、保護部材４０が軸方向に変位した際に、これに追従できるよう予めリップ長さに余裕を持たせてもよい。

なお、本発明に係る弾性部材は、金属製のコイルスプリングの他に、らせん状の樹脂であってもよく、筒状のゴムであってもよく、軸方向に保護部材を押圧することができるものであれば、特に限定されない。

１０密封装置
２０外周側シール部材
２１ゴム状弾性体
２２金属環
２３筒状部
２３ａ内周面
２４シール部
２４ａ機外側シールリップ
２４ｂ機内側シールリップ
２５凸状部
２６突起部
２６ａ凹部
３０内周側シール部材
３１ゴム状弾性体
３２金属環
３３筒状部
３３ａ外周面
３４シール部
３５サブリップ
３５ａ先端部
４０保護部材
４１円筒部
４１ａ外周面
４２外周側フランジ部
４３ａ一方の面
４３ｂ他方の面
５０カバー部材
５１固定部
５２内周側フランジ部
５２ａ先端部
６０ハウジング
６０ａ内周面
６１回転軸
６１ａ外周面
６２環状隙間
７０弾性部材
Ａ機内側
Ｂ機外側

Claims

相対回転する二部材間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記密封装置は、前記二部材のうちの一方の部材に取り付けられる外周側シール部材と、他方の部材に取り付けられる内周側シール部材と、前記外周側シール部材と前記内周側シール部材との間に取り付けられる保護部材と、前記内周側シール部材に取り付けられるカバー部材と、を備え、
前記保護部材は、前記外周側シール部材と前記内周側シール部材との間に配置される円筒部と、前記内周側シール部材の機外側に配置され前記円筒部における軸方向の機外側の端部から内径方向に延在する外周側フランジ部とを有し、
前記カバー部材は、前記外周側フランジ部の機外側に配置されるとともに、前記外周側フランジ部の機外側の端面に接触する内周側フランジ部を有し、
前記保護部材は、前記外周側シール部材及び内周側シール部材に対して軸方向変位可能に組み付けられているとともに、弾性部材によって前記外周側フランジ部を前記内周側フランジ部に押し付ける方向に弾性付勢さ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、
前記保護部材は、前記円筒部と前記外周側フランジ部とを一体として有し、
前記外周側シール部材には、前記円筒部の外周面に摺動自在に接触する凸状部が形成されていることを特徴とする密封装置。
請求項１又は２に記載の密封装置において、
前記弾性部材は、コイルスプリングからなり、
前記外周側シール部材には、前記コイルスプリングの一端を保持する凹部が設けられていることを特徴とする密封装置。