JPWO2016043274A1 - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、遠心力によるグリースの押圧力がリップ部に作用しにくくすることにより、リップ部による安定した接触状態を維持できる密封装置を提供することを課題とし、その課題は、非回転の内輪100と、内輪100に対して転動体400を介して回転可能に設けられた外輪200との間に形成される環状隙間300を密封する環状のシール部材３とスリンガー２を備えた密封装置で、内輪100にシール部材３を固定し、内側に環状摺接部22を有する環状の前記スリンガー２を、外輪200の内周面側201に固定し、シール部材３に、スリンガー２の軸方向の外側から環状摺接部22の摺接面221に向けて延びる第１のリップ部321を設け、第１のリップ部321を環状摺接部22の摺接面221に当接させることにより、当接部位を、外輪200の内周面101から径方向の内側に離れた位置に配置させることによって解決される。

Description

本発明は密封装置に関し、詳しくは、非回転の内輪と該内輪に対して転動体を介して回転可能に設けられた外輪との間に形成される環状隙間を密封する環状のシール部材を備えた密封装置に関する。

自動車用エンジンは、エンジン補機（オルタネータ、エアコン用コンプレッサ等）を、プーリに架け渡されたベルトを介してクランクシャフトの回転を伝達させることによって駆動させるようにしている。このとき、ベルトのレイアウトや張力調整のためにアイドラ軸受が使用されている。

アイドラ軸受は、軸部に固定された非回転の内輪と、該内輪に対して転動体を介して回転可能に設けられた外輪とを備えており、内輪と外輪との間の環状隙間を、外輪に固定したゴム状弾性材料からなるシール部材の先端リップ部を内輪の外周面に当接させることによって密封する密封装置が採用されている（特許文献１）。これにより、環状隙間に充填されるグリースの漏出や外部からの異物や水等の浸入を抑制している。

しかし、道路事情や気象条件が過酷な地域では、自動車が冠水した道路を走行することによって多量の水がアイドラ軸受にかかるおそれがあることから、近年では、密封装置の耐水性のさらなる向上が求められるようになってきている。

従来、密封装置の耐水性向上を図るため、環状隙間を密封するシール部材に加えて、環状隙間を外側から覆うように設けることによって外部からの水等の浸入を阻止するスリンガーを併用した密封構造が検討されている（特許文献２、３）。

従来の密封装置は、いずれもシール部材を外輪の内周面に固定し、内輪の外周面にシール部材のリップ部先端を当接させる構成を採用している。このため、外輪と一緒にシール部材も回転することでリップ部に遠心力が作用し、内輪との接触状態が変化する。一般にリップ部は、外輪の回転に伴う摺動による温度上昇を抑えるために接触面圧が低く設定されるため、遠心力の作用によって接触状態が変化することにより、外部からの水の浸入を阻止する機能が低下するおそれがある。

一方、シール部材を内輪側に固定させ、そのリップ部先端を外輪の内周面に当接させて密封する密封装置も知られている（特許文献４）。シール部材は非回転の内輪側に固定されるため、リップ部に遠心力が作用することがなく、接触状態を安定させることができる。

特開２００６−２２６３９２号公報 特開２００６−３２９３９７号公報 特開２００９−２０４０１２号公報 実開平３−２９７２４号公報

一般にアイドラ軸受は、外輪が回転する際、環状隙間に充填されているグリースにも遠心力が作用することが知られている。グリースは、遠心力によって外輪側に移動させられ、このとき外輪の内周面に押圧力を作用させる。

グリースが遠心力によって外輪側に移動しても、シール部材によってグリースの漏出が起こることはない。ただ、特許文献４の技術等のリップ部による密封部位では、遠心力によるグリースの押圧力が最も強く作用する外輪の内周面に位置している。従って、グリースの押圧力がリップ部にも作用することで、外輪側に位置するリップ部での接触状態が安定しなくなるおそれがある。このため、耐水性のさらなる向上を図る上では、依然として課題が残るものであった。

このような課題は、自動車用エンジンのアイドラ軸受に限らず、非回転の内輪と該内輪に対して転動体を介して回転可能に設けられた外輪との間に形成される環状隙間を密封する密封装置に共通に見られる課題である。

そこで、本発明は、遠心力によるグリースの押圧力がリップ部に作用しにくくすることにより、リップ部による安定した接触状態を維持できる密封装置を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．非回転の内輪と該内輪に対して転動体を介して回転可能に設けられた外輪との間に形成される環状隙間を密封する環状のシール部材とスリンガーを備えた密封装置であって、
前記内輪に前記シール部材を固定し、
内側に環状摺接部を有する環状の前記スリンガーを、前記外輪の内周面側に固定し、
前記シール部材に、前記スリンガーの軸方向の外側から前記環状摺接部の摺接面に向けて延びる第１のリップ部を設け、該第１のリップ部を前記環状摺接部の摺接面に当接させることにより、該当接部位を、前記外輪の内周面から径方向の内側に離れた位置に配置させたことを特徴とする密封装置。
２．前記スリンガーは、前記環状摺接部から前記外輪に向かって延びる環状側板部を有し、
前記シール部材は、前記スリンガーの軸方向の外側から前記環状側板部の外側面に当接する環状の第２のリップ部を有することを特徴とする前記１記載の密封装置。
３．前記シール部材は、前記外輪の軸方向の外側から該外輪の外側面に当接する環状の第２のリップ部を有することを特徴とする前記１記載の密封装置。

本発明によれば、遠心力によるグリースの押圧力がリップ部に作用しにくくすることにより、リップ部による安定した接触状態を維持できる密封装置を提供することができる。

本発明に係る密封装置の一例を示す要部断面図 本発明に係る密封装置におけるスリンガーの一例を一部断面で示す斜視図 本発明に係る密封装置の他の一例を示す要部断面図 本発明に係るスリンガーの他の一例を示す断面図で、（ａ）は、環状摺接部を軸方向に対し傾斜した面とした断面図、（ｂ）は環状摺接部を曲面とした断面図、（ｃ）は環状摺接部を幅狭の摺接面とした断面図

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る密封装置の一例を示す要部断面図、図２は、本発明に係る密封装置におけるスリンガーの一例を一部断面で示す斜視図である。

図１に示すように、本発明に係る密封装置１Ａは、非回転の内輪１００と、この内輪１００に対して転動体４００を介して回転可能に設けられた外輪２００との間に形成される環状隙間３００を密封し、該環状隙間３００に充填されるグリース（図示せず）の漏出を防止すると共に、外部からの異物や水等の浸入を防止する。

密封装置１Ａは、スリンガー２とシール部材３とを備えている。

スリンガー２は、ステンレス等の金属によって環状に形成され、外輪２００の内周面２０１に固定されることで、外輪２００の回転によって一緒に回転する。このスリンガー２は、環状隙間３００の一部を軸方向の外側から覆い隠すように設けられることで、環状隙間３００からのグリースの漏出防止と外部の異物や水等の浸入防止の機能を担っている。

具体的には、スリンガー２は、外輪２００の内周面２０１に圧入されることによって固定される外側円筒部２１と、この外側円筒部２１と同心状の内側に配置される円筒状の環状摺接部２２と、これら外側円筒部２１と環状摺接部２２の軸方向の外側端同士を連結する環状側板部２３とを一体に有して構成されている。

環状側板部２３の径方向の幅は、外輪２００から内輪１００に至る距離の半分よりも大きく、内輪１００の外周面１０１までの距離よりも小さく形成されている。これにより、スリンガー２の環状摺接部２２は、外輪２００の内周面２０１から径方向の内側に離れた位置、詳細には、外輪２００から内輪１００に至る距離の半分よりも内輪１００側に近寄った位置に、外輪２００の該内周面２０１と同心状に配置されている。

シール部材３は、非回転の内輪１００の外周面１０１に固定され、スリンガー２よりも軸方向の外側から、該スリンガー２と内輪１００との間に露呈する環状隙間３００を密封する。

具体的には、シール部材３は、ステンレス等の金属板からなる環状の芯金３１と、これに一体に成形されたゴム状弾性材料からなる環状のシール部材本体３２とを有している。

芯金３１は、内輪１００の外周面１０１に圧入されることによって内輪１００に固定される環状取付部３１１と、この環状取付部３１１の軸方向の外側端から径方向の外側に向けて延びるように形成された鍔部３１２とを一体に有している。

鍔部３１２の径方向の延出長さは、スリンガー２の環状摺接部２２から内輪１００の外周面１０１までの距離よりも長く、内輪１００から外輪２００に至る距離のおよそ半分程度とされている。また、鍔部３１２は、外輪２００に固定されているスリンガー２よりも軸方向の外側に配置されている。このため、鍔部３１２は、密封装置１Ａを軸方向の外側から観察した際、スリンガー２の環状側板部２３に対して外側からオーバーラップするように配置されている。

シール部材本体３２は、芯金３１の鍔部３１２を両面から挟み込むように設けられている。そして、このシール部材本体３２には、スリンガー２の環状摺接部２２に向けて延びる第１のリップ部３２１と、スリンガー２の環状側板部２３に向けて延びる第２のリップ部３２２とが一体に設けられている。

第１のリップ部３２１は、シール部材本体３２において、芯金３１の環状取付部３１１に近接した内周側の端部から、軸方向の内側（転動体４００側）、且つ径方向の外側に向けて斜めに傾斜するように延びている。そして、第１のリップ部３２１の先端は、スリンガー２の環状摺接部２２の摺接面２２１に対して弾性的に当接している。

これにより、シール部材３の第１のリップ部３２１による環状隙間３００の密封部位は、外輪２００の内周面２０１から径方向の内側に離れた位置に配置される。第１のリップ部３２１は、内輪１００に近接したスリンガー２の環状摺接部２２と第１のリップ部３２１との間で環状隙間３００を密封する。

また、第２のリップ部３２２は、シール部材本体３２において、外周側の端部から、軸方向の内側、且つ径方向の外側に向けて斜めに傾斜するように延びている。そして、第２のリップ部３２２の先端は、スリンガー２の環状摺接部２２から外輪２００に向かって延びている環状側板部２３の外側面２３１に対して弾性的に当接している。

これにより、シール部材３の第２のリップ部３２２は、第１のリップ部３２１とスリンガー２の摺接面２２１との密封部位を、軸方向の外側からさらに密封している。

かかる密封装置１Ａによれば、シール部材３は非回転の内輪１００側に固定されているので、シール部材３には回転時の遠心力が作用することがない。このため、シール部材３自体の回転による遠心力によって密封部位の接触状態が変化することはなく、接触状態は安定する。

しかも、環状隙間３００を密封する第１のリップ部３２１は、外輪２００の内周面２０１から径方向の内側に離れて配置されるスリンガー２の摺接面２２１に当接しているため、外輪２００の回転に伴う遠心力によるグリースの押圧力が第１のリップ部３２１に作用しにくくなる。このため、第１のリップ部３２１はグリースの遠心力の影響を受けにくくなり、安定した接触状態を維持することができる。

また、本実施形態に示すように、第１のリップ部３２１は、スリンガー２の環状摺接部２２に対して、軸方向の外側から斜めに傾斜するように延びて当接しているため、環状隙間３００から軸方向の外側に向かって漏出しようとするグリースの移動力は、第１のリップ部３２１をさらに環状摺接部２２の摺接面２２１に密接させる力として働く。これにより、グリースの漏出防止効果を高めることができる。

さらに、本実施形態に示すように、スリンガー２の環状側板部２３の外側面２３１に当接する第２のリップ部３２２を設けたことにより、第１のリップ部３２１とスリンガー２の摺接面２２１との密封部位を、軸方向の外側からさらに密封するため、該密封部位に対する外部からの異物や水等の浸入防止効果をさらに高めることができる。これにより、第１のリップ部３２１による安定した接触状態をさらに維持することができ、密封効果をさらに高めることができる。

図３は、本発明に係る密封装置の他の一例を示す要部断面図である。図１、図２と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、それらの詳細な説明は上記説明を援用して省略し、ここでは相違する構成についてのみ説明する。

本実施形態に係る密封装置１Ｂにおいて、シール部材３の芯金３１の鍔部３１２は、径方向の外側に向けてさらに延びており、この密封装置１Ｂを軸方向の外側から観察した際、スリンガー２の環状側板部２３の大部分を覆って外輪２００に近接するように形成されている。

また、シール部材３の第２のリップ部３２２は、シール部材本体３２において、外輪２００に近接した外周側の端部から、軸方向の内側、且つ径方向の外側に向けて斜めに傾斜するように延びている。そして、第２のリップ部３２２の先端は、外輪２００の外側面２０２に対して弾性的に当接している。

これにより、シール部材３の第２のリップ部３２２は、第１のリップ部３２１とスリンガー２の摺接面２２１との密封部位を、軸方向の外側からさらに密封すると同時に、外輪２００の内周面２０１とスリンガー２との嵌合部、具体的には、本実施形態における外輪２００の内周面２０１とスリンガー２の外側円筒部２１との嵌合部を密封することができる。

従って、かかる密封装置１Ｂによれば、密封装置１Ａと同様の効果に加えて、外輪２００の内周面２０１とスリンガー２との嵌合部も、外部からの異物や水等の浸入から密封することができる効果が得られるため、より密封効果を高めることができる。

以上説明した密封装置１Ａ、１Ｂにおいて、スリンガー２は、外輪２００の内周面２０１から径方向の内側に離れて同心状に配置される環状摺接部（環状摺接部２２）を一体に有するものであれば、図示した断面コ形状に形成されるものに限らず、任意の形状とすることができる。

また、スリンガー２及びシール部材３は、外輪２００及び内輪１００にそれぞれ圧入されて固定される構造とするものに限らず、図示しないが、例えばねじ止めすることによって固定される構造であってもよい。

さらに、スリンガー２の外周側は、上述した実施の形態では、外側円筒部２１を、外輪２００の内周面２０１に圧入する構成となっているが、図示しないが、外輪２００の外側面２０２に穿設される環状溝に嵌合する等して固定してもよい。

また、本発明において、第１のリップ部３２１は、前記環状摺接部２２の摺接面２２１に当接し、当接部位が、前記外輪の内周面から径方向の内側に離れた位置に配置させれば良い。この摺接面２２１は、上述の実施形態では円筒形に形成されているが、これに限るものでは無く、図４に示すように軸方向に対し傾斜した面（同図（ａ））としたり、曲面としても良く（同図（ｂ））、更に、第１のリップ部３２１の先端部分のみと当接する幅狭な摺接面２２１としても良い（同図（ｃ））。

本発明に係る密封装置は、自動車用エンジンに使用されるアイドラ軸受の密封装置として好適に使用することができるが、非回転の内輪と該内輪に対して転動体を介して回転可能に設けられた外輪との間に形成される環状隙間を密封する密封装置として広く適用することができる。

１Ａ、１Ｂ：密封装置
２：スリンガー
２１：外側円筒部
２２：環状摺接部
２２１：摺接面
２３：環状側板部
２３１：外側面
３：シール部材
３１：芯金
３１１：環状取付部
３１２：鍔部
３２：シール部材本体
３２１：第１のリップ部
３２２：第２のリップ部
１００：内輪
１０１：外周面
２００：外輪
２０１：内周面
２０２：外側面
３００：環状隙間
４００：転動体

Claims (3)

1. 非回転の内輪と該内輪に対して転動体を介して回転可能に設けられた外輪との間に形成される環状隙間を密封する環状のシール部材とスリンガーを備えた密封装置であって、
   前記内輪に前記シール部材を固定し、
   内側に環状摺接部を有する環状の前記スリンガーを、前記外輪の内周面側に固定し、
   前記シール部材に、前記スリンガーの軸方向の外側から前記環状摺接部の摺接面に向けて延びる第１のリップ部を設け、該第１のリップ部を前記環状摺接部の摺接面に当接させることにより、該当接部位を、前記外輪の内周面から径方向の内側に離れた位置に配置させたことを特徴とする密封装置。
2. 前記スリンガーは、前記環状摺接部から前記外輪に向かって延びる環状側板部を有し、
   前記シール部材は、前記スリンガーの軸方向の外側から前記環状側板部の外側面に当接する環状の第２のリップ部を有することを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記シール部材は、前記外輪の軸方向の外側から該外輪の外側面に当接する環状の第２のリップ部を有することを特徴とする請求項１記載の密封装置。

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