| 【発明の名称】 |
密封装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】田島 英児
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| 【要約】 |
【課題】構成の複雑化を伴うことなく、シール性の向上を図る。
【解決手段】車軸軸受の密封装置等に応用される。内輪１１と外輪１２の間の端部環状空間Ｓを密封するものであって、第１および第２のシール板１，２と、弾性体３とを有する。第１および第２のシール板１，２は、いずれもリング状であって、各々円筒部１ｂ，２ｂと立板部１ａ，２ａとでなる断面Ｌ字状に形成され、互いに対向するように設けられる。第１のシール板１は、外輪１２の端面側に立板部１ａを位置させる。この立板部１ａの先端面と第２のシール板２の円筒部２ｂの間にラビリンスシール４を構成する。立板部２ａの外方の側面Ｂは、第２のシール板２の円筒部２ｂの端面Ａよりも内方に、所定の後退量Ｌだけ後退させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内輪と外輪間の端部環状空間で、これら内外輪のいずれか一方および他方に各々取付けられた第１および第２の環状のシール板と、シールリップとを備え、両シール板は、各々円筒部と立板部とでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向するものとした密封装置において、第１のシール板は、内外輪の端面側に立板部を位置させ、この立板部の先端と第２のシール板の円筒部とを僅かな径方向隙間をもって対峙させると共に、この立板部の外方の側面を、第２のシール板の円筒部の端面よりも内方に後退させたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】 上記第２のシール板にリールリップを設けた請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】 上記シールリップとして、第１のシール板の立板部に摺接するサイドリップと、円筒部に摺接するラジアルリップとを設けた請求項２に記載密封装置。
【請求項４】 第２のシール板の円筒部における内外輪との嵌合面に、少なくとも先端部においてゴムを加硫接合させた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の密封装置。
【請求項５】 第１のシール板をステンレス鋼で形成した請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の密封装置。
【請求項６】 第１のシール板を内輪の外径面に、第２のシール板を外輪の内径面に取付けた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の密封装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、相対回転する内外輪の間、例えば転がり軸受における内外輪や、回転軸およびハウジングとなる内外輪の間に配置されて、両輪間の内部空間と外部環境との間を密封する密封装置に関し、詳しくはスリンガ等のシール板とシールリップとを組み合わせた密封装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の密封装置として、図３に示すものが使用されている。これは、内周側のシール板５１と外周側のシール板５２とを、互いに対向する断面Ｌ字状のものとし、外周側のシール板５２に一体化させたゴム等の弾性体５３に、シールリップとしてサイドリップ５３ａと２枚のラジアルリップ５３ｂ，５３ｃとを設けたものである。サイドリップ５３ａおよびラジアルリップ５３ｂ，５３ｃは、内周側のシール板５１の立板部５１ａおよび円筒部５１ｂに各々摺接する。内周側のシール板５１の立板部５１ａは、外周側のシール板５２の円筒部５２ｂと僅かな径方向隙間をもって対峙し、ラビリンスシール５４を構成する。内周側のシール板５１の立板部５１ａの外側の側面Ｃは、外周側のシール板５２の円筒部５２ｂの端面Ａと同一平面内に設定されている。ここで言う端面Ａは弾性体５３を含む端面のことである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の外周側シール板５２の端面Ａと、内周側シール板５１の側面Ｃとは、そのデータムにおいて、すなわち理論的に正確な幾何学的基準として、略同一平面に設定されている。ここで、端面Ａと側面Ｃの実際の製品に生じる段差を考えると、シール板５１，５２の板厚等から、製造組み込み上のばらつきと、設計公差とを勘案して、最悪、側面Ｃは端面Ａよりも外側（図の右側）へ飛び出すことになる。この密封装置は、３枚のリップ５３ａ，５３ｂ，５３ｃと共に、泥水浸入防止性を確保しているシール手段として、ラビリンスシール５４がある。このラビリンスシール５４は、内周側シール板５１の立板部５１ａの先端面ｂと、外周側シール板５２の円筒部５２ｂの内周面ａとの間で構成される。しかし、上記のように、側面Ｃが端面Ａよりも外側へ飛び出すと、ラビリンスシール５４の軸方向幅が減少し、泥水浸入の防止性が低下する。
【０００４】この発明の目的は、構成の複雑化を伴うことなく、シール性の向上が図れる密封装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の密封装置は、内輪と外輪間の端部環状空間で、これら内外輪のいずれか一方および他方に各々取付けられた第１および第２の環状のシール板と、シールリップとを備え、両シール板は、各々円筒部と立板部とでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向するものとした密封装置を前提とする。この前提構成において、第１のシール板は、内外輪の端面側に立板部を位置させ、この立板部の先端と第２のシール板の円筒部とを僅かな径方向隙間をもって対峙させると共に、この立板部の外方の側面を、第２のシール板の円筒部の端面よりも内方に後退させたことを特徴とする。この後退は、設計公差内での製造誤差や組立誤差があっても、生じるように後退量を設定する。この構成によると、第１のシール板の立板部の先端と、第２のシール板の円筒部とが僅かな径方向隙間をもって対峙する空間でラビリンスシールが構成され、このラビリンスシールとシールリップによる接触とで、泥水の浸入等に対するシール性が得られる。この場合に、第１のシール板の立板部の外方側面を、第２のシール板の円筒部の端面よりも内方に後退させたため、第１シール板の立板部と第２シール板の円筒部との間で、常に、所定軸方向幅のラビリンスシールが維持され、シール性が向上する。また、第１シール板の立板部を後退させるだけで良いため、シール板に複雑な形状の加工を施すことが不要で、シール板の形状が簡素なもので済み、また密封装置の配置空間を大きくすることなく、シール性を向上させることができる。
【０００６】この発明において、リールリップは第２のシール板に設けても良い。このシールリップとして、第１のシール板の立板部に摺接するサイドリップと、円筒部に摺接するラジアルリップとを設けても良い。このようにサイドリップおよびラジアルリップを設けた場合、上記ラビリンスシールと共に、これらサイドリップおよびラジアルリップとで、多重のシールが行え、より一層シール性能が向上する。また、サイドリップとラジアルリップとがあるため、第１のシール板と第２のシール板とに、アキシャル方向やラジアル方向の変位が生じても、アキシャルかラジアル方向のいずれかの方向のシールリップでシール性を確保することができる。
【０００７】この発明の上記各構成のものにおいて、第２のシール板の円筒部における内外輪との嵌合面に、少なくとも先端部においてゴムを加硫接合しても良い。このゴムは、例えばシールリップを一体に設けたものである。このように第２のシール板の円筒部の先端にゴムを設けることで、第２のシール板の円筒部２ｂからの泥水侵入を抑え、シール性をさらに確保することができる。また、このゴムは、加硫接合するため、第２のシール板に対する固着が簡単に、かつ確実に行える。
【０００８】この発明の上記各構成の場合に、第１のシール板をステンレス鋼で形成しても良い。第１のシール板は、外部に露出する部品であるため、このようにステンレス鋼製とすることで、泥水のかかる環境下で使用されても、腐食することが防止される。
【０００９】この発明の上記各構成の場合に、第１のシールを内輪の外径面に、第２のシール板を外輪の内径面に取付けても良い。このように第１，第２のシール板を設けた場合、ラビリンスシールの構成される箇所が外径側となり、遠心力の作用が大きくなって、シール性能が向上すると共に、この密封装置内のラビリンスシールからシールリップまでの空間に泥水等が浸入したとしても、回転に伴って容易に排出される。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１と共に説明する。この密封装置は、相対回転する内輪１１と外輪１２の間の端部環状空間Ｓを密封するものであって、第１および第２のシール板１，２と、第２のシール板２に一体化された弾性体３とを有する。第１および第２のシール板１，２は、いずれもリング状であって、各々円筒部１ｂ，２ｂと立板部１ａ，２ａとでなる断面Ｌ字状に形成され、互いに対向するように設けられる。第１のシール板１は、内輪１１の外径面に圧入嵌合で取付けられ、第２のシール板２は外輪１２の内径面に圧入嵌合で取付けられている。
【００１１】第１のシール板１は、内外輪１１，１２の端面側に立板部１ａを位置させてある。この立板部１ａの先端面と第２のシール板２の円筒部２ｂの内径面とは、僅かな径方向隙間をもって対峙させ、この径方向隙間でラビリンスシール４を構成している。この立板部２ａの外方の側面Ｂは、第２のシール板２の円筒部２ｂの端面Ａよりも内方に、所定の後退量Ｌだけ後退させている。なお、この実施形態のように、円筒部２ｂを弾性体３が覆っている場合は、ここで言う第２のシール板２の円筒部２ｂの内径面および先端面Ａは、いずれも弾性体３を含めた部分についての面を意味する。
【００１２】弾性体３は、ゴムまたは合成樹脂製のものであり、シールリップとして、第１のシール板１の立板部１ａに摺接するサイドリップ３ａと、円筒部１ｂに摺接する２枚のラジアルリップ３ｂ，３ｃとを一体に有している。サイドリップ３ａは、第２のシール板２の立板部２ａの先端付近から斜め外径側へ延びている。２枚のラジアルリップ３ｂ，３ｃは、立板部２ａの先端付近から、軸方向の内側および外側へ各々斜めに延びている。弾性体３は、Ｌ型断面となった第２のシール板２の内側の全体を覆うように設けられ、その一部の部分３ｄで、円筒部２ｂにおける先端部２ｂａの外径側を覆っている。円筒部２ｂの先端部２ｂａは、若干内径側へ絞ってあり、これにより弾性体３の円筒部覆い部分３ｄは、その外径面が円筒部２ｂの外径面よりも僅かに大径となる程度の外径としながら、外輪２に対する圧入嵌合に適切な肉厚を得ている。
【００１３】弾性体３は、第２のシール板２と一体に固着されており、弾性体３をゴムとする場合は、第２のシール板２と加硫接合によって一体化させられる。第１，第２のシール板１，２は、いずれも金属板であり、例えば鋼板製とされる。第１のシール板１は、ステンレス鋼製であることが好ましく、その場合、第２のシール板２は、ステンレス鋼製としても良く、鋼板製としても良い。
【００１４】内輪１１および外輪１２は、それぞれ転がり軸受の内輪および外輪であっても良く、また、種々の機器のハウジングおよび軸であっても良い。
【００１５】図２は、この実施形態の密封装置１０を用いた自動車のホイール軸受、つまり車軸軸受を示す。この軸受２０は、複列の玉軸受、詳しくは内輪分割型のアンギュラ玉軸受からなり、内輪２１と、外輪２２と、保持器２３に保持された２列の転動体２４，２４とで構成される。内輪２１は、固定側の軌道輪となり、非回転の車軸（図示せず）に取付けられる。外輪２２は、回転側の軌道輪となるものであり、ハブ２５が一体に形成され、ハブ２５に車輪（図示せず）がハブボルト２６で取付けられる。この軸受２０の内輪２１と外輪２２との間の一端（ハブ２５と反対側の端部）の環状空間に、図１の実施形態にかかる密封装置１０が設けられる。
【００１６】この構成の密封装置１０によると、第１のシール板１の立板部１ａの先端と、第２のシール板２の円筒部２ｂとが対峙する空間でラビリンスシール４が構成され、このラビリンスシール４と各シールリップ３ａ〜３ｃによる接触とで、泥水の浸入等に対するシール性が得られる。この場合に、第１のシール板１の立板部１ｂの外方側面Ｂを、第２のシール板２の円筒部２ｂの端面Ａよりも内方に後退させたため、つまりＬ＞０としたため、第１シール板１の立板部１ａと第２シール板２の円筒部２ｂとの間で、常に、所定軸方向幅を有するラビリンスシール４が維持される。そのため、シール性が向上する。また、第１シール板１の立板部１ａを後退させるだけで良いため、シール板１，２に複雑な形状の加工を施すことが不要で、シール板１，２の形状が簡素なもので済み、また密封装置１０の配置空間を大きくすることなく、シール性を向上させることができる。
【００１７】第２のシール板２には、サイドリップ３ａおよびラジアルリップ３ｂ，３ｃを設けたため、ラビリンシール４と共に、多重のシールが行え、より一層シール性能が向上する。例えば、外部からの泥水の浸入や、内部空間からの軸受グリースの外部への漏れを、確実に防止できる。また、サイドリップ３ａとラジアルリップ３ｂ，３ｃとがあるため、第１のシール板１と第２のシール板２とに、アキシャル方向およびラジアル方向のいずれの変位が生じても、いずれかの方向のシールリップ３ａ〜３ｃでシール性を確保することができる。第２のシール板２の円筒部２ｂには、ゴム製等の弾性体３の先端覆い部３ｄを設けたため、第２のシール板２の外輪１２の円筒部２ｂからの泥水侵入を抑え、シール性をさらに確保することができる。この弾性体３を加硫接合する場合は、第２のシール板２に対する固着が簡単に、かつ確実に行える。
【００１８】第１のシール板１は、外部に露出する部品であるため、ステンレス鋼製とすることで、車軸軸受等のように、泥水のかかる環境下で使用されても、腐食することが防止される。
【００１９】なお、前記実施形態は、第１のシール板１を内輪１１に取付け、第２のシール板２を外輪１２に取付けるようにしたが、これとは逆に、第１のシール板１を外輪１１に取付け、第２のシール板２を内輪１１に取付けるようにしても良い。その場合、第１のシール板１は円筒部１ｂから内径側に立板部１ａが延び、第２のシール板２は円筒部２ｂから外径側に立板部２ａが延びるものとされる。
【００２０】
【実施例】図１の実施形態にかかる密封装置（実施例）と図３の従来例（比較例）とにつき、泥水耐久性試験を行った結果を表１に示す。比較例は、第１のシール板５１の側面Ｃが第２のシール板５２の端面Ａから突出する凸量が０．２mmのものを用いた。実施例は凸量が零である。試験個数は各２個である。試験方法は、泥水浴中で、所定時間の定速回転の運転と所定時間の停止とを１サイクルとして、泥水が浸入するまで上記サイクルを繰返し、運転延べ時間を比較することで行った。比較例と実施例とは、試験回転数、および１サイクルにおける運転時間と停止時間の割合が若干異なるが、運転延べ時間で比較すると、同表の結果から、実施例の方が比較例よりもシール性が一段と向上していると判断できる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】この発明の密封装置は、内輪と外輪間の端部環状空間で、これら内外輪のいずれか一方および他方に各々取付けられた第１および第２の環状のシール板と、シールリップとを備え、両シール板は、各々円筒部と立板部とでなる断面Ｌ字状に形成されて互いに対向するものとした密封装置において、第１のシール板は、内外輪の端面側に立板部を位置させ、この立板部の先端と第２のシール板の円筒部とを僅かな径方向隙間をもって対峙させると共に、この立板部の外方の側面を、第２のシール板の円筒部の端面よりも内方に後退させたものであるため、構成の複雑化を伴うことなく、シール性の向上が図れる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２６９２
【氏名又は名称】エヌティエヌ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月３１日（１９９９．８．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６７９３
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５７０４（Ｐ２００１−６５７０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４５３０５ |
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