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JP2016080141A - 密封装置 - Google Patents

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真太郎 境
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Abstract

【課題】組み込み工数を低減することができる密封装置を提供する。【解決手段】密封装置１０は、同心状に配置された内軸３と外輪２とを備えているとともに外輪２の一端面に隙間Ｓをあけて対向する側面６ａを有するフランジ部６が内軸３の一端部に一体に形成された転がり軸受装置１に用いられ、内軸３と外輪２との間の環状空間を密封する。密封装置１０は、内軸３の一端部に嵌合固定されるとともにフランジ部６の側面６ａに沿って径方向外方に延びるスリンガ２０と、外輪２の一端部に嵌合固定される芯金３０と、芯金３０に固定されスリンガ２０に摺接するシールリップ４２と、シールリップ４２よりも径方向外方において芯金３０に固定され、スリンガ２０の外周端部との間でラビリンスシールを構成するシール突起４３と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車の車輪を支持するための転がり軸受装置に用いられる密封装置に関する。
従来より、自動車等の車輪を支持するための転がり軸受装置には、その内部に泥水等の異物が侵入するのを防止するために内軸と外輪との間を密封するための密封装置が用いられている。このような密封装置は、転がり軸受装置の内軸と外輪との間の両端部に取り付けられる（例えば、特許文献１参照）。
図４は、自動車用の転がり軸受装置の一端部側に取り付けられた従来の密封装置を示す断面図である。図中、転がり軸受装置１００は、自動車の車輪を固定するためのフランジ部１０１が形成された回転輪としての内軸１０２と、固定輪としての外輪１０３と、転動体としての玉１０４とを備えている。
転がり軸受装置１００に取り付けられた密封装置１１０は、内軸１０２の外周面に嵌合固定されるとともに径方向外方向に延びる金属製のスリンガ１１１と、このスリンガ１１１に対向する外輪１０３の端部の内周側に取り付けられたシール部材１１２と、外輪１０３の端部の外周側に取り付けられた金属製のデフレクター１１３とを備えている。
シール部材１１２は、外輪１０３の端部に内嵌固定された芯金１１４と、芯金１１４に固定されてスリンガ１１１に摺接する複数のシールリップ１１５〜１１７とを有している。
複数のシールリップ１１５〜１１７は、芯金１１４の内周端部を基端としてスリンガ１１１へ延びるように形成されており、車両の走行に伴って回転するスリンガ１１１に摺接することで、内軸１０２と外輪１０３との間の隙間を密封し、転がり軸受装置１００の内部に泥水等の異物が侵入するのを防止している。
また、デフレクター１１３の外周端部は、スリンガ１１１側に折り曲げ形成されており、スリンガ１１１の外周端部との間でラビリンスシールを構成することで、スリンガ１１１の外周端部から泥水等の異物が侵入するのを抑制している。
特開２０１２−１５４３７４号公報
上記密封装置１１０は、スリンガ１１１、シール部材１１２およびデフレクター１１３を転がり軸受装置１００に個別に取り付ける必要があるため、密封装置１１０の組み込み工数が多くなるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、組み込み工数を低減することができる密封装置を提供することを目的とする。
本発明の密封装置は、同心状に配置された内軸と外輪とを備え、前記外輪の一端面に隙間をあけて対向する側面を有するフランジ部が前記内軸の一端部に一体に形成された転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間を密封する密封装置であって、前記内軸の一端部に嵌合固定されるとともに、前記フランジ部の側面に沿って径方向外方に延びるスリンガと、前記外輪の一端部に嵌合固定される芯金と、前記芯金に固定され、前記スリンガに摺接するシールリップと、前記シールリップよりも径方向外方において前記芯金に固定され、前記スリンガの外周端部との間でラビリンスシールを構成するシール突起と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、スリンガに摺接するシールリップが固定された芯金に、スリンガの外周端部との間でラビリンスシールを構成するシール突起が固定されているため、芯金を外輪の一端部に嵌合固定することで、ラビリンスシールを構成するシール突起をシールリップと共に外輪に取り付けることができる。これにより、密封装置の組み込み工数を低減することができる。
前記密封装置において、前記スリンガの外周端部には、径方向外方に開口した樋部が形成されているのが好ましい。
この場合、スリンガの外周端部に付着した泥水等を樋部に沿って下方へ案内して落下させることで、スリンガの外周端部とシール突起との間から泥水等の異物が侵入するのを効果的に抑制することができる。
前記密封装置は、前記シールリップと前記シール突起との間において前記芯金に固定され、径方向外方に開口した樋形状のカバーリップをさらに備えているのが好ましい。
この場合、スリンガの外周端部とシール突起との間から侵入した泥水等をカバーリップに沿って下方へ案内して落下させることで、カバーリップよりも径方向内方に泥水等が侵入するのを抑制することができる。
本発明によれば、密封装置の組み込み工数を低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る密封装置が用いられた転がり軸受装置を示す断面図である。 上記密封装置の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置の要部を示す拡大断面図である。 従来の密封装置を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る密封装置が用いられた転がり軸受装置を示す断面図である。この転がり軸受装置１は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する。
転がり軸受装置１は、外輪２と、内輪としての内軸３と、外輪２と内軸３の間に配置された転動体としての複数の円錐ころ４と、これらの円錐ころ４をそれぞれ保持する保持器５とを備えており、複列の円錐ころ軸受を構成している。
外輪２は、自動車の懸架装置に固定される固定輪であり、内軸３の外周側に同心に配置されている。外輪２の内周面には、円錐ころ４が転動する外輪軌道２ａが形成されている。
内軸３は、回転輪であると同時に図示しない車輪が取り付けられる車軸を構成している。内軸３の外周面には、円錐ころ４が転動する内輪軌道３ａが形成されている。内軸３の一端部には、車輪を固定するためのフランジ部６が一体に形成されている。このフランジ部６は、外輪２の一端面に隙間Ｓをあけて対向するフランジ面（側面）６ａを有している。
転がり軸受装置１は、フランジ部６が形成されている一端部側が車両アウタ側（図１において右側）、他端部側が車両インナ側（図１において左側）となるように懸架装置に固定される。これにより、転がり軸受装置１は、図示しない車輪が固定される内軸３を車両に対して回転自在に支持する。
外輪２の軸方向両端部と、内軸３との間には、外輪２と内軸３との間の環状空間を密封するための密封装置９，１０が取り付けられている。このうち、車両アウタ側に配置された密封装置１０には、本発明の一実施形態である密封装置が用いられている。
図２は、密封装置１０の要部を示す図１の拡大断面図である。図２において、密封装置１０は、内軸３側に設けられたスリンガ２０と、外輪２側に設けられた芯金３０およびシール部材４０とを備えている。なお、図２に示している密封装置１０は、転がり軸受装置１に装着される前である変形前の自然状態を示している。また、本明細書では、車両アウタ側に向く方向（図２の右方向）を軸方向外方、車両インナ側に向く方向（図２の左方向）を軸方向内方ともいう。
スリンガ２０は、例えばステンレス製等の金属製（例えばＳＵＳ材等）からなり、全体が環状の部材である。スリンガ２０は、内軸３の軸方向外端部の外周面３ｂに嵌合固定された円筒部２１と、フランジ部６の軸方向内側のフランジ面６ａに沿って径方向外方に延びる円環部２２と、円環部２２の外周端から軸方向内方に延びる折曲部２３とを有している。
芯金３０は、全体が環状の部材であり、第１円筒部３１、第１円環部３２、第２円筒部３３、および第２円環部３４を有している。第１円筒部３１は、外輪２の外周面３ｂに嵌合固定されている。第１円筒部３１の軸方向内端部の内周面には、径方向外方に窪んだ環状の窪み部３１ａが形成されている。
第１円環部３２は、第１円筒部３１の軸方向外端部から径方向内方に延びて形成されている。第１円環部３２の内側面は外輪２の端面２ｃに密着している。第２円筒部３３は、第１円環部３２の内周端部から軸方向外方に延びて形成されている。第２円環部３４は第２円筒部３３の軸方向外端部から径方向内方に延びて形成されている。
シール部材４０は、合成ゴム等の弾性素材により形成されており、芯金３０に加硫接着されている。シール部材４０は、芯金３０に固定されたシール本体４１と、このシール本体４１に一体に形成されたシールリップ４２、シール突起４３、およびカバーリップ４４とを有している。
シール本体４１は、全体が環状の部材であり、第１シール円筒部４１ａ、第１シール円環部４１ｂ、第２シール円筒部４１ｃ、および第２シール円環部４１ｄを有している。第１シール円筒部４１ａは、芯金３０の第１円筒部３１の外周面に沿って固定されている。第１シール円筒部４１ａの軸方向内端部は、第１円筒部３１の軸方向内端から窪み部３１ａ側に折り返すように形成され、外輪２の外周面２ｂに密接している。第１シール円環部４１ｂは、第１シール円筒部４１ａの軸方向外端部から径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の第１円環部３２の外側面に沿って固定されている。
第２シール円筒部４１ｃは、第１シール円環部４１ｂの内周端部から軸方向外方に延びて形成されており、芯金３０の第２円筒部３３の外周面に沿って固定されている。第２シール円筒部４１ｃの外周面には、軸方向に所定間隔をあけて一対の環状溝４１ｅが形成されている。この環状溝４１ｅは、シール本体４１に付着した泥水等を当該環状溝４１ｅに沿って下方へ案内して落下させる機能を有している。
第２シール円環部４１ｄは、第２シール円筒部４１ｃの軸方向外端部から径方向内方に延びて形成されており、芯金３０の第２円環部３４の外側面に沿って固定されている。第２シール円環部４１ｄの内周端部は、芯金３０の第２円環部３４の内周端から内側面側に折り返すように形成されている。
シールリップ４２は、第２シール円環部４１ｄに一体に形成されており、２つの環状のサイドリップ４２ａと、環状のラジアルリップ４２ｂとを有している。
サイドリップ４２ａは、第２シール円環部４１ｄの外周面から軸方向外方かつ径方向外方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円環部２２に摺接している。これにより、サイドリップ４２ａは、転がり軸受装置１の内部に泥水等の異物が侵入するのを防止する機能を有している。
ラジアルリップ４２ｂは、第２シール円環部４１ｄの内周端から軸方向内方かつ径方向内方に延びて形成されており、その先端部はスリンガ２０の円筒部２１に摺接している。これにより、ラジアルリップ４２ｂは、外輪２と内軸３との間の環状空間に密封されたグリース等の潤滑剤が外部へ漏洩するのを防止する機能を有している。
シール突起４３は、全体が環状の部材であり、シールリップ４２よりも径方向外方においてシール本体４１に一体に形成されている。シール突起４３は、第１シール円筒部４１ａと第１シール円環部４１ｂとの接続部分から径方向外方に延びて形成された円環部４３ａと、この円環部４３ａの外周端から軸方向外方に延びて形成された円筒部４３ｂとを有している。
円環部４３ａの外側面４３ａ１は、スリンガ２０の折曲部２３の内端面２３ａに対して所定の微小隙間をあけて配置されている。円筒部４３ｂは、折曲部２３よりも径方向外方に配置されている。そして、円筒部４３ｂの軸方向外端部は、折曲部２３の内端面２３ａよりも軸方向外方に延びて形成されており、円筒部４３ｂの内周面４３ｂ１は、折曲部２３の外周面２３ｂに対して所定の微小隙間をあけて配置されている。これにより、シール突起４３とスリンガ２０の折曲部２３との間でラビリンスシールが構成されている。
カバーリップ４４は、シールリップ４２とシール突起４３との間においてシール本体４１に一体に形成されており、断面視において径方向外方に開口した樋形状に形成されている。具体的には、カバーリップ４４は、第２シール円筒部４１ｃと第２シール円環部４１ｄとの接続部分から径方向外方かつ軸方向外方に延びて形成された環状の基端部４４ａと、この基端部４４ａの先端から径方向外方へ真っすぐ延びるように折り曲げ形成された環状の折曲部４４ｂとを有している。なお、折曲部４４ｂの外側面は、スリンガ２０の円環部２２の側面に対して非接触の状態で対向して配置されている。
以上、本実施形態の密封装置１０によれば、スリンガ２０に摺接するシールリップ４２が固定された芯金３０に、スリンガ２０の外周端部との間でラビリンスシールを構成するシール突起４３が固定されているため、芯金３０を外輪２の一端部に嵌合固定することで、ラビリンスシールを構成するシール突起４３をシールリップ４２と共に外輪２に取り付けることができる。これにより、密封装置１０の組み込み工数を低減することができる。
また、密封装置１０は、シールリップ４２とシール突起４３との間において芯金３０に固定され、径方向外方に開口した樋形状のカバーリップ４４を備えているので、スリンガ２０の外周端部とシール突起４３との間から侵入した泥水等をカバーリップ４４に沿って下方へ案内して落下させることで、カバーリップ４４よりも径方向内方に泥水等が侵入するのを抑制することができる。
図３は、本発明の第２実施形態に係る密封装置を示す拡大断面図である。本実施形態の密封装置１０は、スリンガ２０の外周端部の形状が異なる点で、第１実施形態の密封装置１０と相違する。本実施形態のスリンガ２０は、折曲部２３の軸方向内端部からさらに径方向外方に延びて形成された円環状の延長部２４を有している。
延長部２４の内側面２４ａは、シール突起４３の円環部４３ａの外側面４３ａ１に対して所定の微小隙間をあけて配置されている。また、延長部２４の外周端面２４ｂは、シール突起４３の円筒部４３ｂの内周面４３ｂ１に対して所定の微小隙間をあけて配置されている。これにより、シール突起４３とスリンガ２０の延長部２４との間でラビリンスシールが構成されている。
また、スリンガ２０の外周端部には、円筒部２３と延長部２４とにより径方向外方に開口した樋部２５が形成されている。この桶部２５は、スリンガ２０の外周端部に付着した泥水等を樋部２５に沿って下方へ案内して落下させる機能を有している。
なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
以上、本実施形態の密封装置１０によれば、スリンガ２０の外周端部に、径方向外方に開口した樋部２５が形成されているので、スリンガ２０の外周端部に付着した泥水等を樋部２５に沿って下方へ案内して落下させることで、スリンガ２０の外周端部とシール突起４３との間から泥水等の異物が侵入するのを効果的に抑制することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記各実施形態のシールリップ４２、シール突起４３およびカバーリップ４４は、シール本体４１を介して芯金３０に固定されているが、芯金３０に直接固定されていても良い。また、シールリップ４２は、サイドリップ４２ａとラジアルリップ４２ｂとを有しているが、泥水等の異物の侵入を防止できるものであれば、いずれか一方のリップのみを有するものであっても良い。
１：転がり軸受装置、２：外輪、３：内軸、６：フランジ部、６ａ：フランジ面（側面）、１０：密封装置、２０：スリンガ、２５：樋部、３０：芯金、４２：シールリップ、４３：シール突起、４４：カバーリップ、Ｓ：隙間

Claims (3)

  1. 同心状に配置された内軸と外輪とを備え、前記外輪の一端面に隙間をあけて対向する側面を有するフランジ部が前記内軸の一端部に一体に形成された転がり軸受装置に用いられ、前記内軸と前記外輪との間の環状空間を密封する密封装置であって、
    前記内軸の一端部に嵌合固定されるとともに、前記フランジ部の側面に沿って径方向外方に延びるスリンガと、
    前記外輪の一端部に嵌合固定される芯金と、
    前記芯金に固定され、前記スリンガに摺接するシールリップと、
    前記シールリップよりも径方向外方において前記芯金に固定され、前記スリンガの外周端部との間でラビリンスシールを構成するシール突起と、を備えていることを特徴とする密封装置。
  2. 前記スリンガの外周端部には、径方向外方に開口した樋部が形成されている請求項１に記載の密封装置。
  3. 前記シールリップと前記シール突起との間において前記芯金に固定され、径方向外方に開口した樋形状のカバーリップをさらに備えている請求項１又は２に記載の密封装置。
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