(57)【要約】【課題】外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置１において、オイルシール１０の摺動部へ泥水等が浸入するのを極力防止し得る構造とする。【解決手段】非回転のハウジング２の開口端部２ａの内周面に取り付けられたオイルシール１０と、回転体５にオイルシール１０の軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガ２０と、ハウジング２にオイルシール１０の外径側に位置して取り付けられ径方向に展開する外径フランジ１１ａとを備え、軸方向に互いに対向するスリンガ２０と外径フランジ１１ａの間に外径側ほど狭くなる絞り隙間Ｇ３が設けられ、スリンガ２０に、オイルシール１０の補強環１１に形成された筒部１１ｃ又は外径フランジ１１ａに形成された筒部１１ｂの外周面と摺動可能に密接され遠心力により締め代が低下する外周リップ２３が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非回転のハウジングに取り付けられたオイルシールと、前記ハウジングの内周に挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガと、前記ハウジングに前記オイルシールの外径側に位置して取り付けられ径方向に展開する外径フランジとを備え、軸方向に互いに対向する前記スリンガと外径フランジの対向面間に外径側ほど狭くなる絞り隙間が設けられ、前記スリンガに、前記オイルシールの補強環側又は前記外径フランジ側に摺動可能に密接され遠心力により締め代が低下する外周リップが設けられたことを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置であって、特に、対油シールリップの摺動部へ泥水等が浸入するのを防止した構造を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のトランスファー装置や車輪軸受装置等に用いられる密封装置は、外部から泥水等が飛来しやすいため、対油シールリップの摺動部へ泥水等が浸入するのを極力抑制して、対油シールリップにおける密封性の低下を可及的に防止する必要がある。図５は、従来技術によるこの種の密封装置の一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【０００３】
すなわち図５において、参照符号２はトランスファー装置のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２に挿通され軸受４を介して軸心Ｏの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号５はこの回転軸３の外周にスプライン嵌合されると共にナット６によって固定されたスリーブ、参照符号７は回転軸３とスリーブ５との間を密封するパッキンである。スリーブ５の端部に形成されたコンパニオンフランジ５ａは、不図示のプロペラシャフト等に結合される。
【０００４】
密封装置１００は、軸受４の軸方向外側に位置してハウジング２の内周に取り付けられた非回転のオイルシール１１０と、このオイルシール１１０の軸方向外側に位置してスリーブ５の外周に取り付けられ、回転軸３及びスリーブ５と一体に回転されるスリンガ１２０とを備える。
【０００５】
詳しくは、オイルシール１１０は、軸受４側を向いて延びる対油シールリップ１１１と、この対油シールリップ１１１と反対側（外側）を向いて延びるサイドリップ１１２とを有する。対油シールリップ１１１は、スリーブ５の外周面に摺動可能に密接されることによって、軸受４に供給される潤滑油の漏洩を防止するものであり、サイドリップ１１２は、スリンガ１２０のフランジ部１２１に摺動可能に密接されることによって、外部Ａから飛来する泥水等が対油シールリップ１１１側へ浸入するのを防止するものであり、スリンガ１２０自体も、そのフランジ部１２１に生じる遠心力による振り切り作用を有し、更にその外径部１２２をハウジング２の端部に近接させ（例えば下記の特許文献１〜３参照）、あるいはスリンガ１２０の外径端部に、先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けてハウジング２の外径縁部に摺動可能に密接させることによって（例えば下記の特許文献４参照）、泥水等の浸入防止効果の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９９３０号公報
【特許文献２】実開平５−５４８７１号公報
【特許文献３】実開平３−６７７６５号公報
【特許文献４】実公平７−３３０１７号公報
【０００７】
しかしながら、図５（特許文献１〜３）のような密封装置１００によれば、悪路走行時に密封装置が泥水中に水没したような場合は、スリンガ１２０の外径部１２２とハウジング２の端部外周面との隙間Ｇから、サイドリップ１１２の外周空間へ泥水が浸入し、泥水が激しく撹拌されることから、サイドリップ１１２が摩耗を受けやすい問題があった。
【０００８】
また、特許文献４のように、スリンガ１２０の外径端部に先端が大径となる円錐筒状のダストリップを設けた密封装置は、ダストリップの腹部がハウジング２の開口端部の外径縁に密接しており、ハウジング２は一般に鋳造により製作されるので寸法公差が大きく、このためハウジング２に対するダストリップの締め代のバラツキが大きく、しかも鋳造品からなるハウジング２は表面粗さが粗いので、ダストリップが早期摩耗しやすいといった問題も指摘される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、外部からの泥水等に曝されやすい部分の軸周等を密封する密封装置において、オイルシールの摺動部へ泥水等が浸入するのを極力防止し得る構造とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、請求項１の発明に係る密封装置は、非回転のハウジングに取り付けられたオイルシールと、前記ハウジングの内周に挿通された回転体に前記オイルシールの軸方向外側に位置して取り付けられるスリンガと、前記ハウジングに前記オイルシールの外径側に位置して取り付けられ径方向に展開する外径フランジとを備え、軸方向に互いに対向する前記スリンガと外径フランジの対向面間に外径側ほど狭くなる絞り隙間が設けられ、前記スリンガに、前記オイルシールの補強環側又は前記外径フランジ側に摺動可能に密接され遠心力により締め代が低下する外周リップが設けられたものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係る密封装置によれば、スリンガと外径フランジの互いの対向面間には、スリンガの回転によって振り切り作用を生じるのに加え、互いに軸方向に対向するスリンガと外径フランジとの間に、外径側へ向けて狭まる絞り隙間が形成されたことによって、この絞り隙間にはラビリンスシール作用と、外径側へ向けて動圧によるクサビ効果を生じるので、回転速度が高速であるほど、浸入しようとする泥水や異物に対する排除力が高まる一方、スリンガに設けられた外周リップの締め代が遠心力によって低下する。また、低回転時又は停止時には前記排除力は低下するが、補強環又は外径フランジの外周面に対する前記外周リップの締め代が増大する。このため、停止状態から高速回転までの全ての領域で優れた対泥水シール機能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る密封装置の好ましい第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図２】本発明に係る密封装置の好ましい第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図３】本発明に係る密封装置の好ましい第三の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図４】本発明に係る密封装置の好ましい第四の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図５】従来技術の密封装置の一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る密封装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る密封装置の好ましい第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【００１４】
図１において、参照符号２は車両のトランスファー装置における非回転のハウジング、参照符号３は前記ハウジング２に挿通され軸受４を介して軸心Ｏの周りに回転可能な状態に支持された回転軸、参照符号５は、ハウジング２の開口端部２ａの内周側に位置して回転軸３に外挿されたスリーブである。なお、回転軸３及びスリーブ５は、請求項１に記載された回転体に相当する。
【００１５】
スリーブ５は、その内周面に形成されたスプライン部５ｂが回転軸３の外周面に形成されたスプライン部３ａと互いに嵌合されると共に、それより軸方向外側に位置して回転軸３の外周面に形成された雄螺子部３ｂに螺合したナット６によって、先端が軸受４の内輪４ａに当接された状態で軸方向に固定されている。回転軸３とスリーブ５との間は、スプライン部３ａ，５ｂの嵌合部より軸方向外側に位置して介装されると共に前記ナット６によって抜け止めされたパッキン７によって密封されている。また、スリーブ５の外端部にはコンパニオンフランジ５ａが形成されており、不図示のプロペラシャフト等に結合される。
【００１６】
参照符号１は、本発明に係る密封装置で、ハウジング２の開口端部２ａの内周面に取り付けられたオイルシール１０と、スリーブ５の外周面に前記オイルシール１０の軸方向外側に位置して取り付けられたスリンガ２０とを備える。
【００１７】
オイルシール１０は、例えば金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作された補強環１１にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体に成形したものであって、ハウジング２の開口端部２ａの内周面に圧入嵌着される外周シール部１２と、前記補強環１１の内径位置から軸受４側へ延び、先端近傍の内周部がスリーブ５の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ１３と、前記補強環１１の内径位置から対油シールリップ１３と反対側へ延び、先端内周がスリーブ５の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されるダストリップ１４とを備える。対油シールリップ１３にはその緊迫力を補償するガータスプリング１５が嵌着されている。
【００１８】
オイルシール１０の補強環１１の外径部には、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる外周シール部１２から露出した外径フランジ１１ａ及び筒部１１ｂが延在されている。詳しくは、補強環１１の外径フランジ１１ａは、ハウジング２の開口端部２ａの先端に沿って外径側へ延びており、筒部１１ｂは、外径フランジ１１ａの外径端部から前記ハウジング２の開口端部２ａと反対側を向いた円筒状に形成されている。すなわち外径フランジ１１ａ（及び筒部１１ｂ）は、オイルシール１０の補強環１１に一体的に設けられることによりハウジング２に取り付けられている。
【００１９】
スリンガ２０は金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、スリーブ５の外周面に圧入嵌着される内径筒部２１と、この内径筒部２１から外径方向へ円盤状に展開したフランジ部２２とを有する。そしてこのフランジ部２２は、オイルシール１０の補強環１１における外径フランジ１１ａと互いに軸方向に対向しており、またこのフランジ部２２の外径端部は、前記外径フランジ１１ａから延在された筒部１１ｂの内周面に、狭い径方向隙間Ｇ１を介して近接対向している。
【００２０】
スリンガ２０のフランジ部２２の内側面における内径部近傍には、補強環１１と摺動可能に密接される外周リップ２３が設けられている。この外周リップ２３は、対油シールリップ１３などと同材質のゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるものであって、オイルシール１０側を向いた先端へ向けて漸次小径となるような円錐筒状をなし、先端部の内径が、オイルシール１０の対油シールリップ１３及びダストリップ１４より外側で、オイルシール１０の補強環１１の内径部近傍に形成された筒部１１ｃの外周面に摺動可能に密接されることによって摺動部Ｓ２を形成している。
【００２１】
オイルシール１０の補強環１１から延在された外径フランジ１１ａには、スリンガ２０のフランジ部２２側へ屈曲した円錐壁１１ｄが形成され、この円錐壁１１ｄによって、互いに軸方向に対向する前記フランジ部２２との対向面間は、外径側ほど狭くなる絞り隙間Ｇ３となっており、この絞り隙間Ｇ３と径方向隙間Ｇ１との間は狭い軸方向隙間Ｇ２となっている。
【００２２】
以上のように構成された第一の形態の密封装置１において、オイルシール１０は、補強環１１が埋設された外周シール部１２をハウジング２の開口端部２ａの内周面に圧入し、補強環１１の外径フランジ１１ａを前記開口端部２ａの先端に当接させることによって、ハウジング２に位置決め固定する。一方、スリンガ２０は、内径筒部２１をスリーブ５の外周面に圧入嵌着すると共にこのスリーブ５の外周面に形成された段差面５ｃに当接させることによって、スリーブ５に位置決め固定する。そしてその後、このスリーブ５を回転軸３に外挿して固定することによって、図示の装着状態となる。
【００２３】
オイルシール１０の対油シールリップ１３は、スリーブ５の外周面との摺動部Ｓ１において、軸受４に供給される潤滑油がスリーブ５の外周から外部Ａへ漏洩するのを防止するものである。また、スリンガ２０のフランジ部２２に設けられてこのスリンガ２０と一体に回転される外周リップ２３は、補強環１１の筒部１１ｃとの摺動部Ｓ２において、内周側への泥水等の浸入を阻止するものであり、オイルシール１０のダストリップ１４は、外周リップ２３の内周側で、スリーブ５の外周面に近接対向又は摺動可能に密接されることによって、対油シールリップ１３の摺動部Ｓ１への泥水等の浸入を阻止するものである。
【００２４】
そして、これら対油シールリップ１３、ダストリップ１４及び外周リップ２３の摺動部より外側では、スリンガ２０のフランジ部２２の外径端部と非回転であるオイルシール１０の補強環１１における筒部１１ｂとの間の径方向隙間Ｇ１と、前記補強環１１の外径フランジ１１ａとスリンガ２０のフランジ部２２との間の軸方向隙間Ｇ２と、その内周側の円錐壁１１ｄと前記フランジ部２２との間の絞り隙間Ｇ３によるラビリンスシール作用を生じ、しかも絞り隙間Ｇ３が外径側へ向けて狭まっているので、遠心力によるフランジ部２２の振り切り作用によって隙間Ｇ３内に生じる外径側への流れに動圧によるクサビ効果を生じることになる。また、その作用は、回転が高速であるほど顕著である。このため、外部Ａから飛来する異物や泥水等は、隙間Ｇ１〜Ｇ３を通過することが著しく困難となる。
【００２５】
一方、スリンガ２０のフランジ部２２に設けられた外周リップ２３は、このスリンガ２０と一体に回転されるため、回転が高速であるほど、外周リップ２３に作用する遠心力が大きくなるため、補強環１１の筒部１１ｃの外周面に対する締め代が低下し、摺動トルクを低減することができる。しかも高速回転領域では、外周リップ２３の締め代による摺動部Ｓ２のシール性の低下は、上述した隙間Ｇ１〜Ｇ３でのラビリンスシール作用及びクサビ効果によるシール性の向上により補償される。
【００２６】
また、低回転時又は停止時には、隙間Ｇ１〜Ｇ３でのラビリンスシール作用及びクサビ効果による排除力は低下するが、補強環１１の筒部１１ｃの外周面に対する外周リップ２３の締め代が増大するので、例えば図１に示される部分全体が泥水中に没入した状態で車両が走行しているような場合でも、外部Ａの泥水の浸入が有効に防止される。このため、停止状態から高速回転までの全ての領域で優れたダストシール性及び対泥水シール性を確保することができる。
【００２７】
次に図２は、本発明に係る密封装置の好ましい第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【００２８】
この第二の形態において、先に説明した第一の形態と異なるところは、オイルシール１０の補強環１１から延在された外径フランジ１１ａに円錐壁を屈曲形成する代わりに、前記外径フランジ１１ａにゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で絞りリング１６を一体に成形したものである。絞りリング１６におけるスリンガ２０のフランジ部２２との対向面の内径部には円錐面１６ａが形成されており、これによって、前記フランジ部２２との間に、外径側ほど狭くなる絞り隙間Ｇ３と、その外径側の狭い軸方向隙間Ｇ２が形成されている。その他の構成は、基本的に、先に説明した図１と同様である。
【００２９】
したがって、以上のように構成された第二の形態も、第一の形態と同様の機能を有するものである。
【００３０】
次に図３は、本発明に係る密封装置の好ましい第三の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【００３１】
この第三の形態において、先に説明した第一の形態と異なる点を説明すると、オイルシール１０の補強環１１における外径フランジ１１ａから延在された筒部１１ｂが、ハウジングの開口端部２ａの外周側にあって、スリンガ２０と反対側を向いている。一方、スリンガ２０のフランジ部２２の外径部には、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる外周リップ２３が一体成形され、その先端部が、前記筒部１１ｂの外周面に摺動可能に密接されて摺動部Ｓ２をなしている。
【００３２】
また、オイルシール１０の補強環１１から延在された外径フランジ１１ａ側に円錐壁を設ける代わりに、スリンガ２０のフランジ部２２における前記外径フランジ１１ａとの対向面に、外周リップ２３から延在されたゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなる弾性層２４が一体に接合されている。そして弾性層２４におけるスリンガ２０のフランジ部２２との対向面の内径部には円錐面２４ａが形成されており、これによって、前記外径フランジ１１ａとの間に、外径側ほど狭くなる絞り隙間Ｇ３と、その外径側の狭い軸方向隙間Ｇ２が形成されている。その他の構成は、基本的に、先に説明した図１と同様である。
【００３３】
したがって、この形態でも、高速回転領域では、外周リップ２３に作用する遠心力によって摺動部Ｓ２の摺動トルクが低減すると共に、軸方向隙間Ｇ２及び絞り隙間Ｇ３でのラビリンスシール作用及びクサビ効果によりシール性が補償され、低回転時又は停止時には、前記ラビリンスシール作用及びクサビ効果は低下するが、外周リップ２３の締め代が増大するので、停止状態から高速回転までの全ての領域で優れたダストシール性及び対泥水シール性を確保することができる。
【００３４】
図４は、本発明に係る密封装置の好ましい第四の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【００３５】
この形態は、上述の第三の形態とほぼ同様の構成を有するものであるが、オイルシール１０の補強環１１から延在された外径フランジ１１ａに、スリンガ２０のフランジ部２２の内側面に設けた弾性層２４側へ屈曲した円錐壁１１ｄが形成され、この円錐壁１１ｄによって、前記弾性層２４との対向面間に、外径側ほど狭くなる絞り隙間Ｇ３が形成され、この絞り隙間Ｇ３の外径側が狭い軸方向隙間Ｇ２となっているものである。その他の部分の構成は、第三の形態と同様である。
【００３６】
したがって、以上のように構成された第四の形態も、第三の形態と同様の機能を有するものである。
【符号の説明】
【００３７】
１  密封装置
２  ハウジング
２ａ  開口端部
３  回転軸（回転体）
５  スリーブ（回転体）
１０  オイルシール
１１  補強環
１１ａ  外径フランジ
１１ｂ，１１ｃ  筒部
１３  対油シールリップ
１４  ダストリップ
２０  スリンガ
２２  フランジ部
２３  外周リップ
Ｇ３  絞り隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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