(57)【要約】【課題】特別な加工をすることなく、簡易な形状でプロテクタ圧入後の浮き出しや脱落を防止しプロテクタの圧入状態を安定させる形状を有したプロテクタ付き密封装置を提供する。【解決手段】軸封部に使用されるプロテクタ付き密封装置において、軸に接触するシールリップ２２を有するシール本体２０と、前記シールリップ２２を保護するプロテクタ１０とを有し、該プロテクタ１０は、前記シール本体２０に設けられた凹形状内周側壁部２４に圧入嵌合されるようになっており、前記プロテクタ１０の周壁１２の先端部１８の外径寸法Ａが、前記周壁１２の起点となる屈曲部１６の外径寸法Ｂよりも大きく末広がり形状に形成されていると共に、前記凹形状内周側壁部２４の内径寸法Ｃより大きく形成される構造とする。好ましくは、前記プロテクタ１０の屈曲部１６の外径寸法Ｂが、前記凹形状内周側壁部２４の内径寸法Ｃより小さく形成される構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸封部に使用される密封装置において、軸に接触するシールリップを有するシール本体と、前記シールリップを保護するプロテクタとを有し、該プロテクタは、前記シール本体に設けられた凹形状内周側壁部に圧入嵌合されるようになっており、前記プロテクタの周壁先端部の外径寸法Ａが、前記周壁の起点となる屈曲部の外径寸法Ｂよりも大きく末広がり形状に形成されていると共に、前記凹形状内周側壁部の内径寸法Ｃより大きく形成されていることを特徴とするプロテクタ付き密封装置。
【請求項２】
前記プロテクタの屈曲部の外径寸法Ｂが、前記凹形状内周側壁部の内径寸法Ｃより小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロテクタ付き密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＶ（不整地走行車）や一般産業機械などの軸封部に用いられる組立式のプロテクタ付き密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴＶや一般産業機械などの軸封部に用いられる密封装置においては、シールリップを土砂等から保護するためのプロテクタを備えたものがある。
従来、この種の組立式のプロテクタ付き密封装置としては、例えば図６に示すようなタイプのものが知られている（特許文献１参照）。この組立式の密封装置は、ハウジング１００の軸孔１０１と該軸孔１０１内に回転あるいは軸方向に移動自在に挿入された移動軸１０２との間の環状隙間をシールするもので、軸方向に並設される第１シール部材１０３とプロテクタ（第２シール部材）１０４とを備えている。第１シール部材１０３にはプロテクタ１０４に向かって軸方向に延びる筒状部１０５が設けられており、該筒状部１０５の内周にプロテクタ１０４が軸方向に圧入され組み付けられている。
【０００３】
一般に、第１シール部材１０３の筒状部１０５とプロテクタ１０４の外周との嵌合力はお互いの嵌合代に依存して定まる。そのため、過剰の嵌合代で第１シール部材１０３の筒状部１０５の内周にプロテクタ１０４を組付けるとプロテクタは浮き上がりや離脱を生じ、一方、過小の嵌合代で第１シール部材の筒状部１０５の内周にプロテクタ１０４を組み付けても嵌合代不足によりプロテクタ１０４が離脱を生じることになる。それゆえ、適切な嵌合代を得るためには第１シール部材１０３の筒状部１０５とプロテクタ１０４の外周の寸法精度を確保する必要がある。さらに、外力の影響で嵌合代が減少した場合には、適切な寸法精度を確保していてもプロテクタが離脱するという不具合があった。
【０００４】
そこで、第１シール部材１０３とプロテクタ１０４の離脱を防止するため、図６に示す密封装置では、第１シール部材１０３の筒状部１０５の内周にプロテクタ１０４に向かって軸方向に延びる内向きの突起１０６を設けるとともに、プロテクタ１０４の外周に外向きの突起１０７を設け、該外向きの突起１０７の外径を、内向きの突起１０６の内径より大きく設定し、プロテクタ１０４を組み込んだ状態で外向き突起１０７を内向き突起１０６に対して筒状部１０５の基端側に位置させるようにしている。
【０００５】
また、シール部材とプロテクタとの嵌合面に凹凸部を設けてプロテクタの浮き上がりや離脱を防止しているものもある（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２２９２０３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、第１シール部材１０３の筒状部１０５の内周に抜け止め用の内向き突起１０６を設け、プロテクタ１０４の外周に外向き突起１０７を設けているので、金型加工が複雑になり加工費が高くなる。また、特許文献２に記載のものにおいても、プロテクタの嵌合部に凹凸加工をする必要があり、同様に加工費が高くなる。
【０００８】
本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、特別な加工をすることなく、簡易な形状でプロテクタ圧入後の浮き出しや脱落を防止しプロテクタの圧入状態を安定させる形状を有したプロテクタ付き密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、軸封部に使用される密封装置において、軸に接触するシールリップを有するシール本体と、前記シールリップを保護するプロテクタとを有し、該プロテクタは、前記シール本体に設けられた凹形状内周側壁部に圧入嵌合されるようになっており、前記プロテクタの周壁先端部の外径寸法Ａが、前記周壁の起点となる屈曲部の外径寸法Ｂよりも大きく末広がり形状に形成されていると共に、前記凹形状内周側壁部の内径寸法Ｃより大きく形成された構造とする。
【００１０】
プロテクタの周壁を末広がり形状にして周壁先端部の外径寸法Ａを嵌合相手側であるシール本体の凹形状内周側壁の内径寸法Ｃより大きくすることで、いったんプロテクタを組み付けた状態からプロテクタを抜き出すのに必要な力（プロテクタ抜け荷重）を効果的に大きくできる。
【００１１】
加えて、プロテクタの周壁の屈曲部の外径寸法Ｂを、シール本体の凹形状内周側壁部の内径寸法Ｃより小さく形成するのが好ましい。この場合、プロテクタをシール本体に組み付けた状態においてプロテクタの周壁の先端部周辺だけが嵌合相手側の内周側壁部に接触するので、プロテクタに抜け方向への力が作用することはない。
【００１２】
よって、本発明のような構造とすることで、プロテクタ圧入後のスプリングバックを抑制し、プロテクタの浮き出しや抜けを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プロテクタやプロテクタ圧入相手側の嵌合面に抜け防止用の突起等を設ける必要がないので製造コストを上げることなく、プロテクタ圧入後のスプリングバックを効果的に抑制しプロテクタの浮き出しや脱落を有効に防止する安価なプロテクタ付き密封装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図２に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明による密封装置に用いられるプロテクタ１０を示す。プロテクタ１０は中央に穴が空いた頂壁１４と、該頂壁１４の周縁で屈曲部１６を介して連結された周壁１２とからなる環状部材である。プロテクタの材料としては種々のものが適宜使用できるが、例えばＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）が挙げられる。
【００１５】
図１（ｂ）はシール本体２０を示す。シール本体２０は環状部材であり、ハウジングの軸孔（図示せず）の内周に嵌合される筒状部２８と、凹形状部２６を形成するように折れ曲がったフランジ部３０と、先端が回転軸（図示せず）の外周面に摺動自在に密封接触するシールリップ２２とを備える。シールリップ２２の先端の背面側にはシールリップに緊迫力を付与するためのばね部材３４が装着されている。このシール本体２０は、例えばＮＢＲ等から作られるゴム状弾性材の成型品であり、筒状部２８とフランジ部３０には夫々の部材に沿って金属環３２が併設又は埋設されている。
【００１６】
このプロテクタ１０の周壁１２をシール本体２０の凹形状部２６の内周側壁部２４に圧入嵌合させて、プロテクタ付き密封装置を組み立てる。この作業を容易にするため、プロテクタ１０の周壁１２の末端にはテーパ１９を付けている。
【００１７】
本発明では、プロテクタ１０は、プロテクタの周壁１２の先端部１８の外径寸法Ａが周壁１２の起点となる基端部（屈曲部）１６の外径寸法Ｂよりも大きく末広がり形状に形成されていると共に、凹形状内周側壁部２４の内径寸法Ｃより大きく形成されている。すなわち、
Ａ＞Ｂ  かつ  Ａ＞Ｃ      （１）
の条件を満たすよう形成される。
【００１８】
上記条件（１）を満たす外径寸法Ａ、Ｂ、Ｃの具体的な値は、必要とする圧入荷重、抜け荷重等を考慮して適宜決定される。例えば、Ａ＝５０ｍｍ、Ｂ＝４９．５ｍｍ、Ｃ＝４９．７ｍｍ等とし得る。
【００１９】
図２は本発明におけるプロテクタ１０をシール本体２０の凹形状内周側壁部２４に対して圧入嵌合した状態を示す。このように組み付けられたプロテクタ付き密封装置により、ハウジングの軸孔（図示せず）と該軸孔内に回転方向又は軸方向に移動自在に挿入される移動軸（図示せず）との間の環状隙間をシールする。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「プロテクタ付き密封装置」なる用語は、プロテクタ１０とシール本体２０とが組み付けられた後の状態の密封装置だけでなく、組み付け前の状態にある装置をも意味するものとする。
【００２０】
プロテクタ１０の周壁１２がシール本体２０の凹形状内周側壁部２４に圧入嵌合されるときには、上記条件（１）から、少なくともプロテクタ１０の周壁１２の先端部１８周辺とシール本体２０の内周側壁部２４との嵌合は嵌合代を有するしまりばめとなる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
第２の実施の形態では、上記条件（１）に加えて、プロテクタ１０の屈曲部１６の外径寸法Ｂが、シール本体２０の凹形状内周側壁部２４の内径寸法Ｃより小さく形成されている。すなわち、
Ｂ＜Ｃ    （２）
の条件が成り立つように形成される。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態において、プロテクタ１０の周壁１２がシール本体２０の凹形状内周側壁部２４に対して圧入嵌合された状態を示す。この図では、プロテクタ１０の周壁１２の傾きを誇張して描いてあるが、プロテクタ１０は周壁１２の基端部１６周辺において内周側壁部２４の表面に接触していない様子が分かる。
【００２３】
このような構造により、プロテクタ１０は周壁１２の先端部１８周辺がシール本体２０の凹形状内周側壁部２４にしっかりと圧入固定され、圧入後は抜け方向への力のベクトルが発生しないので、圧入後のスプリングバックが効果的に抑制される。その結果、プロテクタの浮き出しや抜けを確実に防止することができる。
【００２４】
次に、本発明による密封装置と比較例の密封装置とについて、プロテクタの圧入試験を行なった。比較例の密封装置は、図４（ａ）に示されるプロテクタ１０と、図４（ｂ）に示されるシール本体２０とから成り、プロテクタ１０の周壁１２の先端部１８の外径寸法Ａが屈曲部１６の外径寸法Ｂと等しいか、それ以下となるように製作した。すなわち、
Ａ≦Ｂ      （３）
の条件を満たす。作製した本発明によるプロテクタ（発明品）［試料Ｎｏ．１〜４］と比較例のプロテクタ（参考品）［試料Ｎｏ．１〜４］とについて、図５（ａ）に示されるようにプロテクタをシール本体に圧入して１２０時間放置し、プロテクタの傾斜量、スプリングバック量、抜け加重等を測定した。試験結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
なお、参考品の試料Ｎｏ．１の傾斜量、プロテクタスプリングバック量（プロテクタ飛び出し量）は、１０分後に抜けが発生したため、圧入直後のデータである。また、プロテクタ傾斜量は、プロテクタのスプリングバック量を対角４ヶ所測定した最大最小の差を示す。プロテクタスプリングバック量は、対角４ヶ所測定した最大値を示す。図５（ｂ）は比較例のプロテクタが浮き上がった状態を示す説明図である。
【００２７】
表１から、本発明では組み付け後の抜けは発生せず、比較例と比べてプロテクタの傾斜量及びスプリングバック量が小さく、抜け荷重が大きいことが分かる。
【００２８】
以上述べたように、本発明は簡易な形状でありながらプロテクタ圧入後の浮き出しや脱落を防止する機能に優れており、組立式のプロテクタ付き密封装置として良好なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（ａ）は本発明のプロテクタの要部断面図であり、図１（ｂ）はシール本体の要部断面図である。
【図２】本発明のプロテクタとシール本体とが組み付けられた状態にある密封装置の要部断面図である。
【図３】本発明のプロテクタとシール本体とが組み付けられた状態にある密封装置の別の態様の要部断面図である。
【図４】図４（ａ）は比較例としてのプロテクタの要部断面図であり、図４（ｂ）はシール本体の要部断面図である。
【図５】図５（ａ）は比較例のプロテクタとシール本体とが組み付けられた状態にある密封装置の要部断面図であり、図５（ｂ）は比較例のプロテクタが少し浮き出した状態を示す。
【図６】従来の密封装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  プロテクタ
１２  周壁
１４  頂壁
１６  周壁基端部（屈曲部）
１８  周壁先端部（開口部）
２０  シール本体
２２  シールリップ
２４  凹形状内周側壁部
【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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【図６】
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