特開 2015-105688 密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-105688(P2015-105688A)

(43)【公開日】2015年6月8日

(54)【発明の名称】密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/78 20060101AFI20150512BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20150512BHJP

   F16J 15/32 20060101ALI20150512BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/78 Z

   F16C19/06

   F16J15/32 311A

   F16J15/32 311P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-247328(P2013-247328)

(22)【出願日】2013年11月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000104490

【氏名又は名称】キーパー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087468

【弁理士】

【氏名又は名称】村瀬 一美

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆一

【テーマコード（参考）】

3J006

3J016

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J006AD02

3J006AE04

3J006AE20

3J006AE23

3J006AE30

3J006AE41

3J006CA01

3J016AA02

3J016BB03

3J016BB16

3J016CA02

3J016CA06

3J701AA02

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA73

3J701EA49

3J701FA60

(57)【要約】

【課題】スリンガ３の発熱の抑制とシール性の確保をともに高いレベルで両立させる。
【解決手段】軸受けの外輪１と内輪２との間に設けられ、外輪１と内輪２とのいずれか一方に嵌合されたスリンガ３と、もう一方に嵌合され、スリンガ３のスリーブ部３ａに接触する主リップ４及びスリンガ３のフランジ部３ｂに接触するサイドリップ５，６を有するシール部材７とを備える密封装置であって、シール部材７は、スリーブ部３ａに対して間隔をあけて配置された円筒部８と、円筒部８のフランジ部３ｂ側の端部８ａからスリーブ部３ａに向けて延出し且つスリーブ部３ａに対して非接触のダストリップ９とを備えると共に、円筒部８の反対側の端部８ｂには主リップ４が設けられており、円筒部８とダストリップ９と主リップ４は一体に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受けの外輪と内輪との間に設けられ、前記外輪と前記内輪とのいずれか一方に嵌合されたスリンガと、もう一方に嵌合され、前記スリンガのスリーブ部に接触する主リップ及び前記スリンガのフランジ部に接触するサイドリップを有するシール部材とを備える密封装置において、前記シール部材は、前記スリーブ部に対して間隔をあけて配置された円筒部と、前記円筒部の前記フランジ部側の端部から前記スリーブ部に向けて延出し且つ前記スリーブ部に対して非接触のダストリップとを備えると共に、前記円筒部の反対側の端部には前記主リップが設けられており、前記円筒部と前記ダストリップと前記主リップは一体に形成されていることを特徴とする密封装置。

【請求項2】

前記サイドリップとして、前記フランジ部に接触する内側サイドリップと、前記内側サイドリップよりも径方向外側に設けられ、前記フランジ部に対して非接触の外側サイドリップが設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。

【請求項3】

前記スリンガはステンレス鋼製であること特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。

【請求項4】

前記フランジ部のリップ接触面の粗さはＲａ０．３〜Ｒａ２．０μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の密封装置。

【請求項5】

前記フランジ部のリップ接触面の反対側の面には放熱用凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の密封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受けの密封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の軸受けの密封装置を図４に示す。この密封装置は軸受けの外輪１０６と内輪１０７の間に設けられており、シール部材１０５の主リップ１０１は径方向に締代をもってスリンガ１０２のスリーブ部１０２ａに接触すると共に、２つのサイドリップ１０３，１０４は軸方向に締代をもってスリンガ１０２のフランジ部１０２ｂに接触する。したがって、摩擦トルクが大きくスリンガ１０２が発熱してしまう。そのため、各リップ１０１，１０３，１０４が熱劣化しやすく、又、スリンガ１０２が高温になり周辺機器に悪影響を与えることになる。

【0003】

そのため、特許文献１に開示された密封装置では、図５に示すように、主リップ１０１をラビリンスリップにしてスリンガ１０２のスリーブ部１０２ａに対して非接触とし、摺動によるスリンガ１０２の発熱を抑えるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１１８６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、図５の密封装置では、主リップ１０１を非接触のラビリンスリップにしているため、スリンガ１０２の発熱を抑えることは可能であるが、シール性に劣っている。

【0006】

本発明は、スリンガの発熱の抑制とシール性の確保をともに高いレベルで両立させることができる密封装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、軸受けの外輪と内輪との間に設けられ、外輪と内輪とのいずれか一方に嵌合されたスリンガと、もう一方に嵌合され、スリンガのスリーブ部に接触する主リップ及びスリンガのフランジ部に接触するサイドリップを有するシール部材とを備える密封装置において、シール部材は、スリーブ部に対して間隔をあけて配置された円筒部と、円筒部のフランジ部側の端部からスリーブ部に向けて延出し且つスリーブ部に対して非接触のダストリップとを備えると共に、円筒部の反対側の端部には主リップが設けられており、円筒部とダストリップと主リップは一体に形成されているものである。

【0008】

また、請求項２記載の密封装置は、サイドリップとして、フランジ部に接触する内側サイドリップと、内側サイドリップよりも径方向外側に設けられ、フランジ部に対して非接触の外側サイドリップが設けられているものである。

【0009】

また、請求項３記載の密封装置は、スリンガがとしてステンレス鋼製のものを使用している。

【0010】

また、請求項４記載の密封装置は、フランジ部のリップ接触面の粗さをＲａ０．３〜Ｒａ２．０μｍとしている。

【0011】

さらに、請求項５記載の密封装置は、フランジ部のリップ接触面の反対側の面に放熱用凹凸が設けられている。

【発明の効果】

【0012】

請求項１記載の密封装置では、シール部材の主リップとダストリップとの間に円筒部を設けており、この円筒部の内側にグリースを保持しておくことができるので、主リップとスリーブ部との間の接触部分を潤滑するグリースの保持量を増やすことができる。そのため、主リップとスリーブ部との間の接触部分の潤滑状態をより長期間にわたり維持することができ、主リップをスリーブ部に接触させてのシール性確保と潤滑によるスリンガの発熱抑制をともに高レベルで達成し維持することができる。

【0013】

また、請求項２記載の密封装置では、外側サイドリップをスリンガのフランジ部に対して非接触にしているので、２つのサイドリップ１０３，１０４をスリンガ１０２のフランジ部１０２ｂに接触させる図４，図５の密封装置に比べて、摺動によるフランジ部の発熱を抑えることができる。また、フランジ部に接触させる内側サイドリップの他に、フランジ部に対して非接触ではあるが外側サイドリップを設けているので、サイドリップが１つの密封装置に比べてシール性に優れている。

【0014】

また、請求項３記載の密封装置では、スリンガを、熱伝導率が悪いステンレス鋼製にしているので、スリンガとシール部材のリップとの接触により発生した熱がスリンガに留まりやすくなり、この熱がスリンガから周辺機器に伝わり難くなる。そのため、周辺機器に熱による悪影響を及ぼし難くすることができる。

【0015】

また、請求項４記載の密封装置では、フランジ部のリップ接触面の粗さをＲａ０．３〜Ｒａ２．０μｍにしているので、リップの摺動抵抗を低減させることができると共に、リップの摩耗を防止することができる。

【0016】

さらに、請求項５記載の密封装置では、フランジ部のリップ接触面の反対側の面に放熱用凹凸が設けられているので、フランジ部の反対側の面の表面積を大きくすることができ、放熱の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の密封装置の実施形態の一例を示す断面図である。

【図2】スリンガのフランジ部に放熱用凹凸を設けた例を示す断面図である。

【図3】試験装置に密封装置を取り付けた様子を示す概念図である。

【図4】従来の密封装置の断面図である。

【図5】従来の他の密封装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の構成を図面に示す形態に基づいて詳細に説明する。

【0019】

図１に本発明の密封装置の実施形態の一例を示す。密封装置は、軸受けの外輪１と内輪２との間に設けられ、外輪１と内輪２とのいずれか一方に嵌合されたスリンガ３と、もう一方に嵌合され、スリンガ３のスリーブ部３ａに接触する主リップ４及びスリンガ３のフランジ部３ｂに接触するサイドリップ５，６を有するシール部材７とを備えるもので、シール部材７は、スリーブ部３ａに対して間隔をあけて配置された円筒部８と、円筒部８のフランジ部３ｂ側の端部８ａからスリーブ部３ａに向けて延出し且つスリーブ部３ａに対して非接触のダストリップ９とを備えると共に、円筒部８の反対側の端部８ｂには主リップ４が設けられており、円筒部８とダストリップ９と主リップ４は一体に形成されている。

【0020】

本実施形態では、スリンガ３は内輪２に嵌合され、シール部材７は外輪１に嵌合されているが、これに限られず、スリンガ３が外輪１に嵌合され、シール部材７が内輪２に嵌合されていても良い。なお、外輪１と内輪２のうち回転側の部材にスリンガ３を嵌合し、静止側の部材にシール部材７を嵌合することが好ましいが、これに限られない。

【0021】

本実施形態では、スリンガ３としてステンレス鋼製のものを採用している。ただし、ステンレス鋼製のものに限られず、例えば、アルミニウム製、鉄製のもの等でも良い。熱伝導率が悪いステンレス鋼製のスリンガ３を使用することで、シール部材７の各リップ４，５，６との接触により発生した熱がスリンガ３に留まりやすくなり、周辺機器へスリンガ３から発生した熱が伝わり難くなる。そのため、周辺機器に熱による悪影響を及ぼし難くすることができる。

【0022】

本実施形態では、フランジ部３ｂのリップ接触面３ｃの粗さをＲａ０．３〜Ｒａ２．０μｍとしている。リップ接触面３ｃの粗さをＲａ０．３μｍ以上としたのは、Ｒａ０．３μｍ未満の場合、リップ接触面３ｃがなめらかになり過ぎて潤滑剤を保持し難くなり、潤滑不足によりサイドリップ５，６の摺動抵抗の低減が困難になる虞があるからである。また、リップ接触面３ｃの粗さをＲａ２．０μｍ以下としたのは、Ｒａ２．０μｍを上回る場合、リップ接触面３ｃが粗くなり過ぎて、サイドリップ５，６の摺動時に、サイドリップ５，６が過剰摩耗する虞があるからである。以上より、フランジ部３ｂのリップ接触面３ｃの粗さをＲａ０．３〜Ｒａ２．０μｍとし、リップの摺動抵抗の低減とリップの摩耗防止が図られている。

【0023】

シール部材７は、心金１０にシール材１１を加硫して構成されており、シール材１１には、主リップ４，ダストリップ９，円筒部８，サイドリップ５，６が一体成形されている。ダストリップ９は、環状の心金１０の内側端部１０ａ近傍からスリンガ３のスリーブ部３ａに向けて且つフランジ部３ｂ側に斜めに延びている。ダストリップ９はラビリンスリップであり、スリーブ部３ａに対して非接触となっている。

【0024】

円筒部８は、心金１０の内側端部１０ａ近傍からフランジ部３ｂ側とは反対側に延びている。即ち、心金１０の内側端部１０ａ近傍にフランジ部３ｂ側の端部８ａを接続させている。

【0025】

主リップ４は、円筒部８のフランジ部３ｂ側とは反対側の端部８ｂからスリーブ部３ａに向けて且つフランジ部３ｂ側に斜めに延びている。即ち、主リップ４は円筒部８の反対側端部８ｂからフランジ部３ｂ側に向けて斜めに折り返されるように設けられている。

【0026】

円筒部８の内側の空間、即ち主リップ４，円筒部８，ダストリップ９，スリーブ部３ａで囲まれた空間は、主リップ４とのスリーブ部３ａとの接触部分を潤滑するグリース１２を溜めるグリース溜めとなっている。

【0027】

本実施形態では、サイドリップとして、フランジ部３ｂに接触する内側サイドリップ５と、内側サイドリップ５よりも径方向外側に設けられ、フランジ部３ｂに対して非接触の外側サイドリップ６が設けられている。即ち、本実施形態の密封装置も、図４，図５に示す従来の密封装置と同様に２つのサイドリップ５，６を設けているが、本実施形態の密封装置では内側のサイドリップ５のみフランジ部３ｂに接触させ、外側サイドリップ６をフランジ部３ｂに接触させていない。そのため、２つのサイドリップ１０３，１０４をスリンガ１０２のフランジ部１０２ｂに接触させる図４，図５の密封装置に比べ、摺動によるフランジ部３ｂの発熱を抑えることができる。

【0028】

また、本実施形態の密封装置は、フランジ部３ｂに接触させる内側サイドリップ５の他に、フランジ部３ｂに対して非接触ではあるが外側サイドリップ６を設けているので、サイドリップ５，６が１つしかない密封装置に比べてシール性に優れている。

【0029】

本発明の密封装置は、シール部材７の主リップ４とダストリップ９との間に円筒部８を設けており、この円筒部８の内側にグリース１２を保持しておくことができるので、主リップ４とスリーブ部３ａとの間の接触部分を潤滑するグリース１２の保持量を増やすことができる。そのため、主リップ４とスリーブ部３ａとの間の接触部分の潤滑状態をより長期間にわたり維持することができ、主リップ４をスリーブ部３ａに接触させてのシール性確保と潤滑によるスリンガ３の発熱抑制をともに高レベルで達成し維持することができる。

【0030】

また、本実施形態の密封装置は、例えば、大気側（図１の右側）から軸受け内部（同左側）への異物の侵入防止を主な目的として使用される。この密封装置では、主リップ４を円筒部８の反対側端部８ｂからフランジ部３ｂ側に向けて斜めに折り返すように延出させているので、主リップ４のフランジ部３ｂ側の面とは反対側の面をスリーブ部３ａに接触させることができる。そのため、主リップ４の最大接触面圧を大気側に設定し易くなり、グリース１２が主リップ４の接触面から軸受け内部（同左側）へ移動したとしてもシール空間（主リップ４の接触部からサイドリップ５の接触部までの空間）１７側に吸い込むため、グリース１２が枯渇することなくシール空間１７にグリース１２を長期間保持でき、シール性を長期間維持させることができる。

【0031】

また、主リップ４をフランジ部３ｂ側に向けて斜めに折り返すように延出させてその先端をスリーブ部３ａに接触させているので、主リップ４のスリーブ部３ａ接触面の反対側の面でグリース１２を受けることができ、グリース１２の重さが主リップ４をスリーブ部３ａに押し付ける方向に作用することになり、グリース１２の重さを接触面圧の増加に利用することができる。そのため、主リップ４のシール性を更に向上させることができる。

【0032】

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

【0033】

例えば、フランジ部３ｂのリップ接触面３ｃの反対側の面３ｄに放熱用凹凸１３を設けても良い。この例を図２に示す。放熱用凹凸１３を設けることで、フランジ部３ｂの反対側の面の表面積を大きくすることができ、放熱の効率を向上させることができる。なお、放熱用凹凸１３として、フィンを設けても良い。

【0034】

また、上述の説明では、サイドリップとして、２つのサイドリップ５，６を設けていたが、サイドリップの数は２つに限られない。例えば１つでも良い。また、サイドリップ５，６を設けなくても良い。

【0035】

また、上述の説明では、２つのサイドリップのうち、内側のサイドリップ５のみをスリーブ部３ａに接触させるようにしていたが、内側のサイドリップ５に加えて外側サイドリップ６もスリーブ部３ａに接触させても良い。また、サイドリップ５，６の両方をスリーブ部３ａに対して非接触にしても良い。

【0036】

また、上述の密封装置は、大気側から軸受け内部への異物の侵入防止を主な目的として使用されるものであったが、使用目的はこれに限られず、例えば通常のオイルシールと同様に軸受け内部の潤滑剤密封用として使用されるものでも良い。

【実施例1】

【0037】

軸受けを模した試験装置を使用して、本発明の密封装置の効果を確認する試験を行った（図３）。試験装置のハウジング１４（外輪１に相当）と回転軸１５（内輪２に相当）との間に密封装置を装着し、下記の試験条件で、密封装置のスリンガ３の表面温度（ＭＡＸ温度）を測定した。ハウジング１４（固定側）にシール部材７を嵌合し、回転軸１５にスリンガ３を嵌合した。スリンガ３の表面温度の測定には非接触温度計１６を使用した。図４に示す密封装置（従来形状）と図１に示す本発明の密封装置（本形状）についてそれぞれ試験を行い、従来形状から本形状に変更した際のスリンガ３の表面温度（ＭＡＸ温度）の低下率を算出した。なお、図３は本発明の密封装置を取り付けた様子を示している。

【0038】

（試験条件）
回転数：１０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ
雰囲気温度：２５℃（初期）
軸偏心：０ｍｍＴＩＲ狙い
取付偏心：０ｍｍＴＩＲ
圧力：大気圧

【0039】

その結果を表１に示す。なお、発熱効果代とは、従来形状から本形状に変更した際のスリンガ３表面温度（ＭＡＸ温度）の低下率のことである。

【0040】

【表1】

【0041】

上記試験結果より、本形状は従来形状に比べ、スリンガ３表面温度を約２５〜３０％の低減することができることが分かった。したがって、本発明によればスリンガ３の発熱を低減できることを確認できた。また、本形状の試験では軸受け内部（図３のシール部材の右側）へ異物が侵入することはなかった。これにより、シール性を確保し維持できることも確認できた。

【符号の説明】

【0042】

１ 軸受けの外輪
２ 軸受けの内輪
３ スリンガ
３ａ スリンガのスリーブ部
３ｂ スリンガのフランジ部
３ｃ フランジ部のリップ接触面
３ｄ フランジ部のリップ接触面の反対側の面
４ 主リップ
５ 内側サイドリップ
６ 外側サイドリップ
７ シール部材
８ 円筒部
８ａ 円筒部のフランジ部側の端部
８ｂ 円筒部の反対側の端部
９ ダストリップ
１３ 放熱用凹凸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】