特許 7224248 密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-09

(45)【発行日】2023-02-17

(54)【発明の名称】密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3232 20160101AFI20230210BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20230210BHJP

   F16J 15/447 20060101ALI20230210BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3232 201

F16J15/18 C

F16J15/447

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019123998

(22)【出願日】2019-07-02

(65)【公開番号】P2021008944

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-05-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 幸貴

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１００７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－６０１５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－７２２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０７５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１２８５３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／１８

Ｆ１６Ｊ １５／３２０４－１５／３２３６

Ｆ１６Ｊ １５／４４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸と該軸が挿入される孔との間の環状の隙間の密封を図るための密封装置であって、
前記孔に取り付けられるメインシール部と、
前記メインシール部に嵌着されるダストシール部と、
前記軸に取り付けられるスリンガとを備え、
前記メインシール部は、軸線周りに環状の補強環と、該補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線周りに環状の弾性体部とを有しており、
前記弾性体部は、前記スリンガに外周側から接触する前記軸線周りに環状のリップであるメインリップを有しており、
前記スリンガは、外周側に向かって延びる前記軸線周りに環状の部分であるフランジ部を有しており、
前記ダストシール部は、前記メインリップよりも前記軸線方向において一方の側に位置しており、前記ダストシール部は、前記フランジ部に前記軸線方向において他方の側から接触する前記軸線周りに環状のリップであるサイドリップと、前記スリンガに外周側から接触する前記軸線周りに環状の樹脂から形成されたシールリングとを有していることを特徴とする密封装置。

【請求項2】

前記フランジ部の外周側の端縁は、環状の間隙を介して内周側から前記メインシール部に対向しており、前記間隙がラビリンスシールを形成し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】

前記ダストシール部は、前記シールリングを内周側に押す前記軸線周りに環状の部材であるバックアップリングを有していることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。

【請求項4】

前記ダストシール部は、前記軸線周りに環状の部材である取付環を有しており、前記サイドリップは前記取付環に取り付けられており、
前記補強環及び前記取付環は、前記軸線方向において互いに対向する部分を有しており、
前記バックアップリングは、前記補強環及び前記取付環の前記互いに対向する部分の間に設けられており、
前記取付環は、前記軸線に沿って延びる筒状の部分である筒部と、該筒部から内周側に向かって延びる前記補強環に対向する部分である環状の部分である対向部とを有しており、
前記ダストシール部は、前記取付環の前記筒部を介して前記メインシール部に嵌着可能になっており、
前記バックアップリングは、前記取付環の前記筒部に内周側から接触することを特徴とする請求項３記載の密封装置。

【請求項5】

前記スリンガの内周面に弾性部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の密封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸とこの軸が挿入される孔との間の密封を図るための密封装置に関し、特に、泥水や土埃等に曝されることが想定される使用条件において用いられる密封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、トラクタや耕耘機等の農業機械や建築機械において、車軸とこの車軸が挿入されている軸孔との間の環状の空間の密封を図るために従来から密封装置が用いられている。トラクタや耕耘機等の農業機械や建築機械の使用環境から、これらの機械において用いられる密封装置は、泥水や土埃等の異物に曝されることが想定されており、泥水や土埃等の異物がシールリップ側へ進入することを防止する異物の遮断性能が求められている。このため、トラクタや耕耘機等の農業機械や建築機械において用いられる従来の密封装置には、異物に対する遮断性能を向上させることを目的としたものがある。このような従来の密封装置には、弾性体部の有するダストリップの数を増やすことにより、異物の遮断性能の向上を図っているものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２１９１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような従来の密封装置は、弾性体部が複数のダストリップを有するため、異物の遮断性能の向上を図ることができる。しかしながら、より長期間の使用においても異物の遮断性能の維持を図ることができる密封装置が依然として求められている。このように、農業機械や建築機械に用いられる従来の密封装置に対しては、長期間に亘る異物の遮断性能の維持を図ることができる構成が求められている。

【0005】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期間に亘る異物の遮断性能の維持を図ることができる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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸と該軸が挿入される孔との間の環状の隙間の密封を図るための密封装置であって、前記孔に取り付けられるメインシール部と、前記メインシール部に嵌着されるダストシール部と前記軸に取り付けられるスリンガとを備え、前記メインシール部は、軸線周りに環状の補強環と、該補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線周りに環状の弾性体部とを有しており、前記弾性体部は、前記スリンガに外周側から接触する前記軸線周りに環状のリップであるメインリップを有しており、前記スリンガは、外周側に向かって延びる前記軸線周りに環状の部分であるフランジ部を有しており、前記ダストシール部は、前記メインリップよりも前記軸線方向において一方の側に位置しており、前記ダストシール部は、前記フランジ部に前記軸線方向において他方の側から接触する前記軸線周りに環状のリップであるサイドリップと、前記スリンガに外周側から接触する前記軸線周りに環状の樹脂から形成されたシールリングとを有していることを特徴とする。

【0007】

本発明の一態様に係る密封装置において、前記フランジ部の外周側の端縁は、環状の間隙を介して内周側から前記メインシール部に対向しており、前記間隙がラビリンスシールを形成している。

【0008】

本発明の一態様に係る密封装置において、前記ダストシール部は、前記シールリングを内周側に押す前記軸線周りに環状の部材であるバックアップリングを有している。

【0009】

本発明の一態様に係る密封装置において、前記ダストシール部は、前記軸線周りに環状の部材である取付環を有しており、前記サイドリップは前記取付環に取り付けられており、前記補強環及び前記取付環は、前記軸線方向において互いに対向する部分を有しており、前記バックアップリングは、前記補強環及び前記取付環の前記互いに対向する部分の間に設けられており、前記取付環は、前記軸線に沿って延びる筒状の部分である筒部と、該筒部から内周側に向かって延びる前記補強環に対向する部分である環状の部分である対向部とを有しており、前記ダストシール部は、前記取付環の前記筒部を介して前記メインシール部に嵌着可能になっており、前記バックアップリングは、前記取付環の前記筒部に内周側から接触する。

【0010】

本発明の一態様に係る密封装置において、前記スリンガの内周面に弾性部材が取り付けられている。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る密封装置によれば、長期間に亘る異物の遮断性能の維持を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における断面図である。

【図2】図１に示す密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。

【図3】図１に示す密封装置が取付対象に取り付けられた使用状態における密封装置の部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態に係る密封装置について図面を参照しながら説明する。

【0014】

図１は、本発明の実施の形態に係る密封装置１の概略構成を示すための、軸線ｘに沿う断面における断面図であり、図２は、図１に示す密封装置１の部分拡大断面図である。本実施の形態に係る密封装置１は、軸とこの軸が挿入される孔との間の環状の隙間の密封を図るための密封装置であり、特に、泥水や土埃等の異物に曝されることが想定される使用条件において用いられる密封装置である。密封装置１は、例えば、トラクタや耕耘機等の農業機械や建築機械において、車軸と軸孔との間の環状の空間の密封を図るために用いられる。本発明の実施の形態に係る密封装置１が適用される対象は、上記に限られない。

【0015】

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向側を内側（他方の側）とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向側を外側（一方の側）とする。より具体的には、内側とは、密封対象空間の側（密封対象物側）であり潤滑油等の密封対象物が存在する空間の側であり、外側とは内側とは反対の側であり、大気側である。また、軸線ｘに直交する方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側とする。

【0016】

本実施の形態に係る密封装置１は、後述する取付対象の軸孔に取り付けられるメインシール部２と、メインシール部２に嵌着されるダストシール部３と、後述する取付対象としての軸に取り付けられるスリンガ４とを備えている。メインシール部２は、軸線ｘ周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられている弾性体から形成されている軸線ｘ周りに環状の弾性体部２０とを有している。弾性体部２０は、スリンガ４に外周側から接触する軸線ｘ周りに環状のリップであるメインリップ２１を有している。スリンガ４は、外周側（矢印ｃ方向側）に向かって延びる軸線ｘ周りに環状の部分であるフランジ部４１を有している。ダストシール部３は、メインリップ２１よりも軸線ｘ方向において一方の側（矢印ｂ方向側、外側）に位置しており、ダストシール部３は、フランジ部４１に軸線ｘ方向において他方の側（矢印ａ方向側、内側）から接触する軸線ｘ周りに環状のリップであるサイドリップ３１と、スリンガ４に外周側から接触する軸線ｘ周りに環状の樹脂から形成されたシールリング３２とを有している。以下、密封装置１の構造を具体的に説明する。

【0017】

メインシール部２において補強環１０は、図１，２に示すように、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の金属製の部材であり、後述するハウジングの軸孔にメインシール部２が圧入されて嵌合されて取り付けられるように形成されている。補強環１０は、ダストシール部３の後述する取付環３４に軸線ｘ方向において対向する部分である対向部１１を有している。

【0018】

補強環１０は、図１に示すように、例えば、外周側に位置する軸線ｘに沿って延びる筒状の部分である筒部１２と、筒部１２の内側の端部から内周側及び外側に延びる部分である折り返し部１３とを有している。対向部１１は、折り返し部１３の内周側の端部から内周側に延びている。補強環１０の筒部１２は、より具体的には、軸線ｘを中心軸とする円筒状又は略円筒状の部分である。折り返し部１３は、より具体的には、筒部１２の内側の端部から内周側の領域に曲がって延びる曲部１３ａと、曲部１３ａの内周側の端部から軸線ｘに沿って外側に延びる筒部１３ｂとを有している。曲部１３ａは、補強環１０の延び方向を変える部分であり、筒部１２において軸線ｘ方向において内側に向かって延びる補強環１０の延び方向を、軸線ｘ方向において外側に向かうように変える部分である。曲部１３ａは、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘに沿う断面（以下、単に断面ともいう。）の形状が略Ｕ字状となるように形成されている。曲部１３ａの形状は他の形状であってもよい。また、折り返し部１３の筒部１３ｂは、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘを中心軸とする円筒状又は略円筒状の部分である。筒部１３ｂは、断面において、直線状に延びていてもよく、曲がって延びていてもよい。筒部１３ｂの形状は他の形状であってもよい。対向部１１は、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘを中心に径方向に延びる、円環状又は略円環状の板状の部分である。対向部１１は、径方向に対して傾いていてもよい。対向部１１は、断面において、直線状に延びていてもよく、曲がって延びていてもよい。補強環１０において、対向部１１は、筒部１２の内周側の領域に位置するようになっている。

【0019】

また、補強環１０は、図１に示すように、筒部１２の外側の端部から外周側及び外側に延びるラビリンス部１４を有している。ラビリンス部１４は、後述するようにラビリンスシールをスリンガ４のフランジ部４１と共に形成する部分であり、筒部１２の外側の端部から外周側に延びる環状の板状の部分であるフランジ部１４ａと、フランジ部１４ａの外周側の端部から外側に延びる筒状の部分である筒部１４ｂとを有している。フランジ部１４ａは、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘを中心に径方向に延びる、円環状又は略円環状の板状の部分である。フランジ部１４ａは、径方向に対して傾いていてもよい。フランジ部１４ａは、断面において、直線状に延びていてもよく、曲がって延びていてもよい。筒部１４ｂは、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘを中心軸とする円筒状又は略円筒状の部分である。筒部１４ｂは、断面において、直線状に延びていてもよく、曲がって延びていてもよい。補強環１０には、弾性体部２０が取り付けられており、弾性体部２０を補強している。

【0020】

弾性体部２０は、図１，２に示すように、補強環１０の全体又は一部を覆って補強環１０に取り付けられている。弾性体部２０は、上述のようにメインリップ２１を有しており、また、ガスケット部２２を有している。ガスケット部２２は、具体的には、図２に示すように、補強環１０の筒部１２の外周側の表面である外周面１２ａに取り付けられている部分である。ガスケット部２２の外径は、密封装置１（メインシール部２）の取り付け対象である軸孔の内周面の径よりも大きくなっている。このため、密封装置１が軸孔に嵌着された場合、ガスケット部２２は、補強環１０の筒部１２と軸孔との間で径方向に圧縮され、軸孔と補強環１０の筒部１２との間を密封する。これにより、密封装置１と軸孔との間が密封される。ガスケット部２２は、軸線ｘ方向全体に亘って外径が軸孔の内周面の径よりも大きくなっていなくてもよく、一部において外径が軸孔の内周面の径よりも大きくなっていてもよい。例えば、ガスケット部２２の外周側の面に、先端の径が軸孔の内周面の径よりも大きい環状の凸部が形成されていてもよい。

【0021】

メインリップ２１は、図１，２に示すように、補強環１０の折り返し部１３の筒部１３ｂの内周側において、対向部１１から筒状に延びており、内側（先端側）の部分に環状のリップ先端部２３を有している。リップ先端部２３は、後述するスリンガ４の筒部４２に所定の締め代をもって接触するように形成された部分であり、例えば、断面形状が楔状の内周側に凸の部分である。メインリップ２１は、折り返し部１３の筒部１３ｂ及び対向部１１から延びていてもよく、または、折り返し部１３の筒部１３ｂから延びていてもよい。

【0022】

また、メインリップ２１の外周側には、図２に示すように、リップ先端部２３に背向する位置に環状の凹部２４が形成されており、この凹部２４にガータスプリング２５が嵌着されている。ガータスプリング２５は、リップ先端部２３を軸線ｘに向かう方向に押して、リップ先端部２３が軸の変位に伴うスリンガ４の筒部４２の変位に対して追随するようにリップ先端部２３にスリンガ４の筒部４２に対する所定の大きさの緊迫力を与える。リップ先端部２３は、後述するようにスリンガ４の筒部４２の外周面４２ａに接触して、密封装置１（メインリップ部２）とスリンガ４の筒部４２との間の密封を図る。

【0023】

上述のように、弾性体部２０は、メインリップ２１、ガスケット部２２、及び他の補強環１０を覆う部分を有しており、各部分は一体となっており、弾性体部２０は同一の材料から一体に形成されている。

【0024】

上述の補強環１０は、金属材から形成されており、この金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。また、弾性体部２０の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。

【0025】

補強環１０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１０は成形型の中に配置されており、弾性体部２０が架橋接着により補強環１０に接着され、弾性体部２０と補強環１０とが一体的に成形される。

【0026】

ダストシール部３は、上述のように、サイドリップ３１とシールリング３２とを有しており、また、ダストシール部３は、バックアップリング３３と、取付環３４とを有している。バックアップリング３３は、図１に示すように、シールリング３２を内周側に押す軸線ｘ周りに環状の部材である。取付環３４は、図１に示すように、軸線ｘ周りに環状の部材であり、取付環３４にはサイドリップ３１が取り付けられている。取付環３４は、補強環１０の対向部１１に軸線ｘ方向において対向する部分である対向部３５を有しており、バックアップリング３３は、補強環１０の対向部１１と取付環３４の対向部３５の間に設けられている。

【0027】

取付環３４は、具体的には、図１，２に示すように、軸線にｘ沿って延びる筒状の部分である筒部３４ａと、筒部３４ａから内周側に向かって延びる対向部３５とを有している。筒部３４ａは、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘを中心軸とする円筒状又は略円筒状の部分である。筒部３４ａは、断面において、直線状に延びていてもよく、曲がって延びていてもよい。対向部３５は、例えば、図１，２に示すように、軸線ｘを中心に径方向に延びる、円環状の板状の部分である。対向部３５は、径方向に対して傾いていてもよい。対向部３５は、断面において、直線状に延びていてもよく、曲がって延びていてもよい。取付環３４において、対向部３５は、例えば、筒部３４ａの外側の端部から延びており、取付環３４の断面形状は略Ｌ字状となっている。

【0028】

取付環３４は、筒部３４ａにおいてメインリップ部２に嵌着可能になっている。具体的には、筒部３４ａは、補強環１０の筒部１２の部分において、外周側に向かってメインリップ部２に押し付けられるようなっている。図１，２に示すように、補強環１０の筒部１２の内周側に面する内周面１２ｂが弾性体部２０によって覆われており、筒部３４ａは弾性体部２０を介して補強環１０の筒部１２に内周側から押し付けられるようになっている。補強環１０の円筒部１２の内周面１２ｂは弾性体部２０によって覆われておらず、筒部３４ａは弾性体部２０を介さず直接に補強環１０の筒部１２に内周側から押し付けられるようになっていてもよい。また、後述するように、図１，２に示すように、取付環３４の筒部３４ａの外周側に面する外周面３４ｂはサイドリップ３１を形成する弾性体によって覆われており、筒部３４ａはこの弾性体を介して外周側からメインリップ部２に押し付けられるようになっている。また、取付環３４の筒部３４ａの外周面３４ｂはサイドリップ３１を形成する弾性体によって覆われておらず、筒部３４ａは直接に外周側からメインリップ部２に押し付けられるようになっていてもよい。

【0029】

メインシール部２及びダストシール部３は、例えば、取付環３４がメインリップ部２に嵌着された状態において、取付環３４の対向部３５が、軸線ｘ方向において所定の間隔をおいて、補強環１０の対向部１１に外側から対向するようになっている。例えば、メインリップ部２に嵌着された取付環３４は、筒部３４ａの内側の端部において、弾性体部２０又は対向部１１に接触するようになっており、これにより、取付環３４の対向部３５の補強環１０の対向部１１に対する軸線ｘ方向における間隔が決まるようになっている。

【0030】

サイドリップ３１は、弾性体から形成されており、上述のように、取付環３４に取り付けられており、図１に示すように、先端面３１ａがスリンガ４のフランジ部４１の内側に面する面（内側面４１ａ）に所定の締め代を持って接触するようになっている。

【0031】

具体的には、サイドリップ３１は、サイドリップ部３０の一部として形成されており、サイドリップ部３０は、取付環３４に取り付けられている部分である取付部３０ａを有している。取付部３０ａは、取付環３４の筒部３４ａの外周面３４ｂ及び対向部３５の外側に面する面（外側面３５ａ）を覆うように取り付けられている。取付部３０ａは、筒部３４ａの外周面３４ｂを覆っていなくてもよい。

【0032】

また、サイドリップ３１は、根元部３１ｂと、先端部３１ｃとを有している。根元部３１ｂは、取付部３０ａの対向部３５の外側面３５ａを覆う部分から延びる部分であり、例えば、内周側に向かって凸となるように曲がった断面形状を有している。先端部３１ｃは、根元部３１ｂから外側に向かって外周側に傾いて延びており、例えば、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状の形状を有している。先端部３１ｃの外周側の端部に先端面３１ａが形成されている。サイドリップ３１は、根元部３１ｂを有しておらず、先端部３１ｃが取付部３０ａから延びていてもよい。

【0033】

シールリング３２は、上述のように、軸線ｘ周りに環状の部材であり、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面状又は略円筒面状の内周面３２ａと、軸線ｘを中心軸とする円筒面状又は略円筒面状の外周面３２ｂとを有している。内周面３２ａは、シールリング３２の内周側に面する面であり、外周面３２ｂは、シールリング３２の外周側に面する面である。シールリング３２の内周面３２ａは、スリンガ４の筒部４２に接触するようになっている。シールリング３２は、上述のように、樹脂材料から形成されており、シールリング３２の樹脂材料としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等がある。なお、シールリング３２の樹脂材料は、ＰＴＦＥに限られない。

【0034】

バックアップリング３３は、上述のように、軸線ｘ周りに環状の部材であり、図２に示すように、例えば、軸線ｘを中心軸とする円筒面状又は略円筒面状の内周面３３ａを有している。内周面３３ａは、バックアップリング３３の内周側に面する面であり、シールリング３２の外周面３２ｂに接触するように形成されている。バックアップリング３３は、ゴム状弾性材料等の弾性材料から形成された弾性体であり、取付環３４の筒部３４ａとシールリング３２との間に径方向において挟まれて圧縮され、軸線ｘ方向に反発力を発生するように径方向の幅が設定されている。バックアップリング３３の外周側に面する外周面３３ｂは、例えば、外周側に突出する環状の突部が形成されるように形成されている。図示の例では、外周面３３ｂは、２つの突部を形成している。この突部により、バックアップリング３３の外周側が弾性変形し易くなり、上述の反発力を高めることができる。

【0035】

バックアップリング３３は、互いに対向する、補強環１０の対向部１１の外側面１１ａと、取付環３４の対向部３５の内側に面する内側面３５ｂの間に設けられている。バックアップリング３３は、対向部１１の外側面１１ａと対向部３５の内側面３５ｂとに挟まれて設けられるようにしてもよく、対向部１１の外側面１１ａと対向部３５の内側面３５ｂとに夫々隙間を空けて設けられるようにしてもよい。密封装置１において、弾性変形したバックアップリング３３が対向部１１の外側面１１ａと対向部３５の内側面３５ｂとに接触するようになっていると、軸線ｘ方向においてバックアップリング３３は締め付けられるため、上述のバックアップリング３３の径方向の反発力を高めることができる。バックアップリング３３の形状は図示の形状に限られず、他の形状であってもよい。例えば、バックアップリング３３はＸリング、Ｏリング、Ｄリング等であってもよい。

【0036】

サイドリップ部３０つまりサイドリップ３１は、弾性体部２０と同様に同一の弾性材料から一体に形成されており、サイドリップ３１の弾性材料としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。また、取付環３４は、金属材から形成されており、この金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。

【0037】

取付環３４は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、サイドリップ部３０は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、取付環３４は成形型の中に配置されており、サイドリップ部３０が架橋接着により取付環３４に接着され、サイドリップ部３０と取付環３４とが一体的に成形される。

【0038】

スリンガ４は、後述する密封装置１の使用状態において軸に取り付けられる環状の部材であり、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の部材である。スリンガ４は、上述のように、フランジ部４１を有しており、また、筒部４２と、フランジ部４１と筒部４２とを接続する接続部４３とを有している。

【0039】

フランジ部４１は、具体的には、図２に示すように、接続部４３の外側の端部から径方向に延びる、軸線ｘを中心とする円環状又は略円環状の板状の部分である。フランジ部４１の内側に面する面である内側面４１ａは、軸線ｘに直交する平面に平行又は略平行となるように径方向に延びている。フランジ部４１の内側面４１ａにダストシール部３のサイドリップ３１の先端３１ａが接触するようになっている。フランジ部４１は、径方向において傾いていてもよい。

【0040】

また、フランジ部４１の外周側の縁である端縁４１ｂは、環状の間隙ｇを介して内周側からメインシール部２に対向するようになっており、この間隙ｇがラビリンスシールを形成するようになっている。具体的には、フランジ部４１の端縁４１ｂは、補強環１０のラビリンス部１４の筒部１４ｂにおいて、間隙ｇを介して内周側からメインシール部２に対向するようになっている。図２に示すように、ラビリンス部１４の筒部１４ｂが内周側から弾性体部２０に覆われている場合は、フランジ部４１の端縁４１ｂは、この筒部１４ｂを覆う弾性体部２０との間に間隙ｇを形成し、ラビリンスシールを形成する。一方、ラビリンス部１４の筒部１４ｂが弾性体部２０に覆われていない場合は、フランジ部４１の端縁４１ｂは、筒部１４ｂとの間に間隙ｇを形成し、ラビリンスシールを形成する。

【0041】

スリンガ４の筒部４２は、図２に示すように、軸線ｘに沿って延びる筒状の部分であり、軸線ｘを中心軸とする円筒面状又は略円筒面状の外周側に面する外周面４２ａを有している。この外周面４２ａに、メインリップ２１のリップ先端部２３及びシールリング３２の内周面３２ａが、全周に亘って接触するようになっている。

【0042】

スリンガ４の接続部４３は、内側の端部において筒部４２と接続し、外側の端部においてフランジ部４１と接続し、筒部４２とフランジ部４１とを接続している。接続部４３は、例えば、図２に示すように、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する形状となっている。

【0043】

また、スリンガ４の内周側に面する内周面４ａには、弾性部材４４が取り付けられている。弾性部材４４は、ゴム弾性材料等の弾性材料から形成されており、内周面４ａを覆っている。スリンガ４の内周面４ａ及び弾性部材４４は、取付対象の軸がスリンガ４内に挿入された際に、軸とスリンガ４の内周面４ａとの間で弾性部材４４が径方向において圧縮され、弾性部材４が軸の外周面に全周に亘って密着するようになっている。これにより、密封装置１の使用状態において、スリンガ４と軸との間のシール性能を向上させることができる。弾性部材４４は、スリンガ４の内周面４ａの全体に設けられていなくてもよく、少なくとも筒部４２の軸線ｘ方向における一部の範囲で設けられていればよい。また、スリンガ４は内周面４ａに弾性部材４４を有していなくてもよい。この場合、スリンガ４の筒部４２は軸に嵌着可能に形成されている。つまり、筒部４２が軸に締り嵌め可能となるように、筒部４２の内径が軸の外周面の径よりも小さくなっている。スリンガ４は、弾性部材４４又は筒部４２が軸に締り嵌めされることにより固定されるものに限られず、筒部４２において軸に接着されて固定されるものであってもよく、他の公知の固定方法によって軸に固定されるものであってもよい。

【0044】

スリンガ４は、金属材料から作られており、例えば、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）を基材とし、ＳＰＣＣにリン酸塩皮膜処理が施されて防錆処理がなされて作られている。リン酸塩皮膜処理としては、例えばリン酸亜鉛皮膜処理がある。防錆性能の高いスリンガ４により、サイドリップ３１に対する摺動部であるフランジ部４１に錆が発生することを抑制することができ、サイドリップ３１の密封機能や密封性能を長く維持することができる。スリンガ４の基材としては、ステンレス等の耐錆性、防錆性に優れている他の金属が用いられてもよい。また、スリンガ４の基材の防錆処理は、金属メッキ等の他の処理であってもよい。

【0045】

図２に示すように、密封装置１において、シールリング３２は、軸線ｘ方向における位置が決められるようになっていてもよい。具体的には、シールリング３２の内側に面する内側面３２ｃが、補強環１０の対向部１１の外側面１１ａに接触し、シールリング３２の外側に面する外側面３２ｄが、サイドリップ部３０の取付部３０ａ又は取付環３４の対向部３５の内側面３５ｂに接触するようになっている。シールリング３２の内側面３２ｃは、補強環１０の対向部１１の外側面１１ａに空間を空けて軸線ｘ方向において対向していてもよい。また、シールリング３２の外側面３２ｄは、サイドリップ部３０の取付部３０ａ又は取付環３４の対向部３５の内側面３５ｂに空間を空けて軸線ｘ方向において対向していてもよい。シールリング３２を軸線ｘ方向において位置決め可能にするこの構造により、シールリング３２の形状を簡易なものにすることができ、シールリング３２の製造を簡単にすることができる。

【0046】

次いで、上述の構成を有する密封装置１の作用について説明する。図３は、密封装置１が取付対象としてのハウジング５０及びこのハウジング５０に形成された孔である軸孔５１に挿入された軸５２に取り付けられた使用状態における密封装置１の部分拡大断面図である。車軸５２は、例えば、農業機械であるトラクタの車軸であり、ハウジング５０は、この車軸５２を支持する支持機構等を内部に収容しており、ハウジング５０内で支持された車軸５２は、ハウジング５０の軸孔５１を貫通してハウジング５０の外部に出ている。

【0047】

図３に示すように、密封装置１の使用状態において、密封装置１は軸孔５１に圧入されて軸孔５１に嵌着されており、スリンガ４が軸５２に締り嵌めされて軸５２に取り付けられている。具体的には、メインシール部２の補強環１０の筒部１２の部分が軸孔５１内に圧入され、弾性体部２０のガスケット部２２が軸孔５１の内周面５１ａと補強環１０の筒部１２との間で径方向に圧縮され、ガスケット部２２の径方向の反発力により、メインシール部２が軸孔５１に固定されている。この状態において、ガスケット部２２は軸孔５１の内周面５１ａに密着しており、これにより密封装置１と軸孔５１との間の密封が図られている。また、スリンガ４の中空部に軸５２が圧入されて、スリンガ４の内周面４ａに取り付けられた弾性部材４４がスリンガ４の筒部４２と軸５２の外周面５２ａとの間で径方向に圧縮され、弾性部材４４の径方向の反発力により、スリンガ４４が軸５２に固定されている。この状態において、弾性部材４４は軸５２の外周面５２ａに密着しており、これにより密封装置１と軸５２との間の密封が図られている。

【0048】

メインシール部２は、補強環１０のラビリンスシール部１４において、図２に示すように、ガスケット部２２の外周側に出っ張っている。このため、上述のように軸孔５１にメインシール部２が圧入されていくと、ラビリンスシール部１４のフランジ部１４ａがハウジング５０の外側面５０ａに弾性体部２０を介して又は直接接触する。このラビリンスシール部１４のフランジ部１４ａの接触により、ハウジング５０におけるメインシール部２の軸線ｘ方向における位置が決められる。

【0049】

密封装置１が軸５２及び軸孔５１に取り付けられた上述の使用状態において、メインシール部２のメインリップ２１のリップ先端部２３がスリンガ４の筒部４２の外周面４２ａに接触するように、メインシール部２とスリンガ４との間の軸線ｘ方向における相対位置が決められている。加えて、ダストシール部３のサイドリップ３１の先端面３１ａが、スリンガ４のフランジ部４１の内側面４１ａに接触するように、メインシール部２及びダストシール部３とスリンガ４との間の軸線ｘ方向における相対位置が決められている。また、使用状態において、スリンガ４のフランジ部４１の端縁４１ｂとメインシール部２のラビリンスシール部１４の筒部１４ｂの部分との間に、上述の間隙ｇが形成されてラビリンスシールが形成されるように、メインシール部２とスリンガ４との間の軸線ｘ方向における相対位置が決められている。

【0050】

このように、密封装置１の使用状態において、弾性体部２０のガスケット部２２とスリンガ４の弾性部材４４とによって、密封装置１の外周側と内周側とが夫々密封されている。また、メインリップ２１のリップ先端部２３が、スリンガ４の筒部４２の外周面４２ａに、スリンガ４がメインリップ２１に対して摺動可能に接触しており、メインリップ２１とスリンガ４との間の密封が図られている。これにより、ハウジング５０内のグリース等の密封対象物のハウジング５０外への漏洩の防止が図られている。また、外部からハウジング５０内への泥水や土埃等の異物の進入の防止が図られている。

【0051】

また、シールリング３２が、スリンガ４の筒部４２の外周面４２ａに、スリンガ４がシールリング３２に対して摺動可能に接触しており、シールリング３２とスリンガ４との間の密封が図られている。また、サイドリップ３１の先端面３１ａが、スリンガ４のフランジ部４１の内側面４１ａに、スリンガ４がサイドリップ３１に対して摺動可能に接触しており、サイドリップ３１とスリンガ４との間の密封が図られている。これにより、外部からメインリップ２１とスリンガ４とが接触する部分への異物の進入の防止が図られている。また、フランジ部４１の端縁４１ｂとメインリップ部２のラビリンスシール部１４の部分とにおいて形成されるラビリンスシールにより、サイドリップ３１及びシールリング３２側への異物の進入を妨げることができ、外部からメインリップ２１とスリンガ４とが接触する部分への異物の進入の防止をより図ることができる。このため、メインリップ２１が異物を噛み込むことにより、メインリップ２１が損傷することを抑制することができ、メインリップ２１のシール性能を長期に亘って維持可能にすることができる。

【0052】

また、シールリング３２は樹脂材料から形成されており、摺動によるシールリング３２の摩耗を、従来のゴム製リップの摺動による摩耗よりも低減することができる。このため、シールリング３２の異物の進入を防止する異物の遮断性能を従来よりも長く維持することができる。また、シールリング３２は、バックアップリング３３によって内周側に押されており、シールリング３２の異物の遮断性能をより向上させることができる。

【0053】

また、密封装置１において、ダストシール部３は、軸線ｘ方向においてメインリップ２１と並んで設けられており、ダストシール部３をメインシール部２の径方向の幅の範囲内において設けることができる。このため、ダストシール（サイドリップ３１及びシールリング３２）の追加によって、密封装置１の径方向の幅がメインシール部２の径方向の幅よりも大きくなることが防止又は抑制されている。これにより、取付対象における密封装置１の取り付けスペースを、径方向において低減することができる。このため、密封装置の取り付けスペースに径方向における制約があっても、密封装置を取付対象により取り付け可能にすることができる。また、密封装置１を適用する際に、取付対象の形状を変更することなく、または、取付対象の形状を大きく変更することなく、密封装置１を取付対象に適用することができる。

【0054】

上述のように、本発明の実施の形態に係る密封装置１は、長期間に亘る異物の遮断性能の維持を図ることができる。

【0055】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る密封装置１に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

【0056】

本発明の実施の形態に係る密封装置１は、トラクタの車軸及び軸孔に適用されるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではなく、他の農業機械や建築機械、車両、汎用機械、産業機械等、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0057】

１…密封装置、２…メインシール部、３…ダストシール部、４…スリンガ、４ａ…内周面、１０…補強環、１１…対向部、１１ａ…外側面、１２…筒部、１２ａ…外周面、１２ｂ…内周面、１３…折り返し部、１３ａ…曲部、１３ｂ…筒部、１４…ラビリンス部、１４ａ…フランジ部、１４ｂ…筒部、２０…弾性体部、２１…メインリップ、２２…ガスケット部、２３…リップ先端部、２４…凹部、２５…ガータスプリング、３０…サイドリップ部、３０ａ…取付部、３１…サイドリップ、３１ａ…先端面、３１ｂ…根元部、３１ｃ…先端部、３２…シールリング、３２ａ…内周面、３２ｂ…外周面、３２ｃ…内側面、３２ｄ…外側面、３３…バックアップリング、３３ａ…内周面、３３ｂ…外周面、３４…取付環、３４ａ…筒部、３４ｂ…外周面、３５…対向部、３５ａ…外側面、３５ｂ…内側面、４１…フランジ部、４１ａ…内側面、４１ｂ…端縁、４２…筒部、４２ａ…外周面、４３…接続部、４４…弾性部材、５０…ハウジング、５０ａ…外側面、５１…軸孔、５１ａ…内周面、５２…軸、５２…外周面、ｇ…間隙、ｘ…軸線

【図1】

【図2】

【図3】