JPH0694903B2

JPH0694903B2 - カセットパッキン

Info

Publication number: JPH0694903B2
Application number: JP2333484A
Authority: JP
Inventors: ラインホルト・ジー; ロルフ・フォークト; ロルフ・ドラクテンヘンヒト
Original assignee: カール・フロイデンベルク
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: DE3940003A1; JPH03181677A; EP0431263A1; US5096207A; CA2031250C; DE59005191D1; BR9005660A; EP0431263B1; CA2031250A1; DE3940003C2; ES2050321T3; ATE103679T1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カセットパッキンに関し、例えば自動車の車
輪の密封に利用される。

〔従来の技術及び解決すべき課題〕

従来、軸方向に拡張した環状凹部を有する外輪を具備す
るカセットパッキンであって、凹部の口範囲を少なくと
も部分的に半径方向で覆う環状突部を内輪が備えてお
り、前置パッキンが環状突部に加硫してあり、前置パッ
キンの第１、第２シールリップが凹部に接触してシール
面を形成するものがある。かかるカセットパッキンがド
イツ特許明細書第3031870号により知られている。それ
は自動車のホイール密封に利用されるが、期待したほど
の評価を受けなかった。特に、時として外部に水が溢れ
ることのあるような適用事例では密封成果があまり満足
できるものではない。以下、このことを詳述する。

図３は、上記ドイツ特許明細書第3031870号に開示され
るカセットパッキンを示す。同図において、外輪31は、
軸方向に拡張した環状凹部32を有している。この環状凹
部32の口範囲を内輪34の環状突部34aが覆っている。こ
の環状突部34aに加硫により前置パッキン35が設けら
れ、この前置パッキン35は、第１及び第２シールリップ
を有している。第１シールリップ36は、環状凹部32内の
相手面30に接触し、また第２シールリップ37は、相手面
38に接触している。

また、第１シールリップ36と第２シールリップ37を接続
する接続部39は、内輪の環状突部34aに固着されてい
る。

第２シールリップ37の相手面38に接触している部分は、
エッジ状に形成されておらず、曲面状をなしている。従
って、当然接触圧は小さくなり、その結果十分な密封成
果が得られないという問題がある。

また、内外両輪が半径方向に相対移動した場合、一方の
シールリップで生じる密封効果の低下を補償することが
困難となる。例えば、第１シールリップ36が相手面30を
押圧する方向に相対移動した場合、第１シールリップ36
は相手面30より反力を受け弾性変形するが、接続部39が
環状突部34aに固着されているために、この反力を第２
シールリップ37側に伝えることが困難となる。その結
果、第１シールリップ36の相手面30側への相対移動に伴
う第２シールリップ37とその相手面38間の接触圧の低下
を補償することができず、当該シール間で密封効果の低
下を招くことになる。

４つの部材からなるカセットパッキンもあるが、この部
材が互いに独自に作製してあり、それに応じて製造費が
高くなる。更にこれらの個別部品は完結した構造ユニッ
トに組立てるのが比較的困難である。

本発明は、かかるカセットパッキンを、製造支出が低下
し、稲田で使用される自動車のホイール密封分野で使用
しても著しく向上した密封成果が保証されるよう改良す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的が本発明によれば、軸方向に拡張した環状凹部
を有する外輪と、該外輪に加硫され内輪に密封接触する
主パッキンとを有するカセットパッキンであって、凹部
の口範囲を少なくとも部分的に半径方向で覆う環状突部
を内輪が備えており、前置パッキンが環状突部に加硫し
てあり、前置パッキンの第１、第２シールリップが凹部
に接触してシール面を形成するものにおいて、前置パッキンは、概ね軸方向に延在する第１延長部と、
該第１延長部の先端部において概ね半径方向に延在する
接続部と、該接続部の先端部において概ね軸方向に前記
第１延長部の先端面よりも後方に延在する第２延長部と
を具備し、第１延長部の先端部に第１シールリップが、第２延長部
の先端部に第２シールリップがそれぞれ形成され、第１及び第２シールリップが、それぞれ、エッジ状に形
成された密封エッジを具備し、これら密封エッジがそれ
らに付属した相手面に接触することを特徴とするカセッ
トパッキンにより達成される。有利な諸構成は従属請求
項に記載してある。

本発明によりカセットパッキンでは第１、第２シールリ
ップがそれらに付属した相手面に各１つの密封エッジで
接触し、接続部の先端部において概ね軸方向に前記第１
延長部の先端面よりも後方に延在する第２延長部に第２
シールリップが形成してある。外部から侵入する水を考
慮して第１、第２シールリップが互いに直列に配設して
あり、２つのシールリップのそれぞれはそれらに付属し
た相手面に実質的に、線形に構成した、すなわちエッジ
状接触面の範囲でのみ接触する。この接触面の範囲に比
較的大きな比接面圧が生じ、達成される密封成果が当然
向上する。更に本発明によるカセットパッキンでは第２
シールリップと第１シールリップが接続部を介して接続
されており、第２シールリップの密封エッジが外輪に接
触する範囲は第１シールリップの密封エッジとほぼ同じ
半径面上にある。これにより、両密封エッジのそれらに
付属した相手面への弾性押圧は相互支持により殆ど一致
した大きさであり、内輪が外輪を基準に半径方向に相対
変位しても変形力が変化せず、そのためこうした場合で
も密封成果が損なわれることがない。すなわち、内外両
輪が半径方向に相対移動した場合、一方のシールリップ
で生じる密封効果の低下を自ずと補償することができる
ものである。例えば、第１シールリップが相手面を押圧
する方向に相対移動した場合、第１シールリップは相手
面より反力を受け弾性変形するが、接続部が自由に動け
るように構成されているために、この反力を第２シール
リップ側に伝えることができる。その結果、第２シール
リップは、その反力を受けてその相手面に強く押圧され
ることになる。これによって第１シールリップの相手面
側への相対移動に伴う第２シールリップの接触圧の低下
を自ずと補償することができ、従って当該シール間で密
封効果の低下を招くことなく良好な密封効果が維持され
るものである。外輪を基準とした内輪の軸方向相対変位
も凹部の開口角が小さいなら問題なく甘受することがで
きる。

外部に向う方向で第２シールリップより前に間隙を設け
ておくことができ、この間隙は片側が環状突部により、
反対側が外輪により制限してある。これにより、前置パ
ッキンが砂や泥を直接被る虞が低下する。

間隙の範囲で生じる摩耗を減らす意味で間隙の片側をシ
ールリップを構成するゴム層により制限すると有利であ
ることが実証された。これにより再度運転開始するとき
油で汚れた構成要素に付着したかさぶた状のものを剥が
すのが容易となる。

間隙は外部と第２シールリップとの間で少なくとも１箇
所に対向する曲折面により形成される方向変更部、望ま
しくは曲折面が75〜90°の曲折角度を備えることができ
る。これにより、外部の範囲から発生した固形物がカセ
ットパッキンの内部に侵入するのが或る程度予防され
る。

間隙の外部に面する端面と、ゴム層の端面と、縁リング
の端面とが半径方向に面一にあることができる。これに
より間隙は外部に対して有効な泥除け効果が付加的に向
上する。すなわち、内輪は回転軸に固定され回転軸と共
に回転する、それに伴いゴム層も回転するが、ゴム層、
間隙、及び縁リングの各端面が半径方向に面一に構成さ
れているため、ゴム層に付着する泥は、パッキンの外側
に半径方向に飛ばされるものである。

第１シールリップは環状コイルばねにより付属相手面に
押圧しておくことができる。環状コイルばねは金属材料
から構成することができ、この場合ごく長期間にわたっ
て調和のとれた押圧力を保証する。それ故シールリップ
を形成するゴム弾性材料の緩和現象も、達成した密封成
果を損なうことがない。

密封エッジはシールリップの収斂する境界面により形成
しておくことができ、この場合間隙から主パッキン側に
凹部の内面に沿って進む方向に関し、前方に位置する境
界面と相手面とでなす角度Ａが、後方に位置する境界面
と相手面とでなす角度Ｂよりも大きい。そのことから外
部の方向で一定の送り効果が帰結し、このことで水又は
汚れがカセットパッキンの内部に侵入するのが防止され
るだけでなく、更にホイール軸受の内部空間から第１、
第２シールリップ範囲に潤滑剤の供給が促進される。こ
のことは使用期間の向上を達成する上で有利である。

〔実施例〕

発明対象を以下添付図面を基に更に説明する。

第１図に示すカセットパッキンは深絞り鋼板からなる外
輪１及び内輪４からなる。両輪は内輪の縁を曲げた環状
突部（５、５′）により逸失不可能にされている。すな
わち、内輪４に対する外輪１の相対移動は、一方では主
パッキン３の一端が環状突部５に当接することにより、
他方では主パッキン３の他端が環状突部５′に当接する
ことにより阻止され、このように両輪の逸失が防止され
る。

外輪１は軸方向で外部14の方向に開口した環状凹部２を
備えており、該凹部は外側が軸平行に延びた相手面７、
そして内側が相手面６により制限してあり、該相手面は
回転軸に対し20°の鋭角を成している。外輪１の断面は
半径方向内向きに突出した脚部1aが同時に主パッキン用
支持体となっている。主パッキン３は通常のロータリー
シャフトリップシールのシールリップのように構成さ
れ、密封エッジを備えており、該エッジは弾性材料から
なる環状コイルばねにより内輪４断面の軸平行に延びた
脚部4aに押圧される。

内輪４に設けた環状突部５が凹部２の口を半径方向でほ
ぼ覆う。環状突部５が同時に第１シールリップ８用支持
体として働く。該シールリップは環状突部５に直接加硫
して固定された第１延長部27の先端部に形成されてい
る。第１延長部27はゴム弾性材料から概ね軸方向に延在
する。第１シールリップ８は、凹部２を内側で制限する
円錐状相手面６の範囲で、２つの収斂する境界面18、20
により形成した密封エッジ10でもって凹部に接触する。
密封エッジは金属材料からなる環状コイルばね17により
それに付属した相手面６に押圧される。

第１延長部27の凹部２に入り込んだ末端に環状延長部、
すなわち接続部28が一体に成形して設けてあり、さらに
この接続部28の先端部において概ね軸方向に前記第１延
長部27の先端面よりも後方に延在する第２延長部29が一
体形成され、この先端部に第２シールリップ９が形成さ
れている。第２シールリップ９はそれに付属した相手面
７に密封エッジ11で接触し、該エッジは上述の意味で２
つの収斂する境界面24、25により形成してある。

密封エッジ11における境界面25は、相手面７との間に角
度Ｂをなし、また、境界面24は、相手面７との間にこれ
よりも大きな角度Ａをなしている。同様に、密封エッジ
10における境界面20は、相手面６との間に角度Ｂ′をな
し、また、境界面18は、相手面６との間にこれよりも大
きな角度Ａ′をなしている。外部14から侵入する液体
は、密封エッジ11において大きな角度Ａを成した境界面
24に衝突し、また密封エッジ10において大きな角度Ａ′
を成した境界面18に衝突するよう配設してある。これに
より外部14の方向で一定の送り効果が達成され、周囲範
囲からカセットパッキン内部への水の侵入が防止される
だけでなく付加的に密封ホイール軸受の内部から第１、
第２シールリップ８、９の動的密封帯域への潤滑剤の供
給が促進される。符号Ｂ、Ｂ′は収斂面25又は20がそれ
らに付属した相手面７又は６に対し成す比較的小さな角
度である。

第１図に示す実施例では第１、第２シールリップ８、９
を含む前置パッキンより外部方向前に間隙12が設けてあ
り、これは内側では内輪４の環状突部５のゴム被覆13、
そして外側では深絞り鋼板からなる外輪１により制限し
てある。ゴム層13は間隙12の軸方向末端の範囲で延長し
て半径方向外向きに突出したシールリップとしてあり、
これが外輪１にシール係合して密封面を形成している。
この密封面は、外部14より塵埃などの粒子が侵入するの
を阻止し、これにより前置パッキンが外部14に発生した
粒子で負荷されるのが防止される。

第２図に示す実施例は前述のものと基本的に同じであ
る。しかし相違点として第１シールリップ８の密封エッ
ジは環状コイルばねによってでなく、実質的に、組立中
にその直径が半径方向で広がることによりそして第２シ
ールリップ９の弾性変形によって付属相手面に押圧され
る。両者は上述の意味で密封エッジでもって付属相手面
に接触する。更に前置パッキンの前に間隙12′が設けて
あり、これは内側が内輪環状突部５のゴム被覆13によ
り、そして外側が金属製縁リング23により制限してあ
る。縁リング23は外輪１に形状嵌合式に圧入してある。
縁リング23は内向きフランジ部26を備え、この内向きフ
ランジ部26の外面15と、ゴム被覆13の外面16は半径方向
に面一の状態にある。

間隙12′は外部14と前置パッキンとの間に２つの90°方
向変更部、すなわち第１変更部21と、第２変更部22とを
備えている。第１変更部21は、外部14側を基点にして、
軸方向から半径方向に90°方向変更し、また第２変更部
22は、半径方向から軸方向に90°方向変更している。外
部14から侵入する塵埃は、第１変更部21においてゴム被
覆13の壁により侵入が阻まれる。また、第２変更部22に
おいても同様に、縁リング23の壁により侵入が阻まれ
る。このようにして、埃や汚れがカセットパッキン内部
に侵入するのが防止される。

両輪の逸失もやはり前述のものと同様に阻止される。外
輪１の図面左方向の相対移動は主パッキン３の一端が環
状突起５に当接することにより、また図面右方向の相対
移動は縁リング23がゴム層13又は第２シールリップ９の
いずれかに当接することによりそれぞれ阻止される。

〔発明の効果〕

本発明は、以上の通り、シール面（外輪内面）に関し第
１、第２シールリップが互いに直列に配設され、かつこ
れらシールリップの密封エッジはほぼ同じ半径面上にあ
りこれら密封エッジは互いに半径方向に押圧し合うた
め、優れた密封効果を発揮すると共に、この効果は内外
輪の半径方向相対変位に対しても失われることはない。
また、第１、第２シールリップの一体構成により、製作
・組立てが容易となり、コスト低減も果たせる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１シールリップが環状コイルばねによりそれ
に付属した相手面に押圧されるカセットパッキンの半断
面図。第２図は前置パッキンと外部との間に設けた間隙が通過
方向に関し二重に転向している第１図のものと類似の実
施例。第３図は従来のカセットパッキンの斜視図でその一部を
断面で示す。１…外輪、２…凹部、３…主パッキン４…内輪、５…環状突部、6,7…相手面、 8,9…シールリップ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に拡張した環状凹部を有する外輪
と、該外輪に加硫され内輪に密封接触する主パッキンと
を有するカセットパッキンであって、凹部の口範囲を少
なくとも部分的に半径方向で覆う環状突部を内輪が備え
ており、前置パッキンが環状突部に加硫してあり、前置
パッキンの第１、第２シールリップが凹部に接触してシ
ール面を形成するものにおいて、前置パッキンは、概ね軸方向に延在する第１延長部（2
7）と、該第１延長部（27）の先端部において概ね半径
方向に延在する接続部（28）と、該接続部（28）の先端
部において概ね軸方向に前記第１延長部（27）の先端面
よりも後方に延在する第２延長部（29）とを具備し、第１延長部（27）の先端部に第１シールリップ（８）
が、第２延長部（29）の先端部に第２シールリップ
（９）がそれぞれ形成され、第１及び第２シールリップ（８、９）が、それぞれ、エ
ッジ状に形成された密封エッジ（10、11）を具備し、こ
れら密封エッジ（10、11）がそれらに付属した相手面
（６、７）に接触することを特徴とするカセットパッキ
ン。
【請求項２】外部（14）と第２シールリップ（９）の間
に間隙（12）を設け、該間隙（12）を片側では環状突部
（５）により、反対側では外輪（１）により制限したこ
とを特徴とする請求項１記載のカセットパッキン。
【請求項３】間隙（12）の片側をシールリップを構成す
るゴム層（13）により制限したことを特徴とする請求項
２記載のカセットパッキン。
【請求項４】間隙（12）が少なくとも１箇所に対向する
曲折面により形成される方向変更部（21）を備えたこと
を特徴とする請求項２〜３の一記載のカセットパッキ
ン。
【請求項５】前記曲折面は75〜90°の曲折角度を有する
ことを特徴とする請求項４記載のカセットパッキン。
【請求項６】間隙（12）の外部（14）に面する端面（1
9）と、ゴム層（13）の端面（16）と、縁リング（23）
の端面（15）とが半径方向に面一にあることを特徴とす
る請求項１〜５の一記載のカセットパッキン。
【請求項７】第１シールリップ（８）が環状コイルばね
（17）により付属相手面（６）に押圧してあることを特
徴とする請求項１〜６の一記載のカセットパッキン。
【請求項８】密封エッジ（10、11）が第１、第２シール
リップの収斂する境界面により形成してあり、間隙（1
2）から主パッキン（３）側に凹部（２）の内面に沿っ
て進む方向に関し、前方に位置する境界面（24、18）と
相手面（７、６）とでなす角度Ａが、後方に位置する境
界面（25、20）と相手面（７、６）とでなす角度Ｂより
も大きいことを特徴とする請求項１〜７の一記載のカセ
ットパッキン。