JP2001074144A

JP2001074144A - 回転軸シール

Info

Publication number: JP2001074144A
Application number: JP24887899A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hosokawa; 敦細川; Takeshi Baba; 健馬場; Tomoya Inagaki; 朋也稲垣; Toshiro Fujii; 俊郎藤井; Hisaya Yokomachi; 尚也横町
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-03-23
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP4035577B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特に高圧下で使用され、リップ先端部の変形
が少なくて、摩耗が少なく、耐久性に優れ、かつ、面接
触を防止した密封性の安定した回転軸シールを提供す
る。【解決手段】ゴム製シール部材５が、流体収納室33の
圧力増加に伴って、回転軸32の軸心Ｌ方向に弾性変形し
て、リップ先端部13ｂが、回転軸32より離間する方向に
引張られるよう構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸シールに関
し、特にカーエアコン用コンプレッサ等に於ける高圧流
体を密封するのに用いられる回転軸シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転軸シールとしては、
図12に示すようなものが知られている。即ち、この回転
軸シールは、コンプレッサのケース等のハウジング31
と、回転軸32の間に介装され、流体収納室内の液体や気
体を密封する。

【０００３】その構造は、アウターケース34にゴム製シ
ール部材35が接着され、さらに、螺旋溝付きの第１シー
ルエレメント36・第２シールエレメント37を、第１イン
ナーケース38・ワッシャ39・第２インナーケース40等を
介して、アウターケース34内に（かしめにて）一体化さ
れている。

【０００４】ゴム製シール部材35は、流体収納室33側へ
突設されたリップ部42を備え、リップ部42は、その付け
根の流体収納室33側に周方向の窪部44を有すると共に、
流体収納室33側へしだいに縮径するリップ先端部41を有
しており、帯状面接触状に回転軸32にこのリップ先端部
41の先端が接触して密封作用をなす。即ち、静止時は流
体収納室33の圧力、及びリップ先端部41自身のゴム弾性
力によって、流体が完全に密封される。

【０００５】そして、回転軸32の回転時には、リップ先
端部41と回転軸32の摺接部から僅かな漏れを発生する
が、第１・第２シールエレメント36，37の螺旋溝（スク
リュ溝）のハイドロダイナミック効果により上記漏れを
（図12の左方向へ）押しもどし、回転軸シール全体とし
ては密封を行いえる構造である。

【０００６】具体的に述べると、図13（イ）に示すよう
に、回転軸32に装着されたゴム製シール部材35に於て、
リップ先端部41の（回転軸32との）接触部43には、ゴム
の弾性による緊迫力Ｆ₁₁が、回転軸32の外周面に対して
働く。そして、図13（ロ）に示すように、流体収納室33
の加圧状態で（流体の圧力Ｐにより）加圧されたゴム製
シール部材35に於て、接触部43には、（加圧による）自
封力Ｆ₁₂と、（常時作用する）緊迫力Ｆ₁₁が働き、結
果、接触部43には、回転軸32の外周面に対して、全体力
Ｆ₁₃（＝Ｆ₁₁＋Ｆ₁₂）が働く。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のシールに
於て、流体収納室33の圧力が高い場合、（図13（ロ）中
に矢印Ｐ方向に高圧力が作用して）リップ先端部41が大
きく変形し、回転軸32と面接触状態となり、密封性（シ
ール性）が不安定となり、かつ、第１シールエレメント
36の密封性（シール性）にも影響し、さらに、リップ先
端部41の回転軸32との接触部位が早期に大きく摩耗し
て、流体漏れが発生するという問題がある。

【０００８】さらに、リップ部42の付け根に窪部44を有
しているため、圧力の受圧面積が大きくなると共に（他
の部分に比べ）ゴム量が少ない。従って、リップ部42の
付け根が高圧により大きく変形し、リップ部42表面から
アウターケース34まで連続的に応力が発生するため、リ
ップ部42の付け根に亀裂が生じたり、ゴム製シール部材
35のアウターケース34からの剥離が生じたりし、さら
に、リップ先端部41の回転軸32との接触部位が一層大き
くなり、シール寿命を低下させるという問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、特に（ＣＯ₂ 等の高圧
冷媒を使用する）高圧下で使用され、リップ先端部の変
形が少なくて、早期摩耗を防止して、耐久性に優れ、か
つ、面接触を防止した密封性の安定した回転軸シールを
提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングと
回転軸の間に介装され、該回転軸に摺接するシールエレ
メントと、該シールエレメントより流体収納室側に配設
されて上記回転軸に摺接するリップ先端部を有するゴム
製シール部材とを、備えた回転軸シールに於て、該ゴム
製シール部材が、上記流体収納室の圧力増加に伴って、
回転軸の軸心方向に弾性変形して、上記リップ先端部
が、回転軸より離間する方向に引張られるよう構成した
ものである。

【００１１】また、ハウジングと回転軸の間に介装さ
れ、該回転軸に摺接するシールエレメントと、該シール
エレメントより流体収納室側に配設されて上記回転軸に
摺接するリップ先端部を有するゴム製シール部材とを、
備えた回転軸シールに於て、該ゴム製シール部材の背面
を保持するよう付設された受持部材と、該ゴム製シール
部材と、の間に隙間部を設け、上記流体収納室の圧力増
加に伴って、該ゴム製シール部材が該隙間部に侵入する
よう弾性変形して、上記リップ先端部が、回転軸より離
間する方向に引張られるよう構成したものである。

【００１２】また、リップ先端部を有するリップ部の付
け根の流体収納室側に、アール部を設け、該流体収納室
の圧力増加による上記リップ部の付け根の弾性変形を、
緩和するよう構成したものである。

【００１３】また、リップ先端部は回転軸の軸心に対し
て所定の傾斜角度を有し、かつ、該回転軸の軸心に対し
て所定の傾斜角度を成す勾配受け面を有するサポート金
具を付設して、流体収納室側へしだいに縮径する上記リ
ップ先端部の背面を保持するように構成したものであ
る。

【００１４】また、所定の傾斜角度を10°〜45°とした
ものである。また、サポート金具の勾配受け面の先端角
部にアール状面取り部を形成したものである。また、ゴ
ム製リップ先端部のＪＩＳ硬度を、87〜96に設定したも
のである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き本発明を詳説する。

【００１６】図１は本発明に係る回転軸シールを示し、
例えば、流体収納室33側に高圧の冷媒（ＣＯ₂ 等）が作
用するカーエアコンコンプレッサ等に使用される。

【００１７】即ち、この回転軸シールは、コンプレッサ
のケース等のハウジング31と、回転軸32（の外周面）と
の間に介装され、高圧の冷媒等の流体を密封するのに用
いられる。

【００１８】具体的構成は、図１に示すように、内鍔部
２，３を有する金属製アウターケース１と、このアウタ
ーケース１の円筒部４の外周面と内鍔部２の両面に接着
・溶着・焼付等によって固着一体化されたゴム製シール
部材５と、螺旋溝６…付きの第１シールエレメント７・
第２シールエレメント８と、第１インナーケース９と、
ワッシャ10と、第２インナーケース11と、サポート金具
12と、から成る。

【００１９】ゴム製シール部材５は、ハウジング31の内
周面に弾発的に接して密封作用を成すため（自由状態で
は）凹凸波状に外周面が形成された円筒部被覆部５ａ
と、一方の内鍔部２の内外両面を被覆する断面Ｕ字形の
内鍔外被部５ｂと、この断面Ｕ字形の内鍔外被部５ｂの
内周側から流体収納室33側へ突設されたリップ部13と、
から構成されている。

【００２０】このリップ部13は、さらに、短円筒部13ａ
と、流体収納室33側へしだいに縮径するリップ先端部13
ｂとから成り、リップ部13は略同一の肉厚で、（図１の
ように）断面“へ”の字状に折曲がった形状である。こ
のリップ先端部13ｂの先端角部14は、（流体収納室33
の）未加圧状態では回転軸32（の外周面）に線接触状態
で接して密封作用をなす。

【００２１】ところで、このゴム製シール部材５と、ゴ
ム製シール部材５の背面を保持するよう付設された受持
部材21と、の間に隙間部Ｓを設けている。具体的に述べ
ると、このゴム製シール部材５の内鍔外被部５ｂの反流
体収納室側部乃至内径部、及び、短円筒部13ａと、リッ
プ先端部13ｂと、に隙間部Ｓを有すると共に一部密着し
て支持するように、サポート金具12が、第１シールエレ
メント７とこのゴム製シール部材５との間に、介装され
ている。なお、この場合、受持部材21は、サポート金具
12と第１シールエレメント７とから成る。

【００２２】図２と図１に示すように、回転軸32の軸心
Ｌに対して、リップ先端部13ｂは10°〜45°の傾斜角度
を有するので、これに対応させてサポート金具12は、上
記軸心Ｌに対して、10°〜45°の傾斜角度θを成すよう
に勾配受け面Ａを先端に有する。

【００２３】具体的には、サポート金具12は、軸心Ｌに
直交する平板部15と、軸心Ｌを中心とする短円筒状の円
筒部16と、から成り、断面略Ｌ字形であるが、その円筒
部16の（流体収納室33側の）先端部16ａを、先端へしだ
いに縮径するように折曲部17にて前記傾斜角度θをもっ
て折曲げて、該先端部16ａの外周面を前記勾配受け面Ａ
としている。

【００２４】折曲部17は、シール部材５の短円筒部13ａ
とリップ先端部13ｂの折曲内隅部よりも先端側で、密着
する。即ち、サポート金具12の円筒部16は、リップ部13
の短円筒部13ａと、リップ先端部13ｂの一部と、隙間部
Ｓを有して密着（支持）しておらず、サポート金具12の
先端部16ａ（の勾配受け面Ａ）が、リップ先端部13ｂと
密着（支持）している。

【００２５】そして、図２（ロ）に示すように、サポー
ト金具12の勾配受け面Ａの先端角部にアール状面取り部
20を形成するのが、良い。即ち、流体収納室33（図１参
照）の加圧（運転）状態に於て、流体の高い圧力が作用
したとき、サポート金具12の先端角部がリップ部13のリ
ップ先端部13ｂに食い込んでリップ先端部13ｂに亀裂が
入るのを、有効に防止できる。

【００２６】なお、図１に示したように、ゴム製シール
部材５が予め接着等で一体化されたアウターケース１で
あって、他方の内鍔部３を形成しないストレート状態
（円筒状態）で、サポート金具12、第１シールエレメン
ト７、第１インナーケース９、ワッシャ10、第２シール
エレメント８、第２インナーケース11を順次嵌込み、そ
の後、かしめ加工にて内鍔部３を形成して、全体を一体
化する。

【００２７】サポート金具12、第１・第２インナーケー
ス９，11、ワッシャ10、及び、アウターケース１の材質
は鋼等の金属とし、かつ、第１・第２シールエレメント
７，８はＰＴＦＥ等のふっ素系樹脂とし、さらに、シー
ル部材５は耐冷媒性を考慮してＨＮＢＲを用いるが、特
に好ましいのは、受圧時の変形を防止するため（配合に
よって）ＪＩＳ硬度を87〜96に設定したものが良い。Ｊ
ＩＳ硬度が87未満であると変形が多くなり、逆に96を越
すと弾性がやや不足する。

【００２８】そして、ゴム製シール部材５は、流体収納
室33の圧力増加に伴って、主として短円筒部13ａが縮径
する方向に弾性変形して、隙間部Ｓに侵入するよう弾性
変形する。本発明では、このような弾性変形を巧妙に利
用して、リップ先端部13ｂが、回転軸32より離間する方
向に引張られるよう構成している。

【００２９】具体的に述べると、先ず、図４（イ）に示
すように、回転軸32への非装着状態（自由状態）のゴム
製シール部材５に於て、ゴム製シール部材５（リップ部
13）とサポート金具12との間には隙間部Ｓが設けられ、
サポート金具12の勾配受け面Ａにて、リップ先端部13ｂ
の背面を保持している。

【００３０】そして、図４（ロ）に示すように、流体収
納室33側より、（高圧流体等の）圧力Ｐが、ゴム製シー
ル部材５（リップ部13）に作用すると、リップ部13の短
円筒部13ａが、隙間部Ｓに侵入するよう弾性変形する。
即ち、リップ部13には、回転軸32の軸心Ｌ方向（図１参
照）に弾性変形する移動力Ｆ_xと、軸心Ｌと垂直方向に
弾性変形する押圧力Ｆ_yと、が作用する。

【００３１】このとき、移動力Ｆ_xにより、リップ部13
のリップ先端部13ｂが、回転軸32から離間する方向に、
勾配受け面Ａ上に沿って引張られる。即ち、リップ先端
部13ｂの先端角部14には、回転軸32から離間する方向に
引張力Ｆ₁ が働く。

【００３２】そして、このゴム製シール部材５を回転軸
32へ装着すると、図５（イ）に示すように、流体収納室
33の未加圧時、リップ部13が勾配受け面Ａから離間し、
隙間部Ｓが拡大し、ゴム製シール部材５（リップ部13）
が弾発付勢した状態で、回転軸32（の外周面）に線接触
する。即ち、リップ先端部13ｂの（回転軸32との）接触
部22（先端角部14）には、回転軸32に対して、ゴムの弾
性による緊迫力Ｆ₃ が作用する。

【００３３】そして、図５（ロ）に示すように、流体収
納室33の加圧（運転）状態に於て、高圧流体の圧力Ｐに
より、リップ先端部13ｂの接触部22（先端角部14）に
は、回転軸32に対して、（加圧による）自封力Ｆ₄ が作
用すると共に、（上述の）緊迫力Ｆ₃ と、（上述の）引
張力Ｆ₁ とが作用する。即ち、リップ先端部13ｂの接触
部22（先端角部14）には、回転軸32に対して、全体力Ｆ
₅ （＝Ｆ₃ ＋Ｆ₄ −Ｆ₁）が働く。

【００３４】従って、従来例（図12）に示す（回転軸32
への非装着状態では隙間部Ｓが存在しない）場合に比
べ、回転軸32に作用する力が（引張力Ｆ₁ 分）小さくな
り、リップ先端部13ｂ（の接触部22）の接触面圧が低下
して、摩耗が低減される。

【００３５】さらに、リップ先端部13ｂを有するリップ
部13の付け根の流体収納室33側に、アール部18を設け、
流体収納室33の圧力増加によるリップ部13の付け根の弾
性変形を、緩和するよう構成している。即ち、アール部
18を設けたことで、従来（図13）に比べ、窪部（44）が
なく、アール形状を有し、流体収納室33側の圧力の受圧
面積が減少し、さらに、リップ部13の付け根のゴム量が
増加している。

【００３６】従って、流体収納室33の圧力が増加した使
用状態に於て、（加圧の）応力が分散されて、リップ部
13の付け根の弾性変形が緩和され、リップ部13の付け根
の亀裂や、ゴム製シール部材５（内鍔外被部５ｂ）のア
ウターケース１（内鍔部２）からの剥離を生じ難くし、
さらに、リップ先端部13ｂ（の接触部22）の接触面圧を
一層低下して、摩耗が低減される。

【００３７】また、リップ先端部13ｂに圧力Ｐが作用し
た際、裏面側（内径側）から、サポート金具12の勾配受
け面Ａによって受持（サポート）され、変形防止が図ら
れ、高圧力下でのリップ先端部13ｂの密封（シール）性
能を良好に維持できる。

【００３８】上述のように、図２では、軸心Ｌに対し
て、10°≦θ≦45°なる式を満たす傾斜角度θの勾配受
け面Ａを、サポート金具12に形成して、リップ先端部13
ｂの傾斜角度と略一致して、これを裏面（背面）側から
確実に保持（サポート）して、受圧（符号Ｐ参照）時の
変形を防止できる。リップ先端部13ｂの傾斜角度を10°
〜45°に維持することによって、優れたシール性（密封
性）を発揮できる。

【００３９】ところで、図３に示した別の実施の形態の
ように、従来のオイルシールに於て提案されている実公
平２−４７３１１号公報記載のバックアップリング45
を、ゴム製シール部材５のリップ部13の保持に適用して
もよい。即ち、このバックアップリング45ではその先端
45ａが直角90°に曲がりかつ極めて短い寸法である。

【００４０】次に、図６と図７は、本発明の他の実施の
形態を示す。図１，図２と比較すれば明らかな如く、次
の構成が相違している。

【００４１】即ち、図１の第１シールエレメント７を省
略し、その分、十分な肉厚寸法Ｔのサポート金具12とす
ると共に、このサポート金具12は（図１の折曲部17等を
省略して）先端面をシール部材５のリップ先端部13ｂの
裏面（背面）側に密着受持する形状として、勾配受け面
Ａを形成したものである。

【００４２】この勾配受け面Ａが、回転軸の軸心Ｌをな
す傾斜角度θは前実施の形態と同様の数値範囲に設定さ
れる。それ以外も、同一符号は同様の構成であるので、
説明を省略する。なお、この場合、受持部材21は、サポ
ート金具12から成る。

【００４３】次に、図８に、本発明の別の実施の形態を
示す。図８（イ）は、図１と比較すれば明らかな如く、
次の構成が相違してくる。

【００４４】即ち、アウターケース１の内鍔部２の端面
２ａを、リップ部13の短円筒部13ａの外周面23よりも、
外径側（径方向の外側）に位置させ、ゴム製シール部材
５（リップ部13と内鍔外被部５ｂ）が、回転軸32の軸心
Ｌ方向（図１参照）に変形しやすいよう形成されてい
る。このように、ゴム製シール部材５が、流体収納室33
の圧力増加に伴って、回転軸32の軸心Ｌ方向に弾性変形
して、リップ先端部13ｂが、回転軸32より離間する方向
に引張られるよう構成されている。

【００４５】そして、図８（ロ）は、図１と比較すれば
明らかな如く、次の構成が相違してくる。即ち、流体収
納室33の未加圧状態に於て、ゴム製シール部材５の内鍔
外被部５ｂと、サポート金具12の平板部15と、の間に、
隙間部Ｓを設け、ゴム製シール部材５（リップ部13と内
鍔外被部５ｂ）が、回転軸32の軸心Ｌ方向（図１参照）
に変形しやすいよう形成されている。このように、ゴム
製シール部材５の背面を保持するよう付設された受持部
材21（サポート金具12・第１シールエレメント７）と、
ゴム製シール部材５と、の間に隙間部Ｓを設け、流体収
納室33の圧力増加に伴って、ゴム製シール部材５が隙間
部Ｓに侵入するよう弾性変形して、リップ先端部13ｂ
が、回転軸32より離間する方向に引張られるよう構成さ
れている。また、内鍔外被部５ｂと平板部15の間に、複
数個の突起部24…を設け、内鍔外被部５ｂと平板部15の
間の隙間部Ｓを確保できるようにしてもよい。

【００４６】さらに、図８（ハ）は、図１と比較すれば
明らかな如く、次の構成が相違してくる。即ち、流体収
納室33の未加圧状態に於て、（ゴム製シール部材５の）
内鍔外被部５ｂとリップ部13（短円筒部13ａ）の連設結
合部25に対向する（サポート金具12の）平板部15と円筒
部16の連設結合部26を、反流体収納室33側へ折り曲げ
て、（ゴム製シール部材５の）連設結合部25と（サポー
ト金具12の）連設結合部26との間に、隙間部Ｓを設け、
ゴム製シール部材５（リップ部13）が、回転軸32の軸心
Ｌ方向（図１参照）に変形しやすいよう形成されてい
る。このように、ゴム製シール部材５の背面を保持する
よう付設された受持部材21（サポート金具12・第１シー
ルエレメント７）と、ゴム製シール部材５と、の間に隙
間部Ｓを設け、流体収納室33の圧力増加に伴って、ゴム
製シール部材５が隙間部Ｓに侵入するよう弾性変形し
て、リップ先端部13ｂが、回転軸32より離間する方向に
力を加えられるよう構成されている。

【００４７】また、図８（ニ）は、図１と比較すれば明
らかな如く、次の構成が相違してくる。即ち、流体収納
室33の未加圧状態に於て、ゴム製シール部材５の短円筒
部13ａと、サポート金具12の円筒部16と、が接触しない
ように、短円筒部13ａ（内鍔外被部５ｂとリップ部13の
連設結合部25）を、円筒部16から離間させて隙間部Ｓを
設け、ゴム製シール部材５（リップ部13）が、回転軸32
の軸心Ｌ方向（図１参照）に変形しやすいよう形成され
ている。このように、ゴム製シール部材５の背面を保持
するよう付設された受持部材21（サポート金具12・第１
シールエレメント７）と、ゴム製シール部材５と、の間
に隙間部Ｓを設け、流体収納室33の圧力増加に伴って、
ゴム製シール部材５が隙間部Ｓに侵入するよう弾性変形
して、リップ先端部13ｂを、回転軸32より離間する方向
に引張る力が働くよう構成されている。

【００４８】なお、（図８（イ）〜（ハ）に示すよう
に）流体収納室33の未加圧状態に於て、ゴム製シール部
材５の短円筒部13ａと、サポート金具12の円筒部16と、
が接触している場合、円筒部16、又は、その接触部（内
鍔外被部５ｂとリップ部13の連設結合部25）に、低摩擦
樹脂被膜等をコーティングして、摩擦力を低減させ、ゴ
ム製シール部材５（リップ部13と内鍔外被部５ｂ）が、
回転軸32の軸心Ｌ方向（図１参照）に変形しやすいよう
形成してもよい。

【００４９】なお、図８（イ）〜（ニ）に示す、各々の
（独自の）構成を、様々に組合せて、ゴム製シール部材
５（リップ部13と内鍔外被部５ｂ）が、流体収納室33の
圧力増加に伴って、回転軸32の軸心Ｌ方向（図１参照）
に変形しやすいよう形成してもよい。

【００５０】次に、図９と図10に、本発明のさらに他の
実施の形態を示す。図４と図５と比較すれば明らかな如
く、次の構成が相違してくる。

【００５１】即ち、図４（イ）に示すリップ部13とサポ
ート金具12（円筒部16）との間の隙間部Ｓがなく、（ゴ
ム製シール部材５の）内鍔外被部５ｂとリップ部13（短
円筒部13ａ）の連設結合部25と、サポート金具12と、の
間に隙間部Ｓを設けている。

【００５２】具体的に述べると、図９（イ）に示すよう
に、回転軸32への非装着状態（自由状態）のゴム製シー
ル部材５に於て、内鍔外被部５ｂとリップ部13の連設結
合部25と、（サポート金具12の）平板部15と円筒部16の
連設結合部26と、の間には隙間部Ｓが設けられ、リップ
部13の短円筒部13ａとリップ先端部13ｂは、サポート金
具12の円筒部16と勾配受け面Ａにて、密着支持されてい
る。

【００５３】そして、図９（ロ）に示すように、流体収
納室33側より、（高圧流体等の）圧力Ｐが、ゴム製シー
ル部材５（リップ部13）に作用すると、リップ部13が、
隙間部Ｓに侵入するよう（連設結合部25が連設結合部26
に接触するよう）弾性変形する。即ち、リップ部13に
は、回転軸32の軸心Ｌ方向（図１参照）に弾性変形する
移動力Ｆ_xが作用する。

【００５４】このとき、移動力Ｆ_xにより、リップ部13
のリップ先端部13ｂが、回転軸32から離間する方向に、
勾配受け面Ａ上に沿って引張られる。即ち、リップ先端
部13ｂの先端角部14には、回転軸32から離間する方向に
引張力Ｆ₁ が働く。

【００５５】そして、このゴム製シール部材５を回転軸
32へ装着すると、図10（イ）に示すように、流体収納室
33の未加圧時、リップ部13が勾配受け面Ａから離間し、
隙間部Ｓが拡大し、ゴム製シール部材５（リップ部13）
が弾発付勢した状態で、回転軸32（の外周面）に線接触
する。即ち、リップ先端部13ｂの（回転軸32との）接触
部22（先端角部14）には、回転軸32に対して、ゴムの弾
性による緊迫力Ｆ₃ が作用する。

【００５６】そして、図10（ロ）に示すように、流体収
納室33の加圧（運転）状態に於て、高圧流体の圧力Ｐに
より、リップ先端部13ｂの接触部22（先端角部14）に
は、回転軸32に対して、（加圧による）自封力Ｆ₄ が作
用すると共に、（上述の）緊迫力Ｆ₃ と、（上述の）引
張力Ｆ₁ とが作用する。即ち、リップ先端部13ｂの接触
部22（先端角部14）には、回転軸32に対して、全体力Ｆ
₅ （＝Ｆ₃ ＋Ｆ₄ −Ｆ₁）が働く。

【００５７】従って、従来例（図12）に示す（回転軸32
への非装着状態では隙間部Ｓが存在しない）場合に比
べ、回転軸32に作用する力が（引張力Ｆ₁ 分）小さくな
り、リップ先端部13ｂ（の接触部22）の摩耗が低減され
る。また、図４と図５に示す場合に比べ、回転軸32への
非装着状態では、ゴム製シール部材５の短円筒部13ａ
が、サポート金具12の円筒部16に、密着支持されている
ため、非常に安定性のあるものとなる。

【００５８】次に、図11に、本発明のさらに別の実施の
形態を示す。即ち、図９と図10に示すような、リップ部
13の短円筒部13ａとリップ先端部13ｂが、サポート金具
12の円筒部16と勾配受け面Ａにて、密着支持されると共
に、図８（ロ）〜（ニ）に示すような各々の（独自の）
構成を組合せている。

【００５９】具体的に述べると、図11（イ）に示すよう
に、流体収納室33の未加圧状態に於て、ゴム製シール部
材５の内鍔外被部５ｂと、サポート金具12の平板部15
と、の間に、隙間部Ｓを設け、ゴム製シール部材５（リ
ップ部13と内鍔外被部５ｂ）が、回転軸32の軸心Ｌ方向
（図１参照）に変形しやすいよう形成されている。この
ように、ゴム製シール部材５が、流体収納室33の圧力増
加に伴って、回転軸32の軸心Ｌ方向に弾性変形して、リ
ップ先端部13ｂが、回転軸32より離間する方向に引張ら
れるよう構成されている。なお、内鍔外被部５ｂと平板
部15の間に、複数個の突起部24…を設け、内鍔外被部５
ｂと平板部15の間の隙間部Ｓを確保できるようにしても
よい。

【００６０】また、図11（ロ）に示すように、流体収納
室33の未加圧状態に於て、（ゴム製シール部材５の）内
鍔外被部５ｂとリップ部13（短円筒部13ａ）の連設結合
部25に対向する（サポート金具12の）平板部15と円筒部
16の連設結合部26を、反流体収納室33側へ折り曲げて、
（ゴム製シール部材５の）連設結合部25と（サポート金
具12の）連設結合部26との間に、隙間部Ｓを設け、ゴム
製シール部材５（リップ部13）が、回転軸32の軸心Ｌ方
向（図１参照）に変形しやすいよう形成されている。

【００６１】なお、（図11（イ)(ロ）に示すように）ゴ
ム製シール部材５の短円筒部13ａと、サポート金具12の
円筒部16と、の接触面に、低摩擦樹脂被膜等をコーティ
ングして、摩擦力を低減させ、ゴム製シール部材５（リ
ップ部13と内鍔外被部５ｂ）が、回転軸32の軸心Ｌ方向
（図１参照）に変形しやすいよう形成してもよい。

【００６２】もちろん、図11（イ)(ロ）に示す、各々の
（独自の）構成を、様々に組合せて、ゴム製シール部材
５（リップ部13と内鍔外被部５ｂ）が、流体収納室33の
圧力増加に伴って、回転軸32の軸心Ｌ方向（図１参照）
に変形しやすいよう形成してもよい。

【００６３】なお、図示省略するが、リップ先端部13ｂ
の先端角部14が、未加圧状態で、回転軸32に締め代なし
の線接触乃至微小に離間し、かつ、流体収納室33の加圧
状態で、上記先端角部14が、回転軸32に接触するよう形
成してもよく、回転軸32に装着した際、リップ先端部13
ｂの接触部22（先端角部14）には、（図５参照の）緊迫
力（Ｆ₃ ）は作用しない。従って、従来例（図12）と比
べると、締め代がないことと、隙間部Ｓを有すること
と、の相乗効果により、リップ先端部13ｂが回転軸32表
面に接触する面圧が低下して、摩耗が一層低減される。

【００６４】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、例えば、受持部材21を、サポート金具12なしの第
１シールエレメント７のみで構成してもよく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明は上述の構成により次のような著
大な効果を奏する。

【００６６】（請求項１、２によれば、）流体収納
室33の圧力が増加した使用状態で、リップ先端部13ｂの
回転軸32への接触面圧が低下し、リップ先端部13ｂの摩
耗を低減させる。

【００６７】特にリップ先端部13ｂが回転軸32に摺
接する接触面圧の増大を防ぎ、発熱・摩耗を防止でき
て、長寿命である。

【００６８】（請求項３によれば、）流体収納室33
の圧力が増加した使用状態で、リップ部13の付け根の亀
裂や、ゴム製シール部材５（内鍔外被部５ｂ）のアウタ
ーケース１（内鍔部２）からの（接着）剥離を、生じ難
くした耐久性の優れたものとなる。

【００６９】さらに、リップ先端部13ｂの回転軸32
への接触面圧を一層低下して、リップ先端部13ｂの摩耗
が低減される。

【００７０】（請求項４によれば、）リップ先端部
13ｂの背面に勾配受け面Ａが確実に密着して保持して、
リップ先端部13ｂの受圧時の変形を防止するので、優れ
たシール性能及び耐久性を発揮する。

【００７１】（請求項５によれば、）リップ先端部
13ｂの背面に勾配受け面Ａが確実に密着して保持して、
リップ先端部13ｂの受圧時の変形を防止するので、一層
優れたシール性能及び耐久性を発揮する。

【００７２】（請求項６によれば、）リップ先端部
13ｂの背面に、サポート金具12の先端角部が食い込ん
で、亀裂を発生することを有効に防止し、ゴム製シール
部材５の寿命が延びる。

【００７３】（請求項７によれば、）ゴム硬度が高
いため、サポート金具12との相乗効果によって、シール
性能及び耐久性が、一層良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す半截正面図であ
る。

【図２】要部拡大断面図である。

【図３】別の実施の形態を示す要部拡大断面図である。

【図４】要部作用説明図である。

【図５】要部作用説明図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す半截正面図であ
る。

【図７】要部拡大断面図である。

【図８】本発明の別の実施の形態を示す要部断面図であ
る。

【図９】本発明のさらに他の実施の形態を示す要部作用
説明図である。

【図10】要部作用説明図である。

【図11】本発明のさらに別の実施の形態を示す要部断面
図である。

【図12】従来例の半截正面図である。

【図13】従来例の要部作用説明図である。

【符号の説明】

５ゴム製シール部材７第１シールエレメント８第２シールエレメント 12 サポート金具 13 リップ部 13ｂリップ先端部 14 先端角部 18 アール部 20 アール状面取り部 21 受持部材 31 ハウジング 32 回転軸 33 流体収納室Ｌ軸心Ａ勾配受け面 θ 傾斜角度Ｓ隙間部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月５日（１９９９．１０．
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬場健和歌山県有田市箕島663番地三菱電線工業株式会社箕島製作所内 (72)発明者稲垣朋也和歌山県有田市箕島663番地三菱電線工業株式会社箕島製作所内 (72)発明者藤井俊郎愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者横町尚也愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 3J006 AE05 AE16 AE30 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと回転軸の間に介装され、該
回転軸に摺接するシールエレメントと、該シールエレメ
ントより流体収納室側に配設されて上記回転軸に摺接す
るリップ先端部を有するゴム製シール部材とを、備えた
回転軸シールに於て、該ゴム製シール部材が、上記流体
収納室の圧力増加に伴って、回転軸の軸心方向に弾性変
形して、上記リップ先端部が、回転軸より離間する方向
に引張られるよう構成したことを特徴とする回転軸シー
ル。
【請求項２】ハウジングと回転軸の間に介装され、該
回転軸に摺接するシールエレメントと、該シールエレメ
ントより流体収納室側に配設されて上記回転軸に摺接す
るリップ先端部を有するゴム製シール部材とを、備えた
回転軸シールに於て、該ゴム製シール部材の背面を保持
するよう付設された受持部材と、該ゴム製シール部材
と、の間に隙間部を設け、上記流体収納室の圧力増加に
伴って、該ゴム製シール部材が該隙間部に侵入するよう
弾性変形して、上記リップ先端部が、回転軸より離間す
る方向に引張られるよう構成したことを特徴とする回転
軸シール。
【請求項３】リップ先端部を有するリップ部の付け根
の流体収納室側に、アール部を設け、該流体収納室の圧
力増加による上記リップ部の付け根の弾性変形を、緩和
するよう構成した請求項１又は２記載の回転軸シール。
【請求項４】リップ先端部は回転軸の軸心に対して所
定の傾斜角度を有し、かつ、該回転軸の軸心に対して所
定の傾斜角度を成す勾配受け面を有するサポート金具を
付設して、流体収納室側へしだいに縮径する上記リップ
先端部の背面を保持するように構成した請求項１，２又
は３記載の回転軸シール。
【請求項５】所定の傾斜角度を10°〜45°とした請求
項４記載の回転軸シール。
【請求項６】サポート金具の勾配受け面の先端角部に
アール状面取り部を形成した請求項４又は５記載の回転
軸シール。
【請求項７】ゴム製リップ先端部のＪＩＳ硬度を、87
〜96に設定した請求項１，２，３，４，５又は６記載の
回転軸シール。