JP2001304422A

JP2001304422A - 回転軸シール

Info

Publication number: JP2001304422A
Application number: JP2000121883A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Baba; 健馬場; Hiromi Obata; 博美小畑; Kenichi Takeda; 健一武田
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2001-10-31
Also published as: DE60117195T2; EP1150049A3; EP1150049B1; DE60117195D1; EP1150049A2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の回転軸シールを流体収納室が高圧で、
かつ回転軸が高速で回転する場合に適用するために、シ
ールエレメントに設けた切込溝による密封性能を十分に
発揮させ、また発熱および摩耗を抑制して回転軸シール
の耐久性を向上させる。【解決手段】ゴム製シール部材に屈曲底部から流体収
納室側に向かってしだいに拡径する短円筒部を備え、屈
曲底部からの圧接によりシールエレメントの屈曲根元部
の回転軸への接触面圧を大きくする。さらに、回転軸に
摺接するゴム製リップ先端部にアールを形成することに
より、シールエレメント側に僅かに漏れた流体を潤滑剤
として作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、回転軸シールに関
し、流体が高圧で、また回転軸が高速回転するカーエア
コン用コンプレッサに対応する回転軸シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高圧流体を密封する回転軸シール
として、図４に示すようなものが知られており、前記回
転軸シール１は、コンプレッサー等のハウジング６と回
転軸７の間に介装され、流体収納室８の流体を密封す
る。

【０００３】この回転軸シール１の構造は、アウターケ
ース４にゴム製シール部材２を接着したものと、回転軸
７に摺接する摺接面に切込溝３１を形成した樹脂（特に
ＰＴＦＥ）からなるシールエレメント３をインナーケー
ス５を介してアウターケース４にかしめて一体化されて
いる。

【０００４】ゴム製シール部材２は、流体収納室８側に
向かって縮径するリップ先端部２２を有しており、回転
軸７にリップ先端部２２の先端摺接部２６が接触して密
封する。すなわち、回転軸７の静止時には、流体収納室
８の圧力、および、リップ先端部２２自身のゴム弾性力
によって、流体が完全に密封される。

【０００５】さらに、回転軸７の回転時には、リップ先
端部２２の先端摺接部２６と回転軸７の界面から外部９
側に流体漏れが発生しても、シールエレメント３に設け
た切込溝３１により、回転軸７の外周面との接触面積が
小さくなることから、各溝間の接触面圧を高くして密封
させるのとともに、切込溝３１を設けたことによるハイ
ドロダイナミック効果により、上記外部９側に漏れた流
体を押し戻し、回転軸シール１全体として、高圧流体を
密封できる構造である。

【０００６】また、リップ先端部２２の先端摺接部２６
は、良好な密封効果が発揮できるように、ゴム製シール
部材２をモールド成形により鋭利に成形して用いるか、
あるいは、モールド成形後に、カット処理することによ
り先端摺接部２６を鋭利に形成して用いるのが一般的で
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
カーエアコン用のコンプレッサの進化に伴い、冷媒によ
っては従来よりも高圧となり、さらに回転軸７の回転も
高回転になってきている。上記に示した従来の回転軸シ
ール１を、該コンプレッサに適用すると、ゴム製シール
部材２が回転軸７側に押し付けられるとともに、シール
エレメント３も回転軸７の外周面に押し付けられるた
め、ゴム製シール部材２の先端摺接部２６、および、シ
ールエレメント３の摺接面は従来よりも、さらに発熱す
る。そのため、ゴム製シール部材２のリップ先端部２２
にクラックが発生したり、密封流体のスラッジ化、ゴム
製シール部材２およびシールエレメント３の摩耗の増大
など、発熱により回転軸シール１の耐久性は、著しく低
下することとなる。

【０００８】ここで、ゴム製シール部材２をモールド成
形した後、先端摺接部２６をカット処理して尖鋭に仕上
げると、先端摺接部２６の接触面圧が大きくなるため、
流体潤滑効果が乏しくなって摩擦抵抗が増え、発熱しや
すくなるが、カット処理を行わず、そのまま使用する
と、先端摺接部２６が完全には尖鋭とならないため、カ
ット処理した先端摺接部２６よりも流体潤滑効果が大き
くなって摩擦抵抗が減少し、発熱量は低下する。

【０００９】また、シールエレメント３の厚さを薄く成
形することで、回転軸７への緊迫力（回転軸７に密着す
る力）が小さくなって、回転軸７への接触面圧を減少さ
せることができ、発熱量は低下することになる。

【００１０】しかしながら、ゴム製シール部材２をモー
ルド成形によりそのまま用いるにしても、先端摺接部２
６を比較的鋭利に仕上げようとすると、先端摺接部２６
に相当する部分の金型の断面形状が、鋭利な略三角形の
凹形状となるため、その角部に気泡や不純物等の異物が
集積し易くなることから、先端摺接部２６が鋭利に成形
されず、ゴム製シール部材２の成形不良の原因となって
いた。さらに、異物の集積状態によっては、モールド成
形後のゴム製シール部材２の金型洗浄工程が困難となる
場合があった。

【００１１】また、回転軸２に装着した従来の回転軸シ
ール１は、シールエレメント３が流体収納室８側に折り
曲げられており、シールエレメント３の回転軸２への圧
接力は、シールエレメント３の内周縁端部３３側で強
く、屈曲根元部２４ａ側で弱くなる。すなわち、摺接面
３２のシール面圧が屈曲根元部２４ａ側で弱くなり、屈
折根元部２４ａ付近の切込溝３１の密封効果が十分に得
られず、設けた切込溝３１すべてにハイドロダイナミッ
ク効果が期待通りに発揮されない場合もあった。

【００１２】また、従来よりも高圧で高回転する回転軸
２では、シールエレメント３の摺接面３２が早く摩耗し
てしまい、切込溝３１が浅くなって十分なハイドロダイ
ナミック効果も得られず、シールエレメント３の密封効
果が損なわれる恐れがある。

【００１３】さらに、シールエレメント３は、流体収納
室８側がバキューム状態となると、外部９側が相対的に
高圧となるため、外部９側からの外気の侵入を防ぐ役割
を併せ持っているが、シールエレメント３を薄くすれ
ば、緊迫力が減少するため、回転軸７への密着力が減少
し、バキューム状態での密封効果が損なわれる恐れがあ
った。

【００１４】そこで本発明は、回転軸の高速化および冷
媒の高圧化に対応する回転軸シールとして、シールエレ
メントのシール性能を安定化するとともに、シールエレ
メントおよびリップ先端部の摩耗が少なく耐久性に優れ
た回転軸シールを提供するものである。

【００１５】

【課題を解決する手段】即ち、この発明は、上記課題を
解決するために、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
するゴム製リップ先端部とを、備えた回転軸シールにお
いて、該リップ先端部の先端摺接部を略円弧形状とする
ことを特徴としている。

【００１６】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先端が上記回
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おいて、該ゴム製シール部
材は、屈曲底部から流体収納室側に向かってしだいに拡
径する短円筒部と該短円筒部から流体収納室側に向かっ
てしだいに縮径するリップ部を有することを特徴として
いる。

【００１７】また、ハウジングと回転軸の間に介装さ
れ、円筒状の金属製アウターケースと、前記回転軸に摺
接する切込溝付きの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、少なくとも、前
記アウターケースの円筒部の外周面に接着して一体化さ
れ、先端が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おいて、
前記シールエレメントの内周縁端部が前記ゴム製シール
部材の内向面に当接し、前記ゴム製シール部材は、ゴム
製シール部材の屈曲底部がシールエレメントの屈曲根元
部に当接し、シールエレメントの延長円筒部とゴム製シ
ール部材の短円筒部との間に隙間を有するように、屈曲
底部から流体収納室側に向かってしだいに拡径する短円
筒部と該短円筒部から流体収納室側に向かってしだいに
縮径するリップ部を有し、前記リップ先端部の先端摺接
部を略円弧形状とすることを特徴としている。

【００１８】さらにゴム製シール部材の屈曲底部直下付
近の回転軸外周面に摺接するシールエレメントの屈曲根
元部には、回転軸外周面と接触して前記切込溝を遮断す
る円周平面を設けたことを特徴としている。

【００１９】

【作用】本発明による回転軸シールによれば、回転軸に
摺接するゴム製リップ先端部の先端摺接部を略円弧形状
に形成することにより、リップ先端部の接触面圧が減少
し、従来のモールド成形そのままの鋭利なリップ先端部
よりも、回転軸の回転時には、低圧側に流体漏れが発生
する。しかし、ゴム製リップ先端部から漏れた流体は、
シールエレメントの摺接面に潤滑剤として作用するた
め、シールエレメントの緊迫力を強くし、シールエレメ
ントの接触面圧を増加させても、発熱および摩耗の問題
は軽減される。

【００２０】さらに、リップ先端部の先端摺接部を略円
弧形状、例えば、アール形状にできるため、成形時にお
いて、モールド成形に用いる金型のリップ先端部の先端
摺接部に相当する部分の開口状態が、従来の鋭利な角部
よりも大きくなるため、その部分に気泡や不純物等の異
物が集積しにくくなる。その結果、モールド成形後その
ままでゴム製シール部材として使用できるとともに、リ
ップ先端部の成形不良の問題を解消でき、またモールド
金型の洗浄工程が容易になり、生産効率も向上する。

【００２１】また、ゴム製シール部材の屈曲底部がシー
ルエレメントの屈曲根元部に当接し、シールエレメント
の延長円筒部とゴム製シール部材の短円筒部との間に隙
間を有するように、屈曲底部から流体収納室側に向かっ
てしだいに拡径する短円筒部とすることで、ゴム製シー
ル部材の屈曲底部が、シールエレメントの屈曲根元部を
回転軸に圧接するように押圧するため、シールエレメン
トの屈曲根元部に接触面圧を集中して発生させることが
できる。これより、シールエレメントの回転軸への圧接
力は、従来のようにシールエレメントの内周縁端部側で
強く、屈曲根元部側で弱くなる問題を解消でき、設けた
切込溝３１すべての密封効果が向上し、ハイドロダイナ
ミック効果も十分奏するようになる。

【００２２】また、流体収納室側がバキューム状態とな
っても、ゴム製シール部材の屈曲底部がシールエレメン
トの屈曲根元部を回転軸に圧接するため、屈曲根元部の
シール面圧が増大し、流体収納室側がバキューム状態、
すなわち、外部が相対的に高圧状態となっても、高圧と
なった外部の流体（空気）の侵入を防止できる。

【００２３】さらに、前述の通り、ゴム製シール部材か
ら漏れた流体が潤滑剤として作用するため、シールエレ
メントの摺接面の発熱および摩耗する問題も解消でき、
シールエレメント自体を薄く成形することが可能とな
る。

【００２４】加えて、ゴム製シール部材の屈曲底部直下
付近のシールエレメントの屈曲根元部に、切込溝を遮断
する円周平面を設けることにより、円周平面の接触面圧
が増加しているため、切込溝に侵入した流体が漏れるの
を効果的に防止できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１は、本発明の回転軸シール１を示し、
流体収納室８に高圧の冷媒が作用するカーエアコンコン
プレッサ等に使用される。なお、図１（ｂ）はシールエ
レメントを薄くした場合の図であり、他の構成について
は、図１（ａ）と共通である。

【００２６】この回転軸シール１は、コンプレッサ等の
ケースのハウジング６と回転軸７との間に介装され、高
圧の冷媒等の液体と気体からなる流体を密封するのに用
いられる。

【００２７】具体的な構成としては、図１に示すよう
に、内鍔部４１、４２を有する金属製のアウターケース
４と、このアウターケース４の円筒部４３の外周面と内
鍔部４１の両面に接着（溶着・焼付等含む）し、一体化
されたゴム製シール部材２と、切込溝３１付のシールエ
レメント３と、インナーケース５と、からなる。

【００２８】ゴム製シール部材２は、ハウジング６の内
周面に弾性力を利用して密封効果が得られるように、自
由状態では凹凸状に外周面が形成された円筒被覆部２３
と、流体収納室８側の内鍔部４１の両面を被覆する断面
Ｕ字状の内鍔被覆部２４と、この内鍔被覆部２４の内周
側から流体収納室８側に突設された短円筒部２７および
リップ部２１と、弾性力による密封効果が得れるよう
に、内鍔被覆部２４の外部９側にシールエレメント３に
当接する自由状態では凸状の小突部２５と、からなる。

【００２９】上記短円筒部２７は、内鍔被覆部２４の図
１でいう下側の屈曲底部２４ａからほぼ同一の肉厚で流
体収納室８側に向かって、しだいに拡径している。しか
し、回転軸７に組み込む前の自由状態では拡径している
必要はなく、回転軸７と平行か、または僅かに拡径する
程度でもよい。図１に示す実施例のように、組込み時に
は短円筒部２７全体が、内鍔被覆部２４の流体収納室８
側端面と短円筒部２７の外周側端面とで形成される屈曲
角度２４ｂが９０°より小さい一定の傾きを持って拡径
しているものが好ましいが、屈曲底部２４ａ付近ではほ
ぼ平行（屈曲角度２４ｂが９０°）で短円筒部２７の途
中で拡径しているものであってもよい。

【００３０】また、前記屈曲底部２４ａは、自由状態で
シールエレメント３の屈曲根元部３４に当接しており、
組付け時には屈折根元部３４に圧接するように成形され
る。圧接状態に関しては、屈折根元部３４の接触面圧を
考慮して、適宜設計変更可能である。

【００３１】リップ部２１は、短円筒部２７から流体収
納室８側に向かって、しだいに縮径するリップ先端部２
２と回転軸７の外周面に摺接する先端摺接部２６からな
り、該先端摺接部２６は、断面が略円弧形状であり、組
付け時において円弧部が回転軸７の外周面に当接するよ
うになっている。

【００３２】さらに、リップ部２１を拡大した図２に示
すように、断面略円弧形状の先端摺接部２６は、リップ
先端部２２内の一点Ｏを中心とした半径Ｒの円（破線で
示す）を描いた場合の円弧に相当し、該円弧と先端面２
８および内向面２９とを滑らかに結んで形成される形状
である。半径Ｒに関しては、Ｒ＝０．１ｍｍ以上設ける
ことが好ましく、さらにＲ＝０．１５ｍｍ以上であれ
ば、より好ましい。Ｒの大きさが前記の範囲であれば、
モールド成形そのままで、カット処理することなくゴム
製シール部材２として使用でき、金型の先端摺接部を成
形する部分に異物が混入してゴム製シール部材２が成形
不良となりにくい。

【００３３】次に図１に示すシールエレメント３は、Ｐ
ＴＦＥ等の樹脂で形成され、回転軸７に挿入する前の状
態、すなわち自由状態においては、円環平板状である。

【００３４】そして、図１に示すように、回転軸７に挿
入する際には、シールエレメント３の内周縁端部３３を
流体収納室８側に弯曲させて嵌込み、回転軸７の外周面
にある幅を持つように接触させて、摺動面３２を形成
し、内周縁端部３３は、ゴム製シール部材２の内向面２
９に当接している。この内周縁端部３３が内向面２９に
当接することにより、リップ部２１を弾性的に押し広
げ、短円筒部２７全体をほぼ一定の傾きを持って拡径す
るようにしている。

【００３５】図１（ｂ）は、シールエレメント３を薄く
成形した図であり、薄く成形することにより、ゴム製シ
ール部材２の内向面２９と回転軸７の外周面とシールエ
レメント内周縁端部３３とで形成される断面略三角形状
の隙間を小さくできる。すなわち、内周縁端部３３が内
向面２９の先端部分に当接できるため、リップ先端部が
流体の圧力を受けても、リップ先端部の形状は安定す
る。

【００３６】また、回転軸７の外周面に接触する摺動面
３２には、切込溝３１が形成され、その切込溝３１は、
自由状態における平板状シールエレメント３の中心を中
心とした複数の同心円または、前記シールエレメント３
の中心を軸心とする螺旋溝である。

【００３７】この切込溝３１は、旋盤加工にて形成さ
れ、図１に示すように、切込刃にて摺接面３２から外部
９に向かって、傾斜するように形成されるか、あるい
は、傾斜させることなく、摺接面３２から外径方向に真
っ直ぐ延伸するように形成してもよい。

【００３８】さらに上記の切込溝３１は、図１に示すよ
うにその断面が、流体収納室８側に形成された切込溝３
１よりも外部９側に形成された切込溝３１が開状態とな
っていることが好ましい。すなわち、シールエレメント
３の自由状態では、すべての切込溝３１が閉状態であ
り、回転軸７に装着した場合に、流体収納室８側で閉状
態であり、流体収納室８側から外部９側に向かって、順
次開状となるのが好ましい。なお、自由状態で、すべて
の切込溝３１を開状態であっても、回転軸７に装着した
場合に、流体収納室８側から外部９側に向かって順次開
状となるように形成してもよいが、後述する切込溝３１
内に残った流体を外部９側に漏れるのを防止する表面張
力は得られないのとなる。また自由状態で閉状態になる
か、また開状態となるかは、切込溝３１を形成する切込
刃の刃幅による。

【００３９】また、円周平面３６は、切込溝３１を遮断
しており、切込溝３１内に残留した流体が、外部９側に
流出するのを防止している。円周平面３６は、ゴム製シ
ール部材２の屈曲底部２４ａからの圧接力を受けて、接
触面圧が高くなっているシールエレメント３の屈曲根元
部３４に設けるのが効果的である。

【００４０】次にシール機能を説明すると、図１におい
て、回転軸７に組付けた状態では、ゴム製シール部材２
の屈曲底部２４ａがシールエレメント屈曲根元部３４を
回転軸７側に圧接するため、折り曲げられた状態の屈曲
根元部３４でも、シール面圧が向上しており、外部９か
らの外気の侵入を防止する。

【００４１】また、流体収納室８内が加圧状態になる
と、圧力Ｐがリップ部２１および短円筒部２７に作用
し、回転軸７の外周面に押し付けられてゴムの弾性力に
よってシールを行なう。ただし、本発明の構成では、図
１（ｂ）に示すように、シールエレメント３を薄くでき
るため、リップ部２１の内向面２９と回転軸７の外周面
とシールエレメント３の内周縁端部３３とで形成される
断面三角形状の隙間が小さくできる。よって、ゴム製シ
ール部材２のリップ先端部２２の倒れこみによる形状変
形が発生しにくくなり、リップ先端部２６が回転軸７に
ベタ当たりすることによって発熱することを防止でき
る。

【００４２】回転軸７の静止時においては、上記のよう
にゴムの弾性力によりシールを行ない流体収納室８内の
流体を密封できるが、回転軸７の回転時には、図３に示
すように、リップ先端部２２の先端摺接部２６に円弧状
のアールを設けているため、接触面圧が従来に比べて小
さくなっており、外部９側に僅かな漏れが発生する。な
お、図３における１０は、接触面圧分布を示しており、
図３の紙面下方に延伸するほど面圧が高いことを示して
いる。本発明の先端摺接部２６は、接触面圧が小さくな
ることから、流体漏れが発生しやすくなるが、発熱およ
び摩擦による先端接触部２６の摩耗量は減少するため、
耐久性が向上する。

【００４３】先端摺接部２６から漏れた流体は、シール
エレメント３により密封され、シールエレメント３の摺
接面３２に切込溝３１を設けることによって、各切込溝
３１間のシール面の接触面圧が大きくなり、密封性が向
上するとともに、切込溝３１が螺旋溝である場合には、
回転軸７の回転に伴い、流体収納室８側へ還流するハイ
ドロダイナミック効果が得られるため、流体が溝に侵入
しても、外部９側に漏れることはない。さらに、屈曲根
元部３４の接触面圧が増加していることに加え、高圧流
体により、ゴム製シール部材２のリップ部２１が、シー
ルエレメント３の内周縁端部３３を回転軸７側へ圧接す
るため、摺接面３２全体の接触面圧も増加し、切込溝３
１を設けた密封効果が、すべての切込溝３１それぞれに
ついて得ることができ、ハイドロダイナミック効果も十
分に発揮される。

【００４４】また、先端摺接部２６から漏れた流体は、
潤滑剤となってシールエレメント３の摺接面３２に潤滑
効果を与えるため、摺動トルクが軽減されるとともに、
回転軸７が回転することによって発生する摩擦熱による
摺接面３２の摩耗が抑制されてシールエレメント３の耐
久性が向上する。

【００４５】また、回転時にハイドロダイナミック効果
により漏れた流体が流体収納室８側に還流されたとして
も、回転軸７が静止すれば、切込溝３１に残留した流体
が外部９側に漏れる恐れがある。しかしながら、切込溝
３１を流体収納室８側において閉状態であり、外部９側
に向かって、順次開状となるように形成すれば、切込溝
３１内で流体の表面張力が、外部９側から流体収納室８
側に向かって発生し、また、切込溝３１内に侵入した異
物（摩耗粉や油炭化物）等が、流体漏れを有効に防止
し、回転軸が静止しても流体漏れが発生を防止できる。
さらに、屈曲根元部３４に設けられた円周平面３６が、
切込溝３１を遮断するため、外部９側への漏れを完全に
防止できる。

【００４６】また、ハウジング６とゴム製シール部材２
間からの流体漏れに対しては、ゴム製シール部材２の円
筒被覆部２３を凹凸状とすることによって、ハウジング
６の内周面に当接する凸部で接触面圧が高まり、密封効
果が有効に発揮される。また、ゴム製シール部材２とシ
ールエレメント３間からの流体漏れに対しても同様に、
シールエレメント３に当接する凸状の小突部２５によ
り、流体を有効に密封する。

【００４７】ここで、図１に示す回転軸シールを試料と
して、リップ先端部２２の先端摺接部２６の半径Ｒと、
シールエレメント３の摺接面３２における温度の関係を
図５（ａ）に示し、リップ先端部２２の先端摺接部２６
の半径Ｒと、外部９側への流体漏れ量の関係について試
験を行なった結果を図５（ｂ）に示す。

【００４８】図５（ａ）より、シールエレメント３の摺
接面３２の温度（℃）は、先端摺接部２６の半径Ｒが、
Ｒ＝０．１ｍｍに至るまで急激に温度が降下し、Ｒ＝
０．１ｍｍからＲ＝０．１５ｍｍ付近で、Ｒ値を大きく
しても、温度がほぼ１１０℃に一定となる傾向があるこ
とがわかる。さらに、図５（ｂ）より、外部９側への流
体漏れ量（ｇ／ｈｏｕｒ）は、先端摺接部２６の半径Ｒ
が、Ｒ＝０．１ｍｍに至るまで、流体漏れ量が増大し、
Ｒ＝０．１ｍｍからＲ＝０．１５ｍｍ付近で、Ｒ値を大
きくしても流体漏れ量が、微量に増加していくものの、
ほとんど変化しないと考えてよいことがわかる。これよ
り、先端摺接部２６の半径ＲをＲ＝０．１ｍｍ以上、さ
らには、０．１５ｍｍ以上とすることが好ましいことが
わかる。しかしながら、Ｒ値を大きくすると、測定条件
よりも高圧環境で使用した場合、回転軸の静止時に、ゴ
ム製シール部材２が十分な密封性能を発揮できない恐れ
もあるため、Ｒ＝０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましく
は、０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍとするのがよい。

【００４９】また、シールエレメント３の厚さに関して
は、従来では１ｍｍ程度であるが、本実施例では０．８
ｍｍとしている。ここで、本発明の回転軸シールと従来
の回転軸シールとのシール性を確認するために、圧力
０．１ＭＰａのもと、回転軸の回転数１５，０００ｒｐ
ｍ、流体温度８０℃の環境において、４５０時間の密封
試験を行ったところ、従来の回転軸シールは、３１０時
間で流体漏れが発生したのに対し、本発明の回転軸シー
ルでは、４５０時間流体漏れを発生することなく流体を
密封することが確認できた。

【００５０】なお、シールエレメント３の厚さは、あま
りにも薄く成形すると、切込溝が浅くなってハイドロダ
イナミック効果が十分得られない恐れがあるため、０．
５ｍｍ〜０．８ｍｍとするのが好ましい。

【００５１】以上本発明の実施例につき説明したが、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由である。例
えば、先端摺接部２６は、実施例では単一円を用いて形
成しているが、直線のみからなる鋭利な角状でなければ
よく、単一円からなる円弧形状でなくても曲線で形成さ
れていればよい。

【００５２】また切込溝３１が独立した同心円を形成す
る場合、その数を増減させるも、配設ピッチを等間隔、
不等間隔にするも自由であり、螺旋溝であっても、螺旋
ピッチを自由に変更することができ、切込溝３１の深さ
に関しても特に限定しない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した通りの本発明の回転軸シー
ルによれば、従来よりも高圧で高回転である環境で使用
しても、ゴム製シール部材の先端摺接部を略円弧状とし
たことにより、先端摺接部が尖鋭とした場合よりも接触
面圧が小さくなるため、摩擦による発熱が抑制される。

【００５４】また、接触面圧が小さくなることから、ゴ
ム製シール部材の先端摺接部から流体が僅かに漏れる
が、漏れた流体は、シールエレメントの潤滑剤として作
用するため、シールエレメントの摩擦による発熱および
摩耗を抑制するとともに、ゴム製シール部材および、シ
ールエレメントの摺動トルクの軽減にも有効である。

【００５５】また、従来では折り曲げられた状態の屈曲
根元部の接触面圧が得られず、シールエレメントに切込
溝を設けた密封効果が十分に発揮されなかったが、本発
明の構成とすることで、屈曲根元部の接触面圧が増加す
るため、すべての切込溝にシール効果、およびハイドロ
ダイナミック効果が十分得られ、回転軸シールの密封性
能が向上する。

【００５６】加えて、シールエレメントを薄く成形して
も、屈曲底部が屈曲根元部を回転軸に圧接させるため、
流体収納室がバキューム状態となっても、外気の侵入を
遮断できる。

【００５７】さらに、ゴム製シール部材を成形する金型
のうち、先端摺接部を成形する部分が鋭利状ではなく、
略円弧形状にできるため、その部分に気泡や不純物等の
異物が集積しにくくなり、成形不良の問題を解消でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転軸シールの図である。

【図２】本発明の回転軸シールのリップ部の拡大図であ
る。

【図３】先端摺接部における接触面圧分布図である。

【図４】従来の回転軸シールの図である。

【図５】本発明の回転軸シールの試験結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１回転軸シール２ゴム製シール部材３シールエレメント４アウターケース５インナーケース６ハウジング７回転軸８流体収納室９外部１０接触面圧分布線２１リップ部２２リップ先端部２３円筒被覆部２４内鍔被覆部２４ａ屈曲底部２４ｂ屈曲角２５小突部２６先端摺接部２７短円筒部２８先端面２９内向面３１切込溝３２摺接面３３内周縁端部３４屈曲根元部３５延長円筒部３６円周平面４１内鍔部（流体収納室側）４２内鍔部（外部側）４３円筒部

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
るゴム製リップ先端部とを、備えた回転軸シールにおい
て、該リップ先端部の先端摺接部を略円弧形状とするこ
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先端が上記回転軸に
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おいて、該ゴム製シール部材は、
屈曲底部から流体収納室側に向かってしだいに拡径する
短円筒部と該短円筒部から流体収納室側に向かってしだ
いに縮径するリップ部を有ることを特徴とする回転軸シ
ール。
【請求項３】ハウジングと回転軸の間に介装され、円
筒状の金属製アウターケースと、前記回転軸に摺接する
切込溝付きの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、少なくとも、前記アウ
ターケースの円筒部の外周面に接着して一体化され、先
端が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おいて、前記シ
ールエレメントの内周縁端部が前記ゴム製シール部材の
内向面に当接し、前記ゴム製シール部材は、ゴム製シー
ル部材の屈曲底部がシールエレメントの屈曲根元部に当
接し、シールエレメントの延長円筒部とゴム製シール部
材の短円筒部との間に隙間を有するように、屈曲底部か
ら流体収納室側に向かってしだいに拡径する短円筒部と
該短円筒部から流体収納室側に向かってしだいに縮径す
るリップ部を有し、前記リップ先端部の先端摺接部を略
円弧形状とすることを特徴とする回転軸シール。
【請求項４】ゴム製シール部材の屈曲底部直下付近の
回転軸外周面に摺接するシールエレメントの屈曲根元部
には、回転軸外周面と接触して前記切込溝を遮断する円
周平面を設けたことを特徴とする請求項３に記載の回転
軸シール。