JP2006046549A

JP2006046549A - 密封装置

Info

Publication number: JP2006046549A
Application number: JP2004230193A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kobayashi; 直人小林
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】ハウジング２が、熱膨張によって密封装置１に対する締め代が減少しても、このハウジング２との間のシール性を確保する。
【解決手段】非回転のハウジング２に取り付けられて、回転軸３側に摺動可能に密接される密封装置１において、ハウジング２に固定的に嵌着される取付環１１と、この取付環１１に一体的に設けられてハウジング２に適宜曲げ変形状態で密接されるゴム状弾性材料からなる静止リップ１５を有する。ハウジング２が大きく熱膨張しても、静止リップ１５は、曲げ変形に対する復元力によって良好に追随し、ハウジング２との密接状態を維持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、相対回転する外周部材及び内周部材のうち、一方の部材に密接状態に取り付けられて、他方の部材に摺動可能に密接される密封装置に関する。

図４は、互いに同心的に配置されて相対回転する外周部材及び内周部材のうち、一方の部材に密接状態に取り付けられて、他方の部材に摺動可能に密接される密封装置の典型的な従来例を、その軸心を通る平面で切断した半断面図である。この図４において、参照符号２０１は非回転のハウジング、参照符号２０２は、ハウジング２０１の内周に不図示の軸受を介して回転自在に挿通された回転軸で、密封装置１００は、外周円筒部１０１ａがハウジング２０１の内周面に圧入嵌着される金属製の取付環１０１と、この取付環１０１の内周フランジ部１０１ｂにゴム状弾性材料で一体成形されたサイドリップ１０２、ラジアルリップ１０３及びグリースリップ１０４と、これらリップ１０２〜１０４と連続したゴム状弾性材料によって取付環１０１の外周円筒部１０１ａの先端に一体成形された嵌合シール部１０５とからなる。

この密封装置１００は、先端側が大径となるように開いた円錐筒状をなすように成形されたサイドリップ１０２が、回転軸２０２の外周面に装着された金属製のスリンガ２０３のシールフランジ２０３ａに、適当に変形を受けた状態で摺動可能に密接され、ラジアルリップ１０３が、スリンガ２０３の内周スリーブ２０３ｂの外周面と摺動可能に密接されることによって、摺動シール機能を奏するものである。また、嵌合シール部１０５は、ハウジング２０１の内周面に適当なつぶし代をもって密接されることにより、ハウジング２０１との間をシールする（例えば特許文献１参照）。
特開平１０−２５２７６２号公報

ところが、この種の密封装置１００は、ハウジング２０１が例えばアルミニウムあるいは合成樹脂材など、熱膨張率の大きい材質からなるものである場合、温度変化が大きい使用条件では、高温時のハウジング２０１の熱膨張が大きいため、取付環１０１の外周円筒部１０１ａ及び嵌合シール部１０５に対するハウジング２０１の締め代が失われて、密封装置１００がハウジング２０１から脱落してしまうおそれがある。そして、このような脱落は、密封装置１００の取付環１０１を、例えばハウジング２０１の内周面に形成した不図示の段差部とスナップリングなどで固定することによって防止することができるが、嵌合シール部１０５は、径方向の圧縮代ではハウジング２０１の内周面に追随できず、密接面圧が著しく低下し、あるいは隙間が形成されて、漏れが発生するおそれがあった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、密封装置が取り付けられる相手部材が、熱膨張率の大きい材質からなるものである場合であっても、この部材との間のシール性を確保し得る密封装置を提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明は、互いに同心的に配置されて相対回転する外周部材及び内周部材のうちの一方の部材に取り付けられて他方の部材に摺動可能に密接される密封装置において、前記一方の部材に固定的に嵌着される取付環と、この取付環に一体的に設けられて前記一方の部材に適宜曲げ変形状態で密接されるゴム状弾性材料からなる静止リップを有するものである。

請求項１の発明に係る密封装置によれば、取付環が嵌着された一方の部材が温度変化によって大きく熱膨張あるいは熱収縮しても、静止リップは、曲げ変形に対する復元力によって、前記熱膨張あるいは熱収縮による変位に良好に追随して密接状態を維持するので、当該密封装置が取り付けられた部材との間の優れたシール性を確保することができる。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、第一の形態による密封装置を、その軸心を通る平面で切断した半断面図、図２は、第一の形態による密封装置の装着状態を、その軸心を通る平面で切断した半断面図である。

この形態による密封装置１は、金属製の取付環１１と、この取付環１１にゴム状弾性材料で一体成形されたサイドリップ１２、ラジアルリップ１３、グリースリップ１４、及び静止リップ１５からなる。

詳しくは、取付環１１は鋼板などの金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、外周円筒部１１ａと、その先端側に先窄まりのテーパ状に形成された静止リップ支持部１１ｂと、外周円筒部１１ａにおける静止リップ支持部１１ｂと反対側の端部から内周側へ延びる内周フランジ部１１ｃとを有する。

サイドリップ１２、ラジアルリップ１３、グリースリップ１４、及び静止リップ１５は、取付環１１における静止リップ支持部１１ｂ及び外周円筒部１１ａの内周面から内周フランジ部１１ｃの内側面にかけて延びる共通の基部１６を介して互いに連続して形成されている。このうち、サイドリップ１２は、取付環１１における内周フランジ部１１ｃの内周寄りの位置から、先端が大径となる円錐筒状をなすように延びており、ラジアルリップ１３は、サイドリップ１２の内周側に位置して、先端が小径となる円錐筒状をなすように延びており、グリースリップ１４は、前記内周フランジ部１１ｃの内周側からラジアルリップ１３の根元近傍へ向けて突出している。

また、静止リップ１５は、取付環１１における静止リップ支持部１１ｂの先端に達する基部１６の先端１６ａに形成されており、未装着状態では、図１に示されるように、外周側へ向けて延在された鍔状をなし、その外径φ_１は、取付環１１における外周円筒部１１ａの外径φ_２よりも適宜大径となっている。

図２において、参照符号２は非回転のハウジング、参照符号３は、このハウジング２の内周に不図示の軸受を介して回転自在に挿通された回転軸、参照符号４は回転軸３の外周面に取り付けられたスリンガである。ハウジング２は、請求項１に記載された外周部材に相当し、回転軸３及びスリンガ４は、請求項１に記載された内周部材に相当する。

詳しくは、ハウジング２は、機器の軽量化のためにアルミニウムあるいは合成樹脂材料で製作されており、密封装置１は、その取付環１１の外周円筒部１１ａにおいて、ハウジング２の内周面２ａに適当な締め代をもって圧入されると共に、この内周面２ａに形成された環状溝２ｂに嵌着したスナップリング２１、又は前記内周面２ａに形成された環状段差部（不図示）に当接した状態で取り付けられる。そしてこの状態では、静止リップ１５が倒れ込むように曲げ変形され、ハウジング２の内周面２ａに非摺動で密接される。

なお、図１に示される未装着状態での静止リップ１５の突出高さ（φ_１−φ_２）は、図２に示される装着状態においてハウジング２の内周面２ａに密接した時の締め代に相当するものであり、ハウジング２の熱膨張による内径の変化を考慮して、適切に設定される。また、図２では、静止リップ１５が静止リップ支持部１１ｂの外周側へ曲げ変形されているが、密封装置１の挿入方向によって、図示とは逆向きに曲げ変形された状態としても良い。

スリンガ４は鋼板などの金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、回転軸３の外周面に適当な締め代をもって圧入嵌着される円筒状の内周スリーブ４１と、その軸方向一端から軸心と略垂直に展開するシールフランジ４２からなる断面略Ｌ字形をなしている。そして、図２に示される取付状態において、密封装置１は、サイドリップ１２が、適当に変形を受けた状態でスリンガ４のシールフランジ４２に摺動可能に密接され、ラジアルリップ１３の内周端部が、スリンガ４の内周スリーブ４１の外周面と摺動可能に密接されることによって、摺動シール機能を奏するものである。

以上の構成において、密封装置１は、図２に示されるように、取付環１１の外周円筒部１１ａがハウジング２に固定され、サイドリップ１２及びラジアルリップ１３が、回転軸３と一体的に回転するスリンガ４のシールフランジ４２及び内周スリーブ４１と密接摺動することによって、例えば機外Ａからのダストや泥水が機内Ｂへ侵入するのを防止すると共に、機内Ｂの油脂類等の流出を防止するものである。

スリンガ４のシールフランジ４２は、回転によって、これと接触する流体や異物に対して遠心力を与えるので、機外Ａ側から、シールフランジ４２の外周の隙間Ｇを通じてサイドリップ１２とシールフランジ４２の摺動部へ介入しようとする泥水等は、前記遠心力によって振り切られ、外周側へ排除される。また、僅かな泥水等が、サイドリップ１２とシールフランジ４２との摺動部を内周側へ通過したとしても、この泥水等は、ラジアルリップ１３とスリンガ４の内周スリーブ４１との摺動部において封止されるので、シールフランジ４２の振り切り作用によって、このシールフランジ４２とサイドリップ１２との摺動部へ押し戻され、更にその外周から機外Ａ側へ排出される。

また、取付環１１の静止リップ支持部１１ｂによって、内周側からバックアップされた静止リップ１５は、テーパ状の前記静止リップ支持部１１ｂと、ハウジング２の内周面２ａとの間で、曲げ変形を受けた状態で、このハウジング２の内周面２ａに密接されている。このため、取付環１１とハウジング２との間で、良好なシール性が確保される。

ここで、ハウジング２はアルミニウムあるいは合成樹脂材など、熱膨張率の大きい材質からなるものであるため、温度変化が大きい使用条件では、高温時のハウジング２の熱膨張が大きく、その内径が拡径されるため、取付環１１の外周円筒部１１ａに対する締め代が減少する。しかしながら、図２に示される形態によれば、取付環１１の外周円筒部１１ａは、スナップリング２１によって機内Ｂ側への移動が阻止され、スリンガ４によって機外Ａ側への移動も阻止されるので、締め代の減少によって密封装置１がハウジング２から脱落することはない。

また、静止リップ１５は、曲げ変形された状態でハウジング２の内周面２ａに密接されているので、曲げ変形に対する復元力によって、ハウジング２の熱膨張・熱収縮による内周面２ａの拡径・縮径変位に追随し、良好な密接状態を維持する。このため、ハウジング２との間の優れたシール性を確保することができる。

次に図３は、本発明の構成を、オイルシールに適用した第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。すなわち、この形態による密封装置１は、取付環１１と、この取付環１１にゴム状弾性材料によって一体成形されたオイルシール本体１７、ダストリップ１８及び静止リップ１５と、オイルシール本体１７に装着されてその緊迫力を補償するエキステンションスプリング１９からなる。

詳しくは、取付環１１は鋼板などの金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、基本的には第一の形態と同様、ハウジング２の内周面２ａに適当な締め代をもって圧入される外周円筒部１１ａと、その先端側に先窄まりのテーパ状に形成された静止リップ支持部１１ｂと、外周円筒部１１ａにおける静止リップ支持部１１ｂと反対側の端部から内周側へ延びる内周フランジ部１１ｃとを有する。

オイルシール本体１７は、図示の装着状態において機内Ｂ側を向き、先端内周のシールエッジ部１７ａが、ハウジング２の内周に同心的に挿通された回転軸３の外周面に摺動可能に密接されるものであり、ダストリップ１８は、図示の装着状態において機外Ａ側を向き、先端内周縁１８ａが、回転軸３の外周面に摺動可能に密接されるものであり、このオイルシール本体１７及びダストリップ１８の共通の基部１６が、取付環１１に加硫接着されている。

また、静止リップ１５は、第一の形態と同様、取付環１１における静止リップ支持部１１ｂの先端に達する基部１６の先端１６ａに形成されており、未装着状態では、図３に破線で示されるように、外周側へ向けて延在された鍔状をなし、装着状態では、倒れ込むように曲げ変形され、ハウジング２の内周面２ａに非摺動で密接される。

なお、図３では、静止リップ１５が静止リップ支持部１１ｂの外周側へ曲げ変形されているが、密封装置１の挿入方向によって、図示とは逆向きに曲げ変形された状態としても良い。

図３の形態による密封装置１は、取付環１１の外周円筒部１１ａがハウジング２に固定され、オイルシール本体１７が、回転軸３の外周面と密接摺動することによって、機内Ｂの油脂類の漏洩を防止すると共に、ダストリップ１８によって、機外Ａからのダストや泥水の侵入を防止するものである。

また、取付環１１の静止リップ支持部１１ｂによって、内周側からバックアップされた静止リップ１５は、第一の形態と同様、曲げ変形された状態でハウジング２の内周面２ａに密接されることによって、取付環１１とハウジング２との間をシールするものであるため、アルミニウムあるいは合成樹脂材など、熱膨張率の大きい材質からなるハウジング２が熱膨張・熱収縮しても、これによる内周面２ａの拡径・縮径変位に追随し、良好な密接状態を維持する。このため、ハウジング２との間の優れたシール性を確保することができる。

そして、アルミニウムあるいは合成樹脂材など、熱膨張率の大きい材質からなるハウジング２が、大きく熱膨張することによって、取付環１１の外周円筒部１１ａに対する締め代が減少しても、機内Ａの内圧等による機外Ａ側への密封装置１の移動は、ハウジング２に嵌着したスナップリング２１又はハウジング２の内周面２ａに形成された環状段差部（不図示）との当接によって阻止されるので、締め代の減少によって密封装置１がハウジング２から脱落することはない。

また、静止リップ１５は、第一の形態と同様であるため、ハウジング２の熱膨張・熱収縮による内周面２ａの拡径・縮径変位に追随し、良好な密接状態を維持する。したがって、ハウジング２との間の優れたシール性を確保することができる。

なお、本発明は図示の形態に限定されるものではなく、例えば取付環１１が回転軸３などの内周部材に取り付けられて、ハウジング２の内周面などに摺動可能に密接されるリップを持つ密封装置においても実施することができ、すなわち前記内周部材に曲げ変形状態で密接される静止リップを設けることができる。

本発明の第一の形態による密封装置を、その軸心を通る平面で切断した半断面図である。本発明の第一の形態による密封装置の装着状態を、その軸心を通る平面で切断した半断面図である。本発明の第二の形態による密封装置の装着状態を、その軸心を通る平面で切断した半断面図である。密封装置の典型的な従来例を、その軸心を通る平面で切断した半断面図である。

符号の説明

１密封装置
１１取付環
１１ａ外周円筒部
１１ｂ静止リップ支持部
１１ｃ内周フランジ部
１２サイドリップ
１３ラジアルリップ
１４グリースリップ
１５静止リップ
１６基部
１７オイルシール本体
１８ダストリップ
２ハウジング（外周部材）
３回転軸
４スリンガ（内周部材）

Claims

互いに同心的に配置されて相対回転する外周部材（２）及び内周部材（３，４）のうちの一方の部材に取り付けられて、他方の部材に摺動可能に密接される密封装置（１）において、前記一方の部材に固定的に嵌着される取付環（１１）と、この取付環（１１）に一体的に設けられて前記一方の部材に適宜曲げ変形状態で密接されるゴム状弾性材料からなる静止リップ（１５）を有することを特徴とする密封装置。