JP2010520974A - 動的シャフトシールおよびその取付け方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は2007年3月9日に出願された米国特許仮出願第60/894,040号の利益を主張し、その全体が引用によりここに援用される。
1.発明の分野
本発明はオイルシール、より特定的には外側静止ハウジングと中央回転シャフトとの間に封止を行なうためのオイルシールに関する。
静止ハウジングと回転シャフトとの間に流体密閉封止を行なうためのシャフトシールはよく知られている。シールと回転シャフトとの間の摩擦の影響を最小にしながら流体密閉封止を得るための努力が続けられている。一部のシャフトシールは、シャフトとシーリング係合する際に封止のシールリップを維持しやすくするためにガータばねを用いる。この種の封止は有用であるが、関わる製造処理およびばねの材料費により全体のコストが上がることになる。さらに、ばねを収容するための空間を増やさなければならないという要件、さらにシールアセンブリの重量が一般に増えることにもなる。
本発明の一局面に従い、軸方向に延在する環状動滑面に沿って動的シールを形成するためのシャフトシールが提供される。シャフトシールは静止ハウジングに接続するよう構成されている装着部、およびシールリップを有し、シールリップはそのオイル側端部と空気側端部との間に延在する環状シーリング面を有する。シーリング面は動滑面に沿って軸方向に延在するよう構成されている。環状ブリッジ部はシールリップを装着部に接続する。複数のウェブは、ブリッジ部と装着部との間に略放射状に延在する。
グに接続するよう構成されている装着部と、裏面およびシールリップのオイル側端部と空気側端部との間に延在する環状シーリング面を有するシールリップとを含む。シーリング面は回転シャフトの動滑面に沿って軸方向に延在するよう構成されている。環状ヒンジ領域はシールリップのオイル側から半径方向外側に、シールリップ上に反対方向に折り曲げられた配向で延在し、環状ポケットがヒンジ領域の一方側とシールリップの裏面との間に形成される。環状凹部はヒンジ領域の反対側であって装着部に対向する側と装着部との間に形成される。複数の補強ウェブは、ヒンジ領域と装着部との間の凹部の中に延在する。
図面をより詳細に参照して、図1−図3は総括的に10で示されるシャフトシールの一実施例を示す。シャフトシール10は構造的に剛性である、角度の付いた装着つば部12を含み、つば部12は、クランクシャフトのような回転可能シャフト18が中を通って延在する、ハウジングの開口16を中心として、シャフトシール10をたとえばエンジンのクランクケースのような静止ハウジング14に取付けるよう適合されるが、これは一例であって、限定するものではない。主要シールリップ20は介在するブリッジ部22によって装着つば部12に接続される。複数の補強リブまたはウェブ24はブリッジ部22と装着つば部12との間に延在し、シャフトシール10の周囲を、周方向に間隔があけられた位置で、ブリッジ部22を装着つば部12に接続する。ウェブ24はシールアセンブリ10に対して軸方向に剛性を与えるための補強スポークとして働き、主要シールリップ20に対して半径方向に優れた可撓性および弾性を与える。この軸方向の剛性はシャフトシール10の取付けを助けるものであり、シールアセンブリ10がシャフト18上に取付けられる際に、ブリッジ部22が裏返しになる可能性を少なくするまたは完全に防ぐ。したがって、シャフトシール10は所望ならツールを用いることなく、シャフト16の周りにかつハウジング14の中に取付けることができる。他の態様として、シャフトシール10は所望なら、後でより詳細に説明される、革新的なアセンブリ方法によってツール機構を用いることによって取付けることもできる。
造的剛性を与える。
域56は、第1のヒンジ領域54から軸方向に離れて、シールアセンブリ10の空気側Aの方にある。軸方向に離れていることに加え、第1のヒンジ領域54および第2のヒンジ領域56は互いに半径方向においても離れていてもよい。図3に示されるように、ヒンジ領域50は組立てられると、主要シールリップ20に対して鋭角αをなし、それによりヒンジ領域50はシール10の空気側Aの方向にシールリップ20からそれて、シールリップ20とヒンジ領域50との間に凹部の環状ポケット57を形成する。組立てられると、この角度αは90度未満、好ましくは45度未満、より好ましくは約5〜30度の間にある。
8とシャフト動滑面40との間で流体密閉封止を維持しながら、シャフト18とハウジング14および/または完全な円ではないシャフト動滑面40との間にある程度の半径方向の不整合に対応することができる。
た配向に維持して、シール10を通すシャフト18の組立てを容易にする。図15に示されるように、シャフトの動滑面40がシール10のシーリング面38の下に完全に受け入れられるまで、シャフト18は輪80に向かって軸方向に動かされる。その後、図16に示されるように、輪80は軸方向にシール10から離れるように移動させられて、図17に示されるように完全に引出されたようになり、シール10はハウジング14内およびシャフト18の周りに完全に組立てられた配置となり、それによりポケット57およびウェブ24は実質的に潰されない状態に戻る。
Claims (18)
- 軸方向に延在する環状動滑面に沿って動的シールを形成するためのシャフトシールであって、
静止ハウジングに接続するよう構成される装着部と、
オイル側端部と空気側端部との間に延在する環状シーリング面を有するシールリップとを備え、前記シーリング面は動滑面に沿って軸方向に延在するよう構成されており、さらに
シールリップを装着部に接続する環状ブリッジ部と、
前記ブリッジ部と前記装着部との間に略放射状に延在する複数のウェブとを備える、シャフトシール。 - 前記ブリッジ部は、前記シールリップの前記オイル側から半径方向外側に延在するヒンジ領域を含み、前記ヒンジ領域は前記シールリップ上に反対方向に折り曲げられた配向にある、請求項1に記載のシャフトシール。
- 前記ヒンジ領域と前記シールリップとの間に環状ポケットが形成され、前記ヒンジ領域と前記装着部との間に環状凹部が形成され、前記ウェブは前記ヒンジ領域と前記取付け部との間に延在する、請求項2に記載のシャフトシール。
- 前記ウェブの各々は、中間の横方向に延在する脚によって相互接続される1対の放射状に延在する脚を有する、請求項3に記載のシャフトシール。
- 前記ウェブは前記ヒンジ領域と前記装着部との間に線形に延在し、前記ウェブの隣接するものは互いに平行でない態様で延在する、請求項3に記載のシャフトシール。
- 1つおきのウェブは互いに略平行に延在する、請求項5に記載のシャフトシール。
- 前記環状凹部は支えられていない、請求項3に記載のシャフトシール。
- シャフトシールであって、
静止ハウジングに接続するよう構成される装着部と、
裏面、およびオイル側端部と空気側端部との間に延在する反対側の環状シーリング面を有するシールリップとを備え、前記シーリング面は回転シャフトの動滑面に沿って軸方向に延在するよう構成され、さらに
前記シールリップの前記オイル側から半径方向外側に、前記シールリップ上に反対方向に折り曲げられた配向で延在する環状ヒンジ領域を備え、環状ポケットが前記シールリップに面する前記ヒンジ領域の一方側と前記シールリップの前記裏面との間に形成され、環状凹部が前記装着部に面する前記ヒンジ領域の他方側と前記装着部との間に形成され、さらに
前記ヒンジ領域と前記装着部との間の前記凹部を通って延在する複数の補強ウェブを備える、シャフトシール。 - 前記ウェブは前記環状ヒンジ領域の周囲を、円周方向に等間隔に離れている、請求項8に記載のシャフトシール。
- 前記装着部は静止ハウジングのボア内に締りばめするために寸法決めされている外径を有する、請求項8に記載のシャフトシール。
- 前記外径は環状チャネルによって互いに離されている、複数の円周方向に延在するリブ
を有し、前記リブは部分圧縮のために寸法決めされ、前記環状チャネルはボアに圧入されても、前記リブ間に残る、請求項10に記載のシャフトシール。 - 前記ウェブの各々は横方向に延在する中間脚によって互いに相互接続する1対の放射状に延在する脚を有し、前記中間脚は前記シールリップの前記裏面からおよび前記装着面から離れている、請求項8に記載のシャフトシール。
- 前記ウェブの隣接するものは、互いに鏡に映された姿を有する、請求項12に記載のシャフトシール。
- 前記ウェブは前記ヒンジ領域と前記装着部との間に線形に延在し、前記ウェブの隣接するものは互いに平行でない関係で延在する、請求項8に記載のシャフトシール。
- 1つおきのウェブは互いに略平行に延在する、請求項14に記載のシャフトシール。
- シャフトシールをハウジングのボア内におよびシャフトの周囲に取付ける方法であって、シャフトシールは装着部とシールリップとを含み、シールリップは裏面およびシールリップのオイル側端部とシールリップの空気側端部との間に延在する反対側の環状シーリング面を有し、環状ヒンジ領域はシールリップのオイル側から半径方向外側に、シールリップの裏面上に反対方向に折り曲げられた配向で延在し、環状ポケットがヒンジ領域とシールリップの裏面との間に形成され、環状凹部がヒンジ領域と装着部との間に形成され、前記方法は
所定の外径を有する輪を設けるステップと、
シャフトシールをボアと略同心円的に調整するステップと、
前記輪をシールに対して軸方向に環状ポケット内に移動させて、シールリップのオイル側端部を半径方向外側に移動させるステップと、
前記輪を環状ポケットに残して、シールの装着部をハウジングのボア内に押し込むステップと、
前記輪を環状ポケットに残して、シャフトをシールに対して軸方向にシーリング面の下で移動させるステップと、
前記輪をシールに対して軸方向に環状ポケットから外に移動させて、シールリップのシーリング面をシャフトの動滑面と係合させるステップとを備える、方法。 - 前記輪を環状ポケット内に移動させる場合に、ヒンジ領域と装着部との間の前記環状凹部を実質的に潰すステップをさらに備える、請求項16に記載の方法。
- 前記輪を環状ポケットの外に移動させて、前記環状凹部を潰されていない状態に実質的に復元するステップをさらに備える、請求項17に記載の方法。
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