JP2014129837A

JP2014129837A - 密封装置

Info

Publication number: JP2014129837A
Application number: JP2012287201A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nagahamaya; 英明長浜谷; Naoto Kobayashi; 直人小林
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-10
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: JP6000845B2

Abstract

【課題】端面リップが摺動可能に密接するスリンガーの軸方向端面にネジ部を設けても静止漏れが発生せず、よって優れた密封性能を発揮することができる密封装置を提供する。
【解決手段】回転軸の外周に固定されて回転軸とともに回転するスリンガーの軸方向端面に対し端面リップが摺動可能に密接することにより密封流体をシールするとともに、スリンガーの軸方向端面に設けたネジ部が回転時にポンピング作用を発揮することにより密封流体をシールする。スリンガーは、ネジ部を設けたネジ部形成領域の外周側に、ネジ部を設けていないネジ部不存在領域を備える。端面リップは、そのリップ端がネジ部形成領域に摺動可能に密接するとともに、当該端面リップの先端部に一体成形した補助リップのリップ端がネジ部不存在領域に摺動可能に密接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車関連の分野で用いられ、または汎用機械の分野などで用いられる。

従来から図４に示すように、回転軸５１の外周に固定されて回転軸５１とともに回転するスリンガー５２を備え、このスリンガー５２の軸方向端面５２ａに対し端面リップ５３が摺動可能に密接することにより、機内Ａに存する密封流体（オイル）が機外Ｂへ漏洩するのを抑制する構造の密封装置が知られている。

また、従来から密封構造の一種としてネジシールが知られており、このネジシールは、回転体に設けたネジ部が回転時にポンピング作用を発揮することにより密封流体をシールする。

上記密封装置に上記ネジシールを組み合わせることを想定すると、その構成は例えば以下のようになる。

すなわち本発明に対する比較例として図５および図６に示すように、回転軸（図示せず）の外周に固定されて回転軸とともに回転するスリンガー５２が備えられ、このスリンガー５２の軸方向端面５２ａに対し端面リップ５３が摺動可能に密接することにより密封流体をシールする。またスリンガー５２の軸方向端面５２ａにネジ部５４（図６）が設けられ、このネジ部５４が回転時にポンピング作用を発揮することにより密封流体をシールする。

しかしながらこの組み合わせ技術によると、以下の問題が指摘される。

すなわち上記図５および図６の組み合わせ技術において、ネジ部５４はスリンガー５２の軸方向端面５２ａにおける径方向中央部から外周端部５２ｂへかけて所定の径方向幅ｄ_０を備える環状の領域（ネジ部形成領域）に設けられている。またネジ部５４は具体的には螺旋状の溝として設けられている。

したがってこのようなネジ部５４の、端面リップ５３のリップ端５３ａに対する位置関係として、螺旋状の溝がリップ端５３ａに対しその径方向外方から内方へ通過するように配置されるため、螺旋状の溝とリップ端５３ａが交差する位置では、溝の断面に相当するスキマが端面リップ５３およびスリンガー５１間に形成される。したがって回転軸５１の回転が停止して遠心力が消失すると、このスキマ（螺旋状の溝）を伝って密封流体がリップ端５３ａを通過して密封装置の内部空間５５へ浸入し（静止漏れの発生）、これを原因として密封装置のシール性能が損なわれる虞がある。

特開平１０−１１５３７５号公報特開平７−２０８６１０号公報

本発明は以上の点に鑑みて、端面リップが摺動可能に密接するスリンガーの軸方向端面にネジ部を設けても静止漏れが発生せず、よって優れた密封性能を発揮することができる密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、回転軸の外周に固定されて前記回転軸とともに回転するスリンガーの軸方向端面に対し端面リップが摺動可能に密接することにより密封流体をシールするとともに、前記スリンガーの軸方向端面に設けたネジ部が回転時にポンピング作用を発揮することにより前記密封流体をシールする密封装置において、前記スリンガーは、前記ネジ部を設けたネジ部形成領域の外周側に、ネジ部を設けていないネジ部不存在領域を備え、前記端面リップは、そのリップ端が前記ネジ部形成領域に摺動可能に密接するとともに、当該端面リップの先端部に一体成形した補助リップのリップ端が前記ネジ部不存在領域に摺動可能に密接することを特徴とする。

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記端面リップのリップ端と前記補助リップのリップ端の間に環状の凹みが設けられることにより前記補助リップは前記端面リップより薄肉状とされていることを特徴とする。

上記構成を備える本発明の密封装置においては、スリンガーの軸方向端面においてネジ部を設けたネジ部形成領域の外周側にネジ部を設けていないネジ部不存在領域が設けられ、端面リップの先端部に補助リップが一体成形され、この補助リップのリップ端がネジ部不存在領域に摺動可能に密接するように構成されているために、補助リップのリップ端が平坦なネジ部不存在領域に密接することにより、静止漏れの漏れ経路が閉塞され、密封流体がシールされる。すなわち回転軸の停止時、密封流体は補助リップにシールされてネジ部に達しないことになり、よってネジ部を伝っての静止漏れが発生するのを抑制することが可能とされる。

リップ端を備えるとともに先端部に補助リップを一体成形した端面リップは、補助リップもリップ端を備えているので、１本のリップが２つのリップ端を備える多段リップ端構造とされ、端面リップのリップ端と補助リップのリップ端の間には環状の凹みが設けられる。したがってこの凹みが設けられる分、補助リップは端面リップより薄肉状とされるため、補助リップは比較的柔軟であって弾性変形しやすい。したがって回転時に作用する遠心力によって、または／およびネジ部が発揮する径方向外方へ向けてのポンピング作用の圧力によって補助リップはスリンガーの軸方向端面から容易に離れることが可能とされるため、補助リップがネジ部のポンピング作用（シール作用）を阻害することはない。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明においては以上説明したように、スリンガーの軸方向端面においてネジ部を設けたネジ部形成領域の外周側にネジ部を設けていないネジ部不存在領域が設けられ、端面リップの先端部に補助リップが一体成形され、補助リップのリップ端がネジ部不存在領域に摺動可能に密接するように構成されているため、補助リップのリップ端が平坦なネジ部不存在領域に密接することにより、静止漏れの漏れ経路が閉塞され、密封流体がシールされる。したがって本発明所期の目的どおり、端面リップが摺動可能に密接するスリンガーの軸方向端面にネジ部が設けられても静止漏れが発生せず、よって優れた密封性能を発揮する密封装置を提供することができる。また、補助リップがスリンガーの軸方向端面から容易に離れることにより、補助リップがネジ部のポンピング作用（シール作用）を阻害することはない。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図図１におけるＥ方向矢視図であって同密封装置におけるネジ部の説明図同密封装置におけるリップシール部材をスリンガーと組み合わせる前の状態を示す要部断面図従来例に係る密封装置の要部断面図比較例に係る密封装置の要部断面図図５におけるＣ方向矢視図であって同密封装置におけるネジ部の説明図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）課題
（１−１）従来の密封装置（端面リップタイプオイルシール）は、スリンガーとセットで使用され、スリンガーが軸と一緒に回転することによる油振り切り効果と、スリンガー内面に設定されたネジ溝による油ポンピング作用により油を密封している。
（１−２）従来技術では、静止時に油がスリンガー内面のネジ溝を通ってシール内部へ浸入する問題がある。
（２）構成
（２−１）静止時の油漏れを防ぐために、補助リップを設定し、また、スリンガー内面には一部にネジ溝を設けない平坦部を設定する。
（２−２）補助リップと平坦部を接触させることにより静止漏れを防ぐ。
（３）効果
（３−１）本発明により、ネジ溝による油ポンピング作用を維持しつつ、静止時の油漏れを防ぐことが可能となる。また本発明により、スリンガーのネジ溝で油ポンピング作用（ポンプ作用）を維持しつつ、ネジ溝無し部（平坦部）で静止時の油漏れを防ぐことができる。
（３−２）これにより長期にわたり、安定したシール性を確保することができ、シール寿命の向上を図ることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１に示すように当該実施例に係る密封装置（端面リップタイプオイルシール）１は、回転軸（図示せず）の外周に固定されて回転軸とともに回転するスリンガー（金属環）２１の軸方向端面２１ｃに対し端面リップ１４が摺動可能に密接することにより機内Ａの密封流体をシールするとともに、スリンガー２１の軸方向端面２１ｃに設けたネジ部２３（図２）が回転時にポンピング作用を発揮することにより機内Ａの密封流体をシールする。また当該実施例に係る密封装置１は、ハウジング（図示せず）の軸孔内周に固定されるリップシール部材１１と、前記軸孔に挿通する回転軸の外周に固定されるスリンガー２１との組み合わせよりなり、機内Ａの密封流体が機外Ｂへ漏洩するのを抑制するとともに機外Ｂのダストが機内Ａへ侵入するのを抑制するようにシール機能を発揮する。

スリンガー２１は、金属材よりなり、回転軸の外周面に嵌合される筒状部２１ａの機内側端部に径方向外方へ向けてフランジ部２１ｂを一体成形したものであって、このフランジ部２１ｂの機外側の軸方向端面２１ｃに、径方向外方へ向けてのポンピング作用を発揮するネジ部２３（図２参照）が設けられている。

図２に示すように、ネジ部２３は螺旋状の溝よりなり、具体的には内側（内径側）から外側（外径側）へかけて右回転で進む４等配の溝（右４条ネジ、回転方向ｘは図上左回転）とされ、このようなネジ部２３が、フランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃの径方向中央部に設定された所定の径方向幅ｄ_１を備える環状のネジ部形成領域２２に設けられている。

また、フランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃにおいて、ネジ部形成領域２２の外周側に、ネジ部２３が設けられてない環状のネジ部不存在領域２４が所定の径方向幅ｄ_２に亙って設定されている。このネジ部不存在領域２４にネジ部２３は設けられていないので、この領域２４において軸方向端面２１ｃは軸直角の平坦面のままとされている。ネジ部不存在領域２４はネジ部形成領域２２からフランジ部２１ｂの外周端部２１ｄに至るまでの間に設定されている。ネジ部不存在領域２４はネジ部形成領域２２の外周側に配置され、ネジ部形成領域２２はネジ部不存在領域２４の内周側に配置されている。

リップシール部材１１は、取付環１２と、この取付環１２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体１３とを備え、更にファブリックよりなるダストリップ１６が組み付けられている。取付環１２は、金属材よりなり、ハウジングの軸孔内周面に嵌合される筒状部１２ａの機外側端部に径方向内方へ向けてフランジ部１２ｂを一体成形したものである。ゴム状弾性体１３は、取付環１２に被着された外周ゴム部（外周シール部）１３ａ、端面ゴム部１３ｂおよび内周ゴム部１３ｃを一体に備え、更に内周ゴム部１３ｃに支持されてスリンガー２１におけるフランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃに摺動可能に密接して密封流体をシールする端面リップ（メインリップ）１４と、同じく内周ゴム部１３ｃに支持されてグリースを保持するグリースリップ１５とが一体に成形されている。また、このグリースリップ１５の機外側に位置して、上記ファブリックよりなるダストリップ（サブリップ）１６が段差部１３ｄに組み付けられ、このダストリップ１６はスリンガー２１における筒状部２１ａの外周面に摺動可能に密接してダストをシールする。

上記端面リップ１４は、その基端部１４ａから先端部１４ｂへかけて漸次拡径するよう径方向斜め外方へ向けて設けられ、先端部１４ｂにリップ端（摺動端）１４ｃを備え、このリップ端１４ｃを上記フランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃに設定されたネジ部形成領域２２およびネジ部不存在領域２４のうち前者のネジ部形成領域２２に摺動可能に密接させている。

また、端面リップ１４の先端部１４ｂに、補助リップ１７が一体に成形されている。この補助リップ１７は、その基端部１７ａから先端部１７ｂへかけて漸次拡径するよう径方向斜め外方へ向けて設けられ、先端部１７ｂにリップ端（摺動端）１７ｃを備え、このリップ端１７ｃを上記フランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃに設定されたネジ部形成領域２２およびネジ部不存在領域２４のうち後者のネジ部不存在領域２４に摺動可能に密接させている。

図３に示すように、補助リップ１７は端面リップ１４の延長線上に設けられている。補助リップ１７の外周面１７ｄは端面リップ１４の外周面１４ｄの延長線上に設けられている。補助リップ１７の内周面１７ｅは補助リップ１７の外周面１７ｄと平行または略平行に設けられている。補助リップ１７のリップ端１７ｃは端面リップ１４のリップ端１４ｃの外周側に設けられている。端面リップ１４のリップ端１４ｃと補助リップ１７のリップ端１７ｃの間に断面三角形ないし略三角形を呈する環状の凹み１８が設けられている。したがってこの凹み１８が設けられている分、補助リップ１７は端面リップ１４よりも薄肉状に成形されており、よって補助リップ１７は端面リップ１４よりも柔軟であって弾性変形しやすいものとされている。

上記構成のオイルシール１は例えば、自動車エンジンにおけるクランクシャフトの軸回りをシールするために用いられ、上記したように機内Ａの密封流体（オイル）が機外Ｂへ漏洩するのを抑制するとともに機外Ｂのダストが機内Ａへ侵入するのを抑制するようにシール機能を発揮するものであって、上記構成により以下の作用効果を発揮する点に特徴を有している。

すなわち上記構成の密封装置１においては、スリンガー２１のフランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃにおいてネジ部２３を設けたネジ部形成領域２２の外周側にネジ部２３を設けていないネジ部不存在領域２４が設けられ、端面リップ１４の先端部に補助リップ１７が一体成形され、この補助リップ１７のリップ端１７ｃがネジ部不存在領域２４に摺動可能に密接するように構成されているため、補助リップ１７のリップ端１７ｃが平坦なネジ部不存在領域２４に密接することにより、機内Ａ側の密封流体が回転軸の停止時にネジ部２３を伝って漏れる静止漏れの漏れ経路が閉塞され、密封流体がシールされる。したがって端面リップ１４が摺動可能に密接するスリンガー２１のフランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃにネジ部２３が設けられても静止漏れが発生せず、よって優れた密封性能を発揮する密封装置を提供することができる。

また、端面リップ１４のリップ端１４ｃと補助リップ１７のリップ端１７ｃの間に断面三角形ないし略三角形を呈する環状の凹み１８が設けられ、補助リップ１７が端面リップ１４よりも薄肉状に成形されているため、補助リップ１７は端面リップ１４よりも柔軟であって弾性変形しやすいものとされている。したがって回転時に作用する遠心力によって、または／およびネジ部２３が発揮する径方向外方へ向けてのポンピング作用の圧力によって補助リップ１７はスリンガー２１のフランジ部２１ｂの軸方向端面２１ｃから容易に離れることが可能とされるため、補助リップ１７がネジ部２３のポンピング作用（シール作用）を阻害することはなく、ネジ部２３はそのポンピング作用（シール作用）を全うすることができる。

１密封装置
１１リップシール部材
１２取付環
１２ａ，２１ａ筒状部
１２ｂ，２１ｂフランジ部
１３ゴム状弾性体
１３ａ外周ゴム部
１３ｂ端面ゴム部
１３ｃ内周ゴム部
１３ｄ段差部
１４端面リップ
１４ａ，１７ａ基端部
１４ｂ，１７ｂ先端部
１４ｃ，１８ｃリップ端
１４ｄ，１７ｄ外周面
１５グリースリップ
１６ダストリップ
１７補助リップ
１７ｅ内周面
１８凹み
２１スリンガー
２１ｃ軸方向端面
２１ｄ外周端部
２２ネジ部形成領域
２３ネジ部
２４ネジ部不存在領域
Ａ機内
Ｂ機外

Claims

回転軸の外周に固定されて前記回転軸とともに回転するスリンガーの軸方向端面に対し端面リップが摺動可能に密接することにより密封流体をシールするとともに、前記スリンガーの軸方向端面に設けたネジ部が回転時にポンピング作用を発揮することにより前記密封流体をシールする密封装置において、
前記スリンガーは、前記ネジ部を設けたネジ部形成領域の外周側に、ネジ部を設けていないネジ部不存在領域を備え、
前記端面リップは、そのリップ端が前記ネジ部形成領域に摺動可能に密接するとともに、当該端面リップの先端部に一体成形した補助リップのリップ端が前記ネジ部不存在領域に摺動可能に密接することを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
前記端面リップのリップ端と前記補助リップのリップ端の間に環状の凹みが設けられることにより前記補助リップは前記端面リップより薄肉状とされていることを特徴とする密封装置。