JP4243698B2

JP4243698B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP4243698B2
Application number: JP2003071993A
Authority: JP
Inventors: 慶佐々木; 神田　　剛
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP2004278697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車関連や汎用機械等に用いられ、軸に対して直交する面にリップが接触する密封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軸に対して直交する面にリップが接触する密封装置としては、例えば、オイルシールと、このオイルシールに設けられる端面リップが摺動自在に接触するスリンガと、を備えた構成が知られている。オイルシールはハウジングに固定され、スリンガは回転軸に固定されて共回りする。スリンガには、端面リップが摺動する径方向平坦面が設けられている。
【０００３】
このような密封装置は、長寿命であることが知られているが、通常のシールリップを有するオイルシールタイプの装置に比してシール性に欠ける。
【０００４】
そこで、端面リップの摺動面にねじ部を設け、ねじ部で密封対象流体を吐き出させるねじポンプ作用を働かせることが一般的に行われている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平４−８８７７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術ではスリンガの径方向平坦面が回転により面位置が定まらずに振れてしまう面振れという現象が生じてしまうと、端面リップが径方向平坦面の面振れに追随できず、端面リップの摺動領域の確保ができなかったり、端面リップの先端が浮き上がってしまったりという問題が生じ、密封対象流体の浸入が容易となりシール性の悪化が懸念されていた。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、径方向平坦面の面振れに対して端面リップを追随させてシール性の向上を図る密封装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、互いに相対回転する回転軸と該回転軸が挿入される軸孔を有するハウジングとの２部材間の隙間を密封する密封装置であって、前記ハウジングの軸孔に固定されると共に、メインリップと、該メインリップよりも反密封対象側に形成された端面リップと、を有するオイルシールと、前記回転軸に固定されると共に、前記メインリップが摺動自在に接触する外周面を有する内筒部と、該内筒部の反密封対象側から外形方向に延び、かつ前記端面リップが摺動自在に接触する径方向平坦面を有する外向きフランジ部と、からなるスリンガと、を備え、前記端面リップの前記径方向平坦面に対して摺動する摺動面に、端面リップ先端側が前記端面リップの先端で反密封対象側に開放され、端面リップ根本側が前記摺動面の範囲に含まれるとともに、前記摺動面との間の周方向両側の段差が前記端面リップ先端側から根本側に向かって段差間の幅が狭まるように形成された凹部を、前記端面リップの周方向に点在させたことを特徴とする。
【０００９】
この構成では、一方で、凹部が端面リップ先端の肉厚を薄肉にして端面リップの剛性を低下させ端面リップ先端を曲げ易くし、他方で、凹部のない部分が端面リップ先端までの肉厚を厚いままとして剛性が高く支えとなり端面リップの径方向平坦面への押し付け力を得るので、径方向平坦面の面振れに対して端面リップを追随させてシール性の向上を図ることができる。
【００１０】
また、凹部は端面リップ先端に開放されて凹部の摺動面に対する凹みが端面リップ先端にまで到達しているので、凹部と摺動面との周方向の段差で凹部に入った密封対象流体がリップ先端から押し出される。すなわち、凹部はねじ部と同様に端面リップ側に密封対象流体を押し戻すねじポンプ作用を働かせるので、凹部で密封対象流体を吐き出させてシール性を向上することができる。
【００１１】
ここで、凹部と摺動面との周方向の段差は凹部の周方向両側に形成することができるので、段差を周方向両側に形成するとシール本体のスリンガとの相対回転方向が正逆回転の両方でねじポンプ作用を働かせることができる。正逆回転は、いずれか一方の２部材の相対回転を正回転とした場合に、相対回転の反転する他方を逆回転という意味である。なお、凹部と摺動面との周方向の段差は、凹部について周方向両側ではなく、周方向一方のみに設けて一方向の回転に対してねじポンプ作用を働かせるようにしてもよい。
【００１２】
なお、ここで、凹部の形状については、特に発明に本質的なものではなく、例えば、三角形状、四角形状、半円形状等の様々な形状を採用することができる。また、凹部の深さも、特に発明に本質的なものではなく、凹部全体で全て均一であったり、端面リップ先端が深く根本に行くと浅くなったりする等の変形が可能である。
【００１４】
この構成では、凹部の位置が端面リップの周方向で分散し、凹部が端面リップ先端の肉厚を全周的に薄肉にするので、端面リップの剛性を低下させ易くすることができ、端面リップの径方向平坦面の面振れに対する追随性が向上する。
【００１６】
この構成では、段差を周方向両側に形成しているので、シール本体のスリンガとの相対回転方向が正逆回転の両方でねじポンプ作用を働かせることができる。そして、当該周方向両側の段差が前記端面リップの先端から根本に向かって段差間の幅が狭まることは、正逆回転の両方で周方向両側のうち各段差のそれぞれがねじポンプ作用を発揮する場合の密封対象流体を吐き出し易い角度に設定できることになる。よって、ねじポンプ作用が正逆回転の両方で効率的に働き、シール性を向上することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
以下に図１、図２を用いて実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る密封装置を示す断面図である。図２は実施の形態に係る密封装置の端面リップを拡大して示す図である。
【００１９】
図１において密封装置１は、互いに相対回転する外側と内側との２部材としての外側のハウジング１０と内側の回転軸２０間の隙間を密封する。本実施の形態では、ハウジング１０は静止しており、回転軸２０だけが回転する。
【００２０】
密封装置１は、概略、シール本体としてのオイルシール２と、スリンガ３と、から構成されている。
【００２１】
オイルシール２は、ハウジング１０の軸孔内周に嵌合される金属環４と、金属環４に一体的に焼き付けられたゴム状弾性体部５と、から構成されている。
【００２２】
オイルシール２の金属環４は、ハウジング１０の軸孔内周に沿って軸方向に延びる外筒部４ａと、外筒部４ａの密封対象側端から内径方向に延びる内向きフランジ部４ｂと、から成る。
【００２３】
オイルシール２のゴム状弾性体部５は、金属環４の外筒部４ａ内径側と金属環４の内向きフランジ部４ｂの反密封対象側Ｏに焼き付けられている。
【００２４】
オイルシール２のゴム状弾性体部５には、反密封対象側Ｏに径を小さくしながら延びる断面楔形状のメインリップ６と、メインリップ６よりも反密封対象側Ｏでかつ外径側で反密封対象側Ｏに径を大きくしながら延びる端面リップ７と、メインリップ６の密封対象側Ｉに設けられたサブリップ８と、が形成されている。
【００２５】
スリンガ３は、回転軸２０の外周に嵌合されて軸方向に延びる内筒部３ａと、内筒部３ａの反密封対象側Ｏから外径方向に延びる外向きフランジ部３ｂと、から成る。スリンガ３は、回転軸２０と共回りする。
【００２６】
スリンガ３の外向きフランジ部３ｂのオイルシール２に対向する面が径方向平坦面Ｐである。径方向平坦面Ｐには、回転軸２０の回転によって面位置が定まらずに振れてしまう面振れという現象が発生する場合がある。
【００２７】
そして、スリンガ３の内筒部３ａの外周にメインリップ６が摺動自在に密封接触する。また、スリンガ３の外向きフランジ部３ｂの径方向平坦面Ｐに端面リップ７が摺動自在に密封接触する。
【００２８】
ここで、端面リップ７の径方向平坦面Ｐに摺動する摺動面Ｓには、図２に示すように凹部９が周方向に点在して形成されている。なお、図２で端面リップ７の摺動面Ｓは斜線で示されている部分である。
【００２９】
凹部９は、摺動面Ｓに対する凹みが端面リップ７先端にまで到達して端面リップ７先端に開放されている。
【００３０】
凹部９の形状は、摺動面Ｓからの周方向両側の段差が端面リップ７の先端から根本に向かって幅が狭まり、最終的に１点に重なる。つまり、凹部９の凹み形状としては、いわゆる三角形状となっている。
【００３１】
なお、凹部９の端面リップ７の根本側の位置は、端面リップ７の摺動面Ｓの範囲に含まれており、凹部９の端面リップ７の根本側から密封対象流体が密封対象側Ｉに漏れることは防止されている。
【００３２】
さらに、凹部９の深さは、端面リップ７先端が深く根本に行くと浅くなり、凹部９の端面リップ７の根本側に密封対象流体をあまり入り込ませすぎないようにしている。
【００３３】
以上のような構成の密封装置１では、凹部９が端面リップ７先端の肉厚を薄肉にして端面リップ７の剛性を低下させ端面リップ７先端を曲げ易くしている。かつ、凹部９のない部分が端面リップ７先端までの肉厚を厚いままとして剛性が高く支えとなり端面リップ７の径方向平坦面Ｐへの押し付け力を得る。したがって、径方向平坦面Ｐの面振れに対して端面リップ７を追随させてシール性の向上を図ることができる。
【００３４】
この凹部９は、端面リップ７の周方向に点在しており、凹部９の位置が端面リップ７の周方向で分散し、凹部９が端面リップ７先端の肉厚を全周的に薄肉にするので、端面リップ７の剛性を低下させ易くすることができ、端面リップ７の径方向平坦面Ｐの面振れに対する追随性はさらに向上している。
【００３５】
また、凹部９は端面リップ７先端に開放されて凹部９の摺動面Ｓに対する凹みが端面リップ７先端にまで到達している。よって、凹部９と摺動面Ｓとの周方向の段差で凹部９に入った密封対象流体が端面リップ７先端から押し出される。すなわち、凹部９は従来技術からあるねじ部と同様に端面リップ７で密封対象流体を押し戻すねじポンプ作用を働かせるので、凹部９で密封対象流体を吐き出させてシール性を向上することができる。
【００３６】
そして、三角形状の凹部９にて、摺動面Ｓとの段差を周方向両側に形成しているので、オイルシール２のスリンガ３との相対回転方向が正逆回転の両方でねじポンプ作用を働かせることができる。すなわち、図２に示すように、図示矢印の正回転方向には図示矢印の正回転吐き出しが行われ、逆回転方向には図示矢印の逆回転吐き出しが行われる。
【００３７】
また、三角形状の凹部９の摺動面Ｓからの周方向両側の段差は、端面リップ７の先端から根本に向かって段差間の幅が狭まり、１点で重なっている。このように、凹部９の周方向両側の段差が端面リップ７の先端から根本に向かって段差間の幅が狭まることは、正逆回転の両方で周方向両側のうち各段差のそれぞれがねじポンプ作用を発揮する場合の密封対象流体を吐き出し易い角度に設定できることになる。よって、ねじポンプ作用が正逆回転の両方で効率的に働き、シール性を向上することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、径方向平坦面の面振れに対して端面リップを追随させてシール性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る密封装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る密封装置の端面シールを拡大して示す図である。
【符号の説明】
１密封装置
２オイルシール
３スリンガ
３ａ内筒部
３ｂ内向きフランジ部
４金属環
４ａ外筒部
４ｂ外向きフランジ部
５ゴム状弾性体部
６メインリップ
７端面リップ
８サブリップ
９凹部
１０ハウジング
２０回転軸
Ｉ密封対象側
Ｏ反密封対象側
Ｐ径方向平坦面
Ｓ摺動面

Claims

互いに相対回転する回転軸と該回転軸が挿入される軸孔を有するハウジングとの２部材間の隙間を密封する密封装置であって、
前記ハウジングの軸孔に固定されると共に、メインリップと、該メインリップよりも反密封対象側に形成された端面リップと、を有するオイルシールと、
前記回転軸に固定されると共に、前記メインリップが摺動自在に接触する外周面を有する内筒部と、該内筒部の反密封対象側から外形方向に延び、かつ前記端面リップが摺動自在に接触する径方向平坦面を有する外向きフランジ部と、からなるスリンガと、
を備え、
前記端面リップの前記径方向平坦面に対して摺動する摺動面に、端面リップ先端側が前記端面リップの先端で反密封対象側に開放され、端面リップ根本側が前記摺動面の範囲に含まれるとともに、前記摺動面との間の周方向両側の段差が前記端面リップ先端側から根本側に向かって段差間の幅が狭まるように形成された凹部を、前記端面リップの周方向に点在させたことを特徴とする密封装置。