JP4670210B2

JP4670210B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP4670210B2
Application number: JP2001280658A
Authority: JP
Inventors: 賢吉川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2003090439A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の軸封部に用いられるオイルシール等の密封装置に関し、特に、リップ先端部の大気側傾斜面にねじ突起を有するものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の密封装置としては、たとえば図３に示すようなものが知られている（たとえば、特開平９−４２４６３号公報参照）。
【０００３】
図３は従来の密封装置１００を示す概略図であり、同図（ａ）はシールリップ部の縦断面図、同図（ｂ）は要部縦断面図である。
【０００４】
すなわち、この密封装置１００は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材としてのハウジング１０１と、そのハウジング１０１内に挿入される回転軸１０２との間の環状の隙間を密封するもので、ハウジング１０１の内周に嵌着される環状のシール本体１０３と、このシール本体１０３から密封対象側Ｏに延びてリップ先端部１０４が回転軸１０２に摺動自在に密封接触するシールリップ１０５とを備えている。
【０００５】
リップ先端部１０４は断面山形状で、頂部１０６から軸方向密封対象側Ｏに向けて徐々に小径となるように傾斜する密封対象側傾斜面１０７と、頂部１０６から軸方向大気側Ａに向けて徐々に小径となるように傾斜する大気側傾斜面１０８とを有し、この大気側傾斜面１０８に線状に形成されるねじ突起１０９が周方向に複数設けられていた。
【０００６】
このような、ねじ突起付きの密封装置は、初期故障（軸傷、リップ傷等）による漏れに対して、従来の油吸い込み性能を向上させて油漏れを防ぐことを目的として、現在まで改良され開発されている。
【０００７】
そして、このねじ突起１０９においても、突出高さが密封対象側端部１０９ａから大気側Ａに向けて徐々に高くなって最大高さが大気側端部１０９ｂに位置するように配置されることにより、摩耗が進行した場合においても、ねじ突起１０９の残存部を接触させてねじポンプ効果を持たせて、密封性能の向上を図っていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じる可能性がある。
【０００９】
図４（ａ）は、図３に示す密封装置１００のねじ突起１０９を説明するための図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すねじ突起１０９のａ−ａ断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示すねじ突起１０９のｂ−ｂ断面図である。
【００１０】
図に示すように、ねじ突起１０９の頂部は、先端に向かって鋭角に形成されているものであるため、初期状態において、回転軸１０２との接触面を広くとることができず、ポンプ機能を充分に発揮させることができない可能性がある。
【００１１】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、初期状態においてポンプ機能を充分に発揮させて、密封性能を向上させた密封装置を提供することにある。
【００１２】
【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、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材間の環状の隙間を密封する密封装置であって、前記２部材のうちの一方の部材に取り付けられる環状のシール本体と、前記シール本体に設けられ、前記２部材のうちの他方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップと、を備え、前記シールリップの反密封対象側の周面に、幅および突出高さが略同一に形成された第１のねじ突起と、該第１のねじ突起の反密封対象側で該第１のねじ突起に連続して設けられて突出高さ及び幅のうちの少なくとも突出高さが反密封対象側に向けて徐々に大きくなる第２のねじ突起と、を複数設けた密封装置において、連続して設けられる前記第１及び第２のねじ突起の連結領域に、前記２部材間に設けられる初期状態において前記他方の部材に面接触する面接触部を備えており、該面接触部は、平面状となるねじ突起先端部で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、密封装置が２部材間に組み込まれた初期状態において、連続して設けられる前記第１及び第２のねじ突起の連結領域を他方の部材に面接触させることができるので、他方の部材との接触面を広くとることが可能となり、ポンプ機能を充分に発揮させることが可能となる。
【００１４】
【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、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る密封装置１を示す概略図であり、同図（ａ）はシールリップ部の縦断面図、同図（ｂ）は要部縦断面図、同図（ｃ）は平行ねじ突起９ｄ及び舟底ねじ突起９を示す概略図、同図（ｄ）は平行ねじ突起９ｄ及び舟底ねじ突起９の稜線に沿う断面図、同図（ｅ）は同図（ｃ）に示す平行ねじ突起９ｄのａ−ａ断面図、同図（ｆ）は同図（ｃ）に示す面接触部９ｃのｂ−ｂ断面図、同図（ｇ）は同図（ｃ）に示す舟底ねじ突起９の反密封対象側端部９ｂ近傍のｃ−ｃ断面図である。
【００１６】
本実施の形態に係る密封装置１は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材としてのハウジング１０と、そのハウジング１０内に挿入される回転軸２０との間の環状の隙間を密封するものである。
【００１７】
密封装置１は、概略、ハウジング１０の内周に嵌着される環状のシール本体２と、このシール本体２から油，水，薬品，空気等の密封対象側Ｏに延びてリップ先端部４が回転軸２０に摺動自在に密封接触するゴム状弾性材製のシールリップ３と、シール本体２から反密封対象側である大気側Ａに延びてリップ先端部が回転軸２０に摺動自在に密封接触するゴム状弾性材製のダストリップ５と、を備えている。
【００１８】
シール本体２は、断面Ｌ字形状の金属環２ａと、この金属環２ａに一体的に形成されるゴム状弾性体２ｂと、から構成されている。
【００１９】
金属環２ａは、円筒部２ｃと、円筒部２ｃの大気側Ａ端部から半径方向内方に延びる内向きフランジ部２ｄと、を備えた円筒状部材である。
【００２０】
ここで、金属環２ａの円筒部２ｃと、円筒部２ｃの外周に一体的に形成されたゴム状弾性体２ｂとによりハウジング１０の内周に嵌着される嵌め合い部が構成されている。
【００２１】
シールリップ３は、金属環２ａの内向きフランジ部２ｄの内径端部から軸方向密封対象側Ｏに延びて、リップ先端部４が回転軸２０に摺動自在に密封接触している。
【００２２】
シールリップ３のリップ先端部４の内周形状は、径方向内側に向かって突出する断面山形状で、摺動面となる頂部６から軸方向大気側Ａに向けて徐々に小径となるように傾斜する周面としての大気側傾斜面８と、頂部６から軸方向密封対象側Ｏに向けて徐々に小径となるように傾斜する密封対象側傾斜面７と、を有している。
【００２３】
ダストリップ５は、金属環２ａの内向きフランジ部２ｄの内径端部から軸方向大気側Ａに向けて徐々に小径となるように傾斜して延びて、リップ先端部が回転軸２０に摺動自在に密封接触している。
【００２４】
また、シールリップ３のリップ先端部４の外周にはガータースプリング等のばね部材１１が装着され、リップ先端部４のシール部に緊迫力を付与している。
【００２５】
以下に、本実施の形態の特徴的な構成である、ねじ突起について図１（ｃ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【００２６】
シールリップ３のリップ先端部４内周の大気側傾斜面８には、第１のねじ突起としての平行ねじ突起９ｄと、平行ねじ突起９ｄの大気側Ａで平行ねじ突起９ｄに連続して設けられた第２のねじ突起としての舟底ねじ突起９と、が円周方向に沿って所定間隔で複数形成されている。
【００２７】
平行ねじ突起９ｄは、リップ先端部４の頂部６から大気側Ａに所定寸法にわたって略直線状に設けられており、その幅および高さが長さ方向に同一に形成されている。
【００２８】
そして、舟底ねじ突起９は、平行ねじ突起９ｄに連続して密封対象側Ｏから大気側Ａに向けて直線状に延びて設けられており、平行ねじ突起９ｄ及び舟底ねじ突起９は大気側傾斜面８と中心軸線を通る平面との交線（大気側傾斜面８を構成する円錐の母線に対応する）に対して同一方向に所定角度傾斜している。
【００２９】
また、舟底ねじ突起９は、図に示すように、突出高さが密封対象側端部９ａから大気側Ａに向けて徐々に高くなっており、本実施の形態では、大気側端部９ｂを最大高さとしている。
【００３０】
そして、舟底ねじ突起９において、舟底ねじ突起９の長さ方向と直交する断面形状は、大気側Ａの領域では、ねじ突起の先端部である頂部が連続的に連なる稜線を形成する断面略三角形状（舟底形状、図１（ｇ））であり、図１（ｃ），（ｄ）に示す密封対象側Ｏの領域Ｂにおいては、大気側Ａの領域から頂部が連続的に連なる稜線を形成する断面略三角形状に対して頂部がカットされた略平面状となるような断面略台形状（図１（ｆ））に形成されている。ここで、舟底ねじ突起９の密封対象側Ｏの領域Ｂ（少なくとも、連続して設けられる平行ねじ突起９ｄ及び舟底ねじ突起９の連結領域を含む領域）において、略平面状となる先端部は、密封装置１がハウジング１０，回転軸２０間に組み込まれる初期状態で回転軸２０に面接触する面接触部９ｃを構成している。
【００３１】
また、頂部（領域Ｂにおいては断面略三角形状と仮想した時の頂部）の角度は稜線全長にわたって同一角度であり、稜線に対する左右傾斜面がリップ先端部４の大気側傾斜面８と交差する部分の幅は密封対象側端部９ａから大気側Ａに向けて徐々に大きくなる舟底形状となっており、本実施の形態では、大気側端部９ｂを最大幅としている。
【００３２】
上記構成の密封装置１にあっては、密封装置１がハウジング１０と回転軸２０との間に組み込まれる初期状態において、リップ先端部４の頂部６が全周的に密接してシール部を構成すると同時に、平行ねじ突起９ｄ、及び、面接触部９ｃが接触して、ねじポンプ機能を発揮する。
【００３３】
従来では、ねじ突起の頂部は、先端に向かって鋭角に形成されていたため、初期状態では、接触面を広くとることができず、ポンプ機能を充分に発揮させることができなかったが、本実施の形態のように、面接触部９ｃを設けることにより、初期状態における回転軸２０との接触面を広くとることが可能となるため、ポンプ機能を充分に発揮させることができるので、油吸い込み性能を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、舟底ねじ突起９は、突出高さが密封対象側端部９ａから大気側Ａに向けて徐々に高くなっているので、シール部の摩耗が進行したとしても、回転軸２０に対して良好な接触状態を保つことが可能となる。
【００３５】
したがって、密封装置１においては油漏れを確実に防止することが可能となる。
【００３６】
ここで、面接触部９ｃは、密封装置１がハウジング１０，回転軸２０間に組み込まれた初期状態において、回転軸２０に面接触していればよく、連続して設けられる平行ねじ突起９ｄ及び舟底ねじ突起９の連結領域において面接触部９ｃが設けられる領域（例えば、舟底ねじ突起９の長さ方向、及び、突起の突出高さ方向）は、材質や使用状況等に応じて適宜設定されればよい。面接触部を適宜設定することにより、ポンプ量のコントロールが可能となり、ねじ突起の設計の自由度を向上させることが可能となる。
【００３７】
また、本実施の形態では、平行ねじ突起９ｄは、従来形状と同様に断面略三角形状（図１（ｅ））として設けているが、図２に示すように、本実施の形態の特徴的な構成である面接触部は、連続して設けられる平行ねじ突起９ｄ及び舟底ねじ突起９の連結領域から平行ねじ突起９ｄにかけて設けてもよく、また、舟底ねじ突起９及び平行ねじ突起９ｄの両方にわたって設けてもよい。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、図１に示すように、ねじ突起をなだらかに湾曲しながら高さが高くなる舟底形状をした舟底ねじ突起９としているが、直線状に高さが高くなるような、いわゆるテーパ形状のテーパねじ突起としてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態ではシール本体２がハウジング１０に固定されシールリップ３が回転軸２０に密封接触するいわゆるインナーシールについて説明したが、シール本体が回転軸に固定されシールリップがハウジング内周に密封接触するいわゆるアウターシールについても適用することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連続して設けられる第１及び第２のねじ突起の連結領域に設けた面接触部を、２部材間に組み込まれる初期状態において他方の部材に面接触させることができるので、他方の部材との接触面を広くとることが可能となり、ポンプ機能を充分に発揮させることが可能となる。
【００４１】
したがって、油吸い込み性能を向上させることができ、油漏れを確実に防止するができるので、密封性能を向上させることが可能となる。
【００４２】
また、面接触部を適宜設定することにより、ポンプ量のコントロールが可能となり、ねじ突起の設計の自由度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る密封装置を示す概略図であり、同図（ａ）はシールリップ部の縦断面図、同図（ｂ）は要部縦断面図、同図（ｃ）は平行ねじ突起及び舟底ねじ突起を示す概略図、同図（ｄ）は平行ねじ突起及び舟底ねじ突起の稜線に沿う断面図、同図（ｅ）は同図（ｃ）のａ−ａ断面図、同図（ｆ）は同図（ｃ）のｂ−ｂ断面図、同図（ｇ）は同図（ｃ）のｃ−ｃ断面図である。
【図２】図２（ａ）は面接触部を設けた平行ねじ突起を示す概略図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のａ−ａ断面図である。
【図３】図３は従来の密封装置を示す概略図であり、同図（ａ）はシールリップ部の縦断面図、同図（ｂ）は要部縦断面図である。
【図４】図４（ａ）は、従来のねじ突起を説明するための図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のａ−ａ断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
【符号の説明】
１密封装置
２シール本体
２ａ金属環
２ｂゴム状弾性体
２ｃ円筒部
２ｄ内向きフランジ部
３シールリップ
４リップ先端部
５ダストリップ
６頂部
７密封対象側傾斜面
８大気側傾斜面
９舟底ねじ突起
９ａ密封対象側端部
９ｂ大気側端部
９ｃ面接触部
９ｄ平行ねじ突起
１０ハウジング
１１ばね部材
２０回転軸
Ｏ密封対象側
Ａ大気側

Claims

互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材間の環状の隙間を密封する密封装置であって、
前記２部材のうちの一方の部材に取り付けられる環状のシール本体と、
前記シール本体に設けられ、前記２部材のうちの他方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップと、
を備え、
前記シールリップの反密封対象側の周面に、幅および突出高さが略同一に形成された第１のねじ突起と、該第１のねじ突起の反密封対象側で該第１のねじ突起に連続して設けられて突出高さ及び幅のうちの少なくとも突出高さが反密封対象側に向けて徐々に大きくなる第２のねじ突起と、を複数設けた密封装置において、
連続して設けられる前記第１及び第２のねじ突起の連結領域に、前記２部材間に設けられる初期状態において前記他方の部材に面接触する面接触部を備えており、該面接触部は、平面状となるねじ突起先端部で構成されていることを特徴とする密封装置。