JP5639582B2 - 低トルクシャフトシールおよびその構築方法 - Google Patents
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Description
この出願は、本明細書中にその全体が引用により援用される2008年6月13日に出願された米国仮特許出願連続番号第61/061,366号の利益を主張する。
1.技術分野
この発明は、概してシールアセンブリに関し、より具体的には、回転シャフトシールアセンブリおよびその構築方法に関する。
シャフトシールは、数多くの種類の車両用途にわたって一般的に用いられている。シャフトシールが回転シャフトに対する信頼性のあるシールを確立して、汚染の侵入と望ましい潤滑の侵出との両方を防止することの他に、シールがシャフトに対して最小限のランニングトルクを与えることが望ましい。シールのランニングトルクが減少されると、車両の全体燃費を向上させるのに役立つ。トルクが低いほどたとえばクランクシャフトなどのシャフトを回転させるのに必要な寄生馬力が少ないためであり、シャフトの摺動面に対してシャフトシールによって生成される抗力が少なくなることによる。シールが、シールが載るシャフトの端部の上方およびシャフト上に比較的簡単に最小限の押付ける力で取付けられることも望ましい。さらに、シールがシールリップを破損および/または反転させることなくシャフト上に取付けられることが望ましい。当然、簡単にし過ぎた場合、シールリップがシャフトの摺動面に対して信頼性のあるシールを維持する能力とのトレードオフがおこることがある。したがって、シールアセンブリの所望の局面を達成し、一方それと同時に、使用中のシャフトの摺動面に対する信頼性のあるシールをシールが維持する能力に悪影響を与えることを避けるために、たゆまぬ努力がなされている。
図面をより詳細に参照して、図1には、以下アセンブリと称される、この発明の1つの局面に従って構築されたシールアセンブリが一般的に10に示されている。アセンブリ10は、アセンブリ10の中心軸13に平行に延在する予め定められた高さHと予め定められた直径D(2×R)とをシール用途のために所望されるように有する外側金属ケース12を有する。ケース12は、例として、おおむねL字形で外側円筒壁14と径方向に内向きに延在する脚部16とを有するものとしてここでは表わされているが、これに限定されない。ケース12の形状は、例示される形状に限定されず、任意の適切な形状がこの発明の理念および範囲内であるよう企図されることが認識されるべきである。アセンブリ10は、さらに、PTFEシール要素18を含む。PTFEシール要素18は、そのボアに形成され、シールリップ20とも称される、シャフト21の摺動面に対して信頼性のあるシールを確立するための摺動面を有する。アセンブリ10は、さらにまた、たとえばゴムのようなエラストマー材料24から成型された本体22を含み、エラストマー材料24は、ケース12およびPTFEシール要素18に合わせて成型されていて、PTFEシール要素18をエラストマー材料24に接着された関係で付ける。本体22は、例として、中心軸13に向かってPTFEシール要素18に隣接して垂れ下がってシールアセンブリ10の空気側(A)での汚染物質がPTFEシール要素18に達することを阻止する排除リップ26を有するものとしてここでは例示されているが、これに限定されない。本体22も、PTFEシール要素18とケース12との間に環状に延在してシャフト21の摺動面に対するPTFEシール要素18の所望のバイアスを与える、起伏するまたは波状の中間部分28を有するものとして示されている。しかしながら、本体22は、他の構成を有して成型され得るものであり、よってこの発明は例示された本体22の構成によって限定されないことが認識されるべきである。アセンブリ10の構築方法を完了すると、シャフト21およびシールアセンブリ10を互いに作用する関係に取付けると、シールリップ20のシール直径SD(SDは例示される1/2SDの2倍である)が、使用中のシャフト21の摺動面に対する信頼性のあるシールをもたらし、一方それと同時にシャフト21の摺動面に対する低いランニングトルクを生じるよう、PTFEシール要素18のシールリップ20は、弛緩しかつバイアスのかかっていない直径を得る。さらに、完成したシール要素18は、アセンブリ10をシャフト21上に取付けるのに取付け中に必要な軸方向に押す力が最小限である。したがって、取付け中のシールリップ20の破損またはシールリップ20の反転の可能性が最小化される。
Claims (5)
- シャフトシールアセンブリの構築方法であって、
金属ケースおよびPTFEシール要素を金型キャビティに入れるステップと、
エラストマー材料を前記金型キャビティの中に射出し、前記金属ケースを前記PTFEシール要素に前記エラストマー材料で付けて、前記シャフトシールアセンブリのユニット化された初期構成を形成するステップと、
前記シャフトシールアセンブリの前記ユニット化されたされた初期構成を前記金型キャビティから取外し、前記初期構成の前記PTFEシール要素のボアを、前記エラストマー材料を硬化させる前に、マンドレル上に配置するステップと、
前記PTFEシール要素を前記マンドレル上のまま加熱するステップと、
前記エラストマー材料を前記マンドレル上のまま硬化させるステップと、
前記PTFEシール要素を前記マンドレル上のまま冷却するステップと、
前記シャフトシールアセンブリを前記マンドレルから取外すステップとを備える、方法。 - 前記PTFEシール要素を加熱する前記ステップの間に前記エラストマー材料を硬化させるステップを行なう、請求項1に記載の方法。
- 前記PTFEシール要素を加熱するステップにおいて、前記PTFEシール要素を摂氏約149〜260度(華氏約300〜500度)の温度まで加熱する、請求項2に記載の方法。
- 前記PTFEシール要素を前記マンドレル上のまま加熱する前記ステップは、複数の前記シールアセンブリを前記マンドレル上に配置し、前記シールアセンブリを前記マンドレル上のまま炉の中で加熱することによって行なう、請求項1に記載の方法。
- シャフトシールアセンブリの構築方法であって、
PTFEシール要素を外側金属ケースに付けるステップと、
前記PTFEシール要素を前記ケースにエラストマー材料で接着するステップと、
前記PTFEシール要素のボアを、前記エラストマー材料を硬化させる前に、マンドレル上に配置するステップと、
前記PTFEシール要素を前記マンドレル上のまま加熱するステップと、
前記PTFEシール要素を前記マンドレル上で加熱する前記ステップの間に前記エラストマー材料を硬化させるステップと、
前記PTFEシール要素を前記マンドレル上のまま冷却するステップと、
前記シャフトシールアセンブリを前記マンドレルから取外すステップとを備える、方法。
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