JP6444756B2

JP6444756B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP6444756B2
Application number: JP2015025168A
Authority: JP
Inventors: 祐也坂野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: JP2016148386A

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、自動車関連の分野または汎用機械の分野等において回転用オイルシールとして用いられる。

従来から図６（Ａ）に示すように、非回転のハウジング５１側に装着されるシールリップ１０２が回転軸６１側のシールフランジ１０３の軸方向端面１０３ａに摺動可能に接触する構造を備える密封装置１０１が知られている。シールフランジ１０３の軸方向端面１０３ａには図６（Ｂ）に示すように、回転軸６１の回転時に遠心力による流体ポンピング作用を発揮するネジ溝１０４が設けられており、このネジ溝１０４を設けた軸方向端面１０３ａに対しシールリップ１０２が摺動可能に接触している。

上記密封装置１０１は回転軸６１の回転時、回転軸６１と共に回転するシールフランジ１０３が遠心力による流体振り切り作用を発揮するとともにネジ溝１０４が遠心力による流体ポンピング作用を発揮するため、機内側Ａの密封流体がシールリップ１０２およびシールフランジ１０３の接触部を通過して機外側Ｂへ漏洩するのを抑制することが可能とされる。

特開２０１４−１３７１２９号公報

しかしながら上記従来の密封装置１０１に対しては、以下の点について更なる機能向上が求められる。

すなわち上記密封装置１０１においては上記したように回転軸６１の回転時、回転軸６１と共に回転するシールフランジ１０３が遠心力による流体振り切り作用を発揮するとともにネジ溝１０４が遠心力による流体ポンピング作用を発揮するため、機内側Ａの密封流体が機外側Ｂへ漏洩するのを抑制することが可能とされるが、回転軸６１の回転が停止すると遠心力が消失し上記両作用が消失するため、密封流体がネジ溝１０４を伝って接触部を通過し、機外側Ｂへ漏洩する可能性がある（いわゆる静止漏れの発生の可能性）。

本発明は以上の点に鑑みて、互いに摺動可能に接触するシールリップおよびシールフランジの組み合わせを備えるとともにシールフランジの軸方向端面にネジ溝を設けた密封装置において、静止漏れが発生するのを抑制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。

本発明は上記目的を達成するため、以下の手段を採用した。
すなわち本発明の密封装置は、非回転のハウジング側に装着されるシールリップが回転軸側のシールフランジの軸方向端面に摺動可能に接触する構造を備え、前記シールフランジの軸方向端面に回転時ポンピング作用を発揮するネジ溝を設けた密封装置において、前記シールフランジの軸方向端面に環状溝を前記ネジ溝と交差するように設け、前記環状溝の内面に対し前記シールリップの先端部を摺動可能に接触させることを特徴とする。

本発明の密封装置においては、シールフランジの軸方向端面に環状溝が設けられ、この環状溝がネジ溝と交差するように設けられるとともに環状溝の内面に対しシールリップの先端部が摺動可能に接触するため、ネジ溝を伝っての静止漏れの漏れ流路が、この環状溝の内面に対しシールリップの先端部が接触する部位において遮断されることになる。したがって、静止漏れが発生するのを抑制することが可能とされる。

尚、環状溝およびネジ溝の溝深さについて、ネジ溝の深さよりも環状溝の深さのほうが小さい場合および両溝の深さが同等の場合には、環状溝およびネジ溝が交差する部位においてシールリップの先端部が環状溝の内面に対し接触し得ないため、この交差する部位において密封流体が環状溝からその内周側のネジ溝へ少量ながら流出することが懸念される。そこで、これに対策するには、ネジ溝の深さよりも環状溝の深さのほうを大きく設定するのが好適であり、これによれば環状溝の内面に対しシールリップの先端部が全周に亙って接触するため、静止漏れが発生するのをほぼ完全に防止することが可能とされる。

本発明においては、互いに摺動可能に接触するシールリップおよびシールフランジの組み合わせを備えるとともにシールフランジの軸方向端面にネジ溝を設けた密封装置において、静止漏れが発生するのを抑制することができ、回転軸が回転している時のみならず静止している時にも密封流体が漏洩するのを抑制することができる。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図同密封装置に備えられるスリンガーの断面図同密封装置に備えられるネジ溝および環状溝の説明図同密封装置に備えられるネジ溝および環状溝の一部拡大斜視図同密封装置に備えられるネジ溝および環状溝の一部拡大断面図従来例を示す図であって、（Ａ）は従来例に係る密封装置の要部断面図、（Ｂ）は同密封装置に備えられるネジ溝の説明図

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は、本発明の実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。

当該実施例に係る密封装置１は、非回転のハウジング５１側に装着されるシールリップ２４が回転軸６１側のシールフランジ１３の軸方向端面１３ａに摺動可能に接触する構造を備える密封装置であって、ハウジング（シールハウジング）５１とこのハウジング５１に設けた軸孔５２に挿通する回転軸６１との間で機内側（油側）Ａの密封流体（油）が機外側（大気側）Ｂへ漏洩しないようにシールする密封装置（エンジン用オイルシール）である。またこの密封装置１は、ハウジング５１の軸孔５２内周に装着されるリップシール部材２１と、回転軸６１の外周に装着されるスリンガー１１との組み合わせよりなり、リップシール部材２１に、請求項１に記載したシールリップ２４が備えられるとともに、スリンガー１１に、請求項１に記載したシールフランジがフランジ部１３として備えられている。

スリンガー１１は、金属等の剛材製であって、回転軸６１の外周面に固定（嵌合）されるスリーブ部１２と、このスリーブ部１２の軸方向一方の端部（機内側端部）に設けられた外向きのフランジ部１３とを一体に有し、フランジ部１３の軸方向他方の端面である機外側端面１３ａに図２および図３に示すような、回転軸６１の回転時に遠心力による流体ポンピング作用を発揮することにより密封流体を外周側（機内側Ａ）へ向けて押し戻す作用を発揮するネジ溝１５が設けられている。矢印ｅは回転軸６１の回転方向を示している。

一方、リップシール部材２１は、ハウジング５１の軸孔５２内周面に固定（嵌合）される金属等の剛材よりなる取付環２２と、この取付環２２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体２３とを有し、このゴム状弾性体２３によって、スリンガー１１におけるフランジ部１３の機外側端面１３ａに摺動可能に接触するシールリップ（端面リップ）２４と、スリンガー１１に対し非接触の油回収リップ２５が一体に設けられ、またこのゴム状弾性体２３に対し、スリンガー１１におけるスリーブ部１２の外周面に摺動可能に接触するダストリップ２６が組み付けられている。油回収リップ２５はシールリップ２４の機外側Ｂに配置され、ダストリップ２６は油回収リップ２５の更に機外側Ｂに配置されている。

シールリップ２４は、その基端部２４ａから先端部２４ｂへかけて漸次拡径するよう機内側Ａであってかつ径方向外方へ向けて斜めに設けられており、その先端部２４ｂの内周面にて、フランジ部１３の機外側端面１３ａに接触している。またこの接触については所定の締め代（接触面圧）が設定され、よってシールリップ２４はその先端部２４ｂの内周面にてフランジ部１３の機外側端面１３ａに対し所定の締め代をもって弾性的に接触している。

また図２、図３および図４に示すように、スリンガー１１におけるフランジ部１３の機外側端面１３ａに環状溝１６がネジ溝１５と交差するように設けられ、この環状溝１６の内面に対しシールリップ２４の先端部２４ｂがその内周面をもって摺動可能に接触するように設定されている。

図５に拡大して示すように、環状溝１６は、その溝深さｄ_１をネジ溝１５の溝深さｄ_２よりも大きく形成されている。また、シールリップ２４の先端部２４ｂと環状溝１６の内面との接触部Ｓは、その深さｄ_３をネジ溝１５の溝深さｄ_２以上の大きさに形成され、ネジ溝１５の溝深さｄ_２よりも大きく形成されている。したがってシールリップ２４の先端部２４ｂはその内周面をもって全周に亙って環状溝１６の内面に対し摺動可能に接触することが可能とされている。

また、環状溝１６は、その長手直角の断面形状を三角形に形成されて内周側斜面１６ａおよび外周側斜面１６ｂを備え、両斜面１６ａ，１６ｂのうちの内周側斜面１６ａに対しシールリップ２４の先端部２４ｂを摺動可能に接触させている。また環状溝１６は、その長手直角の断面形状を溝開口部を底辺する不等辺三角形に形成されて、機外側端面１３ａに対する角度θ_１を比較的小さく設定された内周側斜面１６ａおよび機外側端面１３ａに対する角度θ_２を比較的大きく設定された外周側斜面１６ｂを備え、両斜面１６ａ，１６ｂのうち機外側端面１３ａに対する角度θ_１を比較的小さく設定された内周側斜面１６ａに対しシールリップ２４の先端部２４ｂを摺動可能に接触させている。

上記構成の密封装置１においては、シールリップ２４がその先端部２４ｂにてフランジ部１３の機外側端面１３ａに接触しており、この状態で回転軸６１が回転してフランジ部１３が従動回転すると、回転軸６１と共に回転するフランジ部１３が遠心力による流体振り切り作用を発揮するとともにネジ溝１５が遠心力による流体ポンピング作用を発揮するため、機内側Ａの密封流体がシールリップ２４およびフランジ部１３間の接触部を通過して機外側Ｂへ漏洩するのを抑制することが可能とされる。

また、回転軸６１が静止している時には、密封流体がネジ溝１５を伝って漏れようとするが、上記したようにスリンガー１１における機外側端面１３ａに環状溝１６がネジ溝１５と交差するように設けられ、この環状溝１６の内面に対しシールリップ２４の先端部２４ｂがその内周面をもって全周に亙って環状溝１６の内面に対し摺動可能に接触しているため、ネジ溝１５を伝っての静止漏れの漏れ流路が、この環状溝１６の内面に対しシールリップ２４の先端部２４ｂが接触する部位において遮断される。したがって静止漏れをほぼ完全に防止することが可能とされる。

したがって以上説明したところにより、回転時のシール性を維持しつつ、静止漏れが発生するのを抑制することができる。

また、上記構成の密封装置１においては、シールリップ２４の先端部２４ｂが環状溝１６の内面に接触する部位（接触部Ｓ）において回転時、ネジ溝１５の流体ポンピング作用による動圧が発生し、この動圧がシールリップ２４および環状溝１６内面の接触部をその内周側から開くように作用する。したがって接触面圧を低減させ、摺動トルクを低減させることが可能される。

環状溝１６の断面形状については、特に限定されず、例えば二等辺三角形や断面四角形、断面円弧形などであっても良い。

１密封装置
１１スリンガー
１２スリーブ部
１３フランジ部（シールフランジ）
１３ａ機外側端面（軸方向端面）
１５ネジ溝
１６環状溝
１６ａ内周側斜面
１６ｂ外周側斜面
２１リップシール部材
２２取付環
２３ゴム状弾性体
２４シールリップ
２４ａ基端部
２４ｂ先端部
２５油回収リップ
２６ダストリップ
５１ハウジング
５２軸孔
６１回転軸
Ｓ接触部
Ａ機内側
Ｂ機外側

Claims

非回転のハウジング側に装着されるシールリップが回転軸側のシールフランジの軸方向端面に摺動可能に接触する構造を備え、前記シールフランジの軸方向端面に回転時ポンピング作用を発揮するネジ溝を設けた密封装置において、
前記シールフランジの軸方向端面に環状溝を前記ネジ溝と交差するように設け、
前記環状溝の内面に対し前記シールリップの先端部を摺動可能に接触させ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、
前記ネジ溝の深さよりも前記環状溝の深さのほうを大きく設定したことを特徴とする密封装置。