JP6545486B2

JP6545486B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP6545486B2
Application number: JP2015049488A
Authority: JP
Inventors: 吉村　健一; 健一吉村; 潤一野田; 祐貴佐藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2035-03-12
Also published as: JP2016014469A

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９（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９（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。

実開平３−５７５６３号公報特開平２−１１３１７３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密封装置において、回転時のシール性を維持しながら静止時の漏れ（静止漏れ）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。

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の先端部の内周面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弾性的に接触する構造を備える密封装置において、前記シールフランジの軸方向端面に設けられ、前記回転軸の回転時に流体ポンピング作用を発揮するネジ溝と、前記シールリップと摺動可能に接触する前記ネジ溝の内面に、微細な凹部が多数形成されている梨地加工部を設けた静止漏れ抑制構造と、を備える。

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。

第１実施例に係る密封装置の要部断面図第２実施例に係る密封装置の要部断面図第３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ネジ溝の説明図（Ａ）は同ネジ溝の拡大断面図、（Ｂ）は同ネジ溝に対しシールリップを組み合わせた状態の拡大断面図比較例に係る密封装置に備えられるネジ溝を示す図であって、（Ａ）は同ネジ溝の断面図、（Ｂ）は同ネジ溝に対しシールリップを組み合わせた状態の断面図第４実施例に係る密封装置に備えられるネジ溝を示す図であって、（Ａ）は同ネジ溝の断面図、（Ｂ）は同ネジ溝に対しシールリップを組み合わせた状態の断面図第５実施例に係る密封装置に備えられるネジ溝を示す図であって、（Ａ）は同ネジ溝の断面図、（Ｂ）は同ネジ溝に対しシールリップを組み合わせた状態の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

つぎに実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・
図１は、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、シールリップが備えられるとともに、スリンガー１１に、シールフランジがフランジ部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であってそのシールリップ２４に対する摺動領域を含む面に、梨地加工部（粗し加工部または表面粗し部とも称する）１４が設けられている。摺動領域を含む面は、所定の径方向幅を備える帯状の、かつ環状の面である。梨地加工部１４は、ショットブラスト法などによりフランジ部１３に表面粗さを付与したものであって、その結果としてフランジ部１３の表面に微細な谷部（凹み）が多数形成されている。

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に設けた梨地加工部１４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に設けた梨地加工部１４に対し所定の締め代をもって弾性的に接触している。

尚、この密封装置１には、上記従来技術におけるネジ溝１０４に相当する構成は設けられていない。

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に設けた梨地加工部１４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、回転に伴って発生する遠心力の作用により、シールリップ２４の先端部２４ｂが径方向外方へ向け若干浮き上がるとともに、シールリップ２４の先端部２４ｂおよびフランジ部１３の機外側端面１３ａ間にて梨地加工部１４の谷部による空間を伝って外径側へ向けての流体の流れが発生し、これにより流体ポンピング作用が発揮される。したがって、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梨地加工部１４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、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の梨地加工部１４に弾性的に接触しているため、このシールリップ２４の先端部２４ｂにより、先端部２４ｂおよび機外側端面１３ａ間の隙間が梨地加工部１４の谷部による空間を含めてすべて埋められている。したがって、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、これにより静止漏れが発生するのを抑制することができる。

第２実施例・・・
上記第１実施例では、フランジ部１３の機外側端面１３ａであってそのシールリップ２４に対する摺動領域を含む面に梨地加工部１４が設けられているが、梨地加工部はこれをシールリップ２４側に設け、またはフランジ部１３側およびシールリップ２４側の双方にそれぞれ設けても良い。

その一例として図２に示す密封装置１では、フランジ部１３の機外側端面１３ａであってそのシールリップ２４に対する摺動領域を含む面に梨地加工部１４が設けられるとともに、シールリップ２４の内周面２４ｃであってそのフランジ部１３に対する摺動領域を含む面にも梨地加工部２７が設けられている。上記したようにシールリップ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に接触するので、この先端部２４ｂの内周面を含む面に梨地加工部２７が設けられている。

第３実施例・・・
図３に示す密封装置１では、フランジ部１３の機外側端面１３ａに図４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が設けられており、このように流体ポンピング作用を発揮するネジ溝１５の内面に図５に示すような梨地加工部１６が設けられている。図４で矢印ｅは回転軸６１の回転方向を示している。そして、このようにネジ溝１５の内面に梨地加工部１６が設けられると、図６の比較例に示すようにネジ溝１５の内面に梨地加工部が設けられない場合と比較してネジ溝１５の内面の表面積が増大するため、密封流体の表面張力が発生しやすくなり、密封流体がネジ溝１５内を流れにくくなる。したがって、このように密封流体がネジ溝１５内を流れにくくなることにより、静止漏れが発生するのを抑制することができる。

図５に示す例では、フランジ部１３の機外側端面１３ａに断面三角形（溝開口部を底辺とする二等辺三角形）のネジ溝１５が設けられ、このネジ溝の内面である一対の斜面１５ａ，１５ｂにそれぞれ梨地加工部１６が設けられている。

スリンガー１１は金属等の剛材よりなるため、ゴム状弾性体よりなるシールリップ２４の表面に梨地加工部を設ける場合よりも長期間に亙って梨地加工部１６の形状を維持することができる。

第４，５実施例・・・
また、流体ポンピング作用を発揮するネジ溝１５の内面の表面積を増大するには、ネジ溝１５の内面に梨地加工部１６を設ける代わりとして、ネジ溝１５の断面形状を三角形以外の異形断面とすることも考えられ、このようにネジ溝１５の断面形状を三角形以外の異形断面とした場合にも、密封流体の表面張力が発生しやすくなり、密封流体がネジ溝１５内を流れにくくなるため、静止漏れが発生するのを抑制することができる。

三角形以外の異形断面としては、ネジ溝１５の断面形状を長方形、台形、半円形または円弧形などにすることが考えられる。

第４実施例として示す図７では、流体ポンピング作用を発揮するネジ溝１５の断面形状が長方形（溝開口部を長辺とする長方形）とされている。断面長方形のネジ溝１５は断面三角形のネジ溝１５よりも、溝幅および溝深さが共に一定として、内面の表面積が大きいものである。

第５実施例として示す図８では、流体ポンピング作用を発揮するネジ溝１５の断面形状が円弧形（溝開口部を弦辺とする円弧形）とされている。断面円弧形のネジ溝１５は断面三角形のネジ溝１５よりも、溝幅および溝深さが共に一定として、内面の表面積が大きいものである。

したがってこれらの例においても、密封流体がネジ溝１５内を流れにくくなるため、静止漏れが発生するのを抑制することができる。

更にまた、ネジ溝１５の断面形状を三角形以外の異形断面としたうえで、ネジ溝１５の内面に梨地加工部を設けるようにしても良い。

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）
１４，１６，２７梨地加工部
１５ネジ溝
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
２４ｃ内周面
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
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の先端部の内周面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弾性的に接触する構造を備える密封装置において、
前記シールフランジの軸方向端面に設けられ、前記回転軸の回転時に流体ポンピング作用を発揮するネジ溝と、
前記シールリップと摺動可能に接触する前記ネジ溝の内面に、微細な凹部が多数形成されている梨地加工部を設けた静止漏れ抑制構造と、
を備えることを特徴とする密封装置。