JP6545486B2 - 密封装置 - Google Patents

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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。
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。
1実施例に係る密封装置の要部断面図 2実施例に係る密封装置の要部断面図 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 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 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 (1)

  1. 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。
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