JPH028565A - リップシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、回転軸に摺接されるリップを備えたリップシ
ール装置に関する。

「従来の技術」 従来、リップシール装置として、回転自在に軸支した回
転軸の周囲を囲繞するケースと、外周部が上記ケースに
取付けられ、内周部先端側が密封流体側に湾曲されて上
記回転軸の外周面に摺接されたリップとを備えたものは
周知である。また従来、同様なリップシール装置におい
て、リップの回転軸とのシール面に螺旋溝を形成したも
のも知られている（特開昭５７−１２６６３５号公報）
。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記リップの回転軸とのシール面にその
ような螺旋溝を形成したリップシール装置においては、
回転中におけるシール性は螺旋溝を形成しない通常のリ
ップシール装置よりも良好な結果が得られるが、回転軸
の回転停止時におけるシール性は上記通常のリップシー
ル装置よりも過かに悪い結果となっていた。

「課題を解決するための手段」 本願出願人はそのような事情に鑑み、上記リップシール
装置において、上記リップの回転軸とのシール面に、回
転軸の円周方向に連続した環状溝を設け、かつ該環状溝
よりも先端側におけるリップの回転軸への密着力を後方
側の密着力よりも小さく設定するようにしたものである
。

「作用」 このように、上記リップの回転軸とのシール面に回転軸
の円周方向に連続した環状溝を設ければ、上記リップの
環状溝部分の肉厚が他の部分よりも薄くなるので、密封
流体側の圧力を受けてその部分が押圧変形され易くなり
、その結果、シール面のうち環状溝の両側部分が特に強
く回転軸の外周面に圧着されるようになる。そして上記
環状溝は円周方向に連続させであるので、その接触部分
も円周方向に連続するようになり、しかも１木の環状溝
に対して２本の環状の接触部分が得られるので２重のシ
ール作用が得られるようになる。

したがって本発明においては、上記２重のシール作用に
より、従来装置に比較して回転時においても停止時にお
いても優れたシール効果を得ることが可能となる。

さらにこれに加えて、本発明においては、上記環状溝よ
りも先端側におけるリップの回転軸への密着力を後方側
の密着力よりも小さく設定しているので、上述した優れ
たシール効果を長期間維持することが可能となる。

すなわち本発明とは逆に、先端側の密着力と後方側の密
着力とを実質的に同一とし、或いは先端側の密着力を後
方側の密着力よりも大きく設定すると、先端側シール面
によって比較的良好なシール効果が得られるので、後方
側シール面への密封流体の洩れ量が少なくなって該部分
の潤滑が不充分となることがある。すると、後方側シー
ル面が摩耗して面荒れを生じさせるので、その部分での
シール効果が低下し、この状態となると良好なシール効
果は先端側シール面だけとなるので、上述した２重の優
れたシール作用が得られなくなる。

これに対し、本発明のように先端側の密着力を後方側の
密着力よりも小さく設定すると、適量の密封流体が先端
側シール面を漏洩して後方側シール面に供給されるよう
になるので、その後方側シール面の摩耗を良好に防止し
てその部分でのシール効果を長期間維持することができ
、しかも該後方側シール面は相対的に密着力を大きく設
定しているので充分なシール効果を確保することができ
る。その結果、上述した優れた２重のシール効果を長期
間維持することが可能となる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、リップシール装置は基本的構成部品として、ハ
ウジング１に形成した孔ｌａ内に嵌着した円筒状のケー
ス２と、外周部をこのケース２に取付けた２枚の第１リ
ツプ３と第２リツプ４とを備えており、各リップ３．４
の内周部先端側を半径方向から密封流体側すなわち軸方
向左方にそれぞれ湾曲させ、各先端部を上記ケース２を
貫通する回転軸５の外周面に自己の弾性および密封流体
の押圧力により摺接させて各摺接部をシールするように
している。

上記密封流体側となる左方の第１リツプ３には、上記回
転軸５との摺接面に円周方向に連続させて環状溝３８を
形成し、その環状溝３８より左方の先端側に第１シール
面６ａを、右方の後方側に第２シール面６ｂを形成して
いる。

上記環状溝３ａの断面は、第２図に拡大して示しである
ように、半円形状を密封流体側に若干押潰した形状に形
成してあり、特に環状溝３ａと第１シール面６ａとの接
点部分７ａをほぼ直角に形成してその角部をできるだけ
シャープに形成する一方、環状溝３８と第２シール面６
ｂとの接点部分７ｂはなだらかな曲面で連続させている
。

また、上記環状溝３ａの幅や深さや位置を適宜に設定す
る等の手段により、該環状溝３ａよりも先端側における
第１シール面６ａの回転軸５への密着力Ｐｆを後方側の
第２シール面６ｂの密着力Ｐｒよりも小さくなるように
設定し、さらに第２リツプ４の回転軸５への密着力Ｐ２
は、第２リツプ４の回転軸５への組込み前の状態におけ
る内径を第１リツプ３の内径よりも大きく設定すること
により、上記第１シール面６ａの密着力Ｐｆよりもさら
に小さくなるように設定している。

次に、上記円筒状のケース２は大径部２ａと小径部２ｂ
とを備えており、上記大径部２ａの外径をハウジング１
の孔１ａの内径よりも所要量だけ小さく設定することに
より、上記ケース２を所要のクリアランスＣをあけて上
記孔ｌａ内に遊嵌できるようにしている。そして上記小
径部２ｂの末端、すなわち第１図の左端を半径方向外方
に折曲げてフランジ部２ｃを形成すると同時に、このフ
ランジ部２ｃ、小径部２ｂ、および上記大径部２ａと小
径部２ｂ間の段部２ｄとによってケース２の外周に環状
溝１０を形成し、この環状溝１０内にＯリングからなる
シール部材１１を嵌合している。

したがって、上記ケース２を孔ｌａ内に上記クリアラン
スＣをあけて遊嵌した際には、上記シール部材１１がそ
の孔ｌａ内に圧入されてケース２をハウジング１に嵌着
し、かつ第１図の左方の密封流体が上記クリアランスＣ
を介して右方に漏洩するのを防止するようになる。そし
てこのとき、上記シール部材１１の中心部と第１リツプ
３に形成した環状溝３ａの中心部とが、上記回転軸５の
軸線と直交する鉛直内に位置するように配置している。

また、上記大径部２ａの右端部を半径方向内側に折曲げ
てカシメ部２ｅを形成し、このカシメ部２ｅと上記段部
２ｄとによって軸方向に対向する係合端面２ｆ、２ｇを
形成している。そして上記係合端面２ｆ、２ｇ間に、段
部２ｄ側から順に、プレート１２、上記第１リツプ３、
金属ワッシャ等の剛性板１３を埋設したシール部材１４
、上記第２リツプ４、およびプレート１５を介在させ、
それらを上記係合端面２ｆ、２ｇで軸方向に重合させて
挟持固定している。

上記プレート１２は金属から製造してその外径を上記大
径部２ａの内径よりも所定量だけ小径に形成してあり、
上記第１リツプ３の外周部に密封流体側に向けて突出形
成した突出部３ｂをこのプレート１２の外周面に係合さ
せることにより、該第１リツプ３が抜は出てしまうのを
防止している。

また上記プレート１２の内周部は、半径方向から密封流
体側すなわち軸方向左方に湾曲させてその先端部に円筒
部１２ａを形成している。第１図の想像線Ａで示すよう
に、プレート１２の内周部を密封流体側に截頭円錐状に
湾曲させただけの場合には、リップシール装置の組立時
や搬送時等にその截頭円錐状先端縁のエツジで第１リツ
プ３を損傷させることがあるが、上述したようにプレー
ト１２の内周先端部に円筒部１２ａを形成しておけば、
そのような損傷を良好に防止することができる。

第３図は上記シール部材１４の組込み前の状態を示して
おり、このシール部材１４はゴム等の弾性体から製造し
てその外周面の一部に半径方向外方に突出する環状突起
１４ａを形成し、該環状突起１４ａにより上記ケース２
との間のシールを確実に行なえるようにしている。

また、上記シール部材１４の両端面には環状溝１４ｂ　
、　１４ｃを形成してあり、上記シール部材１４をケー
ス２内に組込んで各係合端面２ｆ、２ｇによって挟持し
た際に、それら環状溝１４ｂ　、　１４ｃを上記環状突
起１４ａの弾性変形に対する逃げ部としている。

こねに加えて、第１図に示すように、上記第１リツプ３
の外周部に、上記突出部３ｂとは反対側に環状溝３０を
形成し、この環状溝３０も上記環状突起１４ａの逃げ部
としている。上記第１リツプ３の外周部に形成した突出
部３ｂと環状溝３０とは、第１リツプ３の外周部を軸方
向に押出し変形させることによって同時に形成すること
ができる。

さらに、上記シール部材ｌ・４の内周面は東２リップ４
の密封流体側湾曲面に沿う湾曲面１４ｄとして形成して
あり、この湾曲面１４ｄによって第２リツプ４の内周部
が必要以上に軸方向左方に変位するのを防止し、それに
よって第２リツプ４の先端部を第１リツプ３に当接させ
て、該第１リツプ３を支持させるようにしている。

上記ケース２の密封流体と反対側端部に配設した上記プ
レート１５は、金属によって中央部が右方に突出する皿
状に形成してその突出部１５ａの内側に所要形状の凹部
１５ｂを形成し、それによってプレート１５自体の剛性
を増大させている。また、上記突出部’１５ａの右端面
を上記ケース２のカシメ部２ｅの右端面に一致させ、該
突出部の右端面とカシメ部２ｅの右端面とをハウジング
１の段部端面１ｂに同時に当接させ、さらに該プレート
１５の内周面と上記回転軸５の外周面との間隙ｔは、何
等かの原因により第２リツプ４の内周部が右側に反転し
てしまうことを防止できるような小さな間隙に設定して
いる。

ところで、上記プレート１２、第１リツプ３、シール部
材１４、第２リツプ４およびプレート１５を上記係合端
面２ｆ、２ｇで挟持固定した際に、ゴム族のシール部材
１４の外周部の一部が内周側に膨出されるようになり、
シール部材１４の内周側が膨張すると各リップ３．４を
軸方向に押圧変形させるようになる。

しかるに、密封流体側のプレート１２はその軸部に円筒
部１２ａを有しているので充分に剛性が高く、したがっ
て上記シール部材１４の内周側は密封流体とは反対側に
膨張されるようになる。この際、上記密封流体と反対側
端部に配設したプレート１５を単なる平板状に形成して
おくと、該プレート１５の中央部は上記シール部材１４
の内周側の膨張により第２シール４を介して円錐状に膨
出されるようになり、その膨出量は各リップシール装置
毎にばらつくので、第２リツプ４と回転軸５との密着条
件が変動し、したがって第２リツプ４に当接する第１リ
ツプ３と回転軸５との密着条件も変動してシール効果が
低下する虞があった。

しかしながら、上述したように、上記プレート１５の中
央部を密封流体と反対側に突出させてその内側に所要形
状の凹部１５ｂを形成すれば、プレート１５自体の剛性
を増大させることができると同時に、その凹部１５ｂの
容積により上記シール部材１４の弾性変形を従来に比較
して実質的に一定に規制することができるようになる。

その結果、各リップ３．４と回転軸５との密着条件も実
質的に一定に規制することができるので、一定の確実な
シール効果を確保することが可能となる。

さらに、上記突出部の右端面とカシメ部２ｅの右端面と
をハウジング１の段部端面１ｂに同時に当接させてい″
るので、上述したようにケース２を所要のクリアランス
Ｃをあけて上記孔ｌａ内に遊嵌させていても、カシメ部
２ｅの右端面のみを段部端面１ｂに当接させる場合に比
較して安定してケース２を固定することができる。

以上の構成によれば、上記第１リツプ３のシール面に環
状溝３８を形成しているので、その部分で第１リツプ３
の肉厚が薄くなって密封流体側の圧力を受けた際にその
部分が変形され易くなる。その結果、上記環状溝３ａの
両接点部分７ａ、７ｂが相対的に強く回転軸５の外周面
に圧着されるようになり、各接点部分７ａ、７ｂが円周
方向に連続した線状ないしは帯状に接触するようになる
。したがって、１本の環状溝ｌＯに対して２本の環状の
接触部分が得られるので、各接触部分によって２重のシ
ール作用が得られるようになる。

この状態から上記回転軸５が回転されると、上記第１シ
ール面６ａの回転軸５への密着力Ｐｆを相対的に小さく
設定しであるので、第１シール面６ａの先端部側が回転
軸５の外周面から僅かに浮きぎみになり、密封流体が第
１シール面６ａを越えて環状溝３８内に漏洩し易くなる
。

そして、第１シール面６ａが回転軸５の外周面から僅か
に浮きぎみになると、上記接点部分７ａにおける円周方
向の連続した接触がとぎれ易くなる。

特に上記接点部分７ａを滑らかな曲面に形成した場合に
は、第１シール面６ａが浮きぎみになる傾向によってそ
の接点部分７ａにおける回転軸５との接触部分が軸方向
に変動し易くなり、それによって−部の接触部分と他部
の接触部分とに軸方向の位置ずれが生じて円周方向の連
続した接触がとされ易くなる。

これに対し、上記接点部分７ａをできるだけシャープに
形成すると、そのシャープな角部が回転＠５の外周面に
接触するので、その接触部分の位置ずれが生じにくくな
り、したがって上記接点部分７ａに３ける円周方向の連
続した接触が良好に維持されて密封流体の洩れが抑制さ
れるようになる。

つまり、上記第１シール面６ａを越えて環状溝３ａ内に
漏洩する密封流体の量は、第１シール面６ａの密着力Ｐ
ｆの大きさと、上記接点部分７ａのシャープさとによっ
て適宜に調整することが可能である。

上述した先端側の接点部分７ａに対し、後方側の接点部
分７ｂをシャープエツジに形成すると、密封流体の洩れ
防止という観点からは好ましいが、密封流体による潤滑
効果が低減して第２シール面６ｂの面荒れを生じさせる
虞があるので、上記接点部分７ｂをなだらかな曲面に形
成することにより、密封流体を潤滑用として第２シール
面６ｂに導入できるようにしている。

このように、特に先端側の密着力Ｐｆを後方側の密着力
Ｐｒよりも小さく設定することにより、適量の密封流体
を第１シール面６ａを漏洩させて第２シール面６ｂに供
給することができるので、第２シール面６ｂの摩耗を良
好に防止してその部分でのシール効果を長期間維持する
ことができる。そしてこの第２シール面６ｂはその密着
力Ｐｒを相対的に大きく設定しているので充分なシール
効果を確保することができ、したがって上述した優れた
２重のシール効果を長期間維持することが可能となる。

また第２リツプ４の密着力Ｐ２は、この部分への潤滑剤
としての密封流体の供給が殆どないので、最も小さく設
定してその部分の摩耗を防止するようにしている。

なお、上記実施例では環状溝３ａの断面は半円形状を密
封流体側に若干押潰した形状としているが、これに限定
されるものではなく、単純な半円形状であっても、或い
は半円形状を密封流体と反対側に若干押潰した形状とす
る等、適宜の断面形状とすることができる。

次に本実施例においては、前述したように上記シール部
材１１の中心部と第１リツプ３に形成した環状溝３ａの
中心部とを、上記回転軸５の軸線と直交する鉛直内に位
置するように配置しているので、回転軸５の回転中に生
じるケース２の揺動を有効に防止することができる。

すなわち、上記回転軸５が回転すると、回転軸５の撮れ
回りや撓み等により各リップ３．４の外周部を支持して
いるケース２の大径部２ａがその作用力を受けて半径方
向に変位されるようになる。

そしてこのとき、例えば第１図において、上記環状溝１
０およびシール部材１１を大径部２ａよりも右側に設け
た場合には、ケース２は上記作用力を受けてシール部材
１１を中心として揺動傾斜されるようになる。

そしてケース２が揺動傾斜されると、各リップ３．４が
傾斜される結果となるので、各シール面６ａ、６ｂの密
着部分が軸方向にずれて円周方向の連続性がとぎれ易く
なり、シール効果が低下する虞が生じる。

これに対し、上記シール部材１１の中心部と第１リツプ
３に形成した環状溝３８の中心部とを、上記回転軸５の
軸線と直交する鉛直内に位置するように配置すれば、回
転軸５の振れ回りや撓み等によりケース２が半径方向に
変位されても、その揺動傾斜を有効に防止することがで
きる。したがって、各リップ３．４の傾斜を良好に防止
して各シール面６ａ、６ｂの密着面における円周方向の
連続性を確保することができるので、シール効果の低下
を防止することができる。

なお、上記シール部材１１の中心部と第１リツプ３に形
成した環状溝３８の中心部とを正確に回転軸５の軸線と
直交する鉛直内に位置させる必要はなく、シール部材１
１とハウジングエとの接触面又はシール部材１１とケー
ス２との接触面と、密着力の強い上記第１シール３の各
シール面６ａ、６ｂと回転軸５との接触面とが、回転軸
５の軸方向に一部オーバーラップしていればよい。

次に、第４図は本発明の他の実施例を示したもので、本
実施例では１枚のリップ３のみを設け、該リップ３に設
けた環状溝３ａよりも先端側における第１シール面６ａ
の回転軸５への密着力Ｐｆを後方側の第２シール面６ｂ
の密着力Ｐｒよりも小さくなるように設定したものであ
る。

このような構成においても、上記実施例と同等の作用効
果が得られることは明らかである。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、環状溝の両側にあける
優れた２重のシール作用を長期間維持することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部の拡大図、第３図は第１図の他の要部を分解し
て示す断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す断面
図である。 １−・ハウジング　　　２・・・ケース３．４−・リッ
プ　　　３　ａ−環状溝５・・・回転軸　　　　　６ａ
、６ｂ−・シール面Ｐｆ、Ｐｒ−密着力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　回転自在に軸支した回転軸の周囲を囲繞するケースと
   、外周部が上記ケースに取付けられ、内周部先端側が密
   封流体側に湾曲されて上記回転軸の外周面に摺接された
   リップとを備えたリップシール装置において、 上記リップの回転軸とのシール面に、回転軸の円周方向
   に連続した環状溝を設け、かつ該環状溝よりも先端側に
   おけるリップの回転軸への密着力を後方側の密着力より
   も小さく設定したことを特徴とするリップシール装置。