JPH05196147A - 一体型シール用ウェアスリーブ - Google Patents

一体型シール用ウェアスリーブ

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JPH05196147A
JPH05196147A JP4286840A JP28684092A JPH05196147A JP H05196147 A JPH05196147 A JP H05196147A JP 4286840 A JP4286840 A JP 4286840A JP 28684092 A JP28684092 A JP 28684092A JP H05196147 A JPH05196147 A JP H05196147A
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JP
Japan
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skirt
forming
die
seal
formation
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JP4286840A
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English (en)
Inventor
Leslie A Horve
レスリー・エイ・ホーブ
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SKF USA Inc
Original Assignee
SKF USA Inc
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports
    • F16J15/3252—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports
    • F16J15/3256—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports comprising two casing or support elements, one attached to each surface, e.g. cartridge or cassette seals
    • F16J15/3264—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports comprising two casing or support elements, one attached to each surface, e.g. cartridge or cassette seals the elements being separable from each other

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  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉されるべき２個の相対的に動く要素と共
に用いられるためのシール組み立てを提供することを目
的とする。 【構成】 一次シールユニットと関連するウェアスリー
ブから成る。一次シールユニットはケーシングとウェア
スリーブの１つの面とぴったり合う液密密閉接触へと片
寄せられるよう適合された少なくとも一部分をもつシー
ル要素を含む。ウェアスリーブは金属低温流れにより形
成された表面パターンをもつ一般に円筒形の部分をも
つ。パターンは、ウェアスリーブの円筒形部分の表面の
残りから半径方向にオフセットされた形つぐられた部分
をもつ少なくとも１つの流体力学的ポンプ要素を含む。
方法は、ウェアスリーブのパターンを付けられた絞りダ
イスでの位置付けおよび絞りパンチをウェアスリーブス
カートに沿って動かし、スカートの厚さを減少しつつそ
れを伸長させる。および同時に、スカート面上に絞りダ
イス上のパターンに補足的なパターンを作り出すため
に、スカートの金属に低温流れを起こさせることを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に新しい流体力学的
オイルシールおよび方法に関係する。「流体力学的」に
よって、密閉される部品の１つが他方に対し回転される
際オイルで濡れた表面上に集積する液相オイルを密閉空
洞内へ戻す作用をするポンプ正圧を発生するオイルシー
ルが意味される。
【０００２】
【従来の技術および課題】精密に機械仕上げされた高価
なシャフト表面、特に研磨および／又は焼き入れ仕上げ
された表面に溝を形成するのは、他方の対部品、即ち、
エラストマーシールボディ、成形によって作られる部品
上にポンプ要素を形成するのに対し非常に費用および時
間がかかる。だが、それに関する困難が克服できると仮
定すれば、形づくられるシャフト構想の使用により一定
の利点を得ることができる。この関連で本発明は、ポン
プ要素がエラストマーシールボディ自身よりむしろシャ
フト表面に固定された部品上に好都合に位置付けられた
シール組立体を提供する。これらの利点は、運転の初期
あるいは「はめ合い」期間中のより良い性能可能性、シ
ールの寿命中のポンプ効果の変動の減少、および同じ運
転においてリブあるいは翼形成および表面仕上げを制御
する能力を含んでいる。
【０００３】
【課題を解決するための手段】だが、本発明により今、
溝、スロット、あるいは他の望みの形成物をオイルシー
ルウェアスリーブのスカート部分上に形成することによ
り、そのようなシールを作り出すことが可能にされた。
発明によって二要素のシールが優先的に提供される。１
つの要素はケーシングとエラストマーシールボディを含
み、他方の要素はそのスカート部分の１つの面が関連す
るシャフトとぴったり合う液密固定シール関係において
収容されるよう適合されたウェアスリーブを含む。発明
により、ウェアスリーブスカートの露出面の通常その外
径にスロット、溝、翼あるいは他の流体力学的形成物
を、他方のスカート面、通常その内径シャフトの外径と
の間の良好な二次シールに必要な表面仕上げを損なうこ
となく与えるために、「絞り・しごき加工」金属成形技
術が用いられる。換言すれば、ウェアスリーブスカート
の１つの面は流体力学的形成物をもち、他方の面は持た
ない。
【０００４】発明は、絞り・しごき加工方法および装置
により流体力学的ポンプ要素が形成されたウェアスリー
ブを提供することにより実行される。発明は、ケーシン
グおよびシール帯部分を有する密閉要素から成るシール
ユニットを含むオイルシール組立体を提供する。シール
帯は、シャフトを覆うウェアスリーブ要素のスカート部
分に接触するよう形成され、スカートはその面にしごき
加工で刻された少なくとも１つのポンプ形成物を含み、
それにより部品の相対回転がウェアスリーブスカートお
よびシール帯面を分離するオイル薄膜内にポンプ作用を
生み出す。
【０００５】
【実施例】発明の好適な実施例が例によって説明され、
添付の図面に示される。図面において全体を通じ等しい
参照番号が相応する部分を示す。本発明は様々な形およ
びタイプのシール組立体において具体化され得るけれど
も、現在優先的な特定的な形のシールが記述される。こ
れらのユニットにおいて、シール組立体は二要素のユニ
ットであり、一次シール要素とウェアスリーブ要素を含
む。流体力学的要素はウェアスリーブスカートの外径の
一部に成形される。幾つかの例において一次シールユニ
ットは従来のエラストマー構造であり、他の例では一次
シールは樹脂製フィルム製である。流体力学的あるいは
ポンプ要素あるいは他の要素は、任意の適切な形、およ
び、「雄部」あるいは「雌部」、即ち、浮き彫りあるい
は刻印であることができる。
【０００６】一定の部品の方向が逆である、即ち、シー
ルを回転させ、ウェアスリーブは固定されたままである
のは発明の範囲内である。パターンはくぼんだあるいは
刻印された溝、スロット又は類似のものから成ることが
でき、あるいは例えばリブのような隆起した形成物から
成ることができる。個々の要素のパターンは、使用者の
選択により大きく変わることができる。同様に、ウェア
スリーブスカートが作られる優先的材料は、絞り加工ク
ラスの鋼である。だが他の鉄および非鉄材料も適切な適
用において用いられることができる。
【０００７】図１に、一般に２０で示されるオイルシー
ル組立体が示され、一般に２２で示される一次シールユ
ニットおよび一般に２４で示されるウェアスリーブユニ
ットを含むことが示される。図２に示されるように、使
用中シールユニット２２は機械部材２８の端ぐり内に挿
入されることが意図されている。機械部材は一般に３０
で示されるベアリング組立体を位置付ける役割の主穴２
９を含むことができる。ベアリング組立体は、ベアリン
グ軌道輪３３とシャフト３２の外径面３４間の係合によ
り回転シャフト３２をジャーナルで支える。
【０００８】上述の部分は少なくとも部分的に、図２に
示されるシール組立体２０の右手の密閉される領域３６
を定義する。保持を求められるオイルあるいは他の流体
が閉じ込められるのはこの領域３６である。図２に示さ
れる左手に外部領域３７がある。この領域からのごみ、
砂等は密閉領域に入ることを意図されていず、密閉領域
３６からのオイルは外領域あるいは大気３７中に漏れる
ことを意図されていない。
【０００９】一次シールユニット２２は、一般に３８で
示される通常金属製の適切に成形された剛性のケーシン
グを含む。一次シールケーシング３８は、軸方向に延び
る取り付けフランジ４０および半径方向に延びるリップ
ボディ接着フランジ４２を含む。後者の内側縁はそれに
接着されたエラストマーシールボディ４４をもつ。一対
の円錐台状面、即ち、「空気」側面４６と「オイル」側
面４８は、一般に円を描く軌跡に沿って会い、シール帯
５０を形成する。半径方向ケーシングフランジ４２の内
側縁へ取り付けるため、接着タブ５２がシールボディ４
４の一端にある。
【００１０】排除リップ５４がボディ４４の一部として
形成されているのが示される。そのようなリップ５４が
多くの場合優先される。エラストマーシールボディ４４
はまた、シール帯５０により外径シャフト面３４に与え
られ、「一次」シール、即ち、相対的に動く部分間のシ
ールを与える半径方向の圧縮負荷を与えあるいは強める
よう適合されたガータースプリング５８を限定するため
のスプリング溝５６を含んでいる。
【００１１】ウェアスリーブユニット２４は図２におい
て、所与の厚さの半径方向に延びる排除フランジ６０を
含むことが示される。ウェアスリーブ２４はまた、フラ
ンジ６０の厚さに対し減少した厚さの軸方向に延びるシ
ャフトと係合するスカート部分６２を含む。ウェアスリ
ーブ２４の外径面６４（図４）は、図３〜図５に最も良
く示されるように、図３の６７において示されているよ
うな配列あるいはパターンに配置された複数の個々の流
体力学的要素６６を含む。
【００１２】形成物の要素６６は、説明されるように、
極めて小さく細いスロット、溝等である。スカート部分
６０の内径面６８は完全に円筒形で、スカート６２の内
径面６８内へ刻印されたあるいはそこから外へ延びる何
らかの種類の不連続あるいは形成物を含まないのが望ま
しい。図４に破線に示されるように、スカート６２の内
径面６８はそれに接着されたゴムスリーブユニット７０
を最適に含むことができ、スリーブは、シャフト３２の
外径面３４とぴったり合う液密係合のため複数の間隔を
空けられた取り付けリブ７２を含むことができる。この
特性を含むウェアスリーブは、一般に「ゴム内径」スリ
ーブ（又はシール）と呼ばれる。スカート６２が金属内
径のみをもつ場合、そのような面６２はそのシャフト３
２の面３４上にぴったり適合する。
【００１３】ウェアスリーブユニット２４（図３および
図４）はまた、一次シールユニット２２上の緩衝器７５
（図２）により係合されるかあるいはそれから近接して
間隔を置かれ得る内側端面７４を含むことが示される。
図５において、２本の矢が、スリーブの厚さを示す「Ｔ
S 」と示された厚さを示す。さらに矢が対称的にあっ
て、縮尺によらずスリーブ上に刻印された流体力学的形
成物の深さ「ＤF 」を示す。ウェアスリーブの厚さ「Ｔ
S 」は、約0.020インチから0.040 インチ、あるいはそ
れ以上であることができ、一方、形成物の深さ「Ｄ」は
非常に小さい。発明の１つの優先的形において、この形
成物あるいは要素の深さはわずか約0.0005インチ、即
ち、１インチの1000分の１の半分である。優先的に、大
抵の適用に対し形成物は約0.0005インチと0.001 インチ
の間である。この寸法は他の場合さらに小さくなりう
る。密閉される媒体のタイプ、シャフト上の表面仕上げ
の残り、運転温度およびシールボディが作られる材料に
よって、例えばそれは0.003 インチあるいはそれ以上の
大きさでありうる。
【００１４】図６は絞りおよび成形ダイス組立体７６を
示し、成形ダイス７８、固定リング８０、成形ダイス支
持リング８２、および絞りパンチ８４を含むことが示さ
れる。スリーブを成形するために、ウェアスリーブ２４
成形用のブランク「Ｂ」が組立体７６内に配置される。
ウェアスリーブ成形ブランク「Ｂ」は、図６および図６
Ａにおけるように、内側のスカート成形縁８８により定
義される一般に８６で示される中央開口部を含むことが
示される。ブランクの外径はフランジ成形縁９０により
定義される。
【００１５】図６は、ダイスおよびパンチ組立体の成形
ダイス７８がダイス本体９２を含むことを示し、それは
工作物支持上面９４および取り付け下面９６並びにウェ
アスリーブスカート６２の外径を成形するための内向き
面９８をもつ。面９８は、全体として一般に内側円筒形
面９８の中央にあるパターンを付けられた領域１００を
含んでいる。テーパショルダ１０２が表面９８の下端を
定義することが示される。今図７〜図９によれば、絞り
パンチ８４の構造および操作が示される。この部分は基
本的に円筒形ロッドであり、優先的に非常に滑らかな外
径面１０４をもつ。パンチ８４はまた、内側ブランク縁
８８の端との初期係合のための下斜面あるいはテーパ８
５を含んでいる。
【００１６】今図６〜図９に示される発明の絞りおよび
成形操作に言及すれば、操作は、適切な道具だてによっ
て可能な「絞りおよびしごき加工」金属成形に似てい
る。流体力学的要素をその上にもつウェアスリーブを作
り出すことが望まれると仮定すれば、図６Ａに示されて
いるようなブランク「Ｂ」が固定リング８０と絞りおよ
び成形ダイス本体９２の上面９４の中間に位置付けられ
る。リングが技術に熟練の人に知られた（示されていな
い）手段により正確に中央に置かれた後、今記述された
ダイスセットを望みの順序で動かすために成形プレスが
作動される。先ず固定リング８０が、強い力で「底をつ
く」まで進められ、ブランク「Ｂ」の外縁９０をそれ自
身と成形ダイス上面９４の間にしっかり締める。その後
絞りおよび成形パンチ８４が図７および図８に示される
ように下方に進まされる。最初、接触が図８に示される
ようになされ、成形パンチ８４の前縁あるいは斜面端８
５がブランク「Ｂ」のスカート成形部分８８の上向き面
と接触する。この点で成形されるスカートの初期変形が
生じる。図７に示されるように、これは最初スカート
を、軸方向下方および半径方向外側の両方に逸らせ、絞
りおよび成形ダイス本体９２の内側面９８とぴったり適
合させる。パンチは精密にアラインメントされつつ進め
られるので、スカート６２は最終的に図９に示されるよ
うに成形される。ブランク「Ｂ」のスカート成形領域８
８は、パンチ行程の完了後完全に寸法に合わせて成形さ
れ、外径および内径ウェアスリーブ面６４，６８をもつ
円筒形状に絞り加工される。
【００１７】図１３Ａおよび図１３Ｂは、以前の技術に
おいては図１３Ｂのスカートの厚さ「ＴS 」は実質的に
「ＴF 」と等しく、それはウェアスリーブが作られるブ
ランク「Ｂ」の厚さ「ＴB 」と同じであるだろうことを
示す。それ故以前の技術のスカート成形技術に従えば、
厚さ「ＴB 」のブランクがいわゆる「Ｌカップ」（その
断面の形状に関係する）に成形される場合、結果として
その半径方向部分においてその軸方向フランジと同じあ
るいは類似の厚さをもつウェアスリーブが生み出され
る。図１３Ｂにおけるスカート長さ「Ｌ」は、既知の方
法によって計算されることができ、中央開口部のサイズ
と絞りの長さにより固有長さをもつだろう。図１３Ａに
おいてこの長さは「Ｌ＠ＴB 」として記載される。それ
は成形されるスカート部分の厚さがブランクが作られる
素材の厚さと実質的に同じままである場合、一定の長さ
であるだろうことを意味する。
【００１８】図１４Ａは、スカートを作るのに用いられ
る絞りおよび成形作用を示す。ここで、厚さ「ＴB 」
は、ブランク「Ｂ」に対して示される。これは典型的に
0.032インチであるかもしれない。成形操作が完了され
ると、図１４Ｂに示されるウェアスリーブの半径方向フ
ランジの厚さ「ＴF 」は実質的にブランク自身の初期厚
さ「ＴB 」に等しいだろう。だが図１４Ｂのスカートが
成形される場合、スカート部分６２はある程度減少した
厚さ「ＴR 」および伸長された長さ「Ｌ＠ＴR 」をもつ
だろう。通例フランジは、厚さ減少がない場合にもつだ
ろう寸法に対し約１５％から１８％伸長される。フラン
ジの厚さは、通例、この操作の間に例えば約２０％減少
される。仕上げられたスカートはその場合典型的に、例
えば0.025〜0.028 の厚さをもつかもしれない。
【００１９】絞りおよびしごき加工スリーブ操作は、絞
りパンチ外径面１０４（図７〜図９）と絞りおよび成形
ダイスの内径面９８間に適切な作業クリアランスを与え
ることにより達成される。典型的な以前の技術のウェア
スリーブ成形操作においては、所与のシャフト直径が2.
00インチをわずかに下回り、ウェアスリーブの内径が金
属対金属でシャフト外径上に適合されると仮定すれば、
絞りパンチは2.000 の外径をもつかもしれない。0.032
の金属厚さを仮定すれば、成形ダイスの内径は2.060 イ
ンチであるかもしれない。これはかくしてパンチとダイ
ス間に0.060 の（直径上の）総作業クリアランスを生み
出すだろう。そのような直径クリアランスの場合、任意
の点での実クリアランスはその量の半分、即ち0.030 イ
ンチであるだろう。これはかくして部品表面の各点でわ
ずか約0.001 インチから0.002 インチの減少、即ち、約
３％あるいはそれ以下の厚さ減少を生み出すだろう。ス
カートの伸長は同様に最小で、それは作られた部品にお
ける厚さ変化により説明される。
【００２０】本発明の実践において、金属に対する干渉
は、今記述された線から線の寸法、即ち、0.001 インチ
から、0.032 インチの初期壁厚に対し0.004 インチから
0.007 に増大されるかもしれない。これはその場合結果
として実質的な厚さ減少、および、例えば１５％から２
５％の規模の付随するスカート伸長を生ずるだろう。こ
の厚さ減少は、金属の低温流れがパターンをウェアスリ
ーブ面に与えるようにするのに用いられる力を生み出
す。ウェアスリーブの表面形状は、成形ダイス９２の壁
部１００の内径上の表面仕上げの特色を示し、それによ
り与えられる。例えば図７〜図１１に示されるように、
押し型上に個々の翼、リブ１０３あるいは他の浮き彫り
領域がある場合、これら領域の逆「像」が忠実に再現さ
れ、溝あるいはスロットとしてウェアスリーブの外径あ
るいはシール対向面に現れる。換言すれば、金属は極度
の圧力でパンチ面１０４の外径とダイス壁９８の内径間
に制限されるので、それは接触する表面の事実上正確な
補足的複製への低温流れを受けることができる。
【００２１】多様なウェアスリーブが記述された方法で
作られることができる。ウェアスリーブ２４は半径方向
フランジ６０を含むと記述されたが、そのようなフラン
ジの存在は最終製品において絶対的に必要ではなく、従
って何らかの理由で望ましいと考えられれば、最終製品
から取り除かれることができる。同様にフランジは効果
的に保持され、だが別の形態に作り直されることができ
る。
【００２２】今記述された方法に従い、半径方向フラン
ジは外側へ延び、外径スカート面はシール帯とエラスト
マー成分上で係合する。この部品の方向は逆にされるこ
とができる。製造中フランジは内側に向けられることが
でき、ブランクは最初心軸上に支持されるだろう。心軸
はこうして定置ダイス要素となり、最終製品に対のパタ
ーンを作り出すために、その外径面にパターンを付けら
れるだろう。そのような場合、ダイスセットの可動要素
は絞りリングで、それは心軸上を動かされ、ウェアスリ
ーブのスカートを形成するだろう。このようにしてスカ
ートの半径方向外向き面は平らで、だがその内向き面は
パターンを付けられるだろう。ダイスセットの定置要素
がパターンを付けられた面を含み、ダイス部品の相対運
動がスカート成形金属面上をぬぐい、必要な低温流れを
引き起こすに十分の力でパターンを付けられた面と接触
させるようなものである限り、発明の方法が用いられる
ことができる。
【００２３】図７〜図９および図１１に示されるタイプ
の成形ダイスがそこにスロットあるいは溝のような逆の
像形成物をもつように作られるのであれば、ウェアスリ
ーブはその表面に雄型あるいは外に延びるパターンをも
つだろう。ウェアスリーブは一方でスロットあるいは溝
を付けられることができ、あるいは、外側へ延びるリブ
あるいは翼をその上に形成されることができる。特定の
適用に対し発明のどの形が優先されるか決定するため
に、意図された適用および他の要素が用いられる。図１
６はウェアスリーブ２４ａの代替的形を示す。スリーブ
２４ａは外径および内径面６４ａ，６８ａをもち、それ
はその間にスリーブ半径方向フランジ６０ａの内側縁か
ら軸方向に延びるウェアスリーブスカート６２ａを定義
する。
【００２４】図１６にスカートの厚さＴS が示される。
スカートの厚さは寸法ＴS により示される。そこから上
方に延びるリブあるいは翼６６ａの高さは、高さＨf を
もつ形成物であることが示される。他の例におけるよう
に、リブあるいは翼６６ａは、適切な適用においてその
ようなリブは幾分より高くされうるけれども、非常に少
ししか外径ウェア面６４ａの残り上に突出せず、典型的
には約0.0005インチのい量である。図１６は従ってその
性格は図式的で、縮尺されていない。スカートの厚さＴ
S は典型的に、例えば0.0020から0.0062、あるいはそれ
以上でありうることが理解される。どの場合にも形成物
の高さは望みのポンプ作用を得るにちょうど十分であ
り、良好な固定シールを維持するになお十分低い。
【００２５】今性格な流体力学的パターンに言及すれ
ば、比較的急ならせんが図１〜図１４の実施例に示され
ている。幾つかの例で、非常に浅いピッチに配置された
ただ１個又は２個の要素から成る形成物を持つことが優
先される。図１７は、そのようなパターンを具体化する
一般に２４ｂと示されるウェアスリーブを示す。ここで
半径方向フランジ６０ｂは従来のもので、スカートの外
径６４ｂも同様に従来のものである。しかしながら、１
つあるいはそれ以上の非常に浅く角度を付けられた溝あ
るいは刻み目６６ｃが備えられ、非常に浅いピッチであ
ることが示される。例において、らせんのピッチはイン
チ当たり３２ねじ山あるいは溝であり、溝の各々は外表
面６４ｂの残りの下0.0005から0.001 インチの深さをも
つ、ピッチが溝当たり約0.030 〜0.033 インチである場
合、実シール帯はその摩耗状態により、ただ１つ又は２
つの溝にわたりうる。
【００２６】非常に浅いあるいは漸進的なピッチ角度
は、より効果的な固定シールを生み出し、なお効果的で
あるが幾らか減少したポンプ作用をもつ傾向をもつ。ピ
ッチ角度の選択は、シール帯の幅に応じてなされること
ができ、穴内でのシールの何らかの非常にわずかのミス
アラインメントあるいはコッキングがありうる可能性を
修正するべきものでなければならない。らせんの角度
は、非常にわずかミスアラインメントされたシールから
生じうる角度を少なくとも幾らか越えていなければなら
ない。
【００２７】図１５において、シャフト３２ｃはウェア
スリーブ２４ｃのためのゴム取り付け部分７０ｃを位置
付ける。ウェアスリーブはここで、例えば図１〜図３の
その相対物２４と、半径方向フランジ６０ｃ、記述され
たものと類似の溝６６ｃをもつ軸方向フランジあるいは
スカート６２ｃを含む点で同一である。軸方向および半
径方向フランジ４０ｃ，４２ｃをもつシールケーシング
３８ｃを含むシールの他の部分が与えられている。
【００２８】図１５において、成形されたエラストマー
部分１１１が、グラスファイバーおよび黒鉛を満たされ
た高分子四フッ化エチレンＴＦＥのシートのような非エ
ラストマー材料の形状シートから作られたシール要素１
１３を位置付けるのが示される。ＴＦＥ要素１１３は、
ウェアスリーブの外側面６４ｃと接触するように適合さ
れた半径方向内向き面１１７をもつ形つくられた縁１１
５を含む。ＴＦＥ要素１１３の半径方向外側部分は、拡
大された環状エラストマーリブ１２１の上に乗る形づく
られた緩衝器を形成する環状リブ１１９を含む。発明の
この形により、ＴＦＥ面の部分１１９は、半径方向フラ
ンジ６０ｃの軸方向内向き端面７４ｃと係合する。
【００２９】図１５の実施例は、ウェアスリーブと接触
するのに用いられるシール要素が成形されたあるいはト
リムされたリップエラストマーから作られる必要がな
く、非エラストマー材料、あるいは流体シールに対し有
効であると知られた他の材料から作られうることを示し
ている。ＴＦＥシール要素１１３は、図１５の実施例に
おいて、ポンプ要素をウェアスリーブに与えることが追
加的利点をもつことを示している。例えば、非常に漸進
的なピッチの形成物を含む流体力学的形成物をＴＦＥシ
ール要素に与えるのは困難であることが明らかになって
いる。過去において、シール要素がそこから切断される
ＴＦＥシートはしばしば、例えば圧印により与えられる
隆起したあるいはへこんだ流体力学的形成物をもつ浮き
彫りあるいは刻印部分を含むことが求められた。ＴＦＥ
シートあるいはウェハから作られるシールは、半径方向
の弾性圧縮負荷をシール領域に供給することが比較的で
きないので、広範囲の条件下に密閉するそれらの能力は
危うくされうる。本発明の流体力学的ウェアスリーブを
用いることにより、そのようなユニットにより与えられ
る良好な固定シールを利用することができ、これは、極
めて浅い、限定された角度を付けられた溝を用いること
により与えられる流体力学的能力と結合されることがで
きる。
【００３０】図１２は、コイルからの機械供給に対しブ
ランクＢが配置されうる１つの方式を示す。最初の打抜
きおよび穴あけ操作が実施された後、連続したシート材
料のコイルが残る。これは複数の個々のブランクＢ１，
Ｂ２，Ｂ３等から成り、各々は、ダイスセット７６の使
用に付随するインデキシングおよび供給操作に用いられ
る連続ストリップ９９にそれをつなぐ接続タブ９７をも
つ。タブ９７は、技術に熟練した人に知られるように、
対に配置される。図６〜図９に示されるようなダイスセ
ットは、順次ブランクＢ１，Ｂ２等の列Ａを供給される
ことができ、タブ９７の各々はブランクＢの残りから断
続的絞りおよび成形操作の一部として切り離される。
【００３１】発明は、以前に提案されおよび／又は流体
力学的オイルシールのエラストマー部分において用いら
れてきたものを含む多様なパターンを成形することを含
む。特にこれらは、二方向のポンプ作用、あるいは同じ
目的のための波状パターンを与えるために、一連のＶ形
態に配置された様々の深さの溝あるいはリブ、翼を含
む。さらに、三角形の配列、あるいは長円、楕円、ある
いは円形のセクションも、密閉される機構、潤滑材、お
よび予期される温度を含む適用に応じて好都合となりう
る。指摘されたウェアスリーブは、ゴム取り付け面を伴
いあるいは伴わずに作られることができる。このことは
通常必要あるいは望ましくもないけれども、望まれるな
ら、補助の流体力学的形成物がシールのエラストマー部
分にも位置付けられることができる。
【００３２】非常に微小な次元的形状を与えるのは、シ
ールのエラストマーあるいは類似の部分が比較的硬い多
くの場合、シール組立体を非常に魅力的にすることがで
きる。この関連でシールリップが従来のエラストマー材
料で作られる一方、一次シールリップを過フッ化炭化水
素材料、フルオロエラストマー、あるいは容易におよび
急速に変形しない類似の材料のいずれかによって作るの
がまずまず普通になりつつある。こうして発明は、一次
シールリップが軟エラストマーでできていず、それ故柔
軟でなく、より硬いエラストマーあるいは全くの非エラ
ストマー材料ができている場合にも有効である。複合リ
ップ、即ち、過フッ化炭化水素層を接着されたエラスト
マーで作られたリップも、発明とともに有利に用いられ
る。
【００３３】発明は、作られるのに要求される在庫部品
の数を減少させるのに非常に有用でありうる。一次シー
ルユニットは、ウェアスリーブなしに、通常のウェアス
リーブをもち、あるいは発明に従って作られたウェアス
リーブをもって製造されることができる。シール自身が
満足のいくものである限り、それは丁度記述された種類
のウェアスリーブと共に、あるいは流体力学的形成物に
おいてより多くあるいはより少なく形づくられたウェア
スリーブと共に用いられることができる。これは効果的
に、既存のシールが、異なるレベルの流体力学的ポンプ
作用を達成するのに要求される絞りダイスにおける変化
だけで、困難な適用に対し「調製」されるのを可能にす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に従って作られたオイルシール組
立体の１つの形の分解透視図である。
【図２】典型的な取り付けにおいて示された発明のシー
ルの一部の拡大垂直断面図である。
【図３】ウェアスリーブスカートの外径面の拡大部分平
面図であり、本発明の方法によってそこに形成された流
体力学的形成物の１つの形を示す。
【図４】図３の線分４−４に沿って取られたさらに拡大
された断面図で、発明の特性を具体化するポンプ要素の
１つの形の追加的細部を示す。
【図５】図３の線分５−５に沿って取られたなお一層拡
大された断面図で、ポンプ形成物の特定的相対寸法およ
び他のアスペクトを示す。
【図６】本発明を実行するように適合されたダイスセッ
トの分解垂直断面図で、完全に開いた位置のダイスセッ
トを示し、さらにそのスカートの１つの面に流体力学的
パターンをもつウェアスリーブを形成するためのブラン
クの位置決めを示す。６Ａはスリーブ成形ブランクのみ
の断面図である。
【図７】図６の図に類似の図で、絞りパンチ、絞りおよ
び成形ダイスと固定リング間のクランプ位置のウェアス
リーブ成形ブランク、およびダイスセットおよび成形ブ
ランクの特定的参考寸法を示す。
【図８】図７の図に類似の図で、ブランクのスカート成
形部分との初期係合直後の絞りパンチを示す。
【図９】さらに拡大された尺度の部分断面図で、ウェア
スリーブスカートが完全に成形されたパターンを付けら
れた、ストロークの底の絞りパンチを示す。
【図１０】図６〜図９の装置おいて作られたウェアスリ
ーブの立面図で、スカート外径上に刻された流体力学的
パターンの１つの形をもつウェアスリーブを示す。
【図１１】図６の線分１１−１１に沿って取られた一部
立面、一部断面の部分図で、絞りおよび成形ダイスの内
壁上に形成された流体力学的パターンの一層の詳細を示
す。
【図１２】個々のブランクの一群がそれから成形されて
いる連続した長さの金属薄板の上面図で、その中央部に
穴があけられ、成形プレスでの個々のブランクの切り離
し前のブランクを薄板の縁に保持する縁タブをもつブラ
ンクを示す。
【図１３】ＡおよびＢは、ウェアスリーブ成形ブランク
の部分および以前の技術の実践に従ってそれから作られ
たウェアスリーブを示す図式的断面図である。
【図１４】ＡおよびＢはそれぞれ、スカート成形ブラン
クおよびそれから作られ発明の新しいパターンを付けら
れたスカートを具体化する発明のスリーブの断面図であ
る。
【図１５】図２の図と類似の部分垂直断面図で、発明を
具体化する別の形のシールを示す。
【図１６】発明の異なる形を具体化するウェアスリーブ
の一部の拡大部分図である。
【図１７】その外径面に現在優先的な形の溝あるいはス
ロットを形成されたウェアスリーブを示す立面図であ
る。
【符号の説明】
２０ オイルシール組立体 ２２ 一次シールユニット ２４ ウェアスリーブユニット ３０ ベアリング組立体 ３２ 回転シャフト ３６ 密閉領域 ３８ 一次シールケーシング ６０ フランジ ６２ スカート ８６ 中央開口部

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オイルシールウェアスリーブを形成する
    方法であって次の工程からなる。 平らな金属薄板をフランジ形成縁とスカート形成縁
    をもつ全般に円形形態のブランクに成形する工程であ
    り、前記縁の１つは前記ブランクの中央開口部を限定
    し、前記ブランクが作られる前記金属薄板は所与の厚さ
    をもつ 前記フランジ成形縁の少なくとも一部をそれぞれ絞
    り・成形ダイスおよびブランク固定リングの対向面間に
    締めつける工程であり、前記成形ダイスは、前記フラン
    ジ成形ブランク縁を支持するようにされた端面部および
    所与の直径の実質的に円筒形のスカート成形壁部を含
    み、前記壁部は少なくとも１の浅く形づくられた形成物
    をその上にもつ表面を含み、前記形成物は前記ダイス開
    口部の中心線軸に関し角度をつけて配置され、前記形成
    物は前記壁部から約0.003 インチを越えない最大寸法オ
    フセットをもつ 前記ブランク固定リング上に前記ブランクを前記ダ
    イスに対し保持するに十分の力を維持しつつ、前記ブラ
    ンクの前記スカート成形縁の１つの面を、前記壁部から
    前記所与の厚さを下回って間隔を空けられた面をもつ絞
    りパンチと係合させる工程 前記スカートの表面上に前記壁部上の前記浅く形づ
    くられた形成物に逆に相応する補足的形成物を刻するた
    めに、前記絞りパンチの前記ダイスに対する動きを続け
    る工程であり、それにより前記補足的形成物は前記スカ
    ート上の流体力学的ポンプ要素の役割を果たす 前記絞りおよび成形操作を前記スカートがそれが意
    識的な厚さ減少なしに絞り加工により成形される場合に
    もつ長さの少なくとも１１０％まで伸長されるまで続け
    る工程
  2. 【請求項２】 前記成形ダイスの前記スカート成形壁部
    が前記成形ダイスの内径面にある請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記成形ダイスの前記スカート成形壁部
    が前記成形ダイスの半径方向外向き部分にある請求項１
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記金属薄板が鉄金属合金である請求項
    １に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記金属薄板が非鉄金属あるいは非鉄金
    属合金製である請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記成形ダイスの前記壁部分上の前記少
    なくとも１つの浅く形づくられた形成物が前記ダイス壁
    の表面の残りから外側へ延びる形成物であり、それによ
    り前記スカート面がその上に内向きに刻された流体力学
    的要素を含む請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記成形ダイスの前記壁部分の前記少な
    くとも１つの浅く形づくられた形成物が前記ダイス壁の
    表面の残りから内側へ延びる形成物であり、それにより
    前記スカート面が前記スカート面上に外側に延びるポン
    プ要素を含む請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記成形ダイス壁上の前記少なくとも１
    つの浅く形づくられた形成物が前記成形ダイスの面から
    外側へ延びる連続らせんの形の形成物である請求項１に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記成形ダイス壁上の前記少なくとも１
    つの浅く形づくられた形成物が前記成形ダイスの面から
    内側へ延びる連続らせんの形の形成物である請求項１に
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つの形成物がパター
    ンを付けられた領域にある複数の形成物から成り、前記
    形成物が前記成形ダイスの面から外側へ延び、および前
    記パターンがらせんである請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記少なくとも１つの形成物が、前記
    成形ダイスの面から内側へ延びるらせん形に配置された
    複数の個々の形成物をもつ、パターンを付けられた形成
    物領域から成る請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 密閉されるべき２個の相対的に動く要
    素と共に用いられるためのシール組立体であって、一次
    シールユニットおよび関連ウェアスリーブから成り、前
    記一次シールユニットは、前記２個の要素の１つに対し
    て取り付けるためのケーシングとその少なくとも一部分
    が関連ウェアスリーブの１つの面とぴったり液密密閉接
    触するよう片寄らせられるシール要素を含み、前記関連
    ウェアスリーブは前記要素の第２のものに対し液密に固
    定されるようにした全般に円筒形の部分をもち、前記円
    筒形部分はその上に金属低温流れにより形成された表面
    パターンをもち、前記パターンは、前記円筒形部分の残
    りから半径方向にオフセットされた部分をもつ少なくと
    も１つの流体力学的ポンプ要素を含む組立体。
  13. 【請求項１３】 前記少なくとも１つの流体力学的要素
    が連続らせん形要素であり、前記要素が前記円筒形面の
    残りから0.003 インチを上回らずオフセットされている
    請求項１２に記載のシール組立体。
  14. 【請求項１４】 前記少なくとも１つの流体力学的要素
    がらせん形パターンに配置された複数の個々の要素から
    成る請求項１２に記載のシール組立体。
  15. 【請求項１５】 前記少なくとも１つの流体力学的要素
    がらせん形に配置された複数の要素から成り、各要素は
    0.003 インチを越えない深さの溝あるいはスロットの形
    であり、前記スロットの各々は前記円筒形部分の半径方
    向外向き面に形成されている請求項１２に記載のシール
    組立体。
  16. 【請求項１６】 前記少なくとも１つの流体力学的要素
    がらせん形に配置された複数の要素から成り、各要素は
    約0.0005インチから約0.001 インチの深さの溝あるいは
    スロットの形であり、前記スロットは前記円筒形部分の
    半径方向外向き面に形成されている請求項１２に記載の
    シール組立体。
  17. 【請求項１７】 前記少なくとも１つの流体力学的要素
    がらせん形に配置された複数の要素から成り、各要素は
    約0.003 インチを越えない高さのリブあるいは翼の形で
    あり、前記リブあるいは翼スロットは前記円筒形部分の
    半径方向外向き面上に形成されている請求項１２に記載
    のシール組立体。
  18. 【請求項１８】 前記少なくとも１つの流体力学的要素
    がらせん形に配置された複数の要素から成り、各要素は
    約0.0005インチから約0.001 インチの深さのリブあるい
    は翼の形であり、前記リブあるいは翼の各々は前記円筒
    形部分の前記面から半径方向外向きに延びる請求項１２
    に記載のシール組立体。
  19. 【請求項１９】 前記シール要素がポリマー過フッ化炭
    化水素接触面をもつ要素である請求項１２に記載のシー
    ル組立体。
  20. 【請求項２０】 前記シール要素が完全にエラストマー
    材料製のボディから成る請求項１２に記載のシール組立
    体。
  21. 【請求項２１】 前記シールボディが前記円筒形面とぴ
    ったり密閉接触するよう片寄せられた部分を形成する低
    摩擦過フッ化炭化水素材料をもつ複合対であり、前記シ
    ールボディの残りが型エラストマー材料から成る請求項
    １２に記載のシール組立体。
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