JPH10122377A

JPH10122377A - 密封装置

Info

Publication number: JPH10122377A
Application number: JP8297630A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kanda; 神田　　剛
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-15
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: JP3707163B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正逆両回転時及び静止時においても密封性を確
保できる、高品質の密封装置を提供することにある。【解決手段】シールリップ２に正逆両回転に対応した両
方向の切り込み６を設けることで、負のポンプ効果の発
生を防止し、静止時には両切り込みが閉じることで、流
体の漏れを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は互いに回動する２部
材間を、ポンプ効果を有しつつ、密封する密封装置に関
し、特に、密封機構を必要とする工業部品、例えば自動
車、電気機器、工作機械等における密封装置として用い
られるオイルシールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の、この種のねじ溝付きオイルシー
ルとして、本出願人が、特公平５−４５４９号で示した
オイルシールを図１１に示す。ここで、１００は金属環
であり、金属環１００内周端に、被密封流体側に伸びる
単一の材料でできたゴム状弾性体製のシールリップ部１
０１が焼付けられており、シールリップ部１０１のリッ
プ先端１０３の背面側にばね１０５が装着されて、リッ
プ先端１０３を軸１０２に押圧してシール部を形成して
いる。リップ先端１０３の待機側の傾斜面には、ねじ部
１０４が形成されている。ねじ部１０４は左ねじ及び右
ねじ方向の、両方向のものが形成され、左右両回転方向
のシールが可能なオイルシールとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ね
じ溝付きオイルシールでは、常にねじ溝が開いているた
め、右回転時にポンプ効果を有する溝は左回転時に負の
ポンプ効果を発生させ、また、その逆の場合にも負のポ
ンプ効果が発生する。

【０００４】しかも、常に溝の状態にあるので、静止時
（非回転時）に漏れが発生し易い。特に、この種のオイ
ルシールとしては、市場ニーズに答え、耐薬品性、耐熱
性、耐久性等を向上させるため、従来のゴム製のシール
リップに変えて、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂）等の樹脂によって成形されたシールリップが用
いられており、こういった樹脂製のシールリップでは追
随性が比較的弱いため、更にねじ隙間から漏れる可能性
が懸念されていた。

【０００５】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、静止
時及び回動時のシールリップ部のシール性を向上し、高
品質の密封装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、互いに同心的に相対回動自在に組
みつけられる２部材間の環状の隙間をシールするもの
で、前記２部材の一方の部材に固定される固定部と、他
方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップと、を
備えた密封装置において、前記シールリップの前記他方
の部材との摺接面及び密封流体側端面に切り口を有する
切り込みであって、該密封流体側端面の切り口が、前記
摺接面と前記密封流体側端面の交線上から、前記他方の
部材の回転方向と、固定部方向と、の間の方向に傾斜し
つつ伸びる切り込みを、前記他方の部材の左右の回転に
対して少なくとも１つずつ、それぞれ交差しないように
設けたことを特徴とする。

【０００７】したがって、上記のように構成された密封
装置では、前記シールリップの摺接面と密封流体側端面
の交線上の点から、他方の部材が左回転する時の、回転
方向、と固定部方向との間の方向に傾斜する切り込み
は、左回転時には開いてポンプ効果を有する溝となり、
右回転時及び静止時には閉じて溝の無い状態となり、負
のポンプ効果が発生することを防止すると共に、静止時
の漏れを防止する。逆方向の切り込みについても同じこ
とが言える。

【０００８】ここで、回転方向とは、前記交線上の点と
接する他方の部材上の点の、速度ベクトル方向を指す。
また、固定部方向とは、前記交線上の点を通る摺接面の
法線ベクトル方向であって固定部に向かう方向を指す。

【０００９】切り込みの、前記他方の部材との摺接面に
おける切り口は、交線上から、軸平行の被密封流体方向
と、回転方向と逆の方向と、の間の方向に傾斜すること
を特徴とする。

【００１０】これは、密封時（軸挿入時）の摺接面を他
方の部材側から見た場合に、切り込みが、前記交線上の
点から軸方向被密封流体側であって、且つ、前記回転方
向に傾斜しつつ伸びていることを指す。

【００１１】これにより、流体が他の部材とシールリッ
プとの間で流動する方向に沿って切り込みが入れられる
ことになり、他の部材の切り込み方向への回転時に、ポ
ンプ効果が更に向上する。

【００１２】シールリップ摺接面はポリテトラフルオロ
エチレン樹脂からなることを特徴とする。

【００１３】これにより、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性
等が向上し、密封装置の寿命の延長が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００１５】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態に係る密封装置としてのオイルシールを、図１乃至図
４において示す。ここで、図１は軸挿入時のオイルシー
ルを軸心を含む面で切った場合の概略構成断面図であ
り、図２は軸方向密封流体側（油側Ｏ）から見たオイル
シールのシールリップ部端面の部分拡大図であり、図３
は軸心から、摺接面を見た場合の部分拡大図であり、図
４は本実施の形態に係る切り込みの斜視図である。

【００１６】この中で、１はシールリップ２及び固定部
３を備えたオイルシールであり、ＰＴＦＥ樹脂製のシー
ルリップ２の基端部２１が、固定部３に組み付けられ、
ハウジング４内周に固着（嵌着）されている。固定部３
はハウジング４に嵌合される外筒部３１と、外筒部３１
内周に嵌合される内筒部３２からなっており、外筒部３
１及び内筒部３２は、被密封流体側（大気側Ａ）が内向
きに折れ曲がって断面略Ｌ字状の形状をしており、それ
ぞれの内向きフランジ３１ａ，３２ａによってシールリ
ップ２の基端部２１は挟持されている。また、内筒部３
２の円筒部３２ｂは、外筒部３１の円筒部３１ｂの油側
Ｏ端部でかしめ固定されているシールリップ２は、基端
部２１と、その基端部２１から内向きに伸びたリップ部
２２とを備えている。リップ部２２の内径は軸５の外径
よりも小さくなるように構成され、オイルシール１に対
する軸５挿入時には、リップ部２２先端は拡径され、軸
外径に沿って油側に伸びるように組み付けられる。その
際、リップ部２２先端から所定幅ｌの部分が軸表面に接
触し、摺接面を形成する。

【００１７】次に本願の特徴である切り込みについて、
本実施の形態に係るオイルシールにおいて説明する。

【００１８】図２ａにおいて、リップ部２２の油側端面
２２ａ上に、摺接面から斜めに伸びる数本の切り込み６
が示されている。図のように、これらの切り込み６は、
端面２２ａと摺接面との交線である円Ｓ上の点から、所
定の傾きを持ちつつ、互いに交差しないように伸びてい
る。

【００１９】例えば６１は軸５がＣＣＷ回転（反時計回
り）する場合を考えて設けられており、その切り口は、
円Ｓ上の点ｐ１から、点ｐ１と接している軸上の点が軸
回転時に有する速度ベクトルの方向（回転方向）Ｘと、
点ｐ１を通る摺接面の法線ベクトル方向であって固定部
に向かう方向（固定部方向）Ｚ１と、の間の方向に傾斜
しつつ伸びている。

【００２０】また、６２は軸５がＣＷ回転（時計回り）
する場合を考えて設けられており、その切り口は、円Ｓ
上の点ｐ２から、点ｐ２と接している軸上の点が軸回転
時に有する速度ベクトルの方向（回転方向）Ｙと、点ｐ
２を通る摺接面の法線ベクトル方向であって固定部に向
かう方向（固定部方向）Ｚ２と、の間の方向に傾斜しつ
つ伸びている。

【００２１】つまり、切り込み６は、それぞれどちらか
の回転方向に対応して設けられ、その方向はすべての切
り込み６に共通して、円Ｓ上の点と接している軸上の点
が軸回転時に有する速度ベクトルの方向（回転方向）
と、その点を通る摺接面の法線ベクトル方向であって固
定部に向かう方向（固定部方向）と、の間の方向に設定
されており、その深さｈは、リップ部２２の厚さ以下に
設定されている。

【００２２】また、この方向及び深さｈを調整すること
により、ポンプ効果によるポンプ量が調整される。

【００２３】このように傾斜した切り込みを設けること
により、ＣＷ回転時（図中の矢印）には６２等のように
Ｙ側に傾いた切り込みが開いてポンプ効果を発生させる
と共に６１等のようにＸ側に傾いた切り込みは、閉じ
て、負のポンプ効果発生を防止する。（図２ｂ）逆にＣ
ＣＷ回転時には６１等の切り込みが開いてポンプ効果を
発生させ、６２等の切り込みは閉じて、負のポンプ効果
発生を防止する。（図２ｃ）更に、静止時には図２ａのようにすべての切り込みが閉
じた状態になり、油側Ｏと大気側Ａとが遮断されている
ため、流体の漏れが防止できる。これは特に軸に対する
追従性が比較的低いＰＴＦＥ等の樹脂を摺接面に用いた
場合に適している。

【００２４】このように、シールリップ２と軸５が相対
的に回転している場合であっても、静止している場合で
あっても十分な密封性が得られる。

【００２５】しかも、本願の切り込みはシールリップ２
と軸５との間の回転時の摩擦力で開くのではなく、シー
ルリップ２に軸５を挿入することによる形状効果（例え
ば偏心を伴った回転によって微小隙間が生じる）及び流
体の流れによって開くため、切り込みの変形を回転摩擦
力に依存するものに比べ、摩擦力はそれほど必要ではな
く、また、へたり等で摩擦力が大幅に低下する場合にポ
ンプ能力が低下するということも無いため、安定したポ
ンプ効果を有し、このことからも、特に、摩擦係数の低
いＰＴＦＥ等の樹脂を摺接面に用いた場合に適してい
る。

【００２６】図３に摺接面の部分拡大図を示す。

【００２７】本実施の形態に係る切り込み６の摺接綿側
の切り口は、このように軸心から摺接面を見た場合にも
傾斜するように設けられている。

【００２８】そして、その方向は軸平行の大気側Ａ方向
と、回転方向と逆の方向−Ｘ，−Ｙと、の間の方向であ
り、その深さは摺接面の幅ｌよりも大きくなるように構
成されている。

【００２９】これにより、ＣＷ回転時には６２等の切り
込みに更に流体が入り込み易く、６１等の切り込みには
更に流体が入り込みにくくなる。また、ＣＣＷ回転時に
は逆に６１等の切り込みに更に流体が入り込み易く、６
２等の切り込みには更に流体が入り込みにくくなる。す
なわち、摺接面における切り口を上記のように傾斜して
設けることにより、正のポンプ効果は増大し、負のポン
プ効果は更に確実に防止できる。

【００３０】また、内圧Ｐが作用するような使用箇所に
おいても、密封流体の圧力は、切り込みが閉じる方向に
加わることとなるため、圧力による漏れも防止できる。

【００３１】上記のようの構成された切り込みを円Ｓ側
から見た斜視図を図４に示す。

【００３２】図で、上半分の切り込み６１等は、ＣＣＷ
回転時に開いた状態を示しており、下半分の切り込み６
２等は、ＣＷ回転時に開いた状態を示している。それぞ
れの回転時には流体が切り込みに侵入し、面６１ａ，６
２ａとぶつかり、矢印方向７１，７２に向かって流れ
る。すなわち、摺接面と軸５との間に侵入した油は油側
Ｏに戻され、ポンプ効果が発生する。

【００３３】また、本願では、それぞれの切り込みは交
差しないため、図５のように、ポンプ効果によって１つ
の切り込み内を油側Ｏに移動中の油ｏが、逆方向に傾斜
した他の切り込みに侵入して（ｏ’）負のポンプ効果を
発生させるというようなことも無い。

【００３４】本実施の形態ではシールリップの材質にＰ
ＴＦＥを使用したが、フッ素系ゴム材料等でも好適であ
る。

【００３５】（実施の形態２）図６には、本発明の第２
の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態で
は、切り込み６１，６２等は、その切り口が、軸心から
摺接面を見た場合に軸平行の大気側Ａ方向と、回転方向
と反対の方向−Ｘ，−Ｙの間に設定された方向に、傾斜
するように設けられていたが、本実施の形態では、その
傾きを有しない切り込み８１，８２を設けている。それ
ぞれの回転時には流体が切り込みに侵入し、面８１ａ，
８２ａとぶつかり、矢印方向９１，９２に向かって流れ
る。すなわち、摺接面と軸５との間に侵入した油は油側
Ｏに戻され、ポンプ効果が発生する。そして、この場合
も、負のポンプ効果は発生せず、シールリップ２と軸５
が相対的に回転している場合でも、静止している場合で
も十分な密封性が得られる。

【００３６】また、この図のように、切り込み面８１
ａ，８２ａは、実施の形態１のように三角形に限らず、
四角形でもよい。

【００３７】その他の構成および作用については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。（実施の形態３）図７に本発明の第３の実施の形態が示
されている。

【００３８】上記第１，第２の実施の形態ではオイルシ
ール１はハウジング４に固定され、軸５が回転する構成
であったが、本実施の形態では、オイルシール１０は軸
に固定され、ハウジング４に対してリップ部１２が摺接
することによって密封するものである。

【００３９】この場合も、本願特徴である切り込みが適
用でき、前記シールリップの前記他方の部材との摺接面
及び密封流体側端面に切り口を有する切り込みであっ
て、該密封流体側端面の切り口が、前記摺接面と前記密
封流体側端面の交線上から、前記他方の部材の回転方向
と、固定部方向と、の間の方向に傾斜しつつ伸びる切り
込みを、前記他方の部材の正逆の回転に対して少なくと
も１つずつ、それぞれ交差しないように設けている。

【００４０】つまり、この場合にも、リップ部１２の油
側端面１２ａと摺接面との交線である円側から見た切り
込みの斜視図は図４（図６）と同様になる。

【００４１】その他の切り込みの作用・効果及びオイル
シールの他の部分の構成・作用・効果については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。

【００４２】（その他の実施の形態）本願発明に係る切
り込みを設けた密封装置の他の実施の形態を図８，図
９，図１０に示す。

【００４３】上記実施の形態ではオイルシールは外筒部
及び内筒部及びシールリップからなっているが、本実施
の形態では、そのような構成のオイルシールに限らず、
様々な密封装置において、本願発明に係る切り込みを設
けることで、上記のような効果が得られることを示して
いる。

【００４４】この中で、図８（ａ）は、固定部１４及び
シールリップ１５をゴム状弾性体によって一体成形し、
固定部１４には金属製の補強環１４ａを埋設し、シール
リップ１５の摺接面にはＰＴＦＥ樹脂をゴム加硫によっ
て０．３ｍｍ程度の厚さで焼付けたものである（１５
ａ）。また、シールリップ１５にはばね１６が設けられ
て、軸に対する押しつけ力を高めている。

【００４５】この図のような密封装置においても、切り
込みは有効にポンプ効果を発生させるが、この場合、切
り込みがＰＴＦＥ樹脂層を貫通しなくても（図８
（ｂ））、貫通してゴム部に入ってもよい（図８
（ｃ））。また、図９，図１０のように、ハウジング材
質に合わせて、固定部３をゴム状弾性体１７で包んだ密
封装置についても、上記切り込みを設けることは可能で
あり、有効にポンプ効果を発生させる。

【００４６】その他、本願の密封装置は、油以外にも、
水や薬品などあらゆる流体の密封にも適用でき、被密封
流体側におけるダストの有無にも関係なく適用できる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、密封装置において、シールリ
ップの他方の部材との摺接面及び密封流体側端面に切り
口を有する切り込みであって、密封流体側端面の切り口
が、摺接面と密封流体側端面の交線上から、前記他方の
部材の回転方向と、固定部方向と、の間の方向に傾斜し
つつ伸びる切り込みを、前記他方の部材の左右の回転に
対して少なくとも１つずつ、かつ、それぞれ交差しない
ように設けたので、２部材が相対的に回転している場合
であっても、静止している場合であっても十分な密封性
が得られる。

【００４８】切り込みの、他方の部材との摺接面におけ
る切り口は、交線上から、軸平行の被密封流体方向と、
回転方向の間の方向に傾斜しつつ伸びるので、流体が他
の部材とシールリップとの間で流動する方向に沿って切
り込みが入れられることになり、他の部材の切り込み方
向への回転時に、ポンプ効果が更に向上する。しかも、
内圧が作用するような使用箇所においても有効に洩れを
防止できる。

【００４９】シールリップ摺接面はポリテトラフルオロ
エチレン樹脂からなるので、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗
性等が向上し、密封装置の寿命の延長が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本願発明の第１の実施の形態に係る軸挿
入時のオイルシールを軸心を含む面で切った場合の概略
構成断面図である。

【図２】図２は本願発明の第１の実施の形態に係るオイ
ルシールのシールリップ部端面を軸方向密封流体側（油
側Ｏ）から見た部分拡大図である。

【図３】図３は本願発明の第１の実施の形態に係るオイ
ルシールの摺接面を軸心から見た場合の部分拡大図であ
る。

【図４】図４は本願発明の第１の実施の形態に係るオイ
ルシールの切り込みの斜視図である。

【図５】図５は本願発明の第１の実施の形態に係る切り
込みが交差する場合の拡大説明図である。

【図６】図６は本願発明の第２の実施の形態に係るオイ
ルシールの切り込みの斜視図である。

【図７】図７は本願発明の第３の実施の形態に係るオイ
ルシールの概略構成断面図である。

【図８】図８は本願発明のその他の実施の形態に係るオ
イルシールの概略構成断面図である。

【図９】図９は本願発明のその他の実施の形態に係るオ
イルシールの概略構成断面図である。

【図１０】図１０は本願発明のその他の実施の形態に係
るオイルシールの概略構成断面図である。

【図１１】図１１は従来のオイルシールの概略構成断面
図である。

【符号の説明】

１，１０・・・オイルシール２，１５，１０１・・・シールリップ３，１４，１００・・・固定部４・・・ハウジング５，１０２・・・軸６，６１，６２，８１，８２・・・切り込みＡ・・・大気側Ｏ・・・油側１０４・・・溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに同心的に相対回動自在に組みつけら
れる２部材間の環状の隙間をシールするもので、前記２部材の一方の部材に固定される固定部と、他方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップと、を備えた密封装置において、前記シールリップの前記他方の部材との摺接面及び密封
流体側端面に切り口を有する切り込みであって、該密封流体側端面の切り口が、前記摺接面と前記密封流体側端面の交線上から、前記他方の部材の回転方向と、固定部方向と、の間の方向に傾斜しつつ伸びる切り込み
を、前記他方の部材の正逆の回転に対して少なくとも１つず
つ、それぞれ交差しないように設けたことを特徴とする
密封装置。
【請求項２】前記切り込みの、前記他方の部材との摺接
面における切り口は、前記交線上から、軸平行の被密封流体方向と、回転方向と逆の方向と、の間の方向に傾斜しつつ伸びる
ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】前記シールリップ摺接面はポリテトラフル
オロエチレン樹脂からなることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の密封装置。