JPS6018665A - 流体シ−ル - 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】 技術分野 本発明は、密封および給油された領域内のいわゆるグリ
ース用第１シールを提供するとともに、除去シールを提
供し、更に、被シール領域内に形成されるガスおよび蒸
気圧力を外部に排出するとともに外部の大気を該領域内
に流入せしめて該領域内に真空状態が形成されるのを防
止するよう構成されたところのグリースおよびオイル流
体シールに関する。

自動車業界等では、極めてコンパクトな駆動ライン構成
部品を製造する必要性が増大している。

自動車のいわゆる小型化の傾向がつづき、このため前輪
駆動車の人気と影響が増大している。前方にエンジンを
装着して後輪を駆動する従来の自動車と異なり、上記自
動車の場合、エンジンおよび多くの部品のみならずトラ
ンスミッション、差動装置および車軸の半シャフトも自
動車の前方部に設ける必要がある。前輪を独立して懸架
するとともに操縦機構を設けるためには、更に機械的に
複雑な構成部品が必要となり、それらの部品は徐々に小
型化される空間内に内蔵しなければならないものである
。

発明の課題 これらのコンパクトなアセンブリの出現によシ、機械的
アセンブリの内部を高信頼度でもってシールするととも
に、温度が上昇する間ガスおよび蒸気をこの領域から排
出することのできるシールに対する必要性が高まってき
ている。現在、これらのコンパクトなアセンブリは通常
、グリース等の潤滑材が充填されており、また、小型サ
イズの故に、これらのアセンブリは１苛酷な条件下で作
動する１ものとみなされ、かくして、比較的高温条件下
での連続運転並びに急速な温度上昇を特徴としている。

被シールアセンブリ内に形成されたガスおよび蒸気は、
適切に排出を制御されなければ、シール全体が設置位置
から文字通り“そそくさと消える“ことになり、また、
急速に損耗したシ早期にリークが生じたシすることにな
る。過失に於いては、シールそれ自体の価格は、シール
される部分の価格と比較してそれ程高価なものではなか
ったが、装着し終えたシールを変更することに要する労
働力はきわめて多大であり、また、比較的安価なシール
に欠陥があると、損耗が早くなシ、極めて高価な被シー
ル部分そのものに欠陥をもたらすことになる。

発明の構成 本発明は小型断面で可撓性を有する第１リップ部材を提
供するもので、これは被シール領域に向った１才イル側
１面と、被シール領域と反対方向に向いた１大気側１面
とを有し、これら２つの面は第１シールバンド部に沿っ
て相接し、この第１シールバンド部は、関連するシャフ
トから離間するとともに、ボンピング部材は、シャフト
保合面と、被シール領域へリークグリースをもどすよう
構成された１動作１面とを有している。補助リップ部材
は通常のものよシはるかに大きく、そして、第１リップ
部材から軸方向に離間しておシ、これら２つのリップ部
材の間に全体的にＶ型の断面を有する環状溝が形成され
ている。

これらのシール間の環状溝は、適度の量のグリースを供
給することができ、これにより補助リップ部材は絵油状
態で作動するとともに、第１リップ部材は関連シャフト
の面からきわめてわずかに離間して被シール領域から通
気を行うことが可能となる。同時に、第１リップ部材に
形成される一連の流体力学的あるいはポンプ構造部材が
、第１リツプから逸脱するグリースの全であるいは殆ん
ど全てを溝内にもどす役割を果たすよう構成されている
。

本発明に係るシールは外部シールケーシングを有し、こ
れらは取付面とシールリップ部材とを有し、このシール
リップ部材は前記ケーシングの一部分に接合されており
、シールリップ部材は環状面を有し、これらの環状面は
第１リツプの大気側部分とオイル側部分とを形成し、こ
れらの２つの部分は第１シールバンドを形成する適度の
軸方向範囲に全体的に円筒形状の部分に沿って相接し、
このシールバンド上に複数個の流体性用ポンプ部材が離
間して設けられ、そして、補助的除去リップ部分を形成
する全体的に円形状部分に沿って相接する１対の円錐台
状面によって補助リップが形成されている。第１リップ
部材と第２リップ部材は全体的にＶ形状断面の環状領域
によって離間され、そして、ポンプ部材は、第１リップ
シールバンド部を関連シャフトから離間した状態に維持
するよう機能している。なお、補助リップ部材は、シー
ルが弛緩した状態にある場合、前記シールバンドの寸法
と比較すると、相対的に小さな直径となる。

実施例 以下の説明に於いて、シールはその外径部に於いて、機
械のくぼみ大向に収容され、シールのリップ部材は関連
シャフト上を半径方向内側に動作し、そして、シール媒
体はグリースであるものとする。

第１図は本発明に係るシールアセンブリ１０を示し、該
アセンブリ１０は、ケーシング部分１２と、エラストマ
ーのシール本体部１４とを有する。

そしてケーシング部分１２は軸方向に伸張する取付フラ
ンジ１６を有し、該フランジ１６の軸方向内側端部に折
曲部１８を設けている。なお１軸方向内側１という用語
は、被シール領域の内側に向うシール部分を意味し、こ
れは、シールの１オイル側”と称する場合もある。ケー
シング部分１２は更に、全体的に半径方向に伸張するフ
ランジ２゜を有し、該フランジ２０は中間部の軸方向に
伸張するオフセットフランジ２２に接合されている。

そしてこのオフセットフランジ２２は半径方向内奥に伸
張した接合フランジ部分２４に接合されている。

接合フランジ２４の環状端面表面部２５１２７はイラス
トマーのシール本体部分１４の一部によって包囲されて
いる。シール１４の主要部材は小さな第１シールリップ
部材２６と、補助的除去リップ部材２Ｂとである。従来
構造のシールとは異なり、図示する第１シールリップ部
材２６の厚みは薄く形成され、そして、その内径部は、
除去リップ部材と比較して大きく形成されている。

第１リップ部材２６は全体的に環状のオイル側面部分３
０と、大気側円錐台状面部分３２と、前記面３０．３２
の半径方向内奥縁部間に全体的に軸方向に伸張した第１
シールバンド面３４とを有している。なお、この第１シ
ールバンド面３４は弛緩状態であるか装着状態であるか
によって円筒状になったシあるいはわずかに円錐台形状
になる。

図示するように、断面がＶ形状の環状溝３６が第１シー
ル部材２６と第２シール部材２８との間に設けられてい
る。なお、後述するように、この溝３６はシールの機能
に於いて極めて重大な役割を果すものである。′第１シ
ール１という用語は比較的動きうる部品間のシールを意
味し、′第２シｙｖ＠という用語は２個の固定した部品
、部材間のシールを意味する。

補助的除去リップ部材２８は、軸方向内側の円によシ形
成され、これらの面３８と４０は、補助的除去シールバ
ンド部４２を形成する全体的に円形の部分にて相接する
。補助リップ部材２８は更ニ、外表面４３を有し、該面
４３はケーシング１２の壁２５方向にそれらに沿って伸
張している。この面４３は更に、成形によって作られた
いわゆる成形端の残留リップ部分４５を有している。

第１シールバンド面３４について言及すると、本発明の
重要な特徴は、シールバンド部は複数個ノポンプ部材４
４１４６を有していることにあシ、これのポンプ部材４
４．４６はシールバンド部の円周上に離間して設けられ
、該部材４４．４６は各々、その後壁５２がら離間した
ところに点部材４８を有し、この点部材はポンプ部材の
側壁５゜の接合によシ形成される０ ポンプ部材４４．４６は他の面として接触面５４を有し
、この面は、関連するロータ１ノシヤフト５Ｂの外側面
５６の上に重なりそれと係合するよう構成されている。

図示するように、半径方向寸法あるいは高さの興なるポ
ンプ部材４４１４６カ；面５６に係合すると、複数個の
通気空間通路６０．６２が形成される。ポンプ部材４４
の半径方向寸法カニ比較的大きい場合、隣接する通気空
間６Ｏ−１）１、相対的に小さなポンプ部材４６に隣接
する空間６２よりも大きくなる。

本発明の場合、ポンプ部材４４．４６の半径方向高さを
相互に異ならせる必要はなく、これは任意に設定できる
ものである。

シールを機械のくぼみ穴（図示せず）内の所定位置に装
着すると、第２リップ部材のシールバンド部分４２がシ
ャフト５８の外側面５６と係合する。この面は、環状溝
３６内に設けたグリースによって給油される。そして、
第３図から第４図の被シール領域６４も同様にグリース
で給油される。

なお、このグリースは第１シールバンド３４の下にも存
在する。

第２図に示すように、関連するポンプ部材４４ｔ４６に
隣接して小さな作動間隙すなわち通気通路６０１６２が
形成される。これらの通路にはグリースが供給されて使
用時にシールをなめらかにするが、これらの通路はまた
、急速に温度が上昇した場合、被シール領域から蒸気お
よびガスを排出する作用を行う。これにより、被シール
領域６４内に圧力が不必要に形成されているのが防止さ
れうる。

グリースのロスを最少にして、蒸気あるいはガスはシー
ルバンド部３４の下を通過して、溝３６内に入る。この
溝領域３６内に存在する流体力のバランスにより、除去
リップ部材２８が形成するシールが開かれるので、ここ
からガスが除去リップシールバンド部４２の下を容易に
通過することができる。ガス排出の間、この領域内にグ
リースが少量通過しても、シール機能には大きな影響を
与えることはなく、むしろ、除去リップ部材領域が良好
に給油状態に維持されるのでシール効果を強化すること
ができる。

従来構造に於いては、除去リップ部材の成形内径は、第
１リツプよシもわずかに大きく形成されていた。

本発明の場合、補助的除去リップ部材によシ多くの１残
留しまシしろ１を形成しており、これはドライ状態では
なくむしろウェット状態で作動するよう設計されている
。そして、第１リップ部材の残留しまりしろは相対的に
少なく形成している。

第１シールバンド面３４の比較的大きな軸方向領域を組
合わせて、シールバンド領域３４にポンプ部材を設ける
ことによシ、ガスや蒸気を排出する間にシールバンド面
３４の下へグリースを定期的に送る場合に流体作用部材
が、このグリースの大部分を被シール領域６４内にもど
すよう１ポンプ１することができる。これによシ、常に
リップ部材の下に適量のグリース供給を行うことができ
る。このことは、本発明に係るタイプのシールが通常使
用される１苛酷な動作“条件下では必要なことである。

従って、動作時、本発明に係るシールは、グリースを大
量にロスすることなくガスならびに蒸気を排出すること
ができ、また、第１リップ部材２６と除去リップ部材２
８との間に設けた中間溝３６が低温で作動することがで
きるとともに、除去リップのシールバンド部４２に給油
するに必要な潤滑材を保持することができるものである
Ｏ 流体作用部材すなわち流体作用構造体は実施例に於いて
は三角形状であるが、これは三日月形、異なる縦横比の
三角形、あるいは台形、菱面体のような一方向若しくは
二方向くさび形等、この目的のために使用しうるもので
あれば適当な形状にすることができる。

成形されたままの状態のシールノくンド部分の形状につ
いて言及すると、オイル側方向に位置する縁部６６は、
シールの大気側方向に位置する縁部６８と比較すると内
径部がいく分小さく形成されている。この状態は第１図
に示されている。シールを装着すると、第３図に図示す
るようにシールバンド面３４は実質的に円筒状構造とな
るか、第４図に図示するように反対方向にわずかに傾斜
することになる。いずれの場合も、シールバンド部は従
来のシールの場合よりも全体的により円筒状になる。り
まシ従来のものは、部分的にＶ形状溝３６を形成する面
３２の如き、大気側円錐台状面に流体作用構造物を形成
しているからである。

比較的薄くかつ可撓性のある第１シールリップ部材はそ
の寸法に対して比較的広いシールバンド部 はスリーブ、ブツシュタイプのシールではない。

使用に際して、本シールは良好な通気作用を行い、低温
度で動作し、装着状態の信頼性が高く、従って、被シー
ル領域の殆んどに使用されるグリースによって給油され
るコンパクトな軸受構造体をはじめとする多くの特殊な
用途に使用することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシールの一部分の垂直断面図であ
る。 第２図は１オイル側１からみた本発明に係るシールの一
部分の端面図で、一部分を切欠いた部分的断面図である
。 第３図は、第２図の線３−３に沿った、第１〜２図のシ
ールの部分的垂直断面図である。 第４図は第２図の線４−４に沿った第１〜２図のシール
の部分的垂直断面図である。 １２・・・ケーシング部分、１４・・・シール本体部分
、１６・・・取付フランジ、１８・・・折曲部、２０・
・・フランジ、２２・・・オフセットフランジ、２４・
・・接合フランジ、２６・・・第１シールリップ部材、
２８・・・補助的除去リップ部材、３０・・・オイル側
面部分、３２・・・大気側円錐台状面部分、３４・・・
第１シールバンド面、３６・・・Ｖ形環状溝、３８・・
・第１円錐台状面、４０・・・第２円錐台状面、４２・
・・シールバンド部、４３・・・外表面、４５・・・残
留リップ部分、４４．４６・・・ポンプ部材、６０．６
２・・・通気空間ｔＢＩＭ人　シカゴ・ローノイド・マ
ニファクチュアリング・コンノと−手続補正書口式） 昭和５９年　８　月　３　日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第７４７９８号 ２、発明の名称 流体シール ３、補正をする者 事件との関係　出願人 名称　シカゴ・ローハイド・マニファクチュアリング・
コンノと一国　籍　アメリカ合衆国 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　第１機械部材と前記機械部材と使用時に於いて
   連動するシャフトの相対動作の間、被シール領域内に潤
   滑材を保持するための流体シールであって、 前記第１機械部材に関して液密状態にて受容されるよう
   構成された比較的堅牢なケーシング部分と、前記連動シ
   ャフトと接触するよう構成された部分を有するシールリ
   ップ部材とから成り、前記ケーシングは前記第１機械部
   材ときりちシ係合するよう構成された取付面部分を有し
   、関連するシールリップ部材の一部を有するよう構成さ
   れた接合部分から成り、前記シールリップ部材は前記ケ
   ーシングの前記接合部分に接合されそして第１　＋７ツ
   ブ部分と補助リップ部分とを有し、前記第１リップ部分
   は、オイル側の軸方向内側環状面と、大気側の軸方向に
   離間した全体的に円錐台状面と、前記オイル側面と大気
   側面の最大奥縁部の間に伸張するところの、軸方向に伸
   張する環状の全体的に円筒状の第１シールバンド面とに
   より少くとも部分的に形成され、前記シールバンド面は
   少くとも１個の流体作用ポンプ部材を有し、前記部材は
   半径方向内側に向いたシャフトと係合する面部分と、少
   くとも１個の動作面とを有し、前記補助リップ部分は、
   使用に際し前記被シール領域から離れて前記シャフトの
   方向に部分的に向う第１円錐台状面と、部分的に前記シ
   ャフトの方向へそして部分的に前記被シール領域の方向
   へ向う第２円錐台状面とによって形成され、前記円錐台
   状面（複数）は、補助リップシールバンドを形成する全
   体的に円形部分に沿って相接し、前記補助リップの前記
   部分を形成する前記第２面と、前記第１リツプの前記大
   気側面とは相互に軸方向に離間し、そしてそれらの間に
   、全体的にＶ型状断面の環状溝を、少くとも部分的に形
   成し、前記シールは関連シャフトに収容されるよう構成
   され全体的に液密シールを形成し、使用に際し前記ポン
   プ部材は、前記第１シールバンドの部分を前記関連シャ
   フトかられずかに離間せしめるよう構成されて前記被シ
   ール領域からガスおよび蒸気を通過せしめうる通気手段
   を形成することを特徴とする流体シール（２）前記第１
   リツプの断面積は、前記補助リップの断面積よシも小さ
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の流体
   シール （３）前記少くとも１個のポンプ部材は複数個の部材か
   ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   流体シール （４）前記ポンプ部材の半径方向高さはそれぞれ異なる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の流体シ
   ール （５）前記シールユニットが弛緩状態にある場合、前記
   第１シールバンドの内径は、前記補助リップに形成され
   るシールバンドの内径よりも大きいことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の流体シール （６）前記第１リツプの前記オイル側表面の最内実縁部
   の直径は、前記第１シールリツプの大気側表面の最内実
   縁部よシも小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の流体シール（７）　前記第１リツプの前記オ
   イル側表面の最内実縁部の直径は、前記第１シールリツ
   プの大気側表面の最内実縁部よシも小さいことを特徴と
   する特＃′ＦＭ求の範囲第１項に記載の流体シール（８
   ）前記第１リツプの前記オイル側表面の最内実縁部と、
   前記第１リツプの前記大気側表面の前記最内実縁部は同
   一直径であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の流体シール（９）前記ポンプ部材は三角形状であ
   シ、前記三角形の頂部は、前記シールの軸方向内側部分
   の方向に向っていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の流体シール Ｕ〔前記ポンプ部材は実質的に等間隔にて相互に円周方
   向に離間されていることを特徴とする特許請求の範＠Ｊ
   第２項に記載の流体シール（６）前記ケーシングの前記
   取付面部分は、軸方向に伸張する取付フランジから成り
   、そして、前記ケーシングは更に、半径方向内側に向う
   フランジと、軸方向内側に伸張するオフセットフランジ
   とを有し、該オフセットフランジは前記接合部分と前記
   取付部分との間に延設されかつ前記接合部分を前記取付
   部分に接合することを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の流体シール＠　前記取付面部分は、前記ケーシ
   ングの一部分を形成する軸方向伸張フランジの半径方向
   外側に向いた面から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の流体シール