JPS6018666A - 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】 産業上の利用分野 本発明は一般的に流体シールに関し、更に詳しくは相互
に相対的に回転を受ける部品を有する機械集合体の所望
区域内にグリース、油又はその他の潤滑媒体を保留する
のに適するシールに関する。

従来の技術 一つ又はそれ以上の要件に合致する改良されたシールに
対する絶えざる要望がある。これらの要件としてシール
空間から大気への圧力抜きがある０前輪駆動の場合のホ
イールハブ、変速歯車構成要素等は「酷使部」、即ち比
較的高い応力下に運転される部分と考えられる。これら
の機械設計はしばしば４０％ないし８５％がグリースで
充たされたシール空間内に配置されたベアリングのセッ
トを含む。

グリースが急速な温度上昇、脱ガス及びグＩＪ−ス中あ
るいは頭部空間の何れかに存在する水の蒸発又は水蒸気
に曝露されると圧力増加または異常なシール摩耗を生ず
るｏＥ力生成は時としてそれらが収容されているさら穴
又は空洞からの文字通リシール吹き飛ばしを起し、シー
ル集合体全体の致命的欠陥の潜在可能性を生ぜしめる。

従ってこれ、らの条件下及び逆条件、即ちシール機構の
低い圧力及び温度への復帰の条件下にそれ自体通気し得
るシールの提供に対する要望があった。しかしながら、
シールの外径の周シ、あるいは「逆」シールの場合には
一二次シールが形成される内側又はその他の径上に比較
的に緊密な機械的適合に対する要求もある。

「−次シール」という用語は可動部の間のシールを意味
し、「二次シール」はシールとハウジングの間の如く、
相対的に固定された部分の間のシールを意味する。

発明が解決しようとする問題点 良好なシール設計は製造が簡単であり、且つ信頼性、即
ち著しく精密な装置あるいは高度に熟練した仕事を要す
ることなく一貫して製造し設置し得る特性と共に低コス
トであることである。

シール設計に於て比較的大きな重要性を与えられている
第二の考慮事項は着脱の容易さに対する要求である。シ
ール機構の全体のサイズの縮小という付随的考慮事項は
シールそれ自体の全サイズを縮小したいという希望であ
る。

コンパクトなシール機構に於ては時として起る取外し及
び交換の目的で組込まれたシールに接近するのが困難で
ある。

本発明に依れば、先行技術のシールと同様に経済的であ
シ、製造及び組立の時点に於ても現場に於ても修理及び
交換のための着脱を容易にする手段を備えたシールを提
供することができる。

問題点を解決するための手段 本発明は、二つの機械要素の相対運動の間シール区域内
に潤滑剤を保留する流体シールに於て、該シールを、該
二つの機械要素の第一要素に対し液密関係に収容するに
適する比較的堅いケーシング部、該ケーシングは該第−
要素に対し整合収容するに適する外部表面部を有する軸
方向に延びる装着フランジ、これに接合される組合せシ
ーリングリップ体の一部を有するのに適した他の離れて
位置する接合部、及び該装着フランジ及び該接合部の間
に径方向に延びる中間ケーシングフランジからなるもの
とし、及び、 一般に該シーク区域の方向に向く切頭円錐表面および一
般に該シール区域から反対方向に向く切頭円錐表面を有
する弾性−次シーリングリップ体、該切頭円錐面は該機
械要素の第二要素の一部と契合せしめるためのシール帯
部を形成する如く一般に環状または波状の軌跡に沿って
会合し、該シーリングリップ体はまた該ケーシングの該
接合部に接合される接合部を有し、該中間フランジはそ
の中に形成される多数の角度的に離して配置された通気
タブを有し、該タブは各々切断貫通部およびヒンジ部に
よって形成された周縁を有し、該タブは該シール区域を
出入するガスおよび蒸気の流通を許容し、且つ該シール
の該第−機械要素からの取外しに使用するのに適すると
係合するとき取外しまたは屈曲可能である構成の組合せ
を特徴として〜既述の問題点を解決するものである。

本発明の好ましい実施例の説明 本説明に於て１、シールされる機械部分は軸であシ、機
械要素は内部にシール・収容さら穴を有するハウジング
からなり、シールされる媒体はグリースである。

図面について詳細に説明すると、第１図は本発明の原理
を具体化する一般に１０で表示されるシールを示し、二
つの主要素、即ち鋼あるいは類似の固体ケーシング部材
１２とこれに接合された弾性シール体１４から力る。第
３図を詳細に見ると、シール１０はハウジング又は同様
な機械部分１８中に形成されたさら穴１６に収容されて
いるのが示される。使用時に、シールは他の機械部分、
この場合には回転軸２２の外表面２０に、公知の態様で
流体が洩れない関係位置に契合しようとする。

再ヒシールユニット１０について見ると、ケーシング１
２は曲げられた端部２６を有する、軸方向に延びる取付
けフランジ２４を有することが示され、またラジアルフ
ランジ２８が軸方向フランジ２４と接合して径方向にそ
の内側に延びることが示される。本発明に依れば、一般
に３０で表示される通気手段はラジアルフランジ２８中
に形成され、斯かる手段はフランジ２８に形成される多
数の側壁３２１Ｃよって区画され、一つ又はそれ以上の
孔３４（第２図）が内側に向くＭＢ２と壁３２に依って
部分的に区画されるタブ３６上の対向面との間に形成さ
れる。

再び第３図に於て、ケーシング１２のラジアルフランジ
２８の径方向に最も内側の部分は接合部３８を有しこれ
に弾性−次シールリップ体４０がオイルシール技術の熟
練者に既知の態様で接合されるのが示される。−次リツ
ブ体は環状のガーターばね４４を受けるばねみぞ４２を
有する。シール体４０自体は軸及びシール区域に向いた
切頭円錐面をなすいわゆる「油側」面４６によって一部
形成される０　「空気側」面４８も軸方向に向き部分的
にシール区域から離れた切頭円錐面である。

面４６．４８はそれらの内１■辺で会合して環状のシー
ル帯５０を形成する。ここに示した実施態様に於て、シ
ール帯５０は環状であるが、米国特許Ａ　３９２７６０
０及び３９２９３４０に例として示されている様に、波
状のシール帯を有することも本発明の範囲内であること
が理解される。

リップ体４０の他の部分は、当技術の熟練者に既知の如
く、外部の汚染物、通常はちシ等Ｎをシール帯域から排
除するのに適する、排塵具又は除塵リップ体５２である
。このリップ体５２は軸方向内側の切頭円錐面５４及び
外部面５６によって形成され、これらは互いに、組合わ
される回転軸２２と軽く接触するかまたは極めて僅かな
作動間隙をもって離れて走る環状接触面５８によって結
合される。

シールの使用時には、第３図に小さな矢印で示される如
く、一般に１８“で表示されるシール区域内に生成する
圧力は、一つ又はそれ以上の孔あるいは通気流路３４を
通るガス、蒸気などと共に抜気される。

本発明のシールの製造について説明すると、特に第４−
６図に於て、その方法は明瞭であることがわかる。ケー
シング１２が、打抜きの如き慣用の方法で造られ、それ
に適当な孔を設けようとするならば、ケーシング１２は
、孔６４を形成する如く多数の側壁６２が形成さｉｔた
上方に向く面６０を有する支持ブロック又は固定夕゛イ
ス５９の上に重ねて壁２８の内面を置く。

その後、鋭い切断刃６８を有する工具６６をフランジ２
８中に少なくとも一部は貫通する様に圧し下げて、例え
ば第２，４及び５図に示すｐ口く側壁３２を切断するこ
とによってタブ３６を形成する。これによってタブ３６
は略、線７０まで押し下げられて、ヒンジを形成する、
イ註られだタブ３６は内壁及び外１７２．７４から形成
された内側及び外側面を有し、これらは互いに丹乞行で
ある７５玉、それらと組合わされる内面１ｊＨ（７ｓ（
第６図）に対してθで示される角度だけ傾卵［する。第
４図にも示す如く、タブ３６は相当な角度を形成して下
方に蝶番的に曲がり大きな孔３４を形成する０その後、
斯くして形成されたタブ３６はフランジ２８の内面に関
し平面または殆んど平面関係に押し戻す。通気作用の程
度はタブ３６が打抜き具１２の壁又はフランジ２８の平
面にまで押し戻されることが認められる。

第３図に於て、本発明の着脱容易な特徴については、一
般にＴで表示される取外し工具がその操作を示す様に実
線及び旬像線で示され乙。工具Ｔは柄部８０、ノーズ部
８２、厚さを薄くしたノツチ部８４、及び面８４が拡大
したノツチ部に接続する部分に形成された係合肩部８６
から々るのが示される。理解される如く、本発明の通気
シールを除去せんとするとき、工具Ｔの如き一つ又はそ
れ以上の堅い工具をタブ３６を内側に押すことによって
孔３０の中に挿入し、その後工具を第３図に想像線で示
す如く径方向に外方にはねるかあるいは押し出させる。

このとき、工具Ｔの肩部８６は打抜きラジアル壁２８の
内面部７５と係合する０斯かる工具が標準の二、三又は
四本アーム付工具であると仮定すると、シールを軸方向
に取外すのは非常に簡単な仕事である。斯くしてタブ３
６はシールの通気の手段を提供し且つ取外し工具用の孔
又は潜在的孔となる０ 第２図において、正面図でシールの空気側から見ると、
タブは一般に四角々形状をした一個の、ラジアルヒンジ
部７０である。第７図は、タブ３６ａを示し、同様に四
角形であるがそのヒンジ線７０ａは一般に円周上を走る
。第７図に於て、壁３２１Ｌは一部が通気孔を形成する
のが示される。

第８図は本発明の代替態様を示し、タブ３６Ｂは殆んど
円形形状でヒンジ７０ｂは図示の場合は一゛般に径方向
に延びている。通気孔３２ｂはタブ３６ｂがヒンジｌＪ
７．ｏｂにおいて僅かに内側に曲けられることによって
生ずるスリット等として示される。

第９図は類似の実施態様であるが但しタブ３６ｃは三角
形で、若干拡大された側壁３２ｃを有する。

タブ３６ａは小さなヒンジ１７０ｏにおいて折シ曲げら
れる。最後に１第１Ｏ図はタブ３６ｄがラジアルヒンジ
線７０ａ［おいて曲げられるが壁３２ａの一つはオイル
シールの内周辺に延びた構造を示す。第１０図の構造は
、打抜きが製造し易くプレスしてシール体を形成するこ
とができ、その基底部はタブの一部に取付けられ壁３２
ｄの残υの部分は通気作用を与えることができる。

第１０図に於て破線７８．８０によって示す如く、シー
ル型の一部を用いてタブ３６ｄをケーシング１２のラジ
アル壁２８の平面内に平らにして戻し同詩に接合部３８
の縁端部８０を形成させることがｉＪ能である。換言す
れば、打抜きプレス部１２を型に入れて第１０図に示す
様に切断するとき、型は閉じて弾性シール体の外縁部８
０がケーシング１２の反対側の面に係合する帯部によっ
て形成される。ゴムがラジアル壁２８の基底部又は接合
部３８に沿って伸びる最外部の限界を規定する締切シあ
るいは締出しはタブ３６（１を平らな平面内にもたらす
役も果す。

前記の例から、通気孔の正確な寸法、形、及び位置は本
発明の成功に対し特に臨界的な要件ではないことがわか
るであろう。

本発明の好ましい特徴は、通気孔の一つまたはそれ以上
がグリース等によって覆われたならば、他の通気孔が比
較酌量いておシ粘稠な物質が他の通気孔を通って異常な
洩れを生ずることなく塞がれていない通気孔からガス、
然気等が逃げられる様に設けられた通気孔の間隔配置で
ある。

もしグリースまたは油が一つ以上の通気孔から洩れよう
としたならば、シールは取付部に、一つまたは二つの上
部通気孔を塞がないで残して、一つ又はそれ以上の下部
の通気孔を覆うためにガスケットシーラー等の材料を用
いることが可能である。シールは一個の通気孔でも造ら
れるが、これでは三個又は四個の通気孔を有するシール
によって得られる着脱容易の利点は得られない。

単一通気孔構造では、このシールを軸に対し取付ける前
に通気孔が所望の位置に止まることを確実ならしめるた
め位置合わせをすることが通常必要であろう。これは数
個の通気孔が設けられた場合には不必要である。

図示された実施態様において、通気孔は押抜き体又はケ
ーシングのラジアＡ／壁に設けられている０然しなから
、これらの通気孔は押抜体の取付部及び接合物の中間に
設けることもでき・この部分はある理由又は他の理由で
ラジアルフランジ、ペンド文は曲がυ部等であっても良
いことは理解し得るであろう。然しなから、本発明は、
示された形態が最も実際的であシ、図示された実施態様
では一層シールはシールの内径を通る回転可能な軸に対
して施され取付は直径はシールの外径であることを示す
。本発明の原理はまたより一層複雑な押抜き形状を有す
るシール、並びに二次シール又は取付部がシールの内部
に形成され、−次シールは径方向に外向きにはたらくリ
ップである如きシールにも適用することができる。

本発明の流体シールの製造方法は次の如〈実施される。

（１）第一機械要素に対する整合収容に適する装着部、
該装着部から離れて位置する接合部、及び該装着部と該
接合部との間に延びる中間ケーシング部からなる比較的
堅いケーシング部を形成し、該中間ケーシングの少なく
とも一部を穿孔してヒンジ線に沿い該ケーシングの一部
に付属する切断貫通換気タブを形成する少なくとも一つ
の側壁を形成し一弾性シール体を該ケーシングの該接合
部に接合して複合シールを形成し一該側壁の少なくとも
一部を該シール体から離してガス又は蒸気の流通する流
路とすることを特徴とするオイルシールの製造方法。

（２）一般に環状の装着フランジ部、その少なくとも一
部が該装着部から径方向に延びて中間部及び接合部に区
分された第二フランジ部を有するケーシングを形成し、
該ケーシングを穿孔することＫよシールケーシング部に
少なくとも−っの換気タブを形成して該切断線により該
ケーシングの残部から離され且っヒンジ線部によってそ
れに結合された換気タブとなし、同時に弾性シールリッ
プを形成して該シールリップを該ケーシングの該接合部
に接合してその中に換気流路を有する流体シールとなし
、該タブは該シールを組合わされた機械要素から取外す
際に使用する工具と係合するとき取外しまたは屈曲し得
ることを特徴とする流体シールの製造方法。

（３）該タブの形成が該ヒンジ線に対し該ケーシング部
の平面から実質的にｒすれる如く該タブを曲げ、その後
膣タブを該ケーシング部の該平面に向って曲げ戻して該
通気流路の有効区域を減少させることを特徴とする前記
（１）に記！７）方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例であるオイルシールの斜視図で
あシ、 第２図は本発明の実施例である通気孔の一つの型の部分
縦断面図。 第３図は機械のさら穴に収容され組合わされる軸に運転
関係位ＭＫ配置され、シールによって果される通気作用
′を示す本発明のオイルシール、及び取外し工具の部分
縦断面図である０ 第４図は本発明に依って行なわれるシールケーシングの
製造に使用される装置の一つの型を若干線図的に示す分
解部分斜視図。 第５図は後続の操作の後の第４図のケーシングの断面を
一部破断して示す斜視図。 第６図は第５図のシールケーシングの縦断面図である。 第７図は通気孔の変型を示す部分平面図。 第８図は本発明の実施態様であるシールに使用する通気
孔の他の変型を示す部分平面図。 第９図は本発明の実施態様であるシールに使用する通気
孔の更に他の変型を示す部分平面図。 第１θ図は本発明の実施態様であるシールに使用する他
の変型を示す平面図である。 １０川シール、１２・・・ケーシング、２４由７５ンジ
、２６川端部、２８・・・ラジアルフランジ、３゜・・
・通気手段、３２・・・側壁、３４・・・孔、３８・・
・接合部、４０・・・−次シールリップ、４２・・・ば
ねみぞ、４４・・・ガーターばね、４６・・・油側面、
４８川空気側面、５０・・・環状シール帯、５２・・・
防塵リップ体、５４・・・切頭円錐面、５６・・・外部
面、５８・・・環状接触面 出願人　シカゴ・ローハイド・マニ７アクチュアリング
・コンノこ−に−一／ 図面の浄書（内容に変更なしン 手続補正書（放） 昭和５９　年　８　月　３　日 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・
コンパニー国　籍　アメリカ合衆国 ４、代理人 昭和５９年７　月３１　日 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　二つの機械要素の相対運動の間シール区域内に
   潤滑剤を保留するための流体シールに於て、該シールが
   、 該二つの機械要素の第一の要素に対し液密関係に収容さ
   れ得る比較的堅いナーシング部、該ケーシングは該第−
   要素に対し整合収容に適する装着面部、これに接合され
   る組合わせシーリングリップ体の一部を有するのに適す
   る間隔を置かれた接合部、及び該装着部と該接合部との
   間に延びる中間ケーシング部からなシ及び１ 一般に該シール区域に向いた切頭円錐表面及び一般に該
   シール区域と反対方向に向いた切頭円錐表面を有する弾
   性−次シーリングリップ体１該切頭円錐表面は一般に環
   状または波状の軌跡に沿って会合して該機械要素の第二
   要素と契合するためのシール帯部を形成し、該シーリン
   グリップ体はまた該ケーシングの該接合部に接合される
   接合部を有し１該ケーシングの少なくとも一つの該中間
   部は切断貫通部及び少なくとも一部のヒンジ部を有しこ
   れらが組合わされて予め定められ念タブ区域の１■縁部
   の少なくとも一部を形成して該シール区域を出入するガ
   ス及び蒸気の通気流通を許容する流路を提供し、該タブ
   区域はまた該シールの該第−機械要素からの取外しに使
   用するのに適する工具と係合するとき取外し又は屈曲し
   得る区域となる構成、 の組合わせからなることを特徴とする流体シール （２）該シーリングリップ体が更に第二排塵リップ体を
   有し、該排塵リップ体は該第二機械要素との契合に適す
   る環状面を有し、該シーリングリップはさらに該シール
   区域に向き且つ該第二機械要素に向く切頭円錐面を有す
   ると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）該装着面部が該ケーシングの軸フランジを
   有し、該軸フランジは該ケーシングの外径を形成するこ
   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）該少なくとも一つの予め定められたタブ区域は該
   中間ケーシング部上に互いに角度的に間隔を以て配置さ
   れた多数の区域からな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（５）該中間ケーシング部
   が単一平面内に在る環状の、径方向に延びるフランジか
   らなり・該ケーシングの該接合部は該ラジアルフランジ
   の平面継続部からな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 （６）該少なくとも一つの予め定められたタブ区域が該
   中間ケーシング部内に在る矩形区域からなり、且つその
   側面の三つを形成する切断貫通部及びその第四の側面を
   形成する該ヒンジ部を有することを特徴とする特ｄｌｎ
   才の範囲第１項に記載の流体シール （力　該予め定められたタブ区域が、該中間ケーシング
   部内に在る該切断貫通部を有する円形区域の主要部から
   な、シ該ヒンジが該タブ区域の残部をなすことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の流体シール （８）該切１９ｉ１通部が一般にＬ型の切シロを有し〜
   該切シロの一つの脚は該ケーシングの該接合物中に少な
   くとも一部が在るラジアル部であシ、該切９０の他の脚
   は該中間ケーシング部に在シ、該ヒンジは一部が該中間
   部及び接合部の各々の部分に在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