JPWO2015190450A1 - 密封装置 - Google Patents

Abstract

シールフランジおよびこのシールフランジに摺動可能に接触するシールリップを備える密封装置において、回転軸の回転が停止したときに静止漏れが発生するのを抑制する。この目的を達成するため、ハウジングとこのハウジングに設けた軸孔に挿通する回転軸との間で機内側の密封流体が機外側へ漏洩しないようシールする密封装置であって、回転軸の外周に装着されるシールフランジに対し、ハウジングの軸孔内周に装着されるシーリップが全周に亙って摺動可能に接触する密封装置において、回転軸の回転時に流体ポンピング作用を発揮するネジ溝を備え、このネジ溝を、シールフランジに対しシールリップが全周に亙って摺動可能に接触する接触領域と交差しない位置に設けたことを特徴とする。

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等において機内の密封対象流体が機外へ漏出するのを防止する密封装置であって、回転側のシールフランジに非回転のシールリップを摺接させる構造を備えるものに関する。本発明の密封装置は例えば、自動車関連分野において機内油をシールする回転用オイルシールとして用いられる。

従来から図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ハウジング５１とこのハウジング５１に設けた軸孔５２に挿通する回転軸６１との間で機内側Ａの密封流体（油）が機外側Ｂへ漏洩しないようシールする密封装置１０１であって、回転軸６１の外周に装着されるスリンガー１１１と、ハウジング５１の軸孔５２内周に装着されるリップシール部材１２１との組み合わせよりなる密封装置１０１が知られている。

スリンガー１１１は、金属等の剛材製であって、回転軸６１の外周面に固定されるスリーブ部１１２と、このスリーブ部１１２の一端に設けられたフランジ部１１３とを一体に有し、フランジ部１１３の機外側端面１１３ａに、回転軸６１が回転するときに遠心力による流体ポンピング作用を発揮するネジ溝１１４が設けられている。

一方、リップシール部材１２１は、ハウジング５１の軸孔５２内周面に固定される取付環１２２と、この取付環１２２に被着されたゴム状弾性体１２３とを有し、このゴム状弾性体１２３によって、スリンガー１１１におけるフランジ部１１３の機外側端面１１３ａに摺動可能に密接するシールリップ（端面リップ）１２４が設けられている。

ところで近年、環境問題から自動車業界では低燃費車の開発を加速しており、エンジン用オイルシールに対するニーズとしては回転時のトルク低減が挙げられ、このような状況下で上記図１３の端面リップ構造の密封装置１０１によれば、一般的なラジアルリップ構造の密封装置と比較して、低トルク化を実現可能とされる。

実開平３−５７５６３号公報 特開平２−１１３１７３号公報

しかしながら上記図１３の密封装置１０１に対しては、以下の点について更なる機能向上が求められている。

すなわち上記密封装置１０１においては、回転軸６１が回転するとき、回転軸６１と共に回転するスリンガー１１１がフランジ部１１３による流体振り切り作用およびネジ溝１１４による流体ポンピング作用を発揮するため、密封流体の漏洩を抑制することが可能とされるが、回転軸６１の回転が停止すると遠心力が消失するため、密封流体がネジ溝１１４を伝ってシールリップ１２４先端を通過し、機外側Ｂへ漏洩する虞がある（いわゆる静止漏れの発生の虞）。尚、この静止漏れは、例えば自動車が坂道途上で停車する等して車体に傾きが発生し、エンジンの軸孔５２内における油量（油面水位）が回転軸６１の下端を越える場合などに特に発生しやすい。

本発明は以上の点に鑑みて、シールフランジおよびシールフランジに摺動可能に接触するシールリップを備える密封装置において、回転軸の回転が停止したときに静止漏れが発生するのを抑制することができる密封装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用した。
本発明の密封装置は、ハウジングと前記ハウジングに設けた軸孔に挿通する回転軸との間で機内側の密封流体が機外側へ漏洩しないようシールする密封装置であって、前記回転軸の外周に装着されるシールフランジに対し、前記ハウジングの軸孔内周に装着されるシーリップが全周に亙って摺動可能に接触する密封装置において、前記回転軸の回転時に流体ポンピング作用を発揮するネジ溝を備え、前記ネジ溝を、前記シールフランジに対し前記シールリップが全周に亙って摺動可能に接触する接触領域と交差しない位置に設けたことを特徴とする。

本発明の密封装置によれば、回転軸の回転時に流体ポンピング作用を発揮するネジ溝が、シールフランジに対しシールリップが全周に亙って摺動可能に接触する接触領域と交差しない位置に設けられているため、ネジ溝は、回転軸の停止時における静止漏れの漏れ流路とならない。したがってネジ溝を伝って静止漏れが発生するのを抑制することが可能となる。

本発明において、ネジ溝を設ける位置や、シール機能を高めるその他の構成については、以下の態様が考えられる。

第１の態様・・・・
ネジ溝をシールフランジの機外側端面の一部に設けることによりシールフランジの機外側端面にネジ溝形成領域を設けるとともに、ネジ溝を設けていないネジ溝非形成領域をネジ溝形成領域の外周側に設け、ネジ溝非形成領域に対しシールリップを摺動可能に接触させる。また、シールリップの内周側に環状の突起をシールフランジへ向けて設け、突起およびシールフランジ間に微小隙間を設ける。

上記態様の密封装置によれば、シールフランジの機外側端面におけるネジ溝形成領域の外周側にネジ溝非形成領域が設けられ、シールリップがネジ溝形成領域ではなくその外周側のネジ溝非形成領域に対し接触するため、シールリップのリップ端とネジ溝とが互いに交差しないことになる。したがってネジ溝は静止漏れの漏れ流路とならず、よってネジ溝を伝って静止漏れが発生するのを抑制することが可能となる。

また、回転軸が回転しているときは、シールリップが摺動によるシール作用を発揮するほか、シールフランジが回転に伴う流体振り切り作用を発揮し、ネジ溝が回転に伴う流体ポンピング作用を発揮し、更に微小隙間が非接触のラビリンスシール作用を発揮する。したがってこれらの各作用にもとづいて、密封流体が機外側へ漏洩するのを抑制することが可能となる。

また、上記第１の態様の密封装置において、突起は、シールフランジの機外側端面におけるネジ溝形成領域との間に微小隙間を形成することにしても良い。

この構成によれば、突起がシールフランジの機外側端面におけるネジ溝形成領域との間に微小隙間を形成するため、ネジ溝がこの微小隙間の内部において回転に伴う流体ポンピング作用を発揮し、微小隙間は幅が狭いのでその全幅に対し流体ポンピング作用が及ぶことになる。したがって、シールリップ摺動部を通過して来た密封流体は微小隙間を通過しなければ機外側へ漏洩しないところ、微小隙間に入った密封流体に対しては必ずポンピング作用が及ぶと云う関係が成立するため、密封流体は微小隙間を通過しにくく、よって機外側へ漏洩しにくい。このような作用からして微小隙間はその幅が狭いほど良い。

第２の態様・・・・
ネジ溝をシールフランジの機外側端面の一部に設けることによりシールフランジの機外側端面にネジ溝形成領域を設けるとともに、ネジ溝を設けていないネジ溝非形成領域をシールフランジの機外側端面の他の部分に設け、ネジ溝形成領域に対し複数のシールリップのうちの一部のシールリップを摺動可能に接触させるとともに、ネジ溝非形成領域に対し他のシールリップを摺動可能に接触させる。

上記態様の密封装置によれば、回転軸が回転する時には、複数のシールリップのうち一部のシールリップとシールフランジとの摺動部に、回転方向に対して求心方向へ延びるネジ溝によるネジポンプ効果で優れた密封性を発揮し、回転軸の停止時には、シールフランジにおけるネジ溝非形成領域に密接された他のシールリップによって優れた密封性を維持することが可能となる。

また、上記第２の態様の密封装置において、ネジ溝形成領域に摺動可能に密接される一部のシールリップよりも、ネジ溝非形成領域に摺動可能に密接される他のシールリップを低反発としても良い。

この構成によれば、回転時のシールフランジとの摺動による摩擦の増大を抑制することが可能となる。

第３の態様・・・・
この態様において、軸孔および回転軸は、その中心軸線を水平方向に向け設定されるものとされる。また、密封流体は、回転軸の回転が停止したときに軸孔内にて所定の高さ位置まで充満するものとされる。そして、シールフランジの機外側端面と対向するシールリップの対向面にネジ溝が設けられ、更にネジ溝は、シールリップの対向面において、回転軸の回転が停止したときに密封流体が軸孔内にて充満する所定の高さ位置より上方の部位のみに設けられる。

上記態様の密封装置によれば、シールフランジの機外側端面と対向するシールリップの対向面に、回転軸が回転したときに流体ポンピング作用を発揮するネジ溝が設けられるとともに、このネジ溝がシールリップの対向面において回転軸の回転が停止したときに密封流体が軸孔内にて充満する所定の高さ位置より上方の部位のみに設けられているため、この所定の高さ位置より下方の部位にはネジ溝が設けられていない。したがって上記図１３の従来技術に係る密封装置１０１のように、円周上一部のネジ溝１１４が液面水位Ｈより下方に配置されて密封流体に浸漬される状態が発生しないため、静止漏れが発生するのを有効に抑制することが可能となる。

また、ネジ溝を回転側ではなく静止側（非回転側）のシールリップに設けていることにより、静止漏れが発生するのを有効に抑制することが可能となる。

これは、上記図１３の従来技術に係る密封装置１０１では、ネジ溝１１４が回転側のスリンガー１１１のフランジ部１１３に設けられているため、回転が停止したときにネジ溝１１４が円周上いずれの位置で停止するかを予め特定することができないため、上記円周上一部のネジ溝１１４が液面水位Ｈより下方に配置されて密封流体に浸漬される状態が発生する可能性が残されることになる。これに対し上記態様の密封装置では、ネジ溝を回転側ではなく静止側（非回転側）のシールリップに設けることにして、円周上一部のネジ溝１１４が液面水位Ｈより下方に配置されて密封流体に浸漬される状態が発生する可能性をなくすことで、ネジ溝の円周上の位置を常に一定としたことにより可能となった。

また、上記第３の態様の密封装置において、回転軸の回転が停止したときに密封流体が軸孔内にて充満する所定の高さ位置は、回転軸の中心軸線の高さ位置と同等ないし略同等であることにしても良い。この場合、ネジ溝はシールリップの対向面のうちの円周上の上半分のみに設けられることになる。

この構成によれば、シールリップの対向面のうち下半分の領域においてネジ溝が設けられないため、この下半分の領域で静止漏れが発生するのを抑制することが可能となる。

第４の態様・・・・
シールリップにおけるシールフランジとの対向面に、その外径端部にあって全周がシールフランジと密接可能な円周状密封面と、この円周状密封面の内径側にあってシールフランジの回転と反対方向に対して求心方向へ延びるネジ突起とを形成し、互いに円周方向に隣り合うネジ突起間にネジ溝を形成する。

上記態様の密封装置によれば、シールリップに形成されたネジ突起は、円周方向に互いに隣り合うネジ突起間のネジ溝に存在する流体を、シールフランジの回転によって外径側の円周状密封面へ送るネジポンプ作用を惹起するので、優れた密封性を確保することができ、かつネジポンプ作用によって生じる動圧がシールリップの前記円周状密封面とシールフランジの間を内径側から開くように作用するため、摺動面圧が低減され、これによって摺動部の摺動トルクが低減される。そしてシールフランジが停止した状態では、ネジポンプ作用による動圧が失われることによって円周状密封面がシールフランジに全周密接するので、停止時の漏洩を有効に防止することができる。

また、上記第４の態様の密封装置において、円周方向に隣り合うネジ突起の間の相対的な溝部の幅が、外径側へ向けて狭まっているものであることにしても良い。

この構成によれば、円周方向に隣り合うネジ突起の間の相対的な溝部に存在する流体が、ネジポンプ作用によって外径側へ送られる過程で前記溝部の幅が狭まることで、一層顕著な動圧を得ることが可能となる。

本発明によれば、シールフランジおよびこのシールフランジに摺動可能に接触するシールリップを備える密封装置において、回転軸の回転が停止したときに静止漏れが発生するのを抑制することができる。

本発明の第１実施例に係る密封装置の要部断面図である。 同密封装置に備えられるネジ溝の説明図である。 本発明の第２実施例に係る密封装置の要部断面図である。 同密封装置に備えられるネジ溝の説明図である。 本発明の第３実施例に係る密封装置の要部断面図である。 同密封装置に備えられるネジ溝の説明図である。 比較例に係るネジ溝の説明図である。 本発明の第４実施例に係る密封装置の要部断面図である。 図８の要部拡大断面図である。 ネジ突起の形状例を、軸心と平行な方向から見た図である。 ネジ突起の他の形状例を、軸心と平行な方向から見た図である。 ネジ突起の他の形状例を、軸心と平行な方向から見た図である。 従来例を示す図で、（Ａ）は従来例に係る密封装置の要部断面図、（Ｂ）は同密封装置に備えられるネジ溝の説明図である。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・・
図１は、本発明の第１実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。
当該実施例に係る密封装置１は、ハウジング（シールハウジング）５１とこのハウジング５１に設けた軸孔５２に挿通する回転軸６１との間で機内側（油側）Ａの密封流体（油）が機外側（大気側）Ｂへ漏洩しないようにシールする密封装置（エンジン用オイルシール）１であって、回転軸６１の外周に装着されるスリンガー１１と、ハウジング５１の軸孔５２内周に装着されるリップシール部材２１との組み合わせにより構成されている。

スリンガー１１は、金属等の剛材製であって、回転軸６１の外周面に固定（嵌合）されるスリーブ部１２と、このスリーブ部１２の一端（機内側端部）に設けられたフランジ部（シールフランジ）１３とを一体に有し、フランジ部１３の機外側端面１３ａに環状のネジ溝形成領域１４が設けられ、このネジ溝形成領域１４に図２に示すような、回転軸６１が回転するときに遠心力による流体ポンピング作用を発揮することにより密封流体を外周側（機内側Ａ）へ向けて押し戻す作用を発揮するネジ溝１５が設けられている。矢印ｅは回転軸６１の回転方向を示している。図２においてネジ溝１５は４条ネジとして示されている。

また、同じくフランジ部１３の機外側端面１３ａであってネジ溝形成領域１４の外周側に、ネジ溝を形成していない環状のネジ溝非形成領域１６が設けられている。このネジ溝非形成領域１６はネジ溝を形成していないので、軸直角の平坦面として設けられている。

図１において、ネジ溝形成領域１４はＥ_１にて示す範囲に設定され、ネジ溝非形成領域１６はＥ_２にて示す範囲に設定されている。

一方、リップシール部材２１は、ハウジング５１の軸孔５２内周面に固定（嵌合）される金属等の剛材よりなる取付環２２と、この取付環２２に被着（架橋接着）されたゴム状弾性体２３とを有し、このゴム状弾性体２３によって、スリンガー１１におけるフランジ部１３の機外側端面１３ａのネジ溝非形成領域１６に摺動可能に密接するシールリップ（端面リップ）２４、および環状の突起２５が一体に設けられ、またゴム状弾性体２３に対し、スリンガー１１におけるスリーブ部１２の外周面に摺動可能に密接するダストリップ２６が組み付けられている。

突起２５は、シールリップ２４の内周側に設けられ、その基端から先端へかけてスリンガー１１におけるフランジ部１３に向けて設けられ、フランジ部１３との間に所定の幅（軸方向幅）ｗを備える環状の微小隙間ｃを形成している。

また、突起２５は、スリンガー１１におけるフランジ部１３の機外側端面１３ａのネジ溝形成領域１４に向けて設けられているので、このネジ溝形成領域１４との間に所定の幅（軸方向幅）ｗを備える環状の微小隙間ｃを形成している。

また、突起２５は軸直角平面状の先端面２５ａを備えているので、微小隙間ｃは所定の幅（軸方向幅）ｗを備えるほか、この幅ｗより大きな寸法の長さ（軸直角方向（径方向）長さ）Ｌを備えている。

また、突起２５は軸直角平面状の先端面２５ａを備えるほか、その基端から先端へかけて漸次拡径する向きに傾斜するテーパー面状の外周面２５ｂおよび内周面２５ｃを備えているので、突起２５は全体として断面平行四辺形のかたちに形成されている。

上記構成の密封装置１においては、スリンガー１１におけるフランジ部１３の機外側端面１３ａのネジ溝形成領域１４の外周側にネジ溝非形成領域１６が設けられ、シールリップ２４が前者のネジ溝形成領域１４ではなく後者のネジ溝非形成領域１６に対し接触するため、シールリップ２４のリップ端２４ａとネジ溝１５は互いに交差していない。したがってネジ溝１５が静止漏れの漏れ流路とならないため、ネジ溝１５を伝って静止漏れが発生するのを抑制することができる。

また、回転軸６１が回転しているときは、シールリップ２４がネジ溝非形成領域１６に対し摺動することによるシール作用が発揮されるほか、フランジ部１３が回転に伴う流体振り切り作用を発揮し、ネジ溝１５が回転に伴う流体ポンピング作用を発揮し、更に微小隙間ｃが非接触式のラビリンスシール作用を発揮する。したがってこれらの各作用にもとづいて、密封流体が機外側Ｂへ漏洩するのを抑制することができる。

また、これに加えて上記構成の密封装置１においては、突起２５がフランジ部１３の機外側端面１３ａにおけるネジ溝形成領域１４との間に微小隙間ｃを形成するため、ネジ溝１５がこの微小隙間ｃの内部において回転に伴う流体ポンピング作用を発揮し、微小隙間ｃはその幅ｗが狭いので、その全幅ｗに対し流体ポンピング作用が及ぶ。したがって、シールリップ２４のリップ端摺動部を漏れて来た密封流体は微小隙間ｃを通過しなければ機外側Ｂへ漏洩し得ないところ、微小隙間ｃに入った密封流体に対しては必ず流体ポンピング作用が及ぶため、密封流体は微小隙間ｃを通過しにくく、通過することはほとんど不可能である。したがって、シールリップ２４を漏れて来た密封流体が微小隙間ｃを通過して機外側Ｂへ漏洩するのをほぼ完全に抑制することができる。

以上のように当該実施例に係る密封装置１によれば、密封流体に対する優れたシール性を発揮することができる。

第２実施例・・・・

図３における参照符号５１は非回転のハウジング、参照符号６１はこのハウジング５１の軸孔に挿通された回転軸である。このハウジング５１と回転軸６１の間に配置される密封装置は、ハウジング５１に装着されるリップシール部材２１と、回転軸６１に装着されるスリンガー１１とを備え、図３における右側の機内空間Ａに存在する密封対象油が、ハウジング５１の内周から図３における左側の機外空間Ｂへ漏洩するのを防止するものである。

リップシール部材２１は、ハウジング５１の内周面に圧入嵌着される取付環２２と、この取付環２２にゴム状弾性材料（ゴム材料またはゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体成形された内周側シールリップ２７、外周側シールリップ２８、ガスケット部２９、ダストリップ３０および弾性層３１からなる。

リップシール部材２１における取付環２２およびスリンガー１１は、鋼板等の金属板をプレス加工することによって製作されたものであって、このうち取付環２２は、ハウジング５１の内周面５１ａに圧入嵌合される外周嵌着部２２ａと、この外周嵌着部２２ａから機内空間Ａと反対側へ向けて小径になる円錐筒状に形成されたガスケット支持部２２ｂと、そこから内径側へ延びる径方向部２２ｃと、その内径端部から機内空間Ａ側へ漸次小径となるように延びる円錐筒部２２ｄと、更にその端部から内径側へ延びるフランジ部２２ｅからなる。またスリンガー１１は、回転軸６１の外周面に密嵌されるスリーブ部１２およびその一端から延びるシールフランジ１３からなる。

リップシール部材２１における内周側シールリップ２７および外周側シールリップ２８は、取付環２２におけるフランジ部２２ｅの内径端に位置する弾性層３１の内径部を根元にしてそれぞれ先端が外周側を向くような円錐筒状をなして機内空間Ａ側へ延びており、その先端部が、シールフランジ１３における機内空間Ａと反対側を向いて軸心Ｏとほぼ直交する平面をなす端面に摺動可能に密接されるものである。そして、シールフランジ１３に押し付けられることによる外周側シールリップ２８の反発力（シールフランジ１３に対する面圧）は、内周側シールリップ２７の反発力よりも低いものとなっている。なお、この実施の形態において、内周側シールリップ２７は請求項３に記載された「一部のシールリップ」に相当するものであり、外周側シールリップ２８は「他のシールリップ」に相当するものである。

スリンガー１１のシールフランジ１３の端面における径方向中腹部にはネジ溝１５が形成されており、このネジ溝１５は、図４に示すように軸回転方向（図４における反時計方向）に対して求心方向へ延びている。そして、リップシール部材２１における内周側シールリップ２７の先端部は前記端面におけるネジ溝１５の形成領域（ネジ溝形成領域）１４に密接され、外周側シールリップ２８の先端部は前記端面におけるネジ溝形成領域１４より外径側のネジ溝非形成領域１６に密接されている。

リップシール部材２１におけるガスケット部２９は、弾性層３１の外径端に形成され、取付環２２におけるガスケット支持部２２ｂの外周に位置しており、ガスケット支持部２２ｂとハウジング５１の内周面５１ａとの間に所定のつぶし代をもって介在されることによって、ハウジング５１との間の気密性を保持するものである。

リップシール部材２１におけるダストリップ３０は、弾性層３１の内径端から機外空間Ｂ側へ円錐筒状をなして延び、その先端部が回転軸６１の外周面に近接対向されている。

以上のように構成された密封装置は、図３に示すように、リップシール部材２１が、その取付環２２の外周嵌着部２２ａにおいてハウジング５１の内周面５１ａに圧入嵌着されると共に、ガスケット部２９において適当なつぶし代をもって密嵌され、リップシール部材２１の内周側シールリップ２７および外周側シールリップ２８が、回転軸６１と一体回転するスリンガー１１のシールフランジ１３の端面と密接摺動することによって、機内空間Ａ側に存在する密封対象油が機外空間Ｂ側へ漏洩するのを阻止するものである。

特に回転軸６１の回転時には、スリンガー１１のシールフランジ１３は、これに接触する流体を遠心力によって外径方向へ振り切る作用を有することに加え、機内空間Ａ側に存在する密封対象油の一部がもし外周側シールリップ２８とシールフランジ１３との摺動部からさらに内周側シールリップ２７とシールフランジ１３との摺動部を内径側へ通過しようとしても、内周側シールリップ２７とシールフランジ１３との摺動部ではネジ溝１５が回転によって流体を外径側へ送り出すネジポンプ作用を惹起するので、優れた密封機能を奏する。また、外周側シールリップ２８は内周側シールリップ２７よりも低反発であるため、外周側シールリップ２８を設けたことによる摩擦の増大が抑えられる。

しかも上記ネジポンプ作用によって、内周側シールリップ２７と外周側シールリップ２８の間に画成された環状空間Ｃの内圧が上昇するので、外周側シールリップ２８とシールフランジ１３との摺動部における密封性も向上する。

また、回転軸６１の回転が停止した場合、スリンガー１１のシールフランジ１３による振り切り作用やネジ溝１５のネジポンプ作用は失われるが、外周側シールリップ２８の先端部がシールフランジ１３の端面におけるネジ溝１５の形成領域１４より外径側のネジ溝非形成領域１６に密接されているため、ネジ溝１５による漏れ経路は形成されず、したがって回転軸６１の停止時にも機内空間Ａに密封対象油が存在しているような条件であっても優れた密封性が維持される。

なお、上述の実施の形態では、内周側シールリップ２７の先端部がネジ溝１５の形成領域１４に密接され、外周側シールリップ２８の先端部がネジ溝非形成領域１６に密接されているが、これとは逆に、外周側シールリップ２８の先端部がネジ溝形成領域に密接され、内周側シールリップ２７の先端部がネジ溝形成領域より内径側のネジ溝非形成領域に密接されるようにしても良い。

また本発明は、３本以上のシールリップを有するものにも適用することができる。

第３実施例・・・・
図５は、本発明の第３実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。
当該実施例に係る密封装置１は、ハウジング（シールハウジング）５１とこのハウジング５１に設けた軸孔５２に挿通する回転軸６１との間で機内側（油側）Ａの密封流体（油）が機外側（大気側）Ｂへ漏洩しないようにシールする密封装置（エンジン用オイルシール）１である。図示するように軸孔５２および回転軸６１はその中心軸線０を水平方向に向けて設定されている。また回転軸６１の回転停止時、密封流体は軸孔５２内にて所定の高さ位置まで充満し、具体的には、回転軸６１の中心軸線０の高さ位置と同等ないし略同等の高さ位置まで充満するものとされている。図ではこのときの液面水位を符号Ｈで示している。

密封装置１は、回転軸６１の外周に装着されるスリンガー１１と、ハウジング５１の軸孔５２内周に装着されるリップシール部材２１との組み合わせにより構成されている。

スリンガー１１は、金属等の剛材製であって、回転軸６１の外周面に固定（嵌合）されるスリーブ部１２と、このスリーブ部１２の一端（機内側端部）に設けられたフランジ部（シールフランジ）１３とを一体に有している。フランジ部１３の機外側端面１３ａにネジ溝は設けられておらず、よってフランジ部１３の機外側端面１３ａは平滑面とされている。

一方、リップシール部材２１は、ハウジング５１の軸孔５２内周面に固定（嵌合）される金属等の剛材よりなる取付環２２と、この取付環２２に被着（架橋接着）されたゴム状弾性体２３とを有し、このゴム状弾性体２３によって、スリンガー１１におけるフランジ部１３の機外側端面１３ａに摺動可能に密接するシールリップ（端面リップ）２４と、スリンガー１１に対し非接触の油回収リップ３２と、スリンガー１１におけるスリーブ部１２の外周面に摺動可能に密接するダストリップ２６が一体に設けられている。油回収リップ３２はシールリップ２４の機外側Ｂに配置され、ダストリップ２６は油回収リップ３２の更に機外側Ｂに配置されている。

また、フランジ部１３の機外側端面１３ａと対向するシールリップ２４の対向面２４ｂに、回転軸６１の回転時に遠心力によるポンピング作用を発揮することにより密封流体を外周側（機内側Ａ）へ向けて押し戻す作用を発揮するネジ溝３３が設けられている。シールリップ２４はその基端部から先端部へかけて径寸法が徐々に拡大するテーパー状（漏斗状）のサイドリップとされているので、ネジ溝３３はシールリップ２４の内周面に設けられている。

また、このネジ溝３３は図６に示すように、シールリップ２４の対向面２４ｂにおいて、回転軸６１の回転停止時に密封流体が軸孔５２内にて充満する所定の高さ位置よりも上方の部位のみに設けられており、当該実施例では上記したように密封流体は回転軸６１の中心軸線０の高さ位置と同等ないし略同等の高さ位置まで充満するので、ネジ溝３３はシールリップ２４の対向面２４ｂのうち円周上上半分の領域のみに設けられている。

すなわち、比較例として図７に示すようにネジ溝３３が仮に全周３６０度に亙って設けられると、その円周上において下半分の領域ではネジ溝３３が液面水位Ｈより下方に配置されて密封流体に浸漬される状態となるため、この円周上の下半分領域においてシールリップ２４の外周側からネジ溝３３を経由してシールリップ２４の内周側へ密封流体が侵入しやすいことになる。これに対し当該実施例では図６に示すように、ネジ溝３３が円周上の上半分領域のみに設けられて下半分の領域には設けられていないため、ネジ溝３３が液面水位Ｈより下方に配置されて密封流体に浸漬される状態とはならない構成とされている。

図６および図７において、矢印ｅは回転軸６１の回転方向を示している。ネジ溝３３は図６では４条ネジとして示されている。

上記構成の密封装置１においては、回転軸６１の回転時、シールリップ２４がスリンガー１１のフランジ部１３に摺動可能に密接することにより基本的なシール機能が発揮されるほか、回転軸６１と共に回転するスリンガー１１がフランジ部１３による流体振り切り作用を発揮し、更にシールリップ２４に設けられたネジ溝３３がフランジ部１３との相対回転に伴う流体ポンピング作用を発揮するため、シールリップ２４およびフランジ部１３間を通過する流体があってもこれを外周側（機内側Ａ）へ戻すことが可能とされ、よって優れたシール機能が発揮される。

また、回転軸６１の回転が停止すると遠心力が消失し、これに伴って上記流体振り切り作用および流体ポンピング作用が一時停止するため、一部の密封流体がネジ溝３３を伝って機内側Ａからシールリップ２４および油回収リップ３２間の空間Ｄへ流出する懸念があるところ、当該実施例では上記したようにネジ溝３３がシールリップ２４の対向面２４ｂにおいて回転軸６１の回転停止時に密封流体が軸孔５２内にて充満する所定の高さ位置よりも上方の部位のみに設けられているため、円周上一部のネジ溝３３が液面水位Ｈより下方に配置されて密封流体に浸漬される状態が発生しない。したがってネジ溝３３を伝って密封流体がシールリップ２４の外周側から内周側へ静止漏れするのを抑制することができる。

尚、回転軸６１の回転停止時に密封流体が軸孔５２内にて充満する所定の高さ位置についてはその具体例を上記したように、回転軸６１の中心軸線０の高さ位置と同等ないし略同等の高さ位置としたが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば他の例として、回転軸６１の下端部の高さ位置と同等ないし略同等の高さ位置などとすることもできる。ここに回転軸６１の下端部とは、中心軸線０を水平方向に向けて設定された回転軸６１の外周面における円周上下端部のことを云う。そしてこの場合には上記実施例対比で、シールリップ２４の対向面２４ｂにおいてネジ溝３３を形成する領域が増えネジ溝３３を形成しない領域が減るため、ネジ溝３３による流体ポンピング作用を増強することができる。

第４実施例・・・・
図８において、参照符号５１は非回転のハウジング、参照符号６１はこのハウジング５１の軸孔に挿通された回転軸である。ハウジング５１と回転軸６１の間に配置される密封装置は、端面リップ型のシール構造を有するものであって、ハウジング５１に装着されるリップシール部材２１と、回転軸６１に装着されるスリンガー１１とを備え、図８における右側の機内空間Ａに存在する密封流体（油）が、ハウジング５１の内周から図８における左側の機外空間Ｂへ漏洩するのを防止するものである。

リップシール部材２１は、ハウジング５１の内周面に圧入嵌着される取付環２２と、この取付環２２にゴム状弾性材料（ゴム材料またはゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体成形されたシールリップ２４、ガスケット部２９、ダストリップ３０および弾性層３１からなる。

リップシール部材２１における取付環２２と、スリンガー１１は、鋼板等の金属板のプレス加工によって製作されたものであって、このうち取付環２２は、ハウジング５１の内周面５１ａに圧入嵌合される外周嵌着部２２ａと、この外周嵌着部２２ａから機内空間Ａと反対側へ向けて小径になる円錐筒状に形成されたガスケット支持部２２ｂと、そこから内径側へ延びる径方向部２２ｃと、その内径端部から機内空間Ａ側へ漸次小径となるように延びる円錐筒部２２ｄと、更にその端部から内径側へ延びるフランジ部２２ｅからなる。またスリンガー１１は、回転軸６１の外周面に密嵌されるスリーブ部１２およびその一端から延びるシールフランジ１３からなる。

リップシール部材２１におけるシールリップ２４は、取付環２２におけるフランジ部２２ｅの内径端に位置する弾性層３１の内径部を根元にして先端が外径側を向くような円錐筒状をなして機内空間Ａ側へ延びている。

シールリップ２４におけるシールフランジ１３との対向面の外径端部は、図９および図１０にも示すように、全周が平坦でシールフランジ１３と密接可能な円周状密封面２４ｃとなっており、この円周状密封面２４ｃの内径側には多数のネジ突起３４が円周方向等配状に形成されている。

各ネジ突起３４は、シールフランジ１３の回転と反対方向（図１０における反時計方向）に対して求心方向へ延びるものであって、その外径端部３４ａが円周状密封面２４ｃに達しており、シールフランジ１３が図１０における時計方向へ回転したときに、円周方向に隣り合うネジ突起３４，３４の間の相対的なネジ溝３５に存在する流体を外径側の円周状密封面２４ｃへ送るネジポンプ作用を惹起するものである。また、このネジ突起３４は、その内径端部３４ｂ側に頂部３４ｃが偏在するような隆起形状となっており、シールフランジ１３に対する円周状密封面２４ｃの密接を妨げない隆起高さに形成されている。

説明を図８に戻すと、リップシール部材２１におけるガスケット部２９は、弾性層３１の外径端に形成され、取付環２２におけるガスケット支持部２２ｂの外周に位置しており、ガスケット支持部２２ｂとハウジング５１の内周面５１ａとの間に所定のつぶし代をもって介在されることによって、ハウジング５１との間の気密性を保持するものである。

リップシール部材２１におけるダストリップ３０は、弾性層３１の内径端から機外空間Ｂ側へ円錐筒状をなして延び、その先端部が回転軸６１の外周面に近接対向されている。また、ダストリップ３０の内周面には、その先端部を回転軸６１の外周面から僅かに浮上した状態に支持する複数のリブ３０ａが円周方向所定間隔で形成されており、スリンガー１１のシールフランジ１３の振り切り作用、およびシールリップ２４のネジ突起３４のネジポンプ作用によってシールリップ２４の内周空間Ｄが負圧になるのを防止している。

以上のように構成された実施の形態の密封装置は、図８に示すように、リップシール部材２１が、その取付環２２の外周嵌着部２２ａにおいてハウジング５１の内周面５１ａに圧入嵌着されると共に、ガスケット部２９において適当なつぶし代をもって密嵌され、リップシール部材２１のシールリップ２４の円周状密封面２４ｃが、回転軸６１と一体回転するスリンガー１１のシールフランジ１３の端面と摺接することによって、機内空間Ａ側に存在する密封流体（油）が機外空間Ｂ側へ漏洩するのを阻止するものである。

特に回転軸６１が回転している時には、回転軸６１と一体に回転するスリンガー１１のシールフランジ１３が、これに接触する流体を遠心力によって外径方向へ振り切る作用を有することに加え、シールフランジ１３に密接されるシールリップ２４の円周状密封面２４ｃの内径側では、円周方向に隣り合うネジ突起３４，３４の間の相対的な溝部（ネジ溝）３５に存在する流体（空気）がシールフランジ１３に引きずられるように図１０における時計方向へ流動しようとして、ネジ突起３４により外径側へ案内されるネジポンプ作用を生じており、このため機内空間Ａ側に存在する密封流体（油）が円周状密封面２４ｃの外径側から内径側へ容易に浸入することができず、優れた密封性を奏する。

また、シールリップ２４とシールフランジ１３の対向面間の軸方向距離は、外径側（円周状密封面２４ｃ側）ほど狭まっているので、円周方向に隣り合うネジ突起３４，３４の間の相対的な溝部３５に存在する流体（空気）は、上述の振り切り作用およびネジポンプ作用によって外径側へ送られる過程で軸方向圧縮を受け、動圧を生じる。そして、シールフランジ１３にシールリップ２４を軸方向に摺接させるこの種の端面リップ型密封装置は、回転軸の外周面にシールリップを摺接させるタイプのものに比較して摺動面圧が低いが、それに加えて、前記動圧がシールリップ２４の円周状密封面２４ｃとシールフランジ１３の間を内径側から開くように作用するため、摺動面圧が低減され、これによって摺動トルクが低減されて、低燃費化に貢献することができる。

さらに、回転軸６１の停止によってスリンガー１１（シールフランジ１３）が停止した状態では、上述の振り切り作用およびネジポンプ作用による動圧が失われることによって円周状密封面２４ｃがシールフランジ１３に全周密接し、その面圧が増大するので、漏れ経路が形成されない。したがって、たとえば回転軸６１の軸心が略水平であって停止時にシールリップ２４およびシールフランジ１３の下半部が密封流体（油）に浸かっているような場合でも、この密封対象流体が円周状密封面２４ｃの外径側から内径側へ浸入して機外空間Ｂ側へ漏洩するのを有効に防止することができる。

図１０に示す例では、ネジ突起３４の幅が外径端部３４ａ側と内径端部３４ｂ側とでほぼ同一で、このため円周方向に隣り合うネジ突起３４，３４の間の相対的な溝部３５は、内径端部側の幅ｗ_ｉよりも外径端部側の幅ｗ_ｏのほうが大きくなっているが、図１１に示す例は、前記相対的な溝部３５の内径端部側の幅ｗ_ｉと外径端部側の幅ｗ_ｏをほぼ同等としたもの、図１２に示す例は前記相対的な溝部３５の内径端部側の幅ｗ_ｉよりも外径端部側の幅ｗ_ｏを小さくしたものである。このため、図１１に示す例および図１２に示す例はいずれも、ネジ突起３４をその内径端部３４ｂ側よりも外径端部３４ａ側で幅が増大する形状に形成してある。

このように構成すれば、図１０に示す例のようにネジ突起３４，３４の間の相対的な溝部３５の幅が、外径端部側へ向けて大きくなっているものに比較して、回転時にシールリップ２４の円周状密封面２４ｃとシールフランジ１３の間を内径側から開くように作用する動圧効果が向上し、特に、図１２に示す例のように相対的な溝部３５の幅が外径側へ向けて狭まっているものは、前記動圧効果がさらに向上するので、一層の摺動トルク低減を図ることができる。

１ 密封装置
１１ スリンガー
１２ スリーブ部
１３ フランジ部
１３ａ 機外側端面
１４ ネジ溝形成領域
１５，３３，３５ ネジ溝
１６ ネジ溝非形成領域
２１ リップシール部材
２２ 取付環
２３ ゴム状弾性体
２４，２７，２８ シールリップ
２４ａ リップ端
２４ｂ 対向面
２４ｃ 円周状密封面
２５ 突起
２５ａ 先端面
２５ｂ 外周面
２５ｃ，５１ａ 内周面
２６，３０ ダストリップ
２９ ガスケット部
３１ 弾性層
３２ 油回収リップ
３４ ネジ突起
５１ ハウジング
５２ 軸孔
６１ 回転軸
ｃ 微小隙間
Ａ 機内側（機内空間）
Ｂ 機外側（機外空間）

Claims (9)

1. ハウジングと前記ハウジングに設けた軸孔に挿通する回転軸との間で機内側の密封流体が機外側へ漏洩しないようシールする密封装置であって、
   前記回転軸の外周に装着されるシールフランジに対し、前記ハウジングの軸孔内周に装着されるシーリップが全周に亙って摺動可能に接触する密封装置において、
   前記回転軸の回転時に流体ポンピング作用を発揮するネジ溝を備え、
   前記ネジ溝を、前記シールフランジに対し前記シールリップが全周に亙って摺動可能に接触する接触領域と交差しない位置に設けたことを特徴とする密封装置。
2. 請求項１記載の密封装置において、
   前記ネジ溝を前記シールフランジの機外側端面の一部に設けることにより前記シールフランジの機外側端面にネジ溝形成領域を設けるとともに、前記ネジ溝を設けていないネジ溝非形成領域を前記ネジ溝形成領域の外周側に設け、
   前記ネジ溝非形成領域に対し前記シールリップを摺動可能に接触させ、
   前記シールリップの内周側に環状の突起を前記シールフランジへ向けて設け、前記突起および前記シールフランジ間に微小隙間を設けたことを特徴とする密封装置。
3. 請求項２記載の密封装置において、
   前記突起は、前記シールフランジの機外側端面における前記ネジ溝形成領域との間に前記微小隙間を形成することを特徴とする密封装置。
4. 請求項１記載の密封装置において、
   前記ネジ溝を前記シールフランジの機外側端面の一部に設けることにより前記シールフランジの機外側端面にネジ溝形成領域を設けるとともに、前記ネジ溝を設けていないネジ溝非形成領域を前記シールフランジの機外側端面の他の部分に設け、
   前記ネジ溝形成領域に対し複数のシールリップのうちの一部のシールリップを摺動可能に接触させるとともに、前記ネジ溝非形成領域に対し他のシールリップを摺動可能に接触させることを特徴とする密封装置。
5. 請求項４記載の密封装置において、
   ネジ溝形成領域に摺動可能に密接される一部のシールリップよりも、ネジ溝非形成領域に摺動可能に密接される他のシールリップを低反発としたことを特徴とする密封装置。
6. 請求項１記載の密封装置において、
   前記軸孔および前記回転軸はその中心軸線を水平方向に向け設定されるものであり、前記密封流体は前記回転軸の回転が停止したときに前記軸孔内にて所定の高さ位置まで充満するものであり、
   前記シールフランジの機外側端面と対向する前記シールリップの対向面に前記ネジ溝を設け、
   更に前記ネジ溝は、前記シールリップの対向面において、前記回転軸の回転が停止したときに前記密封流体が前記軸孔内にて充満する所定の高さ位置より上方の部位のみに設けられていることを特徴とする密封装置。
7. 請求項６記載の密封装置において、
   前記回転軸の回転が停止したときに前記密封流体が前記軸孔内にて充満する所定の高さ位置は、前記回転軸の中心軸線の高さ位置と同等ないし略同等であることを特徴とする密封装置。
8. 請求項１記載の密封装置において、
   前記シールリップにおける前記シールフランジとの対向面に、その外径端部にあって全周が前記シールフランジと密接可能な円周状密封面と、この円周状密封面の内径側にあって前記シールフランジの回転と反対方向に対して求心方向へ延びるネジ突起とを形成し、互いに円周方向に隣り合うネジ突起間にネジ溝を形成したことを特徴とする密封装置。
9. 請求項８記載の密封装置において、
   円周方向に隣り合うネジ突起の間の相対的な溝部の幅が、外径側へ向けて狭まっていることを特徴とする密封装置。

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