JP4670210B2 - 密封装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の軸封部に用いられるオイルシール等の密封装置に関し、特に、リップ先端部の大気側傾斜面にねじ突起を有するものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の密封装置としては、たとえば図3に示すようなものが知られている(たとえば、特開平9−42463号公報参照)。
【0003】
図3は従来の密封装置100を示す概略図であり、同図(a)はシールリップ部の縦断面図、同図(b)は要部縦断面図である。
【0004】
すなわち、この密封装置100は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる2部材としてのハウジング101と、そのハウジング101内に挿入される回転軸102との間の環状の隙間を密封するもので、ハウジング101の内周に嵌着される環状のシール本体103と、このシール本体103から密封対象側Oに延びてリップ先端部104が回転軸102に摺動自在に密封接触するシールリップ105とを備えている。
【0005】
リップ先端部104は断面山形状で、頂部106から軸方向密封対象側Oに向けて徐々に小径となるように傾斜する密封対象側傾斜面107と、頂部106から軸方向大気側Aに向けて徐々に小径となるように傾斜する大気側傾斜面108とを有し、この大気側傾斜面108に線状に形成されるねじ突起109が周方向に複数設けられていた。
【0006】
このような、ねじ突起付きの密封装置は、初期故障(軸傷、リップ傷等)による漏れに対して、従来の油吸い込み性能を向上させて油漏れを防ぐことを目的として、現在まで改良され開発されている。
【0007】
そして、このねじ突起109においても、突出高さが密封対象側端部109aから大気側Aに向けて徐々に高くなって最大高さが大気側端部109bに位置するように配置されることにより、摩耗が進行した場合においても、ねじ突起109の残存部を接触させてねじポンプ効果を持たせて、密封性能の向上を図っていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じる可能性がある。
【0009】
図4(a)は、図3に示す密封装置100のねじ突起109を説明するための図であり、同図(b)は同図(a)に示すねじ突起109のa−a断面図、同図(c)は同図(a)に示すねじ突起109のb−b断面図である。
【0010】
図に示すように、ねじ突起109の頂部は、先端に向かって鋭角に形成されているものであるため、初期状態において、回転軸102との接触面を広くとることができず、ポンプ機能を充分に発揮させることができない可能性がある。
【0011】
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、初期状態においてポンプ機能を充分に発揮させて、密封性能を向上させた密封装置を提供することにある。
【0012】
【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転自在に組み付けられる2部材間の環状の隙間を密封する密封装置であって、前記2部材のうちの一方の部材に取り付けられる環状のシール本体と、前記シール本体に設けられ、前記2部材のうちの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、前記シールリップの反密封対象側の周面に、幅および突出高さが略同一に形成された第1のねじ突起と、該第1のねじ突起の反密封対象側で該第1のねじ突起に連続して設けられて突出高さ及び幅のうちの少なくとも突出高さが反密封対象側に向けて徐々に大きくなる第2のねじ突起と、を複数設けた密封装置において、連続して設けられる前記第1及び第2のねじ突起の連結領域に、前記2部材間に設けられる初期状態において前記他方の部材に面接触する面接触部を備えており、該面接触部は、平面状となるねじ突起先端部で構成されていることを特徴とする。
【0013】
これにより、密封装置が2部材間に組み込まれた初期状態において、連続して設けられる前記第1及び第2のねじ突起の連結領域を他方の部材に面接触させることができるので、他方の部材との接触面を広くとることが可能となり、ポンプ機能を充分に発揮させることが可能となる。
【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、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【0015】
図1は、本発明の実施の形態に係る密封装置1を示す概略図であり、同図(a)はシールリップ部の縦断面図、同図(b)は要部縦断面図、同図(c)は平行ねじ突起9d及び舟底ねじ突起9を示す概略図、同図(d)は平行ねじ突起9d及び舟底ねじ突起9の稜線に沿う断面図、同図(e)は同図(c)に示す平行ねじ突起9dのa−a断面図、同図(f)は同図(c)に示す面接触部9cのb−b断面図、同図(g)は同図(c)に示す舟底ねじ突起9の反密封対象側端部9b近傍のc−c断面図である。
【0016】
本実施の形態に係る密封装置1は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる2部材としてのハウジング10と、そのハウジング10内に挿入される回転軸20との間の環状の隙間を密封するものである。
【0017】
密封装置1は、概略、ハウジング10の内周に嵌着される環状のシール本体2と、このシール本体2から油,水,薬品,空気等の密封対象側Oに延びてリップ先端部4が回転軸20に摺動自在に密封接触するゴム状弾性材製のシールリップ3と、シール本体2から反密封対象側である大気側Aに延びてリップ先端部が回転軸20に摺動自在に密封接触するゴム状弾性材製のダストリップ5と、を備えている。
【0018】
シール本体2は、断面L字形状の金属環2aと、この金属環2aに一体的に形成されるゴム状弾性体2bと、から構成されている。
【0019】
金属環2aは、円筒部2cと、円筒部2cの大気側A端部から半径方向内方に延びる内向きフランジ部2dと、を備えた円筒状部材である。
【0020】
ここで、金属環2aの円筒部2cと、円筒部2cの外周に一体的に形成されたゴム状弾性体2bとによりハウジング10の内周に嵌着される嵌め合い部が構成されている。
【0021】
シールリップ3は、金属環2aの内向きフランジ部2dの内径端部から軸方向密封対象側Oに延びて、リップ先端部4が回転軸20に摺動自在に密封接触している。
【0022】
シールリップ3のリップ先端部4の内周形状は、径方向内側に向かって突出する断面山形状で、摺動面となる頂部6から軸方向大気側Aに向けて徐々に小径となるように傾斜する周面としての大気側傾斜面8と、頂部6から軸方向密封対象側Oに向けて徐々に小径となるように傾斜する密封対象側傾斜面7と、を有している。
【0023】
ダストリップ5は、金属環2aの内向きフランジ部2dの内径端部から軸方向大気側Aに向けて徐々に小径となるように傾斜して延びて、リップ先端部が回転軸20に摺動自在に密封接触している。
【0024】
また、シールリップ3のリップ先端部4の外周にはガータースプリング等のばね部材11が装着され、リップ先端部4のシール部に緊迫力を付与している。
【0025】
以下に、本実施の形態の特徴的な構成である、ねじ突起について図1(c)〜(g)を用いて説明する。
【0026】
シールリップ3のリップ先端部4内周の大気側傾斜面8には、第1のねじ突起としての平行ねじ突起9dと、平行ねじ突起9dの大気側Aで平行ねじ突起9dに連続して設けられた第2のねじ突起としての舟底ねじ突起9と、が円周方向に沿って所定間隔で複数形成されている。
【0027】
平行ねじ突起9dは、リップ先端部4の頂部6から大気側Aに所定寸法にわたって略直線状に設けられており、その幅および高さが長さ方向に同一に形成されている。
【0028】
そして、舟底ねじ突起9は、平行ねじ突起9dに連続して密封対象側Oから大気側Aに向けて直線状に延びて設けられており、平行ねじ突起9d及び舟底ねじ突起9は大気側傾斜面8と中心軸線を通る平面との交線(大気側傾斜面8を構成する円錐の母線に対応する)に対して同一方向に所定角度傾斜している。
【0029】
また、舟底ねじ突起9は、図に示すように、突出高さが密封対象側端部9aから大気側Aに向けて徐々に高くなっており、本実施の形態では、大気側端部9bを最大高さとしている。
【0030】
そして、舟底ねじ突起9において、舟底ねじ突起9の長さ方向と直交する断面形状は、大気側Aの領域では、ねじ突起の先端部である頂部が連続的に連なる稜線を形成する断面略三角形状(舟底形状、図1(g))であり、図1(c),(d)に示す密封対象側Oの領域Bにおいては、大気側Aの領域から頂部が連続的に連なる稜線を形成する断面略三角形状に対して頂部がカットされた略平面状となるような断面略台形状(図1(f))に形成されている。ここで、舟底ねじ突起9の密封対象側Oの領域B(少なくとも、連続して設けられる平行ねじ突起9d及び舟底ねじ突起9の連結領域を含む領域)において、略平面状となる先端部は、密封装置1がハウジング10,回転軸20間に組み込まれる初期状態で回転軸20に面接触する面接触部9cを構成している。
【0031】
また、頂部(領域Bにおいては断面略三角形状と仮想した時の頂部)の角度は稜線全長にわたって同一角度であり、稜線に対する左右傾斜面がリップ先端部4の大気側傾斜面8と交差する部分の幅は密封対象側端部9aから大気側Aに向けて徐々に大きくなる舟底形状となっており、本実施の形態では、大気側端部9bを最大幅としている。
【0032】
上記構成の密封装置1にあっては、密封装置1がハウジング10と回転軸20との間に組み込まれる初期状態において、リップ先端部4の頂部6が全周的に密接してシール部を構成すると同時に、平行ねじ突起9d、及び、面接触部9cが接触して、ねじポンプ機能を発揮する。
【0033】
従来では、ねじ突起の頂部は、先端に向かって鋭角に形成されていたため、初期状態では、接触面を広くとることができず、ポンプ機能を充分に発揮させることができなかったが、本実施の形態のように、面接触部9cを設けることにより、初期状態における回転軸20との接触面を広くとることが可能となるため、ポンプ機能を充分に発揮させることができるので、油吸い込み性能を向上させることが可能となる。
【0034】
また、舟底ねじ突起9は、突出高さが密封対象側端部9aから大気側Aに向けて徐々に高くなっているので、シール部の摩耗が進行したとしても、回転軸20に対して良好な接触状態を保つことが可能となる。
【0035】
したがって、密封装置1においては油漏れを確実に防止することが可能となる。
【0036】
ここで、面接触部9cは、密封装置1がハウジング10,回転軸20間に組み込まれた初期状態において、回転軸20に面接触していればよく、連続して設けられる平行ねじ突起9d及び舟底ねじ突起9の連結領域において面接触部9cが設けられる領域(例えば、舟底ねじ突起9の長さ方向、及び、突起の突出高さ方向)は、材質や使用状況等に応じて適宜設定されればよい。面接触部を適宜設定することにより、ポンプ量のコントロールが可能となり、ねじ突起の設計の自由度を向上させることが可能となる。
【0037】
また、本実施の形態では、平行ねじ突起9dは、従来形状と同様に断面略三角形状(図1(e))として設けているが、図2に示すように、本実施の形態の特徴的な構成である面接触部は、連続して設けられる平行ねじ突起9d及び舟底ねじ突起9の連結領域から平行ねじ突起9dにかけて設けてもよく、また、舟底ねじ突起9及び平行ねじ突起9dの両方にわたって設けてもよい。
【0038】
なお、本実施の形態においては、図1に示すように、ねじ突起をなだらかに湾曲しながら高さが高くなる舟底形状をした舟底ねじ突起9としているが、直線状に高さが高くなるような、いわゆるテーパ形状のテーパねじ突起としてもよい。
【0039】
また、本実施の形態ではシール本体2がハウジング10に固定されシールリップ3が回転軸20に密封接触するいわゆるインナーシールについて説明したが、シール本体が回転軸に固定されシールリップがハウジング内周に密封接触するいわゆるアウターシールについても適用することもできる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連続して設けられる第1及び第2のねじ突起の連結領域に設けた面接触部を、2部材間に組み込まれる初期状態において他方の部材に面接触させることができるので、他方の部材との接触面を広くとることが可能となり、ポンプ機能を充分に発揮させることが可能となる。
【0041】
したがって、油吸い込み性能を向上させることができ、油漏れを確実に防止するができるので、密封性能を向上させることが可能となる。
【0042】
また、面接触部を適宜設定することにより、ポンプ量のコントロールが可能となり、ねじ突起の設計の自由度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る密封装置を示す概略図であり、同図(a)はシールリップ部の縦断面図、同図(b)は要部縦断面図、同図(c)は平行ねじ突起及び舟底ねじ突起を示す概略図、同図(d)は平行ねじ突起及び舟底ねじ突起の稜線に沿う断面図、同図(e)は同図(c)のa−a断面図、同図(f)は同図(c)のb−b断面図、同図(g)は同図(c)のc−c断面図である。
【図2】図2(a)は面接触部を設けた平行ねじ突起を示す概略図であり、同図(b)は同図(a)のa−a断面図である。
【図3】図3は従来の密封装置を示す概略図であり、同図(a)はシールリップ部の縦断面図、同図(b)は要部縦断面図である。
【図4】図4(a)は、従来のねじ突起を説明するための図であり、同図(b)は同図(a)のa−a断面図、同図(c)は同図(a)のb−b断面図である。
【符号の説明】
1 密封装置
2 シール本体
2a 金属環
2b ゴム状弾性体
2c 円筒部
2d 内向きフランジ部
3 シールリップ
4 リップ先端部
5 ダストリップ
6 頂部
7 密封対象側傾斜面
8 大気側傾斜面
9 舟底ねじ突起
9a 密封対象側端部
9b 大気側端部
9c 面接触部
9d 平行ねじ突起
10 ハウジング
11 ばね部材
20 回転軸
O 密封対象側
A 大気側
Claims (1)
- 互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる2部材間の環状の隙間を密封する密封装置であって、
前記2部材のうちの一方の部材に取り付けられる環状のシール本体と、
前記シール本体に設けられ、前記2部材のうちの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、
前記シールリップの反密封対象側の周面に、幅および突出高さが略同一に形成された第1のねじ突起と、該第1のねじ突起の反密封対象側で該第1のねじ突起に連続して設けられて突出高さ及び幅のうちの少なくとも突出高さが反密封対象側に向けて徐々に大きくなる第2のねじ突起と、を複数設けた密封装置において、
連続して設けられる前記第1及び第2のねじ突起の連結領域に、前記2部材間に設けられる初期状態において前記他方の部材に面接触する面接触部を備えており、該面接触部は、平面状となるねじ突起先端部で構成されていることを特徴とする密封装置。
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