WO2015190450A1 - 密封装置 - Google Patents

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WO2015190450A1
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seal
sealing device
sealing
lip
flange
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聡 山中
慎正 細沼
真以子 河本
方満 許
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Nok株式会社
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    • Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/91—O-ring seal

Definitions

  • the present invention is a sealing device for preventing the fluid to be sealed inside the machine from leaking out of an automobile, a general machine, an industrial machine, etc., and having a structure in which a non-rotating seal lip is in sliding contact with a rotating seal flange. Relating to the provision of The sealing device of the present invention is used, for example, as a rotating oil seal for sealing in-machine oil in the automobile related field.
  • the sealing fluid (oil) on the machine inside A is the machine outside B between the housing 51 and the rotating shaft 61 inserted into the shaft hole 52 provided in the housing 51.
  • a sealing device 101 for sealing so as not to leak the sealing device 101 which comprises a combination of a slinger 111 mounted on the outer periphery of the rotary shaft 61 and a lip seal member 121 mounted on the inner periphery of the shaft hole 52 of the housing 51; It has been known.
  • the slinger 111 is made of a rigid material such as metal and integrally includes a sleeve portion 112 fixed to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 and a flange portion 113 provided at one end of the sleeve portion 112. On the outboard end surface 113a of the portion 113, there is provided a thread groove 114 which exerts a fluid pumping effect by centrifugal force when the rotating shaft 61 rotates.
  • the lip seal member 121 has a mounting ring 122 fixed to the inner peripheral surface of the shaft hole 52 of the housing 51, and a rubber-like elastic body 123 attached to the mounting ring 122.
  • a seal lip (end face lip) 124 slidably in close contact with the outboard end face 113 a of the flange portion 113 of the slinger 111 is provided by the numeral 123.
  • the sealing device 101 when the rotary shaft 61 rotates, the slinger 111, which rotates with the rotary shaft 61, exerts the fluid swinging action by the flange portion 113 and the fluid pumping action by the screw groove 114.
  • the centrifugal force disappears, there is a possibility that the sealing fluid passes through the screw groove 114, passes the tip of the seal lip 124 and leaks to the outboard B.
  • stationary leaks This stationary leak is caused, for example, when the vehicle stops due to a slope and the vehicle body tilts, and the amount of oil (water level) in the shaft hole 52 of the engine exceeds the lower end of the rotating shaft 61. Especially easy to occur.
  • the present invention is directed to a sealing device including a sealing flange and a sealing lip slidably contacting the sealing flange, and suppressing occurrence of a stationary leak when rotation of a rotating shaft is stopped. Aims to provide a sealing device that can
  • the sealing device according to the present invention is a sealing device that seals between a housing and a rotating shaft inserted in an axial hole provided in the housing so that a sealing fluid inside the device does not leak to the outside, the outer periphery of the rotating shaft
  • a sealing device in which a seal lip mounted on the inner periphery of an axial hole of the housing slidably contacts all around the seal flange mounted on the housing, fluid pumping action is exerted when the rotation shaft rotates.
  • a screw groove is provided, and the screw groove is provided at a position not intersecting a contact area where the seal lip slidably contacts the seal flange over the entire circumference.
  • the thread groove which exerts the fluid pumping action when the rotation shaft rotates does not intersect the contact area where the seal lip slidably contacts the entire circumference of the seal flange.
  • the thread groove does not serve as a leak path for stationary leaks when the rotary shaft is stopped. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of stationary leak through the screw groove.
  • the following aspects can be considered as to the position where the thread groove is provided and the other configuration for enhancing the sealing function.
  • the screw groove is provided on a part of the outer end surface of the seal flange by providing the screw groove forming area on the outer end surface of the seal flange, and the screw groove non-forming area not provided with the screw groove is the outer peripheral side of the screw groove forming area And slidably contact the seal lip with the non-threaded region. Further, an annular protrusion is provided on the inner peripheral side of the seal lip toward the seal flange, and a minute gap is provided between the protrusion and the seal flange.
  • the non-threaded groove forming region is provided on the outer peripheral side of the threaded groove forming region in the outer end face of the seal flange, and the non-threaded groove on the outer peripheral side of the sealing lip is not formed. Because of the contact to the area, the lip end of the sealing lip and the thread will not intersect each other. Therefore, the screw groove does not serve as a leak flow path for stationary leak, and hence it is possible to suppress the generation of stationary leak along the screw groove.
  • the seal lip exerts a sealing effect by sliding
  • the seal flange exerts a fluid swing-off function with rotation
  • the screw groove exerts a fluid pumping function with rotation.
  • the minute clearances exert a non-contact labyrinth sealing action. Therefore, based on each of these actions, it is possible to suppress the leakage of the sealing fluid to the outside of the aircraft.
  • the projection may form a minute gap between the screw groove forming area on the outer end face of the seal flange.
  • the projection forms a minute gap with the thread groove forming area on the outer end face of the seal flange, so the thread groove exerts a fluid pumping action with rotation in the inside of the minute gap. Since the gap is narrow, the fluid pumping action is applied to the entire width. Therefore, the sealing fluid that has passed through the seal lip sliding portion does not leak to the outside unless it passes through the minute gap, but there is a relation that the pumping action necessarily applies to the sealing fluid that has entered the minute gap. As it is established, the sealing fluid does not easily pass through the minute gap, and hence does not easily leak to the outside of the machine. From this effect, it is better for the minute gap to be narrower.
  • the screw groove is provided in a part of the outboard end surface of the seal flange to provide a screw groove formed area in the outboard end surface of the seal flange, and the screw groove non-formed area not provided with a screw groove is an outboard end surface of the seal flange.
  • the seal lip of a part of the plurality of seal lips is in slidable contact with the thread forming area, and the other seal lip is in slide contact with the non-thread forming area.
  • a screw pump having a thread groove extending in a centripetal direction with respect to the rotational direction in a sliding portion between a seal lip and a seal flange of a plurality of seal lips.
  • the other seal lip slidably brought into close contact with the non-threaded groove forming area than the part of the seal lip slidably brought into close contact with the screw groove formed area It may be a low rebound.
  • the axial hole and the rotational axis are set such that their central axes are oriented horizontally.
  • the sealing fluid is filled up to a predetermined height position in the shaft hole when the rotation of the rotation shaft is stopped.
  • a screw groove is provided on the opposite surface of the seal lip opposite to the outer end face of the seal flange, and the screw groove is in the axial hole of the seal fluid when the rotation of the rotary shaft is stopped on the opposite surface of the seal lip. It is provided only in the upper part of the predetermined height position filled with.
  • the screw groove is provided on the opposite surface of the seal lip opposite to the outboard end surface of the seal flange to exert a fluid pumping action when the rotating shaft is rotated. Since the sealing fluid is provided only in a portion above the predetermined height position where the sealing fluid fills in the axial hole when the rotation of the rotation shaft is stopped on the opposite surface of the lip, the portion is lower than the predetermined height position. There is no thread groove in the part. Therefore, as in the case of the sealing device 101 according to the prior art of FIG. 13 described above, the stationary leak does not occur because the screw groove 114 on the circumferential part is arranged below the liquid level H and is not immersed in the sealing fluid. Can be effectively suppressed.
  • the screw groove 114 is provided in the flange portion 113 of the slinger 111 on the rotation side, It is not possible to identify in advance whether it will stop at the position, so there is a possibility that the circumferential part of the screw groove 114 may be disposed below the liquid level H and be immersed in the sealing fluid.
  • the screw groove is provided not on the rotating side but on the seal lip on the stationary side (non-rotating side), and This has been made possible by keeping the circumferential position of the thread groove constant by eliminating the possibility of being placed and being immersed in the sealing fluid.
  • the predetermined height position at which the sealing fluid fills in the shaft hole when the rotation of the rotation shaft is stopped is equivalent to the height position of the central axis of the rotation shaft. It may be approximately equal.
  • the screw groove is provided only on the circumferential upper half of the facing surfaces of the seal lip.
  • a rotation and a thread protrusion extending in a centripetal direction with respect to the opposite direction are formed, and a thread groove is formed between screw protrusions adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the screw protrusions formed on the seal lip have a fluid present in the screw groove between the screw protrusions adjacent to each other in the circumferential direction, the outer circumferential side of the outer diameter side by the rotation of the seal flange.
  • the width of the relative groove between the screw projections adjacent in the circumferential direction may be narrowed toward the outer diameter side.
  • the fluid present in the relative groove between circumferentially adjacent screw projections is further prominent because the width of the groove is narrowed in the process of being fed to the outer diameter side by the screw pump action. It becomes possible to obtain dynamic pressure.
  • the sealing device including the sealing flange and the sealing lip slidably contacting the sealing flange, it is possible to suppress the occurrence of stationary leakage when the rotation of the rotating shaft is stopped.
  • FIG. 1 shows a cross section of the main part of a sealing device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the sealing fluid (oil) of the machine inner side (oil side) A is between the housing (seal housing) 51 and the rotating shaft 61 inserted into the shaft hole 52 provided in the housing 51.
  • the slinger 11 is made of a rigid material such as metal and is provided with a sleeve portion 12 fixed (fitted) to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 and a flange provided at one end (inboard end portion) of the sleeve portion 12 2 and an annular screw groove forming region 14 is provided on the machine outer end surface 13a of the flange portion 13.
  • a screw groove 15 is provided which exerts an action of pushing back the sealed fluid toward the outer peripheral side (inboard side A) by exerting a fluid pumping action by centrifugal force when the wheel rotates.
  • An arrow e indicates the rotation direction of the rotation shaft 61.
  • the thread groove 15 is shown as a four thread screw.
  • annular thread groove non-forming area 16 in which a thread groove is not formed is provided on the outer peripheral side of the screw groove forming area 14 which is also the outboard end surface 13 a of the flange portion 13.
  • the non-threaded groove forming region 16 is provided as a flat surface perpendicular to the axis because the non-threaded groove is not formed.
  • the screw groove formation region 14 is set to a range indicated by E 1
  • the screw groove non-forming region 16 is set in a range shown by E 2.
  • the lip seal member 21 is attached (cross-linked) to the mounting ring 22 made of a rigid material such as metal fixed (fitted) to the inner peripheral surface of the shaft hole 52 of the housing 51
  • a seal lip (end face lip) 24 having a rubber-like elastic body 23 and slidably in close contact with the non-threaded region 16 of the outer end face 13 a of the flange portion 13 of the slinger 11 by the rubber-like elastic body 23.
  • a ring-shaped projection 25 are integrally provided, and a dust lip 26 slidably attached to the outer peripheral surface of the sleeve portion 12 of the slinger 11 is assembled to the rubber-like elastic body 23.
  • the protrusion 25 is provided on the inner peripheral side of the seal lip 24 and is provided toward the flange portion 13 of the slinger 11 from its base end to the tip, and has a predetermined width (axial width) with the flange portion 13 An annular minute gap c having w is formed.
  • the minute gap c has a predetermined width (axial direction width) w and a length larger than this width w (in the direction perpendicular to the axis Radial) length) L is provided.
  • the projection 25 has the end surface 25a having a plane perpendicular to the axis and also has the outer peripheral surface 25b and the inner peripheral surface 25c which are inclined in the direction of gradually increasing the diameter from the base end to the end.
  • the projections 25 are formed in the form of a cross-sectional parallelogram as a whole.
  • the non-threaded groove forming region 16 is provided on the outer peripheral side of the threaded groove forming region 14 of the outboard end surface 13a of the flange portion 13 in the slinger 11
  • the lip end 24a of the sealing lip 24 and the thread 15 do not intersect one another in order to contact the latter non-threaded area 16 rather than 14. Therefore, since the screw groove 15 does not serve as a leak flow path of the stationary leak, it is possible to suppress the generation of the stationary leak along the screw groove 15.
  • the sealing effect is exhibited by the seal lip 24 sliding with respect to the thread groove non-formed area 16, and the flange portion 13 exerts the fluid swinging action accompanying the rotation.
  • the screw groove 15 exerts a fluid pumping action with rotation, and the minute clearance c exerts a non-contact type labyrinth sealing action. Therefore, leakage of the sealing fluid to the outboard side B can be suppressed based on each of these actions.
  • the sealing device 1 having the above-described configuration, since the projection 25 forms a minute gap c with the thread groove forming region 14 on the machine outer end surface 13a of the flange portion 13, the thread groove 15 Since the minute gap c has a narrow width w, the fluid pumping action is applied to the entire width w because the minute gap c has a narrow width w. Therefore, the sealing fluid that has leaked at the lip end sliding portion of the seal lip 24 can not leak to the outboard B unless it passes through the minute gap c, and the sealing fluid always enters the minute gap c. Because of the fluid pumping action, the sealing fluid is less likely to pass through the minute gap c, and is almost impossible to pass. Therefore, it is possible to almost completely suppress leakage of the sealing fluid which has leaked from the seal lip 24 to the outboard side B through the minute gap c.
  • the sealing device 1 As described above, according to the sealing device 1 according to the embodiment, it is possible to exhibit excellent sealing performance to the sealing fluid.
  • Reference numeral 51 in FIG. 3 is a non-rotating housing
  • reference numeral 61 is a rotating shaft inserted into the shaft hole of the housing 51.
  • the sealing device disposed between the housing 51 and the rotary shaft 61 includes the lip seal member 21 mounted on the housing 51 and the slinger 11 mounted on the rotary shaft 61, and the in-machine space A on the right side in FIG.
  • the oil to be sealed present in the housing is prevented from leaking from the inner periphery of the housing 51 to the space B on the left side in FIG.
  • the lip seal member 21 is integrally formed with a mounting ring 22 press-fitted to the inner peripheral surface of the housing 51, and a rubber-like elastic material (rubber material or synthetic resin material having rubber-like elasticity) on the mounting ring 22. It comprises an inner peripheral seal lip 27, an outer peripheral seal lip 28, a gasket portion 29, a dust lip 30, and an elastic layer 31.
  • the mounting ring 22 and the slinger 11 in the lip seal member 21 are manufactured by pressing a metal plate such as a steel plate.
  • the mounting ring 22 is press-fitted to the inner peripheral surface 51 a of the housing 51.
  • the outer peripheral fitting portion 22a, and the gasket support portion 22b formed in a conical cylindrical shape whose diameter decreases from the outer peripheral fitting portion 22a to the opposite side to the in-machine space A, and a radial direction portion extending from the outer peripheral fitting portion 22a 22c, a conical cylindrical portion 22d extending from the inner diameter end thereof to the in-machine space A side to have a gradually smaller diameter, and a flange portion 22e further extending from the end to the inner diameter side.
  • the slinger 11 includes a sleeve portion 12 closely fitted to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 and a seal flange 13 extending from one end thereof.
  • the inner peripheral seal lip 27 and the outer peripheral seal lip 28 of the lip seal member 21 have their tips directed to the outer peripheral side with the inner diameter portion of the elastic layer 31 located at the inner diameter end of the flange portion 22e of the mounting ring 22 as a root
  • the tip end portion of the seal flange 13 is slidable on an end surface of the seal flange 13 facing the opposite side to the in-machine space A and forming a plane substantially orthogonal to the axis O. It will be close.
  • the repulsive force of the outer peripheral side seal lip 28 (surface pressure against the seal flange 13) caused by being pressed against the seal flange 13 is lower than the repulsive force of the inner peripheral side seal lip 27.
  • the inner seal lip 27 corresponds to the "partial seal lip” described in claim 3
  • the outer seal lip 28 corresponds to the "other seal lip". It is
  • a thread groove 15 is formed in a radial direction midportion at the end face of the seal flange 13 of the slinger 11, and this thread groove 15 is directed to the axial rotational direction (counterclockwise in FIG. 4) as shown in FIG. It extends in the centripetal direction.
  • the tip end portion of the inner seal lip 27 in the lip seal member 21 is in close contact with the forming area (thread groove forming area) 14 of the screw groove 15 in the end face, and the tip end of the outer seal lip 28 is a screw in the end face It is in close contact with the non-grooved region 16 on the outer diameter side of the grooved region 14.
  • the gasket portion 29 in the lip seal member 21 is formed at the outer diameter end of the elastic layer 31 and is located on the outer periphery of the gasket support portion 22b in the mounting ring 22, and the gasket support portion 22b and the inner peripheral surface 51a of the housing 51. Between the housing 51 and the housing 51 so as to maintain airtightness between the housing 51 and the housing 51.
  • the dust lip 30 in the lip seal member 21 extends from the inner diameter end of the elastic layer 31 to the outer space B side in a conical cylindrical shape, and its tip end is closely opposed to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61.
  • the lip seal member 21 is press-fitted to the inner peripheral surface 51 a of the housing 51 at the outer peripheral fitting portion 22 a of the mounting ring 22,
  • the inner peripheral seal lip 27 and the outer peripheral seal lip 28 of the lip seal member 21 are closely fitted to the end face of the seal flange 13 of the slinger 11 which rotates integrally with the rotary shaft 61.
  • the seal flange 13 of the slinger 11 has a function to shake off the fluid in contact with the outer diameter direction by the centrifugal force, and a part of the oil to be sealed If the sliding portion between the outer peripheral seal lip 28 and the seal flange 13 is further passed through the sliding portion between the inner peripheral seal lip 27 and the seal flange 13 to the inner diameter side, the inner peripheral seal lip 27 and the seal
  • the screw groove 15 in the sliding portion with the flange 13 causes a screw pump action to send out the fluid to the outer diameter side by rotation, so that an excellent sealing function is exhibited.
  • the outer peripheral side seal lip 28 has lower repulsion than the inner peripheral side seal lip 27, the increase in friction due to the provision of the outer peripheral side seal lip 28 can be suppressed.
  • the tip of the inner seal lip 27 is in close contact with the forming area 14 of the screw groove 15, and the tip of the outer seal lip 28 is in close contact with the non-thread forming area 16.
  • the tip end of the outer peripheral seal lip 28 is in close contact with the thread groove forming area, and the tip end of the inner peripheral seal lip 27 is in close contact with the thread groove non-forming area It may be done.
  • the present invention is also applicable to those having three or more seal lips.
  • FIG. 5 shows a cross section of the main part of a sealing device 1 according to a third embodiment of the present invention.
  • the sealing fluid (oil) of the machine inner side (oil side) A is between the housing (seal housing) 51 and the rotating shaft 61 inserted into the shaft hole 52 provided in the housing 51.
  • the shaft hole 52 and the rotation shaft 61 are set with their central axis 0 oriented in the horizontal direction.
  • the sealed fluid fills up to a predetermined height position in the shaft hole 52, specifically, a height equivalent to or substantially the same as the height position of the central axis 0 of the rotation shaft 61 It is supposed to be filled up to In the figure, the liquid level in this case is indicated by the symbol H.
  • the sealing device 1 is configured by a combination of a slinger 11 mounted on the outer periphery of the rotary shaft 61 and a lip seal member 21 mounted on the inner periphery of the shaft hole 52 of the housing 51.
  • the slinger 11 is made of a rigid material such as metal and is provided with a sleeve portion 12 fixed (fitted) to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 and a flange provided at one end (inboard end portion) of the sleeve portion 12 And the seal flange 13 integrally with each other.
  • the screw groove is not provided on the outboard end surface 13a of the flange portion 13, and thus the outboard end surface 13a of the flange portion 13 is a smooth surface.
  • the lip seal member 21 is attached (cross-linked) to the mounting ring 22 made of a rigid material such as metal fixed (fitted) to the inner peripheral surface of the shaft hole 52 of the housing 51
  • a seal lip (end face lip) 24 that has a rubber-like elastic body 23 and is in close contact with the outer end face 13 a of the flange portion 13 of the slinger 11 in a slidable manner by the rubber-like elastic body 23.
  • a contact oil recovery lip 32 and a dust lip 26 slidably in close contact with the outer peripheral surface of the sleeve portion 12 of the slinger 11 are integrally provided.
  • the oil recovery lip 32 is disposed on the outboard side B of the seal lip 24, and the dust lip 26 is disposed on the outboard side B of the oil recovery lip 32.
  • the sealing fluid is directed to the outer peripheral side (inboard side A) by exerting a pumping action by the centrifugal force when the rotating shaft 61 rotates on the opposing surface 24b of the seal lip 24 opposed to the outboard end surface 13a of the flange portion 13.
  • a screw groove 33 is provided which exerts an effect of pushing back. Since the seal lip 24 is a tapered (funnel-like) side lip whose diameter gradually expands from its proximal end to its distal end, the screw groove 33 is provided on the inner circumferential surface of the seal lip 24. ing.
  • the screw groove 33 is located above the predetermined height position at which the sealing fluid is filled in the shaft hole 52 when the rotation of the rotary shaft 61 is stopped at the opposing surface 24b of the seal lip 24.
  • the screw groove 33 is a seal lip because it is provided only at a portion, and in the present embodiment, the sealing fluid fills up to a height position equivalent to or substantially the same as the height position of the central axis 0 of the rotating shaft 61 as described above. Of the twenty-four opposing surfaces 24b, they are provided only in the upper half of the circumferential area.
  • the screw groove 33 when the screw groove 33 is temporarily provided over the entire circumference 360 degrees, the screw groove 33 is disposed below the liquid level H in the lower half region on the circumference.
  • the sealing fluid is likely to intrude from the outer peripheral side of the seal lip 24 to the inner peripheral side of the seal lip 24 via the screw groove 33 in the lower half region on the circumference. It will be.
  • the screw groove 33 is provided only in the upper half region on the circumference and is not provided in the lower half region. It is configured to be disposed lower and not to be immersed in the sealing fluid.
  • the arrow e indicates the rotation direction of the rotation shaft 61.
  • the threaded groove 33 is shown in FIG. 6 as a four thread screw.
  • the seal lip 24 closely contacts the flange portion 13 of the slinger 11 in a slidable manner when the rotation shaft 61 rotates, and thereby the basic sealing function is exhibited. Since the rotating slinger 11 exerts a fluid swinging action by the flange portion 13 and the screw groove 33 provided in the seal lip 24 exerts a fluid pumping action accompanying relative rotation with the flange portion 13, the seal lip 24 and the flange Even if there is fluid passing between the parts 13, it is possible to return it to the outer peripheral side (inboard side A), thereby exhibiting an excellent sealing function.
  • the predetermined height position at which the sealing fluid is filled in the shaft hole 52 when the rotation of the rotation shaft 61 is stopped is equivalent to the height position of the central axis 0 of the rotation shaft 61 as described above.
  • the height position is substantially equivalent, the present invention is not limited to this, and for example, the height position equivalent to or substantially the same as the height position of the lower end portion of the rotary shaft 61 as another example.
  • the lower end portion of the rotation shaft 61 refers to the circumferential upper and lower end portions of the outer peripheral surface of the rotation shaft 61 which is set with the central axis 0 oriented in the horizontal direction.
  • the area on which the screw groove 33 is formed increases in the facing surface 24b of the seal lip 24 and the area on which the screw groove 33 is not formed is reduced in comparison with the above embodiment.
  • reference numeral 51 is a non-rotating housing
  • reference numeral 61 is a rotating shaft inserted into the shaft hole of the housing 51.
  • the sealing device disposed between the housing 51 and the rotating shaft 61 has an end face lip type sealing structure, and the lip seal member 21 mounted on the housing 51 and the slinger 11 mounted on the rotating shaft 61. , And prevents the sealed fluid (oil) present in the in-flight space A on the right side in FIG. 8 from leaking from the inner periphery of the housing 51 to the outside space B on the left side in FIG.
  • the lip seal member 21 is integrally formed with a mounting ring 22 press-fitted to the inner peripheral surface of the housing 51, and a rubber-like elastic material (rubber material or synthetic resin material having rubber-like elasticity) on the mounting ring 22. It comprises a seal lip 24, a gasket portion 29, a dust lip 30 and an elastic layer 31.
  • the mounting ring 22 in the lip seal member 21 and the slinger 11 are manufactured by pressing a metal plate such as a steel plate. Among these, the mounting ring 22 is press fitted to the inner circumferential surface 51 a of the housing 51.
  • a conical cylindrical portion 22d extending from the inner diameter end to the in-machine space A side so as to have a gradually smaller diameter, and a flange 22e extending further from the end to the inner diameter.
  • the slinger 11 includes a sleeve portion 12 closely fitted to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 and a seal flange 13 extending from one end thereof.
  • the seal lip 24 of the lip seal member 21 has a conical cylindrical shape whose tip is directed to the outer diameter side with the inner diameter portion of the elastic layer 31 located at the inner diameter end of the flange portion 22e of the mounting ring 22 It extends to the A side.
  • the outer diameter end of the seal lip 24 on the surface facing the seal flange 13 has a circumferential sealing surface 24c that is flat around the entire circumference and can be in close contact with the seal flange 13 as shown in FIGS. 9 and 10.
  • a large number of screw projections 34 are formed equidistantly in the circumferential direction.
  • Each screw projection 34 extends in the centripetal direction with respect to the direction opposite to the rotation of the seal flange 13 (counterclockwise in FIG. 10), and its outer diameter end 34a reaches the circumferential sealing surface 24c.
  • the seal flange 13 is rotated in the clockwise direction in FIG. 10, the fluid present in the relative thread groove 35 between the circumferentially adjacent thread protrusions 34 is circumferentially sealed on the outer diameter side. It causes a screw pump action to be sent to the surface 24c.
  • the screw projection 34 is formed in a protruding shape in which the top 34 c is unevenly distributed on the inner diameter end 34 b side, and is formed at a protruding height which does not disturb the closeness of the circumferential sealing surface 24 c to the sealing flange 13. ing.
  • the gasket portion 29 of the lip seal member 21 is formed at the outer diameter end of the elastic layer 31 and located on the outer periphery of the gasket support 22 b of the mounting ring 22.
  • the dust lip 30 in the lip seal member 21 extends from the inner diameter end of the elastic layer 31 to the outer space B side in a conical cylindrical shape, and its tip end is closely opposed to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61. Further, on the inner peripheral surface of the dust lip 30, a plurality of ribs 30a are formed at predetermined intervals in the circumferential direction to support the tip of the dust lip 30 in a state of slightly rising from the outer peripheral surface of the rotary shaft 61.
  • the negative pressure of the inner peripheral space D of the seal lip 24 is prevented by the swinging-off action of the seal flange 13 and the screw pump action of the screw projection 34 of the seal lip 24.
  • the lip seal member 21 is press-fitted to the inner peripheral surface 51 a of the housing 51 at the outer peripheral fitting portion 22 a of the mounting ring 22. And the circumferential sealing surface 24c of the seal lip 24 of the lip seal member 21 is closely fitted with an appropriate crushing margin in the gasket portion 29, and the end face of the seal flange 13 of the slinger 11 which rotates integrally with the rotary shaft 61.
  • the sliding contact prevents the sealed fluid (oil) existing on the inboard space A side from leaking to the outboard space B side.
  • the seal flange 13 of the slinger 11 which rotates integrally with the rotary shaft 61 has the function of swinging off the fluid in contact with it in the radial direction by centrifugal force.
  • a screw pump action is produced which is guided to the outer diameter side by the screw projection 34. Therefore, the sealing fluid (oil Can not easily intrude from the outer diameter side to the inner diameter side of the circumferential sealing surface 24c, so that excellent sealing performance is exhibited.
  • the fluid (air) present in the relative groove 35 receives axial compression in the process of being sent to the outer diameter side by the above-mentioned swinging action and screw pump action, and generates dynamic pressure.
  • the end face lip type sealing device of this type in which the seal lip 24 is in sliding contact with the seal flange 13 in the axial direction has a sliding surface pressure as compared with the type in which the seal lip is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft.
  • the dynamic pressure acts to open from the inner diameter side between the circumferential sealing surface 24 c of the seal lip 24 and the seal flange 13 so that the sliding surface pressure is reduced, thereby sliding
  • the torque can be reduced to contribute to low fuel consumption.
  • the circumferential sealing surface 24c is in close contact with the seal flange 13 by losing the dynamic pressure due to the above-mentioned swinging action and screw pump action. Since the contact pressure is increased, no leak path is formed. Therefore, for example, even when the axial center of the rotating shaft 61 is substantially horizontal and the seal lip 24 and the lower half of the seal flange 13 are immersed in the sealing fluid (oil) when stopped, the fluid to be sealed is circumferentially It can be effectively prevented from infiltrating from the outer diameter side to the inner diameter side of the annular sealing surface 24c and leaking to the outer space B side.
  • the width of the screw projection 34 is substantially the same on the outer diameter end 34a side and the inner diameter end 34b side, so that relative between the screw projections 34 and 34 adjacent in the circumferential direction
  • the width w o of the outer diameter end side is larger than the width w i of the inner diameter end side of the groove 35, in the example shown in FIG.
  • the width w i and the width w o on the outer diameter end side are substantially equal, and in the example shown in FIG. 12, the width on the outer diameter end side is more than the width w i on the inner diameter end side of the relative groove 35 w o is reduced.
  • the screw projection 34 is formed in such a shape that the width increases on the outer diameter end 34a side than the inner diameter end 34b.
  • the width of the relative groove 35 between the screw projections 34, 34 is larger than that of the end as shown in FIG. 10, as in the example shown in FIG.
  • the dynamic pressure effect of acting to open from the inner diameter side between the circumferential sealing surface 24c of the seal lip 24 and the seal flange 13 when rotating is improved, and in particular, relative groove portion 35 as shown in FIG. If the width is narrowed toward the outer diameter side, the dynamic pressure effect is further improved, so that the sliding torque can be further reduced.

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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

密封装置
　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Ｅ１にて示す範囲に設定され、ネジ溝非形成領域１６はＥ２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***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***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ｗｉよりも外径端部側の幅ｗｏ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ｗｉと外径端部側の幅ｗｏ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ｗｉよりも外径端部側の幅ｗｏ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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