(57)【要約】【課題】シールリップを有する密封装置において、摺動面における流体膜を厚くすることで流体潤滑にもとづく低トルク化を実現する。【解決手段】軸等の相手部材の周面に摺動自在に密接するシールリップを有し、シールリップは、密封流体側斜面および反密封流体側斜面ならびに両斜面の間に設けられた中間面を有する。反密封流体側斜面に、回転時のポンピング作用によって密封流体を押し戻す作用を奏する正ネジ部を設ける。中間面に、回転時のポンピング作用によって密封流体を吸い込む作用を奏する逆ネジ部を設ける。更に中間面に、環状溝を逆ネジ部と交差するように設ける。【選択図】図１
2010014219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸等の相手部材の周面に摺動自在に密接するシールリップを有し、
前記シールリップは、密封流体側斜面および反密封流体側斜面ならびに前記両斜面の間に設けられた中間面を有し、
前記反密封流体側斜面に、回転時のポンピング作用によって密封流体を押し戻す作用を奏する正ネジ部を設け、
前記中間面に、回転時のポンピング作用によって密封流体を吸い込む作用を奏する逆ネジ部を設け、
更に前記中間面に、環状溝を前記逆ネジ部と交差するように設けたことを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、シールリップを有する密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、自動車関連の分野において用いられ、あるいは汎用機械等の分野において用いられる。
【背景技術】
【０００２】
シールリップを有する密封装置においては一般に、シールリップの摺動摩耗を抑制すべく低トルク化が求められている。低トルク化の手法としては、シールリップの小断面化などによる緊迫力の低減、材料の変更や表面の改質（例えばフッ素樹脂コーティング）などの低摩擦係数化が検討されているが、更なる低トルク化を実現するため、摺動面における流体膜（油膜）を厚くすることで流体潤滑にもとづく低トルク化を実現することが考えられる。
【０００３】
従来技術としては、図４に示すように、シールリップ５１の密封流体側斜面５２および反密封流体側斜面５３にそれぞれネジ部５４，５５を設け、このネジ部５４，５５の奏するポンピング作用によって密封流体を密封流体側へ押し戻す技術が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平３−２９７６８号公報
【０００４】
しかしながら、この従来技術によると、ネジ部５４，５５の奏するポンピング作用によって密封流体を密封流体側へ押し戻すことから、密封性能は高められるものの、摺動面における流体膜について云えばその厚さは薄くならざるを得ず、よって流体潤滑にもとづく低トルク化を実現することができない。
【０００５】
また、密封流体側斜面と反密封流体側斜面との間に中間面を設ける技術が下記特許文献２に記載されているが、この先行技術は、中間面に逆ネジ部および環状溝を設けるものではない。
【特許文献２】特開２００３−２５４４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、シールリップを有する密封装置において、上記したように摺動面における流体膜を厚くすることで流体潤滑にもとづく低トルク化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の密封装置は、軸等の相手部材の周面に摺動自在に密接するシールリップを有し、前記シールリップは、密封流体側斜面および反密封流体側斜面ならびに前記両斜面の間に設けられた中間面を有し、前記反密封流体側斜面に、回転時のポンピング作用によって密封流体を押し戻す作用を奏する正ネジ部を設け、前記中間面に、回転時のポンピング作用によって密封流体を吸い込む作用を奏する逆ネジ部を設け、更に前記中間面に、環状溝を前記逆ネジ部と交差するように設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成を有する本発明の密封装置においては、シールリップの密封流体側斜面および反密封流体側斜面の間に中間面が設けられ、中間面に逆ネジ部が設けられ、更に中間面に環状溝が逆ネジ部と交差するように設けられている。中間面は相手部材の周面に摺動自在に密接して摺動部を形成する。逆ネジ部は、反密封流体側斜面に設けられる正ネジ部とは反対向きのネジであって、正ネジ部が回転時のポンピング作用によって密封流体を押し戻す作用を奏するのに対し、逆ネジ部は回転時のポンピング作用によって密封流体を吸い込む作用を奏するものである。したがってこの逆ネジ部の奏するポンピング作用によって中間面に密封流体が積極的に導入され、厚い流体膜が形成され、中間面を相手部材から浮かす動圧が発生する。
【０００９】
また、中間面に環状溝が逆ネジ部と交差するように設けられているので、逆ネジ部のポンピング作用によって中間面に導入された密封流体がこの溝に溜まりやすく、中間面に密封流体が保持される。これにより流体膜が薄くなりやすい起動時、停止時および低速回転時においても、溝に溜まった密封流体を中間面に供給することが可能となり、幅広い回転速度の領域で低トルク化を実現することが可能となる。
【００１０】
したがって、逆ネジ部および環状溝の作用が相俟って、流体潤滑にもとづく低トルク化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る密封装置（オイルシール）１の要部断面を示している。図２（Ａ）は図１の一部を拡大して示している。当該実施例に係る密封装置１は、摺動の相手部材である軸が円周上一方向に回転する一方向回転シールであって、以下のように構成されている。
【００１３】
すなわち先ず、金属環２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体３によって外周シール部４およびダストリップ５等とともに、軸（相手部材、図示せず）の周面に摺動自在に密接するシールリップ６が設けられており、このシールリップ６の先端摺動部に密封流体側Ａの斜面（密封流体側斜面）７および反密封流体側（大気側）Ｂの斜面（反密封流体側斜面）８が設けられ、両斜面７，８の間に中間面（フラット面）９が設けられている。中間面９は円筒面状に形成され、軸挿入時、軸の周面と摺動自在に密接する。
【００１４】
反密封流体側斜面８に、軸回転時のポンピング作用によって密封流体を密封流体側Ａへ押し戻す作用を奏する正ネジ部１０が設けられている。この正ネジ部１０は、円周上多数設けられた螺旋状の突起群よりなり、図では断面三角形状の突起を想定して描いているが、その形状は特に限定されるものではない。螺旋の向きはその反密封流体側Ｂの端部から密封流体側Ａの端部へかけて軸の回転方向（摺動方向）Ｃの前方へ向けて傾斜する向きに設定されている。
【００１５】
中間面９に、軸回転時のポンピング作用によって密封流体を密封流体側Ａから吸い込む作用を奏する逆ネジ部１１が設けられている。この逆ネジ部１１は、円周上多数設けられた螺旋状の溝群よりなり、正ネジ部１０と反対向きとされ、すなわち螺旋の向きをその密封流体側Ａの端部から反密封流体側Ｂの端部へかけて軸の回転方向Ｃの前方へ向けて傾斜する向きに設定されている。溝の形状は特に限定されない。
【００１６】
また同じく中間面９に、環状溝１２が逆ネジ部１１と交差するように設けられている。この環状溝１２は、その名のとおり円周上全周に亙ってエンドレスに設けられ、また全周に亙って一定の幅ｗ２（図２（Ａ））に形成されている。環状溝１２の断面形状は特に限定されず、断面三角形の三角溝（図２（Ｂ））、断面台形のテーパー溝（図２（Ｃ））または断面円弧形の丸底溝（図２（Ｄ））などが考えられる。
【００１７】
上記構成の密封装置１においては、シールリップ６の密封流体側斜面７および反密封流体側斜面８の間に所定の軸方向幅ｗ１をもって軸の周面に摺動自在に密接する中間面９が設けられているために、シールリップ６は摺動摩耗が抑制されて軸への接触状態が安定化する。そしてそのうえで、中間面９に、軸回転時のポンピング作用によって密封流体を吸い込む作用を奏する逆ネジ部１１が設けられているために、この逆ネジ部１１の奏するポンピング作用によって中間面９に密封流体が積極的に導入され、厚い流体膜が形成され、中間面９を軸の周面から浮かす動圧が発生する。
【００１８】
またこれに加えて、中間面９に環状溝１２が逆ネジ部１１と交差するように設けられているために、逆ネジ部１１のポンピング作用によって中間面９に導入された密封流体がこの環状溝１２に溜まりやすく、中間面９に密封流体が保持されやすい。したがって流体膜が薄くなりやすい状態である軸の起動時、停止時および低速回転時等においても、環状溝１２に溜まった密封流体を中間面９に供給することが可能となり、よって幅広い回転速度の領域で低トルク化を実現することができる。
【００１９】
尚、中間面９から反密封流体側斜面８のほうへ流出する密封流体は、反密封流体側斜面８に設けられた正ネジ部１０の奏するポンピング作用によって押し戻されるので、反密封流体側Ｂへ漏洩することはない。このシール作用を全うするため、正ネジ部１０のポンピング力は逆ネジ部１１のポンピング力よりも大きく設定されている。
【００２０】
上記実施例に係る密封装置１は、その構成を以下のように付加・変更することが考えられる。
【００２１】
上記実施例では、逆ネジ部１１は、図２（Ａ）に示したように中間面９と密封流体側斜面７との境界部１３から中間面９と反密封流体側斜面８との境界部１４にまで達するように設けられているが、これに代えて図２（Ｅ）に示すように、逆ネジ部１１を中間面９と反密封流体側斜面８との境界部１４に達しないように設けて、逆ネジ部１１と境界部１４との間に全周に亙って軸の周面に密接する帯状のネジ不存在領域１５を設定する。このように全周に亙るネジ不存在領域１５を設定すると、このネジ不存在領域１５がシールダムとして作用することから、軸回転の停止時おけるいわゆる静止漏れが発生するのを防止することができる効果がある。
【００２２】
尚、上記中間面９は、環状体である密封装置１の中心軸線（図示せず）に対して平行とされ、あるいは密封装置１の中心軸線に対する傾斜角度が密封流体側斜面７および反密封流体側斜面８よりも小さく設定されたものである。したがって上記中間面９の態様としては、装着状態（軸挿入時）において、
（１）図３（Ａ）に示すように、密封装置１の中心軸線に対して平行な円筒面状のもの、
（２）図３（Ｂ）に示すように、反密封流体側Ｂに角度θ１をもつ傾斜面状（円錐面状）のもの（内径寸法が密封流体側Ａから反密封流体側Ｂへかけて拡大するもの）、
（３）図３（Ｃ）に示すように、密封流体側Ａに角度θ２をもつ傾斜面状（円錐面状）のもの（内径寸法が反密封流体側Ｂから密封流体側Ａへかけて拡大するもの）
の３種類があり、本発明にはその何れもが含まれる。
【００２３】
このうち（３）には、以下の作用効果がある。
【００２４】
すなわち上記（３）では、中間面９が密封流体側Ａに角度θ２をもつ傾斜面状とされているので、シールリップ６の摺動が反密封流体側斜面８と中間面９との間のライン（境界部１４）近傍で行なわれることになり、その一方で、このラインは、反密封流体側斜面８に設けた正ネジ部１０によるポンピング作用と、中間面９に設けた逆ネジ部１１によるポンピング作用とによって密封流体が最も集められる部位でもある。したがってシールリップ６の摺動が、密封流体が最も集められる部位で行なわれることから、（１）または（２）と比較して摺動部に形成される流体膜が一層厚くなり、一層の低トルク化が実現される。
【００２５】
装着状態における密封流体側Ａへの中間面９の傾斜角度θ２の大きさとしては、０＜θ２≦２５度が好適であり、０．１≦θ２≦２０度が一層好適である。また、装着状態における反密封流体側Ｂへの中間面９の傾斜角度θ１の大きさについては、０≦θ１≦２５度が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図２】（Ａ）は図１の一部拡大図、（Ｂ）（Ｃ）および（Ｄ）は環状溝の断面図であって（Ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図、（Ｅ）は逆ネジ部の他の形状例を示す図
【図３】（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）とも中間面の傾斜角度の説明図
【図４】従来例に係るオイルシールの要部断面図
【符号の説明】
【００２７】
１  密封装置
２  金属環
３  ゴム状弾性体
４  外周シール部
５  ダストリップ
６  シールリップ
７  密封流体側斜面
８  反密封流体側斜面
９  中間面
１０  正ネジ部
１１  逆ネジ部
１２  環状溝
１３，１４  境界部
１５  ネジ不存在領域
【図１】
2010014219.tif 000003
【図２】
2010014219.tif 000004
【図３】
2010014219.tif 000005
【図４】
2010014219.tif 000006