(57)【要約】【課題】シールリップ１２をシールフランジ２１に密接させることによって、軸心Ｏが略水平な回転軸２の軸周のシールを行う密封構造において、部品点数を削減すると共に、軸停止時にシールフランジ２１とシールリップ１２の摺動部Ｓをシールリップ１２の内周へ通過した密封対象流体が機外空間Ｂへ流出してしまうのを、極力防止することの可能な構造とする。【解決手段】軸心Ｏが略水平な回転軸２に一体に形成されたシールフランジ２１と、前記回転軸２が挿通された非回転のハウジング３側に装着されて前記シールフランジ２１に摺動可能に密接するシールリップ１２と、を備え、前記回転軸２の外周面に、前記シールリップ１２の内周側に位置して、円周方向へ連続した環状突条２２が一体に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心が略水平な回転軸に一体に形成されたシールフランジと、前記回転軸が挿通された非回転のハウジング側に装着されて前記シールフランジに摺動可能に密接するシールリップと、を備え、前記回転軸の外周面に、前記シールリップの内周側に位置して、円周方向へ連続した環状突条が一体に形成されたことを特徴とする密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や産業機械における略水平の回転軸の密封手段として用いられ、シールリップを軸心と垂直な端面に密接させることによってシールを行う端面リップタイプの密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
密封装置として、シールリップを軸心と垂直な端面に密接させることによってシールを行う端面リップタイプのものが知られている（例えば下記の特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、この種の密封装置における典型的な従来の技術を示すもので、参照符号２０１は軸心Ｏが略水平な回転軸、参照符号２０２はこの回転軸２０１が挿通された非回転のハウジングである。密封装置１００は、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２０２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、ハウジング２０２側に装着されるゴム状弾性体からなる静止側シールリップ１０１と、回転軸２０１の外周面に装着される金属製の回転側スリンガ１０２とを備える。
【０００４】
シールリップ１０１は、先端が外周側を向くようにテーパ状に展開したものであって、金属環１０３に一体的に成形されており、この金属環１０３を介してハウジング２０２の内周面に固定される。シールリップ１０１の内径部には、円周方向へ連続した樋状の油受け１０４が形成されている。一方、スリンガ１０２は、回転軸２０１の外周に嵌合される円筒部１０２ａと、その一端から円盤状に展開しシールリップ１０１の先端が密接されるシールフランジ１０２ｂとを有する。また、シールフランジ１０２ｂにおけるシールリップ１０１との対向面には、回転方向に対して求心方向へ延びる螺旋溝１０２ｃが形成されている。
【０００５】
すなわちこの密封装置１００は、軸心Ｏと垂直なシールフランジ１０２ｂの端面と、これに密接されたシールリップ１０１との摺動部Ｓにおいて、回転軸２０１と一体的に回転するシールフランジ１０２ｂによる振り切り作用と、螺旋溝１０２ｃの螺子ポンプ効果により、機内空間Ａの密封対象油がシールリップ１０１の内周側へ通過するのを阻止するものである。また、シールリップ１０１より機外空間Ｂ側には、不織布からなるダストリップ１０５が設けられ、その内径部が、スリンガ１０２の円筒部１０２ａに密接することによって、機外空間Ｂからの異物の浸入を阻止している。
【０００６】
そして、回転軸２０１の軸心Ｏよりも上側で、機内空間Ａの密封対象油がスリンガ１０２のシールフランジ１０２ｂとシールリップ１０１の摺動部Ｓへ浸入してこの摺動部Ｓを内周側へ通過してしまったような場合、回転軸２０１の軸心Ｏよりも上側では、漏入油は、図３に参照符号Ｌ１で示すようにシールリップ１０１の側面に沿って伝い落ちて樋状の油受け１０４によって捕捉され、この油受け１０４に沿って回転軸２０１の軸心Ｏよりも下側へ流れ落ち、さらにこの油受け１０４の下端部１０４ａから、参照符号Ｌ２で示すようにシールリップ１０１の側面を摺動部Ｓへ向けて伝い落ち、スリンガ１０２の回転による振り切り作用（遠心力）によって摺動部Ｓの外周側へ戻される。したがって摺動部Ｓを内周側へ通過した漏入油が、さらに不織布からなるダストリップ１０５を通過して機外空間Ｂ側へ流出してしまうようなことを有効に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−２０８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来構造の密封装置によれば、機器への装着に際して、シールリップ１０１と一体の金属環１０３をハウジング２０２の内周面へ圧入嵌着することに加え、スリンガ１０２を回転軸２０１の外周面に圧入嵌着する必要があり、しかも部品点数も多いといった問題があった。
【０００９】
また、回転軸２０１の回転が停止した状態では、特に図示の例のように、スリンガ１０２のシールフランジ１０２ｂに螺旋溝１０２ｃが形成されている場合、機内空間Ａの密封対象油がシールフランジ１０２ｂとシールリップ１０１の摺動部Ｓを内周側へ通過してしまいやすい。そして、例えば図３における左側が低位となるように傾斜した状態で回転軸２０１が停止したような場合は、回転軸２０１の軸心Ｏよりも上側で摺動部Ｓの外周側から内周側へ通過した密封対象油は、参照符号Ｌ３で示すように、回転停止によって振り切り作用を生じなくなったシールフランジ１０２ｂの端面を伝い落ち、さらにその一部は、参照符号Ｌ４で示すように、スリンガ１０２の円筒部１０２ａの外周面を、傾斜による低位側へ流れ、不織布からなるダストリップ１０５を通過して機外空間Ｂ側へ流出してしまうおそれがあった。
【００１０】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、シールリップをシールフランジに密接させることによって、軸心が略水平な回転軸の軸周のシールを行う密封構造において、部品点数を削減すると共に、軸停止時にシールフランジとシールリップの摺動部をシールリップの内周へ通過した密封対象流体が機外空間へ流出してしまうのを、極力防止することの可能な構造とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封構造は、軸心が略水平な回転軸に一体に形成されたシールフランジと、前記回転軸が挿通された非回転のハウジング側に装着されて前記シールフランジに摺動可能に密接するシールリップと、を備え、前記回転軸の外周面に、前記シールリップの内周側に位置して、円周方向へ連続した環状突条が一体に形成されたものである。
【００１２】
上記構成において、回転時の遠心力による振り切り作用を生じなくなる回転軸の停止時に、略水平な回転軸の軸心よりも上側で、シールフランジとシールリップの摺動部の外周側から流体が前記摺動部の内周側へ通過してしまった場合、シールフランジを伝い落ちる漏洩流体は、回転軸の外周面に形成された円周方向へ連続した環状突条にせき止められ、回転軸の軸心よりも下側で、前記環状突条とシールフランジの間からシールリップのボトム位置へ向けて伝い落ち、回転軸の回転時に、シールフランジの回転によって生じる振り切り作用によって、前記摺動部の外周側へ排出される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る密封構造によれば、回転軸の停止時に、略水平な回転軸の軸心よりも上側で、シールフランジとシールリップの摺動部の外周側から内周側へ流体が通過しても、この流体は、回転軸の外周面に形成された環状突条にせき止められて前記摺動部のボトム位置へ向けてシールフランジを伝い落ち、回転軸の回転時にシールフランジの振り切り作用によって前記摺動部の外周側へ排出されるので、軸周から流体が流出するのを防止することができ、しかもシールフランジ及び環状突条が回転軸に一体に形成されるので、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る密封構造の好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１の形態におけるシールフランジ及び環状突条を機外空間Ｂ側から見た図である。
【図３】従来技術による密封構造の一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る密封構造の好ましい実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図１における参照符号２は軸心Ｏが略水平な回転軸、参照符号３はこの回転軸２が挿通された非回転のハウジングである。回転軸２には円盤状のシールフランジ２１が一体的に形成されている。また、シールフランジ２１における機外空間Ｂ側を向いた端面２１ａには螺旋溝２１ｂが形成されており、この螺旋溝２１ｂは、図２に示すように軸回転方向Ｒに対して求心方向へ延びている。
【００１７】
参照符号１はシール本体で、回転軸２のシールフランジ２１における機外空間Ｂ側を向いた端面２１ａに摺動可能に密接されるシールリップ１２を備え、図１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３の内周から図１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。
【００１８】
詳しくは、シール本体１は、ハウジング３の内周面３ａに圧入嵌着される取付環１１と、この取付環１１にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体的に成形されたシールリップ１２、ガスケット部１３、弾性層１４及び油受け１５と、ダストフィルタ１６とからなる。シールリップ１２、ガスケット部１３、弾性層１４及び油受け１５は、図示されていない金型に取付環１１を位置決めセットし、型締めによって取付環１１と金型内面との間に画成される環状のキャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、加硫成形と同時に取付環１１へ加硫接着して製作されたものである。
【００１９】
シール本体１における取付環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、ハウジング３の内周面３ａに圧入嵌合される外周嵌着部１１ａと、この外周嵌着部１１ａから機内空間Ａと反対側に段付き形成されたやや小径のガスケット支持部１１ｂと、そこから内径側へ延びる径方向部１１ｃ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１１ｄと、更にその端部から内径側へ延びるフランジ部１１ｅからなる。
【００２０】
シール本体１におけるシールリップ１２は、取付環１１におけるフランジ部１１ｅの内径端に位置する弾性層１４の内径端を根元部として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、先端近傍が、シールフランジ２１における機外空間Ｂ側を向いた端面２１ａに摺動可能に密接されるものである。
【００２１】
シール本体１におけるガスケット部１３は、弾性層１４の外径端に形成され、取付環１１におけるガスケット支持部１１ｂの外周に位置しており、ハウジング３の内周面３ａ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３との間の気密性を保持するものである。
【００２２】
シール本体１における油受け１５は弾性層１４の内径部に形成され、先端がシールリップ１２側を向くような樋状をなしている。
【００２３】
シール本体１におけるダストフィルタ１６は、合成樹脂繊維の不織布からなるものであって、その外径部が、油受け１５よりも機外空間Ｂ側で弾性層１４に接合され、内径部が、回転軸２の外周面に摺動可能に密接されている。
【００２４】
回転軸２の外周面には、シールリップ１２の根元１２ａの内周側に位置して、円周方向へ連続した環状突条２２が形成されている。この環状突条２２は、油受け１５などと干渉することがないように、この油受け１５よりもやや小径に形成されている。
【００２５】
以上のように構成された密封構造によれば、図１に示されるように、シール本体１が、その取付環１１の外周嵌着部１１ａにおいてハウジング３の内周面３ａに圧入嵌着されると共に、ガスケット部１３において適当なつぶし代をもって密嵌され、シール本体１のシールリップ１２が、回転軸２に形成されたシールフランジ２１の端面２１ａと密接摺動することによって、機内空間Ａ側のミスト状の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２の回転時には、シールフランジ２１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、シールフランジ２１の端面２１ａに形成された螺旋溝２１ｂが回転によって流体を外径側へ送り出す螺子ポンプ作用を生じるので、シールリップ１２との摺動部Ｓを内周側へ通過しようとする密封対象油に対して優れた密封機能を奏する。
【００２６】
そして上述のように、回転軸２のシールフランジ２１は、回転時の遠心力によって流体を摺動部Ｓから外径側へ排出する作用を有するのに加え、このシールフランジ２１に形成された螺旋溝２１ｂは、螺子ポンプ作用によって流体を摺動部Ｓから外径側へ排出する作用を有するため、シールリップ１２の内周空間Ｃに負圧が発生し、これによって機外空間Ｂ側から空気と共にダストが前記内周空間Ｃへ流入しようとするが、このダストは、合成繊維の不織布からなるダストフィルタ１６によって捕捉されるので、前記内周空間Ｃへダストが流入して摺動部Ｓへ咬み込まれるのを有効に防止することができる。
【００２７】
また、回転軸２の回転が停止した場合、シールフランジ２１の回転による振り切り作用や螺旋溝２１ｂの螺子ポンプ作用が失われるため、機内空間Ａ側の密封対象油がシールリップ１２とシールフランジ２１との摺動部Ｓを内周側へ僅かに通過してしまうおそれがある。しかしこの場合、シールリップ１２の上半部側（軸心Ｏより上側）では、摺動部Ｓの内周側へ流入した油の一部は、図１に参照符号Ｌ１１で示すようにシールリップ１２のテーパ状の表面を伝って下方へ流れ、樋状の油受け１５で受け止められる。そしてさらにこの油は、前記油受け１５内をその下半部１５ａ側（軸心Ｏより下側）へ向けて流れ、参照符号Ｌ１２で示すようにシールリップ１２の下半部の表面を伝ってシールリップ１２とシールフランジ２１との密接部におけるボトム位置Ｓｂへ流れ落ちるので、回転軸２を駆動させたときに、シールフランジ２１との摺動部Ｓから遠心力によって外径側へ振り切られ排除される。
【００２８】
一方、シールリップ１２の上半部側で、摺動部Ｓの内周側へ流入した油のうち、他の一部は、図１に参照符号Ｌ１３で示すようにシールフランジ２１の端面２１ａを伝って流れ落ち、さらにその一部は、例えば回転軸２の軸心Ｏが図１における左側が低位となるように僅かに傾斜しているような場合は参照符号Ｌ１４で示すように、回転軸２の外周面を機外空間Ｂ側へ向けて流れようとするが、このような流れＬ１４は回転軸２の外周面に形成された環状突条２２によってせき止められ、参照符号Ｌ１５で示すように環状突条２２を伝って流れ落ち、軸心Ｏより下側でシールリップ１２の下半部の表面のうち油受け１５よりシールフランジ２１側の表面１２ｂへ滴下Ｌ１６し、シールリップ１２とシールフランジ２１との密接部におけるボトム位置Ｓｂへ流れ落ちるので、回転軸２を駆動させたときに、上述と同様にシールフランジ２１との摺動部Ｓから遠心力によって外径側へ振り切られ排除される。
【００２９】
このため、回転軸２の停止時に密封対象油が機内空間Ａからシールリップ１２の内周空間Ｃへ入り込むことがあっても、この油がさらに軸周から機外空間Ｂへ漏出するのを有効に防止して軸回転時に機内空間Ａへ戻すことができるのである。
【００３０】
そして上記構成によれば、シールフランジ２１及び環状突条２２が回転軸２に一体に形成されるので、部品点数や、部品の圧入工程を削減することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  シール本体
１１  取付環
１２  シールリップ
１５  油受け
１６  ダストフィルタ
２  回転軸
２１  シールフランジ
２１ｂ  螺旋溝
２２  環状突条
３  ハウジング
Ａ  機内空間
Ｂ  機外空間
Ｓ  摺動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月7日(2012.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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