(57)【要約】【課題】異物が主リップ部に噛み込むことに起因して、密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができるシール部材を提供する。【解決手段】シール部材３は、ハウジング３０の内部側Ａの密封流体が外部側Ｂへ漏洩するのを抑制するために軸４０の外周面４０ａに摺接する主リップ部１２と、外部側Ｂの異物が内部側Ａに侵入するのを抑制するために主リップ部１２よりも外部側Ｂにおいて軸４０の外周面４０ａに摺接する補助リップ部１３とを備えている。シール部材３は、主リップ部１２における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分と、補助リップ部１３における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分との間に設けられ、軸４０の外周面４０ａとの間にラビリンス隙間Ｓを形成する副リップ部１４を備えている。【選択図】図１
2018063050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制するために、軸の外周面に摺接する主リップ部と、
大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、
前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成する副リップ部を備えていることを特徴とするシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制する主リップ部と、ハウジング内に異物が侵入するのを抑制する補助リップ部とを備えているシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジングの内周面と、ハウジング内で回転する軸の外周面との間に設けられるシール部材として知られるものに、軸の外周面に摺接してハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを防止する主リップ部と、主リップ部よりも大気側において軸の外周面に摺接することで大気中の塵埃や砂等の異物がハウジング内に侵入するのを防止する補助リップ部とを備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５９４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記シール部材にあっては、大気中に塵埃等の異物が多く含まれる環境下で用いられると、異物が補助リップ部と軸の外周面との間を通過して補助リップ部と主リップ部との間に侵入する場合がある。この場合、主リップ部における軸の外周面との摺接部分に異物が噛み込むことによって、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、異物が主リップ部に噛み込むことに起因して、密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができるシール部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシール部材は、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制するために、軸の外周面に摺接する主リップ部と、大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成する副リップ部を備えていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、主リップ部の摺接部分と補助リップ部の摺接部分との間に副リップ部を設けたので、補助リップ部と軸の外周面との間を通過して補助リップ部と主リップ部との間に侵入した異物が、主リップ部側へ移動するのを副リップ部により抑制することができる。これにより、主リップ部の摺接部分に異物が噛み込むのを抑制することができるため、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができる。また、副リップ部は、ラビリンス隙間によって軸の外周面に非接触であるため、軸の回転トルクが増加するのを防止することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、異物が主リップ部に噛み込むことに起因して、密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るシール部材を備えた密封装置を示す断面図である。
【図２】上記シール部材の副リップ部を示す図１の要部拡大断面図である。
【図３】上記シール部材からオイルが漏洩するまでの時間に関する検証試験の試験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係るシール部材を備えた密封装置を示す断面図である。図１に示すように、この密封装置１は、ハウジング３０の内周面３０ａと、その内部の軸４０の外周面４０ａとの間に設けられている。密封装置１は、例えば、自動車のエンジン（図示省略）に用いられるものであり、ハウジング３０の内部側Ａにおけるエンジンオイル等の密封流体がハウジング３０の外部側（大気側）Ｂに漏洩するのを抑制するとともに、外部側Ｂの塵埃や砂等の異物が内部側Ａに侵入するのを抑制している。なお、図１に示している密封装置１は、ハウジング３０の内周面３０ａと軸４０の外周面４０ａとの間に装着される前である変形前の自然状態を示している。
【００１０】
この密封装置１は、断面Ｌ字形の環状の芯金２と、芯金２に固定されているシール部材３と、環状のバネリング４とを備えている。芯金２は、例えば金属製の環状部材からなり、円筒部２ａと、円筒部２ａの一端部から径方向内方に折り曲げられた環状板部２ｂとを有している。
バネリング４は、いわゆるガータスプリングと呼ばれるものであり、後述する主リップ部１２の周溝１２ｅに嵌め込まれている。バネリング４は主リップ部１２を径方向内方の向きに締め付けている。
【００１１】
シール部材３は、例えば合成ゴムなどの弾性部材からなり、芯金２に加硫による接着、焼き付けなどで固定されている。シール部材３は、芯金２に固定された本体部１１と、本体部１１の内周側部から軸４０側で且つ内部側Ａへ延伸する主リップ部１２と、本体部１１の内周側部から軸４０側で且つ外部側Ｂへ延伸する補助リップ部１３と、主リップ部１２に設けられた副リップ部１４とを有している。
【００１２】
本体部１１は、芯金２の軸方向外側に設けられた軸方向外周部１１ａと、芯金２の径方向外側に設けられた径方向外周部１１ｂと、芯金２の軸方向内側に設けられた軸方向内周部１１ｃとを有している。本体部１１は、ハウジング３０の内周面３０ａ側に固定されている。これにより、密封装置１は、ハウジング３０側に固定されている。
【００１３】
主リップ部１２は、内部側Ａの密封流体を外部側Ｂへ漏洩するのを抑制するよう軸４０の外周面４０ａに締め代を持って接触している。主リップ部１２は、その断面形状がほぼＶ字形に形成されており、最小径部（頂部）がリップ先端部１２ａとされている。主リップ部１２の内周面において、リップ先端部１２ａよりも外部側Ｂに向かって漸次拡径する面が第１傾斜面１２ｂとされ、リップ先端部１２ａよりも内部側Ａに向かって漸次拡径する面が第２傾斜面１２ｃとされている。第１傾斜面１２ｂのリップ先端部１２ａ側は、軸４０の外周面４０ａに摺接する摺接面（摺接部分）とされている。
【００１４】
主リップ部１２の第１傾斜面１２ｂには、軸４０の回転（又はハウジング３０の回転）により漏洩しようとする密封流体を内部側Ａへ戻すための螺旋部１２ｄが形成されている。螺旋部１２ｄは、第１傾斜面１２ｂの周方向複数箇所に、シール部材３の中心線Ｘに対して傾斜している突起条（リブ）とされている。この突起条は、内部側Ａの密封流体が主リップ部１２の軸４０との摺接部分から外部側Ｂへ漏洩するような場合に、漏洩した密封流体を軸４０の回転に伴って内部側Ａへ戻すように機能（ポンプ機能）する。主リップ部１２の外周面には、全周に亘って断面円弧状に形成された周溝１２ｅが形成されている。
【００１５】
補助リップ部１３は、主リップ部１２よりも外部側Ｂに空間部１５を介して設けられている。つまり、補助リップ部１３の内周面（後述する第１傾斜面１３ｂ）と、主リップ部１２の内周面（第１傾斜面１２ｂ）と、軸４０の外周面４０ａとの間に環状の空間部１５が形成されている。
【００１６】
補助リップ部１３は、異物が外部側Ｂから内部側Ａへ侵入するのを抑制するよう軸４０の外周面４０ａに締め代をもって接触している。補助リップ部１３の内周面には、シール部材３の本体部１１側から外部側Ｂ（図中の左側）に向かって漸次縮径する第１傾斜面１３ｂが形成されている。また、補助リップ部１３の外周面には、シール部材３の本体部１１側から外部側Ｂに向かって漸次縮径する第２傾斜面１３ｃが形成されている。第１傾斜面１３ｂの最小径部はリップ先端部１３ａとされている。第１傾斜面１３ｂは、リップ先端部１３ａよりも内部側Ａの面が軸４０との摺接面（摺接部分）とされている。
【００１７】
図２は、シール部材３の副リップ部１４を示す図１の要部拡大断面図である。図２に示すように、副リップ部１４は、前記空間部１５において、主リップ部１２における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分と、補助リップ部１３における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分との間に設けられている。具体的には、副リップ部１４は、主リップ部１２の第１傾斜面１２ｂにおいて径方向内方に突出するように形成されている。副リップ部１４は、断面視において、主リップ部１２の螺旋部１２ｄよりも外部側Ｂに形成されている。
【００１８】
副リップ部１４は、その断面形状がほぼＶ字形に形成されており、最小径部（頂部）がリップ先端部１４ａとされている。副リップ部１４のリップ先端部１４ａよりも外部側Ｂの面は、中心線Ｘに対して垂直に延伸する垂直面１４ｂとされている。また、副リップ部１４のリップ先端部１４ａよりも内部側Ａの面は、中心線Ｘに対して所定角度α傾斜している傾斜面１４ｃとされている。副リップ部１４のリップ先端部１４ａと軸４０の外周面４０ａとの間には、ラビリンス隙間Ｓが形成されている。
【００１９】
前記ラビリンス隙間Ｓは、主リップ部１２における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分がある程度摩耗しても軸４０の外周面４０ａに接触しない寸法に設定されている。本実施形態では、例えば０．２２５ｍｍに設定されている。
前記所定角度αは、ラビリンス隙間Ｓを通過して副リップ部１４と主リップ部１２の摺接部分との間に侵入した異物を外部側Ｂに排出し易く、且つ螺旋部１２ｄと干渉しないように設定されている。本実施形態では、例えば２３度に設定されている。
【００２０】
次に、上記実施形態に係るシール部材３の効果を検証するために、本発明者らが行った検証試験の結果について説明する。この検証試験では、シール部材３よりも内部側Ａに油室を配置し、シール部材３よりも外部側Ｂにダストボックスを配置した状態で、軸４０を３０００ｒｐｍで１分間回転させた後に１分間停止させる動作を１サイクルとして繰り返し行ったときに、前記油室内のオイルが外部側Ｂに漏洩するまでの時間を測定した。なお、前記ダストボックス内には、粒子径が１５０μｍ以上の乾燥ダストが含まれており、その乾燥ダストの量はダストボックスの容積の５％（１３０ｇ）とした。また、この検証試験では、本実施形態の実施例である５個の実施例品と、副リップを有しない従来のシール部材である５個の比較例品について、それぞれ検証試験を行った。
【００２１】
図３は、オイルが漏洩するまでの時間に関する検証試験の試験結果を示している。図３に示すように、比較例品では５〜２０時間でオイルが漏洩しているのに対して、実施例品では８０〜１１０時間でオイルが漏洩しており、実施例品は比較例品よりも漏洩するまでの時間が４倍以上向上しているのが分かる。
【００２２】
以上、本実施形態のシール部材３によれば、主リップ部１２における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分と、補助リップ部１３における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分との間に副リップ部１４を設けているため、外部側Ｂから補助リップ部１３と軸４０の外周面４０ａとの間を通過した異物が、主リップ部１２側へ移動するのを副リップ部１４により抑制することができる。これにより、主リップ部１２における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分に異物が噛み込むのを抑制することができるため、密封流体が大気側Ｂへ漏洩するのを抑制することができる。また、副リップ部１４のリップ先端部１４ａは、ラビリンス隙間Ｓによって軸４０の外周面４０ａに非接触であるため、軸４０の回転トルクを増加するのを防止することができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態における副リップ部１４は、主リップ部１２に設けられているが、主リップ部１２における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分と、補助リップ部１３における軸４０の外周面４０ａとの摺接部分との間であれば、本体部１１又は補助リップ部１３に設けられていても良い。
【符号の説明】
【００２４】
３：シール部材、１２：主リップ部、１３：補助リップ部、１４：副リップ部、４０：軸、４０ａ：外周面、Ｂ：外部側（大気側）、Ｓ：ラビリンス隙間
【図１】
2018063050.tif 000003
【図２】
2018063050.tif 000004
【図３】
2018063050.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月12日(2018.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制するために、軸の外周面に摺接する主リップ部と、
大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、
前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成しその最小径部の先端部の断面形状が丸みを帯びている副リップ部を備えていることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
断面形状がほぼＶ字形に形成された副リップ部を備えており、前記副リップ部は、最小径部がリップ先端部とされ、当該副リップ部のリップ先端部よりも補助リップ側の面は、前記軸の中心線に対して垂直に延伸する垂直面とされている請求項1記載のシール部材。
【請求項３】
前記副リップ部の前記リップ先端部よりも主リップ側の面は、前記軸の中心線に対して所定角度だけ傾斜している傾斜面とされている請求項２記載のシール部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明のシール部材は、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制するために、軸の外周面に摺接する主リップ部と、大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、
前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成しその最小径部の先端部の断面形状が丸みを帯びている副リップ部を備えていることを特徴とする。