(57)【要約】      （修正有）【課題】回転軸にオイルシールが密接摺動する構造の密封装置において、オイルシールのシールリップの耐熱性および耐久性を向上させ、もって長期間に亙って良好なシール性能を発揮する密封装置を提供する。【解決手段】ハウジング１１および回転軸２１間に配置されるオイルシール１を有し、オイルシール１は、密封流体側Ａに向けて配置されるとともに回転軸２１の外周面２１ａに摺動自在に密接して密封流体をシールするシールリップ４を有する。回転軸２１は、その外周面２１ａにおけるシールリップ４との摺動部よりも大気側Ｂの部位に螺旋溝２２を有し、螺旋溝２２は回転時、シールリップ４へ向けての空気流を発生させて空気流によりシールリップ４を冷却するとともにシールリップ４へ圧力を作用させる。また螺旋溝２２の外周に、空気流の流路の径方向幅を狭めるための筒状ガイド６が配置され、筒状ガイド６はオイルシール１によって保持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングおよび回転軸間に配置されるオイルシールを有し、
前記オイルシールは、密封流体側に向けて配置されるとともに前記回転軸の外周面に摺動自在に密接して密封流体をシールするシールリップを有し、
前記回転軸は、その外周面における前記シールリップとの摺動部よりも大気側の部位に螺旋溝を有し、前記螺旋溝は回転時、前記シールリップへ向けての空気流を発生させて前記空気流により前記シールリップを冷却するとともに前記シールリップへ圧力を作用させ、
前記螺旋溝の外周に、前記空気流の流路の径方向幅を狭めるための筒状ガイドが配置され、前記筒状ガイドは前記オイルシールによって保持されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１記載の密封装置において、
前記筒状ガイドは、筒状部の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けてフランジ部を一体成形したものであって、前記筒状部が前記流路の径方向幅を狭めるためのガイド部とされるとともに前記フランジ部が前記オイルシールによって保持されるための被保持部とされていることを特徴とする密封装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の密封装置において、
前記筒状ガイドは、その内周面が前記螺旋溝を形成するネジ山の頂部に摺動自在に接触することを特徴とする密封装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の密封装置において、
前記筒状ガイドは、その内周面が前記螺旋溝を形成するネジ山の頂部と微小な径方向間隙を介して対向する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、回転軸にオイルシールが密接摺動する構造の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、自動車関連の分野で用いられ、または一般汎用機械などで用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から図３に示すように、ハウジング５１と前記ハウジング５１の軸孔５１ａに挿通した回転軸５２との間をシールすべくハウジング５１の軸孔５１ａ内周に固定され、シールリップ５４が回転軸５２の外周面に摺動自在に密接する構造の密封装置（オイルシール）５３が広く知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この従来の密封装置５３は、貧潤滑条件や高周速条件、中空軸など軸の放熱性が良くない条件のもとで使用される場合、シールリップ５４の耐熱性が不足してシールリップ５４の摺動面５４ａにクラックなどが発生することによりシール性が低下し、漏れに至ることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３０３６３号公報（図４）
【特許文献２】特開平５−１９６１４７号公報
【０００５】
また、上記特許文献２（特開平５−１９６１４７号公報）に、シールリップが摺動自在に密接するスリンガーを有し、このスリンガーに螺旋溝が設けられ、この螺旋溝によるポンピング作用によって密封流体を押し戻すことによりシール性を向上させる技術が記載されている。しかしながらこの従来の密封装置は、本発明との目的の相違に応じて螺旋溝がシールリップの直下位置に設けられている点で本発明と構成上相違し、また本発明の筒状ガイドに相当する構成要素を有していない点でも本発明と構成上相違する。
【発明の概要】
【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、回転軸にオイルシールが密接摺動する構造の密封装置において、オイルシールのシールリップの耐熱性および耐久性を向上させることができ、もって長期間に亙って良好なシール性能を発揮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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、ハウジングおよび回転軸間に配置されるオイルシールを有し、前記オイルシールは、密封流体側に向けて配置されるとともに前記回転軸の外周面に摺動自在に密接して密封流体をシールするシールリップを有し、前記回転軸は、その外周面における前記シールリップとの摺動部よりも大気側の部位に螺旋溝を有し、前記螺旋溝は回転時、前記シールリップへ向けての空気流を発生させて前記空気流により前記シールリップを冷却するとともに前記シールリップへ圧力を作用させ、前記螺旋溝の外周に、前記空気流の流路の径方向幅を狭めるための筒状ガイドが配置され、前記筒状ガイドは前記オイルシールによって保持されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記筒状ガイドは、筒状部の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けてフランジ部を一体成形したものであって、前記筒状部が前記流路の径方向幅を狭めるためのガイド部とされるとともに前記フランジ部が前記オイルシールによって保持されるための被保持部とされていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１または２記載の密封装置において、前記筒状ガイドは、その内周面が前記螺旋溝を形成するネジ山の頂部に摺動自在に接触することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１または２記載の密封装置において、前記筒状ガイドは、その内周面が前記螺旋溝を形成するネジ山の頂部と微小な径方向間隙を介して対向することを特徴とする。
【００１１】
上記構成の密封装置においては、回転軸が回転すると、回転軸の外周面に設けられた螺旋溝が回転し、この螺旋溝の回転によってシールリップへ向けて空気流が発生する。空気流はシールリップの大気側側面に吹き付けられてシールリップを冷却し、シールリップに軸との摺動による熱が蓄えられるのを抑制する。また空気流によってシールリップの大気側側面に圧力が作用してシールリップを回転軸から持ち上げようとするため、シールリップの軸への緊迫力が低下し、摺動発熱が低下する。したがってシールリップが直接冷却されるとともにシールリップに発生する摺動発熱が低減されるため、シールリップの熱劣化や摺動摩耗が抑制され、その耐熱性や耐久性が向上する。尚、本発明において回転軸には、スリンガーやスリーブなど回転軸に固定されて共回りする部品が含まれる。空気としては一般にいわゆる外気が用いられる。
【００１２】
空気流は、螺旋溝によるポンピング作用によって発生するため、その流量を増やしたり流速を速めたりするには、その流路を可及的に狭くすることが望ましい。そこで本発明では、螺旋溝の外周に、空気流の流路の径方向幅を狭めるための筒状ガイドを配置する構成とし、これにより流路を狭めることにした。筒状ガイドはオイルシールによって保持される。
【００１３】
筒状ガイドの好適例としては、筒状部の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けてフランジ部を一体成形した断面略Ｌ字形の環状部品とする。このうち筒状部は、流路の径方向幅を狭めるべく螺旋溝の外周に配置されるガイド部とされ、フランジ部は、オイルシールによって保持されるべくオイルシールに組み付けられる被保持部とされる。
【００１４】
また、流路を狭めるには、筒状ガイドの内周面を、螺旋溝を形成するネジ山の頂部に摺動自在に接触させるのが好適であるが、ガイドの材質上、摺動トルクの増大や摺接音の発生が懸念される場合には、筒状ガイドの内周面を、螺旋溝を形成するネジ山の頂部と微小な径方向間隙を介して対向させる。
【００１５】
尚、本発明において、螺旋溝はシールリップへ向けて空気流を発生させるものであるので、回転軸の外周面におけるシールリップとの摺動部よりも大気側の部位に設けられるが、この大気側の部位のみに設けられる。すなわち螺旋溝はシールリップとの摺動部には設けられないものであって、この点で本発明は、螺旋溝をシールリップとの摺動部に設けてそのポンピング作用によって密封流体を押し戻す上記特許文献２記載の従来技術とは相違する。本発明においてシールリップは、螺旋溝が設けられていない回転軸の円筒面に接触するので、いわゆる静止漏れ（回転軸の停止時に螺旋溝を伝って密封流体が漏れること）が有効に抑制されることになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１７】
すなわち、上記構成を有する本発明の密封装置においては、回転軸の回転時に螺旋溝が回転することによりシールリップへ向けて空気流が発生し、この空気流がシールリップに吹き付けられるために、シールリップが冷却されるとともにシールリップに圧力が作用してシールリップの緊迫力が低減される。螺旋溝の外周には空気流の流路の径方向幅を狭めるための筒状ガイドが配置されているため、空気流は流量や流速が大きな状態でオイルシールに吹き付けられる。したがってシールリップの熱劣化や摺動摩耗を抑制することができ、その耐熱性や耐久性を向上させることができる。また、螺旋溝は回転軸の外周面の一部のみに設けられているため、シールリップによっていわゆる静止漏れを抑制することも可能とされている。したがってこれら相俟って本発明よれば、長期間に亙って良好なシール性能を発揮する密封装置を提供することができる。
【００１８】
また、筒状ガイドが、筒状部の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けてフランジ部を一体成形したものである場合には、筒状部およびフランジ部による断面略Ｌ字形の構造によって筒状部がガイド部を担当するとともにフランジ部が被保持部を担当する。したがって断面Ｌ字形の部品１つを追加することによって、オイルシールと螺旋溝との間で流路の径方向幅を狭める構造を容易に実現することができる。
【００１９】
また、筒状ガイドの内周面をネジ山の頂部に摺動自在に接触させることにより空気流の流量や流速を一層増大させることができ、筒状ガイドの材質上、摺動トルクの増大や摺接音の発生が懸念される場合でも、筒状ガイドの内周面をネジ山の頂部と微小な径方向間隙を介して対向させることにより、これら摺動トルクの増大や摺接音の発生を防止したうえで空気流の流量や流速を可及的に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図２】本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図３】従来例に係る密封装置の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）リップの大気側面の軸に螺旋状のネジ溝を設置、外部の空気を供給しリップ温度を低下させるとともに、空気の供給によりリップ大気側の内圧を高くすることで、リップが持ち上げられ、緊迫力が低下し、摺動発熱が低下する。
（２）螺旋ネジによって冷たい空気を供給し、リップ近傍の温度を低下させる。空気の供給によりリップ大気側の内圧をリップ油側より高くし、高回転時のリップ緊迫力を下げて摺動発熱を低く抑える。
【実施例】
【００２２】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施例に係る密封装置の要部断面を示しており、当該実施例に係る密封装置は、以下のように構成されている。
【００２４】
すなわち当該密封装置は、ハウジング１１および回転軸２１間に配置されるオイルシール１を有しており、このオイルシール１は、密封流体側Ａに向けて配置されるとともに回転軸２１の外周面２１ａに摺動自在に密接して密封流体をシールするシールリップ４を有している。回転軸２１は中空軸とされている。回転軸２１の外周面２１ａにおけるシールリップ４との摺動部よりも大気側Ｂの部位に螺旋溝２２が設けられ、この螺旋溝２２は軸回転時、シールリップ４へ向けて空気流を発生させ、この空気流によってシールリップ４を冷却するとともにシールリップ４へ圧力を作用させるものとされている。また、螺旋溝２２の外周に、空気流の流路７の径方向幅を狭めるための筒状ガイド（スリンガー／固定フランジ）６が配置され、この筒状ガイド６はオイルシール１によって保持され、オイルシール１から径方向内方へ張り出している。
【００２５】
以下、構成要素ごとに詳細を説明する。
【００２６】
先ず、オイルシール１は、金属環２にゴム状弾性体３を被着（加硫接着）したものであって、ハウジング１１の軸孔１１ａ内周面に所定の嵌合代をもって嵌合されている。このうち金属環２は、筒状部（外周筒部）２ａの軸方向一方（図では左方すなわち大気側Ｂ）の端部から径方向内方へ向けてフランジ部（内向きフランジ部）２ｂを一体成形したものであって断面Ｌ字形に形成されている。ゴム状弾性体３は、金属環２の筒状部２ａの外周面に被着されて金属環２およびハウジング１１間をシールする外周ゴム部３ａと、フランジ部２ｂの軸方向一方の端面に被着された外側端面ゴム部３ｂと、フランジ部２ｂの軸方向他方（図では右方すなわち密封流体側Ａ）の端面に被着された内側端面ゴム部３ｃと、筒状部２ａの内周面に被着された内周ゴム部３ｄとを一体に有し、内側端面ゴム部３ｃの内周端部から軸方向他方へ向けてシールリップ４が一体成形されている。シールリップ４はそのリップ端４ａを回転軸２１の外周面２１ａに摺動自在に密接させて密封流体をシールするものであって、リップ端４ａの外周部には回転軸２１に対する締め代調整用のガータスプリング５が嵌合されている。
【００２７】
回転軸２１は、所定の軸方向長さの円筒状外周面２１ａを有し、この外周面２１ａにおけるシールリップ４との摺動部よりも大気側Ｂの部位に螺旋溝２２が設けられている。螺旋溝２２は軸回転時、シールリップ４へ向けて空気流を発生させる向きに螺旋を切られており、この空気流によってシールリップ４を冷却するとともにシールリップ４へ高圧を作用させる。尚、螺旋溝２２は回転軸２１の外周面２１ａにおけるシールリップ４との摺動部よりも大気側Ｂの部位のみに設けられており、シールリップ４との摺動部はネジが設けられていない円筒面のままとされている。
【００２８】
筒状ガイド６は、筒状部（内周筒部）６ａの軸方向一方の端部から径方向外方へ向けてフランジ部（外向きフランジ部）６ｂを一体成形したものであって断面Ｌ字形に形成されている。このうち筒状部６ａは、流路７の径方向幅を狭めるべく螺旋溝２２の外周に同軸上に配置されるガイド部とされ、一方、フランジ部６ｂは、オイルシール１によって保持されるべくオイルシール１に組み付けられる被保持部とされ、具体的にはオイルシール１における金属環２のフランジ部２ｂと内側端面ゴム部３ｃとの間に挟まれた状態で保持されている。
【００２９】
また、この筒状ガイド６は、耐摩耗性に優れる所定の樹脂材料によって成形されており、その内周面６ｃは、螺旋溝２２を形成するネジ山の頂部に摺動自在に接触している。
【００３０】
上記構成の密封装置は、密封流体側Ａから大気側Ｂへ密封流体が漏れないようにシールするものであって、回転軸２１が回転すると、回転軸２１の外周面２１ａに設けられた螺旋溝２２が回転し、螺旋溝２２の回転によってシールリップ４へ向けて空気流が発生する。シールリップ４は回転軸２１の外周面２１ａに摺動自在に密接した状態にあり、このシールリップ４の大気側側面に空気流が吹き付けられてシールリップ４を冷却（空冷）し、シールリップ４に回転軸２１との摺動による熱が蓄えられるのを抑制する。また、空気流によってシールリップ４の大気側側面（斜面）に高圧が作用してシールリップ４を回転軸２１から持ち上げようとするため、シールリップ４の回転軸２１に対する緊迫力が低下し、摺動発熱そのものも低下する。螺旋溝２２の外周には筒状ガイド６が配置されているため、流路７は狭く設定され、よって空気流は流量や流速が増大せしめられているので、空気流による冷却効果および緊迫力低減効果は頗る大きい。したがってこのようにシールリップ４が直接冷却されるとともにシールリップ４に発生する摺動発熱そのものが低減されるため、シールリップ４に熱劣化や摺動摩耗が発生するのが抑制され、耐熱性や耐久性が向上せしめられる。また、螺旋溝２２が回転軸２１の外周面２１ａにおけるシールリップ４との摺動部よりも大気側Ｂの部位のみに設けられ、シールリップ４は螺旋溝２２が設けられていない回転軸２１の円筒面に接触するので、いわゆる静止漏れが抑制される。したがって以上のことから、長期間に亙って良好なシール性能が発揮される。
【００３１】
尚、上記の実施例では、筒状ガイド６が、耐摩耗性に優れる所定の樹脂材料によって成形されてその内周面６ｃが、螺旋溝２２を形成するネジ山の頂部に摺動自在に接触するように構成されているが、この筒状ガイド６が例えば金属材料によって成形されて摺動トルクの増大や摺接音の発生が懸念される場合には、図２に示すように、筒状ガイド６の内周面６ｃをネジ山の頂部と微小な径方向間隙ｄを介して対向させる（非接触とする）のが好適であり、これにより摺動トルクの増大や摺接音の発生を未然に防止することができ、そのうえで上記冷却効果および緊迫力低減効果を発揮することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  オイルシール
２  金属環
２ａ，６ａ  筒状部
２ｂ，６ｂ  フランジ部
３  ゴム状弾性体
３ａ  外周ゴム部
３ｂ，３ｃ  端面ゴム部
３ｄ  内周ゴム部
４  シールリップ
４ａ  リップ端
５  ガータスプリング
６  筒状ガイド
６ｃ  内周面
７  流路
１１  ハウジング
１１ａ  軸孔
２１  回転軸
２１ａ  外周面
２２  螺旋溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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