(57)【要約】【課題】摺動トルクの低さと耐ダスト性とを両立させること。【解決手段】筒状部１１２から径方向外方にフランジ１１３を延ばすスリンガ１１１を回転軸に固定し、リップ端１４３ａをスリンガ１１１のフランジ１１３に密接させるリップ１４３を有するシール部材１３１をハウジング２０１の軸孔２０２の内周面に固定するオイルシール１０１は、シール部材１３１よりも機外Ｂ側に位置させて、フィン部材１５１を回転軸側、例えばスリンガ１１１の筒状部１１２に固定する。フィン部材１５１は、気流を生じさせる面の少なくとも一部を回転軸の軸方向と平行に配置してシール部材１３１に先端部１５２ａを非接触で対面させる複数個のフィン１５２を備え、フィン１５２の先端部１５２ａと対面するシール部材１３１の領域は、機外Ｂに向けて径を拡大するテーパ形状を有している。【選択図】図１
2019199906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を収納するハウジングの軸孔の内周に固定され、前記回転軸側の部材にリップ端を密接させるリップを有するシール部材と、
前記リップよりも機外側で前記回転軸の側に固定され、半径方向上で前記シール部材に先端部を非接触で対面させ、前記回転軸の回転にしたがい遠心方向に気流を生じさせる複数個のフィンを有するフィン部材と、
を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
回転軸を収納するハウジングの軸孔の内周に固定され、前記回転軸側の部材にリップ端を密接させるリップを有するシール部材と、
前記リップよりも機外側で前記回転軸の側に固定され、気流を生じさせる面の少なくとも一部を前記回転軸の軸方向と平行に配置して前記シール部材に先端部を非接触で対面させる複数個のフィンを有するフィン部材と、
を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項３】
前記フィンの先端部と対面する前記シール部材の領域は、機外に向けて径を拡大するテーパ形状を有している、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置。
【請求項４】
前記フィン部材は、前記回転軸の回転方向と逆方向に前記フィンを傾けている、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の密封装置。
【請求項５】
前記シール部材は、前記回転軸の方向に向けて延びる固定フランジを有し、
前記フィン部材は、機外側で前記固定フランジと軸方向に重なり合う位置に前記フィンを配置している、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングと回転軸との間の隙間を密封する密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンや一般産業機械の分野では、ハウジングとこれに収納されている回転軸との間の隙間をオイルシールなどの密封装置で密封している。例えばエンジンのクランクシャフト（回転軸）とシリンダブロック（ハウジング）との間の隙間は、密封装置で密封されていなければならない。特許文献１には、このような密封装置の従来の一例が記載されている。
【０００３】
図５に示すように、特許文献１に記載されている密封装置１１は、スリンガ１２を図示しない回転軸に固定し、シール部材１３を図示しないハウジングの軸孔の内周に固定している。シール部材１３にはメインリップ１４と中間リップ１５とダストリップ１６とが設けられている。
【０００４】
メインリップ１４は、機内Ａ側に向けたリップ端１４ａをスリンガ１２のフランジ１２ａに密接させている。中間リップ１５はメインリップ１４よりも機外Ｂ側に、ダストリップ１６は中間リップ１５よりもさらに機外Ｂ側に配置されており、ともにスリンガ１２が有する筒状部１２ｂの外周面にリップ端１５ａ，１６ａを密接させている。このとき中間リップ１５のリップ端１５ａは機内Ａ側、ダストリップ１６のリップ端１６ａは機外Ｂ側にそれぞれ向けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０８４９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
密封装置には、摺動トルクの低さと耐ダスト性とが求められる。リップの数を減らせば摺動トルクは減少するが、この場合には耐ダスト性も低下してしまう。反対に耐ダスト性を向上させようとリップの数を増やすと、摺動トルクが増加してしまう。
【０００７】
このように摺動トルクの低さと耐ダスト性とを両立させることは困難であるため、改善が求められる。
【０００８】
本発明の課題は、摺動トルクの低さと耐ダスト性とを両立させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の密封装置の一態様は、回転軸を収納するハウジングの軸孔の内周に固定され、前記回転軸側の部材にリップ端を密接させるリップを有するシール部材と、前記リップよりも機外側で前記回転軸の側に固定され、半径方向上で前記シール部材に先端部を非接触で対面させ、前記回転軸の回転にしたがい遠心方向に気流を生じさせる複数個のフィンを有するフィン部材とを備えることによって上記課題を解決する。
【００１０】
本発明の密封装置の別の一態様は、回転軸を収納するハウジングの軸孔の内周に固定され、前記回転軸側の部材にリップ端を密接させるリップを有するシール部材と、前記リップよりも機外側で前記回転軸の側に固定され、気流を生じさせる面の少なくとも一部を前記回転軸の軸方向と平行に配置して前記シール部材に先端部を非接触で対面させる複数個のフィンを有するフィン部材とを備えることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、密封を必要とするハウジングとシール部材との間を非接触に保つフィン部材によって耐ダスト性を維持することができるので、摺動トルクの低さと耐ダスト性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の一形態として、密封装置を半分にして示す水平断面図。
【図２】フィン部材の正面図。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図。
【図４】フィン部材の一部を拡大して示す正面図。
【図５】従来の一例として、密封装置を半分にして示す縦断側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の一形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１４】
本実施の形態の密封装置は、例えばクランシャフトなどの回転軸（図示せず）とこれを回転自在に収納するシリンダブロックなどのハウジング２０１との間に介在し、機内Ａの密封流体が機外Ｂへ漏洩するのを抑制し、また機外Ｂの異物が機内Ａへ侵入するのを抑制するオイルシール１０１への適用例である。
【００１５】
図１に示すように、オイルシール１０１は、回転軸側の部材であるスリンガ１１１と、ハウジング２０１の軸孔２０２の内周面に固定されるシール部材１３１とを組み合わせ、回転軸の側にフィン部材１５１を固定している。
【００１６】
スリンガ１１１は金属材によって形成されており、回転軸に固定される筒状部１１２から径方向外方にフランジ１１３を延ばしている。筒状部１１２は回転軸を圧入状態で嵌合させ、これによって回転軸に対する固定状態を維持している。フランジ１１３は、回転軸の軸方向に対して直交する方向に延びている。一例として、筒状部１１２とフランジ１１３とは一体に成形されている。
【００１７】
シール部材１３１は、ハウジング２０１の軸孔２０２の内周面に固定される取付環１３２に、ゴム状弾性体１４１を被着させている。
【００１８】
取付環１３２は金属材によって形成されており、軸孔２０２の内周面に圧入状態で嵌合する筒状部１３３を外周側に備えている。筒状部１３３の機外Ｂ側の端部は径方向内方、つまり回転軸に向けて延びる固定フランジ１３４となっている。より詳細には、径方向内方に向けて延びる筒状部１３３の機外Ｂ側は、まず機外Ｂに向けて屈曲して斜めに延び（屈曲部１３３ａ）、続いて機内Ａに向けて屈曲して斜めに延び（屈曲部１３３ｂ）、最終的に軸方向と直交する方向に屈曲して回転軸に向けて延びている。軸方向と直交する方向に延びている部分が、固定フランジ１３４である。
【００１９】
ゴム状弾性体１４１は、二つの屈曲部１３３ａ，１３３ｂ及び固定フランジ１３４の機外Ｂ側の面から固定フランジ１３４の機内Ａ側の面にまで回り込んで取付環１３２に被着されている。
【００２０】
一方の屈曲部１３３ａに被着されているゴム状弾性体１４１には、径方向外方に向けて断面山形形状に突出するシール１４２が形成されている。ハウジング２０１の軸孔２０２にシール部材１３１の取付環１３２を嵌合させた際、シール１４２は、取付環１３２よりも機外Ｂ側で軸孔２０２の内周面に密接する。
【００２１】
もう一方の屈曲部１３３ｂに被着されているゴム状弾性体１４１は、フィン部材１５１が備えるフィン１５２の先端部１５２ａと対面する対向面１４４を構成する。対向面１４４については後述する。
【００２２】
ゴム状弾性体１４１は、固定フランジ１３４の機内Ａ側の面に回り込んだ領域に、リップ１４３を備えている。リップ１４３は、機内Ａ側に向けて傾斜し、リップ端１４３ａの全周をスリンガ１１１のフランジ１１３に密接させている。
【００２３】
図２に示すように、フィン部材１５１は、円環状をしている円環基部１５３の外周面に複数個のフィン１５２を等間隔で突出させている。スリンガ１１１の筒状部１１２を円環基部１５３に圧入状態で嵌合させることで、フィン部材１５１はスリンガ１１１を介して回転軸に固定される（図１参照）。
【００２４】
したがってフィン部材１５１は、回転軸の回転にしたがい回転する。このときフィン部材１５１は、気流を生じさせる面、つまり作用面１５２ｂを軸方向上の一面側に備え、この作用面１５２ｂを回転軸の軸方向と平行に配置している。作用面１５２ｂが備えられている軸方向上の一面側は、回転軸の回転にしたがいフィン部材１５１が回転する方向（図２中の矢印Ｒ方向）上、下流側となる方向である。したがってフィン部材１５１は遠心ファンを構成し、回転軸の回転にしたがい遠心方向に気流を生じさせる。
【００２５】
フィン部材１５１を正面側から見て、個々のフィン１５２は矩形形状を有しており、フィン部材１５１の回転方向（図２中の矢印Ｒ方向）と逆方向に向けて傾けられている。
【００２６】
図３に示すように、フィン部材１５１の円環基部１５３は、小径部１５３ａと大径部１５３ｂとを有している。小径部１５３ａはスリンガ１１１の筒状部１１２に嵌り合い、大径部１５３ｂは筒状部１１２と非接触状態を維持する（図１参照）。
【００２７】
図１に示すように、スリンガ１１１の筒状部１１２は、その端部に他の部分よりも僅かに大径のストッパ１１２ａを設けており、その根元の部分に他の部分よりも僅かに小径の絞り１１２ｂを形成している。ストッパ１１２ａは、筒状部１１２の端面部分を曲面に仕上げている。フィン部材１５１の円環基部１５３の一部である小径部１５３ａの内径は、ストッパ１１２ａの外径よりも僅かに小径である。円環基部１５３のもう一つの一部である大径部１５３ｂの内径は、ストッパ１１２ａの外径よりも僅かに大径である。したがってスリンガ１１１の筒状部１１２にフィン部材１５１の円環基部１５３が取り付けられたとき、フィン部材１５１はストッパ１１２ａに抜け止めされる。
【００２８】
図３に示すように、複数個のフィン１５２は、フィン部材１５１の円環基部１５３の一部である大径部１５３ｂの外周面から突出している。
【００２９】
図３及び図４に示すように、小径部１５３ａには、その内周面に複数個の弧状切欠１５４が軸方向に沿って等間隔で設けられ、これらの弧状切欠１５４の位置に合わせて端面部分に凹部１５５が形成されている。弧状切欠１５４は、内周を拡げる方向に円環基部１５３を撓みやすくする。凹部１５５は、軸方向に円環基部１５３を撓みやすくする。これによって円環基部１５３は径を拡げる方向にも軸方向にも撓みやすくなるため、スリンガ１１１の筒状部１１２にフィン部材１５１を装着する際、ストッパ１１２ａを乗り越えさせることが容易になる。
【００３０】
以上説明したフィン部材１５１は、一例としては樹脂によって成形され、別の一例としては金属を材料として形成されている。このときフィン部材１５１は、樹脂製であるか金属製であるかを問わず、一体に製造することが可能である。
【００３１】
図１に示すように、シール部材１３１の取付環１３２は、一方の屈曲部１３３ａを機外Ｂに向けて斜めに延ばし、もう一方の屈曲部１３３ｂを機内Ａに向けて斜めに延ばした上で、固定フランジ１３４を軸方向と直交する方向に配置している。このため一方の屈曲部１３３ｂと固定フランジ１３４とは断面Ｌ字形状をなしており、これに応じて、これらの部材がスリンガ１１１の筒状部１１２と対面する空間も断面Ｌ字形状に規定されている。
【００３２】
これに対してフィン部材１５１の円環基部１５３は小径部１５３ａと大径部１５３ｂとを備え、フィン１５２を大径部１５３ｂから径方向外方に突出させている。このためフィン部材１５１は、小径部１５３ａの外周面によって規定される領域と、フィン１５２の先端部１５２ａによって規定される領域とを異なる径に設定することから、断面Ｌ字形状を構成する。このようなフィン部材１５１は、大径部１５３ｂよりも小径部１５３ａを先にスリンガ１１１の筒状部１１２に嵌め合わせてフィン部材１５１に装着されている。
【００３３】
その結果シール部材１３１とフィン部材１５１とは、共に断面Ｌ字形状をなす形状上、両者間に隙間Ｇを形成して互いに非接触状態で組み合わされる。したがってフィン部材１５１のフィン１５２は、機外Ｂ側において、シール部材１３１の固定フランジ１３４と軸方向に重なり合う。このときフィン１５２の先端部１５２ａに対面するシール部材１３１の対向面１４４は、一方の屈曲部１３３ｂの断面形状をそのままなぞるため、機外Ｂに向けて径を拡大するテーパ形状となる。
【００３４】
以上のように構成されるオイルシール１０１を組み立てるには、図示しない回転軸にスリンガ１１１を装着し、ハウジング２０１の軸孔２０２にシール部材１３１を装着する。このときスリンガ１１１とシール部材１３１とは軸方向に重なり合うが、一面側が共に開放されているため、装着に際して互いに干渉し合うことがない。
【００３５】
この状態で、スリンガ１１１の筒状部１１２にフィン部材１５１を装着する。装着に際しては、前述したとおり、大径部１５３ｂよりも小径部１５３ａを先行させてスリンガ１１１の筒状部１１２に円環基部１５３を嵌め合わせる。これによって共に断面Ｌ字形状をなすシール部材１３１とフィン部材１５１とが組み合わされ、両者間に隙間Ｇが形成される。
【００３６】
作用について説明する。
【００３７】
回転軸が回転すると、シール部材１３１のリップ１４３に対してスリンガ１１１のフランジ１１３が摺動する。このときリップ１４３はその締め代によって密接状態を維持するので、オイルやブローバイガスなどの機内Ａの密封流体の機外Ｂへの流出が抑制される。
【００３８】
回転軸が回転すると、回転軸に固定されているフィン部材１５１も共に回転する。このときダストや汚水などの異物がオイルシール１０１に入り込もうとすると、異物はフィン１５２の作用面１５２ｂによって径方向外側にはじかれる。はじかれた異物はシール部材１３１の対向面１４４に衝突し、機外Ｂに送られる。
【００３９】
フィン部材１５１が回転すると、フィン１５２の作用面１５２ｂが気流を生じさせる。気流はフィン部材１５１の径方向外方、つまり遠心方向に拡がっていき、対向面１４４に衝突して機外Ｂに導かれる。このためシール部材１３１の対向面１４４とフィン１５２の先端部１５２ａとの間には、そもそもダストや汚水などの異物が入りにくい。
【００４０】
したがってシール部材１３１との間に隙間Ｇを形成するフィン部材１５１がダストシールの機能を果たすため、オイルシール１０１は、機内Ａに対する機外Ｂからの異物の浸入を抑制するこができる。このときオイルシール１０１は、ダストシールという面から見たとき、シール部材１３１と回転軸側の部材であるスリンガ１１１との間を非接触状態に維持する。このため耐ダスト性を低下させることなく摺動トルクを減少させることができ、摺動トルクの低さと耐ダスト性とを両立させることができる。
【００４１】
本実施の形態によれば、フィン１５２の先端部１５２ａと対面するシール部材１３１の領域である対向面１４４は、機外Ｂに向けて径を拡大するテーパ形状を有している。したがってフィン１５２にはじかれたり、フィン１５２によって生ずる気流に導かれたりした異物を機外Ｂに向けて送り出すことができる。その結果耐ダスト性を向上させることができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、フィン部材１５１は、回転軸の回転方向と逆方向にフィン１５２を傾けている。したがって回転軸の回転に際して、空気がフィン１５２に接触する面積が増大し、より効率的に気流を発生することができる。その結果耐ダスト性を向上させることができる。
【００４３】
本実施の形態によれば、シール部材１３１は、回転軸の方向に向けて延びる固定フランジ１３４を有し、フィン部材１５１は、機外Ｂ側で固定フランジ１３４と軸方向に重なり合う位置にフィン１５２を配置している。このためシール部材１３１とフィン部材１５１との間にラビリンス構造を構築することができ、異物の浸入抑制力を高めることが可能となる。
【００４４】
本実施の形態によれば、リップ１４３は、固定フランジ１３４に配置されている。このためリップ１４３を支持する構造を利用してフィン部材１５１との間に隙間Ｇを形成してラビリンス構造とすることができ、構造の簡略化を図ることができる。
【００４５】
本実施の形態によれば、回転軸側の部材はスリンガ１１１であり、フィン部材１５１はスリンガ１１１の筒状部１１２の外周面に固定されている。したがって軸方向の寸法を詰めることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
実施に際しては、各種の変形や変更が許容される。
【００４７】
例えば上記実施の形態では、フィン１５２の先端部１５２ａと対面する対向面１４４をテーパ形状にした一例を示したが、実施に際しては、必ずしもテーパ形状である必要はない。
【００４８】
フィン部材１５１については、気流を生じさせるフィン１５２の作用面１５２ｂを回転軸の軸方向と平行に配置する遠心ファンの構成を例示したが、実施に際してはこれに限らず、斜流ファンの構成としてもよい。一例として、フィン１５２の作用面１５２ｂの少なくとも一部を回転軸の軸方向と平行に配置し、残りの一部を回転軸の軸方向と非平行になるように屈曲させる。このような形状をフィン１５２に持たせることで、フィン部材１５１は斜流ファンの構成を備えることになり、遠心方向及び軸方向の両方向に気流を生じさせる。このとき生じさせる軸方向の気流は、機外Ｂの側に向かう気流である。つまりフィン部材１５１を斜流ファンとして構成する場合には、機外Ｂの側に向かう気流を生じさせるような形状を持たせる。
【００４９】
フィン部材１５１については、その回転方向（図２中の矢印Ｒ方向）と逆方向に向けて傾けられたフィン１５２の傾斜も必須というわけではなく、傾斜することなく半径方向に突出するフィン１５２としてもよい。
【００５０】
リップ１４３の形状や数、フィン１５２の形状や枚数、弧状切欠１５４及び凹部１５５の配置数や形状などについても各種の多様性が許容される。
【００５１】
その他にも、あらゆる変更や変形が許容される。
【符号の説明】
【００５２】
１０１    オイルシール（密封装置）
１１１    スリンガ
１１２    筒状部（スリンガの）
１１２ａ  ストッパ
１１２ｂ  絞り
１１３    フランジ
１３１    シール部材
１３２    取付環
１３３    筒状部（シール部材の）
１３３ａ，１３３ｂ  屈曲部
１３４    固定フランジ
１４１    ゴム状弾性体
１４２    シール
１４３    リップ
１４３ａ  リップ端
１４４    対向面
１５１    フィン部材
１５２    フィン
１５２ａ  先端部
１５２ｂ  作用面
１５３    円環基部
１５３ａ  小径部
１５３ｂ  大径部
１５４    弧状切欠
１５５    凹部
Ａ    機内
Ｂ    機外
Ｇ    隙間
【図１】
2019199906.tif 000003
【図２】
2019199906.tif 000004
【図３】
2019199906.tif 000005
【図４】
2019199906.tif 000006
【図５】
2019199906.tif 000007