(57)【要約】【課題】使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することのできるねじ付オイルシールを提供する。【解決手段】シールリップ６のシール面１０に、リップ先端８に接続している複数の螺旋状の第１ねじ１５と第２ねじ１６とを設ける。一方の第１ねじ１５は、断面略三角山形でシール面１０から頂点までの高さＨが長手方向に一定になるように形成する。他方の第２ねじ１６は、リップ先端８側に位置する先端部分に、断面略三角山形でリップ先端８における高さＨ１が第１ねじ１５と略同等でかつリップ先端８から大気側ＡＳに向かうにつれて少なくともその高さＨ１が漸増する漸増部１６ａを形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールリップのシール面にリップ先端に接続している複数の螺旋状のねじを突設してなるねじ付オイルシールにおいて、
前記ねじは、第１ねじと第２ねじとを備え、
前記第１ねじは、断面略三角山形で前記シール面から頂点までの高さが長手方向に一定に形成されており、
前記第２ねじは、リップ先端側に位置する先端部分に、断面略三角山形で前記リップ先端における前記高さが前記第１ねじと略同等でかつ前記リップ先端から大気側に向かうにつれて少なくともその高さが漸増する漸増部が形成されていることを特徴とするねじ付オイルシール。
【請求項２】
前記第１ねじと第２ねじとが周方向に交互配置されていることを特徴とする請求項１に記載のねじ付オイルシール。
【請求項３】
前記シールリップの油面の前記リップ先端から離間した位置に仕上げ用隆起部が形成されているとともに、前記リップ先端が型決めによって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のねじ付オイルシール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封流体の漏洩防止に用いられる密封装置の一種であるねじ付オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などに搭載されているエンジンのクランクシャフトやカムシャフトなどのシャフトが外部に露出する部位には、シールすべき密封流体としての潤滑油の漏洩防止にゴム様弾性体などからなる環状のオイルシールが多用されている。そして、オイルシールの一種として、シールリップのシール面にシール機能を流体力学的に支援する全長に亘って断面形状が略三角山形で一様な螺旋状の複数のねじをリップ先端に接続するように形成したねじ付オイルシールが知られている。
【０００３】
しかし、このような従来のねじ付オイルシールにおいては、ねじのシール面から頂点までの高さおよび幅が全長に亘って一定であるため、初期密封性は確保できるものの、回転軸の回転時間である使用時間の経過にともなって、シールリップのリップ先端の摩耗が進行すると、この摩耗の進行にともなって、リップ先端とともに回転軸に接しているねじのリップ先端側に位置する先端部の摩耗が増加して徐々に平滑となり、密封側から大気側に漏洩しようとする密封流体を密封側に位置させるねじによるポンプ効果が徐々に低下するので、リップ先端の摩耗量の増加にともなって密封性能が低下して密封流体の漏れに至るまでの寿命が短いという問題があった。
【０００４】
そこで、シールリップのリップ先端の摩耗によるシール性の低下を防止することのできるねじ付オイルシールとして、リップ先端に接続している複数の螺旋ねじを、第１ねじと第２ねじの２種類としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。一方の第１ねじは、シール面から頂点までの高さが長手方向に一定な一定高ねじとされている。また、他方の第２ねじは、リップ先端に近い部分の高さが第１ねじと略同等の高さの低隆起部とされ、リップ先端から遠い部分の高さが低隆起部より高い高隆起部とされた段付きねじとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７３７９８号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した従来のねじ付オイルシールにおいては、段付きねじのリップ先端に近い部分を高さが一定の低隆起部とする構成となっているため、使用初期から低隆起部が摩耗して高隆起部が回転軸に接触するまでの期間はシール性の低下を防止する効果を得ることができないという問題点があった。すなわち、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することができないという問題点があった。
【０００７】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することのできるねじ付オイルシールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため特許請求の範囲の請求項１に係る本発明のねじ付オイルシールの特徴は、シールリップのシール面にリップ先端に接続している複数の螺旋状のねじを突設してなるねじ付オイルシールにおいて、前記ねじは、第１ねじと第２ねじとを備え、前記第１ねじは、断面略三角山形で前記シール面から頂点までの高さが長手方向に一定に形成されており、前記第２ねじは、リップ先端側に位置する先端部分に、断面略三角山形で前記リップ先端における前記高さが前記第１ねじと略同等でかつ前記リップ先端から大気側に向かうにつれて少なくともその高さが漸増する漸増部が形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、使用初期より第２ねじの漸増部が回転軸に接触するとともに、リップ先端の摩耗の進行にともなって第２ねじの高さが高くなるので、使用初期よりシール性の低下を防止する効果が発揮される。その結果、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明のねじ付オイルシールの特徴は、請求項１において、前記第１ねじと第２ねじとが周方向に交互配置されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、第１ねじと第２ねじとが周方向に均等に配置されるので、密封側から大気側に漏洩しようとする密封流体を密封側に位置させようとするポンプ量も周方向に均等となり、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を確実に保持することができる。
【００１０】
また、請求項３に係る本発明のねじ付オイルシールの特徴は、請求項１または請求項２において、前記シールリップの油面の前記リップ先端から離間した位置に仕上げ用隆起部が形成されているとともに、前記リップ先端が型決めによって形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、リップ先端をオイルシール仕上げ用メスを用いたメスカット仕上げ加工を施すことなく成型用金型による型決めにて形成することができるので、リップ先端をメスカット仕上げ加工する場合に生じるメスカット位置のバラツキによるリップ先端におけるねじの高さのバラツキを防止することができる。その結果、精度の高いねじを容易に得ることができるので、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能をより確実に保持することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１２】
図１から図５は本発明に係るねじ付オイルシールの実施形態を示すものである。図１に示すように、本実施形態のねじ付オイルシール１は、回転軸２とハウジング３との間に装着されるように形成されている。そして、ねじ付オイルシール１は、断面略Ｌ字形状に形成された環状の補強環４に、ゴム様弾性体で形成されたシール本体５が一体に焼き付けられて形成されている。
【００１３】
前記シール本体５には、補強環４の内周部から密封側ＯＳに向かって徐々に縮径するように形成された環状のシールリップ６と、補強環４の内周部から大気側ＡＳに向かって徐々に縮径するように形成された環状のダストリップ７とが形成されており、シールリップ６は、回転軸２と適宜な締代を有し、回転軸２と接触するリップ先端８を有している。そして、シールリップ６には、リップ先端８から密封側ＯＳに向けて拡径された所定の油面角を有する油面９と、リップ先端８から大気側ＡＳに向けて拡径された所定のシール角を有するシール面１０とを有しており、シール面１０のリップ先端８側の所望の領域が、装着状態において回転軸２の表面に適宜な締代をもって当接するようにされている。また、シールリップ６のリップ先端８の径方向外側の背面には、シールリップ６と回転軸２との間のラジアル方向の緊迫力を保持するためのガータースプリング１１が配設されている。
【００１４】
前記シール面１０には、密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって漏洩しようとする図示しない潤滑油などの密封流体を常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を具備する第１ねじ１５と第２ねじ１６との２種類のねじが交互に周方向に等分に形成されている。これらの第１ねじ１５および第２ねじ１６は、図２から図４に詳示するように、傾斜角度θ１が１０〜３０度、本実施形態においては２０度程度、頂角θ２が８０〜１００度、本実施形態においては９０度程度の断面略三角山形とされている。
【００１５】
前記一方の第１ねじ１５は、シール面１０から頂点までの高さＨが長手方向に一定の高さ、本実施形態においては０．０３〜０．０８ｍｍ程度、に形成されている一定高ねじとされている。
【００１６】
また、他方の第２ねじ１６は、リップ先端８側に位置する先端部分の高さＨ１が前記第１ねじ１５の高さＨと略同等とされ、リップ先端８から大気側ＡＳに向かうにつれて少なくともその高さが漸増するように、大気側ＡＳに向かう長手方向への傾斜角度θ３が３〜８度程度、本実施形態においては６度程度、に形成されている漸増部１６ａを有する漸増高ねじとされている。さらに、本実施形態の第２ねじ１６は、リップ先端８から遠い部分の高さＨ２が長手方向に一定の高さ、本実施形態においては０．２５ｍｍ程度、に形成されている。なお、第２ねじ１６としては、リップ先端８から大気側ＡＳに向かって高さが漸増するように形成されていればよく、リップ先端８から遠い部分に、長手方向に一定の先端部分の高さＨ１より高い部位を必ずしも形成しなくてもよい。また、第２ねじ１６の幅は長手方向に亘って一定の構成としたり、高さとともに漸増する構成としたりすることができる。
【００１７】
前記各値θ１、θ２、θ３、Ｈ、Ｈ１、Ｈ２は、使用条件、設計コンセプトなどの必要に応じて決定すればよく、特に、本実施形態の値に限定されるものではない。
【００１８】
前記シールリップ６の油面９の前記リップ先端８から離間した位置には仕上げ用隆起部２０が形成されている。そして、油面９に仕上げ用隆起部２０を設ける構成とすることで、シール本体５の加硫成型時に用いる図示しない成型金型に、仕上げ用隆起部２０と、第１ねじ１５および第２ねじ１６に対応する部位を形成し、この成型金型を用いた加硫成型によって、前記リップ先端８および第１ねじ１５ならびに第２ねじ１６を、型決めにより形成することができるようになっている。この場合、成型金型の第１ねじ１５および第２ねじ１６に対応する部位は、彫刻などにより形成するとよい。
【００１９】
前記仕上げ用隆起部２０の形状としては各種の形状を用いることができる。この仕上げ用隆起部２０の変形例の一つを図５に示す。図５に示す仕上げ用隆起部２０Ａは、油面９のリップ先端８側を除く部位を図５の破線領域に示すように密封側ＯＳに向かって隆起させて形成した後、図示しない仕上げメスにより図５の破線領域にて示す部位を除去することにより形成したものである。この場合の仕上げメスは、リップ先端８および油面９の形成には寄与させないことが肝要である。
【００２０】
その他の構成については、従来公知のねじ付オイルシールと同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【００２１】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００２２】
本実施形態のねじ付オイルシール１によれば、弾性を有するシールリップ６の径方向内側のシール面１０に、リップ先端８に接続している２種類の複数の螺旋状の第１ねじ１５および第２ねじ１６を交互に周方向等ピッチに突設してあるので、これらの第１ねじ１５および第２ねじ１６のそれぞれのリップ先端８側の所望の領域が装着状態において回転軸２と接することとなる。そして、リップ先端８は回転軸２と全周に亘って連続的に接することになるので、回転軸２が停止しているときの密封性能を確実に保持することができる。
【００２３】
このようにして摩耗していない状態若しくは摩耗量が少ない状態のリップ先端８が回転軸２と接触した使用初期においては、第１ねじ１５としての一定高ねじのリップ先端８側に位置する先端部と、第２ねじ１６としての漸増高ねじのリップ先端８側に位置する先端部との両者がともに回転軸２に接触して密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって漏洩しようとする図示しない密封流体を常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を同時に発揮させることができる。これにより第１ねじ１５および第２ねじ１６の総和による大きなポンプ作用が得られ、リップ先端８の摩耗初期におけるポンプ量を充分に保持することができる。
【００２４】
その後、リップ先端８の摩耗が進行すると、リップ先端８の摩耗の進行にともなって第２ねじ１６としての漸増高ねじの漸増部１６ａが回転軸２に徐々に接触して行くので、回転軸２と接する第２ねじ１６のシール面１０からの高さが徐々に高くなり、第２ねじ１６による図示しない密封流体を常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を徐々に増加させることができるので、安定した密封性能をオイルシールの使用初期から長期間に亘り確実に保持することができる。すなわち、リップ先端８の摩耗の進行にともなって第２ねじ１６の高さが高くなるので、使用初期よりシール性の低下を防止する効果が発揮されることになる。
【００２５】
また、本実施形態においては、２種類のねじ１５，１６を交互に配置しているために、第１ねじ１５と第２ねじ１６とが周方向に均等に配置されるので、ポンプ量も周方向に均等となり、精度の高い密封性能を発揮させることができる。
【００２６】
さらに、本実施形態においては、シールリップ６の油面９のリップ先端８から離間した位置に仕上げ用隆起部２０が形成されているとともに、リップ先端８が型決めによって形成されているから、リップ先端８をオイルシール仕上げ用メスを用いたメスカット仕上げ加工を施すことなく成型用金型による型決めにて形成することが容易かつ確実にできるので、リップ先端８をメスカット仕上げ加工する場合に生じるメスカット位置のバラツキによるリップ先端８における第１ねじ１５および第２ねじ１６の高さＨ，Ｈ１のバラツキを防止することができる。その結果、精度の高い第１ねじ１５および第２ねじ１６を容易に得ることができるので、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能をより確実に保持することができる。
【００２７】
つぎに、図６により、本発明のねじ付オイルシール１の性能について、一様な螺旋状のねじを用いた従来品１（図示しない広く一般的に使用されているねじ付オイルシール）および特開２００１−１７３７９８号公報記載の従来品２と比較して説明する。
【００２８】
図６はオイルシールの使用にともなうリップ摩耗巾とねじによるポンプ量との関係を示したものである。
【００２９】
この場合の測定条件は、回転軸２の直径を４０ｍｍ、回転数を３０００ｒｐｍ、シールすべき密封流体たるオイルをエンジンオイル１０Ｗ−３０、油温を１２０℃とした。また、図６におけるリップ摩耗巾は、シールリップ６のリップ先端８が摩耗した場合の内周面の軸方向長さとしている。
【００３０】
さらに、図６の本発明品の第１ねじ１５および第２ねじ１６の形状、大きさなどは前記実施形態のとおりとし、図６の従来品１は前記本実施形態の第１ねじ１５と同一大のねじを本実施形態の両ねじ１５、１６の総和数と同数設けてあり、図６の従来品２は前記本実施形態の第１ねじ１５と同一大の第１ねじと、ねじのリップ先端に近い部分の高さが本実施形態の第１ねじ１５と略同等の高さの低い低隆起部とし、リップ先端から遠い部分の高さが前記低隆起部より高い高隆起部とを有する段付ねじからなる第２ねじとを本実施形態の第１ねじ１５および第２ねじ１６と同数だけ設けてある。
【００３１】
図６より、本発明品はオイルシールの使用初期においても従来品１、２と同等のポンプ量を保持している。そして、オイルシールの使用時間が進行すると、従来品１のオイルシールは、時間の経過にともなってシールリップのリップ先端が摩耗するにつれポンプ量が大きく低減してしまい、ねじによるポンプ効果が小さくなり、シール性が大きく低下することが明白である。
【００３２】
また、従来品２のオイルシールは、従来品１に比べると、ポンプ量の低下が少なく、シール性の低下は少ないものの、段付きねじのリップ先端に近い部分を高さが一定の低隆起部とする構成となっているため、使用初期から低隆起部が摩耗して高隆起部が回転軸に接触するまでの期間はポンプ量が従来品１と略同様に大きく低減し、シール性の低下を防止する効果を得ることができないことが明白である。
【００３３】
これらの従来品１、２に対して、本発明品は、リップ先端８の摩耗が進行しリップ摩耗巾が約０．５ｍｍを越えてからのリップ摩耗巾の増加にともなうポンプ量の低下については従来品２と同等であるものの、使用初期におけるリップ摩耗巾の増加にともなうポンプ量の低下量が従来品２より少なく、使用初期よりシール性の低下を防止する効果が発揮されていることが明白である。すなわち、本発明品は、使用初期からリップ先端８の摩耗の進行にともなって第２ねじ１６の漸増部１６ａの高さが徐々に高くなるので、ポンプ量の低下量を従来品２より格段に緩やかにすることができる。
【００３４】
したがって、本発明によれば、オイルシールの使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持できることがわかる。
【００３５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、第１ねじや第２ねじを複数本ずつ交互に配置したり、第１ねじおよび第２ねじを右ねじあるいは左ねじとするなど、必要に応じて変更することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明のねじ付オイルシールによれば、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００３７】
また、請求項２に係る本発明のねじ付オイルシールによれば、ポンプ量も周方向に均等となり、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を確実に保持することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００３８】
さらに、請求項３に係る本発明のねじ付オイルシールによれば、精度の高いねじを容易に得ることができるので、使用初期から長期間に亘り安定した密封性能をより確実に保持することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るねじ付オイルシールの実施形態の要部を示す縦断面図
【図２】図１のねじ付きオイルシールのねじを示す拡大断面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図
【図５】本発明に係るねじ付オイルシールの仕上げ用隆起部の変形例を示す拡大断面図
【図６】本発明に係るねじ付オイルシールと２例の従来例とのリップ摩耗巾とねじによるポンプ量との関係を示す線図
【符号の説明】
１  ねじ付オイルシール
２  回転軸
４  補強環
５  シール本体
６  シールリップ
８  リップ先端
９  油面
１０  シール面
１５  第１ねじ
１６  第２ねじ
１６ａ  漸増部
２０  仕上げ用隆起部
ＡＳ  大気側
ＯＳ  密封側
θ１  （第１ねじ１５および第２ねじ１６の）傾斜角度
θ２  （第１ねじ１５および第２ねじ１６の）頂角
θ３  （第２ねじ１６の大気側ＡＳに向かう長手方向への）傾斜角度
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２  高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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