(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ケースとシャフトの間の隙間を密封するためのオイルシールを、製造コストを削減しながら、使用期間の延長が可能であるように改良する。【解決手段】　支持体と、この支持体に取り付けられている固定シール要素及び運動用シール要素を備え、固定シール要素及び運動用シール要素が異なる材料から形成され、支持体が半径方向にシャフトに向かって延伸するリング部とシャフトに対して軸方向に延伸するシリンダ部を有するものにおいて、運動用シール要素７が、支持体の半径方向に延伸するリング部31に固定され、その固定箇所32でリング部31の両側の面を取り囲み、固定シール要素６が、運動用シール要素７から半径方向に間隔８をおいて、かつ支持体５の軸方向に延伸するシリンダ部33に配置されているオイルシール。【選択図】図１
2004069065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースとシャフトの間の隙間を密封するためのオイルシールであって、支持体と、この支持体に取り付けられている固定シール要素及び運動用シール要素を備え、当該固定シール要素及び運動用シール要素が異なる材料から形成され、前記支持体が半径方向に前記シャフトに向かって延伸するリング部と前記シャフトに対して軸方向に延伸するシリンダ部を有するものにおいて、
　前記運動用シール要素（７）が、前記支持体の半径方向に延伸するリング部（31）に固定され、その固定箇所（32）で当該リング部（31）の両側の面を取り囲み、
　前記固定シール要素（６）が、前記運動用シール要素（７）から半径方向に間隔（８）をおいて、かつ前記支持体（５）の軸方向に延伸するシリンダ部（33）に配置されているオイルシール。
【請求項２】
前記支持体（５）が、靭性のある材料、特に金属から形成されている請求項１記載のオイルシール。
【請求項３】
前記運動用シール要素（７）から前記固定シール要素（６）までの半径方向の間隔が、最低0.5mmである請求項１又は２記載のオイルシール。
【請求項４】
前記シール要素（６、７）と前記支持体（５）が、接着促進剤の使用下、加硫によって結合されている請求項１から３までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項５】
前記運動用シール要素（７）が、前記シャフト（３）へ前記オイルシールを適用することによって、パッキン形状となる請求項１から４までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項６】
前記運動用シール要素（７）が少なくとも前記シャフト（３）を囲むパッキンの範囲内で、前記シャフト（３）に対向する前記運動用シール要素の面（40）に、密封すべき媒体を押し戻すための溝群が設けられている請求項１から５までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項７】
前記運動用シール要素（７）のパッキン縁部（41）に遮断部が設けられている請求項１から６までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項８】
前記運動用シール要素（７）の、前記シャフト（３）とは反対側の面（42）に、同心状又はねじ状の溝群が設けられている請求項１から７までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項９】
前記溝群が一条又は多条である請求項６から８までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項１０】
前記運動用シール要素（７）のパッキンが、周囲空間（２）又は密封すべき空間の側に曲げられて張り出している請求項１から９までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項１１】
前記固定シール要素（６）が、その半径方向外側（34）の面に前端ベベル（14）及び／又は後端ベベル（15）を有する請求項１から１０までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項１２】
前記固定シール要素（６）の半径方向外側（34）の面が波形形状である請求項１から１１までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【請求項１３】
前記ケース（４）に取り付けられているセンサ（10）と共に機能するセンサホイール（12）又は多重極ホイール（11）が、前記シャフト（３）に設けられている請求項１から１２までのいずれか一項に記載のオイルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ケースとシャフト貫通部の間の隙間を密封するためのオイルシールであって、支持体と、この支持体に取り付けられている固定シール要素及び運動用シール要素を備えているものにおいて、固定シール要素及び運動用シールが異なる材料からなり、支持体が半径方向にシャフトに向かって延伸するリング部とシャフトに対して軸方向に延伸するシリンダ部を有する。
【背景技術】
【０００２】
　固定シールが固定されている支持体を有するオイルシールが公知である（例えば特許文献１参照）。この支持体は、半径方向にシャフトに向かうリング部とシャフトに対して軸方向に延びるシリンダ部を有する。このオイルシールの固定シールは一様な材料からなり、動的にシャフトに接する前置シールへと移行する。固定シールの軸方向内側にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）製のシール体が取り付けられており、これが密封すべき空間に対する運動用シールであり、かつ密封すべき空間の側に曲げられて張り出している。
【０００３】
　同様のシールの他の形態が示されている（例えば特許文献２参照）。この場合にも、固定シール及び運動用シールが固定されているほぼ同様の形式の支持リングが使用される。これらのシール材を同一の材料から形成することが可能であるが、また異なる材料から製造することも可能である。
【特許文献１】独国特許出願公開第19836986号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第19740822号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　本発明は、公知のオイルシールを、製造コストを削減しながら、同時に使用期間の延長が可能であるように改良することを課題とする。このとき同時に使用特性が改善されなければならない。そして、この新規のオイルシールは低コストで製造されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　上記の従来技術から出発して、上記課題は、本発明によれば、運動用シール要素が支持体の半径方向に延伸するリング部に固定され、その固定箇所において両側の面からリング部を取り囲み、かつ、固定シール要素が運動用シール要素から半径方向に間隔をおいて、支持体の軸方向に延伸するシリンダ部に配置されていることによって解決される。固定箇所における運動用シール要素の肉厚は、リング部の両側で同じとすることも、異なるように形成することもできる。この場合、半径方向のリング部の一部、即ちリング部の内側縁部のみが運動用シールの接合部として使用される。これに対して固定シール要素は、支持体の軸方向に延伸するシリンダ部を実質上覆う接合に制限される。固定シール要素と運動用シール要素の間に半径方向の間隔が保たれ、この間隔によって、製造工程において二つのシール要素を全く異なる材料から製造することが可能となり、その際、二つのシール要素に関し、支持体におけるエラストマー材料の加硫を同時に実施することが可能である。
【０００６】
　支持体は、靭性のある材料、特に金属から製造される。
【０００７】
　運動用シール要素から固定シール要素までの半径方向の間隔に対して、製造技術上の理由から必要とされる大きさの空間が選択される。その大きさは、相応のスペーサプレートを所定の箇所に挿入することを可能とするために最低0.5mmである。スペーサプレートは、成形金型内の対向する環状のスペーサ突起部である。同時にこの措置には、加硫時に支持体を設定した姿勢で保持することができるという利点がある。この場合、加硫を接着促進剤の使用下に実施することができる。それぞれ使用される接着促進剤が、二つの異なる材料を支持体に固定させる。
【０００８】
　運動用シール要素として、シャフトに対してこのシールを適用して、押し込み、スライドさせる時に初めて、運動用シール要素のパッキンの形が現れることを可能にする形状及び材料が使用されることが好ましい。シャフトへの適用、スライド前、運動用シール要素は、厚みが一定の環状板であることが好ましい。オイルシールをシャフトに適用、装着することによって、当初環状板である運動用シール要素がパッキンとして機能するスリーブ形状、パッキン形状となる。このとき運動用シール要素に、少なくともシャフトを取り囲むスリーブ又はパッキンの範囲内で、シャフトと対向する運動用シール要素の面に、密封すべき媒体を押し戻すための溝群を設けられていることが有利である。この場合、運動用シール要素の縁部に遮断部が設けられ、その結果、シャフト停止時に、密封すべき媒体が外部に流出することが防止される。
【０００９】
　さらに運動用シール要素に、シャフトとは反対側となる面に同心状の又はねじ状の溝群を設けることができ、この溝群によって組立時に、運動用シールのスリーブ又はパッキンをより簡単に曲げることが可能になる。これらの溝群は、その反対側の内側面の溝群に適合している。運動用シール要素のシャフト側面及びその反対側の面に設けられている溝群は互いに適合している。この二つの面における溝群はそれぞれ、一条とすることも、多条とすることもできる。
【００１０】
　両方向からケースボア内に固定シール要素を挿入できるようにするために、固定シール要素はその半径方向外側の面に前端ベベル及び／又は後端ベベルを有する。固定シール要素の半径方向外側の面は、波形に形成されていることが好ましく、この構成によってケースボアの内壁への良好な付着、固着が可能になる。この波形形状によってケースボア内への押し込む力とケースボアから押し出す力が制御される。
【００１１】
　本発明の別の態様では、ケースに取り付けられたセンサと共に機能して、例えば回転数測定値及びさらに他の測定データを伝達する多重極ホイールをシャフトに設けることができる。
【００１２】
　本発明によって、品質に関する利点とコストに関する利点が得られる。品質に関する利点は、二つの材料のいずれも、運転時のそれぞれの要求に合わせて最適化することが可能であるという点にある。コストに関する利点は、（多くの場合、運動用シール箇所における）高価な材料を、その材料がどうしても必要とされる箇所にのみ使用すれば足りることによってもたらされる。
【００１３】
　運動用シール要素用の材料は、回転する機械部品の密封に対して最適化されている。油浴による加熱に摩擦熱が加わるため、耐熱性に対して特に高い要求が課せられるべきである。このことは、結果的に仕入れ価格をきわめて高くする。この材料に、著しく摩擦を小さくする物質、例えばワックス、パラフィン、を混入することができる。固着、嵌め合い状態が喪失し、さらにシールリングがそのボア内で動いてしまうので、このような著しく摩擦を小さくする物質は固定シール要素用の材料中に存在してはならない。例えばフッ素ゴム（FPM）が有効である。
【００１４】
　固定シール要素用の材料は、静止している機械部品の密封に対して最適化されている。この場合には摩擦熱が加わらないので、耐熱性に対する要求はあまり高くない。したがって比較的安価な材料を使用することができる。固定シール要素用の材料は、良好な固着、嵌め合いが得られ、及び圧縮ひずみがわずかしか残らないように開発されている。乾式組立用の表面被覆が可能である。例えばアクリルゴム（ACM）が有効である。このシール要素は、ポリマーから、例えばエラストマー又は架橋可能な熱可塑性樹脂からなることが好ましい。代替的には、シールリングのパッキン用の材料として、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂でもよい。一例として、熱可塑性樹脂としてはサーモプラスト（Thermoplast）、熱硬化性樹脂としてはデュロプラスト（Duroplast）を挙げることができる。例えばPPS（ポリフェニレンスルフィド）、PA（ポリアミド）、射出可能な共重合体、例えばFEP（パーフルオロエチレンプロピレン）もしくはPFA（パーフルオロアルコキシ共重合体）、又は熱可塑性エラストマーを使用することもできる。さらに固定シール範囲又は固定シール要素用の材料と、運動用シール範囲又は運動用シール要素用の材料が違う色で着色されていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
　添付の図には本発明の思想を表す複数の実施例が示されている。以下には添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【００１６】
　図１は、ケース４とシャフト３の間の隙間に挿入されているオイルシール30の、軸を含み、軸に平行な面で見た縦断面を示す。オイルシール30は、支持体５と、シール要素、つまり固定シール要素６及び運動用シール要素７とから形成されている。支持体５は、軸を含み、軸と平行に見た縦断面において概略Ｌ字形に形成されている。二つのシール要素６及び７は、異なる材料から製造されている。運動用シール要素７は、半径方向にシャフト３に向かって延伸する支持体５のリング部31に固定されている。その固定箇所32において、この運動用シール要素７はリング部31の両側の面を、即ち内側及び外側から取り囲んでいる。内側は密封すべき空間１の側であり、それに対して外側は周囲空間２の側である。この場合、当然のことながら、リング部31の半径方向内側に位置する面も、運動用シール要素７によって取り囲まれている。この運動用シール要素７は、密封すべき空間１の側に曲げられて張り出している。運動用シール要素７は、シャフト３と接する領域において、その断面が波形形状となるように形成されている。運動用シール要素７は、周囲空間２に対向する付加的な保護リップ13を備え、この保護リップは主に汚れを防止するように機能する。
【００１７】
　固定シール要素６は、支持体５の軸方向に延伸するシリンダ部33に取り付けられている。図示する実施形態の場合には、軸方向に延伸するシリンダ部33の全体が、その両側を固定シール要素６により取り囲まれている。この固定シール要素６は、その半径方向外側34に前端ベベル14及び後端ベベル15を有する。二つのベベル14及び15によって、さらにベベル35が設けられているケース４のボアにオイルシール30を挿入することが容易になる。
【００１８】
　固定シール要素６と運動用シール要素７との間に半径方向の間隔８があり、この間隔は密封すべき空間１側にも周囲空間２側にも存在する。この半径方向の間隔は、外観上、半径方向に延伸するリング部31上を循環し、かつ向かい合った二つの環状溝36及び37から構成されている。
【００１９】
　図２に示す実施例の場合には、オイルシール30の基本的な構造は、図１に示す構造と同様であり、図１に示す構造を維持している。ただし、図２に示す場合には、運動用シール要素７が保護リップを有さず、かつ周囲空間２に向かって曲げられて張り出している点で図１の場合と異なっている。支持体５は、軸を含み、軸と平行に見た縦断面において概略Ｔ字形に形成されている。このために、この支持体５に使用される金属板はこの形状に対応するように折り畳まれている。シャフト３を囲むパッキン、運動用シール要素には、シャフト３に対向する面40に、密封すべき媒体を押し戻すための溝群が設けられている。この溝群は、一条とすることも、多条とすることもでき、適宜選択される。パッキン縁部41に、密封すべき液状媒体が密封すべき空間１から周囲空間２に流出する可能性を排除する遮断部が設けられている。
【００２０】
　図３は、支持体５が縦断面で見て概略Ｌ字形に形成され、強化された軸方向に延伸するシリンダ部33を有するオイルシールの実施形態を示す。この強化された軸方向に延伸するシリンダ部33は、この箇所での支持体５が二重折りになっていることによってもたらされる。運動用シール要素７は、内部空間又は密封すべき空間１に向かって曲げられて張り出しており、かつそのパッキンとして機能する範囲内でシャフト３に対向する面40及びシャフト３とは反対側の面42にそれぞれ溝群が設けられている。シャフト３とは反対側の面42に設けられている溝群は、同心状又はねじ状に形成されている。溝群が、運動用シール要素７の面の両側に設けられていることによって、運動用シール要素が特により硬い材料から形成されている場合に、運動用シール要素７をより良好に曲げることが可能となる。
【００２１】
　図４は、支持体５が縦断面で見て概略Ｚ字形又はクランク状に形成されている実施例を示す。この実施例では、固定シール要素６は、支持体５のケース４に対向する側の側面にのみ設けられている。支持体５の半径方向外側に向かって延伸するフランジ38が、ケース４とシャフト３の間にシール30を取付ける際、軸方向のストッパとして機能する。この場合、シール30は、周囲空間２側（図４では左側）からケース４とシャフト３間の隙間の中に挿入される。この実施例では、運動用シール要素７は、周囲空間２側に曲げられて張り出している。固定シール要素６及び運動用シール要素７の形状は、支持体５が概略Ｚ字形の断面を有し、ケース４側にのみ固定シール要素６が設けられているという点以外は図２に示す場合と実質上同様である。
【００２２】
　図５に示す実施形態は、取付け空間が半径方向に大きな広がりをもつように想定されているオイルシールである。支持体５は縦断面で見て概略鉤形をしており、固定シール要素６は半径方向外側に突き出た軸方向に延伸するシリンダ部33にのみ取り付けられている。この実施形態により、固定シール要素６と運動用シール要素７との間隔をさらに一層大きくとることができる。この構成では、運動用シール要素７がその自由端42に向かって肉厚が増すように構成されていることが好ましい。
【００２３】
　図６〜９はオイルシールの複数の形態を示し、それぞれ、異なる支持体５と、支持体に取り付けられている異なる固定シール要素６及び運動用シール要素７を有する。これらの実施形態では、支持体５は軸方向に延伸するシリンダ部33に二つの異なる領域44及び45を有する。それぞれの場合において、領域44の直径は領域45の直径よりも小さい。このような形状は、ケースボア内の良好な固定シール６とともにさらになお、支持体５即ちその直径の大きな領域45が直接その外側面でケースボア内でケース４に接することによって、ケースボア内で支持体５が極めてしっかりとした固定、嵌り具合がもたらされる場合に有利である。
【００２４】
　図１０及び１１に示す実施例の場合には、オイルシール30が、シャフト３に固定されている多重極ホイール11又はセンサホイール12と、これらに対向するセンサ10により本質的に構成されている測定装置によって構成されている。この構成により、回転数及び回転の不正確さなどを測定し、検出することができる。図１０に示すオイルシール30自体の構成は図３に示すものと基本的に類似するが、両者を比較すると運動用シール要素７の延伸する方向が逆である点、並びに図１１に示すものでは、軸方向に延伸するシリンダ部33の半径方向内側に固定シール要素６が設けられていない点で相違する。図１１に示すオイルシール30自体の構成は図４に示すものと基本的に類似するが、図１１に示すものは、保護リップ13を有し、支持体５とケースと４との接続が支持体の半径方向外側部分でのみ行われている点で両者は相違する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】運動用シール及び固定シールを有し、直角に形成されている支持体を備えたオイルシールの縦断面図である。
【図２】断面がＴ字形の支持体を備えたオイルシールである。
【図３】そのシリンダ部が二重に形成されている断面がＬ字形の支持体を備えたオイルシールである。
【図４】断面がＺ字形の支持体を備えたオイルシールである。
【図５】断面が鉤形の支持体を備えたオイルシールである。
【図６】軸方向のシリンダ部が異なる直径を有する二つの部分からなる支持体を備えたオイルシールである。
【図７】軸方向のシリンダ部が異なる直径を有する二つの部分からなる支持体を備えたオイルシールである。
【図８】軸方向のシリンダ部が異なる直径を有する二つの部分からなる支持体を備えたオイルシールである。
【図９】軸方向のシリンダ部が異なる直径を有する二つの部分からなる支持体を備えたオイルシールである。
【図１０】センサホイールを備えたオイルシールである。
【図１１】多重極ホイールセンサを備えたオイルシールである。
【符号の説明】
【００２６】
１　　　密封すべき空間
２　　　周囲空間
３　　　シャフト
４　　　ケース
５　　　支持体
６　　　固定シール要素
７　　　運動用シール要素
８　　　間隔
１０　　　センサ
１１　　　多重極ホイール
１２　　　センサホイール
１３　　　保護リップ
１４　　　前端ベベル
１５　　　後端ベベル
３０　　　オイルシール
３１　　　リング部
３２　　　固定箇所
３３　　　シリンダー部
３５　　　ベベル
３６　　　環状溝
３７　　　環状溝
３８　　　フランジ
４１　　　パッキン縁部
【図１】
2004069065.tif 000003
【図２】
2004069065.tif 000004
【図３】
2004069065.tif 000005
【図４】
2004069065.tif 000006
【図５】
2004069065.tif 000007
【図６】
2004069065.tif 000008
【図７】
2004069065.tif 000009
【図８】
2004069065.tif 000010
【図９】
2004069065.tif 000011
【図１０】
2004069065.tif 000012
【図１１】
2004069065.tif 000013