(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の外周面と摺動可能に密接されるリップエッジを有するシールリップと、
このリップエッジから反密封空間側へ向けて大径になる反密封空間側円錐面と、
を備え、
前記反密封空間側円錐面における前記リップエッジ近傍の摺動領域に、
前記リップエッジから円周方向に対して一定方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが略一定の第一ねじ突条と、
前記リップエッジから前記第一ねじ突条と逆方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが略一定の第二ねじ突条と、
が設けられ、
前記反密封空間側円錐面における前記第一ねじ突条よりも反密封空間側に、この第一ねじ突条に端部を対面させて、前記第一ねじ突条と逆方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが前記リップエッジと反対側へ向けて大きくなる第三ねじ突条が設けられ、
前記反密封空間側円錐面における前記第二ねじ突条よりも反密封空間側に、この第二ねじ突条に端部を対面させて、前記第二ねじ突条と逆方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが前記リップエッジと反対側へ向けて大きくなる第四ねじ突条が設けられている、
ことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記第一突条と前記第三突条とは一対一で対応し、
前記第二突条と前記第四突条とは一対一で対応している、
ことを特徴とする請求項１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、自動車等の機器の回転体の外周をシールリップによって密封する密封装置であって、特に、ねじシール作用による密封性を得るための突条をシールリップに形成したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじシール作用を得るための突条をシールリップに形成した密封装置として、図４及び図５に示すようなものが知られている。
【０００３】
このうち図４に示す密封装置は、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で成形されたシールリップ１００を備え、このシールリップ１００の内周面に、最も小径のリップエッジ部１０１を境にして、密封空間（機内）Ａ側ほど大径になる密封空間側円錐面１０２と、反密封空間（機外）Ｂ側ほど大径になる反密封空間側円錐面１０３が形成され、反密封空間側円錐面１０３には、多数の第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５が形成されている。そしてこの第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５は、幅及び高さが全長にわたって一定であって、複数条を一組として円周方向交互に逆向きとなるように設けられている（例えば下記の特許文献１参照）。
【０００４】
また、図５に示す密封装置は、第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５を幅及び高さが長手方向中間部で最も大きくなる舟底形の隆起形状に形成したものである（例えば下記の特許文献２参照）。
【０００５】
そしてこの種の密封装置は、不図示のハウジングの内周面に密嵌固定され、シールリップ１００の内径のリップエッジ部１０１が回転軸２００の外周面に摺動可能に密接されることによって軸封機能を奏し、密封空間Ａの油が軸周から反密封空間Ｂへ漏洩するのを阻止するものである。そして回転軸２００の正逆いずれの方向への回転に対しても、第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５のうちいずれかが、回転軸２００の回転に対する順方向となるねじポンプ作用を奏するため、密封空間Ａからシールリップ１００と回転軸２００の摺動部を反密封空間Ｂへ漏出しようとする油は、前記順方向ねじポンプ作用によって摺動部側へ押し戻され、良好な密封機能を発揮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１５３９８号公報
【特許文献２】特許第３２７８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図４に示す密封装置は、第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５がシールリップ１００のリップエッジ部１０１と共に摩耗していくことによって、順方向ねじポンプ作用が低下していくことが懸念される。
【０００８】
一方、図５に示す密封装置は、第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５の摩耗による順方向ねじポンプ作用の低下を抑制することができる反面、第一ねじ突条１０４及び第二ねじ突条１０５のうち順方向ねじポンプ作用を奏するねじ突条とは逆向きに傾斜した他方のねじ突条の逆方向ねじポンプ作用も高まるため、この逆方向ねじポンプ作用による摺動部からの油膜掻き出し作用によって漏れの懸念がある。
【０００９】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、シールリップにねじ突条が円周方向交互に逆向きとなるように設けられた密封装置において、摩耗による順方向ねじポンプ作用の低下を抑制し、かつ逆方向ねじポンプ作用による漏れを有効に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の密封装置は、回転体の外周面と摺動可能に密接されるリップエッジを有するシールリップと、このリップエッジから反密封空間側へ向けて大径になる反密封空間側円錐面と、を備え、前記反密封空間側円錐面における前記リップエッジ近傍の摺動領域に、前記リップエッジから円周方向に対して一定方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが略一定の第一ねじ突条と、前記リップエッジから前記第一ねじ突条と逆方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが略一定の第二ねじ突条と、が設けられ、前記反密封空間側円錐面における前記第一ねじ突条よりも反密封空間側に、この第一ねじ突条に端部を対面させて、前記第一ねじ突条と逆方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが前記リップエッジと反対側へ向けて大きくなる第三ねじ突条が設けられ、前記反密封空間側円錐面における前記第二ねじ突条よりも反密封空間側に、この第二ねじ突条に端部を対面させて、前記第二ねじ突条と逆方向へ傾斜して延び前記反密封空間側円錐面からの隆起高さが前記リップエッジと反対側へ向けて大きくなる第四ねじ突条が設けられている。
【００１１】
上記構成において、回転体が正逆いずれかの方向へ回転することによって、第一ねじ突条及び第二ねじ突条のうち一方のねじ突条は、密封空間からシールリップと回転体の摺動部を反密封空間へ漏出しようとする流体を、密封空間側へ押し戻す順方向ねじポンプ作用を奏する。また、前記第一ねじ突条及び第二ねじ突条のうち他方のねじ突条は、リップエッジと回転体の摺動部に介在する油を、逆方向ねじポンプ作用によって僅かながら掻き出す作用を奏するが、これにより掻き出された流体は、前記他方のねじ突条より反密封空間側に形成された第三ねじ突条又は第四ねじ突条の順方向ねじポンプ作用によってリップエッジ側へ押し戻される。そしてリップエッジと共に第一ねじ突条及び第二ねじ突条が摩耗していくのにつれて第一ねじ突条及び第二ねじ突条によるねじポンプ作用は低下する反面、第三ねじ突条及び第四ねじ突条によるねじポンプ作用が増大していき、しかも、第三ねじ突条及び第四ねじ突条は隆起高さがリップエッジと反対側へ向けて大きくなるため回転体に対する接触長さが長くなり、したがって所要のねじポンプ作用が維持される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る密封装置によれば、第一ねじ突条及び第二ねじ突条のうち、回転体の回転時に逆方向ねじポンプ作用を惹起するねじ突条による流体の掻き出しが抑制されるので良好な初期シール性が確保され、第一ねじ突条及び第二ねじ突条の摩耗に伴い第三ねじ突条及び第四ねじ突条によるねじポンプ作用が顕著になるので、優れたシール性を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】図１におけるシールリップの内周面の部分展開図である。
【図３】図１におけるシールリップの内周面の摩耗が進行した状態の部分展開図である。
【図４】従来の技術による密封装置の一例を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。
【図５】従来の技術による密封装置の他の例を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示す密封装置は、金属製の補強環１にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるシールリップ２、ダストリップ３及び外周シール部４が一体的に成形されたものである。また、シールリップ２の先端近傍の外周にはガータスプリング５が装着されている。
【００１５】
補強環１は鋼板などを打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、外径筒部１１と、装着状態において前記外径筒部１１の反密封空間Ｂ側となる端部から内径側へ延びる内向き鍔部１２からなり、すなわち断面略Ｌ字形をなす。
【００１６】
シールリップ２は、補強環１の内向き鍔部１２の内径端部から、装着状態における密封空間Ａ側となる方向へ延び、その先端近傍の内周に、回転軸２００の外周面２００ａと摺動可能に密接されるリップエッジ２１と、このリップエッジ２１を境にして、密封空間Ａ側へ向けて大径になる密封空間側円錐面２２と、密封空間Ａと反対側へ向けて大径になる反密封空間側円錐面２３が形成されている。したがって、両円錐面２２，２３の間に位置するリップエッジ２１は、断面形状が略Ｖ字形をなしている。なお、回転軸２００は、請求項１に記載された回転体に相当するものである。
【００１７】
シールリップ２の反密封空間側円錐面２３におけるリップエッジ２１の近傍の摺動領域には、リップエッジ２１から円周方向に対して一定方向へ傾斜して延び反密封空間側円錐面２３からの隆起高さ及び幅が略一定の第一ねじ突条２４と、リップエッジ２１から第一ねじ突条２４と逆方向へ傾斜して延び反密封空間側円錐面２３からの隆起高さ及び幅が略一定の第二ねじ突条２５が形成され、反密封空間側円錐面２３における第一ねじ突条２４よりも相対的に反密封空間Ｂ側には、第一ねじ突条２４と逆方向へ傾斜して延び反密封空間側円錐面２３からの隆起高さ及び幅がリップエッジ２１と反対側へ向けて大きくなる舟底形の隆起形状をなす第三ねじ突条２６が形成され、反密封空間側円錐面２３における第二ねじ突条２５よりも相対的に反密封空間Ｂ側には、第二ねじ突条２５と逆方向へ傾斜して延び反密封空間側円錐面２３からの隆起高さ及び幅がリップエッジ２１と反対側へ向けて大きくなる舟底形の隆起形状をなす第四ねじ突条２７が形成されている。
【００１８】
第一ねじ突条２４及び第二ねじ突条２５は、それぞれの延長方向と直交する断面が山形をなすものであって、互いに対称の傾斜角度をなして延び、その隆起高さは、第三ねじ突条２６及び第四ねじ突条２７における最大隆起高さに比較して十分に小さいものとなっている。そしてこれら第一ねじ突条２４及び第二ねじ突条２５は、それぞれ複数条を一組として円周方向交互に設けられている。このため、回転軸２００が図２における矢印Ｒ方向へ回転方向している場合は、第一ねじ突条２４が、回転軸２００の外周面２００ａとの摺動部Ｓを漏れ出した密封対象油を、図２に矢印Ｆ１で示すように摺動部Ｓ側へ押し戻す順方向のねじポンプ作用を惹起し、矢印Ｒと反対方向へ回転方向している場合は、摺動部Ｓを漏れ出した密封対象油を、第二ねじ突条２５が摺動部Ｓ側へ押し戻す順方向のねじポンプ作用を惹起するものである。
【００１９】
第三ねじ突条２６におけるリップエッジ２１側の端部は第一ねじ突条２４の側面と交差する方向を向いており、第四ねじ突条２７におけるリップエッジ２１側の端部は第二ねじ突条２５の側面と交差する方向を向いている。そしてこれら第三ねじ突条２６及び第四ねじ突条２７は、それぞれ複数条を一組として円周方向交互に設けられている。このため、回転軸２００が図２における矢印Ｒ方向へ回転方向している場合は、第四ねじ突条２７が、密封対象油を摺動部Ｓ側へ送る順方向のねじポンプ作用を惹起し、矢印Ｒと反対方向へ回転方向している場合は、第三ねじ突条２６が、密封対象油を摺動部Ｓ側へ送る順方向のねじポンプ作用を惹起するものである。
【００２０】
ダストリップ３は、補強環１の内向き鍔部１２の内周側の位置から、シールリップ２と反対側（装着状態において反密封空間Ｂ側となる方向）へ円錐筒状に延び、その先端部の内径は、回転軸２００の外周面２００ａより僅かに大径であり、このため回転軸２００の外周面２００ａとの間に僅かな隙間δが形成されるようになっている。この隙間δは、回転軸２００の外周にシールリップ２とダストリップ３により画成される環状空間Ｃが、ねじ突条２４〜２７のいずれかに生じる順方向ねじポンプ作用によって負圧になるのを防止するものである。
【００２１】
固定シール部４は、シールリップ２及びダストリップ３と連続し、補強環１の外径筒部１１の外周側に形成されたもので、不図示のハウジングの内周面に、径方向へ適当に圧縮された状態で密嵌固定されるものである。
【００２２】
ガータスプリング５は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、シールリップ２におけるリップエッジ２１の外周側に位置して嵌着されている。
【００２３】
以上の構成を備える密封装置は、シールリップ２が密封空間Ａ側を向くように、固定シール部４が不図示のハウジングの内周面に圧入装着されると共に、シールリップ２におけるリップエッジ２１が、回転軸２００の外周面２００ａに摺動可能に密接されることによって、密封空間Ａの油が軸周から反密封空間Ｂ側へ漏洩するのを防止するものである。
【００２４】
ここで、回転軸２００の正回転によってその外周面２００ａが例えば図２のＲ方向へ移動している場合を想定すると、この回転軸２００の外周に存在する流体も、回転軸２００の外周面２００ａとの接触によってＲ方向へ移動（共回り）するため、リップエッジ２１の摩耗量が小さい初期使用時は、シールリップ２の内周における回転軸２００の外周面２００ａとの摺動部Ｓより反密封空間Ｂ側では、反密封空間側円錐面２３に形成された第一ねじ突条２４及び第二ねじ突条２５のうち、第一ねじ突条２４がＲ方向に対する順方向ねじポンプ作用、すなわちＲ方向へ共回りする流体を、破線矢印Ｆ１で示すように摺動部Ｓ側へ送り出すねじポンプ作用を惹起する。このため、密封空間Ａに存在する密封対象油の一部がリップエッジ２１と回転軸２００の摺動部Ｓを通過して反密封空間Ｂ側へ漏れようとしても、この漏油は第一ねじ突条２４の順方向ねじポンプ作用によって摺動部Ｓ側へ押し戻される。
【００２５】
これに対し、第二ねじ突条２５は、回転軸２００の回転Ｒ方向に対する逆方向ねじポンプ作用、すなわちＲ方向へ共回りする流体を、図２に破線矢印Ｆ２で示すように反密封空間Ｂ側へ掻き出すねじポンプ作用を惹起する。しかしながら、このような逆方向ねじポンプ作用は、第一ねじ突条２４の順方向ねじポンプ作用よりも小さいものとなる。これは、順方向ねじポンプ作用が流体をリップエッジ２１側（摺動部Ｓ側）へクサビのように収束させる方向へ生じるのに対し、逆方向ねじポンプ作用は拡散方向へ生じるからである。したがって全体としては第一ねじ突条２４の順方向ねじポンプ作用が優勢であり、シールに有効に作用する。
【００２６】
しかも第二ねじ突条２５の逆方向ねじポンプ作用により摺動部Ｓから掻き出された密封対象油は、第二ねじ突条２５より相対的に反密封空間Ｂ側に位置する第四ねじ突条２７の順方向ねじポンプ作用によって摺動部Ｓ側へ押し戻されるため、第二ねじ突条２５の逆方向ねじポンプ作用による漏れを有効に低減することができる。
【００２７】
そしてリップエッジ２１と共に第一ねじ突条及び第二ねじ突条が摩耗していくのにつれて第一ねじ突条及び第二ねじ突条によるねじポンプ作用は低下する反面、第三ねじ突条及び第四ねじ突条によるねじポンプ作用が増大していく。図３は、シールリップ２の摩耗の進行によって第一ねじ突条及び第二ねじ突条が消滅した状態を示すものであり、すなわちこの状態では、密封空間Ａから摺動部Ｓを通過して反密封空間Ｂ側へ漏れようとする密封対象油は、破線矢印Ｆ３で示すように回転軸２００のＲ方向への回転に対する第四ねじ突条２７の順方向ねじポンプ作用によって摺動部Ｓ側へ押し戻される。しかも第四ねじ突条２７は隆起高さが摺動部Ｓと反対側へ向けて大きくなるため回転軸２００に対する接触長さが長くなり、したがって所要の順方向ねじポンプ作用が維持される。
【００２８】
これに対し、第三ねじ突条２６は、回転軸２００の回転Ｒ方向に対する逆方向ねじポンプ作用、すなわち破線矢印Ｆ４で示すように摺動部Ｓの油膜を反密封空間Ｂ側へ掻き出すねじポンプ作用を惹起する。しかしながら、このような逆方向ねじポンプ作用は、第四ねじ突条２７の順方向ねじポンプ作用よりも小さいものとなる。これは、既述と同様、順方向ねじポンプ作用が流体を摺動部Ｓ側へクサビのように収束させる方向へ生じるのに対し、逆方向ねじポンプ作用は拡散方向へ生じるからである。したがって全体としては第四ねじ突条２７の順方向ねじポンプ作用が優勢であり、シールに有効に作用する。
【００２９】
なお、回転軸２００がＲ方向と反対方向へ回転している場合は、上述とは逆に、リップエッジ２１の摩耗量が小さい初期使用時は、第二ねじ突条２５が順方向ねじポンプ作用、すなわち共回りする流体を密封空間Ａ側へ送り出すねじポンプ作用を惹起すると共に、第一ねじ突条２４が逆方向ねじポンプ作用、すなわち共回りする流体を反密封空間Ｂ側へ掻き出すねじポンプ作用を惹起し、シールリップ２の摩耗の進行によって第一ねじ突条及び第二ねじ突条が消滅した状態では、第三ねじ突条２６が順方向ねじポンプ作用、すなわち共回りする流体を密封空間Ａ側へ送り出すねじポンプ作用を惹起すると共に、第四ねじ突条２７が逆方向ねじポンプ作用、すなわち共回りする流体を反密封空間Ｂ側へ掻き出すねじポンプ作用を惹起する。
【００３０】
したがって、回転軸２００の回転方向に拘らず、反密封空間Ｂ側への密封対象油の漏洩が有効に防止され、優れたシール性を長期間にわたって確保することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  補強環
２  シールリップ
２１  リップエッジ
２３  反密封空間側円錐面
２４  第一ねじ突条
２５  第二ねじ突条
２６  第三ねじ突条
２７  第四ねじ突条
２００  回転軸（回転体）
Ａ  密封空間
Ｂ  反密封空間
Ｓ  摺動部
【図１】
0006442203.tif 000002
【図２】
0006442203.tif 000003
【図３】
0006442203.tif 000004
【図４】
0006442203.tif 000005
【図５】
0006442203.tif 000006