(57)【要約】【課題】ハウジングに固定されるシール本体２と、シール本体２に一体的に設けられるとともに回転軸３に摺動自在に接触する第一のシールリップ４と、第一のシールリップ４の密封対象流体側に設けられるとともに回転軸３に摺動自在に接触する第二のシールリップ５とを有する密封装置１において、必要十分な密封性能を備えたうえで、シールの低トルク化を実現する。【解決手段】軸静止時は第二のシールリップ５が全周に亙って回転軸３に接触することにより流体漏れを防止し、軸回転時は第一のシールリップ４がその摺動部に設けたネジ部１０でポンプ作用を奏することにより流体漏れを防止し、このように第一および第二のシールリップ４，５が軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担するようにした。【選択図】  図１
2005016627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定されるシール本体（２）と、前記シール本体（２）に一体的に設けられるとともに回転軸（３）に摺動自在に接触する第一のシールリップ（４）と、前記第一のシールリップ（４）の密封対象流体側に設けられるとともに前記回転軸（３）に摺動自在に接触する第二のシールリップ（５）とを有する密封装置（１）において、
軸静止時は前記第二のシールリップ（５）が全周に亙って前記回転軸（３）に接触することにより流体漏れを防止し、軸回転時は前記第一のシールリップ（４）がその摺動部に設けたネジ部（１０）でポンプ作用を奏することにより流体漏れを防止し、このように第一および第二のシールリップ（４）（５）が軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担することを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、回転軸に摺動自在に接触する第一のシールリップの密封対象流体側に第二のシールリップを設けた複数リップ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、自動車関連分野のシール部に用いられ、またはその他一般産業機器のシール部などに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図４に示すように、回転軸５２の周面に摺動自在に接触するシールリップ５３を有し、このシールリップ５３の摺動部にポンプ作用をなすネジ部５４を設けた密封装置５１が知られており、この密封装置５１においては一つのシールリップ５３が、回転軸５２に対するしめしろ付与による軸静止時の密封能力と、ネジ付与による軸回転時のポンプ能力との双方を担う構成とされている。
【０００３】
しかしながら、近年、例えば自動車関連分野では、燃費の向上を目的としてシールの低トルク化が求められており、この点に関して上記密封装置５１では、密封性を確保する最低面圧の概念から或る一定の緊迫力が必要と推測され、リップ小断面化等の手法による低トルク化には限界がある。
【０００４】
また、本願出願人は先に図５に示すように、ハウジングに固定されるシール本体６２と、このシール本体６２に一体的に設けられ回転軸６３に摺動自在に接触する第一のシールリップ６４と、この第一のシールリップ６４の密封対象流体Ａ側に配置され回転軸６３に摺動自在に接触する第二のシールリップ６５とを有する密封装置６１において、密封対象流体Ａ側の第二のシールリップ６５の摺動部にポンプ作用をなす第二ネジ部６６を設け、この第二ネジ部６６はこれを摺動部の接触状態が円周方向に不連続となるように形成し、静止時における密封対象流体Ａの第一のシールリップ６４側への漏洩を許容可能とし、更に、第一のシールリップ６４の摺動部にもポンプ作用をなす第一ネジ部６７を設け、この第一ネジ部６７はこれを摺動部に円周方向に連続的に接触する無端状接触面６８が残るように形成してなる密封装置６１を提案しており（特許文献１の請求項２に係る発明参照）、この先行技術に係る密封装置６１は、▲１▼回転軸６３に摺動自在に接触する第一のシールリップ６４の密封対象流体Ａ側に第二のシールリップ６５を設けた点、および▲２▼第一のシールリップ６４の摺動部にネジ部６７を設けた点で本発明と構成を同じとしている。
【０００５】
しかしながら、この先行技術に係る密封装置６１は、上記したように密封対象流体Ａ側の第二のシールリップ６５の摺動部に設けられる第二ネジ部６６が、摺動部の接触状態が円周方向に不連続となるように形成されて静止時における密封対象流体Ａの第一のシールリップ６４側への漏洩を許容可能とされているために、この第二のシールリップ６５が軸静止時に密封作用をなさない点で本発明とは構成を異にしている。
【０００６】
したがって、この先行技術に係る密封装置６１では、軸静止時の流体漏れを防止するために第一のシールリップ６４のしめしろを比較的大きく設定しなければならず、これでは本発明が目的とするシールの低トルク化を実現することができない。すなわちこの先行技術は、本発明とは発明の目的を異にするが故に異なる構成を有しており、もって本発明とは峻別されるものである。
【０００７】
【特許文献１】
実開平５−３０６３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、必要十分な密封性能を備えたうえで、シールの低トルク化を実現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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の密封装置は、ハウジングに固定されるシール本体と、前記シール本体に一体的に設けられるとともに回転軸に摺動自在に接触する第一のシールリップと、前記第一のシールリップの密封対象流体側に設けられるとともに前記回転軸に摺動自在に接触する第二のシールリップとを有する密封装置において、軸静止時は前記第二のシールリップが全周に亙って前記回転軸に接触することにより流体漏れを防止し、軸回転時は前記第一のシールリップがその摺動部に設けたネジ部でポンプ作用を奏することにより流体漏れを防止し、このように第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担することを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成を備えた本発明の密封装置においては、密封対象流体側の第二のシールリップが軸静止時の密封作用を担当し、ネジ部を設けた第一のシールリップが軸回転時の密封作用を担当し、第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担する。
【００１１】
したがって、このように第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担する結果として、軸静止時の密封作用を担当する密封対象流体側の第二のシールリップは軸回転時の密封作用を担当しなくて済むために、軸回転時の密封作用を担当する場合のように回転軸に対するしめしろを大きく設定する必要がなく、よってこの分、しめしろを小さく設定することが可能となる。
【００１２】
また、軸回転時の密封作用を担当する第一のシールリップは軸静止時の密封作用を担当しなくて済むために、軸停止時の密封作用を担当する場合のように回転軸に対するしめしろを大きく設定する必要がなく、よってこの分、しめしろを小さく設定することが可能となる。尚、こちらの密封作用はしめしろではなくネジ部のポンプ作用によってなされるため、しめしろの大きさは零ないし若干量で良い。
【００１３】
したがって以上のことから、第一および第二のシールリップともそれぞれしめしろを小さく設定することができるために、密封装置全体としてもしめしろを小さく設定することが可能なり、よって緊迫力を小さくして低トルク化を実現することが可能となる。
【００１４】
尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【００１５】
すなわち、上記目的を達成するため、密封能力を有する部位とポンプ能力を有する部位とを機能的に分離させ、更に各々の機能の相乗効果により、上記最低面圧の概念にとらわれないシールシステム構成とする。
【００１６】
具体的には、密封対象流体側の第二のシールリップは軸静止時の漏れを防止するレベルのしめしろ（例えば１ｍｍ程度）を有し、他方の第一のシールリップはしめしろ０もしくはしめしろを若干有する設定とし、総合的に従来対比で低トルク（緊迫力）化を図る。
【００１７】
更に、第二のシールリップにもネジを付与し、密封性において更なる信頼性向上を図るようにしても良い。
【００１８】
以上の構成を有する密封装置においては、軸静止時は第二のシールリップで静止漏れを防止し、軸回転中は第一のシールリップのネジによるポンプ能力で漏れを防止する。更に、軸回転中は第一のシールリップのポンプ能力により、第一および第二のシールリップ間に内圧が発生し、その内圧により第二のシールリップが開く方向に作用し、更なる低トルク化を図ることもできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る密封装置１の要部断面を示しており、この密封装置１は以下のように構成されている。
【００２１】
すなわち先ず、当該密封装置１をハウジング（図示せず）の軸孔内周に固定するための環状のシール本体２が設けられており、この環状のシール本体２の内周側に、回転軸３の周面に摺動自在に接触する第一のシールリップ４が一体的に設けられ、更にこの第一のシールリップ４の密封対象流体Ａ側に、同じく回転軸３の周面に摺動自在に接触する第二のシールリップ５が一体的に設けられている。符号６は、大気Ｂ側を向いたダストリップである。
【００２２】
環状のシール本体２は、半裁断面略Ｌ字形を呈する金属等剛材製の補強環７の外面にゴム状弾性体８を加硫接着したもので、このゴム状弾性体８に対して第一および第二のシールリップ４，５が同質材料によって一体成形されている。第一のシールリップ４の外周には、しめしろ調整用のガータースプリング９が嵌着されているが、このガータースプリング９はなくても良い。
【００２３】
また、当該密封装置１においては、第一および第二のシールリップ４，５が密封作用を分担するよう構成されている。
【００２４】
すなわち先ず、密封対象流体Ａ側の第二のシールリップ５は、軸静止時の密封作用を担当するよう構成されており、具体的には、回転軸３に対するしめしろの大きさを、軸静止時の流体漏れは防止できるが軸回転時の流体漏れは防止できない程度の大きさに設定されている（第二のシールリップ５に設定されるしめしろの大きさをＳ１、軸静止時の流体漏れを防止できるしめしろの最小値をＳ２、軸回転時の流体漏れを防止できるしめしろの最小値をＳ３として、Ｓ２≦Ｓ１＜Ｓ３に設定される。）。この第二のシールリップ５は軸静止時の密封作用のみを担当して軸回転時の密封作用を担当しないので、軸回転時の流体漏れを防止できなくても構わない（故に低トルク化が可能となる）。
【００２５】
また、他方大気Ｂ側の第一のシールリップ４の摺動部には、軸回転時にポンプ作用を奏して流体（液体）を押し戻すためのネジ部１０が設けられており、第一のシールリップ４はこのネジ部１０のポンプ作用によって軸回転時の密封作用を担当するよう構成されている。ネジ部１０は、多数のスパイラル状リブを円周方向に並べるよう配置したものである。尚、この第二のシールリップ４は軸回転時の密封作用のみを担当して軸静止時の密封作用を担当せず、また軸回転時の密封作用をしめしろではなくネジ部１０が担当するので、回転軸３に対するしめしろは殆ど不要とされており、よってしめしろの大きさは零または若干量に設定されている（故に低トルク化が可能となる）。
【００２６】
上記構成を備えた密封装置１においては、上記したように第一および第二のシールリップ４，５が軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担するために、両シールリップ４，５ともそれぞれしめしろを小さく設定することが可能とされている。したがって、密封装置１全体としてもしめしろを小さく設定することができるために、緊迫力を小さくして低トルク化を実現することができる。
【００２７】
また、軸回転時には、第一のシールリップ４に設けたネジ部１０のポンプ作用によって第一および第二のシールリップ４，５間に内圧が発生し、この内圧が第二のシールリップ５を回転軸３の周面から離間させる方向に作用する。したがって第二のシールリップ５の緊迫力が一層小さくなるために、更なる低トルク化を実現することができる。
【００２８】
尚、大気Ｂ側の第一のシールリップ４に対しては軸回転時に第二のシールリップ５を通過した流体がこれに達するため、これによりこの第一のシールリップ４を潤滑してその摩耗を抑制することができる。また、この第一のシールリップ４は上記したようにしめしろが零または若干量であるために、もともと摺動抵抗の小さなものである。したがって第一および第二のシールリップ４，５間に初期潤滑として封入するグリースによっても、その摩耗を抑制することができる。
【００２９】
また、第一のシールリップ４のしめしろが少ないことによるシール性の低下が懸念される場合には、図２に示すようにそのリップエッジ４ａに、ネジを設けない環状のプレーン部（平坦部）１１を設けるようにしても良い。この環状のプレーン部１２はその全周に亙って回転軸３の周面に接触し、よってシール性の向上に貢献する。
【００３０】
更にまた、図３に示すように、第二のシールリップ５の摺動部にもネジ部１２を追加すると、当該密封装置１の密封性について更なる信頼性を獲得することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００３２】
すなわち、上記構成を備えた本発明の密封装置によると、第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担するために、両シールリップともそれぞれしめしろを小さく設定することが可能とされている。したがって密封装置全体としてもしめしろを小さく設定することができるために、緊迫力を小さくして所期の目的どおりシールの低トルク化を実現することができる。
【００３３】
また、軸回転時には、第一のシールリップに設けたネジ部のポンプ作用によって第一および第二のシールリップ間に内圧が発生し、この内圧が第二のシールリップを回転軸から離間させる方向に作用する。したがって第二のシールリップの緊迫力が一層小さくなるために、更なる低トルク化を実現することができる。
【００３４】
また、第一のシールリップに対しては軸回転時に流体が達するため、これによりこの第一のシールリップを潤滑して摩耗を抑制することができる。また、この第一のシールリップはしめしろが零または若干量に設定可能であるために、もともと摺動抵抗の小さなものである。したがって第一および第二のシールリップ間に初期潤滑として封入するグリースによっても、その摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図４】従来例に係る密封装置の要部断面図
【図５】他の従来例に係る密封装置の要部断面図
【符号の説明】
１  密封装置
２  シール本体
３  回転軸
４  第一のシールリップ
４ａ  リップエッジ
５  第二のシールリップ
６  ダストリップ
７  補強環
８  ゴム状弾性体
９  ガータースプリング
１０，１２  ネジ部
１１  プレーン部
【図１】
2005016627.tif 000003
【図２】
2005016627.tif 000004
【図３】
2005016627.tif 000005
【図４】
2005016627.tif 000006
【図５】
2005016627.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月8日(2003.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005016627.tif 000008
【図２】
2005016627.tif 000009
【図３】
2005016627.tif 000010
【図４】
2005016627.tif 000011
【図５】
2005016627.tif 000012