JP5170365B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等において、軸孔ハウジングとその内周側の軸等の部材との間をシールリップにより密封する密封装置であって、特に、シールリップの摺動部を潤滑するためのオイルを噴射する噴油口を有するものに関する。

回転軸の外周でシールリップにより流体を密封する密封装置の典型的な従来例としては、例えば下記の特許文献に開示されたようなものが良く知られている。
特開２００５−１８８６６８号公報 特開平１０−１６９７８５号公報

図２は、従来の密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。この図２において、参照符号１００は密封装置（オイルシール）で、断面形状が略Ｌ字型の補強環１０３と、この補強環１０３の外周筒部にゴム状弾性材料によって一体的に成形された取付部１０１と、補強環１０３の内周部にゴム状弾性材料によって一体的に成形されて機内空間Ａ側を向いたシールリップ１０２とを備え、取付部１０１が軸孔ハウジング２００の内周面に圧入固定されると共に、シールリップ１０２が回転軸３００の外周面に摺動可能に密接されることによって、機内空間Ａを密封するものである。

この種の密封装置においては、シールリップ１０２と回転軸３００との摺動部Ｓを潤滑するために、軸孔ハウジング２００に設けた噴油口２０１から、密封装置１００へオイルＯを噴射するように構成されたものがある。そしてこの場合、オイルＯを直接、摺動部Ｓへ向けて噴射すると、その噴射圧力によってシールリップ１０２が回転軸３００の外周面から浮き上がってしまい、漏れを発生するおそれがあるので、図示のように、シールリップ１０２より外周側の腰部１０４へ向けてオイルＯを噴射している。

ところがこの場合、噴油口２０１から０．２ＭＰａ程度の圧力で噴射されたオイルＯが密封装置１００の腰部１０４で刎ね返って、シールリップ１０２の外周面に強く当たると、通常、密封装置１００の耐圧限界は０．０３ＭＰａ程度であるため、摺動部Ｓの局部的な面圧上昇によるシールリップ１０２の局部摩耗や、面圧分布が円周方向に対して不均一になることによる漏れを発生するおそれがあった。

また、その対策としては、シールリップ１０２の肉厚を増大させることによってその耐圧性（剛性）を向上させることも考えられるが、この場合は、回転軸３００の偏心に対するシールリップ１０２の追随性が悪化することや、回転軸３００に対する緊迫力の増大による摺動負荷の増大が避けられず、その結果、摺動発熱の増大によるゴム材質の劣化、摩擦トルクの増大、シールリップ１０２の早期摩耗などを来すことが懸念される。

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、その技術的課題とするところは、シールリップと回転軸との摺動部を潤滑するために、オイルが噴射供給される密封装置において、オイルの圧力によるシールリップの摩耗増大を防止すると共に、前記オイルによる有効な潤滑作用を促すことにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る密封装置は、補強環に一体に成形され、回転軸の外周面に摺動可能に密接されるシールリップを有する密封装置本体と、この密封装置本体における前記シールリップより外周側の位置へオイルを噴射する噴油口とを備える密封装置において、前記噴油口から噴射されたオイルを前記シールリップの摺動部の近傍へ刎ね返して飛散させるオイル飛散手段を備え、オイル飛散手段が、前記補強環の円筒部の内周面に圧入嵌着された圧入筒部と、この圧入筒部における機内側の端部から折り返されて機内と反対側へ向けて漸次小径となる中間円錐筒部と、この中間円錐筒部の小径端部で折り返されて機内側へ向けて漸次小径となり噴油口から噴射されたオイルが衝突する内周円錐筒部を備えるプレートからなる。すなわち本発明は、噴油口から噴射されたオイルをプレートの内周円錐筒部でシールリップの摺動部の近傍へ刎ね返して飛散させることによって、このオイルがシールリップの外周面に衝突することによる摺動面圧の増大を防止すると共に、シールリップの摺動部の近傍へ飛散したオイルによって、摺動部の良好な潤滑が行われるようにしたものである。

本発明に係る密封装置の好ましい例においては、内周円錐筒部の傾斜角度が、衝突によって刎ね返ったオイルが中間円錐筒部へ衝突するように設定されているものである。このようにすれば、噴油口から噴射されたオイルがプレートの内周円錐筒部に衝突することによって外周側へ向けて斜めに刎ね返され、中間円錐筒部に衝突して、シールリップの摺動部の近傍へ向けて内周側へ飛散されるので、シールリップの外周面へ刎ね返るのを防止して、摺動部の近傍へ確実に飛散させることができる。

本発明に係る密封装置によれば、噴油口から噴射されたオイルを、オイル飛散手段によって、シールリップの摺動部の近傍へ飛散させるため、噴射されたオイルの圧力によるシールリップの浮き上がりや偏摩耗を防止すると共に、オイルによる有効な潤滑作用を確保することができる。

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１を参照しながら説明する。

図１において、参照符号１は機器の軸孔ハウジング、参照符号２は軸心が略水平なこの軸孔ハウジング１の内周に挿通された回転軸である。すなわち回転軸２は略水平な軸心を中心として回転するものであり、軸孔ハウジング１の端部内周に形成されたシール装着凹部１１には、密封装置本体３が装着されている。

密封装置本体３は、補強環３５にゴム状弾性材料で一体成形されたものであって、すなわち略円筒状の取付部３１と、その機外Ｂ側となる端部から内周側へ延びる径方向部３２と、この径方向部３２の内周の腰部３２ａから取付部３１及び径方向部３２と共に断面略コ字形をなすように、機内Ａ側へ向けて延びるシールリップ３３と、前記腰部３２ａの内周端からシールリップ３３と反対側（機外Ｂ側）へ向けて延びるダストリップ３４と、取付部３１及び径方向部３２に跨って埋設された金属製の補強環３５と、シールリップ３３の外周に嵌着されたエキステンションスプリング３６とを有する。

補強環３５は、金属板のプレス成形等によって製作されたものであって、取付部３１に埋設された円筒部３５ａと、径方向部３２に埋設された内向き鍔部３５ｂからなる断面略Ｌ字形を呈する。取付部３１は、ハウジング１のシール装着凹部１１の内周面１１ａに圧入・密嵌される部分であって、装着状態において、補強環３５の円筒部３５ａと、シール装着凹部１１の内周面１１ａとの間で、径方向に適当に予圧縮されるようになっている。

シールリップ３３の先端近傍の、略Ｖ字形断面をなす内周部は、回転軸２の外周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接されるようになっている。一方、シールリップ３３と反対側を向いたダストリップ３４は、その内周縁が、回転軸２の外周面に微小な隙間をもって近接されるか、あるいは僅かな締め代をもって摺動可能に密接されるようになっている。

エキステンションスプリング３６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３３の外周面に形成された環状溝に嵌着され、回転軸２の外周面に対するシールリップ３３の緊迫力を補償するものである。

ハウジング１には、シールリップ３３の内周部と回転軸２の外周面との摺動部Ｓを潤滑するためのオイルＯを噴射する噴油口１２が、例えば回転軸２の上側に位置して開設されており、この噴油口１２は、シールリップ３３より外周側の径方向位置で、ハウジング１のシール装着凹部１１の立ち上がり面１１ｂに開口している。

密封装置本体３には、オイル飛散手段４が取り付けられている。このオイル飛散手段４は、金属板のプレス成形等によって製作されたプレート４３からなるものであって、密封装置本体３における補強環３５の円筒部３５ａの内周面に圧入嵌着された圧入筒部４３ａと、この圧入筒部４３ａにおける機内Ａ側の端部から折り返されて機内Ａと反対側へ向けて漸次小径となる中間円錐筒部４３ｂと、その小径端部で折り返されて機内Ａ側へ向けて漸次小径となる内周円錐筒部４３ｃを備える。この内周円錐筒部４３ｃは、噴油口１２から噴射されたオイルＯが衝突する径方向位置にあり、かつ衝突によって刎ね返ったオイルＯが中間円錐筒部４３ｂへ衝突するように、その傾斜角度が設定されている。

以上のように構成された実施の形態による密封装置において、密封装置本体３は、シールリップ３３が機内Ａ側を向くように、取付部３１がハウジング１のシール装着凹部１１の内周面１１ａに圧入嵌着されると共に、シールリップ３３の内周部が、回転軸２の外周面に摺動可能に密接されることによって、機内Ａに存在する例えばミスト状の密封対象油が軸周から機外Ｂの大気側へ漏洩するのを防止し、かつダストリップ３４によって、機外Ｂの異物の侵入を防止するものである。

上述のように、例えば密封対象油が機内Ａにミスト状で存在するような場合は、回転軸２の外周面に対するシールリップ３３の摺動部Ｓには良好な潤滑油膜が形成されにくいので、前記摺動部Ｓを潤滑するためのオイルＯが、ハウジング１に設けられた噴油口１２から、０．２ＭＰａ程度の圧力でシール装着凹部１１内へ略水平に噴射される。そしてこのオイルＯは、噴油口１２の正面に位置するプレート４３のうちシールリップ３３の外周側（上側）でプレート４２の内周円錐筒部４３ｃに衝突することによって外周側（上側）へ向けて斜めに刎ね返され、次に中間円錐筒部４３ｂに衝突して、シールリップ３３の摺動部Ｓの近傍へ向けて内周側（下側）へ飛散される。

そして、このような繰り返し衝突によって、オイルＯの運動エネルギが減衰されると共にミスト化されるので、オイルＯがシールリップ３３の外周面に強く衝突することがなく、シールリップ３３の摺動部Ｓの近傍へ飛散されることによって、この摺動部Ｓへの良好な潤滑油膜の形成が促される。

本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。 従来の密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
１１ シール装着凹部
１２ 噴油口
２ 回転軸
３ 密封装置本体
３３ シールリップ
４ オイル飛散手段
４３ プレート
４３ａ 圧入筒部
４３ｂ 中間円錐筒部
４３ｃ 内周円錐筒部
Ａ 機内
Ｏ オイル
Ｓ 摺動部

Claims (2)

1. 補強環（３５）に一体に成形され、回転軸（２）の外周面に摺動可能に密接されるシールリップ（３３）を有する密封装置本体（３）と、この密封装置本体（３）における前記シールリップ（３３）より外周側の位置へ向けてオイル（Ｏ）を噴射する噴油口（１２）とを備える密封装置において、前記噴油口（１２）から噴射されたオイル（Ｏ）を前記シールリップ（３３）の摺動部（Ｓ）の近傍へ刎ね返して飛散させるオイル飛散手段（４）を備え、オイル飛散手段（４）が、前記補強環（３５）の円筒部（３５ａ）の内周面に圧入嵌着された圧入筒部（４３ａ）と、この圧入筒部（４３ａ）における機内（Ａ）側の端部から折り返されて機内（Ａ）と反対側へ向けて漸次小径となる中間円錐筒部（４３ｂ）と、この中間円錐筒部（４３ｂ）の小径端部で折り返されて機内（Ａ）側へ向けて漸次小径となり前記噴油口（１２）から噴射されたオイル（Ｏ）が衝突する内周円錐筒部（４３ｃ）を備えるプレート（４３）からなることを特徴とする密封装置。
2. 内周円錐筒部（４３ｃ）の傾斜角度が、衝突によって刎ね返ったオイル（Ｏ）が中間円錐筒部（４３ｂ）へ衝突するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。

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