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WO2012132731A1 - 密封装置及び密封構造 - Google Patents

密封装置及び密封構造 Download PDF

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WO2012132731A1
WO2012132731A1 PCT/JP2012/055087 JP2012055087W WO2012132731A1 WO 2012132731 A1 WO2012132731 A1 WO 2012132731A1 JP 2012055087 W JP2012055087 W JP 2012055087W WO 2012132731 A1 WO2012132731 A1 WO 2012132731A1
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WO
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seal lip
fluid
sealed
sealing device
shaft
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PCT/JP2012/055087
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English (en)
French (fr)
Inventor
中園優作
板谷壮敏
徳永雄一郎
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Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
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Priority to CN201280003921.2A priority patent/CN103238012B/zh
Priority to EP12765069.5A priority patent/EP2693089A4/en
Priority to JP2013507294A priority patent/JP5839509B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/324—Arrangements for lubrication or cooling of the sealing itself
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device and a sealing structure for sealing an annular gap between a relatively rotating shaft and a housing.
  • FIG. 6 a conventional sealing device will be described.
  • Fig.6 (a) is typical sectional drawing which shows the use condition of the sealing device which concerns on a prior art example.
  • FIG. 6B shows the rotational direction (arrow R in the figure) of the rotary shaft when viewed in the Z direction in FIG.
  • the sealing device 200 includes a first rubber seal lip 210 provided on the fluid to be sealed side (L) and a resin second seal lip 220 provided on the side opposite to the fluid to be sealed side (A). I have.
  • grease 230 is filled between the first seal lip 210 and the second seal lip 220.
  • a screw projection (or screw groove) 211 that exhibits a screw pump function is provided on the tapered surface of the first seal lip 210 on the side (A) opposite to the sealing target fluid side from the lip tip.
  • the grease 230 is also moved to the fluid to be sealed (L) due to the screw pump effect by the screw protrusion (or screw groove) 211 (see arrow X in the figure). Therefore, the slidability of the first seal lip 210 is degraded. As a result, when the first seal lip 210 slides on the surface of the shaft 300, an abnormal noise (squeal) is generated, and the result is that sliding wear is promoted. Therefore, it is also a cause of reducing the durable life of the sealing device.
  • An object of the present invention is to provide a sealing device and a sealing structure in which slidability is stabilized.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • the sealing device of the present invention is In a sealing device for sealing an annular gap between a relatively rotating shaft and a housing, A first seal lip that slides on the shaft surface; A second seal lip which is provided on the opposite side of the first seal lip from the fluid to be sealed and slides on the shaft surface; Grease filled between the first seal lip and the second seal lip;
  • a sealing device comprising: The lip tip of the first seal lip has a first tapered surface that expands toward the fluid to be sealed side, and a second tapered surface that expands toward the side opposite to the fluid to be sealed, The second taper surface has a plurality of screw projections or screw grooves that move the grease in the axial direction in accordance with relative rotation with the shaft (in addition to the case of only the screw projection and the case of only the screw groove, the screw projection These screw protrusions or screw grooves are all arranged to move the grease toward the side opposite to the fluid to be sealed. It is characterized by.
  • the sealing structure of the present invention is A housing having a shaft hole; A shaft inserted into the shaft hole and rotating relative to the housing; A sealing device for sealing an annular gap between the shaft and the housing;
  • the sealing device includes: A first seal lip that slides on the shaft surface; A second seal lip which is provided on the opposite side of the first seal lip from the fluid to be sealed and slides on the shaft surface; Grease filled between the first seal lip and the second seal lip; With The lip end of the first seal lip has a first taper surface that expands toward the fluid to be sealed and a second taper surface that expands toward the side opposite to the fluid to be sealed, The second taper surface has a plurality of screw projections or screw grooves that move the grease in the axial direction as the shaft rotates relative to the shaft (in addition to screw projections and screw grooves only, screw projections). And a plurality of screw protrusions or screw grooves are arranged to move the grease toward the side opposite to the fluid to be sealed. It is characterized by.
  • the function of moving the grease from the lip tip of the first seal lip to the side opposite to the fluid to be sealed can be exhibited by the screw protrusion or the screw groove. Therefore, it is possible to suppress the grease from leaking to the fluid to be sealed. Thereby, the state filled with grease between the first seal lip and the second seal lip can be stably maintained, and the slidability of the first seal lip can be maintained over a long period of time. .
  • the plurality of screw protrusions or screw grooves may be provided up to a position reaching the edge portion between the first taper surface and the second taper surface at the lip tip of the first seal lip.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an application example of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the sealing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a usage state of the sealing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a process diagram showing an assembly procedure of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a use state of a sealing device according to a conventional example.
  • Example 1 A sealing device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a water pump 10 for an automobile.
  • the water pump 10 includes a rotating shaft 21 and a housing 30 having a shaft hole through which the rotating shaft 21 is inserted.
  • a bearing 22 for smooth rotation of the rotating shaft 21 is attached to the rotating shaft 21.
  • a pulley 23 to which a rotational driving force is applied by a belt (not shown) or the like is attached to one end side of the rotating shaft 21, and an impeller 24 for pressure-feeding cooling water (LLC) is attached to the other end side.
  • LLC pressure-feeding cooling water
  • the sealing device 100 is connected to the rotating shaft 21. It arrange
  • the fluid to be sealed is cooling water.
  • FIG.2 and FIG.3 are cross-sectional views cut along a plane passing through the center of the rotating shaft 21, FIG. 2 shows a cross section of the sealing device 100 alone, and FIG. The cross section in the used state is shown.
  • FIG. 3B shows the direction of rotation of the rotating shaft (arrow R in the figure) when viewed in the Z direction in FIG.
  • the sealing device 100 has a rotationally symmetric shape.
  • the sealing device 100 includes a metal cartridge 110, a rubber first seal lip 120, a metal case 130, a synthetic resin second seal lip 140, a metal backup ring 150, and a metal Adapter 160 and grease 170 as a lubricant.
  • the cartridge 110 is composed of an annular member and is fitted to the inner peripheral surface of the shaft hole in the housing 30.
  • the first seal lip 120 includes a substantially cylindrical fixed portion 121, an inward portion 122 extending inward from the end portion of the fixed portion 121, and a sealing target fluid side (L) from the inner end of the inward portion 122. And a lip portion 123 configured to extend further inward.
  • An annular case 130 is fitted inside the fixed portion 121 of the first seal lip 120. As a result, the fixed portion 121 is sandwiched between the outer peripheral surface of the case 130 and the inner peripheral surface of the cartridge 110, whereby the first seal lip 120 is positioned in the radial direction with respect to the cartridge 110.
  • the second seal lip 140 is composed of a plate-like fixed portion 141 and a lip portion 142 configured so as to be further directed from the inner tip of the fixed portion 141 to the inner side and the fluid to be sealed (L). Yes.
  • An annular backup ring 150 is provided on the side (A) opposite to the fluid to be sealed of the second seal lip 140.
  • the fixed portion 141 of the second seal lip 140 is sandwiched between the backup ring 150 and the inward flange portion 131 of the case 130, whereby the second seal lip 140 is fixed to the cartridge 110. It is in a state.
  • the annular adapter 160 is provided on the sealing target fluid side (L) of the fixed portion 121 in the first seal lip 120. Thereby, the first seal lip 120 is also positioned relative to the cartridge 110 in the axial direction.
  • a grease 170 is filled in a space region formed between the first seal lip 120 and the second seal lip 140 (see FIG. 2).
  • the filling amount of the grease 170 is within a space formed between the first seal lip 120 and the second seal lip 140 in a state where the rotary shaft 21 is attached to the sealing device 100 (the state shown in FIG. 3). The amount is set so that the grease 170 is filled.
  • the assembly procedure of the sealing device 100 will be described with reference to FIG.
  • the fixed portion 141 of the second seal lip 140 is incorporated inside the case 130.
  • the backup ring 150 is fitted (see FIG. 4A).
  • the left end of the case 130 in the drawing is bent inward (see the arrow in the drawing).
  • the first seal lip 120 is assembled to the case 130, the second seal lip 140, and the backup ring 150 which are integrated (see FIG. 4B).
  • the integrated unit is pushed in the axial direction along the inner peripheral surface of the cartridge 110, and the fixed portion 121 of the first seal lip 120 is fitted to the inner peripheral surface of the cartridge 110 (FIG. 4C). )reference).
  • the adapter 160 is press-fitted into the inner peripheral surface of the cartridge 110.
  • grease 170 is filled in a space region formed between the first seal lip 120 and the second seal lip 140.
  • the above-described members are integrated into a cartridge. That is, the sealing device 100 including the cartridge 110, the first seal lip 120, the case 130, the second seal lip 140, the backup ring 150, the adapter 160, and the grease 170 can be handled as one component.
  • the lip portion 123 of the first seal lip 120 has a first tapered surface 123a whose tip expands toward the sealing target fluid side (L), and a sealing target. It has the structure which has the 2nd taper surface 123b which expands toward the opposite side (A) from the fluid side. An edge portion E is formed between the first tapered surface 123a and the second tapered surface 123b.
  • the second tapered surface 123b is provided with a plurality of screw protrusions (which may be screw grooves) 124 that move the grease 170 in the axial direction in accordance with the relative rotation with the rotary shaft 21.
  • the plurality of screw protrusions 124 are arranged to move the grease 170 toward the side (A) opposite to the fluid to be sealed. That is, as the rotating shaft 21 rotates (see FIG. 3B), the lip portion 123 slides with respect to the surface of the rotating shaft 21, and the grease 170 of the lip portion 123 is caused by the screw pump effect of the screw protrusion 124. It moves to the side (A) opposite to the sealing target fluid side from the edge portion E at the tip (see arrow Y in FIG. 3).
  • the screw protrusion 124 is provided from the opposite side (A) to the sealing target fluid side on the second tapered surface 123b to a position reaching the edge portion E at the tip of the lip portion 123. Therefore, the function (screw pump function) of moving the grease 170 to the side (A) opposite to the fluid to be sealed can be exhibited from the initial stage where the screw protrusion 124 is not worn by sliding.
  • the screw 170 (or screw groove) 124 causes the grease 170 to be on the side (A) opposite to the fluid to be sealed side of the lip portion 123 of the first seal lip 120.
  • the function to move can be demonstrated. Therefore, it can suppress that the grease 170 leaks to the sealing object fluid side (L).
  • the state in which the grease 170 is filled between the first seal lip 120 and the second seal lip 140 can be stably maintained, and the slidability of the first seal lip 120 can be maintained over a long period of time. Can be made. Accordingly, the generation of abnormal noise (squeal) can be suppressed, and the durability life of the sealing device 100 can be improved by reducing sliding wear.
  • the cooling water (LLC) that is the fluid to be sealed is opposite to the fluid to be sealed. Leaking to the side (A) can be effectively suppressed.
  • the provision of the screw protrusion (or screw groove) 124 that exhibits the function of moving the fluid on the side (A) opposite to the fluid to be sealed does not promote the leakage of cooling water. .
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
  • a modified example of the cartridge in the first embodiment will be described. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the cartridge 110a is provided with an S-shaped section so as to have elasticity in the radial direction without deteriorating the mounting property even for a large annular gap. , So as to sufficiently exhibit the sealing performance. Since the configuration other than the cartridge 110a is as described in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the sealing device As an application example of the sealing device, a case where the sealing device is used in a water pump 10 for an automobile has been described as an example. It is applicable to various devices that need to be performed.
  • the present invention can be suitably used as a sealing device or a sealing structure for a shaft seal in a device for home appliances or an industrial water pump with a small load.

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Abstract

　摺動性の安定化を図った密封装置及び密封構造を提供する。　第１シールリップ１２０のリップ先端は、密封対象流体側（Ｌ）に向かって拡径する第１テーパ面１２３ａと、密封対象流体側とは反対側（Ａ）に向かって拡径する第２テーパ面１２３ｂとを有しており、第２テーパ面１２３ｂには、回転軸２１との相対的な回転に伴ってグリース１７０を軸方向に移動させる複数のネジ突起（又はネジ溝）１２４が設けられており、これら複数のネジ突起（又はネジ溝）１２４は、いずれもグリース１７０を密封対象流体側とは反対側（Ａ）に向かって移動させる配置となっていることを特徴とする。

Description

密封装置及び密封構造
　本発明は、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間をシールする密封装置及び密封構造に関する。
　従来、軸に対して摺動する２つのシールリップを備え、密封対象流体側のシールリップの摺動性を高めるために、これら２つのシールリップの間にグリースを充填させる密封装置が知られている（特許文献１参照）。
　図６を参照して、従来例に係る密封装置について説明する。図６（ａ）は従来例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）中、Ｚ方向に見た場合における回転軸の回転方向（図中矢印Ｒ）を示している。この密封装置２００は、密封対象流体側（Ｌ）に設けられるゴム製の第１シールリップ２１０と、密封対象流体側とは反対側（Ａ）に設けられる樹脂製の第２シールリップ２２０とを備えている。そして、第１シールリップ２１０の軸３００に対する摺動性を高めるために、第１シールリップ２１０と第２シールリップ２２０との間には、グリース２３０が充填されている。
　また、第１シールリップ２１０におけるリップ先端よりも密封対象流体側とは反対側（Ａ）のテーパ面には、ネジポンプ機能を発揮するネジ突起（又はネジ溝）２１１が設けられている。これにより、第１シールリップ２１０と軸３００とが相対的に回転する際に、リップ先端と軸３００表面との摺動によって、リップ先端よりも密封対象流体側とは反対側（Ａ）に漏れ出てきた密封対象流体を密封対象流体側（Ｌ）に戻すことができる。
　しかしながら、この従来例においては、ネジ突起（又はネジ溝）２１１によるネジポンプ効果によって、グリース２３０も密封対象流体側（Ｌ）に移動させてしまう（図中、矢印Ｘ参照）。そのため、第１シールリップ２１０の摺動性が低下してしまう。これにより、第１シールリップ２１０が軸３００の表面に摺動する際に異音（鳴き）が発生してしまい、また、摺動摩耗を促進する結果を招いている。従って、密封装置の耐久寿命を低下させる原因にもなっている。
特開平１０－７３１６５号公報
　本発明の目的は、摺動性の安定化を図った密封装置及び密封構造を提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明の密封装置は、
　相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間をシールする密封装置において、
　前記軸表面に摺動する第１シールリップと、
　第１シールリップよりも密封対象流体側とは反対側に設けられ、前記軸表面に摺動する第２シールリップと、
　第１シールリップと第２シールリップとの間に充填されるグリースと、
を備える密封装置であって、
　第１シールリップのリップ先端は、密封対象流体側に向かって拡径する第１テーパ面と、密封対象流体側とは反対側に向かって拡径する第２テーパ面とを有しており、
　第２テーパ面には、前記軸との相対的な回転に伴って前記グリースを軸方向に移動させる複数のネジ突起又はネジ溝（ネジ突起のみの場合とネジ溝のみの場合の他、ネジ突起とネジ溝が混在する場合も含む）が設けられており、これら複数のネジ突起又はネジ溝は、いずれも前記グリースを密封対象流体側とは反対側に向かって移動させる配置となっていることを特徴とする。
　また、本発明の密封構造は、
　軸孔を有するハウジングと、
　前記軸孔内に挿通され、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸と、
　前記軸とハウジングとの間の環状隙間をシールする密封装置と、
を備える密封構造において、
　前記密封装置は、
　前記軸表面に摺動する第１シールリップと、
　第１シールリップよりも密封対象流体側とは反対側に設けられ、前記軸表面に摺動する第２シールリップと、
　第１シールリップと第２シールリップとの間に充填されるグリースと、
を備え、
　第１シールリップのリップ先端は、密封対象流体側に向かって拡径する第１テーパ面と、密封対象流体側とは反対側に向かって拡径する第２テーパ面とを有しており、
　第２テーパ面には、前記軸との相対的な回転に伴って前記グリースを軸方向に移動させる複数のネジ突起又はネジ溝（ネジ突起のみの場合とネジ溝のみの場合の他、ネジ突起とネジ溝が混在する場合も含む）が設けられており、これら複数のネジ突起又はネジ溝は、いずれも前記グリースを密封対象流体側とは反対側に向かって移動させる配置となっていることを特徴とする。
　これらの発明によれば、ネジ突起又はネジ溝によって、グリースを第１シールリップのリップ先端よりも密封対象流体側とは反対側に移動させる機能を発揮させることができる。そのため、グリースが密封対象流体側に漏れてしまうことを抑制できる。これにより、第１シールリップと第２シールリップとの間にグリースが充填された状態を安定的に維持させることができ、第１シールリップの摺動性を長期に亘って維持させることができる。
　また、前記複数のネジ突起又はネジ溝は、第１シールリップのリップ先端における第１テーパ面と第２テーパ面との間のエッジ部に到達する位置まで設けられているとよい。
　これにより、ネジ突起等が摺動により摩耗されていない初期段階から、グリースを密封対象流体側とは反対側に移動させる機能（ネジポンプ機能）を発揮させることができる。
　以上説明したように、本発明によれば、摺動性の安定化を図ることができる。
図１は本発明の実施例に係る密封装置の適用例を示す模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。 図３は本発明の実施例１に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。 図４は本発明の実施例１に係る密封装置の組み立て手順を示す工程図である。 図５は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。 図６は従来例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　（実施例１）
　図１～図４を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置について説明する。
　＜密封装置の適用例＞
　図１を参照して、本発明の実施例に係る密封装置１００の適用例を説明する。図１は自動車用のウォーターポンプ１０の模式的断面図である。ウォーターポンプ１０は、回転軸２１と、回転軸２１が挿通される軸孔を有するハウジング３０とを備えている。回転軸２１には、回転軸２１の回転を円滑にするためのベアリング２２が取り付けられている。また、回転軸２１の一端側には不図示のベルト等によって回転駆動力が与えられるプーリー２３が取り付けられており、他端側には冷却水（ＬＬＣ）を圧送するためのインペラー２４が取り付けられている。そして、本実施例に係る密封装置１００は、この冷却水が外部（すなわち、密封対象流体側（Ｌ）とは反対側（Ａ））に漏れてしまうことを抑制するために、回転軸２１とハウジング３０との間の環状隙間に配置される。つまり、本実施例においては、密封対象流体は冷却水である。
　＜密封装置の構成＞
　図２及び図３を参照して、本発明の実施例に係る密封装置１００について説明する。ここで、図２及び図３（ａ）は回転軸２１の中心を通る面で切断した断面図であり、図２は密封装置１００単体の断面を示し、図３（ａ）は密封装置１００を使用した状態における断面を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）中、Ｚ方向に見た場合における回転軸の回転方向（図中矢印Ｒ）を示している。なお、密封装置１００は回転対称形状である。
　密封装置１００は、金属製のカートリッジ１１０と、ゴム製の第１シールリップ１２０と、金属製のケース１３０と、合成樹脂製の第２シールリップ１４０と、金属製のバックアップリング１５０と、金属製のアダプタ１６０と、潤滑剤であるグリース１７０とから構成されている。
　カートリッジ１１０は、環状の部材で構成され、ハウジング３０における軸孔の内周面に嵌着される。第１シールリップ１２０は、略円筒状の被固定部１２１と、被固定部１２１の端部から内側に伸びる内向き部１２２と、内向き部１２２の内側の先端から密封対象流体側（Ｌ）に向かって伸び、かつ更に内側に向かうように構成されたリップ部１２３とを備えている。第１シールリップ１２０における被固定部１２１の内側に、環状のケース１３０が嵌め込まれる。これにより、このケース１３０の外周面とカートリッジ１１０の内周面との間で、被固定部１２１が挟み込まれることで、第１シールリップ１２０はカートリッジ１１０に対して径方向の位置決めがなされる。
　第２シールリップ１４０は、板状の被固定部１４１と、被固定部１４１の内側の先端から更に内側かつ密封対象流体側（Ｌ）に向かうように構成されたリップ部１４２とから構成されている。この第２シールリップ１４０の密封対象流体側とは反対側（Ａ）に、環状のバックアップリング１５０が設けられている。これにより、第２シールリップ１４０における被固定部１４１が、バックアップリング１５０とケース１３０における内向きフランジ部１３１との間に挟み込まれることによって、第２シールリップ１４０はカートリッジ１１０に対して固定された状態となっている。
　そして、第１シールリップ１２０における被固定部１２１の密封対象流体側（Ｌ）に、環状のアダプタ１６０が設けられる。これにより、第１シールリップ１２０はカートリッジ１１０に対して軸方向に対しても位置決めがなされる。
　また、第１シールリップ１２０と第２シールリップ１４０との間にできる空間領域に、グリース１７０が充填される（図２参照）。ここで、グリース１７０の充てん量は、密封装置１００に回転軸２１が取り付けられた状態（図３に示す状態）において、第１シールリップ１２０と第２シールリップ１４０との間にできる空間内にグリース１７０が充満する量となるように設定される。
　ここで、特に、図４を参照して、密封装置１００の組み立て手順について説明する。まず、ケース１３０の内側に第２シールリップ１４０における被固定部１４１を組み込む。その後、バックアップリング１５０を嵌め込む（図４（ａ）参照）。次に、ケース１３０の図中左側の端部を内側に折り曲げる（図中矢印参照）。そして、このケース１３０と第２シールリップ１４０とバックアップリング１５０とが一体となったものに、第１シールリップ１２０を組み付ける（図４（ｂ）参照）。その後、これらが一体となったものを、カートリッジ１１０の内周面に沿うように軸方向に押し込み、第１シールリップ１２０における被固定部１２１をカートリッジ１１０の内周面に嵌める（図４（ｃ）参照）。そして、アダプタ１６０をカートリッジ１１０の内周面に圧入する。この状態で、第１シールリップ１２０と第２シールリップ１４０との間にできる空間領域に、グリース１７０を充填する。
　以上の構成により、上記の各部材等が一体的となってカートリッジ化される。すなわち、カートリッジ１１０，第１シールリップ１２０，ケース１３０，第２シールリップ１４０，バックアップリング１５０，アダプタ１６０及びグリース１７０を備えた密封装置１００を、一つの部品として取り扱うことが可能となる。
　そして、本実施例に係る密封装置１００においては、第１シールリップ１２０におけるリップ部１２３は、その先端が、密封対象流体側（Ｌ）に向かって拡径する第１テーパ面１２３ａと、密封対象流体側とは反対側（Ａ）に向かって拡径する第２テーパ面１２３ｂとを有する構成となっている。なお、第１テーパ面１２３ａと第２テーパ面１２３ｂとの間はエッジ部Ｅを形成している。
　また、第２テーパ面１２３ｂには、回転軸２１との相対的な回転に伴ってグリース１７０を軸方向に移動させる複数のネジ突起（ネジ溝でもよい）１２４が設けられている。そして、これら複数のネジ突起１２４は、いずれもグリース１７０を密封対象流体側とは反対側（Ａ）に向かって移動させる配置となっている。すなわち、回転軸２１が回転することによって（図３（ｂ）参照）、リップ部１２３が回転軸２１の表面に対して摺動し、ネジ突起１２４のネジポンプ効果によって、グリース１７０はリップ部１２３の先端のエッジ部Ｅよりも密封対象流体側とは反対側（Ａ）に移動する（図３中矢印Ｙ参照）。ここで、ネジ突起１２４は、第２テーパ面１２３ｂにおいて、密封対象流体側とは反対側（Ａ）からリップ部１２３の先端のエッジ部Ｅに到達する位置まで設けられている。従って、ネジ突起１２４が摺動により摩耗されていない初期段階から、グリース１７０を密封対象流体側とは反対側（Ａ）に移動させる機能（ネジポンプ機能）を発揮させることができる。
　＜本実施例に係る密封装置１００の優れた点＞
　本実施例に係る密封装置１００によれば、ネジ突起（又はネジ溝）１２４によって、グリース１７０を第１シールリップ１２０のリップ部１２３の先端よりも密封対象流体側とは反対側（Ａ）に移動させる機能を発揮させることができる。そのため、グリース１７０が密封対象流体側（Ｌ）に漏れてしまうことを抑制できる。これにより、第１シールリップ１２０と第２シールリップ１４０との間にグリース１７０が充填された状態を安定的に維持させることができ、第１シールリップ１２０の摺動性を長期に亘って維持させることができる。これに伴い、異音（鳴き）の発生を抑制でき、かつ摺動摩耗の低減によって、密封装置１００の耐久寿命を向上させることができる。
　また、第１シールリップ１２０と回転軸２１の表面との間には、グリース１７０による膜が安定的に形成されるため、密封対象流体である冷却水（ＬＬＣ）が密封対象流体側とは反対側（Ａ）に漏れてしまうことを効果的に抑制できる。また、これにより、密封対象流体側とは反対側（Ａ）に流体を移動させる機能を発揮するネジ突起（又はネジ溝）１２４を設けたからといって、冷却水の漏れを助長することはない。
　（実施例２）
　図５には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、上記実施例１におけるカートリッジの変形例を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　軸（回転軸２１）の径と、ハウジング３０の軸孔の径との関係によっては、密封装置によってシールするべき環状隙間が大きくなる場合がある。そのため、本実施例に係る密封装置１００ａにおいては、カートリッジ１１０ａを断面Ｓ字形状の部位を設けることで径方向に対する弾性を持たせて、大きな環状隙間に対しても、装着性を悪化させることなく、十分にシール性を発揮させるようにしている。カートリッジ１１０ａ以外の構成については、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。
　（その他）
　上記実施例においては、密封装置の適用例として、自動車用のウォーターポンプ１０に用いられる場合を例にして説明したが、本発明は相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間をシールする必要のある各種装置に適用可能である。特に、本発明は、家電用の装置や、負荷の少ない工業用のウォーターポンプにおける軸封用の密封装置や密封構造として、好適に用いることができる。
　１０　ウォーターポンプ
　２１　回転軸
　２２　ベアリング
　２３　プーリー
　２４　インペラー
　３０　ハウジング
　１００，１００ａ　密封装置
　１１０，１１０ａ　カートリッジ
　１２０　第１シールリップ
　１２１　被固定部
　１２２　内向き部
　１２３　リップ部
　１２３ａ　第１テーパ面
　１２３ｂ　第２テーパ面
　１２４　ネジ突起
　１３０　ケース
　１３１　内向きフランジ部
　１４０　第２シールリップ
　１４１　被固定部
　１４２　リップ部
　１５０　バックアップリング
　１６０　アダプタ
　１７０　グリース

Claims (3)

  1. 　相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間をシールする密封装置において、
    　前記軸表面に摺動する第１シールリップと、
    　第１シールリップよりも密封対象流体側とは反対側に設けられ、前記軸表面に摺動する第２シールリップと、
    　第１シールリップと第２シールリップとの間に充填されるグリースと、
    を備える密封装置であって、
    　第１シールリップのリップ先端は、密封対象流体側に向かって拡径する第１テーパ面と、密封対象流体側とは反対側に向かって拡径する第２テーパ面とを有しており、
    　第２テーパ面には、前記軸との相対的な回転に伴って前記グリースを軸方向に移動させる複数のネジ突起又はネジ溝が設けられており、これら複数のネジ突起又はネジ溝は、いずれも前記グリースを密封対象流体側とは反対側に向かって移動させる配置となっていることを特徴とする密封装置。
  2. 　前記複数のネジ突起又はネジ溝は、第１シールリップのリップ先端における第１テーパ面と第２テーパ面との間のエッジ部に到達する位置まで設けられていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
  3. 　軸孔を有するハウジングと、
    　前記軸孔内に挿通され、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸と、
    　前記軸とハウジングとの間の環状隙間をシールする密封装置と、
    を備える密封構造において、
    　前記密封装置は、
    　前記軸表面に摺動する第１シールリップと、
    　第１シールリップよりも密封対象流体側とは反対側に設けられ、前記軸表面に摺動する第２シールリップと、
    　第１シールリップと第２シールリップとの間に充填されるグリースと、
    を備え、
    　第１シールリップのリップ先端は、密封対象流体側に向かって拡径する第１テーパ面と、密封対象流体側とは反対側に向かって拡径する第２テーパ面とを有しており、
    　第２テーパ面には、前記軸との相対的な回転に伴って前記グリースを軸方向に移動させる複数のネジ突起又はネジ溝が設けられており、これら複数のネジ突起又はネジ溝は、いずれも前記グリースを密封対象流体側とは反対側に向かって移動させる配置となっていることを特徴とする密封構造。
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