特許 6204987 密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204987

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3244 20160101AFI20170914BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20170914BHJP

   F16J 15/3212 20160101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/3244

   F16J15/3204 201

   F16J15/3212

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-541546(P2015-541546)

(86)(22)【出願日】2014年10月3日

(86)【国際出願番号】JP2014076495

(87)【国際公開番号】WO2015053170

(87)【国際公開日】20150416

【審査請求日】2016年4月5日

(31)【優先権主張番号】特願2013-212658(P2013-212658)

(32)【優先日】2013年10月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100071205

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100179970

【弁理士】

【氏名又は名称】桐山 大

(72)【発明者】

【氏名】百武 秀治

(72)【発明者】

【氏名】西村 智昭

(72)【発明者】

【氏名】松井 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祐貴

【審査官】 竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３２７８３４９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００６−１２５４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１７９７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０８６１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ１５／３２０４−１５／３２３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シールリップ摺動部の大気側側面に密封流体に対するポンピング作用を発揮する正方向ネジおよび逆方向ネジが円周上並べて設けられ、
前記正方向ネジおよび逆方向ネジはそれぞれ、ネジ高さがネジ全長に亙って等しく形成された平行ネジと、ネジ高さがリップ先端側から大気側へかけて徐々に大きくなる形状の舟底状ネジとの組み合わせよりなり、
前記正方向ネジおよび逆方向ネジの何れか一方または双方に、飛沫漏れ防止用のシール突起が設けられ、
前記シール突起は、前記舟底状ネジに連続するように設けられるとともに前記シール突起の高さ寸法が前記舟底状ネジの最大高さ寸法よりも小さく形成されていることを特徴とする密封装置。

【請求項2】

請求項１記載の密封装置において、
前記シール突起が前記平行ネジと前記舟底状ネジとの間に設けられることにより前記正方向ネジまたは逆方向ネジはクランク状に折れ曲がった形状とされていることを特徴とする密封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、シールリップの摺動部に流体ポンピング作用を発揮するネジを設けた密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車関連の分野で用いられ、または汎用機械の分野などで用いられる。

【背景技術】

【0002】

従来から、オイル等の密封流体に対する密封性能を向上させるためにシールリップ摺動部の大気側側面に密封流体に対するポンピング作用を発揮するネジを設けた密封装置が知られており、回転軸等の相手摺動部材（以下、単に軸とも称する）が正逆両方向に回転するものである場合には図５に示すように、シールリップ５１の摺動部の大気側側面５２に両方向ネジ５３が設けられている。

【0003】

この両方向ネジ５３は、軸が正方向に回転するとき（矢印Ｃ）にポンピング作用によるシール機能を発揮する正方向ネジ５４と、軸が逆方向に回転するときにポンピング作用によるシール機能を発揮する逆方向ネジ５５とを１本ずつまたは数本ないし数十本毎に円周上交互に並べて配置したものであって、各ネジ５４，５５はその長手直角の断面形状（ネジ高さおよびネジ幅を含む）をネジ全長に亙って等しく形成した、いわゆる平行ネジとされている。

【0004】

上記先行技術は、各ネジ５４，５５のポンピング作用により優れた密封性能を発揮することが可能とされるが、上記したように各ネジ５４，５５が平行ネジとされているため、摺動による摩耗が進行すると、ポンピング作用が低下する問題がある。

【0005】

上記問題に対策するには、本発明に対する比較例として図６に示すように、正方向ネジ５４および逆方向ネジ５５をそれぞれ平行ネジではなく舟底状ネジとすることが考えられ、舟底状ネジはネジ高さがリップ先端５６から大気側Ｂへかけて徐々に大きくなる形状を備えるため、摩耗が進行してもネジ高さが低くなりにくく、よってポンピング作用が低下しにくい。

【0006】

しかしながら、このように正方向ネジ５４および逆方向ネジ５５をそれぞれ舟底状ネジとする場合でも、ネジ５４，５５から密封流体が飛沫漏れすることがあり、このネジ５４，５５からの飛沫漏れを抑制するには別途の対策が必要とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１−３１２２７４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】

【0008】

本発明は以上の点に鑑みて、シールリップの摺動部に流体ポンピング作用を発揮する正方向ネジおよび逆方向ネジを設けた密封装置において、ネジの摩耗が進行してもポンピング作用が低下しにくい特徴を備えるとともに、ネジからの飛沫漏れを抑制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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、シールリップ摺動部の大気側側面に密封流体に対するポンピング作用を発揮する正方向ネジおよび逆方向ネジが円周上並べて設けられ、前記正方向ネジおよび逆方向ネジはそれぞれ、ネジ高さがネジ全長に亙って等しく形成された平行ネジと、ネジ高さがリップ先端側から大気側へかけて徐々に大きくなる形状の舟底状ネジとの組み合わせよりなり、前記正方向ネジおよび逆方向ネジの何れか一方または双方に、飛沫漏れ防止用のシール突起が設けられ、前記シール突起は、前記舟底状ネジに連続するように設けられるとともに前記シール突起の高さ寸法が前記舟底状ネジの最大高さ寸法よりも小さく形成されていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記シール突起が前記平行ネジと前記舟底状ネジとの間に設けられることにより前記正方向ネジまたは逆方向ネジはクランク状に折れ曲がった形状とされていることを特徴とする。

【0011】

上記構成を備える本発明の密封装置においては、正方向ネジおよび逆方向ネジがそれぞれ、そのネジ高さがリップ先端から大気側へかけて徐々に大きくなる形状を備えているため、上記舟底状ネジに相当し、よって摩耗が進行してもネジ高さが低くなりにくく、よってポンピング作用が低下しにくい。また、正方向ネジおよび逆方向ネジのいずれか一方または双方に飛沫漏れ防止用のシール突起が設けられているため、このシール突起が密封流体の飛沫漏れに対する堰として作用し、よって飛沫漏れ量を低減することが可能とされる。

【0012】

上記したように飛沫漏れ防止用のシール突起は正方向ネジおよび逆方向ネジのいずれか一方または双方に設けられるが、軸が正回転するのが常態である場合には、飛沫漏れ防止用のシール突起はこれを逆方向ネジに付随して設けるのが好適であり、この場合、シール突起は逆方向ネジから軸の正回転方向とは反対側へ向けて延設されることになる。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、以下の効果を奏する。

【0014】

すなわち本発明においては以上説明したように、正方向ネジおよび逆方向ネジがそれぞれ、ネジ高さをリップ先端から大気側へかけて徐々に大きくした形状を備えるため、摩耗が進行してもネジ高さが低くなりにくく、ポンピング作用が低下しにくい。また、正方向ネジおよび逆方向ネジのいずれか一方または双方に飛沫漏れ防止用のシール突起が設けられているため、このシール突起が密封流体の飛沫漏れに対する堰として作用し、よって飛沫漏れ量を低減することが可能とされる。したがって本発明所期の目的どおり、ネジの摩耗が進行してもポンピング作用が低下しにくく、ネジからの飛沫漏れを抑制することもできる密封装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施例に係る密封装置の半裁断面図

【図2】図１の要部拡大図

【図3】本発明の第２実施例に係る密封装置の要部正面図

【図4】本発明の第３実施例に係る密封装置の要部断面図

【図5】従来例に係る密封装置の半裁断面図

【図6】比較例に係る密封装置の半裁断面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明における上記請求項１記載の「正方向ネジおよび逆方向ネジが円周上並べて設けられ、」には、正方向ネジおよび逆方向ネジが円周上交互に設けられる場合が含まれる。また、本発明における上記請求項１記載の「正方向ネジおよび逆方向ネジが円周上並べて設けられ、」には、正方向ネジおよび逆方向ネジが円周上半周ずつ設けられる（正方向ネジが円周上半周に亙って設けられ、残る半周に逆方向ネジが設けられる）場合も含まれる。

【実施例】

【0017】

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第１実施例・・・
図１は、本発明の第１実施例に係る密封装置（オイルシール）１の半裁断面を示している。図２は図１の要部を拡大して示している。当該実施例に係る密封装置１は、軸（相手部材、図示せず）が正逆両方向に回転するのに対応する両回転シールであって、以下のように構成されている。

【0018】

すなわち図１に示すように、金属環２に被着（加硫接着）されたゴム状弾性体３によって外周シール部４、端面被覆部５およびダストリップ（副リップ）６などとともに軸の周面に摺動可能に密接するシールリップ（主リップ）７が設けられており、このシールリップ７の先端摺動部に密封流体側側面（斜面）８および大気側側面（斜面）９が設けられている。符号１０は、両側面８，９が交差するリップ先端で、尖端とされている。

【0019】

上記シールリップ７の両側面８，９のうちの大気側側面９に、軸が正方向に回転（正回転、矢印Ｃ）するときにポンピング作用によって密封流体を密封流体側Ａへ押し戻すことによりシール機能を発揮する正方向ネジ（正ネジ部）１１が設けられ、また、軸が逆方向に回転（逆回転）するときにポンピング作用によって密封流体を密封流体側Ａへ押し戻すことによりシール機能を発揮する逆方向ネジ（逆ネジ部）２１が設けられている。これらの正方向ネジ１１および逆方向ネジ２１は円周上半周ずつ設けられ、図では正方向ネジ１１および逆方向ネジ２１の切り替わり部分が示されている。

【0020】

図２に拡大して示すように、正方向ネジ１１は螺旋状の突起よりなる。螺旋の向きはその大気側端部１１ａから密封流体側端部１１ｂへかけて軸の正回転方向Ｃの前方へ向けて傾斜する向きとされている。またこの正方向ネジ１１は、リップ先端１０から始まる平行ネジ１２およびこれに連続する舟底状ネジ１３が１本に連続したものとされている。

【0021】

平行ネジ１２はその長手直角の断面形状（ネジ高さおよびネジ幅を含む）がネジ全長に亙って等しく形成され、舟底状ネジ１３はその長手直角の断面形状（ネジ高さおよびネジ幅を含む）がリップ先端１０側（密封流体側Ａ）から大気側Ｂへかけて徐々に大きくなる形状を備えている。舟底状ネジ１３はその最小高さ寸法が平行ネジ１２の高さ寸法と同じに設定されているので、舟底状ネジ１３の最大高さ寸法は平行ネジ１２の高さ寸法より大きく設定されている。平行ネジ１２および舟底状ネジ１３の長手直角の断面形状はそれぞれ三角形ないし略三角形とされている。

【0022】

一方、逆方向ネジ２１はこれも螺旋状の突起よりなる。螺旋の向きはその大気側端部２１ａから密封流体側端部２１ｂへかけて軸の正回転方向Ｃの後方へ向けて傾斜する向きとされている。またこの逆方向ネジ２１は、リップ先端１０から始まる平行ネジ２２およびこれに連続する舟底状ネジ２３が１本に連続したものとされている。

【0023】

平行ネジ２２はその長手直角の断面形状（ネジ高さおよびネジ幅を含む）がネジ全長に亙って等しく形成され、舟底状ネジ２３はその長手直角の断面形状（ネジ高さおよびネジ幅を含む）がリップ先端１０側（密封流体側Ａ）から大気側Ｂへかけて徐々に大きくなる形状を備えている。舟底状ネジ２３はその最小高さ寸法が平行ネジ２２の高さ寸法と同じに設定されているので、舟底状ネジ２３の最大高さ寸法は平行ネジ２２の高さ寸法より大きく設定されている。平行ネジ２２および舟底状ネジ２３の長手直角の断面形状はそれぞれ三角形ないし略三角形とされている。

【0024】

また、本発明にとくに特徴的な構成として、飛沫漏れ防止用のシール突起３１が設けられ、当該実施例ではこのシール突起３１が、逆方向ネジ２１に付随して設けられ、逆方向ネジ２１から軸の正回転方向Ｃとは反対側へ向けて延設されている。

【0025】

このシール突起３１は、以下のように構成されている。

【0026】

シール突起３１は、その基端部３１ａが逆方向ネジ２１の舟底状ネジ２３に連続しており、すなわち舟底状ネジ２３の長手方向中途の部位に連続している。

【0027】

シール突起３１は、螺旋状の突起よりなり、その螺旋の向きはその基端部３１ａから先端部３１ｂへかけて軸の正回転方向Ｃの後方へ向けて傾斜する向きとされている。したがってシール突起３１は、このシール突起３１が連続する舟底状ネジ２３ないし逆方向ネジ２１と同じ向きに傾斜しており、但しリップ先端１０に対する傾斜の角度は舟底状ネジ２３ないし逆方向ネジ２１より小さく設定されている。尚、シール突起３１は当該密封装置１の円周方向に延設されても良く、また少々であれば螺旋の向きは先端部３１ｂから基端部３１ａへかけて軸の正回転方向Ｃの前方へ向けて傾斜する向きであっても良い。

【0028】

シール突起３１は、平行ネジ２２と同様、その長手直角の断面形状（突起高さおよび突起幅を含む）が突起全長に亙って等しく形成されている。またその高さ寸法は舟底状ネジ２３の高さ寸法（最大高さ寸法）より小さく形成され、平行ネジ２２の高さ寸法および舟底状ネジ２２の最小高さ寸法と同等ないし略同等に設定されている。またその長手直角の断面形状は三角形ないし略三角形とされている。

【0029】

シール突起３１の高さ寸法を舟底状ネジ２３の高さ寸法（最大高さ寸法）より小さく形成した理由は、舟底状ネジ２３よりも高さ寸法を大きくすると、軸表面に舟底状ネジ２３が接触せず、よってポンプ機能が発揮されないためである。したがってシール突起３１の高さ寸法を舟底状ネジ２３の高さ寸法（最大高さ寸法）より小さく形成することにより、軸表面に舟底状ネジ２３を接触させることができ、よって舟底状ネジ２３にポンプ機能を発揮させることができる。

【0030】

また、シール突起３１の高さ寸法を平行ネジ２２の高さ寸法と同等ないし略同等に設定した理由は、平行ネジ２２よりも高さ寸法を大きくすると、軸表面に平行ネジ２２が接触せず、ポンプ機能が発揮されないためであり、反対に、平行ネジ２２よりも高さ寸法を小さくすると、平行ネジ２２のポンプ機能は阻害されないが、シール突起３１による飛沫漏れ抑制の効果が小さくなるためである。したがってシール突起３１の高さ寸法を平行ネジ２２の高さ寸法と同等ないし略同等に設定することにより、軸表面に平行ネジ２２を接触させることができ、よって平行ネジ２２にポンプ機能を発揮させることができ、併せて、シール突起３１による飛沫漏れ抑制の効果を実現することができる。

【0031】

シール突起３１は、逆方向ネジ２１の１本当たり、２本が互いに平行に設けられている。但しその本数は１本または３本以上の複数であっても良い。

【0032】

上記構成の密封装置１は例えば、ハウジングの軸孔内周に装着され、前記軸孔に挿通した軸の周面にシールリップ７が摺動自在に密接することにより機内の密封流体が機外へ漏洩しないようこれをシールするものであって、上記したように軸が正逆両方向に回転するのに対応して両回転シールとされ、上記構成により以下の作用効果を発揮する点に特徴を有している。

【0033】

すなわち上記構成を備える密封装置１においては、正方向ネジ１１および逆方向ネジ２１がそれぞれ、そのネジ高さをリップ先端１０から大気側Ｂへかけて徐々に大きくする形状の舟底状ネジ１３，２３を備えているため、軸との摺動に伴う摩耗が進行してもネジ高さが低くなりにくく、よってポンピング作用が低下しにくい。

【0034】

また、逆方向ネジ２１に付随して逆方向ネジ２１から軸の正回転方向Ｃとは反対側へ向けてシール突起３１が延設されているため、このシール突起３１が密封流体の飛沫漏れに対する堰として作用し、よって飛沫漏れ量を低減することが可能とされている。密封流体の飛沫は例えば、軸の正回転時、ポンピング作用を奏する正方向ネジ１１によりリップ先端１０の方へ押し戻される流体の一部が遠心力等により大気側Ｂへ飛散することにより生じるものであって（矢印Ｄ）、これを受ける位置にシール突起３１が設けられているため、飛沫漏れが発生するのを有効に抑制することが可能とされる。また、シール突起３１は堰として作用するため、大気側Ｂからダスト等が侵入するのを抑制する効果も期待される。

【0035】

尚、上記実施例では、シール突起３１が軸の正回転時に堰として作用するようシール突起３１が逆方向ネジ２１に付随して逆方向ネジ２１から軸の正回転方向Ｃと反対側へ向けて延設されているが、軸の逆回転時に堰として作用させる場合には、シール突起３１を正方向ネジ１１に付随して正方向ネジ１１から軸の正回転方向Ｃへ向けて延設するように設けても良い。また、軸の両方向回転にそれぞれ対応するよう、逆方向ネジ２１に付随して逆方向ネジ２１から軸の正回転方向Ｃと反対側へ向けて延設されるシール突起３１と、正方向ネジ１１に付随して正方向ネジ１１から軸の正回転方向Ｃへ向けて延設されるシール突起３１とを双方共に設けるようにしても良い。

【0036】

また、上記実施例では、シール突起３１が逆方向ネジ２１または正方向ネジ１１から枝分かれ状に設けられているが、シール突起３１を逆方向ネジ２１または正方向ネジ１１の長手方向中途の部位へ組み込むようにして設けることも考えられる。

【0037】

第２実施例・・・
図３はその一例として、シール突起３１が逆方向ネジ２１の長手方向中途の部位へ組み込むようにして設けられ、すなわち逆方向ネジ２１における平行ネジ２２と舟底状ネジ２３との間にシール突起３１が設けられている。

【0038】

第３実施例・・・
また、図４はその一例として、シール突起３１が逆方向ネジ２１の長手方向中途の部位へ組み込むようにして設けられ、すなわち逆方向ネジ２１における平行ネジ２２と舟底状ネジ２３との間にシール突起３１が設けられている。また同時に、シール突起３１が正方向ネジ１１の長手方向中途の部位へ組み込むようにして設けられ、すなわち正方向ネジ１１における平行ネジ１２と舟底状ネジ１３との間にシール突起３１が設けられている。

【0039】

上記第２、第３実施例によると、上記第１実施例と同じ作用効果を発揮するほか、各ネジ１１，２１がクランク状に折り曲がった形状とされるため、ネジ１本当たりの円周方向スペースが小さくなる。したがってこの分、多くのネジを円周上に並べることができるため、ネジによるポンピング作用ならびにシール機能を高めることができる。また、上記したようにシール突起３１が堰として作用するため、この堰により、大気側Ｂからダスト等が侵入するのを抑制することができる。

【符号の説明】

【0040】

１ 密封装置
２ 金属環
３ ゴム状弾性体
４ 外周シール部
５ 端面被覆部
６ ダストリップ
７ シールリップ
８ 密封流体側側面
９ 大気側側面
１０ リップ先端
１１ 正方向ネジ
１１ａ，２１ａ 大気側端部
１１ｂ，２１ｂ 密封流体側端部
１２，２２ 平行ネジ
１３，２３ 舟底状ネジ
２１ 逆方向ネジ
３１ シール突起
３１ａ 基端部
３１ｂ 先端部
Ａ 密封流体側
Ｂ 大気側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】