JPS63500612A - 軸類のオイルシ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の　イルシール 本発明は、回転軸とそのハウジングのような相対的に回転する部材間における液 漏れを防止するための軸頚のオイルシールに関するものである。

通常、封止されるべき液体は潤滑油であるので、そのシールは一般に“オイルシ ール”と称され、設置されたシールにおける封止されるべき領域に面している側 は“オイルサイド”と称され、他の側は、そこが通常、大気圧に開放されている ので、“エアサイド”と称されている。

軸シールは、通常、軸のハウジング内に液密にしっがつと取り付けられ、回転軸 の円筒面の回りを封止するための内向きの環状リップを有している。このような シールは“内シール”若しくはインターナルシールとして知られている。しがし ながら、軸シールには回転軸に液密に取り付けられるように設計されたものがあ り、ハウジングの円筒形の内面に接する外向きの環状リップによって封止を行う ようになっており、これを“外シール”若しくはエクスターナルシールと称して いる。一般に、内シールの構造および作動条件は、単に逆にすることにより、外 シールに適用され得る。従って、本明細書における内シールに間する記載は、特 記しない限り、外シールに適用可能なものとして取り扱われるものとする。

通常、軸シールの封止リップ若しくは封止リングは、耐油性の合成ゴムやエラス トマのような弾性的に変形可能な材料から作られている。

最近の２０年間に、“ポジティブアクション（ｐｏｓｉｔｉｖｅａｃｔｉｏｎ） 型”のシールが考え出され、これらは、オイルサイドの方に漏れ油を戻す目的で 、封止リップまたは封止リングにおける封止帯若しくは接触帯のエアサイドに、 螺旋状のリブまたは同様な形状のものを有している。

封止リップや封止リングにおける封止帯若しくは接触帯のオイルサイドに、リブ やその他の形状のものを設ける案もあったが、知られている限り、これらは使用 されるようにはなっておらず、ポジティブアクションが達成されたか否かは立証 されていない。

本発明は、オイルサイド側に油を押し退けるために、封止・接触帯にポンプ作用 が生じるよう被封止部材の相対回転を用いているポジティブアクション型のオイ ルシールを提供する。

本発明によれば、封止される円筒形の対向面に接して押圧する円形の封止接触帯 を備えたエラストマ製の封止部材を有する、相対的に回転する部材間の液漏れを 防止するためのオイルシールにおいて、接触帯は、シールのオイルサイドに行く ほど断面積が拡大する環状の封止領域を形成すべく、被封止部材の前記対向面か ら離れるように構成され、封止部材はオイルサイドにスカートが設けられ、該ス カートは、所定の直径の被封止部材における相対する面との間に環状の非一定な 隙間を有するように構成され、相対回転時に、液体の脈動が隙間内に発生され、 シュラウドを振動させて、その対向面に接する接触帯を振動させ、もって、封止 領域内でオイルサイドの方への押し退はポンプ作用を引き起こすようになってい るオイルシールを特徴としている。

“接触”という語は、勿論、オイルシール技術において十分に理解されているよ うに、接触帯とその対向面との間のメニスカスを維持するための、中間の油膜を 伴った名目上または事実上の接触を含むものとして用いられている。

接触帯の対向面に接する接触帯の振動は、封止部材のエラストマ材料の変形と、 対向面に対する偏心的な接触帯の振動の、いずれか一方または両方から成り、こ れによって、環状の封止領域の径方向の寸法が周期的に変わり、オイルサイドの 方への脈動するポンプ作用を生じるようになっている。

被封止部材、通常、封止される軸の表面とスカートとの間の非一定な隙間は、ス カートを偏心すること、または、スカートに突出形状物を設けること等の色々な 方法で形成することができる。隙間は、軸または他の被封止面を加工することで も形成することができるが、この方法は、所定の直径および仕上げ面を有するい かなる軸にも適合するような軸シールを提供するという慣行を尊重して、実際に は使用できない。

本発明は添付図面の実施例により説明される。

第１図は、軸の適当な位置における内向きリップ型の軸シールを概略的に示す軸 線方向に沿っての断面図で、シールの大きさは、比較的に大きな縮尺でシールと 軸の接触ゾーンを示すために誇張されている。

第２．３．４図は、第１図のシールにおける弾性変形による押し退はポンプ作用 の一態様を示す、非常に拡大された軸線方向に沿っての部分断面図である。

第５図は、第１図のシールにおける押し退はポンプ作用の他の態様を生ずるため の接触帯の偏心的な振動を示す、更に拡大された軸線方向に沿っての部分断面図 である。

第１図に示されている内向きリップ型の軸シールは、基本的に、断面り字状の金 属ケース１を有する良く知られた構造であり、この金属ケース１の軸線方向のフ ランジ２は、これを囲んでいるハウジング（図示しない）に液密に嵌合され、半 径方向のフランジ３は、その内周のリムに合成ゴム製の封止リング４（このリン グはケース上に成型される）が接合されている。

封止リング４は、周方向の講６を具備する封止ヘッド５を有しており、渭６内に は圧縮ガーターばね７が取り付けられ、このばね７は封止ヘッド５−に負荷を与 え、リップ９を軸８の円筒面に弾性的に接触させる。

第１図のシールは、上述した限りでは公知である。シールのオイルサイドはＱ− で示され、エアサイドはとで示されている。

本発明によれば、リップ９は、軸８を囲む切頭円錐形の接触帯１０として形成さ れた内周面を有しており（第２図）、傾斜した軸線方向のフランジの形態をとる スカート１１が、封止ヘッド５のオイルサイドＱ−に設けられている。

第２図に明示されるように、切頭円錐形の接触帯１０は、フランジ（リップ）９ のエアサイドＬにて、エツジ１２により所定の直径の軸と一定の封鎖接触を形成 するように設計されており、また、接触帯１０は、オイルサイド９−の側はど断 面積が拡大している封止領域１３を形成すべく、軸の表面から離れるように設計 されている。

接触帯１０は、切頭円錐形に成型される代わりに、円筒形とし、ガーターばね７ の組立時の負荷によって切頭円錐形となるよう圧縮されるようにしてもよい、し がしながら、成型された切頭円筒面は、より一層限定されるほど望ましい。

スカート１１は、軸を囲む環状の隙間１４を有しており、軸８が回転した場合に 、油の脈動が隙間１４内で生じ、スカートを振動させ、これによって、相対する 軸の表面に接する接触帯１０を振動させ、封止領域１３内の油をオイルサイド９ ９方にポンプ作用により押し退けるように、隙間１４は、適宜、非一定に設計さ れている。

このポンプ作用は、第３図および第４図に極めて概略的に示されている。即ち、 第３図および第４図は、軸から離れる方向に接触帯１０が湾曲するように偏向し く第３図）、次いで、接触帯１０が軸に近付き軽く接触するように反転する（第 ４図）スカート１１の１サイクルを示しており、このようにして、油は、オイル サイドの方に、漏れの境界線である接触エツジ１２から離れるよう押し退けられ る。このサイクルは、軸の回転速度またはそれ以上で生じる。

ポンプ作用の他の態様は第５図に示されており、第５図は、軸に対して偏心する ように径方向に僅かに偏倚された接触帯１０を示しており、スカートの脈動によ って、封止領域の径方向の寸法に、周期的な変動をもたらすようになっている。

この径方向の変動は、エツジ１２における封止された液体のメニスカスＭを損な うほどは大きくすべきでない。

実際上、軸の表面に接する接触帯の振動は、図示される少なくとも２つの態様の ポンプ作用の複合的な組み合わせであることは当然に考えられる。全ての軸は、 いかに僅かであろうとも、形状または回転が偏心しており、これは、本発明にお けるスカートの振動の効果は別として、封止領域の径方向の寸法に影響を与える 一要素となっている。

上記説明は、オイルサイドに行くほど軸表面から離れていく接触帯と、軸を囲む 非一定の隙間を有するスカートとを、シールに設けたことによるポジティブアク ションのポンプ作用効果の極めて単純化した説明に過ぎないことは理解されるで あろう。このようなシールの改良された封止性能は、従来のシールと比較したｂ ｌ返しの試験等によって証明されるが、理論的なより詳細な説明は、シールと軸 の中間面で、非常に複雑な因果関係となっているので、ここでは示すことができ ない。

第１図の寸法Ｒ１とＲ２が異なり、隙間１４の径方向の寸法が軸の回りで徐々に 変化するように、シールの軸線に対して僅かに偏心したスカート１１を成型する ことによって、スカートと軸表面との間に非一定の隙間１４を作ることができる 。

第２図に示される他の方法は、軸表面の回転に随伴される油が、隙間１４の回り で径方向の寸法が変化する進路を有し、これによってスカートの振動を生ずるよ うに、スカート１１の内面に円弧状のボス若しくは突出部１５を成型する方法で ある。図示される突出部１５の形状と広がりは例示に過ぎない、このような突出 部の径方向、周方向および軸線方向の寸法は、必要に応じて選択されれば良い。

国際調交報告 ＡＮＮ’ＥＸ　τＯＴＨＥ　ＩＮτＥ：Ｌ’ＪＡτｌ０ＮＡＬ　Ｓ＝ンＸＣＨＲ Ｅｒ’ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．封止される円筒形の対向面に接して押圧する円形の封止接触帯を備えたエラ ストマ製の封止部材を有する、相対的に回転する部材間の液漏れを防止するため のオイルシールにおいて、接触帯は、シールのオイルサイドに行くほど断面積が 拡大する環状の封止領域を形成すべく、被封止部材の前記対向面から離れるよう に構成され、封止部材はオイルサイドにスカートが設けられ、該スカートは、所 定の直径の被封止部材における相対する面との間に環状の非一定な隙間を有する ように構成され、相対回転時に、液体の脈動が隙間内に発生され、シュラウドを 振動させて、その対向面に接する接触帯を振動させ、もって、封止領域内でオイ ルサイドの方への押し退けポンプ作用を引き起こすようになっているオイルシー ル。
2. ２．スカートは、相対する面との間に環状の非一定な隙間を形成するために、シ ールの軸線に対して偏心している請求の範囲第１項記載のオイルシール。
3. ３．スカートは、相対する面との間に環状の非一定な隙間を形成するために、突 出形状物を有している請求の範囲第１項記載のオイルシール。