| 【発明の名称】 |
ねじ付オイルシール |
| 【発明者】 |
【氏名】社本 嘉宏
【氏名】宗田 雅樹
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構造で、オイルシールの使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することのできるねじ付オイルシールを提供すること。
【解決手段】シール面１０にリップ先端８に接続している複数の螺旋状のねじを突設してなるねじ付オイルシールにおいて、前記ねじはその高さが長手方向に一定な一定高ねじ１５と、ねじのリップ先端に近い部分の高さが前記一定高ねじとほぼ同等の高さの低い低隆起部１６ａとリップ先端から遠い部分の高さが前記低隆起部１６ａより高い高隆起部１６ｃとを有する段付ねじ１６とによって形成されていることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シール面にリップ先端に接続している複数の螺旋状のねじを突設してなるねじ付オイルシールにおいて、前記ねじはその高さが長手方向に一定な一定高ねじと、ねじのリップ先端に近い部分の高さが前記一定高ねじとほぼ同等の高さの低い低隆起部とリップ先端から遠い部分の高さが前記低隆起部より高い高隆起部とを有する段付ねじとによって形成されていることを特徴とするねじ付オイルシール。
【請求項２】 前記一定高ねじと段付ねじとを周方向に交互に配置していることを特徴とする請求項１に記載のねじ付オイルシール。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密封流体の漏洩防止に用いられる密封装置の一種であるねじ付オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車などに搭載されているエンジンのクランクシャフトやカムシャフトなどのシャフトが外部に露出する部位には、密封流体としての潤滑油の漏洩防止にゴム様弾性体などからなる環状のオイルシールが多用されている。そして、オイルシールの一種として、シール面にシール機能を流体力学的に支援する複数の螺旋状のねじを形成したねじ付オイルシールが知られている。
【０００３】以下、このような従来のねじ付オイルシールについて図７から図１０により説明する。
【０００４】図７に示すように、従来のねじ付オイルシール１は、回転軸（クランクシャフト）２とハウジング３との間に装着されるように形成されている。そして、ねじ付オイルシール１は、断面略Ｌ字形状に形成された環状の補強環４に、ゴム様弾性体で形成されたシール本体５が一体に焼き付けられて形成されている。
【０００５】前記シール本体５には、補強環４の内周部から図示しない潤滑油等の密封流体が位置する密封側ＯＳに向かって徐々に縮径するように形成された環状のシールリップ６と、補強環４の内周部から大気側ＡＳに向かって徐々に縮径するように形成された環状のダストリップ７とが形成されており、シールリップ６は、回転軸２と適宜な締代を有し、回転軸２と接触するリップ先端８を有している。そして、シールリップ６には、リップ先端８から密封側ＯＳに向けて拡径された所定の油面角を有する油面９と、リップ先端８から大気側ＡＳに向けて拡径された所定のシール角を有するシール面１０とを有しており、シール面１０のリップ先端８側の所望の領域が、装着状態において回転軸２の表面に適宜な締代をもって当接するようにされている。また、シールリップ６のリップ先端８の径方向外側の背面には、シールリップ６と回転軸２との間のラジアル方向の緊迫力を保持するためのガータースプリング１１が配設されている。
【０００６】さらに、装着状態において回転軸２と当接するシール面１０には、密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって漏洩しようとする図示しない潤滑油などの密封流体を、常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を具備する複数のねじ１２が突設されている。このねじは、図８から図１０に詳示するように、傾斜角度θ１が２０〜３０度程度、頂角θ２が８０〜１００度程度、シール面１０から頂点までの高さＨが０．０３〜０．０８ｍｍ程度の断面略三角山形とされており、ねじ１２のリップ先端８側に位置する先端部１３は、リップ先端８に接続されている。
【０００７】また、リップ先端８は、図示しないオイルシール仕上げ用メスを用いた仕上げ加工により形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した従来のねじ付オイルシール１においては、使用時間（回転軸２の回転時間）の増加に伴って、リップ先端８の摩耗が増加して、リップ先端８とともに回転軸２と接しているねじ１２のリップ先端８側に位置する先端部１３の摩耗が増加して徐々に平滑となり、ねじ１２によるポンプ作用が徐々に低下し、リップ先端８の摩耗量の増加に伴って密封性能が低下して行き、漏れに到るまでの寿命が短いという問題点があった。
【０００９】この問題点を解消するために、特開平１０−１９１３５号公報において、図１１に示すように、リップ先端８に近い領域のねじ１２ａの高さを前記従来例とほぼ同等の高さの低隆起部とし、リップ先端８から離れる側の領域のねじ１２ａの高さを低隆起部の高さの約５倍程度に高い高隆起部として形成したオイルシールが提案されている。このねじ１２ａをその長手方向に高低２段の段付形状に形成することにより、リップ先端８の摩耗が進行するに従ってねじ１２ａの高さの低い低隆起部が摩耗して行くとねじ１２ａの高さの高い高隆起部が相手部材に徐々に接触して行くために密封性能の低下を防止することができる。
【００１０】ところが、前記公報記載のオイルシールは、ねじ１２ａの高さが高い高隆起部を有しているために、総てのねじ１２ａのピッチを大きく形成しなくてはならないことからオイルシールに配置されるねじの本数には制限があり、その結果としてリップ先端８の摩耗初期においてのポンプ量には限度があった。
【００１１】そこで、オイルシールのリップ先端８の摩耗初期におけるポンプ量を充分に保持するとともに、使用時間の増加に伴ってリップ先端８の摩耗が増加した場合においても、ねじ１２ａによるポンプ作用の低下を低減し、長期間に亘り安定した密封性能を保持することができるものが望まれていた。
【００１２】本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、オイルシールの使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することのできるねじ付オイルシールを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するため請求項１に記載の本発明のねじ付オイルシールは、シール面にリップ先端に接続している複数の螺旋状のねじを突設してなるねじ付オイルシールにおいて、前記ねじはその高さが長手方向に一定な一定高ねじと、ねじのリップ先端に近い部分の高さが前記一定高ねじとほぼ同等の高さの低い低隆起部とリップ先端から遠い部分の高さが前記低隆起部より高い高隆起部とを有する段付ねじとによって形成されていることを特徴とする。このように構成することにより摩耗していないリップ先端が相手方と接触した使用初期においては、一定高ねじと段付ねじの低隆起部とが相手方に接触して充分なポンプ量が得られ、リップ先端の摩耗が進行すると段付ねじの高隆起部が相手方に徐々に接触して行くのでポンプ量の低下を低減することができる。これによりオイルシールの使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することができる。
【００１４】そして、請求項２に記載の本発明のねじ付オイルシールは、請求項１に記載のねじ付オイルシールにおいて、前記一定高ねじと段付ねじとを周方向に交互に配置していることを特徴とする。このように構成することにより、一定高ねじと段付ねじとが周方向に均等に配置されるので、ポンプ量も周方向に均等となり、精度の高い密封性能を発揮させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。なお、前述した従来のものと同一ないしは相当する構成については、図面中に同一の符号を付す。
【００１６】図１から図６は本発明に係るねじ付オイルシールの第１実施例を示すものである。図１に示すように、本実施例のねじ付オイルシール１４は、回転軸２とハウジング３との間に装着されるように形成されている。そして、ねじ付オイルシール１４は、断面略Ｌ字形状に形成された環状の補強環４に、ゴム様弾性体で形成されたシール本体５が一体に焼き付けられて形成されている。
【００１７】前記シール本体５には、補強環４の内周部から密封側ＯＳに向かって徐々に縮径するように形成された環状のシールリップ６と、補強環４の内周部から大気側ＡＳに向かって徐々に縮径するように形成された環状のダストリップ７とが形成されており、シールリップ６は、回転軸２と適宜な締代を有し、回転軸２と接触するリップ先端８を有している。そして、シールリップ６には、リップ先端８から密封側ＯＳに向けて拡径された所定の油面角を有する油面９と、リップ先端８から大気側ＡＳに向けて拡径された所定のシール角を有するシール面１０とを有しており、シール面１０のリップ先端８側の所望の領域が、装着状態において回転軸２の表面に適宜な締代をもって当接するようにされている。また、シールリップ６のリップ先端８の径方向外側の背面には、シールリップ６と回転軸２との間のラジアル方向の緊迫力を保持するためのガータースプリング１１が配設されている。
【００１８】前記シール面１０には、密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって漏洩しようとする図示しない潤滑油などの密封流体を常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を具備する２種類のねじ１５、１６が交互に周方向に等分に形成されている。これらのねじ１５、１６は、図２から図４に詳示するように、傾斜角度θ１が１５〜３０度、本実施形態においては２０度程度、頂角θ２が８０〜１００度、本実施形態においては９０度程度の断面略三角山形とされている。更に、一方のねじ１５はその高さＨが長手方向に一定の高さ、本実施形態においては０．０３〜０．０５５ｍｍ程度、に形成されている一定高ねじとされている。他方のねじ１６は、ねじ１６のリップ先端８に近い部分の高さＨ１が前記一定高ねじ１５の高さＨとほぼ同等の高さの低い低隆起部１６ａとされ、リップ先端８から遠い部分の高さＨ２が前記低隆起部１６ａより高い高さ、本実施形態においては０．２５ｍｍ程度、に形成された高隆起部１６ｃとされ、途中をテーパ部１６ｂをもって連結されている段付ねじとされている。なお、前記各値θ１、θ２、Ｈ、Ｈ１、Ｈ２は、使用条件、設計コンセプト等により決定すればよく、特に、本実施例の値に限定されるものではない。
【００１９】前記ねじ１５、１６は、シール本体５の加硫成型時に用いる図示しない金型にねじ１５、１６に対応する部位を彫刻などにより形成し、この金型を用いた加硫成型によって型決めにより形成されている。
【００２０】つぎに、前述した構成からなる本実施例の作用について説明する。
【００２１】本実施例のねじ付オイルシール１４によれば、弾性を有するシールリップ６の径方向内側のシール面１０に、リップ先端８に接続している２種類の複数の螺旋状のねじ１５、１６を交互に周方向等ピッチに突設してあるので、これらのねじ１５、１６のリップ先端８側の所望の領域が装着状態において回転軸２と接することとなる。
【００２２】このようにして摩耗していない状態若しくは摩耗量が少ない状態のリップ先端８が回転軸２と接触した使用初期においては、一定高ねじ１５と段付ねじ１６の低隆起部１６ａとが回転軸２に接触して密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって漏洩しようとする図示しない密封流体を常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を同時に発揮させる。これにより一定高ねじ１５および段付ねじ１６の低隆起部１６ａの総和による大きなポンプ作用が得られ、リップ先端８の摩耗初期におけるポンプ量を充分に保持することができる。
【００２３】その後、更にリップ先端８の摩耗が進行すると、段付ねじ１６の低隆起部１６ａより高さの高いテーパ部１６ｂおよび高隆起部１６ｃが回転軸２に徐々に接触して行くので、回転軸２と接するねじ１６のシール面１０からの高さが徐々に高くなり、ねじ１６による密封側ＯＳから大気側ＡＳに向かって漏洩しようとする図示しない密封流体を常に密封側ＯＳに位置させるポンプ作用を徐々に増加させることができ、安定した密封性能をオイルシールの使用初期から長期間に亘り確実に保持することができる。
【００２４】更に、本実施形態においては、一定高ねじ１５と段付ねじ１６とを交互に配置しているために、一定高ねじ１５と段付ねじ１６とが周方向に均等に配置されるので、ポンプ量も周方向に均等となり、精度の高い密封性能を発揮させることができる。
【００２５】次に、図５により、本発明のねじ付オイルシール１４の性能を図７に示す従来例および図１１に示す公報記載の従来例と比較して説明する。
【００２６】図５はオイルシールの使用に伴うリップ摩耗幅とねじによるポンプ量との変化特性を示したものである。
【００２７】この場合の測定条件は回転軸２の直径を９０ｍｍ、回転数を３０００ｒｐｍ、シールすべきオイルをエンジンオイル１０Ｗ−３０、油温を１２０℃とした。また、図５におけるリップ摩耗幅は、図６に示すように、シールリップ６のリップ先端８が摩耗した場合の内周面８ａの軸方向長さとしている。
【００２８】更に、本発明の一定高ねじ１５および段付ねじ１６の形状、大きさ等は前記のとおりとし、図７の従来例は本発明の一定高ねじ１５と同一大のねじを本発明の両ねじ１５、１６の総和数と同数設けてあり、図１１に示す公報記載の従来例は前記の大きさの段付ねじを本発明の一方の段付ねじ１６の総数と同数だけ設けてある。
【００２９】図５より、本発明はオイルシール１４の使用初期においても図７に示す従来例と同等のポンプ量を保持しているが、図１１に示す公報記載の従来例は初期ポンプ量が大きく低減している。その後、オイルシール１４の使用が進行すると、図７の従来例はポンプ量が大きく低減してしまうが、本発明は図１１に示す公報記載の従来例と同様に高いポンプ量を維持することができる。従って、本発明によれば、オイルシールの使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することができることがわかる。
【００３０】なお、本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、例えば、一定ねじや段付ねじを複数本ずつ交互に配置する等、必要に応じて変更することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明のねじ付オイルシールによれば、簡単な構造で、密封側から大気側に向かって漏洩しようとする密封流体を常に密封側に位置させるポンプ作用をオイルシールの使用初期から長期間に亘って持続させることができ、安定した密封性能を長期間に亘り確実に保持することができるという極めて優れた効果を奏する。
【００３２】具体的には、請求項１によれば、摩耗していないリップ先端が相手方と接触した使用初期においては、一定高ねじと段付ねじの低隆起部とが相手方に接触してポンプ量の低下が確実に防止されて充分なポンプ量が得られ、リップ先端の摩耗が進行すると段付ねじの高隆起部が相手方に徐々に接触して行くので充分なポンプ量を得ることができる。これによりオイルシールの使用初期から長期間に亘り安定した密封性能を保持することができる。
【００３３】また、請求項２によれば、一定高ねじと段付ねじとが周方向に均等に配置されるので、ポンプ量も周方向に均等となり、精度の高い密封性能を発揮させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４３３０７
【氏名又は名称】株式会社荒井製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２０日（１９９９．１２．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１２８２
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 俊輔 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７３７９８（Ｐ２００１−１７３７９８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６１６７８ |
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