JPH01283478A - リップシール装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、回転軸に摺接される第１リップと第２リップ
とを備えたリップシール装置に関する。

「従来の技術」 従来、リップシール製雪として、円筒状のケースと、そ
れぞれ外周部が上記ケースに取付けられ、かつ内周部が
密封流体側に湾曲されて上記ケースを貫通する回転軸の
外周面に摺接された第１リップと第２リップとを備え、
上記第１リップを第２リップよりも密封流体側に配置し
、この第１リップを漏洩した密封流体を上記第２リップ
でシールするようにしたものが知られている（特開昭６
１−２７８９９２号公報）。

「発明が解決しようとする課題」 しかるに、従来の第１リップと第２リップは、両者が回
転軸の外周面に摺接した状態において相互にＮ隔してお
り、したがってと封流体の圧力は第１リップのみに作用
するようになっていた。その結果、と封流体の圧力が高
い場合にはＭ１リップの変形が生じ易く、第１リップが
変形するとそのシール′ｉ能が低下し、該第１リップと
回転軸との間から密封流体の漏洩が生じるようになる。

そして密封流体が第１リップを漏洩すると、この漏洩に
よる圧力作用が第２リップにも波及し、該第２リップも
いずれは変形して外部へのと側流体の漏洩がもたらされ
る。

また、上記リップの変形はリップと回転軸との間の異常
接触を惹起し、密封流体の高圧状態かつ高速回転状態に
おける両者の摺接により、リップの耐久′ｉが低下する
虞がある。

「課題を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、上記第１リップと第２
リップとが回転軸の外周面に摺接した状態において、第
２リップの先端部を第１リップに接触させるようにした
ものである。

「作用」 上記構成によれば、上記と側流体の圧力による第１リッ
プの変形を、該第１リップに接触する第２リップの先端
部によって抑制することができるので、第１リップの変
形に起因するシール性能の低下や耐久性の低下を防止す
ることができる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、リップシール製雪は基本的構成部品として、ハ
ウジング］に形成した孔１ａ内に嵌着した円筒状のケー
ス２と、外周部をこのケース２に取付けた２枚の第１リ
ップ３と第２リップ４とを備えており、各リップ３．４
の内周部先端側を半径方向から密封流体側すなわち軸方
向左方にそれぞれ湾曲させ、各先端部を上記ケース２を
貫通する回転軸５の外周面に自己の弾牲および密封流体
の押圧力により摺接させて各摺接部をシールするように
している。

そして上記第２リップ４の先端部は、第１リップ３と第
２リップ４とを回転軸５の外周面に摺接させた状態にお
いで第１リップ３に接触させ、密封流体の圧力による第
１リップ３の変形をその第２リップ４の先端部で防止で
きるようにしている。

次に、上記密封流体側となる左方の第１リップ３には、
上記回転軸５との摺接面に円周方向に連続させて環状溝
３ａｔ形成し、その環状溝３ａよつ左方の先端側に第１
シール面６ａヲ、右方の後方側に第２シール面６ｂヲ形
成している。

上記環状溝３ａの断面は、第２図に拡大して示しである
ように、半円形状￥！と耐流体側に若干押潰した形状に
形成してあり、特に環状溝３ａと第１シール面６ａとの
接点部分７ａソはぼ直角に形成してその角部をできるだ
けシャープに形成する一方、環状溝３ａと第２シール面
６ｂとの接点部分７ｂはなだらかな曲面で連続させてい
る。

また、上記環状溝３ａの幅や深さや位置を適宜に設定す
る等の手段により、該環状溝３ａよつも先端側における
第１シール面６ａの回転軸５へのと着力Ｐｆｔ後方側の
第２シール面６ｂの密着力Ｐｒよりも小ざくなるように
設定し、ざらに第２リップ４の回転軸５への密着力Ｐ２
は、第２リップ４の回転軸５への組込み前の状態におゆ
る内径を第１リップ３の内径よりも大きく設定すること
により、上記第１シール面６ａの密着力Ｐｆよりもざら
に小さくなるように設定しでいる。

次に、上記円筒状のケース２は大径部２ａと小径部２ｂ
とを備えており、上記大径部２ａの外径をハウジング１
の孔１ａの内径よりも所要量だけ小ざ〈設定することに
より、上記ケース２を所要のクリアランスＣをあけて上
記孔１ａ内に遊嵌できるようにしている。そして上記小
径部２ｂの末端、すなわち第１図の左端を半径方向外方
に折曲げてフランジ部２ｃを形成すると同時に、この２
ランジ部２ｃ、小径部２ｂ、および上記大径部２ａと小
径部２ｂ門の段部２ｄとによってケース２の外周に環状
溝１０ヲ形成し、この環状溝１０内に○リングからなる
シール部材１１を嵌合している。

したがって、上記ケース２そ孔１ａ内に上記クリアラン
スＣをあけて遊嵌した際には、上記シール部材１１がそ
の孔１ａ内に圧入されてケース２そハウジング１に嵌若
し、かつ第１図の左方の密封流体が上記クリアランスＣ
を介して右方に漏洩するのを防止するようになる。そし
てこのとき、上記シール部材１１の中心部と第１リップ
３に形成した環状溝３ａの中心部とが、上記回転軸５の
軸線と直交する鉛直内に位置するように配ゴしている。

また、上記大径部２ａの右端部を半径方向内側に折曲げ
てカシメ部２ｅを形成し、このカシメ部２ｅと上記段部
２ｄとによって軸方向に対向する係合端面２ｆ、２９ヲ
形成しでいる。そして上記保合端面２ｆ、２９間に、段
部２ｄ側から順に、プレート１２、上記第１リップ３、
金属ワッシャ等の剛性板１３ヲ埋設したシール部材１４
、上記第２リップ４、およびプレート１５ヲ介在させ、
それらを上記係合端面２ｆ、２９で軸方向に重合させて
挟持固定している。

上記プレート１２は金属かう製造してその外径を上記大
径部２ａの内径よりも所定量だけ小径に形成してあり、
上記第１リップ３の外周部に密封流体側に向けて突出形
成した突出部３ｂをこのプレート１２の外周面に係合さ
せることにより、該第１リップ３が抜は出てしまうのを
防止している。

また上記プレート１２の内周部は、半径方向かう玉封流
体側すなわち軸方向左方に湾曲させてその先端部に円筒
部１２ａを形成している。第１図の想像線Ａで示すよう
に、プレート１２の内周部を密封流体側に截頭円錐状に
湾曲させただけの場合には、リップシール装百の組立時
や搬送時等１こその截頭円錐状先端縁のエツジで第１す
・ンブ３そ損傷させることがあるが、上述したようにプ
レート１２の内周先端部に円筒部１２ａを形成しでおけ
ば、そのような損傷を良好に防止することができる。

第３図は上記シ、−、ル部材１４の組込み前の状態ヲ示
しでおり、このシール部材１４はゴム等の弾性体から製
造してその外周面の一部に半径方向外方に突出する環状
突起１４ａを形成し、該環状突起１４ａにより上記ケー
ス２との間のシールを確実に行なえるようにしている。

また、上記シール部材１４の両端面には環状溝１４ｂ　
、１４ｃを形成してあり、上記シール部材１４ヲケース
２内に組込んで各係合端面２ｆ、２９によって挟持した
際に、それら環状溝１４ｂ　、１４ｃを上記環状突起１
４ａの弾性変形に対する逃１プ部としている。

これに加えて、第１図に示すように、上記第１リップ３
の外周部に、上記突出部３ｂとは反対側に環状溝３ｃを
形成し、この環状溝３ｃも上記環状突起１４ａの逃げ部
としている。上記第１リップ３の外周部に形成した突出
部３ｂと環状溝３Ｃとは、第１リップ３の外周部を軸方
向に押出し変形させることによって同時に形成すること
ができる。

ざらに、上記シール部材１４の内周面は第２リップ４の
と耐流体側湾曲面に沿う湾曲面＋４ｄとして形成してあ
り、この湾曲面＋４ｄによって第２リップ４の内周部が
必要以上に軸方向左方に変位するのを防止し、それによ
って第２９・ンブ４の先端部を第１リップ３に当接させ
て、該第１リップ３を支持させるよう１こしている。

上記ケース２のと対流体と反対側端部に配設した上記プ
レート１５は、金属によって中央部が右方に突出する皿
状に形成してその突出部１５ａの内側に所要形状の凹部
＋５ｂ　！形成し、それによってプレート１５自体の剛
性を増大させている。また、上記突出部１５ａの右端面
を上記ケース２のカシメ部２ｅの右端面に一致させ、該
突出部の右端面とカシメ部２ｅの右端面とをハウジング
１０段部端面１ｂに同時に当接させ、ざらに該プレート
１５の内周面と上記回転軸５の外周面との間隙ｔは、何
等かの原因により第２リップ４の内周部が右側に反転し
てしまうことを防止できるような小ざな間隙に設定して
いる。

ところで、上記プレート１２、第１リップ３、シール部
材１４、第２リップ４およびプレート１５ヲ上記保合端
面２ｆ、２９で挟持固定した際に、ゴム製のシール部材
１４の外周部の一部が内周側に膨出されるようになり、
シール部材１４の内周側が膨張すると各リップ３．４￥
！軸方向に押圧変形させるよう１こなる。

しかるに、密封流体側のプレート１２はその細部に円筒
部１２ａを有しているので充分に剛性が高く、したがっ
て上記・シール部材１４の内周側は密封流体とは反対側
に膨張されるようになる。この際、上記と対流体と反対
側端部に配設したプレート１５ヲ単なる平板状に形成し
ておくと、該プレート１５の中央部は上記シール部材１
４の内周側の膨張により第２シール４を介して円錐状に
膨出されるよう１こなり、その膨出量は各リップシール
装置毎にばらつくので、第２リップ４と回転軸５との密
着条件が変動し、したがって第２リップ４に当接する第
１リップ３と回転軸５との密着条件も変動してシール効
果が低下する虞があった。

しかしながら、上述したように、上記プレート１５の中
央部を密封流体と反対側に突出させてその内側に所要形
状の凹部１５ｂを形成すれば、プレート１５自体の剛性
ヲ増大させることができると同時に、その凹部＋５ｂの
容積により上記シール部材１４の弾牲変形を従来に比較
して実質的に一定に規制することができるようになる。

その結果、各リップ３．４と回転軸５とのと若条件も実
質的に一定に規制することができるので、一定の確実な
シール効果を確保することが可能となる。

ざらに、上記突出部の右端面とカシメ部２ｅの右端面と
をハウジング１の段部端面１ｂに同時に当接させている
ので、上述したようにケース２を所要のクリアランスＣ
をあけて上記孔１ａ内に遊嵌させていても、カシメ部２
ｅの右端面のみを段部端面１ｂに当接させる場合に比較
して安定してケース２を固定することができる。

以上の構成によれば、第２す・ンブ４の先端部が第１リ
ップ３に接触しているので、と射流体の圧力によって第
１リップ３の湾曲部が第１図の右方に大きく変形される
のを抑制することができる。

したがって、第１リップ３が大きく変形され先端部が浮
きあがることによるシール性能の低下を防止することが
でき、また菓］リップ３が大きく変形して回転軸５に異
常接触するのを防止できるので、その異常接触による第
１リップ３の耐久性の低下をも防止することができる。

ざら（こ、上記第１リップ３のシール面に環状溝３ａヲ
形成しているので、その部分で第１リップ３の肉厚が薄
くなってと側流体側の圧力を受けた際にその部分が変形
され易くなる。その結果、上記環状溝３ａの両接点部分
７ａ、７ｂが相対的に強く回転軸５の外周面に圧着され
るようになり、各接点部分７ａ、７ｂが円周方向に連続
した線状ないしは帯状に接触するよう（こなる、したが
って、１本の環状溝１０に対して２本の環状の接触部分
が得られるので、各接触部分によって２重のシール作用
が得られるようになる。

この状態から上記回転軸５が回転されると、上記第１シ
ール面６ａの回転軸５へのと着力Ｐｆを相対的に小ざ〈
設定しであるので、第１シール面６ａの先端部側が回転
軸５の外周面から僅かに浮きぎみになり、と射流体が第
１シール面６ａヲ越えて環状溝３ａ内に漏洩し易くなる
。

そして、第１シール面６ａが回転軸５の外周面から僅か
に浮きぎみになると、上記接点部分７ａにおける円周方
向の連続した接触がとぎれ易くなる。

特に上記接点部分７ａを滑らかな曲面に形成した場合に
は、第１シール面６ａが浮きぎみになる傾向によってそ
の接点部分７ａにおける回転軸５との接触部分が軸方向
に変動し易くなり、それによって−部の接触部分と他部
の接触部分とに軸方向の位置ずれが生じて円周方向の連
続した接触がとぎれ易くなる。

これに対し、上記接点部分７ａをできるたりシャープに
形成すると、そのシャープな角部が回転軸５の外周面に
接触するので、その接触部分の位＝ずれが生じにくくな
り、したがって上記接点部分７ａにおける円周方向の連
続した接触が良好に維持されて密封流体の洩れが抑制さ
れるようになる。

つまり、上記第１シール面６ａを越えて環状溝３ａ内に
漏洩する密封流体の量は、第１シール面６ａのと着力Ｐ
ｆの大きざと、上記接点部分７ａのシャープざとによっ
て適宜に調整することが可能である。

上述した先端側の接点部分７ａに対し、後方側の接点部
分７ｂをシャープエツジに形成すると、と射流体の洩れ
防止という観点からは好ましいが、と射流体による潤滑
効果が低減して第２シール面６ｂの面荒れを生じさせる
虞があるので、上記接点部分７ｂをなだらかな曲面に形
成することにより、と射流体を潤滑用として第２シール
面６ｂに導入できるよう（こしている。

このように、特に先端側の密着力Ｐｆ？後方側のと着力
Ｐｒよりも小さく設定することにより、適量のと対流体
を第１シール面６ａを漏洩させて第２シール面６ｂに供
給することができるので、第２シール面６ｂの摩耗を良
好に防止してその部分でのシール効果を長期間維持する
ことができる。そしてこの第２シール面６ｂはその密着
力Ｐｒｙ相対的に大きく設定しているので充分なシール
効果を確保することができ、したがって上述した優れた
２重のシール効果を長期間維持することが可能となる。

また第２リップ４の密着力Ｐ２は、この部分への潤滑剤
としての密封流体の供給が殆どないので、最も小ざ〈設
定してその部分の摩耗を防止するようにしでいる。

なお、上記実施例では環状溝３ａの断面は半円形状を記
封流体側に若干押潰した形状としているが、これに限定
されるものではなく、単純な半円形状であっても、或い
は半円形状を密封流体と反対側に若干押潰した形状とす
る等、適宜の断面形状とすることができる。

次に本実施例においては、前述したように上記シール部
材１１の中心部と第１リップ３に形成したＴｉｔ状溝３
ａの中心部とを、上記回転軸５の軸線と直交する鉛直内
に位置するように配置しているので、回転軸５の回転中
に生じるケース２の揺動を有効に防止することができる
。

すなわち、上記回転軸５が回転すると、回転軸５の振れ
回りや撓み等により各リップ３．４の外周部を支持して
いるケース２の大径部２ａがその作用力を受けて半径方
向に変位されるようになる。

そしてこのとき、例えば第１図においで、上記環状溝１
０およびシール部材１１ヲ大径部２ａよりも右側に設け
た場合には、ケース２は上記作用力を受けてシール部材
１１を中心として揺動傾斜されるようになる。

そしてケース２が揺動傾斜されると、各リップ３．４が
傾斜される結果となるので、各シール面６ａ、６ｂの密
着部分が軸方向にずれて円周方向の連続性がとぎれ易く
なり、シール効果が低下する虞が生じる。

これに対し、上記シール部材１１の中心部と菓１リップ
３に形成した環状溝３ａの中心部とを、上記回転軸５の
軸線と直交する鉛直内に位置するように配置すれば、回
転軸５の振れ回りや撓み等によりケース２が半径方向に
変位されても、その揺動傾斜を有効に防止することがで
きる。したがって、各リップ３．４の傾斜を良好に防止
して各シール面６ａ、６ｂの密着面における円周方向の
連続性を確保することができるので、シール効果の低下
を防止することができる。

なお、上記シール部材１１の中心部と第１リップ３に形
成した環状溝３ａの中心部とを正確に回転軸５の軸線と
直交する鉛直内に位置させる必要はなく、シール部材１
１とハウジング１との接触面又はシール部材１１とケー
ス２との接触面と、と着力の強い上記第１シール３の各
シール面６ａ、６ｂと回転軸５との接触面とが、回転軸
５の軸方向に一部オーバーラップしていればよい。

「発明の効果」 以上のように、本発明においでは、第１リップと第２リ
ップが回転軸の外周面に摺接した状態において、第２リ
ップの先端部が密封流体側の第１リップの背面に接触し
ているので、と対流体の圧力によって第１リップが大き
く変形されるのを上記第２リップの先端部によって抑制
することができ、それによつ第１リップのシール性能の
低下、および第１リップが回転軸に異常接触することに
よって生じる第１リップの耐久性の低下を防止すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一英施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部の拡大図、第３図は第１図の他の要部を分解し
て示す断面図である。 １・・・ハウジング　　　２・・・ケース３・・・第１
リップ　　　４・・・第２リップ５・・・回転軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　円筒状のケースと、それぞれ外周部が上記ケースに取
   付けられ、かつ内周部が密封流体側に湾曲されて上記ケ
   ースを貫通する回転軸の外周面に摺接された第１リップ
   と第２リップとを備え、上記第１リップを第２リップよ
   りも密封流体側に配置し、この第１リップを漏洩した密
   封流体を上記第２リップでシールするようにしたリップ
   シール装置において、 上記第１リップと第２リップとが回転軸の外周面に摺接
   した状態において、第２リップの先端部を第１リップに
   接触させたことを特徴とするリップシール装置。