JPH079266B2

JPH079266B2 - ラジアル軸シール

Info

Publication number: JPH079266B2
Application number: JP63114509A
Authority: JP
Inventors: ヘルマン・ラップ; コンラド・マデール; フォルカー・シュヴァルツ
Original assignee: カール・フロイデンベルク
Priority date: 1987-06-25
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: CA1336609C; ATE52839T1; EP0297166A1; EP0297166B1; ES2015933B3; BR8803123A; MX169050B; DE3720930C2; DE3720930A1; JPS6412178A; US4911454A; DE3762769D1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はラジアル軸シールに関する。

〔従来の技術〕

ラジアル軸シールに関しては西独特許第3405513号にお
いて公知である。そこで開示されている補強環は深絞り
鋼板から成るため、製造コストが高く、また自動取付装
置を使用して完成したラジアル軸シールを取り付けるこ
とが困難であった。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

従って、本発明の課題は製造コストが安く、自動取付装
置により容易に取付可能なラジアル軸シールを提供する
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、円筒部と、該円筒部の一側端部に形成
される内向きフランジ部とから成る補強環を具備し、さ
らに半径方向に伸張する接続部を介して一体的に構成さ
れた弾性ゴム材料製のシールリップ及びリングパッキン
を備えるラジアル軸シールにおいて、前記円筒部の一側端部外周部に、軸方向に延在しかつ周
方向に等間隔に配置された複数個の溝よりなる切欠き部
が設けられ、前記円筒部の他側端部に、小さな幅を有する環状の支持
面が設けられ、該支持面と前記円筒部外周面との間に曲
面状の傾斜面が形成され、前記円筒部の一側端部端面に、該端面より突出する環状
の突出部が形成され、この突出部の端面により押圧面が
構成され、さらに前記突出部は、半径方向溝により中断
され、前記リッグパッキンは前記切欠き部に、前記接続部は前
記半径方向溝を通り内向きフランジ部の半径方向に延在
する部分に、及び前記シールリップは内向きフランジ部
の先端部において、それぞれ補強環に結合されているこ
とを特徴とするラジアル軸シールにより、上記課題が解
決される。

このように構成されることにより、リングパッキンとシ
ールリップは補強環と強固に結合され、例えば自動取付
装置を使用する場合に要求されるような極めて過酷な条
件にあっても、相互に分離するおそれが回避される。

またリングパッキンとシールリップとを補強環に嵌合
し、固定するための成形ダイの内部において、使用され
る該成形ダイに対する補強環の位置、さらに完成品たる
ラジアル軸シール内の本来の位置に対する該補強環の位
置が遥かに正確なものとなる。これにより製造の簡素化
が図れると共に、使用性能が改善されたラジアル軸シー
ルが提供される。

本発明に基づくラジアル軸シールの補強環は硬質のプラ
スチック材料から成り、さらにシールリップとリッグパ
ッキンとを形成する材料自体が補強環に直接付設されて
いることが好ましい。その際該プラスチック材料の弾性
係数がシールリップを形成する材料よりも遥かに高いこ
とが好ましい。シールリップ材料も補強環材料も圧縮成
形法、射出成形法、トランスファー成形法などの方法に
より加工することが可能であり、その際両材料を繊維で
強化することも可能である。このように構成されること
により、特に補強環の機械的抵抗力を増加させることが
可能である。なお成形工程において使用される成形ダイ
としては、軸方向に関しても外径に関しても精確な寸法
で規定された正確な接合が可能なものが使用される。

本発明に基づく補強環の円筒部には、内向きフランジ部
の反対側にあって、小さな幅を有する環状の支持面が設
けられ、該支持面と前記円筒部の外周面との間に曲面状
の傾斜面が形成されている。該支持面は略半径方向に伸
張するが、その際該支持面の面積を半径方向に縮小する
ことが可能であり、極端な場合にはエッジ状に構成する
ことも可能である。

さらにこのように構成することにより、補強環が有する
回転対称形に関して大きな負荷能力が生じる。そのため
例えばケーシングの受け穴に深く押し込まれ、大きな軸
方向荷重が生じた場合であっても、通常は補強環の損傷
にまで至ることはない。また、曲面状の傾斜面の構成に
より、ケーシングの受け穴のアールを大きくとることが
できる。これにより受け穴の製作が容易になり、従って
製造コストの低下を図ることができる。

また補強環の円筒部の少なくとも１ヶ所において半径方
向に穿孔が設けられていることが好ましい。これにより
密封される媒質（通常はオイルである）が補強環の外周
面とケーシングの受け穴の対応する周面との間に侵入
し、静止シールをもたらすリングパッキンに達すること
が可能となる。リングパッキンはエラストマー材料から
成り、従って通常の品質においては若干の膨潤性を有し
ている。これにより良好な密閉効果とケーシングの受け
穴への固定が得られ、特に振動が生じた場合に有効であ
る。

円筒部の一側端部端面に、該端面より突出する環状の突
出部が形成され、この突出部の端面により押圧面が構成
され、さらに前記突出部は、前記切欠き部の溝に相当す
る位置において該溝に接続する半径方向溝により切断さ
れされている。

この押圧面によりラジアル軸シールをケーシングの受け
穴に圧入するために必要な取付力が得られる。以上の理
由から押圧面は実質的に不可撓材料から成る補強環の境
界面を構成し、これにより使用される取付工具に対して
補強環、さらには全ラジアル軸シールを正確に関係づけ
ることが可能となる。従って自動取付においてもラジア
ル軸シールの圧入深さがラジアル軸シールごとに相違す
る事態を回避することが可能となる。

支持面と押圧面とは概ね等しい平均直径を有しているこ
とが望ましく、さらに支持面と押圧面の平均直径と等し
い直径を有する仮想円柱面を想定した場合には、円筒部
の外周面及び内周面が、前記仮想円柱面に対して適当な
間隔を有することが好ましいことが判明した。このよう
に構成することにより補強環の軸方向に対する座屈強さ
が著しく改善され、特に補強環の輪郭部を構成し軸方向
に伸張する円筒部が、前記内向きフランジ部の方向に漸
増する半径方向厚さを有する場合により好ましい結果を
得ることができる。

さらに静止シールをなすリングパッキンを嵌合するため
の切欠き部はそのリングパッキンによって隙間なく埋め
られ、半径方向内方に傾斜することが好ましい。

このようにリングパッキンに関して傾斜する円錐面の軸
線に対する夾角は３度乃至５度の極めて小さな角度であ
ることが好ましく、これにより一方で本発明に係るラジ
アル軸シールをケーシングの受け穴への軸方向圧入が容
易となり、他方で取付られたラジアル軸シールをケーシ
ングの受け穴内にしっかりと固定することが可能とな
る。取付けられたラジアル軸シールに軸方向の力が働く
場合には、ケーシング内壁と上記円錐面との間でリング
パッキンの半径方向圧縮が生じる。リングパッキンを形
成する弾性ゴム材料を有する弾性と相俟って、取付られ
たラジアル軸シールとケーシングの受け穴との結合は殆
ど外れることはない。

また切欠き部断面の外側輪郭が波状に形成されているこ
とが望ましい。これによって取付工程にとって好ましい
リングパッキンの可撓性が改善されると共に、補強環と
リングパッキンとの間の結合面が拡大し、補強環に対す
るリングパッキンの付着強度の増加を図ることができ
る。さらに各波の大きさが等しくなるように形成するこ
とが可能であり、この場合には補強環とリングパッキン
との均一な結合が得られ、これによりリングパッキンと
補強環を形成する材料の相互剥離の危険性を著しく減じ
ることが可能となる。

さらに切欠き部の溝は、押圧面と反対側の端部が軸線と
所定の角度を成す端面により画定することができる。こ
の場合端面と軸線とが成す角度が90度乃至150度である
ことが好ましい。それによって例えばケーシングの受け
穴への圧入時に上記区域内でリングパッキンが補強環か
ら裂断することを確実に回避することができる。

さらに端面を切欠き部溝の底面及び両側面に対し曲面状
に接続させるように構成することも可能である。このよ
うに構成することにより上記区域で相対するリングパッ
キン表面と補強環表面との付着強度の強化を図ることが
できる。

またこの端面と補強環の外周面とを相互に明確な輪廓を
もって画定することも好ましく、この場合にはリングパ
ッキンが補強環に後に嵌合される場合にも、リングパッ
キンが異なるポリマー材料から成る補強環に対して正確
に画定されるため、外的印象の改善を図ることが可能と
なり、リングパッキンの外観に高級感を与えることが可
能となる。

リングパッキンとシールリップの材料として膨潤性材料
を使用する場合には、リッグパッキンの外径を補強環の
外周面及びケーシングの受け穴の内壁面と概ね一致させ
れば十分であることが判明している。この場合には密封
される媒質に湿潤することによりリングパッキンが膨潤
するため、リングパッキンはケーシングの受け穴の内壁
面に必要なだけ押圧される。しかしながら例えば特定の
高級弾性ゴム材料を使用した場合などに押圧に関して確
実な結果が得られないような場合には、リングパッキン
の外径を補強環の外径よりも大きく構成する方が適当で
あることが判明した。

この場合には湿潤の有無と関係なしに、リングパッキン
とケーシングの受け穴との接触域において十分な密封効
果が得られる。

〔実施例〕

次に添付図面に基づいて本発明の主題について詳述す
る。

第１図に示すラジアル軸シールは、強靭なプラスチック
材料製の補強環１を具備している。補強環１は、円筒部
３と、この円筒部３の一側端部に形成された内向きフラ
ンジ部２とを有している。円筒部３の一側端部は、半径
方向内方に傾斜するように形成されている。

円筒部３の一側端部外周部には、軸方向に延在しかつ周
方向に等間隔に配置された複数個の溝よりなる切欠き部
12が設けられ、リングパッキン５によって該切欠き部が
覆われている。シールリップ４とリングパッキン５と接
続部６とは弾性ゴム材料より一体的に構成される。

このシール材料は比較的柔軟であり、補強環１に直接付
設、加硫することにより、補強環１を形成する材料と係
合させる。

シールリップ４は一体的に構成した防塵リップ18とシー
ルエッジ19とを有し、シールエッジ19の半径方向外側区
域に金属材料製の環状コイルばね20が設けられ、これに
よって被シール軸（図示せず）に対するシールエッジ19
の均一な押圧が長期間にわたって保証され、極めて高い
要求に順応可能な密封効果が得られる。

補強環１は相対する端部に支持面７と押圧面９とを有し
ている。両者は、第１図中において仮想円柱面10によっ
て結ばれた相等しい平均直径Dmを有している。補強環１
の円筒部３の外周面８と内周面11とはそれぞれ該仮想円
柱面10に対して適当な間隔を有しており、これにより補
強環１の軸方向に伸張する円筒部３に対して優れた座屈
強度が与えられる。このため本発明に係るラジアル軸シ
ールの取付は容易となり、さらにケーシングの受け穴の
底部との激しい衝接にも耐えることができる。かくして
自動取付装置を使用する場合にも著しい簡素化を図るこ
とが可能となる。

支持面７は補強環１の外周面８に対して半径方向間隔を
有している。このためケーシングの受け穴の底部におけ
るアールを比較的大きく構成することが可能である。

従ってこの区域においては、製造コストがかかる精緻な
角を有する旋削面を設ける必要はもはやない。

円筒部３の一側端部端面22に、この端面22より突出する
環状の突出部23が形成され、この突出部23の端面により
押圧面９が構成されている。さらに前記突出部23は、半
径方向溝により中断されている。支持面７と軸方向に相
対する押圧面９は実質的に不可撓性の強靭な補強環１の
構成部分を成している。そのため自動取付工具を使用す
る場合にも、ラジアル軸シールと取付工具との正確な相
互関係がラジアル軸シールの圧入操作時にも保証され、
従ってケーシングの受け穴内に対する正確な嵌合を容易
に得ることができる。

切欠き部12断面の外側輪郭は、第３図に示すように、波
状に形成され、各波の大きさは等しくされている。また
切欠き部12は軸シールの軸線16に対して傾斜角度を有し
ているため、第１図のリングパッキン５をケーシングの
受け穴内に右方向へ圧入した場合に、圧入されたリング
パッキン５は左方向に僅かに偏り、これによって圧入操
作がより簡単になる。補強環１の外周面の直径はケーシ
ングの受け穴の内周面の直径とほぼ等しいが、リングパ
ッキン５の外径はそれらよりも僅かに大きめに構成され
るため、リングパッキン５を半径方向で取り囲む面に関
してリングパッキン５の十分な半径方向圧縮が確保され
る。

かくしてラジアル軸シールのケーシング受け穴に対する
良好なシールが保証されると共に、締りばめを得ること
ができる。さらに取付られたラジアル軸シールのケーシ
ングの受け穴に対する右方向相対運動（第１図）によっ
て、リングパッキン５の内側及び外側を囲む環状面に対
して、該リングパッキン５が高い半径方向圧力を加える
ことになり、上記締りばめが一層促進される。リングパ
ッキン５は弾性ゴム材料から成り、そのため取付けが完
了したラジアル軸シールが振動によって離脱するような
ことはあり得ないのである。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成されているので、以下に記
載する効果を奏する。

請求項第１項のラジアル軸シールにおいては、リングパ
ッキンは切欠き部に、接続部は半径方向溝を通り内向き
フランジ部の半径方向に延在する部分に、そしてシール
リップは内向きフランジ部の先端部において、それぞれ
補強環に結合されているので、リングパッキンとシール
リップは補強環と強固に結合され、自動取付装置などを
用いた場合にも、相互に分離することはない。

また、支持面を設けることにより、この支持面がケーシ
ングの受け穴の底部に当接し、補強環に作用する軸方向
の力に対し補強環の負荷能力の強化を図ることができ
る。

更に、押圧面を設けることにより、ラジアル軸シールを
ケーシングの受け穴に正確かつ容易に取り付けることが
可能となる。

請求項第２項のラジアル軸シールのように補強環をプラ
スチック材料で形成し、リッグパッキンとシールリップ
に直接付設すると、製造工程の簡便化が図れ、製造コス
トの低減化をもたらすことが可能である。

請求項第３項のラジアル軸シールのように穿孔を設ける
ことにより、良好な密封効果とケーシングシングの受け
穴への固定を容易にする。

請求項第４項乃至第６項のラジアル軸シールのように支
持面と押圧面との平均直径をほぼ等しく構成し、仮想円
柱面に対し相当の間隔をもたせ、円筒部に所定の半径方
向厚さをもたせることにより、補強環の軸方向に対する
座屈強さを改善することが可能となる。

請求項第７項のラジアル軸シールのように切欠き部を形
成することにより、ラジアル軸シールをケーシングの受
け穴に圧入し、固定することが容易となる。請求項第８
項及び第９項のラジアル軸シールのように切欠き部を形
成することにより、リングパッキンの可撓性が改善され
ると共に、補強環とリングパッキンとの付着強度の強化
が図れる。

請求項第11項のラジアル軸シールのように端面と軸線と
の角度を調整することにより、圧入時のリングパッキン
の裂断を回避できる。

請求項第12項のラジアル軸シールのように切欠き部の溝
を形成することにより、リングパッキン表面と補強環表
面との付着強度が強化される。

請求項第13項のラジアル軸シールのように面域を形成す
ることにより、リングパッキンの補強環への正確な固定
が可能となり、また外的印象を高めることも可能とな
る。

請求項第14項のラジアル軸シールのようにリングパッキ
ンを形成することにより、ラジアル軸シールのケーシン
グへの密封効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくラジアル軸シールの断面図であ
り、第２図は第１図のラジアル軸シールを左方向から見
た図であり、第３図は第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図
である。１……補強環２……内向きフランジ部３……円筒部４……シールリップ５……リングパッキン６……接続部７……支持面９……押圧面 12……切欠き部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フォルカー・シュヴァルツドイツ連邦共和国6945ヒルシュベルク２, ネッカーシュトラーセ・７ (56)参考文献特開昭54−50751（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−143855（ＪＰ，Ａ) 実開昭34−10306（ＪＰ，Ｕ) 欧州特許151778（ＥＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒部（３）と、該円筒部の一側端部に形
成される内向きフランジ部（２）とから成る補強環
（１）を具備し、さらに半径方向に伸張する接続部
（６）を介して一体的に構成された弾性ゴム材料製のシ
ールリップ（４）及びリングパッキン（５）を備えるラ
ジアル軸シールにおいて、前記円筒部（３）の一側端部外周部に、軸方向に延在し
かつ周方向に等間隔に配置された複数個の溝よりなる切
欠き部（12）が設けられ、前記円筒部（３）の他側端部に、小さな幅を有する環状
の支持面（７）が設けられ、該支持面（７）と前記円筒
部外周面（８）との間に曲面状の傾斜面（21）が形成さ
れ、前記円筒部（３）の一側端部端面（22）に、該端面（2
2）より突出する環状の突出部（23）が形成され、この
突出部（23）の端面により押圧面（９）が構成され、さ
らに前記突出部（23）は、半径方向溝により中断され、前記リングパッキン（５）は前記切欠き部（12）に、前
記接続部（６）は前記半径方向溝を通り内向きフランジ
部（２）の半径方向に延在する部分に、及び前記シール
リップ（４）は内向きフランジ部（２）の先端部におい
て、それぞれ補強環（１）に結合されていることを特徴
とするラジアル軸シール。
【請求項２】前記補強環（１）がプラスチック材料から
成り、さらに前記シールリップ（４）と前記リッグパッ
キン（５）とを形成する材料自体が前記補強環（１）に
直接付設されていることを特徴とする、請求項第１項に
記載されたラジアル軸シール。
【請求項３】前記円筒部（３）が少なくとも１ヶ所にお
いて半径方向に穿孔されていることを特徴とする、請求
項第１項又は第２項に記載されたラジアル軸シール。
【請求項４】前記支持面（７）と前記押圧面（９）とが
概ね等しい平均直径（Dm）を有していることを特徴とす
る、請求項第１項乃至第３項のいずれか１項に記載され
たラジアル軸シール。
【請求項５】前記平均直径（Dm）と等しい直径を有する
仮想円柱面（10）を想定した場合に、前記円筒部（３）
の外周面（８）及び内周面（11）が、前記仮想円柱面
（10）に対して適当な間隔を有することを特徴とする、
請求項第４項に記載されたラジアル軸シール。
【請求項６】前記円筒部（３）が、前記内向きフランジ
部（２）の方向に漸増する半径方向厚さを有することを
特徴とする、請求項第５項に記載されたラジアル軸シー
ル。
【請求項７】前記切欠き部（12）が半径方向内方に傾斜
することを特徴とする、請求項第１項乃至第６項のいず
れか１項に記載されたラジアル軸シール。
【請求項８】前記切欠き部（12）断面の外側輪郭が波状
に形成されていることを特徴とする、請求項第７項に記
載されたラジアル軸シール。
【請求項９】各波の大きさが等しいことを特徴とする、
請求項第８項に記載されたラジアル軸シール。
【請求項１０】前記切欠き部（12）の溝は、前記押圧面
（９）と反対側の端部が、軸線（16）と所定の角度を成
す端面（15）により画定されていることを特徴とする、
請求項第１項乃至９項のいずれか１項に記載されたラジ
アル軸シール。
【請求項１１】前記端面（15）と前記軸線（16）とが成
す角度が90度乃至150度であることを特徴とする、請求
項第10項に記載されたラジアル軸シール。
【請求項１２】前記端面（15）は、切欠き部（12）溝の
底面及び両側面に対し曲面状に接続していることを特徴
とする、請求項第11項に記載されたラジアル軸シール。
【請求項１３】前記端面（15）と前記外周面（８）とが
相互に明確な輪廓をもって画定されることを特徴とす
る、請求項第10項乃至第12項のいずれか１項に記載され
たラジアル軸シール。
【請求項１４】前記リングパッキン（５）の外径が前記
補強環（１）の外径よりも大きく構成されたことを特徴
とする、請求項第１項乃至第13項のいずれか１項に記載
されたラジアル軸シール。