JP2000145974A

JP2000145974A - オイルシール

Info

Publication number: JP2000145974A
Application number: JP10317041A
Authority: JP
Inventors: Yuki Sato; 祐樹佐藤; Yoshiji Unoki; 由次卯ノ木; Mitsumori Kameike; 満守亀池; Kenpachi Nakamura; 研八中村
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】リップの大気側にネジを設けたオイルシール
について、製品寿命に至るまでネジによる密封効果が喪
失せず、もって製品使用の初期からその寿命に至るま
で、ほぼ一定の密封能力を維持するオイルシールを提供
する。【解決手段】回転運動する軸の外周部に接するリップ
を有するオイルシールにおいて、リップが軸に接触する
軸方向長さ（ｂ）と、リップの大気側に設けられたネジ
が軸に接触する軸方向長さ（Ｙ）との割合（Ｙ／ｂ）
が、リップ全体が摩耗してもその使用限界すなわち製品
寿命まで変わらないように予めリップおよびネジの形状
が設計されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密封装置の一種で
あるオイルシールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の密封装置においては、例
えば特公昭４８−１９８１１号公報または米国特許第５
００２２８９号公報に掲載されたように、流体力学的な
理論に基くネジを設けたオイルシールが数多く提案され
ている。但し、これらのネジを設けたオイルシールにお
いては、製品初期の密封性能の向上または低摩擦の実現
等を主眼に提案されているものが大半である。また従来
技術の中にも、製品寿命後半の密封性能や耐摩擦性の向
上による製品寿命の延長を狙いとしたものも散見される
が、残念ながらこれらの従来技術の中に、製品寿命まで
の製品機能の維持手法を明確かつ具体的に示した技術は
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうしたことから、実
際の市場で使用されている密封装置においては、図９に
示すように、製品が機械装置に装着されて使用され、リ
ップおよびネジが摩耗していくに連れて、重要な製品機
能の一つである密封能力、すなわち密封流体を反密封流
体側から密封流体側へと輸送する能力が少なからず低下
してしまうと云う問題がある。無論、通常の使用では、
これらがすぐに密封流体の漏れを引き起こすものではな
いが、時に予想を超えた偶発的な外乱の下で、または設
計時の予想を超えた条件の下で長期間に亙って使用され
た場合等に、希ではあるが本来の製品寿命内であるにも
かかわらず、漏れを生じてしまう場合がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】これらの問題点を解決す
るため、本発明は、回転運動する軸の外周部に接するリ
ップを有するオイルシールにおいて、前記リップが前記
軸に接触する軸方向長さと、前記リップの大気側に設け
られたネジが前記軸に接触する軸方向長さとの割合が、
前記リップ全体が摩耗してもその使用限界すなわち製品
寿命まで変わらぬように予め前記リップおよびネジの形
状が設計されていることを特徴とするオイルシールを提
案する（請求項１）。

【０００５】また、これに加えて、相対回転する二部材
のうちの一方の部材に装着され、他方の部材に摺動自在
に密接するリップを備え、前記リップに密封流体に対し
てポンピング作用をなすネジを設けたオイルシールにお
いて、前記リップが摺動摩耗することによって、前記他
方の部材に対する前記リップの先端部の接触幅と、前記
他方の部材に対する前記ネジの接触幅とがそれぞれ増大
するように形状構成されており、更に、前記先端部にお
ける接触幅の増加率と、前記ネジにおける接触幅の増加
率とが比例関係にあることを特徴とするオイルシールを
提案する（請求項２）。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記構成を備えた本発明の請求項
１によるオイルシールにおいては、例えば図１ないし図
３に示すように、リップ３が相手回転軸１３に接触した
ときの、このリップ３が軸１３に接触する軸方向の長さ
ｂ（図３参照、接触幅または摺動幅とも称する）と、リ
ップ３の大気側に設けられたネジ７の、同じく軸長手方
向の接触部長さＹ（図３参照、同じく接触幅または摺動
幅とも称する）との割合（Ｙ／ｂ）が、リップ１全体が
摩耗してもその使用限界すなわち製品寿命に至るまで一
定となるように設計される。

【０００７】また、上記構成を備えた本発明の請求項２
によるオイルシールにおいては、上記したリップ３の接
触幅ｂの増加率とネジ７の接触幅Ｙの増加率とが、リッ
プ１全体が摩耗してもその使用限界すなわち製品寿命に
至るまで比例関係にあるように設定される。

【０００８】尚、図１は、当該実施形態に係るオイルシ
ール１を単品状態で示しており、外周固定部２の内周側
にゴム状弾性材製のリップ（シールリップとも称する）
３が設けられるとともに、このリップ３の反密封流体側
の面６にリブ状ないし突起状を呈するネジ（ネジリブ部
とも称する）７が多数、等配状に設けられている。ま
た、軸１３が両方向に回転する場合に用いられるオイル
シール１においては、このネジ７は、例えば図４に示す
ように、互いに相反する向きで等配状に設けられる。

【０００９】また、図２は、図１のオイルシール１を、
相対回転する二部材のうちの一方の部材であるハウジン
グ１１の軸孔１２内周に装着して、リップ３を他方の部
材である軸１３の周面に摺動自在に密接させた状態を示
しており、軸１３の周面上に描かれた符号４’の直線
が、軸１３に対するリップ先端部４の接触領域を示して
いる。この軸１３に対するリップ先端部４の接触領域
４’は実際には軸周でエンドレスな帯をなしており、図
３に拡大して示すように、この帯の幅が上記したところ
の接触幅ｂとされる。また符号７’は、軸１３に対する
ネジ７の接触領域を示しており、このネジ７の接触領域
７’は、ネジ７がスパイラルをなしていることからリッ
プ先端部４の接触領域４’に対して斜めに交叉してお
り、このネジ７の接触領域７’の軸方向長さが上記した
ところの接触部長さＹとされる。軸１３は図上Ｅ方向に
回転する。

【００１０】周知のように、この種のオイルシールの重
要な性能である密封能力Ｑは、リップ先端部の大気側に
設けられるネジの形状設計によって変化する。すなわ
ち、ネジの本数すなわちネジピッチ、あるいはネジの角
度、ネジの高さ、またはネジの三次元的な形状等によっ
て密封能力Ｑの設定は行われている。しかしながら、前
述したように、こうしたネジの形状設計は、製品初期の
形状を主眼に設計されており、リップが摩耗してこの密
封能力がどのように変化するのかについては、これまで
明確にされていない。

【００１１】これに対し、本願発明者らはここに初め
て、図５に示す事実を明らかにする。すなわち、ネジ一
本当りの密封能力は、この図５のグラフ図に示すよう
に、上記したｂ（リップが軸に接触する軸方向の長さ）
の値と、Ｙ（軸長手方向の接触部長さ）の値との割合な
いし比率（Ｙ／ｂ）によって概ね整理される。この事実
はすなわち、上記ｂの値は図６に示すように、リップが
その使用により摩耗することで徐々に増加していくので
あるから、このｂの増加すなわちリップの摩耗に応じ
て、その際のＹの値を例えばＣＡＤなどのコンピュータ
による設計手段等を用いて巧みに設計することによっ
て、例えばこのＹ／ｂの値が一定になるように設計すれ
ば、製品の使用初期から寿命まで一定の密封能力を有す
る密封装置を製作および供給することが可能となる。そ
して更には、その密封能力Ｑの大きさは図５に示したよ
うに、Ｙ／ｂの値によって決定されるわけであるから、
その密封能力Ｑの大小もこのＹ／ｂの値をいくつに設定
するかに帰着し、したがってオイルシールの使用初期か
ら製品寿命までの密封能力Ｑを自在に設計することが可
能となる。

【００１２】

【実施例】上記したＹ／ｂの値は、一般的には、リップ
先端の形状、すなわちリップ密封流体側の面の角度およ
び反密封流体側の面の角度と、ネジの底面の、それぞれ
代数方程式で表現される曲面または直線によって設定さ
れ、こうしたネジが、例えば図１に示したように、軸１
３が一方向に回転する場合に用いられるオイルシール、
または図４に示したように、軸１３が両方向に回転する
場合に用いられるオイルシールに付与される。

【００１３】このような事情のもとで、図７は、本発明
の実施例を示している。

【００１４】すなわち先ず、図７（Ａ）のオイルシール
１においては、リップ３先端の密封流体側の面（斜面）
５および反密封流体側の面（斜面）６がそれぞれ直線状
の断面形状に形成されるとともに、ネジ７の底面（頂
部）８が曲線状の断面形状に形成されており、このよう
な形状構成の中において、上記したＹ／ｂの値の一定化
ないし増加率の比例化が実現されている。

【００１５】また、図７（Ｂ）のオイルシール１におい
ては、リップ３先端の反密封流体側の面（斜面）６が曲
線状の断面形状に形成されるとともに、ネジ７の底面
（頂部）８が直線状の断面形状に形成されており、この
ような形状構成の中において、上記したＹ／ｂの値の一
定化ないし増加率の比例化が実現されている。

【００１６】更にまた、図７（Ｃ）のオイルシール１に
おいては、リップ３先端に密封流体側の面（斜面）５と
反密封流体側の面（斜面）６とに挟まれて第三の面９が
形成されることによって、製品使用開始時におけるリッ
プ先端部４の接触幅ｂが上記二例の場合よりも広く設定
されており、このような形状構成の中において、上記し
たＹ／ｂの値の一定化ないし増加率の比例化が実現され
ている。尚、第三の面９は円筒面であり、この第三の面
９と反密封流体側の面６との境界部から斜めにネジ７が
形成されている。

【００１７】そして、これらのオイルシール１では何れ
においても、図８に示すように、製品使用の開始時から
製品寿命に至るまで密封能力Ｑを高レベルに維持するこ
とが可能であり、よって密封性能に優れるとともに寿命
の長い密封装置を提供することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。

【００１９】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項１によるオイルシールにおいては、軸に対するリ
ップの接触幅とネジの接触幅との割合が、リップ全体が
摩耗してもその使用限界すなわち製品寿命に至るまで変
化しないように設定されているために、ネジよる密封効
果が長期間維持される。したがって、製品使用の初期か
らその寿命に至るまで、ほぼ一定の密封能力を維持する
ことができ、これによりオイルシールの品質の向上およ
び寿命の延長を実現することができる。

【００２０】また、上記構成を備えた本発明の請求項２
によるオイルシールにおいては、リップ先端部における
接触幅の増加率とネジにおける接触幅の増加率とが、リ
ップ全体が摩耗してもその使用限界すなわち製品寿命に
至るまで比例関係にあるように設定されているために、
ネジによるポンピング作用すなわち密封効果が長期間維
持される。したがって、製品使用の初期からその寿命に
至るまで、ほぼ一定の密封能力を維持することができ、
これによりオイルシールの品質の向上および寿命の延長
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るオイルシールの装着前
の状態を示す要部断面図

【図２】同オイルシールの装着状態を示す要部断面図

【図３】図２のＤ部拡大図であって、同オイルシールに
おけるリップ先端部およびネジの軸に対する接触状態を
示す説明図

【図４】本発明の他の実施形態に係るオイルシールの装
着前の状態を示す要部断面図

【図５】Ｙ／ｂの値と密封能力との関係を示すグラフ図

【図６】走行距離と摺動幅との関係を示すグラフ図

【図７】（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）ともそれぞれ、本発
明の実施例に係るオイルシールの要部端面図

【図８】走行距離と密封能力との関係を示すグラフ図

【図９】従来例に係るオイルシールにおける走行距離と
密封能力との関係を示すグラフ図

【符号の説明】

１オイルシール２外周固定部３リップ４先端部４’ 先端部接触領域５密封流体側の面６反密封流体側の面７ネジ７’ ネジ接触領域８底面９第三の面１１ハウジング（一方の部材）１２軸孔１３軸（他方の部材）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月２５日（２０００．１．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀池満守茨城県つくば市和台25番地エヌオーケー株式会社内 (72)発明者中村研八茨城県つくば市和台25番地エヌオーケー株式会社内Ｆターム(参考） 3J006 AE05 AE17 AE41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転運動する軸（１３）の外周部に接す
るリップ（３）を有するオイルシール（１）において、前記リップ（３）が前記軸（１３）に接触する軸方向長
さ（ｂ）と、前記リップ（３）の大気側に設けられたネ
ジ（７）が前記軸（１３）に接触する軸方向長さ（Ｙ）
との割合（Ｙ／ｂ）が、前記リップ（３）全体が摩耗し
てもその使用限界すなわち製品寿命まで変わらぬように
予め前記リップ（３）およびネジ（７）の形状が設計さ
れていることを特徴とするオイルシール。
【請求項２】相対回転する二部材（１１）（１３）の
うちの一方の部材（１１）に装着され、他方の部材（１
３）に摺動自在に密接するリップ（３）を備え、前記リ
ップ（３）に密封流体に対してポンピング作用をなすネ
ジ（７）を設けたオイルシール（１）において、前記リップ（３）が摺動摩耗することによって、前記他
方の部材（１３）に対する前記リップ（３）の先端部
（４）の接触幅（ｂ）と、前記他方の部材（１３）に対
する前記ネジ（７）の接触幅（Ｙ）とがそれぞれ増大す
るように形状構成されており、更に、前記先端部（４）
における接触幅（ｂ）の増加率と、前記ネジ（７）にお
ける接触幅（Ｙ）の増加率とが比例関係にあることを特
徴とするオイルシール。