JP2003090441A - オイルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた密封性能が得られると共に、品質が安
定し信頼性の高いオイルシールを提供する。 【解決手段】 シールリップ１の内周側の面に、機内側
へ向けて大径になる機内側テーパ面１１と、それより機
外側にあって機外側へ向けて大径になる機外側テーパ面
１２と、両テーパ面１１，１２の間にあって、回転体の
外周面に密接される円筒面１３が形成されている。機外
側テーパ面１２は、円筒面１３側の急勾配の第一テーパ
面１２ａと、それより機外側の、緩勾配の第二テーパ面
１２ｂからなり、機外側テーパ面１２には、軸回転時に
流体を円筒面１３側へ押し戻すねじポンプ作用を惹起す
る複数の突条１４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や一般機
械、産業機械等における回転体の外周を密封するオイル
シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の技術によるオイルシール
を示す部分的な断面斜視図、図５は、図４に示されるオ
イルシールのリップ内径部を示す拡大断面図である。す
なわちオイルシールは、図４及び図５に示されるよう
に、ゴム状弾性材料で成形されたシールリップ１００を
備え、シールリップ１００の内径部は、密封空間（機
内）側へ向けて大径になる密封空間側テーパ面１０１
と、このテーパ面１０１の内径から反密封空間（機外）
側へ向けて大径になる反密封空間側テーパ面１０２を有
する。そして、この種のオイルシールは、両テーパ面１
０１，１０２によって形成されるエッジ部１０３が、図
示されていない回転軸の外周面と密封的に摺接されるこ
とによって軸封機能を奏し、機内の密封対象流体（例え
ば油）が軸周から機外の大気側へ漏洩するのを阻止する
ものである。

【０００３】また、密封性能を高める手法としては、反
密封空間側テーパ面１０２に、エッジ部１０３の延長方
向（円周方向）に対して所定の角度をなす多数の突条１
０３を形成することが知られている。この突条１０４，
１０４，…は、回転軸の回転に伴ってねじポンプ作用を
奏し、軸周を大気側へ漏れ出そうとする密封対象流体を
密封空間側へ押し戻すものである。この場合、反密封空
間側テーパ面１０２における小径側の部分１０２ａは、
エッジ部１０３が、図５に一点鎖線で示される突条１０
４の高さと同等の高さとなるように、勾配が大きく形成
されており、すなわちエッジ部１０３と回転軸の外周面
の間に隙間が形成されることがないようにして、突条１
０４，１０４，…によるねじポンプ作用が失われる軸停
止持にも密封性を確保したものである（例えば実開平４
−１７５６６号公報参照）。

【０００４】この種のオイルシールのシールリップ１０
０には、射出成形後に、シールリップ１００の内径部を
メスで円周方向へ切断することによりエッジ部１０３を
仕上げたメスカットリップと、金型キャビティによりエ
ッジ部１０３の形状を与えたモールドリップがあるが、
メスカットリップの場合は、リップ内径（エッジ部１０
３）やオフセットの寸法安定性が悪く、しかもきれいに
切断しないと、エッジ部１０３に密封性能低下の要因と
なる切れ残りが発生するため、モールドリップが採用さ
れることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述のよう
に、軸回転時にポンプ作用を惹起させる突条１０４，１
０４，…を形成したシールリップ１００の場合、反密封
空間側テーパ面１０２の小径側の部分１０２ａが急勾配
に形成されることによって、エッジ部１０３の断面形状
が鋭角状になるため、モールドリップにおいては、その
成形に用いられる金型のキャビティ内面のうち、エッジ
部１０３と対応する部分が、鋭角のＶ字形に凹んだ溝状
に形成される。したがって、射出成形の際に、このＶ字
形の溝には成形用ゴム材料が良好に充填されにくく、し
かも成形カスなどが付着しやすく、これらに起因するエ
ッジ部１０３の成形不良によって、密封性能の低下を来
すおそれがある。

【０００６】また、上述のように、エッジ部１０３で回
転軸の外周面と摺接するため、摺動幅すなわち密封面の
幅が小さく、したがって、摺動負荷の集中によって早期
に摩耗して、軸停止時の密封性能が低下するおそれがあ
る。

【０００７】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その技術的課題は、優れた密封性能が得ら
れると共に、品質が安定し信頼性の高いオイルシールを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従来の技術的課題は、本
発明によって有効に解決することができる。すなわち請
求項１の発明に係るオイルシールは、シールリップの内
径部に、密封空間側へ向けて大径になる密封空間側テー
パ面と、この密封空間側テーパ面より反密封空間側にあ
ってこの反密封空間側へ向けて大径になると共に小径側
が急勾配に形成された反密封空間側テーパ面と、前記密
封空間側テーパ面と反密封空間側テーパ面の間に形成さ
れ回転体の外周面に密接される円筒面と、前記反密封空
間側テーパ面に形成されると共に円周方向に対して所定
の角度をなし一端が前記円筒面における反密封空間側の
端部に達する複数の突条とを備える。

【０００９】請求項２の発明に係るオイルシールは、請
求項１に記載された構成において、反密封空間側テーパ
面に対する突条の突出高さが、円筒面側から反密封空間
側へ向けて漸次増大するように形成される。

【００１０】請求項３の発明に係るオイルシールは、請
求項１又は２に記載された構成において、円筒面に、突
条と対応して円周方向に対する所定の角度をなし、回転
体の停止時にこの回転体の外周面に密接して、少なくと
も一部で溝深さが０になる複数の溝が形成されたもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るオイルシー
ルの第一の実施の形態を示す部分的な断面斜視図、図２
は、図１に示されるオイルシールのリップ内径部を示す
拡大断面図である。すなわちこのオイルシールは、図１
に示されるように、耐熱・耐寒・耐油性に優れたニトリ
ルゴム（ＮＢＲ）、耐熱、耐摩耗性に優れたアクリルゴ
ム（ＡＣＭ）、耐熱性、耐油性に優れたフッ素ゴム（Ｆ
ＫＭ）、高強度で耐摩耗性に優れたウレタンゴム（Ａ
Ｕ）等から選択されたゴム状弾性材料で成形されたもの
であって、内周側に、装着状態における機内側（密封空
間側）を向いたシールリップ１と、機外の大気側（反密
封空間側）を向いたダストリップ２を有し、外周側に、
補強用の金属環４が埋設された基部３を有する。シール
リップ１の厚肉に形成されたヘッド１０の外周面に形成
された溝１０ａには、回転軸の外周面に対するヘッド１
０の密接力を補償するためのエキステンションスプリン
グ（ガータスプリングとも言う）５が装着されている。

【００１２】シールリップ１におけるヘッド１０の内周
側の面は、図２に拡大して示されるように、装着状態に
おける機内（密封空間）側へ向けて大径になるテーパ状
に形成された機内側テーパ面１１と、この機内側テーパ
面１１より機外側にあって、装着状態における機外側
（反密封空間側）へ向けて大径になるテーパ状、すなわ
ち機内側テーパ面１１とは逆向きのテーパ状に形成され
た機外側テーパ面１２と、これら機内側テーパ面１１と
機外側テーパ面１２の間に円筒面状に形成された円筒面
１３とで構成されており、円筒面１３が、回転軸の外周
面との密封摺動部となる。

【００１３】機外側テーパ面１２は、円筒面１３に隣接
する第一テーパ面１２ａと、そこからダストリップ２側
へ向けて延びる第二テーパ面１２ｂからなる二段テーパ
面に形成されており、当該オイルシールの軸心に対する
機外側テーパ面１２の傾斜角度は、第一テーパ面１２ａ
が相対的に急勾配、第二テーパ面１２ｂが相対的に緩勾
配となっている。

【００１４】機外側テーパ面１２には、それぞれ円周方
向に対して所定の角度をなし一端が円筒面１３における
機外側の端部に達するように延びる多数の突条１４，１
４，…が形成されている。詳しくはこの突条１４，１
４，…は、それぞれその延長方向と直交する断面が、山
形をなすものであって、図２に示されるように、円筒面
１３側へ向かって回転軸の回転方向Ｒ側へ偏向するよう
に、螺旋の一部をなして延び、すなわち軸回転時に、機
内側から円筒面１３と回転軸の外周面との密封摺動部を
漏れ出した密封対象油を機内側へ押し戻すねじポンプ作
用を惹起するものである。

【００１５】また、この突条１４の峰１４ａは、機外側
テーパ面１２における第二テーパ面１２ｂと平行であっ
て円筒面１３における機外側の縁部１３ａを通る面、す
なわち図２に一点鎖線で示される仮想面上にある。した
がって、各突条１４は、機外側テーパ面１２における第
二テーパ面１２ｂからの高さ及び幅が一定であり、それ
よりも急勾配である第一テーパ面１２ａに形成された部
分では、円筒面１３に近付くほど相対的に高さ及び幅が
減少し、円筒面１３における機外側の縁部１３ａに達す
る端部で、高さがほぼ０となっている。

【００１６】以上のように構成されたオイルシールは、
シールリップ１を機内側へ向けて、基部３が機器の軸孔
部に圧入嵌着されると共に、シールリップ１におけるヘ
ッド１０の内周の円筒面１３が、前記軸孔部に挿通され
た回転軸（図示省略）の外周面に密接することによっ
て、機内の密封対象流体である油が軸周から機外の大気
側へ漏洩するのを阻止し、ダストリップ２が、前記回転
軸の外周面に密接することによって、機内への異物の侵
入を阻止するものである。そして、軸回転時には、機外
側テーパ面１２に形成された多数の突条１４，１４，…
が、機内側から円筒面１３と回転軸の外周面との密封摺
動部を通過した油を機内側へ押し戻すねじポンプ作用を
惹起するため、優れた密封機能を奏する。

【００１７】また、シールリップ１は、円筒面１３にお
いて回転軸（図示省略）の外周面に摺接するため、先に
説明した図４及び図５に示される従来の技術のように、
エッジ部で摺動するものに比較して摺動幅（面積）が広
くなり、したがって、密封性が向上すると共に、単位面
積あたりに作用する摺動負荷が小さくなって、寿命も向
上する。

【００１８】このオイルシールの成形においては、ヘッ
ド１０の内周形状が金型の内面形状により与えられるモ
ールドリップの場合、成形用ゴム材料が充填される金型
キャビティの内面のうち、ヘッド１０の内周部を成形す
る部分が、円筒面１３及びその両側のテーパ面１１，１
２ａに対応して、幅の広い凹部として形成される。しか
も、円筒面１３と機内側テーパ面１１で構成される角部
Ａ、及び円筒面１３と第一テーパ面１２ａで構成される
角部Ｂは、それぞれ鈍角状であり、これに対応する前記
凹部の隅部も鈍角状である。したがって、射出成形の際
に、この凹部には成形用ゴム材料が良好に充填され、し
かも成形用ゴム材料の流れも良くなるので成形カスなど
が付着しにくくなり、その結果、品質を安定させること
ができ、ひいてはヘッド１０の成形不良に起因するシー
ル性の低下を防止して、信頼性の高い製品を提供でき
る。

【００１９】なお、角部Ａ，Ｂに相当する部分は、面取
りあるいはＲ面とすることによって、成形カスなどの付
着や成形用ゴム材料の充填不足を一層確実に防止するこ
とができる。

【００２０】次に図３は、本発明に係るオイルシールの
第二の実施の形態を示すリップ内径部の拡大断面図であ
る。本形態のオイルシールは、機外側テーパ面に対する
突条１４，１４，…の突出高さ及び幅が、円筒面１３寄
りの部分において、円筒面１３側から機外側へ向けて漸
次増大する形状となっている点、及び、円筒面１３に突
条１４，１４，…と対応する方向へ所定の角度をなして
延びる多数の溝１５，１５，…が形成された点で、第一
の実施の形態と異なっており、その他の構成は、基本的
に第一の実施の形態とほぼ同様である。

【００２１】すなわち、各突条１４の峰１４ａは、図３
に一点鎖線で示されるように、円筒面１３における機外
側の縁部１３ａから、機外側テーパ面１２における第二
テーパ面１２ｂと平行な面よりも内周側へ湾曲した曲線
状をなし、円筒面１３側の端部近傍は、峰１４ａが円筒
面１３とほぼ連続した面上にある。また、これに伴っ
て、各突条１４の両側面１４ｂ，１４ｃも、機外側へ向
けて舟の舷のように漸次増大する形状となっている。そ
して、第一テーパ面１２ａに形成された部分では、円筒
面１３に近付くほど相対的に突条１４の高さ及び幅が減
少し、円筒面１３に達する端部で、高さがほぼ０となっ
ている。

【００２２】一方、円筒面１３における溝１５，１５，
…は、突条１４，１４，…と対応する方向へ所定の角度
をなして延びているため、軸回転時には、機内側から円
筒面１３と回転軸の外周面との間の密封摺動部を機外側
へ通過しようとする密封対象の油の漏れ圧力に抗する方
向に、ねじポンプ作用を惹起するものである。また、こ
の溝１５，１５，…は、軸停止時には、回転軸の外周面
への締め付け力によって殆ど潰れた状態となる程度の、
微小深さ及び微小幅に形成されるか、あるいは図３の断
面中に破線で示されるように、円筒面１３の機外側から
機内側へ向かって溝深さが漸減し、円筒面１３の機内側
の端部で溝深さが０となるように形成される。

【００２３】本形態によるオイルシールも、基本的に
は、先に説明した第一の実施の形態と同様、円筒面１３
において回転軸（図示省略）の外周面に摺接するため、
図４及び図５に示される従来の技術のようにエッジ部で
摺動するものに比較して摺動幅（面積）が広く、したが
って、密封性が向上すると共に、単位面積あたりに作用
する摺動負荷が小さくなって、寿命も向上する。そし
て、軸回転時には、機外側テーパ面１２に形成された多
数の突条１４，１４，…が、機内側から円筒面１３と回
転軸の外周面との密封摺動部を通過した油を機内側へ押
し戻すねじポンプ作用を惹起し、加えて、円筒面１３に
形成された溝１５，１５，…も、油を機内側へ押し戻す
ねじポンプ作用を惹起するため、優れた密封機能を奏す
る。

【００２４】そして、軸停止時には、回転軸の外周面と
円筒面１３との間に薄膜状に介入している油の流体力学
的作用が失われるので、円筒面１３がヘッド１０自体の
有する締め付け力及びエキステンションスプリング５
（図１参照）に与えられる締め付け力によって、溝１
５，１５，…が、回転軸外周面に押し付けられて殆ど消
滅した状態になり、あるいは少なくとも円筒面１３にお
ける機内側の端部で溝深さが０となる。このため、ねじ
ポンプ作用が失われる軸停止時に、機内の油が溝１５，
１５，…を通じて機外へ漏出することはない。

【００２５】また、各突条１４の峰１４ａが、第二テー
パ面１２ｂと平行な面よりも内周側へ湾曲した曲線状を
なしているので、この突条１４は、峰１４ａを第二テー
パ面１２ｂと平行に形成した場合に比較すると、円筒面
１３寄りの部分が長い範囲にわたって、回転軸の外周面
と接触ないし極めて近接した状態となる。したがってね
じポンプ作用が大きくなり、密封性を一層高めることが
できる。しかも各突条１４における円筒面１３寄りの部
分が長い範囲にわたって、回転軸の外周面と接触するこ
とによって、円筒面１３の摺動負荷も分散されるので、
一層超寿命化を図ることができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明に係るオイルシールによ
れば、シールリップの内径部における密封空間側テーパ
面と反密封空間側テーパ面の間に形成された円筒面で回
転体と密接され、しかも反密封空間側テーパ面に形成さ
れた突条が、軸回転時に漏洩流体を機内側へ押し戻すね
じポンプ作用を発揮するため、密封性が向上し、かつ摺
動幅が広いので、単位面積あたりに作用する摺動負荷が
小さくなって、寿命を向上させることができる。また、
このオイルシールの成形においては、円筒面と対応する
金型の内面で成形用ゴム材料の流れが良くなるので成形
カスなどが付着しにくくなり、その結果、品質を安定さ
せて、信頼性の高い製品を提供できる。

【００２７】請求項２の発明に係るオイルシールによれ
ば、反密封空間側テーパ面に対する突条の突出高さが、
円筒面側から反密封空間側へ向けて漸次増大するように
形成されているため、この突条の円筒面寄りの部分が長
い範囲にわたって回転軸の外周面と接触ないし極めて近
接した状態となり、ねじポンプ作用による密封性を一層
高めることができる。

【００２８】請求項３の発明に係るオイルシールによれ
ば、円筒面にも、軸回転時に漏洩流体を機内側へ押し戻
すねじポンプ作用を発揮する溝が形成されているため、
回転時における密封性を更に高めることができる。しか
もねじポンプ作用が失われる軸停止時には、この溝が少
なくとも一部で不連続となるため、漏れを発生すること
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオイルシールの第一の実施の形態
を示す部分的な断面斜視図である。

【図２】図１に示されるオイルシールのリップ内径部を
示す拡大断面図である。

【図３】本発明に係るオイルシールの第二の実施の形態
を示すリップ内径部の拡大断面図である。

【図４】従来の技術に係るオイルシールを示す部分的な
断面斜視図である。

【図５】図４に示されるオイルシールのリップ内径部を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ シールリップ １０ ヘッド １１ 機内側テーパ面（密封空間側テーパ面） １２ 機外側テーパ面 １２ａ 第一テーパ面 １２ｂ 第二テーパ面 １３ 円筒面 １４ 突条 １４ａ 峰 １５ 溝 ２ ダストリップ ３ 基部 ４ 勤続環 ５ エキステンションスプリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールリップ（１）の内周側の面に、密
   封空間側へ向けて大径になる密封空間側テーパ面（１
   １）と、この密封空間側テーパ面（１１）より反密封空
   間側にあってこの反密封空間側へ向けて大径になると共
   に小径側が急勾配に形成された反密封空間側テーパ面
   （１２）と、前記密封空間側テーパ面（１１）と反密封
   空間側テーパ面（１２）の間に形成され回転体の外周面
   に密接される円筒面（１３）と、前記反密封空間側テー
   パ面（１２）に形成されると共に円周方向に対して所定
   の角度をなし一端が前記円筒面（１３）における反密封
   空間側の端部に達する複数の突条（１４）と、を備える
   ことを特徴とするオイルシール。
2. 【請求項２】 反密封空間側テーパ面（１２）に対する
   突条（１４）の突出高さが、円筒面（１３）側から反密
   封空間側へ向けて漸次増大するように形成されたことを
   特徴とする請求項１に記載されたオイルシール。
3. 【請求項３】 円筒面（１３）に、突条（１４）と対応
   して円周方向に対する所定の角度をなし、回転体の停止
   時にこの回転体の外周面に密接して、少なくとも一部で
   溝深さが０になる複数の溝（１５）が形成されたことを
   特徴とする請求項１又は２に記載されたオイルシール。