JP2009041612A

JP2009041612A - オイルシール

Info

Publication number: JP2009041612A
Application number: JP2007205450A
Authority: JP
Inventors: Tsunehisa Onuma; 恒久大沼
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】エキステンションスプリングを用いることなくシールリップの良好な径方向追随性を確保し、摺動トルクの低減が実現可能なオイルシールを提供する。
【解決手段】シールリップ１の先端近傍の内周面に、回転軸３の外周面に摺動可能に密接されるリップエッジ１１が形成され、前記シールリップ１の外周面にこのシールリップ１の肉厚を部分的に増大させる外周突条部１２が円周方向へ連続して形成され、この外周突条部１２の断面中心Ｃがリップエッジ１１より根元１ａ側に位置する。外周突条部１２は、エキステンションスプリングの代わりにシールリップ１の緊迫力を補うものである。シールリップ１の肉厚は外周突条部１２のみで大きくなっているので、シールリップ１の良好な径方向追随性が維持される。しかも、外周突条部１２により付加される緊迫力がシールリップ１の曲げ変形によって適度に吸収されるため、低摺動トルクが実現される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等において、回転体の外周を密封するのに用いられるオイルシールに関する。

図３は、従来の技術によるオイルシール１００を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この種のオイルシール１００は、図３に示されるように、ゴム状弾性材料で環状に成形されたものであって、機器の軸孔ハウジング１１０の内周面に密嵌される圧入固定部１０１と、その内周側で回転軸１２０の外周面に摺動可能に密接されるシールリップ１０３が、中間径方向部１０２を介して互いに連続して形成されており、圧入固定部１０１から中間径方向部１０２にかけて、補強用の金属環１０４が一体的に埋設されている。また、シールリップ１０３の外周は円周方向に連続した溝状に形成され、シールリップ１０３の永久変形に起因する緊迫力の低下を補い、回転軸１２０に対する径方向追随性を確保するためのエキステンションスプリング１０５が嵌着されている。

すなわちこのオイルシール１００は、圧入固定部１０１が、機器の軸孔ハウジング１１０の内周面に密嵌され、シールリップ１０３の先端内周部が、前記軸孔ハウジング１１０に挿通された回転軸１２０の外周面に摺動可能に密接されることによって軸封機能を奏し、機内Ａの密封対象流体（油）が軸周から機外の大気Ｂ側へ漏洩するのを阻止するものである（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−９０４４１公報

ところが近年、この種のオイルシール１００に対して摺動トルクの一層の低減が求められており、このためシールリップ１０３の剛性を小さくせざるを得ず、その結果、シールリップ１０３の外周溝部にいったん装着したエキステンションスプリング１０５が、軸孔ハウジング１１０と回転軸１２０へのオイルシール１００の組込み過程で脱落してしまう問題が発生している。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、エキステンションスプリングを用いることなくシールリップの良好な径方向追随性を確保し、摺動トルクの低減が実現可能なオイルシールを提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係るオイルシールは、シールリップの先端近傍の内周面に、内周部材の外周面に摺動可能に密接されるリップエッジが形成され、前記シールリップの外周面にこのシールリップの肉厚を部分的に増大させる外周突条部が円周方向へ連続して形成され、この外周突条部の断面中心が前記リップエッジより前記シールリップの根元側に位置するものである。

この構成において、シールリップに形成された外周突条部は、このシールリップの肉厚を部分的に増大させることによって、従来技術におけるエキステンションスプリングの代わりに、シールリップのリップエッジにおける緊迫力を補うものである。そしてシールリップの肉厚は外周突条部のみで相対的に大きくなっているので、径方向に対するシールリップの良好な追随性が維持される。しかも、外周突条部の断面中心がリップエッジより根元側に位置するので、外周突条部により付加される緊迫力がリップエッジの外周へ直接作用せず、シールリップの曲げ変形によって適度に吸収されるため、低摺動トルクが実現され、摺動によるリップエッジの摩耗も低減される。

本発明に係るオイルシールによれば、エキステンションスプリングを用いないので、機器への組込み過程でエキステンションスプリングが脱落するといった不具合が生じ得ず、しかも、シールリップの良好な径方向追随性を確保すると共に摺動トルクの低減が実現される。

以下、本発明に係るオイルシールについて、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係るオイルシールの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。

図１に示されるオイルシールは、ゴム状弾性材料で成形されたシールリップ１を備えている。このシールリップ１は、例えば金属環２に一体的に接合された根元１ａから機内Ａ側へ向けて漸次小径となる略テーパ状に延びていて、その先端１ｂの近傍の内周面に、略Ｖ字形断面をなし、回転軸３の外周面と摺動可能に密接されるリップエッジ１１が形成されると共に、前記先端１ｂの近傍の外周面に、このシールリップ１の肉厚を部分的に増大させる外周突条部１２が円周方向へ連続して形成されている。シールリップ１の肉厚は、外周突条部１２以外の部分では略均一となっている。なお、回転軸３は、請求項１に記載された内周部材に相当するものである。

シールリップ１の内周面のうち、リップエッジ１１から大気側（根元１ａ側）への所定幅の領域には、回転軸３の回転によって流体をリップエッジ１１側へ押し出すネジポンプ作用を生じる多数のスパイラル状の突条又は溝１３が形成されている。なお、このスパイラル状の突条又は溝１３の形成領域は、回転軸３の偏心によりこの回転軸３の外周面に接触し得る領域とする。

また、シールリップ１の外周面に形成された外周突条部１２は、断面形状が半円弧状をなして突出しており、その断面中心Ｃ、言い換えれば前記半円弧の中心が、リップエッジ１１より軸方向距離Ｌだけシールリップ１の根元１ａ側に位置している。なお図示の例では、外周突条部１２はスパイラル状の突条又は溝１３の形成領域の外周側に位置している。

ここで、回転軸３に対するシールリップ１（リップエッジ１１）の締め代がゴム状弾性材料の永久変形によって低下するのを極力防止するため、締め代の設定は、最小限に抑えられる。詳しくは、当該オイルシールと回転軸３との偏心量をａ、リップエッジ１１の内径の許容誤差をｂ、想定されるシールリップ１の永久変形量をｃとすると、回転軸３に対するシールリップ１（リップエッジ１１）の締め代Ｓは、
Ｓ＝２ａ＋ｂ＋ｃ
を目安として設定される。

以上のように構成されたオイルシールにおいて、シールリップ１に形成された外周突条部１２は、このシールリップ１の肉厚を部分的に増大させることによって、従来技術におけるエキステンションスプリングの代わりに、回転軸３に対するリップエッジ１１の緊迫力を補うものである。

ここで、例えばシールリップ１の肉厚を、根元１ａから先端１ｂにかけての全域にわたって大きくした場合は、回転軸３に対する締め代が大きいため摺動トルクの増大や早期摩耗を来すばかりでなく、ゴム状弾性材料の永久変形による経時的な締め代の低下量の増大も懸念され、しかもシールリップ１の剛性が高くなるため、回転軸３の偏心に対する良好な径方向追随性も得られない。これに対し図１の形態によれば、シールリップ１の肉厚は外周突条部１２のみで相対的に大きくなっているので良好な径方向追随性が確保され、したがって、偏心があっても優れた密封性が維持される。

また、外周突条部１２の断面中心Ｃがリップエッジ１１より根元１ａ側に位置するので、外周突条部１２により付加される緊迫力がリップエッジ１１の外周へ直接作用せず、シールリップ１の曲げ変形によって適度に吸収されるため、低摺動トルクが実現され、リップエッジ１１の摩耗も低減される。また、上述のように外周突条部１２により付加される緊迫力がシールリップ１の曲げ変形によって適度に吸収される結果、外周突条部１２の永久変形による緊迫力の低下も有効に抑えられる。

なお、外周突条部１２の断面形状は、円弧状に限定されるものではないが、成形後の離型性などの観点からは、円弧状とすることが好ましい。

図２は、本発明に係るオイルシールのシールリップ１の形状変更例を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。

図２に示される例において、図１と異なるところは、シールリップ１の先端１ｂの肉厚ｔが、根元１ａ側の肉厚よりも大きく、外周突条部１２が形成された部分で更に肉厚が大きくなっている点にある。また、優れた密封性を確保するには、回転軸３に対するシールリップ１の接触幅は０．４ｍｍ以上とすることが好ましく、そのために、リップエッジ１１から機内側へ向けて略４５°の傾斜角度θ_１で漸次大径になる内周面１１ａと、リップエッジ１１から大気側へ向けて、１０±１０°の角度θ_２で漸次大径になる内周面１１ｂと、更にこの内周面１１ｂから大気側へ向けて、２５±１０°の角度θ_３で漸次大径になる内周面１１ｃが形成されている。その他の部分は、基本的に図１と同様に構成される。

本発明に係るオイルシールの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。本発明に係るオイルシールのシールリップ１の形状変更例を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。従来の技術によるオイルシールを、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１シールリップ
１ａ根元
１ｂ先端
１１リップエッジ
１２外周突条部
１３スパイラル状の突条又は溝
２金属環
３回転軸

Claims

シールリップの先端近傍の内周面に、内周部材の外周面に摺動可能に密接されるリップエッジが形成され、前記シールリップの外周面にこのシールリップの肉厚を部分的に増大させる外周突条部が円周方向へ連続して形成され、この外周突条部の断面中心が前記リップエッジより前記シールリップの根元側に位置することを特徴とするオイルシール。