JP2013133900A - ダブルリップ型のオイルシール - Google Patents

Abstract

【課題】２つのシールリップ間の空隙を回転機のケーシングの空気通路に連通させる。
【解決手段】弾性ゴム製で円環状の本体50と、この本体50を補強する円環状の補強環60とを備え、本体50は、駆動軸17の周側面に密着して配置される内周部51と、ポンプケーシング11の内壁面12に密着して配置される外周部54と、外周部54と内周部51を連結する連結部56とを備え、補強環60は本体50に埋設され内周部51から外周部54まで延びたものであって内部に通気路64を備え、この通気路64は内周部51側の一端で開口する第１の開口部65と、外周部54側の他端で開口する第２の開口部66とを有し、内周部51は駆動軸17の周側面に密着する２つのシールリップ52と、これら２つのシールリップ52間の空隙Ｌに対し第１の開口部65を開放する第１の開放部53とを備え、外周部54は第２の開口部66をポンプケーシング11の空気通路13に対し開放する第２の開放部55を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ポンプ、モータなどの回転機に備えられるダブルリップ型のオイルシールに関する。

ダブルリップ型のオイルシールが適用される回転機は、回転軸と、この回転軸の周側面を囲む円筒状の内壁面が形成されたケーシングとを備える。ダブルリップ型のオイルシールは円環状の部材であり、回転軸が挿入された状態で回転軸とケーシングの間に装着される。回転軸とケーシングの間にダブルリップ型のオイルシールが装着された状態において、ダブルリップ型のオイルシールの外周部は、ケーシングの円筒状の内壁面に密着し、ダブルリップ型のオイルシールの内周部は、回転軸の周側面に密着している。回転軸の軸方向においてダブルリップ型のオイルシールの一方側の空間と他方側の空間では、異なる種類の潤滑油が使用される。ダブルリップ型のオイルシールはそれらの空間の間で潤滑油が行き来することを防止する目的で使用される。

ダブルリップ型のオイルシールの内周部には、シールリップが２股に分かれて形成されている。ダブルリップ型のオイルシールがケーシングと回転軸の間に装着された状態においては、２つのシールリップと回転軸と間には、空隙が形成される。回転軸の軸方向におけるダブルリップ型のオイルシールの一方側または他方側の空間内の潤滑油は、２つのシールリップ間の空隙内の圧力が負圧になった場合にその空隙に浸入し、その後、その空隙からダブルリップ型のオイルシールの他方側または一方側の空間に漏れてしまう場合がある。

特許文献１には、オイルシールの一方側の空間から他方側の空間への潤滑油の漏れ、および、オイルシールの他方側の空間から一方側の空間への潤滑油の漏れを防止するために、２つのシングルリップ型のオイルシールを用いた技術が開示されている。

シングルリップ型のオイルシールは、内周部に１つだけシールリップが形成されたオイルシールである。特許文献１に開示された技術においては、２つのシングルリップ型のオイルシールが、互いのシールリップを軸方向において相反する方向に延した姿勢を成して配置され、それら２つのシールリップと回転軸の間に空隙が形成される。そして、２つのシングルリップ型のオイルシールの間には、２つのシールリップ間の空隙を、ケーシングの外部（大気側）に連通させるための通気路が設けられている。この通気路は、２つのシングルリップ型のオイルシールの間にスペーサを配置することで形成された間隙、または、２つのシングルリップ型のオイルシールが互いに対向する面（背面）のそれぞれに係止突起を設けることにより形成された間隙である。そして、ケーシングには、２つのシングルリップ型のオイルシールの間に設けられた通気路をケーシングの外部（大気側）に連通させる空気通路（空気孔）が設けられている。つまり、特許文献１に開示された技術においては、一方のシールリップと他方のシールリップとの間の空隙内の圧力が、通気路と空気通路（空気孔）を通じて大気圧となることによって、その空隙への潤滑油の侵入が防止されるようになっている。

実公昭６１−１９２４１号公報

前述の特許文献１に開示された技術は、潤滑油の漏れを防止するためにシングルリップ型のオイルシールを２つ用いるものであり、それら２つのシングルリップ型のオイルシールの装着箇所に、ダブルリップ型のオイルシールが１つ装着される場合よりも組立工数が多くなるという問題がある。したがって、組立工数を増加させないためには、ダブルリップ型のオイルシールを用いつつも、そのダブルリップ型のオイルシールの２つのシールリップ間の空隙を外部に連通させることができることが望ましい。

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、２つのシールリップ間の空隙を、回転機のケーシングの空気通路に連通させることができるダブルリップ型のオイルシールを提供することにある。

前述の目的を達成するために本発明に係るダブルリップ型のオイルシールは次のように構成されている。

〔１〕 本発明に係るダブルリップ型のオイルシールは、回転軸と、この回転軸の周側面を囲む円筒状の内壁面が形成されたケーシングとを備え、前記ケーシングの内部の空間を前記ケーシングの外部に連通させる空気通路が、前記内壁面から前記ケーシングの外部に向かって延びて設けられた回転機に適用され、前記回転軸と前記内壁面の間に装着される円環状のダブルリップ型のオイルシールにおいて、弾性ゴムからなり前記回転軸と同軸上に位置する円環状の本体と、この本体を補強する円環状の補強環とを備え、前記本体は、前記回転軸の周側面に密着して配置される内周部と、前記ケーシングの前記内壁面に密着して配置される外周部と、前記外周部と前記内周部を連結する連結部とを備え、前記補強環は、前記本体に埋設され前記内周部から前記外周部まで延びたものであるとともに内部に通気路を備え、この通気路は前記内周部側の一端で開口する第１の開口部と、前記外周部側の他端で開口する第２の開口部とを有し、前記内周部は、軸方向に２股に分かれて形成され前記回転軸の周側面に密着する２つのシールリップと、これら２つのシールリップ間に形成された空隙に対して前記通気路の前記第１の開口部を開放する第１の開放部とを備え、前記外周部は、前記通気路の前記第２の開口部を前記ケーシングの前記空気通路に対して開放する第２の開放部を備えることを特徴とする。

この「〔１〕」に記載のダブルリップ型のオイルシールは、２つのシールリップ間に形成された空隙を、内周部に設けられた第１の開放部と、補強環に設けられた通気路と、外周部に設けられた第２の開放部とを介して、回転機のケーシングの空気通路に連通させることができる。

〔２〕 本発明に係るダブルリップ型のオイルシールは、「〔１〕」に記載のダブルリップ型のオイルシールにおいて、前記補強環は、円環状の第１の環部材と、この第１の環部材と軸方向に並んで位置する円環状の第２の環部材と、前記第１の環部材と前記第２の環部材に挟まれたスペーサとを備え、前記スペーサは、前記第１の環部材と前記第２の環部材の間に、前記通気路を成す間隙を形成するものであることを特徴とする。

〔３〕 本発明に係るダブルリップ型のオイルシールは、「〔１〕」に記載のダブルリップ型のオイルシールにおいて、前記補強環は、円環状の第１の環部材と円環状の第２の環部材とが軸方向に重ね合わされたものであり、前記第１の環部材は、前記第２の環部材から離れる方向に凹んで形成された溝部を備え、この溝部と前記第２の環部材とに囲まれた間隙が前記通気路であることを特徴とする。

この「〔３〕」に記載のダブルリップ型のオイルシールにおいては、「〔２〕」に記載のダブルリップ型のオイルシールにおけるスペーサを備えることなく、第１の環部材に溝部が形成されていることによって第１の環部材と第２の環部材との間に通気路が設けられている。これにより、「〔２〕」に記載のダブルリップ型のオイルシールよりも少ない部品点数で、通気路を備えるダブルリップ型のオイルシールを実現できる。

本発明に係るダブルリップ型のオイルシールは、前述のように、２つのシールリップ間に形成された空隙を、内周部に設けられた第１の開放部と、補強環に設けられた通気路と、外周部に設けられた第２の開放部とを介して、回転機のケーシングの空気通路に連通させることができ、これによって、シングルリップ型のオイルシールを２つ用いる場合よりも少ない組立工数で装着でき、かつ、潤滑油の漏れを防止することができる。

本発明の一実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシールを備える回転機の断面図である。 図１に示した油圧ポンプのミッション装置側の端部の拡大図である。 図１，図２に簡略化して示したダブルリップ型のオイルシールであって、本発明の一実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシールの拡大断面図である。 図３に示したダブルリップ型のオイルシールに備えられる補強環を、油圧ポンプ側の空間から見た状態の図である。 図４に示したスペーサの斜視図である。 補強環の第２の開口部および外周部の第２の開放部の位置の別の例を示す図である。 図５に示したスペーサとは別のスペーサを備えるオイルシールの拡大断面図である。 図４に示した補強環とは別の補強環を示す図である。 図８に示した第２の環部材の斜視図である。 補強環の第２の環部材の別の例を示す図である。 補強環の第２の環部材の別の例を示す図である。

本発明の一実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシールについて図１〜図６を用いて説明する。

本実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシールは、図１に示す回転機１に備えられる。この回転機１は、油圧ポンプ１０とミッション装置３０とを備える。

油圧ポンプ１０は、この油圧ポンプ１０の外郭を成すポンプケーシング１１と、このポンプケーシング１１に挿入され、ベアリング１６によりポンプケーシング１１に対し回転可能に支持された回転軸である駆動軸１７と、ポンプケーシング１１内で駆動軸１７と一体的に回転可能に設けられ、周方向に並んだ複数のシリンダボア１９を有するシリンダブロック１８と、シリンダボア１９に摺動可能に挿入されたピストン２０と、駆動軸１７と一体に形成されピストン２０の一端に摺接するドライブディスク２１と、シリンダブロック１８の回転に伴い間欠的にシリンダボア１９に連通する複数の給排ポート（図示していない）を有し、ポンプケーシング１１に固定された弁板２２と、ポンプケーシング１１に設けられ、複数の給排ポートと連通した給排通路（図示していない）とを備えている。油圧ポンプ１０の駆動軸１７には、エンジン（図示していない）の出力が伝達される。

ポンプケーシング１１内において、作動油（図示していない）は、シリンダブロック１８とピストン２０の間の潤滑、シリンダブロック１８と弁板２２の間の潤滑、ドライブディスク２１とピストン２０の間の潤滑、ベアリング１６の潤滑を行うようになっている。

ミッション装置３０は、エンジンの出力を油圧ポンプ１０とは別の油圧ポンプ（図示していない）に伝達する装置であり、ミッション装置３０の外郭を成すミッションケーシング３１と、ミッションケーシング３１内において油圧ポンプ１０の駆動軸１７にスプライン結合した駆動歯車３２と、ミッションケーシング３１内において駆動歯車３２に噛み合っているとともに、別の油圧ポンプの駆動軸（図示していない）にスプライン結合した従動歯車（図示していない）とを備える。

ミッションケーシング３１内には、油圧ポンプ１０の駆動軸１７と駆動歯車３２の間のスプライン結合部の潤滑、別の油圧ポンプの駆動軸と従動歯車のスプライン結合部の潤滑、駆動歯車３２と従動歯車の間の潤滑のために、ミッションオイル３３が封入されている。

ポンプケーシング１１のミッションケーシング３１側の端部には、駆動軸１７と同軸上に位置し、駆動軸１７の周側面を囲む円筒状の内壁面１２が形成されている。そして、ポンプケーシング１１には、ポンプケーシング１１の内部の空間Ｐを、ポンプケーシング１１の外部（大気側）に連通させる空気通路１３が設けられている。この空気通路１３は、ポンプケーシング１１の内壁面１２に、この内壁面１２の全周に亘ってこの内壁面１２と同軸の円環状に形成された空気溝１４と、この空気溝１４からポンプケーシング１１の外部に向かって延びて設けられた空気孔１５とから構成されている。

ポンプケーシング１１の内壁面１２と駆動軸１７の間には、本実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシール４０が装着されている。このオイルシール４０は、空間Ｐ，Ｍ間で作動油とミッションオイルの行き来することを防止するために、ポンプケーシング１１の内部の空間Ｐと、ミッションケーシング３１の内部の空間Ｍとを遮断するものである。このオイルシール４０の構成の詳細を次に説明する。

図３に示すように、オイルシール４０は、駆動軸１７と同軸上に位置する弾性ゴム製で円環状の本体５０と、この本体５０を補強する円環状の補強環６０とを備える。

本体５０は、駆動軸１７の周側面に密着して配置される内周部５１と、ポンプケーシング１１の内壁面１２に密着して配置される外周部５４（所謂、はめあい部）と、この外周部５４と内周部５１を連結する連結部５６とを備える。

補強環６０は、金属製で円環状の第１の環部材６１（図３，図４参照）と、この第１の環部材６１と軸方向に並んで位置する金属製で円環状の第２の環部材６２（図３，図４参照）と、第１の環部材６１と第２の環部材６２に挟まれた金属製のスペーサ６３（図３〜図５参照）とから構成されている。この補強環６０は、本体５０に埋設され、本体５０に沿って内周部５１から外周部５４まで延びている。

補強環６０は内部に通気路６４を備える。この通気路６４は、円環状の第１の環部材６１と円環状の第２の環部材６２の間にＣ字形状のスペーサ６３が挟まれたことによって第１の環部材６１と第２の環部材６２との間に形成された間隙であり（図４参照）、図３に示すように、内周部５１側の一端で開口する第１の開口部６５と、外周部５４側の他端で開口する第２の開口部６６とを有する。第２の環部材６２のうちの外周部５４に埋設された円筒状の部分６２ａは、第１の環部材６１のうちの外周部５４に埋設された円筒状の部分６１ａよりも軸方向に短い寸法に設定されている。

本体５０の内周部５１は、軸方向に２股に分かれて形成され駆動軸１７の周側面に密着する２つのシールリップ５２と、これら２つのシールリップ５２間に形成された空隙Ｌに対して通気路６４の第１の開口部６５を開放する第１の開放部５３とを備える。また、シールリップ５２の外周面には、円環状のコイルスプリング５７が装着されて、シールリップ５２がコイルスプリング５７の弾性力により駆動軸１７の周側面に押し付けられるようになっている。

本体５０の外周部５４は、通気路６４の第２の開口部６６をポンプケーシング１１の空気通路の空気溝１４に対して開放する第２の開放部５５を備える。この第２の開放部５５は、外周部５４の全周に亘って円環状に形成されている。

このように構成されたオイルシール４０によれば、次の効果を得られる。

オイルシール４０は、２つのシールリップ５２間に形成された空隙Ｌを、内周部５１に設けられた第１の開放部５３と、補強環６０に設けられた通気路６４と、外周部５４に設けられた第２の開放部５５とを介して、ポンプケーシング１１の空気通路１３に連通させることができる。これによって、シングルリップ型のオイルシールを２つ用いる場合よりも少ない組立工数で回転機１に装着でき、かつ、潤滑油（作動油、ミッションオイル２３）の漏れを防止することができる。

また、オイルシール４０は、第２の開放部５５が外周部５４の全周に亘って円環状に形成されているので、オイルシール４０を内壁面１２と駆動軸１７の間に装着する際、内壁面１２に対するオイルシール４０の周方向の位置合わせが不要である。

なお、前述の実施の形態に係るオイルシール４０において、第２の開放部５５の位置は、図３に示す位置、すなわち軸方向における外周部５４の中央よりも空間Ｐ寄りの位置に限定されるものではなく、図６に示すように、軸方向における外周部５４の中央であってもよい。これにより、図３に示した位置に第２の開放部５５がある場合よりも、内壁面１２と外周部５４の間でのシール性を向上させることができる。

また、前述の実施の形態に係るオイルシール４０において、通気路６４は、Ｃ字形状のスペーサ６３が第１の環部材６１と第２の環部材６２の間に挟まれることで設けられていたが、図７に示すように、そのスペーサ６３を発泡性樹脂材料などの通気性材料から成る円環状のスペーサ７０に代えることによって、通気路６４が設けられてもよい。

また、前述の実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシール４０において、補強環６０は、第１の環部材６１と第２の環部材６２とスペーサ６３とから構成されていたが、補強環６０の替わりに図８に示す補強環８０が用いられてもよい。この補強環８０は、円環状の第１の環部材８１と第２の環部材６２とが軸方向に重ね合わされて構成されたものであり、スペーサ６３を備えない。第１の環部材８１は、図８，図９に示すように、第２の環部材６２から離れる方向（中心方向）に凹んで形成された溝部８２を備え、この溝部８２と第２の環部材６２に囲まれる空間が通気路６４となっている。図８に示した補強環８０により、スペーサ６３を要するダブルリップ型のオイルシール４０よりも少ない部品点数で、通気路６４を備えるダブルリップ型のオイルシールを実現できる。

また、前述の実施の形態に係るダブルリップ型のオイルシール４０において、第２の環部材６２のうちの外周部５４に埋設された円筒状の部分６２ａは、第１の環部材６１のうちの外周部５４に埋設された円筒状の部分６１ａよりも軸方向に短い寸法に設定されているが、この寸法の設定の代替手段として、図１０に示す切欠き９１、または図１１に示す貫通孔９２が第２の環部材６２に設けられ、通気路６４の第２の開口部６６が切欠き９１または貫通孔９２を介して外周部５４の第２の開放部５５に連通してもよい。

１ 回転機
１１ ポンプケーシング
１２ 内壁面
１３ 空気通路
１４ 空気溝
１５ 空気孔
１７ 駆動軸（回転軸）
４０ オイルシール
５０ 本体
５１ 内周部
５２ シールリップ
５３ 第１の開放部
５４ 外周部
５５ 第２の開放部
５６ 連結部
６０ 補強環
６１ 第１の環部材
６２ 第２の環部材
６３ スペーサ
６４ 通気路
６５ 第１の開口部
６６ 第２の開口部
７０ スペーサ
８０ 補強環
８１ 第１の環部材
８２ 溝部
９１ 切欠き
９２ 貫通孔
Ｐ，Ｍ 空間
Ｌ 空隙

Claims (3)

1. 回転軸と、この回転軸の周側面を囲む円筒状の内壁面が形成されたケーシングとを備え、前記ケーシングの内部の空間を前記ケーシングの外部に連通させる空気通路が、前記内壁面から前記ケーシングの外部に向かって延びて設けられた回転機に適用され、前記回転軸と前記内壁面の間に装着される円環状のダブルリップ型のオイルシールにおいて、
   弾性ゴムからなり前記回転軸と同軸上に位置する円環状の本体と、この本体を補強する円環状の補強環とを備え、
   前記本体は、前記回転軸の周側面に密着して配置される内周部と、前記ケーシングの前記内壁面に密着して配置される外周部と、前記外周部と前記内周部を連結する連結部とを備え、
   前記補強環は、前記本体に埋設され前記内周部から前記外周部まで延びたものであるとともに内部に通気路を備え、この通気路は前記内周部側の一端で開口する第１の開口部と、前記外周部側の他端で開口する第２の開口部とを有し、
   前記内周部は、軸方向に２股に分かれて形成され前記回転軸の周側面に密着する２つのシールリップと、これら２つのシールリップ間に形成された空隙に対して前記通気路の前記第１の開口部を開放する第１の開放部とを備え、
   前記外周部は、前記通気路の前記第２の開口部を前記ケーシングの前記空気通路に対して開放する第２の開放部を備える
   ことを特徴とするダブルリップ型のオイルシール。
2. 請求項１に記載のダブルリップ型のオイルシールにおいて、
   前記補強環は、円環状の第１の環部材と、この第１の環部材と軸方向に並んで位置する円環状の第２の環部材と、前記第１の環部材と前記第２の環部材に挟まれたスペーサとを備え、
   前記スペーサは、前記第１の環部材と前記第２の環部材の間に、前記通気路を成す間隙を形成するものである
   ことを特徴とするダブルリップ型のオイルシール。
3. 請求項１に記載のダブルリップ型のオイルシールにおいて、
   前記補強環は、円環状の第１の環部材と円環状の第２の環部材とが軸方向に重ね合わされたものであり、
   前記第１の環部材は、前記第２の環部材から離れる方向に凹んで形成された溝部を備え、この溝部と前記第２の環部材とに囲まれた間隙が前記通気路である
   ことを特徴とするダブルリップ型のオイルシール。

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