JP2019015353A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の回転数が所定回転数以上の高速回転時であっても、機内側の潤滑油がスリンガーのフランジ部とメインリップとの隙間から滲み出て漏洩することを防止する。【解決手段】ハウジングに対する回転軸の外周面に装着される円筒部、円筒部の内側の端部から回転軸の軸線とは垂直な方向へ延びる円環状のフランジ部を有するスリンガーと、ハウジングに装着されスリンガーのフランジ部の平坦な外側面と摺動自在に接触して潤滑油をハウジングの機内側へシールするメインリップを有するシール部とを備え、フランジ部は、その外側面でメインリップと接触する部分に、回転時に潤滑油をハウジングの機内側へ戻す排出作用を発揮するための溝を有し、メインリップは、フランジ部の外側面と接触するリップ先端部にかけてメインリップのリップ基端部から全体的に湾曲した湾曲形状を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、密封装置に関し、例えば、自動車関連の分野において回転用シールとして用いられ、特に、機内に潤滑油が存在するエンジン用シールとして用いられるものである。

従来、エンジン用シールとして用いられる密封装置としては、機内に密封されている潤滑油が機外へ漏洩することを防止するために、例えば、エンジンハウジングとクランクシャフトとの間に装着されている。この密封装置としては、スリンガーのフランジ部に設けられたネジ部によって、クランクシャフトの回転時にポンピング作用を発揮し、機内の潤滑油をシールしている（例えば、特許文献１を参照。）。

図８に示すように、このような密封装置１００としては、回転軸としてのクランクシャフト２０１の外周面に装着されて当該クランクシャフト２０１とともに回転するスリンガー１０１と、ハウジング２０２の内周面に装着されるシール部１０２とを備えている。

スリンガー１０１は、クランクシャフト２０１の外周面に装着される円筒部１０５と、当該円筒部１０５の機内Ａ側の端部から外周側へ拡がるフランジ部１０３とを備えている。フランジ部１０３には、機内Ａ側に膨らんだ中空円盤状の膨出部分１０３ｅと、当該膨出部分１０３ｅの外周側の端部から機外Ｂ側へ折り曲げされた後に外周側へ拡がる中空円盤状の円盤部分１０３ｆとを備えている。

この密封装置１００では、フランジ部１０３の円盤部分１０３ｆの軸方向における機外Ｂ側の端面である外側面１０３ａに対して、シール部１０２のメインリップ１１１が摺動可能に密接することにより、機内Ａに存在する潤滑油（オイル）が機外Ｂへ漏洩することを防止している。

この密封装置１００においては、メインリップ１１１が摺動可能に密接するフランジ部１０３の円盤部分１０３ｆの外側面１０３ａに対して複数のネジ溝１０４が設けられている。

ネジ溝１０４は、一定の間隔でそれぞれ独立して配置され、クランクシャフト２０１の回転方向に対応して内径側から外径側へ右回転で進む４等配の螺旋状の溝であり、個々の溝の始点および終点がそれぞれ異なっている。このネジ溝１０４は、スリンガー１０１におけるフランジ部１０３の円盤部分１０３ｆの外側面１０３ａに形成され、シール部１０２のメインリップ１１１のリップ先端１１１ａが４本のネジ溝１０４の範囲内で接触している。

したがって、密封装置１００では、スリンガー１０１とシール部１０２のシール部材１１０との間に囲まれた空間Ｓへ潤滑油が滲み出した場合でも、クランクシャフト２０１とともにスリンガー１０１が回転したときのフランジ部１０３の遠心力により潤滑油を空間Ｓから機内Ａ側へ戻す振切作用と、当該フランジ部１０３における円盤部分１０３ｆの回転時におけるネジ溝１０４の影響により潤滑油を空間Ｓから機内Ａ側へ戻す作用（以下、これを「ネジ作用」ともいう。）とを奏することができる。なお、このような振切作用およびネジ作用の双方により潤滑油を空間Ｓから機内Ａ側へ戻す効果をポンピング効果という。

特開２０１４−１２９８３７号公報

上述した密封装置１００において、クランクシャフト２０１の回転数が例えば5000rpm(revolution per minute)程度以下の低速で回転するディーゼルエンジンであれば、スリンガー１０１のフランジ部１０３とメインリップ１１１のリップ先端１１１ａとの隙間から空間Ｓへ潤滑油が滲み出すことはない。

しかしながら密封装置１００を、例えば6000rpm程度以上の高速でクランクシャフト２０１が回転するガソリンエンジンに適用した場合、スリンガー１０１のフランジ部１０３とメインリップ１１１のリップ先端１１１ａとの隙間から空間Ｓへ潤滑油が滲み出てしまい、空間Ｓに潤滑油が貯留してしまうおそれがあった。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、回転軸の回転数が所定以上の高速回転時であっても、機内側の潤滑油がスリンガーのフランジ部とメインリップとの隙間から滲み出て最終的に漏洩してしまうことを防止し得る密封装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明においては、ハウジングに対して回転する回転軸の外周面に装着される円筒部、および、当該円筒部の内側の端部から前記回転軸の軸線とは垂直な方向へ延びる円環状のフランジ部を有するスリンガーと、前記ハウジングに装着され、前記スリンガーのフランジ部の平坦な外側面と摺動自在に接触することにより潤滑油を前記ハウジングの機内側へシールするメインリップを有するシール部とを備え、前記フランジ部は、その外側面において前記メインリップと接触する部分に、回転時に前記潤滑油を前記ハウジングの機内側へ戻す排出作用を発揮するための溝を有し、前記メインリップは、前記フランジ部の前記外側面と接触するリップ先端部にかけて当該メインリップのリップ基端部から全体的に湾曲した湾曲形状を有することを特徴とする。

本発明において、前記メインリップのリップ先端部は、前記フランジ部の前記外側面と接触している部分が面接触しており、前記リップ先端部から前記リップ基端部にかけて緩やかに前記外側面から離間されていることを特徴とする。

本発明において、前記メインリップのリップ先端部は、前記フランジ部の前記溝を有する領域で接触していることを特徴とする。

本発明によれば、回転軸の回転数が所定回転数以上の高速回転時であっても、機内側の潤滑油がスリンガーのフランジ部とメインリップとの隙間から滲み出て最終的に漏洩してしまうことを防止し得る密封装置を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るオイルシールの装着状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るオイルシールの単体の構成を示す拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るスリンガーの構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るスリンガーの他の構成例を示す平面図である。 従来のメインリップとスリンガーのフランジ部との接触角度に応じた潤滑油の貯留量の説明に供する断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るオイルシールにおいて、メインリップとスリンガーのフランジ部との接触角度に応じた潤滑油の貯留量の説明に供する平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るオイルシールの単体の構成を示す拡大断面図である。 従来の密封装置（オイルシール）の構成を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るオイルシールの装着状態を示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るオイルシールの単体の構成を示す拡大断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスリンガーの構成を示す平面図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスリンガーの他の構成例を示す平面図である。図５は、従来のメインリップとスリンガーのフランジ部との接触角度に応じた潤滑油の貯留量の説明に供する断面図である。図６は、本発明の第１の実施の形態に係るオイルシールにおいて、メインリップとスリンガーのフランジ部との接触角度に応じた潤滑油の貯留量の説明に供する平面図である。

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向を外側とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向を内側とする。より具体的には、外側とは、エンジンから離れる機外Ｂ側であり、内側とは、エンジンの内部方向であり機内Ａ側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側とする。

＜オイルシールの構成＞
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態に係る密封装置としてのオイルシール１は、機内Ａに潤滑油が存在する自動車用エンジン（特にガソリンエンジン）のシールとして用いられ、機内Ａの潤滑油が機外Ｂへ漏洩するのを防止するとともに、機外Ｂから機内Ａへダスト等の異物が侵入するのを防止するものである。

オイルシール１は、エンジンハウジング（以下、これを単に「ハウジング」ともいう。）２０２の内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面２０２ａに装着されるシール部１０と、ハウジング２０２に対して回転する回転軸としてのクランクシャフト２０１の外周側（矢印ｃ方向）の面である外周面２０１ａに装着されるスリンガー３０とを備え、これらの組み合わせにより構成されている。

シール部１０は、補強環２０と、当該補強環２０と一体に形成された弾性体部２１とを備えている。補強環２０は、軸線ｘを中心とする環状の金属材からなる。補強環２０の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。一方、弾性体部２１の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。

補強環２０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２１は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環２０は成形型の中に配置されており、弾性体部２１が架橋（加硫）接着により補強環２０に接着され、弾性体部２１が補強環２０と一体的に成形される。

補強環２０は、例えば、断面略Ｌ字状の形状を呈しており、円筒部２０ａ、外周側円盤部２０ｂ、テーパー部２０ｃ、および、内周側円盤部２０ｄを備え、円筒部２０ａ、外周側円盤部２０ｂ、テーパー部２０ｃ、および、内周側円盤部２０ｄが全て一体に形成されている。

この場合、円筒部２０ａは、外周側（矢印ｃ方向）に向かって凸状に膨出した湾曲形状を有している。また、外周側円盤部２０ｂ、テーパー部２０ｃ、および、内周側円盤部２０ｄは、全体略Ｓ字状のフランジ部を形成している。

円筒部２０ａは、軸線ｘに沿って略平行に延びる円筒状の部分であり、ハウジング２０２の内周面２０２ａに対して内嵌される。外周側円盤部２０ｂは、軸線ｘと略垂直な方向、すなわち、円筒部２０ａの外側（矢印ａ方向）の端部から内周側（矢印ｄ方向）へ向かって拡がる中空円盤状の部分である。テーパー部２０ｃは、外周側円盤部２０ｂの内周側（矢印ｄ方向）の端部から更に内周側（矢印ｄ方向）および内側（矢印ｂ方向）に向かって斜めに延びる中空円盤状の部分である。内周側円盤部２０ｄは、テーパー部２０ｃの内周側（矢印ｄ方向）の端部からさらに内周側（矢印ｄ方向）に向かって拡がる中空円盤状の部分である。

なお、補強環２０の円筒部２０ａは、この場合、外周側（矢印ｃ方向）に向かって凸状に膨出した湾曲形状を有しているが、これに限るものではなく、軸線ｘに沿って真っ直ぐに延びる円筒状の部分であってもよい。また、補強環２０は、外周側円盤部２０ｂ、テーパー部２０ｃ、および、内周側円盤部２０ｄにより全体略Ｓ字状に形成されているが、外周側円盤部２０ｂ、テーパー部２０ｃ、および、内周側円盤部２０ｄが軸線ｘと略垂直な方向に真っ直ぐに延びていてもよい。

弾性体部２１は、補強環２０に一体に取り付けられており、当該補強環２０を外側（矢印ａ方向）、外周側（矢印ｃ方向）の一部、および、内周側（矢印ｄ方向）を覆うように当該補強環２０と一体的に成形されている。

弾性体部２１は、補強環２０の円筒部２０ａにおける外周側（矢印ｃ方向）の一部を覆うリップ被覆部２１ａと、補強環２０の外周側円盤部２０ｂを外側（矢印ａ方向）から覆うリップ被覆部２１ｂと、補強環２０のテーパー部２０ｃを覆うリップ被覆部２１ｃと、補強環２０の内周側円盤部２０ｄを外側（矢印ａ方向）から覆うリップ被覆部２１ｄと、リップ被覆部２１ｄと一体化されたリップ腰部２１ｅと、当該リップ腰部２１ｅに一体形成されたメインリップ２２、ダストリップ２３、中間リップ２４とを備えている。

弾性体部２１のリップ腰部２１ｅは、補強環２０の内周側円盤部２０ｄにおける内周側（矢印ｄ方向）の端部の近傍に位置する部分であり、メインリップ２２、ダストリップ２３、および、中間リップ２４の基部である。

弾性体部２１のメインリップ２２は、リップ腰部２１ｅの内側（矢印ｂ方向）の端部から更に内側（矢印ｂ方向）かつ外周側（矢印ｃ方向）に向かって斜めに延びる、軸線ｘを中心とした環状のリップ部分であり、内周側（矢印ｄ方向）から外周側（矢印ｃ方向）へ向かって拡径している。

メインリップ２２は、外周側（矢印ｃ方向）の面である外周面２２ｇと、内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面２２ｕとの間の幅すなわち厚さがリップ腰部２１ｅの基端側から先端側へ向かって同様の太さで延びている。ただし、これに限らず、外周面２２ｇは、内周面２２ｕとほぼ平行ではなく、当該外周面２２ｇが最先端面に向かって内周面２２ｕとの幅が次第に狭くなるように傾斜した平坦な面であってもよい。同様に、内周面２２ｕは、当該内周面２２ｕが最先端面に向かって外周面２２ｇとの幅が次第に狭くなるように傾斜した平坦な面であってもよい。

この場合、メインリップ２２は、外周面２２ｇ、内周面２２ｕ、および、最先端面２２ｅによって画成されている。メインリップ２２の最先端面２２ｅは、メインリップ２２の最先端の端面であり、外周面２２ｇおよび内周面２２ｕとほぼ垂直な平坦面である。ただし、これに限るものではなく、最先端面２２ｅは丸みを帯びた湾曲面であってもよい。

メインリップ２２のリップ基端側には、リップ腰部２１ｅから内側（矢印ｂ方向）へ向かって突出した根元部分に相当するリップ基端部２２ｎを備え、メインリップ２２のリップ先端側には、後述するスリンガー３０のフランジ部３３の外側面３３ｇと接触する部分であるリップ先端部２２ｐを備えている。

すなわち、メインリップ２２は、リップ基端部２２ｎと、リップ先端部２２ｐと、当該リップ基端部２２ｎとリップ先端部２２ｐとを滑らかな曲線で繋ぐリップ湾曲部２２ｗとを備えている。この場合、メインリップ２２は、リップ基端部２２ｎからリップ先端部２２ｐにかけて内周側（矢印ｄ方向）に凹となるようにリップ湾曲部２２ｗが全体的に湾曲している。ただし、メインリップ２２のリップ基端部２２ｎ、リップ先端部２２ｐ、および、リップ湾曲部２２ｗについては、実際上、明確な境界は存在していない。

メインリップ２２の内周面２２ｕは、後述するスリンガー３０のフランジ部３３の外側（矢印ａ方向）の面である外側面３３ｇと接触する接触面である。ただし、内周面２２ｕの全てがフランジ部３３の外側面３３ｇと接触するのではなく、内周面２２ｕのうちリップ先端部２２ｐの先端側の一部が外側面３３ｇと面接触することになる。

メインリップ２２の外周面２２ｇは、後述するスリンガー３０のフランジ部３３の外側（矢印ａ方向）の面である外側面３３ｇと接触することのない非接触面である。なおメインリップ２２の外周面２２ｇは、フランジ部３３の外側面３３ｇに限らず、何れの部分とも接触することはない。

メインリップ２２のリップ基端部２２ｎは、リップ腰部２１ｅから内側（矢印ｂ方向）へ向かって突出した当該メインリップ２２の根元部分であり、リップ基端部２２ｎからリップ先端部２２ｐにかけて湾曲する際の起点となる部分である。

メインリップ２２のリップ先端部２２ｐは、フランジ部３３の外側面３３ｇに接触する部分であり、リップ基端部２２ｎからリップ先端部２２ｐにかけて湾曲する際の終点となる部分である。また、リップ先端部２２ｐは、メインリップ２２がフランジ部３３の外側面３３ｇに対して所定のしめしろで押し付けられた際に当該外側面３３ｇと面接触し、機内Ａに存在する潤滑油（オイル）が空間Ｓに滲み出ることを防止する部分である。

メインリップ２２のリップ湾曲部２２ｗは、リップ基端部２２ｎとリップ先端部２２ｐとを滑らかな曲線で繋ぎ、当該メインリップ２２が全体的に湾曲状をなすため最も大きく曲がった主な湾曲部分である。すなわち、メインリップ２２がフランジ部３３の外側面３３ｇに所定のしめしろで押し付けられる際、このリップ湾曲部２２ｗが主に曲げられることになる。

弾性体部２１のダストリップ２３は、リップ腰部２１ｅの内周側（矢印ｄ方向）の端部から外側（矢印ａ方向）かつ内周側（矢印ｄ方向）に向かって斜めに延びる、軸線ｘを中心とした環状のリップ部分であり、外周側（矢印ｃ方向）から内周側（矢印ｄ方向）へ向かって拡径している。なお、ダストリップ２３が延びる延び方向は、メインリップ２２の延び方向とはほぼ反対向きである。

弾性体部２１の中間リップ２４は、リップ腰部２１ｅにおいてメインリップ２２よりも内周側（矢印ｄ方向）に位置し、かつ、ダストリップ２３よりも内側（矢印ｂ方向）に位置し、リップ腰部２１ｅの内周側（矢印ｄ方向）の端部から内側（矢印ｂ方向）に向かって僅かに延びる、軸線ｘを中心とした環状のリップ部分である。中間リップ２４は、そのリップ長が短く、リップ先端がスリンガー３０と接触することはない。

スリンガー３０は、クランクシャフト２０１の外周面２０１ａに装着された状態で、当該クランクシャフト２０１の回転とともに連れ回る例えば金属製の板状部材であり、円筒部３１と、フランジ部３３とを備えている。スリンガー３０は、例えば板状部材を曲げ加工により形成することが可能である。

スリンガー３０の円筒部３１は、軸線ｘに沿って略平行に延びる円筒状の部分であり、ハウジング２０２に対して回転するクランクシャフト２０１の外周面２０１ａに圧入して固定することにより装着される。スリンガー３０の円筒部３１は、外周側（矢印ｃ方向）の面である外周面３１ａを有しており、その外周面３１ａに対して弾性体部２１のダストリップ２３のリップ先端が摺動自在に接触する。これにより、機外Ｂからダスト等の異物が機内Ａに侵入することを防止している。

スリンガー３０のフランジ部３３は、機内Ａ側に膨らんだ中空円盤状の膨出部分３３ｂと、当該膨出部分３３ｂの外周側の端部から機外Ｂ側へ折り曲げられた後に外周側（矢印ｃ方向）へ拡がる中空円盤状の円盤部分３３ａとを備えている。

フランジ部３３の膨出部分３３ｂの外周側（矢印ｃ方向）への高さは、中間リップ２４のリップ先端の位置よりも高く、当該膨出部分３３ｂと中間リップ２４のリップ先端とが対向するように配置されている。

このオイルシール１では、フランジ部３３の円盤部分３３ａの軸方向における機外Ｂ側の端面である外側面３３ｇに対して、弾性体部２１のメインリップ２２のリップ先端部２２ｐが摺動可能に密接することにより、機内Ａに存在する潤滑油（オイル）が機外Ｂへ漏洩することを防止している。

このオイルシール１において、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐが摺動可能に密接する外側面３３ｇの端部領域には、空間Ｓに侵入した潤滑油Ｇ１（図６）を機外Ａへ排出するために用いられる４本の螺旋溝状のネジ溝３４が設けられている。

ネジ溝３４は、一定の間隔でそれぞれ独立して配置され、クランクシャフト２０１の回転方向に対応して内径側から外径側へ右回転で進む４等配の螺旋状の溝であり、個々の溝の始点および終点がそれぞれ異なっている。このネジ溝３４は、スリンガー３０におけるフランジ部３３の円盤部分３３ａの外側面３３ｇに形成され、弾性体部２１のメインリップ２２の薄肉先端部２２ｐが４本のネジ溝３４の範囲内で接触している。

これら４本のネジ溝３４は、図３に示すように、それぞれの始点ｓｔが互いに９０度ずつ離間した位置に形成されるとともに、それぞれの終点ｅｔについても互いに９０度ずつ離間した位置に形成されている。ネジ溝３４は、始点ｓｔから終点ｅｔまで約１周分程度の螺旋状に形成されているが、これに限るものではなく、半周程度、３／４周程度等の１周以下であったり、１周半程度、２周程度等の１周以上の螺旋状に形成されていてもよい。

また、ネジ溝３４は、フランジ部３３の内径側から外径側へ向かって右回転向き（時計回り）に次第に半径を大きくしながら進む４等配の溝としてそれぞれ独立して形成されている。ただし、これに限るものではなく、ネジ溝３４は、２等配、３等配、６等配等のその他種々の本数であってもよい。なお、この場合、スリンガー３０は、ネジ溝３４とは逆に図中矢印で示すように左回転（反時計回り）するものとする。

ただし、スリンガー３０のフランジ部３３の外側面３３ｇに形成される溝としては、ネジ溝３４である必要は必ずしもない。例えば、図４（Ａ）に示すように、スリンガー３０ｓでは、フランジ部３３の外側面３３ｇの内径側から外径側へ向かって延びる放射状であり、スリンガー３０の軸線とは垂直な方向へ直線状に延びる放射状溝３７（３７ａ〜３７ｈ）であってもよい。この場合、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐがフランジ部３３の外側面３３ｇと摺動するのは、例えば放射状溝３７のほぼ中央付近の位置ＰＯＳ１となる。

同様に、図４（Ｂ）に示すように、スリンガー３０ｖでは、フランジ部３３の外側面３３ｇの内径側から外径側へ向かって延びるが、内径側から外径側の外周方向へ向かって図中右側へ傾斜するように直線状に延びる傾斜状溝３８（３８ａ〜３８ｈ）であってもよい。この場合、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐがフランジ部３３の外側面３３ｇと摺動するのは、例えば傾斜状溝３８のほぼ中央付近よりもやや
寄りの位置ＰＯＳ２となる。

この場合、放射状溝３７および傾斜状溝３８は、ネジ溝３４に比べて始点ｓｔから終点ｅｔまでの長さが非常に短くなり、放射状溝３７、傾斜状溝３８を伝って潤滑油Ｇ１を短時間のうちに振り切り、機内Ａ側へ戻すことが可能となる。また、放射状溝３７および傾斜状溝３８は、ネジ溝３４に比べて溝本数を多く形成することができるので、ネジ溝３４よりも短時間のうちに多くの量の潤滑油Ｇ１を機内Ａ側へ戻すことが可能となる。

上述したように、メインリップ２２は、リップ先端部２２ｐへ向かってリップ基端部２２ｎから全体的に湾曲状に形成されているため、当該リップ先端部２２ｐがフランジ部３３の外側面３３ｇに所定のしめしろで押し付けられたときの当該外側面３３ｇとの相対的な接触角度θ１（図２、図６）を、従来の接触角度θ０（図５）に比して小さくすることが可能である。

この場合、接触角度θ１が従来の接触角度θ０よりも小さくなる分だけ、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐとフランジ部３３の外側面３３ｇとの接触面積が増大するため密封性を維持し易くなる。この場合、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐは、フランジ部３３の外側面３３ｇと接触している部分が面接触しており、リップ先端部２２ｐからリップ基端部２２ｎにかけて緩やかに外側面３３ｇから離間されている。ここで、接触角度θ１は、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐがフランジ部３３の外側面３３ｇに押し付けられた際、当該メインリップ２２のリップ湾曲部２２ｗが屈曲されることのない程度のしめしろでフランジ部３３の外側面３３ｇと接触した状態にあることを前提とする。

このように、オイルシール１は、スリンガー３０のフランジ部３３における外側面３３ｇと接触する弾性体部２１のメインリップ２２が機内Ａ側に配置されて潤滑油が滲み出すことを防止するとともに、スリンガー３０の円筒部３１の外周面３１ａに接触する弾性体部２１のダストリップ２３が機外Ｂ側に配置されてダストの侵入および機外Ｂ側へ潤滑油が漏洩することを防止する構造を有している。

ところで、一般的にハブベアリングに用いられるハブシールは、スリンガーのフランジ部と接触する弾性体部のサイドリップ（メインリップ２２に相当）が機外Ｂ側に配置されてダストの侵入を防止するとともに、スリンガーの円筒部と接触するラジアルリップ（ダストリップ２３に相当）が機内Ａ側に配置されて潤滑油の漏洩を防止する構造を有している。

すなわち、本発明のオイルシール１は、ハブベアリングに用いられるハブシールと比べて、スリンガー３０と接触するメインリップ２２の配置が真逆であり、かつ、その役割についても逆であるため、ハブシールとは根本的に異なるシール構造を有するものである。

このような構成のオイルシール１において、弾性体部２１のメインリップ２２、ダストリップ２３、および、スリンガー３０の円筒部３１の外周面３１ａ、および、フランジ部３３の外側面３３ｇによって軸線ｘを中心とした環状の閉じた空間Ｓ（図６）が形成されている。

この空間Ｓは、スリンガー３０のフランジ部３３における外側面３３ｇとメインリップ２２のリップ先端部２２ｐとの隙間を伝って機内Ａ側から当該空間Ｓに滲み出た潤滑油Ｇ１（図６）を貯留する空間である。この空間Ｓに貯留された潤滑油Ｇ１は、ダストリップ２３の存在により機外Ｂ側へ漏洩することが抑制されている。

＜作用および効果＞
以上の構成において、第１の実施の形態におけるオイルシール１は、シール部１０がハウジング２０２の内周面２０２ａに圧入して固定されるとともに、スリンガー３０がクランクシャフト２０１の外周面２０１ａに圧入して固定されることにより装着される。

このとき、シール部１０における弾性体部２１のダストリップ２３をスリンガー３０の円筒部３１の外周面３１ａに所定のしめしろで接触させるとともに、当該弾性体部２１のメインリップ２２におけるリップ先端部２２ｐとスリンガー３０のフランジ部３３の外側面３３ｇとが所定のしめしろで接触される。

上述したように組み合わされて取り付けられたシール部１０とスリンガー３０とからなるオイルシール１は、クランクシャフト２０１の回転に伴ってスリンガー３０が左回転（反時計回り）する。

このとき、オイルシール１は、フランジ部３３の外周側（矢印ｃ方向）の端部領域に形成された４本のネジ溝３４の影響により、空間Ｓに滲み出た潤滑油Ｇ１を内周側（矢印ｄ方向）から外周側（矢印ｃ方向）へ向かって移動させ、フランジ部３３の外側面３３ｇとメインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとの隙間から機内Ａ側へ吸い込んで排出する（ネジ作用）ことができる。すなわち、ネジ溝３４は、潤滑油Ｇ１を空間Ｓから機内Ａ側へ吸い込んで排出する油排出作用を機能として有している。

なお、オイルシール１では、弾性体部２１の中間リップ２４の存在により、空間Ｓに滲み出てきた潤滑油Ｇ１を受け止めることができるので、ダストリップ２３に潤滑油Ｇ１が直接到達することを防ぎながら空間Ｓに侵入した潤滑油Ｇ１を機内Ａ側へ吸い出すことができる。

また、オイルシール１は、スリンガー３０のフランジ部３３の回転に伴う遠心力によって空間Ｓ内の潤滑油Ｇ１を内周側（矢印ｄ方向）から外周側（矢印ｃ方向）へ向かって移動させ、フランジ部３３の外側面３３ｇとメインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとの隙間から機内Ａ側へ潤滑油Ｇ１を振り切りながら排出する（振切作用）ことができる。

すなわち、オイルシール１は、ネジ溝３４の影響による空間Ｓの潤滑油Ｇ１に対するネジ作用と、フランジ部３３の遠心力による空間Ｓの潤滑油Ｇ１に対する振切作用とにより、空間Ｓに存在する潤滑油Ｇ１を機内Ａに吸い込んで排出するポンピング効果を働かせることができる。

ところで、図５に示すように、従来の密封装置１００（図８）ではメインリップ１１１の内側の面である内側面１１１ｕとフランジ部１０３の外側面１０３ａとの相対的な接触角度θ０を有する。これに比べて、図６に示すように、本発明のオイルシール１ではメインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとフランジ部３３の外側面３３ｇとの相対的な接触角度θ１の方が接触角度θ０よりも小さくなっている（θ０＞θ１）。

従来の密封装置１００では、メインリップ１１１とフランジ部１０３との接触角度θ０が大きいため、当該メインリップ１１１の内側面１１１ｕとフランジ部１０３の外側面１０３ａとの間に表面張力により付着される潤滑油Ｇ０の量が少ない。そのため、ポンピング効果が働いても、空間Ｓに侵入した潤滑油Ｇ０が全て効率良く機内Ａ側へ排出されることがないので一部残留してしまう。

これに対して、本発明のオイルシール１では、リップ先端部２２ｐからリップ基端部２２ｎにかけてフランジ部３３の外側面３３ｇから緩やかに離間されているため、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとフランジ部３３の外側面３３ｇとの相対的な接触角度θ１が従来の接触角度θ０よりも小さくなっている。このため、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとフランジ部３３の外側面３３ｇとの間に表面張力により付着して貯留される潤滑油Ｇ１の量が従来よりも多い。

すなわち、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとフランジ部３３の外側面３３ｇとに付着される潤滑油Ｇ１の付着面積が従来よりも大きくなっている。具体的には、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕおよびフランジ部３３の外側面３３ｇに付着される潤滑油Ｇ１の付着幅Ｗ１が従来の密封装置１００（図５）よりも大きい。

このため、メインリップ２２のリップ先端部２２ｐの内周面２２ｕとフランジ部３３の外側面３３ｇとの間に表面張力により付着された潤滑油Ｇ１がそのまま全てポンピング作用によって機内Ａ側へ効率よく排出されるため、空間Ｓに潤滑油Ｇ１が残留してしまうことを防止することができる。

かくしてオイルシール１では、エンジンの回転数が所定回転数以上に高くなった場合であっても、フランジ部３３の遠心力による潤滑油Ｇ１の振切作用と、ネジ溝３４により潤滑油Ｇ１を機内Ａ側へ戻すネジ作用が効果的に働くことになる。

すなわちオイルシール１では、機内Ａ側から空間Ｓに滲み出た潤滑油Ｇ１を当該空間Ｓから機内Ａ側へ効率的かつ短時間のうちに戻すポンピング効果を十分に発揮させることができる。かくして、オイルシール１は、機内Ａの潤滑油Ｇ１が空間Ｓに滲み出たとしても、空間Ｓに残留してしまい、当該空間Ｓから機外Ｂへ潤滑油Ｇ１が漏洩することを大幅に低減することができる。

さらに、オイルシール１では、メインリップ２２は、リップ基端部２２ｎからリップ湾曲部２２ｗを介してリップ先端部２２ｐへ全体的に湾曲状に形成されているため、従来に比して少ないしめしろでリップ先端部２２ｐとフランジ部３３の外側面３３ｇとの相対的な接触角度θ１を従来の接触角度θ０よりも小さくすることができる。これにより、リップ先端部２２ｐの内周面２２ｕがフランジ部３３の外側面３３ｇと密着し、ネジ溝３４を塞ぐことになるため、静止漏れを抑制するとともに、メインリップ２２の摺動抵抗についても低減させることができる。

＜第２の実施の形態＞
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るオイルシール２００の単体の構成を示す拡大断面図である。図２との対応部分に同一符号を付した図７に示すように、オイルシール２００は、シール部２２０と、クランクシャフト２０１の外周面２０１ａに装着されるスリンガー３０とを備え、これらが組み合わされて構成されている。

すなわち、オイルシール２００は、シール部１０に替えてシール部２２０を有し、シール部２２０は、補強環２０と、当該補強環２０と一体に形成された弾性体部２２１とを備えている。この場合、第１の実施の形態における弾性体部２１のメインリップ２２に替えて弾性体部２２１のメインリップ２３２を用いている点を特徴とする。

メインリップ２３２は、リップ腰部２２１ｅから内側（矢印ｂ方向）へ延びるリップ腕部２３２ｒと、当該リップ腕部２３２ｒの内側（矢印ｂ方向）の先端から外周側（矢印ｃ方向）へ向かい、かつ、内側（矢印ｂ方向）へ僅かに傾斜して延びるリップ立設部２３２ｔとを備えている。すなわちメインリップ２３２は、図７において、全体的に断面略逆Ｌ字状に形成されている。

メインリップ２３２のリップ腕部２３２ｒは、リップ腰部２２１ｅから一定の太さで延びる円筒状部分であり、内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面２３２ｒｕ、外周側（矢印ｃ方向）の面である外周面２３２ｒｇにより画成されている。ただし、これに限るものではなく、リップ腰部２２１ｅから細くなりながら延びてもよく、また、不均等な太さで延びていてもよい。このリップ腕部２３２ｒは、リップ腰部２２１ｅから内側（矢印ｂ方向）へ向かって突出した根元部分に相当するリップ基端部であるともいえる。

メインリップ２３２のリップ立設部２３２ｔは、リップ腕部２３２ｒの内側（矢印ｂ方向）の先端から外周側（矢印ｃ方向）へ延びるフランジ状部分であり、外側面２３２ｔout、内側面２３２ｔin、および、先端面２３２ｔtip によって画成されている。リップ立設部２３２ｔの内側面２３２ｔinは、フランジ部３３の外側面３３ｇと接触する接触面である。リップ立設部２３２ｔの外側面２３２ｔoutは、フランジ部３３の外側面３３ｇと接触することのない非接触面である。なお、外側面２３２ｔoutは、フランジ部３３の外側面３３ｇに限らず、何れの部分とも接触することはない。

リップ立設部２３２ｔは、外側面２３２ｔoutと、内側面２３２ｔinとの間の幅すなわち厚さが一定であり、フランジ部３３の外側面３３ｇと密接するリップ先端部２３２ｔｐを有している。ただし、これに限らず、外側面２３２ｔoutは内側面２３２ｔinとほぼ平行ではなく、リップ先端部２３２ｔｐの先端面２３２ｔtip に向かって内側面２３２ｔinとの幅が次第に狭くなるように傾斜した平坦な面であってもよく、内側面２３２ｔin が先端面２３２ｔinに向かって外側面２３２ｔoutとの幅が次第に狭くなるように傾斜した平坦な面であってもよい。

リップ立設部２３２ｔは、フランジ部３３の外側面３３ｇに近づいたリップ腕部２３２ｒの先端側から外周側（矢印ｃ方向）かつ内側（矢印ｂ方向）へ僅かに傾斜して延びている。このため、リップ先端部２３２ｔｐがフランジ部３３の外側面３３ｇに押し付けられたときの当該外側面３３ｇとの相対的な接触角度θ１を、従来の接触角度θ０（図５）に比して小さくすることが可能である。

この場合も、接触角度θ１が従来の接触角度θ０よりも小さくなる分だけ、メインリップ２３２のリップ立設部２３２ｔのリップ先端部２３２ｔｐとフランジ部３３の外側面３３ｇとの接触面積が増大し密封性を維持し易くなる。この結果、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

＜他の実施の形態＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の第１および第２の実施の形態に係るオイルシール１、２００に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

また、本実施の形態に係る密封装置としてのオイルシール１、２００は、自動車用エンジンのシールとして用いられるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではなく、他の汎用機械、産業機械等、本発明の奏する効果を利用し得る全ての構成に対して、本発明は適用可能である。

１、１００、２００…オイルシール、１０、１０２、２２１…シール部、２０…補強環、２１、２２１…弾性体部、２２、１１１、２３２…メインリップ、２２ｐ、２３２ｐ…リップ先端部、２３…ダストリップ、２４…中間リップ、３０…スリンガー、３１…円筒部、３１ａ…外周面、３３、１０３…フランジ部、３３ｇ…外側面、３４、１０４…ネジ溝（溝）、３７…放射状溝（溝）、３８…傾斜状溝（溝）、２０１…クランクシャフト（回転軸）、２０２…ハウジング、Ｓ…空間、Ａ…機内、Ｂ…機外

Claims (3)

1. ハウジングに対して回転する回転軸の外周面に装着される円筒部、および、当該円筒部の内側の端部から前記回転軸の軸線とは垂直な方向へ延びる円環状のフランジ部を有するスリンガーと、
   前記ハウジングに装着され、前記スリンガーのフランジ部の平坦な外側面と摺動自在に接触することにより潤滑油を前記ハウジングの機内側へシールするメインリップを有するシール部と
   を備え、
   前記フランジ部は、その外側面において前記メインリップと接触する部分に、回転時に前記潤滑油を前記ハウジングの機内側へ戻す排出作用を発揮するための溝を有し、
   前記メインリップは、前記フランジ部の前記外側面と接触するリップ先端部にかけて当該メインリップのリップ基端部から全体的に湾曲した湾曲形状を有する
   ことを特徴とする密封装置。
2. 前記メインリップのリップ先端部は、前記フランジ部の前記外側面と接触している部分が面接触しており、前記リップ先端部から前記リップ基端部にかけて緩やかに前記外側面から離間されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記メインリップのリップ先端部は、前記フランジ部の前記溝を有する領域で接触している
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。

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