JP2553435Y2 - リブ付オイルシール - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、密封性向上用のリブを有するリブ付オイ
ルシールに関する。

〈従来の技術〉 オイルシールの密封作用の要因の一つとされるいわゆ
るポンピング作用は、シールの空気側へ漏れ出ようとし
た油を、油側へ押し戻すという作用である。このポンピ
ング作用は、普通のプレーンシールにおいては、非常に
小さいものであるが、このポンピング作用を増大させる
ことによって、シールの摩擦やリップ損傷時の油の漏れ
を抑制することができ、シール寿命を延ばすことができ
ることは、既に周知である。

従来、上記のポンピング作用を高めるために、オイル
シールの空気側傾斜面に、シールリップの先端縁に対し
て傾斜させた多数の断面山形のリブを形成したリブ付オ
イルシールがあった（実開昭62-128278号公報参照）。

シールリップの軸に対する接触状態を示す第７図を参
照して、このリブ付オイルシールによれば、シールリッ
プ91の傷等の異常によって、空気側93へ漏れ出た油は、
軸の回転（矢印Ａ方向）に伴って、矢印ｘのごとくリブ
92に沿って流れ、軸によってリブ92が押圧されることに
より、シールリップ91のリブ92の付け根付近に生じる軸
との接触幅の狭い部分（軸との接触圧が低くなって切れ
目Ｃが生じる部分）を通して、油側94へ押し戻される。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、このリブの頂角は、一般に90°〜100°程
度に設定していたが、リブは、上記ポンピング作用と共
に、シールリップの密封性能に大きな影響を与える。す
なわち、リブの形状の設定次第でリップが変形して、リ
ップの軸に対する接触が周方向において部分的に弱まり
或いは途切れてしまい、この途切れた部分等から油漏れ
を起こすという問題があった。

また、上記公報に記載のリブは、横断面形状が非対称
の三角形形状であるので、成形用の金型の製造が困難
で、コストアップになると共に、正回転用と逆回転用と
で、リブの横断面形状を変える必要があるので、さらに
その製造が困難で、より一層コストアップになるという
問題があった。

この考案は、上記問題に鑑みてなされたものであり、
好適なリブ形状を提供し高いポンピング作用と良好な密
封性を確保することができると共に、成形用の金型の製
造が容易で、コストダウンを図ることができるリブ付オ
イルシールを提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記問題を解決するためのこの考案のリブ付オイルシ
ールは、内周面に、互いに反対方向に傾斜した空気側傾
斜面及び油側傾斜面を有する断面くさび状の環状シール
リップを備え、空気側傾斜面に、横断面が山形の多数の
リブを、シールリップの先端縁に対して傾斜させた状態
で、周方向に沿って所定間隔毎に形成していると共に、
上記空気側傾斜面のバレル角を略20°に設定しているリ
ブ付オイルシールにおいて、 上記リブの横断面は、その一対の斜辺の上記空気側傾
斜面に対する傾斜角がそれぞれ等しい略二等辺三角形形
状をしており、当該二等辺三角形の上記一対の斜辺に挟
まれた頂角を、120°〜140°に設定してあることを特徴
とするものである。

〈作用〉 本願考案者は、空気側傾斜面のバレル角を略20°に設
定しているリブ付オイルシールにおいて、リブの横断面
が上記した略二等辺三角形形状をしており、当該二等辺
三角形の上記頂角を、120°〜140°に設定してある場合
には、リブによって、リップの軸に対する接触面積が部
分的に減少したりすることがなく、しかもポンピング性
能が低下することもないという知見を得た。

この考案は、かかる知見に基づいて成されたものであ
り、上記のリップ形状によって、高いポンピング作用と
良好な密封性を確保することができる。

また、この考案のリブ付オイルシールは、リブの横断
面形状が、略二等辺三角形であるので、つまり対称形状
であるので、成形用の金型の製造が容易であると共に、
正回転用と逆回転用とで、リブの横断面形状を変える必
要がなく、上記金型の製造がさらに容易となる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面に基づいて説明する。

第１図は、この考案の一実施例のリブ付オイルシール
を示す要部欠截斜視図であり、同図を参照して、このリ
ブ付オイルシールは、芯金１と弾性部材２とが加硫接着
されてなる環状とされ、該弾性部材２の内周シール部2a
の内周面に、シールリップ３及びダストリップ４を備え
ている。また、シールリップ３の軸への締め付け力を補
助するための環状のコイルばね５が設けられている。

シールリップ３は、軸の外周面に摺接して軸との間を
密封するもので、互いに反対方向に傾斜した、空気側傾
斜面６と油側傾斜面７を有する断面くさび状に形成さ
れ、図において、右側が油側とされている。

第１図及び第２図を参照して、シールリップ３の空気
側傾斜面６には、シールリップ３のポンピング作用を増
大させるためのリブ８が、所定間隔離して多数形成され
ている。各リブ８は、断面山形に形成され、シールリッ
プ３の先端縁3aに対して、所定の角度β（例えば30°）
で傾斜されている。各リブ８は、それぞれ螺旋形状の一
部分を形成している。各リブ８は、空気側傾斜面６から
の高さＨが、一定（例えば軸径34mmで、40μｍ〜70μｍ
程度が好ましい）となるように、稜線8aが、空気側傾斜
面６に沿っている。そして、リブ８の横断面形状におい
て、リブ８はその一対の斜辺の上記空気側傾斜面６に対
する傾斜角がそれぞれ等しい略二等辺三角形に形成され
ており、当該二等辺三角形の上記一対の斜辺に挟まれた
頂角θを、120°〜140°に設定してある。

なお、空気側傾斜面６の母線とオイルシールの軸芯と
のなす角度（バレル角）γは、20°程度が好ましく、締
代としては、例えば軸径が34mmである場合に1.8mm〜2.6
mm程度が好ましい。

この実施例によれば、空気側傾斜面６に設けたリブ８
を略二等辺三角形断面形状に構成し、且つこの二等辺三
角形の頂角θを、120°〜140°のように従来よりも大き
めに設定してあるので、リップと軸との接触が部分的に
弱まったり途切れたりすることがなく、リップと軸との
良好な接触状態を確保することができ、これにより、安
定した密封性能を得ることができる。また、リブ８の高
さＨと底辺との比率が小さくなり、当該リブ８の剛性が
高くなって変形し難くなるため、高いポンピング作用を
発揮させることができる。さらに、上記空気側傾斜面６
のバレル角を、略20°に設定してあり、リブ８と空気側
傾斜面６の表面の油膜との軸方向の接触長さを適切に確
保することができるので、ポンピング作用をより効果的
に発揮させることができる。したがって、ポンピング性
能と密封性能とを両立することができる。

なお、一般的には、リブの高さを高くすると、ポンピ
ング性能は向上する一方、リップの変形量が大きくなっ
て、リップの軸に対する接触面積が部分的に減少する傾
向にある。しかしながら、上記実施例のように、リブ８
における頂角θを大きめにしておけば、リップの高さを
多少高くしても、良好な接触状態を確保することがで
き、したがって、上記ポンピング性能と密封性能の両立
が一層確実なものとなる。

また、上記リブ８の横断面形状が、対称形状である略
二等辺三角形であるので、成形用の金型の製造が容易で
あると共に、正回転用と逆回転用とで、リブの横断面形
状を変える必要がなく、さらにその製造が容易となる。
このため、当該金型のコストダウンを図ることができ
る。

なお、上記実施例においては、一方向の回転用のリブ
付オイルシールを示したが、本考案は、リブ８に対して
反対方向に傾斜したリブを、リブ８と交互に設けた両方
向回転用のリブ付オイルシールへ適用することもでき、
その他、この考案の要旨を変更しない範囲で種々の設計
変更を施すことができる。

〈試験例及び比較例〉 両方向回転用のリブ付オイルシールを用い、頂角θ、
リブ高さＨを下記の表１のように設定した試験例及び比
較例を作成し、リップの接触状態の観察、及びポンピン
グ量の測定を行ったところ、表１及び第３図ないし第６
図に示す結果を得た。

なお、リブは左右７本を円周４等配にて配置したもの
を用いた。また、空気側傾斜面のバレル角は20°とし、
軸径は34mmとし、締め代は、2.2mmとした。

また、ポンピングの試験条件としては、 油種…ATF 油温…80℃ 軸回転数…500rpm（左回転、右回転とも） ポンピング量…１時間に何ccかを測定した。

以上の結果から、比較例では、リップの接触が途切れ
ている部分があるが（第６図参照）、試験例Ｉ及び試験
例IIでは、良好な接触状態が確保されており（第４及び
第５図参照）、しかも、リブの頂角θは、100°〜140°
の角度範囲であれば、第３図に示すようにポンピング性
能に大差がないことが判明した。これにより、頂角θの
120°〜140°の角度範囲において、ポンピング性能と密
封性能が両立することが実証された。

上記のように比較例よりも試験例Ｉ及び試験例IIの方
がリップの接触状態が良好となるのは、以下の理由によ
るものと推察される。すなわち、比較例については、リ
ブの頂角θが試験例Ｉ及び試験例IIよりも小さいので、
その分、リブ８の斜辺がリップに対して急角度に傾斜す
ることになる。このため、比較例のリブ８の高さｈが、
試験例Ｉ及び試験例IIのリブ８の高さＨと等しい場合、
比較例のリブ８の底辺の長さｌは、試験例Ｉ及び試験例
IIのリブ８の底辺の長さＬよりも小さくなり［第８図
（ａ）及び第９図（ａ）参照］、その分、比較例のリブ
８の底面積は、試験例Ｉ及び試験例IIのリブ８の低面積
よりも小さくなる。このため、軸に対する各リブ８の接
触圧が等しくても、シールリップ３のリブ８に対応する
部分に生じる応力σは、試験例Ｉ及び試験例IIよりも比
較例の方が高くなる（第10図参照）。したがって、軸と
の接触によってリブ８が空気側傾斜面６に押し付けられ
ると、比較例については、第８図（ｂ）（ｃ）に示すよ
うに［第８図（ｂ）はリブ８の変形途中を示す図であ
る］、リブ８の付け根8b部分が空気側傾斜面６に深く食
い込むことになる。この食い込み深さはリブ８の高さが
高くなるほど深くなる。この結果、リップの上記リブ８
の付け根8bに対応する部分に深い凹部3bが生じ、この凹
部3bによって、リップと軸との接触が途切れて、その良
好な接触状態を確保することができなくなると推察され
る（第８図（ｄ）参照）。これに対して、試験例Ｉ及び
試験例IIは、リブ８の底面積が比較例よりも大きいの
で、軸に対するリブ８の接触圧によってシールリップ３
のリブ８に対応する部分に生じる応力σが、比較例より
も低くなる。また、リブ８の頂角θが比較例よりも大き
い分、リブ８の斜辺が空気側傾斜面６に対して緩やかに
傾斜するので、軸との接触によってリブ８が空気側傾斜
面６側に押圧された場合に、その押圧力が空気側傾斜面
６の周方向へ分散されることになる。したがって、軸と
の接触によってリブ８が空気側傾斜面６に押し付けられ
ても、第９図（ｂ）（ｃ）に示すように［第９図（ｂ）
はリブ８の変形途中を示す図である］、リブ８の付け根
8b部分が空気側傾斜面６に深く食い込むのが抑制され
る。この結果、ポンプ量を高めるべくリブ８の高さＨを
高くしても、比較例のような深い凹部3bが生じ難く、軸
とシールリップ３との接触を、途切れることなく良好に
確保することができると推察される（第９図（ｄ）参
照）。なお、第８図及び第９図において、リブ及び空気
側傾斜面６と、軸との接触部を斜線で示している。

また、上記リブ８の頂角θの上限を140°としたの
は、主としてリブ８のポンピング作用を充分に確保する
ためである。すなわち、ポンピング作用を高めるために
リブ８の高さＨを高くすれば、上記頂角θが140°を超
えると、リブ８の底辺の長さがかなり長くなって、特に
リブ８を交互に反対向きに傾斜させた両方向回転用のリ
ブ付オイルシールにおいて、空気側傾斜面６に沿って形
成可能なリブ８の本数が少なくなり、全体としてのポン
ピング作用を十分に確保できなくなるからである。

上記比較例においては、軸が静止している状態では、
リップの凹部3bは、リブ８の両側の付け根8b付近に生じ
るので、その密封性が大きく低下して、当該部分から油
が空気側へ漏洩し易く、軸の静止状態では、ポンピング
作用が働かないので、上記漏洩した油を油側へ押し戻す
ことができない。これに対して試験例Ｉ及び試験例II
は、リブ８の何れの側の斜辺についても、その傾斜角が
30°以下となるので、当該リブ８の付け根8b部分の何れ
の側付近においても、深い凹部が生じ難いので、軸との
接触幅を確保でき、軸の回転方向、軸の回転時及び静止
時にかかわりなく高い密封性を維持することができる。

表２は、リブの高さと頂角とを変化させた場合の、リ
ブ付オイルシールの密封性について評価試験を行った結
果を示すものである。この表２において、○印は密封性
が良好なことを、×印は密封性に劣ることを示してい
る。また、この評価試験に用いたリブ付オイルシール
は、締め代を2.6mmとしたもので、リブの本数、配置、
バレル角等は、試験例Ｉ及び試験例IIと同じであり、ポ
ンピングの試験条件も前記と同じである。

表２より、リブの頂角θが90°と100°では、リブの
高さが70μｍを超えると密封性が悪くなり、リブの頂角
θが90°〜110°では、リブの高さが80μｍを超えると
密封性が悪くなることが明らかである。したがって、こ
の評価試験結果からも、リブの高さを高くしてポンピン
グ作用を高め、且つ密封性を良好に確保するためには、
リブの頂角θは120°〜140°の範囲が適当であることが
分かる。

表３は、リブ付オイルシールの締め代を2.2mmとした
以外は、表２の評価試験と同じ条件で密封性についての
評価試験を行った結果を示すものである。

この表３より、リブの頂角θが90°と100°では、リ
ブの高さにかかわらず密封性が悪く、リブの頂角θが11
0°では、リブの高さが60μｍを超えると密封性が悪く
なることが明らかである。したがって、リブ付オイルシ
ールの締め代にかかわらず、リブの高さを高くしてポン
ピング作用を高め、且つ密封性を良好に確保するために
は、リブの頂角θは120°〜140°の範囲が適当であるこ
とが分かる。

〈考案の効果〉 この考案によれば、空気側傾斜面に設けたリブを略二
等辺三角形断面形状に構成し、且つこの二等辺三角形の
頂角を、従来よりも大きめの120°〜140°に設定してあ
るので、リップと軸との良好な接触状態を確保して、安
定した密封性能を得ることができると共に、リブの剛性
が高くなって変形し難くなるため、リブのポンピング作
用を効果的に発揮させることができる。したがって、空
気側傾斜面のバレル角を略20°に設定したリブ付オイル
シールにおいて、高いポンピング作用を維持しつつ良好
な密封性を確保することができるという特有の効果を奏
する。

また、上記リブの横断面形状が対称形状である略二等
辺三角形であるので、成形用の金型の製造が容易である
と共に、正回転用と逆回転用とで、リブの横断面形状を
変える必要がなく、さらにその製造が容易となる。この
ため、当該金型のコストダウンを図ることができるとい
う特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例のリブ付オイルシールの要
部断面図、 第２図は第１図のII-II断面図、 第３図はリブの頂角とポンピング量との関係を示す図、 第４図ないし第６図はリップの接触状態を示す図、 第７図は従来のリブ付オイルシールのポンピングの原理
を示す概略図、 第８図は比較例においてリブ及びリップが軸に接触する
様子を示す図であり、（ａ）はリブが無負荷状態のとき
の模式的斜視図、（ｂ）はリブが加圧されたときの模式
的斜視図、（ｃ）はリブがさらに加圧されたときの模式
的斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示す状態でのリブ及びリッ
プと軸との接触状態を示す図である。 第９図は試験例においてリブ及びリップが軸に接触する
様子を示す図であり、（ａ）はリブが無負荷状態のとき
の模式的斜視図、（ｂ）はリブが加圧されたときの模式
的斜視図、（ｃ）はリブがさらに加圧されたときの模式
的斜視図、（ｄ）は（ｃ）に示す状態でのリブ及びリッ
プと軸との接触状態を示す図である。 第10図はシールリップの応力分布を示す図であり、
（ａ）は試験例を、（ｂ）は比較例をそれぞれ示す図で
ある。 ３……シールリップ 3a……先端縁 ６……空気側傾斜面 ７……油側傾斜面 ８……リブ θ……頂角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 満丸 道敏 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８ 号 光洋精工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−15850（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−180385（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−128278（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−150756（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−77473（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内周面に、互いに反対方向に傾斜した空気
   側傾斜面及び油側傾斜面を有する断面くさび状の環状シ
   ールリップを備え、空気側傾斜面に、横断面が山形の多
   数のリブを、シールリップの先端縁に対して傾斜させた
   状態で、周方向に沿って所定間隔毎に形成していると共
   に、上記空気側傾斜面のバレル角を略20°に設定してい
   るリブ付オイルシールにおいて、 上記リブの横断面は、その一対の斜辺の上記空気側傾斜
   面に対する傾斜角がそれぞれ等しい略二等辺三角形形状
   をしており、当該二等辺三角形の上記一対の斜辺に挟ま
   れた頂角を、120°〜140°に設定してあることを特徴と
   するリブ付オイルシール。