JP3940869B2 - オイルシール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置の一種であるオイルシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図７に示すオイルシール５１が知られており、以下のように構成されている。
【０００３】
すなわち先ず、当該オイルシール５１を機器のハウジング５２の軸孔５３内周に装着するために金属製の取付環５４が設けられており、この取付環５４にゴム状弾性材製のシール部材５５が加硫接着されている。このシール部材５５は、取付環５４の円筒部５４ａに被着されるとともに装着時に取付環５４とハウジング５２との間をシールする外周シール部５６と、装着時に軸５７の周面に摺動自在に密接するシールリップ５８とを備えており、この外周シール部５６とシールリップ５８とが、取付環５４のフランジ部５４ｂの内側に設けられた連結部５９を介して一体に成形されている。
【０００４】
また、取付環５４のフランジ部５４ｂとシール部材５５の連結部５９との間に樹脂製の第二シール部材６０が非接着で挟み込まれており、この第二シール部材６０にも、軸５７の周面に摺動自在に密接するシールリップ６１が設けられている。この樹脂製のシールリップ６１は、上記したゴム製のシールリップ５８の内周側に同じ方向へ向けて配置されており、またこの樹脂製シールリップ６１の内周面に、密封流体６２に対してポンピング作用をなすねじ溝６３が設けられている。このねじ溝６３は、樹脂製シールリップ６１の先端部６１ａから基端部６１ｂに至るまで連続した一本の溝として形成されており、よって樹脂製シールリップ６１を軸５７に外挿すると、このねじ溝６３を介して樹脂製シールリップ６１およびゴム製シールリップ５８の間の空間６４と大気側の空間６５とが連通せしめられる。
【０００５】
上記構成を備えたオイルシール５１は、ハウジング５２の軸孔５３内周に気密的に嵌着され、軸５７の回転停止時には、ゴム製シールリップ５８が軸５７の周面に密接することによって密封流体６２をシールする。また軸５７の回転時にもゴム製シールリップ５８が軸５７の周面に摺動自在に密接することによって密封流体６２をシールするが、密封流体６２の一部がゴム製シールリップ５８と軸５７との摺動部を通過して両シールリップ５８，６１間の空間６４に浸入し、更にねじ溝６３に浸入するようなことがあると、ねじ溝６３が軸５７との相対回転に伴ってポンピング作用を奏し、このポンピング作用によって密封流体６２を空間６４側へ押し戻す。
【０００６】
したがって、上記構成のオイルシール５１によれば、ねじ溝６３の奏するポンピング作用によって優れたシール効果を発揮することが可能であるが、このオイルシール５１には、なお、以下のような不都合がある。
【０００７】
すなわち、上記したように樹脂製シールリップ６１の内周面に設けられたねじ溝６３が両シールリップ５８，６１間の空間６４と大気側の空間６５とを連通させるように一本の連続した溝として形成されているために、このねじ溝６３を設けた樹脂製シールリップ６１の密封流体６２側にゴム製シールリップ５８を併設しないと、軸５７の停止時に密封流体６２がねじ溝６３を伝って大気側へ漏洩してしまうことになる。したがって上記オイルシール５１においては、ねじ溝６３を設けたシールリップ６１の密封流体６２側に必ず第二のシールリップ５８を設け、この第二のシールリップ５８によって密封流体６２がねじ溝６３を伝って漏洩するのを防止しなければならない。
【０００８】
しかしながら、この第二のシールリップ５８は上記したようにゴム製のシール部材５５にその一部として設けられており、このシール部材５５はシールリップ５８の他に連結部５９および外周シール部５６を一体に備えて比較的大型の部品として成形されている。
【０００９】
したがって、上記オイルシール５１においては、シールリップ５８、連結部５９および外周シール部５６を一体に備えた大型のシール部材５５が必須部品とされることから、オイルシール５１全体の製品重量が比較的重いと云う不都合があり、また、この大型のシール部材５５を成形するために多くのゴム材料が必要なことから、材料コストが比較的高いと云う不都合がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑み、ねじ溝を設けたシールリップの密封流体側に第二のシールリップを設けなくても密封流体がねじ溝を伝って漏洩することがなく、もってオイルシールの構成部品から第二のシールリップないしこれを含む部品を省略することが可能なオイルシールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のオイルシールは、相対回転する二部材のうちの一方の部材に装着され、他方の部材に摺動自在に密接するシールリップを備え、前記シールリップに密封流体に対してポンピングをなすねじ溝を設けたオイルシールにおいて、前記ねじ溝は、前記シールリップの内周端部から外周端部に至る連続したスパイラル状の溝として形成され、前記ねじ溝のスパイラルの途中に、溝を形成しておらず、ねじが途中で途切られた形状の堰が円周上一部に設けられ、他方の部材の回転時、堰と他方の部材との間に動的な隙間が発生し、ねじ溝の奏するポンピング作用がねじ溝の全長に亙って維持されることを特徴とするものである。
【００１２】
シールリップにねじ溝を設けると、このねじ溝の奏するポンピング作用によって密封流体を押し戻すことが可能となり、ねじ溝に少なくとも一箇所以上の堰を設けると、この堰の奏する堰止め作用によって相対回転の停止時に密封流体がねじ溝を伝って漏洩するのを防止することが可能となる。すなわち、ねじ溝を伝って油等の密封流体が洩れようとするのを、ねじ溝の一部に設けた堰によって堰き止めてシールするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【００１４】
図１は、当該実施形態に係るオイルシール１の装着前の状態を示す半裁断面図である。図２は、ねじ溝１５を設けたシールリップ１４の正面図であって図１におけるＡ方向矢視図であり、このシールリップ１４を図２のＢ−Ｂ線で裁断した状態が図１に描かれており、Ｃ−Ｃ線で裁断した状態が図３に描かれている。図４は図２の一部拡大図である。また、図５は当該オイルシール１の装着状態を示す半裁断面図であり、その要部を拡大したところが図６に描かれている。
【００１５】
当該実施形態に係るオイルシール１は先ず、当該オイルシール１を機器のハウジング２（図５参照）の軸孔３内周に装着するための金属製の取付環４を備えており、この取付環４にゴム状弾性材製のシール部材（第一シール部材とも称する）５が加硫接着されている。このシール部材５は、取付環４の円筒部４ａの外周面および軸方向端面に被着されるとともに装着時に取付環４とハウジング２との間をシールする外周シール部６と、装着時に軸７（図５参照）の周面に摺動自在に密接するシールリップ８とを備えており、この外周シール部６とシールリップ８とが、取付環４のフランジ部４ｂの外側端面に被着された連結部９を介して一体に成形されている。但し、このシールリップ８は、上記従来技術におけるゴム製のシールリップ５８とは違って、装着時に大気側の空間１０（図５参照）から密封流体１１（図５参照）側へダスト等の異物が侵入しないようにするダストシールであって、取付環４のフランジ部４ｂの内周側に配置されており、後記する樹脂製のシールリップ１４とは装着時に軸方向反対側を向くことになる。
【００１６】
取付環４の円筒部４ａの内周側であってフランジ部４ｂの内側に、樹脂製の第二シール部材１２が設けられている。この第二シール部材１２は、四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の所定の樹脂を成形材料として平板状であってかつ蛇の目状に成形されており、その外周寄りの基端部１２ａを取付環４の円筒部４ａの内周側に所定の締め代をもって嵌着することにより取付環４に対して固定されている。基端部１２ａと取付環４のフランジ部４ｂとの間には、第一シール部材５に一体成形されるとともにフランジ部４ｂの内側端面に被着された内側シール部１３が設けられており、この内側シール部１３によって第二シール部材１２と取付環４との間がシールされる。尚、第二シール部材１２の取付環４に対する固定手段は、嵌着の他、接着等であっても良く、その固定手段は特に限定されず、図示しない専用の固定部材を用いるものであっても良い。
【００１７】
第二シール部材１２の内周寄りの部分はシールリップ１４とされており、このシールリップ１４の自由状態における外側端面１４ａに、密封流体１１に対してポンピング作用をなすねじ溝（ネジ溝部とも称する）１５が設けられている。図２に示すように、このねじ溝１５は、シールリップ１４の内周端部１４ｂから外周端部１４ｃに至る連続した一本のスパイラル状の溝として形成されており、このねじ溝１５のスパイラルの途中に、溝を形成しておらず、よってねじが途中で途切られた形状ないし構造の堰（シールダム部とも称する）１６が所要数設けられている。図では、ねじ溝１５一周分の間に、この堰１６が四箇所等配状に設けられている。
【００１８】
図５および図６の装着状態図に示すように、当該オイルシール１がハウジング２の軸孔３内周に嵌着されると、外側端面１４ａにねじ溝１５を設けたシールリップ１４は軸７に外挿されて軸７によってラッパ状に広げられる。シールリップ１４の内周端部１４ｂは機内側すなわち密封流体１１側を向き、よって外側端面１４ａが内周面となって軸７の周面に密接する。ねじ溝１５はシールリップ１４の内周端部１４ｂから外周端部１４ｃまで設けられているので、その途中に堰１６が設けられていなければ、このねじ溝１５を介して密封流体１１を封入した機内側空間と大気側空間１０とが連通せしめられるが、堰１６が設けられているために、この連通はその途中で途切られた状態にある。したがって軸７の回転停止時、ねじ溝１５のポンピングが作用していない状態で密封流体１１の一部がねじ溝１５を伝って大気側に流れても、この流れは堰１６によってねじ溝１５の途中で堰き止められる。したがって軸７の回転停止時、密封流体１１が大気側へ漏洩するのを防止することができ、しかも、ねじ溝１５を設けた唯一のシールリップ１４によって密封流体１１をシールすることができる。
【００１９】
また、機器の作動に伴って軸７が回転すると、ねじ溝１５にポンピングが作用し、ねじ溝１５に浸入した密封流体１１を機内側へ押し戻す矢印ｘ方向の力が作用する（図６参照）。したがって、ねじ溝１５の奏するこのポンピング作用によって密封流体１１を機内側へ押し戻し、これにより密封流体１１が大気側へ漏洩するのを防止することができる。また、この軸７の回転時には、軸７の偏心とシールリップ１４の偏心による挙動の位相差によって堰１６と軸７との間に動的な隙間が発生するために、ねじ溝１５の奏するポンピング作用はその性能が、堰１６を設けていない従来のものと殆ど変わるところがない。したがって軸７の回転時についても、ねじ溝１５を設けた唯一のシールリップ１４によって密封流体１１をシールすることができる。
【００２０】
以上のように、当該オイルシール１によれば、軸７の停止時および回転時を問わず、ねじ溝１５を設けた唯一のシールリップ１４によって密封流体１１を充分にシールことが可能である。したがって、ねじ溝１５を設けたシールリップ１４の密封流体１１側に第二のシールリップを設けなくても密封流体１１がねじ溝１５を伝って漏洩することがなく、もってオイルシール１の構成部品から第二のシールリップないしこれを含む部品を省略することが可能である。したがってこの第二のシールリップないしこれを含む部品を省略し得た分、当該オイルシール１の重量を軽量化することができ、材料コストの点でも有利な製品を提供することができる。
【００２１】
尚、上記実施形態におけるオイルシール１は、建設機械、土木建設用車両または自動車用エンジン等に用いられるのに適しており、その場合には、当該オイルシール１が粘性流体の一種である油類をシールすることになる。但し、上記実施形態におけるオイルシール１の形状ないし構造は単なる例示であって、本発明の技術的範囲には、ねじ溝１５を備えた様々な種類のリップシールが含まれる。シールリップ１４は装着前からラッパ状に広げられたものであっても良く、その材質は樹脂以外のゴム等であっても良い。また、ねじ溝１５の断面形状を図では三角形としたが、半円形、矩形または台形等であっても良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００２３】
すなわち、上記構成を備えた本発明のオイルシールにおいては、ねじ溝に少なくとも一箇所以上の堰が設けられているために、この堰の奏する堰止め作用によって相対回転の停止時に密封流体がねじ溝を伝って漏洩するのを防止することが可能であり、ねじ溝を設けたシールリップの密封流体側に第二のシールリップを設けなくても、密封流体がねじ溝を伝って漏洩するのを防止することが可能である。したがって、オイルシールの構成部品から第二のシールリップないしこれを含む部品を省略することができ、これにより製品重量の軽量化および材料コストの低減化等を実現することができる。
また、機器の作動に伴って軸等の他方の部材が回転すると、ねじ溝にポンピングが作用し、ねじ溝に浸入した密封流体を機内側へ押し戻す力が作用する。したがって、ねじ溝の奏するこのポンピング作用によって密封流体を機内側へ押し戻し、これにより密封流体が大気側へ漏洩するのを防止することができる。また、ねじ溝がシールリップの内周端部から外周端部に至る連続したスパイラル状の溝として形成され、このねじ溝のスパイラルの途中に、溝を形成しておらず、ねじが途中で途切られた形状の堰が円周上一部に設けられていることから、軸等の他方の部材の回転時には、堰と他方の部材との間に動的な隙間が発生するために、ねじ溝の奏するポンピング作用はその性能が、堰を設けていない従来のものと殆ど変わるところがない。したがって他方の部材の回転時についても、ねじ溝を設けた唯一のシールリップによって密封流体をシールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るオイルシールの装着前の状態を示す半裁断面図
【図２】同オイルシールにおけるシールリップの正面図
【図３】図２のＣ−Ｃ線で裁断したオイルシールの半裁断面図
【図４】図２の一部拡大図
【図５】同オイルシールの装着状態を示す半裁断面図
【図６】同オイルシールの装着状態を示す要部拡大断面図
【図７】従来例に係るオイルシールの断面図
【符号の説明】
１ オイルシール
２ ハウジング（一方の部材）
３ 軸孔
４ 取付環
４ａ 円筒部
４ｂ フランジ部
５ シール部材
６ 外周シール部
７ 軸（他方の部材）
８ シールリップ（ダストリップ）
９ 連結部
１０ 大気側空間
１１ 密封流体
１２ 第二シール部材
１２ａ 基端部
１３ 内側シール部
１４ シールリップ
１４ａ 外側端面
１４ｂ 内周端部
１４ｃ 外周端部
１５ ねじ溝
１６ 堰

Claims (1)

1. 相対回転する二部材（２）（７）のうちの一方の部材（２）に装着され、他方の部材（７）に摺動自在に密接するシールリップ（１４）を備え、前記シールリップ（１４）に密封流体（１１）に対してポンピングをなすねじ溝（１５）を設けたオイルシール（１）において、
   前記ねじ溝（１５）は、前記シールリップ（１４）の内周端部（１４ｂ）から外周端部（１４ｃ）に至る連続したスパイラル状の溝として形成され、
   前記ねじ溝（１５）のスパイラルの途中に、溝を形成しておらず、ねじが途中で途切られた形状の堰（１６）が円周上一部に設けられ、他方の部材（７）の回転時、堰（１６）と他方の部材（７）との間に動的な隙間が発生し、ねじ溝（１５）の奏するポンピング作用がねじ溝（１５）の全長に亙って維持されることを特徴とするオイルシール。

Images