JP4218189B2 - 回転軸用オイルシール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランクシャフトとハウジングとの間でエンジン内のオイルをシールするのに用いて好適の、回転軸用オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフトの一端（エンジンリア側の端部）は、補機等を駆動するためにエンジンハウジングから外部に突出しているが、この部分のクランクシャフト外周には、ハウジング内部のオイルの漏出を防止するための回転軸用オイルシールが装備される。エンジン用のオイルシールに限らないが、こうした軸方向への移動の少ない回転軸周りのオイルシールには、種々の形状のものがある。
【０００３】
例えば図４は従来の回転軸周りのオイルシールを示す縦断面図である。図４に示すように、この回転軸用オイルシールは、クランクシャフト等の回転軸１１の周りに装備され、外側でハウジング１２に固設されたシール本体２１と、シール本体２１の内周面から突設された環状のシールリップ２２と、このシールリップ２２よりもハウジング１２の外方（大気側）に配設された環状のダストリップ２３とをそなえている。これらのシール本体２１はシールリップ２２及びダストリップ２３を含めて一般に合成ゴム等によって一体形成されている。
【０００４】
このうちシール本体２１は、ハウジング１２に嵌着する外周部２１ａと、シールリップ２２及びダストリップ２３を形成された内周部２１ｂと、これらの外周部２１ａと内周部２１ｂとを結ぶ中間部２１ｃとをそなえ、コ字状断面形状を有するように構成されている。そして、このシール本体２１の外周部２１ａ，中間部２１ｃの内部には環状の金属製の芯材２４が内蔵され、オイルシールの形状が保持されるようになっている。
【０００５】
一方、内周部２１ｂには芯材２４は内蔵されておらず比較的容易に弾性変形できるようになっている。したがって、内周部２１ｂに形成されたシールリップ２２及びダストリップ２３が回転軸１１の外周面に追従して弾性的に変位したり変形したりできるようになっている。また、内周部２１ｂのシールリップ２２近傍の外周にはスプリング２５が装備されており、シールリップ２２を回転軸１１の外周面に圧接している。
【０００６】
また、ここでは、シールリップ２２は山型リップで構成され、ダストリップ２３はヒゲ型リップで構成されている。ここで、山型リップとは、圧接対象である回転軸１１に対して傾斜状態で対向する２つの傾斜面２２ａ，２２ｂが結合してなる山型断面形状を有するリップである。一方、ヒゲ型リップとは、回転軸１１に対して傾斜状態で対向する１つの傾斜面２３ａと、この傾斜面２３ａとほぼ平行な面であって回転軸１１に対して傾斜状態で後ろ向きの傾斜面２３ｂと、これらの傾斜面２３ａ，２３ｂが結合する頂面（又は頂点）２３ｃとを有するリップである。
【０００７】
つまり、リップは、対象面に当接又は接近する頂点部又は頂面部（単に頂点という）と、この頂点の両側の２つの面とを備えるが、山型リップとは、この頂点の両側の２つ面がいずれも適当に傾斜しながら対象面（シール面）に向いているものであり、これに対して、ヒゲ型リップとは、この頂点の両側の２つ面のうち一方の面が適当に傾斜しながら対象面（シール面）に向いているが、他方の面は対象面（シール面）に背を向けた状態になっているものである。
【０００８】
また、この例では、シールリップ２２の内周（傾斜面２２ｂの内周）に、ネジ２６が形成されている。このネジ２６は、オイルを大気側（ハウジング外部）からオイル側（ハウジング内部）に向けて駆動し、シールリップ２２からのオイルの漏出を防止しようとするものである。つまり、シールリップ２２と回転軸１１との間のオイルは、回転軸１１がシールリップ２２に対して矢印Ａ１方向に回転するとこれと同方向に回転するため、ネジ２６に案内されて、矢印Ａ２で示すように大気側からオイル側に向かう。回転軸１１が回転している間は、シールリップ２２と回転軸１１との間のオイルには、このような力が加わるため、シールリップ２２からのオイルの漏出が防止されるのである。なお、ネジ２６は回転軸１１との圧接によって弾性変形するため、シールリップ２２と回転軸１１との間（ネジ２６の表面と回転軸１１の外周面との間）には、油膜程度の隙間が生じるだけである。
【０００９】
また、特開平７−２３９０４２号公報には図５に示すような回転軸用オイルシールが開示されている。図５において、図４と同符号は同様なものを示している。図５に示すように、このオイルシールでは、シール本体２１の内周部２１ｂにおいて、シールリップ２２よりもオイル側（ハウジング内部）に、ヒゲ型リップで構成された副シールリップ２７が追加されており、シールリップ（主シールリップ）２２と副シールリップ２７との２段構えでオイルのシールを行なうようになっている。
【００１０】
さらに、図示しないが、特開平５−３７０９３号公報には、いずれもヒゲ型リップで構成された複数の回転軸用オイルシールを軸心線方向に並べた回転軸用オイルシールが提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図４に示す従来の回転軸用オイルシールの場合、ダストリップ２３があるといえども、外気側からこのダストリップ２３の内部にダストが進入してシールリップ２２に噛み込んだり、ハウジング内部のオイルのスラッジ等がシールリップ２２に噛み込んだりして、このような噛み込み箇所からオイル漏れが発生することがある。
【００１２】
また、特開平７−２３９０４２号公報（図５参照）にかかる従来の回転軸用オイルシールの場合、副シールリップが、ハウジング内部のオイルスラッジ等のシールリップ２２への噛み込みを抑制し得るが、この副シールリップを構成するヒゲ型リップは、十分な圧力で回転軸に圧接させることが困難であるため、オイルスラッジ等のシールリップ２２への噛み込みを確実に抑制するのは難しい。また、外気側からのダストの進入に対しては、上記と同様の課題が残る。さらに、ヒゲ型リップの場合、組付時に、リップのめくれが生じてオイル漏れが生じることがある。
【００１３】
また、特開平５−３７０９３号公報（図５参照）にかかる従来の回転軸用オイルシールの場合、シールリップが複数のヒゲ型リップを連続的に形成した構成になっており、ヒゲ型リップの場合、上述のように、十分な圧力で回転軸に圧接させることが困難であるため、オイル漏れを防止するというオイルシール本来の性能を確保し難い。また、上述と同様に、ヒゲ型リップの場合、組付時に、リップのめくれが生じてオイル漏れが生じることがある。さらに、外気側からのダストの進入に対しては、上述と同様の課題が残る。
【００１４】
また、オイルシールを型成形で製造しようとする場合に、シールリップにヒゲ型リップを適用しようとすると、ヒゲ型リップの形状特性的な特性から、型抜けが難しく、成形性に課題がある。つまり、特開平７−２３９０４２号公報の構造のように、オイルシール本体の軸方向一端（大気側）にヒゲ型リップで構成されたダストリップを設けている上に、軸方向他端（オイル側）にもヒゲ型リップで構成されたシールリップを設ける場合には、型成形時の型抜けは悪く製造し難く、特開平５−３７０９３号公報の構造のように、ヒゲ型リップで構成されたシールリップを複数個連続的に形成する場合、型成形時の型抜けは一層悪くなって、極めて製造し難い。
【００１５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、容易に製造でき、外気側からのダストやオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合にも十分なオイルシール性を確保できるようにした、回転軸用オイルシールを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１，３記載の本発明の回転軸用オイルシールでは、ハウジングを貫通するように設けられた回転軸の軸周りで、該ハウジング内のオイルをシールするが、このシールは、該ハウジングに固設されたシール本体の内周面から突設されて該回転軸に摺動自在に圧接するメインシールリップとサブシールリップとによって行なわれる。また、もしも該メインシールリップが該ハウジング内のオイルのスラッジ等を噛み込んだ場合、該メインシールリップでオイルが漏出してしまうが、このときには、該メインシールリップよりも該ハウジングの外方に配設された該サブシールリップが該ハウジング内のオイルを確実にシールする。
【００１７】
一方、該サブシールリップよりも該ハウジングの外方にはダストリップが配設されているので、該ハウジングの外方から内方へのダストの進入が防止される。そして、もしも該ダストリップをダストが進入してこのダストを該サブシールリップが噛み込んだ場合、該サブシールリップでオイルが漏出してしまうおそれが生じるが、このときには、該サブシールリップよりも該ハウジングの内方に配設された該メインシールリップが該ハウジング内のオイルを確実にシールする。
【００１８】
また、請求項１記載の本発明の回転軸用オイルシールでは、該メインシールリップの近傍と該サブシールリップの近傍とに、それぞれ漏出防止構造を設けており、各漏出防止構造の吸い込み力（オイルを該ハウジングの内方に駆動する力）は、メインシールリップの近傍の漏出防止構造の方がサブシールリップの近傍の漏出防止構造よりも大きくなるように設定されている。
この場合の漏出防止構造としては、該回転軸側に突出形成したねじ形状が好ましい。この場合、サブシールリップのネジはメインシールリップのネジよりも小さくする。
【００１９】
また、請求項３記載の本発明の回転軸用オイルシールでは、該メインシールリップの頂点よりも該ハウジングの外方の傾斜面の側に、該回転軸の回転に伴ってオイルを該ハウジングの内方に駆動する漏出防止構造としてのねじをそなえることによって、該メインシールリップから該ハウジングの外方へのオイルの漏出が防止され、該メインシールリップへのオイルスラッジ等の噛み込み防止効果も期待できる。
【００２０】
また、該メインシールリップ及び該サブシールリップが何れも山型断面形状を有する山型リップで構成されることにより、該メインシールリップ及び該サブシールリップを共に十分な力で回転軸に圧接させることが容易になりシール性を向上させることができ、型成形するにも山型リップの形状は有利である。しかも、該メインシールリップを、該サブシールリップよりも該回転軸に強く圧接するように構成している（例えば、該メインシールリップを該サブシールリップよりも該回転軸側に突出形成する）ため、該サブシールリップよりも該回転軸側に突出形成されているので、シール性を一層向上させることができる。
【００２１】
なお、好ましくは、該メインシールリップの外周近傍に、該メインシールリップを該回転軸に圧接するためのスプリングを設けるようにする。
また、シール本体を、該ハウジングに形成された装着穴の内周に嵌着され芯材が内蔵される外周部と、該外周部よりも内側に該外周部のハウジング外方側端部からハウジング内方へ向けて形成された内周部とをそなえるように構成して、該内周部に該メインシールリップと該サブシールリップとを設けると共に、該内周部の肉厚を、該内周部の長さの１／２以下に設定することが好ましい。
【００２２】
また、該ダストリップは、該回転軸の外周面に密着させないようにすることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールを示すもので、図１はその部分縦断面図、図２はその取付状態を示す部分縦断面図、図３はその内周面を示す展開図である。
【００２４】
本回転軸用オイルシールは、エンジンのクランクシャフト等の回転軸１１の軸周りに装備され、オイルが内蔵されたハウジング（例えばエンジン本体）内のオイルをシールするもので、図１に示すように、断面がコ字状のシール本体１と、このシール本体１の内周面から軸心側へ向けて突出するように一体形成されたメインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４の３つのリップをそなえている。シール本体１は、各リップ２，３，４を含めて例えば合成ゴムで形成される。
【００２５】
シール本体１は、ハウジング１２に嵌着する外周部１ａと、メインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４を形成された内周部１ｂと、これらの外周部１ａと内周部２ｂとを結ぶ中間部１ｃとをそなえ、コ字状断面形状を有するように構成される。このシール本体１の外周部１ａ及び中間部１ｃの内部にはＬ字状断面形状を有する環状の金属製芯材５が内蔵されている。この芯材５により、オイルシールの形状が保持され、外周部１ａがハウジング１２の装着穴に隙間なく強固に嵌着するとともに、内周部１ｂの基端１ｄをしっかりと支持するようになっている。
【００２６】
一方、内周部１ｂは、芯材５を内蔵されていないため比較的容易に弾性変形でき、特に、その基端１ｄからハウジング１２内部の方向に筒状に延設されており、先端１ｅに行くにしたがってより容易に弾性変形できるようになっている。この内周部１ｂには、先端１ｅ側からメインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４がこの順に形成されており、内周部１ｂの自由端である先端１ｅ側ほど弾性変形しやすいため、メインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４はこの順に弾性的変位や変形を生じやすくなっている。これにより、各リップ２，３，４が、回転軸１１の外周面に追従して弾性的に変位したり変形したりして、回転軸１１の外周面に対して安定して接触又はクリアランス保持を行なえるようになっている。
【００２７】
特に、オイルをシールする主体であるメインシールリップ２は、内周部１ｂの最も自由端（先端１ｅ）側であり、回転軸１１の外周面に対する追従性が良く、その分だけメインシールリップ２と回転軸１１の外周面とが片当たりすることなく安定して摺接するが、内周部１ｂの断面形状によってはこのメインシールリップ２の回転軸１１に対する追従性が低下してしまう。つまり、図１に示すように、内周部１ｂの軸方向長さ（ここでは、内周部１ｂの基端１ｄからメインシールリップ２の頂点２ｃまでの軸方向距離）Ｌが短いほど、また、内周部１ｂの肉厚（最も肉厚の薄い内周部１ｂの基端１ｄ近傍の肉厚）Ｔが厚いほど、メインシールリップ２の追従性が低下する。
【００２８】
そこで、内周部１ｂの肉厚（リップ肉厚）Ｔを内周部１ｂの軸方向長さ（リップ長さ）Ｌの半分よりも小さい値に設定（Ｗ＜Ｌ／２）している。もちろん、追従性を優先させれば、リップ肉厚Ｔは小さくリップ長さＬは大きく設定する方が良いが、内周部１ｂに必要な剛性を確保する点や、オイルシールの装着環境による軸方向長さが制限される点から、リップ肉厚Ｔやリップ長さＬを設定するにも限度があるため、少なくともリップ肉厚Ｔをリップ長さＬの半分未満（Ｗ＜Ｌ／２）に設定するようにしている。
【００２９】
また、最も負担の大きいメインシールリップ２を、最もハウジング１２内方（オイル側）に配設しているが、これは、メインシールリップ２の劣化を防ぐように考慮したものである。つまり、メインシールリップ２は高い圧力で回転軸１１の外周面に摺接するため発熱して硬化しやすいが、メインシールリップ２を最もオイル側に配設すると、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルに接触してオイルによって冷却されるように考慮したものである。
【００３０】
ところで、図１に示すように、内周部１ｂに先端１ｅ側に形成されたメインシールリップ２及びサブシールリップ３には、山型リップが採用されている。
つまり、メインシールリップ２は、内周部１ｂに先端１ｅ側に配設されハウジング１２内方（オイル側、或いは密閉空間側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第１の傾斜面２ａと、この第１の傾斜面２ａよりも基端１ｄ側に隣接して配設されハウジング１２外方（大気側、或いは非密閉空間側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第２の傾斜面２ｂとが結合した構成になっている。そして、２つの傾斜面２ａ，２ｂが結合してなる頂点（実際には点ではなく環状の曲線であるが、ここでは頂点という）２ｃが回転軸１１側に最も突出形成されている。
【００３１】
また、サブシールリップ３も、同様に、内周部１ｂに先端１ｅ側に配設されハウジング１２内方（オイル側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第１の傾斜面３ａと、この第１の傾斜面３ａよりも基端１ｄ側に隣接して配設されハウジング１２外方（大気側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第２の傾斜面３ｂとが結合した構成になっている。そして、２つの傾斜面３ａ，３ｂが結合してなる頂点３ｃが回転軸１１側に最も突出形成されている。
【００３２】
さらに、メインシールリップ２の裏側（即ち、外周側）には、メインシールリップ２を回転軸１１の外周面に圧接する環状のスプリング６が装備されている。本実施形態では、スプリング６は、メインシールリップ２とサブシールリップ３との両方を回転軸１１の外周面に圧接するように、メインシールリップ２とサブシールリップ３との中間部の外周側に配設されている。
【００３３】
本実施形態では、図１に示すように、スプリング６をメインシールリップ２の軸方向位置から微小距離Ｄ１だけサブシールリップ３に偏倚させて配置しており、スプリング６の付勢力の多くがメインシールリップ２に作用し、残りがサブシールリップ３に作用するようになっている。メインシールリップ２とサブシールリップ３との役割分担バランスによっては、スプリング６の軸方向位置をこれよりもサブシールリップ３側に近づけることも考えられるが、回転軸１１外周面へ圧接する主体はメインシールリップ２であるため、スプリング６のメインシールリップ２に対する軸方向距離Ｄ１をスプリング６のサブシールリップ３に対する軸方向距離Ｄ２よりも小さく設定する（Ｄ１＜Ｄ２）ことが好ましい。
【００３４】
また、メインシールリップ２は、サブシールリップ３よりも回転軸１１側に突出形成され、サブシールリップ３よりも回転軸１１に強く圧接するようになっている。つまり、メインシールリップ２及びサブシールリップ３は、装着前の自然の状態では、図１に示すように、各先端部（頂点）２ｃ，３ｃの内径は回転軸１１の外周面の外径よりも小さく設定されていて、装着時には、図２に示すように、各先端部（頂点）２ｃ，３ｃは弾性変形して回転軸１１の外周面の応じた内径に拡径する。このようなメインシールリップ２及びサブシールリップ３における装着による内径の変化分を締め代というが、ここでは、ハウジング１２内方（オイル側）のメインシールリップ２の締め代Ｈ１はハウジング１２外方（大気側）のサブシールリップ３の締め代Ｈ２よりも大きく設定（Ｈ１＞Ｈ２）されている。
【００３５】
また、図１，図３に示すように、メインシールリップ２の内周（傾斜面２ｂの内周）には、漏出防止構造としてのネジ７が形成されている。このネジ７は、従来から設けられているものと同様のものであり、メインシールリップ２と回転軸１１との間で、オイルを大気側（ハウジング外部）からオイル側（ハウジング内部）に向けて駆動し、換言すると、大気側（メインシールリップ２とサブシールリップ３との間の空間８）よりもオイル側（ハウジング内部）の方を低圧にするように（即ち、大気側よりもオイル側の方が吸い込み力が大きくなるように）動作し、メインシールリップ２からのオイルの漏出を防止しようとするものである。
【００３６】
つまり、回転軸１１がメインシールリップ２に対して矢印Ａ１方向に回転すると、メインシールリップ２と回転軸１１との間のオイルは、回転軸１１と同方向（矢印Ａ１方向）に回転する。このため、ネジ７に案内されて、矢印Ａ２で示すように大気側からオイル側へとオイルが向かうようになる。したがって、回転軸１１が回転している間は、メインシールリップ２と回転軸１１との間のオイルには、このような力が加わって、メインシールリップ２からのオイルの漏出が防止されるのである。なお、ネジ７は回転軸１１との圧接によって弾性変形するため、メインシールリップ２と回転軸１１との間（ネジ７の表面と回転軸１１の外周面との間）には、油膜程度の隙間が生じるだけである。
【００３７】
また、内周部１ｂの最も基端１ｄ側に形成されたダストリップ４には、ヒゲ型リップが採用されており、回転軸１１の外周面に対してハウジング１２外部の方向（大気側）に傾斜するように配設される。つまり、ダストリップ４は、回転軸１１に対して傾斜状態で対向する第１面（第１傾斜面）４ａと、この傾斜面２３ａと小さな角度(又は、ほぼ平行)の面であって回転軸１１に対して傾斜状態で回転軸１１とは反対方向を向いた第２面（第２傾斜面）４ｂと、これらの面４ａ，４ｂが結合する頂面（又は頂点）４ｃとをそなえている。この頂面４ｃは、図１に示すような曲面であってもよく、図４に示すような平面であってもよい。
【００３８】
そして、最も回転軸１１側に突出している頂面４ｃは、回転軸１１の外周面に完全に密着することのないように、つまり、頂面４ｃの全周又は一部が回転軸１１の外周面から微小に離隔するように設定されている。これは、ダストリップ４が回転軸１１の外周面に完全に密着していると、ダストリップ４よりも内側（ハウジング１２内方）の空間９が外気と遮断されるため、この空間９内の圧力が変動しやすく、オイルをシールする上で好ましくないためである。
【００３９】
本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールは、上述のように構成されているので、回転軸１１が回転すると、シール本体１の内周部１ｂに設けられたメインシールリップ２，サブシールリップ３が、内周部１ｂの弾性変形によって、回転軸１１の外周面に追従するように適宜変位，変形しながら回転軸１１の外周面に安定して摺接して、ハウジング１２内部のオイルを確実にシールする。
【００４０】
特に、メインシールリップ２は、内周部１ｂの最も先端１ｅ側（自由端側）に設けられているので、回転軸１１の外周面に対して片当たりすることなく安定して摺接する。このため、最も負担の大きいメインシールリップ２や回転軸１１外周面の摺接部分の磨耗が抑制される効果や、メインシールリップ２の発熱が抑制される効果が得られる。発熱が抑制されると、発熱によるメインシールリップ２の硬化（劣化）も抑制される。
【００４１】
また、例えば、少なくともリップ肉厚Ｔがリップ長さＬの半分未満（Ｗ＜Ｌ／２）というように、リップ長さＬを可能な限り大きく、リップ肉厚Ｔを可能な限り小さく設定しているので、メインシールリップ２における内周部１ｂの弾性変形が容易になり、メインシールリップ２の回転軸１１の外周面に対する追従性がより良くなって、メインシールリップ２や回転軸１１外周面の摺接部分の磨耗抑制効果や、メインシールリップ２の発熱抑制効果が一層促進される。
【００４２】
また、メインシールリップ２は高い圧力で回転軸１１の外周面に摺接するため発熱して硬化しやすいが、このメインシールリップ２は、最もハウジング１２内方（オイル側）に位置しているため、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルに接触してオイルによって冷却されるようになり、メインシールリップ２の発熱が抑制され、メインシールリップ２の発熱による硬化（劣化）が抑制される。
【００４３】
そして、万一、このようなメインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合には、このメインシールリップ２からその外部（空間８）にオイルが漏出してしまうが、このときには、メインシールリップ２よりもハウジング１２の外方に配設されたサブシールリップ３が空間８内からその外部（空間９）へのオイルの漏れを確実に防止する。
【００４４】
また、メインシールリップ２は、山型リップが採用されているうえに、サブシールリップ３に比べて大きな締め代Ｈ１が与えられていて、さらに、スプリング６によりサブシールリップ３に比べてより強く回転軸１１外周面へ圧接されているので、シールを一層確実に行なうことができるとともに、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのスラッジ等を噛み込んで、シール漏れを生じるような事態も生じ難くなる。
【００４５】
そして、万一、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合には、このメインシールリップ２からその外部（空間８）にオイルが漏出してしまうが、このときには、メインシールリップ２よりもハウジング１２の外方に配設されたサブシールリップ３が空間８内からその外部（空間９）へのオイルの漏れを確実に防止する。
【００４６】
また、メインシールリップ２の内周には、漏出防止構造として従来例と同様のネジ７が形成されており、このネジ７が、回転軸１１の回転に伴って、メインシールリップ２と回転軸１１との間でオイルを大気側（ハウジング外部）からオイル側（ハウジング内部）に向けて駆動する（図３の矢印Ａ１，Ａ２参照）ので、メインシールリップ２からオイルが漏出するのを積極的に防止する。また、メインシールリップ２の外の空間８内にオイルが漏出してしまった場合にも、この漏出したオイルをネジ７がハウジング１２内へ戻すようにも作用する。さらに、このネジ７は、メインシールリップ２が噛み込んでしまったスラッジ等をオイルと共にハウジング１２内へ戻してしまうような作用も期待できる。
【００４７】
一方、サブシールリップ３よりもハウジング１２の外方には、ダストリップ４が配設されているので、ハウジング１２の外方から内方へのダストの進入が防止される。
また、このダストリップ４が回転軸１１の外周面に完全に密着していると、ダストリップ４よりも内側（ハウジング１２内方）の空間９が外気と遮断されるため、この空間９内の圧力が変動しやすく、例えばネジ７の作用によって空間８内が大きく減圧されると空間９内の圧力も大きく低下してしまう。これは、オイルシール上好ましくない。つまり、空間８内が大きく減圧されると、この影響で、ヒゲ型リップのダストリップ４が変形して先端部にめくれ等が生じては隙間が発生すると空間９内に対しては大幅に高圧の大気側からダストを吸い込んでしまうおそれがある。
【００４８】
これに対して、本ダストリップ４は、その頂面４ｃの全周又は一部が回転軸１１の外周面から微小に離隔するように設定されており、回転軸１１の外周面に完全に密着していないので、空間９内はほぼ大気圧状態とされ、大気側からのダストの吸い込みが防止されるのである。もちろん、ダストリップ４と回転軸１１の外周面との隙間は微小であるため、空間９内に空気は進入してもダストの進入は阻止される。
【００４９】
そして、万一、ダストリップ４をダストが進入してこのダストをサブシールリップ３が噛み込んでしまった場合には、サブシールリップ３からでオイルが漏出してしまうおそれが生じるが、基本的に、サブシールリップ３よりもハウジング１２の内方に配設されたメインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのシールして、サブシールリップ３側（空間８内）にはオイルが漏出しないので、サブシールリップ３からでオイルが漏出してしまうことはない。
【００５０】
また、上述のように、メインシールリップ２及びサブシールリップ３には、ヒゲ型リップに比べて型成形時の型抜きの容易な山型リップが採用されているので、本オイルシールは加工性も極めてよく、比較的低コストで精度が高く高品質なものを製造することができる利点もある。
なお、上述の実施形態は一例であって、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々変形して実施することができる。
【００５１】
例えば、漏出防止構造としてのネジ７は、漏出してしまったオイルを戻すことも考慮するとメインシールリップ２の頂点２ｃよりも大気側（空間８内）に設けることが効果的であり、この場合、メインシールリップ２の傾斜面２ｂに限らず、図１に二点鎖線（符号１０参照）で示すように、サブシールリップ３の空間８内部分（傾斜面３ａ）に併設してもよく、図示しないが、サブシールリップ３の空間９内部分（傾斜面３ｂ）に併設してもよい。
【００５２】
なお、サブシールリップ３にネジを併設する場合、メインシールリップ２に形成したネジの作用を妨げないように、メインシールリップ２のネジよりも小さいネジを設けるようにする。
また、オイルの漏出を防ぐという意味ではメインシールリップ２のオイル頂点２ｃよりもオイル側（傾斜面２ａの側）に設ける。
【００５３】
また、漏出防止構造自体、大気側よりもオイル側が高圧になるように、オイルを加圧し得るものであればよく、ネジに限定されるものではない。
また、本発明はエンジンのクランクシャフトのシールに限定されるものではなく、回転軸のオイルシールに広く適用し得るものであるが、特に、クランクシャフトのように高回転で回転する回転軸に関するオイルシールとして効果的である。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の回転軸用オイルシール（請求項１，３）によれば、メインシールリップが該ハウジング内のオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合には、メインシールリップよりもハウジングの外方に配設されたサブシールリップがハウジング内のオイルを確実にシールし、ダストリップをダストが進入してこのダストをサブシールリップが噛みこんでしまった場合には、サブシールリップよりもハウジングの内方に配設されたメインシールリップがハウジング内のオイルを確実にシールする。したがって、外気側からのダストやオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合にも十分なオイルシール性を確保できるようになる。
さらに、メインシールリップ及びサブシールリップが何れも山型断面形状を有する山型リップで構成されることにより、これらのメインシールリップ及びサブシールリップを共に十分な力で回転軸に圧接させることができシール性を向上させることができるうえ、シールする主体となるメインシールリップが、サブシールリップよりも回転軸に強く圧接するので、シール性を一層向上させることができる。また、山型リップの採用によって、本オイルシールを型成形によって容易に製造できるようになる。
【００５５】
また、該メインシールリップ、又は、該メインシールリップと該サブシールリップとの間に、該回転軸の回転に伴ってオイルを該ハウジングの内方に駆動する漏出防止構造をそなえること（請求項１，３）によって、該メインシールリップから該ハウジングの外方へのオイルの漏出が防止され、該メインシールリップへのオイルスラッジ等の噛み込み防止効果も期待でき、オイルシールの性能向上に寄与する。
また、メインシールリップとサブシールリップとに漏出防止構造としてのネジを設け、サブシールリップのネジをメインシールリップのネジよりも小さいネジを設けるようにするなど、メインシールリップの近傍の漏出防止構造の吸い込み力の方を、サブシールリップ側の漏出防止構造の吸い込み力よりも大きくなるように設定すること（請求項１）により、メインシールリップに形成したネジ等の漏出防止構造の作用を妨げないようにすることができる。
また、メインシールリップの頂点よりもハウジングの外方の傾斜面に、回転軸の回転に伴ってオイルをハウジングの内方に駆動する漏出防止構造としてのネジをそなえていること（請求項３）により、オイルの漏出を防ぎやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールを示す部分縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールの取付状態を示す部分縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールの内周面を示す展開図である。
【図４】第１の従来例の回転軸用オイルシールを示す部分縦断面図である。
【図５】第２の従来例の回転軸用オイルシールの取付状態を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
１ シール本体
２ メインシールリップ
３ サブシールリップ
４ ダストリップ
７，１０ 漏出防止構造としてのネジ
１１ 回転軸
１２ ハウジング
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランクシャフトとハウジングとの間でエンジン内のオイルをシールするのに用いて好適の、回転軸用オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフトの一端（エンジンリア側の端部）は、補機等を駆動するためにエンジンハウジングから外部に突出しているが、この部分のクランクシャフト外周には、ハウジング内部のオイルの漏出を防止するための回転軸用オイルシールが装備される。エンジン用のオイルシールに限らないが、こうした軸方向への移動の少ない回転軸周りのオイルシールには、種々の形状のものがある。
【０００３】
例えば図４は従来の回転軸周りのオイルシールを示す縦断面図である。図４に示すように、この回転軸用オイルシールは、クランクシャフト等の回転軸１１の周りに装備され、外側でハウジング１２に固設されたシール本体２１と、シール本体２１の内周面から突設された環状のシールリップ２２と、このシールリップ２２よりもハウジング１２の外方（大気側）に配設された環状のダストリップ２３とをそなえている。これらのシール本体２１はシールリップ２２及びダストリップ２３を含めて一般に合成ゴム等によって一体形成されている。
【０００４】
このうちシール本体２１は、ハウジング１２に嵌着する外周部２１ａと、シールリップ２２及びダストリップ２３を形成された内周部２１ｂと、これらの外周部２１ａと内周部２１ｂとを結ぶ中間部２１ｃとをそなえ、コ字状断面形状を有するように構成されている。そして、このシール本体２１の外周部２１ａ，中間部２１ｃの内部には環状の金属製の芯材２４が内蔵され、オイルシールの形状が保持されるようになっている。
【０００５】
一方、内周部２１ｂには芯材２４は内蔵されておらず比較的容易に弾性変形できるようになっている。したがって、内周部２１ｂに形成されたシールリップ２２及びダストリップ２３が回転軸１１の外周面に追従して弾性的に変位したり変形したりできるようになっている。また、内周部２１ｂのシールリップ２２近傍の外周にはスプリング２５が装備されており、シールリップ２２を回転軸１１の外周面に圧接している。
【０００６】
また、ここでは、シールリップ２２は山型リップで構成され、ダストリップ２３はヒゲ型リップで構成されている。ここで、山型リップとは、圧接対象である回転軸１１に対して傾斜状態で対向する２つの傾斜面２２ａ，２２ｂが結合してなる山型断面形状を有するリップである。一方、ヒゲ型リップとは、回転軸１１に対して傾斜状態で対向する１つの傾斜面２３ａと、この傾斜面２３ａとほぼ平行な面であって回転軸１１に対して傾斜状態で後ろ向きの傾斜面２３ｂと、これらの傾斜面２３ａ，２３ｂが結合する頂面（又は頂点）２３ｃとを有するリップである。
【０００７】
つまり、リップは、対象面に当接又は接近する頂点部又は頂面部（単に頂点という）と、この頂点の両側の２つの面とを備えるが、山型リップとは、この頂点の両側の２つ面がいずれも適当に傾斜しながら対象面（シール面）に向いているものであり、これに対して、ヒゲ型リップとは、この頂点の両側の２つ面のうち一方の面が適当に傾斜しながら対象面（シール面）に向いているが、他方の面は対象面（シール面）に背を向けた状態になっているものである。
【０００８】
また、この例では、シールリップ２２の内周（傾斜面２２ｂの内周）に、ネジ２６が形成されている。このネジ２６は、オイルを大気側（ハウジング外部）からオイル側（ハウジング内部）に向けて駆動し、シールリップ２２からのオイルの漏出を防止しようとするものである。つまり、シールリップ２２と回転軸１１との間のオイルは、回転軸１１がシールリップ２２に対して矢印Ａ１方向に回転するとこれと同方向に回転するため、ネジ２６に案内されて、矢印Ａ２で示すように大気側からオイル側に向かう。回転軸１１が回転している間は、シールリップ２２と回転軸１１との間のオイルには、このような力が加わるため、シールリップ２２からのオイルの漏出が防止されるのである。なお、ネジ２６は回転軸１１との圧接によって弾性変形するため、シールリップ２２と回転軸１１との間（ネジ２６の表面と回転軸１１の外周面との間）には、油膜程度の隙間が生じるだけである。
【０００９】
また、特開平７−２３９０４２号公報には図５に示すような回転軸用オイルシールが開示されている。図５において、図４と同符号は同様なものを示している。図５に示すように、このオイルシールでは、シール本体２１の内周部２１ｂにおいて、シールリップ２２よりもオイル側（ハウジング内部）に、ヒゲ型リップで構成された副シールリップ２７が追加されており、シールリップ（主シールリップ）２２と副シールリップ２７との２段構えでオイルのシールを行なうようになっている。
【００１０】
さらに、図示しないが、特開平５−３７０９３号公報には、いずれもヒゲ型リップで構成された複数の回転軸用オイルシールを軸心線方向に並べた回転軸用オイルシールが提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図４に示す従来の回転軸用オイルシールの場合、ダストリップ２３があるといえども、外気側からこのダストリップ２３の内部にダストが進入してシールリップ２２に噛み込んだり、ハウジング内部のオイルのスラッジ等がシールリップ２２に噛み込んだりして、このような噛み込み箇所からオイル漏れが発生することがある。
【００１２】
また、特開平７−２３９０４２号公報（図５参照）にかかる従来の回転軸用オイルシールの場合、副シールリップが、ハウジング内部のオイルスラッジ等のシールリップ２２への噛み込みを抑制し得るが、この副シールリップを構成するヒゲ型リップは、十分な圧力で回転軸に圧接させることが困難であるため、オイルスラッジ等のシールリップ２２への噛み込みを確実に抑制するのは難しい。また、外気側からのダストの進入に対しては、上記と同様の課題が残る。さらに、ヒゲ型リップの場合、組付時に、リップのめくれが生じてオイル漏れが生じることがある。
【００１３】
また、特開平５−３７０９３号公報（図５参照）にかかる従来の回転軸用オイルシールの場合、シールリップが複数のヒゲ型リップを連続的に形成した構成になっており、ヒゲ型リップの場合、上述のように、十分な圧力で回転軸に圧接させることが困難であるため、オイル漏れを防止するというオイルシール本来の性能を確保し難い。また、上述と同様に、ヒゲ型リップの場合、組付時に、リップのめくれが生じてオイル漏れが生じることがある。さらに、外気側からのダストの進入に対しては、上述と同様の課題が残る。
【００１４】
また、オイルシールを型成形で製造しようとする場合に、シールリップにヒゲ型リップを適用しようとすると、ヒゲ型リップの形状特性的な特性から、型抜けが難しく、成形性に課題がある。つまり、特開平７−２３９０４２号公報の構造のように、オイルシール本体の軸方向一端（大気側）にヒゲ型リップで構成されたダストリップを設けている上に、軸方向他端（オイル側）にもヒゲ型リップで構成されたシールリップを設ける場合には、型成形時の型抜けは悪く製造し難く、特開平５−３７０９３号公報の構造のように、ヒゲ型リップで構成されたシールリップを複数個連続的に形成する場合、型成形時の型抜けは一層悪くなって、極めて製造し難い。
【００１５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、容易に製造でき、外気側からのダストやオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合にも十分なオイルシール性を確保できるようにした、回転軸用オイルシールを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１，３記載の本発明の回転軸用オイルシールでは、ハウジングを貫通するように設けられた回転軸の軸周りで、該ハウジング内のオイルをシールするが、このシールは、該ハウジングに固設されたシール本体の内周面から突設されて該回転軸に摺動自在に圧接するメインシールリップとサブシールリップとによって行なわれる。また、もしも該メインシールリップが該ハウジング内のオイルのスラッジ等を噛み込んだ場合、該メインシールリップでオイルが漏出してしまうが、このときには、該メインシールリップよりも該ハウジングの外方に配設された該サブシールリップが該ハウジング内のオイルを確実にシールする。
【００１７】
一方、該サブシールリップよりも該ハウジングの外方にはダストリップが配設されているので、該ハウジングの外方から内方へのダストの進入が防止される。そして、もしも該ダストリップをダストが進入してこのダストを該サブシールリップが噛み込んだ場合、該サブシールリップでオイルが漏出してしまうおそれが生じるが、このときには、該サブシールリップよりも該ハウジングの内方に配設された該メインシールリップが該ハウジング内のオイルを確実にシールする。
【００１８】
また、請求項１記載の本発明の回転軸用オイルシールでは、該メインシールリップの近傍と該サブシールリップの近傍とに、それぞれ漏出防止構造を設けており、各漏出防止構造の吸い込み力（オイルを該ハウジングの内方に駆動する力）は、メインシールリップの近傍の漏出防止構造の方がサブシールリップの近傍の漏出防止構造よりも大きくなるように設定されている。
この場合の漏出防止構造としては、該回転軸側に突出形成したねじ形状が好ましい。この場合、サブシールリップのネジはメインシールリップのネジよりも小さくする。
【００１９】
また、請求項３記載の本発明の回転軸用オイルシールでは、該メインシールリップの頂点よりも該ハウジングの外方の傾斜面の側に、該回転軸の回転に伴ってオイルを該ハウジングの内方に駆動する漏出防止構造としてのねじをそなえることによって、該メインシールリップから該ハウジングの外方へのオイルの漏出が防止され、該メインシールリップへのオイルスラッジ等の噛み込み防止効果も期待できる。
【００２０】
また、該メインシールリップ及び該サブシールリップが何れも山型断面形状を有する山型リップで構成されることにより、該メインシールリップ及び該サブシールリップを共に十分な力で回転軸に圧接させることが容易になりシール性を向上させることができ、型成形するにも山型リップの形状は有利である。しかも、該メインシールリップを、該サブシールリップよりも該回転軸に強く圧接するように構成している（例えば、該メインシールリップを該サブシールリップよりも該回転軸側に突出形成する）ため、該サブシールリップよりも該回転軸側に突出形成されているので、シール性を一層向上させることができる。
【００２１】
なお、好ましくは、該メインシールリップの外周近傍に、該メインシールリップを該回転軸に圧接するためのスプリングを設けるようにする。
また、シール本体を、該ハウジングに形成された装着穴の内周に嵌着され芯材が内蔵される外周部と、該外周部よりも内側に該外周部のハウジング外方側端部からハウジング内方へ向けて形成された内周部とをそなえるように構成して、該内周部に該メインシールリップと該サブシールリップとを設けると共に、該内周部の肉厚を、該内周部の長さの１／２以下に設定することが好ましい。
【００２２】
また、該ダストリップは、該回転軸の外周面に密着させないようにすることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールを示すもので、図１はその部分縦断面図、図２はその取付状態を示す部分縦断面図、図３はその内周面を示す展開図である。
【００２４】
本回転軸用オイルシールは、エンジンのクランクシャフト等の回転軸１１の軸周りに装備され、オイルが内蔵されたハウジング（例えばエンジン本体）内のオイルをシールするもので、図１に示すように、断面がコ字状のシール本体１と、このシール本体１の内周面から軸心側へ向けて突出するように一体形成されたメインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４の３つのリップをそなえている。シール本体１は、各リップ２，３，４を含めて例えば合成ゴムで形成される。
【００２５】
シール本体１は、ハウジング１２に嵌着する外周部１ａと、メインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４を形成された内周部１ｂと、これらの外周部１ａと内周部２ｂとを結ぶ中間部１ｃとをそなえ、コ字状断面形状を有するように構成される。このシール本体１の外周部１ａ及び中間部１ｃの内部にはＬ字状断面形状を有する環状の金属製芯材５が内蔵されている。この芯材５により、オイルシールの形状が保持され、外周部１ａがハウジング１２の装着穴に隙間なく強固に嵌着するとともに、内周部１ｂの基端１ｄをしっかりと支持するようになっている。
【００２６】
一方、内周部１ｂは、芯材５を内蔵されていないため比較的容易に弾性変形でき、特に、その基端１ｄからハウジング１２内部の方向に筒状に延設されており、先端１ｅに行くにしたがってより容易に弾性変形できるようになっている。この内周部１ｂには、先端１ｅ側からメインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４がこの順に形成されており、内周部１ｂの自由端である先端１ｅ側ほど弾性変形しやすいため、メインシールリップ２，サブシールリップ３，ダストリップ４はこの順に弾性的変位や変形を生じやすくなっている。これにより、各リップ２，３，４が、回転軸１１の外周面に追従して弾性的に変位したり変形したりして、回転軸１１の外周面に対して安定して接触又はクリアランス保持を行なえるようになっている。
【００２７】
特に、オイルをシールする主体であるメインシールリップ２は、内周部１ｂの最も自由端（先端１ｅ）側であり、回転軸１１の外周面に対する追従性が良く、その分だけメインシールリップ２と回転軸１１の外周面とが片当たりすることなく安定して摺接するが、内周部１ｂの断面形状によってはこのメインシールリップ２の回転軸１１に対する追従性が低下してしまう。つまり、図１に示すように、内周部１ｂの軸方向長さ（ここでは、内周部１ｂの基端１ｄからメインシールリップ２の頂点２ｃまでの軸方向距離）Ｌが短いほど、また、内周部１ｂの肉厚（最も肉厚の薄い内周部１ｂの基端１ｄ近傍の肉厚）Ｔが厚いほど、メインシールリップ２の追従性が低下する。
【００２８】
そこで、内周部１ｂの肉厚（リップ肉厚）Ｔを内周部１ｂの軸方向長さ（リップ長さ）Ｌの半分よりも小さい値に設定（Ｗ＜Ｌ／２）している。もちろん、追従性を優先させれば、リップ肉厚Ｔは小さくリップ長さＬは大きく設定する方が良いが、内周部１ｂに必要な剛性を確保する点や、オイルシールの装着環境による軸方向長さが制限される点から、リップ肉厚Ｔやリップ長さＬを設定するにも限度があるため、少なくともリップ肉厚Ｔをリップ長さＬの半分未満（Ｗ＜Ｌ／２）に設定するようにしている。
【００２９】
また、最も負担の大きいメインシールリップ２を、最もハウジング１２内方（オイル側）に配設しているが、これは、メインシールリップ２の劣化を防ぐように考慮したものである。つまり、メインシールリップ２は高い圧力で回転軸１１の外周面に摺接するため発熱して硬化しやすいが、メインシールリップ２を最もオイル側に配設すると、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルに接触してオイルによって冷却されるように考慮したものである。
【００３０】
ところで、図１に示すように、内周部１ｂに先端１ｅ側に形成されたメインシールリップ２及びサブシールリップ３には、山型リップが採用されている。
つまり、メインシールリップ２は、内周部１ｂに先端１ｅ側に配設されハウジング１２内方（オイル側、或いは密閉空間側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第１の傾斜面２ａと、この第１の傾斜面２ａよりも基端１ｄ側に隣接して配設されハウジング１２外方（大気側、或いは非密閉空間側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第２の傾斜面２ｂとが結合した構成になっている。そして、２つの傾斜面２ａ，２ｂが結合してなる頂点（実際には点ではなく環状の曲線であるが、ここでは頂点という）２ｃが回転軸１１側に最も突出形成されている。
【００３１】
また、サブシールリップ３も、同様に、内周部１ｂに先端１ｅ側に配設されハウジング１２内方（オイル側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第１の傾斜面３ａと、この第１の傾斜面３ａよりも基端１ｄ側に隣接して配設されハウジング１２外方（大気側）に傾斜しながら回転軸１１の外周面に向くように形成された第２の傾斜面３ｂとが結合した構成になっている。そして、２つの傾斜面３ａ，３ｂが結合してなる頂点３ｃが回転軸１１側に最も突出形成されている。
【００３２】
さらに、メインシールリップ２の裏側（即ち、外周側）には、メインシールリップ２を回転軸１１の外周面に圧接する環状のスプリング６が装備されている。本実施形態では、スプリング６は、メインシールリップ２とサブシールリップ３との両方を回転軸１１の外周面に圧接するように、メインシールリップ２とサブシールリップ３との中間部の外周側に配設されている。
【００３３】
本実施形態では、図１に示すように、スプリング６をメインシールリップ２の軸方向位置から微小距離Ｄ１だけサブシールリップ３に偏倚させて配置しており、スプリング６の付勢力の多くがメインシールリップ２に作用し、残りがサブシールリップ３に作用するようになっている。メインシールリップ２とサブシールリップ３との役割分担バランスによっては、スプリング６の軸方向位置をこれよりもサブシールリップ３側に近づけることも考えられるが、回転軸１１外周面へ圧接する主体はメインシールリップ２であるため、スプリング６のメインシールリップ２に対する軸方向距離Ｄ１をスプリング６のサブシールリップ３に対する軸方向距離Ｄ２よりも小さく設定する（Ｄ１＜Ｄ２）ことが好ましい。
【００３４】
また、メインシールリップ２は、サブシールリップ３よりも回転軸１１側に突出形成され、サブシールリップ３よりも回転軸１１に強く圧接するようになっている。つまり、メインシールリップ２及びサブシールリップ３は、装着前の自然の状態では、図１に示すように、各先端部（頂点）２ｃ，３ｃの内径は回転軸１１の外周面の外径よりも小さく設定されていて、装着時には、図２に示すように、各先端部（頂点）２ｃ，３ｃは弾性変形して回転軸１１の外周面の応じた内径に拡径する。このようなメインシールリップ２及びサブシールリップ３における装着による内径の変化分を締め代というが、ここでは、ハウジング１２内方（オイル側）のメインシールリップ２の締め代Ｈ１はハウジング１２外方（大気側）のサブシールリップ３の締め代Ｈ２よりも大きく設定（Ｈ１＞Ｈ２）されている。
【００３５】
また、図１，図３に示すように、メインシールリップ２の内周（傾斜面２ｂの内周）には、漏出防止構造としてのネジ７が形成されている。このネジ７は、従来から設けられているものと同様のものであり、メインシールリップ２と回転軸１１との間で、オイルを大気側（ハウジング外部）からオイル側（ハウジング内部）に向けて駆動し、換言すると、大気側（メインシールリップ２とサブシールリップ３との間の空間８）よりもオイル側（ハウジング内部）の方を低圧にするように（即ち、大気側よりもオイル側の方が吸い込み力が大きくなるように）動作し、メインシールリップ２からのオイルの漏出を防止しようとするものである。
【００３６】
つまり、回転軸１１がメインシールリップ２に対して矢印Ａ１方向に回転すると、メインシールリップ２と回転軸１１との間のオイルは、回転軸１１と同方向（矢印Ａ１方向）に回転する。このため、ネジ７に案内されて、矢印Ａ２で示すように大気側からオイル側へとオイルが向かうようになる。したがって、回転軸１１が回転している間は、メインシールリップ２と回転軸１１との間のオイルには、このような力が加わって、メインシールリップ２からのオイルの漏出が防止されるのである。なお、ネジ７は回転軸１１との圧接によって弾性変形するため、メインシールリップ２と回転軸１１との間（ネジ７の表面と回転軸１１の外周面との間）には、油膜程度の隙間が生じるだけである。
【００３７】
また、内周部１ｂの最も基端１ｄ側に形成されたダストリップ４には、ヒゲ型リップが採用されており、回転軸１１の外周面に対してハウジング１２外部の方向（大気側）に傾斜するように配設される。つまり、ダストリップ４は、回転軸１１に対して傾斜状態で対向する第１面（第１傾斜面）４ａと、この傾斜面２３ａと小さな角度(又は、ほぼ平行)の面であって回転軸１１に対して傾斜状態で回転軸１１とは反対方向を向いた第２面（第２傾斜面）４ｂと、これらの面４ａ，４ｂが結合する頂面（又は頂点）４ｃとをそなえている。この頂面４ｃは、図１に示すような曲面であってもよく、図４に示すような平面であってもよい。
【００３８】
そして、最も回転軸１１側に突出している頂面４ｃは、回転軸１１の外周面に完全に密着することのないように、つまり、頂面４ｃの全周又は一部が回転軸１１の外周面から微小に離隔するように設定されている。これは、ダストリップ４が回転軸１１の外周面に完全に密着していると、ダストリップ４よりも内側（ハウジング１２内方）の空間９が外気と遮断されるため、この空間９内の圧力が変動しやすく、オイルをシールする上で好ましくないためである。
【００３９】
本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールは、上述のように構成されているので、回転軸１１が回転すると、シール本体１の内周部１ｂに設けられたメインシールリップ２，サブシールリップ３が、内周部１ｂの弾性変形によって、回転軸１１の外周面に追従するように適宜変位，変形しながら回転軸１１の外周面に安定して摺接して、ハウジング１２内部のオイルを確実にシールする。
【００４０】
特に、メインシールリップ２は、内周部１ｂの最も先端１ｅ側（自由端側）に設けられているので、回転軸１１の外周面に対して片当たりすることなく安定して摺接する。このため、最も負担の大きいメインシールリップ２や回転軸１１外周面の摺接部分の磨耗が抑制される効果や、メインシールリップ２の発熱が抑制される効果が得られる。発熱が抑制されると、発熱によるメインシールリップ２の硬化（劣化）も抑制される。
【００４１】
また、例えば、少なくともリップ肉厚Ｔがリップ長さＬの半分未満（Ｗ＜Ｌ／２）というように、リップ長さＬを可能な限り大きく、リップ肉厚Ｔを可能な限り小さく設定しているので、メインシールリップ２における内周部１ｂの弾性変形が容易になり、メインシールリップ２の回転軸１１の外周面に対する追従性がより良くなって、メインシールリップ２や回転軸１１外周面の摺接部分の磨耗抑制効果や、メインシールリップ２の発熱抑制効果が一層促進される。
【００４２】
また、メインシールリップ２は高い圧力で回転軸１１の外周面に摺接するため発熱して硬化しやすいが、このメインシールリップ２は、最もハウジング１２内方（オイル側）に位置しているため、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルに接触してオイルによって冷却されるようになり、メインシールリップ２の発熱が抑制され、メインシールリップ２の発熱による硬化（劣化）が抑制される。
【００４３】
そして、万一、このようなメインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合には、このメインシールリップ２からその外部（空間８）にオイルが漏出してしまうが、このときには、メインシールリップ２よりもハウジング１２の外方に配設されたサブシールリップ３が空間８内からその外部（空間９）へのオイルの漏れを確実に防止する。
【００４４】
また、メインシールリップ２は、山型リップが採用されているうえに、サブシールリップ３に比べて大きな締め代Ｈ１が与えられていて、さらに、スプリング６によりサブシールリップ３に比べてより強く回転軸１１外周面へ圧接されているので、シールを一層確実に行なうことができるとともに、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのスラッジ等を噛み込んで、シール漏れを生じるような事態も生じ難くなる。
【００４５】
そして、万一、メインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合には、このメインシールリップ２からその外部（空間８）にオイルが漏出してしまうが、このときには、メインシールリップ２よりもハウジング１２の外方に配設されたサブシールリップ３が空間８内からその外部（空間９）へのオイルの漏れを確実に防止する。
【００４６】
また、メインシールリップ２の内周には、漏出防止構造として従来例と同様のネジ７が形成されており、このネジ７が、回転軸１１の回転に伴って、メインシールリップ２と回転軸１１との間でオイルを大気側（ハウジング外部）からオイル側（ハウジング内部）に向けて駆動する（図３の矢印Ａ１，Ａ２参照）ので、メインシールリップ２からオイルが漏出するのを積極的に防止する。また、メインシールリップ２の外の空間８内にオイルが漏出してしまった場合にも、この漏出したオイルをネジ７がハウジング１２内へ戻すようにも作用する。さらに、このネジ７は、メインシールリップ２が噛み込んでしまったスラッジ等をオイルと共にハウジング１２内へ戻してしまうような作用も期待できる。
【００４７】
一方、サブシールリップ３よりもハウジング１２の外方には、ダストリップ４が配設されているので、ハウジング１２の外方から内方へのダストの進入が防止される。
また、このダストリップ４が回転軸１１の外周面に完全に密着していると、ダストリップ４よりも内側（ハウジング１２内方）の空間９が外気と遮断されるため、この空間９内の圧力が変動しやすく、例えばネジ７の作用によって空間８内が大きく減圧されると空間９内の圧力も大きく低下してしまう。これは、オイルシール上好ましくない。つまり、空間８内が大きく減圧されると、この影響で、ヒゲ型リップのダストリップ４が変形して先端部にめくれ等が生じては隙間が発生すると空間９内に対しては大幅に高圧の大気側からダストを吸い込んでしまうおそれがある。
【００４８】
これに対して、本ダストリップ４は、その頂面４ｃの全周又は一部が回転軸１１の外周面から微小に離隔するように設定されており、回転軸１１の外周面に完全に密着していないので、空間９内はほぼ大気圧状態とされ、大気側からのダストの吸い込みが防止されるのである。もちろん、ダストリップ４と回転軸１１の外周面との隙間は微小であるため、空間９内に空気は進入してもダストの進入は阻止される。
【００４９】
そして、万一、ダストリップ４をダストが進入してこのダストをサブシールリップ３が噛み込んでしまった場合には、サブシールリップ３からでオイルが漏出してしまうおそれが生じるが、基本的に、サブシールリップ３よりもハウジング１２の内方に配設されたメインシールリップ２がハウジング１２内のオイルのシールして、サブシールリップ３側（空間８内）にはオイルが漏出しないので、サブシールリップ３からでオイルが漏出してしまうことはない。
【００５０】
また、上述のように、メインシールリップ２及びサブシールリップ３には、ヒゲ型リップに比べて型成形時の型抜きの容易な山型リップが採用されているので、本オイルシールは加工性も極めてよく、比較的低コストで精度が高く高品質なものを製造することができる利点もある。
なお、上述の実施形態は一例であって、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々変形して実施することができる。
【００５１】
例えば、漏出防止構造としてのネジ７は、漏出してしまったオイルを戻すことも考慮するとメインシールリップ２の頂点２ｃよりも大気側（空間８内）に設けることが効果的であり、この場合、メインシールリップ２の傾斜面２ｂに限らず、図１に二点鎖線（符号１０参照）で示すように、サブシールリップ３の空間８内部分（傾斜面３ａ）に併設してもよく、図示しないが、サブシールリップ３の空間９内部分（傾斜面３ｂ）に併設してもよい。
【００５２】
なお、サブシールリップ３にネジを併設する場合、メインシールリップ２に形成したネジの作用を妨げないように、メインシールリップ２のネジよりも小さいネジを設けるようにする。
また、オイルの漏出を防ぐという意味ではメインシールリップ２のオイル頂点２ｃよりもオイル側（傾斜面２ａの側）に設ける。
【００５３】
また、漏出防止構造自体、大気側よりもオイル側が高圧になるように、オイルを加圧し得るものであればよく、ネジに限定されるものではない。
また、本発明はエンジンのクランクシャフトのシールに限定されるものではなく、回転軸のオイルシールに広く適用し得るものであるが、特に、クランクシャフトのように高回転で回転する回転軸に関するオイルシールとして効果的である。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の回転軸用オイルシール（請求項１，３）によれば、メインシールリップが該ハウジング内のオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合には、メインシールリップよりもハウジングの外方に配設されたサブシールリップがハウジング内のオイルを確実にシールし、ダストリップをダストが進入してこのダストをサブシールリップが噛みこんでしまった場合には、サブシールリップよりもハウジングの内方に配設されたメインシールリップがハウジング内のオイルを確実にシールする。したがって、外気側からのダストやオイルのスラッジ等を噛み込んでしまった場合にも十分なオイルシール性を確保できるようになる。
さらに、メインシールリップ及びサブシールリップが何れも山型断面形状を有する山型リップで構成されることにより、これらのメインシールリップ及びサブシールリップを共に十分な力で回転軸に圧接させることができシール性を向上させることができるうえ、シールする主体となるメインシールリップが、サブシールリップよりも回転軸に強く圧接するので、シール性を一層向上させることができる。また、山型リップの採用によって、本オイルシールを型成形によって容易に製造できるようになる。
【００５５】
また、該メインシールリップ、又は、該メインシールリップと該サブシールリップとの間に、該回転軸の回転に伴ってオイルを該ハウジングの内方に駆動する漏出防止構造をそなえること（請求項１，３）によって、該メインシールリップから該ハウジングの外方へのオイルの漏出が防止され、該メインシールリップへのオイルスラッジ等の噛み込み防止効果も期待でき、オイルシールの性能向上に寄与する。
また、メインシールリップとサブシールリップとに漏出防止構造としてのネジを設け、サブシールリップのネジをメインシールリップのネジよりも小さいネジを設けるようにするなど、メインシールリップの近傍の漏出防止構造の吸い込み力の方を、サブシールリップ側の漏出防止構造の吸い込み力よりも大きくなるように設定すること（請求項１）により、メインシールリップに形成したネジ等の漏出防止構造の作用を妨げないようにすることができる。
また、メインシールリップの頂点よりもハウジングの外方の傾斜面に、回転軸の回転に伴ってオイルをハウジングの内方に駆動する漏出防止構造としてのネジをそなえていること（請求項３）により、オイルの漏出を防ぎやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールを示す部分縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールの取付状態を示す部分縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての回転軸用オイルシールの内周面を示す展開図である。
【図４】第１の従来例の回転軸用オイルシールを示す部分縦断面図である。
【図５】第２の従来例の回転軸用オイルシールの取付状態を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
１ シール本体
２ メインシールリップ
３ サブシールリップ
４ ダストリップ
７，１０ 漏出防止構造としてのネジ
１１ 回転軸
１２ ハウジング
Claims (6)
- ハウジングを貫通するように設けられた回転軸の軸周りで、該ハウジング内のオイルをシールする回転軸用オイルシールであって、
該ハウジングに固設されたシール本体と、
該シール本体の内周面から突設されて該回転軸に摺動自在に圧接するメインシールリップと、
該メインシールリップよりも該ハウジングの外方に配設され該シール本体の内周面から突設されて該回転軸に摺動自在に圧接するサブシールリップと、
該サブシールリップよりも該ハウジングの外方に配設され該ハウジングの外方から内方へのダストの進入を防止するダストリップと、をそなえるとともに、
該メインシールリップの近傍と該サブシールリップの近傍とに、それぞれ該回転軸の回転に伴ってオイルを該ハウジングの内方に駆動する漏出防止構造をそなえ、
該メインシールリップの近傍の漏出防止構造の吸い込み力の方が、該サブシールリップの近傍の漏出防止構造の吸い込み力よりも大きくなるように設定されている
ことを特徴とする、回転軸用オイルシール。 - 上記の各漏出防止構造はネジであって、
該サブシールリップのネジは該メインシールリップのネジよりも小さい
ことを特徴とする、請求項１記載の回転軸用オイルシール。 - ハウジングを貫通するように設けられた回転軸の軸周りで、該ハウジング内のオイルをシールする回転軸用オイルシールであって、
該ハウジングに固設されたシール本体と、
該シール本体の内周面から突設されて該回転軸に摺動自在に圧接するメインシールリップと、
該メインシールリップよりも該ハウジングの外方に配設され該シール本体の内周面から突設されて該回転軸に摺動自在に圧接するサブシールリップと、
該サブシールリップよりも該ハウジングの外方に配設され該ハウジングの外方から内方へのダストの進入を防止するダストリップと、をそなえるとともに、
該メインシールリップの頂点よりも該ハウジングの外方の傾斜面の側に、該回転軸の回転に伴ってオイルを該ハウジングの内方に駆動する漏出防止構造としてのネジをそなえている
ことを特徴とする、回転軸用オイルシール。 - 該メインシールリップ及び該サブシールリップが何れも山型断面形状を有する山型リップで構成され、該メインシールリップが、該サブシールリップよりも該回転軸に強く圧接するように構成されている
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転軸用オイルシール。 - 該メインシールリップの外周近傍に、該メインシールリップを該回転軸に圧接するためのスプリングを設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転軸用オイルシール。 - 該シール本体は、該ハウジングに形成された装着穴の内周に嵌着され芯材が内蔵される外周部と、該外周部よりも内側に該外周部のハウジング外方側端部からハウジング内方へ向けて形成された内周部とをそなえ、
該内周部に該メインシールリップと該サブシールリップとが設けられ、該内周部の肉厚が、該内周部の長さの１／２以下に設定される
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転軸用オイルシール。
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