JP5408461B2 - オイルシール - Google Patents

Description

本発明は、密封装置の一種であるオイルシールに係り、更に詳しくは、シールリップ摺動部に対する潤滑油の供給機能を高めるようにしたオイルシールに関するものである。本発明のオイルシールは例えば、自動車関連分野において用いられ、またはその他の汎用機械等において用いられる。

例えば図１１に示すように従来から、ハウジング（図示せず）に取り付けられる環状の取付部５２と、前記ハウジングの軸孔内周に挿通した軸（図示せず）の周面に摺動自在に密接するシールリップ５３とを一体に有するオイルシール５１が広く知られており、この種のオイルシール５１においては、所定のゴム状弾性体よりなるシールリップ５３の耐久性を向上させるべくその摺動摩耗を低減させるよう、シールリップ摺動部５４に潤滑油を供給する必要がある。しかしながら密封対象油が例えばミスト状に存在するような場合には、シールリップ摺動部が貧潤滑状態となりやすく、早期摩耗や発熱等によってシール寿命が著しく短くなる虞がある。

特開２００５−２８２８４１号公報 特開２００３−０５６７１８号公報

本発明は以上の点に鑑みて、シールリップ摺動部に対する潤滑油の供給機能を高めることができ、もってシールリップの耐久性を向上させ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。

上記目的を達成するため、本発明のオイルシールは、ハウジングに取り付けられる環状の取付部と、軸の周面に摺動自在に密接するシールリップとを有するオイルシールにおいて、前記取付部の先端部位に、付着する油を集めて前記軸上へ滴下しまたは前記軸とシールリップとの摺動部へ供給する潤滑油補給部を有し、前記潤滑油補給部は、前記取付部の内周面に円周上複数設けられた突起を有し、前記突起の表面にて油を集め、前記シールリップの先端面であってその最外周部位に、径方向外方であってかつ軸方向一方へ向けて斜めに油伝い片をリップ状のものとして一体成形し、前記突起に集められる油を前記油伝い片を介して前記シールリップの方へ案内することを特徴とする。

上記構成を有する本発明のオイルシールにおいては、当該オイルシールの取付部の先端部位に潤滑油補給部が設けられ、この潤滑油補給部が付着する油を集めて軸上へ滴下させるものとされているために、この滴下される油によってシールリップ摺動部を潤滑することが可能とされている。また本発明のオイルシールにおいては、当該オイルシールの取付部の先端部位に潤滑油補給部が設けられ、この潤滑油補給部が付着する油を集めて軸とシールリップとの摺動部へ供給するものとされているために、この供給される油によってシールリップ摺動部を潤滑することが可能とされている。この「軸上へ滴下」と「軸とシールリップとの摺動部へ供給」は何れもシールリップ摺動部へ潤滑油を補給する点で同じであるが、「軸上へ滴下」では、油は潤滑油補給部から軸上へ滴下され、軸上からシールリップ摺動部へ供給される。これに対して「軸とシールリップとの摺動部へ供給」では、「軸上へ滴下」と同じ供給経路のほかに、油が潤滑油補給部からシールリップを伝ってシールリップ摺動部へ供給される場合が含まれる。

潤滑油補給部は、密封対象空間中にミスト状に存在する油を当該補給部の表面に付着させ、これを集めて油滴としてシールリップ摺動部へ供給する。したがって潤滑油補給部の具体的構成としては、油の付着面積を大きく確保するよう取付部の内周面に突起を設け、この突起の表面にて油を集めるのが好ましい。但し、突起はこれをオイルシールの全周に亙って環状に設定すると、集めた油が突起の表面を伝って円周方向へ流れて行ってしまい滴下されないことが懸念されるので、これを防止すべく突起はこれをオイルシールの円周上複数に分割して設けるのが好ましい。この場合、油は突起単位で集められ、複数の突起のうち軸の上方に配置される突起で集められる油が軸上へ滴下されることになる。

突起は、所定の体積を有する形状であるので、その表面にて油付着面積を拡大するのに有効な構造である。オイルシールの取付部の内周面に突起を円周上複数設ける場合、突起はそれぞれ一般に軸方向に長い形状とされて軸方向端面（先端面）を有し、この軸方向端面が密封対象空間に面することになるので、この軸方向端面に特に多くの油が付着する。またオイルシールの取付部の軸方向端面に付着する油が突起に伝って来ることがあり、オイルシールを装着するハウジングの形状によってはハウジングの表面に付着する油がオイルシールの取付部を経由して突起に伝って来ることもある。したがって何れにしても少しでも多くの油を集められるよう、以下のような構造を付設するのが好適である。

すなわち、上記突起を補助するものとして、シールリップの先端面であってその最外周部位に、径方向外方であってかつ軸方向一方へ向けて斜めに油伝い片をリップ状のものとして一体成形すると、突起に集められる油がこの油伝い片を伝ってシールリップの方へ案内されることから、突起からシールリップ摺動部への油の供給を円滑化することが可能となる。一般に油伝い片はリップ状に成形され、その機能からして薄膜で良いので成形上のバリを利用することも可能である。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明のオイルシールにおいては上記したように、取付部の先端部位に潤滑油補給部が設けられ、この潤滑油補給部が付着する油を集めて滴下しまたは軸とシールリップとの摺動部へ供給するように構成されているために、この滴下・供給される油をシールリップ摺動部へ供給し、これによりシールリップ摺動部を潤滑することが可能とされている。したがって本発明所期の目的どおり、シールリップ摺動部に対する潤滑油の供給機能を高めることができ、これによりシールリップの耐久性を向上させることができる。

また、本発明のオイルシールにおいては、潤滑油補給部として取付部の内周面に突起が設けられ、この突起の表面にて油を集めるように構成されているために、多くの油を集めて軸上へ滴下または摺動部へ供給することが可能とされている。また、突起が円周上複数設けられているために、軸の上方に配置される突起から軸上または摺動部へと油を確実に滴下・供給することができる。

また、本発明のオイルシールにおいては、上記突起を補助するものとしてシールリップの先端面であってその最外周部位に、径方向外方であってかつ軸方向一方へ向けて斜めに油伝い片がリップ状のものとして一体成形されているために、突起からこの油伝い片およびシールリップを経由してシールリップ摺動部へと油が確実に供給される。したがって油の供給を一層円滑化することができる。

本発明の第一実施例に係るオイルシールの半裁正面図 同オイルシールの要部断面図であって図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図 同オイルシールの要部断面図であって図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図 同オイルシールにおける潤滑油補給部の斜視図 本発明の第二実施例に係るオイルシールの断面図 同オイルシールにおける潤滑油補給部の斜視図 本発明の第三実施例に係るオイルシールの断面図 同オイルシールにおける潤滑油補給部の正面図であって図７におけるＣ方向矢視図 本発明の第四実施例に係るオイルシールの断面図 本発明の第五実施例に係るオイルシールの断面図 従来例に係るオイルシールの要部断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（Ａ）取付筒部が機器のハウジングの内周面に密嵌され、この取付筒部の内周から密封対象空間側へ向けて延在されたシールリップの先端近傍の内周部が、前記ハウジングに挿通された軸の外周面に摺動可能に密接され、軸心が横向きのオイルシールにおいて、前記取付筒部の内周に、液を保持し前記シールリップの先端部の正面に滴下させる集液突起が形成されたことを特徴とするオイルシール。
（Ｂ）集液突起が多数のフィンからなり、各フィン間に毛細管現象により液を保持するものであることを特徴とする上記（Ａ）に記載のオイルシール。
（Ｃ）集液突起の下面が、液の滴下位置をシールリップの先端部の正面と対応する位置に規定する傾斜面をなすことを特徴とする上記（Ａ）に記載のオイルシール。
（Ｄ）集液突起に、液の滴下位置をシールリップの先端部の正面と対応する位置に誘導する案内溝、案内突条又はダム部が形成されたことを特徴とする上記（Ａ）に記載のオイルシール。
（Ｅ）シールリップに、集液突起から滴下した液を受けて前記シールリップの先端部の正面へ誘導する液受け突起が形成されたことを特徴とする上記（Ａ）に記載のオイルシール。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係るオイルシール１を軸方向一方から見た半裁正面図を示しており、そのＡ−Ａ線断面図が図２に示されるとともに、Ｂ−Ｂ線断面図が図３に示されている。図４は潤滑油補給部１１の斜視図である。

当該実施例に係るオイルシール１は、ハウジング２１（図３）に取り付けられる環状の取付部２と、ハウジング２１の軸孔２２内周に挿通した軸（回転軸）２３（図３）の周面に摺動自在に密接するシールリップ４とを有するオイルシール１において、取付部２の先端部位に、付着する油を集めて軸２３上へ滴下させる潤滑油補給部１１を設けたものであり、また、付着する油を集めて軸２３とシールリップ４との摺動部へ供給する潤滑油補給部１１を設けたものである。潤滑油補給部１１は、取付部２の内周面に円周上複数設けられた突起１２よりなり、突起１２の表面に油を付着させて油を集めるものとされている。突起１２の表面には、付着した油を一時的に貯えるための凹部１３が設けられており、また同じく突起１２の表面には、付着した油を集中させるための傾斜面（突起１２の内周面１２ｂ）が設けられている。

各部ないし各部品の詳細は、以下のように設定されている。

すなわち先ず、当該オイルシール１をハウジング２１の軸孔２２内周に取り付けるための環状の取付部２が設けられており、この取付部２の内周側に環状の連結部（シールリップ保持部）３を介して、軸２３の周面に摺動自在に密接する環状のシールリップ４が設けられている。連結部３から見て、取付部２は軸方向一方（図３における右方であってすなわち機内側）へ向けて設けられ、シールリップ４も同じ軸方向一方へ向けて設けられている。また当該オイルシール１はその構成部品として、金属環５と、この金属環５に被着されたゴム状弾性体６と、このゴム状弾性体６の一部であるシールリップ４に嵌着されたガータースプリング７とを有している。

金属環５は、ハウジング２１の軸孔２２内周に嵌合される筒状部５ａと、この筒状部５ａの軸方向他方（図３における左方であってすなわち機外側）の端部に径方向内方へ向けて一体成形されたフランジ部５ｂとを一体に有している。ゴム状弾性体６は、金属環５の筒状部５ａの外周面に被着されて金属環５およびハウジング２１間をシールする外周面被着部（外周シール部）６ａと、筒状部５ａの先端面に被着された先端面被着部６ｂと、筒状部５ａの内周面に被着された内周面被着部６ｃと、フランジ部５ｂの軸方向一方の端面（内側端面）に被着された内側端面被着部６ｄと、フランジ部５ｂの内周端に被着された内周端被着部６ｅと、フランジ部５ｂの軸方向他方の端面（外側端面）に被着された外側端面被着部６ｆとを一体に有し、更に上記シールリップ４とサブリップ８とが一体に成形されている。

また、当該オイルシール１には特に、上記取付部２の軸方向先端部位であってその内周側に、当該潤滑油補給部１１に付着する油を集めて軸２３の周面上へ滴下させるための潤滑油補給部１１が設けられている。

この潤滑油補給部１１は、上記取付部２の内周面に設けられた複数の突起１２よりなり、各突起１２の表面、特に軸方向先端面１２ａにミスト状の油を付着させ、付着した油を集め、軸２３の上方に配置される突起１２において、集めた油を油滴としてその重力落下により軸２３の周面上に滴下させるように構成されている。

突起１２は、複数（当該実施例では図１に示すように４箇所）が等配状に設けられており、突起１２間には円周方向の間隔が設定されている。図では突起１２は４等配とされているがこれに限らず、４〜１６等配程度が好適である。突起１２はそれぞれゴム状弾性体６の一部として成形されており、先端面被着部６ｂおよび内周面被着部６ｃの内周面に一体成形されている。突起１２は径方向内方へ向けて突出形成され、かつ軸方向に長いリブ状に形成されている。

突起１２の軸方向先端面１２ａには、付着した油を一時的に貯えるための凹部１３が設けられており、また突起１２の内周面１２ｂには、付着した油を集中させるための傾斜面が設けられている。後者の傾斜面は、軸２３の上方に配置される突起１２において、その内周面１２ｂに付着する油やこの内周面１２ｂに流れてきた油を突起１２の先端面１２ａの内周縁に集めるものであって、このため同内周縁へ向けて下り勾配の傾斜面（アンダーカット状の円錐状傾斜面）が設定されている。したがって油は、この傾斜面を伝って先端面１２ａの内周縁に集められ、先端面１２ａの方から流れてきた油と合流のうえ、ここから滴下されることになる。潤滑油補給部１１の軸方向先端部すなわち突起１２の軸方向先端面１２ａは、油をシールリップ４上ではなく軸２３の周面上へ直接滴下させることができるよう、シールリップ４の軸方向先端面４ａよりも軸方向一方へ突出して形成されている。

上記構成のオイルシール１は、図３に示すようにハウジング２１および軸２３間に装着されて、機内側の油をシールするものであって、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。

すなわち、上記構成のオイルシール１においては上記したように、取付部２の先端部位に潤滑油補給部１１が設けられ、この潤滑油補給部１１が、付着する油を集めて軸２３の周面上へ滴下させるように構成されているために、この滴下される油によってシールリップ４の摺動部を潤滑することが可能とされている。したがって、シールリップ４の摺動部に対する潤滑油の供給機能を高めることができ、これによりシールリップ４の耐久性を向上させることができる。

また、潤滑油補給部１１に突起１２および凹部１３が設けられているために、突起１２で油の集積面積を拡大し、凹部１３で、集めた油を一時的に貯えることが可能とされている。したがって、多くの油を集めてこれを軸２３の周面上へ滴下させることができる。

また、突起１２が円周上複数設けられて突起１２ごとに凹部１３が設けられているために、突起１２や凹部１３が全周に亙って環状に形成される場合のように油が突起１２や凹部１３を伝って流れてしまうのを防止することが可能とされている。したがってこの点からも、多くの油を集めてこれを軸２３の周面上へ滴下させることができる。

また、複数の突起１２が円周上等配状に設けられているために、複数の突起１２のうちの何れかの突起１２は必ず軸２３の上方に配置され、油を確実に軸２３の周面上へ滴下させることが可能とされている。したがって、オイルシール１の装着につき円周方向の方向性が限定されないために、円周上部分的な突起１２を設けることにしてもオイルシール１の装着作業性が低下することはない（突起１２を円周上一箇所のみに設けた場合にはこの突起１２が軸２３の上方に配置されるようオイルシール１の装着につき円周方向の方向性が限定されてしまうが、本発明によれば、複数の突起１２が円周上等配状に設けられているために、特に装着の方向に意を介さなくても何れかの突起１２を軸２３の上方に配することができる。この効果を充分に得るには、突起１２は４等配以上の設置数であることが望ましい）

尚、図４の斜視図は、凹部１３の形状の一例を示しており、この図４において凹部１３は円周方向に長い溝状に形成されている。この溝状の凹部１３はその円周方向中央が最も深く、円周方向の両側へかけて徐々に浅くなる形状とされている。但し、この形状は単なる一例に過ぎずこれに限定されないものであって、凹部１３は例えば以下のようなものであっても良い。

第二実施例・・・
図５および図６に示すように、突起１２の先端面１２ａに溝状の凹部１３を設けるとともにこれに加えて突起１２の先端面１２ａであって凹部１３の内周側の幅方向中央部位に切欠状を呈する油の注ぎ口（凹状注ぎ口）１４を設ける。この構成によると、凹部１３に貯えられた油が切欠状の注ぎ口１４から軸２３上へ滴下されることになり、注ぎ口１４の切欠の大きさ如何によって、滴下される油滴Ｕの大きさ等を管理できるメリットがある。尚、この図５および図６の例では、突起１２の先端面１２ａが取付部２の先端面２ａと段差なく面一状に設定されていることからも、多くの油を集めることが可能とされている。

第三実施例・・・
図７および図８に示すように、突起１２を多数（図では１１枚）の平行フィン（薄板状突起）１５によって形成し、互いに隣り合うフィン１５間の間隙（間隙空間）を油貯め用の凹部１３として利用する。この場合、フィン１５間の間隙すなわち凹部１３は軸方向一方に開口するとともに径方向内方にも開口したものとなる。フィン１５間の間隙すなわち凹部１３の大きさ如何によっては該部に毛細管現象が発生するので、油を多量に貯えられる等のメリットがある。フィン１５間の間隙すなわち凹部１３の軸方向他方の側には、この方向への油の流れを堰き止めるために奥端壁（軸方向端壁）１３ａが設けられている。またこの図７および図８の例では、突起１２すなわち各フィン１５の内周面１２ｂに上記第一実施例と同様の、付着した油を集中させるための傾斜面が設けられていることからも多くの油を集めることが可能とされている。

尚、当該実施例のように潤滑油補給部１１が多数のフィン１５よりなる場合には、フィン１５に付着しフィン１５間の間隙すなわち凹部１３に貯えられた油は当該オイルシール１の円周方向に流れにくいので（フィン１５から隣のフィン１５へもしくは凹部１３から隣の凹部１３へと伝うようには流れにくいので）、フィン１５はこれをオイルシール１の全周に亙って万遍なく設定することも考えられる。この場合、フィン１５はオイルシール１の全周に亙って一定の周方向間隔（ピッチ）で放射状に配置されることになる。

また、上記第一ないし第三実施例のほか、突起１２の表面に多くの油を集めて油滴として滴下しやすくするには、以下の構造が有効である。

第四実施例・・・
図９に示すように、上記各実施例における突起１２による潤滑油補給機能を補助するものとして、シールリップ４の外周部位に油伝い片２０を径方向外方へ向けて一体成形し、突起１２に集められる油をこの油伝い片２０を介してシールリップ４の方へ案内し、シールリップ摺動部へ供給する。このようにシールリップ４の外周部位に油伝い片２０を径方向外方へ向けて一体成形すると、突起１２に集められる油がこの油伝い片２０を伝ってシールリップ４の方へ案内され、シールリップ４の先端面４ａを伝ってシールリップ摺動部へ供給されるために、油の供給を円滑化することが可能とされる。

図では、シールリップ４の先端面４ａであってその最外周部位に、径方向外方であってかつ軸方向一方へ向けて斜めに油伝い片２０が設けられている。したがって油伝い片２０はリップ状に成形されており、その機能からして薄膜で良いので成形上のバリを利用することも可能とされている。

油伝い片２０は、突起１２の内周側に配置されるが、突起１２の内周面１２ｂに対して接触はしておらず、両者１２，２０の間には径方向間隙が設定されている。したがって、突起１２から滴下される油（油滴）はこの油伝い片２０に受け止められ、シールリップ４の先端面４ａを伝ってシールリップ摺動部へと供給される（矢印Ｌ）。また、油伝い片２０と突起１２の径方向間隙が狭い場合や、滴下される油の粒が大きい場合には、油は突起１２から滴下される以前に突起１２から油伝い片２０へ直接受け渡されることもあり、このような場合も油は油伝い片２０からシールリップ４の先端面４ａを伝ってシールリップ摺動部へと供給される。したがって何れにしても、突起１２から油伝い片２０、シールリップ先端面４ａを経由してシールリップ摺動部へ至る油の供給経路が確保されるため、油を円滑に供給することが可能される。

尚、ハウジング２１に対して軸２３が偏心作動したとき、油伝い片２０が突起１２の内周面１２ａと干渉することが想定されるが、上記したように油伝い片２０は薄膜で良く柔らかいので、シールリップ４のシール作動に影響を及ぼすことはない。また、油伝い片２０は環状に設定されるが、円周上複数設けられる突起１２に対応して円周上に複数設けられればその機能を全うすることができる。環状に設定して円周上のところどころに切欠や穴の類を設けるようにしても良い。

第五実施例・・・
また、この油伝い片２０の形成位置は、突起１２から滴下される油を受け止めることができれば特に限定されるものではない。図１０の例では、シールリップ４の先端面４ａであってその最外周部位から若干径方向内方へ変位した位置にこの油伝い片２０が設けられている。

１ オイルシール
２ 取付部
２ａ，４ａ，１２ａ 先端面
３ 連結部
４ シールリップ
５ 金属環
６ ゴム状弾性体
７ ガータースプリング
８ サブリップ
１１ 潤滑油補給部
１２ 突起
１２ｂ 内周面
１３ 凹部
１３ａ 奥端壁
１４ 注ぎ口
１５ フィン
２０ 油伝い片
２１ ハウジング
２２ 軸孔
２３ 軸
Ｕ 油滴

Claims (1)

1. ハウジングに取り付けられる環状の取付部と、軸の周面に摺動自在に密接するシールリップとを有するオイルシールにおいて、
   前記取付部の先端部位に、付着する油を集めて前記軸上へ滴下しまたは前記軸とシールリップとの摺動部へ供給する潤滑油補給部を有し、
   前記潤滑油補給部は、前記取付部の内周面に円周上複数設けられた突起を有し、前記突起の表面にて油を集め、
   前記シールリップの先端面であってその最外周部位に、径方向外方であってかつ軸方向一方へ向けて斜めに油伝い片をリップ状のものとして一体成形し、前記突起に集められる油を前記油伝い片を介して前記シールリップの方へ案内することを特徴とするオイルシール。

Images