JP5704316B2

JP5704316B2 - オイルシール

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Publication number: JP5704316B2
Application number: JP2011005773A
Authority: JP
Inventors: 岳洋中川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: JP2012145199A

Description

本発明は、自動車や産業機械における回転部分の密封手段として用いられるオイルシールに関するものであって、特に、円周方向に複数に分割されたハウジングの内周に装着されるものに関する。

従来、自動車や産業機械における回転部分の外周をシールリップによって密封する密封装置として、オイルシールが知られている。図８は、この種のオイルシール１００の典型的な従来技術を示すもので、金属板を打ち抜き塑性加工することにより製作された補強環１０１に、固定シール部１０２、対油リップ１０３及びダストリップ１０４が、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体成形され、対油リップ１０３の先端近傍の外周部にガータスプリング１０５が嵌着された構造を有する。

すなわちこのオイルシール１００は、固定シール部１０２が、ハウジング２００の軸孔２０１の開口端部に形成されたシール保持筒部２０２の内周面に圧入嵌着され、対油リップ１０３の先端内径部が、ハウジング２００に挿通された回転軸３００の外周面に摺動可能に密接されることによって軸封機能を奏し、対油リップ１０３が向いた機内空間Ａの密封対象油が軸周から機外空間Ｂへ漏洩するのを阻止するものである。

この種のオイルシール１００において、装着対象のハウジング２００が例えば軸心を通る平面上で２分割されたもの、すなわち２つ割のハウジングであるような場合、図９に誇張して示すように、不図示のガスケットを介して互いに衝合される一方のハウジング部材２００Ａと他方のハウジング部材２００Ｂが、僅かな寸法誤差があったり、僅かにずれて組み合わされたりすることに起因して、シール保持筒部２０２の内周面に、ハウジング部材２００Ａ，２００Ｂの合わせ面に沿って軸方向へ延びる径方向の段差２００ａを生じてしまうことがある（例えば下記の特許文献１参照）。

特許第４３２４７８２号公報

したがってこのような場合は、ハウジング２００におけるシール保持筒部２０２の内周面と、オイルシール１００の固定シール部１０２との間に段差２００ａによって生じる隙間を塞ぐために、オイルシールの装着前に予めハウジング２００におけるハウジング部材２００Ａ，２００Ｂの合わせ面に、ＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket）などの液状ガスケットを塗布しておくことが、漏洩防止に有効である。すなわちこのようにすれば、図１０に示すように、液状ガスケットＧがシール保持筒部２０２の内周面とオイルシール１００の固定シール部１０２の間に介在して図９のような段差２００ａによる隙間を埋めることができるのである。

しかしながらこの場合、ハウジング２００に液状ガスケットＧを塗布した後でオイルシール１００を装着する際に、液状ガスケットＧの一部がシール保持筒部２０２の内周空間へ押し出されてオイルシール１００の対油リップ１０３などに過って付着すると、それが対油リップ１０３と回転軸３００との摺動部に介入した状態で硬化することによって、シール性が阻害されるおそれがあった。

またこのため、オイルシール１００の装着後に、対油リップ１０３などに液状ガスケットＧが付着しないように、余分な液状ガスケットＧを拭き取るといった作業が必要であり、これがコストを上昇させる一因となっていた。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ハウジングのシール保持筒部とオイルシールの固定シール部との間の隙間を埋める液状ガスケットが、リップ摺動部へ付着してしまうことによるシール性の低下を有効に防止することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るオイルシールは、円周方向複数に分割されたハウジングに形成されたシール保持筒部の内周面に嵌着される嵌着部と、前記ハウジングに挿通された回転体の外周面に摺動可能に密接されるシールリップを備えるオイルシールにおいて、前記嵌着部の外周側に、前記ハウジングのシール保持筒部の端面に軸方向に近接対向可能なフランジ部と、このフランジ部の外径端部から前記嵌着部の外周側を包囲するように延び前記シール保持筒部より大径の外周壁からなる液状ガスケット保持部が設けられ、前記フランジ部に、前記シール保持筒部への当該オイルシールの未装着状態において予め液状ガスケットが保持されるものである。

上記構成によれば、ハウジングにおけるシール保持筒部の内周に当該オイルシールを装着する際に、液状ガスケット保持部のフランジ部に液状ガスケットを塗布などにより保持しておくことによって、オイルシールの装着過程でシール保持筒部の端面に液状ガスケット保持部のフランジ部が軸方向に近接されて行くのに伴い、液状ガスケットが押し出されてその一部が前記シール保持筒部の内周面とオイルシールの嵌着部との間へ介入される。このため、円周方向複数に分割されたハウジングの合わせ面の段差によって、シール保持筒部の内周面とオイルシールの嵌着部との間に隙間が生じていても、この隙間は液状ガスケットの介入によって埋められる。

また、請求項２の発明に係るオイルシールは、請求項１に記載の構成において、液状ガスケット保持部が、嵌着部を補強する補強環から一体的に延在されたものである。

請求項１の発明に係るオイルシールによれば、液状ガスケットが、ハウジングのシール保持筒部の内周面に嵌着される嵌着部の外周側に形成された液状ガスケット保持部のフランジ部に予め保持され、オイルシールの装着過程でシール保持筒部の内周面とオイルシールの嵌着部との間の隙間を埋めるものであるため、オイルシールの装着過程で液状ガスケットが前記嵌着部の内周側に存在するシールリップに付着するようなことはなく、したがってシールリップの摺動部に液状ガスケットが介入することによるシール性の低下を有効に防止することができる。

請求項２の発明に係るオイルシールによれば、請求項１の発明による効果に加え、液状ガスケット保持部が補強環に一体に形成されるため、部品点数の増加を防止して製造コストの上昇を防止することができる。

本発明に係るオイルシールの第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。本発明に係るオイルシールの第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。本発明に係るオイルシールの第三の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。本発明に係るオイルシールの第四の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。本発明に係るオイルシールの第五の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。本発明に係るオイルシールの第六の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。従来の技術によるオイルシールの一例を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。２つ割ハウジングの一例を、その軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。従来の技術によるオイルシールにおいて、液状ガスケットを塗布した例を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。

以下、本発明に係るオイルシールの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係るオイルシールの第一の形態をその軸心を通る平面で切断して示す片側断面図、図２は、同じく装着状態の片側断面図である。

図１に示すオイルシール１０は、補強環１１に、対油リップ１２、ダストリップ１３及び固定シール部１４が一体的に設けられたものである。対油リップ１２、ダストリップ１３及びその外周側の固定シール部１４は、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるものであって、互いに連続している。対油リップ１２の先端近傍の外周面にはガータスプリング１５が装着されている。なお、対油リップ１２は、請求項１に記載されたシールリップに相当する。

一方、このオイルシール１０が装着されるハウジング２００は、図２に示すように、軸孔２０１と、その開口端部に形成されたシール保持筒部２０２を有し、また、軸心を通る平面上で２分割された、いわゆる２つ割の構造となっている。

補強環１１は、鋼板などの金属板を打ち抜き塑性加工することにより製作されたプレス成形品であって、第一筒部１１ａと、この第一筒部１１ａのうち、図２の装着状態において機内空間Ａ側となる端部から内周側へ折り返された第二筒部１１ｂと、さらにこの第二筒部１１ｂのうち、図２の装着状態において機外空間Ｂ側となる端部から内径方向へ延びる内向き鍔部１１ｃからなり、第一筒部１１ａにおける第二筒部１１ｂへの折り返し部と反対側（機外空間Ｂ側）の端部から外径側へ、後述の液状ガスケット保持部１６が一体に延在されている。

対油リップ１２は、補強環１１の内向き鍔部１１ｃの内周位置から、図２の装着状態において機内空間Ａ側となる方向へ延び、その先端近傍の内周面には軸心を通る平面で切断した断面形状が山形をなすリップエッジ１２ａが形成されている。なお、回転軸３００は、請求項１に記載された回転体に相当する。

ダストリップ１３は、補強環１１の内向き鍔部１１ｃの内周位置から、対油リップ１２と反対側（図２の装着状態において機外空間Ｂ側となる方向）へ円錐筒状に延びている。また、このダストリップ１３における先端部１３ａより対油リップ１２側の内周面には、円周方向所定間隔で複数のリブ１３ｂが形成されている。

固定シール部１４は、この第一の形態において、請求項１に記載された「シール保持筒部の内周面に嵌着される嵌着部」に相当するものであって、対油リップ１２及びダストリップ１３と連続したゴム状弾性材料が、第一筒部１１ａの外周側へ廻り込むことによって形成されている。また、この固定シール部１４には、密封面圧を局部的に高めるための複数のシール突条１４ａが、円周方向へ連続して形成されている。

ガータスプリング１５は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、対油リップ１２における先端近傍の外周面に形成された環状溝に嵌着されている。

補強環１１の第一筒部１１ａにおける機外空間Ｂ側の端部から外径側へ延在された液状ガスケット保持部１６は、軸心と直交する平面をなす円盤状のフランジ部１６ａと、その外径端部から固定シール部１４の外周側を包囲するように延びる外周壁１６ｂからなる。そしてこの液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａは、図２の装着状態において、ハウジング２００のシール保持筒部２０２の端面２０２ｂに軸方向に近接対向又は衝合可能となっている。

以上の構成を備える第一の形態のオイルシール１０は、互いに連続した補強環１１及び液状ガスケット保持部１６からなるプレス成形品を、不図示の金型内にセットし、型締めによってこのプレス成形品における補強環１１の部分と金型内面との間に画成された環状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、前記プレス成形品にゴム状弾性材料からなる対油リップ１２、ダストリップ１３及び固定シール部１４を加硫成形と同時に加硫接着し、成形後、さらに対油リップ１２にガータスプリング１５を装着して製作される。そして、液状ガスケット保持部１６が補強環１１から延在されたものであるため、部品点数や加工工数が増加することがなく、このため製造コストの上昇を防止することができる。

このオイルシール１０は、固定シール部１４を、ハウジング２００におけるシール保持筒部２０２の内周面２０２ａに圧入嵌着することによってハウジング２００に装着され、対油リップ１２の内径のリップエッジ１２ａが、ハウジング２００の軸孔２０１に挿通された回転軸３００の外周面に摺動可能に密接されることによって軸封機能を奏し、機内空間Ａに存在する密封対象油が軸周から機外空間Ｂへ漏洩するのを阻止すると共に、ダストリップ１３の先端部１３ａが回転軸３００の外周面と近接対向されることによって、機外空間Ｂ側からのダストの侵入を阻止している。

また、ダストリップ１３の先端部１３ａは、内周面に形成されたリブ１３ｂによって、回転軸３００の外周面から僅かに浮上した状態に支持される。このため、対油リップ１２の吸い込み能力により、対油リップ１２とダストリップ１３との間の空間のエアーが機内空間Ａに吸い込まれた場合に、ダストリップ１３が回転軸３００の外周面に吸着状態となるのを防止することができる。

ここで、ハウジング２００が２つ割の構造である場合、先に説明した図９に誇張して示すように、不図示のガスケットを介して互いに衝合される一方のハウジング部材２００Ａと他方のハウジング部材２００Ｂが、僅かな寸法誤差や、僅かにずれて組み合わされることなどに起因して、シール保持筒部２０２の内周面２０２ａに、ハウジング部材２００Ａ，２００Ｂの合わせ面に沿って軸方向へ延びる径方向の段差２００ａを生じてしまうことがある。したがって、オイルシール１０をハウジング２００のシール保持筒部２０２に装着する際には、図１に示すように、液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内側面に、液状ガスケットＧを適量塗布しておく。液状ガスケットＧは適度な粘性を有し、経時的に硬化するものであって、例えば公知のＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket）からなるものが用いられる。

液状ガスケット保持部１６は、そのフランジ部１６ａ及び外周壁１６ｂと、内周側の固定シール部１４によって、断面コ字形に囲まれた液状ガスケット溜まりをなすため、フランジ部１６ａの内側面に塗布された液状ガスケットＧは、外部の部品などに不用意に付着するようなことがない。またこのため、塗布作業を容易に行うことができ、塗布後の余分な液状ガスケットＧの拭き取りといった作業も不要である。

液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内側面に液状ガスケットＧを塗布した後は、オイルシール１０の固定シール部１４をハウジング２００のシール保持筒部２０２の内周面２０２ａに圧入して行くことによって、このオイルシール１０をハウジング２００に装着する。そしてこの圧入過程では、シール保持筒部２０２の端面２０２ｂに液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａが軸方向に近接されて行くのに伴い、その内側面に塗布された液状ガスケットＧの一部がシール保持筒部２０２の内周面２０２ａと固定シール部１４との間へ向けて押し出される。

したがって、シール保持筒部２０２の内周面２０２ａに図９に示すようなハウジング部材２００Ａ，２００Ｂの合わせ面に沿った径方向の段差２００ａによって、固定シール部１４との間に隙間が生じても、この隙間は液状ガスケットＧによって埋められ、液状ガスケットＧの硬化によって、ハウジング２００のシール保持筒部２０２とオイルシール１０の固定シール部１４との間の優れたシール性が確保される。

また、液状ガスケットＧはハウジング２００のシール保持筒部２０２の端面２０２ｂと液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａとの互いの衝合面間にも介在しているので、上述のような径方向の段差２００ａによる隙間が、もし液状ガスケットＧによって完全に埋まらないような場合があったとしても、優れたシール性が確保される。

さらには、オイルシール１０の固定シール部１４の圧入を、液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａがシール保持筒部２０２の端面２０２ｂと衝合するまで行うことによって、オイルシール１０がハウジング２００に対して軸方向に位置決めされることになる。すなわち、液状ガスケット保持部１６はオイルシール１０の装着の際の位置決め機能を兼ねるものである。

しかも、オイルシール１０の装着過程で液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａとシール保持筒部２０２の端面２０２ｂの間からその内周側へ押し出される液状ガスケットＧは、そのほとんどがオイルシール１０の固定シール部１４で堰き止められるため、固定シール部１４の内周側に位置する対油リップ１２などに付着するようなことはなく、したがってリップエッジ１２ａなどに付着して硬化した液状ガスケットＧによってシール性が阻害されるのを有効に防止することができる。

またこのため、オイルシール１０の装着後に、対油リップ１２などに液状ガスケットＧが付着しないように、余分な液状ガスケットＧを拭き取るといった作業も不要になり、コストを低減することができる。

図３〜図７は、それぞれ本発明に係るオイルシールの他の形態を示すものである。

このうち図３に示す第二の形態は、オイルシール１０の補強環１１が、液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内径部に連続した内径筒部１１ｄと、この内径筒部１１ｄの内周面に圧入嵌合した平ワッシャ状の鍔部材１１ｅからなるものであり、その他の部分は基本的に上述した第一の形態と同様である。したがって、この形態も、液状ガスケットＧが対油リップ１２のリップエッジ１２ａなどに付着するのを防止するといった、第一の形態と同様の効果を得ることができる。

そしてこのオイルシール１０は、液状ガスケット保持部１６と連続した内径筒部１１ｄの内周面に予め鍔部材１１ｅを圧入嵌合して、その嵌合一体物を、不図示の金型内にセットし、型締めによってこの嵌合一体物における補強環１１の部分と金型内面との間に画成された環状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、前記補強環１１の部分にゴム状弾性材料からなる対油リップ１２、ダストリップ１３及び固定シール部１４を加硫成形と同時に加硫接着し、成形後、さらに対油リップ１２にガータスプリング１５を装着することによって製作される。

また、図４に示す第三の形態は、液状ガスケット保持部１６が、オイルシール１０の補強環１１と別部品として設けられたものであり、詳しくは、断面略Ｌ字形をなす補強環１１の内向き鍔部１１ｃと、断面略Ｌ字形をなす液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内径部が軸方向に互いに重合されると共に、ゴム状弾性材料からなる固定シール部１４、対油リップ１２及びダストリップ１３との加硫接着により一体化されているものであり、その他の部分は基本的に上述した第一の形態と同様である。したがって、この形態も、液状ガスケットＧが対油リップ１２のリップエッジ１２ａなどに付着するのを防止するといった、第一の形態と同様の効果を得ることができる。

そしてこのオイルシール１０は、補強環１１の内向き鍔部１１ｃと液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内径部を軸方向に互いに重合させた状態で、これらを不図示の金型内にセットし、型締めによって補強環１１及び液状ガスケット保持部１６と金型内面との間に画成された環状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、補強環１１及び液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内径部にゴム状弾性材料からなる対油リップ１２、ダストリップ１３及び固定シール部１４を加硫成形と同時に加硫接着し、成形後、さらに対油リップ１２にガータスプリング１５を装着することによって製作される。

また、図５に示す第四の形態は、先に説明した図３に示す第二の形態と同様、オイルシール１０の補強環１１が、液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内径部に連続した内径筒部１１ｄと、この内径筒部１１ｄの内周面に圧入嵌合した平ワッシャ状の鍔部材１１ｅからなるものであり、補強環１１の内径筒部１１ｄの外周面を直接、ハウジング２００のシール保持筒部２０２の内周面２０２ａに嵌着するものである他は、基本的に第二の形態と同様である。なお、この形態では内径筒部１１ｄが、請求項１に記載された「シール保持筒部の内周面に嵌着される嵌着部」に相当するものである。

そしてこの形態では、既述の各形態のようなゴム状弾性材料からなる固定シール部１４が存在せず、金属同士での嵌合となるため、ハウジング２００に対する大きな嵌合力が得られる。

また、オイルシール１０の圧入過程で、ハウジング２００のシール保持筒部２０２の端面２０２ｂと液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａとの互いの衝合面間から押し出された液状ガスケットＧの一部が、シール保持筒部２０２の内周面２０２ａと補強環１１の内径筒部１１ｄの嵌合面間の隙間に介入して、これを埋めることになる。そしてこの形態も、液状ガスケットＧが対油リップ１２のリップエッジ１２ａなどに付着するのを防止するといった、第一の形態と同様の効果を得ることができる。

また、図６に示す第五の形態は、補強環１１及び液状ガスケット保持部１６が、図１及び図２に示す第一の形態と同様の、互いに連続したプレス成形品からなるものであり、上述の第四の形態と同様、補強環１１の第一筒部１１ａの外周面を直接、ハウジング２００のシール保持筒部２０２の内周面２０２ａに嵌着するものであるほかは、基本的に第一の形態と同様に構成されている。したがって第一の形態及び第四の形態と同様の効果を実現することができる。

さらに、図７に示す第六の形態は、図６に示す第五の形態における補強環１１の第一筒部１１ａと第二筒部１１ｂの間の折り返し部分に円錐面状の固定シール支持部１１ｆを形成し、この固定シール支持部１１ｆの外周面に、対油リップ１２側からゴム状弾性材料の一部が回り込んで成形された固定シール部１４を設けたもので、その他の部分は基本的に第五の形態と同様である。

したがってこの第六の形態によれば、液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａの内側面に液状ガスケットＧを塗布した後で、オイルシール１０の固定シール部１４をハウジング２００のシール保持筒部２０２の内周面２０２ａに圧入して行く過程で、ハウジング２００のシール保持筒部２０２の端面２０２ｂと液状ガスケット保持部１６のフランジ部１６ａとの互いの衝合面間から押し出された液状ガスケットＧの一部が、シール保持筒部２０２の内周面２０２ａと補強環１１の第一筒部１１ａの嵌合隙間へ介入して行くが、介入された液状ガスケットＧがシール保持筒部２０２の内周面２０２ａと補強環１１の第一筒部１１ａの嵌合部を通過してしまうようなことがあっても、この液状ガスケットＧは固定シール部１４で堰き止められるので、その内周側に位置する対油リップ１２などに付着するのを確実に防止することができる。

なお上述のように、本発明は、円周方向に複数に分割されたハウジングに装着する場合に優れた効果を発揮するが、円周方向に連続したハウジングに装着することもできる。

１０オイルシール
１１補強環
１１ａ第一筒部（嵌着部）
１１ｄ内径筒部（嵌着部）
１２対油リップ（シールリップ）
１３ダストリップ
１４固定シール部（嵌着部）
１５ガータスプリング
１６液状ガスケット保持部
２００ハウジング
２０２シール保持筒部
３００回転軸（回転体）

Claims

円周方向複数に分割されたハウジングに形成されたシール保持筒部の内周面に嵌着される嵌着部と、前記ハウジングに挿通された回転体の外周面に摺動可能に密接されるシールリップを備えるオイルシールにおいて、前記嵌着部の外周側に、前記ハウジングのシール保持筒部の端面に軸方向に近接対向可能なフランジ部と、このフランジ部の外径端部から前記嵌着部の外周側を包囲するように延び前記シール保持筒部より大径の外周壁からなる液状ガスケット保持部が設けられ、前記フランジ部に、前記シール保持筒部への当該オイルシールの未装着状態において予め液状ガスケットが保持されるものであることを特徴とするオイルシール。
液状ガスケット保持部が、嵌着部を補強する補強環から一体的に延在されたものであることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。