JP6063326B2 - Oil seal - Google Patents

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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Description

本発明はオイルシールに関する。さらに詳述すると、本発明はオイルシールのシール面の構造に関する。   The present invention relates to an oil seal. More specifically, the present invention relates to the structure of the seal surface of the oil seal.

従来の一般的なオイルシールは、シールリップの先端が、密封流体側(油側)斜面(仕上げ面)と非密封流体側(大気側)斜面(シール面)の二面から構成されており、この両斜面の間に、シャープなエッヂ(角度の小さなリップ先端)が形成されている。したがって、このオイルシールの使用初期においては、シールリップのシール面と摺動の相手方である軸との接触幅(摺動幅)は小さい(狭い)ものとなる。また密封流体側斜面の角度(中心軸線に対する斜面の傾斜角度、以下同じ)θ1については、従来、40〜50度という値が知られており、また非密封流体側斜面の角度θ2については、同じく従来、20〜30度という値が知られている(図5,図6参照)。   In the conventional general oil seal, the tip of the seal lip is composed of two surfaces, a sealed fluid side (oil side) slope (finished surface) and an unsealed fluid side (atmosphere side) slope (seal surface). A sharp edge (a lip tip with a small angle) is formed between the two slopes. Therefore, in the initial stage of use of the oil seal, the contact width (sliding width) between the seal surface of the seal lip and the shaft that is the sliding counterpart is small (narrow). The angle of the sealed fluid side slope (the slope angle of the slope with respect to the central axis, hereinafter the same) θ1 is conventionally known to be 40 to 50 degrees, and the angle θ2 of the non-sealed fluid side slope is the same. Conventionally, a value of 20 to 30 degrees is known (see FIGS. 5 and 6).

このようなオイルシールのリップ先端並びにシール面の構造では、機器内部で発生する異物が主シールリップの軸への接触面に噛みこまれると、接触面に密封流体側と非密封流体側とを連結する隙間が形成されて油漏れが発生する虞がある。   In such a structure of the lip tip and the seal surface of the oil seal, when foreign matter generated inside the device is caught in the contact surface to the shaft of the main seal lip, the sealed fluid side and the non-sealed fluid side are formed on the contact surface. There is a risk that oil leakage may occur due to the formation of a gap to be connected.

そこで、図5及び図6に示すように、主シールリップ101のリップ先端101aのシール面角度θ3を5°から15°と仕上げ面の傾斜角度θ1よりも小さくし、主シールリップ101の軸方向の接触幅を拡大することが行われている。かかる構成にすることで、シール面101bに異物を噛みこんでも、その異物が非密封流体側102にまで到達し難くなり、密封流体側103と非密封流体側102とを連通する隙間が形成されることを抑制することも行われている。   Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, the seal surface angle θ3 of the lip tip 101a of the main seal lip 101 is set to 5 ° to 15 ° smaller than the inclination angle θ1 of the finished surface, and the axial direction of the main seal lip 101 is set. The contact width is increased. With this configuration, even if foreign matter is caught in the seal surface 101b, the foreign matter is difficult to reach the non-sealed fluid side 102, and a gap is formed to communicate the sealed fluid side 103 and the non-sealed fluid side 102. It is also done to suppress this.

特開平7−301339号公報JP-A-7-301339

しかしながら、主シールリップ101のリップ先端101aのシール面角度θ3を小さくすると、接触幅が拡大されてしまい、主シールリップ101のリップ先端101aの接触圧力が弱くなり、密封初期状態でのシール性が得られないという問題がある。即ち、リップ先端101aの接触幅の確保による異物噛み込み時のシール性と接触圧力の確保による密閉初期状態でのシール性とをともに高レベルで両立させることが困難である。   However, if the seal surface angle θ3 of the lip tip 101a of the main seal lip 101 is reduced, the contact width is expanded, the contact pressure of the lip tip 101a of the main seal lip 101 is weakened, and the sealing performance in the initial sealing state is reduced. There is a problem that it cannot be obtained. That is, it is difficult to achieve a high level of both the sealing performance when a foreign object is caught by securing the contact width of the lip tip 101a and the sealing performance in the initial sealed state by securing the contact pressure.

本発明は、リップ先端の接触幅の確保による異物噛み込み時のシール性と接触圧力の確保による密閉初期状態でのシール性とをともに高レベルで両立させることができるオイルシールを提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an oil seal that can achieve a high level of both the sealing performance when a foreign object is caught by securing the contact width of the lip tip and the sealing performance in the initial sealed state by securing the contact pressure. Objective.

かかる目的を達成するために請求項1記載のオイルシールは、主シールリップのシール面が、リップ先端から非密封流体側に順に配置されたシール面角度γの第1の斜面と、シール面角度αの第2の斜面と、シール面角度βの第3の斜面とを備えて構成され、シール面角度α,γ,βの関係がα<γ≦βであり、少なくとも第1の斜面と第2の斜面が軸に接触するものである。 In order to achieve this object, the oil seal according to claim 1 is characterized in that the seal surface of the main seal lip is arranged in order from the tip of the lip to the non-sealing fluid side, the first inclined surface of the seal surface angle γ, and the seal surface angle. a second slope of alpha, is constituted and a third slope of the sealing surface angle beta, the sealing surface angle alpha, gamma, a relationship between beta is α <γ ≦ β, at least a first slope The second slope is in contact with the shaft.

また、請求項2記載のオイルシールは、第1の斜面と第2の斜面との間の谷部が軸に対して非接触になっている。   In the oil seal according to claim 2, a trough between the first slope and the second slope is not in contact with the shaft.

さらに、請求項3記載のオイルシールは、シール面角度γが10〜25度、シール面角度αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度の関係になっている。   Furthermore, the oil seal according to claim 3 has a relationship that the seal surface angle γ is 10 to 25 degrees and the seal surface angle α is (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees.

請求項1記載のオイルシールでは、主シールリップのシール面を構成する第1〜第3の斜面のシール面角度α,γ,βの関係がα<γ≦βとされており、少なくとも第1の斜面と第2の斜面を軸に接触させるようにしているので、軸との接触面の構成がシール面角度γの第1の斜面とシール面角度αの第2の斜面との2段構成となる。そのため、シール面の軸への接触幅が広くなり、例えば機器内部に異物が発生し、密封側の第1の斜面に異物を噛み込んだとしても、密封側と非密封側とを連通させる隙間が生じ難くなり、異物に対するシール性を向上させることができる。また、第1の斜面のシール面角度γの設定がシール面の軸への接触幅の増減に影響し難くなり、シール面角度γの設定の自由度を向上させることができる。そのため、シール面角度γを大きくしてリップ先端角度を小さくすることができ、リップ先端の軸への接触圧力を大きくして密封初期状態のシール性を良好にすることができる。このようにトレードオフの関係にある接触圧力の増加と接触幅の増加をともに高レベルで達成することができる。 The oil seal of claim 1 wherein each sealing surface angle of the first to third inclined surface constituting the sealing surface of the main seal lip alpha, gamma, relationships beta are the α <γ ≦ β, at least a Since the first slope and the second slope are brought into contact with the shaft, the configuration of the contact surface with the shaft is two steps of the first slope having the seal surface angle γ and the second slope having the seal surface angle α. It becomes composition. For this reason, the contact width of the seal surface with the shaft is widened. For example, even if a foreign matter is generated inside the device and the foreign matter is caught in the first slope on the sealed side, the clearance that allows the sealed side and the non-sealed side to communicate with each other Is less likely to occur, and the sealing performance against foreign matter can be improved. In addition, the setting of the seal surface angle γ of the first slope hardly affects the increase or decrease in the contact width with respect to the shaft of the seal surface, and the degree of freedom in setting the seal surface angle γ can be improved. Therefore, the seal surface angle γ can be increased to reduce the lip tip angle, and the contact pressure to the shaft of the lip tip can be increased to improve the sealing performance in the initial sealing state. Thus, both the increase in contact pressure and the increase in contact width, which are in a trade-off relationship, can be achieved at a high level.

また、請求項2記載のオイルシールでは、第1の斜面と第2の斜面との間の谷部が軸に対して非接触になっているので、主シールリップの軸との接触面が第1の斜面と第2の斜面との2重構成になる。そのため、接触面の圧力分布は、非接触部(第1の斜面と第2の斜面の間の谷部)の接触圧力が小さく、非接触部から離れるほど接触圧力が高くなる構成である。例えば、図4に示すように、リップ先端(第1の斜面先端)1bと、第2の斜面5と第3の斜面6との間の山部(第2の斜面先端)9との双方において、最も接触圧力が高くなると共に、第1の斜面と第2の斜面との間の谷部8付近の非接触部においては接触圧力が0となる。そのため、軸が回転すると、非接触部の空間内の空気が主シールリップの両側(密封側及び非密封側)に排出され、非接触部の空間は負圧になり、第1の斜面と第2の斜面は非接触部の空間側に引っ張られる。よって、第1の斜面と第2の斜面の接触圧力が増加し、密封初期のシール性をより一層向上させることができる。   In the oil seal according to claim 2, since the trough between the first slope and the second slope is not in contact with the shaft, the contact surface with the shaft of the main seal lip is the first surface. It becomes a double structure of 1 slope and 2nd slope. Therefore, the pressure distribution on the contact surface is configured such that the contact pressure at the non-contact portion (the valley between the first slope and the second slope) is small, and the contact pressure increases as the distance from the non-contact portion increases. For example, as shown in FIG. 4, both at the lip tip (first slope tip) 1 b and at the peak portion (second slope tip) 9 between the second slope 5 and the third slope 6. The contact pressure becomes highest, and the contact pressure becomes 0 in the non-contact portion near the valley portion 8 between the first slope and the second slope. Therefore, when the shaft rotates, the air in the non-contact portion space is exhausted to both sides (sealing side and non-sealing side) of the main seal lip, the non-contact portion space becomes negative pressure, The slope of 2 is pulled to the space side of the non-contact part. Therefore, the contact pressure between the first slope and the second slope is increased, and the sealing performance at the initial stage of sealing can be further improved.

また、主シールリップの軸への接触面が第1の斜面と第2の斜面との2重になるので、リップ先端の接触幅(第1の斜面の接触幅)が狭くなり、接触圧力を集中させてリップ先端の接触圧力をより一層高めることができる。そのため、密封初期状態のシール性をより一層向上させることができる。   In addition, since the contact surface of the main seal lip with the shaft is doubled between the first slope and the second slope, the contact width at the tip of the lip (contact width of the first slope) is reduced, and the contact pressure is reduced. The contact pressure at the tip of the lip can be further increased by concentrating. Therefore, the sealing performance in the initial sealing state can be further improved.

また、主シールリップの軸への接触面を第1の斜面と第2の斜面との2重にしているので、どちらか一方の斜面に異物を噛み込んでしまっても、もう一方の斜面が軸に接触しており、主シールリップの両側(密封側と非密封側)を連通する隙間が発生し難く、油漏れをより一層防止することができる。   In addition, since the contact surface of the main seal lip with the shaft is doubled between the first and second slopes, even if a foreign object is caught in one of the slopes, the other slope It is in contact with the shaft, and it is difficult for a gap to communicate between both sides (sealed side and non-sealed side) of the main seal lip, and oil leakage can be further prevented.

さらに、主シールリップの軸への接触面を第1の斜面と第2の斜面との2重にしているので、異物がどちらか一方の斜面を通過したとしても、この異物を非接触部の空間で受け止めて保持することができる。そのため、もう一方の斜面まで異物が侵入するのを防止することができ、この点からも主シールリップの両側(密封側と非密封側)を連通する隙間の発生を防止して油漏れをより一層防止することができる。   Further, since the contact surface of the main seal lip with the shaft is doubled between the first inclined surface and the second inclined surface, even if the foreign object passes through one of the inclined surfaces, the foreign object is removed from the non-contact portion. Can be received and held in space. For this reason, it is possible to prevent foreign matter from entering the other slope, and also from this point, it is possible to prevent the occurrence of a gap that communicates both sides (sealed side and non-sealed side) of the main seal lip, thereby preventing oil leakage. This can be further prevented.

また、請求項3記載のオイルシールのように、シール面角度γを10〜25度、シール面角度αを(γ−2)度≧α≧(γ−8)度にすることが好ましく、この場合には、接触幅の確保による異物の噛み込みによる油漏れ防止と接触圧力の確保による密閉初期状態でのシール性をともに高レベルで確保することができる。   Further, as in the oil seal according to claim 3, it is preferable that the seal surface angle γ is 10 to 25 degrees and the seal surface angle α is (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees. In this case, it is possible to prevent oil leakage due to foreign matter biting by securing the contact width and to ensure a high level of sealing performance in the initial sealed state by securing the contact pressure.

本発明のオイルシールの実施形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the oil seal of this invention. 同オイルシールのリップ先端及びシール面の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the lip front end and seal surface of the oil seal. 同オイルシールの軸への装着状態を示し、そのリップ先端部分の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a lip tip portion showing a mounting state of the oil seal on the shaft. 同オイルシールを軸に装着した状態における接触部分の圧力分布を示す図である。It is a figure which shows the pressure distribution of the contact part in the state which mounted | wore with the same oil seal. 従来のオイルシールの断面図である。It is sectional drawing of the conventional oil seal. 同オイルシールのリップ先端及びシール面の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the lip front end and seal surface of the oil seal. 本発明のオイルシールのシール性を調べるために行った試験とFEM解析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the test and FEM analysis which were performed in order to investigate the sealing performance of the oil seal of this invention.

以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

図1〜図3に本発明のオイルシールの実施形態の一例を示す。このオイルシールは、主シールリップ1のシール面1aが、リップ先端1bから非密封流体側3に順に配置されたシール面角度γの第1の斜面4と、シール面角度αの第2の斜面5と、シール面角度βの第3の斜面6とを備えて構成され、シール面角度の関係がα<γ≦βであり、少なくとも第1の斜面4と第2の斜面5を軸7に接触させるようにしている。   1 to 3 show an example of an embodiment of the oil seal of the present invention. The oil seal includes a first inclined surface 4 having a seal surface angle γ in which the seal surface 1a of the main seal lip 1 is disposed in order from the lip tip 1b to the non-sealed fluid side 3, and a second inclined surface having a seal surface angle α. 5 and a third inclined surface 6 having a seal surface angle β, the relationship between the seal surface angles is α <γ ≦ β, and at least the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 are on the shaft 7. I try to contact them.

本実施形態の第1〜第3の斜面4〜6を図2に詳しく示す。第1の斜面4のシール面角度γと第2の斜面5のシール面角度αとの関係がα<γであるため、第1の斜面4と第2の斜面5との間は谷部8となる。また、本実施形態では、第2の斜面5のシール面角度αと第3の斜面6のシール面角度βとの関係がγ<βであるため、第2の斜面5と第3の斜面6の間は山部9となる。   The first to third slopes 4 to 6 of this embodiment are shown in detail in FIG. Since the relationship between the seal surface angle γ of the first inclined surface 4 and the seal surface angle α of the second inclined surface 5 is α <γ, the valley portion 8 is between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5. It becomes. In the present embodiment, since the relationship between the seal surface angle α of the second inclined surface 5 and the seal surface angle β of the third inclined surface 6 is γ <β, the second inclined surface 5 and the third inclined surface 6 It becomes mountain part 9 between.

本実施形態では、第1の斜面4と第2の斜面5との間の谷部8が軸7に対して非接触になるようにしている。   In the present embodiment, the valley portion 8 between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 is not in contact with the shaft 7.

ここで、シール面角度γは10〜25度、シール面角度αは(γ−2)度≧α≧(γ−8)度の関係であることが好ましく、このようにすることで接触幅の確保による異物の噛み込みによる油漏れ防止と接触圧力の確保による密閉初期状態でのシール性をともに高レベルで確保することができる。また、シール面角度γが15〜25度、シール面角度αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度の関係であることがより好ましく、このようにすることで、特に接触圧力の確保が容易になり、密閉初期状態でのシール性をより良好にすることができる。ただし、シール面角度α,γの値はこれらに限られない。   Here, it is preferable that the seal surface angle γ is 10 to 25 degrees and the seal surface angle α is preferably (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees. It is possible to ensure a high level of both the prevention of oil leakage due to foreign matter biting by securing and the sealing performance in the initial sealed state by securing the contact pressure. Further, it is more preferable that the seal surface angle γ is 15 to 25 degrees, and the seal surface angle α is (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees. It is easy to secure the pressure, and the sealing performance in the initial sealed state can be improved. However, the values of the seal surface angles α and γ are not limited to these.

第1の斜面4と第2の斜面5の軸7の軸方向の長さの比率を、例えば2:8〜8:2としている。この範囲にすることで、オイルシールを軸7に装着した場合に第2の斜面5を軸7に確実に接触させることができる。ただし、第1の斜面4と第2の斜面5の軸7の軸方向の長さの比率はこれには限られず、第2の斜面5を軸7に接触させることができれば適宜変更可能である。   The ratio of the axial length of the shaft 7 between the first slope 4 and the second slope 5 is set to, for example, 2: 8 to 8: 2. By setting it in this range, when the oil seal is attached to the shaft 7, the second inclined surface 5 can be reliably brought into contact with the shaft 7. However, the ratio of the axial length of the shaft 7 between the first slope 4 and the second slope 5 is not limited to this, and can be changed as appropriate as long as the second slope 5 can be brought into contact with the shaft 7. .

また、オイルシールの大きさが軸径φ132mmの場合、第1の斜面4の軸7の軸方向の長さと第2の斜面5の軸7の軸方向の長さの合計を例えば0.2〜0.5mmとすることが好ましいが、これには限られない。   When the size of the oil seal is a shaft diameter of φ132 mm, the sum of the axial length of the shaft 7 of the first slope 4 and the axial length of the shaft 7 of the second slope 5 is, for example, 0.2 to Although it is preferable to set it as 0.5 mm, it is not restricted to this.

オイルシールを軸7に装着すると、少なくとも第1の斜面4と第2の斜面5が軸7に接触し、シールが行われる。第3の斜面6は軸7に接触しても良いし、接触しなくても良い。なお、第3の斜面6のシール面角度βは、主シールリップ1が成立する角度であって、γ≦βであれば特に制限されない。シール面角度βとしては、例えば20度≦β≦35度である。また、第3の斜面6の軸7の軸方向の長さは、主シールリップ1が成立する長さであれば特に制限されない。また、第1の斜面4と第2の斜面5との間の谷部8は軸7に対して非接触であるため、谷部8と軸7との間には空間10が形成される。   When the oil seal is attached to the shaft 7, at least the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 come into contact with the shaft 7, and sealing is performed. The third slope 6 may contact the shaft 7 or may not contact. The seal surface angle β of the third slope 6 is an angle at which the main seal lip 1 is established, and is not particularly limited as long as γ ≦ β. The seal surface angle β is, for example, 20 degrees ≦ β ≦ 35 degrees. Further, the axial length of the shaft 7 of the third inclined surface 6 is not particularly limited as long as the main seal lip 1 is formed. Further, since the valley portion 8 between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 is not in contact with the shaft 7, a space 10 is formed between the valley portion 8 and the shaft 7.

オイルシールの軸7への装着状態では、図1中左側が密封側(密封流体側2)であり、右側が非密封側(非密封流体側3)である。   When the oil seal is attached to the shaft 7, the left side in FIG. 1 is the sealed side (sealed fluid side 2), and the right side is the non-sealed side (unsealed fluid side 3).

主シールリップ1のシール面1aを構成する第1〜第3の斜面4〜6のシール面角度の関係がα<γ≦βとされており、摺動の相手側部材である軸7への装着状態では、少なくとも第1の斜面4と第2の斜面5を軸7に接触させるようにしているので、軸7との接触面の構成がシール面角度γの第1の斜面4とシール面角度αの第2の斜面5との2段構成になる。そのため、シール面1aの軸7への接触幅が広くなり、例えば機器内部に異物が発生し、密封側の第1の斜面4に異物を噛み込んだとしても、密封流体側2と非密封流体側3とを連通させる隙間が生じ難くなり、異物に対するシール性を向上させることができる。   The relationship of the seal surface angles of the first to third inclined surfaces 4 to 6 constituting the seal surface 1a of the main seal lip 1 is α <γ ≦ β, and the relationship to the shaft 7 which is a sliding counterpart member In the mounted state, at least the first slope 4 and the second slope 5 are brought into contact with the shaft 7, so that the configuration of the contact surface with the shaft 7 is the first slope 4 and the seal surface with the seal surface angle γ. A two-stage configuration with the second inclined surface 5 having an angle α is obtained. For this reason, the contact width of the seal surface 1a with the shaft 7 is widened. For example, even if foreign matter is generated inside the device and foreign matter is caught in the first slope 4 on the sealed side, the sealed fluid side 2 and the non-sealed fluid It is difficult for a gap to communicate with the side 3 to be generated, and the sealing performance against foreign matter can be improved.

また、第1の斜面4のシール面角度γの設定がシール面1aの軸7への接触幅の増減に影響し難くなり、シール面角度γの設定の自由度を向上させることができる。そのため、シール面角度γを大きくしてリップ先端角度を小さくすることができ、リップ先端1bの軸7への接触圧力を大きくして密封初期状態のシール性を良好にすることができる。   In addition, the setting of the seal surface angle γ of the first inclined surface 4 is less likely to affect the increase or decrease in the contact width of the seal surface 1a to the shaft 7, and the degree of freedom in setting the seal surface angle γ can be improved. Therefore, the seal surface angle γ can be increased to reduce the lip tip angle, and the contact pressure of the lip tip 1b to the shaft 7 can be increased to improve the sealing performance in the initial sealing state.

このようにトレードオフの関係にある接触圧力の増加と接触幅の増加をともに高レベルで達成することができる。   Thus, both the increase in contact pressure and the increase in contact width, which are in a trade-off relationship, can be achieved at a high level.

また、第1の斜面4と第2の斜面5との間の谷部8と軸7との間に空間10が形成されるので、主シールリップ1の軸7への接触面が第1の斜面4と第2の斜面5との間で途切れる2重構成になる。そのため、シール面1aの圧力分布は、非接触部(第1の斜面4と第2の斜面5の間の谷部8)では接触圧力が小さく、非接触部から離れるほど接触圧力が高くなる。例えば、図4に示すように、第1の斜面4と第2の斜面5との間の谷部8付近の非接触部においては接触圧力が0となると共に、リップ先端1b(第1の斜面4の先端)と山部9(第2の斜面5の先端)との双方において最も接触圧力が高くなる。そのため、軸7が回転すると、空間10内の空気が主シールリップ1の両側(密封流体側2及び非密封流体側3)に排出され、空間10内は負圧になり、第1の斜面4と第2の斜面5は空間10側に引っ張られる。よって、第1の斜面4と第2の斜面5の接触圧力が増加し、密封初期のシール性をより一層向上させることができる。   Further, since the space 10 is formed between the valley portion 8 between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 and the shaft 7, the contact surface of the main seal lip 1 with the shaft 7 is the first surface. A double structure is formed between the slope 4 and the second slope 5. Therefore, the pressure distribution of the seal surface 1a is such that the contact pressure is small in the non-contact portion (the valley portion 8 between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5), and the contact pressure increases as the distance from the non-contact portion increases. For example, as shown in FIG. 4, in the non-contact portion near the valley portion 8 between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5, the contact pressure becomes 0 and the lip tip 1b (first inclined surface) 4) and the peak 9 (the tip of the second slope 5) have the highest contact pressure. Therefore, when the shaft 7 rotates, the air in the space 10 is discharged to both sides (the sealed fluid side 2 and the non-sealed fluid side 3) of the main seal lip 1, and the space 10 becomes negative pressure, and the first slope 4 The second slope 5 is pulled toward the space 10 side. Therefore, the contact pressure between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 increases, and the sealing performance at the initial stage of sealing can be further improved.

また、主シールリップ1の軸7への接触面が第1の斜面4と第2の斜面5との間で途切れる2重構成になるので、リップ先端1bの接触幅(第1の斜面4の接触幅)が狭くなり、接触圧力を集中させてリップ先端1bの接触圧力をより一層高めることができる。そのため、密封初期状態のシール性をより一層向上させることができる。   Further, since the contact surface of the main seal lip 1 with the shaft 7 is interrupted between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5, the contact width of the lip tip 1b (the first inclined surface 4) Contact width) can be reduced, and the contact pressure can be concentrated to further increase the contact pressure of the lip tip 1b. Therefore, the sealing performance in the initial sealing state can be further improved.

また、主シールリップ1の軸7への接触面を第1の斜面4と第2の斜面5との間で途切れる2重構成にしているので、どちらか一方の斜面に異物を噛み込んでしまっても、もう一方の斜面が軸7に接触しており、主シールリップ1の両側(密封流体側2と非密封流体側3)を連通する隙間が発生し難く、油漏れをより一層防止することができる。   In addition, since the contact surface of the main seal lip 1 with the shaft 7 is doubled so as to be interrupted between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5, a foreign object is caught in one of the inclined surfaces. However, the other inclined surface is in contact with the shaft 7, and it is difficult for a gap to communicate between both sides of the main seal lip 1 (sealed fluid side 2 and non-sealed fluid side 3) to further prevent oil leakage. be able to.

さらに、主シールリップ1の軸7への接触面を第1の斜面4と第2の斜面5との間で途切れる2重構成にしているので、異物がどちらか一方の斜面を通過したとしても、この異物を空間10で受け止めて保持することができる。そのため、もう一方の斜面まで異物が侵入するのを防止することができ、この点からも主シールリップ1の両側を連通する隙間の発生を防止して油漏れをより一層防止することができる。   In addition, since the contact surface of the main seal lip 1 with the shaft 7 has a double structure in which the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 are interrupted, even if foreign matter passes through one of the inclined surfaces. The foreign matter can be received and held in the space 10. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from entering the other slope, and also from this point, it is possible to prevent the occurrence of a gap communicating between both sides of the main seal lip 1 and further prevent oil leakage.

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、軸7への装着状態では、第1の斜面4と第2の斜面5との間の谷部8を軸7に対して非接触にしているが、谷部8を接触させても良い。この場合にも、トレードオフの関係にある接触圧力の増加と接触幅の増加をともに高レベルで達成することができ、異物の挟み込み時と密封初期状態におけるシール性をともに向上させることができる。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above description, in the mounted state on the shaft 7, the valley portion 8 between the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 is not in contact with the shaft 7. You may make it contact. Also in this case, both the increase of the contact pressure and the increase of the contact width, which are in a trade-off relationship, can be achieved at a high level, and both the sealing performance at the time of foreign object pinching and the initial sealing state can be improved.

(試験1)
γ、α、βの角度を決定するにあたり、まず、γを一般的なオイルシールのリップ角である20度とし、αの角度を変えたシールを形成し、密封試験を実施した。なお、βはγより大きければ良いとの考えから25度とした。
(Test 1)
In determining the angles of γ, α, and β, first, γ was set to 20 degrees, which is a lip angle of a general oil seal, and seals with different angles of α were formed, and a sealing test was performed. Note that β is set to 25 degrees because it is better if it is larger than γ.

試験条件:軸7の回転数:150rpmで240時間作動させた。その結果を表1に示す。符号○:油漏れなし、符号×:異物噛み込みによる油漏れあり、である。なお、試験時のオイルシールの軸方向長さは、第1の斜面4の軸方向長さ:0.2mm、第2の斜面5の軸方向長さ:0.3mm、第1の斜面4の軸方向長さと第2の斜面5の軸方向長さとの合計は、オイルシールの実寸で0.2〜0.5mmである。また、「第1の斜面4の軸方向長さ:第2の斜面5の軸方向長さ」の比率は、ほぼ同等が好ましいが、2:8〜8:2であれば良い。上記範囲から外れると、一方の斜面が接触せず、シール性を確保できない虞がある。   Test conditions: Rotation speed of shaft 7: It was operated at 150 rpm for 240 hours. The results are shown in Table 1. Symbol O: No oil leakage, Symbol x: Oil leakage due to foreign matter biting. The axial length of the oil seal at the time of the test is as follows. The axial length of the first slope 4 is 0.2 mm, the axial length of the second slope 5 is 0.3 mm, and the first slope 4 The sum of the axial length and the axial length of the second inclined surface 5 is 0.2 to 0.5 mm in actual size of the oil seal. In addition, the ratio of “the axial length of the first inclined surface 4: the axial length of the second inclined surface 5” is preferably substantially equal, but may be 2: 8 to 8: 2. If it is out of the above range, one of the slopes does not come into contact, and there is a possibility that the sealing performance cannot be secured.

(試験2)
次にγの角度を変えたオイルシールを形成し、密封試験を実施した。ここで、αは上記試験結果より(γ−5)度とし、βは上記試験と同様に25度とした。
(Test 2)
Next, oil seals with different γ angles were formed, and a sealing test was performed. Here, α is (γ−5) degrees from the above test results, and β is 25 degrees as in the above test.

試験条件:軸7の回転数:150rpmで240時間作動させた。その結果を表2に示す。符号○:油漏れなし、符号△:僅かに油滲みあり、符号×:異物噛み込みによる油漏れあり、である。   Test conditions: Rotation speed of shaft 7: It was operated at 150 rpm for 240 hours. The results are shown in Table 2. Symbol ◯: No oil leakage, symbol Δ: slight oil bleeding, symbol X: oil leakage due to foreign matter biting.

(試験3)
上記の試験結果をもとに、FEM解析を実施した。その結果を図7に示す。符号○:油漏れなし(試験結果)、符号△:僅かに油滲みあり(試験結果)、符号×:異物噛み込みによる油漏れあり(試験結果)、符号◇:油漏れなし(FEM解析結果)、符号□:油漏れあり(FEM解析結果)、である。この解析では、上記試験結果において、油漏れが発生しなかったオイルシールの圧力分布と同様のものを油漏れなしとし、油漏れが発生したオイルシールの圧力分布と同様のものを油漏れが発生するとした。
(Test 3)
Based on the above test results, FEM analysis was performed. The result is shown in FIG. Symbol ○: No oil leakage (test result), Symbol △: Slight oil bleeding (test result), Symbol ×: Oil leakage due to foreign object biting (test result), Symbol ◇: No oil leakage (FEM analysis result) □: There is oil leakage (FEM analysis result). In this analysis, in the above test results, the same oil pressure distribution as in the oil seal where no oil leak occurred was regarded as no oil leak, and the same oil pressure distribution as that in the oil seal where oil leak occurred occurred. Then.

上記試験及びFEM解析結果より、γが10度〜25度であり、αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度であれば異物噛み込みによる油漏れは起こらなかった。また、試験結果より、γが15度〜25度であり、αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度であれば、僅かな油滲みもなく良好な密封が図れることが分かった。   From the above test and FEM analysis results, if γ is 10 ° to 25 ° and α is (γ−2) degree ≧ α ≧ (γ−8) degree, oil leakage due to foreign object biting did not occur. From the test results, if γ is 15 ° to 25 ° and α is (γ-2) degree ≧ α ≧ (γ-8) degree, good sealing can be achieved without slight oil bleeding. I understood.

また、γが10度未満の場合、異物噛み込みによる油漏れが発生してしまうことがわかった。これはγが小さくなりすぎるとシールリップ先端1bの接触圧力を確保できないためであると考えられる。このことからγは少なくとも10度以上、より好ましくは15度以上とする。   Further, it was found that when γ is less than 10 degrees, oil leakage occurs due to foreign object biting. This is considered to be because if γ becomes too small, the contact pressure of the seal lip tip 1b cannot be secured. For this reason, γ is at least 10 degrees or more, more preferably 15 degrees or more.

γが25度より大きい場合、シール面角度αの第2の斜面5が軸7と接触しない、もしくは接触したとしても非常に弱いため、第2の斜面5によるシールが期待できず、十分なシール性を確保することができないことがわかった。   When γ is larger than 25 degrees, the second inclined surface 5 with the seal surface angle α does not contact the shaft 7 or even if it is in contact with the shaft 7, it is very weak. It was found that sex cannot be secured.

αとγとの角度差が8度よりも大きい場合、異物噛み込みによる油漏れが発生する。これは、シール面角度γの第1の斜面4とシール面角度αの第2の斜面5とを軸7に嵌合させた場合に、第1の斜面4と第2の斜面5とが交わる部分の非接触になる谷部8が大きくなり、第1の斜面4と第2の斜面5が十分に軸7に接触しないためにリップの接触面積が小さく、異物を噛み込んだ際に密封流体側2と非密封流体とを連結する隙間が形成されてしまい、油漏れを生じさせることが原因である。   If the angle difference between α and γ is greater than 8 degrees, oil leakage due to foreign object biting occurs. This is because the first slope 4 and the second slope 5 intersect when the first slope 4 with the seal face angle γ and the second slope 5 with the seal face angle α are fitted to the shaft 7. The valley portion 8 that is not in contact with the portion becomes large, and the first inclined surface 4 and the second inclined surface 5 do not sufficiently contact the shaft 7, so the contact area of the lip is small, and when the foreign matter is caught, the sealing fluid This is because a gap connecting the side 2 and the non-sealed fluid is formed, causing oil leakage.

αとγとの角度差が2度未満の場合、第1の斜面4と第2の斜面5とを軸7に嵌合させたときに、第1の斜面4と第2の斜面5とが交わる部分(谷部8)が非接触にならないことがわかった。そのため、αは、αとγとの角度差が2度以上であることが好ましい。   When the angle difference between α and γ is less than 2 degrees, when the first slope 4 and the second slope 5 are fitted to the shaft 7, the first slope 4 and the second slope 5 are It was found that the intersecting portion (the valley portion 8) did not become non-contact. Therefore, α is preferably such that the angle difference between α and γ is 2 degrees or more.

以上より、シール面角度γが10〜25度、シール面角度αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度の関係であることが好ましく、より好ましくは、シール面角度γが15〜25度、シール面角度αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度であることがわかった。   From the above, it is preferable that the seal surface angle γ is 10 to 25 degrees and the seal surface angle α is (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees, and more preferably, the seal surface angle γ is It was found that the seal surface angle α was (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees at 15 to 25 degrees.

1 主シールリップ
1a 主シールリップ1のシール面
1b リップ先端
3 非密封流体側
4 シール面角度γの第1の斜面
5 シール面角度αの第2の斜面
6 シール面角度βの第3の斜面
7 軸
8 第1の斜面と第2の斜面との間の谷部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main seal lip 1a Seal surface of main seal lip 1 1b Lip tip 3 Non-sealing fluid side 4 First inclined surface with seal surface angle γ 5 Second inclined surface with seal surface angle α 6 Third inclined surface with seal surface angle β 7 axis 8 Valley between first slope and second slope

Claims (3)

主シールリップのシール面が、リップ先端から非密封流体側に順に配置されたシール面角度γの第1の斜面と、シール面角度αの第2の斜面と、シール面角度βの第3の斜面とを備えて構成され、前記シール面角度α,γ,βの関係がα<γ≦βであり、少なくとも前記第1の斜面と前記第2の斜面が軸に接触することを特徴とするオイルシール。 The seal surface of the main seal lip is arranged in order from the tip of the lip to the non-sealing fluid side, a first slope with a seal surface angle γ, a second slope with a seal surface angle α, and a third slope with a seal surface angle β. is constituted by a slope, the respective sealing surface angle alpha, gamma, a relationship between beta is α <γ ≦ β, and wherein at least the first inclined surface second slope into contact with the shaft Oil seal. 前記第1の斜面と前記第2の斜面との間の谷部は前記軸に対して非接触であることを特徴とする請求項1記載のオイルシール。   The oil seal according to claim 1, wherein a trough between the first slope and the second slope is not in contact with the shaft. 前記シール面角度γが10〜25度、前記シール面角度αが(γ−2)度≧α≧(γ−8)度の関係であることを特徴とする請求項1または2記載のオイルシール。   3. The oil seal according to claim 1, wherein the seal surface angle γ is 10 to 25 degrees and the seal surface angle α is (γ−2) degrees ≧ α ≧ (γ−8) degrees. .
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