JP6622059B2

JP6622059B2 - オイルシール

Info

Publication number: JP6622059B2
Application number: JP2015215563A
Authority: JP
Inventors: 勝志郎財津
Original assignee: Arai Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Arai Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2035-11-02
Also published as: JP2017089660A

Description

本発明は、自動車やオートバイ、その他の各種機械における回転部や往復動部などに使用されるオイルシールに関し、具体的には、オイルシールの補強金具に関する。

従来から、自動車やオートバイ、その他の各種機械における回転部や往復動部などにおいて、当該部位に封入された所定の流体（封入流体）、例えば、部品同士が相互に接触して摩擦が生じることによる抵抗の増大や焼付きなどを防止するための潤滑剤（潤滑油やグリース等）、薬液やガスなどの外部への漏洩を防止すべく、各種の密封部材を用いて封入流体の封止が図られている。同時に、かかる密封部材は、封入流体に対する外部からの異物（塵埃や泥水等）の混入も防止している。

図２には、このような密封部材の一つであるオイルシールの構成を例示している。
オイルシール１は、所定の円筒状のハウジング３と、軸受などにより保持され、当該ハウジング３に対して回転等する回転軸２との間に介在するように設けられ、ゴム等の弾性部材からなり、シールリップ４と取付嵌着部５ａとを含む弾性部５と、弾性部５によって被覆されて一体に成形された断面Ｌ字形の補強金具６とから構成されている。
シールリップ４は、軸方向で大気側Ａにダストリップ４ｂ、密封空間側Ｂに主リップ４ａを備え、ハウジング３に取り付けた状態で回転軸２に摺接する。ハウジング３内のオイルは、オイルシール１の主リップ４ａにより外側（大気側Ａ）への流出が防止され、外側（大気側Ａ）からハウジング３内への水や塵埃の流入は、ダストリップ４ｂにより防止される。
取付嵌着部５ａは、ハウジング３のオイルシール取付部３ａに嵌着され、大気側Ａの方向へ内圧を支えている。

また、シールリップ４の主リップ４ａを回転軸２の外周面に対して緊密に摺接（密接）させるべく、環状の締付部材（ガータースプリング）７をオイルシール１に装着することで、主リップ４ａを縮径方向へ締め付けて圧接させている。

ところで、回転軸２の外周面にシールリップ４の主リップ４ａを摺接させると、その摺動摩擦による発熱が生じるが、図２に示す従来技術では、このように生じた熱を外部に放熱し難いため、熱伝導性が極めて低いゴム弾性部材を材料とするオイルシール１のシールリップ４が劣化して、密封性の低下を招く虞があった。
このようなオイルシールの劣化及び密封性の低下を防止するために、摺動摩擦による熱を伝熱板から金属ケースを介して、ハウジングと放熱板に放出するリップ型シールが従来から知られている（特許文献１参照）。

実公平７−２３６５４号公報

しかしながら、このようなリップ型シールは、オイルシールに伝熱板や金属ケースという部外品を組み合わせた複雑な構造を必要とするため、容易に製造可能なものではなく、そのためのコスト高を招くことも不可避となる。

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、軸回転時の摺動摩擦による熱をオイルシールに備えられた補強金具によって放熱させることで、製造容易、かつ、コスト安価でありながら効率的に放熱可能にすることができるオイルシールを提供することにある。

かかる目的を達成するために、第１の発明のオイルシールは、相対回転可能に配される静止部材と回転部材との間に配され、前記回転部材の周面と摺接するシールリップを含む弾性部と、前記弾性部と一体に構成され、前記静止部材に固定する補強金具と、を有し、
前記補強金具は、
折り重ねられて形成された折り重ね部を少なくとも一部に備え、
前記折り重ね部は、少なくとも密封空間側に位置する面部が前記弾性部と接しており、
前記静止部材の軸方向補強金具取り付け部と直接的に面接触するように、前記静止部材の内周面略中央位置から大気側に向かって軸方向に連続して形成された円筒部と、
前記静止部材の径方向補強金具取り付け部と直接的に面接触するように、前記円筒部の端部から外方径方向に向かって折り曲がり連続して形成された円環部を備えていることを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記弾性部は、前記折り重ね部を被覆する屈曲部被覆領域から軸方向大気側に向かって前記静止部材側との接触開始位置まで連続して形成されるくびれ部を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、軸回転時の摺動摩擦による熱をオイルシールに備えられた補強金具によって放熱させることで、製造容易、かつ、コスト安価でありながら効率的に放熱可能にすることができるオイルシールを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るオイルシールの部分拡大断面図である。従来のオイルシールの部分拡大断面図である。

以下、本発明のオイルシールについて、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係るオイルシールは、自動車やオートバイ、その他の各種機械における回転部や往復動部などにおいて、当該部位に封入された所定の流体（封入流体、例えば、部品同士が相互に接触して摩擦が生じることによる抵抗の増大や焼付きなどを防止するための潤滑油やグリース等の潤滑剤）や、薬液またはガスなどの外部への漏洩と、これら封入流体に対する外部からの異物（塵埃や泥水等）の混入を防止するための密封部材として使用されるが、その他の用途を特段排除するものではない。

図１には、本発明の一実施形態に係るオイルシール１の構成が示され、従来技術と同様の構成を有しているので、同様な構成部材には同様な符号を付している。

オイルシール１は、相対回転可能に配される静止部材（例えばハウジング３）と回転部材（例えば回転軸２）との間に配され、回転軸２の周面と摺接するシールリップ４を含む弾性部５と、弾性部５と一体に構成され、ハウジング３に固定する補強金具６とから構成されている。
なお、ハウジング３は図示形態に限定解釈されるものではなく、また、静止部材はハウジング以外の部材であってもよく本発明範囲内で設計変更可能である。さらに、回転部材は回転軸以外の部材であってもよく本発明の範囲内で設計変更可能である。

補強金具６は、少なくとも弾性部５と接していない一部が静止部材（ハウジング３）に接触して備えられている。また、折り重ねられて形成された折り重ね部６２を少なくとも一部に備えており、折り重ね部６２の少なくとも一部が弾性部５と接している。
なお、この補強金具６は、金属板（例えば、ＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial、冷間圧延鋼板などの鋼板）を、中心部位に所定径の孔部を有した一枚の円環状の板材をプレス成形して形成される。

具体的には、図１に示すように、補強金具６は、中心部位に存する孔部２１から鉛直方向（径方向）に連続する小径の第一の円環部６１と、当該第一の円環部６１から軸方向で内方に連続して形成した小径の第一の円筒部６２ａと、当該第一の円筒部６２ａの内方の端部にて軸方向で外方に向けて折り曲げ、鉛直方向で第一の円筒部６２ａの上方に折り重なるようにして連続して形成した第一の円筒部６２ａよりも大径な第二の円筒部６２ｂと、第二の円筒部６２ｂから外方に向けて拡開状に連続して形成したテーパ部６２ｃと、当該テーパ部６２ｃから軸方向で外方に連続して形成した第二の円筒部６２ｂよりも大径な第三の円筒部６３と、当該第三の円筒部６３から鉛直方向に連続して形成した大径の第二の円環部６４と、を含んで構成されている。
また、第一の円筒部６２ａ、第二の円筒部６２ｂ、及び第三の円筒部６３にあっては、本実施形態では、回転軸２と平行に形成されている。
本実施形態では、上述したとおりの構成を有しているため、第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂとで折り重ね部６２が構成されている。

また、ハウジング３のオイルシール取付部３ａ（軸方向）と、補強金具６の第三の円筒部６３、及び、オイルシール取付部３ｂ（径方向）と補強金具６の第二の円環部６４とが、それぞれ直接的に面接触している。

弾性部５は、ゴムなどの弾性部材で構成され、補助金具６の一部に一体に加硫成形され、補助金具６とともにハウジング３のオイルシール取付部３ａに嵌着される取付嵌着部５ａを含む弾性被覆部５１と、弾性被覆部５１の内径側に一体に設けられている円環状の分岐部５２と、分岐部５２から連続して分岐されるシールリップ４とで構成されている。

シールリップ４は、分岐部５２から連続して分岐され、軸方向で密封空間側Ｂに向けて備えられている主リップ４ａと、同じく、分岐部５２から連続して分岐され、軸方向で大気側Ａに向けて備えられているダストリップ４ｂを備えている。
そして、取付嵌着部５と補助金具６を介してハウジング３に取り付けた状態で、主リップ４ａとダストリップ４ｂが回転軸２に摺接している。これにより、主リップ４ａにより大気側Ａへの潤滑剤の流出が防止され、大気側Ａからの水や塵埃は、ダストリップ４ｂにより密封空間側Ｂへの流入が防止される。
取付嵌着部５ａは、ハウジング３のオイルシール取付部３ａに嵌着され、大気側Ａ方向への内圧を支えている。

主リップ４ａは、分岐部５２から連続し、軸方向で密封空間側Ｂの方向に向けて徐々に小径（縮径状）となる傾斜面を有する筒状の首部と、首部から連続し、その断面形状が径方向内方に向けて細くなる略Ｖ字形状で、その頂部がリップ先端となるリップ部とで形成されている。
ダストリップ４ｂは、分岐部５２から連続し、軸方向で大気側Ａの方向に向けて徐々に小径（縮径状）となる傾斜面を有する筒状に形成され、その傾斜面の最小径部がリップ部として機能する。
また、シールリップ４の主リップ４ａとダストリップ４ｂの間には、空間部分４０が形成されている。
なお、シールリップ４を構成する主リップ４ａとダストシールリップ４ｂの数や形状などは特に限定されず、任意に設定することが可能である。

弾性被覆部５１は、分岐部５２よりも鉛直方向（径方向）で外方に設けられ、第一の円環部６１の密封空間側Ｂに位置する面部を被覆する第一の被覆部５１ａと、第一の被覆部５１ａから連続し、第一の円筒部６２ａの密封空間側Ｂに位置する面部を被覆する第二の被覆部５１ｂと、第二の被覆部５１ｂから連続し、第二の円筒部６２ｂの密封空間側Ｂに位置する面部を被覆する第三の被覆部５１ｃと、第三の被覆部５１ｃから連続し、テーパ部６２ｃの密封空間側Ｂに位置する面部を被覆する第四の被覆部５１ｄとで構成されている。本実施形態では、第三の被覆部５１ｃと第四の被覆部５１ｄとで取付嵌着部５ａを構成している。
なお、第一の被覆部５１ａは、第一の円環部６１の大気側Ａに対向する面部６１ａの一部をも周方向に被覆している。本実施形態において大気側Ａに対向する面部６１ａを被覆する第一の被覆部５１ａの大気側面部６１ｂは、ダストリップ４ｂの最小径部（リップ先端側）よりも、軸方向で大気側Ａに位置するように構成されている（図１参照。）。

また、第二の被覆部５１ｂと第三の被覆部５１ｃとの間には、第二の被覆部５１ｂから連続して径方向で上方に向けて形成され、第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂとの間に存する屈曲部６２ｃを被覆する環状の屈曲部被覆領域５３を備え、かつ屈曲部被覆領域５３から第三の被覆部５１ｃへと連続して形成される環状のくびれ部５０を備えている。

従って、第二の被覆部５１ｂと第三の被覆部５１ｃと屈曲部被覆領域５３とくびれ部５０によって、補助金具６の折り重ね部６２における密封空間側Ｂに位置する面部が被覆されている。

屈曲部被覆領域５３は、弾性部５の他の部位と比して、径方向と軸方向に肉厚の円環状に形成されている。
屈曲部被覆領域５３は、軸方向で密封空間側Ｂに対向する面部５３ａが、主リップ４ａの軸方向で密封空間側Ｂに位置する端部４ｃよりも、軸方向で密封空間側Ｂに位置するように構成されている（図１参照。）。

くびれ部５０は、オイルシール１の取付嵌着部５ａを、その弾性に抗して押圧してハウジング３に嵌着する際の追従性を向上させている。
また、補助金具６は、ハウジング３との嵌着部分だけを残して、その他の全領域を弾性部にて被覆する構成であってもよく任意である。

また、オイルシール１には、主リップ４ａを回転軸２との摺接方向（図１においては、下方向）へ締め付けるための締付部材（環状のバネ、例えばコイルバネ）であるガータースプリング７が、主リップ４ａの背面に周にわたって形成された凹部に、シールリップ４と一体的に取付けられている。これにより、主リップ４ａには回転軸２に対する締め代が付与され、ダストリップ４ｂには主リップ４ａのものより小さな若干の締め代が付与されている。

このように本実施形態によれば、補助金具６の少なくとも一部に折り重ね部６２が採用されるため、熱を伝達する金属部分が増加するとともに、その折り重ね部６２の少なくとも密封空間側Ｂに位置する面部を弾性部５によって被覆しているため、弾性部５と補助金具６との接触面積が増加した。
これにより、熱伝導率が良い金属性の補助金具６を介して、大量の熱を直に放熱することができる。

したがって、軸回転時にシールリップ４と回転軸２の摺動で発生する熱は、補強金具６の、第一の円環部６１に伝播され、第一の円環部６１から第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂに伝播され、そしてテーパ部６２ｃから第三の円筒部６３を介してハウジング３へと伝播されて放熱される。また、第三の円筒部６３から第二の円環部６４を介してハウジング３へと伝播されて放熱される。
さらに、本実施形態では、補助金具６の大気側Ａに面している面部は弾性部５によって被覆されていない構成を採用しているため、大気側Ａに面した補強金具６の面部からも大気側Ａに放熱することができる。
これにより、シールリップ４と回転軸２の摺動で発生する熱によるシールリップ４の劣化やクラックによる密封機能が下がるといった不具合を防止することできる。その結果、耐久性に優れたオイルシールを提供することができる。

また、本実施形態によれば、この折り重ねられた第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂとが隙間なく接触して、熱の伝播経路を短くすると共に折り重ねによる接触面積を大きくしていることから、熱の伝播が早くされ放熱の効果が大きくなる。

なお、本実施形態においては、第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂとによって形成されている折り重ね部６２は、対向領域が接触するように折り重なって成形されているが、オイルシール１の装着前には、第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂとの対向領域に僅かな隙間を有しており、オイルシール１を回転軸２とハウジング３との間に配設した際に、第一の円筒部６２ａと第二の円筒部６２ｂとの対向面が接触し、前記隙間が無くなるように構成しても構わない。

この折り重ね部分は、単に折り曲げ加工をするだけで良いことから、製造が容易で製造過程も短くなり安価で経済的なメリットがある。

１オイルシール
２回転軸（回転部材）
３ハウジング（静止部材）
４シールリップ
５弾性部
６補強金具
７ガータースプリング
６２折り重ね部
Ａ大気側
Ｂ密封空間側

Claims

相対回転可能に配される静止部材と回転部材との間に配され、前記回転部材の周面と摺接するシールリップを含む弾性部と、前記弾性部と一体に構成され、前記静止部材に固定する補強金具と、を有し、
前記補強金具は、
折り重ねられて形成された折り重ね部を少なくとも一部に備え、
前記折り重ね部は、少なくとも密封空間側に位置する面部が前記弾性部と接しており、
前記静止部材の軸方向補強金具取り付け部と直接的に面接触するように、前記静止部材の内周面略中央位置から大気側に向かって軸方向に連続して形成された円筒部と、
前記静止部材の径方向補強金具取り付け部と直接的に面接触するように、前記円筒部の端部から外方径方向に向かって折り曲がり連続して形成された円環部を備えていることを特徴とするオイルシール。
前記弾性部は、前記折り重ね部を被覆する屈曲部被覆領域から軸方向大気側に向かって前記静止部材側との接触開始位置まで連続して形成されるくびれ部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。