JPH09217838A - オイルシール - Google Patents

オイルシール

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JPH09217838A
JPH09217838A JP8025071A JP2507196A JPH09217838A JP H09217838 A JPH09217838 A JP H09217838A JP 8025071 A JP8025071 A JP 8025071A JP 2507196 A JP2507196 A JP 2507196A JP H09217838 A JPH09217838 A JP H09217838A
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JP
Japan
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seal lip
rib
oil
contact width
mating member
Prior art date
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Pending
Application number
JP8025071A
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English (en)
Inventor
Tamiaki Rou
黎明 楼
Michitoshi Mitsumaru
道敏 満丸
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09217838A publication Critical patent/JPH09217838A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】オイルシールにおいて、潤滑油漏洩防止の効果
を長期にわたって持続できるようにすること。 【解決手段】相手部材1に対し接触させられる断面ほぼ
三角形のシールリップ5を有し、このシールリップ5の
外側斜面51の円周数箇所に、相手部材1とシールリッ
プ5との摺接部位から漏洩しようとする潤滑油を戻すポ
ンプ作用をなすリブ8が設けられているオイルシール2
であって、リブ8が、摩耗進行に従いポンプ作用を増大
するものである。これにより、シールリップ5およびリ
ブ8の摩耗が進行すると、リブ8のポンプ作用が増大す
るので、潤滑油の戻し量つまりポンプ量が低下せずに済
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、相手部材に対し接
触させられる断面ほぼ三角形のシールリップを有するオ
イルシールに関する。詳しくは、回転軸などとシールリ
ップとの摺接部位から漏洩しようとする潤滑油を戻す、
いわゆるポンプ作用をなすリブを有するオイルシールに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、潤滑油の漏洩を防止するオイ
ルシールが種々考えられているが、その一例として、い
わゆる三角リップと呼ばれるシールリップを有するオイ
ルシールでは、そのシールリップの外側斜面の円周数箇
所に、軸線に対して傾斜するいわゆるヘリックスリブを
設けたものがある。
【0003】このリブは、潤滑油存在空間の潤滑油が回
転軸との摺接部位から外方へ漏洩するような場合に、漏
洩した潤滑油を回転軸の回転に伴って潤滑油存在空間側
へ戻すように機能する。このとき、戻される潤滑油は各
リブの一方の側壁面に沿って案内される。このようなリ
ブによる潤滑油の戻し作用を、ポンプ作用と呼んでい
る。
【0004】そして、従来では、シールリップの斜面か
らのリブの高さ寸法をシールリップ先端側からシールリ
ップ基端側へ向けてほぼ一定つまり等高に設定してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記等高リ
ブを有する従来のオイルシールでは、シールリップおよ
びリブが回転軸との摺接により経時的に摩耗すると、断
面がほぼ三角形であるシールリップの回転軸に対する接
触幅が大きくなり、等高であるリブの回転軸に対する接
触幅が不変で一定のままとなる。
【0006】このように、シールリップの接触幅が大き
くなると、漏れでた潤滑油を戻すときの抵抗(以下、流
動抵抗と呼ぶ)が大きくなり、また、リブの接触幅が一
定であると、それによるポンプ作用が一定に保たれる。
そもそも、潤滑油の戻し量(以下、ポンプ量と呼ぶ)
は、流動抵抗とポンプ作用との相対的な関係により決定
される。
【0007】このことからすると、シールリップおよび
リブの摩耗が進行したとき、流動抵抗が大きくなるにも
かかわらず、リブのポンプ作用がほぼ一定になるため
に、ポンプ量が減少することになり、潤滑油漏洩防止の
効果が低下すると言えるのである。このことは、出願人
が実験により確認している。
【0008】したがって、本発明は、オイルシールにお
いて、潤滑油漏洩防止の効果を長期にわたって持続でき
るようにすることを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1のオイルシ
ールは、相手部材に対し接触させられる断面ほぼ三角形
のシールリップを有し、このシールリップの外側斜面の
円周数箇所に、相手部材とシールリップとの摺接部位か
ら漏洩しようとする潤滑油を戻すポンプ作用をなすリブ
が設けられているもので、前記リブは、そのポンプ作用
が摩耗進行に従い増大するものである。
【0010】本発明の第2のオイルシールは、相手部材
に対し接触させられる断面ほぼ三角形のシールリップを
有し、このシールリップの外側斜面の円周数箇所に、軸
線に対し傾斜するリブが設けられているもので、前記リ
ブは、相手部材に対する接触幅が摩耗進行に従い増大す
るものである。
【0011】本発明の第3のオイルシールは、相手部材
に対し接触させられる断面ほぼ三角形のシールリップを
有し、このシールリップの外側斜面の円周数箇所に、軸
線に対し傾斜するリブが設けられているもので、前記リ
ブは、その前記外側斜面からの高さ寸法がシールリップ
先端側からシールリップ基端側へ向けて漸次増大するも
のである。
【0012】なお、前記リブの高さ寸法の増大割合は、
摩耗進行に伴うシールリップの相手部材に対する接触幅
の増加割合との相対的な関係に基づき任意に設定される
ものである。
【0013】本発明では、要するに、シールリップおよ
びリブの摩耗が進行するに従いリブのポンプ作用を増大
させるようにしている。本発明では、相手部材との摺接
に伴いシールリップおよびリブが摩耗すると、シールリ
ップの相手部材に対する接触幅が大きくなることに従来
例とかわりはないが、リブの相手部材に対する接触幅が
大きくなる点が従来例と異なる。つまり、シールリップ
の接触幅の増大に関連して流動抵抗が大きくなるもの
の、リブの接触幅の増大に関連してポンプ作用が増大す
るようになるために、潤滑油の戻し量つまりポンプ量が
低下せずに済むことになる。
【0014】
【発明の実施形態】以下、本発明の詳細を図1ないし図
6に示す実施例に基づいて説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例にかかるオイルシ
ールの上半分の縦断面図、図2は、同オイルシールの要
部説明図で、リブの長手方向に沿う断面図、図3は、同
オイルシールの解析モデルを示す主シールリップの展開
斜視図である。図中、1は相手部材としての回転軸、2
はオイルシールである。
【0016】オイルシール2は、上半分の径方向断面が
ほぼL字形の環状芯金3にその内外周を覆うようゴムな
どの弾性体4が被着されたものからなる。この弾性体4
において環状芯金3の内周部分には、軸方向一方へ延び
かつ内周側へ向けて先鋭となる三角形の主シールリップ
5と、主シールリップ5と隣り合わせでそれとは逆方向
へ斜めに延びる補助シールリップ6とがそれぞれ一体的
に形成されている。主シールリップ5の外周には、それ
を回転軸1の外周面に対して圧接させるガータスプリン
グ7が装着されている。
【0017】主シールリップ5において回転軸1の外周
面に対し部分的に接触させられる外側斜面(図では左側
に位置する面)51の円周数箇所には、円周等間隔に断
面ほぼ三角形のリブ8が軸線Oに対して傾斜して設けら
れている。このリブ8は、従来例と同様、回転軸1の回
転に伴い主シールリップ5との摺接部位から潤滑油が外
方へわずかに漏洩したときに、この漏れでた潤滑油を潤
滑油存在空間側へ戻す、ポンプ作用を発揮する。
【0018】ここでのリブ8は、主シールリップ5およ
びリブ8の摩耗が進行しても、潤滑油の戻し量つまりポ
ンプ量が減少しないように設計されている。具体的に
は、リブ8は、図2に示すように、外側斜面51からの
高さ寸法が主シールリップ5の先端側から主シールリッ
プ5の基端側へ向けて漸次増大するように形成されてい
る。これにより、リブ5は従来例のような等高形状では
なく、外側斜面51に対し所要の傾斜角度δを有する斜
高形状になっている。
【0019】次に、動作を説明する。つまり、主シール
リップ5は、潤滑油存在空間側の潤滑油をせき止める
が、実際には、潤滑油が主シールリップ5と回転軸1と
の摺接部位から若干ながら漏洩することがある。このと
き、漏洩する潤滑油は、主シールリップ5のリブ8のポ
ンプ作用により潤滑油存在空間側へ戻されるようになっ
ている。ところで、主シールリップ5およびリブ8が回
転軸1との摺接に伴い経時的に摩耗するが、この摩耗が
進行すると、主シールリップ5の回転軸1に対する接触
幅およびリブ8の回転軸1に対する接触幅が、共に次第
に大きくなる。このように、摩耗の進行に従い、主シー
ルリップ5の接触幅の変化に関連して流動抵抗が大きく
なるものの、リブ8の接触幅の変化に関連してポンプ作
用が増大するようになる。つまり、流動抵抗が大きくな
って漏洩する潤滑油を戻しにくくなっても、ポンプ作用
が増大するために、トータル的にポンプ量が低下せずに
済むことになる。
【0020】具体的に例えば、図2に示すように、主シ
ールリップ5およびリブ8が実線の初期状態から二点鎖
線の摩耗状態へと進行する場合を例に挙げる。まず、初
期状態では、主シールリップ5の回転軸1に対する接触
幅がB0であり、リブ8の回転軸1に対する接触幅がA0
である。また、摩耗状態では、主シールリップ5の回転
軸1に対する接触幅がB1となり、リブ8の回転軸1に
対する接触幅がA1となる。
【0021】ここで、摩耗の進行に関係なくポンプ量を
一定にするためには、初期状態における接触幅A0,B0
の寸法や、摩耗状態における接触幅A1,B1の寸法が重
要となる。換言すれば、主シールリップ5の内側斜面5
2の傾斜角度α、外側斜面51の傾斜角度γ、リブ8の
傾斜角度δ、リブ8の初期接触幅A0が重要となる。
【0022】以下、摩耗の進行に関係なくポンプ量を一
定にするためのオイルシール2の設計思想について、図
4ないし図6を用いて説明する。図4は、リブの接触幅
を一定にしたときの主シールリップの接触幅とポンプ量
との関係を示すグラフ、図5は、主シールリップの接触
幅を一定にしたときのリブの接触幅とポンプ量との関係
を示すグラフ、図6は、リブの接触幅と主シールリップ
の接触幅との理想的な関係を示すグラフである。
【0023】まず、ポンプ量Qと、リブ8の接触幅Aお
よび主シールリップ5の接触幅Bとの関係を定量的に把
握する。Q=F(A,B)そこで、リブ8の接触幅Aを
一定(0.4mm)にして主シールリップ5の接触幅B
を可変したときのポンプ量Qの変化と、主シールリップ
5の接触幅Bを一定(0.2mm)にしてリブ8の接触
幅Aを可変したときのポンプ量Qの変化とを実験により
調べる。前者の変化関係を図4に、後者の変化関係を図
5にそれぞれ示している。このときの実験条件は次のと
おりである。
【0024】 <設計要素> ・主シールリップ5の潤滑油側の傾斜角度 α:45(°) ・主シールリップ5の外側の傾斜角度 γ: 7(°) ・リブ8の軸線に対する傾斜角度 θ:26.6(°) ・リブ8の周方向幅 w:0.09(mm) ・主シールリップ5の回転軸1に対する緊迫力:8.1(N) <ゴム物性> ・ヤング率 :8×107(Pa) ・ポアソン比 :0.42 <運転条件> ・絶対粘度 :0.1(Pa.s) ・回転速度 :3000(rpm) ・外側圧力 :0(Pa) ・潤滑油側圧力 :105(Pa) 結果として、ポンプ量Qは、図4に示すように、主シー
ルリップ5の接触幅Bを増加させるに従い低下するが、
図5に示すように、リブ8の接触幅Aを増加させるに従
い増大することが分かる。
【0025】これら図4および図5のデータをもとに、
主シールリップ5の接触幅B、リブ8の接触幅A、ポン
プ量Qの関係を表す式を得る。
【0026】Q=a1+a2A+a3B ・・・ Q:ポンプ量(×10-83/s) A:リブ8の接触幅(mm) B:主シールリップ5の接触幅(mm) a1 〜a3:係数 なお、係数a1 〜a3は、実験条件により異なるが、上
記実験条件の場合、a1=−2.814、a2=29.3
64、a3=−11.568となる。
【0027】上記式を用い、理想的なリブ形状を得る
ための関係を調べる。
【0028】まず、目標ポンプ量QOを設定する。
【0029】Q≧Qo ・・・ 但し,Qo=βQmであり、Qmは要求ポンプ量、βは安
全係数である。
【0030】この式に上記式を代入して、式を得
る。
【0031】 −2.814+29.364A−11.568B≧QO ・・・ この式を整理して、リブ8の接触幅Aを求める式を
得る。
【0032】 A≧(QO+2.814+11.568B)/29.364 ・・・ そして、式をもとに、図6に示すグラフを作成する。
このグラフは、ポンプ量Qを一定にするためのリブ8の
接触幅Aと主シールリップ5の接触幅Bとの関係を示し
ている。但し、リブ8の初期接触幅を0.1mmにして
いる。この例では、主シールリップ5の接触幅Bが例え
ば0.5mmのとき、ポンプ量Qを低下させないように
するためには、リブ8の接触幅Aは0.27mmが必要
となるのである。
【0033】この図6から分かるように、主シールリッ
プ5の接触幅Bは次式で表せる。 B=y×tanγ+y×tanα =y×(tanγ+tanα) ・・・ y:主シールリップ5の径方向位置 この式を上記式に代入すると、次式で表せる理想
的なリブ8の形状が得られる。
【0034】 A≧(Qm+2.814)/29.364+0.394y×(tanγ+tanα) ・・・ 以上説明したようなことから、図1に示す構造のオイル
シール2は、その使用対象において要求される性能に応
じて理想的なリブ8の形状を任意に設定することができ
る。ちなみに、リブ8の傾斜角度δを、図2中の一点鎖
線のように大きくすれば、摩耗の進行に従いポンプ量Q
を増大させることができ、逆に、図2中の破線のように
小さくすれば、摩耗の進行に従いポンプ量Qを減少させ
ることができる。このように摩耗の進行に従いポンプ量
Qをほぼ一定、増大傾向、減少傾向のいずれにも設定す
ることができ、その選択は任意となる。
【0035】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、いろいろな応用や変形が考えられる。
例えば、上記実施例のようなリブ8だけでなく、上記実
施例での各リブ8の間にそれらと逆向きに傾斜するリブ
を設けた構造とすることができる。また、リブ8の形状
は、断面ほぼ矩形状や台形状でもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明では、外方へ漏洩する潤滑油を戻
せるように構成したオイルシールにおいて、漏洩する潤
滑油の戻し量を長期にわたって低下させないように工夫
しているから、いったん漏洩した潤滑油の回収率を高め
ることができて、高い密封性を確保できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオイルシールの一実施例の上半分の縦
断面図
【図2】同オイルシールの要部の説明図で、リブの長手
方向に沿う断面図
【図3】同オイルシールの解析モデルを示す主シールリ
ップの展開斜視図
【図4】リブの接触幅を一定にしたときの主シールリッ
プの接触幅とポンプ量との関係を示すグラフ
【図5】主シールリップの接触幅を一定にしたときのリ
ブの接触幅とポンプ量との関係を示すグラフ
【図6】リブの接触幅と主シールリップの接触幅との理
想的な関係を示すグラフ
【符号の説明】
1 回転軸 2 オイルシール 5 主シールリップ 51 主シールリップの外側斜面 8 リブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相手部材に対し接触させられる断面ほぼ
    三角形のシールリップを有し、このシールリップの外側
    斜面の円周数箇所に、相手部材とシールリップとの摺接
    部位から漏洩しようとする潤滑油を戻すポンプ作用をな
    すリブが設けられているオイルシールであって、 前記リブは、そのポンプ作用が摩耗進行に従い増大する
    ものである、ことを特徴とするオイルシール。
  2. 【請求項2】 相手部材に対し接触させられる断面ほぼ
    三角形のシールリップを有し、このシールリップの外側
    斜面の円周数箇所に、軸線に対し傾斜するリブが設けら
    れているオイルシールであって、 前記リブは、相手部材に対する接触幅が摩耗進行に従い
    増大するものである、ことを特徴とするオイルシール。
  3. 【請求項3】 相手部材に対し接触させられる断面ほぼ
    三角形のシールリップを有し、このシールリップの外側
    斜面の円周数箇所に、軸線に対し傾斜するリブが設けら
    れているオイルシールであって、 前記リブは、その前記外側斜面からの高さ寸法がシール
    リップ先端側からシールリップ基端側へ向けて漸次増大
    するものである、ことを特徴とするオイルシール。
  4. 【請求項4】 前記リブの高さ寸法の増大割合は、摩耗
    進行に伴うシールリップの相手部材に対する接触幅の増
    加割合との相対的な関係に基づき任意に設定されるもの
    である、請求項3に記載のオイルシール。
JP8025071A 1996-02-13 1996-02-13 オイルシール Pending JPH09217838A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000145974A (ja) * 1998-11-09 2000-05-26 Nok Corp オイルシール
JP2006161917A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Koyo Sealing Techno Co Ltd 密封装置
WO2015040739A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ オイルシール構造および波動歯車装置
CN112728091A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 西北橡胶塑料研究设计院有限公司 直升机减速器内包骨架动力回油油封

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