JPH10184931A - オイルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】密封性能の経時変化が少なく、表面の粗いシャ
フトに使用されても密封性能を十分に高く保持でき、広
い温度環境で使用でき、更に全体の寸法の小形化が可能
なオイルシールの提供。 【解決手段】金属環ケース１，４と、ラバーカバー２，
３と、グリース５とでなり、突起３２を除く部分は完全
な軸対称形をなしている。グリース５は、ラバーカバー
２の襞状部２１及びラバーカバー３の襞状部３１とシャ
フト６との境界面に入り込み、その境界面を潤滑すると
ともに、その境界面に密封面としての機能を持たせる。
シャフト６とともに回転するグリース５はラバーカバー
２，３の内壁に対し流れている。この流れが突起３２に
当たるとき生じる渦によりグリース５は常にシャフト６
の外周面に供給され、シャフト６の外周面は常時グリー
ス５で覆われ、シャフト６の外周面に気泡が形成される
ことはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジンに
おける噴射ポンプ用モーターの回転軸回り等に用いられ
て好適なオイルシールに関する。

【０００２】

【従来の技術】オイルシールは、噴射ポンプ用モーター
等の回転機器において回転軸の外周に沿って内部のオイ
ルが外に漏れ出すのを防止するのに用いられる。その回
転軸の軸方向に関する該オイルシールの片側（内側）が
回転機器の内部のオイルに曝され、該オイルシールの他
の側（外側）が空気に曝される。ここでオイルシールの
内側および外側と称したのは、該回転機器の回転軸の軸
方向に関し、オイルシールの片側は回転機器の内部に納
められ、該回転機器のオイルに触れるのでその片側を内
側と称し、またオイルシールの他の側は回転機器の外に
露出し空気に曝されるので該他の側を外側と称したので
ある。オイルシールのゴム製のシールリップ（ｓｅａｌ
ｌｉｐ）と回転軸の外周面との密着面を密封面とし、
該密封面により該内側と外側とを遮断し、内側から外側
へオイルが流動するのを防止している。

【０００３】この種の従来のオイルシールは、ＪＩＳ−
Ｂ０１１６−１４０３に「ばね入り外周ゴムオイルシー
ル」なる名称で示されているように、ゴム製の環状のシ
ールリップを回転軸に当接し、該シールリップをばねで
ラジアル方向に締めつけ、該シールリップと回転軸との
当接面を密封面とし、該密封面で該回転軸回りのシール
をする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のオイルシ
ールでは、密封面がシールリップと回転軸との当接面で
あり、該シールリップをばねで回転軸に締め付けるか
ら、長時間に渡って使用されると、回転軸の外周にシー
ルリップによる摩滅溝が形成され、密封能力が低下し、
機器内部のオイルが漏れ出すことがあり、また回転軸の
外周面とシールリップとの摩擦による熱でシールリップ
の温度が上り、シールリップの材質の劣化が促進され、
ゴム製であるシールリップが硬化し、この点でも使用時
間に応じて密封の度合いが低下する。摩滅溝と摩擦熱と
は相互に助長し合う関係にあり、従来のオイルシールで
は、密封性能の劣化は時間の経過とともに急速に進む。

【０００５】そこで、本発明の目的は、密封性能の経時
変化が少ないオイルシールの提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の手段を提供する。

【０００７】回転軸の外周の全周に接触する環状のゴ
ム部材と、該ゴム部材の表面のうちで外部に露出する領
域の主要部を覆う金属ケースとを有してなり、該ゴム部
材と前記回転軸の外周面との接触面を密封面とし、該回
転軸の軸方向に関する該密封面の片側を機器内のオイル
に曝し、該密封面の他の面を該機器の外の空気に曝し、
該片側を機器の内側とし、該他の側を該機器の外側とす
るとき、該内側と該外側との間の流体の移動を該密封面
で遮断するオイルシールにおいて、前記ゴム部材は、前
記回転軸の外周の全周に接触し前記内側に開く環状の第
１の襞状部と、前記回転軸の軸方向に関し該第１の襞状
部から間隔を置いた位置に設けられ、該回転軸の外周の
全周に接触し前記外側に開く環状の第２の襞状部と、前
記第１及び第２の襞状部の間で前記回転軸の外周に開口
し、グリースが充填される空洞とを有し、前記金属ケー
スは、前記第１の襞状部をオイルに曝させ、かつ前記グ
リースの圧力に抗して該第１の襞状部を前記回転軸の外
周に安定に密着させるのに足りるだけの面積である第１
の開口と、前記第２の襞状部を空気に曝させ、かつ該グ
リースの圧力に抗して該第２の襞状部を前記回転軸の外
周に安定に密着させるのに足りるだけの面積である第２
の開口とを有し、前記第１及び第２の開口は前記回転軸
と同軸の円形であり、前記回転軸に直交する平面におけ
る前記空洞の断面の外縁は、前記回転軸の軸方向に関す
る少なくとも一部分の領域において非円形であることを
特徴とするオイルシール。

【０００８】前記第１の襞状部の先端は前記金属ケー
スの前記内側表面の面に揃い、該前記第１の襞状部の表
面のうちで前記回転軸の外周に対向する面は前記回転軸
の長手軸に対し約４５度の角度をなし、前記第２の襞状
部の先端は前記金属ケースの前記外側表面の面に揃い、
該第２の襞状部の表面のうちで前記回転軸の外周に対向
する面は前記回転軸の長手軸に対し約４５度の角度をな
すことを特徴とする前記に記載のオイルシール。

【０００９】前記回転軸に直交する平面における前記
空洞の断面の外縁は、前記回転軸の軸方向に関する少な
くとも一部分の領域において、円形の一部分を該円形の
中心側へ凹ませた形であることを特徴とする前記又は
に記載のオイルシール。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、実施の形態を挙げ本発明を
一層詳しく説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施の形態を示す縦断面
図、図２はその実施の形態を組み立てる工程でグリース
の充填に用いる注入器の縦断面図、図３はその実施の形
態を組み立てる工程のうちでグリースを注入する工程を
示す縦断面図、図４はその実施の形態の分解縦断面図、
図５〜図８はその実施の形態を構成する各部材の縦断面
図（Ａ）及び正面図（Ｂ）、図９はその実施の形態にお
ける襞状部とシャフトとの接触部を示す部分縦断面図で
ある。図５〜図８において、図（Ａ）は図（Ｂ）におけ
るＹ−Ｙ面で見た縦断面図である。図５及び図６におい
ては、図（Ｂ）は図（Ａ）の右側から見た図であり、図
７及び図８においては、図（Ｂ）は図（Ａ）の左側から
見た図である。

【００１２】この実施の形態のオイルシールは、金属環
ケース１，４と、ラバーカバー２，３と、グリース５と
でなり、金属環ケース１から金属環ケース４までの全体
の厚さ、即ちシャフト６の軸に平行な方向の厚さは７ｍ
ｍである。本実施の形態のうちの突起３２を除く部分は
完全な軸対称形をなしている。金属環ケース１，４は
０．３ｍｍ厚のＳＵＳ３０４鋼板でなる。ラバーカバー
２，３は０．５ｍｍ程度の厚さのＨ＋ＮＢＲゴムでな
る。図５〜図８に示す各部の寸法は次のとおりである
（単位はｍｍ）。

【００１３】 ｒ１：１５．４， ｒ２：１４．２， ｒ３：１３．９， ｒ４：１１．５， ｒ５：１６．０， ｒ６：１３．４， ｒ７：１３．１， ｒ８：１２．８， ｄ１：２１．８， ｄ２：１９．６， ｈ：１１．５ この実施の形態の組み立てにおいては、まず図３に示す
ように、金属環ケース１にラバーカバー２を嵌め、発砲
スチロールでなる仮のシャフト６をラバーカバー２の襞
状部２１の軸穴に通し、図２のグリース注入器８でグリ
ース５を図３の縦断面形になるように円環状に注入し、
次に金属環ケース４にラバーカバー３を嵌め、金属環ケ
ース４にラバーカバー３を嵌めてなる組部品をラバーカ
バー２に嵌め込み、図１の如くに一体に組み上げる。

【００１４】図１に現れているように、ラバーカバー２
は、シャフト６の外周の全周に接触し、シャフト６の軸
方向に関し片側（図１の左側）に開く環状の襞状部２１
を有している。ラバーカバー３は、シャフト６の軸方向
に関し襞状部２１から間隔を置いた位置に設けられ、シ
ャフト６の外周の全周に接触し、該シャフト６の他の側
（図１の右側）に開く環状の襞状部３１を有している。
ラバーカバー２，３の襞状部２１，３１の壁面はシャフ
ト６の外周に対面している。そのラバーカバー２，３の
襞状部２１，３１側の壁面とシャフト６の外周との間は
グリース５を充填するための空洞をなしている。

【００１５】組み立てに先立って、各部材の接合面には
接着剤を塗布しておき、金属環ケース１、ラバーカバー
２、ラバーカバー３及び金属環ケース４が互いに固着さ
れるように組み上げる。図３の形状にグリース５を注入
するとき、そのグリース５の量をグリース注入器８の目
盛り８４で所定値に計量しておくことにより、注入グリ
ース量を適切な値に選択し、組み上げられた状態で、図
１のように、ラバーカバー２，３とシャフト６の間に形
成される空洞にグリース５が丁度一杯に充満するように
する。

【００１６】図１のように組み立てられた本実施の形態
のオイルシールは、噴射ポンプ用モーター等の回転機器
に装着される。そのとき、回転機器の回転軸にシャフト
６（発砲スチロール製）を同芯に突き合わせ、その回転
軸でシャフト６を押しながら、シャフト６をオイルシー
ルから押し出し、代わりに回転軸をオイルシールの軸芯
に嵌め、オイルシールを回転機器に装着する。このとき
グリース５は回転軸に粘着する。

【００１７】この実施の形態のオイルシールを回転機器
に装着して、最初にシャフト６（この実施の形態に関す
る以下の説明ではシャフト６は回転機器の回転軸とす
る）を回転させると、シャフト６の外周に硬く粘着して
いたグリース５は摩擦熱によりシャフト６の表面から溶
けだす。すると、溶けたグリース５は、ラバーカバー２
の襞状部２１及びラバーカバー３の襞状部３１とシャフ
ト６との境界面に入り込み、その境界面を潤滑するとと
もに、その境界面に密封面としての機能を持たせる。シ
ャフト６の回転の継続時間に応じて、グリース５全体が
溶け、その粘度は或る値まで次第に低下する。ラバーカ
バー２，３の内壁とシャフト６の外周面で囲まれた空洞
内のグリース５はラバーカバー２，３の内壁とシャフト
６の外周面とに隙間なく粘着し、このオイルシールの密
封性能を高い値に保持する。

【００１８】環状の襞状部２１の径ｄ１は２１．８ｍｍ
であり、金属環ケース１の開口の径２・ｒ４は２３．０
ｍｍである。そこで、襞状部２１は、回転機器の内側
（図１のオイルシールは、その左側が回転機器内のオイ
ルに曝されるように、回転機器へ装着されるものとす
る）へ広がってしまうのを金属環ケース１で押えられ、
シャフト６へ安定に密着し続ける。同様に、環状の襞状
部３１の径ｄ１は２１．８ｍｍであり、金属環ケース４
の開口の径２・ｒ４は２３．０ｍｍである。そこで、襞
状部３１は、回転機器の外側（回転機器の外部の空気
側）へ広がってしまうのを金属環ケース４で押えられ、
シャフト６へ安定に密着し続ける。

【００１９】図７によく現れているように、ラバーカバ
ー３には突起３２が設けてある。この突起３２がないと
きは、シャフト６とともに高速に回転するグリース５は
遠心力によりシャフト６の外周面から離れ、シャフト６
の表面に気泡が形成されることがある。シャフト６の表
面に気泡が形成され、その気泡が大きくなるとオイルシ
ールの密封性能が低下する。

【００２０】シャフト６とともに回転するグリース５は
ラバーカバー２，３の内壁に周方向へ対し流れている。
この流れが突起３２に当たるとき、その流れに渦が生じ
る。この渦によりグリース５は常にシャフト６の外周面
に供給され、シャフト６の外周面は常時グリース５で覆
われ、シャフト６の外周面に気泡が形成されることはな
い。

【００２１】この実施の形態のオイルシールでは、襞状
部２１，３１とシャフト６の外周面との境界面及びグリ
ース５とシャフト６との境界面が密封面となり、シャフ
ト６の軸方向の密封面の距離がオイルシール全体の厚さ
一杯の長さになる。そこで、この実施の形態のオイルシ
ールは、４〜５気圧という高い油圧に耐え、オイルを密
封することができる。また、シールリップに相当する襞
状部２１，３１をばねでラジアル方向に締め付けないか
ら、襞状部２１，３１に当接する部分のシャフト６に溝
ができることもない。さらに、襞状部２１，３１をばね
で締め付けないし、襞状部２１，３１とシャフト６との
間には常にグリースが潤滑しているから、襞状部２１，
３１及びシャフト６間の摩擦は小さく、襞状部２１，３
１の温度はシャフト６の回転によってさして上昇せず、
長期間使用しても襞状部２１，３１はほとんど硬化しな
い。そこで、この実施の形態のオイルシールは密封性能
を長期間安定に保持することができる。

【００２２】その上、この実施の形態のオイルシール
は、グリース５により密封しているから、表面の粗いシ
ャフトに使用されても密封性能を十分に高く保持でき
る。また、この実施の形態のオイルシールは、グリース
５により密封していることから、摂氏−７０度という寒
冷地から摂氏＋１５０度という高温環境まで広い温度環
境で使用できる。また、前述のとおり、この実施の形態
のオイルシールでは、襞状部２１，３１とシャフト６の
外周面との境界面及びグリース５とシャフト６との境界
面が密封面となり、シャフト６の軸方向の密封面の距離
がオイルシール全体の厚さ一杯の長さになるので、同じ
耐圧の従来のオイルシールに比べ、軸方向の厚みを小さ
くでき、全体の寸法を小形化できる。

【００２３】なお、以上には具体的寸法や材料を例示し
て実施の形態を説明したが、この発明がこの実施の形態
に限定されないことは勿論である。例えば、ラバーカバ
ー２，３は一体に成形しても差し支えなく、その一体に
成形されたラバーカバーを、一体に成形した金属環ケー
スで覆っても差し支えない。また、前記実施の形態では
金属環ケース１、ラバーカバー２、ラバーカバー３及び
金属環ケース４相互の接合面には接着剤を塗布しておい
てからこれら各部材を組み立てると説明したが、各部材
の寸法精度を十分に高く成形することにより、接着剤を
用いなくても各部材を一体的に組み立てるだけで、図１
のオイルシールを造り上げることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上に実施の形態を挙げ詳しく説明した
ように、本発明によりば、密封性能の経時変化が少な
く、表面の粗いシャフトに使用されても密封性能を十分
に高く保持でき、広い温度環境で使用でき、更に全体の
寸法の小形化が可能なオイルシールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断面図。

【図２】図１の実施の形態を組み立てる工程でグリース
の充填に用いる注入器の縦断面図。

【図３】図１の実施の形態を組み立てる工程のうちでグ
リースを注入する工程を示す縦断面図。

【図４】図１の実施の形態の分解縦断面図。

【図５】図１の実施の形態を構成する金属環ケース１の
縦断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）。

【図６】図１の実施の形態を構成するラバーカバー２の
縦断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）。

【図７】図１の実施の形態を構成するラバーカバー３の
縦断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）。

【図８】図１の実施の形態を構成する金属環ケース４の
縦断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）。

【図９】図１の実施の形態における襞状部とシャフトと
の接触部を示す部分縦断面図。

【符号の説明】

１・・・・・金属環ケース ２・・・・・ラバーカバー ３・・・・・ラバーカバー ４・・・・・金属環ケース ５・・・・・グリース ６・・・・・シャフト ８・・・・・グリース注入器 ２１・・・・・襞状部 ３１・・・・・襞状部 ３２・・・・・突起 ８１・・・・・外筒 ８２・・・・・プランジャー ８３・・・・・ノズル ８４・・・・・目盛り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の外周の全周に接触する環状のゴム
   部材と、該ゴム部材の表面のうちで外部に露出する領域
   の主要部を覆う金属ケースとを有してなり、該ゴム部材
   と前記回転軸の外周面との接触面を密封面とし、該回転
   軸の軸方向に関する該密封面の片側を機器内のオイルに
   曝し、該密封面の他の面を該機器の外の空気に曝し、該
   片側を機器の内側とし、該他の側を該機器の外側とする
   とき、該内側と該外側との間の流体の移動を該密封面で
   遮断するオイルシールにおいて、 前記ゴム部材は、前記回転軸の外周の全周に接触し前記
   内側に開く環状の第１の襞状部と、前記回転軸の軸方向
   に関し該第１の襞状部から間隔を置いた位置に設けら
   れ、該回転軸の外周の全周に接触し前記外側に開く環状
   の第２の襞状部と、前記第１及び第２の襞状部の間で前
   記回転軸の外周に開口し、グリースが充填される空洞と
   を有し、 前記金属ケースは、前記第１の襞状部をオイルに曝さ
   せ、かつ前記グリースの圧力に抗して該第１の襞状部を
   前記回転軸の外周に安定に密着させるのに足りるだけの
   面積である第１の開口と、前記第２の襞状部を空気に曝
   させ、かつ該グリースの圧力に抗して該第２の襞状部を
   前記回転軸の外周に安定に密着させるのに足りるだけの
   面積である第２の開口とを有し、 前記第１及び第２の開口は前記回転軸と同軸の円形であ
   り、 前記回転軸に直交する平面における前記空洞の断面の外
   縁は、前記回転軸の軸方向に関する少なくとも一部分の
   領域において非円形であることを特徴とするオイルシー
   ル。
2. 【請求項２】前記第１の襞状部の先端は前記金属ケース
   の前記内側表面の面に揃い、該前記第１の襞状部の表面
   のうちで前記回転軸の外周に対向する面は前記回転軸の
   長手軸に対し約４５度の角度をなし、 前記第２の襞状部の先端は前記金属ケースの前記外側表
   面の面に揃い、該第２の襞状部の表面のうちで前記回転
   軸の外周に対向する面は前記回転軸の長手軸に対し約４
   ５度の角度をなすことを特徴とする請求項１に記載のオ
   イルシール。
3. 【請求項３】前記回転軸に直交する平面における前記空
   洞の断面の外縁は、前記回転軸の軸方向に関する少なく
   とも一部分の領域において、円形の一部分を該円形の中
   心側へ凹ませた形であることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載のオイルシール。