| 【発明の名称】 |
オイルシール |
| 【発明者】 |
【氏名】西野 正俊
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| 【要約】 |
【課題】オイルシールと固定部材との間から、油等が漏れることがある。
【解決手段】本オイルシール１では、外周に圧接面１ｂを弾性部材で形成した。この圧接面１ｂが、固定部材としての周囲部材３の孔３ａの内周面３ｂに圧入される。内周面３ｂに接して封止する自封性のリップ１８ａを設けた。リップ１８ａは、圧接面１ｂに対して傾斜して突出する固定側シール部１８の先端縁に形成されている。自封性のリップ１８ａは、内圧に感応して確実に封止でき、しかも装着し易い。圧接面１ｂとリップ１８ａの間に環状溝２０を設けて、リップ１８ａの背圧を抑制して、自封性の低下を防止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】軸とこの軸を取り囲み軸に対して相対移動する周囲部材との間を封止するオイルシールであって、上記軸および周囲部材の何れか一方からなる固定部材と接し、密封空間の内圧によって封止力を高める自封性のリップを備えたことを特徴とするオイルシール。
【請求項２】請求項１に記載のオイルシールにおいて、上記リップよりも反密封空間側で、固定部材の全周に圧接される環状の圧接面と、リップにかかる反密封空間からの背圧を抑制する背圧抑制手段とをさらに備えたことを特徴とするオイルシール。
【請求項３】請求項２に記載のオイルシールにおいて、上記背圧抑制手段は、圧接面とリップとの間に形成され、固定部材との間に環状の空間を区画する環状溝を含むことを特徴とするオイルシール。
【請求項４】請求項２に記載のオイルシールにおいて、上記背圧抑制手段は、リップの背面と固定部材との間に区画される環状の空間を圧接面で隔たる反密封空間に連通する連通溝を含むことを特徴とするオイルシール。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】オイルシールは、例えば、可動部材である回転軸と、その周囲にあって固定部材としてのハウジングに形成された孔の内周面との間に配置され、回転軸とハウジングとの間で、ハウジング内の油等を封止するものである。オイルシールは、環状の金属製の本体と、この本体の内周に環状に設けられて回転軸の外周面と摺接して封止するシールリップと、このシールリップの外側から内側へ緊縛力を作用させる環状のばねとを有している。シールリップは、弾性部材で形成され、これとともに一体に、本体の外周面も弾性部材で形成されている。
【０００３】装着時、オイルシールの本体の外周面はハウジングの孔の内周面に圧入されており、外周面の弾性部材が圧縮変形して内外を封止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ハウジングの孔とオイルシールの本体の外周面との間を、確実に封止できない場合がある。例えば、高い圧力がかかる場合や、温度変化により圧入の締め代が低下する場合である。このような場合であっても確実に封止するためには、圧入の締め代を大きくすることが考えられるが、これに伴い圧入時に過大な荷重がオイルシールにかかることが想定される。過大な荷重がかかると、オイルシールを装着し難くなるうえに、本体の外周面の弾性部材にかじりが生じて、その結果、かえって封止性能が低下することもある。
【０００５】このように、オイルシールの装着し易さと封止の確実性とを両立することは困難であった。そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、装着が容易で、固定部材との間を確実に封止できるオイルシールを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため、請求項１に記載の発明のオイルシールは、軸とこの軸を取り囲み軸に対して相対移動する周囲部材との間を封止するオイルシールであって、上記軸および周囲部材の何れか一方からなる固定部材と接し、密封空間の内圧によって封止力を高める自封性のリップを備えたことを特徴とする。
【０００７】この構成によれば、固定部材に容易に装着できるような柔軟な材料のリップを用いたとしても、リップの自封性により、内圧の上昇時にもオイルシールと固定部材との間を確実に封止することができる。請求項２に記載の発明のオイルシールは、請求項１に記載のオイルシールにおいて、上記リップよりも反密封空間側で、固定部材の全周に圧接される環状の圧接面と、リップにかかる反密封空間からの背圧を抑制する背圧抑制手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】この構成によれば、油等がリップの背後に侵入する場合であっても、背圧が抑制されるので、リップの自封性の低下を防止することができる。請求項３に記載の発明のオイルシールは、請求項２に記載のオイルシールにおいて、上記背圧抑制手段は、圧接面とリップとの間に形成され、固定部材との間に環状の空間を区画する環状溝を含むことを特徴とする。
【０００９】この構成によれば、圧接面によって、反密封空間側からリップの背後への油等の侵入を防止できる。また、万一、多少の油等が侵入するとしても、環状溝が区画する環状の空間を広くできるので、ここに上述の油等を溜めることができる結果、上述の背圧を抑制できる。請求項４に記載の発明のオイルシールは、請求項２に記載のオイルシールにおいて、上記背圧抑制手段は、リップの背面と固定部材との間に区画される環状の空間を圧接面で隔たる反密封空間へ連通する連通溝を含むことを特徴とする。
【００１０】この構成によれば、環状の空間が連通溝を通じて反密封空間へ開放できるので、環状の空間での背圧の上昇を抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のオイルシールを、添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示すオイルシールの断面図である。本オイルシール１は、移動部材として回転する回転軸２と、この回転軸２を取り囲む固定部材としての周囲部材３との間を封止する環状のシール装置である。周囲部材３には孔３ａが形成され、この孔３ａの内部に本オイルシール１は装着されている。本オイルシール１のシールリップ１２ａが、回転軸２の軸方向に、密封空間である油室Ｓ１と、反密封空間Ｓ２とを仕切っている。オイルシール１は、油室Ｓ１にかかる内圧によって封止力を高めて、周囲部材３と回転軸２との間を確実に封止できるように構成されている。
【００１２】本オイルシール１は、孔３ｂ内に圧縮力を受けつつ嵌合される圧接面１ｂを外周に有する環状のシール本体１７と、このシール本体１７の内周から油室側に延設された環状の内周シール部１２とを有している。この内周シール部１２とシール本体１７とは、ゴムや樹脂材料等の弾性部材で一体に形成されて断面略Ｃ字状の環状をなしている。シール本体１７には、環状の金属製の芯金１１の一部が埋設されている。
【００１３】芯金１１は、反密封空間Ｓ２側に配置されてオイルシール１の端面１ｃを形成する円板部１１ｆと、この円板部１１ｆの外周縁部から軸方向に延びる筒部１１ｇとを有している。この筒部１１ｇがシール本体１７に埋設されている。内周シール部１２は、内周面に、互いに反対方向に傾斜した油室側傾斜面１２ｂおよび反密封空間側傾斜面１２ｃを有し、断面くさび状に形成されている。これら２つの傾斜面１２ｂ，１２ｃが交差する先端にシールリップ１２ａが形成されている。このシールリップ１２ａが、回転軸２の外周面と摺接して封止し、密封空間である油室Ｓ１と、その反対側にある反密封空間Ｓ２とを仕切っている。シールリップ１２ａに対応して内周シール部１２の外周には、ばね１３が設けられている。このばね１３は、内周シール部１２に径方向の内方への予め定める緊縛力を作用させ、シールリップ１２ａを回転軸２に押圧する。また、シールリップ１２ａよりも反密封空間側には、内周シール部１２の内周および芯金１１の円板部１１ｆの内周寄り部分に沿って、バックアップリング１４が設けられている。
【００１４】油室Ｓ１に内圧がかかると、内周シール部１２の外周面１２ｄを介して、内周シール部１２を径方向の内方に押圧し、シールリップ１２ａを回転軸２に締めつける。このように、オイルシール１は、内圧に応じて緊縛力を増して、確実に封止することができる。ところで、油室Ｓ１の内圧が高い場合には、孔３ａの内周面３ｂと圧接面１ｂとの間から、内圧がかかった油の漏れや染み出しが生じる場合がある。このような油の漏れ等を防止すべく、本オイルシール１は、周囲部材３の孔３ａの内周面３ｂと接するリップ１８ａを備えている。
【００１５】以下、詳細に説明する。本オイルシール１は、その外周の端縁から径方向の外方に向けて傾斜状に延設された環状部分である固定側シール部１８を有している。この固定側シール部１８の外周側の先端に、上述のリップ１８ａが形成されている。このリップ１８ａが内周面３ｂと接することにより、密封空間としての油室Ｓ１と、反密封空間として環状の空間Ｓ４とが仕切られている。固定側シール部１８の反密封空間側には、空間Ｓ４を区画する環状溝２０と、圧接面１ｂが軸方向に並んで設けられている。
【００１６】固定側シール部１８は、シール本体１７と一体に、油室Ｓ１に臨んで設けられている。固定側シール部１８は、外径寄り部分ほど、軸方向に関して密封空間側へ向かうように傾斜し、内周に密封空間からの内圧を受ける傾斜状の受圧面１８ｄを有している。また、固定側シール部１８の外周面は、互いに反対方向に傾斜する第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃを有し、第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃが互いに交差する外径側の先端縁に、リップ１８ａが形成される。このリップ１８ａを挟んで密封空間側に第１傾斜面１８ｂがあり、反密封空間側に第２傾斜面１８ｃがあり、第２傾斜面１８ｃがリップ１８ａの背面を形成している。
【００１７】ここで、密封空間とは、リップ１８ａにより仕切られて内圧のかかる側の空間であり、反密封空間とは、リップ１８ａにより密封空間と反対側に仕切られている空間である。リップ１８ａは、密封空間としての油室Ｓ１の内圧によって封止力を高める自封性を有している。リップ１８ａは、全周にわたり内周面３ｂを自身の弾性力により押圧しつつ接している。リップ１８ａは、受圧面１８ｄで受けた密封空間としての油室Ｓ１からの内圧により、内周面３ｂへ押圧されるように配置されている。これにより、リップ１８ａは、内圧が高くなると緊縛力が増すように、内圧に感応して確実に封止する。
【００１８】なお、リップ１８ａは、上述の構成に限らない。例えば、上述の２つの傾斜面が交差する端縁が断面円形のアール面で形成されて、このアール面がリップとされて内周面３ｂと接していてもよい。また、上述の端縁が細い環状の帯に形成されて、この帯がリップとされて内周面３ｂと接してもよい。圧接面１ｂは、オイルシール１の外周に設けられ、シール本体１７と一体に弾性部材で形成された環状部分であり、リップ１８ａよりも反密封空間側に設けられている。圧接面１ｂは、内周面３ｂの内径よりも所定量大径に形成され、装着時に、周囲部材３の孔３ａの内周面３ｂに全周に圧入状態で圧接されている。
【００１９】ところで、オイルシール１を孔３ａ内に装着する際に、圧接面１ｂとリップ１８ａとの間に油等が閉じ込められると、リップ１８ａにかかる反密封空間側からの背圧が高まることがあり、この背圧が高まると、リップ１８ａの自封性が低下することが想定される。これに加えて、内圧が高くなると、油等がリップ１８ａから漏れ出して、上述の背圧をより一層高めることが想定される。本オイルシール１では、上述の背圧を抑制する背圧抑制手段を有している。これにより、背圧が抑制されるので、リップ１８ａの自封性の低下を防止することができる。
【００２０】背圧抑制手段は、圧接面１ｂとリップ１８ａとの間に形成される上述の環状溝２０を含んでいる。環状溝２０は、リップ形成のために通常必要である断面Ｖ字形形状の環状溝（例えば、別実施例である図２の環状溝２２を参照。）を、十分な容積が得られるように、例えば、断面台形形状に拡張して得られるものである。
【００２１】環状溝２０は、全周にわたって形成され、その台形断面の底面は円周面からなっている。環状溝２０の密封空間側部分は、リップ１８ａの背面で形成されている。また、環状溝２０の反密封空間側は、圧接面１ｂに隣接している。環状溝２０は、周囲部材３との間に環状の空間Ｓ４を区画している。この空間Ｓ４内に、リップ１８ａの自封性を維持すべく、予め想定される油量を溜められるように、環状溝２０の大きさが設定されている。上述の油量としては、装着動作時にオイルシール１や孔３ａ内に付着する油量を例示できる。
【００２２】なお、環状溝２０は、固定側シール部１８からシール本体１７の外周面にまたがって凹状に設けられていてもよいし、固定側シール部１８の第２傾斜面１８ｃに設けられていてもよい。また、環状溝２０は、後述する環状溝２２と、その一部を軸方向に拡張した室とで構成されるものでもよい。本オイルシール１の装着動作の際には、オイルシール１を周囲部材３の孔３ａ内に圧入する。このとき、先ず、圧接面１ｂが圧縮変形しつつ圧接され、次に、リップ１８ａが撓みつつ、自身の弾性力により孔３ａの内周面３ｂに押圧力を作用させながら嵌められる。また、シールリップ１２ａが回転軸２の外周面に緊縛力を作用させつつ嵌められる。
【００２３】使用時には、固定側シール部材１８の撓みによる弾性復元力により、リップ１８ａと内周面３ｂとが接して、その間が封止されている。また、圧接面１ｂと内周面３ｂとの間が、圧接状態で封止されている。本オイルシール１に油室Ｓ１からの内圧が作用すると、この内圧は固定側シール部１８の受圧面１８ｄにかかり、固定側シール部１８は弾力的に撓んで、リップ１８ａが径方向の外方に押圧される。その結果、リップ１８ａと内周面３ｂとがより強く密着して、密封空間としての油室Ｓ１と反密封空間との間が確実に封止される。
【００２４】また、仮に、油室１の内圧が高くて漏れ出した油や、装着動作時に使用された油が、リップ１８ａの背後にある場合には、上述の油を、これに対して十分に広い環状溝２０に溜めることができるので、この油が高圧になり難い。その結果、リップ１８ａの自封性を維持することができる。なお、環状溝２０にある油は、圧接面１ｂと孔３ａの内周面３ｂとの間で封止されているので、漏れる心配はない。
【００２５】このように本実施の形態によれば、固定部材としての周囲部材３に容易に装着できるような柔軟な材料のリップ１８ａを用いたとしても、リップ１８ａの自封性により、密封空間からの内圧の上昇時にもオイルシール１と固定部材との間を確実に封止することができる。例えば、高圧時の密封空間側からのにじみを防止できる。
【００２６】このように、自封性のリップ１８ａでは、封止性を確保しつつ、装着動作時に過大な荷重が負荷されるのを回避できるので、リップ１８ａにかじりが生じる虞がない。また、オイルシール１の装着動作時には、まだ内圧はかかっておらず、それに伴い、自封性のリップ１８ａと周囲部材３の内周面３ｂとの間に働く荷重も小さいので、オイルシール１を装着し易い。
【００２７】しかも、自封性のリップ１８ａでは、装着の容易性を確保しつつリップ１８ａの締め代（寸法Ｄ参照）を大きくできるので、温度変化が大きい場合であっても、確実な封止性を得ることができる。例えば、熱変形が相対的に大きいゴムからなるリップ１８ａと、熱変形が相対的に小さい金属製の周囲部材３の孔３ａの内周面３ｂとの接触を、低温時に確実に確保することができる。
【００２８】また、全周にわたる圧接面１ｂが、反密封空間側からリップ１８ａの背後への油等の侵入を防止できるので、リップ１８ａにかかる背圧が高まる虞が少なく、リップ１８ａの自封性の低下を防止することができる。また、万一、多少の油等がリップ１８ａの背後に侵入したとしても、背圧抑制手段としての環状溝２０により背圧を抑制できる。
【００２９】また、台形等の断面略四角形形状の環状溝２０は、断面三角形形状のものに比べて、環状の空間Ｓ４を大きく確保できるので、背圧を確実に抑制できる。また、環状溝２０が、固定側シール部１８の根元にあることで、固定側シール部２０の可撓性が高まり、リップ１８ａを内周面３ｂに接し易くできる。その結果、リップ１８ａによる封止性を高めつつ、オイルシール１をより一層装着し易くできる。
【００３０】また、環状溝２０は、複数が軸方向に並んで設けられていてもよい。この場合には、反密封空間側からリップ１８ａの背後に侵入しようとする油は、複数の環状溝により侵入を妨げられるので、リップ１８ａの背圧が高まり難い。このように、リップ１８ａの自封性により、オイルシール１の装着し易さと封止の確実性とを両立することができる。
【００３１】次に、第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態では、図２に示すように、背圧抑制手段は、圧接面１ｂに形成された連通溝２１を含んでいる。なお、第１の実施の形態と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略する。本オイルシール１は、リップ１８ａの背後に、上述の断面略台形形状に拡張された環状溝２０に代えて小断面の環状溝２２を有している。この環状溝２２は、リップ形成のために通常必要である断面Ｖ字形形状の環状溝であり、その密封空間側の一辺はリップ１８ａの背面で形成されている。環状溝２２と周囲部材３の内周面３ｂとの間に、環状の空間Ｓ５が区画されている。
【００３２】連通溝２１は、円筒面からなる圧接面１ｂに形成され、環状溝２２から軸方向に沿って反密封空間側に向けて直線状に延びている。すなわち、連通溝２１は、環状の空間Ｓ５と、圧接面１ｂよりも反密封空間Ｓ２側にあり反密封空間Ｓ２との間で空気のやりとりができる環状の空間Ｓ３とを連通している。この空間Ｓ３は、孔３ａの隅とオイルシール１の角とにより区画されている。
【００３３】また、端面１ｃと孔３ａの端面３ｃとの間が封止されて、空間Ｓ３と反密封空間Ｓ２とが仕切られている場合には、万一、油等が上述の空間Ｓ３に流出したとしても、漏れる心配はない。また、この場合にも、空間Ｓ５と空間Ｓ３とが連通することで、空間が広がり、背圧を抑制できる。また、連通溝２１は、弾性部材で形成された圧接面１ｂが孔３ａ内に圧接された状態で、連通溝２１の周囲の弾性部材により塞がれないような大きさで形成されている。このように連通溝２１は、一端から他端への連通を確実に確保することができる。
【００３４】また、連通溝２１は、周方向の複数箇所に設けられており、確実な連通を確保している。ここで、連通溝２１は少なくとも一つあればよい。なお、連通溝２１は、途中で屈曲したり湾曲してもよい。このように本実施の形態によれば、環状の空間Ｓ５が連通溝２１を通じて反密封空間としての空間Ｓ３へ開放できるので、環状の空間Ｓ５での背圧の上昇を抑制することができる。
【００３５】このように、背圧抑制手段としての連通溝２１により、リップ１８ａの背圧が抑制されるので、リップ１８ａの自封性の低下を防止することができる。なお、上述の実施の形態では、リップ１８ａは、孔３ａの内周面３ｂとの間を封止していたが、これには限定されない。例えば、図３に示すように、リップ１８ａは、孔３ａの端面３ｃと当接して封止してもよい。オイルシール１の端面１ｃに、固定側シール部１８が、シール本体１７と一体に設けられている。この固定側シール部１８は、軸方向に反密封空間Ｓ２側に向けて突出する環状部分であり、その突出する先端にリップ１８ａが形成されている。固定側シール部１８は、シール本体１７寄りにあって径方向外方の受圧面１８ｄと、先端寄りにあって互いに反対方向に傾斜する第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃとを有し、第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃが互いに交差する先端縁に、リップ１８ａが形成されている。リップ１８ａは、周囲部材３の端面３ｃに接して封止する。リップ１８ａは、径方向の外方にある密封空間としての環状の空間Ｓ６と、径方向の内方にある反密封空間Ｓ２とを仕切っている。リップ１８ａは、密封空間からの内圧によって封止力を高める自封性を有している。
【００３６】このように、図３に示すリップ１８ａの場合には、装着時にリップ１８ａと内周面３ｂとを擦らずに済み、オイルシール１を装着し易い。また、圧接面１ｂと内周面３ｂとの間が封止されている場合、密封空間としての空間Ｓ６にかかる内圧は、油室Ｓ１にかかる内圧よりも低圧となるので、リップ１８ａによる封止も確実である。また、リップ１８ａの背後は開放されており、リップ１８ａの背圧が高まる虞もないので、リップ１８ａの自封性が低下する虞もない。従って、図３のオイルシール１には、上述の背圧抑制手段は設けられていない。なお、リップ１８ａの径方向位置は、孔３ａの端面３ｃと当接できればよい。また、図３のリップ１８ａが、上述した図１や図２に示すオイルシール１に設けられていてもよい。
【００３７】また、固定側シール部１８は、上述の構成に限定されない。例えば、固定側シール部１８は、装着前の状態では傾斜していなくても、装着することにより傾斜状になるものでもよいし、内圧を受けて傾斜状になるものでもよい。また、リップ１８ａと受圧面１８ｄとの相互の位置関係は、自封性を実現できればよい。また、背圧を抑制するための構成を、例えば、周囲部材３の孔３ａに設ける場合には、オイルシール１から背圧抑制手段を省略することも考えられる。
【００３８】また、芯金１１、シール本体１７や内周シール部１２等の、移動部材との間を封止するための構成は上述のものに限定されない。また、オイルシール１は、固定部材としての軸と、この軸を取り囲み相対移動する移動部材としての周囲部材３との間に配置されるものでもよい。また、上述の移動部材としては、回転軸２や周囲部材３の他、軸方向に変位する軸や周囲部材３であってもよい。要は、軸とこの軸を取り囲み軸に対して相対移動する周囲部材との間を封止するオイルシールであればよく、リップ１８ａが接する固定部材は、軸および周囲部材の何れか一方であればよい。
【００３９】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００４０】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、固定部材と接する自封性のリップにより、内圧が高い場合であっても固定部材とオイルシールとの間を確実に封止することができる。請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、万一、油等がリップの背後に侵入する場合であっても、背圧抑制手段により背圧を抑制でき、リップの自封性の低下を防止することができる。
【００４１】請求項３に記載の発明によれば、圧接面により反密封空間からリップの背後への油等の侵入を防止できる。また、万一、多少の油等が侵入するとしても、この油等を広い環状溝内に溜めて、上述の背圧を抑制できる。請求項４に記載の発明によれば、環状の空間が連通溝を通じて反密封空間へ開放できるので、環状の空間での背圧の上昇を抑制することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２４７
【氏名又は名称】光洋精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月１４日（１９９８．９．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５１５５
【弁理士】
【氏名又は名称】亀井 弘勝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８１０９（Ｐ２０００−８８１０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２６０３５０ |
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