JP4396820B2 - オイルシール - Google Patents

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等における回転体の外周を密封するオイルシールに関する。

図４は、従来の技術によるオイルシール１００を示す部分的な断面斜視図、図５は、この種のオイルシール１００を軸方向に重ねた状態を示す断面図である。オイルシール１００は、図４に示されるように、ゴム状弾性材料で環状に成形されたもので、圧入固定部１０１とその内周側のシールリップ１０３が、中間部１０２を介して互いに連続して形成されており、圧入固定部１０１から中間部１０２にかけて、補強用の金属環１０４が一体的に埋設されており、圧入固定部１０１が機器の軸孔部の内周面に密嵌され、シールリップ１０３の先端内周部１０３ａが、前記軸孔部に挿通された回転軸の外周面に摺動可能に密接されることによって軸封機能を奏し、機内の密封対象流体（例えば油）が軸周から機外の大気側へ漏洩するのを阻止するものである。

この種のオイルシール１００は、成形に伴う各種工程、保管あるいは機器への装着等に際して、図５に示されるように複数個を軸方向に重ねた場合、圧入固定部１０１の一端面１０１ａと、これに密接する他のオイルシール１００の圧入固定部１０１の他端面１０１ｂが、ゴム状弾性材料の有する粘着性によってしばしば粘着してしまい、工程に支障を来すことがあった。

また、このような粘着を防止するための対策としては、圧入固定部１０１の一端面１０１ａに、円周方向等間隔で図４に示されるような突起１０１ｃを形成することによって、オイルシール１００を軸方向に重ねた時に、圧入固定部１０１同士の接触面積を小さくすることが知られている（下記の特許文献１参照）。
実公昭５８−５０１４８号公報

しかしながら、突起１０１ｃを形成したものであっても、例えばオイルシール組付専用機等によって、複数個のオイルシール１００を軸方向に重ねた状態で長時間にわたって高荷重（50kgf程度）が加えられるような条件下では、突起１０１ｃがつぶれてしまい、圧入固定部１０１同士の粘着が発生することがあった。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、複数個のオイルシールを軸方向に重ねて高荷重を加えた場合に、軸方向に隣接するオイルシールの圧入固定部の対向端面同士が互いに粘着するのを有効に防止することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るオイルシールは、ゴム状弾性材料からなる圧入固定部及びシールリップを有し、前記圧入固定部の少なくとも軸方向一方の端面に互いに独立した無数の微小凹部が形成されると共に、前記一方の端面又は他方の端面に剥離剤としてワックスが塗布されたものである。

請求項１の発明に係るオイルシールによれば、成形に伴う各種工程、保管あるいは機器への装着等に際して、軸方向に複数個重ねた時に、圧入固定部の端面に無数の微小凹部が形成されていることによって、軸方向に隣接する他のオイルシールの端面に対する接触面積が小さく、塗布されたワックスからなる剥離剤が、無数の微小凹部に保持されるので、ゴム状弾性材料からなる端面同士の粘着を有効に防止することができる。しかも、軸方向への荷重が加わると、無数の微小凹部にワックスが閉じ込められ、加圧によって端面間から押し出されてしまうことがないため、複数個のオイルシールを軸方向に重ねた状態で長時間にわたって高荷重が加えられるような条件下でも、ゴム状弾性材料からなる端面同士の粘着を有効に防止することができる。

図１は、本発明に係るオイルシールＯＳの好ましい実施の形態を示す部分的な断面斜視図である。なお、以下の説明において、「正面」とは軸方向両側のうちシールリップの先端が向いた方向であって密封対象となる空間側をいい、「背面」とはその反対側をいう。

このオイルシールＯＳは、図１に示されるように、アクリル系ゴム（ＡＣＭ）等のゴム状弾性材料で成形されたものであって、略円筒状の圧入固定部１と、その軸方向一端から内周側へ延びる中間部２と、この中間部２の内周端から圧入固定部１及び中間部２と共に断面略コ字形をなすように延びるシールリップ３と、圧入固定部１及び中間部２に跨って埋設された補強用の金属環４と、シールリップ３の外周に嵌着されたエキステンションスプリング（ガータスプリングともいう）５とを有する。

金属環４は、圧入固定部１に埋設された円筒部４１と、中間部２に埋設されたフランジ部４２からなる断面略Ｌ字形の屈曲形状を呈する。圧入固定部１は、図示されていないハウジングの軸孔内周面に圧入・密嵌される部分であって、装着状態において、前記円筒部４１とハウジング軸孔部の内周面との間で径方向に適当なつぶしが与えられるようになっている。

なお、中間部２に形成された複数の切欠２１，２１は、このオイルシールＯＳを加硫成形するに際して、金型のキャビティ内に金属環４を位置決め固定するための治具により形成された成形痕である。

シールリップ３は、その先端近傍の内周部が、ハウジングの軸孔内周に挿通された、図示されていない回転軸の外周面に摺動可能に密接されるもので、その密封摺動部となるシールエッジ３１が、正面側へ向けて大径になる正面側テーパ面３１ａと、背面側へ向けて大径になる背面側テーパ面３１ｂによって形成されている。また、背面側テーパ面３１ｂには、前記回転軸の回転によってその外周に存在する流体を正面側（密封対象空間側）へ押し出すポンプ圧力を発生する多数のスパイラル溝３１ｃが形成されている。

エキステンションスプリング５は、コイルスプリングの両端を結合して環状にしたものであって、シールリップ３の外周面にシールエッジ３１の外周に位置して形成された環状溝３２に嵌着されており、その緊迫力によって、回転軸の外周面に対するシールエッジ３１の密接力を補償するものである。

圧入固定部１の正面側を向いた端面１ａには、同形同大の円柱状あるいは円錐台状を呈する多数の突起１１が円周方向所定間隔（例えば2個1組で20組程度）で形成されている。

一方、圧入固定部１の背面側を向いた端面１ｂ、すなわち少なくとも切欠２１，２１よりも外周側に位置する面には、いわゆる梨地状の粗面による無数の微小凹凸１２が形成されている。この微小凹凸１２は、高さ（深さ）が10〜30μｍ程度の微細な凸部及び凹部からなるもので、例えば当該オイルシールＯＳを加硫成形するのに用いる金型の内面のうち、端面１ｂと対応する部分を粗面加工することによって形成することができる。また、微小凹凸１２からなる粗面状の前記端面１ｂには、ワックスが塗布されている。

以上のように構成されたオイルシールＯＳは、シールリップ３が機内側を向くように、圧入固定部１が機器の軸孔部に圧入嵌着されると共に、シールリップ３の内周のシールエッジ３１が軸孔部内周の回転軸の外周面に密接することによって、機内の密封対象流体が軸周から機外の大気側へ漏洩するのを防止するものである。そして、軸回転時には、機外側テーパ面３１ｂに形成された多数のスパイラル溝３１ｃが、機内側から回転軸とシールエッジ３１との密接摺動部を通過した密封対象流体を、機内側へ押し戻すねじポンプ作用を惹起するため、優れた密封機能を奏する。

図２は、複数個のオイルシールＯＳを軸方向に重ねた状態を示す断面図、図３は、オイルシールＯＳを軸方向に重ねた時の圧入固定部１，１同士の衝合部分を示す拡大断面図である。すなわち、複数のオイルシールＯＳが軸方向に重ねられた状態では、図２に示されるように、軸方向に隣接する一方のオイルシールＯＳにおける圧入固定部１の端面１ａに形成された各突起１１と、他方のオイルシールＯＳにおける圧入固定部１の端面１ｂが当接しており、対向する端面１ａ，１ｂ間には隙間Ｇが形成される。このためゴム状弾性材料同士の接触面積が小さく、しかも各突起１１と、これに対向する端面１ｂとの間には、予め端面１ｂに塗布されたワックスが介在しているため、ゴム状弾性材料の粘着性による互いの粘着を有効に防止することができる。

また、オイルシールＯＳを機器へ装着するためのオイルシール組付専用機（不図示）等によって、複数個のオイルシールＯＳを軸方向に重ねた状態で軸方向の高荷重（例えば50kgf程度）が加えられたような場合は、突起１１が容易につぶれてしまうので、軸方向荷重の大きさによっては、重なり合った圧入固定部１の対向端面１ａ，１ｂ同士が当接する。しかしながら、圧入固定部１の端面１ｂには微小凹凸１２が形成されているので、この状態では、図３に示されるように、端面１ｂは、微小凹凸１２における微小凸部１２ａのみで端面１ａと接触する。したがって、ゴム状弾性材料同士の接着面積が小さいものとなる。

また、端面１ａ，１ｂ間には、予め端面１ｂに塗布されたワックス６が介在しており、しかもこのワックス６は、図３に示されるように、微小凹凸１２における各微小凹部１２ｂに保持されると共に、この微小凹部１２ｂと端面１ａとの間に閉じ込められる。このため、軸方向荷重が増大しても、微小凹部１２ｂと端面１ａとの間に閉じ込められたワックス６が加圧されるので、微小凸部１２ａと端面１ａとの接触面積の増大を阻止する作用を奏する。

なお、端面１ａ，１ｂの双方を平滑面とした場合は、軸方向荷重が増大して行くと、その間に介在させたワックスが加圧によって排除されやすく、また、端面１ａ，１ｂのうち一方に微小凹凸１２を形成しても、ワックスを塗布しない場合は、軸方向荷重が増大していくにつれて、微小凹凸１２における微小凸部１２ａがつぶれて接触面積が増大する。これに対し、本発明によれば、軸方向荷重が大きくなっても、上述のように、閉じ込められたワックス６によって、微小凹凸１２による接触面積の小さい状態が維持されるのである。

したがって、オイルシール組付専用機（不図示）等によって、軸方向に重なったオイルシールＯＳに長時間にわたって軸方向の高荷重を加えた場合でも、ゴム状弾性材料の粘着性によって、互いに隣接する圧入固定部１の端面１ａ，１ｂ同士が粘着して工程に障害を来すのを防止することができる。

なお、本発明は、突起１１を設けないものについても実施することができる。

ワックス６は、正面側の、突起１１を含む端面１ａに塗布しても良い。

本発明に係るオイルシールの好ましい実施の形態を示す部分的な断面斜視図である。 本発明に係るオイルシールを、機器への装着等に際して複数個を軸方向に重ねた状態を示す断面図である。 重ねられたオイルシールの圧入固定部同士の衝合部分を示す拡大断面図である。 従来の技術によるオイルシールを示す部分的な断面斜視図である。 複数のオイルシールを軸方向に重ねた状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 圧入固定部
１ａ，１ｂ 端面
１１ 突起
１２ 微小凹凸
２ 中間部
２１ 切欠
３ シールリップ
３１ シールエッジ
３１ｃ スパイラル溝
４ 金属環
５ エキステンションスプリング
６ ワックス（剥離剤）

Claims (1)

1. ゴム状弾性材料からなる圧入固定部（１）及びシールリップ（３）を有し、前記圧入固定部（１）の少なくとも軸方向一方の端面（１ｂ）に互いに独立した無数の微小凹部（１２ｂ）が形成されると共に、前記一方の端面（１ｂ）又は他方の端面（１ａ）に剥離剤としてワックス（６）が塗布されたことを特徴とするオイルシール。
   

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