(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周面に対して斜めに当接させられるオイルシールであって、
軸方向に重ね合わされる第１環状シート及び第２環状シート、並びに両環状シートを結合する結合部材とを備え、
両環状シートには、それぞれ周方向所要間隔おきに径方向内向きに突出する舌片が設けられていて、舌片と該舌片に隣接する舌片との間には離間領域を有し、前記舌片の周方向他端側には前記環状シートの内周面のうち最も中心側でありかつ中心側へ突出した先鋭角部を備え、前記第１環状シートの舌片の付け根側には周方向他端側から周方向一端側に向かって所要長さの切り込みが設けられ、前記第１環状シールは密封空間側に配設され、前記第２環状シートは外部空間側に前記第１環状シートと同軸に配設され、前記第１環状シートの舌片の前記切り込みに前記第２環状シートの舌片を差し込むことで、前記第１環状シートの先鋭角部が前記第２環状シートの舌片の軸方向外部空間側にある、ことを特徴とするオイルシール。
【請求項２】
前記両環状シートの各舌片の周方向一端側の一端辺は、径方向外側から中心側に向かうにつれて、他端側に傾斜している、ことを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。
【請求項３】
回転軸の外周面に対して斜めに当接させられるオイルシールであって、
軸方向に重ね合わされる第１環状シート及び第２環状シート、並びに両環状シートを結合する結合部材とを備え、
両環状シートには、それぞれ周方向所要間隔おきに径方向内向きに突出す舌片が設けられていて、舌片と該舌片に隣接する舌片との間には離間領域を有し、前記舌片の周方向両端側には先鋭角部又は先鋭凸部を備え、前記先鋭角部又は先鋭凸部は前記各環状シートの内周面の径方向で最も内側に位置し、前記舌片の両端側の各先鋭角部の間又は各先鋭凸部の間は内径辺であり、
前記第１環状シートは外部空間側に配設され、前記第２環状シートは密封空間側に配設され、
前記第１環状シートの内径辺と前記第２環状シートの内径辺とが周方向に重ならないように第１環状シートと第２環状シートとを位相をずらして重ね合わせることにより両環状シートの隣り合う舌片間の離間領域に互いに相手となる環状シートの舌片が位置させられている、ことを特徴とするオイルシール。
【請求項４】
前記第２環状シートの各舌片の先鋭角部又は先鋭凸部より両端側は径方向外側から中心側に向かうにつれて、内径辺側に傾斜している、ことを特徴とする請求項３に記載のオイルシール。
【請求項５】
前記第１環状シートの各舌片の先鋭角部又は先鋭凸部より両端側は径方向外側から中心側に向かうにつれて、内径辺側に傾斜している、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のオイルシール。
【請求項６】
両環状シートの各片の内径辺は、周方向中央を谷とするような凹状に湾曲されていて、その曲率が各舌片の内接円径の曲率よりも大に設定されている、ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のオイルシール。
【請求項７】
前記結合部材は、各環状シート外周側を軸方向両側から挟持する二つの環状板からなる、請求項１ないし６のいずれかに記載のオイルシール。
【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。ここでのオイルシールは、例えば、圧延機のワークロールネック用軸受などといった比較的大型のものに使用するのに適している。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、オイルシールは、周方向に連続する合成ゴムなどで形成されており、回転軸などの摺接相手に対する接触圧を適宜に設定することにより、所要のシール性能を管理するようになっている。
【０００３】
シール性能とは、外部空間に存在する水などが密封空間へ侵入するのを阻むことや、密封空間のグリースやオイルなどの潤滑油が過剰なときに過剰分を外部空間に排出することなどである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧延機のワークロールネック用軸受などといった比較的大型のオイルシールでは、シールリップが剛体化して可撓性が低下するために、回転軸の回転振れに対する追従性が悪くなる傾向となる。このように追従性が悪いということは、回転軸の回転振れに伴い、回転軸の外周面との間に隙間ができやすくなってしまい、この隙間から密封空間へ外部から水が容易に侵入することになる、という不具合が生ずる。
【０００５】
これとは別に、回転軸との摺接抵抗の軽減を目的として、オイルシールを、例えばテフロンなどのフッ素系樹脂で形成することがある。このようなフッ素系樹脂からなるオイルシールは、合成ゴムに比べてかなり硬質であるために、上述したような大型でなくとも、回転軸の回転振れに対する追従性が悪いことが指摘され、上記と同様の不具合が生ずる。
【０００６】
したがって、本発明は、オイルシールにおいて、簡易に製作できて、しかも安定なシール性能および回転軸の回転振れに対する良好な追従性を発揮できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【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、回転軸の外周面に対して斜めに当接させられるオイルシールであって、軸方向に重ね合わされる第１環状シート及び第２環状シート、並びに両環状シートを結合する結合部材とを備え、両環状シートには、それぞれ周方向所要間隔おきに径方向内向きに突出する舌片が設けられていて、舌片と該舌片に隣接する舌片との間には離間領域を有し、前記舌片の周方向他端側には前記環状シートの内周面のうち最も中心側でありかつ中心側へ突出した先鋭角部を備え、前記第１環状シートの舌片の付け根側には周方向他端側から周方向一端側に向かって所要長さの切り込みが設けられ、前記第１環状シールは密封空間側に配設され、前記第２環状シートは外部空間側に前記第１環状シートと同軸に配設され、前記第１環状シートの舌片の前記切り込みに前記第２環状シートの舌片を差し込むことで、前記第１環状シートの先鋭角部が前記第２環状シートの舌片の軸方向外部空間側にある。
また、本発明の第１のオイルシールにおいて、前記両環状シートの各舌片の周方向一端側の一端辺は、径方向外側から中心側に向かうにつれて、他端側に傾斜していることが好ましい。
本発明の第２のオイルシールは、回転軸の外周面に対して斜めに当接させられるオイルシールであって、軸方向に重ね合わされる第１環状シート及び第２環状シート、並びに両環状シートを結合する結合部材とを備え、両環状シートには、それぞれ周方向所要間隔おきに径方向内向きに突出す舌片が設けられていて、舌片と該舌片に隣接する舌片との間には離間領域を有し、前記舌片の周方向両端側には先鋭角部又は先鋭凸部を備え、前記先鋭角部又は先鋭凸部は前記各環状シートの内周面の径方向で最も内側に位置し、前記舌片の両端側の各先鋭角部の間又は各先鋭凸部の間は内径辺であり、前記第１環状シートは外部空間側に配設され、前記第２環状シートは密封空間側に配設され、前記第１環状シートの内径辺と前記第２環状シートの内径辺とが周方向に重ならないように第１環状シートと第２環状シートとを位相をずらして重ね合わせることにより両環状シートの隣り合う舌片間の離間領域に互いに相手となる環状シートの舌片が位置させられている。
本発明の第２のオイルシールにおいて、前記第２環状シートの各舌片の先鋭角部又は先鋭凸部より両端側は径方向外側から中心側に向かうにつれて、内径辺側に傾斜していてもよい。
本発明の第２のオイルシールにおいて、前記第１環状シートの各舌片の先鋭角部又は先鋭凸部より両端側は径方向外側から中心側に向かうにつれて、内径辺側に傾斜していてもよい。
【０００８】
なお、前述のオイルシールにおいて、結合部材は、各環状シートの外周側を軸方向両側から挟持する二つの環状板で構成することができる。両環状シートの各舌片において回転軸の回転方向上流側の端辺は、回転軸の回転方向に傾斜するのが好ましい。両環状シートの各舌片の内径辺において回転軸の回転方向下流側の角部は、径方向内向きに先鋭に突出するのが好ましい。一方の環状シートには、その舌片の付け根部分において回転軸の回転方向下流側から上流側へ向かう所要長さの切り込みを設けるのが好ましい。密封空間側の環状シートの各舌片において、周方向一端辺を回転軸の正回転方向に、また、周方向他端辺を回転軸の逆回転方向に、それぞれ傾斜するのが好ましい。外部空間側の環状シートの各舌片において、周方向一端辺を回転軸の正回転方向に、また、周方向他端辺を回転軸の逆回転方向に、それぞれ傾斜するのが好ましい。両環状シートの各舌片の内径辺は、周方向中央を谷とするような凹状に湾曲して、その曲率を各舌片の内接円径の曲率よりも大に設定するのが好ましい。
【０００９】
上記本発明では、要するに、環状シートの内周を周方向で連続したものにせずに、内周の円周数箇所に舌片を設けたものとし、この環状シートを二つ周方向に位相をずらして軸方向に重ね合わせたものとすることにより、柔軟性を持たせている。
【００１０】
また、本発明のオイルシールは、二つの環状シートの外周側を結合するだけであるから、製作上の取り扱いが容易であり、組み立て作業が簡易に行える。
【００１１】
さらに、本発明のオイルシールは、回転軸を正逆いずれか一方のみの回転方向に限定するときに、過剰な潤滑油の排出ならびに水の侵入阻止といったシール性能を良好に発揮できるようにした、一方向回転タイプとしたり、あるいは、回転軸の正逆いずれの回転方向としても、過剰な潤滑油の排出ならびに回転方向に水の侵入阻止といったシール性能を良好に発揮できるようにした、両方向回転タイプとしたりすることができる。つまり、舌片の周方向端部を軸方向で重ねることにより、隣り合う舌片の重ね合わせ部分に段差ができて回転軸との間に微小隙間ができるから、この微小隙間が潤滑油の排出通路となるのである。但し、この微小隙間は、潤滑油の排出後に潤滑油が存在して塞がれるので、水の侵入通路とならずに済む。
【００１２】
しかも、本発明では、舌片の周方向端辺を回転方向に傾斜させれば、潤滑油の排出をスムーズにすることができる。また、舌片の角部を先鋭にすれば、水が排出通路としての微小隙間へ向かわないように跳ね飛ばすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図９に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１ないし図５は本発明の実施例１にかかり、図１は、オイルシールの正面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面矢視図、図３は、図２の（３）−（３）線断面矢視図、図４は、二つの環状シートの組み合わせ手順を示す説明図、図５は、回転軸に対するオイルシールの接触領域を外径側から見た図である。なお、図１では、オイルシールＡの内周を真っすぐにした状態で記載しているが、実際には図２のように内周が湾曲している。
【００１５】
図中、Ａはオイルシールの全体を示しており、Ｂは回転軸である。この実施例のオイルシールＡは、二つの環状シートを重ね合わせた構造として柔軟性を持たせた上で、回転軸Ｂを正逆いずれか一方向に回転する状況で安定なシール性能を発揮できるようにした、一方向回転タイプとしている。
【００１６】
具体的に、オイルシールＡは、軸方向に重ね合わされる二つの環状シート１，２と、これら環状シート１，２それぞれを重ね合わせた状態で保持する二つの環状芯金３，４とから構成されている。
【００１７】
環状シート１，２は、それぞれ周方向所要間隔おきに径方向内向きに突出する舌片１１，２１が設けられていて、ほぼ同じ形状になっているが、第１環状シート１の舌片１１の付け根側にのみ、回転軸Ｂの回転方向下流側から上流側へ向けて所要長さの切り込み１２が設けられている。舌片１１，２１は、平面視ほぼ扇形であって、周方向一端辺（図の左側）１３，２３が回転軸Ｂの一方回転方向（時計方向）に傾斜されているが、周方向他端辺（図の右側）１４，２４は放射方向に沿っていて傾斜されていない。また、舌片１１，２１の内径辺１５，２５において周方向他端側（図の右側）の角１６，２６は、先鋭となるように突出されているが、周方向一端側（図の左側）の角１７，２７はテーパ状に後退されている。なお、これら環状シート１，２は、テフロンなどのフッ素系樹脂あるいは合成ゴムなどで形成することができる。
【００１８】
環状芯金３，４は、上半分の断面が逆さＬ字形に形成されており、軸方向に沿う円筒部３１，４１と、径方向内向きの環状板部３２，４２とからなる。この環状芯金３，４の環状板部３２，４２間に、軸方向で重ねた環状シート１，２の外周部が挟持されるようになっている。この両環状板部３２，４２の円周数箇所には、その間に挟持する環状シート１，２を保持するとともに二つの環状芯金３，４を一体化するためのリベット５が軸方向に貫通する状態で取り付けられている。なお、第２環状芯金４と第１環状シート１との間には、パッキン６が介在されている。
【００１９】
そして、環状芯金３，４に環状シート１，２を取り付けた状態では、環状シート１，２の舌片１１，２１は、回転軸Ｂの外周面に対して斜めから当接するような形状に湾曲させられている。
【００２０】
このようなオイルシールＡの組み立て方法を説明する。つまり、図４に示すように、第１環状シート１の上に第２環状シート２を載せてから、第２環状シート２を第１環状シート１に対して周方向一方へ所要角度だけ回すようにして、第１環状シート１の舌片１１の切り込み１２に第２環状シート２の舌片２１を差し込む。これにより、第１環状シート１の隣り合う舌片１１間の離間領域に第２環状シート２の舌片２１を位置させる。そして、第１環状芯金３を作業台上に、その環状板部３２の外面を下向きにした姿勢で置き、この第１環状芯金３の環状板部３２の内面に対して、前述のように組み合わせた第１，第２環状シート１，２を載せる。こうしてから、第１環状芯金３の円筒部３１に対して第２環状芯金４の円筒部４１を圧入嵌合することにより、両環状芯金３，４の環状板部３２，４２で環状シート１，２の外周側を挟持させる。この状態で、リベット５を順次取り付ける。
【００２１】
このように、実施例１のオイルシールＡは、打ち抜き加工された環状シート１，２を環状芯金３，４に挟持させて、リベット５で止めるだけで製作できるから、作業が簡易で自動化が容易となるなど、製作コストの無駄な上昇を可及的に抑制することができる。
【００２２】
次に、上記オイルシールＡの動作を説明する。なお、回転軸Ｂの回転方向は、図３の矢印で示すように、時計方向のみに限定される。オイルシールＡは、回転軸Ｂの外周面に対して第１，第２環状シート１，２の舌片１１，２１はその片面における長手方向ほぼ半分領域が接触することになる。この状態では、第１環状シート１の舌片１１と第２環状シート２の舌片２１との重合に伴い形成される段差が原因で、図３に示すように、回転軸Ｂとの間に微小隙間が形成されることになる。
【００２３】
このようなオイルシールＡでは、密封空間に存在するグリースまたはオイルなどの潤滑油が過剰であると、図５の実線矢印で示すように、環状シート１，２の舌片１１，２１の一端辺１３，２３により回転方向下流へ導かれて、前述の微小隙間から外部へ排出されることになる。この微小隙間は、過剰な潤滑油を排出した後、潤滑油が残存するために塞がれることになる。
【００２４】
また、オイルシールＡの外部空間側に水がかかったとき、水は、第１、第２環状シート１，２の舌片１１，２１の内径辺１５，２５および先鋭角部１６，２６によって、図５の一点鎖線矢印のように、上記潤滑油排出通路となる微小隙間から遠ざけるように跳ね飛ばされることになり、密封空間側へ水が侵入するのを阻む。
【００２５】
ところで、回転軸Ｂの回転振れが起こった場合、オイルシールＡの各々独立する舌片１１，２１が必要に応じて比較的柔軟に撓んで回転軸Ｂの振れに追従するため、回転軸Ｂとの間に隙間が形成されずに済む。したがって、このような回転軸Ｂの回転振れが起こったときでも外部空間から水が密封空間へ侵入するのを阻むことができる。
【００２６】
図６ないし図９は本発明の実施例２にかかり、図６は、図１に対応するオイルシールの正面図、図７は、図３に対応する図、図８は、図４に対応する図、図９は、図５に対応する図である。
【００２７】
この実施例２では、回転軸Ｂを正逆いずれの方向に回転する場合でも安定なシール性能を発揮できるようにした、両方向回転タイプにしている。そのために、環状シート１，２の舌片１１，２１の形状を上記実施例１のものと異ならせている。
【００２８】
具体的に、第１，第２環状シート１，２は、舌片１１，２１の形状が若干相違するが、いずれも舌片１１，２１が、周方向前後で対称な形になっている。
【００２９】
第１環状シート１の舌片１１は、平面視ほぼ扇形であって、周方向の一端辺１３が回転軸Ｂの正回転方向（例えば時計方向）に、また、周方向の他端辺１４が回転軸Ｂの逆回転方向（例えば反時計方向）にそれぞれ所要角度傾斜されている。さらに、舌片１１の内径辺１５は、周方向中央を谷とするような凹状に湾曲されていて、その曲率が内接円径の曲率よりも大に設定されており、それによって内径辺１５の周方向両端の角１６，１７が先鋭な形状に形成されている。
【００３０】
一方、第２環状シート２の舌片２１は、第１環状シート１の舌片１１の周方向両端を延ばした形状になっている。この舌片２１の周方向一端辺２３は回転軸Ｂの正回転方向（例えば時計方向）に、また、周方向の他端辺２４は回転軸Ｂの逆回転方向（例えば反時計方向）にそれぞれ所要角度傾斜されている。また、舌片２１の内径辺２５は、二つの先鋭凸部２６，２７を形成するような波打ち形状に形成されている。この内径辺２５において二つの先鋭凸部２６，２７の間の領域の曲率は、内接円径の曲率よりも大に設定されている。
【００３１】
このようなオイルシールＡの組み立て方法を説明する。つまり、第１環状芯金３を作業台上に、その環状板部３２の外面を下向きにした姿勢で置き、この第１環状芯金３の環状板部３２の内面に対して、まず、第１環状シート１を載せて、その後、第１環状シート１に対して第２環状シート２を位相をずらして重ね合わせることにより、第１環状シート１の隣り合う舌片１１間の離間領域に第２環状シート２の舌片２１を位置させる。このとき、第１環状シート１の舌片１１の両端に第２環状シート２の舌片２１の両端を重ねる。こうしてから、第１環状芯金３の円筒部３１に対して第２環状芯金４の円筒部４１を圧入嵌合することにより、両環状芯金３，４の環状板部３２，４２で環状シート１，２の外周側を挟持させる。この状態で、リベット５を順次取り付ける。
【００３２】
この場合、上記実施例１のように第１環状シート１と第２環状シート２とを一体化する作業が不要であるから、より簡単に製作できるようになる。
【００３３】
次に、上記オイルシールＡの動作は、実施例１と基本的に同じであるが、回転軸Ｂの回転方向が正逆どちらであっても、過剰潤滑油の排出ならびに水侵入防止といったシール性能を良好に発揮するようになっている。なお、過剰な潤滑油の流れは、回転軸Ｂの回転方向が時計方向の場合だと、図９の実線矢印で示すように、また、回転軸Ｂの回転方向が反時計方向の場合だと、図９の破線矢印で示すようになる。水の流れは、回転軸Ｂの回転方向が時計方向の場合だと、図９の一点鎖線矢印で示すように、また、回転軸Ｂの回転方向が反時計方向の場合だと、図９の二点鎖線矢印で示すようになる。
【００３４】
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、種々な応用や変形が考えられる。
【００３５】
（１）  環状シート１，２の舌片１１，２１の数は、例えば回転軸Ｂの外径寸法などに応じて任意に設定すればよい。
【００３６】
（２）  二つの環状芯金３，４を用いているが、一方のみの環状芯金を用いるようにしてもよいし、また、環状芯金を用いずにリベット５のみで環状シート１，２を結合するようにしてもよい。さらに、二つの環状芯金３，４を圧入のみで比較的強固に結合すればリベット５を用いなくてもよい。
【００３７】
（３）  上記実施例１において、第１環状シート１に切り込み１２を設けないようにしてもよい。
【００３８】
（４）  上記実施例２では、二つの環状シート１，２を若干相違する形状にしているが、二つの環状シート１，２の形状を全く同じに設定してもよい。この場合だと、環状シート１，２が一種類で事足りるから、製造コストの低減に貢献できるようになる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明では、過剰潤滑油の排出ならびに水侵入阻止といったシール性能を安定に発揮する構造とするとともに、柔軟性を持たせて回転軸の回転振れに対する追従性を高める構造としながら、製作を簡易にして製品価格の低減を図るようにしている。つまり、本発明のオイルシールは、比較的大きな外径に設定した場合でも、回転軸との摺接抵抗を軽減する硬質なフッ素系樹脂を素材とした場合でも、好適なシール性能を発揮できるようになる。特に本発明では、二つの環状シートを重ね合わせるだけで製作できるようにしているから、製作が容易で自動化が可能であるなど、製作コストが従来のワンピース構造のものに比べて著しく増加するのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のオイルシールの正面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面矢視図
【図３】図２の（３）−（３）線断面矢視図
【図４】実施例１のオイルシールの二つの環状シートの組み合わせ手順を示す説明図
【図５】実施例１のオイルシールの回転軸に対する接触領域を外径側から見た図
【図６】本発明の実施例２のオイルシールの正面図
【図７】実施例２で、図３に対応する図
【図８】実施例２で、図４に対応する図
【図９】実施例２で、図５に対応する図
【符号の説明】
Ａ      オイルシール
Ｂ      回転軸
１      第１環状シート
１１      第１環状シートの舌片
１２      第１環状シートの切り込み
１３      舌片の一端辺
１４      舌片の他端辺
１５      舌片の内径辺
１６      舌片の内径辺の先鋭角部
２      第２環状シート
２１      第２環状シートの舌片
２３      舌片の一端辺
２４      舌片の他端辺
２５      舌片の内径辺
２６      舌片の内径辺の先鋭角部
３      第１環状芯金
４      第２環状芯金
５      リベット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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