(57)【要約】【課題】簡単な構造でシールリップの剛性を高めることができ、容易に製作することが可能なオイルシールを提供する。【解決手段】オイルシール１は、金属環１０と、該金属環に保持された弾性体製のシールリップ２０とを備える。金属環１０は、回転軸６０と略同心で配置される筒状部１１と、該筒状部の外部Ａ側の端部に一体成形されたフランジ部１２とを有する。シールリップ２０は、密封対象をシールする主シールリップ２１と、軸方向に関して主シールリップ２１の外部Ａ側に配置されるダストリップ２２と、主シールリップ２１とダストリップ２２の間に配置され、主シールリップ２１とダストリップ２２を連結するリップ腰部２３とを有する。フランジ部１２の内側端部１２ａは、リップ腰部２３に配置される。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属環と、前記金属環に保持された弾性体製のシールリップとを備えるオイルシールであって、
前記シールリップは、被着体である軸と当接して密封対象をシールする主シールリップと、軸方向に関して前記主シールリップの外部側に配置され、前記主シールリップと一体成形された第１ダストリップと、前記主シールリップと前記第１ダストリップの間に配置され、前記主シールリップと前記第１ダストリップを連結するリップ腰部とを有し、
前記金属環は、前記軸と略同心で配置された筒状部と、該筒状部の外部側の端部に設けられたフランジ部とを有し、
前記フランジ部の内側端部が、前記リップ腰部に配置されることを特徴とするオイルシール。
【請求項２】
前記フランジ部の内径をφ１、前記軸の外径をφ２としたとき、１．０ｍｍ≦（φ１−φ２）≦４．０ｍｍを満たすことを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
【請求項３】
前記フランジ部は、該フランジ部の径方向に沿って形成された段付き部を有することを特徴とする、請求項１又は２記載のオイルシール。
【請求項４】
前記段付き部は、前記フランジ部の径方向断面において、変曲点がない連続的な形状を有することを特徴とする、請求項３記載のオイルシール。
【請求項５】
前記リップ腰部に配置され、前記オイルシールの内方且つ前記外部側に向かって延出する第２ダストリップを更に有し、
前記第２ダストリップは、前記フランジ部の内側端部の前記軸側近傍に位置することを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
【請求項６】
前記第１ダストリップは、前記オイルシールの内方に向かって延出した基部と、該基部から更に内方に延出し且つ前記軸と当接する端部とを有し、
前記端部の延出方向と前記軸との角度が、前記基部の延出方向と前記軸との角度よりも小さいことを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
【請求項７】
前記端部は、前記第２ダストリップ側に設けられ且つ前記軸と当接する軸当接面を有することを特徴とする、請求項６記載のオイルシール。
【請求項８】
油圧ポンプの軸に取り付けられることを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
【請求項９】
建設機械に搭載される油圧ポンプ用オイルシールであることを特徴とする、請求項８記載のオイルシール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、産業機器に搭載されるポンプ等の軸に使用されるオイルシールに関し、特に、建設機械用の油圧ポンプに使用されるオイルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械用の油圧ポンプにおいて、オイルシールは高圧環境下で頻繁に使用される。高圧環境下で、オイルシールの主シールリップは、高圧力によって変形して軸に押し付けられ、異常発熱や過大摩耗が生じることがある。極端なケースでは、シールリップの反転・破損により、早期にシール性が低下してしまう。そこで、このような問題を解消するべく、例えば、図６に示すようなオイルシールが提案されている。
【０００３】
従来のオイルシール１００は、断面略Ｌ字形状の金属環１０３、弾性部材としてのゴム状弾性体製の被覆部１０２、環状の支持環１０４およびスプリング１０５を備えており、同心で組み付けられる２部材としてのハウジングと軸との環状隙間を密封する。被覆部１０２の内径側端部には、内方に延びて軸に摺動する主シールリップ１２２を有している。
【０００４】
金属環１０３は、軸方向に延びてハウジングに嵌着する筒部１３１と、筒部１３１の外部Ａ’側端部から内方に延びるフランジ部１３２と、フランジ部１３２の内径側端部に設けられた凹部１３４と、凹部１３４の内径側端部から密封対象Ｂ’側に延びる内径部１３３とを有している。
【０００５】
支持環１０４は、断面略Ｌ字形状をなし、軸方向に延びる筒状部としての筒部１４１と、筒部１４１の密封対象Ｂ’側端部から内径側に延びる内向きフランジ部１４２とからなる。支持環１０４は、金属環１０３に対し間隙を介して配設されている。
【０００６】
支持環１０４の端面１４１ａは、金属環１０３の凹部１３４内に被覆部１０２のゴム状弾性体を介して配設されている。また、筒部１４１は、凹部１３４の内径部１３３に沿うように被覆部１０２のゴム状弾性体を介して配設されている。
【０００７】
このように構成されるオイルシール１００は、金属環１０３と支持環１０４との間に隙間を設けて型に保持した状態で、当該型にゴム材を流し込むことで、金属環１０３と支持環１０４とがゴム材を介して一体的に成型される。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のオイルシールでは、２つの金属製環状部材を配置することでシールリップの剛性を高めることが開示されているものの、２つの金属製環状部材を互いに係合するように作製しなければならず、その構造が複雑である。また、２つの金属製環状部材を一定間隔で保持しながら液状のゴム材を型に流し込んで一体的に成型する必要があるため、製作作業が煩雑である。
【０００９】
本考案の目的は、簡単な構造でシールリップの剛性を高めることができ、容易に製作することが可能なオイルシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本考案のオイルシールは、金属環と、前記金属環に保持された弾性体製のシールリップとを備えるオイルシールであって、前記シールリップは、被着体である軸と当接して密封対象をシールする主シールリップと、軸方向に関して前記主シールリップの外部側に配置され、前記主シールリップと一体成形された第１ダストリップと、前記主シールリップと前記第１ダストリップの間に配置され、前記主シールリップと前記第１ダストリップを連結するリップ腰部とを有し、前記金属環は、前記軸と略同心で配置された筒状部と、該筒状部の外部側の端部に設けられたフランジ部とを有し、前記フランジ部の内側端部が、前記リップ腰部に配置されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記フランジ部の内径をφ１、前記軸の外径をφ２としたとき、１．０ｍｍ≦（φ１−φ２）≦４．０ｍｍを満たすのが好ましい。
【００１２】
また、前記フランジ部は、該フランジ部の径方向に沿って形成された段付き部を有している。
【００１３】
前記段付き部は、前記フランジ部の径方向断面において、変曲点がない連続的な形状を有するのが好ましい。
【００１４】
また、前記オイルシールは、前記リップ腰部に配置され、前記オイルシールの内方且つ前記外部側に向かって延出する第２ダストリップを更に有し、前記第２ダストリップは、前記フランジ部の内側端部の前記軸側近傍に位置する。
【００１５】
さらに、前記第１ダストリップは、前記オイルシールの内方に向かって延出した基部と、該基部から更に内方に延出し且つ前記軸と当接する端部とを有し、前記端部の延出方向と前記軸との角度が、前記基部の延出方向と前記軸との角度よりも小さい。
【００１６】
また、前記端部は、前記第２ダストリップ側に設けられ且つ前記軸と当接する軸当接面を有する。
【００１７】
また、前記オイルシールは、油圧ポンプの軸に取り付けられるのが好ましい。
【００１８】
さらに、前記オイルシールは、建設機械に搭載される油圧ポンプ用オイルシールであるのがより好ましい。
【考案の効果】
【００１９】
本考案によれば、金属環がフランジ部を有しており、フランジ部の内側端部がリップ腰部に配置される。これによりリップ腰部の剛性を高めることができ、リップ腰部やそれに連結される主リールリップが圧力によって変形するのを抑制することができる。また、１つの金属環を用い、フランジ部の内側端部をリップ腰部に配置することで、簡単な構造でシールリップの剛性を高めることができる。また、１つの金属環を用いるため、２つの金属環を一定間隔で保持しながら液状のゴム材を型に流し込むといった煩雑な作業が必要無く、製作作業が容易となる。
【００２０】
また、フランジ部の内径φ１を、軸の外径φ２に対して＋１．０ｍｍ〜＋４．０ｍｍの範囲とするので、主シールリップ近傍の剛性を高めつつ、被着体である軸の偏心時にはフランジ部が軸と接触するのを防止することができる。
【００２１】
さらに、フランジ部は、該フランジ部の径方向に沿って段付き部を有するので、被着体の軸方向に関する曲げ剛性を高めることができ、部品点数を増やすことなくシールリップの高剛性を実現できる。
【００２２】
また、第１ダストリップは、オイルシールの内方に向かって延出した基部と、該基部から更に内方に延出し且つ軸と当接する端部とを有しており、上記端部の延出方向と軸との角度が、上記基部の延出方向と軸との角度より小さい。これにより、第１ダストリップの端部と軸との接触面積が大きくなり、耐ダスト性を向上することができる。
【００２３】
さらに、本考案のオイルシールを、建設機械に搭載される油圧ポンプ用オイルシールとして用いることにより、上記効果を確実に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案の第１実施形態に係るオイルシールの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１におけるシールリップの部分拡大断面図である。
【図３】図２のオイルシールにおける段付き部の変形例を示す断面図である。
【図４】本考案の第２実施形態に係るオイルシールの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図５】図４のオイルシールにグリース組成物が塗布された状態を示す部分断面図である。
【図６】従来のオイルシールの構成を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２５】
以下、本考案の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本考案の実施形態に係るオイルシールの構成を概略的に示す部分断面図である。このオイルシールは、各種機器、特に油圧ポンプに使用され、機器内に充てんされる潤滑油組成物等（以下、密封対象という）をシールすることを目的として軸に装着される。なお、図１のオイルシールは、その一例を示すものであり、本考案に係るオイルシールの構成は、図１のものに限られないものとする。
【００２７】
オイルシール１は、金属環１０と、該金属環に保持された弾性体製のシールリップ２０と、該シールリップに嵌着されたガータースプリング３０とを備えている。オイルシール１は略円環状の部材であり、その環状内空間に被着体である回転軸６０が挿通されると、ガータースプリング３０の弾性力により、シールリップ２０の内周部が回転軸６０の外周面６０ａに圧接される。
【００２８】
金属環１０は、回転軸６０と略同心で配置される筒状部１１と、該筒状部の外部Ａ側の端部に一体成形されたフランジ部１２とを有しており、その径方向断面は略Ｌ字型である。この金属環１０にシールリップ２０が加硫接着される。
【００２９】
シールリップ２０は、密封対象をシールする主シールリップ２１と、軸方向に関して主シールリップ２１の外部Ａ側に配置され、且つ外部から進入しうるダストを除去するダストリップ２２（第１ダストリップ）と、主シールリップ２１とダストリップ２２の間に配置され、主シールリップ２１とダストリップ２２を連結するリップ腰部２３とを有する。シールリップ２０は、合成ゴムなどのエラストマーで成形されている。
【００３０】
主シールリップ２１は、径方向断面略Ｖ字型であり、その頂部が回転軸６０の外周面に摺動可能に圧接する。具体的には、図２に示すように、主シールリップ２１は、回転軸の外周面に圧接する頂部２４と、該頂部の近傍に設けられ且つ頂部２４の外部Ａ側に形成された傾斜部２５と、頂部２４の近傍に設けられ且つ該頂部の密封対象Ｂ側に形成された傾斜部２６とを有している。傾斜部２６は、頂部２４に関して傾斜部２５の反対側に形成されている。
【００３１】
ダストリップ２２は、フランジ部１２の外部Ａ側に配置された舌片状の部位であり、内方（回転軸６０に向かう方向）かつ外部Ａ側に延出している。オイルシール１が回転軸６０に装着された際、ダストリップ２２の端部は、回転軸６０の外周面６０ａに当接する。これにより、ダストがダストリップ２２によって除去される。
【００３２】
本考案では、フランジ部１２の内側端部１２ａがリップ腰部２３に配置される。換言すれば、リップ腰部２３が、フランジ部１２の内側端部１２ａと回転軸６０との間に配置されており、具体的には、内側端部１２ａによって形成されるフランジ面と回転軸６０との直交面上にリップ腰部２３が位置している。すなわち、金属製の内側端部１２ａは、エラストマー製のリップ腰部２３の補強材をなしている。
【００３３】
また、フランジ部１２の内径は、内側端部１２ａの端面１２ｂ，１２ｂ間の距離で規定される。フランジ部１２の内径をφ１（ｍｍ）、前記軸の外径をφ２（ｍｍ）としたとき、１．０ｍｍ≦（φ１−φ２）≦４．０ｍｍを満たしており、好ましくは、２．０ｍｍ≦（φ１−φ２）≦３．５ｍｍである。φ１−φ２が１．０ｍｍより小さいと、回転軸６０とフランジ部１２との間隔が狭くなり、回転軸６０が偏心した際にフランジ部１２の内側端部１２ａと接触し易くなる。一方、φ１−φ２が４．０ｍｍより大きいと、リップ腰部２３の剛性が低下し、主シールリップ２１近傍の剛性が低下してシールリップ２０が変形し易くなる。したがって、φ１−φ２は上記範囲内の値とする。
【００３４】
また、フランジ部１２は、該フランジ部の径方向に沿って形成された段付き部１２ｃを有する。本実施形態では、この段付き部１２ｃは、フランジ部１２の径方向断面において連続的な段付き部をなしており、その断面は略Ｓ字形状である。これにより、回転軸６０の軸方向に関するフランジ部１２の曲げ剛性を高めることができる。
【００３５】
応力集中の観点からは、段付き部は変曲点のない連続的な形状を有するのがより好ましいが、段付き部は、図２に示すような形状でなくてもよく、不連続点を有していてもよい。例えば、図３に示すように、フランジ部１２’の径方向断面において、段付き部１２ｃ’は略クランク形状であってもよい。このような形状の段付き部１２ｃ’でも、フランジ部１２’の曲げ剛性を高めることが可能である。
【００３６】
図４は、本考案の第２実施形態に係るオイルシールの構成を概略的に示す部分断面図である。図１のオイルシールは１つのダストリップを有するが、図４のオイルシールは２つのダストリップを有しており、ダストリップ以外の部分については図１のオイルシールと基本的に同じであるので、共通する部分の説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。
【００３７】
図４において、シールリップ４０は、主シールリップ４１の外部Ａ側に配置され、主シールリップ４１と一体成形されたダストリップ４２（第１ダストリップ）と、リップ腰部４３に配置され、オイルシール２の内方且つ外部Ａ側に向かって延出するダストリップ４４（第２ダストリップ）とを有している。
【００３８】
ダストリップ４２は、フランジ部１２の内側端部１２ａよりも外部Ａ側であり、且つリップ腰部４３よりも外部Ａ側に配置されている。このダストリップ４２は、オイルシール２の内方に向かって延出した基部４５と、該基部から更に内方に延出し且つ回転軸６０と当接する端部４６とを有している。また、基部４５の延出方向Ｘと端部４６の延出方向Ｙは異なっており、端部４６の延出方向Ｙと回転軸６０との角度が、基部４５の延出方向Ｘと回転軸６０との角度よりも小さくなっている。そして端部４６は、ダストリップ４２側に設けられ且つ回転軸６０と当接する軸当接面４６ａを有している。
【００３９】
本構成によれば、オイルシール２が回転軸６０に装着された際、軸当接面４６ａが回転軸６０の外周面６０ａと当接することで、基部４５の延出方向Ｘと端部４６の延出方向Ｙが同一の場合と比較して、端部４６と回転軸６０との当接面が確実に確保され、また、その当接面積が増大する。これにより、外部Ａ側から進入しうるダストがダストリップ４２によって除去される。
【００４０】
ダストリップ４４は、フランジ部１２の内側端部１２ａによって形成されるフランジ面と回転軸６０との直交面上に位置し、さらに、内側端部１２ａの回転軸側近傍に位置している。すなわち、図４において、筒状部１１を上側、内側端部１２ａを下側と仮定したとき、ダストリップ４４は、内側端部１２ａ（あるいは端面１２ｂ）の回転軸側直下に位置している。また、このダストリップ４４は、リップ腰部４３に一体成形されており、ダストリップ４４の延出長さは、ダストリップ４２の延出長さより小さい。このため、ダストリップ４４の剛性は、ダストリップ４２の剛性よりも高い。そして、オイルシール２が回転軸６０に装着された際には、ダストリップ４４の端部４４ａが、回転軸６０の外周面６０ａに当接し、該外周面上を摺動する。したがって、多量のダストが発生する環境下においても、ダストリップ４２のみならず、ダストリップ４４によってダストが確実に除去される。
【００４１】
また本考案では、図５に示すように、主シールリップ４１とダストリップ４４の間にグリース組成物５１が塗布され、さらに、ダストリップ４４とダストリップ４２の間にグリース組成物５２が塗布される。具体的には、グリース組成物５１は、主シールリップ４１、ダストリップ４４および回転軸６０で画定される空間に封入される。また、グリース組成物５２は、ダストリップ４４、ダストリップ４２および回転軸６０で画定される空間に封入される。これにより、主シールリップ４１の潤滑が維持されると共に、ダストリップ４４の潤滑が維持される。
【００４２】
グリース組成物５１，５２は、基油、増稠剤および添加剤を主成分とする半固体または固体状の潤滑剤であり、金属と樹脂との摺動部に使用される一般的なグリース組成物、例えば、石けん系グリースや非石けん系グリース、特殊環境で使用される特殊グリースである。本考案のグリース組成物は、基油が鉱油、増稠剤がリチウム石けんからなり、又は基油が合成炭化水素油、増稠剤がバリウムコンプレックス石けんからなる。グリース組成物としては、ＮＯＫクリューバー社製「ＳＥＡＬＵＢ  Ｓ−１」又は「ＳＥＡＬＵＢ  Ｓ−１４」が使用された。
【００４３】
上述したように、本実施形態によれば、フランジ部１２の内側端部１２ａがリップ腰部２３に配置されるため、リップ腰部２３の剛性を高めることができ、リップ腰部２３やそれに連結される主リールリップ２１が圧力によって変形するのを抑制することができる。また、１つの金属環１０を用い、内側端部１２ａをリップ腰部２３に配置することで、簡単な構造でシールリップ２０の剛性を高めることができる。また、１つの金属環を用いるため、２つの金属環を一定間隔で保持しながら液状のゴム材を型に流し込むといった煩雑な作業が必要無く、製作作業が容易となる。
【００４４】
また、フランジ部１２の内径φ１を、軸の外径φ２に対して＋１．０ｍｍ〜＋４．０ｍｍの範囲とするので、主シールリップ２１近傍の剛性を高めつつ、回転軸６０の偏心時には、フランジ部１２が回転軸６０と接触するのを防止することができる。
【００４５】
さらに、フランジ部１２は、該フランジ部の径方向に沿って段付き部１２ａを有するので、回転軸６０の軸方向に関する曲げ剛性を高めることができ、部品点数を増やすことなくシールリップ２０の高剛性を実現できる。
【００４６】
また、ダストリップ４２は、オイルシール２の内方に向かって延出した基部４５と、該基部から更に内方に延出し且つ回転軸６０と当接する端部４６とを有しており、端部４６の延出方向Ｙと回転軸６０との角度が、基部４５の延出方向Ｘと回転軸６０との角度より小さい。これにより、ダストリップ４２の端部４６と回転軸６０との接触面積が大きくなり、耐ダスト性を向上することができる。
【００４７】
特に、建設機械に搭載される油圧ポンプでは、オイルシールが高圧下で使用され、かつ多量のダストが発生する場合がある。このような使用環境において、本考案のオイルシール１，２を油圧ポンプの軸に取り付けることにより、上記効果を確実に奏することができる。
【００４８】
以上、上記実施形態に係るオイルシールについて述べたが、本考案は記述の実施形態に限定されるものではなく、本考案の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、金属環は断面略Ｌ型であるが、Ｕ字型等、他の形状を有していてもよい。
【００５０】
また、主シールリップは、径方向断面略Ｖ字型であるが、これに限らず、回転軸の外周面に摺動可能に圧接する端部を有していれば、他の形状であってもよい。
【００５１】
また、本考案のシールリップは、ガータースプリングを備えるが、ガータースプリングを備えていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本考案のオイルシールは、各種産業機器に搭載される油圧ポンプなどに好適に用いられ、特に高圧用オイルシールとして極めて有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１  オイルシール
１０  金属環
１１  筒状部
１２  フランジ部
１２’  フランジ部
１２ａ  内側端部
１２ｂ  端面
１２ｃ  段付き部
１２ｃ’  段付き部
２０  シールリップ
２１  主シールリップ
２２  ダストリップ
２３  リップ腰部
２４  頂部
２５  傾斜部
２６  傾斜部
３０  ガータースプリング
４０  シールリップ
４１  主シールリップ
４２  ダストリップ
４３  リップ腰部
４４  ダストリップ
４５  基部
４６  端部
４６ａ  軸当接面
５１  グリース組成物
５２  グリース組成物
６０  回転軸
６０ａ  外周面
【図１】
0003189592.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003189592.tif 000005
【図４】
0003189592.tif 000006
【図５】
0003189592.tif 000007
【図６】
0003189592.tif 000008