(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材に対し接触させられる断面ほぼ三角形のシールリップを有し、このシールリップの段差のない面である外側斜面の円周複数箇所に、相手部材とシールリップとの摺接部位から漏洩しようとする潤滑油を戻すポンプ作用をなすリブが設けられているオイルシールであって、
前記リブが、前記シールリップの先鋭端から所定幅で長さが０．１〜０．７ｍｍ、かつ高さが０．０２〜０．０７ｍｍの範囲で設けられる低隆起部と、この低隆起部に連なりかつ前記先鋭端から離れる側へ向けて漸次高く隆起する形態で設けられる傾斜隆起部と、この傾斜隆起部に連なりかつ前記低隆起部よりも高く設定されるとともに一定の高さとなる形態で設けられる高隆起部とを有し、
前記低隆起部が使用初期において相手部材に対して接触する状態に設定されているとともに、
前記シールリップの外側斜面に対する傾斜隆起部の傾斜角度が、３〜１０度に設定されている、ことを特徴とするオイルシール。
【請求項２】
前記高隆起部が、長手方向全長範囲において一定の幅寸法に設定されている、請求項１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、回転軸などの相手部材に対し接触させられる断面ほぼ三角形のシールリップを有するとともに、シールリップと相手部材との摺接部位から漏洩しようとする潤滑油を戻す、いわゆるポンプ作用をなすリブを有するオイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、潤滑油の漏洩を防止するオイルシールが種々考えられているが、その一例として、断面がほぼ三角形のいわゆる三角リップと呼ばれるシールリップを有するオイルシールでは、そのシールリップの外側斜面の円周複数箇所に、中心軸線に対して傾斜するいわゆるヘリックスリブを設けたものがある。
【０００３】
このリブは、潤滑油存在空間の潤滑油が回転軸との摺接部位から外方へ漏洩するような場合に、漏洩した潤滑油を回転軸の回転に伴って潤滑油存在空間側へ戻すように機能する。このとき、戻される潤滑油は各リブの一方の側壁面に沿って案内される。このようなリブによる潤滑油の戻し作用を、ポンプ作用と呼んでいる。このポンプ作用は、リブの数、リブの隆起寸法、リブの中心軸線に対する傾斜角度などにより、決定される。
【０００４】
そして、従来では、シールリップの斜面からのリブの隆起寸法をシールリップ先端側からシールリップ基端側へ向けてほぼ一定つまり等高に設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記等高リブを有する従来のオイルシールでは、シールリップおよびリブが回転軸との摺接により経時的に摩耗すると、等高であるリブの回転軸に対する接触幅が小さくなる。このように、リブの接触幅が小さくなると、それによるポンプ作用が低下することになり、潤滑油漏洩防止の効果が低下する。
【０００６】
このようなリブの摩耗を考慮して、リブの隆起寸法を予め高く設定すればよいのであるが、その場合には回転軸との接触状態が強くなるために、リブの側方が回転軸から浮いてしまい、隙間ができることになる。このような隙間が発生すると、回転軸の回転停止時において、該隙間から潤滑油が漏洩することになる。
【０００７】
それゆえ、従来では、前述の隙間が発生しにくくて、所要のポンプ作用が得られるように、リブの隆起寸法を設定せざるを得ず、上述したような潤滑油漏洩防止効果の持続性が犠牲になっていた。しかも、使用初期において回転軸に対するリブの接触幅をあまり大きく確保することができないので、使用初期のポンプ作用をあまり大きく設定できないことが指摘される。
【０００８】
したがって、本発明は、オイルシールにおいて、潤滑油漏洩防止の効果を長期にわたって持続できるようにすることを課題としている。
【０００９】
また、本発明は、オイルシールにおいて、使用初期における潤滑油漏洩防止の効果を高めたうえで、潤滑油漏洩防止の効果を長期にわたって持続できるようにすることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明第１のオイルシールは、相手部材に対し接触させられる断面ほぼ三角形のシールリップを有し、このシールリップの段差のない面である外側斜面の円周複数箇所に、相手部材とシールリップとの摺接部位から漏洩しようとする潤滑油を戻すポンプ作用をなすリブが設けられているもので、前記リブが、前記シールリップの先鋭端から所定幅で長さが０．１〜０．７ｍｍ、かつ高さが０．０２〜０．０７ｍｍの範囲で設けられる低隆起部と、この低隆起部に連なりかつ前記先鋭端から離れる側へ向けて漸次高く隆起する形態で設けられる傾斜隆起部と、この傾斜隆起部に連なりかつ前記低隆起部よりも高く設定されるとともに一定の高さとなる形態で設けられる高隆起部とを有し、前記低隆起部が使用初期において相手部材に対して接触する状態に設定されているとともに、前記シールリップの外側斜面に対する傾斜隆起部の傾斜角度が、３〜１０度に設定されている、ことを特徴としている。
【００１２】
本発明第２のオイルシールは、上記第１の構成において、前記高隆起部が、長手方向全長範囲において一定の幅寸法に設定されている、ことを特徴としている。
【００１３】
以上、本発明では、要するに、リブについて、上記第１の発明のように低隆起部と高隆起部とそれらを連接する傾斜隆起部とを含む段付き形状にしたオイルシールを前提とし、傾斜隆起部について、摩耗の進行に伴い相手部材と接触しうる状態になったときに接触状態を良好とするために、長さ、高さならびに傾斜角度を適正な範囲に特定している。
【００１４】
そもそも、段付き形状のリブでは、使用初期など低隆起部が相手部材に対して接触する状態において、低隆起部の両側が相手部材から浮いて隙間ができないような形態にすることが可能になる他、相手部材との摺接に伴いシールリップおよびリブの摩耗が進行するに従い、相手部材に対するリブの低隆起部の接触幅が小さくなるけれども、相手部材に対してリブの傾斜隆起部や高隆起部が徐々に接触する形態になって、相手部材に対するリブの接触幅が極端に小さくならないようにすることが可能になる。したがって、リブによるポンプ作用が摩耗に伴い急激に低下することを抑制できるようになる。
【００１５】
そして、本発明のように傾斜隆起部の傾斜角度を適正範囲に管理していれば、シールリップやリブの摩耗進行に伴い、傾斜隆起部が相手部材に対して対面するような状態になったときに、相手部材に対する接触状態が良好となる。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の詳細を図１ないし図８に示す実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１ないし図５は本発明の一実施例にかかり、図１は、オイルシールの上半分の縦断面図、図２は、オイルシールの外側斜面の一部を展開した平面図、図３は、同オイルシールのリブの長手方向に沿う断面図、図４は、回転軸に対するリブの接触状態を模式的に示す説明図、図５は、主シールリップおよびリブの摩耗幅とリブによるポンプ量との関係を示すグラフである。
【００１８】
図中、１は相手部材としての回転軸、２はオイルシールである。なお、図例のオイルシール２は、いわゆるトリム製法により製作したトリムタイプと呼ばれるものである。このトリム製法とは、金型を用いてオイルシール原型を得てから、シールリップの一部を切断することにより、完成状態とするもので、リブをシールリップの先鋭端にまで形成することが可能なものである。
【００１９】
オイルシール２は、上半分の径方向断面がほぼＬ字形の環状芯金３にその内外周を覆うようゴムなどの弾性体４が被着されたものからなる。この弾性体４において環状芯金３の内周部分には、軸方向一方へ延びかつ内周側へ向けて先鋭となる三角形の主シールリップ５と、主シールリップ５と隣り合わせでそれとは逆方向へ斜めに延びる補助シールリップ６とがそれぞれ一体的に形成されている。主シールリップ５の外周には、それを回転軸１の外周面に対して圧接させるガータスプリング７が装着されている。
【００２０】
主シールリップ５において回転軸１の外周面に対し部分的に接触させられる外側斜面（図では左側に位置する面）５１の円周複数箇所には、円周等間隔に断面ほぼ三角形のリブ８が中心軸線Ｏに対して所要角度θ１傾斜して設けられている。このリブ８は、従来例と同様、回転軸１の回転に伴い主シールリップ５との摺接部位から潤滑油が外方へわずかに漏洩したときに、この漏れでた潤滑油を潤滑油存在空間側へ戻す、ポンプ作用を発揮する。
【００２１】
ここでのリブ８は、主シールリップ５およびリブ８の摩耗が進行しても、潤滑油の戻し量つまりポンプ量が急激に減少しないように設計されている。つまり、リブ８の隆起は、図１ないし図３に示すように、主シールリップ５の先鋭側の領域で低く、これ以外の領域で高く設定されており、この低隆起部８１と高隆起部８２との連接部分には傾斜隆起部８３が設けられている。このように、リブ８は従来例のような等高形状ではなく、段付形状になっている。
【００２２】
このリブ８について、回転軸１に対する接触状況を説明する。まず、使用初期では、図４（ａ）に示すように、リブ８の低隆起部８１および傾斜隆起部８３が回転軸１に対して接触して、回転軸１に対するリブ８の初期接触幅Ｗ0が従来例に比べて可及的に大きくなるようにしている。そして、使用経過に伴い主シールリップ５およびリブ８が摩耗すると、図４（ｂ）に示すように、リブ８の低隆起部８１の接触幅が減少するものの、リブ８の高隆起部８２が、回転軸１に対して接触して、リブ８の回転軸１に対する接触幅Ｗ1が極端に小さくなるのを防止するようにしている。
【００２３】
具体的に、リブ８の低隆起部８１は、主シールリップ５の先鋭部分から軸方向に沿って例えば０．１〜０．７ｍｍの範囲に設定される。また、傾斜隆起部８３の傾斜角度つまり主シールリップ５の外側斜面５１に対する傾斜角度θ２は、例えば３〜１０度に設定される。さらに、低隆起部８１は、使用初期における回転軸１からリブ８の両側の浮きを無くすために、従来例のリブとほぼ同じ高さ寸法例えば０．０２〜０．０７ｍｍに設定され、また、高隆起部８２は、主シールリップ５の外側斜面５１の傾斜角度などを考慮して摩耗後において回転軸１との接触状態を良好にさせるために、例えば０．１５〜０．３０ｍｍに設定される。なお、図２から明らかなように、低隆起部８１と高隆起部８２は、それぞれの長手方向全長範囲においてそれぞれ一定の幅寸法に設定されている。但し、低隆起部８１の幅寸法よりも高隆起部８２の幅寸法のほうを大きく設定されている。
【００２４】
ところで、傾斜隆起部８３の傾斜角度θ２を前述した範囲の下限値である３度未満にすると、傾斜が緩やかになりすぎて低隆起部８１の終端から高隆起部８２の始端までの間隔が長くなってしまうため、リップ摩耗が進行しても高隆起部８２と回転軸１とが接触するまでに時間がかかり、その間のポンプ量を十分に確保できなくなると言える。一方、上限値である１０度よりも大きくすると、傾斜が急峻になりすぎて低隆起部８１の終端から高隆起部８２の始端までの間隔が短くなってしまうため、リップ摩耗が進行すると回転軸１との接触が低隆起部８１から高隆起部８２へ急激に移行し、高隆起部８３の両側に隙間が生じてしまい、回転軸１が静止した際に潤滑油が漏洩することになると言える。
【００２５】
次に、動作を説明する。つまり、主シールリップ５は、潤滑油存在空間側の潤滑油をせき止めるが、実際には、潤滑油が主シールリップ５と回転軸１との摺接部位から若干ながら漏洩することがある。このとき、漏洩する潤滑油は、リブ８のポンプ作用により潤滑油存在空間側へ戻されるようになっている。
【００２６】
ところで、主シールリップ５およびリブ８の低隆起部８１が回転軸１との摺接に伴い経時的に摩耗するが、この摩耗の進行に従い、回転軸１に対するリブ８の低隆起部８１の接触幅が小さくなるけれども、回転軸１に対してリブ８の傾斜隆起部８３や高隆起部８２が徐々に接触することになるので、回転軸１に対するリブ８の接触幅が極端に小さくならずに済む。したがって、リブ８によるポンプ作用が摩耗に伴い急激に低下するのを抑制できて、所要レベル以上に維持できるようになる。
【００２７】
ここで、主シールリップ５およびリブ８の摩耗幅とリブ８によるポンプ量との関係を、実験により調べているので説明する。
【００２８】
実験は、上記実施例と、等高リブを有する従来例とについて同一条件で行っている。ここでの実験では、オイルシールを本来の使用状況とは逆向きに取り付け、リブ８による潤滑油の送り出し量をポンプ量として測定している。また、条件としては、回転軸１の軸径をφ４０ｍｍ、回転軸１の回転数を３０００ｒｐｍ、使用潤滑油をエンジンオイルＳＡＥ３０、潤滑油温度を１２０℃に設定している。実施例では、リブ８の低隆起部８１の高さを０．０３ｍｍ、高隆起部８２の高さを０．１５ｍｍ、従来例では、リブの高さを０．０３ｍｍにそれぞれ設定している。
【００２９】
結果としては、図５のグラフに示すように、初期ポンプ量は、実施例で約３ｃｃ／ｍｉｎ、従来例で約２ｃｃ／ｍｉｎとなり、実施例の方が向上している。但し、実施例も従来例も共に主シールリップ５の摩耗に伴いポンプ量が低下する傾向となるのは同じである。しかし、主シールリップ５の摩耗幅が０．５ｍｍのとき、従来例では約０．１ｃｃ／ｍｉｎのポンプ量しか確保できないのに対し、実施例では約０．７ｃｃ／ｍｉｎものポンプ量を確保できる。しかも、実施例では主シールリップ５の摩耗幅が１．０ｍｍになっても約０．５ｃｃ／ｍｉｎものポンプ量を確保できている。
【００３０】
このように、実施例では、従来例に比べて初期ポンプ量を向上できて、しかも、摩耗後も所要のポンプ量を確保できるようになる。これは、リブ８の初期接触幅Ｗ0を可及的に大きく確保するとともに、摩耗後においてもリブ８の接触幅Ｗ1を可及的に長く確保できるようにしているからである。
【００３１】
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、いろいろな応用や変形が考えられる。
【００３２】
（１）  上記実施例のようなリブ８だけでなく、上記実施例でのリブ８の他にそれと逆向きに傾斜するリブを設けて、回転軸１の正逆両方向の回転に対応できる構造としてもよい。このとき、一方向向きのリブ８と他方向向きのリブとをそれぞれ複数ずつ設け、それらを周方向交互に配設するのがよい。また、リブ８の形状は、断面ほぼ矩形状や台形状でもよい。
【００３３】
（２）  上記実施例では、使用初期において、リブ８の低隆起部８１と傾斜隆起部８３とを回転軸１に対して接触させることにより、初期接触幅Ｗ0を可及的に大きくするように設定しているが、リブ８の低隆起部８１のみを回転軸１に接触させるようにして、摩耗進行に伴いリブ８の傾斜隆起部８３および高隆起部８２を順次接触させるように設定してもよい。
【００３４】
（３）  リブ８は、図６や図７に示すように、湾曲させることができる。さらに、図８に示すように、リブ８の高隆起部８２が徐々に高くなるように傾斜させることができる。
【００３５】
（４）  上記実施例では、トリムタイプのオイルシールを例に挙げているが、モールドタイプのオイルシールに本発明を適用することができる。このモールドタイプのオイルシールとは、金型を用いて完成状態とする一般的なものである。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１および２の発明では、外方へ漏洩する潤滑油を戻せるように構成したオイルシールにおいて、相手部材に対するリブの側方の浮きを防止して回転停止時の潤滑油漏洩を防止するとともに、シールリップおよびリブの摩耗が進行しても漏洩する潤滑油の戻し量を急激に低下させないようにした段付き形状のリブを有するものを前提とし、摩耗進行に伴いリブの傾斜隆起部が相手部材に対して対面したときに相手部材に対する接触状態を良好とするように傾斜隆起部の長さ、高さならびに傾斜角度を適正範囲に設定しているから、いったん漏洩した潤滑油を回収する機能を長期にわたって安定して維持できるようになるなど、長寿命化に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオイルシールの一実施例の上半分を示す縦断面図
【図２】オイルシールの外側斜面の一部を展開した平面図
【図３】同オイルシールのリブの長手方向に沿う断面図
【図４】回転軸に対するリブの接触状態を模式的に示す説明図
【図５】主シールリップおよびリブの摩耗幅とリブによるポンプ量との関係を示すグラフ
【図６】リブの他の形状を示し、図２に対応する図
【図７】リブの他の形状を示し、図２に対応する図
【図８】リブの他の形状を示し、図２に対応する図
【符号の説明】
１    回転軸
２    オイルシール
５    主シールリップ
５１    主シールリップの外側斜面
８    リブ
８１    リブの低隆起部
８２    リブの高隆起部
８３    リブの傾斜隆起部
【図１】
0003811595.tif 000002
【図２】
0003811595.tif 000003
【図３】
0003811595.tif 000004
【図４】
0003811595.tif 000005
【図５】
0003811595.tif 000006
【図６】
0003811595.tif 000007
【図７】
0003811595.tif 000008
【図８】
0003811595.tif 000009