JP2009074644A - オイルシール - Google Patents

Abstract

【課題】金属環１の外周面を固定シール部５から露出させた構造を有するオイルシールにおいて、金属環１の防錆の信頼性を向上させ、しかも金属環１を製造する際の加工性の悪化を防止する。
【解決手段】シールリップ２及びその外周側の固定シール部５が、金属環１にゴム状弾性材料によって一体的に成形され、前記金属環１は表面が防錆処理された鋼板からなるものであって、その外周面１１ａが前記固定シール部５から露出しており、金属環１の露出部による固定力と、固定シール部５による密封性の確保を両立すると共に、防錆を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等において、回転体の外周を密封するのに用いられるオイルシールに関する。

図３は、従来の技術によるオイルシール１００を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。この種のオイルシール１００は、図３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あって、不図示の軸孔ハウジングの内周面に密嵌される固定シール部１０１と、その内周側で不図示の回転軸の外周面に摺動可能に密接されるシールリップ１０３が、中間径方向部１０２を介して互いに連続して形成されており、固定シール部１０１から中間径方向部１０２にかけて、補強用の金属環１０４が一体的に埋設されている。また、シールリップ１０３の外周は円周方向に連続した溝状に形成され、シールリップ１０３の永久変形に起因する緊迫力の低下を補い、回転軸に対する径方向追随性を確保するためのガータスプリング１０５が嵌着されている。

すなわちこのオイルシール１００は、固定シール部１０１が、不図示の軸孔ハウジングの内周面に圧入嵌着され、シールリップ１０３の先端内周部が、前記軸孔ハウジングに挿通された不図示の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、シールリップ１０３が向いた側の密封対象流体（油）が軸周から機外へ漏洩するのを阻止するものである（例えば下記の特許文献１参照）。

しかし、図示の例のようにゴム状弾性材料からなる固定シール部１０１においてハウジングの内周面に嵌着されるものは、ゴム状弾性材料が脆化する低温域では圧縮反力が低下するので、ハウジングに対する固定が固定シール部１０１の嵌着力にのみ依存されるものの場合は、機内の圧力上昇などによってオイルシール１００が機外側へ移動し、脱落するおそれがある。

また、ハウジングとの間の良好な密封性を確保したままハウジングに対する固定力を増大させるには、下記の特許文献２のように、金属環の外周面を固定シール部から露出させた構造として、金属環の外周面と、ゴム状弾性材料からなる固定シール部の双方を、ハウジングの内周面に圧接させるようにすることが有効であるが、この場合は、錆に対する金属環の信頼性の低下が懸念される。

金属環の錆対策には、金属環の材料としてＳＵＳ材（ステンレス鋼）を用いることが有効であるが、ＳＵＳ材は加工性が悪く、しかも製環過程で金属環の外周面が傷つきやすく、固定シール部の存在によって、研磨加工による傷の修復も困難であるため、特許文献２のようなタイプのオイルシールの金属環にＳＵＳ材を使用することには問題があった。
特開２００２−２０６６４４号公報 特開２００４−１９８６５号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、金属環の外周面を固定シール部から露出させた構造を有するオイルシールにおいて、金属環の防錆の信頼性を向上させ、しかも金属環を製造する際の加工性の悪化を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、本発明に係るオイルシールは、シールリップ及びその外周側の固定シール部が、金属環にゴム状弾性材料によって一体的に成形され、前記金属環は表面が防錆処理された鋼板からなるものであって、その外周面が前記固定シール部から露出してなるものである。

発明の構成において一層好ましくは、防錆処理された鋼板が、メッキ鋼板であり、母材が冷間圧延鋼板からなるものである。

本発明に係るオイルシールによれば、金属環が防錆処理された鋼板からなるため、固定シール部から露出させた外周面の防錆の信頼性が高いものとし、金属環の露出部による固定力と、固定シール部による密封性の確保を両立した構造とすることができる。

また、防錆処理された鋼板が、メッキ鋼板であることによって、防錆の信頼性が高いものと金属環の母材を冷間圧延鋼板からなるものとすることによって、冷間加工等により金属環を製作する際の良好な加工性を確保することができる。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るオイルシールの好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図、図２は、図１のオイルシールに使用される金属環を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。

図１に示されるオイルシールは、金属環１に、シールリップ２、ダストリップ３及び固定シール部５が一体的に設けられたものである。シールリップ２、ダストリップ３及びその外周側の固定シール部５は、ゴム状弾性材料からなるものであって、金属環１に一体に加硫接着された基部４を介して互いに連続している。また、シールリップ２の先端近傍の外周面にはガータスプリング６が装着されている。

このうち、金属環１はプレス成形品であって、図２に示されるように、ＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼板からなる母材１ａに表面処理１ｂによる防錆加工を施した材料からなり、外周筒部１１と、その先端側に適宜小径に絞って形成された固定シール支持部１２と、その反対側の端部から内周側へ延びる内向き鍔部１３とを有する。

シールリップ２は、金属環１の内向き鍔部１３の内周位置に達する基部４の内周端４ａから、金属環１の固定シール支持部１２が向いた方向（装着状態において機内側となる方向）へ延び、先端２ａ近傍の内周に、不図示の回転軸の外周面と摺動可能に密接される円周方向へ延びる断面山形のリップエッジ２１が形成され、このリップエッジ２１の前記先端２ａと反対側の斜面（円錐面）２ｂには、前記回転軸の回転によってその周囲の流体をシールリップ２の先端２ａが向いた方向（機内側）へ押し出す螺子ポンプ力を発生する多数の螺子突条２２が形成されている。

ダストリップ３は、金属環１の内向き鍔部１３の内周位置に達する基部４の内周端４ａから、シールリップ２と反対側（装着状態において機外側となる方向）へ延び、その先端内周部が、不図示の回転軸の外周面に摺動可能に密接又は僅かな隙間をもって近接されるようになっている。

基部４は、金属環１の内向き鍔部１３を被包すると共にこの内向き鍔部１３から外周筒部１１及び固定シール支持部１２の内周面に接合された状態で延び、固定シール部５は、前記基部４から前記固定シール支持部１２の外周側へ廻り込んだ部分に形成されている。したがって、金属環１の内向き鍔部１３は基部４に被包され、金属環１の固定シール支持部１２は基部４と固定シール部５に被包されているのに対し、金属環１の外周筒部１１は、内周面が基部４に被包されている一方、外周面１１ａが露出した状態となっている。

ガータスプリング６は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、シールリップ２における先端２ａ近傍の外周面に形成された環状溝に嵌着されている。

以上のように構成されたオイルシールの製造においては、まず、表面に予め防錆のための表面処理１ｂを行った例えばＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼板を、図２に示される形状に塑性加工するか、前記ＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼板を、図２に示される形状に塑性加工した後でその表面に防錆のための表面処理１ｂを行うことによって、金属環１を得る。ＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼板は、ＳＵＳ材（ステンレス鋼）に比較して加工性が良いため、図２に示される形状に容易に加工することができる。

防錆のための表面処理１ｂとしては、リン酸塩皮膜処理、黒色クロメート処理、有色クロメート処理、ユニクロ処理、亜鉛メッキ処理、溶解亜鉛−Ａｌ−Ｍｇ合金メッキ処理などが考えられる。このうち、メッキ処理以外の表面処理の中では、コストや防錆の信頼性を考慮した場合、有色クロメート処理が好ましい。

また、更に防錆性を向上させるためには、溶解亜鉛−Ａｌ−Ｍｇ合金メッキ鋼板を用いることが好ましい。溶解亜鉛−Ａｌ−Ｍｇ合金メッキ鋼板は、通常の亜鉛メッキに比較して、メッキ皮膜が硬いため、傷付きによる剥離や錆の進行を抑える事ができる。しかも、図２に示される形状に塑性加工した後でその表面に亜鉛メッキ等を行う場合に比較して、製環の際の打ち抜き部（固定シール支持部１２の先端面１２ａ及び内向き鍔部１３の内周端面１３ａ）の接着性が向上する。すなわち、すでに溶解亜鉛−Ａｌ−Ｍｇ合金によるメッキ処理がなされたメッキ鋼板を用いれば、プレスでの打ち抜き加工によって前記端面１２ａ，１３ａには、ゴムとの接着性の良くないメッキ層が存在しないため、この部分ではメッキなしの鋼板と同等の接着性を確保することができる。

次に、上述のようにして製作された金属環１に加硫接着剤を塗布して乾燥した後、これを不図示のゴム加硫成形用金型内に位置決めセットして型締めし、前記金型と金属環１との間に画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、シールリップ２、ダストリップ３、基部４及び固定シール部５を加硫成形と同時に金属環１へ加硫接着する。そしてこれによって、図１に示されるオイルシールを得ることができる。

そしてこのオイルシールは、シールリップ２が機内側を向くように不図示のハウジングの内周に組み込まれて、シールリップ２におけるリップエッジ２１が、回転軸の外周面に摺動可能に密接されることによって、機内の密封対象油が軸周から機外側へ漏洩するのを防止し、ダストシール３によって、機外の大気中の異物が、機内へ侵入するのを防止するものである。

この装着状態においては、金属環１の外周筒部１１の外周面がハウジングの内周面と金属嵌合しているので、抜け方向への荷重に対する大きな固定力が得られると共に、ゴム状弾性材料からなる固定シール部５がハウジングの内周面と適当なつぶし代をもって密接しているので、ハウジングとの間の良好な密封性が確保される。しかも、金属環１は、メッキ皮膜によって防錆されているので、ゴム状弾性材料からなる基部４及び固定シール部５から露出した外周筒部１１の外周面に錆が発生したり、それに起因してゴム状弾性材料の剥離が生じるのを有効に防止することができる。

本発明に係るオイルシールの好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。 図１のオイルシールに使用される金属環を、軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。 従来の技術によるオイルシール１００を、その軸心を通る平面で切断して示す片側断面図である。

符号の説明

１ 金属環
１ａ 母材
１ｂ 表面処理
１１ 外周筒部
１１ａ 外周面
１２ 固定シール支持部
１３ 内向き鍔部
２ シールリップ
３ ダストリップ
４ 基部
５ 固定シール部
６ ガータスプリング

Claims (3)

1. シールリップ及びその外周側の固定シール部が、金属環にゴム状弾性材料によって一体的に成形され、前記金属環は表面が防錆処理された鋼板からなるものであって、その外周面が前記固定シール部から露出してなることを特徴とするオイルシール。
2. 防錆処理された鋼板が、メッキ鋼板であることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。
3. 金属環の母材が冷間圧延鋼板からなるものであることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール。

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