JP2024074167A - Oil seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オイルシールの異物侵入防止構造に関する。 The present invention relates to a structure for preventing foreign matter from entering an oil seal.
回転体と非回転体との間の隙間に設けられ、外部からの異物の侵入を防止するオイルシールがよく知られている。特許文献1に記載のオイルシールがそれである。ところで、外部から泥水等の異物がかかり、オイルシール周辺の温度が下げられて周辺の圧力が低下すると、オイルシールが変形してオイルシールと回転体との間に隙間が形成され、その隙間から異物が侵入するという問題がある。この問題を解消する為、特許文献1では、オイルシールに形成されるサイドリップのリップ先端をスリンガ(本明細書ではデフレクタ)の端面に密接させている。 Oil seals that are installed in the gap between a rotating body and a non-rotating body to prevent the intrusion of foreign matter from the outside are well known. The oil seal described in Patent Document 1 is one such example. However, when foreign matter such as muddy water is applied from the outside and the temperature around the oil seal is lowered, causing the surrounding pressure to decrease, the oil seal deforms and a gap is formed between the oil seal and the rotating body, allowing foreign matter to intrude through the gap. To solve this problem, Patent Document 1 brings the lip tip of the side lip formed on the oil seal into close contact with the end face of the slinger (deflector in this specification).
ところで、特許文献1のオイルシールでは、回転体の軸方向のガタによってサイドリップのリップ先端の密接位置が軸方向に変化した場合であってもサイドリップのリップ先端の面圧を確保する為、サイドリップを大径化して弾性力を確保する必要がある。一方で、サイドリップの大径化は、サイドリップのリップ先端とスリンガとの間の摺動速度が高くなる。その結果、サイドリップのリップ先端が早期に摩耗する虞がある。 In the oil seal of Patent Document 1, in order to ensure the surface pressure of the lip tip of the side lip even if the contact position of the lip tip of the side lip changes in the axial direction due to axial backlash of the rotor, it is necessary to increase the diameter of the side lip to ensure elasticity. On the other hand, increasing the diameter of the side lip increases the sliding speed between the lip tip of the side lip and the slinger. As a result, there is a risk that the lip tip of the side lip will wear out early.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、サイドリップのリップ先端の摩耗を低減しつつ、外部からの異物の侵入を適切に防止できるオイルシールを提供することにある。 The present invention was made against the background of the above circumstances, and its purpose is to provide an oil seal that can reduce wear on the lip tip of the side lip while adequately preventing the intrusion of foreign matter from the outside.
本発明の要旨とするところは、(a)非回転体に形成された穴の内周面と、前記穴に挿通された回転体の外周面との間の隙間に設けられ、前記回転体の外周面に摺動可能に密接されるシールリップを有するオイルシールであって、(b)前記シールリップとは別体で設けられ、前記回転体の外周面に嵌め着けられた環状のサイドリップを備え、(c)前記サイドリップは、外周側に突き出すリップ先端を有し、(d)前記リップ先端が、前記穴の内周面、又は、前記シールリップと一体成形されると共に前記穴に嵌合する円筒状のオイルシール外環の内周面に摺動可能に密接させられていることを特徴とする。 The gist of the present invention is that (a) an oil seal having a seal lip provided in a gap between the inner circumferential surface of a hole formed in a non-rotating body and the outer circumferential surface of a rotating body inserted into the hole, and slidably and closely contacting the outer circumferential surface of the rotating body, (b) a ring-shaped side lip provided separately from the seal lip and fitted to the outer circumferential surface of the rotating body, (c) the side lip has a lip tip that protrudes to the outer circumferential side, and (d) the lip tip is slidably and closely contacting the inner circumferential surface of the hole or the inner circumferential surface of a cylindrical oil seal outer ring that is integrally molded with the seal lip and fits into the hole.
本発明によれば、回転体の外周面に嵌め着けられたサイドリップから外周側に突き出すリップ先端が、穴の内周面、又は、シールリップと一体成形されると共に穴に嵌合する円筒状のオイルシール外環の内周面に摺動可能に密接させられている為、回転体の軸方向ガタによるリップ先端の面圧の変化が抑制されると共にリップ先端の径方向への大型化を抑制できる。その結果、異物の侵入を適切に防止しつつ、サイドリップのリップ先端の摩耗を低減できる。 According to the present invention, the lip tip protruding from the side lip fitted to the outer peripheral surface of the rotating body is slidably and closely contacted with the inner peripheral surface of the hole or the inner peripheral surface of a cylindrical oil seal outer ring that is integrally molded with the seal lip and fits into the hole, thereby suppressing changes in the surface pressure of the lip tip due to axial play of the rotating body and suppressing enlargement of the lip tip in the radial direction. As a result, wear of the lip tip of the side lip can be reduced while appropriately preventing the intrusion of foreign matter.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, the drawings have been simplified or modified as appropriate, and the dimensional ratios and shapes of the various parts are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明が適用されたオイルシール10の断面図である。オイルシール10は、非回転体であるハウジング12によって密閉された内部空間に充填されたオイルの流出を防止すると共に、ハウジング12の外部からの異物の侵入を防止するために設けられている。図1において、ハウジング12に対して紙面左側が外部に対応し、ハウジング12に対して紙面右側の空間が内部空間に対応している。オイルシール10は、ハウジング12に形成された貫通穴14の内周面16と、回転体であるドライブシャフト18(以下、シャフト18)の外周面20との間の隙間を塞ぐようにして設けられている。尚、ハウジング12が本発明の非回転体に対応し、貫通穴14が本発明の穴に対応し、シャフト18が本発明の回転体に対応する。
Figure 1 is a cross-sectional view of an
シャフト18は、ハウジング12の貫通穴14に挿通され、図示しない軸受を介して回転軸線CLを中心にして回転可能に支持されている。シャフト18の貫通穴14に挿通される部位は、段付形状に形成されており、軸径が貫通穴14の内径よりも小さくされている。従って、貫通穴14の内周面16とシャフト18の外周面20との間に隙間が形成される。この隙間を塞ぐようにして環状に形成されたオイルシール10が設けられる。オイルシール10の具体的な構造については後述する。
The
以下、従来構造のオイルシール100(図2参照)の構造を適宜変更して本実施例のオイルシール10に至る過程について、図2を用いて説明する。図2にあっては、回転軸線CLに対して下側半分が省略されている。又、シャフト18及びハウジング12については、図1と同じ符号が付されている。
The process of modifying the structure of a conventional oil seal 100 (see FIG. 2) to obtain the
図2左上に示す態様A(端面当サイドリップ構造)のオイルシール100は、従来構造に相当する。オイルシール100は、シール本体102とデフレクタ104と、を備えている。シール本体102は、断面L字状に形成された金属環106、及び、金属環106と一体成形された弾性部材からなる主シール110、から構成されている。主シール110は、金属環106の外周に位置する外周シール部112と、シャフト18の外周面に摺動可能に密接するシールリップ116と、ダストリップ118と、サイドリップ120と、を一体的に備えている。
The
デフレクタ104は、外部からの泥水等の異物の侵入を抑制する為に設けられている。デフレクタ104は、有底の二重円筒状に形成されている。デフレクタ104の内周側が、シャフト18に圧入等で固定されている。シャフト18が回転すると、シャフト18と一体的に回転するデフレクタ104の、回転軸線CLに対して垂直な面と、サイドリップ120のリップ先端とが摺動する。
The
オイルシール100において、シャフト18の軸方向ガタによってサイドリップ120が回転軸線CL方向に押されると、サイドリップ120のリップ先端が軸方向に押され、サイドリップ120のリップ先端が回転軸線CLを基準とする径方向外側に移動する為、それを上回るようにデフレクタ104を径方向に大型化する必要が生じる。又、シャフト18の軸方向ガタによってサイドリップ120のリップ先端がデフレクタ104と密接する位置が変化しても、サイドリップ120のリップ先端の面圧を確保する為、サイドリップ120を大径化して弾性力を確保する必要がある。更に、サイドリップ120の内周側にグリス122が塗布されるが、デフレクタ104が回転すると遠心力の影響を受ける為、グリス122の保持が困難になる。
In the
この問題を解決する為、図2右上の態様B(サイドリップ円筒当)のオイルシール130では、サイドリップ138のリップ先端の摺接位置がデフレクタ132の外側円筒部134に変更されている。詳細には、態様Bのオイルシール130において、デフレクタ132の外周側に位置する外側円筒部134がハウジング12に形成された貫通穴14よりも内周側に配置されている。又、シール本体131に形成されるサイドリップ138が、外側円筒部134の内周面に摺接させられている。
To solve this problem, in the
このように構成されることで、シャフト18の軸方向ガタに拘わらずサイドリップ138がデフレクタ132によって押されることがない為、サイドリップ138の変形が抑制され、シャフト18の軸方向ガタに対する追従性が向上する。一方で、外側円筒部134とサイドリップ138との間のシール先端接触角θ(図2参照)が鈍角になる。一方、シール本体131に形成されるシールリップ136とサイドリップ138とで密閉される空間が冷却されるとその空間が減圧され、サイドリップ138がその空間の内側方向に引き寄せられるように変形する。その際、サイドリップ138のリップ先端と外側円筒部134との間に隙間が形成され、その隙間から外部からの異物(泥水など)を吸い込みやすくなるという問題ある。
Because of this configuration, the
この問題を解消する為、図2左下の態様C(サイドリップ回転軸当構造)のオイルシール150では、オイルシール150を構成するシール本体152に形成されるサイドリップ154が、デフレクタ156の内周側に位置する内側円筒部158の外周面と摺接させられている。このように構成されることで、シール本体152に形成されるシールリップ153とサイドリップ154とで密閉される空間が冷却されて減圧してシール本体152が変形したときでも、サイドリップ154と内側円筒部158との間に隙間が形成されにくくなるが、シャフト18の組付時においてサイドリップ154のリップ先端がめくれやすくなる為、オイルシール150の組付性に問題がある。
To solve this problem, in the
この問題を解消する為、図2右下の態様D(サイドリップ固定円筒当構造)では、オイルシール170を構成するシール本体172とサイドリップ174とが別体化されている。サイドリップ174は、内周部がシャフト18に嵌め着けられている。又、サイドリップ174のリップ先端がハウジング12に形成された円筒部12aの内周面(すなわち貫通穴14の内周面16)に摺接させられている。このようにシール本体172とサイドリップ174とが別体で構成されることで、サイドリップ174は、ハウジング12の内部空間の減圧による影響を殆ど受けなくなる。又、シャフト18の組付時において、サイドリップ174のリップ先端がめくれることも防止される。従って、態様Dのオイルシール170では、ハウジング12の内部空間の減圧による異物の吸い込み、シャフト18の軸方向ガタによるサイドリップ174の変形、及び組付性といった問題が何れも解消される。
To solve this problem, in the embodiment D (side lip fixed cylinder structure) shown in the lower right of FIG. 2, the
図1に示すオイルシール10は、図2のオイルシール170が有する効果を維持しつつ、デフレクタ176が廃止された構造となっている。以下、図1のオイルシール10の構造について説明する。
The
オイルシール10は、別体で構成されたシール本体30及びサイドリップ32から構成されている。シール本体30は、金属材料で構成されるオイルシール外環34(以下、シール外環34)、及び、主シール36から構成されている。シール外環34と主シール36とは一体成形されている。
The
シール外環34は、円筒状に形成された円筒部38と、円筒部38から内周側に伸びる内側円板部40と、円筒部38から外周側に伸びる外側円板部42と、を備えている。円筒部38は、ハウジング12の貫通穴14の内周面16に圧入等で嵌合されて固定されている。内側円板部40は、シャフト18の回転軸線CL方向でハウジング12の内部空間側(紙面右側)に位置する円筒部38の端部から内周側に向かって伸びている。又、内側円板部40は、回転軸線CLを基準とする径方向に見たとき、ハウジング12の貫通穴14と重なる位置に形成されている。又、内側円板部40の内周端部に主シール36が接続されている。外側円板部42は、回転軸線CL方向で内側円板部40とは反対側に位置する円筒部38の端部に形成され、シャフト18とハウジング12の円筒部12aとの間に形成される回転軸線CL方向の隙間から外周側に向かって伸びている。
The seal outer ring 34 includes a cylindrical portion 38, an
主シール36は、フッ素ゴム等の弾性部材を材料とする環状部材である。主シール36は、シャフト18の外周面に摺動可能に密接(摺接)されるシールリップ44と、ダストリップ46と、内側円板部40に連結された連結シール部48と、を一体的に備えている。シールリップ44は、ハウジング12の内部空間からのオイルの流出を防ぐ為に設けられ、内周部がシャフト18の外周面20に摺接させられている。シールリップ44の外周部には、ガータスプリング50が装着されている。ダストリップ46は、内周側に向かって伸び、先端がシャフト18の外周面20に摺接させられている。ダストリップ46によっても、外部からの異物の侵入が防止される。連結シール部48は、ダストリップ46が形成されている部位よりも外周側に位置し、外周端部が内側円板部40の内周端部に連結されている。
The
サイドリップ32は、断面が略V字の環状に形成されており、外周側すなわち回転軸線CLを基準とする径方向外側に突き出すリップ先端32aを有している。サイドリップ32は、内周部がシャフト18の外周面54に圧入等で嵌め着けられている。又、サイドリップ32の外周側はシール外環34によって覆われており、サイドリップ32の外周側(すなわち回転軸線CLを基準とする径方向外側)に突き出すリップ先端32aが、シール外環34を構成する円筒部38の内周面56に摺動可能に密接(摺接)させられている。
The
上記のようにオイルシール10が構成されることで、後述する効果が得られる。先ず、シール本体30(シール本体30及びシール外環34)とサイドリップ32とが別体で設けられることで、ハウジング12の内部空間が減圧された場合であっても、サイドリップ32がその影響を受けない為、サイドリップ32の変形が抑制される。その結果、サイドリップ32の変形によって、外部からの異物がハウジング12の内部空間に侵入することが防止される。
The
又、サイドリップ32のリップ先端32aは、ハウジング12の貫通穴14に嵌合するシール外環34の円筒部38の内周面56に摺接される為、軸方向ガタによってサイドリップ32のリップ先端32aとシール外環34との間の回転軸線CL方向の相対位置(摺接位置)が変化した場合であっても、サイドリップ32の変形は殆ど生じない。従って、サイドリップ32のリップ先端32aが円筒部38の内周面56を押し付ける面圧の変化が抑制される。又、サイドリップ32のリップ先端32aの回転軸線CLを基準とする径方向の寸法を小径にできる為、リップ先端32aと円筒部38との間の摩耗が低減される。又、サイドリップ32がシャフト18側に嵌め着けられる為、シャフト18の組付時にサイドリップ32がめくれることも防止される。
In addition, since the
又、オイルシール10では、サイドリップ32のリップ先端32aと円筒部38の内周面56との摺接部を潤滑するグリス52が図1の斜線で施す部位、すなわちシール外環34の円筒部38の内周側に塗布される。この部位にグリス52が塗布された場合には、グリス52が遠心力の影響を受けない為、グリス52の保持性が向上する。
In addition, in the
又、シール外環34の円筒部38から外周側に伸びる外側円板部42が形成されることで、オイルシール10において入り組んた形状のラビリンス構造が形成される。このように、シール外環34を、異物の侵入を抑制するデフレクタとして兼用することで、デフレクタの廃止が可能になる。
In addition, by forming an
上述のように、本実施例によれば、シャフト18の外周面54に嵌め着けられたサイドリップ32から外周側に突き出すリップ先端32aが、シールリップ44と一体成形されると共に貫通穴14に嵌合する円筒状のシール外環34の内周面56に摺接させられている為、シャフト18の軸方向ガタによるリップ先端32aの面圧の変化が抑制されると共にリップ先端32aの径方向への大型化を抑制できる。その結果、異物の侵入を適切に防止しつつ、サイドリップ32のリップ先端32aの摩耗を低減できる。
As described above, according to this embodiment, the
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to the previous embodiment will be given the same reference numerals and will not be described.
図3は、本発明の他の実施例に対応するオイルシール200の断面図である。オイルシール200を前述した実施例1のオイルシール10と比較すると、2個のサイドリップ204、206が設けられている点で相違している。
Figure 3 is a cross-sectional view of an
オイルシール200は、シール本体202及び2個のサイドリップ204、206から構成されている。シール本体202は、前述した実施例1のシール本体30と基本的には変わらない為、詳細な説明を省略する。
The
サイドリップ204及びサイドリップ206は、シャフト18の回転軸線CL方向に並んで配置されている。サイドリップ204及びサイドリップ206は、何れもシャフト18の外周面212に圧入等で嵌め着けられている。又、サイドリップ204及びサイドリップ206の外周側に伸びるリップ先端204a、206aが、シール本体202を構成するオイルシール外環208の円筒部210にそれぞれ摺接させられている。
The
上記のように構成されるオイルシール200であっても、前述の実施例のオイルシール10と同様の効果が得られる。又、オイルシール200は、2個のサイドリップ204、206を備える為、外部からの異物の侵入を防止する効果が一層高まる。従って、路面環境が悪く走行中に泥水を跳ね上げやすい地域である場合、又は、サイドリップ204、206の摩耗が激しい場合などにおいて、オイルシール200のようにサイドリップ204、206を2個以上設定することで、これらの問題に好適に対処することができる。
The
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 The above describes in detail an embodiment of the present invention based on the drawings, but the present invention can also be applied in other aspects.
例えば、前述の実施例では、サイドリップ32のリップ先端32aは、シール外環の円筒部38の内周面56に摺接するものであったが、図2の態様Dに示すように、サイドリップの先端部が、ハウジング12に形成される貫通穴14の内周面16に摺接するものであっても構わない。又、オイルシール200についても同様に、サイドリップ204、206のリップ先端204a、206aが、それぞれ貫通穴14の内周面16に摺接するものであっても構わない。
For example, in the above embodiment, the
又、前述の実施例では、オイルシール200では、2個のサイドリップ204、206が回転軸線CL方向に並んで配置されていたが、サイドリップの数は2個に限定されない。すなわち、サイドリップが3個以上配置されてもよく、走行環境に応じてサイドリップの数を適宜変更することができる。
In addition, in the above-described embodiment, the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 Note that the above is merely one embodiment, and the present invention can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
10、200:オイルシール 12:ハウジング(非回転体) 14:貫通穴(穴) 18:ドライブシャフト(回転体) 32、204、206:サイドリップ 32a:リップ先端 34:オイルシール外環 38:円筒部 44:シールリップ
10, 200: Oil seal 12: Housing (non-rotating body) 14: Through hole (hole) 18: Drive shaft (rotating body) 32, 204, 206:
Claims (1)
前記シールリップとは別体で設けられ、前記回転体の外周面に嵌め着けられた環状のサイドリップを備え、
前記サイドリップは、外周側に突き出すリップ先端を有し、
前記リップ先端が、前記穴の内周面、又は、前記シールリップと一体成形されると共に前記穴に嵌合する円筒状のオイルシール外環の内周面に摺動可能に密接させられている
ことを特徴とするオイルシール。 1. An oil seal having a seal lip that is provided in a gap between an inner peripheral surface of a hole formed in a non-rotating body and an outer peripheral surface of a rotating body inserted into the hole, the seal lip being in slidable contact with the outer peripheral surface of the rotating body,
a ring-shaped side lip provided separately from the seal lip and fitted to an outer circumferential surface of the rotating body;
The side lip has a lip tip that protrudes toward the outer periphery,
an oil seal having a lip tip that is slidably brought into close contact with an inner circumferential surface of the hole or an inner circumferential surface of a cylindrical oil seal outer ring that is integrally molded with the seal lip and fits into the hole.
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