オイルシール構造

【課題】リップしゅう動部の大気側の油膜厚さを厚くすることにより軸の回転にともなうせん断力を低減させ、シールの摩擦トルクを低減させることができるオイルシール構造を提供する。
【解決手段】リップしゅう動部の両側に大気側斜面および密封流体側斜面を設けたシールリップを有するオイルシール構造において、シールリップの密封流体側から大気側へ貫通した貫通穴を備え、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油が密封流体側へポンプ作用により吸い込まれる。ポンプ作用により吸い込まれる油の量は、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汎用的な密封装置の一つであるオイルシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体の漏洩と異物侵入を防止する為に、構造が簡単で、取付・交換が容易なオイルシールが用いられている。そのシール構造の一例として、特許文献１の中で、従来技術として示されているものがある。その構成は、シールリップ先端が密封流体側斜面及び反密封流体側（大気側）斜面の二面から構成され、両斜面間にリップしゅう動部が形成されているものである。
【０００３】
オイルシールの密封性能を高める為には、リップしゅう動部の密封流体側の圧力を高めることが必要であることが知られている。しかし上記従来技術においては、リップしゅう動部の幅が狭い場合、必ずしも密封流体側の圧力が高くならない場合も出てくる。この場合には、良好な密封性能の確保が難しい。
【０００４】
これを解決する為に、上記特許文献１において、反密封流体側に第三の斜面を設け、リップしゅう動部において、密封流体側の圧力を大気側よりも大きくし、密封性能を向上させることが提案されている。
【０００５】
しかしながら、オイルシールには密封性能とともにリップしゅう動部におけるシールの摩擦トルク低減についても要求があるところ、上記特許文献１には、かかるシールの摩擦トルク低減構造に関する記載は見受けられない。シールの摩擦トルクは軸の回転にともなうせん断が原因と考えられ、このせん断力は油膜厚さと反比例の関係にある。よって、シールの摩擦トルク低減には、油膜厚さの薄い大気側の膜厚を厚くする必要がある。
【０００６】
最近の研究によって、リップしゅう動部において、流体の膜厚はしゅう動面全体で一様ではなく、密封流体側から大気側へ向かって薄くなること、及びポンピング状態では油膜厚さが密封時よりも厚く、しゅう動部においてほぼ均一になることがわかっている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１８０２８５号公報
【非特許文献１】オイルシールしゅう動面の油膜形成と摩擦特性に関する研究、トライボロジスト、４８巻、６号、２００３年、４９４〜５０２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて、リップしゅう動部の大気側の油膜厚さを厚くすることにより軸の回転にともなうせん断力を低減させ、シールの摩擦トルクを低減させることができるオイルシール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、リップしゅう動部の両側に大気側斜面および密封流体側斜面を設けたシールリップを有するオイルシール構造において、シールリップの密封流体側から大気側へ貫通した貫通穴を備え、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油が密封流体側へポンプ作用により吸い込まれるオイルシール構造を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２の発明は、ポンプ作用により吸い込まれる量が、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多いオイルシール構造を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係るオイルシール構造によれば、貫通穴から漏れる油をポンプ作用により密封流体側へ吸い込むことにより、リップしゅう動部の油膜を密封時に比べて厚く、均一にすることができ、トルクの低減を達成することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係るオイルシール構造によれば、ポンプ作用により吸い込まれる量が、密封流体側から貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多い量となっているため、密封流体側に封入されている流体が減ることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態のオイルシール構造を示す断面図
【図２】本発明の第二実施形態のオイルシール構造を示す断面図
【図３】本発明の第三実施形態のオイルシール構造を示す断面図
【図４】本発明の第四実施形態のオイルシール構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基き説明する。
【００１５】
［第一実施形態］
図１は、第一の実施形態のオイルシール構造を示す断面図である。オイルシール１は、金属環２と、該金属環２と一体に加硫接着されているゴム状弾性体からなるシール本体３とから構成され、不図示のハウジングと軸４との間に配設される。
【００１６】
シール本体３は、金属環２の外周側に位置し上記ハウジングと当接する不図示の固定密封部と、金属環２の内周側に位置するシールリップ５からなる。
【００１７】
シールリップ５は、軸４に接触するリップしゅう動部６から、密封流体側７に形成された密封流体側斜面８と、大気側９に形成された大気側斜面１０を有する。シールリップ５のハウジング側にはガータスプリング１１が設けられている。さらにシールリップ５には、密封流体側７から大気側斜面１０上または大気側斜面１０近傍へ貫通穴１２が設けられている。貫通穴１２が設けられていることにより、この貫通穴１２より流出した油が大気側斜面１０をつたってリップしゅう動部６に流れ，ポンプ作用によって密封流体側７へ吸い込まれるようになっている。従い、常にポンプ状態とすることでリップしゅう動部６における油膜厚さが厚くなり、また大気側の油膜厚さを密封流体側と同程度にできるので、トルク低減を図ることができる。
【００１８】
本実施形態のリップの材料はアクリルゴムを採用しているが、同様の特性を有する材料であれば特に限定されるものではなく、ニトリルゴム、フッ素ゴムであっても良い。また，貫通穴の形状は特に限定されるものではなく，油が流れる形状となっていればよい．
【００１９】
［第二実施形態］
図２は、第二の実施形態のオイルシール構造を示す断面図である。尚、以下の説明においては、上記第一実施形態と同一構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】
シール本体３は第一の実施形態と同様の形状をしており、第一の実施形態と異なるところは、潤滑油にグリース１３が用いられていることである。グリース１３から染み出た基油が貫通穴１２から流出し大気側斜面１０をつたってリップしゅう動部６に流れ、ポンプ作用によって密封流体側７へ吸い込まれる。常にポンプ状態とすることで、リップしゅう動部６における油膜厚さが厚くなり，トルク低減を図ることができる。
【００２１】
［第三実施形態］
図３は、第三の実施形態のオイルシール構造を示す断面図である。第一の実施形態と異なるのは、密封流体側７のガータスプリング１１下部からシールリップ２５の大気側斜面１０上、またはシールリップの大気側斜面１０近傍に貫通穴２２が設けられていることである。貫通穴２２より流出した油が大気側斜面１０をつたってリップしゅう動部６に流れ、ポンプ作用によって密封流体側７へ吸い込まれる。常にポンプ状態とすることでリップしゅう動部６における油膜厚さが厚くなり、トルク低減を図ることができる。
【００２２】
［第四実施形態］
図４は、第四の実施形態を示す断面図である。シール本体３５にダストリップ３９が付加されている他は、上記第三実施形態と同一である。大気側９が粉塵等の多い環境であると、貫通穴２２から流出した油が大気側斜面３０をリップしゅう動部６へ流れる際に、粉塵もリップしゅう動部６へ流れてしまうことが危惧されるため、ダストリップ３９を設けることでリップしゅう動部６への粉塵等の侵入を防ぐ効果がある。
【符号の説明】
【００２３】
１オイルシール
２金属環
３、３３シール本体
４軸
５、２５シールリップ
６リップしゅう動部
７密封流体側
８密封流体側斜面
９大気側
１０、３０大気側斜面
１１ガータスプリング
１２、２２貫通穴
１３グリース
３９ダストリップ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
リップしゅう動部の両側に大気側斜面および密封流体側斜面を設けたシールリップを有するオイルシール構造において、前記シールリップの密封流体側から大気側へ貫通した貫通穴を備え、密封流体側から該貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油が密封流体側へポンプ作用により吸い込まれることを特徴とするオイルシール構造。
【請求項２】
前記ポンプ作用により吸い込まれる量が、密封流体側から該貫通穴を介して大気側に流出し大気側斜面に沿って流れる油の量よりも少なくとも等しいか多いことを特徴とする請求項１に記載のオイルシール構造。

【図１】