特許 7575152 オイルシール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】オイルシール

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3212 20160101AFI20241022BHJP

   F16J 15/06 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3212

F16J15/06 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024555005

(86)(22)【出願日】2024-07-04

(86)【国際出願番号】 JP2024024203

【審査請求日】2024-09-13

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516272490

【氏名又は名称】ＳＫＧ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100175019

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 健朗

(74)【代理人】

【識別番号】100195648

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 悠太

(72)【発明者】

【氏名】今川 豊

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 将幸

【審査官】久米 伸一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２７０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－５７２７０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／３２１２

Ｆ１６Ｊ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口した非回転体の内周面と、前記非回転体に対して回転する回転体の外周面との間に設けられるオイルシールであって、
前記回転体の前記外周面に嵌められ、弾性樹脂で環状に形成されたシール部と、
前記シール部を前記回転体に向かって押し付ける環状のスプリングと、
前記シール部と別体であり、前記非回転体の前記内周面に嵌め込まれる環状体と、を備え、
前記シール部は、密封対象の側に位置する内側面と、前記内側面の反対側に位置する外側面と、前記回転体の前記外周面に接触する内周接触面と、を有し、
前記環状体は、前記非回転体の前記内周面と対向する対向部と、前記シール部の前記外側面を覆うカバーと、を有し、
前記シール部には、前記スプリングが嵌められ、前記回転体に向かって幅が狭くなる溝が形成され、
前記溝に嵌められた前記スプリングによって、前記シール部の前記内周接触面が前記回転体に押し付けられ、且つ、前記シール部の前記外側面が前記カバーに押し付けられる、
オイルシール。

【請求項2】

前記環状体は、前記シール部の前記内側面を覆うプレートをさらに有し、
前記溝に嵌められた前記スプリングによって、前記シール部の前記内側面が前記プレートに押し付けられる、
請求項１に記載のオイルシール。

【請求項3】

前記対向部にライニング又はコーティングによって施され、前記非回転体の前記内周面と接触するはめあい部をさらに備える、
請求項１に記載のオイルシール。

【請求項4】

前記シール部は、前記回転体と共に回転し、
前記回転体が回転すると、前記環状体に対して前記シール部が摺動する、
請求項１～３のいずれか１項に記載のオイルシール。

【請求項5】

前記回転体が回転すると、前記シール部に対して前記回転体が摺動する、
請求項１～３のいずれか１項に記載のオイルシール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、オイルシールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、金属環にゴム状弾性材料を一体に成形して構成されたシール部を備えるオイルシールが記載されている。このシール部は、非回転体の内周面に嵌められる外周シール部と、金属環のフランジから密封流体側へ延び、回転体の外周面と当接するシールリップと、金属環のフランジからシールリップと反対側へ延び、回転体の外周面と当接するダストリップと、を有する。シールリップは、オイルシールに組み込まれた環状のスプリングによって回転体に締め付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－５７７２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のオイルシールでは、シール部に金属環がインサートされているため、シール部が摩耗すると、オイルシール全体を交換しなければならない。また、このオイルシールは、複雑な一体形状を有し、構造が複雑である。

【0005】

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、摩耗した部分の交換が容易で、構造が簡潔なオイルシール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】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係るオイルシールは、
開口した非回転体の内周面と、前記非回転体に対して回転する回転体の外周面との間に設けられるオイルシールであって、
前記回転体の前記外周面に嵌められ、弾性樹脂で環状に形成されたシール部と、
前記シール部を前記回転体に向かって押し付ける環状のスプリングと、
前記シール部と別体であり、前記非回転体の前記内周面に嵌め込まれる環状体と、を備え、
前記シール部は、密封対象の側に位置する内側面と、前記内側面の反対側に位置する外側面と、前記回転体の前記外周面に接触する内周接触面と、を有し、
前記環状体は、前記非回転体の前記内周面と対向する対向部と、前記シール部の前記外側面を覆うカバーと、を有し、
前記シール部には、前記スプリングが嵌められ、前記回転体に向かって幅が狭くなる溝が形成され、
前記溝に嵌められた前記スプリングによって、前記シール部の前記内周接触面が前記回転体に押し付けられ、且つ、前記シール部の前記外側面が前記カバーに押し付けられる。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、摩耗した部分の交換が容易で、構造が簡潔なオイルシールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第１実施形態に係るオイルシールの断面図であって図２のＡ部の拡大図。

【図2】第１実施形態に係るオイルシール及びベアリングの断面図。

【図3】第１実施形態に係るオイルシールが適用された減速機の断面図。

【図4】本開示の第２実施形態に係るオイルシールの断面図。

【図5】本開示の第３実施形態に係るオイルシールの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0010】

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るオイルシール１０１は、開口した非回転体２の内周面２ｉと、非回転体２に対して回転する回転体３の外周面３ｏとの間に設けられる。例えば、図２に示すように、非回転体２はベアリング１の外輪を構成し、回転体３はベアリング１の内輪を構成する。図１は、図２のＡ部の拡大図である。回転体３は、図３に示す軸線ＡＸを中心に回転可能である。

【0011】

ベアリング１は、例えば、クロスローラベアリングであり、減速機の構成要素である。減速機としては周知の種々の構成を適用することができるが、一例として、図３に示す減速機２００について簡潔に説明する。

【0012】

（減速機２００）
減速機２００は、波動歯車装置として構成され、ウェーブジェネレータ２１０と、剛性内歯歯車２２０と、フレックス部２３０と、剛性外歯歯車２４０と、ベアリング１及びオイルシール１０１と、を備える。

【0013】

各図では、見易さを考慮して一部構成の断面を示すハッチングを省略した。以下の説明では、軸線ＡＸを中心とする円周方向を単に「円周方向」と呼び、軸線ＡＸを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、軸線ＡＸが延びる方向を単に「軸方向」と呼ぶことがある。

【0014】

ウェーブジェネレータ２１０は、回転入力に応じて軸線ＡＸを中心に回転するカム２１１と、カム２１１の外周面に設けられた環状のウェーブベアリング２１２と、を備える。カム２１１は、中空のシャフトの外周に形成され、円周方向において等間隔で位置するＮ個（Ｎは、２以上の整数）の極を有する。例えば、カム２１１は、２個の極を有した楕円状である。剛性内歯歯車２２０は、金属などの公知の材料によって剛性を有して形成され、ウェーブベアリング２１２を囲む。

【0015】

フレックス部２３０は、特殊鋼等の金属材によりフレキシブル性を有して筒状に形成され、可撓性外歯歯車２３１と、可撓性内歯歯車２３２と、を備える。可撓性外歯歯車２３１は、ウェーブベアリング２１２の外周に嵌めこまれ、カム２１１の極に対応する位置で撓められて剛性内歯歯車２２０と噛み合う。可撓性内歯歯車２３２は、可撓性外歯歯車２３１がウェーブジェネレータ２１０によって撓められたことに応じて撓み、剛性外歯歯車２４０と噛み合う。剛性外歯歯車２４０は、金属などの公知の材料によって剛性を有し、円環状に形成されている。

【0016】

可撓性外歯歯車２３１及び剛性内歯歯車２２０の歯数差に応じて、カム２１１とフレックス部２３０の間には速度比が生じる。一方、可撓性内歯歯車２３２及び剛性外歯歯車２４０の歯数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。可撓性内歯歯車２３２及び剛性外歯歯車２４０に歯数差がある場合、当該歯数差に応じて、フレックス部２３０と剛性外歯歯車２４０の間には速度比が生じる。いずれにせよ、減速機２００は、剛性内歯歯車２２０、可撓性外歯歯車２３１、可撓性内歯歯車２３２及び剛性外歯歯車２４０の各歯数の関係に基づき、剛性外歯歯車２４０を回転入力に対して減速させる。

【0017】

ベアリング１の非回転体２（外輪）は、剛性内歯歯車２２０に直接あるいは間接的に固定される。一方、ベアリング１の回転体３（内輪）は、剛性外歯歯車２４０に固定される。剛性外歯歯車２４０と共に回転する回転体３は、図示せぬ出力対象と連結される。

【0018】

（オイルシール１０１）
オイルシール１０１は、図１、図２に示すように、ベアリング１における非回転体２（外輪）と回転体３（内輪）の境界を跨いで形成された窪みの内部に設けられる。この窪みは、軸方向から見て環状に形成される。オイルシール１０１は、シール部１０と、スプリング２０と、環状体３０と、はめあい部４０と、を備える。

【0019】

シール部１０は、回転体３の外周面３ｏに嵌められ、弾性樹脂で環状に形成されている。シール部１０は、ＮＢＲ（Nitrile Butadiene Rubber）等の周知のエラストマーにより形成される。シール部１０は、図１に示すように、密封対象の側に位置する内側面１１と、内側面の反対側に位置する外側面１２と、回転体３の外周面３ｏに接触する内周接触面１３と、を有する。なお、図１で、オイル、グリース等である密封対象の側を「Ｉｎ」と記し、大気の側を「Ｏｕｔ」と記した（後述の図４及び図５も同様）。

【0020】

シール部１０の内側面１１と外側面１２の間には、スプリング２０が嵌められ、回転体３に向かって幅が狭くなる溝１４が形成されている。溝１４は、シール部１０の全周に亘って形成され、断面視でＶ字状に形成されている。

【0021】

スプリング２０は、軸方向から見て環状に構成され、シール部１０の全周を囲むガータースプリングである。スプリング２０は、シール部１０を回転体３に締め付ける。つまり、スプリング２０は、シール部１０を回転体３に向かって押し付ける。シール部１０の溝１４に嵌められたスプリング２０によって、シール部１０の内周接触面１３が回転体３（具体的には、回転体３の外周３ｏ）に押し付けられ、シール部１０は軸方向に拡げられる。

【0022】

環状体３０は、軸方向から見て環状をなし、非回転体２の内周面２ｉに嵌め込まれる。例えば、環状体３０は、金属プレス加工によって成形される。なお、環状体３０は、剛性を確保することができれば、金属に限られず、エンジニアリングプラスチック等で形成されていてもよい。環状体３０は、シール部１０と別体であり、つまり、シール部１０と分離可能である。

【0023】

環状体３０は、図１に示すように、非回転体２の内周面２ｉと対向する対向部３１と、シール部１０の外側面１２を覆うカバー３２と、を有する。対向部３１及びカバー３２による一体形状は、図１に示すように、断面視でＬ字状をなす。

【0024】

前述のように、シール部１０の溝１４に嵌められたスプリング２０によって、シール部１０は軸方向に拡げられる。これにより、シール部１０の外側面１２がカバー３２に押し付けられると共に、内側面１１が軸方向で回転体３に押し付けられる。

【0025】

はめあい部４０は、環状体３０の対向部３１にライニング又はコーティングによって施され、非回転体２の内周面２ｉと接触する。つまり、環状体３０は、はめあい部４０を介して内周面２ｉに嵌め込まれる。はめあい部４０は、ゴム、樹脂などで構成され、対向部３１の全周に亘って施されている。はめあい部４０によって、非回転体２の内周面２ｉに対して環状体３０を固定し易くなり、且つ、環状体３０と非回転体２の摩耗を防止することができる。

【0026】

ここで、環状体３０の対向部３１に施されたはめあい部４０と、非回転体２の内周面２ｉの間は密封される。また、第１実施形態では、シール部１０は、回転体３に圧入されており、回転体３と共に回転する。したがって、内周接触面１３と回転体３の外周面３ｏの間は、密封されている。そして、回転体３が回転すると、非回転体２に固定された環状体３０に対してシール部１０が摺動する。環状体３０のカバー３２と、シール部１０の外側面１２との間には潤滑剤が充填されており、回転体３が回転すると、環状体３０に対して外側面１２が低い摩擦で摺動することができる。このように、環状体３０に対するシール部１０の摺動を許容しつつも、前述のように、外側面１２がカバー３２に押し付けられているため、外側面１２とカバー３２の間は良好に密封される。第１実施形態の説明は以上である。

【0027】

ここからは、第１実施形態に係るオイルシール１０１と同様に、ベアリング１及び減速機２００に適用可能な他の実施形態に係るオイルシールについて説明する。以下では、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ符号を用い、第１実施形態と異なる点を主に説明する。

【0028】

（第２実施形態）
図４に示すように、第２実施形態に係るオイルシール１０２は、シール部１０と、スプリング２０と、環状体３０と、はめあい部４０と、を備える。第２実施形態の環状体３０は、対向部３１及びカバー３２に加え、プレート３３を有する。

【0029】

プレート３３は、シール部１０の内側面１１を覆い、金属から成形されている。プレート３３は、非回転体２に設けられた窪みと軸方向で接触する。なお、プレート３３のうち、当該窪みと接触する部分にはライニング又はコーティングによって樹脂層が形成されていてもよい。

【0030】

第２実施形態の環状体３０を構成する対向部３１、カバー３２及びプレート３３は、断面視で略Ｕ字状をなす。なお、プレート３３は、対向部３１及びカバー３２と一体であってもよいし、別体であってもよい。また、プレート３３は、剛性を確保することができれば、金属に限られず、エンジニアリングプラスチック等で形成されていてもよい。

【0031】

前述のように、シール部１０の溝１４に嵌められたスプリング２０によって、シール部１０は軸方向に拡げられる。これにより、シール部１０の外側面１２がカバー３２に押し付けられると共に、内側面１１がプレート３３に押し付けられる。

【0032】

ここで、環状体３０の対向部３１に施されたはめあい部４０と、非回転体２の内周面２ｉの間は密封される。また、第２実施形態では、シール部１０は、回転体３に圧入されており、回転体３と共に回転する。したがって、内周接触面１３と回転体３の外周面３ｏの間は、密封されている。そして、回転体３が回転すると、非回転体２に固定された環状体３０に対してシール部１０が摺動する。カバー３２とシール部１０の外側面１２との間、及び、プレート３３とシール部１０の内側面１１との間には潤滑剤が充填されており、回転体３が回転すると、環状体３０に対して外側面１２及び内側面１１が低い摩擦で摺動することができる。このように、環状体３０に対するシール部１０の摺動を許容しつつも、前述のように、外側面１２がカバー３２に押し付けられ、且つ、内側面１１がプレート３３に押し付けられているため、外側面１２とカバー３２の間、及び、内側面１１とプレート３３の間は良好に密封される。第２実施形態の説明は以上である。

【0033】

（第３実施形態）
図５に示すように、第３実施形態に係るオイルシール１０３は、シール部１０と、スプリング２０と、環状体３０と、はめあい部４０と、を備える。第３実施形態の環状体３０は、第２実施形態と同様に、対向部３１、カバー３２及びプレート３３を有する。

【0034】

第１及び第２実施形態と異なり、第３実施形態に係るオイルシール１０３では、シール部１０に対して回転体３が回転する。つまり、回転体３の外周面３ｏが、シール部１０の内周接触面１３に対して摺動する。したがって、第３実施形態では、内周接触面１３と回転体３の外周面３ｏとの間に潤滑剤が充填されている。

【0035】

シール部１０には、内周接触面１３から径方向に窪む窪み１３Ｄが、内周接触面１３の全周に亘って設けられている。この窪み１３Ｄにより、シール部１０に対して回転体３が摺動する際の抵抗を減らすことができる。つまり、第３実施形態に係るシール部１０は、シールリップとして機能する。

【0036】

一方、溝１４に嵌められたスプリング２０によって軸方向に拡げられたシール部１０は、カバー３２とプレート３３の間に挟み込まれ、環状体３０に固定される。したがって、第３実施形態では、カバー３２と外側面１２の間、及び、プレート３３と内側面１１の間には潤滑剤が充填されていない。

【0037】

ここで、環状体３０の対向部３１に施されたはめあい部４０と、非回転体２の内周面２ｉの間は密封される。また、第３実施形態では、外側面１２とカバー３２の間、及び、内側面１１とプレート３３の間は、密封されている。回転体３が回転すると、シール部１０の内周接触面１３に対して回転体３の外周面３ｏが摺動する。このように、シール部１０に対する回転体３の摺動を許容しつつも、前述のように、シール部１０はスプリング２０によって回転体３に締め付けられているため、内周接触面１３と回転体３の間は良好に密封される。第３実施形態の説明は以上である。

【0038】

以上に説明したオイルシール１０１，１０２，１０３は、シール部１０と環状体３０が別体に構成されている。したがって、シール部１０が摩耗した場合、シール部１０のみを交換することができる。

【0039】

また、オイルシール１０１，１０２，１０３は、シール部に金属環がインサートされた従来のオイルシールとは異なり、構造が簡潔である。構造が簡潔なオイルシール１０１，１０２，１０３は、製造が容易であり、組付けも容易である。

【0040】

また、シール部に金属環がインサートされた従来のオイルシールは、その構造上、軸方向に長くなり易い。一方で、オイルシール１０１，１０２，１０３は、単純形状の部品の組み合わせで構成されるため、従来のオイルシールよりも、軸方向に短い構造が可能である。これにより、オイルシール１０１，１０２，１０３が設けられるベアリング１が軸方向に長く、重くなってしまうことを抑制することができる。

【0041】

本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

【0042】

ベアリング１は、クロスローラベアリングに限られず、ローラベアリング、ボールベアリング等であってもよい。また、ベアリング１が適用される減速機２００は、波動歯車装置に限られず、遊星歯車減速機などであってもよい。

【0043】

オイルシール１０１，１０２，１０３が適用される非回転体２及び回転体３は、ベアリング１の構成要素に限られず、種々の装置の構成要素であってもよい。例えば、非回転体２は、車両のトランスファー装置におけるハウジングであり、回転体３は、当該ハウジングに挿通されるものであってもよい。

【0044】

以上に説明したオイルシール１０１，１０２，１０３の少なくともいずれかは、以下の付記に記載の特徴を有する。

【0045】

（付記）
（付記１）
開口した非回転体の内周面と、前記非回転体に対して回転する回転体の外周面との間に設けられるオイルシールであって、
前記回転体の前記外周面に嵌められ、弾性樹脂で環状に形成されたシール部と、
前記シール部を前記回転体に向かって押し付ける環状のスプリングと、
前記シール部と別体であり、前記非回転体の前記内周面に嵌め込まれる環状体と、を備え、
前記シール部は、密封対象の側に位置する内側面と、前記内側面の反対側に位置する外側面と、前記回転体の前記外周面に接触する内周接触面と、を有し、
前記環状体は、前記非回転体の前記内周面と対向する対向部と、前記シール部の前記外側面を覆うカバーと、を有し、
前記シール部には、前記スプリングが嵌められ、前記回転体に向かって幅が狭くなる溝が形成され、
前記溝に嵌められた前記スプリングによって、前記シール部の前記内周接触面が前記回転体に押し付けられ、且つ、前記シール部の前記外側面が前記カバーに押し付けられる、
オイルシール。

【0046】

（付記２）
前記環状体は、前記シール部の前記内側面を覆うプレートをさらに有し、
前記溝に嵌められた前記スプリングによって、前記シール部の前記内側面が前記プレートに押し付けられる、
付記１に記載のオイルシール。

【0047】

（付記３）
前記対向部にライニング又はコーティングによって施され、前記非回転体の前記内周面と接触するはめあい部をさらに備える、
付記１に記載のオイルシール。

【0048】

（付記４）
前記シール部は、前記回転体と共に回転し、
前記回転体が回転すると、前記環状体に対して前記シール部が摺動する、
付記１～３のいずれかに記載のオイルシール。

【0049】

（付記５）
前記回転体が回転すると、前記シール部に対して前記回転体が摺動する、
付記１～３のいずれかに記載のオイルシール。

【0050】

以上の説明では、本開示の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

【0051】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0052】

１０１，１０２，１０３…オイルシール
１０…シール部
１１…内側面、１２…外側面
１３…内周接触面、１３Ｄ…窪み、１４…溝
２０…スプリング
３０…環状体
３１…対向部、３２…カバー、３３…プレート
４０…はめあい部
１…ベアリング
２…非回転体、２ｉ…内周面
３…回転体、３ｏ…外周面
２００…減速機

【要約】

オイルシール（１０１）は、回転体（３）の外周面（３ｏ）に嵌められ、環状に形成されたシール部（１０）と、環状のスプリング（２０）と、シール部（１０）と別体であり、非回転体（２）の内周面（２ｉ）に嵌め込まれる環状体（３０）と、を備える。シール部（１０）は、内側面（１１）、外側面（１２）、及び、外周面（３ｏ）に接触する内周接触面（１３）を有する。環状体（３０）は、内周面（２ｉ）と対向する対向部（３１）、及び、外側面（１２）を覆うカバー（３２）を有する。シール部（１０）には、スプリング（２０）が嵌められ、回転体（３）に向かって幅が狭くなる溝（１４）が形成される。溝（１４）に嵌められたスプリング（２０）によって、内周接触面（１３）が回転体（３）に押し付けられ、且つ、外側面（１２）がカバー（３２）に押し付けられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】