JPH0723657Y2 - 密封装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、特に水などに対する密封効果の優れた構造の
密封装置に関する。

〈従来の技術〉 ここでは、鉄道車両の歯車装置に使用される密封構造を
例に挙げる。第３図に前記歯車装置の一部を示してい
る。図中、１はハウジング、２はハウジング１に円錐こ
ろ軸受3,3を介して支持される歯車軸、４は前記両円錐
ころ軸受3,3間で歯車軸２に取り付けられた小歯車、５
は一方の円錐ころ軸受３の側方にホルダ６を介してハウ
ジング１に取り付けられたオイルシール、７は小歯車４
に噛合しかつ図示しない鉄道車両の車軸に取り付けられ
る大歯車である。

オイルシール５は、第４図に詳細に示すように、外径円
筒部と該円筒部の一端から半径方向内向きに延びるフラ
ンジ部からなる略Ｌ字形の断面を有する芯金８にゴムな
どからなる主リップ９及び補助リップ10が被着されて断
面略コ字形を有するものである。主リップ９はコイルス
プリング11の締め付け力によって歯車軸２の外周に固定
の台座リング12の外周面に対して圧接させられて接触密
封部を形成する一方、補助リップ10は台座リング12の外
周面に対して微小の隙間を介して対向させられて非接触
密封部を形成するようになっている。なお、主リップ９
は、その先端部が装置外部側に向けられ、外部からの異
物が装置内部側へ侵入するのを阻止する一方で、装置内
部の油の若干の漏れを許容するようにされている。15は
前記台座リング12と一方の円錐ころ軸受３間に挟まれ歯
車軸２の外周に固定された油切りリングである。

ところで、通常のオイルシールでは、主リップの先端部
を油側に向けて使用されるが、上述のような鉄道車両に
おいては、歯車装置に泥水が非常にかかりやすい状況に
あるため、装置内部の油の漏れを若干犠牲にしてでも装
置外部からの泥水や塵埃などの異物に対する密封性を重
視する必要があるので、その関係から、図のように、オ
イルシール５が通常の用い方とは逆向き、すなわち主リ
ップ９の先端部を装置外部側に向けて用いられている。

また、装置内部からの油の漏れをオイルシール５の主リ
ップ９で防止できないため、別にオイルシール５に補助
リップ10を装置内部側に設け、この補助リップ10と台座
リング12間に非接触密封部を形成して油の漏れを防止す
るよう考慮されている。

そして、オイルシール５を保持するホルダ６には、オイ
ルシール５の主リップ９を外部から遮蔽する径方向内向
きに延出するフランジ13が設けられており、フランジ13
によって前記主リップ９側へ泥水などが、直接、かかる
のを防ぐようにしている。このフランジ13は軸方向幅が
全体均一に設定されている。

このように、鉄道車両の歯車装置における従来の密封構
造は、オイルシール５とフランジ13との二段密封構造に
なっている。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、フランジ13の内周縁を台座リング12の外周面
に対して非接触に対向ささせているが、この隙間を大き
くすると、オイルシール５の主リップ９側への水の侵入
を簡単に許容することになり、逆に隙間を小さくする
と、ラビリンス作用によって密封性を高めることができ
るものの、台座リング12が取り付けられた歯車軸２とフ
ランジ13とが径方向で僅かでも相対変位すると、衝突し
て摩耗，損傷及び温度上昇，摩擦抵抗の増大を招くこと
になる。

このように、従来構造では、フランジ13による遮蔽機能
を重要視すると、フランジ13の台座リング12に対する衝
突が起こり、逆に、前記衝突を回避させることを重要視
すると、フランジ13による遮蔽機能が低下するといった
問題がある。

そこで、従来では、フランジ13による遮蔽機能を犠牲に
してもオイルシール５によって十分な密封性を確保でき
ると考え、前記衝突を回避させるようにすべく、フラン
ジ13と台座リング12との隙間を大きくしていた。しか
し、これだと、前述したように前記隙間からオイルシー
ル５の主リップ９側へ簡単に水が侵入して主リップ９に
水が付着してしまうため、例えば極寒地域で使用する
と、主リップ９に付着している水が凍結して主リップ９
の劣化を招来することになり、オイルシール５の所期の
密封機能が低下してしまうという問題が発生することに
なる。

また、上記構造では、油が存在する装置内部側に位置さ
れた補助リップ10が非接触密封部を形成するものである
から、どうしてもこの補助リップ10から油が主リップ９
側へ漏洩しやすい上、主リップ９が外部側への油流出を
許容しうるものなので、油の密封性が不十分になること
は避けられない。

本考案はこのような事情に鑑みて創案されたもので、衝
突による損傷を防ぐとともに、接触密封部を形成する主
リップ９の劣化を防いで所期の密封機能を長期間、安定
的に発揮できるようにすることを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

本考案の密封装置は、外径円筒部とその一端に形成され
た半径方向内向きのフランジ部と該フランジ部の端部に
弾性材よりなる主リップが形成された断面略コ字形のオ
イルシールであって前記外径円筒部がハウジングに固定
されるとともに、外部側に向けて配置されかつ該ハウジ
ング内に挿通された回転部材に摺接する主リップにより
塵埃や水などの異物が存在する外部と油などが存在する
内部との間が密封された前記オイルシールと、該オイル
シールの外部側でオイルシールの外径円筒部の内周面に
保持されて前記主リップを外部から遮蔽する合成樹脂製
スリンガーとを具備し、前記スリンガーの本体の内周縁
に、該本体に比べて薄肉でかつ付け根側より先端側を外
部側へ向けて斜めに縮径突出させたリップが形成される
とともに、該リップと前記回転部材間に密封部が形成さ
れている。

さらに、前記オイルシールのフランジ部に内部側に向け
て拡径するよう斜めに延びる補助リップが形成され、該
補助リップが前記回転部材に設けられた一体又は別体の
大径部分の垂直側面に摺接させられている。この補助リ
ップには、油戻し用のリブまたは凹溝が複数設けられて
もよい。

〈作用〉 上記構成では、オイルシールとスリンガーとによる二段
密封構造となっており、スリンガーの内周縁に柔軟性を
持たせているから、オイルシールの密封部を形成する相
手部材（第１図では台座リングに相当）とスリンガーと
が径方向に相対変位して衝突したときにも、柔軟部分に
て衝撃が減衰され両者の損傷が避けられることになる。
このような緩衝作用をスリンガーに持たせてあるので、
このスリンガーの内周縁と相手部材との対向隙間をラビ
リンス効果を持つように微小に設定することが可能とな
るばかりか、接触密封部を形成することも可能となり、
オイルシールで形成する密封部側への水分の侵入をスリ
ンガーで効果的に防げるようになる。また、オイルシー
ルの外径円筒部の内周面にスリンガーを保持させるよう
にしているから、密封装置全体をコンパクトにできるよ
うになるとともに、ハウジングなどの使用対象場所への
取り付け時の取り扱いが容易になるだけでなく、使用対
象場所にオイルシール用装着部だけを設ければよくてス
リンガー用装着部を設ける必要がないなど、無駄な加工
を省けるようになる。

さらに、上記構成において、補助リップが回転部材の大
径部の垂直側面に拡径するよう斜めに延びて摺接してい
るため、油の漏れが防止される。その上、補助リップに
リブ又は凹溝群を形成した場合は、リブ又は凹溝群が回
転に伴ってポンプ作用を起こす。したがって、補助リッ
プを乗り越えて主リップ側へ流出しようとする油は、回
転に伴う補助リップのリブ又は凹溝群のポンプ作用によ
り内部側へ戻されることになる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に本考案の一実施例を示している。図において、
従来例の第３図に示す部品，部分と同一のものに同じ符
号を付し、その説明を省略する。

本実施例の密封装置20は、オイルシール30とスリンガー
40とを組み合わせたものであって、それらは以下のよう
に構成されている。

オイルシール30は、円筒部31aとこの円筒部31aの一端か
ら半径方向内向きに延びるフランジ部31bとを有する略
Ｌ字形断面の芯金31にゴムなどからなる三つのリップ32
〜34が被着されてなるものである。この芯金31の円筒部
31aの内面及びフランジ部31bの主リップ側の側面は露出
されている。図において、左端のリップ32を主リップ、
真中のリップ33を第１補助リップ、右端のリップ34を第
２補助リップ（またはサイドリップ）と称する。主リッ
プ32は、それの外周側にモールドされたコイルスプリン
グ35の締め付け力によって歯車軸２に固定の台座リング
12の外周面に対して圧接させられて接触密封部を形成す
るようになっており、この主リップ32は、従来構造と同
様に、装置外部側に向けられており、外部からの異物が
装置内部側へ侵入するのを阻止する一方で、装置内部の
油の若干の漏れを許容するような形状に形成されてい
る。第１補助リップ33は、台座リング12の外周14との間
で微小な隙間の非接触密封部を形成するもので、先端側
が装置内部向きに斜めに延びて縮径する形状に形成され
ている。第２補助リップ34は、台座リング12より装置内
部側に設けられる油切りリング15の垂直側面に接触して
接触密封部を形成するもので、先端側が径方向外向きに
斜めに延びて拡径突出する形状に形成されている。これ
により、歯車軸２の回転時、油は第２補助リップ34に沿
って遠心力で装置内部側に振り飛ばされる。

スリンガー40は、ほぼＬ字形の断面を有するスリンガー
本体41と、スリンガー本体41の内周縁に設けられたリッ
プ42とを備えており、例えばポリアミド系の合成樹脂で
成形されたものである。スリンガー本体41の径方向に沿
う部分は軸方向幅が均一となるように幅広に設定されて
機械強度が大となっているものの、リップ42はスリンガ
ー本体41に比べて薄肉に形成され、かつ付け根側から先
端側を装置外部側へ向けて斜めに縮径突出する形状に形
成されて柔軟に働きうるようになっている。

そして、スリンガー40は、オイルシール30に対して、芯
金31の円筒部31aとスリンガー40の円筒部41aの互いの先
端側が対向するように向き合わされて、オイルシール30
の芯金31の円筒部31a内周に内嵌圧入されて、組み立て
られる。なお、オイルシール30の芯金31の円筒部31aに
対してスリンガー40の円筒部41a全幅を圧入させると、
圧入しめしろによって芯金31か径方向外向きに反ってし
まうなど異常変形して各リップ32〜34の機能弊害を招く
おそれがあるので、本実施例では、図に示すように、ス
リンガー本体41の円筒部41aの外径面の先端側にぬすみ
部43を設け、スリンガー本体41の角部（円筒部41aと環
状板41bとの境）のみをオイルシール30の芯金31に対し
て部分的に嵌合させることによって芯金31の異常変形を
抑止するようにしている。

上記の密封装置20を図のように組み込んだ状態におい
て、スリンガー40と台座リング12とが径方向で相対変位
して両者が衝突したとしてもスリンガー40のリップ42が
柔軟であるために、互いが損傷せずに済むので、スリン
ガー40のリップ42の先端と台座リング12の外周面との間
の隙間を微小として密封効果の高い非接触密封部を形成
することができるようになる。なお、リップ42と台座リ
ング12とを接触させてより密封性の高い接触密封部を形
成させてもよい。ところで、ホルダ６のフランジ12の内
周縁と台座リング12の外周面との間には、両者の径方向
での多少の相対変位があっても両者が衝突しないだけの
大きい隙間が存在するように設定されている。さらに、
本実施例では、密封装置20を図のように組み込んだ状態
において形成されるＡ〜Ｃで示す空間にグリースを充填
させている。

このような構造では、ホルダ６のフランジ13と台座リン
グ12との間の隙間において装置内部側開口は、スリンガ
ー40のリップ42によってほとんど閉塞されることにな
り、ここの隙間からオイルシール30側へ水や塵埃などが
ほとんど侵入できなくなっている。万一、水分がオイル
シール30側へ侵入したとしても、密封装置20の内部のグ
リースに混ざるために、オイルシール30の主リップ32に
対して水滴が付着せずに済む。

さらに、コイルスプリング35が主リップ32の内部に埋め
込まれて保護されているから、このコイルスプリング35
が前記水分によって錆付く心配がない。

また、第２図は別の実施例であり、第２補助リップ34の
端部内周の傾斜面（装置外部側に位置する面）には油戻
し用のリブ50が円周所定間隔おきに二つずつＶ字を形ど
るように設けられている。この二つ一対のリブ50はその
離間間隔の狭い方が第２補助リップ34の先端側に、ま
た、離間間隔の広い方が第２補助リップ34の付け根側に
位置させられている。これにより、オイルシール30の第
２補助リップ34と油切りリング15の側面との接触密封部
から第１補助リップ33側へ装置内部の油が漏洩して第２
補助リップ34の内周側傾斜面に移動すると、この油は回
転に伴う一対のリブ50の一方のポンプ作用によって第２
補助リップ34で形成する接触密封部から装置内部側へ戻
されることになり、主リップ32側への油の移動を阻止す
る。

なお、上記実施例においては、第２補助リップ34に対し
てリブ50を設けたとしているが、このリブ50に代えて油
戻し用として機能する凹溝を形成するようにしてもかま
わないし、また、第１補助リップ33を台座リング12の外
周面に摺接させ、この第１補助リップ33に対してリブ50
や凹溝を形成することも可能である。さらに、第１補助
リップ33,第２補助リップ34のいずれか一方を備えない
オイルシール30としたものも本考案に含む。この場合、
残された補助リップにリブ50や凹溝を形成することは言
うまでもない。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案によれば、オイルシールの
密封部側へ泥水などが、直接、侵入するのを抑止でき
て、特に極寒地域での使用に際してもオイルシールの密
封部形成部分（リップ）の劣化を回避できるようにな
り、さらに内部の油の漏れを防止できることにより、所
期の密封機能を長期間、安定的に発揮できる結果とな
る。この他、オイルシールの外径円筒部の内周面にスリ
ンガーを保持させるようにしているから、密封装置全体
をコンパクトにできるようになるとともに、ハウジング
などの使用対象場所への取り付け時の取り扱いが容易に
なるだけでなく、使用対象場所にオイルシール用装着部
だけを設ければよくてスリンガー用装着部を設ける必要
がないなど、無駄な加工を省けるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる密封装置の使用状態
での部分断面図、第２図は本考案の他の実施例で第１図
に対応する図である。 第３図及び第４図は従来例にかかり、第３図は鉄道車両
の歯車装置の要部を示す縦断側面図、第４図は密封装置
の拡大断面図である。 １……ハウジング、12……台座リング（回転部材に相
当）、20……密封装置、30……オイルシール、31a……
円筒部、31b……フランジ部、32……主リップ、40……
スリンガー、41……スリンガー本体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−92558（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−59353（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−170679（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外径円筒部とその一端に形成された半径方
   向内向きのフランジ部と該フランジ部の端部に弾性材よ
   りなる主リップが形成された断面略コ字形のオイルシー
   ルであって前記外径円筒部がハウジングに固定されると
   ともに、外部側に向けて配置されかつ該ハウジング内に
   挿通された回転部材に摺接する主リップにより塵埃や水
   などの異物が存在する外部と油などが存在する内部との
   間が密封された前記オイルシールと、該オイルシールの
   外部側でオイルシールの外径円筒部の内周面に保持され
   て前記主リップを外部から遮蔽する合成樹脂製スリンガ
   ーとを具備し、 前記スリンガーの本体の内周縁に、該本体に比べて薄肉
   でかつ付け根側より先端側を外部側へ向けて斜めに縮径
   突出させたリップが形成されるとともに、該リップと前
   記回転部材間に密封部が形成されていることを特徴とす
   る密封装置。
2. 【請求項２】前記オイルシールのフランジ部に、内部側
   に向けて拡径するよう斜めに延びる補助リップが形成さ
   れ、該補助リップが前記回転部材に設けられた一体又は
   別体の大径部分の垂直側面に摺接させられていることを
   特徴とする請求項第１項に記載の密封装置。
3. 【請求項３】前記補助リップに、油戻し用のリブまたは
   凹溝が複数設けられていることを特徴とする請求項第２
   項に記載の密封装置。