JP2014009752A

JP2014009752A - オイルシール

Info

Publication number: JP2014009752A
Application number: JP2012146748A
Authority: JP
Inventors: Tateki Shimohara; 干城下原; Nobuhiro Nishimura; 宣宏西村; Masamichi Nagashima; 正道永嶋
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-20

Abstract

【課題】軸受の外輪および内輪間に装着されることによりグリースの漏洩および外部異物の侵入を抑制するオイルシールであって、接着剤を用いることなくオイルシールを相手取付部材に強固に固定することができ、もってオイルシールの脱落や回転時のせん断抵抗による共回りを防止する。
【解決手段】オイルシールは、外輪および内輪のいずれか一方である取付部材に固定される固定部と、他方である相手摺動部材に摺動可能に密接するシールリップとを一体に備えてゴム状弾性体よりなる。固定部は、取付部材へ向けて径方向に突出する突起を備える。突起は、取付部材に設けた凹部に挿入されるとともに凹部に挿入されたときに軸方向に圧縮変形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受の外輪および内輪間に装着されることによりグリースの漏洩および外部異物の侵入を抑制するオイルシールに関する。本発明のオイルシールは例えば、風力発電装置のピッチ・ヨー駆動部に装着する軸受に用いられ、またはその他の一般機械に装着する軸受に用いられる。

風力発電装置のピッチ・ヨー駆動部に装着する軸受には、内部グリースの漏洩および外部異物（雨水やダストなど）の侵入を抑制するため、オイルシールが使用されている。オイルシールとしては、装着性を良好ならしめるため、ゴム状弾性体（弾性体ゴム）のみよりなる押し出し成形品が用いられている（押し出し成形によって紐状のオイルシール素材を成形し、所定の長さで切断し、素材を環状にするため両端部を接合する）。

しかしながら、オイルシールの固定が十分でない場合、グリース給脂圧や内圧の発生によってオイルシールが脱落したり、回転時のせん断抵抗によってオイルシールが相手摺動部材に対し共回りしたりすることが懸念される。

また、本発明に対する先行技術として図３に示すオイルシール５１が存在し、このオイルシール５１はその脱落や回転時のせん断抵抗による共回りを防止するため、軸方向に突出する突起５２を設け、対応して相手取付部材５３に凹部５４を設け、突起５２および凹部５４の内面のいずれか一方または両方に凹凸形状の圧入代５５を設けるとともに、凹部５４にシラン系接着剤５６を介して突起５２を圧入嵌合するものである（特許文献１参照）。

しかしながらこの先行技術では、オイルシール５１の固定にシラン系接着剤５６を用いるため、その塗布工程や乾燥工程などに多くの手間がかかる不都合がある。また、軸受に用いるオイルシール５１については一般に交換作業が容易であることが求められるところ、接着剤５６による固着部を剥がすのは容易でない。また、オイルシール５１の軸方向一方の端面に設けられた突起５２は一般に、軸方向他方へ向けて抜けやすい。

特開２０１１−２７２３５号公報

本発明は以上の点に鑑みて、接着剤を用いることなくオイルシールを相手取付部材に強固に固定することができ、もってオイルシールの脱落や回転時のせん断抵抗によるオイルシールの共回りを防止することができるオイルシールを提供することを目的とする。また加えて、グリース給脂圧や内圧が作用しても傾きにくい構造のオイルシールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるオイルシールは、軸受の外輪および内輪間に装着されることによりグリースの漏洩および外部異物の侵入を抑制するオイルシールであって、前記外輪および内輪のいずれか一方である取付部材に固定される固定部と、他方である相手摺動部材に摺動可能に密接するシールリップとを一体に備えてゴム状弾性体よりなり、前記固定部は、前記取付部材へ向けて径方向に突出する突起を備え、前記突起は、前記取付部材に設けた凹部に挿入されるとともに前記凹部に挿入されたときに軸方向に圧縮変形することを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるオイルシールは、上記した請求項１記載のオイルシールにおいて、前記突起は、前記凹部に挿入されたときに前記凹部の内面に密接するひげ状リップを所要数備え、前記ひげ状リップは、前記凹部に挿入されたときに径方向へ倒れるように弾性変形することを特徴とする。

また、本発明の請求項３によるオイルシールは、上記した請求項１または２記載のオイルシールにおいて、前記固定部は、その周面に前記突起が設けられることにより前記周面が大気側周面と機内側周面とに分けられ、前記大気側周面の軸方向幅は前記機内側周面の軸方向幅よりも大きく設定されていることを特徴とする。

更にまた、本発明の請求項４によるオイルシールは、上記した請求項１、２または３記載のオイルシールにおいて、当該オイルシールは、風力発電装置の軸受部に使用されることを特徴とする。

上記構成を備える本発明において、オイルシールは、軸受の外輪および内輪のいずれか一方である取付部材に固定される固定部と、他方である相手摺動部材に摺動可能に密接するシールリップとを一体に備えてゴム状弾性体によって成形されている。固定部は、取付部材へ向けて径方向に突出する突起を備え、この突起は、取付部材に設けた凹部に挿入されるとともに凹部に挿入されたときに軸方向に圧縮変形するものとされている。したがって径方向に突出する突起は凹部に挿入されたとき軸方向に抜けにくいとともに、軸方向に抜けにくい突起に凹部に対する圧縮代が設定されているため、突起はますます軸方向に抜けにくい構造とされている。

また、突起として、凹部に挿入されたときに凹部の内面に密接するひげ状リップを所要数備え、このひげ状リップを凹部に挿入されたときに径方向へ倒れるように弾性変形するものとすることが考えられる。この場合、突起を凹部へ挿入するときにひげ状リップが径方向へ倒れるように弾性変形することから突起を凹部へ挿入しやすいとともに、突起が凹部から抜ける方向については、径方向へ倒れるように弾性変形したひげ状リップがくさび効果を発揮するため、突起が凹部から抜けにくい構造とされている。

また、固定部の周面に突起を設けると、固定部の周面は突起によって大気側周面と機内側周面とに分けられることになるが、このとき大気側周面の軸方向幅が機内側周面の軸方向幅よりも小さいと傾きに対する受け面が狭いため、グリース給脂圧や内圧が作用したときにオイルシールが傾きやすくなる。これに対しては反対に、大気側周面の軸方向幅を機内側周面の軸方向幅よりも大きく設定することが考えられ、これによれば傾きに対する受け面が広いため、オイルシールが傾きにくくなる。

尚、軸受の外輪および内輪間にオイルシールを装着するには、オイルシールを内輪に固定して外輪と摺接させる第１の態様（アウターリップ仕様）と、反対にオイルシールを外輪に固定して内輪と摺接させる第２の態様（インナーリップ仕様）とが考えられるところ、本発明はこの第１および第２の態様を双方共に対象とする。したがってアウターリップ仕様では、固定部の外周側にシールリップが設けられるとともに固定部の内周側に突起が設けられ、インナーリップ仕様では反対に、固定部の内周側にシールリップが設けられるとともに固定部の外周側に突起が設けられる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明においては上記したように、取付部材へ向けて径方向に突出する突起が設けられ、突起が取付部材に設けた凹部に挿入されるとともに軸方向に圧縮変形するものとされているために、突起を凹部に挿入することによってオイルシールを相手取付部材に強固に固定することが可能とされている。したがって本発明所期の目的どおり、接着剤を用いることなくオイルシールを相手取付部材に強固に固定することができ、もってオイルシールの脱落や回転時のせん断抵抗によるオイルシールの共回りを防止することができる。また、オイルシールの固定に接着剤を用いないため、オイルシールの着脱作業が容易である。また、突起にひげ状リップを設けることにより突起を凹部へ挿入しやすいとともに突起が凹部から抜けにくい構造を実現することができ、大気側周面の軸方向幅を機内側周面の軸方向幅より大きく設定することによりオイルシールが傾きにくい構造を実現することができる。オイルシールが風力発電装置の軸受部に使用される場合には、この分野に使用されるオイルシールにおいて上記の作用効果を獲得することができる。

本発明の実施例に係るオイルシールの要部断面図同オイルシールにおけるひげ状リップ付き突起を凹部に挿入した状態の断面図従来例に係るオイルシールの要部断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１−１）本発明のオイルシールは、風力発電装置の軸受部に使用され、内部にあるグリースの流出を防止し、外部からの雨水・ダストの浸入を防止する。
（１−２）軸受の内部には軸受の潤滑を目的としてグリースが封入される。グリースは定期的に給脂され、給脂時に内部圧力が発生するため、シールは内圧で外れない構造が望ましい。
（１−３）シールの寿命は機械の寿命より短いため、定期交換が必要となる。シールの交換の際は高所での作業となるため、装着のし易さが望まれる。
（１−４）その一方で、装着性を重視し過ぎるとシールの固定力が低下し、軸の回転（摺動抵抗）によりシールが供回りをしてしまう可能性があるため、リップの摺動抵抗に対し固定力は大きい必要がある。
（１−５）尚、対象シールは最大で数ｍの直径となることがある。製造には一般的に押し出し成形が選定されるため、シール内部に金属環などの固定力を向上させる部品を設置することはできない。
（１−６）従来形状では、シールの固定力が弱く、リップの摺動抵抗の影響によりシールの供回りが発生している。また給脂時の圧力の影響によりシールが大気側へ持ち上がるように変形し、リップとハウジングの間に隙間が発生する可能性がある。隙間は外部からの異物浸入要因となる。

（２−１）本発明ではシールの供回り防止のため、突起（取付部）の形状をゴムを圧縮する形状へ変更し、固定力の向上を図る。突起は挿入性向上のため、ひげリップ付きの形状とする。
（２−２）また、大気側のゴムガイド幅を拡大することで、圧力によるシールの大気側への挙動を抑制し、安定したシール性の確保とシールの脱落防止を図る。

（３−１）本発明によれば、突起を圧縮形状とすることにより固定力を向上させ、シールが供回りするのを防止することができる。
（３−２）また、大気側のゴムガイド幅を拡大することによりシールの変形を抑制し、給脂時にリップとハウジングの間に隙間が発生するのを防止することができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係るオイルシール１１を示している。当該実施例に係るオイルシール１１は、風力発電装置のピッチ・ヨー駆動部に装着する軸受に使用されるものであって、軸受の外輪６１および内輪７１の間に装着されることにより内部グリースの漏洩および外部異物（雨水やダストなど）の侵入を抑制する。図１における下方が機内側Ａ、上方が大気側Ｂである。また当該実施例に係るオイルシール１１は、内輪７１に固定されて外輪６１と摺接する上記第１の態様（アウターリップ仕様）に属する。

オイルシール１１は、内輪７１の外周部に固定される環状の固定部１２と、外輪６１に摺動可能に密接する環状のシールリップ２０，２１とを一体に備え、所定のゴム状弾性体によって成形されている。芯金などの補強体は備えられておらず、ゴム状弾性体のみよりなるいわゆるラバーオンリーの成形品である。またオイルシール１１は接着剤を用いることなく嵌合・圧入のみによって内輪７１の外周部に固定される。

固定部１２において、その内周面に、内輪７１へ向けて径方向内方に突出する環状の突起１３が設けられている。この突起１３は、内輪７１の外周面に設けた環状の凹部７２に挿入されるとともに凹部７２に挿入されたときに軸方向に圧縮変形せしめられるものとされている。

また、突起１３の軸方向両端面にそれぞれ、環状のひげ状リップ１５が所要数（図では２本ずつ）設けられている。このひげ状リップ１５は、凹部７２に挿入されたときに凹部７２の内面（内部側面）に密接するものとされ、かつ図２に示すように、凹部７２に挿入されたときに径方向外方（図では左方）へ倒れるように弾性変形せしめられるものとされている。

突起１３において、ひげ状リップ１５を除く突起本体部１４は、その軸方向幅ｗ_１が凹部７２の軸方向幅ｗ_３よりも小さく設定され、ひげ状リップ１５を含む突起１３の全体はその軸方向幅ｗ_２が凹部７２の軸方向幅ｗ_３よりも大きく設定されている。したがって突起本体部１４と凹部７２の内面（内部側面）との間に間隙（軸方向間隙）１６が設定されるので、この間隙１６がひげ状リップ１５が径方向へ倒れ込むためのスペースとされる。また、突起１３ないし突起本体部１４の先端部（内周端部）は凹部７２の内部底面に届かず、よって突起１３ないし突起本体部１４と凹部７２の内部底面の間にも間隙（径方向間隙）１７が設定される。

上記したように固定部１２の内周面に突起１３が設けられているため、装着時に内輪７１の外周面７１ａに接触する固定部１２の内周面は突起１３によって大気側内周面（大気側周面）１８と機内側内周面（機内側周面）１９とに分けられており、前者の大気側内周面１８の軸方向幅ｗ_４のほうが後者の機内側内周面１９の軸方向幅ｗ_５よりも大きく設定されている。

上記シールリップ２０，２１は、外輪６１の内周面６１ａに摺動可能に密接する第１シールリップ２０と、外輪６１の端面部６１ｂに摺動可能に密接する第２シールリップ２１との組み合わせにより設定されている。

このうち第１シールリップ２０は、固定部１２の機内側端部から径方向外方であってかつ機内側Ａへ向けて斜めに形成され、その先端部をもって外輪６１の内周面６１ａに摺動可能に密接する。

一方、第２シールリップ１８は、固定部１２の外周面に設けた環状の外周突起２２の先端部から径方向外方であってかつ機内側Ａへ向けて斜めに形成され、その先端部をもって外輪６１の端面部６１ｂに摺動可能に密接する。

したがって、これらの配置およびリップ端の向きからして第１シールリップ２０は主に対グリースのシールを担当し、第２シールリップ２１は主に対外部異物のシールを担当する。

上記構成を備えるオイルシール１１において、当該オイルシール１１は、軸受の内輪７１に固定される固定部１２と、外輪６１に摺動可能に密接するシールリップ２０，２１とを一体に備えてゴム状弾性体によって成形されている。固定部１２は、内輪７１へ向けて径方向内方に突出する突起１３を備え、この突起１３は、内輪７１に設けた凹部７２に挿入されるとともに凹部７２に挿入されたときに軸方向に圧縮変形するものとされている。したがって径方向内方に突出する突起１３は凹部７２に挿入されたとき直交する軸方向に抜けにくいとともに、軸方向に抜けにくい突起１３に凹部７２に対する圧縮代が設定されているため、突起１３はますます軸方向に抜けにくい構造とされている。

また、突起１３の軸方向両端面にそれぞれ、ひげ状リップ１５が所要数設けられ、このひげ状リップ１５は凹部７２に挿入されたときに凹部７２の内面に密接するものとされ、かつ凹部７２に挿入されたときに径方向外方へ倒れるように弾性変形するものとされている。したがって突起１３を凹部７２へ挿入するときにひげ状リップ１５が径方向外方へ倒れるように弾性変形するため、突起１３を凹部７２へ挿入しやすいとともに、突起１３が凹部７２から抜ける方向については、径方向外方へ倒れるように弾性変形したひげ状リップ１５がくさび効果を発揮するため、突起１３が凹部７２から抜けにくい構造とされている。

また、固定部１２の大気側内周面１８の軸方向幅ｗ_４が機内側内周面１９の軸方向幅ｗ_５よりも大きく設定されているため、当該オイルシール１１に機内側Ａからグリース給脂圧や内圧が作用してもオイルシール１１が傾きにくい。すなわち反対に、固定部１２の大気側内周面１８の軸方向幅ｗ_４が機内側内周面１９の軸方向幅ｗ_５よりも小さく設定されていると、当該オイルシール１１に機内側Ａからグリース給脂圧や内圧が作用したときに、機内側内周面１９が内輪７１の外周面７１ａから浮き上がるとともに大気側内周面１８が内輪７１の外周面７１ａに強く押し付けられると云うようにオイルシール１１が傾きやすいところ、上記構成では、傾きに対する受け面となる大気側内周面１８が広いため、オイルシール１１が大きく傾くのを防止することができる。

上記実施例では、アウターリップ仕様のオイルシールについて説明したが、本発明がインナーリップ仕様のオイルシールにも適用されることは上記したとおりである。

１１オイルシール
１２固定部
１３突起
１４突起本体部
１５ひげ状リップ
１６，１７間隙
１８大気側内周面
１９機内側内周面
２０，２１シールリップ
２２外周突起
６１外輪
６１ａ内周面
６１ｂ端面部
７１内輪
７１ａ外周面
７２凹部
Ａ機内側
Ｂ大気側

Claims

軸受の外輪および内輪間に装着されることによりグリースの漏洩および外部異物の侵入を抑制するオイルシールであって、
前記外輪および内輪のいずれか一方である取付部材に固定される固定部と、他方である相手摺動部材に摺動可能に密接するシールリップとを一体に備えてゴム状弾性体よりなり、
前記固定部は、前記取付部材へ向けて径方向に突出する突起を備え、
前記突起は、前記取付部材に設けた凹部に挿入されるとともに前記凹部に挿入されたときに軸方向に圧縮変形することを特徴とするオイルシール。
請求項１記載のオイルシールにおいて、
前記突起は、前記凹部に挿入されたときに前記凹部の内面に密接するひげ状リップを所要数備え、
前記ひげ状リップは、前記凹部に挿入されたときに径方向へ倒れるように弾性変形することを特徴とするオイルシール。
請求項１または２記載のオイルシールにおいて、
前記固定部は、その周面に前記突起が設けられることにより前記周面が大気側周面と機内側周面とに分けられ、
前記大気側周面の軸方向幅は前記機内側周面の軸方向幅よりも大きく設定されていることを特徴とするオイルシール。
請求項１、２または３記載のオイルシールにおいて、
当該オイルシールは、風力発電装置の軸受部に使用されることを特徴とするオイルシール。