JP7465632B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device.
各種装置の軸封部に用いられるオイルシール等の密封装置は、環状の補強環と、当該補強環を覆うゴム状の弾性体部と、当該ゴム状の弾性体部に装着されるばね部材とで主に構成されている。ゴム状の弾性体部は、シールリップ部を備えている。シールリップ部は、例えば、回転軸に接触するメインリップと、密封対象側への泥水や砂、ダスト等の異物の混入を防ぐダストリップとを主に有している。 Sealing devices such as oil seals used in shaft seals of various devices are mainly composed of an annular reinforcing ring, a rubber-like elastic body that covers the reinforcing ring, and a spring member that is attached to the rubber-like elastic body. The rubber-like elastic body has a seal lip. The seal lip mainly has, for example, a main lip that contacts the rotating shaft, and a dust lip that prevents foreign matter such as muddy water, sand, and dust from entering the sealed side.
例えば、特許文献1に係る発明では、弾性体部の外周部に、密封対象側と非密封対象側とを連通して密封対象側の圧力を低減する通気溝(通気部)を設けている。当該通気溝は、軸方向に対して平行であり、かつ、直線状を呈する。
For example, in the invention described in
密封装置においては、密封対象側と非密封対象側とを通気溝で連通させて密封対象側の圧力を低減しつつ、異物が進入しにくい密封装置が望まれている。
このような観点から、本発明は、密封対象側の圧力を低減しつつ、異物が進入し難い密封装置を提供することを課題とする。
In a sealing device, there is a demand for a sealing device that reduces pressure on the sealed side by communicating the sealed side with the non-sealed side via a vent groove while preventing the intrusion of foreign matter.
From this perspective, an object of the present invention is to provide a sealing device that reduces pressure on the sealed object side while preventing the intrusion of foreign matter.
前記課題を解決するための本発明は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられるハウジングと回転軸との間の環状の隙間を密封する環状の弾性体部を備える密封装置であって、前記弾性体部は、本体部と、前記本体部から延設され、前記回転軸に摺動自在に接触するシールリップ部と、を有し、前記本体部の外周部には、密封対象側と非密封対象側とを連通し、前記密封対象側の圧力を低減する通気溝が形成されており、前記通気溝は、異物の侵入を防ぐように前記回転軸の軸方向と非平行で複数回巻回する螺旋形状になっていることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the present invention provides a sealing device comprising an annular elastomer portion that seals a ring-shaped gap between a housing and a rotating shaft that are assembled concentrically and rotatably relative to each other, the elastomer portion having a main body portion and a seal lip portion extending from the main body portion and in sliding contact with the rotating shaft, the main body portion having an air vent groove formed on its outer periphery that connects the sealed side and the non-sealed side and reduces the pressure on the sealed side, the air vent groove having a spiral shape that winds multiple times non-parallel to the axial direction of the rotating shaft to prevent the intrusion of foreign matter .
本発明によれば、通気溝で通気させることにより、密封対象側の圧力を低減することができる。また、通気溝が回転軸の軸方向と非平行になっているため、密封対象側に異物が侵入し難くなっている。 According to the present invention, the pressure on the sealed object side can be reduced by allowing ventilation through the ventilation groove. In addition, because the ventilation groove is not parallel to the axial direction of the rotating shaft, it is difficult for foreign matter to enter the sealed object side.
本発明によれば、密封対象側の圧力を低減しつつ、異物が進入し難い密封装置を提供することができる。 The present invention provides a sealing device that reduces pressure on the sealed object while preventing the intrusion of foreign matter.
本実施形態に係る密封装置1は、図1に示すように、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられるハウジング2と回転軸3との間の環状の隙間を密封する密封装置1である。密封装置1は、補強環4と、弾性体部5と、ばね部材6とで主に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
弾性体部5は、本体部11と、外周部12と、メインリップ13と、ダストリップ14と、を有する。メインリップ13及びダストリップ14でシールリップ部を構成している。弾性体部5は、ゴム状弾性体である。本体部11は補強環4を覆う部位である。外周部12は、本体部11から周方向に亘って外側に張り出す部位である。メインリップ13(主リップ131、副リップ132)は、本体部11から密封対象側Aに延設され回転軸3に摺動自在に接触する。ダストリップ14は、本体部11から非密封対象側Bに延設され回転軸3に摺動自在に接触する。
The
外周部12は、ハウジング2と接触している。外周部12には、密封対象側Aと非密封対象側Bとを連通し、密封対象側Aの圧力を低減する通気溝21が形成されている。通気溝21はラビリンス形状になっている。
The
本実施形態に係る密封装置1によれば、通気溝21で通気させることにより、密封対象側Aの圧力を低減することができる。また、通気溝21がラビリンス形状(図2参照)又は螺旋形状(図3参照)になっているため、密封対象側Aに異物が侵入し難くなっている。以下に本実施形態について詳細に説明する。
According to the
[第1実施例]
図1に示すように、密封装置1は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられるハウジング2と、回転軸3との間の環状の隙間を密封する装置である。回転軸3は、ハウジング2に挿入される軸である。密封装置1は、例えば、産業機械のエンジンにおいて、クランクシャフトとフロントカバーとの間を密封するために用いられる。
[First embodiment]
1, the
密封装置1は、補強環4と、弾性体部5と、ばね部材6とで主に構成されている。補強環4は、例えば、ステンレス鋼、SPCC(冷間圧延鋼)などで形成されたものである。補強環4は、円筒状を呈する円筒部4aと、円筒部4aの非密封対象側Bの端部から内側へ屈曲するフランジ部4bとを有する。補強環4は、例えば、プレス加工や鍛造によって製造される。
The
弾性体部5は、本体部11と、外周部12と、メインリップ13と、ダストリップ14とで主に構成されている。弾性体部5は、例えば、各種ゴム材で形成されている。ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴム(H-NBR)、アクリルゴム(ACM)、フッ素ゴム(FKM)等の合成ゴムがある。補強環4と本体部11とでハウジング2の内周に嵌着される嵌め合い部が構成されている。
The
弾性体部5は、成形型を用いて架橋(加硫)成型によって成形される。この架橋成型の際、成形型の中に配置された補強環4が弾性体部5に架橋接着され、補強環4と弾性体部5とが一体的に形成される。
The
本体部11は、補強環4の全体を周方向に覆う部位である。外周部12は、本体部11の外周から外側に張り出す部位であり断面台形を呈する。外周部12は、密封側端面12aと、非密封側端面12bと、側面12cとを有する。側面12cがハウジング2と接触する部位である。密封側端面12a及び非密封側端面12bは側面12cから本体部11に向かうに従って互いに離間する方向に傾斜している。密封側端面12a及び非密封側端面12bは回転軸3に対して垂直に形成してもよい。外周部12には、図2に示すように通気溝21が形成されている。通気溝21の詳細な構成については後記する。
The
メインリップ13は、回転軸3に接触し密封対象流体を封止する部位である。メインリップ13は、本体部11の内側に形成された根元部13aから密封対象A側に向けて斜めに延設されている。メインリップ13は、密封対象側Aに設けられた主リップ131と、非密封対象側Bに設けられた副リップ132とを備えている。主リップ131及び副リップ132はいずれも断面三角形状を呈し、その先端が回転軸3に摺動自在に接触している。なお、メインリップ13は、シングルリップでもよいし、3つ以上のリップで構成してもよい。
The
ダストリップ14は、回転軸3に接触し非密封対象側Bからの泥水や砂、ダスト等の異物の浸入を防止する部位である。ダストリップ14は、本体部11の内側に形成された根元部14aから非密封対象側Bに向けて斜めに延設されている。ダストリップ14の先端は、回転軸3に摺動自在に接触している。ダストリップ14は複数設けてもよい。
The
ばね部材6は、メインリップ13の外側に周方向に亘って配置されている。ばね部材6として、例えば、ガータースプリングを用いることができる。ばね部材6は、メインリップ13の主リップ131及び副リップ132に緊迫力を付与している。なお、ばね部材6は、省略してもよい。
The
図2に示すように、通気溝21は、外周部12の密封側端面12aから非密封側端面12bまで軸方向に亘って連続して形成されている。通気溝21の一端は密封側端面12aに臨み、他端は非密封側端面12bに臨んでいる。通気溝21の断面形状は特に制限されないが、本実施例では断面矩形状を呈する。通気溝21は、本実施例では1段のクランク形状を呈する。すなわち、通気溝21は、密封側端面12aから非密封側端面12bに至るまでの間の2箇所で屈曲し、回転軸3の軸方向に非平行な部位を1箇所有している。
As shown in FIG. 2, the
外周部12の側面12cの軸方向の距離を「距離L1」(図1参照)とすると、通気溝21は、その延長距離を少なくとも距離L1よりも長く形成してダスト等の異物が侵入し難くするとともに、密封対象側Aと非密封対象側Bとを連通するように形成されている。つまり、通気溝21は、回転軸3の軸方向に非平行な部位を有することにより、距離L1よりも長い通路長を備えている。なお、通気溝21は、図2の形態に限定されることなく、回転軸の軸方向に非平行な部位を有する形態であれば、2段以上のクランク形状としてもよいし、曲線状、直線状、斜線状(回転軸3に対して斜め)又はこれらが組み合わされた形状としてもよい。すなわち、「ラビリンス形状」とは、通気溝21がクランク形状であるか、あるいは、曲線状、直線状、斜線状(回転軸3に対して斜め)又はこれらが組み合わされて回転軸3の軸方向に非平行な部位を有する形状を言う。
If the axial distance of the
以上説明した本実施例に係る密封装置1によれば、通気溝21で通気させることにより、密封対象側Aの圧力を低減することができる。また、通気溝21が回転軸3の軸方向と非平行(ラビリンス形状)になっているため、異物の侵入経路が距離L1よりも長くかつ複雑になる。これにより、密封対象側Aに異物が侵入し難くなっている。つまり、密封装置1によれば、密封対象側Aの圧力の低減と異物の浸入防止の両立を図ることができる。
According to the
また、弾性体部5の製造工程では、通気溝21も含めて成形型で一体成形が可能である。つまり、本実施例では、通気溝21を後工程で外周部12に形成する必要がないため、密封装置1の製造コストの低減を図ることができる。
In addition, in the manufacturing process of the
[第2実施例 第3実施例]
図3は、本発明の第2実施例に係る密封装置の側面図である。図4は、本発明の第3実施例に係る密封装置の斜視図である。第2実施例及び第3実施例では、第1実施例と共通の部材等には同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。
[Second Example, Third Example]
Fig. 3 is a side view of a sealing device according to a second embodiment of the present invention. Fig. 4 is a perspective view of a sealing device according to a third embodiment of the present invention. In the second and third embodiments, the same reference numerals are used for members and the like common to the first embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.
図3に示すように、第2実施例では、通気溝21Aの形状が第1実施例と相違する。通気溝21Aは、外周部12の密封側端面12aから螺旋状に外周部12を複数回周回し、外周部12の非密封側端面12bに達するように連続して形成されている。通気溝21Aの一端は密封側端面12aに臨み、他端は非密封側端面12bに臨んでいる。図3の例においては、通気溝21Aの全長が回転軸の軸方向と非平行になっている。
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the shape of the
図4に示すように、第3実施例の通気溝21Bは、外周部12の密封側端面12aから斜めに外周部12を周回し、外周部12の非密封側端面12bに達するように連続して形成されている。通気溝21Bの一端は密封側端面12aに臨み、他端は非密封側端面12bに臨んでいる。通気溝21Bは、弾性体部5の周方向の1/5程度周回している。図4の例においても、通気溝21Bの全長が回転軸の軸方向と非平行になっている。
As shown in FIG. 4, the
以上説明した第2実施例及び第3実施例に係る密封装置1によれば、通気溝21A,21Bで通気させることにより、密封対象側Aの圧力を低減することができる。また、通気溝21A,21Bが回転軸3の軸方向と非平行(螺旋形状)になっているため、異物の侵入経路が距離L1よりも長くかつ複雑になる。これにより、密封対象側Aに異物が侵入し難くなっている。つまり、密封装置1によれば、密封対象側Aの圧力の低減と異物の浸入防止の両立を図ることができる。
According to the
第2実施例及び第3実施例のように通気溝を螺旋状に設ける場合は、第2実施礼のように複数周に亘って形成してもよいし、第3実施例のように少なくとも距離L1よりも延長距離が長くなるように形成してもよい。 When the ventilation groove is formed in a spiral shape as in the second and third embodiments, it may be formed over multiple revolutions as in the second embodiment, or it may be formed so that the extension distance is at least longer than the distance L1 as in the third embodiment.
また、弾性体部5の製造工程では、通気溝21A,21Bも含めて成形型で一体成形が可能である。つまり、本実施例では、通気溝21A,21Bを後工程で外周部12に形成する必要がないため、密封装置1の製造コストの低減を図ることができる。
In addition, in the manufacturing process of the
以上本実施例について説明したが適宜変更が可能である。例えば、本実施例では密封装置1につき一つの通気溝を設けたが、複数個設けてもよい。また、本実施例では、外周部12を本体部11から外側に張り出すように設けたが、本体部11の高さ方向全体に亘って外周部12を設けてもよい。
また、前記実施例では、シールリップ部としてメインリップ13とダストリップ14とを備えているが、シールリップ部としてメインリップ13のみ又はダストリップ14のみを備えるようにしてもよい。
Although the present embodiment has been described above, it is possible to appropriately modify it. For example, in the present embodiment, one ventilation groove is provided for the
Further, in the above embodiment, the
1 密封装置
2 ハウジング
3 回転軸
4 補強環
5 弾性体部
6 ばね部材
11 本体部
12 外周部
13 メインリップ(シールリップ部)
14 ダストリップ(シールリップ部)
21 通気溝
21A 通気溝
21B 通気溝
REFERENCE SIGNS
14 Dust lip (seal lip part)
21
Claims (1)
前記弾性体部は、
本体部と、
前記本体部から延設され、前記回転軸に摺動自在に接触するシールリップ部と、を有し、
前記本体部の外周部には、密封対象側と非密封対象側とを連通し、前記密封対象側の圧力を低減する通気溝が形成されており、
前記通気溝は、異物の侵入を防ぐように前記回転軸の軸方向と非平行で複数回巻回する螺旋形状になっていることを特徴とする密封装置。 A sealing device having an annular elastic portion that seals an annular gap between a housing and a rotating shaft that are assembled concentrically and relatively rotatably to each other,
The elastic body portion is
A main body portion,
a seal lip portion extending from the main body portion and slidably contacting the rotating shaft;
An air vent groove is formed on the outer periphery of the main body, the air vent groove communicating the sealed side with the non-sealed side and reducing the pressure on the sealed side,
A sealing device characterized in that the ventilation groove has a spiral shape that winds multiple times non-parallel to the axial direction of the rotating shaft to prevent the intrusion of foreign matter .
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