JP2005016627A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、回転軸に摺動自在に接触する第一のシールリップの密封対象流体側に第二のシールリップを設けた複数リップ構造の密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、自動車関連分野のシール部に用いられ、またはその他一般産業機器のシール部などに用いられる。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図4に示すように、回転軸52の周面に摺動自在に接触するシールリップ53を有し、このシールリップ53の摺動部にポンプ作用をなすネジ部54を設けた密封装置51が知られており、この密封装置51においては一つのシールリップ53が、回転軸52に対するしめしろ付与による軸静止時の密封能力と、ネジ付与による軸回転時のポンプ能力との双方を担う構成とされている。
【0003】
しかしながら、近年、例えば自動車関連分野では、燃費の向上を目的としてシールの低トルク化が求められており、この点に関して上記密封装置51では、密封性を確保する最低面圧の概念から或る一定の緊迫力が必要と推測され、リップ小断面化等の手法による低トルク化には限界がある。
【0004】
また、本願出願人は先に図5に示すように、ハウジングに固定されるシール本体62と、このシール本体62に一体的に設けられ回転軸63に摺動自在に接触する第一のシールリップ64と、この第一のシールリップ64の密封対象流体A側に配置され回転軸63に摺動自在に接触する第二のシールリップ65とを有する密封装置61において、密封対象流体A側の第二のシールリップ65の摺動部にポンプ作用をなす第二ネジ部66を設け、この第二ネジ部66はこれを摺動部の接触状態が円周方向に不連続となるように形成し、静止時における密封対象流体Aの第一のシールリップ64側への漏洩を許容可能とし、更に、第一のシールリップ64の摺動部にもポンプ作用をなす第一ネジ部67を設け、この第一ネジ部67はこれを摺動部に円周方向に連続的に接触する無端状接触面68が残るように形成してなる密封装置61を提案しており(特許文献1の請求項2に係る発明参照)、この先行技術に係る密封装置61は、▲1▼回転軸63に摺動自在に接触する第一のシールリップ64の密封対象流体A側に第二のシールリップ65を設けた点、および▲2▼第一のシールリップ64の摺動部にネジ部67を設けた点で本発明と構成を同じとしている。
【0005】
しかしながら、この先行技術に係る密封装置61は、上記したように密封対象流体A側の第二のシールリップ65の摺動部に設けられる第二ネジ部66が、摺動部の接触状態が円周方向に不連続となるように形成されて静止時における密封対象流体Aの第一のシールリップ64側への漏洩を許容可能とされているために、この第二のシールリップ65が軸静止時に密封作用をなさない点で本発明とは構成を異にしている。
【0006】
したがって、この先行技術に係る密封装置61では、軸静止時の流体漏れを防止するために第一のシールリップ64のしめしろを比較的大きく設定しなければならず、これでは本発明が目的とするシールの低トルク化を実現することができない。すなわちこの先行技術は、本発明とは発明の目的を異にするが故に異なる構成を有しており、もって本発明とは峻別されるものである。
【0007】
【特許文献1】
実開平5−30638号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、必要十分な密封性能を備えたうえで、シールの低トルク化を実現することができる密封装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の密封装置は、ハウジングに固定されるシール本体と、前記シール本体に一体的に設けられるとともに回転軸に摺動自在に接触する第一のシールリップと、前記第一のシールリップの密封対象流体側に設けられるとともに前記回転軸に摺動自在に接触する第二のシールリップとを有する密封装置において、軸静止時は前記第二のシールリップが全周に亙って前記回転軸に接触することにより流体漏れを防止し、軸回転時は前記第一のシールリップがその摺動部に設けたネジ部でポンプ作用を奏することにより流体漏れを防止し、このように第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担することを特徴とするものである。
【0010】
上記構成を備えた本発明の密封装置においては、密封対象流体側の第二のシールリップが軸静止時の密封作用を担当し、ネジ部を設けた第一のシールリップが軸回転時の密封作用を担当し、第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担する。
【0011】
したがって、このように第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担する結果として、軸静止時の密封作用を担当する密封対象流体側の第二のシールリップは軸回転時の密封作用を担当しなくて済むために、軸回転時の密封作用を担当する場合のように回転軸に対するしめしろを大きく設定する必要がなく、よってこの分、しめしろを小さく設定することが可能となる。
【0012】
また、軸回転時の密封作用を担当する第一のシールリップは軸静止時の密封作用を担当しなくて済むために、軸停止時の密封作用を担当する場合のように回転軸に対するしめしろを大きく設定する必要がなく、よってこの分、しめしろを小さく設定することが可能となる。尚、こちらの密封作用はしめしろではなくネジ部のポンプ作用によってなされるため、しめしろの大きさは零ないし若干量で良い。
【0013】
したがって以上のことから、第一および第二のシールリップともそれぞれしめしろを小さく設定することができるために、密封装置全体としてもしめしろを小さく設定することが可能なり、よって緊迫力を小さくして低トルク化を実現することが可能となる。
【0014】
尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【0015】
すなわち、上記目的を達成するため、密封能力を有する部位とポンプ能力を有する部位とを機能的に分離させ、更に各々の機能の相乗効果により、上記最低面圧の概念にとらわれないシールシステム構成とする。
【0016】
具体的には、密封対象流体側の第二のシールリップは軸静止時の漏れを防止するレベルのしめしろ(例えば1mm程度)を有し、他方の第一のシールリップはしめしろ0もしくはしめしろを若干有する設定とし、総合的に従来対比で低トルク(緊迫力)化を図る。
【0017】
更に、第二のシールリップにもネジを付与し、密封性において更なる信頼性向上を図るようにしても良い。
【0018】
以上の構成を有する密封装置においては、軸静止時は第二のシールリップで静止漏れを防止し、軸回転中は第一のシールリップのネジによるポンプ能力で漏れを防止する。更に、軸回転中は第一のシールリップのポンプ能力により、第一および第二のシールリップ間に内圧が発生し、その内圧により第二のシールリップが開く方向に作用し、更なる低トルク化を図ることもできる。
【0019】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0020】
図1は、本発明の実施例に係る密封装置1の要部断面を示しており、この密封装置1は以下のように構成されている。
【0021】
すなわち先ず、当該密封装置1をハウジング(図示せず)の軸孔内周に固定するための環状のシール本体2が設けられており、この環状のシール本体2の内周側に、回転軸3の周面に摺動自在に接触する第一のシールリップ4が一体的に設けられ、更にこの第一のシールリップ4の密封対象流体A側に、同じく回転軸3の周面に摺動自在に接触する第二のシールリップ5が一体的に設けられている。符号6は、大気B側を向いたダストリップである。
【0022】
環状のシール本体2は、半裁断面略L字形を呈する金属等剛材製の補強環7の外面にゴム状弾性体8を加硫接着したもので、このゴム状弾性体8に対して第一および第二のシールリップ4,5が同質材料によって一体成形されている。第一のシールリップ4の外周には、しめしろ調整用のガータースプリング9が嵌着されているが、このガータースプリング9はなくても良い。
【0023】
また、当該密封装置1においては、第一および第二のシールリップ4,5が密封作用を分担するよう構成されている。
【0024】
すなわち先ず、密封対象流体A側の第二のシールリップ5は、軸静止時の密封作用を担当するよう構成されており、具体的には、回転軸3に対するしめしろの大きさを、軸静止時の流体漏れは防止できるが軸回転時の流体漏れは防止できない程度の大きさに設定されている(第二のシールリップ5に設定されるしめしろの大きさをS1、軸静止時の流体漏れを防止できるしめしろの最小値をS2、軸回転時の流体漏れを防止できるしめしろの最小値をS3として、S2≦S1<S3に設定される。)。この第二のシールリップ5は軸静止時の密封作用のみを担当して軸回転時の密封作用を担当しないので、軸回転時の流体漏れを防止できなくても構わない(故に低トルク化が可能となる)。
【0025】
また、他方大気B側の第一のシールリップ4の摺動部には、軸回転時にポンプ作用を奏して流体(液体)を押し戻すためのネジ部10が設けられており、第一のシールリップ4はこのネジ部10のポンプ作用によって軸回転時の密封作用を担当するよう構成されている。ネジ部10は、多数のスパイラル状リブを円周方向に並べるよう配置したものである。尚、この第二のシールリップ4は軸回転時の密封作用のみを担当して軸静止時の密封作用を担当せず、また軸回転時の密封作用をしめしろではなくネジ部10が担当するので、回転軸3に対するしめしろは殆ど不要とされており、よってしめしろの大きさは零または若干量に設定されている(故に低トルク化が可能となる)。
【0026】
上記構成を備えた密封装置1においては、上記したように第一および第二のシールリップ4,5が軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担するために、両シールリップ4,5ともそれぞれしめしろを小さく設定することが可能とされている。したがって、密封装置1全体としてもしめしろを小さく設定することができるために、緊迫力を小さくして低トルク化を実現することができる。
【0027】
また、軸回転時には、第一のシールリップ4に設けたネジ部10のポンプ作用によって第一および第二のシールリップ4,5間に内圧が発生し、この内圧が第二のシールリップ5を回転軸3の周面から離間させる方向に作用する。したがって第二のシールリップ5の緊迫力が一層小さくなるために、更なる低トルク化を実現することができる。
【0028】
尚、大気B側の第一のシールリップ4に対しては軸回転時に第二のシールリップ5を通過した流体がこれに達するため、これによりこの第一のシールリップ4を潤滑してその摩耗を抑制することができる。また、この第一のシールリップ4は上記したようにしめしろが零または若干量であるために、もともと摺動抵抗の小さなものである。したがって第一および第二のシールリップ4,5間に初期潤滑として封入するグリースによっても、その摩耗を抑制することができる。
【0029】
また、第一のシールリップ4のしめしろが少ないことによるシール性の低下が懸念される場合には、図2に示すようにそのリップエッジ4aに、ネジを設けない環状のプレーン部(平坦部)11を設けるようにしても良い。この環状のプレーン部12はその全周に亙って回転軸3の周面に接触し、よってシール性の向上に貢献する。
【0030】
更にまた、図3に示すように、第二のシールリップ5の摺動部にもネジ部12を追加すると、当該密封装置1の密封性について更なる信頼性を獲得することができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0032】
すなわち、上記構成を備えた本発明の密封装置によると、第一および第二のシールリップが軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担するために、両シールリップともそれぞれしめしろを小さく設定することが可能とされている。したがって密封装置全体としてもしめしろを小さく設定することができるために、緊迫力を小さくして所期の目的どおりシールの低トルク化を実現することができる。
【0033】
また、軸回転時には、第一のシールリップに設けたネジ部のポンプ作用によって第一および第二のシールリップ間に内圧が発生し、この内圧が第二のシールリップを回転軸から離間させる方向に作用する。したがって第二のシールリップの緊迫力が一層小さくなるために、更なる低トルク化を実現することができる。
【0034】
また、第一のシールリップに対しては軸回転時に流体が達するため、これによりこの第一のシールリップを潤滑して摩耗を抑制することができる。また、この第一のシールリップはしめしろが零または若干量に設定可能であるために、もともと摺動抵抗の小さなものである。したがって第一および第二のシールリップ間に初期潤滑として封入するグリースによっても、その摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図2】本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図3】本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図
【図4】従来例に係る密封装置の要部断面図
【図5】他の従来例に係る密封装置の要部断面図
【符号の説明】
1 密封装置
2 シール本体
3 回転軸
4 第一のシールリップ
4a リップエッジ
5 第二のシールリップ
6 ダストリップ
7 補強環
8 ゴム状弾性体
9 ガータースプリング
10,12 ネジ部
11 プレーン部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device, and more particularly to a sealing device having a plurality of lip structures in which a second seal lip is provided on a fluid to be sealed side of a first seal lip slidably contacting a rotating shaft. is there. The sealing device of the present invention is used, for example, as a seal part in an automobile-related field, or as a seal part of other general industrial equipment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 4, a sealing lip 53 slidably contacting the peripheral surface of the rotating shaft 52 is provided, and a sealing portion provided with a
[0003]
However, in recent years, for example, in the field of automobiles, a reduction in the torque of the seal has been demanded for the purpose of improving fuel efficiency. Therefore, there is a limit to the reduction in torque by a technique such as a lip cross section.
[0004]
Further, as shown in FIG. 5, the applicant of the present application previously has a
[0005]
However, in the
[0006]
Therefore, in the
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 5-30638 [0008]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a sealing device that can achieve a low torque of a seal while having a necessary and sufficient sealing performance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a sealing device of the present invention includes a seal body fixed to a housing, a first seal lip that is provided integrally with the seal body and that slidably contacts a rotating shaft, A sealing device having a second seal lip provided on the sealing target fluid side of the first seal lip and slidably contacting the rotating shaft, wherein the second seal lip is arranged around the entire circumference when the shaft is stationary. Then, fluid leakage is prevented by contacting the rotating shaft, and at the time of shaft rotation, the first seal lip prevents fluid leakage by exerting a pump action with a screw portion provided on the sliding portion, Thus, the first and second seal lips share the sealing action when the shaft is stationary and when the shaft rotates.
[0010]
In the sealing device of the present invention having the above-described configuration, the second seal lip on the fluid to be sealed side is in charge of the sealing action when the shaft is stationary, and the first seal lip provided with the screw portion is sealed when the shaft rotates. The first and second seal lips share the sealing action when the shaft is stationary and when the shaft rotates.
[0011]
Accordingly, as a result of the first and second seal lips sharing the sealing action when the shaft is stationary and rotating, the second seal lip on the fluid to be sealed side responsible for the sealing action when the shaft is stationary Since it is not necessary to take charge of the sealing action at the time of rotating the shaft, it is not necessary to set a large interference to the rotating shaft as in the case of taking a sealing action at the time of rotating the shaft. It becomes possible to set.
[0012]
In addition, since the first seal lip responsible for the sealing action when the shaft rotates does not need to be responsible for the sealing action when the shaft is stationary, the interference to the rotating shaft is the same as when performing the sealing action when the shaft is stopped. Need not be set large, and accordingly, the interference can be set small. In addition, since the sealing action here is performed not by the interference but by the pumping action of the screw portion, the size of the interference may be zero or slightly.
[0013]
Therefore, since the interference between the first and second seal lips can be set to be small, the interference can be set to be small for the entire sealing device, thereby reducing the tightening force. Thus, it is possible to reduce the torque.
[0014]
The present invention includes the following embodiments.
[0015]
That is, in order to achieve the above object, a part having a sealing ability and a part having a pumping ability are functionally separated, and further, by a synergistic effect of each function, a seal system configuration not bound to the concept of the minimum surface pressure, To do.
[0016]
Specifically, the second seal lip on the fluid to be sealed side has a level of interference (for example, about 1 mm) that prevents leakage when the shaft is stationary, and the other first seal lip has interference 0 or interference. In order to achieve a low torque (tightening force) as compared to the conventional model
[0017]
Further, a screw may be added to the second seal lip to further improve the reliability of the sealing performance.
[0018]
In the sealing device having the above configuration, when the shaft is stationary, the second sealing lip prevents stationary leakage, and during shaft rotation, the pumping ability of the first sealing lip screw prevents leakage. Further, during the shaft rotation, an internal pressure is generated between the first and second seal lips due to the pumping capacity of the first seal lip, and the internal pressure acts in the direction in which the second seal lip opens to further reduce the torque. Can also be achieved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a cross section of a main part of a sealing device 1 according to an embodiment of the present invention, and this sealing device 1 is configured as follows.
[0021]
That is, first, an
[0022]
The
[0023]
Moreover, in the said sealing apparatus 1, the 1st and
[0024]
That is, first, the
[0025]
The sliding portion of the
[0026]
In the sealing device 1 having the above configuration, the first and
[0027]
Further, when the shaft rotates, an internal pressure is generated between the first and
[0028]
In addition, since the fluid that has passed through the
[0029]
In addition, when there is a concern about a decrease in sealing performance due to a small interference of the
[0030]
Furthermore, as shown in FIG. 3, when the
[0031]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0032]
That is, according to the sealing device of the present invention having the above configuration, since the first and second seal lips share the sealing action when the shaft is stationary and when the shaft is rotating, both the seal lips have a small interference margin. It is possible to set. Accordingly, since the interference can be set small as the whole sealing device, the tightening force can be reduced and the torque of the seal can be reduced as intended.
[0033]
In addition, when the shaft rotates, an internal pressure is generated between the first and second seal lips by the pumping action of the thread portion provided on the first seal lip, and this internal pressure causes the second seal lip to separate from the rotation shaft. Act on. Accordingly, the tightening force of the second seal lip is further reduced, so that further reduction in torque can be realized.
[0034]
In addition, since the fluid reaches the first seal lip when the shaft rotates, the first seal lip can be lubricated to suppress wear. In addition, since the first seal lip can be set to zero or a slight amount of interference, the first seal lip originally has a small sliding resistance. Therefore, the wear can be suppressed also by the grease enclosed as the initial lubrication between the first and second seal lips.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of a sealing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of a sealing device according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a sealing device according to a conventional example. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a sealing device according to another conventional example.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
軸静止時は前記第二のシールリップ(5)が全周に亙って前記回転軸(3)に接触することにより流体漏れを防止し、軸回転時は前記第一のシールリップ(4)がその摺動部に設けたネジ部(10)でポンプ作用を奏することにより流体漏れを防止し、このように第一および第二のシールリップ(4)(5)が軸静止時と軸回転時とで密封作用を分担することを特徴とする密封装置。A seal body (2) fixed to the housing; a first seal lip (4) provided integrally with the seal body (2) and slidably in contact with the rotary shaft (3); A sealing device (1) having a second sealing lip (5) slidably in contact with the rotating shaft (3) and provided on the sealing target fluid side of the sealing lip (4) of
When the shaft is stationary, the second seal lip (5) contacts the rotating shaft (3) over the entire circumference to prevent fluid leakage, and when the shaft rotates, the first seal lip (4) Prevents the fluid leakage by exerting a pump action with the screw portion (10) provided in the sliding portion, and thus the first and second seal lips (4) and (5) are rotated when the shaft is stationary. A sealing device characterized by sharing the sealing action with time.
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