JP2005221019A - Oil seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封装置の一種であるオイルシールに関するものである。本発明のオイルシールは、バルブステムシール等、漏れ量の制御が必要とされるオイルシールとして用いられるのに適している。 The present invention relates to an oil seal which is a kind of sealing device. The oil seal of the present invention is suitable for use as an oil seal that needs to control the amount of leakage, such as a valve stem seal.
従来から、図4に示すように、ゴム状弾性材製のシールリップ2を有し、このシールリップ2のリップ端3にて軸(バルブステム)4の周面に摺動自在に密接するオイルシール(バルブステムシール)1が知られており(例えば特許文献1参照)、図5に拡大して示すように、上記リップ端3は、油側斜面部5と大気側斜面部6との間に断面円弧状のアール面部7を有している。油側斜面部5とアール面部7との境界は図上a点であり、両者5,7はこのa点にて連続的に繋がっている。また、アール面部7と大気側斜面部6との境界は図上b点であり、両者6,7はこのb点にて連続的に繋がっている。
Conventionally, as shown in FIG. 4, an oil having a
しかしながら、この従来技術においては、図示したようにアール面部7が、所定の曲率半径r0を備えた1つのアール面(円弧)によって形成されているために、以下のような不都合がある。
However, in this prior art, as shown in the figure, the
すなわち、上記オイルシール1の内周側に軸4を挿入すると、シールリップ2のリップ端3は、アール面部7および大気側斜面部6の双方にて軸4の周面に摺動自在に密接する。したがって軸4の往復動時、軸4にコッキング現象(首振り現象)が発生すると、大気側斜面部6と軸4の周面とのなす角度θ0が大きく変化するために、両面4,6間に形成される油膜厚さが変化し、よって漏れ量が変化する要因となる。とくにバルブステムシールでは、軸4の往復工程での油膜厚さの差が漏れ量となり、設計特性の中で油膜厚さはシールリップ2と軸4とのなす角度で決定されることから、漏れ量を一定にすべく油膜厚さおよび上記角度を一定に保つことは極めて重要である。
That is, when the
本発明は以上の点に鑑みて、軸等の摺動相手部材にコッキング現象が発生してもシールリップと軸とのなす角度が大きく変化することがなく、もって形成される油膜厚さや漏れ量を安定化させ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。 In view of the above points, the present invention does not greatly change the angle between the seal lip and the shaft even if a cocking phenomenon occurs in a sliding member such as a shaft, and the oil film thickness and the amount of leakage formed. An object of the present invention is to provide an oil seal that can stabilize water.
上記目的を達成するため、本発明のオイルシールは、シールリップのリップ端にて軸等の相手部材に摺動自在に密接するオイルシールにおいて、前記リップ端は、油側斜面部と大気側斜面部との間にアール面部を有し、前記アール面部は、断面形状の曲率半径が比較的小さな油側アール面と、断面形状の曲率半径が比較的大きな大気側アール面とを連続して有し、前記油側アール面および大気側アール面の双方にて前記相手部材に摺動自在に密接することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the oil seal of the present invention is an oil seal that is slidably in close contact with a mating member such as a shaft at the lip end of the seal lip. The rounded surface portion has an oil-side rounded surface with a relatively small cross-sectional radius of curvature and an atmospheric side rounded surface with a relatively large cross-sectional radius of curvature. The oil-side round surface and the atmosphere-side round surface are slidably in close contact with the mating member.
上記構成を備えた本発明のオイルシールにおいては、シールリップのリップ端が、従来のようにアール面部および大気側斜面部の双方にて軸の周面に密接するのではなくアール面部のみにて軸の周面に密接し、かつこのアール面部に設けられた油側アール面および大気側アール面の双方にて軸の周面に密接する。この場合、大気側アール面と軸の周面とのなす角度は、両者の交点における大気側アール面の接線と軸の周面とのなす角度で決定される。したがって軸にコッキング現象が発生すると、両者の交点が変位し、これに伴って接線もその位置を変え、かつ角度変位することから、この角度変位により大気側アール面と軸の周面とのなす角度がほぼ一定に保たれる。したがって本発明によれば、軸にコッキング現象が発生しても、大気側アール面と軸の周面とのなす角度がほぼ一定に保たれることから、両面間に形成される油膜厚さが安定し、漏れ量が安定する。 In the oil seal of the present invention having the above-described configuration, the lip end of the seal lip is not in close contact with the peripheral surface of the shaft at both the round surface portion and the atmosphere-side inclined surface portion as in the prior art, but only at the round surface portion. It is in close contact with the peripheral surface of the shaft, and is in close contact with the peripheral surface of the shaft on both the oil side round surface and the atmosphere side round surface provided on this round surface portion. In this case, the angle formed between the atmosphere-side round surface and the shaft circumferential surface is determined by the angle formed between the tangent line of the atmosphere-side round surface and the shaft circumferential surface at the intersection of the two. Therefore, when the cocking phenomenon occurs on the shaft, the intersection of the two is displaced, and accordingly, the tangent also changes its position and is angularly displaced. Therefore, this angular displacement causes the atmosphere-side round surface and the peripheral surface of the shaft to form. The angle is kept almost constant. Therefore, according to the present invention, even if a cocking phenomenon occurs on the shaft, the angle formed between the atmosphere-side round surface and the peripheral surface of the shaft is kept substantially constant. Stable and leak rate is stable.
また、本発明において、アール面部に、曲率半径が比較的小さな油側アール面と、曲率半径が比較的大きな大気側アール面とを連続して設けたのは、以下の理由による。 In the present invention, the oil side round surface having a relatively small radius of curvature and the atmospheric side round surface having a relatively large radius of curvature are continuously provided on the rounded surface portion for the following reason.
すなわち、上記従来例に係る図5のオイルシール1において、本発明のように接線の角度変位を利用しようとして、リップ端3がアール面部7のみにて軸4の周面に摺動自在に密接するように設定すると、軸4に対するリップ端3の初期的なつぶししろが小さくなり過ぎてしまう。また、アール面7の曲率半径r0を大きく設定することによりリップ端3がアール面部7のみにて軸4の周面に摺動自在に密接するように設定すると、反対に、軸4に対するリップ端3の初期的なつぶししろが大きくなり過ぎてしまう。これに対して、本発明のように曲率半径の比較的小さな油側アール面と曲率半径の比較的大きな大気側アール面とを連続して設けると、接線を利用すべくアール面のみにて軸の周面に摺動自在に密接する状態を実現することができ、かつ軸に対するリップ端の初期的なつぶししろを適切な大きさに設定することが可能となる。
That is, in the
本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
すなわち、上記構成を備えた本発明のオイルシールにおいては、シールリップのリップ端にアール面部が設けられ、このアール面部に、曲率半径の比較的小さな油側アール面と曲率半径の比較的大きな大気側アール面とが設けられ、この油側アール面および大気側アール面の双方にて軸の周面に摺動自在に密接するよう構成されていることから、軸にコッキング現象が発生しても、大気側アール面と軸の周面とのなす角度がほぼ一定に保たれる。したがって、両面間に形成される油膜厚さを安定化させることができ、これに伴って漏れ量を安定化させることができる。 That is, in the oil seal of the present invention having the above-described configuration, a round surface portion is provided at the lip end of the seal lip, and an oil side round surface having a relatively small radius of curvature and an air having a relatively large radius of curvature are provided on the rounded surface portion. A side round surface is provided, and both the oil side round surface and the atmosphere side round surface are configured to be slidably in close contact with the peripheral surface of the shaft. The angle formed by the atmosphere-side round surface and the peripheral surface of the shaft is kept substantially constant. Therefore, the oil film thickness formed between both surfaces can be stabilized, and the leakage amount can be stabilized accordingly.
また、曲率半径の比較的小さな油側アール面と曲率半径の比較的大きな大気側アール面とを連続して設けるようにしたために、軸に対するリップ端の初期的なつぶししろを適切な大きさに設定することができる。 In addition, since the oil-side radius surface having a relatively small radius of curvature and the atmosphere-side radius surface having a relatively large radius of curvature are provided continuously, the initial crushing margin of the lip end relative to the shaft is set to an appropriate size. Can be set.
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係るオイルシール1の要部断面を示しており、このオイルシール1は以下のように構成されている。
FIG. 1 shows a cross section of a main part of an
すなわち、このオイルシール1(バルブステムシール)は、ゴム状弾性材製のシールリップ2のリップ端3にて摺動の相手方である軸(バルブステム)4の周面に摺動自在に密接するものであって、上記リップ端3には、油側斜面部5と大気側斜面部6との間にアール面部7が設けられており、アール面部7には、断面形状の曲率半径r1が比較的小さな油側アール面8と、断面形状の曲率半径r2が比較的大きな大気側アール面9とが連続して設けられている(r1<r2)。
That is, the oil seal 1 (valve stem seal) is slidably in close contact with the peripheral surface of a shaft (valve stem) 4 that is a sliding counterpart at a
油側斜面部5は、断面直線状または緩やかな曲面状(図では直線状)に形成されており、軸4の周面との間に所定の角度θ1をなしている。
The oil-side
油側アール面8は、比較的小さな曲率半径r1の断面円弧状に形成されており、軸4の周面との間に所定の角度θ2をなしている。油側アール面8と軸4の周面とのなす角度θ2は、両者4,8の交点における油側アール面8の接線8aと軸4の周面とのなす角度で決定される。θ2はθ1よりも小さく設定される。また、油側斜面部5と油側アール面8との境界は図上c点であり、両者5,8はこのc点にて連続的にかつ滑らかに繋がっている。
The oil-side round surface 8 is formed in a circular arc shape with a relatively small radius of curvature r 1 , and forms a predetermined angle θ 2 with the peripheral surface of the
大気側アール面9は、比較的大きな曲率半径r2の断面円弧状に形成されており、軸4の周面との間に所定の角度θ3をなしている。大気側アール面9と軸4の周面とのなす角度θ3は、両者4,9の交点(図2におけるf点)における大気側アール面9の接線9aと軸4の周面とのなす角度で決定される。油側アール面8と大気側アール面9との境界は図上d点であり、両者8,9はこのd点にて連続的にかつ滑らかに繋がっている。これによりこの曲率半径r2の円(仮想円)と上記曲率半径r1の円(仮想円)とは互いに円周上の1点で重なっているので、前者は後者の外接円をなしている。
The atmosphere-
大気側斜面部6は、断面直線状または緩やかな曲面状(図では直線状)に形成されており、軸4の周面との間に所定の角度θ4をなしている。θ4はθ3よりも大きく設定される。また、大気側アール面9と大気側斜面部6との境界は図上e点であり、両者6,9はこのe点にて連続的にかつ滑らかに繋がっている。
The atmosphere-side
また、当該オイルシール1は、上記油側アール面8および大気側アール面9の双方にて軸4の周面に摺動自在に密接するものである。
The
上記構成のオイルシール1は、シールリップ2のリップ端3が、従来のようにアール面部7および大気側斜面部6の双方にて軸4の周面に密接するのではなくアール面部7のみにて軸4の周面に密接し、かつこのアール面部7に設けられた油側アール面8および大気側アール面9の双方にて軸4の周面に密接する。上記したように大気側アール面9と軸4の周面とのなす角度θ3は、両者4,9の交点(図2におけるf点)における大気側アール面9の接線9aと軸4の周面とのなす角度で決定される。したがって図2に拡大して示すように、軸4に図上一点鎖線から二点鎖線へと変位するようなコッキング現象が発生すると、大気側アール面9と軸4の周面との交点は図上f点からg点へと変位し、これに伴って接線8aも図上一点鎖線から二点鎖線へとその位置を変え、かつ角度変位する。このときの大気側アール面9と軸4の周面とのなす角度は図上θ3’であり、このθ3’はθ3とほぼ等しい。したがって本発明によれば、オイルシール1が油側アール面8および大気側アール面9の双方にて軸4の周面に摺動自在に密接している限り、軸4にコッキング現象が発生しても、大気側アール面9と軸4の周面とのなす角度がほぼ一定に保たれることから、両者4,9間に形成される油膜厚さを安定化させることができ、これに伴って漏れ量を安定化させることができる。
In the
また、曲率半径r1の比較的小さな油側アール面8と曲率半径r2の比較的大きな大気側アール面9とが連続して設けられているために、上記したように軸4に対するリップ端3の初期的なつぶししろを適切な大きさに設定することができる。
Further, since the oil-side radius surface 8 having a relatively small radius of curvature r 1 and the air-
上記実施例に係るオイルシール1は、2種類の曲率r1,r2の異なる円弧で形成されたリップ端3を有し、軸上油側角θ2および軸上大気側角θ3が2種類の曲率で設定されるものであって、軸上での油側角θ2および大気側角θ3を2種類のアールで決定することにより摩耗や軸4の当り姿勢の変化(コッキングおよび偏心)に対するロバスト性を向上させることができる。
The
尚、上記実施例に係るオイルシール1は、本発明の技術的範疇において、その構成を種々変更することが可能である。例えば上記実施例では、曲率半径r1とr2との関係が、図示したように
r2<2r1
となっているが、この関係は反対に、図3に示すように、
r2>2r1
であっても良い。
The
However, this relationship is opposite, as shown in FIG.
r 2 > 2r 1
It may be.
1 オイルシール
2 シールリップ
3 リップ端
4 軸
5 油側斜面部
6 大気側斜面部
7 アール面部
8 油側アール面
8a,9a 接線
9 大気側アール面
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記リップ端(3)は、油側斜面部(5)と大気側斜面部(6)との間にアール面部(7)を有し、
前記アール面部(7)は、断面形状の曲率半径(r1)が比較的小さな油側アール面(8)と、断面形状の曲率半径(r2)が比較的大きな大気側アール面(9)とを連続して有し、
前記油側アール面(8)および大気側アール面(9)の双方にて前記相手部材に摺動自在に密接することを特徴とするオイルシール。 In the oil seal (1) slidably in close contact with the mating member such as the shaft (4) at the lip end (3) of the seal lip (2),
The lip end (3) has a rounded surface portion (7) between the oil-side slope portion (5) and the atmosphere-side slope portion (6),
The rounded surface portion (7) includes an oil-side rounded surface (8) having a relatively small curvature radius (r 1 ) in a cross-sectional shape and an air-side rounded surface (9) having a relatively large sectional curvature radius (r 2 ). And continuously
An oil seal characterized by being slidably in close contact with the mating member on both the oil side round surface (8) and the atmospheric side round surface (9).
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