JP2008089159A - Gear unit sealing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギアユニットのシール構造に係り、特に液状ガスケットを用いたギアユニットのシール構造に関する。 The present invention relates to a gear unit seal structure, and more particularly to a gear unit seal structure using a liquid gasket.
従来、バタフライユニット等のバルブを手動にて駆動するギアユニットは、その本体が、ギアを収納するボックスと、このボックスにボルトを介して固定されるカバーにて構成されている。これらボックスとカバーとの接合部分には、ボックス内部に充填された潤滑油の流出や、外部からの水等の侵入を防止可能なシール構造が用いられている。
このシール構造としては、ボックスとカバーの接合部分に軟質板状ガスケットを配置する構造や、Oリングを配置する構造(例えば特許文献1参照)などがある。近年においては、部品点数を減らしてコストダウンを図るため、液状ガスケットをボックスとカバーの接合部分に塗布する構造も開発されている。
As this seal structure, there are a structure in which a soft plate-like gasket is disposed at a joint portion between a box and a cover, a structure in which an O-ring is disposed (for example, see Patent Document 1). In recent years, in order to reduce the number of parts and reduce costs, a structure in which a liquid gasket is applied to the joint between the box and the cover has been developed.
ところで、ギアユニットを搭載したバルブの輸送時や配管施工時においては、ギアユニットに突発的な衝撃や過大な加重がかかることがあり、カバーがボックスに対してずれを生じてしまう場合がある。これらボックスとカバーとの接合部分に液状ガスケットを用いるシール構造であると、液状ガスケットが薄膜状に硬化してシール性を確保していることから、カバーがずれると、液状ガスケットに部分的な切断や剥離が生じ、シール性が損なわれるおそれがある。 By the way, when a valve equipped with a gear unit is transported or piped, a sudden impact or excessive load may be applied to the gear unit, and the cover may be displaced from the box. If the seal structure uses a liquid gasket at the joint between these boxes and the cover, the liquid gasket is cured into a thin film to ensure a sealing property. And peeling may occur, and the sealing performance may be impaired.
このようなシール性の低下を防止すべく、ボルトの締結力を増して、カバーのずれを抑制する対策が想起される。しかし、このボルトの締結力に耐え得るべく、ボックスやカバーの肉厚を厚くしたり、ボルトの呼び径を大きくしたり、さらにはこれらの変更に伴ってボックスやカバーの外形寸法を大きくするなど、大幅な形状変更を行う必要がある。このように、ボルトの締結力の増加はかえってコストアップやギアユニットの重量アップを招来することとなる。 In order to prevent such a deterioration of the sealing performance, a measure is conceived that increases the fastening force of the bolts and suppresses the displacement of the cover. However, in order to withstand the fastening force of this bolt, the thickness of the box and cover is increased, the nominal diameter of the bolt is increased, and the external dimensions of the box and cover are increased with these changes, etc. It is necessary to make a significant shape change. As described above, an increase in the fastening force of the bolt causes an increase in cost and an increase in the weight of the gear unit.
本発明の課題は、前記事情に鑑みてなされたものであり、突発的な衝撃等が加わってもシール性が損なわれることのないギアユニットのシール構造を、大幅な形状変更を伴うことなく得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and obtains a gear unit seal structure that does not impair the sealing performance even when sudden impact or the like is applied, without a significant shape change. For the purpose.
請求項1記載の発明は、
周囲を覆う壁部により上部に開口部が形成された有底状のボックスと、前記開口部を覆うカバーにより本体を構成し、当該本体にギアを内蔵するギアユニットのシール構造において、
前記ボックスと前記カバーとの接合部分は、前記壁部の上端部である壁端部と、前記壁端部に対向する前記カバーの接合部と、前記壁端部及び前記接合部の間に介在される液状ガスケットとにより構成され、
前記液状ガスケットのシール幅は、少なくとも前記ボックスと前記カバーとの所定のずれ量分だけ前記壁端部の幅よりも広く設定されていることを特徴としている。
The invention described in
In a seal structure of a gear unit that has a bottomed box in which an opening is formed at the top by a wall covering the periphery and a cover that covers the opening, and a gear is built in the body.
The joint portion between the box and the cover is interposed between a wall end portion which is an upper end portion of the wall portion, a joint portion of the cover facing the wall end portion, and the wall end portion and the joint portion. The liquid gasket
The seal width of the liquid gasket is set to be wider than the width of the wall end by at least a predetermined shift amount between the box and the cover.
請求項1記載の発明によれば、液状ガスケットのシール幅が少なくともボックスとカバーとの所定のずれ量分だけ壁端部の幅よりも広く設定されているので、液状ガスケットには壁端部から突出した部分が形成されることになる。これにより、突発的な衝撃や過大な加重がかかってボックスとカバーとがずれて液状ガスケットが切断したり剥離したとしても、液状ガスケットにおける壁端部から突出した部分がボックスとカバーとのシール性を確保することになる。そして、液状ガスケットのシール幅のみを少なくともボックスとカバーとの所定のずれ量分だけ壁端部の幅よりも広くするだけでよいので、ギアユニット自体を大幅に形状変更しなくともシール性を確保することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the seal width of the liquid gasket is set to be wider than the width of the wall end by at least a predetermined shift amount between the box and the cover, A protruding portion is formed. As a result, even if a sudden impact or excessive load is applied and the box and cover are displaced and the liquid gasket is cut or peeled off, the portion of the liquid gasket that protrudes from the wall edge is the sealing property between the box and the cover. Will be secured. Since only the seal width of the liquid gasket needs to be made wider than the width of the wall end by at least a predetermined amount of deviation between the box and the cover, the sealing performance is ensured without having to change the shape of the gear unit itself. It becomes possible to do.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のギアユニットのシール構造において、
前記ボックスの壁端部若しくは前記カバーの接合部の少なくとも一方に切欠を設け、
前記切欠の内部に前記液状ガスケットを充填することで、前記切欠外部に位置する前記液状ガスケットよりも肉厚な肉厚部を形成することを特徴としている。
The invention according to
A notch is provided in at least one of the wall end of the box or the cover joint;
By filling the liquid gasket inside the notch, a thicker part than the liquid gasket located outside the notch is formed.
請求項2記載の発明によれば、液状ガスケットの一部が肉厚部となっているので、全体が薄膜状となっているものと比べて破損にしにくくなり、結果的にシール性が高まることになる。 According to the second aspect of the present invention, since a part of the liquid gasket is a thick part, it is less likely to be damaged as compared with a thin film as a whole, resulting in an increase in sealing performance. become.
請求項3記載の発明は、請求項2記載のギアユニットのシール構造において、
前記液状ガスケットに覆われる前記切欠の角部は円弧状に形成されていることを特徴としている。
The invention according to
The corner portion of the notch covered with the liquid gasket is formed in an arc shape.
ここで、ボックスとカバーとを締結した後、カバーがずれると、切欠部の角部によって液状ガスケットに応力集中が発生し、液状ガスケットが傷つき当該ガスケットの薄膜部分が剥離する場合がある。しかしながら、請求項3記載の発明のように、液状ガスケットに覆われる切欠の角部が円弧状に形成されているので、液状ガスケットに対する応力集中を分散させることができ、液状ガスケットが傷つくことを防止することができる。
Here, if the cover is displaced after the box and the cover are fastened, stress concentration occurs in the liquid gasket due to the corners of the notch, and the liquid gasket may be damaged and the thin film portion of the gasket may be peeled off. However, since the corners of the notches covered with the liquid gasket are formed in an arc shape as in the invention described in
本発明によれば、突発的な衝撃や過大な加重がかかることにより、ボックスとカバーとがずれて液状ガスケットが切断したり剥離したとしても、液状ガスケットにおける壁端部から突出した部分がボックスとカバーとのシール性を確保することになる。そして、液状ガスケットのシール幅のみを少なくともボックスとカバーとの所定のずれ量分だけ壁端部の幅よりも広くするだけでよいので、ギアユニット自体を大幅に形状変更しなくともシール性を確保することが可能となる。 According to the present invention, even if a sudden impact or excessive load is applied and the box and the cover are displaced and the liquid gasket is cut or peeled off, the portion of the liquid gasket that protrudes from the wall end is separated from the box. Sealing performance with the cover will be ensured. Since only the seal width of the liquid gasket needs to be made wider than the width of the wall end by at least a predetermined amount of deviation between the box and the cover, the sealing performance is ensured without having to change the shape of the gear unit itself. It becomes possible to do.
以下、本発明に係るギアユニットのシール構造について説明する。まず、ギアユニットについて説明する。図1はギアユニットの概略構成を表す側断面図である。図1に示すようにギアユニット1には、ウォーム2やウォームホイール3を内蔵するボックス4と、当該ボックス4内のウォーム2やウォームホイール3を覆ってボックス4の蓋となるカバー5と、ボックス4及びカバー5を締結するボルト9とが設けられている。つまり、ギアユニット1は、ボックス4とカバー5とによって本体が構成され、当該本体にウォーム2やウォームホイール3等のギアが内蔵されている。
The gear unit seal structure according to the present invention will be described below. First, the gear unit will be described. FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of the gear unit. As shown in FIG. 1, the
図2はカバー5を装着する前のボックス4の内部構造を表す上面図である。図1及び図2に示すようにボックス4は、周囲を覆う壁部6により上部に開口部Oが形成された有底状に形成されていて、その内部には、ウォーム2を収納するウォーム収納部41と、ウォーム2に噛合したウォームホイール3を収納するホイール収納部42とが設けられている。そして、ボックス4の壁部6の上端部(壁端部61)は、カバー5と接合されるようになっている。以下、カバー5におけるボックス4の壁端部61と接合される部分を接合部7(図1参照)とする。
FIG. 2 is a top view showing the internal structure of the
図2に示すようにウォーム収納部41には、ウォーム2のウォーム軸21を回転自在に支持する一対のベアリング43が配置されている。ウォーム軸21の端部には不図示のハンドルが連結されていて、このハンドルが回転されると、ウォーム軸21を介してウォーム2も連動して回転し、ウォームホイール3も回動するようになっている。ウォームホイール3の中央には軸体(図示省略)が固定されていて、ウォームホイール3の回動に伴って軸体が回動し、ギアユニット1に接続されたバタフライバルブ等のバルブの弁体を回動させるようになっている。
ウォームホイール3は、ボックス4の内部に突設した円筒状の軸支部4aと、カバー5の下面から突設した円筒状の軸支部5aとによって、それぞれOリング4b,5bを介して回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 2, a pair of
The
次にギアユニット1のシール構造について説明する。図3は、ボックス4及びカバー5の接合部分を表す断面図であり、この接合部分にシール構造10が設けられている。図3に示すように接合部分には、ボックス4の壁端部61とカバー5の接合部7との間に液状ガスケット8が介在されている。液状ガスケット8は、硬化後に弾性を有するものが用いられる。
Next, the seal structure of the
そして、カバー5の接合部7における液状ガスケット8に接触する接触面71の幅H1は、少なくともボックス4とカバー5との所定のずれ量(t:図4(a)参照)分だけ壁端部61の幅H2よりも広く設定されている。なお所定のずれ量とは、予め想定されるずれ量のことである。例えば、実験やシミュレーション等によって計測されたずれ量の最大値を所定のずれ量と設定したり、ボルト9のネジ径と当該ボルト9が貫通するカバー5の貫通孔の内径との差を所定のずれ量と設定することが挙げられる。
ここで、カバー5の周縁は、切削加工面である1段形状となっていて、この加工面が接合部7となっている。また、ボックス4の壁端部61は、内側が低い2段形状となるように切欠61aが形成されていて、カバー5の接合部7における接触面71と対向している。つまり、壁端部61の上段部62及び下段部63とカバー5の接合部7とで液状ガスケット8を挟むことで、上段部62と接触面71との間に介在する液状ガスケット8は薄膜状となり、下段部63と接触面71との間に介在する液状ガスケット8は切欠61a内に充填されて切欠61a外部に位置する部分、すなわち前記薄膜状の部分よりも肉厚となる。以下、液状ガスケット8における薄膜状となっている部分を薄膜部81とし、肉厚となっている部分を肉厚部82とする。これにより、肉厚部82に接触する下段部63の上面の幅H3よりも、肉厚部82に接触する接触面71の幅H4の方が長いことになる。
The width H1 of the
Here, the peripheral edge of the
このシール構造10は、図1及び図2に示すように、ボックス4及びカバー5の接合部分の全周にわたって形成されているので、接合部分からギアユニット1内部に充填された潤滑油が外部に漏れ出すことや、外部から水が侵入することが防止されている。
なお、ボックス4やカバー5は、鋳鉄等の鋳物で形成されており、本実施形態におけるボックス4の壁端部61は、上段部62を切削加工面にて形成し、下段部63は鋳放面にて形成している。ここで、図2に示すように壁端部61が非円環状である場合には加工効率上、下段部63を鋳物形成時に形成することが好ましいが、壁端部61が円環状である場合には切削加工により形成することが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
次に、本実施形態の作用について説明する。
ボックス4とカバー5とを接合する場合には、作業者はボックス4の壁端部61に液状ガスケット8を塗布した後に、ボックス4の開口部Oをカバー5にて被覆する。これにより、ボックス4の壁端部61とカバー5の接合部7が対向して、液状ガスケット8を介してボックス4とカバー5との接合部(シール構造10)が形成される。カバー5は、ボルト9のボックス4への螺合により固定される。
なお、液状ガスケット8の塗布量は、当該液状ガスケット8がボックス4とカバー5とにより圧縮されて、ボックス4の壁端部61の幅H2よりボックス4の内方に突出するとともに、切欠61a内に充填される量に設定されている。また、液状ガスケット8は、接合部7の接触面71の全域にわたって密着する必要はなく、後述するカバー5のずれ量tの最大値を考慮した壁端部61の幅H2より広く突出していればよい。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the
The amount of the
上記のように組み立てられたギアユニット1を搭載したバルブを、輸送する際や配管施工する際に突発的な衝撃や荷重がギアユニット1に加わると、図4に示すようにボックス4とカバー5とがずれる場合がある。なお、ずれはこれら以外にも、過大な力をハンドルから軸体に付与した場合にも発生する可能性がある。これは、カバー5がウォームホイール3を軸支しているため、過大な力をハンドルから軸体に付与するとウォームホイール3が傾いてカバー5をボックス4からずらす方向に力が付与されることに起因する。
When a sudden impact or load is applied to the
図4(a)は、図1の右方向にカバー5がずれた場合の、図1の左上方におけるカバー5のずれ状態を表す図であり、図4(b)は図1の右上方におけるカバー5のずれ状態を表す図である。図4(a)に示すように、カバー5が壁端部61の上段部62側から下段部63側にずれると、液状ガスケット8が傷ついて当該ガスケット8の薄膜部81が剥離する場合がある。液状ガスケット8のシール幅はカバー5のずれ量tの最大値を考慮して壁端部61の幅H2より広く設定されていることから、シール性を維持することができる。しかも、硬化後に弾性を有する液状ガスケット8の肉厚部82が、カバー5の移動に追随してボックス4の壁端部61における下段部63やカバー5の接合部7との密着性を維持するので、より確実にシール性を維持することができる。
4A is a diagram illustrating a shift state of the
一方、図4(b)に示すように、カバー5が壁端部61の下段部63側から上段部62側にずれると、液状ガスケット8が傷ついて当該ガスケット8の薄膜部81が剥離する場合がある。しかし、液状ガスケット8のシール幅はカバー5のずれ量tの最大値を考慮して壁端部61の幅H2より広く設定されていることから、シール性を維持することができる。特に、肉厚部82に接触する下段部63の上面の幅H3よりも、肉厚部82に接触する接触面71の幅H4の方が長いので、ずれにより液状ガスケット8が圧縮したとしても肉厚部82の接触面71側の幅H5を下段部63側の幅H3と同等以上確保することが可能となる。つまり、薄膜部81が剥離したとしても肉厚部82の接触面71側の幅H5を確保できるので、薄膜部81の剥離による漏れを肉厚部82で防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the
以上のように本実施形態によれば、突発的な衝撃や過大な加重がかかることにより、ボックス4とカバー5とがずれて液状ガスケット8が切断したり剥離したとしても、液状ガスケット8における壁端部61から突出した部分がボックス4とカバー5とのシール性を確保することになる。そして、液状ガスケット8のシール幅のみを、少なくともボックス4とカバー5との所定のずれ量分だけ壁端部61の幅よりも広くするだけでよいので、ギアユニット1自体を大幅に形状変更しなくともシール性を確保することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, even if the
なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、図4(a),(b)の点線部Pに示すように、液状ガスケット8に覆われる切欠61aの角部(壁端部61の上段部62の角部62a)を円弧状に形成していると、カバー5が壁端部61の下段部63側から上段部62側にずれた際の、壁端部61の上段部62の角部による液状ガスケット8に対する応力集中を分散させることができ、液状ガスケット8が傷つくことを防止することができる。なお角部62aを円弧状に形成する手段としては、切削加工や、鋳造成形などが挙げられる。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment and can be modified as appropriate.
For example, as shown by the dotted line portion P in FIGS. 4A and 4B, the corner portion of the
また、本実施形態では、ボックス4の壁端部61を2段形状とし、壁端部61の下段部63とカバー5の接合部7との間隔内に肉厚部82を形成した場合を例示したが、液状ガスケットのシール幅が、少なくともボックス4とカバー5との所定のずれ量分だけ壁端部61の幅よりも広く設定された状態で、肉厚部が形成されるのであれば、ボックス4の壁端部61の形状や、カバー5の接合部7の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図5(a)に示すように、カバー5Aの接合部7Aを2段形状とすることで切欠61bを設け、壁端部61Aを平面とすることで、肉厚部82Aを形成することや、図5(b)に示すように、カバー5側の液状ガスケット8Bの塗布領域を内側に広げることで肉厚部82Bを形成することなどが挙げられる。なお、これらの場合においても液状ガスケット8A,8Bに対する応力集中を分散させるために、当該液状ガスケット8A,8Bに埋没する角部(角部71a,71b,61c)を円弧状に形成することが好ましい。
また、図5(a)の場合においては、液状ガスケットのシール幅が、少なくともボックス4とカバー5との所定のずれ量分だけ壁端部61Aの幅よりも広く設定されるように、切欠61bの上面を形成しておく必要がある。
In the present embodiment, the
In the case of FIG. 5A, the notch 61b is set so that the seal width of the liquid gasket is set wider than the width of the
1 ギアユニット
2 ウォーム
3 ウォームホイール
4 ボックス
4a 軸支部
4b Oリング
5 カバー
5a 軸支部
5b Oリング
6 壁部
7 接合部
8 液状ガスケット
9 ボルト
10 シール構造
21 ウォーム軸
41 ウォーム収納部
42 ホイール収納部
43 ベアリング
44 軸体
61 壁端部
62 上段
63 下段
71 接触面
81 薄膜部
82 肉厚部
O 開口部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ボックスと前記カバーとの接合部分は、前記壁部の上端部である壁端部と、前記壁端部に対向する前記カバーの接合部と、前記壁端部及び前記接合部の間に介在される液状ガスケットとにより構成され、
前記液状ガスケットのシール幅は、少なくとも前記ボックスと前記カバーとの所定のずれ量分だけ前記壁端部の幅よりも広く設定されていることを特徴とするギアユニットのシール構造。 In a seal structure of a gear unit that has a bottomed box in which an opening is formed at the top by a wall covering the periphery and a cover that covers the opening, and a gear is built in the body.
The joint portion between the box and the cover is interposed between a wall end portion which is an upper end portion of the wall portion, a joint portion of the cover facing the wall end portion, and the wall end portion and the joint portion. The liquid gasket
The seal structure of the gear unit, wherein the seal width of the liquid gasket is set to be wider than the width of the wall end by at least a predetermined deviation amount between the box and the cover.
前記ボックスの壁端部若しくは前記カバーの接合部の少なくとも一方に切欠を設け、
前記切欠の内部に前記液状ガスケットを充填することで、前記切欠外部に位置する前記液状ガスケットよりも肉厚な肉厚部を形成することを特徴とするギアユニットのシール構造。 The seal structure of the gear unit according to claim 1,
A cutout is provided in at least one of the wall end of the box or the joint of the cover,
A gear unit seal structure, wherein the liquid gasket is filled into the notch to form a thicker portion than the liquid gasket located outside the notch.
前記液状ガスケットに覆われる前記切欠の角部は円弧状に形成されていることを特徴とするギアユニットのシール構造。 The seal structure of the gear unit according to claim 2,
The gear unit seal structure, wherein a corner portion of the notch covered with the liquid gasket is formed in an arc shape.
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