JP2011007307A

JP2011007307A - シール装置

Info

Publication number: JP2011007307A
Application number: JP2009153601A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kuribayashi; 宏志栗林; Hiroki Nakajima; 博樹中島
Original assignee: Alps Tool Co Ltd
Current assignee: Alps Tool Co Ltd
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: JP5325674B2

Abstract

【課題】本発明は、簡易にシール部材の許容回転数を超えても使用可能なシール装置を提供する。
【解決手段】本発明のシール装置は、回転軸５と、回転軸５の外周を囲み、回転軸５を軸受け７を介して回転可能に支持する支持部材８と、回転軸５と支持部材８の間に配置され、弾性を有する環状のシール部材２０と、を備え、シール部材２０は、回転軸５に固定される基体２１と、基体２１から斜方向外周側に延び、支持部材８に接触可能であって、基体２１と協働して溝２５を形成するリップ２２と、を備え、前記溝２５には、リップ２２の移動範囲を規制する環状部材３０が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、水・塵埃などの浸入を防ぐシール装置に関する。

例えば、防水・防塵対策として環状Ｖ字型のシール部材を用いたシール装置が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のシール装置は、例えば、回転軸を備えた電動工具に用いられる。図３（ａ）に示すように、回転軸５０が静止、又は低速回転している時にはベアリングキャップ５３のシール面５１を断面が略Ｖ字型であって環状のシール部材５５のリップ５６が密閉し、水や塵埃などが回転軸の周面や軸受けに浸入するのを防止する。また、図３（ｂ）に示すように、回転軸５０が高速回転している時には、遠心力によりシール部材５５のリップ５６が弾性変形して起立し、ベアリングキャップ５３のシール面５１から離れる。なお、回転軸５０が高速回転している時の水や塵埃は、遠心力によりシール部材５５の外周へ移動するためシール性は保たれるようになっている。また、回転軸５０が高速回転している時には、リップ５６がシール面５１から離れるためシール面５１との摺動によるリップ５６の発熱や磨耗が防止される。

特開２００５−２４９０４４号公報

シール部材には回転軸の許容回転数が明示されており、その許容回転数を超えて使用した場合には、図３（ｃ）に示すように、シール部材５５がその遠心力により弾性変形して回転軸５０から離れるとともに、リップ５１が弾性変形して他の部材（ベアリングキャップ５３など）に接触し破損する場合がある。そのため、シール部材の許容回転数を超えて使用することができなかった。

そこで、本願発明では、簡易に環状シール部材の許容回転数を超えても使用可能なシール装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載のシール装置は、回転軸（５）と、前記回転軸の外周を囲み、前記回転軸を軸受け（７）を介して回転可能に支持する支持部材（８）と、前記回転軸と前記支持部材の間に配置され、弾性を有する環状のシール部材（２０）と、を備え、前記シール部材は、前記回転軸に固定される基体（２１）と、前記基体から斜方向外周側に延び、前記支持部材に接触可能であって、前記基体と協働して溝（２５）を形成するリップ（２２）と、を備え、前記溝には、前記リップの移動範囲を規制する環状部材（３０）が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、簡易に、シール部材の過剰な変形を制限し、シール部材が許容回転数を超えた回転軸の回転時に遠心力により過大に弾性変形しにくくなるため、許容回転数を超えた回転による使用にもシール機能を維持することができる。

また、請求項２に記載のシール装置は、請求項１に記載のシール装置において、前記環状部材は、弾性係数が前記シール部材よりも高いことを特徴とする。

この発明によれば、確実に許容回転数を超えた回転による使用にもシール機能を維持することができる。

また、請求項３に記載のシール装置は、請求項１、又は２に記載のシール装置において、前記回転軸の前方には、外周方向に突出する突出部を有しており、前記シール部材は、当該突出部と支持部材との間に配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、外部から直接軸受けに水や塵埃が浸入しにくくなる。

本発明によれば、特別な部材を固定することなく小さなスペースで簡易に環状シール部材の許容回転数を超えた回転数で使用することができる。

電動工具の先端部の一部断面構成図である。図１のＡ部分の拡大図である。環状シール部材を用いた従来のシール装置の一例を示す部分拡大図である。

以下、本願を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。以下に説明する実施の形態は、例えば、回転軸を有する電動工具Ｔに本願を適用したものである。なお、以下の説明において電動工具Ｔの構成については従来から存在する一般的な構成を適用するためその詳細な説明は省略するものとする。

図１は電動工具の先端部の一部断面構成図、図２は図１のＡ部分の拡大図である。

図１に示すように、電動工具Ｔは、回転軸５の外周を囲むハウジング２（本願の支持部材）を有しており、当該ハウジング２には、回転軸５が軸受け７を含む構成部材を介して回転自在に取り付けられている。回転軸５の先端部には、例えば、ネジ締めや孔あけ等を行うための工具が着脱可能に取り付けられるチャック１０が設けられている。チャック１０は、工具が挿入され保持される工具保持用の孔部を中心部に有し、その外周面にはチャック１０に工具を着脱可能に固定又は解放するための固定解放用工具を挿入可能な孔部１０ａが形成されている。

ハウジング２の内部後方には、図示しないが、モータなどの駆動部やモータの出力が伝達される減速機を含めた回転伝達機構部が内蔵され、当該モータの出力が回転伝達機構部を介して回転駆動力が回転軸５に伝達される。

軸受け７は回転軸の前方周面に２個直列に設けられ、ハウジング２によってその周面が保持されている。また、ハウジング２には、前方に回転軸５及び軸受け７を受け入れるための開口を有しており、その開口には、軸受け７の側面を押圧し当該軸受け７を保持するための環状のベアリングキャップ８が装着される。なお、このベアリングキャップ８はハウジング２の一部としても機能する。

回転軸５の先端部には、外周方向に突出する突出部５ａが形成されており、この突出部５ａによって直接、軸受け７に水・塵埃などが浸入するのを防止するようになっている。

また、この突出部５ａとベアリングキャップ８との間には、断面がＶ字型であって環状のシール部材２０が配置され、このシール部材２０によって、外部から隙間を介して軸受け７等への水や塵埃などの浸入を防ぐようになっている。

図１及び図２に示すように、シール部材２０は、突出部５ａの後方端面に嵌合されて固定される基体２１と、当該基体２１から斜方向外周側に延び、ベアリングキャップ８の端面（シール面８ａ）に接触可能であって、前記基体２１と協働して溝２５を形成するリップ２２と、を備えている。

シール部材２０には許容回転数が規定されており、その許容回転領域における、回転軸５の停止又は低速回転時には、ベアリングキャップ８と接触し、隙間を遮断してシール性を保ち、回転軸の高速回転時には、遠心力によりリップ２２の先端部がベアリングキャップ８のシール面８ａから離れて突出部５ａ側に起立する。このように回転軸５の高速回転時には、リップ２２がベアリングキャップ８のシール面８ａから離れるため当該ベアリングキャップ８との接触によるリップ２２の発熱が防止される。また、回転軸５の高速回転時には、外部から浸入する水や塵埃が遠心力によりリップ２２の外周縁へ移動するため、突出部５ａとベアリングキャップ８との間に形成される隙間におけるシール性が保たれる。

また、シール部材２０の溝２５には、前記回転軸５の回転数に応じて前記リップ２２の移動範囲を規制する環状部材３０が設けられている。この環状部材３０は、弾性係数が、前記シール部材２０よりも高い（変形しにくい）ものが用いられる。また、材質としては、樹脂製のものが好適に用いられるが、金属やセラミックス製であっても構わない。

ここで、従来のシール部材と本実施形態の環状部材３０を設けたシール部材２０のシール性を比較するために回転軸の回転数を毎分０〜２万回転の間に設定して試験を行ったところ、従来のシール部材は、遠心力によるリップ及びシール部材の変形の結果、他の部材との接触により、異常発熱及び破損したものの、環状部材３０を設けたシール部材２０では、そのような不具合が発生しなかった。

本実施形態のシール装置は、上記構成を有する結果、回転軸５が静止、又は低回転時には、シール部材２０のリップ２２がベアリングキャップ８のシール面８ａと接触しているため、隙間が遮断されてシール性が保たれ、外部から浸入する水・塵埃の浸入を防止する。一方、回転軸５が高回転時には、シール部材２０のリップ２２がベアリングキャップ８のシール面８ａから離れるものの、遠心力により外部から浸入する水・塵埃は、シール部材２０の半径方向外周側に方向を変えられ、当該シール部材２０の周縁を移動し、当該水・塵埃の浸入を防止するとともに、リップ２２とベアリングキャップ８のシール面８ａとの接触によるリップ２２の発熱や磨耗を防止する。

さらにシール部材２０の許容回転数を超えた高回転時であっても、環状部材３０をシール部材２０の溝２５に設けているため、シール部材２０の溝２５部分の剛性が増すとともに、リップ２２が必要以上に広がるのを防止する。これにより、遠心力が増しシール部材２０及びリップ２２の弾性変形等によって発生するベアリングキャップ８など他の部材との接触などを回避できる。また、他の部材との接触の回避によりリップ２２の破損が防止できる。

なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態のシール装置は、電動工具における隙間のシール性の確保に適用されるものに限定されるものではなく、回転軸を備え、狭い領域内におけるシール性の確保に適用することができる。

Ｔ電動工具
２ハウジング
５回転軸
８ベアリングキャップ
２０シール部材
２１基体
２２リップ
２５溝
３０環状部材

Claims

回転軸と、
前記回転軸の外周を囲み、前記回転軸を軸受けを介して回転可能に支持する支持部材と、
前記回転軸と前記支持部材の間に配置され、弾性を有する環状のシール部材と、を備え、
前記シール部材は、
前記回転軸に固定される基体と、
前記基体から斜方向外周側に延び、前記支持部材に接触可能であって、前記基体と協働して溝を形成するリップと、を備え、
前記溝には、前記リップの移動範囲を規制する環状部材が設けられていることを特徴とするシール装置。
前記環状部材は、弾性係数が前記シール部材よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
前記回転軸の前方には、外周方向に突出する突出部を有しており、
前記シール部材は、当該突出部と支持部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１、又は２に記載のシール装置。