JP2013167317A - Floating seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械のキャタピラー等に用いられる、泥水等の異物のシールを行うフローティングシールに関するものである。 The present invention relates to a floating seal used for a caterpillar of a construction machine and the like for sealing foreign matter such as muddy water.
図3を参照して、従来例に係るフローティングシールについて説明する。図3は従来例に係るフローティングシールが装着されている状態を示す模式的断面図である。フローティングシール500は、固定軸200に固定された環状の固定側ハウジング300と、固定軸200に対して同心的に回転する環状の回転側ハウジング400との間の軸方向の隙間を封止する。これにより、フローティングシール500は、これら固定側ハウジング300と回転側ハウジング400との間の隙間から固定軸200側に異物が侵入することを抑制する。
A floating seal according to a conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state where a floating seal according to a conventional example is mounted. The
そして、フローティングシール500は、鋳鉄製の一対の第1シールリング510a,510bと、弾性体製の一対の第2シールリング520a,520bとから構成される。一対の第1シールリング510a,510bは、固定側ハウジング300と回転側ハウジング400の内側で、固定軸200に対して環状隙間を空けて配置され、互いに摺動するように構成される。また、一対の第2シールリング520a,520bは、固定側ハウジング300と回転側ハウジング400に対してそれぞれ密着し、一対の第1シールリング510a,510bをそれぞれ押圧することで、これら一対の第1シールリング510a,510bの位置決めを行う。
The floating
以上のように構成されたフローティングシール500においては、回転側ハウジング400の回転に伴って、第2シールリング520bを介して第1シールリング510bが回転し、第1シールリング510aと第1シールリング510bが摺動する。
In the
ここで、第1シールリング510a,510bは、上記の通り、鋳鉄製であることから、その表面の摩擦係数が高く、これらが摺動する際の摺動トルクが高いという問題がある。また、これに伴い、第1シールリング510bが高速回転する場合には、焼きつきが生じるなどの問題もある。更に、鋳鉄は錆び易く、かつ撥水性も悪く、図3中矢印X方向に侵入してきた泥水等が第1シールリング510a,510bの外周表面に付着して、こびり付いてしまい易い。これにより、次回の起動時に動かなくなってしまうという問題もある。このように、従来例に係るフローティングシール500においては、耐久性が低いという問題がある。
Here, since the
ここで、第1シールリングの表面全体を4フッ化エチレン樹脂材によってコーティングする技術も知られている。この技術によれば、摺動トルクを低減でき、かつ錆びの発生を抑制することが可能となる。 Here, a technique for coating the entire surface of the first seal ring with a tetrafluoroethylene resin material is also known. According to this technique, the sliding torque can be reduced and the occurrence of rust can be suppressed.
しかしながら、摩擦力の低下により、第1シールリングと第2シールリングとの間で摺動してしまい、弾性体製の第2シールリングが摩耗してしまう問題がある。そのため、両者間で摺動が生じないように表面を粗くする加工を施さなければならないなどの新たな課題が生じてしまう(特許文献1参照)。 However, there is a problem that due to the reduction in the frictional force, the second seal ring slides between the first seal ring and the second seal ring, and the second seal ring made of an elastic body is worn. For this reason, a new problem arises such that the surface must be roughened so that no sliding occurs between them (see Patent Document 1).
本発明の目的は、耐久性の向上を図ったフローティングシールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a floating seal with improved durability.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明のフローティングシールは、
固定軸に固定された環状の固定側ハウジングと、前記固定軸に対して同心的に回転する環状の回転側ハウジングとの間の軸方向の隙間を封止して、これら固定側ハウジングと回転側ハウジングとの間の隙間から前記固定軸側に異物が侵入することを抑制するフローティングシールにおいて、
前記固定側ハウジングと回転側ハウジングの内側で、前記固定軸に対して環状隙間を空けて配置され、互いに摺動する鋳鉄製の一対の第1シールリングと、
前記固定側ハウジングと回転側ハウジングに対してそれぞれ密着し、前記一対の第1シールリングをそれぞれ押圧することで、これら一対の第1シールリングの位置決めを行う弾性体製の一対の第2シールリングと、
を備えるフローティングシールであって、
前記一対の第1シールリングの表面のうち、互いに摺動する摺動領域から外周面側の少なくとも一部の領域に亘ってダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されると共に、第2シールリングが密着する領域は鋳鉄がそのまま露出していることを特徴とする。
That is, the floating seal of the present invention is
An axial clearance between the annular fixed housing fixed to the fixed shaft and the annular rotating housing rotating concentrically with the fixed shaft is sealed, and the fixed housing and the rotating side are sealed. In the floating seal that suppresses foreign matter from entering the fixed shaft side from the gap between the housing,
A pair of first seal rings made of cast iron that are arranged inside the stationary housing and the rotating housing with an annular gap with respect to the stationary shaft and slide relative to each other;
A pair of second seal rings made of an elastic body that are in close contact with the fixed housing and the rotary housing and press the pair of first seal rings to position the pair of first seal rings. When,
A floating seal comprising
Of the surfaces of the pair of first seal rings, a diamond-like carbon coating is applied from the sliding area sliding to each other to at least a partial area on the outer peripheral surface side, and the second seal ring is in close contact with it. The region is characterized in that the cast iron is exposed as it is.
本発明によれば、一対の第1シールリングの表面のうち、互いに摺動する摺動領域にはダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されている。これにより、摺動トルクを低下させることができ、かつ耐熱性を向上させることができる。また、摺動トルクの低下と耐熱性の向上とが相俟って、焼き付きを効果的に抑制することができる。更に、一対の第1シールリングの表面のうち、外周面側の少なくとも一部の領域にダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されているので、撥水性が向上し、かつ錆びの発生を抑制できる。ただし、一対の第1シールリングの表面のうち、第2シールリングが密着する領域は鋳鉄がそのまま露出しているので、第1シールリングと第2シールリングとの間で摺動してしまうことを抑制できる。従って、第2シールリングが摩耗してしまうことを抑制できる。 According to the present invention, the surface of the pair of first seal rings is coated with diamond-like carbon on the sliding regions that slide with each other. Thereby, sliding torque can be reduced and heat resistance can be improved. In addition, the reduction in sliding torque and the improvement in heat resistance can effectively suppress seizure. Furthermore, since the diamond-like carbon coating is applied to at least a partial region on the outer peripheral surface side of the surfaces of the pair of first seal rings, the water repellency is improved and the occurrence of rust can be suppressed. However, since the cast iron is exposed as it is in the region where the second seal ring is in close contact with the surface of the pair of first seal rings, it slides between the first seal ring and the second seal ring. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the second seal ring from being worn.
以上説明したように、本発明によれば、耐久性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, durability can be improved.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
(実施例)
図1及び図2を参照して、本発明の実施例に係るフローティングシールについて説明する。
(Example)
With reference to FIG.1 and FIG.2, the floating seal which concerns on the Example of this invention is demonstrated.
<フローティングシールの全体構成>
フローティングシール100は、固定軸200に固定された環状の固定側ハウジング300と、固定軸200に対して同心的に回転する環状の回転側ハウジング400との間の軸方向の隙間を封止する。これにより、フローティングシール100は、これら固定側ハウジング300と回転側ハウジング400との間の隙間から固定軸200側に泥水等の異物が侵入することを抑制する。
<Overall configuration of floating seal>
The floating
フローティングシール100は、鋳鉄製の一対の第1シールリング10a,10bと、ゴムなどの弾性体製の一対の第2シールリング20a,20bとから構成される。第1シールリング10a及び第2シールリング20aは、固定側ハウジング300側に配置される。また、第1シールリング10b及び第2シールリング20bは、回転側ハウジング400側に配置される。なお、図1においては、フローティングシール100のうち、第1シールリング10b及び第2シールリング20bのみを示している。第1シールリング10aと第1シールリング10bは同一の構成であり、第2シールリング20aと第2シールリング20bは同一の構成である。第1シールリング10aと第1シールリング10bは配置の向きのみが異なっている。
The floating
そして、第1シールリング10a,10bは、互いに摺動する平面状の摺動部11a,11bと、つば部12a,12bと、第2シールリング20a,20bがそれぞれ密着されるテーパ面13a,13bを有している。
The
一対の第1シールリング10a,10bは、固定側ハウジング300と回転側ハウジング400の内側で、固定軸200に対して環状隙間を空けて配置され、互いに摺動するように構成される。また、一対の第2シールリング20a,20bは、固定側ハウジング300と回転側ハウジング400に対してそれぞれ密着し、一対の第1シールリング10a,10bをそれぞれ押圧することで、これら一対の第1シールリング10a,10bの位置決めを行う。
The pair of
すなわち、固定側ハウジング300のうち第2シールリング20aが密着する面、及び第1シールリング10aのうち第2シールリング20aが密着する面(テーパ面13a)はいずれも回転側ハウジング400に向かって拡径するテーパ面で構成されている。これにより、第1シールリング10aは第2シールリング20aの弾性反発力によって、内周面側かつ回転側ハウジング400側に向かって押圧される。一方、回転側ハウジング400のうち第2シールリング20bが密着する面、及び第1シールリング10bのうち第2シールリング20bが密着する面(テーパ面13b)はいずれも固定側ハウジング300に向かって拡径するテーパ面で構成されている。これにより、第1シールリング10bは第2シールリング20bの弾性反発力によって、内周面側かつ固定側ハウジング300側に向かって押圧される。これにより、第1シールリング10a,10bは互いに密着した状態、かつ固定軸200と同心的な位置で固定軸200と環状隙間を空けた状態で位置決めされる。
That is, the surface of the
以上のように構成されたフローティングシール100においては、回転側ハウジング400の回転に伴って、第2シールリング20bを介して第1シールリング10bが回転し、第1シールリング10aの摺動部11aと第1シールリング10bの摺動部11bが摺動する。
In the floating
<第1シールリングの詳細>
本実施例に係る第1シールリング10a,10bにおいては、これらの表面のうち、摺動部11a,11b及びつば部12a,12bの外周表面12a1,12b1に、ダイヤモンドライクカーボン(以下、DLCと称する)のコーティングが施されている。つまり、第1シールリング10bにおいては、図1中、領域S及び領域Tの範囲にDLCのコーティングが施されている。第1シールリング10aについても同様である。
<Details of the first seal ring>
In the
また、第1シールリング10a,10bの表面のうち、第2シールリング20a,20bがそれぞれ密着するテーパ面13a,13bについては、DLCのコーティングは施されていない。すなわち、これらのテーパ面13a,13bは鋳鉄がそのまま露出している。つまり、第1シールリング10bにおいては、図1中、領域Uの範囲は鋳鉄がそのまま露出している。第1シールリング10aにおいても同様である。
Of the surfaces of the
<本実施例に係るフローティングシールの優れた点>
本実施例に係るフローティングシール100によれば、第1シールリング10a,10bの表面のうち、摺動部11a,11bにはDLCのコーティングが施されている。これにより、摺動トルクを低下させることができ、かつ摺動部11a,11bの耐熱性を向上させることができる。また、摺動トルクの低下と耐熱性の向上とが相俟って、焼き付きを効果的に抑制することができる。更に、第1シールリング10a,10bの表面のうち、つば部12a,12bの外周表面12a1,12b1にはDLCのコーティングが施されているので、当該部位の撥水性が向上し、かつ錆びの発生を抑制できる。従って、図2中矢印X方向に泥水等が侵入してきてもつば部12a,12bの外周表面12a1,12b1に付着してこびり付いてしまうことも抑制できる。
<Excellent points of the floating seal according to this embodiment>
According to the floating
一方、第1シールリング10a,10bの表面のうち、第2シールリング20a,20bが密着するテーパ面13a,13bは鋳鉄がそのまま露出している。従って、テーパ面13a,13bについては摩擦係数が高いので、第1シールリング10a,10bと第2シールリング20a,20bとの間で摺動してしまうことを抑制できる。従って、第2シールリング20a,20bが摩耗してしまうことを抑制できる。
On the other hand, among the surfaces of the
以上のように、本実施例に係るフローティングシール100によれば、耐久性が向上する。また、本実施例に係るフローティングシール100によれば、摺動トルクを低下させることができ、焼き付けを抑制できることから、従来技術に比べて高速回転で使用される条件下でも対応可能である。
As described above, according to the floating
なお、上記実施例では、第1シールリング10a,10bの表面のうち、摺動部11a,11bとつば部12a,12bの外周表面12a1,12b1のみにDLCコーティングを施す場合を示したが、テーパ面13a,13bを除く領域であれば、他の領域にDLCコーティングを施してもよい。
In the above embodiment, the DLC coating is applied only to the outer peripheral surfaces 12a1 and 12b1 of the sliding
10a,10b 第1シールリング
11a,11b 摺動部
12a,12b つば部
12a1,12b1 外周表面
13a,13b テーパ面
20a,20b 第2シールリング
100 フローティングシール
200 固定軸
300 固定側ハウジング
400 回転側ハウジング
10a, 10b
Claims (1)
前記固定側ハウジングと回転側ハウジングの内側で、前記固定軸に対して環状隙間を空けて配置され、互いに摺動する鋳鉄製の一対の第1シールリングと、
前記固定側ハウジングと回転側ハウジングに対してそれぞれ密着し、前記一対の第1シールリングをそれぞれ押圧することで、これら一対の第1シールリングの位置決めを行う弾性体製の一対の第2シールリングと、
を備えるフローティングシールであって、
前記一対の第1シールリングの表面のうち、互いに摺動する摺動領域から外周面側の少なくとも一部の領域に亘ってダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されると共に、第2シールリングが密着する領域は鋳鉄がそのまま露出していることを特徴とするフローティングシール。 An axial clearance between the annular fixed housing fixed to the fixed shaft and the annular rotating housing rotating concentrically with the fixed shaft is sealed, and the fixed housing and the rotating side are sealed. In the floating seal that suppresses foreign matter from entering the fixed shaft side from the gap between the housing,
A pair of first seal rings made of cast iron that are arranged inside the stationary housing and the rotating housing with an annular gap with respect to the stationary shaft and slide relative to each other;
A pair of second seal rings made of an elastic body that are in close contact with the fixed housing and the rotary housing and press the pair of first seal rings to position the pair of first seal rings. When,
A floating seal comprising
Of the surfaces of the pair of first seal rings, a diamond-like carbon coating is applied from the sliding area sliding to each other to at least a partial area on the outer peripheral surface side, and the second seal ring is in close contact with it. Floating seal characterized in that the cast iron is exposed as it is in the area.
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