JP2014092244A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機器の回転体の外周をシールリップによって密封する密封装置であって、特に、シールリップにねじ突条を形成したものに関する。 The present invention relates to a sealing device that seals the outer periphery of a rotating body of a device with a seal lip, and particularly relates to a device in which a screw ridge is formed on the seal lip.
図5は、シールリップにねじポンプ作用による密封性を得るためのねじ突条を形成した従来の技術による密封装置の一例を、シールリップの内周面の部分展開図と共に示す部分断面図、図6は、装着状態におけるシールリップの密接領域の部分展開図と共に示す部分断面図である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of a sealing device according to the prior art in which a screw ridge for obtaining a sealing performance by a screw pump action is formed on a seal lip, together with a partial development view of an inner peripheral surface of the seal lip. 6 is a partial cross-sectional view shown together with a partial development view of a close contact region of the seal lip in the mounted state.
図5に示す密封装置100は、ゴム状弾性材料(ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料)で成形されたシールリップ110を備えており、このシールリップ110の内周面に、最も小径のリップエッジ部111を境にして、密封空間(機内)A側へ向けて大径になる密封空間側円錐面112と、反密封空間(大気)B側へ向けて大径になる反密封空間側円錐面113が形成され、反密封空間側円錐面113には、円周方向に対して所定の傾斜角度をなして延びる複数のねじ突条114が形成されている。各ねじ突条114は、高さ及び幅が長さ方向中間部で最大になるように漸次変化する舟底形をなし、先端がリップエッジ部111と連続又は近接している。また、シールリップ110の外周部には、緊迫力を補償するためのガータスプリング120が装着されている。
A
この密封装置100は、図6に示す装着状態では、回転軸200の外周面に対するリップエッジ部111の密接領域(リップライン)Sが円周方向へ連続して形成され、すなわちシールリップ110におけるリップエッジ部111の全周が、回転軸200の外周面と摺動可能に密接されることによって、密封空間Aの密封対象油が軸周から反密封空間B側へ漏洩するのを阻止するものである。特に、ねじ突条114,114,・・・が回転軸200の回転に伴ってねじポンプ作用を惹起し、すなわち軸周を反密封空間B側へ漏れ出そうとする密封対象油を密封空間A側へ押し戻す作用を奏するため、優れた密封性能を発揮する(例えば下記の先行技術文献参照)。
In the sealing state shown in FIG. 6, the
ところが、図6に示すように、シールリップ110におけるリップエッジ部111の摩耗が小さい初期状態において、密封空間Aから回転軸200の外周面とリップエッジ部111の密接領域Sを通過して反密封空間B側へ漏れ出そうとする密封対象油を密封空間A側へ押し戻す作用を奏するのは、回転軸200の外周面に接触しているねじ突条114の先端近傍114aだけであり、ねじ突条114の先端近傍114a以外の部分114bは回転軸200の外周面と非接触で、この部分114bには密封対象油も存在しない。しかしこの部分114bは、反密封空間B側からの固形粒子などのダストdに対しては、リップエッジ部111の密接領域S側へ送り込む作用を有する。
However, as shown in FIG. 6, in an initial state in which the wear of the
このため、反密封空間B側から送られたダストdが、ねじ突条114の先端近傍114aに堰き止められてリップエッジ部111の密接領域Sの反密封空間B側に堆積し、その一部が密接領域Sに咬み込まれて密封性を低下させるおそれがあった。
For this reason, the dust d sent from the anti-sealing space B side is dammed up near the
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、シールリップにおける反密封空間側円錐面にねじ突条を形成したねじ突条によって反密封空間側から送られたダストがリップエッジ部の反密封空間側に堆積してリップエッジ部の密接領域に咬み込まれるのを防止することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is that the screw ridge formed on the conical surface on the anti-sealing space side of the seal lip from the anti-sealing space side. The purpose is to prevent the dust that has been sent from accumulating on the anti-sealing space side of the lip edge and biting into the close area of the lip edge.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係る密封装置は、密封空間側を向いて延びるシールリップを備え、このシールリップの内周面に、回転体の外周面と摺動可能に密接されるリップエッジ部と、このリップエッジ部から反密封空間側へ向けて大径になる反密封空間側円錐面が形成され、前記反密封空間側円錐面に、前記回転体が一定方向へ回転することによって前記リップエッジ部側へ向けてねじポンプ作用を生じる複数のねじ突条が形成され、各ねじ突条に、このねじ突条を前記リップエッジ部側のねじ部と反密封空間側のねじ部に分割する切欠を形成し、円周方向に隣接するねじ突条の切欠の軸方向位置が互いに異なることを特徴とするものである。 As a means for effectively solving the technical problem described above, a sealing device according to the invention of claim 1 includes a seal lip extending toward the sealed space side, and an inner peripheral surface of the seal lip is provided with a rotating body. A lip edge portion slidably in contact with the outer peripheral surface, and an anti-sealing space side conical surface having a large diameter from the lip edge portion toward the anti-sealing space side are formed. When the rotating body rotates in a certain direction, a plurality of screw ridges that generate a screw pump action toward the lip edge portion side are formed, and each screw ridge is attached to the lip edge portion side. A notch that is divided into a threaded portion and a threaded portion on the anti-sealing space side is formed, and the axial positions of the notches of the threaded ridges adjacent in the circumferential direction are different from each other.
請求項2の発明に係る密封装置は、請求項1に記載の構成において、円周方向へ隣接するねじ突条のうち、相対的に回転体の回転方向側に位置するねじ突条に形成された切欠が、相対的に回転体の回転方向と反対側に位置するねじ突条に形成された切欠よりも反密封空間側に位置することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the sealing device is formed on a screw ridge relatively positioned on the rotational direction side of the rotating body among the screw ridges adjacent in the circumferential direction. The notch is located on the side opposite to the sealed space with respect to the notch formed in the screw protrusion relatively positioned on the opposite side to the rotation direction of the rotating body.
本発明に係る密封装置によれば、ねじ突条のねじポンプ作用により反密封空間側からリップエッジ部側へ向けて送られるダストの一部が、ねじ突条に形成された切欠を通じて排出されるので、ダストがリップエッジ部の反密封空間側に堆積するのを抑制することができ、しかも、リップエッジ部の摩耗に伴ってねじ突条がリップエッジ部側から摩耗していっても、前記切欠が異なる軸方向位置で形成されていることによって、ねじ突条によるねじシール効果と前記切欠によるダスト排出効果が維持され、その結果、堆積したダストがリップエッジ部の密接領域に咬み込まれることによる密封性の低下が防止される。 According to the sealing device of the present invention, a part of the dust sent from the anti-sealing space side to the lip edge side by the screw pump action of the screw ridge is discharged through the notch formed in the screw ridge. Therefore, dust can be prevented from accumulating on the anti-sealing space side of the lip edge part, and even if the threaded ridge is worn from the lip edge part side due to wear of the lip edge part, By forming the notches at different axial positions, the screw seal effect by the screw ridges and the dust discharge effect by the notches are maintained, and as a result, the accumulated dust is bitten into the close area of the lip edge part. The deterioration of the sealing performance due to is prevented.
以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図1〜図4を参照しながら説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a sealing device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
すなわちこの実施の形態による密封装置は、図1及び図3に示すように、金属製の補強環1に、ゴム状弾性材料(ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料)からなるシールリップ2及びダストリップ3が一体的に成形されたものである。また、シールリップ2の先端近傍の外周面にはガータスプリング4が装着されている。
That is, in the sealing device according to this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, a
シールリップ2は、補強環1の内径端部から、図3に示す装着状態において密封空間A側となる方向へ延び、その先端近傍の内周に、回転軸200の外周面200aと摺動可能に密接される断面山形のリップエッジ部21と、このリップエッジ部21を境にして、密封空間A側へ向けて大径になる密封空間側円錐面22と、反密封空間B側へ向けて大径になる反密封空間側円錐面23が形成されている。なお、回転軸200は、請求項1に記載された回転体に相当する。
The
シールリップ2における反密封空間側円錐面23には、先端がリップエッジ部21に達する複数のねじ突条24,24,・・・が円周方向所定ピッチで形成されている。このねじ突条24,24,・・・は、図2に示すように、回転軸の回転方向(R方向)へ向けて所定の傾斜角度αをなして延びており、このため回転軸200の回転によってその外周面200aがR方向へ移動して行くのに伴い、この回転軸200の外周面200aに引きずられて共回りする流体を、リップエッジ部21側へ送り出すねじポンプ作用を生じるものである。
A plurality of threaded
詳しくは、各ねじ突条24は、先端部分すなわちリップエッジ部21の近傍部分はその延長方向と直交する断面が山形をなすものであり、反密封空間側円錐面23からの隆起高さ及び幅が小さく、リップエッジ部21からやや離れた位置から反密封空間側の端部へかけての部分は、反密封空間側へ向けて緩やかな弧を描きながら漸次高くなるように変化する舟底形をなしている。そしてねじ突条24における舟底形をなす部分の嶺部は、初期装着状態では、回転軸200の外周面200aに対して非接触であり、両者間の隙間はリップエッジ部21と反対側(反密封空間B側)ほど大きくなっている。
Specifically, each
各ねじ突条24には、このねじ突条24をリップエッジ部21側のねじ部24aと反密封空間B側のねじ部24bに分割する切欠25が形成されている。この切欠25の底面は、反密封空間側円錐面23と同一面をなしている。
Each
また図2に示すように、切欠25はリップエッジ部21の延長方向(円周方向)へ延びており、円周方向に隣接するねじ突条24,24に形成された切欠25,25の軸方向位置は互いに異なっており、かつ円周方向に隣接する切欠25,25が、符号δで示すように軸方向に一部オーバーラップしている。詳しくは、円周方向へ隣接するねじ突条24,24のうち、相対的に回転軸の回転方向(R方向)側に位置するねじ突条24に形成された切欠25は、相対的にR方向と反対側に位置するねじ突条24に形成された切欠25よりも反密封空間B側に位置している。したがって図1にも示すように、切欠24,24,・・・は、回転軸の回転方向(R方向)へ向けて漸次リップエッジ部21から遠ざかるように形成されている。
As shown in FIG. 2, the
ガータスプリング4は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、シールリップ2における先端近傍の外周面に形成された環状溝26に嵌着されている。
The
以上のように構成された密封装置は、シールリップ2が密封空間A側を向くように不図示のハウジングの内周面に圧入装着されると共に、シールリップ2におけるリップエッジ部21が、図3に示す回転軸200の外周面200aに摺動可能に密接されることによって、密封空間Aの密封対象油が軸周から反密封空間B側へ漏洩するのを防止するものである。
The sealing device configured as described above is press-fitted to the inner peripheral surface of a housing (not shown) so that the
そして、密封空間Aに存在する密封対象油の一部はシールリップ2におけるリップエッジ21と回転軸200の外周面200aとの密接領域Sに介入するが、この密封対象油が前記密接領域Sを通過して反密封空間B側へ漏れようとしても、この油はシールリップ2における反密封空間側円錐面23に形成されたねじ突条24,24,・・・に形成されたねじポンプ作用によって前記密接領域S側へ押し戻される。これは、回転軸200の回転によってその外周面200aが図2のR方向へ移動すると、密接領域S付近に存在する密封対象油も、回転軸200の外周面200aに引きずられてR方向へ共回りするため、この回転軸200の外周面200aと密接している各ねじ突条24の先端部及びその近傍ではR方向へ共回りしている密封対象油をリップエッジ部21側へ送り出すねじポンプ作用を惹起する。このため、密封対象油の漏洩が有効に防止されると共に、前記密接領域Sに密封対象油による潤滑油膜が形成され、良好な潤滑性が確保される。
A part of the oil to be sealed existing in the sealed space A intervenes in the close region S between the
一方、リップエッジ21の密接領域Sから反密封空間B側へやや離れた位置では、回転軸200の外周に密封対象油は存在せず、ねじ突条24の嶺部は回転軸200の外周面200aに対して非接触であり、両者間の隙間は反密封空間B側ほど大きくなっているため、ねじポンプ機能は弱くなっているが、ねじ突条24の嶺部と回転軸200の外周面200aとの間のクリアランスよりも粒径の大きなダストは、ねじ突条24によって捕捉され、図2に符号d1で示すように、リップエッジ部21側へ送り出される。
On the other hand, at a position slightly away from the close region S of the
しかしながら、ねじ突条24によってリップエッジ部21側へ送られるダストのうちの一部d2は、ねじ突条24に形成された切欠25を通って円周方向へ流れ、遠心力によって反密封空間側円錐面23の大径側(反密封空間B側)へ排出される。そして、円周方向に隣接する切欠25,25が、軸方向に一部オーバーラップするように配置されているので、このような円周方向へのダストd2の流れが円滑に生じる。切欠25を通り抜けたダストのうちの一部d3は、円周方向隣のねじ突条24におけるリップエッジ部21側のねじ部24aに捕捉されてリップエッジ部21側へ送られることになるが、その量は前記切欠25による排出作用によって減少する。
However, some d 2 of the dust is sent to the
このため、ダストがリップエッジ部21の密接領域Sの反密封空間B側に堆積するのを抑制し、ひいては、堆積したダストが前記密接領域Sに咬み込まれることによる密封性の低下を防止することができる。
For this reason, it suppresses that dust accumulates in the anti-sealing space B side of the close_contact | adherence area | region S of the
また、リップエッジ部21が摩耗して行くことによって、回転軸200の外周面200aとの密接領域Sは、図4に示すように広がって行くため、これに伴ってねじ突条24も徐々に摩耗して行く。そして、例えば図4における最も左側のねじ突条241のように、切欠25よりリップエッジ部21側のねじ部24aが完全に摩耗したような場合は、この部分ではねじポンプ作用が失われることになるが、その右隣のねじ突条242,243,・・・はリップエッジ部21側のねじ部24aが存在するため、全体として、前記ねじポンプ作用は損なわれない。
Further, as the
そして、例えば図4における最も左側のねじ突条241の先端部に堆積していたダストは、ねじ突条241の先端部の摩耗に伴って、徐々に切欠25から円周方向隣のねじ突条242の先端部へ移動するが、そのうちの一部は符号d4で示すように、複数の切欠25を通って円周方向へ流れ、先に説明したように、反密封空間側円錐面23の大径側(反密封空間B側)へ排出される。
Then, for example, the leftmost dust which has been deposited on the tip of the
そしてこれらの作用によって、堆積したダストが密接領域Sに咬み込まれることによる密封性の低下が有効に防止される。 And by these effects | actions, the fall of the sealing performance by the accumulated dust biting into the close_contact | adherence area | region S is prevented effectively.
2 シールリップ
21 リップエッジ部
23 反密封空間側円錐面
24 ねじ突条
24a リップエッジ部21側のねじ部
24b 反密封空間B側のねじ部
25 切欠
200 回転軸(回転体)
A 密封空間
B 反密封空間
S 密接領域
2
A Sealed space B Anti-sealed space S Close area
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JP2012244080A JP5985360B2 (en) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | Sealing device |
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