JP2017223258A - Seal - Google Patents

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Takehiro Nakagawa
岳洋 中川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal enabled to reduce a slide torque sufficiently by thinning a seal lip.SOLUTION: A seal comprises: a seal lip 12, in which an inner diameter end 123a of a lip head 123 formed on the leading end side of a waist part 122 extending toward a sealed space A is made to contact slidably with the outer peripheral surface of a rotor 2; and a garter spring 13 mounted on a spring installation groove 123b formed on the outer peripheral surface of the lip head 123. On the outer peripheral surface of the waist part 122, a plurality of axially extending ribs 124 are formed at an arbitrary interval of the circumferential direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自動車や一般機械、産業機械等における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に関する。   The present invention relates to a sealing device that seals an outer periphery of a rotating body in a car, a general machine, an industrial machine, or the like with a seal lip.

機器の回転軸の外周をシールリップによって密封する密封装置として、従来から、例えば図3に示すようなものが知られている。すなわちこの密封装置100は、金属製の補強環101にゴム弾性体(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102が一体に成形され、シールリップ102のリップ頭部102aの外周面に、緊迫力を補償するためのガータスプリング103が装着された構造を備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a sealing device that seals the outer periphery of a rotating shaft of a device with a sealing lip, a device as shown in FIG. That is, in the sealing device 100, a seal lip 102 made of a rubber elastic body (rubber material or synthetic resin material having rubber-like elasticity) is integrally formed on a metal reinforcing ring 101, and the lip head 102a of the seal lip 102 is formed. The outer peripheral surface is provided with a structure in which a garter spring 103 for compensating the tension force is mounted.

そしてこの密封装置100は、シールリップ102が密封空間A側を向いた状態で機器の軸孔内周に取り付けられ、シールリップ102のリップ頭部102aの内径端が、不図示の回転軸の外周面に摺動可能に密接されることによって、密封空間A内の密封対象油が軸周から大気B側へ漏洩するのを阻止するものである(例えば下記の特許文献1参照)。   The sealing device 100 is attached to the inner periphery of the shaft hole of the device with the seal lip 102 facing the sealed space A, and the inner end of the lip head 102a of the seal lip 102 is connected to the outer periphery of the rotation shaft (not shown). By being in close contact with the surface in a slidable manner, the oil to be sealed in the sealed space A is prevented from leaking from the shaft periphery to the atmosphere B (see, for example, Patent Document 1 below).

特開平1−312274号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-312274

近年、自動車においては、燃費の向上を目的として、回転軸に対する密封装置100のシールリップ102の摺動トルクの低減が求められている。そこで、摺動トルクの低減を図るには、シールリップ102の根元とリップ頭部102aの間の、腰部102b(内周がくびれた部分)の肉厚を薄くすることによってシールリップ102の剛性を低下させ、回転軸の外周面に対する緊迫力を低下させることが有効であるが、シールリップ102の腰部102bの肉厚を薄くすると、このシールリップ102の加硫成形に用いられる金型の成形用キャビティのうち、腰部102bと対応する部分が狭くなって、成形の際に、成形用キャビティ内での未加硫ゴム材料の賦形の流れが悪くなって充填不足による成形不良が生じやすくなるため、腰部102bの大幅な薄肉化を図ることは困難であった。   In recent years, in automobiles, reduction of sliding torque of the sealing lip 102 of the sealing device 100 with respect to the rotating shaft has been demanded for the purpose of improving fuel consumption. Therefore, in order to reduce the sliding torque, the rigidity of the seal lip 102 is reduced by reducing the thickness of the waist portion 102b (the portion where the inner periphery is constricted) between the root of the seal lip 102 and the lip head portion 102a. It is effective to reduce the pressure on the outer peripheral surface of the rotary shaft, but if the thickness of the waist 102b of the seal lip 102 is reduced, the mold used for vulcanization molding of the seal lip 102 is used. Of the cavities, the portion corresponding to the waist portion 102b becomes narrow, and during molding, the flow of shaping of the unvulcanized rubber material in the molding cavity becomes worse, and molding defects due to insufficient filling tend to occur. Therefore, it has been difficult to reduce the thickness of the waist 102b.

また、ガータスプリング103を保持しているホルダー部102cの径方向高さを減少させることも、回転軸の外周面に対するシールリップ102の緊迫力の低下に有効であるが、この場合は、シールリップ102の外周からガータスプリング103が脱落しやすくなってしまう可能性があった。   In addition, reducing the radial height of the holder portion 102c holding the garter spring 103 is also effective in reducing the pressing force of the seal lip 102 against the outer peripheral surface of the rotating shaft. There was a possibility that the garter spring 103 would easily fall off from the outer periphery of 102.

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、シールリップの薄肉化による摺動トルクの十分な低減を可能とした密封装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and a technical problem thereof is to provide a sealing device capable of sufficiently reducing a sliding torque by thinning a seal lip. .

上述した技術的課題を解決するため、請求項1の発明に係る密封装置は、密封空間側へ向けて延びる腰部の先端側に形成されたリップ頭部の内径端が回転体の外周面に摺動可能に密接されるシールリップと、前記リップ頭部の外周面に形成されたスプリング装着溝に装着されたガータスプリングと、を備え、前記腰部の外周面に、軸方向へ延びる複数のリブが円周方向任意の間隔で形成されたことを特徴とするものである。   In order to solve the above technical problem, the sealing device according to the invention of claim 1 is such that the inner diameter end of the lip head formed on the distal end side of the waist extending toward the sealed space side slides on the outer peripheral surface of the rotating body. A seal lip that is movably brought into close contact with a garter spring mounted in a spring mounting groove formed on the outer peripheral surface of the lip head, and a plurality of ribs extending in the axial direction are provided on the outer peripheral surface of the waist. It is characterized by being formed at arbitrary intervals in the circumferential direction.

また、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、スプリング装着溝のシールリップ先端側の肩部に、外径方向へ突出した複数のスプリング保持突起が円周方向任意の間隔で形成されたことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the sealing device according to the first aspect, wherein a plurality of spring holding protrusions projecting in the outer diameter direction are provided on the shoulder portion of the spring mounting groove on the tip side of the seal lip in the circumferential direction. It is characterized by being formed at an arbitrary interval.

本発明に係る密封装置によれば、リブによって、シールリップの腰部の剛性が補われるため、腰部自体は薄肉にすることができ、これによって回転体の外周面に対する緊迫力、ひいては摺動トルクの低減を図ることが可能である。   According to the sealing device of the present invention, since the rigidity of the waist portion of the seal lip is supplemented by the rib, the waist portion itself can be thinned, and thereby, the tightening force on the outer peripheral surface of the rotating body, and consequently the sliding torque. Reduction can be achieved.

本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which cuts and shows preferable embodiment of the sealing device which concerns on this invention by the plane which passes along an axial center. 本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す、ガータスプリング未装着状態の要部断面斜視図である。It is a principal part section perspective view in the state where a garter spring is not installed which shows a preferred embodiment of a sealing device concerning the present invention cut by a plane which passes along an axis. 従来の技術による密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which cuts and shows an example of the sealing device by a prior art by the plane which passes along an axial center.

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及び図2を参照しながら説明する。図示の実施の形態における密封装置1は、金属製の補強環11にゴム弾性体(ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料)によって一体的に成形されたシールリップ12と、シールリップ12のリップ頭部123の外周に装着されたガータスプリング13とを備える。   Hereinafter, a preferred embodiment of a sealing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The sealing device 1 in the illustrated embodiment includes a seal lip 12 integrally formed of a rubber elastic body (rubber material or synthetic resin material having rubber-like elasticity) on a metal reinforcing ring 11, and a seal lip 12. And a garter spring 13 mounted on the outer periphery of the lip head 123.

詳しくは、補強環11は、例えば鋼板などを打ち抜きプレス成形することにより製作されたものである。   Specifically, the reinforcing ring 11 is manufactured by punching and stamping a steel plate or the like, for example.

シールリップ12は、補強環11の内径端11aに一体的に加硫接着された根元121と、この根元121から密封空間A側を向いて延び根元121側が相対的に大径となる円錐筒状をなして延び、内周面122aがくびれた形状の腰部122と、腰部122の先端側に形成され、内周面が略V字の断面形状をなす内径端123aが回転軸2の外周面と摺動可能に密接されるリップ頭部123とを備え、リップ頭部123の外周面には、ガータスプリング13を装着するための、円周方向へ無端状に延びるスプリング装着溝123bが形成されている。なお、回転軸2は、請求項1に記載された回転体に相当するものである。   The seal lip 12 has a root 121 integrally vulcanized and bonded to the inner diameter end 11a of the reinforcing ring 11, and a conical cylindrical shape extending from the root 121 toward the sealed space A and having a relatively large diameter on the root 121 side. The inner peripheral surface 122a is constricted and the inner peripheral surface 122a is formed on the distal end side of the waist 122, and the inner peripheral surface 123a having a substantially V-shaped cross-sectional shape is formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft 2. A lip head 123 that is slidably in contact with the outer periphery of the lip head 123, and a spring mounting groove 123b that extends endlessly in the circumferential direction for mounting the garter spring 13 is formed on the outer peripheral surface of the lip head 123. Yes. The rotating shaft 2 corresponds to the rotating body described in claim 1.

ガータスプリング13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12のリップ頭部123のスプリング装着溝123bに嵌着され、回転軸2の外周面に対するシールリップ12の緊迫力を補償するものである。   The garter spring 13 is formed by connecting a metal coil spring in an annular shape, and is fitted into the spring mounting groove 123 b of the lip head 123 of the seal lip 12 so that the seal lip 12 is pressed against the outer peripheral surface of the rotating shaft 2. Compensates for force.

シールリップ12における腰部122の外周面には、根元121側の端部からスプリング装着溝123b側の端部へかけて軸方向へ延びる多数のリブ124が円周方向等間隔で形成されている。   A large number of ribs 124 extending in the axial direction from the end portion on the base 121 side to the end portion on the spring mounting groove 123b side are formed on the outer peripheral surface of the waist portion 122 in the seal lip 12 at equal intervals in the circumferential direction.

シールリップ12におけるスプリング装着溝123bの肩部のうちシールリップ12の先端側に位置する肩部123cに、外径方向へ突出した複数のスプリング保持突起125が円周方向所定間隔で形成されている。このスプリング保持突起125の径方向の高さhは、好ましくは、スプリング装着溝123bに装着されたガータスプリング13の外径dよりも大きいものとなっている。   A plurality of spring holding projections 125 projecting in the outer diameter direction are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on a shoulder portion 123c located on the distal end side of the seal lip 12 among the shoulder portions of the spring mounting groove 123b in the seal lip 12. . The radial height h of the spring holding projection 125 is preferably larger than the outer diameter d of the garter spring 13 mounted in the spring mounting groove 123b.

シールリップ12の根元121からは、シールリップ12とは反対側、すなわち装着状態において大気B側を向き、先端側が小径となる円錐筒状をなして延びるダストリップ14が形成されている。   From the root 121 of the seal lip 12, a dust lip 14 is formed which extends in a conical cylindrical shape facing the side opposite to the seal lip 12, that is, the atmosphere B side in the mounted state and having a small diameter at the tip side.

なお、シールリップ12におけるリップ頭部123の内周面のうち、内径端123aより大気B側(ダストリップ14側)の斜面123dには、リップ頭部123の内径端123aと回転軸2の外周面との摺動部を密封空間A側から大気B側へ漏れようとする油を、回転軸2の回転によって密封空間A側へ押し戻すねじポンプ作用を発現する多数のねじ突条を形成しても良い。   Of the inner peripheral surface of the lip head 123 in the seal lip 12, the inner surface 123 a of the lip head 123 and the outer periphery of the rotary shaft 2 are located on the inclined surface 123 d on the atmosphere B side (dust strip 14 side) from the inner diameter end 123 a. Forming a number of screw ridges that express the screw pump action that pushes oil that tries to leak the sliding part with the surface from the sealed space A side to the atmosphere B side by rotating the rotary shaft 2 to the sealed space A side. Also good.

以上の構成を備える密封装置1は、シールリップ12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装着されると共に、シールリップ12におけるリップ頭部123の内径端123aが、ハウジングの内周に挿通された回転軸2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内の密封対象油が軸周から大気B側へ漏洩するのを防止するものである。また、ダストリップ14は、大気B側のダストがシールリップ12側へ浸入するのを防止するものである。   The sealing device 1 having the above configuration is mounted on the inner peripheral surface of a housing (not shown) so that the seal lip 12 faces the sealed space A, and the inner diameter end 123a of the lip head 123 in the seal lip 12 is The oil to be sealed in the sealed space A is prevented from leaking from the shaft periphery to the atmosphere B side by being slidably in close contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 inserted through the inner periphery of the housing. . The dust lip 14 prevents dust on the atmosphere B side from entering the seal lip 12 side.

ここで、自動車においては、燃費の向上を目的として、回転軸2の外周面に対するシールリップ12の摺動トルクを一層低減することが求められており、摺動トルクの低減を図るには、シールリップ12の腰部122の肉厚を薄くすることによってシールリップ12の剛性を低下させ、回転軸2の外周面に対する緊迫力を低下させることが有効である。   Here, in the automobile, for the purpose of improving the fuel efficiency, it is required to further reduce the sliding torque of the seal lip 12 with respect to the outer peripheral surface of the rotating shaft 2. It is effective to reduce the rigidity of the seal lip 12 by reducing the thickness of the waist 122 of the lip 12 and to reduce the pressing force on the outer peripheral surface of the rotating shaft 2.

そして本発明に係る密封装置1によれば、腰部122の外周面に、根元121側の端部からスプリング装着溝123b側の端部へかけて延びる多数のリブ124が形成されているので、腰部122の肉厚を十分に薄くすることができ、その結果、緊迫力を有効に低下させることができる。その理由は、シールリップ12の腰部122の肉厚を薄くすると、このシールリップ12の加硫成形に用いられる金型の成形用キャビティのうち、腰部122と対応する部分が狭くなるが、リブ124と対応する部分によって、成形用キャビティ内での未加硫ゴム材料の流れが補償され、充填不足による成形不良が防止されるからである。   According to the sealing device 1 according to the present invention, a large number of ribs 124 extending from the end on the base 121 side to the end on the spring mounting groove 123b side are formed on the outer peripheral surface of the waist 122. The thickness of 122 can be made sufficiently thin, and as a result, the tightening force can be effectively reduced. The reason is that if the thickness of the waist portion 122 of the seal lip 12 is reduced, the portion corresponding to the waist portion 122 of the mold forming cavity used for vulcanization molding of the seal lip 12 becomes narrow, but the rib 124 This is because the flow of the unvulcanized rubber material in the molding cavity is compensated by the corresponding part, and molding defects due to insufficient filling are prevented.

また、上述のように腰部122が薄肉化されたことに加え、リップ頭部123も従来に比較して薄肉であり、しかもスプリング保持突起125が円周方向へ連続したものではなく、円周方向所定間隔で形成されていることによっても、シールリップ12の剛性を低下させることができる。   Further, in addition to the thinning of the waist portion 122 as described above, the lip head 123 is also thinner than the conventional one, and the spring holding projection 125 is not continuous in the circumferential direction. The rigidity of the seal lip 12 can also be reduced by being formed at a predetermined interval.

したがって、以上の構成を備える密封装置1によれば、回転軸2の外周面に対するシールリップ12の緊迫力を低下させ、摺動トルクを低減させて、燃費の向上に貢献することができる。   Therefore, according to the sealing device 1 having the above configuration, it is possible to reduce the tightening force of the seal lip 12 with respect to the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 and reduce the sliding torque, thereby contributing to the improvement of fuel consumption.

また、スプリング保持突起125が円周方向へ連続したものではないため、このスプリング保持突起125の軸方向肉厚や径方向の高さhを大きくしても、回転軸2の外周面に対するシールリップ12の緊迫力が増大することはなく、したがって、スプリング装着溝123bに装着されたガータスプリング13の外径dよりも大きく、かつ所要の軸方向肉厚を有するものとすることによって、ガータスプリング13の脱落を有効に防止することができる。   Further, since the spring holding projection 125 is not continuous in the circumferential direction, even if the axial thickness or the radial height h of the spring holding projection 125 is increased, the seal lip with respect to the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 is increased. Therefore, the garter spring 13 is larger than the outer diameter d of the garter spring 13 mounted in the spring mounting groove 123b and has a required axial thickness. Can be effectively prevented from falling off.

1 密封装置
12 シールリップ
121 根元
122 腰部
123 リップ頭部
123c 肩部
124 リブ
125 スプリング保持突起
13 ガータスプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing device 12 Seal lip 121 Base 122 Lumbar part 123 Lip head part 123c Shoulder part 124 Rib 125 Spring holding protrusion 13 Gutter spring

Claims (2)

密封空間側へ向けて延びる腰部の先端側に形成されたリップ頭部の内径端が回転体の外周面に摺動可能に密接されるシールリップと、前記リップ頭部の外周面に形成されたスプリング装着溝に装着されたガータスプリングと、を備え、前記腰部の外周面に、軸方向へ延びる複数のリブが円周方向任意の間隔で形成されたことを特徴とする密封装置。   A seal lip formed on the outer circumferential surface of the lip head, and an inner diameter end of the lip head formed on the distal end side of the waist portion extending toward the sealed space side is slidably in contact with the outer circumferential surface of the rotating body. And a garter spring mounted in the spring mounting groove, wherein a plurality of ribs extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the waist portion at arbitrary intervals in the circumferential direction. スプリング装着溝のシールリップ先端側の肩部に、外径方向へ突出した複数のスプリング保持突起が円周方向任意の間隔で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の密封装置。   2. The sealing device according to claim 1, wherein a plurality of spring holding protrusions projecting in an outer diameter direction are formed at an interval in the circumferential direction on a shoulder portion on a tip end side of the seal lip of the spring mounting groove.
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