JP2018063050A - Seal member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制する主リップ部と、ハウジング内に異物が侵入するのを抑制する補助リップ部とを備えているシール部材に関する。 The present invention relates to a seal member including a main lip portion that suppresses leakage of a sealing fluid in a housing to the atmosphere side, and an auxiliary lip portion that suppresses entry of foreign matter into the housing.
従来、ハウジングの内周面と、ハウジング内で回転する軸の外周面との間に設けられるシール部材として知られるものに、軸の外周面に摺接してハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを防止する主リップ部と、主リップ部よりも大気側において軸の外周面に摺接することで大気中の塵埃や砂等の異物がハウジング内に侵入するのを防止する補助リップ部とを備えているものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally known as a seal member provided between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the shaft rotating in the housing, the sealing fluid in the housing leaks to the atmosphere side by sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft. A main lip portion for preventing the dust and an auxiliary lip portion for preventing foreign matter such as dust and sand in the atmosphere from entering the housing by sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft on the atmosphere side of the main lip portion. (For example, refer patent document 1).
前記シール部材にあっては、大気中に塵埃等の異物が多く含まれる環境下で用いられると、異物が補助リップ部と軸の外周面との間を通過して補助リップ部と主リップ部との間に侵入する場合がある。この場合、主リップ部における軸の外周面との摺接部分に異物が噛み込むことによって、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、異物が主リップ部に噛み込むことに起因して、密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができるシール部材を提供することを目的とする。
In the sealing member, when used in an environment where foreign matter such as dust is contained in the atmosphere, the foreign matter passes between the auxiliary lip portion and the outer peripheral surface of the shaft, and the auxiliary lip portion and the main lip portion. May invade between. In this case, there is a problem that the sealing fluid in the housing leaks to the atmosphere side when foreign matter is caught in the sliding contact portion of the main lip portion with the outer peripheral surface of the shaft.
The present invention has been made in view of such problems, and a sealing member capable of suppressing leakage of the sealing fluid to the atmosphere side due to foreign matter biting into the main lip portion. The purpose is to provide.
本発明のシール部材は、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制するために、軸の外周面に摺接する主リップ部と、大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成する副リップ部を備えていることを特徴とする。 In order to prevent the sealing fluid in the housing from leaking to the atmosphere side, the sealing member of the present invention prevents the main lip portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft and foreign matter on the atmosphere side from entering the housing. An auxiliary lip portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft on the atmosphere side of the main lip portion to suppress the sliding contact between the main lip portion and the outer peripheral surface of the shaft. A sub lip portion that is provided between a portion and a sliding contact portion of the auxiliary lip portion with the outer peripheral surface of the shaft, and that forms a labyrinth gap between the outer peripheral surface of the shaft and the auxiliary lip portion. To do.
本発明によれば、主リップ部の摺接部分と補助リップ部の摺接部分との間に副リップ部を設けたので、補助リップ部と軸の外周面との間を通過して補助リップ部と主リップ部との間に侵入した異物が、主リップ部側へ移動するのを副リップ部により抑制することができる。これにより、主リップ部の摺接部分に異物が噛み込むのを抑制することができるため、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができる。また、副リップ部は、ラビリンス隙間によって軸の外周面に非接触であるため、軸の回転トルクが増加するのを防止することができる。 According to the present invention, since the auxiliary lip portion is provided between the sliding contact portion of the main lip portion and the sliding contact portion of the auxiliary lip portion, the auxiliary lip passes between the auxiliary lip portion and the outer peripheral surface of the shaft. The foreign matter that has entered between the main lip portion and the main lip portion can be prevented from moving toward the main lip portion by the sub lip portion. Thereby, since it can suppress that a foreign material bites into the sliding contact part of a main lip part, it can suppress that the sealing fluid in a housing leaks to the atmosphere side. Further, since the auxiliary lip portion is not in contact with the outer peripheral surface of the shaft by the labyrinth gap, it is possible to prevent the rotational torque of the shaft from increasing.
本発明によれば、異物が主リップ部に噛み込むことに起因して、密封流体が大気側に漏洩するのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the sealing fluid from leaking to the atmosphere due to the foreign matter biting into the main lip portion.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図1は、本発明の一実施形態に係るシール部材を備えた密封装置を示す断面図である。図1に示すように、この密封装置1は、ハウジング30の内周面30aと、その内部の軸40の外周面40aとの間に設けられている。密封装置1は、例えば、自動車のエンジン(図示省略)に用いられるものであり、ハウジング30の内部側Aにおけるエンジンオイル等の密封流体がハウジング30の外部側(大気側)Bに漏洩するのを抑制するとともに、外部側Bの塵埃や砂等の異物が内部側Aに侵入するのを抑制している。なお、図1に示している密封装置1は、ハウジング30の内周面30aと軸40の外周面40aとの間に装着される前である変形前の自然状態を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sealing device including a sealing member according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the sealing device 1 is provided between an inner
この密封装置1は、断面L字形の環状の芯金2と、芯金2に固定されているシール部材3と、環状のバネリング4とを備えている。芯金2は、例えば金属製の環状部材からなり、円筒部2aと、円筒部2aの一端部から径方向内方に折り曲げられた環状板部2bとを有している。
バネリング4は、いわゆるガータスプリングと呼ばれるものであり、後述する主リップ部12の周溝12eに嵌め込まれている。バネリング4は主リップ部12を径方向内方の向きに締め付けている。
The sealing device 1 includes an
The
シール部材3は、例えば合成ゴムなどの弾性部材からなり、芯金2に加硫による接着、焼き付けなどで固定されている。シール部材3は、芯金2に固定された本体部11と、本体部11の内周側部から軸40側で且つ内部側Aへ延伸する主リップ部12と、本体部11の内周側部から軸40側で且つ外部側Bへ延伸する補助リップ部13と、主リップ部12に設けられた副リップ部14とを有している。
The
本体部11は、芯金2の軸方向外側に設けられた軸方向外周部11aと、芯金2の径方向外側に設けられた径方向外周部11bと、芯金2の軸方向内側に設けられた軸方向内周部11cとを有している。本体部11は、ハウジング30の内周面30a側に固定されている。これにより、密封装置1は、ハウジング30側に固定されている。
The
主リップ部12は、内部側Aの密封流体を外部側Bへ漏洩するのを抑制するよう軸40の外周面40aに締め代を持って接触している。主リップ部12は、その断面形状がほぼV字形に形成されており、最小径部(頂部)がリップ先端部12aとされている。主リップ部12の内周面において、リップ先端部12aよりも外部側Bに向かって漸次拡径する面が第1傾斜面12bとされ、リップ先端部12aよりも内部側Aに向かって漸次拡径する面が第2傾斜面12cとされている。第1傾斜面12bのリップ先端部12a側は、軸40の外周面40aに摺接する摺接面(摺接部分)とされている。
The
主リップ部12の第1傾斜面12bには、軸40の回転(又はハウジング30の回転)により漏洩しようとする密封流体を内部側Aへ戻すための螺旋部12dが形成されている。螺旋部12dは、第1傾斜面12bの周方向複数箇所に、シール部材3の中心線Xに対して傾斜している突起条(リブ)とされている。この突起条は、内部側Aの密封流体が主リップ部12の軸40との摺接部分から外部側Bへ漏洩するような場合に、漏洩した密封流体を軸40の回転に伴って内部側Aへ戻すように機能(ポンプ機能)する。主リップ部12の外周面には、全周に亘って断面円弧状に形成された周溝12eが形成されている。
The first
補助リップ部13は、主リップ部12よりも外部側Bに空間部15を介して設けられている。つまり、補助リップ部13の内周面(後述する第1傾斜面13b)と、主リップ部12の内周面(第1傾斜面12b)と、軸40の外周面40aとの間に環状の空間部15が形成されている。
The
補助リップ部13は、異物が外部側Bから内部側Aへ侵入するのを抑制するよう軸40の外周面40aに締め代をもって接触している。補助リップ部13の内周面には、シール部材3の本体部11側から外部側B(図中の左側)に向かって漸次縮径する第1傾斜面13bが形成されている。また、補助リップ部13の外周面には、シール部材3の本体部11側から外部側Bに向かって漸次縮径する第2傾斜面13cが形成されている。第1傾斜面13bの最小径部はリップ先端部13aとされている。第1傾斜面13bは、リップ先端部13aよりも内部側Aの面が軸40との摺接面(摺接部分)とされている。
The
図2は、シール部材3の副リップ部14を示す図1の要部拡大断面図である。図2に示すように、副リップ部14は、前記空間部15において、主リップ部12における軸40の外周面40aとの摺接部分と、補助リップ部13における軸40の外周面40aとの摺接部分との間に設けられている。具体的には、副リップ部14は、主リップ部12の第1傾斜面12bにおいて径方向内方に突出するように形成されている。副リップ部14は、断面視において、主リップ部12の螺旋部12dよりも外部側Bに形成されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1 showing the
副リップ部14は、その断面形状がほぼV字形に形成されており、最小径部(頂部)がリップ先端部14aとされている。副リップ部14のリップ先端部14aよりも外部側Bの面は、中心線Xに対して垂直に延伸する垂直面14bとされている。また、副リップ部14のリップ先端部14aよりも内部側Aの面は、中心線Xに対して所定角度α傾斜している傾斜面14cとされている。副リップ部14のリップ先端部14aと軸40の外周面40aとの間には、ラビリンス隙間Sが形成されている。
The
前記ラビリンス隙間Sは、主リップ部12における軸40の外周面40aとの摺接部分がある程度摩耗しても軸40の外周面40aに接触しない寸法に設定されている。本実施形態では、例えば0.225mmに設定されている。
前記所定角度αは、ラビリンス隙間Sを通過して副リップ部14と主リップ部12の摺接部分との間に侵入した異物を外部側Bに排出し易く、且つ螺旋部12dと干渉しないように設定されている。本実施形態では、例えば23度に設定されている。
The labyrinth gap S is set to a size that does not contact the outer
The predetermined angle α is such that foreign matter that has passed through the labyrinth gap S and has entered between the
次に、上記実施形態に係るシール部材3の効果を検証するために、本発明者らが行った検証試験の結果について説明する。この検証試験では、シール部材3よりも内部側Aに油室を配置し、シール部材3よりも外部側Bにダストボックスを配置した状態で、軸40を3000rpmで1分間回転させた後に1分間停止させる動作を1サイクルとして繰り返し行ったときに、前記油室内のオイルが外部側Bに漏洩するまでの時間を測定した。なお、前記ダストボックス内には、粒子径が150μm以上の乾燥ダストが含まれており、その乾燥ダストの量はダストボックスの容積の5%(130g)とした。また、この検証試験では、本実施形態の実施例である5個の実施例品と、副リップを有しない従来のシール部材である5個の比較例品について、それぞれ検証試験を行った。
Next, in order to verify the effect of the sealing
図3は、オイルが漏洩するまでの時間に関する検証試験の試験結果を示している。図3に示すように、比較例品では5〜20時間でオイルが漏洩しているのに対して、実施例品では80〜110時間でオイルが漏洩しており、実施例品は比較例品よりも漏洩するまでの時間が4倍以上向上しているのが分かる。 FIG. 3 shows the test results of the verification test regarding the time until oil leaks. As shown in FIG. 3, in the comparative product, oil leaks in 5 to 20 hours, whereas in the practical product, oil leaks in 80 to 110 hours. It can be seen that the time until leakage is improved by 4 times or more.
以上、本実施形態のシール部材3によれば、主リップ部12における軸40の外周面40aとの摺接部分と、補助リップ部13における軸40の外周面40aとの摺接部分との間に副リップ部14を設けているため、外部側Bから補助リップ部13と軸40の外周面40aとの間を通過した異物が、主リップ部12側へ移動するのを副リップ部14により抑制することができる。これにより、主リップ部12における軸40の外周面40aとの摺接部分に異物が噛み込むのを抑制することができるため、密封流体が大気側Bへ漏洩するのを抑制することができる。また、副リップ部14のリップ先端部14aは、ラビリンス隙間Sによって軸40の外周面40aに非接触であるため、軸40の回転トルクを増加するのを防止することができる。
As described above, according to the
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態における副リップ部14は、主リップ部12に設けられているが、主リップ部12における軸40の外周面40aとの摺接部分と、補助リップ部13における軸40の外周面40aとの摺接部分との間であれば、本体部11又は補助リップ部13に設けられていても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, although the
3:シール部材、12:主リップ部、13:補助リップ部、14:副リップ部、40:軸、40a:外周面、B:外部側(大気側)、S:ラビリンス隙間 3: seal member, 12: main lip portion, 13: auxiliary lip portion, 14: auxiliary lip portion, 40: shaft, 40a: outer peripheral surface, B: external side (atmosphere side), S: labyrinth gap
本発明のシール部材は、ハウジング内の密封流体が大気側に漏洩するのを抑制するために、軸の外周面に摺接する主リップ部と、大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、
前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成しその最小径部の先端部の断面形状が丸みを帯びている副リップ部を備えていることを特徴とする。
In order to prevent the sealing fluid in the housing from leaking to the atmosphere side, the sealing member of the present invention prevents the main lip portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft and foreign matter on the atmosphere side from entering the housing. In order to suppress, an auxiliary lip portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft on the atmosphere side of the main lip portion, and a seal member,
A labyrinth gap provided between a sliding contact portion of the main lip portion with the outer peripheral surface of the shaft and a sliding contact portion of the auxiliary lip portion with the outer peripheral surface of the shaft, and the outer peripheral surface of the shaft. wherein the cross-sectional shape of the front end portion of the minimum diameter portion of the formation shiso is provided with an auxiliary lip portion that rounded to.
Claims (1)
大気側の異物が前記ハウジング内に侵入するのを抑制するために、前記主リップ部よりも大気側において前記軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備えたシール部材であって、
前記主リップ部における前記軸の外周面との摺接部分と、前記補助リップ部における前記軸の外周面との摺接部分との間に設けられ、前記軸の外周面との間にラビリンス隙間を形成する副リップ部を備えていることを特徴とするシール部材。 A main lip portion slidably in contact with the outer peripheral surface of the shaft in order to prevent the sealed fluid in the housing from leaking to the atmosphere side;
In order to suppress the entry of foreign matter on the atmosphere side into the housing, an auxiliary lip portion slidably contacting the outer peripheral surface of the shaft on the atmosphere side than the main lip portion,
A labyrinth gap provided between a sliding contact portion of the main lip portion with the outer peripheral surface of the shaft and a sliding contact portion of the auxiliary lip portion with the outer peripheral surface of the shaft, and the outer peripheral surface of the shaft. A sealing member comprising a secondary lip portion for forming
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