JP2018100730A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相対回転する二部材を有する機器に用いられる密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device used in an apparatus having two members that rotate relative to each other.
従来、この種の密封装置として、例えば特許文献1に記載されているように、相対回転する二部材の一方、例えば回転軸に固定されるスリンガと呼ばれる回転シール部材と、相対回転する二部材の他方、例えば回転軸が配置される軸孔内面に固定される固定シール部材とを有する密封構造が知られている。このような密封装置は、機器内部空間の潤滑剤、例えばグリースを密封するために使用される。通常、回転シール部材にはフランジが設けられ、このフランジが大気側から機器内部空間への泥およびダストの侵入を防止または低減するので、例えば、鉄道車両の台車、焼結パレットの台車、建設機械、トラックのトラニオン式サスペンション、農業機械のような泥またはダストの多い環境で使用される機器に、このような密封装置が用いられている。
Conventionally, as a sealing device of this type, for example, as described in
この種の密封装置を有する機器については、機器内部空間に潤滑剤を補給しなければならない場合がある。補給の理由としては、潤滑剤の劣化に伴う交換の必要性、潤滑剤の漏出に伴うその量の減少が挙げられる。補給にあたっては、潤滑剤の注入により機器内部空間の圧力が高くなり過ぎないように配慮すべきであり、なおかつ補給された潤滑剤が長期にわたって機器内部空間に保持されることが望ましい。 For equipment having this type of sealing device, it may be necessary to replenish the interior space of the equipment with a lubricant. Reasons for replenishment include the need for replacement due to deterioration of the lubricant and a reduction in the amount due to leakage of the lubricant. In replenishment, care should be taken so that the pressure in the internal space of the device does not become too high due to the injection of the lubricant, and it is desirable that the replenished lubricant be held in the internal space of the device over a long period of time.
そこで、本発明は、相対回転する二部材を有する機器に用いられ、潤滑剤の補給時に機器内部空間の圧力の上昇を抑制し、なおかつ補給された潤滑剤が長期にわたって機器内部空間に保持される密封装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is used in a device having two members that rotate relative to each other, suppresses an increase in pressure in the device internal space when the lubricant is replenished, and the replenished lubricant is held in the device internal space for a long period of time. An object is to provide a sealing device.
上記課題を解決するため、本発明に係る密封装置は、機器内部空間の潤滑剤を当該機器内部空間に密封する密封装置であって、前記機器の相対回転する二部材のうちの外側の部材の内面に固定され、相対回転する二部材のうちの内側の部材または当該内側の部材に固定される部材の外周面が摺動する第1のシール部材を備え、前記機器内部空間の圧力が一定値を超えると、前記機器内部空間から前記潤滑剤が通過することを許容するスリットが前記第1のシール部材に設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a sealing device according to the present invention is a sealing device that seals a lubricant in an internal space of an apparatus to the internal space of the apparatus, and includes an outer member of two members that rotate relative to the apparatus. An inner member of two members which are fixed to the inner surface and relatively rotate, or a first seal member on which an outer peripheral surface of the member fixed to the inner member slides is provided, and the pressure in the internal space of the device is a constant value The first seal member is provided with a slit that allows the lubricant to pass from the device internal space.
この密封装置においては、第1のシール部材に設けられているスリットが、機器内部空間の圧力が一定値を超えると機器内部空間から潤滑剤が通過することを許容し、他の場合には潤滑剤が通過することを阻止する弁として機能する。したがって、潤滑剤の補給時に機器内部空間の圧力の上昇が抑制され、補給後には潤滑剤が長期にわたって機器内部空間に保持される。 In this sealing device, the slit provided in the first seal member allows the lubricant to pass from the device internal space when the pressure in the device internal space exceeds a certain value, and in other cases, lubrication is performed. It functions as a valve that prevents the agent from passing through. Therefore, an increase in pressure in the device internal space is suppressed when the lubricant is supplied, and the lubricant is held in the device internal space for a long time after the supply.
前記スリットは、前記第1のシール部材のうち他の部材に接触しない壁部に設けられていると好ましい。この場合には、他の部材がスリットの付近に摺動することはなく、摺動による摩耗がないため潤滑剤の保持の性能が低下しにくい。 The slit is preferably provided in a wall portion that does not contact other members of the first seal member. In this case, other members do not slide in the vicinity of the slit, and since there is no wear due to sliding, the performance of retaining the lubricant is unlikely to deteriorate.
前記第1のシール部材は、前記外側の部材に密着させられる弾性体で形成された弾性環と、弾性環を補強する剛体で形成された補強環とを有しており、前記スリットは、前記弾性環に形成され、前記補強環の前記スリットと重なる位置に、前記スリットから前記潤滑剤が通過する貫通孔が形成されていることが好ましい。この構成においては、第1のシール部材が弾性環と補強環の二重構造を有しており、補強環によって剛性が高められている。弾性環にスリットを形成し、補強環のスリットと重なる位置に貫通孔を形成することによって、機器内部空間の圧力が一定値を超えると機器内部空間からスリットおよび貫通孔を通じて潤滑剤が通過する。補強環には、他の箇所に貫通孔、その他の剛性を弱める箇所を設ける必要がないので、補強環ひいては第1のシール部材の剛性の低下は最小限に抑制される。 The first seal member includes an elastic ring formed of an elastic body that is brought into close contact with the outer member, and a reinforcing ring formed of a rigid body that reinforces the elastic ring, and the slit includes the slit It is preferable that a through hole through which the lubricant passes from the slit is formed at a position formed on the elastic ring and overlapping the slit of the reinforcing ring. In this configuration, the first seal member has a double structure of an elastic ring and a reinforcing ring, and the rigidity is enhanced by the reinforcing ring. By forming a slit in the elastic ring and forming a through hole at a position overlapping the slit of the reinforcing ring, the lubricant passes through the slit and the through hole from the device internal space when the pressure in the device internal space exceeds a certain value. Since it is not necessary to provide the reinforcing ring with through holes or other locations that weaken the rigidity at other locations, a decrease in the stiffness of the reinforcing ring and thus the first seal member is minimized.
前記第1のシール部材には、互いに同寸法の複数の前記スリットが前記内側の部材の周りに互いに等角間隔をおいて配置されていることが好ましい。このように互いに同寸法の複数のスリットが互いに等角間隔をおいて配置されていることにより、密封装置の製造が容易であるだけでなく、潤滑剤の補給時に機器内部空間の圧力が一定値を超えると、これらのスリットを通じてほぼ均等な流量で潤滑剤が流出する。したがって、潤滑剤流出経路のスリットの下流にある部分への負荷が均等となる。 In the first seal member, it is preferable that a plurality of the slits having the same size are arranged at equiangular intervals around the inner member. Since the plurality of slits having the same dimensions are arranged at equiangular intervals in this way, not only is the sealing device easy to manufacture, but the pressure in the internal space of the device is constant when replenishing the lubricant. If it exceeds, the lubricant flows out through these slits at a substantially uniform flow rate. Therefore, the load on the portion downstream of the slit of the lubricant outflow path is equalized.
好ましくは、密封装置は、前記内側の部材に固定されるスリーブと、当該スリーブの大気側の端部に一体に連結されてその外側に放射状に広がるフランジとを有する第2のシール部材を備え、前記第1のシール部材は、前記スリーブの外周面が摺動するリップ部と、前記外側の部材の内面に固定される外側環状体とを備え、前記第2のシール部材は、前記フランジの外縁からその外側に放射状に広がり前記第1のシール部材の前記外側環状体の内周面に対して摺動するダストリップ部をさらに備える。この構成においては、第2のシール部材のフランジが大気側から機器内部空間への泥およびダストの侵入を遮る。また、第2のシール部材のダストリップ部は、大気側から機器内部空間への泥およびダストの侵入をより確実に防止する。上記のように、第1のシール部材に設けられているスリットが、機器内部空間の圧力が一定値を超えると潤滑剤を流出させるので、第2のシール部材と第1のシール部材との間の封止性能(リップ部およびダストリップ部でもたらされる)を潤滑剤の流出のために低下させる必要はなく、リップ部による潤滑剤への封止性能ならびにダストリップ部による泥およびダストへの封止性能を高めるように、リップ部およびダストリップ部を強固に形成することが可能である。 Preferably, the sealing device includes a second seal member having a sleeve fixed to the inner member, and a flange that is integrally connected to an end portion on the atmosphere side of the sleeve and radially spreads outside the sleeve, The first seal member includes a lip portion on which an outer peripheral surface of the sleeve slides, and an outer annular body fixed to the inner surface of the outer member, and the second seal member includes an outer edge of the flange. And a dust lip that extends radially outward from the inner circumferential surface of the outer annular body of the first seal member. In this configuration, the flange of the second seal member blocks intrusion of mud and dust from the atmosphere side into the equipment internal space. Further, the dust lip portion of the second seal member more reliably prevents intrusion of mud and dust from the atmosphere side into the equipment internal space. As described above, since the slit provided in the first seal member causes the lubricant to flow out when the pressure in the internal space of the device exceeds a certain value, the slit is provided between the second seal member and the first seal member. Sealing performance (provided at the lip and dust lip) does not have to be reduced due to lubricant spills, the lip sealing performance to the lubricant and the dust lip sealing to mud and dust It is possible to firmly form the lip portion and the dust lip portion so as to enhance the stopping performance.
本発明においては、第1のシール部材に設けられているスリットが、機器内部空間の圧力が一定値を超えると機器内部空間から潤滑剤が通過することを許容する弁として機能する。したがって、潤滑剤の補給時に機器内部空間の圧力の上昇が抑制され、密封装置の予期しない破損が防止される上、高圧の潤滑剤に起因する回転軸の回転トルクの増加も抑制される。また、補給後には、このスリットが閉塞して潤滑剤が通過することを阻止するので、潤滑剤が長期にわたって機器内部空間に保持される。また、スリットは第1のシール部材に設けられているため、特別な潤滑剤流出経路を設けるために、密封装置の寸法、特に軸線方向の長さを増大させる必要はない。さらに、密封装置、特に第1のシール部材に弁としてのスリットが形成されているため、潤滑剤の流出の性能または保持の性能が低下した場合には、機器の他の部品を交換する手間なく、密封装置または第1のシール部材を簡単に交換することができる。 In the present invention, the slit provided in the first seal member functions as a valve that allows the lubricant to pass from the device internal space when the pressure in the device internal space exceeds a certain value. Therefore, an increase in pressure in the internal space of the device is suppressed when the lubricant is replenished, and an unexpected breakage of the sealing device is prevented, and an increase in rotational torque of the rotating shaft caused by the high-pressure lubricant is also suppressed. Further, after the replenishment, the slit is closed to prevent the lubricant from passing therethrough, so that the lubricant is held in the device internal space for a long time. Further, since the slit is provided in the first seal member, it is not necessary to increase the dimension of the sealing device, particularly the length in the axial direction, in order to provide a special lubricant outflow path. Furthermore, since a slit as a valve is formed in the sealing device, particularly the first seal member, when the outflow performance or retention performance of the lubricant is reduced, there is no need to replace other parts of the device. The sealing device or the first sealing member can be easily replaced.
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施形態を説明する。
第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態に係る図であり、相対回転する二部材を有する機器に用いられる密封装置を示す。
Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First Embodiment FIG. 1 is a diagram according to a first embodiment of the present invention, and shows a sealing device used in a device having two members that rotate relative to each other.
この密封装置1は、回転軸(内側の部材)4と、この回転軸4が挿入配置されるハウジング(外側の部材)の軸孔6の内面との間を封止して、機器内部空間Sから大気A側へ流体が漏出するのを防止または低減させるものである。回転軸4は円柱状であり、軸孔6は断面円形であり、密封装置1はほぼ環状であるが、図1においては、それらの左側部分のみが示されている。
The
密封装置1は、回転軸4に固定されて回転軸4と一体的に回転するスリンガと呼ばれる回転シール部材(第2のシール部材)8と、軸孔に固定される固定シール部材(第1のシール部材)10との組み合わせであるアセンブリである。回転シール部材8と固定シール部材10は協働して潤滑剤を機器内部空間Sに密封する。回転シール部材8は、固定シール部材10に嵌め合わせられており、密封装置1の軸線方向に沿って大きな力を与えると、その嵌め合わせが解除されて取り外されうる。
The
回転シール部材8は、回転軸4に固定されるスリーブ12と、スリーブ12の大気A側の端部に一体に連結されてその外側に放射状に広がるフランジ14とを有する。回転軸4とスリーブ12の固定の方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。回転シール部材8は二重構造であって、弾性体、例えばエラストマーで形成された弾性環16と、弾性環16に密着し弾性環16を補強する剛体、例えば金属製の補強環18とを有する。
The
図2に示すように、スリーブ12は、弾性環16の一部であって回転軸4に密着させられる内側円筒部16aと、補強環18の一部であって内側円筒部16aの外周に固着された外側円筒部18aとを有する。フランジ14は、弾性環16の一部であって大気A側に配置される弾性フランジ部16bと、補強環18の一部であって機器内部空間S側に配置され弾性フランジ部16bに固着された剛性フランジ部18bとを有する。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、固定シール部材10は、外側環状体22と、外側環状体22の半径方向内側に外側環状体22と同軸に配置された中間環状体24と、中間環状体24の半径方向内側に中間環状体24と同軸に配置された内側環状体26とを有する。外側環状体22と中間環状体24は機器内部空間Sにある外側フランジ23で連結され、中間環状体24と内側環状体26は大気A側にある内側フランジ25で連結されている。
As shown in FIG. 3, the fixed
固定シール部材10も二重構造であって、弾性体、例えばエラストマーで形成された弾性環28と、弾性環28を補強する剛体、例えば金属製の補強環30とを有する。補強環30は、その一部が弾性環28に埋設されており、弾性環28に密着している。
The fixed
図1に示すように、固定シール部材10の外側環状体22は、軸孔6に固定される外側シール部である。固定の方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。補強環30は、外側環状体22の弾性体部分に半径方向外側に向かう力を与え、外側環状体22の弾性体部分を軸孔6に強固に押圧する。但し、補強環30は必ずしも不可欠ではない。内側環状体26の周囲には、内側環状体26を半径方向内側に圧縮するためのガータースプリング32が巻かれている。図3に示すように、内側環状体26にはガータースプリング32を受け入れる受け溝34が形成されている。
As shown in FIG. 1, the outer
固定シール部材10の弾性環28は、さらにシールリップ部36、ダストリップ部38、およびダストリップ部40を有する。シールリップ部36は、内側環状体26から内側に突出し、周方向に連続している突起であり、二つの傾斜面を有する。シールリップ部36は、回転シール部材8のスリーブ12の外周面に密封接触し、機器内部空間Sから大気A側への流体の漏れを防止または低減する。回転シール部材8が回転軸4とともに回転する時、スリーブ12の外周面はシールリップ部36に対して摺動する。上記のガータースプリング32は、シールリップ部36を回転軸4に押し付ける力をシールリップ部36に与える。
The
ダストリップ部38は、内側環状体26と内側フランジ25の連結部分から大気A側かつ内側に斜めに延びている。ダストリップ部40は、内側フランジ25から大気A側に延びており、屈曲している。ダストリップ部38の先端は、回転シール部材8のスリーブ12の外周面に密封接触し、回転シール部材8が回転軸4とともに回転する時、スリーブ12の外周面はダストリップ部38に対して摺動する。ダストリップ部40の先端は、回転シール部材8のフランジ14の剛性フランジ部18bに接触し、回転シール部材8が回転軸4とともに回転する時、剛性フランジ部18bはダストリップ部40に対して摺動する。
The
回転シール部材8は、フランジ14の外縁からその外側に放射状に広がるダストリップ部42をさらに備える。ダストリップ部42は、フランジ14の外縁から大気A側かつ外側に斜めに延びている。ダストリップ部42の先端は、外側環状体22の剛体部分の内周面に密封接触し、回転シール部材8が回転軸4とともに回転する時、ダストリップ部42は固定シール部材10の外側環状体22の剛体部分の内周面に対して摺動する。
The
ダストリップ部38,40,42は、主に大気A側から機器内部空間S側への異物(泥およびダスト)の侵入を防止する役割を担う。但し、ダストリップ部38,40,42は、機器内部空間S側から大気A側への潤滑剤の流出を防止してもよい。図1と図2または図3を比較すると明らかなように、シールリップ部36、ダストリップ部38,40は、回転シール部材8に接触することにより変形させられ、ダストリップ部42は、固定シール部材10に接触することにより変形させられる。
The dust strips 38, 40, and 42 mainly play a role of preventing entry of foreign matter (mud and dust) from the atmosphere A side to the equipment internal space S side. However, the
密封装置1は、フランジ14を有する回転シール部材8を有しており、このフランジ14が大気A側から機器内部空間Sへの異物の侵入を防止または低減する。ダストリップ部38,40,42は、異物の侵入のおそれをさらに低減する。したがって、密封装置1は、例えば、鉄道車両の台車、焼結パレットの台車、建設機械、トラックのトラニオン式サスペンション、農業機械(耕耘機、トラクタ、田植機など)のような泥またはダストの多い環境で利用される機器でも、好適に密封機能を発揮する。但し、密封装置1の用途は、そのような機器に限定されず、他の機器であってもよい。
The
この密封装置1を有する機器については、機器内部空間Sに潤滑剤を補給しなければならない場合がある。補給にあたっては、潤滑剤の注入により機器内部空間Sの圧力が高くなり過ぎないように配慮すべきである。そこで、この密封装置1においては、固定シール部材10に、潤滑剤が機器内部空間Sから大気A側へと流出可能な少なくとも1つのスリット50が設けられている。
As for the device having the sealing
この実施形態では、スリット50は固定シール部材10の外側フランジ23のうち弾性環28に相当する部分に設けられている。スリット50は、例えば切削加工で形成してもよい。
In this embodiment, the
固定シール部材10の補強環30には、スリット50と重なる位置に、スリット50から潤滑剤が通過する貫通孔52が形成されている。但し、この実施形態では、貫通孔52の内周面は、弾性環28の材料で覆われている。機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると、スリット50が開き、機器内部空間Sからスリット50および貫通孔52を通じて潤滑剤が通過する。
A through-
スリット50および貫通孔52を通過した潤滑剤は、図1の矢印で示すように流れ、回転シール部材8のダストリップ部42を大気A側に押圧し、これによってダストリップ部42と固定シール部材10の間に生じた隙間を通じて大気A側に流出する。
The lubricant that has passed through the
スリット50の役割は、潤滑剤を機器内部空間Sから大気A側へと流出させることにある。他方、密封装置1の役割は、潤滑剤を機器内部空間Sに密封保持することであるから、補給された潤滑剤が長期にわたって機器内部空間Sに保持されることが望ましい。スリット50は、機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると、その圧力によって拡大し、機器内部空間Sから潤滑剤がスリット50を通過することを許容し、他の場合には閉塞して潤滑剤が通過することを阻止する弁として機能する。
The role of the
したがって、潤滑剤の補給時に過大な補給力が与えられたとしても、機器内部空間Sの圧力の上昇が抑制され、密封装置1の予期しない破損が防止される上、高圧の潤滑剤に起因する回転軸4の回転トルクの増加も抑制される。また、補給後には、このスリットが閉塞して潤滑剤が通過することを阻止するので、潤滑剤が長期にわたって機器内部空間Sに保持される。また、スリット50は固定シール部材10に設けられているため、特別な潤滑剤流出経路を設けるために、密封装置1の寸法、特に軸線方向の長さを増大させる必要はない。さらに、密封装置1、特に固定シール部材10に弁としてのスリット50が形成されているため、潤滑剤の流出の性能または保持の性能が低下した場合には、機器の他の部品を交換する手間なく、密封装置1または固定シール部材10を簡単に交換することができる。
Therefore, even if an excessive replenishment force is applied at the time of replenishment of the lubricant, an increase in the pressure in the device internal space S is suppressed, and unexpected damage to the
この実施形態において、スリット50は、固定シール部材10のうち他の部材に接触せずに、機器内部空間S側の流体に接触する外側フランジ23に相当する弾性環28の壁部に設けられている。したがって、他の部材がスリット50の付近に摺動することはなく、摺動による摩耗がないため潤滑剤の保持の性能が低下しにくい。
In this embodiment, the
この実施形態においては、固定シール部材10が弾性環28と補強環30の二重構造を有しており、補強環28によって剛性が高められている。弾性環30にスリット50を形成し、補強環28のスリット50と重なる位置に貫通孔52を形成することによって、機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると機器内部空間Sからスリット50および貫通孔52を通じて潤滑剤が通過する。補強環30には、他の箇所に貫通孔、その他の剛性を弱める箇所を設ける必要がないので、補強環30ひいては固定シール部材10の剛性の低下は最小限に抑制される。
In this embodiment, the fixed
スリット50の数は限定されない。単一のスリット50が固定シール部材10に設けられていてもよい。
The number of
図4は固定シール部材10の端面図である。図4に示すように、複数のスリット50が固定シール部材10に設けられていてもよい。
FIG. 4 is an end view of the fixed
複数のスリット50が固定シール部材10に設けられる場合には、図4に示すように、これらのスリット50は互いに同寸法であって、互いに等角間隔をおいて設けられていると好ましい。このことにより、密封装置1の製造が容易であるだけでなく、潤滑剤の補給時に機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると、これらのスリット50を通じてほぼ均等な流量で潤滑剤が流出する。したがって、潤滑剤流出経路のスリット50の下流にある部分(この実施形態では、ダストリップ部42)への負荷が均等となる。
When a plurality of
図4の各スリット50は、一つの直線形状であるが、図5に示すように十字形状のスリット54を使用することもできる。あるいは、他の形状のスリットを使用してもよい。スリット50,54の長さ、すなわち大きさ(図4および図5のように見た時の大きさ)は限定されない。
Each slit 50 in FIG. 4 has one linear shape, but a
この密封装置1においては、回転シール部材8のフランジ14が大気A側から機器内部空間Sへの異物の侵入を跳ね返す。また、回転シール部材8のダストリップ部42、ならびに固定シール部材10のダストリップ部38,40は、大気A側から機器内部空間Sへの異物の侵入をより確実に防止する。上記のように、固定シール部材10に設けられているスリット50が、機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると潤滑剤を流出させるので、回転シール部材8と固定シール部材10との間の封止性能(シールリップ部36およびダストリップ部38,40,42でもたらされる)を潤滑剤の流出のために低下させる必要はなく、シールリップ部36による潤滑剤への封止性能ならびにダストリップ部38,40,42による泥およびダストへの封止性能を高めるように、シールリップ部36およびダストリップ部38,40,42を強固に形成することが可能である。
In the
第1実施形態の変形例
図6は、本発明の第1実施形態の変形例に係る密封装置61を示す。図6以降の図面において、第1実施形態と共通する構成要素を示すため、同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳細には説明しない。
Modification of First Embodiment FIG. 6 shows a sealing
図1に示す密封装置1においては、スリット50がスリット50の設けられた壁部に対して垂直に形成されているが、図6に示すこの密封装置61においては、スリット50がスリット50の設けられた壁部に対して斜めに形成されている。このようにスリット50が壁部に対して傾斜しているので、スリット50の両側の部分の長さ(図6のように見たときの長さ)が大きくなり、機器内部空間Sの圧力が低下すると、弾性環28の材料の復元力によって、スリット50が閉塞しやすい。したがって、固定シール部材10による潤滑剤の封止性能を高めることが可能である。
In the
図7は第1実施形態の他の変形例に係る密封装置62を示す。この密封装置62においては、固定シール部材10の外側フランジ23のうち弾性環28に相当する部分の一部55が肉厚に形成されており、当該肉厚な一部55にスリット50が形成されている。図示のスリット50は、二つの互いに直交する直線を有する断面形状であるが、スリット50の断面形状は図示に限定されない。
FIG. 7 shows a sealing
このようにスリット50が肉厚な一部55に形成されているので、スリット50の両側の部分の長さ(図6のように見たときの長さ)が大きくなり、機器内部空間Sの圧力が低下すると、弾性環28の材料の復元力によって、スリット50が閉塞しやすい。したがって、固定シール部材10による潤滑剤の封止性能を高めることが可能である。
Since the
図8は第1実施形態のさらに他の変形例に係る密封装置63を示す。この密封装置63においては、固定シール部材10の外側フランジ23のうち弾性環28に相当する部分に貫通孔56が形成されている。この貫通孔56は、補強環30に形成された貫通孔52に通じている。貫通孔56にはシール片58が締まり嵌めされている。このシール片58にスリット50が形成されている。シール片58の材料は、固定シール部材10と同じ材料であってもよいし異なる材料であってもよいが、弾性体、例えばエラストマーである。
FIG. 8 shows a sealing
このようにスリット50は固定シール部材10から分離可能なシール片58に形成されている。したがって、スリット50が流体の圧力変動によって繰り返し拡大および閉塞することにより、シール片58が劣化した場合には、シール片58のみを交換し、密封装置63の初期の性能に復活させることが可能である。
As described above, the
貫通孔56およびシール片58の形状および寸法は、機器内部空間Sの圧力が高まっても、シール片58が貫通孔52を通って大気A側に移動してしまわないように設定されている。例えば、これらの形状が円形の場合には、貫通孔56およびシール片58の直径は貫通孔52の直径より大きい。したがって、機器内部空間Sの圧力が高まっても、シール片58は定位置にとどまり、突然、大量の流体が機器内部空間Sから大気A側に流出するような事態はない。
The shapes and dimensions of the through
図9は第1実施形態のさらに他の変形例に係る密封装置64を示す。図10は、この密封装置64の固定シール部材10の端面図である。これらの図に示すように、この密封装置64においては、固定シール部材10の外側フランジ23のうち弾性環28に相当する部分に肉厚部59が形成されている。図10に示すように、肉厚部59は、スリット50の両端付近に形成されている。したがって、スリット50が流体の圧力変動によって繰り返し拡大および閉塞しても、他の部分に亀裂が入ることが低減される。したがって、弾性環28の寿命の低下を抑制することができる。
FIG. 9 shows a sealing
図6から図10を参照して説明したこれらの変形例は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。 These modifications described with reference to FIGS. 6 to 10 may be combined as long as there is no contradiction.
第2実施形態
図11は、本発明の第2実施形態に係る図であり、相対回転する二部材を有する機器に用いられる密封装置71を示す。
Second Embodiment FIG. 11 is a diagram according to a second embodiment of the present invention, and shows a sealing
この密封装置71は、転がり軸受の内輪(内側の部材)74と、この内輪74が挿入配置されるハウジング(外側の部材)の軸孔76の内面との間を封止して、機器内部空間Sから大気A側へ流体が漏出するのを防止または低減させるものである。内輪74は円柱状であり、軸孔76は断面円形であり、密封装置71はほぼ環状であるが、図11においては、それらの左側部分のみが示されている。
The sealing
密封装置71は、内輪74に固定されて内輪74と一体的に回転するスリンガと呼ばれる回転シール部材(第2のシール部材)78と、軸孔に固定される固定シール部材(第1のシール部材)80との組み合わせであるアセンブリである。回転シール部材78と固定シール部材80は協働して潤滑剤を機器内部空間Sに密封する。回転シール部材78は、固定シール部材80に嵌め合わせられており、密封装置71の軸線方向に沿って大きな力を与えると、その嵌め合わせが解除されて取り外されうる。
The sealing
回転シール部材78は、内輪74に固定されるスリーブ82と、スリーブ82の大気A側の端部に一体に連結されてその外側に放射状に広がるフランジ84とを有する。内輪74とスリーブ82の固定の方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。回転シール部材78は二重構造であって、弾性体、例えばエラストマーで形成された弾性環86と、弾性環86に密着し弾性環86を補強する剛体、例えば金属製の補強環88とを有する。
The
スリーブ82は、弾性環86の一部であって内輪74に密着させられる内側円筒部86aと、補強環88の一部であって内側円筒部86aの外周に固着された外側円筒部88aとを有する。フランジ84は、弾性環86の一部であって大気A側に配置される弾性フランジ部86bと、補強環88の一部であって機器内部空間S側に配置され弾性フランジ部86bに固着された剛性フランジ部88bとを有する。
The
固定シール部材80は、外側環状体92と、外側環状体92の半径方向内側に外側環状体92と同軸に配置された内側環状体94とを有する。外側環状体92と内側環状体94は大気A側にあるフランジ93で連結されている。
The fixed
固定シール部材80も二重構造であって、弾性体、例えばエラストマーで形成された弾性環98と、弾性環98を補強する剛体、例えば金属製の補強環100とを有する。補強環100は、その一部が弾性環98に埋設されており、弾性環98に密着している。
The fixed
固定シール部材80の外側環状体92は、軸孔76に固定される外側シール部である。固定の方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。補強環100は、弾性環98に半径方向内側に向かう力を与える。
The outer
固定シール部材80の弾性環98は、リップ部106,108,110を有する。リップ部106,108は、内側環状体94から大気A側かつ半径方向内側に斜めに延びている。回転シール部材78が内輪74とともに回転する時、スリーブ82の外周面はリップ部106,108に対して摺動する。補強環100は、リップ部106,108を内輪74に押し付ける力をリップ部106,108に与える。
The
リップ部110は、内側フランジ94から大気A側に延びており、屈曲している。リップ部110の先端は、回転シール部材78のフランジ84の剛性フランジ部88bに接触し、回転シール部材78が内輪74とともに回転する時、剛性フランジ部88bはリップ部110に対して摺動する。
The
回転シール部材78は、フランジ84の外縁からその外側に放射状に広がるダストリップ部112をさらに備える。ダストリップ部112は、フランジ84の外縁から大気A側かつ半径方向外側に斜めに延びている。ダストリップ部112の先端は、軸孔76の内周面に密封接触し、回転シール部材78が内輪74とともに回転する時、ダストリップ部112は軸孔76の内周面に対して摺動する。
The
リップ部106,108,110,112は、主に大気A側から機器内部空間S側への異物(泥およびダスト)の侵入を防止する役割を担う。但し、リップ部106,108,110,112は、機器内部空間S側から大気A側への潤滑剤の流出を防止してもよい。
The
密封装置71は、フランジ84を有する回転シール部材78を有しており、このフランジ84が大気A側から機器内部空間Sへの異物の侵入を防止または低減する。リップ部108,110,112は、異物の侵入のおそれをさらに低減する。したがって、密封装置71は、例えば、焼結パレットの台車のような泥またはダストの多い環境で利用される機器でも、好適に密封機能を発揮する。但し、密封装置71の用途は、そのような機器に限定されず、他の機器であってもよい。
The sealing
固定シール部材80には、潤滑剤が機器内部空間Sから大気A側へと流出可能な少なくとも1つのスリット120が設けられている。この実施形態では、スリット120は固定シール部材80のフランジ93のうち弾性環98に相当する部分に設けられている。スリット120は、例えば切削加工で形成してもよい。
The fixed
固定シール部材80の補強環100には、スリット120と重なる位置に、スリット120から潤滑剤が通過する貫通孔122が形成されている。但し、この実施形態では、貫通孔122の内周面は、弾性環98の材料で覆われている。機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると、スリット120が開き、機器内部空間Sからスリット120および貫通孔122を通じて潤滑剤が通過する。
A through
スリット120および貫通孔122を通過した潤滑剤は、図11の矢印で示すように流れ、回転シール部材78のダストリップ部112を大気A側に押圧し、これによってダストリップ部112と軸孔76の内周面の間に生じた隙間を通じて大気A側に流出する。
The lubricant that has passed through the
スリット120は、機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると、その圧力によって拡大し、機器内部空間Sから潤滑剤がスリット120を通過することを許容し、他の場合には閉塞して潤滑剤が通過することを阻止する弁として機能する。したがって、潤滑剤の補給時に過大な補給力が与えられたとしても、機器内部空間Sの圧力の上昇が抑制され、密封装置71の予期しない破損が防止される上、高圧の潤滑剤に起因する内輪74の回転トルクの増加も抑制される。また、補給後には、このスリットが閉塞して潤滑剤が通過することを阻止するので、潤滑剤が長期にわたって機器内部空間Sに保持される。また、スリット120は固定シール部材80に設けられているため、特別な潤滑剤流出経路を設けるために、密封装置71の寸法、特に軸線方向の長さを増大させる必要はない。さらに、密封装置71、特に固定シール部材80に弁としてのスリット120が形成されているため、潤滑剤の流出の性能または保持の性能が低下した場合には、機器の他の部品を交換する手間なく、密封装置71または固定シール部材80を簡単に交換することができる。
When the pressure in the device internal space S exceeds a certain value, the
この実施形態において、スリット120は、固定シール部材80のうち他の部材に接触せずに、機器内部空間S側の流体に接触するフランジ93に相当する弾性環98の壁部に設けられている。したがって、他の部材がスリット120の付近に摺動することはなく、摺動による摩耗がないため潤滑剤の保持の性能が低下しにくい。
In this embodiment, the
この実施形態においては、固定シール部材80が弾性環98と補強環100の二重構造を有しており、補強環98によって剛性が高められている。弾性環100にスリット120を形成し、補強環98のスリット120と重なる位置に貫通孔122を形成することによって、機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると機器内部空間Sからスリット120および貫通孔122を通じて潤滑剤が通過する。補強環100には、他の箇所に貫通孔、その他の剛性を弱める箇所を設ける必要がないので、補強環100ひいては固定シール部材80の剛性の低下は最小限に抑制される。
In this embodiment, the fixed
スリット120の数は限定されない。単一のスリット120が固定シール部材80に設けられていてもよい。第1実施形態の図4および図5のスリットと同様に、複数のスリット120が固定シール部材80に設けられていてもよい。
The number of
この密封装置71においては、回転シール部材78のフランジ84が大気A側から機器内部空間Sへの異物の侵入を跳ね返す。また、回転シール部材78のダストリップ部112、ならびに固定シール部材80のリップ部108,110は、大気A側から機器内部空間Sへの異物の侵入をより確実に防止する。上記のように、固定シール部材80に設けられているスリット120が、機器内部空間Sの圧力が一定値を超えると潤滑剤を流出させるので、回転シール部材78と固定シール部材80との間の封止性能(リップ部106,108,110,112でもたらされる)を潤滑剤の流出のために低下させる必要はなく、リップ部106,108,110,112による潤滑剤への封止性能ならびに泥およびダストへの封止性能を高めるように、リップ部106,108,110,112を強固に形成することが可能である。
In this
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above description is not intended to limit the present invention, and various modifications including deletion, addition, and replacement of components are conceivable within the technical scope of the present invention. .
上記のいくつかの実施形態および変形は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。例えば、図6から図10を参照して第1実施形態に関して上記した変形例は、第2実施形態にも適用することができる。 The several embodiments and variations described above may be combined as long as they are not contradictory. For example, the modification described above with respect to the first embodiment with reference to FIGS. 6 to 10 can be applied to the second embodiment.
また、固定シール部材10,80のリップ部の形状および数は、上記のものに限定されない。
Further, the shape and number of the lip portions of the fixed
回転シール部材8,78のフランジ14,84は必ずしも必須ではなく、省略してもよい。この場合、固定シール部材10,80のリップ部40,110も不要であり省略してよい。
The
さらには、回転シール部材8,78を省略し、固定シール部材10,80が軸4または内輪74に接触するようにしてもよい。
Furthermore, the
第1実施形態では、軸4が回転軸であり、軸孔6を有するハウジングが静止部材であり、第2実施形態では、内輪74が回転体であり、軸孔76を有するハウジングが静止部材である。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、互いに相対回転する二部材の間の密封に適用されうる。例えば軸4(およびシール部材8)が静止し、ハウジング(およびシール部材10)がその周囲を回転してもよいし、軸4もハウジングも回転してもよい。
In the first embodiment, the
1,61,62,63,71 密封装置
4 回転軸(内側の部材)
6,76 軸孔(外側の部材の軸孔)
8,78 回転シール部材(第2のシール部材)
10,80 固定シール部材(第1のシール部材)
12,82 スリーブ
14,84 フランジ
16,86 弾性環
18,88 補強環
16a,86a 内側円筒部
18a,88a 外側円筒部
16b,86b 弾性フランジ部
18b,88b 剛性フランジ部
22,92 外側環状体
23 外側フランジ
24 中間環状体
25 内側フランジ
26,94 内側環状体
28,98 弾性環
30,100 補強環
32 ガータースプリング
34 受け溝
36 シールリップ部
38,40 ダストリップ部
42 ダストリップ部
50,54,120 スリット
52,122 貫通孔
55 肉厚な一部
58 シール片
59 肉厚部
74 転がり軸受の内輪(内側の部材)
93 フランジ
106,108,110 リップ部
112 ダストリップ部
1, 61, 62, 63, 71
6,76 Shaft hole (shaft hole of outer member)
8,78 Rotating seal member (second seal member)
10, 80 Fixed seal member (first seal member)
12, 82
93
Claims (5)
前記機器の相対回転する二部材のうちの外側の部材の内面に固定され、相対回転する二部材のうちの内側の部材または当該内側の部材に固定される部材の外周面が摺動する第1のシール部材を備え、
前記機器内部空間の圧力が一定値を超えると、前記機器内部空間から前記潤滑剤が通過することを許容するスリットが前記第1のシール部材に設けられていることを特徴とする密封装置。 A sealing device that seals the lubricant in the internal space of the device to the internal space of the device,
The first member is fixed to the inner surface of the outer member of the two relatively rotating members of the device, and the inner member of the two members rotating relative to each other or the outer peripheral surface of the member fixed to the inner member slides. A sealing member,
The sealing device according to claim 1, wherein a slit that allows the lubricant to pass from the internal space of the device when the pressure in the internal space of the device exceeds a certain value is provided in the first seal member.
前記スリットは、前記弾性環に形成され、
前記補強環の前記スリットと重なる位置に、前記スリットから前記潤滑剤が通過する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の密封装置。 The first seal member includes an elastic ring formed of an elastic body that is in close contact with the outer member, and a reinforcing ring formed of a rigid body that reinforces the elastic ring,
The slit is formed in the elastic ring,
The sealing device according to claim 1, wherein a through-hole through which the lubricant passes from the slit is formed at a position overlapping the slit of the reinforcing ring.
前記第1のシール部材は、前記スリーブの外周面が摺動するリップ部と、前記外側の部材の内面に固定される外側環状体とを備え、
前記第2のシール部材は、前記フランジの外縁からその外側に放射状に広がり前記第1のシール部材の前記外側環状体の内周面に対して摺動するダストリップ部をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の密封装置。 A second seal member having a sleeve fixed to the inner member, and a flange that is integrally connected to an end portion on the atmosphere side of the sleeve and radially spreads outside the sleeve;
The first seal member includes a lip portion on which an outer peripheral surface of the sleeve slides, and an outer annular body fixed to the inner surface of the outer member,
The second seal member further includes a dust lip that extends radially outward from an outer edge of the flange and slides with respect to an inner peripheral surface of the outer annular body of the first seal member. The sealing device according to any one of claims 1 to 4.
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WO2020085216A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | Nok株式会社 | Sealing device and sealing structure |
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