JP2020085074A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device.
自動車、一般機械、産業機械などの分野では、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が広く用いられている。密封装置には、ねじポンプ作用を発揮して密封性を高めるねじ突条をシールリップに設けたものがある。 In fields such as automobiles, general machines, and industrial machines, a sealing device that seals the outer circumference of a rotary shaft with a seal lip is widely used. 2. Description of the Related Art Some sealing devices have a screw lip provided on a seal lip to exert a screw pump action to enhance the sealing performance.
特許文献1には、この種の密封装置が記載されている。
図5に示すように、特許文献1に記載された密封装置は、回転軸(1)を密封するシールリップ(2)の大気A側の斜面(3)に複数本のねじ突条(4)を設けている。シールリップ(2)は、ガータスプリング(5)によって回転軸(1)に押し付けられている。押し付けられているのは、断面三角形形状を有する先端縁(6)である。
As shown in FIG. 5, the sealing device described in
ねじ突条(4)は、先端縁(6)に連なるように斜面(3)に突出形成されている。これらのねじ突条(4)は、二つの群(G1,G2)に二分されている。先端縁(6)から一方向に傾斜するA群(G1)と、反対方向に傾斜するB群(G2)とである。これらの二つの群(G1,G2)は、シールリップ(2)の内周方向に沿い、交互に反対向きに配列されている。図5中、それぞれの群(G1,G2)はねじ突条(4)を二本ずつ含んでいるが、特許文献1には、より多くの本数を含む実施形態がいくつか示されている。
The threaded ridge (4) is formed on the slope (3) so as to be continuous with the tip edge (6). These thread ridges (4) are divided into two groups (G1, G2). The group A (G1) is inclined in one direction from the leading edge (6) and the group B (G2) is inclined in the opposite direction. These two groups (G1, G2) are arranged alternately in opposite directions along the inner circumferential direction of the seal lip (2). In FIG. 5, each group (G1, G2) includes two screw protrusions (4), but
ねじ突条(4)は、回転軸(1)が回転した際に、シールリップ(2)の先端縁(6)を越えて大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に戻す役割を担う。ねじ突条(4)がA群(G1)とB群(G2)とに分けられているのは、正逆両方向に回転する回転軸(1)に適応させるためである。 The screw ridge (4) plays a role of returning the oil leaked to the atmosphere A side beyond the tip edge (6) of the seal lip (2) to the in-machine O side when the rotating shaft (1) rotates. .. The thread ridge (4) is divided into an A group (G1) and a B group (G2) for the purpose of adapting to the rotating shaft (1) that rotates in both forward and reverse directions.
図6(A)は、回転軸(1)が時計方向CWに回転しているときのオイルの振る舞いを矢印で示している。このときには、A群(G1)に属するねじ突条(4)が回転軸(1)に対して順方向になる。ねじ突条(4)は、回転軸(1)に対して順方向になるとき、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に戻すようにねじポンプ作用を発揮する。そこで回転軸(1)が時計方向CWに回転しているときには、A群(G1)のねじ突条(4)が漏れ出たオイルを機内O側に戻す。 In FIG. 6(A), the behavior of the oil when the rotating shaft (1) is rotating in the clockwise direction CW is indicated by arrows. At this time, the screw ridges (4) belonging to the group A (G1) are in the forward direction with respect to the rotation shaft (1). When the screw ridge (4) is in the forward direction with respect to the rotating shaft (1), the screw ridge (4) exerts a screw pump action to return the oil leaking to the atmosphere A side to the in-machine O side. Therefore, when the rotary shaft (1) is rotating in the clockwise direction CW, the screw ridges (4) of the group A (G1) return the leaked oil to the in-machine O side.
図6(B)は、回転軸(1)が反時計方向AWに回転しているときのオイルの振る舞いを矢印で示している。このときにはB群(G2)に属するねじ突条(4)が回転軸(1)に対して順方向になる。そこで回転軸(1)が反時計方向AWに回転しているときには、B群(G2)のねじ突条(4)が漏れ出たオイルを機内O側に戻す。 In FIG. 6B, the behavior of the oil when the rotating shaft (1) is rotating in the counterclockwise direction AW is indicated by an arrow. At this time, the screw ridges (4) belonging to the group B (G2) are in the forward direction with respect to the rotating shaft (1). Therefore, when the rotating shaft (1) is rotating in the counterclockwise direction AW, the screw ridges (4) of the group B (G2) return the leaked oil to the in-machine O side.
特許文献1に記載されたような密封装置では、二つの群(G1,G2)に属するねじ突条(4)は、シールリップ(2)の内周方向に交互に反対向きに配列されている。このような配列上、一方の群のねじ突条(4)がねじポンプ作用を発揮し、オイルを大気A側から機内O側に戻すとき、もう一方の群のねじ突条(4)は、シールリップ(2)の先端縁(6)からオイルを掻き出すようなねじポンプ作用を奏する。その結果回転軸(1)の回転方向に対して逆方向になる群のねじ突条(4)からオイルの飛沫漏れが発生してしまうことがある。改善が求められる。
In the sealing device as described in
本発明の課題は、回転軸が正逆いずれの方向に回転しても、大気側へのオイルの飛沫漏れを生じさせることなく、大気側に漏れ出たオイルを機内側に戻すことである。 An object of the present invention is to return the oil leaked to the atmosphere side to the inside of the machine without causing leakage of oil to the atmosphere side regardless of whether the rotating shaft rotates in the forward or reverse direction.
本発明の密封装置は、機内側の斜面と大気側の斜面とが交わる先端縁を回転軸に密接させ、前記機内側と前記大気側とをシールするシールリップと、前記先端縁に沿って配列され、前記先端縁に対面する頂部から前記大気側に向けて幅を拡大する形状で前記大気側の斜面から突出する複数個のオイル戻しとを備える。 The sealing device of the present invention is configured such that the tip edge where the slope on the inside of the machine and the slope on the atmosphere side intersect is brought into close contact with the rotating shaft, and a seal lip that seals the inside of the machine and the atmosphere side, and is arranged along the tip edge. And a plurality of oil returns protruding from the slope on the atmosphere side in a shape in which the width increases from the top facing the tip edge toward the atmosphere.
本発明によれば、回転軸が正逆いずれの方向に回転しても、大気側へのオイルの飛沫漏れを生じさせることなく、大気側に漏れ出たオイルを機内側に戻すことができる。 According to the present invention, regardless of whether the rotating shaft rotates in the forward or reverse direction, the oil leaked to the atmosphere side can be returned to the inside of the machine without causing oil leakage to the atmosphere side.
実施の一形態を図1ないし図4に基づいて説明する。本実施の形態は、正逆両方に回転する回転軸11を密封する密封装置101への適用例である。密封装置101は、図示しないオイルを密封する機内O側と大気A側とをシールする。
An embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The present embodiment is an application example to a
密封装置101は、金属環111にゴム状弾性体112が加硫接着されて形成されている。ゴム状弾性体112は、シールリップ131とダストリップ151と固定シール171とを一体に成形している。一例として、ゴム状弾性体112は、その原材料となるゴム材料中に金属環111をインサートして、型によってシールリップ131とダストリップ151と固定シール171とを含む形状に一体形成されている。
The
金属環111は、環状の基部113の端部を内周側に直角に屈曲させ、屈曲部分にフランジ114を形成している。金属環111は、例えばプレス加工品である。基部113とフランジ114とは、プレス加工によって一体に成形されている。
The
フランジ114は、金属環111と同軸上に設けられた内孔115を備えている。内孔115は、回転軸11よりも大径であり、回転軸11を取り囲む。
The
密封装置101は、図示しないハウジングの装着孔に嵌められて、ハウジングに固定的に取り付けられる。装着孔に嵌められるのは金属環111の基部113である。基部113の外周面には、固定シール171が接着固定されている。固定シール171はハウジングの装着孔よりも大径であるため、装着孔への装着時には弾性変形し、装着孔への密接力を高める。
The
シールリップ131は、金属環111に設けられたフランジ114の先端付近を起点として、機内O側に向けて先端部132を斜めに延ばしている。シールリップ131の先端部132は、機内O側の斜面である内斜面134と大気A側の斜面である外斜面135とが交わる頂部を先端縁133とする断面三角形形状を有している。先端縁133は回転軸11に密接し、機内O側の空間と大気A側の空間とを画し、二つの空間をシールする。
The
シールリップ131を形成するゴム状弾性体112の先端部132は、先端縁133の裏側に当たる位置に、断面半円形状の装着溝136を備えている。装着溝136には、コイルスプリングの両端を環状につないだガータスプリング137が嵌め込まれている。ガータスプリング137は、その緊締力によって、回転軸11に対するシールリップ131の先端縁133の密接力を高める。
The
シールリップ131は、外斜面135に複数個のオイル戻し141を備えている。
The
図1及び図2に示すように、オイル戻し141は、外斜面135から突出する三角形形状を有している。この三角形形状は、シールリップ131の先端縁133に頂部142を対面させ、頂部142から大気A側に向けて幅を拡大する二等辺三角形形状である。したがって頂部142で交わる右辺143Rと左辺143Lとは、二等辺三角形の中心線Cとのなす角度を共通にしている。二等辺三角形の中心線Cは、先端縁133と直交する方向(回転軸11の軸方向)に沿って頂部142を通る線である。オイル戻し141の底辺144は、先端縁133に平行に沿っている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
オイル戻し141は、前述したとおり、外斜面135から突出する立体形状を有している。オイル戻し141の立体形状は、頂部142を外斜面135と同一面内に位置づけ、頂部142から底辺144に向けて徐々に高さが高くなる形状である。
The
図2は、一点透視図法でオイル戻し141を表現している。図2中、オイル戻し141は、外斜面135と同一面内に位置する底面部分から面積を縮小するように立ち上がっているように見えるが、これは一点透視図法によるためである。オイル戻し141の右辺143R、左辺143L及び底辺144は、いずれも外斜面135から垂直に立ち上がっている。
FIG. 2 depicts the
シールリップ131は、複数個のオイル戻し141を先端縁133と平行に一列に配列する複数組の群Gを備えている。複数組の群Gは、先端縁133と直交する方向に向けて配列されている。本実施の形態では、三つの群G1〜G3が設けられている。個々の群G内では、複数個のオイル戻し141が等間隔で配列されている。このときの配列間隔は、個々の群Gの間で共通している。
The
群G1に属するオイル戻し141は、頂部142をシールリップ131の先端縁133に連続させている。
The
群G2に属するオイル戻し141は、群G1よりもシールリップ131の先端縁133から離れた位置に配列されている。これらの二つの群G1とG2とに属するオイル戻し141は、それぞれシールリップ131の先端縁133に沿う方向に互い違いに配列されている。より詳しくは、群G2に属するオイル戻し141は、群G1に属する隣接する二つのオイル戻し141の中央に位置づけられている。
The
前述したとおり、オイル戻し141は、頂部142から底辺144に向けて徐々に高さを高くする勾配を有している。群G2に属するオイル戻し141は、群G1に属するオイル戻し141よりも勾配を増大させている。このため高さが最も高くなる底辺144同士で比較すると、群G2に属するオイル戻し141の方が群G1に属するオイル戻し141よりも高さが高い。
As described above, the
群G3に属するオイル戻し141は、群G1及びG2よりも、シールリップ131の先端縁133からさらに離れた位置に配列されている。先端縁133に沿う方向上、群G3に属するオイル戻し141は、群G1に属するオイル戻し141と同一の位置に配置されている。したがって群G2に属するオイル戻し141に対しては、群G1に属するオイル戻し141と同様に、シールリップ131の先端縁133に沿う方向に互い違いに配列されている。
The
群G3に属するオイル戻し141は、群G1及びG2に属するオイル戻し141よりも勾配を増大させている。このため高さが最も高くなる底辺144同士で比較すると、群G3に属するオイル戻し141は、群G1及びG2に属するオイル戻し141よりも高さが高い。
The
以上説明したオイル戻し141は、一例として、型に金属環111をインサートしたゴム状弾性体112の一体成形時に、型によって外斜面135と一体形成される。
For example, the
ダストリップ151は、金属環111に設けられたフランジ114の先端付近を起点として、大気A側に向けて先端部152を斜めに延ばしている。大気A側に延びるダストリップ151の先端部152は、回転軸11に対して隙間を開けて対面している。隙間は、回転軸11の回転によって生ずる気流によって、大気A側からの汚泥や埃塵などの異物の侵入を抑止し得る寸法に設定されている。したがってダストリップ151は、ラビリンスシールを構成している。
The
作用について説明する。 The operation will be described.
シールリップ131は、先端縁133を回転軸11に密接させ、回転軸11の回転非回転状態にかかわらず、機内O側と大気A側とをシールする。
The
回転軸11が回転すると、機内O側から大気A側にオイルが漏れ出ることがある。このときオイル戻し141は、その右辺143R又は左辺143Lによってポンプ作用を発揮し、機内O側にオイルを戻す。
When the
図3(A)は、回転軸11が時計方向CWに回転しているときの様子を示している。このときオイル戻し141の左辺143Lは、回転軸11に対して順方向になる。オイル戻し141の各辺143R,143Lは、回転軸11に対して順方向になるとき、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に戻すようにポンプ作用を発揮する。そこで回転軸11が時計方向CWに回転しているときには、オイル戻し141の左辺143Lが漏れ出たオイルを機内Oに戻す。
FIG. 3A shows a state where the rotating
図3(B)は、回転軸11が反時計方向AWに回転しているときの様子を示している。このときオイル戻し141の右辺143Rは、回転軸11に対して順方向になる。そこで回転軸11が反時計方向AWに回転しているときには、オイル戻し141の右辺143Rが漏れ出たオイルを機内Oに戻す。
FIG. 3B shows a state where the rotating
図3(A)(B)に示すように、オイル戻し141の各辺143R,143Lでは、一方の辺143R又は143Lが回転軸11に対して順方向になりポンプ作用を発揮したとしても、反対側の辺143L又は143Rがポンプ作用を発揮しない。このためオイル戻し141は、漏れ出たオイルを機内O側に戻す一方で、シールリップ131の先端縁133から大気A側にオイルを漏れ出させてしまうような作用を奏しない。したがって回転軸11が正逆いずれの方向に回転しても、大気A側へのオイルの飛沫漏れを生じさせることなく、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に戻すことができる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in each of the
本実施の形態の回転軸11は、その他にもつぎのような作用効果を発揮する。
The
群G1に属するオイル戻し141の頂部142は、シールリップ131の先端縁133に連続している。このため大気A側に漏れ出たオイルを確実に機内O側に戻すことができる。
The
オイル戻し141の突出高さは、頂部142から大気側に向かうにしたがい高くなっていく。このため図4に例示するようにシールリップ131の先端縁133が摩耗したとしても、回転軸11にオイル戻し141を安定した状態で接触させることができ、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に確実に戻すことができる。
The protruding height of the
オイル戻しは、等間隔で配列されている。このため回転軸11の軸方向にオイル戻し141を均等に接触させることができ、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に確実に戻すことができる。
The oil returns are evenly spaced. Therefore, the
複数個のオイル戻し141をシールリップ131の先端縁133と平行に一列に配列する複数組の群Gを備え、複数組の群G(G1,G2,G3)は、先端縁133と直交する方向に向けて配列されている。このため図4に例示するようにシールリップ131の先端縁133が摩耗し、先端縁133に近い側からオイル戻し141が消失したとしても、残存する群Gのオイル戻し141を機能させることができる。このときオイル戻し141の突出高さは、先端縁133から遠ざかる列(群G)ほど高いので、回転軸11にオイル戻し141を安定した状態で接触させることができ、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に確実に戻すことができる。
A plurality of groups G in which a plurality of oil returns 141 are arranged in a line in parallel with the
しかもオイル戻し141は、列毎(群G毎)にシールリップ131の先端縁133に沿う方向に互い違いに配列され、隣接する列のオイル戻し141の配列位置は、先端縁133と直交する方向に重なり合っている。このため一列目の群G1が完全に消失する前に二列目の群G2のオイル戻し141を回転軸11に接触させることができ、二列目の群G2が完全に消失する前に三列目の群G3のオイル戻し141を回転軸11に接触させることができる。これによって回転軸11にオイル戻し141を途切れることなく接触させることができ、大気A側に漏れ出たオイルを機内O側に確実に戻すことができる。
Moreover, the oil returns 141 are arranged alternately in each row (each group G) in the direction along the
実施に際しては、各種の変形や変更が許容される。 Various modifications and changes are allowed in implementation.
例えばオイル戻し141の形状について言及すると、オイル戻し141は、シールリップ131の先端縁133に対面する頂部142から大気A側に向けて幅を拡大する形状であればよい。
For example, referring to the shape of the
このためオイル戻し141の頂部142は、シールリップ131の先端縁133に連続していなくてもよい。
Therefore, the top 142 of the
またオイル戻し141の形状は、二等辺三角形に限らない。例えば中心線Cに対して、右辺143Rのなす角度と左辺143Lのなす角度とが異なっていてもよい。三角形であることすら必須ではなく、例えば六角形や八角形などの他の多角形、一部に曲面を有する形状など、様々な形状のオイル戻し141が許容される。
The shape of the
本実施の形態では、頂部142から大気A側に向かうにしたがい高くなっていくオイル戻し141の形状を示したが、これも必須というわけではない。頂部142から底辺144まで同じ高さのオイル戻し141も許容される。
In the present embodiment, the shape of the
オイル戻し141の配列についても、様々な変形や変更が可能である。
Various modifications and changes can be made to the arrangement of the
例えばオイル戻し141は、必ずしも等間隔で配列されていなくてもよい。 For example, the oil returns 141 do not necessarily have to be arranged at equal intervals.
本実施の形態では、オイル戻し141を複数の群G(G1,G2,G3)に分け、シールリップ131の先端縁133と直交する方向に配列する例を紹介したが、このような群G分けや群G毎の配列も必須というわけではない。オイル戻し141は、一列だけ設けられていてもよく、このとき頂部142を一列に揃えて配列することも必須ではない。
In the present embodiment, an example in which the
あるいはオイル戻し141を複数の群G(G1,G2,G3)に分け、シールリップ131の先端縁133と直交する方向に配列する構成を採用した場合であっても、先端縁133から遠ざかる列ほどオイル戻し141の突出高さを高くすることが必須というわけではない。オイル戻し141の突出高さは、各列共通にしてもよい。個々の群Gのオイル戻し141について、列毎に先端縁133に沿う方向に互い違いに配列することも、必ずしも必須というわけではない。
Alternatively, even when the
その他実施に際しては、あらゆる変形や変更が許容される。 In other implementations, any modifications and changes are allowed.
11 回転軸
101 密封装置
111 金属環
112 ゴム状弾性体
113 基部
114 フランジ
115 内孔
131 シールリップ
132 先端部
133 先端縁
134 内斜面(機内側の斜面)
135 外斜面(大気側の斜面)
136 装着溝
137 ガータスプリング
141 オイル戻し
142 頂部
143R 右辺
143L 左辺
144 底辺
151 ダストリップ
152 先端部
A 大気
G(G1,G2,G3) 群
O 機内
11
135 Outer slope (atmosphere side slope)
136
Claims (7)
前記先端縁に沿って配列され、前記先端縁に対面する頂部から前記大気側に向けて幅を拡大する形状で前記大気側の斜面から突出する複数個のオイル戻しと、
を備える密封装置。 A seal lip that seals the inside of the machine and the atmosphere side by bringing the tip edge where the inside slope and the atmosphere side slope intersect each other into close contact with the rotating shaft.
A plurality of oil returns arranged along the tip edge and protruding from the slope on the atmosphere side in a shape in which the width increases from the top facing the tip edge toward the atmosphere side,
A sealing device comprising.
請求項1に記載の密封装置。 The top of the oil return is continuous with the tip edge,
The sealing device according to claim 1.
請求項1に記載の密封装置。 The protruding height of the oil return increases from the top toward the atmosphere side,
The sealing device according to claim 1.
請求項1に記載の密封装置。 The oil returns are arranged at equal intervals,
The sealing device according to claim 1.
前記複数組の群は、前記先端縁と直交する方向に向けて配列されている、
請求項1ないし4のいずれか一に記載の密封装置。 A plurality of groups in which the plurality of oil returns are arranged in a line parallel to the leading edge,
The groups of the plurality of sets are arranged in a direction orthogonal to the leading edge,
The sealing device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の密封装置。 The protruding height of the oil return is higher as the row is farther from the tip edge.
The sealing device according to claim 5.
隣接する列の前記オイル戻しの配列位置は、前記先端縁と直交する方向に重なり合っている、
請求項5又は6に記載の密封装置。 The oil return is arranged in a staggered manner in a direction along the leading edge for each row,
The arrangement positions of the oil returns in adjacent rows overlap in a direction orthogonal to the leading edge,
The sealing device according to claim 5 or 6.
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