JP2020176673A - Seal structure and seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール構造及びシールに関する。 The present invention relates to a seal structure and a seal.
従来から、ロボットに搭載される減速機の稼働環境は、ロボットの動作の高速化及び高頻度化に伴って厳しくなっている。例えば、高速動作又は高温下の動作では、減速機の温度が上昇するとともに、減速機内部の圧力が所望の圧力よりも増大する場合がある。減速機の内部圧力の増大に伴い、オイルシールが減速機から抜け落ちるおそれがある。
また、潤滑剤又は外部からの溶剤によって、オイルシールのゴム材に硬化などの化学変化が生じ、外径の縮小などの変形が生じる場合がある。オイルシールの変形に伴い、オイルシールが減速機から抜け落ちるおそれがある。
これらの問題に対して、例えばオイルシールの外径を大きく形成することによって、オイルシールの装着部に対する押し付け力を増大させるだけでは、オイルシールが減速機から抜け落ちることを的確に抑制することは困難である。従来、オイルシールの抜け落ちを防ぐための抜け止め用の部材を備える密封装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, the operating environment of the speed reducer mounted on the robot has become stricter as the operation speed and frequency of the robot operation have increased. For example, in high-speed operation or operation under high temperature, the temperature of the speed reducer may rise and the pressure inside the speed reducer may increase more than a desired pressure. As the internal pressure of the reducer increases, the oil seal may come off from the reducer.
In addition, the lubricant or an external solvent may cause a chemical change such as hardening of the rubber material of the oil seal, resulting in deformation such as reduction of the outer diameter. The oil seal may come off from the reducer due to the deformation of the oil seal.
To solve these problems, for example, it is difficult to accurately prevent the oil seal from coming off the reducer simply by increasing the pressing force against the mounting portion of the oil seal by forming a large outer diameter of the oil seal. Is. Conventionally, a sealing device including a member for preventing the oil seal from coming off is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記したような密封装置は、抜け止め用の部材を着脱可能に固定する固定部材を備える。これにより、密封装置の構成に要する特別な部材、例えば抜け止め用の部材、固定部材及び固定部材が装着される部材などを必要とし、装置構成が複雑になる可能性があった。 By the way, the sealing device as described above includes a fixing member for detachably fixing the retaining member. As a result, a special member required for the configuration of the sealing device, for example, a member for preventing retaining, a fixing member, a member on which the fixing member is mounted, and the like are required, and the device configuration may be complicated.
本発明は、簡易な構成によって内部を適正にシールすることができるシール構造及びシールを提供する。 The present invention provides a seal structure and a seal capable of properly sealing the inside with a simple structure.
本発明の一態様に係るシール構造は、ケースと、軸部材と、シール部材と、を備える。ケースは、軸方向の外方側から内方側に向かうことに伴って径の長さが増大する内周部を有する。軸部材は、ケースの内部に配置される。シール部材は、ケースと軸部材との間をシールする。 The seal structure according to one aspect of the present invention includes a case, a shaft member, and a seal member. The case has an inner peripheral portion whose diameter length increases as it goes from the outer side to the inner side in the axial direction. The shaft member is arranged inside the case. The sealing member seals between the case and the shaft member.
このように構成することで、シール部材に接触するケースの内周部は、軸方向の外方側から内方側に向かうことに伴って径の長さが増大する。これにより、ケースの内周部の法線反力は、軸方向の外方側から内方側に向かって傾いて径方向内方に作用する。例えばケースの内周部の法線反力が径方向に平行である場合に比べて、シール部材を軸方向の内方に向かって押すことによって、シール部材が軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, the inner peripheral portion of the case that comes into contact with the seal member increases in diameter as it goes from the outer side to the inner side in the axial direction. As a result, the normal reaction force of the inner peripheral portion of the case tilts from the outer side in the axial direction toward the inward side and acts inward in the radial direction. For example, as compared with the case where the normal reaction force of the inner peripheral portion of the case is parallel in the radial direction, the sealing member is pulled out in the axial direction by pushing the sealing member inward in the axial direction. Can be suppressed.
本発明の一態様に係るシール構造は、ケースと、軸部材と、シール部材と、を備える。軸部材は、ケースの内部に配置される。シール部材は、軸方向の外方側から内方側に向かうことに伴って径の長さが増大する外周部を有する。シール部材は、ケースと軸部材との間をシールする。 The seal structure according to one aspect of the present invention includes a case, a shaft member, and a seal member. The shaft member is arranged inside the case. The sealing member has an outer peripheral portion whose diameter length increases from the outer side to the inner side in the axial direction. The sealing member seals between the case and the shaft member.
このように構成することで、ケースの内周部に接触するシール部材の外周部は、軸方向の外方側から内方側に向かうことに伴って径の長さが増大する。これにより、ケースの内周部の法線反力は、軸方向の外方側よりも内方側でより大きくなる。シール部材を軸方向の内方側でより強く保持することによって、シール部材が軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, the outer peripheral portion of the seal member in contact with the inner peripheral portion of the case increases in diameter as it goes from the outer side to the inner side in the axial direction. As a result, the normal reaction force of the inner peripheral portion of the case becomes larger on the inner side than on the outer side in the axial direction. By holding the seal member more strongly on the inner side in the axial direction, it is possible to prevent the seal member from coming off outward in the axial direction.
本発明の一態様に係るシール構造は、ケースと、軸部材と、シール部材と、連結部と、を備える。軸部材は、ケースの内部に配置される。シール部材は、ケースと軸部材との間をシールする。連結部は、ケースに接触するシール部材の外周部と軸部材に接触するシール部材の内周部とを連結する。連結部は、軸方向の内方に向かって凸状に湾曲する。 The seal structure according to one aspect of the present invention includes a case, a shaft member, a seal member, and a connecting portion. The shaft member is arranged inside the case. The sealing member seals between the case and the shaft member. The connecting portion connects the outer peripheral portion of the seal member that contacts the case and the inner peripheral portion of the seal member that contacts the shaft member. The connecting portion is curved inward in the axial direction in a convex shape.
このように構成することで、軸方向内方に向かって凸状に湾曲する連結部には軸方向内方からの内圧によって追加的にシール部材の外周部をケースの内周面に押し付ける力が作用する。例えば連結部が湾曲していない場合に比べて、シール部材をケースに向かってより強く押すことによって、シール部材が軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, a force that additionally presses the outer peripheral portion of the seal member against the inner peripheral surface of the case is applied to the connecting portion that is curved inward in the axial direction by the internal pressure from the inward in the axial direction. It works. For example, by pushing the seal member more strongly toward the case as compared with the case where the connecting portion is not curved, it is possible to prevent the seal member from coming off in the axial direction.
上記構成であって、連結部は、外周側で軸方向の内方に向かって凸状に湾曲する湾曲部を備えることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the connecting portion includes a curved portion that is convexly curved inward in the axial direction on the outer peripheral side.
このように構成することで、湾曲部には軸方向内方からの内圧によって追加的に外周部をケースの内周面に押し付ける力が作用する。例えば湾曲部を備えない場合に比べて、シール部材をケースに向かってより強く押すことによって、シール部材が軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。また、例えば内周側に湾曲部を備える場合に比べて、軸部材とシール部材との抵抗を抑制することができる。 With this configuration, a force that additionally presses the outer peripheral portion against the inner peripheral surface of the case acts on the curved portion due to the internal pressure from the inner side in the axial direction. For example, by pushing the seal member more strongly toward the case as compared with the case where the curved portion is not provided, it is possible to prevent the seal member from coming off outward in the axial direction. Further, the resistance between the shaft member and the seal member can be suppressed as compared with the case where the curved portion is provided on the inner peripheral side, for example.
本発明の一態様に係るシール構造は、ケースと、軸部材と、シール部材と、を備える。軸部材は、ケースの内部に配置される。シール部材は、ケースと軸部材との間をシールする。シール部材は、ケースよりも熱膨張係数が大きい。 The seal structure according to one aspect of the present invention includes a case, a shaft member, and a seal member. The shaft member is arranged inside the case. The sealing member seals between the case and the shaft member. The sealing member has a larger coefficient of thermal expansion than the case.
このように構成することで、シール部材は、温度上昇時にケースよりも膨張しやすい。例えばシール部材及びケースの熱膨張係数がほぼ同一である場合又はシール部材の熱膨張係数がケースの熱膨張係数よりも小さい場合に比べて、シール部材がケースによってより強く保持されることによって、シール部材が軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, the seal member is more likely to expand than the case when the temperature rises. For example, the seal member is held more strongly by the case than when the coefficient of thermal expansion of the seal member and the case are substantially the same or when the coefficient of thermal expansion of the seal member is smaller than the coefficient of thermal expansion of the case. It is possible to prevent the member from coming off in the axial direction.
本発明の一態様に係るシールは、リップ部と、ベース部と、連結部と、を備える。リップ部は、ケースの内周に配置された部材に接触する。ベース部は、ケースに固定される。連結部は、ベース部とリップ部とを接続する。ベース部に作用するケースの力が軸方向の内方側よりも外方側で大きくされている。 The seal according to one aspect of the present invention includes a lip portion, a base portion, and a connecting portion. The lip portion comes into contact with a member arranged on the inner circumference of the case. The base portion is fixed to the case. The connecting portion connects the base portion and the lip portion. The force of the case acting on the base is larger on the outer side than on the inner side in the axial direction.
このように構成することで、例えばベース部に作用するケースの力が軸方向の内方側よりも外方側で小さくされる場合に比べて、シールを軸方向の内方側でより強く保持することによって、シールが軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, for example, the seal is held more strongly on the inner side in the axial direction than when the force acting on the base portion is made smaller on the outer side than on the inner side in the axial direction. By doing so, it is possible to prevent the seal from coming off in the axial direction.
本発明の一態様に係るシールは、リップ部と、ベース部と、連結部と、増大手段と、を備える。リップ部は、ケースの内周に配置された部材に接触する。ベース部は、ケースに固定される。連結部は、ベース部とリップ部とを接続する。増大手段は、ケース内の圧力の増大に伴い前記リップ部が前記ケースを押す力を増大させる。 The seal according to one aspect of the present invention includes a lip portion, a base portion, a connecting portion, and an increasing means. The lip portion comes into contact with a member arranged on the inner circumference of the case. The base portion is fixed to the case. The connecting portion connects the base portion and the lip portion. The increasing means increases the force with which the lip portion pushes the case as the pressure in the case increases.
このように構成することで、ケース内の圧力の増大に伴い、リップ部がケースをより強く押すことによって、シールが軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, it is possible to prevent the seal from coming off in the axial direction due to the lip portion pushing the case more strongly as the pressure inside the case increases.
本発明の一態様に係るシールは、リップ部と、ベース部と、連結部と、増大手段と、を備える。リップ部は、ケースの内周に配置された部材に接触する。ベース部は、ケースに固定される。連結部は、ベース部とリップ部とを接続する。増大手段は、ケース内の温度上昇に伴い前記リップ部が前記ケースを押す力を増大させる。 The seal according to one aspect of the present invention includes a lip portion, a base portion, a connecting portion, and an increasing means. The lip portion comes into contact with a member arranged on the inner circumference of the case. The base portion is fixed to the case. The connecting portion connects the base portion and the lip portion. The increasing means increases the force with which the lip portion pushes the case as the temperature inside the case rises.
このように構成することで、ケース内の温度上昇に伴い、リップ部がケースをより強く押すことによって、シールが軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, it is possible to prevent the seal from coming off outward in the axial direction by pushing the case more strongly with the lip portion as the temperature inside the case rises.
上記構成であって、増大手段は前記連結部に形成されていることが好ましい。 With the above configuration, it is preferable that the increasing means is formed at the connecting portion.
このように構成することで、ベース部には追加的に連結部がケースを押す力が作用する。例えば増大手段が連結部に形成されていない場合に比べて、シールをケースに向かってより強く押すことによって、シールが軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, an additional force is applied to the base portion by the connecting portion to push the case. For example, by pushing the seal more strongly toward the case as compared with the case where the increasing means is not formed in the connecting portion, it is possible to prevent the seal from coming off in the axial direction.
上記構成であって、増大手段は軸方向の内方に向かって凸状に湾曲する湾曲部を備えることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the increasing means includes a curved portion that is convexly curved inward in the axial direction.
このように構成することで、湾曲部には軸方向内方からの内圧によって追加的にベース部をケースに押し付ける力が作用する。例えば湾曲部を備えない場合に比べて、シールをケースに向かってより強く押すことによって、シールが軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, a force that additionally presses the base portion against the case acts on the curved portion due to the internal pressure from the inside in the axial direction. For example, by pushing the seal more strongly toward the case as compared with the case where the curved portion is not provided, it is possible to prevent the seal from coming off in the axial direction.
上記構成であって、増大手段は、ケースよりも熱膨張係数が大きい素材であって、リップ部、ベース部及び連結部のうちの少なくとも一部を形成する。 In the above configuration, the increasing means is a material having a coefficient of thermal expansion larger than that of the case, and forms at least a part of a lip portion, a base portion, and a connecting portion.
このように構成することで、リップ部、ベース部及び連結部のうちの少なくとも一部は、温度上昇時にケースよりも膨張しやすい。例えばリップ部、ベース部及び連結部とケースとの熱膨張係数がほぼ同一である場合又はリップ部、ベース部及び連結部の熱膨張係数がケースの熱膨張係数よりも小さい場合に比べて、シールがケースによってより強く保持されることによって、シールが軸方向の外方に抜け外れることを抑制することができる。 With this configuration, at least a part of the lip portion, the base portion and the connecting portion is more likely to expand than the case when the temperature rises. For example, the seal is compared with the case where the coefficient of thermal expansion of the lip portion, the base portion and the connecting portion is almost the same as that of the case, or the coefficient of thermal expansion of the lip portion, the base portion and the connecting portion is smaller than the coefficient of thermal expansion of the case. By being held more strongly by the case, it is possible to prevent the seal from coming off in the axial direction.
本発明によれば、簡易な構成によって内部を適正にシールすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to properly seal the inside with a simple structure.
(第1実施形態)
以下、本発明の回転機械のシール構造の第1実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1は、第1実施形態に係るシール構造を備える回転機械1の構成を示す断面図である。図2は、図1に示すシール部材10の拡大断面図である。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the seal structure of the rotary machine of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a
図1及び図2に示すように、本実施形態の回転機械1は、ケース2と、軸部材3と、2つの軸受4と、シール部材10とを備える。
ケース2の外形は、例えば円筒状に形成されている。
軸部材3の外形は、例えば円筒状に形成されている。軸部材3は、ケース2の内部に配置されている。軸部材3の中心軸Oは、ケース2の中心軸と同軸である。軸部材3は、中心軸Oの軸周りにケース2に対して相対回転する。
2つの軸受4は、回転機械1の軸方向Dの第1端部1a側及び第2端部1b側の各々でケース2と軸部材3との間に配置されている。2つの軸受4は、ケース2に対して中心軸Oの軸周りに回転可能に軸部材3を支持する。なお、軸方向Dは、軸部材3の中心軸Oに平行な方向である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The outer shape of the
The outer shape of the
The two
各軸受4は、例えば、アウターレース5と、インナーレース6と、複数の玉7とを備える。
アウターレース5の外形は、例えば円環状に形成されている。アウターレース5は、ケース2の内側に嵌め込まれ、ケース2の内周面2Aに接している。
インナーレース6の外形は、例えば円環状に形成されている。インナーレース6は、軸部材3の外側に嵌め込まれ、軸部材3の外周面3Bに接している。
複数の玉7の各々の外形は、例えば球形状に形成されている。複数の玉7は、アウターレース5とインナーレース6との間に配置されている。複数の玉7は、周方向に所定間隔を置いて全周に亘って配置されている。各玉7は、アウターレース5とインナーレース6との間で転動する。
Each
The outer shape of the
The outer shape of the
The outer shape of each of the plurality of
シール部材10の外形は、例えば円環状に形成されている。シール部材10は、回転機械1の軸方向Dの第1端部1a側で軸受4よりも外方側に配置されている。シール部材10は、ケース2と軸部材3との間に形成される環状空間をシールする。
シール部材10は、例えば、ベース部11と、リップ部12とを備える。
ベース部11の外形は、例えば軸方向D及び径方向Rに沿う断面がL字状に屈曲する円環状に形成されている。ベース部11は、芯部21と、芯部21を被覆する被覆部22とを備える。芯部21は、例えば金属などの弾性材料によって形成されている。被覆部22は、例えばゴム又は樹脂などの弾性材料によって形成されている。
The outer shape of the
The
The outer shape of the
ベース部11は、ケース2の内周面2Aに接する外周部11aと、外周部11aとリップ部12とを連結する連結部11bとを備える。外周部11a及び連結部11bは、一体に形成されている。
外周部11aの外形は、軸方向Dに沿って延びる円環状に形成されている。
連結部11bの外形は、外周部11aの軸方向外方側の端部11cから径方向内方に延びる円環状に形成されている。
The
The outer shape of the outer
The outer shape of the connecting
ベース部11は、例えばベース部11の外周部11aが径方向内方に向かって弾性的に変形した状態でケース2の内周面2Aに嵌め込まれることによって、シール部材10をケース2に保持させる。外周部11aは、径方向内方に向かって弾性的に変形することによって、弾性力によってケース2の内周面2Aに押し付けられる。
The
リップ部12の外形は、例えば連結部11bの端部11dから径方向内方に突出する円環状に形成されている。リップ部12は、例えばゴム又は樹脂などの弾性材料によって形成されている。リップ部12は、例えば連結部11bと一体に形成されている。
リップ部12は、ダストリップ31と、接触リップ32と、スプリングリング33とを備える。
ダストリップ31の外形は、例えば連結部11bの端部11dから軸方向外方側に傾くように径方向内方に突出する円環状に形成されている。ダストリップ31の先端31aは軸部材3の外周面3Bに押し付けられるようにして接している。ダストリップ31は、回転機械1の外部で浮遊する異物が回転機械1の内部空間(ケース2と軸部材3とによって囲まれた空間)に侵入することを抑制する。
The outer shape of the
The
The outer shape of the
接触リップ32の外形は、例えば連結部11bの端部11dから軸方向内方側に傾くように径方向内方に突出する円環状に形成されている。接触リップ32の先端32aは軸部材3の外周面3Bに押し付けられるようにして接している。
スプリングリング33は、接触リップ32の外周面32A上に形成された環状凹部32bに嵌め込まれている。スプリングリング33は、いわゆるガーターばね(ガータースプリング)であって、例えばコイルばねの両端が連結されることによって形成された円環状のばね等である。スプリングリング33は、弾性材料により形成されている。スプリングリング33は、接触リップ32に装着された状態で弾性的に伸びている。スプリングリング33は、弾性力によって接触リップ32の先端を径方向に軸部材3の外周面3Bに押し付け、接触リップ32を圧縮変形させる。
接触リップ32は、回転機械1の外部からダストリップ31を通じて内部空間に液体状の異物が流入すること、及び、回転機械1の内部空間から外部へと液体状の潤滑剤が流出することを抑制する。
The outer shape of the
The
The
シール部材10はベース部11を介してケース2に固定される。リップ部12のダストリップ31及び接触リップ32は、ケース2及び軸部材3の少なくともいずれかの相対回転時に軸部材3の外周面3Bに接触した状態で相対回転する。
The
シール部材10に接するケース2の内周部2aは、軸方向Dの外方側から内方側に向かうことに伴って内径の長さが増大傾向に変化する内径変化部41を備える。内径変化部41の内周面41Aは、例えば軸方向Dに対して所定角度θだけ傾斜するテーパ状に形成されている。
内径変化部41の内周面41Aの法線方向は、径方向Rに対して所定角度θだけ傾いている。これにより、シール部材10の外周部11aからケース2の内周部2aに作用する力に対するケース2の内径変化部41の法線反力RFは、軸方向Dの外方側から内方側に向かって傾いて径方向内方に作用する。
The inner
The normal direction of the inner
上述したように、第1実施形態の回転機械1のシール構造では、ケース2の内径変化部41の内周面41Aは、軸方向Dに対して所定角度θだけ傾斜するテーパ状に形成されている。これにより、ケース2の内径変化部41の法線反力RFは、軸方向Dの外方側から内方側に向かって傾いて径方向内方に作用する。例えばケース2の内周部2aの法線反力が径方向に平行である場合に比べて、シール部材10を軸方向Dの内方に向かって押すことによって、シール部材10が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
As described above, in the seal structure of the
なお、上述した第1実施形態では、ベース部11は外周部11aのみによって構成され、シール部材10は、ベース部11(外周部11a)と、連結部11bと、リップ部12とによって構成されてもよい。この場合、ベース部11(外周部11a)はケース2に固定され、連結部11bはベース部11(外周部11a)とリップ部12とを接続する。
また、上述した第1実施形態では、リップ部12は軸部材3に接するとしたが、これに限定されず、ケース2の内周に配置された他の部材に接してもよい。
In the first embodiment described above, the
Further, in the first embodiment described above, the
(第1実施形態の変形例)
以下、第1実施形態の変形例について説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
図3は、第1実施形態の変形例に係るシール部材10の断面図である。
上述した実施形態では、シール部材10に接するケース2の内周部2aは内径変化部41を備えるとしたが、これに限定されず、シール部材10の外周部11aは外径変化部42を備えてもよい。
(Modified example of the first embodiment)
Hereinafter, a modified example of the first embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
In the above-described embodiment, the inner
図3に示すように、第1実施形態の変形例では、シール部材10に接するケース2の内周部2aの内周面2Aは軸方向Dに平行である。
シール部材10の外周部11aは、ケース2に装着されるより前の自然状態で軸方向Dの外方側から内方側に向かうことに伴って外径の長さが増大傾向に変化する外径変化部42を備える。外径変化部42の外周面42B(例えば、図3に示す破線による外周面42B)は、ケース2に装着されるより前の自然状態では、例えば軸方向Dに対して所定角度θだけ傾斜するテーパ状に形成されている。
シール部材10の外周部11aがケース2に装着された状態で、外周部11aがケース2の内周面2Aに押し付けられる力は、軸方向Dの外方側よりも内方側でより大きくなる。これにより、シール部材10の外周部11aからケース2の内周部2aに作用する力に対するケース2の内周部2aの法線反力RFは、軸方向Dの外方側よりも内方側でより大きくなる。
As shown in FIG. 3, in the modified example of the first embodiment, the inner
The outer diameter of the outer
With the outer
上述したように、第1実施形態の変形例に係る回転機械1のシール構造では、シール部材10の外径変化部42の外周面42Aは、ケース2に装着されるより前の自然状態で軸方向Dに対して所定角度θだけ傾斜するテーパ状に形成されている。これにより、シール部材10の外周部11aからケース2の内周部2aに作用する力に対するケース2の内周部2aの法線反力RFは、軸方向Dの外方側よりも内方側でより大きくなる。例えばケース2の内周部2aの法線反力RFが軸方向Dの外方側及び内方側でほぼ同じ大きさである場合に比べて、シール部材10を軸方向Dの内方側でより強く保持することによって、シール部材10が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
As described above, in the sealing structure of the
また、上述した第1実施形態の変形例では、上述したシール部材10の外径変化部42に限定されず、他の構成によってベース部11に作用するケース2の力が軸方向Dの内方側よりも外方側で大きくされてもよい。
これにより、例えばベース部11に作用するケース2の力が軸方向Dの内方側よりも外方側で小さくされる場合に比べて、シール部材10を軸方向Dの内方側でより強く保持することによって、シール部材10が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
Further, in the modification of the first embodiment described above, the force of the
As a result, for example, the sealing
(第2実施形態)
以下、本発明の回転機械のシール構造の第2実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
図4は、第2実施形態に係るシール部材50の断面図である。
図4に示すように、第2実施形態のシール部材50は、上述した第1実施形態のシール部材10と比較して、第1実施形態のベース部11の代わりにベース部51を備える点で相違している。
シール部材50は、例えば、ベース部51と、リップ部12とを備える。ベース部51は、芯部52と、芯部52を被覆する被覆部53とを備える。ベース部51は、外周部11aと、連結部51bとを備える。外周部11a及び連結部51bは、一体に形成されている。
リップ部12は、連結部51bの端部51dから径方向内方に突出している。リップ部12は、連結部51bと一体に形成されている。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the seal structure of the rotary machine of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 4, the
The
The
連結部51bの外形は、外周部11aの軸方向外方側の端部11cから軸方向内方に向かって凸状に湾曲しながら径方向内方に延びる円環状に形成されている。連結部51bは、例えば、径方向外周側に湾曲部54を備える。湾曲部54の外形は、軸方向Dの内方に向かって凸状に湾曲する円環状に形成されている。
湾曲部54は、例えば、外周部11aの軸方向外方側の端部11cから湾曲部54の内方先端部54aに向かって延びる湾曲外周部54bと、内方先端部54aから連結部51bの端部51dに向かって延びる湾曲内周部54cとを備える。
The outer shape of the connecting
The
湾曲部54の内方先端部54aは、湾曲部54が連結部51bの径方向外周側に配置されていることによって、外周部11aとリップ部12との間で径方向外周側に配置されている。これに伴い、湾曲内周部54cの内面54Cの面積は、相対的に湾曲外周部54bの内面54Bの面積よりも大きく形成されている。
また、湾曲外周部54bの内面54Bに作用する内圧IPの方向(受圧方向)は、軸方向外方及び径方向内方に向かう方向である。湾曲内周部54cの内面54Cに作用する内圧IPの方向(受圧方向)は、軸方向外方及び径方向外方に向かう方向である。なお、内圧IPは、例えば回転機械1の内部空間の圧力である。
これらにより、湾曲部54には内圧IPによって追加的に外周部11aをケース2の内周面2Aに押し付ける力が作用する。
The
Further, the direction (pressure receiving direction) of the internal pressure IP acting on the
As a result, a force that additionally presses the outer
上述したように、第2実施形態に係る回転機械1のシール構造では、シール部材50は、外周部11aとリップ部12とを連結する連結部51bの径方向外周側に軸方向内方に向かって凸状に湾曲する湾曲部54を備える。これにより、湾曲部54には内圧IPによって追加的に外周部11aをケース2の内周面2Aに押し付ける力が作用する。例えば第1実施形態の連結部11bのように湾曲部54を備えない場合に比べて、シール部材50をケース2に向かってより強く押すことによって、シール部材50が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
As described above, in the sealing structure of the
また、湾曲部54は連結部51bに形成されているので、ベース部11には追加的に連結部51bがケース2を押す力が作用する。例えば湾曲部54が連結部51bに形成されていない場合に比べて、シール部材50をケース2に向かってより強く押すことによって、シール部材50が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
なお、上述した第2実施形態では、シール部材50は、連結部51bに1つの湾曲部54を備えるとしたが、これに限定されず、複数の湾曲部を備えてもよい。
Further, since the
In the second embodiment described above, the
また、上述した第2実施形態では、ケース2内の圧力の増大に伴いリップ部12がケース2を押す力を増大させる増大手段を備えてもよい。増大手段は、上述したように連結部51bに形成されることに限定されず、シール部材50の他の部位に形成されてもよい。また、増大手段は、上述したように連結部51bに形成される湾曲部54に限定されず、他の構成を備えてもよい。これにより、ケース2内の圧力の増大に伴い、リップ部12がケース2をより強く押すことによって、シール部材50が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
Further, in the second embodiment described above, an increasing means for increasing the force with which the
(第3実施形態)
以下、本発明の回転機械のシール構造の第3実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
図5は、第3実施形態に係るシール部材60の断面図である。
図5に示すように、第3実施形態のシール部材60は、上述した第1実施形態のシール部材10と比較して、ケース2に装着されるより前の自然状態における外形が同一形状に形成されている。また、上述した第1実施形態の変形例と同様にシール部材60に接するケース2の内周部2aの内周面2Aは軸方向Dに平行である。
第3実施形態のシール部材60は、相対的にケース2よりも熱膨張係数が大きい点で上述した第1実施形態及び変形例と相違している。
例えば、シール部材60の芯部21は、相対的にケース2よりも熱膨張係数が大きい金属材料によって形成されている。
(Third Embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the seal structure of the rotary machine of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5, the
The
For example, the
上述したように、第3実施形態に係る回転機械1のシール構造では、シール部材60は、相対的にケース2よりも熱膨張係数が大きい。これにより、シール部材60は、回転機械1の作動に伴う温度上昇時にケース2よりも膨張しやすい。例えばシール部材60及びケース2の熱膨張係数がほぼ同一である場合又はシール部材60の熱膨張係数が相対的にケース2の熱膨張係数よりも小さい場合に比べて、シール部材60がケース2によってより強く保持されることによって、シール部材60が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
As described above, in the sealing structure of the
なお、上述した第3実施形態では、芯部21は、相対的にケース2よりも熱膨張係数が大きい金属材料によって形成されているとしたが、これに限定されず、例えば相対的にケース2よりも熱膨張係数が大きい樹脂材料などの素材によって形成されてもよい。
また、上述した第3実施形態では、芯部21の熱膨張係数はケース2の熱膨張係数よりも大きいとしたが、これに限定されない。例えば、芯部21の代わりに又は芯部21に加えて、被覆部22の熱膨張係数をケース2の熱膨張係数よりも大きくしてもよい。
In the third embodiment described above, the
Further, in the third embodiment described above, the coefficient of thermal expansion of the
また、上述した第3実施形態では、シール部材60を構成するベース部11の外周部11a及び連結部11bとリップ部12とのうち少なくとも一部は、ケース2よりも熱膨張係数が大きい素材によって形成されてもよい。これにより、シール部材60を構成するベース部11の外周部11a及び連結部11bとリップ部12とのうち少なくとも一部は、温度上昇時にケース2よりも膨張しやすい。例えばリップ部12及びベース部11とケース2との熱膨張係数がほぼ同一である場合又はリップ部12及びベース部11の熱膨張係数がケース2の熱膨張係数よりも小さい場合に比べて、シール部材60がケース2によってより強く保持されることによって、シール部材60が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
Further, in the third embodiment described above, at least a part of the outer
また、上述した第3実施形態では、ケース2の温度上昇に伴いリップ部12がケース2を押す力を増大させる増大手段を備えてもよい。増大手段は、上述したようにシール部材60の少なくとも一部をケース2よりも熱膨張係数が大きい素材によって形成することに限定されず、他の構成を備えてもよい。これにより、ケース2内の温度上昇に伴い、リップ部12がケース2をより強く押すことによって、シール部材60が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
Further, in the third embodiment described above, an increasing means for increasing the force with which the
なお、上述した各実施形態及び変形例では、回転機械1は、例えば、偏心揺動型減速機などの減速機又は回転電機などでもよい。
また、上述した各実施形態及び変形例では、各シール部材10,50,60は、ケース2の代わりに、例えばモータフランジ及びオイルシールフランジなどの部材に装着されてもよい。
また、上述した各実施形態及び変形例では、各シール部材10,50,60は、単に、各シール10,50,60と称してもよい。
In each of the above-described embodiments and modifications, the
Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the
Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…回転機械、2…ケース、2a…内周部、3…軸部材、10,50,60…シール部材(シール)、11…ベース部、11a…外周部、11b,51b…連結部、12…リップ部(内周部)、21…芯部、22…被覆部、41…内径変化部、41A…内周面41A、42…外径変化部、42B…外周面、54…湾曲部
1 ... Rotating machine, 2 ... Case, 2a ... Inner peripheral part, 3 ... Shaft member, 10, 50, 60 ... Seal member (seal), 11 ... Base part, 11a ... Outer peripheral part, 11b, 51b ... Connecting part, 12 ... Lip portion (inner peripheral portion), 21 ... Core portion, 22 ... Covering portion, 41 ... Inner diameter changing portion, 41A ... Inner
本発明の一態様に係るシールは、リップ部と、ベース部と、連結部と、を備える。リップ部は、ケースの内周に配置された部材に接触する。ベース部は、ケースに固定される。連結部は、ベース部とリップ部とを接続する。ベース部に作用するケースの力が軸方向の外方側よりも内方側で大きくされている。 The seal according to one aspect of the present invention includes a lip portion, a base portion, and a connecting portion. The lip portion comes into contact with a member arranged on the inner circumference of the case. The base portion is fixed to the case. The connecting portion connects the base portion and the lip portion. Force of the case that acts on the base portion is made larger in the inner side side than the outer side in the axial direction.
上述したように、第1実施形態の変形例に係る回転機械1のシール構造では、シール部材10の外径変化部42の外周面42Bは、ケース2に装着されるより前の自然状態で軸方向Dに対して所定角度θだけ傾斜するテーパ状に形成されている。これにより、シール部材10の外周部11aからケース2の内周部2aに作用する力に対するケース2の内周部2aの法線反力RFは、軸方向Dの外方側よりも内方側でより大きくなる。例えばケース2の内周部2aの法線反力RFが軸方向Dの外方側及び内方側でほぼ同じ大きさである場合に比べて、シール部材10を軸方向Dの内方側でより強く保持することによって、シール部材10が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
As described above, in the sealing structure of the
また、湾曲部54は連結部51bに形成されているので、ベース部51には追加的に連結部51bがケース2を押す力が作用する。例えば湾曲部54が連結部51bに形成されていない場合に比べて、シール部材50をケース2に向かってより強く押すことによって、シール部材50が軸方向Dの外方に抜け外れることを抑制することができる。
なお、上述した第2実施形態では、シール部材50は、連結部51bに1つの湾曲部54を備えるとしたが、これに限定されず、複数の湾曲部を備えてもよい。
Further, the
In the second embodiment described above, the
1…回転機械、2…ケース、2a…内周部、3…軸部材、10,50,60…シール部材(シール)、11,51…ベース部、11a…外周部、11b,51b…連結部、12…リップ部(内周部)、21…芯部、22…被覆部、41…内径変化部、41A…内周面、42…外径変化部、42B…外周面、54…湾曲部 1 ... Rotating machine, 2 ... Case, 2a ... Inner peripheral part, 3 ... Shaft member, 10, 50, 60 ... Seal member (seal), 11 , 51 ... Base part, 11a ... Outer peripheral part, 11b, 51b ... Connecting part , 12 ... Lip part (inner peripheral part), 21 ... Core part, 22 ... Covering part, 41 ... Inner diameter changing part, 41A ... Inner peripheral surface , 42 ... Outer diameter changing part, 42B ... Outer peripheral surface, 54 ... Curved part
Claims (11)
前記ケースの内部に配置された軸部材と、
前記ケースと前記軸部材との間をシールするシール部材と、
を備えるシール構造。 A case having an inner peripheral portion whose diameter length increases as it goes from the outer side to the inner side in the axial direction, and
A shaft member arranged inside the case and
A sealing member that seals between the case and the shaft member,
Seal structure with.
前記ケースの内部に配置された軸部材と、
軸方向の外方側から内方側に向かうことに伴って径の長さが増大する外周部を有し、前記ケースと前記軸部材との間をシールするシール部材と、
を備えるシール構造。 With the case
A shaft member arranged inside the case and
A seal member having an outer peripheral portion whose diameter length increases from the outer side to the inner side in the axial direction and sealing between the case and the shaft member.
Seal structure with.
前記ケースの内部に配置される軸部材と、
前記ケースと前記軸部材との間をシールするシール部材と、
前記ケースに接触する前記シール部材の外周部と前記軸部材に接触する前記シール部材の内周部とを連結するとともに軸方向の内方に向かって凸状に湾曲する連結部と、
を備えるシール構造。 With the case
A shaft member arranged inside the case and
A sealing member that seals between the case and the shaft member,
A connecting portion that connects the outer peripheral portion of the sealing member that contacts the case and the inner peripheral portion of the sealing member that contacts the shaft member and is curved inward in the axial direction.
Seal structure with.
請求項3に記載のシール構造。 The seal structure according to claim 3, wherein the connecting portion includes a curved portion that is convexly curved inward in the axial direction on the outer peripheral side.
前記ケースの内部に配置される軸部材と、
前記ケースと前記軸部材との間をシールするとともに、前記ケースよりも熱膨張係数が大きいシール部材と、
を備えるシール構造。 With the case
A shaft member arranged inside the case and
A sealing member that seals between the case and the shaft member and has a larger coefficient of thermal expansion than the case.
Seal structure with.
前記ケースに固定されるベース部と、
前記ベース部と前記リップ部とを接続する連結部と、
を備え、
前記ベース部に作用する前記ケースの力が軸方向の内方側よりも外方側で大きくされたシール。 The lip part that comes into contact with the members placed on the inner circumference of the case,
The base part fixed to the case and
A connecting portion that connects the base portion and the lip portion,
With
A seal in which the force of the case acting on the base portion is increased on the outer side than on the inner side in the axial direction.
前記ケースに固定されるベース部と、
前記ベース部と前記リップ部とを接続する連結部と、
前記ケース内の圧力の増大に伴い前記リップ部が前記ケースを押す力を増大させる増大手段と、
を備えるシール。 The lip part that comes into contact with the members placed on the inner circumference of the case,
The base part fixed to the case and
A connecting portion that connects the base portion and the lip portion,
An increasing means for increasing the force with which the lip portion pushes the case as the pressure in the case increases.
A seal with.
前記ケースに固定されるベース部と、
前記ベース部と前記リップ部とを接続する連結部と、
前記ケース内の温度上昇に伴い前記リップ部が前記ケースを押す力を増大させる増大手段と、
を備えるシール。 The lip part that comes into contact with the members placed on the inner circumference of the case,
The base part fixed to the case and
A connecting portion that connects the base portion and the lip portion,
An increasing means for increasing the force with which the lip portion pushes the case as the temperature inside the case rises.
A seal with.
請求項7又は請求項8に記載のシール。 The seal according to claim 7 or 8, wherein the augmenting means is formed in the connecting portion.
請求項7に記載のシール。 The seal according to claim 7, wherein the increasing means includes a curved portion that curves inward in the axial direction.
請求項8に記載のシール。 The seal according to claim 8, wherein the increasing means is a material having a larger coefficient of thermal expansion than the case forming at least a part of the lip portion, the base portion and the connecting portion.
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