JP2021085498A

JP2021085498A - Sealing device

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Publication number: JP2021085498A
Application number: JP2019216896A
Authority: JP
Inventors: 方満許; Fangman XU; 遠藤　哲也; Tetsuya Endo; 哲也遠藤; 陽平酒井; Yohei Sakai
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-03
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: JP7373375B2

Abstract

To provide a sealing device capable of detecting a leakage of a sealing object fluid without requiring manual work.SOLUTION: A sealing device includes: a sealing device body 100 that has a reinforcing ring 110, an elastic body seal 120 integrally provided on the reinforcing ring 110, and having a seal lip sliding to one of two members, a piezoelectric element 140 vibrating with the reinforcing ring 110, and a transmitter 150 transmitting an electric signal from the piezoelectric element 140; and a detection device 200 that has a receiver 220 receiving a signal transmitted from the transmitter 150, and a detecting portion 230 detecting the leakage of a sealing object fluid from a voltage waveform received by the receiver 220.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止する密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device that seals an annular gap between two relatively rotating members.

車などの輸送機器やロボットなど、各種装置においては、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止する密封装置が備えられている。このような密封装置は、一般的に、人手による目視などの定期点検などにより、漏れが発生していないか調べられる。そのため、密封装置が劣化して漏れが生じた後も、長期に亘り、密封装置が備えられた装置が使用され続けられると、当該装置自体が劣化したり、故障したりしてしまう。例えば、湿地帯や熱帯雨林地域などで利用される場合には、ダストが多かったり、泥水に曝されたり、過酷な環境下での利用となる。近年、特に、自動車等においては、このような過酷な環境下で利用される機会が多くなっており、定期点検だけでは対応が困難になっている。従って、密封装置が備えられる装置の耐久寿命を延ばすための対策が必要になってきている。 Various devices such as transportation devices such as cars and robots are provided with a sealing device that seals an annular gap between two relatively rotating members. Such a sealing device is generally checked for leaks by periodic inspection such as manual visual inspection. Therefore, even after the sealing device deteriorates and a leak occurs, if the device provided with the sealing device continues to be used for a long period of time, the device itself deteriorates or breaks down. For example, when it is used in a wetland or a rainforest area, it is used in a harsh environment where there is a lot of dust, it is exposed to muddy water, and so on. In recent years, especially in automobiles and the like, there are many opportunities to be used in such a harsh environment, and it is difficult to deal with it only by regular inspection. Therefore, it is necessary to take measures to extend the durable life of the device provided with the sealing device.

特開２０１７−８９６６８号公報JP-A-2017-89668 特開平９−１１２７０１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-112701

本発明の目的は、人手によることなく密封対象流体の漏れを検知することのできる密封装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sealing device capable of detecting leakage of a fluid to be sealed without human intervention.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means to solve the above problems.

すなわち、本発明の密封装置は、
相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、
補強環と、前記補強環に一体的に設けられ、前記２部材のうちの一方の部材に摺動するシールリップを有する弾性体シールと、前記補強環と共に振動する圧電素子と、前記圧電素子からの電気信号を発信する発信器と、を有する密封装置本体と、
前記発信器から発信された信号を受信する受信器と、前記受信器により受信された電圧波形により密封対象流体の漏れを検知する検知部と、を有する漏れ検知装置と、
を備えることを特徴とする。 That is, the sealing device of the present invention
In a sealing device that seals an annular gap between two relatively rotating members
From the reinforcing ring, an elastic seal having a seal lip integrally provided on the reinforcing ring and sliding on one of the two members, a piezoelectric element vibrating together with the reinforcing ring, and the piezoelectric element. The main body of the sealing device, which has a transmitter that transmits an electric signal of
A leak detection device having a receiver for receiving a signal transmitted from the transmitter and a detection unit for detecting a leak of a fluid to be sealed based on a voltage waveform received by the receiver.
It is characterized by having.

本発明によれば、漏れ検知装置の検知部よって、密封対象流体の漏れを検知することができる。 According to the present invention, the leak of the fluid to be sealed can be detected by the detection unit of the leak detection device.

前記弾性体シールにおけるシールリップとして、密封対象流体の漏れを抑制するメインリップと、密封対象流体側への異物の侵入を抑制するダストリップとが設けられており、
前記圧電素子は、前記メインリップとダストリップとの間の位置に設けられているとよい。 As the seal lip in the elastic body seal, a main lip that suppresses leakage of the fluid to be sealed and a dust strip that suppresses the intrusion of foreign matter into the fluid to be sealed are provided.
The piezoelectric element may be provided at a position between the main lip and the dust strip.

また、前記圧電素子は、片持ち梁の状態で前記補強環に取り付けられているとよい。 Further, the piezoelectric element may be attached to the reinforcing ring in the state of a cantilever.

これにより、片持ち梁の部分が振動し易くなり、感度を高めることができるため、漏れ
検知装置による検知精度を高めることができる。 As a result, the cantilever portion is likely to vibrate and the sensitivity can be increased, so that the detection accuracy by the leak detection device can be improved.

また、前記圧電素子における片持ち梁の部分の少なくとも一部は、振動している際に、漏れた密封対象流体が溜まる領域に進入する位置に配されているとよい。 Further, it is preferable that at least a part of the cantilever beam portion of the piezoelectric element is arranged at a position where it enters the region where the leaked fluid to be sealed collects when it is vibrating.

これにより、漏れた密封対象流体が片持ち梁の部分に付着して、片持ち梁の部分の振動周期が長くなることで、検知部によって、漏れを検知することができる。 As a result, the leaked fluid to be sealed adheres to the cantilever portion, and the vibration cycle of the cantilever portion becomes longer, so that the leak can be detected by the detection unit.

更に、密封対象流体を吸収する構造を有する吸収構造部が、前記片持ち梁の部分に設けられているとよい。 Further, it is preferable that the absorption structure portion having a structure for absorbing the fluid to be sealed is provided in the portion of the cantilever.

これにより、漏れが発生した際には、吸収構造部が密封対象流体を吸収するため、より確実に重量が増える。従って、漏れ検知装置による検知精度を高めることができる。 As a result, when a leak occurs, the absorption structure absorbs the fluid to be sealed, so that the weight increases more reliably. Therefore, the detection accuracy of the leak detection device can be improved.

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 In addition, each of the above configurations can be adopted in combination as much as possible.

以上説明したように、本発明によれば、人手によることなく密封対象流体の漏れを検知することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to detect the leakage of the fluid to be sealed without manually.

図１は本発明の実施例に係る密封装置本体の正面図である。FIG. 1 is a front view of a sealing device main body according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の実施例に係る密封装置本体の模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the sealing device main body according to the embodiment of the present invention. 図３は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the sealed structure according to the embodiment of the present invention. 図４は本発明の実施例に係る密封装置の漏れ検知動作説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a leak detection operation of the sealing device according to the embodiment of the present invention. 図５は本発明の実施例に係る密封装置の漏れ検知方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a leak detection method for a sealing device according to an embodiment of the present invention.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail exemplarily based on examples with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those unless otherwise specified. ..

（実施例）
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封装置本体の正面図である。なお、図１においては、一部の構成について、点線にて透視図を示している。図２は本発明の実施例に係る密封装置本体の模式的断面図であり、図１中のＡＡ断面図に相当する。図３は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。なお、図３中の密封装置本体の断面図は、図１中のＡＡ断面図に相当する。図４は本発明の実施例に係る密封装置の漏れ検知動作説明図である。なお、図４中の密封装置本体については、断面図の一部を拡大した図にて示している。図５は本発明の実施例に係る密封装置の漏れ検知方法の説明図である。 (Example)
The sealing device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a front view of a sealing device main body according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a perspective view is shown by a dotted line for a part of the configurations. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the sealing device main body according to the embodiment of the present invention, and corresponds to the AA cross-sectional view in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the sealed structure according to the embodiment of the present invention. The cross-sectional view of the sealing device main body in FIG. 3 corresponds to the AA cross-sectional view in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a leak detection operation of the sealing device according to the embodiment of the present invention. The main body of the sealing device in FIG. 4 is shown in an enlarged view of a part of the cross-sectional view. FIG. 5 is an explanatory diagram of a leak detection method for a sealing device according to an embodiment of the present invention.

＜密封装置＞
特に、図３を参照して、本実施例に係る密封装置全体の構成について説明する。本実施例に係る密封装置１０は、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止するために用いられる。本実施例においては、回転軸５００と、回転軸５００が挿通される軸孔６１０を有するハウジング６００との間の環状隙間を封止するために密封装置１０が設けられている。本実施例に係る密封装置１０は、回転軸５００とハウジング６００の軸孔６１０との間の環状隙間に配される密封装置本体１００と、密封装置本体１００から離れた位置に備え
られる漏れ検知装置２００とを備えている。漏れ検知装置２００については、密封装置本体１００が設けられる装置に設置されてもよいし、当該装置とは別の位置に設けられてもよい。例えば、自動車などの輸送機器に利用される場合には、密封装置本体１００及び漏れ検知装置２００の双方が当該輸送機器に備えられるとよい。また、工場内に設置されるロボットなどに利用される場合には、漏れ検知装置２００については、ロボットとは別の位置に設けてもよい。 <Seal device>
In particular, with reference to FIG. 3, the configuration of the entire sealing device according to this embodiment will be described. The sealing device 10 according to this embodiment is used to seal an annular gap between two relatively rotating members. In this embodiment, a sealing device 10 is provided to seal the annular gap between the rotating shaft 500 and the housing 600 having the shaft hole 610 through which the rotating shaft 500 is inserted. The sealing device 10 according to the present embodiment includes a sealing device main body 100 arranged in an annular gap between the rotating shaft 500 and the shaft hole 610 of the housing 600, and a leak detection device provided at a position away from the sealing device main body 100. It has 200 and. The leak detection device 200 may be installed in a device provided with the sealing device main body 100, or may be installed at a position different from the device. For example, when it is used for a transportation device such as an automobile, it is preferable that both the sealing device main body 100 and the leak detection device 200 are provided in the transportation device. Further, when used for a robot installed in a factory, the leak detection device 200 may be provided at a position different from that of the robot.

＜密封装置本体＞
特に、図１及び図２を参照して、本実施例に係る密封装置本体１００の構成について説明する。密封装置本体１００は、金属などの剛性の高い材料により構成される補強環１１０と、補強環１１０に一体的に設けられる弾性体シール１２０とを備えている。補強環１１０は、円筒部１１１と、円筒部１１１の一端側に設けられる内向きフランジ部１１２とを備えている。弾性体シール１２０の材料としては、ゴム材料などのエラストマー材料を採用することができる。また、弾性体シール１２０は、ハウジング６００の軸孔６１０の内周面に嵌合により固定される外周シール部１２１と、回転軸５００に摺動するシールリップとを備えている。本実施例に係るシールリップとして、密封対象流体Ｏの漏れを抑制するメインリップ１２２と、密封対象流体側への異物の侵入を抑制するダストリップ１２３とが設けられている。メインリップ１２２の外周側にはメインリップ１２２のリップ先端を回転軸５００に押し付けるためのガータスプリング１３０が装着されている。 <Seal device body>
In particular, the configuration of the sealing device main body 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The sealing device main body 100 includes a reinforcing ring 110 made of a highly rigid material such as metal, and an elastic body seal 120 integrally provided on the reinforcing ring 110. The reinforcing ring 110 includes a cylindrical portion 111 and an inward flange portion 112 provided on one end side of the cylindrical portion 111. As the material of the elastic body seal 120, an elastomer material such as a rubber material can be adopted. Further, the elastic body seal 120 includes an outer peripheral seal portion 121 fixed to the inner peripheral surface of the shaft hole 610 of the housing 600 by fitting, and a seal lip sliding on the rotating shaft 500. As the seal lip according to this embodiment, a main lip 122 that suppresses leakage of the fluid O to be sealed and a dust strip 123 that suppresses the intrusion of foreign matter into the fluid to be sealed are provided. A garter spring 130 for pressing the lip tip of the main lip 122 against the rotating shaft 500 is mounted on the outer peripheral side of the main lip 122.

以上のように構成される密封装置本体１００においては、回転軸５００が回転した状態では、ハウジング６００に対して静止した状態を維持しつつ、回転軸５００とシールリップ（メインリップ１２２及びダストリップ１２３）との間で摺動する。これにより、２部材間（回転軸５００とハウジング６００との間）の環状隙間が封止される。 In the sealing device main body 100 configured as described above, when the rotating shaft 500 is rotated, the rotating shaft 500 and the seal lip (main lip 122 and dust strip 123) are maintained in a stationary state with respect to the housing 600. ) And slide. As a result, the annular gap between the two members (between the rotating shaft 500 and the housing 600) is sealed.

そして、本実施例に係る密封装置本体１００は、補強環１１０と共に振動する圧電素子１４０と、圧電素子１４０からの電気信号を発信する発信器１５０と、圧電素子１４０と発信器１５０とを電気的に接続する配線１６０とを備えている。 Then, the sealing device main body 100 according to the present embodiment electrically connects the piezoelectric element 140 that vibrates together with the reinforcing ring 110, the transmitter 150 that transmits an electric signal from the piezoelectric element 140, and the piezoelectric element 140 and the transmitter 150. It is provided with a wiring 160 to be connected to.

圧電素子１４０は、片持ち梁の状態で補強環１１０に取り付けられている。より具体的には、圧電素子１４０は、補強環１１０における内向きフランジ部１１２の先端に固定される支柱部１４１と、支柱部１４１の先端から中心軸線（回転軸５００の回転中心軸線）と平行に伸びるように設けられる片持ち梁部１４２（片持ち梁の部分）とを備えている。これにより、回転軸５００の回転に伴って補強環１１０が振動することで、片持ち梁部１４２は、その先端が大きく振れるように振動する。また、本実施例においては、この片持ち梁部１４２の先端部分に密封対象流体を吸収する構造を有する吸収構造部１４３が設けられている。この吸収構造部１４３の具体的な例としては、片持ち梁部１４２の先端に、漏液を吸収する機能を有する材料からなる部材を取り付けることにより構成することができる。漏液を吸収する材料としては、例えば、不織布、珪藻土、及び発泡材料を挙げることができる。このような材料を用いて、環状の部材を製作し、片持ち梁部１４２の先端部分に、接着、締め付け、圧入などの適宜の手法を用いて、当該環状の部材を取り付けることにより、吸収構造部１４３を設けることができる。 The piezoelectric element 140 is attached to the reinforcing ring 110 in the state of a cantilever. More specifically, the piezoelectric element 140 is parallel to the strut portion 141 fixed to the tip of the inward flange portion 112 of the reinforcing ring 110 and the central axis (rotation center axis of the rotation shaft 500) from the tip of the strut portion 141. It is provided with a cantilever beam portion 142 (a portion of the cantilever beam) provided so as to extend to. As a result, the reinforcing ring 110 vibrates with the rotation of the rotating shaft 500, so that the cantilever beam portion 142 vibrates so that its tip swings greatly. Further, in this embodiment, an absorption structure portion 143 having a structure for absorbing the fluid to be sealed is provided at the tip portion of the cantilever beam portion 142. As a specific example of the absorption structure portion 143, it can be configured by attaching a member made of a material having a function of absorbing leaked liquid to the tip of the cantilever beam portion 142. Examples of the material that absorbs the leaked liquid include non-woven fabric, diatomaceous earth, and foamed material. An annular member is manufactured using such a material, and the annular member is attached to the tip of the cantilever beam portion 142 by an appropriate method such as adhesion, tightening, or press fitting to obtain an absorption structure. A portion 143 can be provided.

また、圧電素子１４０における片持ち梁部１４２の少なくとも一部は、振動している際に、漏れた密封対象流体が溜まる領域に進入する位置に配されている。より具体的には、密封装置本体１００が設置された状態で、回転軸５００よりも鉛直方向下方となる位置に圧電素子１４０は設けられている。なお、図１においては、密封装置本体１００が装置（輸送機器やロボットなどの装置）に設置された状態において、図中上方が鉛直方向の上方に相当し、図中下方が鉛直方向の下方に相当する。図１に示すように、圧電素子１４０は、環状の補強環１００のうち、装置に設置された状態でおいて鉛直方向下方となる位置に
設けられる。なお、図示のように、圧電素子１４０は、検知精度を高めるために、周方向に間隔を空けて複数設けるのが望ましい。また、圧電素子１４０は、メインリップ１２２とダストリップ１２３との間の位置に設けられる。これらの構成により、片持ち梁部１４２の少なくとも一部は、振動している際に、漏れた密封対象流体が溜まる領域に進入することが可能となっている。 Further, at least a part of the cantilever beam portion 142 of the piezoelectric element 140 is arranged at a position where it enters a region where the leaked fluid to be sealed collects when it is vibrating. More specifically, the piezoelectric element 140 is provided at a position vertically lower than the rotation shaft 500 in a state where the sealing device main body 100 is installed. In FIG. 1, when the sealing device main body 100 is installed in the device (device such as a transportation device or a robot), the upper part in the figure corresponds to the upper part in the vertical direction, and the lower part in the figure corresponds to the lower part in the vertical direction. Equivalent to. As shown in FIG. 1, the piezoelectric element 140 is provided at a position of the annular reinforcing ring 100 that is vertically downward in the state of being installed in the device. As shown in the figure, it is desirable that a plurality of piezoelectric elements 140 are provided at intervals in the circumferential direction in order to improve the detection accuracy. Further, the piezoelectric element 140 is provided at a position between the main lip 122 and the dust strip 123. With these configurations, at least a part of the cantilever beam portion 142 can enter the region where the leaked fluid to be sealed collects when vibrating.

＜漏れ検知装置＞
特に、図３及び図４を参照して、漏れ検知装置２００について説明する。漏れ検知装置２００は、発信器１５０から発信された信号を受信するアンテナ２１０を有する受信器２２０と、受信器２２０により受信された電圧波形により密封対象流体の漏れを検知する検知部２３０とを備えている。なお、検知部２３０は、プロセッサ、メモリなどの記憶装置、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、検知部２３０の機能は、記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。 <Leak detection device>
In particular, the leak detection device 200 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The leak detection device 200 includes a receiver 220 having an antenna 210 for receiving a signal transmitted from the transmitter 150, and a detection unit 230 for detecting a leak of a fluid to be sealed based on a voltage waveform received by the receiver 220. ing. The detection unit 230 can be configured by a computer having a processor, a storage device such as a memory, an I / O, and the like. In this case, the function of the detection unit 230 is realized by the processor executing the program stored in the storage device.

＜漏れ検知動作（漏れ検知方法）＞
特に、図４及び図５を参照して、密封対象流体の漏れを検知する動作（検知方法）について説明する。図４中の密封装置本体１００は、密封構造のうち圧電素子１４０の付近を拡大した断面図を示している。また、図４（ａ）は漏れが発生していない状態を示し、図４（ｂ）は漏れが発生した状態を示している。図５は圧電素子１４０（より具体的には、片持ち梁部１４２）の電圧波形（経過時間に対する電圧値の変化のグラフ）を示している。また、図５（ａ）は漏れが発生していない状態を示し、図５（ｂ）は漏れが発生した状態を示している。上記のように構成される密封装置１０によれば、回転軸５００の回転に伴って、圧電素子１４０における片持ち梁部１４２が振動し、波形状の電圧が発生する。これにより、発信器１５０から圧電素子１４０による電圧波形が発信され、受信機２２０により受信される。この情報は検知部２３０へと送られて、漏れが発生した場合には検知部２３０により検知される。以下、より詳細に説明する。 <Leak detection operation (leak detection method)>
In particular, the operation (detection method) for detecting the leakage of the fluid to be sealed will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The sealing device main body 100 in FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the piezoelectric element 140 in the sealing structure. Further, FIG. 4A shows a state in which a leak has not occurred, and FIG. 4B shows a state in which a leak has occurred. FIG. 5 shows a voltage waveform (graph of change in voltage value with respect to elapsed time) of the piezoelectric element 140 (more specifically, the cantilever beam portion 142). Further, FIG. 5A shows a state in which a leak has not occurred, and FIG. 5B shows a state in which a leak has occurred. According to the sealing device 10 configured as described above, the cantilever beam portion 142 of the piezoelectric element 140 vibrates with the rotation of the rotating shaft 500, and a wave-shaped voltage is generated. As a result, the voltage waveform by the piezoelectric element 140 is transmitted from the transmitter 150 and received by the receiver 220. This information is sent to the detection unit 230, and if a leak occurs, the detection unit 230 detects it. Hereinafter, a more detailed description will be given.

図４に示すように、本実施例に係る密封構造においては、回転軸５００とメインリップ１２２との摺動性を高めるために、摺動部付近にはグリースなどの潤滑剤Ｇが塗布されている。しかしながら、メインリップ１２２の経時的な摺動摩耗等により、密封機能が低下すると、密封対象流体Ｏ（例えば、オイル）が漏れ出してしまう。漏れ出した密封対象流体Ｏは、メインリップ１２２とダストリップ１２３との間であって、回転軸５００よりも鉛直方向下方の領域に溜まっていく（図４（ｂ）参照）。 As shown in FIG. 4, in the sealed structure according to the present embodiment, in order to improve the slidability between the rotating shaft 500 and the main lip 122, a lubricant G such as grease is applied to the vicinity of the sliding portion. There is. However, if the sealing function deteriorates due to sliding wear of the main lip 122 over time, the fluid O to be sealed (for example, oil) leaks out. The leaked fluid O to be sealed accumulates in a region vertically below the rotation axis 500 between the main lip 122 and the dust strip 123 (see FIG. 4B).

上記の通り、圧電素子１４０における片持ち梁部１４２の少なくとも一部は、振動している際に、漏れた密封対象流体が溜まる領域に進入する位置に配されている。そのため、漏れ量が一定量を超えると、圧電素子１４０における片持ち梁部１４２の一部は、漏れた密封対象流体が溜まっている部分に進入する。より具体的には、吸収構造部１４３の一部が当該部分に進入する。これにより、吸収構造部１４３によって密封対象流体が吸収され、圧電素子１４０における片持ち梁部１４２の先端付近の重量が増加する。従って、圧電素子１４０から送られる電圧波形が変化する。 As described above, at least a part of the cantilever beam portion 142 of the piezoelectric element 140 is arranged at a position where it enters the region where the leaked fluid to be sealed collects when it is vibrating. Therefore, when the leak amount exceeds a certain amount, a part of the cantilever beam portion 142 in the piezoelectric element 140 enters the portion where the leaked fluid to be sealed is accumulated. More specifically, a part of the absorption structure portion 143 enters the portion. As a result, the fluid to be sealed is absorbed by the absorption structure portion 143, and the weight of the piezoelectric element 140 near the tip of the cantilever beam portion 142 increases. Therefore, the voltage waveform sent from the piezoelectric element 140 changes.

ここで、振動する部材の固有振動数ωは、ω＝√（Ｋ／Ｍ）で表される。なお、Ｋはバネ定数で、Ｍは質量である。そのため、振動する部材の質量Ｍが重いほど、固有振動数ωは小さくなり、振動周期は長くなる。従って、漏れが発生していない状態における圧電素子１４０の電圧波形の周期をＴ１とし（図５（ａ）参照）、所定量の漏れが発生し、片持ち梁部１４２の先端付近の重量が増加した際における圧電素子１４０の電圧波形の周期をＴ２とすると（図５（ｂ）参照）、Ｔ２＞Ｔ１となる。従って、ＴＸ＞Ｔ１を満たすＴＸを閾値として予め設定しておき、圧電素子１４０の電圧波形の周期がＴＸを超えた際に、検知部２３０に、漏れが発生したと判定させることで、この検知部２３０によって、漏れ
の発生を検知させることができる。 Here, the natural frequency ω of the vibrating member is represented by ω = √ (K / M). In addition, K is a spring constant and M is a mass. Therefore, the heavier the mass M of the vibrating member, the smaller the natural frequency ω and the longer the vibration cycle. Therefore, the period of the voltage waveform of the piezoelectric element 140 in the state where leakage does not occur is set to T1 (see FIG. 5A), a predetermined amount of leakage occurs, and the weight near the tip of the cantilever beam portion 142 increases. Assuming that the period of the voltage waveform of the piezoelectric element 140 is T2 (see FIG. 5B), T2> T1. Therefore, TX satisfying TX> T1 is set in advance as a threshold value, and when the period of the voltage waveform of the piezoelectric element 140 exceeds TX, the detection unit 230 determines that a leak has occurred, thereby detecting this. The occurrence of leakage can be detected by the unit 230.

なお、検知部２３０により漏れが検知された場合には、例えば、密封装置１０が適用された装置（輸送機器やロボットなどの装置）のユーザに対して、漏れの発生を報知させる装置を設けると好適である。例えば、漏れの発生を知らせるランプを点灯させたり、漏れの発生を知らせるブザーを鳴らしたり、漏れの発生を知らせるメッセージを表示させたりすることで、ユーザに密封装置１０又は密封装置本体１００の交換を促すことができる。また、検知部２３０により漏れが検知された場合には、密封装置１０が適用された装置の動作を緊急停止、または徐々に停止させる制御を行うことも好適である。このように、検知部２３０により漏れが検知された場合の処理については、密封装置１０が適用される各種装置の性質等に応じて適宜設定すればよい。 When a leak is detected by the detection unit 230, for example, a device for notifying the user of the device (device such as a transportation device or a robot) to which the sealing device 10 is applied is provided to notify the occurrence of the leak. Suitable. For example, by turning on a lamp notifying the occurrence of a leak, sounding a buzzer notifying the occurrence of a leak, or displaying a message notifying the occurrence of a leak, the user can replace the sealing device 10 or the sealing device main body 100. Can be prompted. Further, when a leak is detected by the detection unit 230, it is also preferable to perform an emergency stop or a control to gradually stop the operation of the device to which the sealing device 10 is applied. As described above, the processing when the leakage is detected by the detection unit 230 may be appropriately set according to the properties of various devices to which the sealing device 10 is applied.

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１０によれば、漏れ検知装置２００の検知部２３０よって、密封対象流体Ｏの漏れを検知することができる。これにより、人手によることなく密封対象流体Ｏの漏れを検知することができる。 <Advantages of the sealing device according to this embodiment>
According to the sealing device 10 according to the present embodiment, the leak of the fluid O to be sealed can be detected by the detection unit 230 of the leak detecting device 200. As a result, leakage of the fluid O to be sealed can be detected without human intervention.

本実施例に係る圧電素子１４０における片持ち梁部１４２の少なくとも一部は、振動している際に、漏れた密封対象流体Ｏが溜まる領域に進入する位置に配されている。そのため、漏れた密封対象流体Ｏが片持ち梁部１４２に付着して、振動周期が長くなることで、検知部２３０によって、漏れを検知することができる。本実施例の場合には、圧電素子１４０がメインリップ１２２とダストリップ１２３との間の位置に設けられていることで、片持ち梁部１４２の少なくとも一部は、振動している際に、漏れた密封対象流体Ｏが溜まる領域に進入する。 At least a part of the cantilever beam portion 142 of the piezoelectric element 140 according to the present embodiment is arranged at a position where it enters a region where the leaked fluid O to be sealed is accumulated when vibrating. Therefore, the leaked fluid O to be sealed adheres to the cantilever beam portion 142, and the vibration cycle becomes long, so that the leak can be detected by the detection unit 230. In the case of this embodiment, the piezoelectric element 140 is provided at a position between the main lip 122 and the dust strip 123, so that at least a part of the cantilever beam portion 142 is vibrating. Enter the area where the leaked fluid O to be sealed collects.

また、本実施例に係る圧電素子１４０は、片持ち梁の状態で補強環１１０に取り付けられている。これにより、片持ち梁部１４２を振動させ易くすることができ、感度を高めることができるため、漏れ検知装置２００による検知精度を高めることができる。 Further, the piezoelectric element 140 according to this embodiment is attached to the reinforcing ring 110 in the state of a cantilever. As a result, the cantilever beam portion 142 can be easily vibrated and the sensitivity can be increased, so that the detection accuracy of the leak detection device 200 can be improved.

更に、本実施例においては、密封対象流体Ｏを吸収する構造を有する吸収構造部１４３が、片持ち梁部１４２に設けられている。これにより、漏れが発生した際には、吸収構造部１４３が密封対象流体を吸収するため、より確実に重量が増える。従って、漏れ検知装置２００による検知精度を高めることができる。 Further, in this embodiment, an absorption structure portion 143 having a structure for absorbing the fluid O to be sealed is provided on the cantilever beam portion 142. As a result, when a leak occurs, the absorption structure portion 143 absorbs the fluid to be sealed, so that the weight increases more reliably. Therefore, the detection accuracy of the leak detection device 200 can be improved.

（その他）
上記の実施例に係る密封装置本体１００においては、弾性体シール１２０は、メインリップ１２２とダストリップ１２３の２つのシールリップを備える場合の構成について示した。しかしながら、本発明における密封装置本体における弾性体シールの構成は、上記のような構成に限定されることはない。シールリップが１つのみ備えられるタイプや、３つ以上のシールリップを備えるタイプにも適用可能である。 (Other)
In the sealing device main body 100 according to the above embodiment, the configuration in which the elastic body seal 120 includes two seal lips, a main lip 122 and a dust strip 123, is shown. However, the configuration of the elastic body seal in the sealing device main body in the present invention is not limited to the above configuration. It can also be applied to a type having only one seal lip and a type having three or more seal lips.

また、上記実施例においては、回転軸５００の回転中心軸線が水平方向となるように各種装置が用いられる場合を前提として説明した。しかしながら、本発明において、密封装置が適用される使用状態については特に限定されるものではない。要は、密封装置が適用される使用状態において、漏れた密封対象流体が圧電素子における振動する部分の少なくとも一部に付着するようにすれば、密封対象流体の漏れを検知することができる。 Further, in the above embodiment, it has been described on the premise that various devices are used so that the rotation center axis of the rotation shaft 500 is in the horizontal direction. However, in the present invention, the usage state to which the sealing device is applied is not particularly limited. In short, the leakage of the fluid to be sealed can be detected if the leaked fluid to be sealed adheres to at least a part of the vibrating portion of the piezoelectric element in the usage state to which the sealing device is applied.

１０密封装置
１００密封装置本体
１１０補強環
１１１円筒部
１１２内向きフランジ部
１２０弾性体シール
１２１外周シール部
１２２メインリップ
１２３ダストリップ
１３０ガータスプリング
１４０圧電素子
１４１支柱部
１４２片持ち梁部（片持ち梁の部分）
１４３吸収構造部
１５０発信器
１６０配線
２００検知装置
２１０アンテナ
２２０受信器
２３０検知部
５００回転軸
６００ハウジング
６１０軸孔
Ｇ潤滑剤
Ｏ密封対象流体 10 Sealing device 100 Sealing device body 110 Reinforcing ring 111 Cylindrical part 112 Inward flange part 120 Elastic body seal 121 Outer peripheral seal part 122 Main lip 123 Dustrip 130 Gata spring 140 Piezoelectric element 141 Strut part 142 Cantilever part (Cantilever beam part) Part)
143 Absorption structure 150 Transmitter 160 Wiring 200 Detector 210 Antenna 220 Receiver 230 Detector 500 Rotating shaft 600 Housing 610 Shaft hole G Lubricant O Fluid to be sealed

Claims

In a sealing device that seals an annular gap between two relatively rotating members
From the reinforcing ring, an elastic seal having a seal lip integrally provided on the reinforcing ring and sliding on one of the two members, a piezoelectric element vibrating together with the reinforcing ring, and the piezoelectric element. The main body of the sealing device, which has a transmitter that transmits an electric signal of
A leak detection device having a receiver for receiving a signal transmitted from the transmitter and a detection unit for detecting a leak of a fluid to be sealed based on a voltage waveform received by the receiver.
A sealing device comprising.

As the seal lip in the elastic body seal, a main lip that suppresses leakage of the fluid to be sealed and a dust strip that suppresses the intrusion of foreign matter into the fluid to be sealed are provided.
The sealing device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is provided at a position between the main lip and the dust strip.

The sealing device according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric element is attached to the reinforcing ring in the state of a cantilever.

The third aspect of the present invention, wherein at least a part of the cantilever portion of the piezoelectric element is arranged at a position where it enters a region where the leaked fluid to be sealed collects when it is vibrating. Sealing device.

The sealing device according to claim 4, wherein an absorption structure portion having a structure for absorbing the fluid to be sealed is provided in the portion of the cantilever.