JP4695611B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、密封流体の漏洩防止に用いられる密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device used for preventing leakage of a sealing fluid.
従来、密封流体の漏洩防止に用いられる密封装置においては、回転軸とシールリップとの間に生じる摩擦トルクを低減するために、シールリップにフッ素系樹脂を接着したものが知られている(特許文献1)。
上記した特許文献1に記載されるような従来の密封装置では、フッ素系樹脂によってトルクの低減は可能となるものの、フッ素系樹脂はゴムに比べて硬質であるため、十分なシール性を確保することが難しいという問題がある。 In the conventional sealing device as described in Patent Document 1 described above, although the torque can be reduced by the fluorine-based resin, the fluorine-based resin is harder than rubber, so that sufficient sealing performance is ensured. There is a problem that it is difficult.
本発明は、上記した従来のフッ素系樹脂を用いたシールの問題点に鑑みてなされたもので、充分なシール性を確保し、且つトルクの低減を図った密封装置の提供を目的とするものである。 The present invention has been made in view of the problems of sealing using the above-mentioned conventional fluororesin, and aims to provide a sealing device that ensures sufficient sealing performance and reduces torque. It is.
本発明に係る密封装置は、回転軸と一体に回転するシール部材と金属製補強環とから構成される内側部材と、ハウジングに固定された外側部材とを有し、前記シール部には上記外側部材の内摺面側に弾性的摺接する弾性体製のシールリップを設け、該シールリップは、前記外側部材との摺接面にはフッ素系樹脂シートを備えるとともに、該フッ素系樹脂シートは前記シール部材に埋設される金属製補強環の折り曲げ底部にのみに固定され、それに連なる外側部材側の立ち上げ部及び折り曲げ棚部は添接状態とし、該シールリップは軸の回転時の遠心力によって前記外側部材の内周面に押し付けられるように作動する構成としたことをその特徴とするものである。 A sealing device according to the present invention includes an inner member composed of a seal member that rotates integrally with a rotating shaft and a metal reinforcing ring, and an outer member fixed to a housing, and the seal portion includes the outer member. a sealing lip on the inner sliding surface side elastic sliding contact with the elastic body made of a member provided, the seal lip, the with the sliding contact surface between the outer member comprises a fluorine-based resin sheet, the fluorine-based resin sheet wherein It is fixed only to the bent bottom of the metal reinforcement ring embedded in the seal member . It is characterized in that it is configured to operate so as to be pressed against the inner peripheral surface of the outer member.
本発明に係る密封装置は、回転軸と一体に回転する内側部材と、ハウジングに固定される外側部材とを備え、前記内側部材には前記外側部材の内周面に弾性的に摺接するゴム等の弾性材製のシールリップを設け、該シールリップは、前記内側部材の回転時の遠心力によって前記外側部材の内周面に押し付けられるように作動するようにしたので、回転軸の高速化に対応するシール性の向上が図れるとともに、前記外側部材との摺接面側にフッ素系樹脂層を設けてあるため回転時の摩擦抵抗が小となり、トルクが低減される効果を有するものである。 A sealing device according to the present invention includes an inner member that rotates integrally with a rotating shaft, and an outer member that is fixed to a housing, and the inner member has rubber or the like that elastically slides on the inner peripheral surface of the outer member. The seal lip made of elastic material is provided, and the seal lip is operated so as to be pressed against the inner peripheral surface of the outer member by the centrifugal force when the inner member rotates. The corresponding sealability can be improved, and since the fluorine-based resin layer is provided on the slidable contact surface side with the outer member, the frictional resistance during rotation is reduced, and the torque is reduced.
また、本発明においては、シールリップが摺接する外側部材の内周面に、密封側への吸い込み方向へのリードを形成することで、回転時のポンプ効果により、さらにシール性が向上するものであり、加えて、本発明では、フッ素系樹脂シートは内側部材の金属製補強環と完全に接着しない構成としたので,フッ素系樹脂シートの形状や柔軟性が確保でき、回転軸に対する追随性が向上するものである。また、前記のフッ素系樹脂シートを延伸処理を施したことで、フッ素系樹脂シートの柔軟性が増大し追随性がさらに向上するとともに、形状記憶効果が生まれ、応答性も向上するとする効果を奏するものである。そして、フッ素系樹脂シートは、延伸処理により微細な孔を有する多孔質構造となり、その微細な孔に密封流体が浸透しこれを保持し易くなるので,耐摩耗性が向上するとともに、一層のトルク低減効果が得られるものである。
このように、本発明によれば、充分なシール性を確保し、かつトルクを低減した密封装置を提供することができたものである。
Further, in the present invention, by forming a lead in the suction direction toward the sealing side on the inner peripheral surface of the outer member that is in sliding contact with the seal lip, the sealing performance is further improved by the pump effect during rotation. In addition, in the present invention, since the fluororesin sheet is configured not to completely adhere to the metal reinforcing ring of the inner member, the shape and flexibility of the fluororesin sheet can be secured, and the followability to the rotating shaft can be ensured. It will improve. In addition, by subjecting the fluororesin sheet to the stretching treatment, the flexibility of the fluororesin sheet is increased, the followability is further improved, the shape memory effect is produced, and the responsiveness is improved. Is. The fluororesin sheet has a porous structure having fine pores due to the stretching process, and the sealing fluid penetrates into the fine pores, making it easier to hold it. This improves wear resistance and further increases torque. A reduction effect can be obtained.
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sealing device that ensures sufficient sealing performance and reduces torque.
本発明の密封装置の実施の形態を説明すると、図1に示す密封装置は、回転軸1に嵌着され該回転軸1と一体となって回転する内側部材2とハウジング16に固定される環状の外側部材15とを備えて構成される。
An embodiment of the sealing device of the present invention will be described. The sealing device shown in FIG. 1 is an annular member that is fitted to a rotary shaft 1 and is fixed to an inner member 2 that rotates integrally with the rotary shaft 1 and a
前記した内側部材2は、金属製補強環3とシール部8とより構成され、前記金属製補強環3は、軸と平行な立ち上げ基部4の底部より軸に直角な方向に外方に折り曲げし、該折り曲げ底部5の先端部を少しばかり立ち上げて立ち上げ部6とし、その先端部は外方に直角方向に折り曲げ棚部7を形成し、前記折り曲げ棚部7は後述するシールリップ10の支持部としての作用をするように構成される。
The inner member 2 is composed of a metal reinforcing ring 3 and a
前記した回転軸1とともに回転するゴム等の弾性材よりなるシール部8は、回転軸1に嵌着される基部9と、該基部9より外方に延出されるシールリップ10より構成され、前記基部9に前記した金属製補強環3の立ち上げ基部4が埋設されて加硫接着される。前記したシールリップ10の基部9からの延出部の密封側は、前記した金属製補強環3の折り曲げ底部5の上面、立ち上げ部6に沿うような形状で延出され、前記金属製補強環3の折り曲げ棚部7の上面にシールリップ10の基部に連なる平坦部11が載せられるように構成されている。そして、本実施の形態において前記したシールリップ10の外周側にフッ素系樹脂層12を備えている。
The sealing
前記した外側部材15は、環状の金属製シール部16と該金属製シール部16に加硫接着されハウジング16に固定されるゴム状弾性材17とよりなり、前記外側部材15の金属製シール部16の内周シール面18に前記したシールリップ10の先端部が所要の締代で弾性的に摺接することにより、密封流体であるオイルが密封され、密封側OSと大気側ASの間を密封するものである。
The
前記したように、シールリップ10の外側部材15の金属製シール部16の摺動面側にフッ素系樹脂層12を備えており、該フッ素系樹脂層12は、シールリップ10に加硫接着される延伸処理を施されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シートからなり、該ポリテトラフルオロエチレンシートを介して前記したシールリップ10が外側部材15の金属製シール部16の内周シール面と摺接するものであり、このポリテトラフルオロエチレンシートの滑性によって回転時の摩擦抵抗が小となり、トルクが低減されるものである。なお、このポリテトラフルオロエチレンシートとしては、充填剤入りのポリテトラフルオロエチレンシートが好適に用いられる。
As described above, the
上記した本実施の態様においては、回転軸1が回転され、該回転軸1とともに回転する内側部材2のシールリップ10は、その密封作動時に、前記したように回転軸1の回転とともに回転される内側部材2に設けられているので、該回転時の遠心力によって外側部材15の金属製シール部16のシール面18に押し付けられるように作動するように構成されている。すなわち、回転軸1には内側部材2のシール部8の基部9が嵌合固定されており、該内側部材2は回転軸1の回転に伴って一体と回転するので、この回転によってシールリップ10は遠心力によって外側に開くように弾性変形する力が作用して外側部材15の金属製シール部16の内周面に強く押しつけられる状態で摺動し、回転速度が上昇するにしたがって強い力で押しつけられて締代が増大することになり、この作用によってシール性の向上が図られることになる。
In the above-described embodiment, the rotary shaft 1 is rotated, and the
また、本実施の態様においては、前記した外側部材15の金属製シール部16の内周シール面18に、シールリップ10が摺接する周辺の範囲部20に、密封側OSへの吸い込み方向のリード21を形成する。該リード21の形状の例を図2に示すが、この例では、シールリップ10が摺接する外側部材15の金属製シール部16のシール面18に吸い込み方向へのリードとしてスパイラル状のリブ22を形成してある。このようなスパイラル状のリブ22を形成したことにより、回転軸1の回転時には漏洩しようとするオイルを密封側に吸い込むポンプ効果を生じ、これによりさらにシール性を向上させることができる。また、図3に示すような前記した外側部材15の金属製シール部16のシール面18に吸い込み方向へのリードとして斜行する溝23を多数設けても同様な効果を得ることができる。
Further, in this embodiment, the lead in the suction direction to the sealing side OS is provided in the
本実施の態様においては、内側部材2のシール部8の基部9より外方に向かって延出されるシールリップ10に接着されるポリテトラフルオロエチレンシート12は、その基部側が金属製補強環3の折り曲げ底部5の上面に固定状態とされているが、金属製補強環3の立ち上げ部6及びその先端部を外方に折曲した折り曲げ部7の部位においては、ポリテトラフルオロエチレンシート12は金属製補強環3とは接着されることなく単に添接された状態とされ、前記金属製補強環3の折り曲げ棚部7の上面にシールリップ10の基部に連なる平坦部11が載せられるような状態に構成されている。
In this embodiment, the
上記したように、本実施の態様においてポリテトラフルオロエチレンシート12と金属製補強環3とを完全に接着しない構成したことにより、ポリテトラフルオロエチレンシート12は形状柔軟性を確保することができるので、回転軸1に多少の偏心があってもこれに追随して外側部材15の金属製シール部16のシール面18に確実に摺接するという、追随性の向上が図れるものである。
As described above, since the
さらに、本実施の形態においては、前記したポリテトラフルオロエチレンシート12は、延伸処理を施したものを使用している。これは、シート状に成形したポリテトラフルオロエチレンに引張力を加えてさらに面方向に延伸させたものでこの延伸処理を施したことによりポリテトラフルオロエチレンシートは、ばね性が増加して、追従性が向上するものである。また、ポリテトラフルオロエチレンシートは、延伸処理によって形状記憶効果が生まれるので、回転速度の低下時にはシールリップ10がスムーズに初期状態に復帰するように動作するという応答性の向上が図れるものである。
Furthermore, in this Embodiment, the above-mentioned
1 回転軸
2 内側部材
3 金属製補強環
10 シールリップ
12 フッ素系樹脂層
15 外側部材
16 金属製シール部
21 リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 2 Inner member 3
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