JP4702517B2 - Oil seal - Google Patents
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Description
本発明は、密封装置の一種であるオイルシールに係り、更に詳しくは、シールリップの摺動部に両方向ネジリブを設けてなるオイルシールに関するものである。本発明のオイルシールは例えば、軸受においてオイルを密封するために用いられる。 The present invention relates to an oil seal which is a kind of a sealing device, and more particularly to an oil seal in which a bidirectional screw rib is provided on a sliding portion of a seal lip. The oil seal of the present invention is used for sealing oil in a bearing, for example.
従来から、オイル等の密封流体に対する密封性能を向上させるためにシールリップの摺動部に流体ポンピング作用をなすネジリブを設けてなるオイルシールが知られており、回転軸等の相手摺動部材(以下、単に軸とも称する)が正逆両方向に回転するものである場合には、図7に示すように、シールリップ51の摺動部51aに両方向ネジリブ52が設けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an oil seal having a screw rib that performs a fluid pumping action on a sliding portion of a seal lip in order to improve sealing performance against a sealing fluid such as oil has been known. In the case where the shaft (hereinafter simply referred to as a shaft) rotates in both the forward and reverse directions, a
この両方向ネジリブ52は、軸が正方向に回転するときにポンピングによるシール作用をなす正方向ネジリブ53と、軸が逆方向に回転するときにポンピングによるシール作用をなす逆方向ネジリブ54とを数本ないし数十本毎に円周上交互に並べて配置したものであって、図8(A)および(B)に拡大して示すように、各ネジリブ53,54はその断面形状を三角形とされて、先の尖った尖端53a,54aを有している。
This
上記両方向ネジリブ52の軸に対するコンタクトラインCLを観察すると図9に示すとおりであり、図上右側の逆方向ネジリブ54は、その背面側部位(軸の正回転方向側の部位)54bにて局部隙間(微小隙間)や応力低下が発生している。したがって、軸の正方向回転速度が速くなると、逆方向ネジリブ54の背面側部位54bにてオイル漏れ(飛沫漏れ)が生じ(矢印B)、更に漏れたオイルが逆方向ネジリブ54の尖端54aによって掻き出される(矢印C)ことから、オイル漏れが増長され、密封性が低下すると云う不都合がある。
When the contact line CL with respect to the axis of the
尚、正方向ネジリブ53の正面側部位(軸の逆回転方向側の部位)53bも同様のコンタクト状態となるが、こちらの方は流体掻き出しが漏れ方向ではないため、密封性低下の問題は生じない(但し、軸が逆方向に回転する場合には、この正方向ネジリブ53側で同様の問題が生じる)。
In addition, although the front side part (part on the reverse rotation direction side of the shaft) 53b of the forward
また、本願に対する他の従来技術として、第2553435号実用新案登録公報(特許文献1)の第2図に、ネジリブの先端に微小アールが付けられたオイルシールが掲載されている。 As another prior art for the present application, an oil seal in which a minute round is attached to the tip of the screw rib is shown in FIG. 2 of Japanese Utility Model No. 2555335 (Patent Document 1).
しかしながら、この従来技術はもっぱら、断面三角形状を呈するネジリブの頂角の大きさを120〜140度に規定するものであって、本発明のようにネジリブの断面形状をネジリブの先端部にて積極的にアール形状とするものではない。実際の加工では、ネジカッター自体が完全な鋭角を出すのが難しく、またゴム材料を金型に押し込んだときにも「だれ」が生じてネジリブの先端に微小アールが付けられるのは避けられないところであって、この特許文献1第2図にはこのような意味合いの微小アール(この微小アールはその曲率半径をネジリブの高さ寸法よりも小さく形成されている)が描かれているに過ぎず、本発明とは峻別されるべきものである。
However, this prior art exclusively defines the size of the apex angle of the screw rib having a triangular cross-section to 120 to 140 degrees, and the cross-sectional shape of the screw rib is positive at the tip of the screw rib as in the present invention. The shape is not round. In actual processing, it is difficult for the screw cutter itself to produce a perfect sharp angle, and when the rubber material is pushed into the mold, it is unavoidable that “sag” occurs and a minute round is attached to the tip of the screw rib. However, FIG. 2 of
本発明は以上の点に鑑みて、シールリップの摺動部に両方向ネジリブを設けてなるオイルシールにおいて、軸が正方向に回転する場合に逆方向ネジリブに発生する流体掻き出し力を低減させることができ、また反対に軸が逆方向に回転する場合に正方向ネジリブに発生する流体掻き出し力を低減させることができ、もって流体漏れ量を減らして密封性能を向上させることができるオイルシールを提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention can reduce the fluid scraping force generated in the reverse screw rib when the shaft rotates in the forward direction in the oil seal in which the bidirectional screw rib is provided in the sliding portion of the seal lip. An oil seal capable of reducing the fluid scraping force generated in the forward direction screw rib when the shaft rotates in the opposite direction and reducing the amount of fluid leakage and improving the sealing performance. For the purpose.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるオイルシールは、正方向ネジリブおよび逆方向ネジリブの組み合わせよりなる両方向ネジリブをシールリップの摺動部に設けてなるオイルシールにおいて、前記正方向ネジリブおよび逆方向ネジリブはそれぞれ、前記シールリップの先端側に配置された平行ネジと、前記平行ネジの大気側に一連に配置された船底ネジとの組み合わせよりなり、前記平行ネジおよび船底ネジのうち前記平行ネジの断面形状はその先端部にてアール形状とされるとともに、前記アール形状における幅方向中央部に平坦部が形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an oil seal according to
また、本発明の請求項2によるオイルシールは、上記した請求項1のオイルシールにおいて、前記平行ネジの先端部に形成されたアール形状は、その曲率半径が前記平行ネジの高さ寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするものである。 An oil seal according to a second aspect of the present invention is the oil seal according to the first aspect, wherein the round shape formed at the tip of the parallel screw has a radius of curvature larger than the height of the parallel screw. It is characterized by being set large.
上記従来技術において比較的大きな流体掻き出し力がネジリブ53,54に発生していたのは、ネジリブ53,54の断面形状が三角形とされて各ネジリブ53,54に先の尖った尖端53a,54aが設けられていたために、この尖端53a,54aによるスクレーパー現象が発生したためと考えられる。これに対して本発明によれば、平行ネジおよび船底ネジの組み合わせよりなるネジリブのうちの平行ネジの断面形状がその先端部にてアール形状とされていることから、発生するスクレーパー現象を低減させることができ、よってこの分、ネジリブによる流体掻き出し力を低減させることが可能となる。尚、請求項2に記載したように、アール形状はその曲率半径を平行ネジの高さ寸法よりも大きく設定するのが好ましい。また、アール形状の幅方向中央部に平坦部を設けることにより、平行ネジの軸に対する接触面積が拡大し接触状態が安定することから、逆方向ネジリブの背面側部位や正方向ネジリブの正面側部位に発生する局部隙間(微小隙間)や応力低下そのものを低減させることが可能となる。
In the prior art, a relatively large fluid scraping force is generated in the
本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項1または2によるオイルシールにおいては平行ネジおよび船底ネジの組み合わせよりなるネジリブのうちの平行ネジの断面形状がその先端部にてアール形状とされているために、発生するスクレーパー現象を低減させることができ、よってこの分、ネジリブによる流体掻き出し力を低減させることができる。したがって、軸が正方向に回転する場合には、逆方向ネジリブに発生する流体掻き出し力を低減させることができ、また軸が逆方向に回転する場合には、正方向ネジリブに発生する流体掻き出し力を低減させることができることから、何れの場合も、流体漏れ量を減らして密封性能を向上させることができる。
That is, in the oil seal according to
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項1または2によるオイルシールにおいては、アール形状の幅方向中央部に平坦部が設けられているために、平行ネジの軸に対する接触面積が拡大し接触状態が安定し、これにより逆方向ネジリブの背面側部位や正方向ネジリブの正面側部位に発生する局部隙間(微小隙間)や応力低下そのものを低減させることができる。したがって、軸の高速回転時に逆方向ネジリブの背面側部位や正方向ネジリブの正面側部位にて発生するオイル漏れ(飛沫漏れ)を低減させることができることから、この点からも密封性能を向上させることができる。
In addition to this, in the oil seal according to
本発明には、以下の実施形態が含まれる。 The present invention includes the following embodiments.
請求項1および2関連・・・
主リップの摺動部に正方向ネジリブおよび逆方向ネジリブを円周上交互に配列した両方向ネジリブを有するオイルシールにおいて、ネジリブの断面形状はネジ山先端部をアール形状としたことを特徴とするオイルシール。断面アール形状としたネジ山先端部の両側部位(裾野部位)は断面直線状とするが、断面曲線状であっても良い。
Related to
An oil seal having a bi-directional screw rib in which forward screw ribs and reverse screw ribs are alternately arranged on the circumference of the sliding portion of the main lip. sticker. Both side portions (bottom portions) of the thread tip portion having a rounded cross-sectional shape are linear in cross section, but may be curved in cross section.
(1)飛沫漏れ対策として、ネジ山先端をアール形状(平行ネジ)とする。また、リップ摩耗および軸摩耗に対する耐久性向上として、平行ネジと船底ネジとの組み合わせとする。
(2)ネジ山先端をアール形状とすることで、接触面積を大きくしリップ先端とネジ山との間に生じる微小隙間の発生を抑制し、軸との接触状態を連続的、直線的にする。必要に応じてアール形状の幅方向中央部には平坦部を形成する。断面アール形状としたネジ山先端の両側部位(裾野部位)は断面直線状であっても断面曲線状であっても良い。
(1) As a measure against splash leakage, the tip of the thread is rounded (parallel screw). Further, in order to improve durability against lip wear and shaft wear, a combination of a parallel screw and a ship bottom screw is adopted.
(2) By making the thread tip into a round shape, the contact area is increased, the generation of a minute gap between the lip tip and the thread is suppressed, and the contact state with the shaft is made continuous and linear. . If necessary, a flat portion is formed in the central portion in the width direction of the round shape. Both side portions (bottom portions) of the thread tip having a rounded cross section may be linear in cross section or curved in cross section.
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第一実施例・・・
図1は、本発明の第一実施例に係るオイルシール1の要部断面を示している。また、図2(A)は同オイルシール1の要部拡大断面を示しており、更に図2(B)は図2(A)におけるD−D線拡大断面を示している。
First embodiment ...
FIG. 1 shows a cross section of the main part of an
図1に示すように、当該実施例に係るオイルシール1は、金属環3に加硫接着されたゴム状弾性材製のシールリップ2を有しており、このシールリップ2における、軸4の周面に摺動自在に密接する摺動部2aであってその大気側斜面2bに、全体を符号5で示す両方向ネジリブが設けられている。
As shown in FIG. 1, an
この両方向ネジリブ5は、軸4が正方向に回転するときにポンピングによるシール作用をなす正方向ネジリブ6と、軸4が逆方向に回転するときにポンピングによるシール作用をなす逆方向ネジリブ7との組み合わせよりなり、両ネジリブ6,7が数本ないし数十本毎に円周上交互に並べて配置されている。両ネジリブ6,7は、互いに反対向きに傾斜するよう設けられており、またそれぞれシールリップ2の先端頂部2cに達してこの先端頂部2cと交差するよう設けられている。
The
図2(B)に拡大して示すように、各ネジリブ6,7は、その断面形状(各ネジリブ6,7の長手方向と直交する向きの断面形状)を三角形を基調とされているが、その先端部は丸みを帯びて断面円弧形のアール形状6a,7aに形成されている。各ネジリブ6,7に、上記従来技術に係るような尖端は形成されておらず、上記特許文献1に係るような微小アールも、これを上回る大きさのアール形状6a,7aが形成されていることから、形成されていない。尚、上記微小アールは一般にR0.01mm未満の大きさであるので、本発明に係るアール形状6a,7aを数値的に特定すれば、その大きさはR0.01mm以上であり、上記微小アールとの相違を一層明確に区別する意味合いからすればR0.02mm以上とする(従来、加工の都合でR0.01mm程度の微小アールが付くことはあるが、本発明では所期の目的を達成するために、R0.02mm以上のアールを積極的に設ける)。
As shown in an enlarged view in FIG. 2 (B), each of the
また、このアールの大小をネジリブ6,7の高さ寸法h2との比較から説明すると、上記特許文献1に係る微小アールはその曲率半径がネジリブの高さ寸法よりも小さく形成されていたのに対して、当該実施例では、アール形状6a,7aの曲率半径Rがネジリブ6,7の高さ寸法h2よりも大きく設定されている。
Also, the when describing the magnitude of the radius from the comparison of the height h 2 of
上記構成を備えたオイルシール1の軸4に対するコンタクトラインCL自体は図9と同じであって、軸4の正方向高速回転時に逆方向ネジリブ7の背面側部位にて微量のオイル漏れ(矢印B)が生じることも同じであるが、ネジリブ7の断面形状がネジリブ7の先端部にてアール形状7aとされているために、発生するスクレーパー現象を低減させることができ、よってこの分、ネジリブ7による流体掻き出し力を低減させることができる。したがって、流体漏れ量を低減させることができ、密封性能を向上させることができる。また、軸4が逆方向に回転する場合には正方向ネジリブ6に同様の現象が生じることから、同様の作用効果が発揮される。
The contact line CL itself with respect to the
尚、本願発明者らは、上記オイルシール1の性能比較試験を行なったので、つぎにその内容と結果を説明する。
実施例品の内容
(1)オイルシール1のゴム材質:フッ素系ゴム
(2)ネジリブ6,7のシールリップ先端頂部2cに対する角度θ1:20度
(3)ネジリブ6,7の幅w:0.10mm
(4)ネジリブ6,7の頂角θ2:120度
(5)アール形状6a,7a形成前におけるネジリブ6,7の高さ(基調とする三角形の高さ)h1:0.029mm
(6)アール形状6a,7aの曲率半径R:0.06mm
(7)アール形状6a,7a形成後におけるネジリブ6,7の高さh2:0.02mm
比較例品の内容
(6)アール形状6a,7aの曲率半径R:0.01mm未満
上記(1)〜(5)については実施例品と同じ
試験条件
(A)軸径:170mm
(B)回転数:1850rpm(正回転、逆回転)
(C)密封流体:タービン油
(D)試験温度:100℃
(E)試験時間:20h
結果
上記比較例品の試験結果が「飛沫漏れ有り」であるのに対して、実施例品は「漏れ無し」であり、よって本発明による効果を確認することができた。
In addition, since this inventor performed the performance comparison test of the said
Contents of Example Products (1) Rubber material of the oil seal 1: Fluorine rubber (2) Angle θ 1 of the
(4) Apex angle θ 2 of the
(6) Curvature radius R of
(7) Height h 2 of the
Contents of Comparative Example Product (6) Curvature radius R of
Test conditions (A) Shaft diameter: 170 mm
(B) Number of rotations: 1850 rpm (forward rotation, reverse rotation)
(C) Sealing fluid: Turbine oil (D) Test temperature: 100 ° C
(E) Test time: 20h
Results While the test result of the comparative example product was “with splash leakage”, the example product was “no leak”, and thus the effect of the present invention could be confirmed.
第二実施例・・・
図3は、本発明の第二実施例に係るオイルシール1の要部断面を示している。また、図4は同オイルシール1の要部拡大断面を示しており、更に図5は図4におけるE−E線拡大断面を示している。
Second embodiment ...
FIG. 3 shows a cross section of the main part of the
図3に示すように、当該実施例に係るオイルシール1は、金属環3に加硫接着されたゴム状弾性材製のシールリップ2を有しており、このシールリップ2における、軸4の周面に摺動自在に密接する摺動部2aであってその大気側斜面2bに、全体を符号5で示す両方向ネジリブが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
この両方向ネジリブ5は、軸4が正方向に回転するときにポンピングによるシール作用をなす正方向ネジリブ6と、軸4が逆方向に回転するときにポンピングによるシール作用をなす逆方向ネジリブ7との組み合わせよりなり、両ネジリブ6,7が数本ないし数十本毎に円周上交互に並べて配置されている。両ネジリブ6,7は、互いに反対向きに傾斜するよう設けられており、またそれぞれシールリップ2の先端頂部2cに達してこの先端頂部2cと交差するよう設けられている。
The
図4に拡大して示すように、正方向ネジリブ6は、シールリップ2の先端頂部2c側に配置された平行ネジ8と、この平行ネジ8の大気側に一連に配置された船底ネジ9との組み合わせによって構成されており、このうち平行ネジ8の断面形状(平行ネジ8の長手方向と直交する向きの断面形状)が図5に示すようにその先端部において丸みを帯びて断面円弧形のアール形状8aとされている。また、このアール形状8aにおける幅方向中央部には、大気側斜面2bと平行な直線断面よりなる所定の幅寸法w1を備えた平坦部8bが形成されており、これにより軸4に対する接触面積の拡大が実現されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, the
また、図4に拡大して示すように、逆方向ネジリブ7も同様に、シールリップ2の先端頂部2c側に配置された平行ネジ10と、この平行ネジ10の大気側に一連に配置された船底ネジ11との組み合わせによって構成されており、このうち平行ネジ10の断面形状(平行ネジ10の長手方向と直交する向きの断面形状)が図5に示すようにその先端部において丸みを帯びて断面円弧形のアール形状10aとされている。また、このアール形状10aにおける幅方向中央部には、大気側斜面2bと平行な直線断面よりなる所定の幅寸法w1を備えた平坦部10bが形成されており、これにより軸4に対する接触面積の拡大が実現されている。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 4, the
尚、平行ネジ8,10とは、シールリップ2の大気側斜面2bの表面を見たときにネジ形状が2つの平行線8c,8c、10c,10cによって形成されているものを云う(断面形状は問わない)。また、船底ネジ9,11はその名のとおり船底状をしたものであって、断面形状が長手方向に沿って徐々に大きくなりまた小さくなるような形状に形成されている。船底ネジ9,11の断面形状は一般に三角形であって、稜線部9a,11aとその両側の斜面部9b,11bとを有している。
The
上記構成を備えたオイルシール1の軸4に対するコンタクトラインCLを示すと図6のようになり、従来例に係る図9との比較から判るように、逆方向ネジリブ7の背面側部位や正方向ネジリブ6の正面側部位に発生する局部隙間(微小隙間)や応力低下そのものが低減されている(局部隙間(微小隙間)をなす凹部が消滅している)。したがって、軸4の高速回転時に逆方向ネジリブ7の背面側部位や正方向ネジリブ6の正面側部位にて発生するオイル漏れ(飛沫漏れ)を低減させることができることから、密封性能を向上させることができる。
The contact line CL for the
また、平行ネジ8,10と船底ネジ9,11との組み合わせよりなるネジリブ6,7には、リップ摩耗および軸摩耗に対する耐久性を向上させることができるメリットもある。
Further, the
1 オイルシール
2 シールリップ
2a 摺動部
2b 大気側斜面
2c 先端頂部
3 金属環
4 軸
5 両方向ネジリブ
6 正方向ネジリブ
6a,7a,8a,10a アール形状
7 逆方向ネジリブ
8,10 平行ネジ
8b,10b 平坦部
8c,10c 平行線
9,11 船底ネジ
9a,11a 稜線部
9b,11b 斜面部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記正方向ネジリブおよび逆方向ネジリブはそれぞれ、前記シールリップの先端側に配置された平行ネジと、前記平行ネジの大気側に一連に配置された船底ネジとの組み合わせよりなり、
前記平行ネジおよび船底ネジのうち前記平行ネジの断面形状はその先端部にてアール形状とされるとともに、前記アール形状における幅方向中央部に平坦部が形成されていることを特徴とするオイルシール。 In an oil seal in which a bidirectional screw rib composed of a combination of a forward screw rib and a reverse screw rib is provided on the sliding portion of the seal lip,
The forward screw rib and the reverse screw rib are each composed of a combination of a parallel screw arranged on the tip side of the seal lip and a bottom screw arranged in series on the atmosphere side of the parallel screw,
Of the parallel screw and the ship bottom screw, the cross-sectional shape of the parallel screw is rounded at the tip thereof, and a flat portion is formed at the center in the width direction of the rounded shape. .
前記平行ネジの先端部に形成されたアール形状は、その曲率半径が前記平行ネジの高さ寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするオイルシール。 The oil seal of claim 1.
The round shape formed at the tip of the parallel screw has a radius of curvature that is set larger than the height of the parallel screw .
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