JP5325674B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、水・塵埃などの浸入を防ぐシール装置に関する。 The present invention relates to a sealing device that prevents intrusion of water, dust and the like.
例えば、防水・防塵対策として環状V字型のシール部材を用いたシール装置が従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, a sealing device using an annular V-shaped sealing member is conventionally known as a waterproof / dustproof measure (see, for example, Patent Document 1).
この種のシール装置は、例えば、回転軸を備えた電動工具に用いられる。図3(a)に示すように、回転軸50が静止、又は低速回転している時にはベアリングキャップ53のシール面51を断面が略V字型であって環状のシール部材55のリップ56が密閉し、水や塵埃などが回転軸の周面や軸受けに浸入するのを防止する。また、図3(b)に示すように、回転軸50が高速回転している時には、遠心力によりシール部材55のリップ56が弾性変形して起立し、ベアリングキャップ53のシール面51から離れる。なお、回転軸50が高速回転している時の水や塵埃は、遠心力によりシール部材55の外周へ移動するためシール性は保たれるようになっている。また、回転軸50が高速回転している時には、リップ56がシール面51から離れるためシール面51との摺動によるリップ56の発熱や磨耗が防止される。
This type of sealing device is used, for example, in an electric tool having a rotating shaft. As shown in FIG. 3A, when the
シール部材には回転軸の許容回転数が明示されており、その許容回転数を超えて使用した場合には、図3(c)に示すように、シール部材55がその遠心力により弾性変形して回転軸50から離れるとともに、リップ51が弾性変形して他の部材(ベアリングキャップ53など)に接触し破損する場合がある。そのため、シール部材の許容回転数を超えて使用することができなかった。
The allowable rotational speed of the rotary shaft is clearly indicated on the seal member. When the rotational speed exceeds the allowable rotational speed, the
そこで、本願発明では、簡易に環状シール部材の許容回転数を超えても使用可能なシール装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a seal device that can be used even when the allowable rotational speed of the annular seal member is simply exceeded.
上記課題を解決するために、請求項1に記載のシール装置は、回転軸(5)と、前記回転軸の外周を囲み、前記回転軸を軸受け(7)を介して回転可能に支持する支持部材(8)と、前記回転軸と前記支持部材の間に配置され、弾性を有する環状のシール部材(20)と、を備え、前記シール部材は、前記回転軸に固定される基体(21)と、前記基体から斜方向外周側に延び、前記支持部材に接触し、前記基体と協働して溝(25)を形成するリップ(22)と、を備え、前記溝には、前記回転軸の回転によって、遠心力により弾性変形して前記支持部材から離反する前記リップの移動範囲を規制する環状部材(30)が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the sealing device according to claim 1 surrounds the rotating shaft (5) and the outer periphery of the rotating shaft, and supports the rotating shaft rotatably via a bearing (7). A member (8), and an annular sealing member (20) disposed between the rotating shaft and the supporting member and having elasticity, and the sealing member is a base (21) fixed to the rotating shaft When extending the diagonal outer peripheral side from said substrate, in contact with said support member includes a lip (22) forming a groove (25) in the base body and cooperates, in said groove, said rotary shaft An annular member (30) is provided that regulates the range of movement of the lip that is elastically deformed by centrifugal force due to the rotation of the lip and separates from the support member .
この発明によれば、簡易に、シール部材の過剰な変形を制限し、シール部材が許容回転数を超えた回転軸の回転時に遠心力により過大に弾性変形しにくくなるため、許容回転数を超えた回転による使用にもシール機能を維持することができる。 According to the present invention, excessive deformation of the seal member is easily limited, and the seal member is less likely to be elastically deformed excessively by centrifugal force when the rotating shaft rotates beyond the allowable rotation speed. The sealing function can be maintained even when used by rotating.
また、請求項2に記載のシール装置は、請求項1に記載のシール装置において、前記環状部材は、弾性係数が前記シール部材よりも高いことを特徴とする。
The sealing device according to
この発明によれば、確実に許容回転数を超えた回転による使用にもシール機能を維持することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably maintain the sealing function even when used with rotation exceeding the allowable rotational speed.
また、請求項3に記載のシール装置は、請求項1、又は2に記載のシール装置において、前記回転軸の前方には、外周方向に突出する突出部を有しており、前記シール部材は、当該突出部と支持部材との間に配置されていることを特徴とする。 The sealing device according to a third aspect is the sealing device according to the first or second aspect, wherein the sealing device has a protruding portion protruding in an outer peripheral direction in front of the rotating shaft, and the sealing member is , It is characterized by being arranged between the projection and the support member.
この発明によれば、外部から直接軸受けに水や塵埃が浸入しにくくなる。 According to this invention, it becomes difficult for water and dust to enter the bearing directly from the outside.
本発明によれば、特別な部材を固定することなく小さなスペースで簡易に環状シール部材の許容回転数を超えた回転数で使用することができる。 According to the present invention, a special member can be used at a rotational speed exceeding the allowable rotational speed of the annular seal member in a small space without being fixed.
以下、本願を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。以下に説明する実施の形態は、例えば、回転軸を有する電動工具Tに本願を適用したものである。なお、以下の説明において電動工具Tの構成については従来から存在する一般的な構成を適用するためその詳細な説明は省略するものとする。 The best mode for carrying out the present application will be described below with reference to the drawings. Embodiment described below applies this application to the electric tool T which has a rotating shaft, for example. In addition, in the following description, since the general structure which exists conventionally is applied about the structure of the electric tool T, the detailed description shall be abbreviate | omitted.
図1は電動工具の先端部の一部断面構成図、図2は図1のA部分の拡大図である。 FIG. 1 is a partial cross-sectional configuration diagram of a tip portion of an electric power tool, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
図1に示すように、電動工具Tは、回転軸5の外周を囲むハウジング2(本願の支持部材)を有しており、当該ハウジング2には、回転軸5が軸受け7を含む構成部材を介して回転自在に取り付けられている。回転軸5の先端部には、例えば、ネジ締めや孔あけ等を行うための工具が着脱可能に取り付けられるチャック10が設けられている。チャック10は、工具が挿入され保持される工具保持用の孔部を中心部に有し、その外周面にはチャック10に工具を着脱可能に固定又は解放するための固定解放用工具を挿入可能な孔部10aが形成されている。
As shown in FIG. 1, the electric power tool T includes a housing 2 (supporting member of the present application) that surrounds the outer periphery of the rotating
ハウジング2の内部後方には、図示しないが、モータなどの駆動部やモータの出力が伝達される減速機を含めた回転伝達機構部が内蔵され、当該モータの出力が回転伝達機構部を介して回転駆動力が回転軸5に伝達される。
Although not shown, a rotation transmission mechanism unit including a drive unit such as a motor and a reduction gear to which the output of the motor is transmitted is incorporated in the rear of the
軸受け7は回転軸の前方周面に2個直列に設けられ、ハウジング2によってその周面が保持されている。また、ハウジング2には、前方に回転軸5及び軸受け7を受け入れるための開口を有しており、その開口には、軸受け7の側面を押圧し当該軸受け7を保持するための環状のベアリングキャップ8が装着される。なお、このベアリングキャップ8はハウジング2の一部としても機能する。
Two
回転軸5の先端部には、外周方向に突出する突出部5aが形成されており、この突出部5aによって直接、軸受け7に水・塵埃などが浸入するのを防止するようになっている。
A projecting
また、この突出部5aとベアリングキャップ8との間には、断面がV字型であって環状のシール部材20が配置され、このシール部材20によって、外部から隙間を介して軸受け7等への水や塵埃などの浸入を防ぐようになっている。
Further, an
図1及び図2に示すように、シール部材20は、突出部5aの後方端面に嵌合されて固定される基体21と、当該基体21から斜方向外周側に延び、ベアリングキャップ8の端面(シール面8a)に接触可能であって、前記基体21と協働して溝25を形成するリップ22と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
シール部材20には許容回転数が規定されており、その許容回転領域における、回転軸5の停止又は低速回転時には、ベアリングキャップ8と接触し、隙間を遮断してシール性を保ち、回転軸の高速回転時には、遠心力によりリップ22の先端部がベアリングキャップ8のシール面8aから離れて突出部5a側に起立する。このように回転軸5の高速回転時には、リップ22がベアリングキャップ8のシール面8aから離れるため当該ベアリングキャップ8との接触によるリップ22の発熱が防止される。また、回転軸5の高速回転時には、外部から浸入する水や塵埃が遠心力によりリップ22の外周縁へ移動するため、突出部5aとベアリングキャップ8との間に形成される隙間におけるシール性が保たれる。
The
また、シール部材20の溝25には、前記回転軸5の回転数に応じて前記リップ22の移動範囲を規制する環状部材30が設けられている。この環状部材30は、弾性係数が、前記シール部材20よりも高い(変形しにくい)ものが用いられる。また、材質としては、樹脂製のものが好適に用いられるが、金属やセラミックス製であっても構わない。
The
ここで、従来のシール部材と本実施形態の環状部材30を設けたシール部材20のシール性を比較するために回転軸の回転数を毎分0〜2万回転の間に設定して試験を行ったところ、従来のシール部材は、遠心力によるリップ及びシール部材の変形の結果、他の部材との接触により、異常発熱及び破損したものの、環状部材30を設けたシール部材20では、そのような不具合が発生しなかった。
Here, in order to compare the sealing performance of the conventional sealing member and the sealing
本実施形態のシール装置は、上記構成を有する結果、回転軸5が静止、又は低回転時には、シール部材20のリップ22がベアリングキャップ8のシール面8aと接触しているため、隙間が遮断されてシール性が保たれ、外部から浸入する水・塵埃の浸入を防止する。一方、回転軸5が高回転時には、シール部材20のリップ22がベアリングキャップ8のシール面8aから離れるものの、遠心力により外部から浸入する水・塵埃は、シール部材20の半径方向外周側に方向を変えられ、当該シール部材20の周縁を移動し、当該水・塵埃の浸入を防止するとともに、リップ22とベアリングキャップ8のシール面8aとの接触によるリップ22の発熱や磨耗を防止する。
As a result of having the above-described configuration, the sealing device of the present embodiment is configured such that the
さらにシール部材20の許容回転数を超えた高回転時であっても、環状部材30をシール部材20の溝25に設けているため、シール部材20の溝25部分の剛性が増すとともに、リップ22が必要以上に広がるのを防止する。これにより、遠心力が増しシール部材20及びリップ22の弾性変形等によって発生するベアリングキャップ8など他の部材との接触などを回避できる。また、他の部材との接触の回避によりリップ22の破損が防止できる。
Furthermore, since the
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態のシール装置は、電動工具における隙間のシール性の確保に適用されるものに限定されるものではなく、回転軸を備え、狭い領域内におけるシール性の確保に適用することができる。 In addition, this embodiment is one form and is not limited to this form. For example, the sealing device of the present embodiment is not limited to the one that is applied to ensure the sealing property of the gap in the electric power tool, but includes a rotating shaft and can be applied to ensure the sealing property in a narrow region. it can.
T 電動工具
2 ハウジング
5 回転軸
8 ベアリングキャップ
20 シール部材
21 基体
22 リップ
25 溝
30 環状部材
T
Claims (3)
前記回転軸の外周を囲み、前記回転軸を軸受けを介して回転可能に支持する支持部材と、
前記回転軸と前記支持部材の間に配置され、弾性を有する環状のシール部材と、を備え、
前記シール部材は、
前記回転軸に固定される基体と、
前記基体から斜方向外周側に延び、前記支持部材に接触し、前記基体と協働して溝を形成するリップと、を備え、
前記溝には、前記回転軸の回転によって、遠心力により弾性変形して前記支持部材から離反する前記リップの移動範囲を規制する環状部材が設けられていることを特徴とするシール装置。 A rotation axis;
A support member that surrounds the outer periphery of the rotating shaft and supports the rotating shaft rotatably via a bearing;
An annular seal member disposed between the rotating shaft and the support member and having elasticity;
The sealing member is
A base fixed to the rotating shaft;
A lip extending obliquely outward from the base, contacting the support member, and forming a groove in cooperation with the base;
The sealing device according to claim 1, wherein the groove is provided with an annular member that restricts a moving range of the lip that is elastically deformed by a centrifugal force and moves away from the support member by rotation of the rotating shaft .
前記シール部材は、当該突出部と支持部材との間に配置されていることを特徴とする請求項1、又は2に記載のシール装置。 In front of the rotating shaft, it has a protruding portion protruding in the outer peripheral direction,
The seal device according to claim 1, wherein the seal member is disposed between the protruding portion and the support member.
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