JP6023502B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、密封技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車関連の分野において回転用オイルシールとして用いられ、または汎用機械の分野等において回転用オイルシールとして用いられる。 The present invention relates to a sealing device according to a sealing technique. The sealing device of the present invention is used, for example, as a rotating oil seal in the field of automobiles, or as a rotating oil seal in the field of general-purpose machines.
従来から図5に示すように、相対回転する二部材のうちの一方の部材(例えば軸71)に装着されるスリンガー51と他方の部材(例えば軸ハウジング、図示せず)に装着されるリップ部材61とを有し、前者のスリンガー51に一方の部材に嵌合される筒状部52と径方向に延びるフランジ部53とを一体に設けるとともに、後者のリップ部材61にフランジ部53に摺動自在に密接する端面リップ62を設け、例えば自動車関連の分野においてエンジンシールとして用いられることにより機内Aの油が機外Bへ漏洩するのを抑制するとともに機外Bの外部ダストが機内Aへ侵入するのを抑制する密封装置(端面リップタイプオイルシール)が知られている。
Conventionally, as shown in FIG. 5, a
この種の密封装置は、上記したようにスリンガー51とリップ部材61との組み合わせにより使用され、スリンガー51が一方の部材と一緒に回転することによる油振り切り効果と、端面リップ62とスリンガー51とが適切な反発力(接触力)を有することにより油を密封している。
This type of sealing device is used by the combination of the
しかしながら、長期間の使用に当たっては、端面リップ62のへたり(劣化)によるしめしろの低下、およびしめしろの低下による端面リップ62とスリンガー51との反発力(接触力)の低下により油漏れが発生する可能性がある。
However, when used for a long period of time, oil leakage may occur due to a decrease in interference due to sag (deterioration) of the
本発明は以上の点に鑑みて、スリンガーとリップ部材との組み合わせよりなる密封装置において、端面リップのへたりによる反発力(接触力)の低下を長期間に亙って抑制し、もってシール性を向上させることができる密封装置を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention provides a sealing device comprising a combination of a slinger and a lip member, and suppresses a reduction in repulsive force (contact force) due to the sag of the end face lip over a long period of time, thereby providing a sealing property. It aims at providing the sealing device which can improve.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1による密封装置は、相対回転する二部材のうちの一方の部材に装着されるスリンガーと他方の部材に装着されるリップ部材とを有し、前記スリンガーは、前記一方の部材に嵌合される筒状部と径方向に延びるフランジ部とを一体に有し、前記リップ部材は、前記フランジ部に摺動自在に密接する端面リップを有する密封装置において、前記端面リップのへたりによる反発力の低下を抑制するバックアップリップを前記端面リップの背面に接触するように設け、前記バックアップリップは、前記スリンガーのフランジ部によって保持されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sealing device according to claim 1 of the present invention includes a slinger attached to one of two relatively rotating members and a lip member attached to the other member, The slinger integrally includes a cylindrical portion fitted to the one member and a radially extending flange portion, and the lip member has an end surface lip that is slidably in close contact with the flange portion. A backup lip that suppresses a decrease in repulsive force due to the sag of the end surface lip is provided so as to contact the back surface of the end surface lip, and the backup lip is held by a flange portion of the slinger. To do.
また、本発明の請求項2による密封装置は、上記した請求項1記載の密封装置において、前記バックアップリップは、前記一方の部材およびこれに従動する前記スリンガーの高速回転時に遠心力の作用により前記端面リップの背面から離れることを特徴とする。 Further, the sealing device according to claim 2 of the present invention is the sealing device according to claim 1, wherein the backup lip is formed by the action of a centrifugal force during the high-speed rotation of the one member and the slinger driven by the one member. It is characterized by being separated from the back of the end face lip.
また、本発明の請求項3による密封装置は、上記した請求項1または2記載の密封装置において、前記一方の部材およびこれに従動する前記スリンガーの回転時にポンピング作用によって密封流体を押し戻すネジ部が、前記端面リップが接触する前記スリンガーのフランジ部端面に設けられていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the sealing device according to the first or second aspect, wherein the screw portion that pushes back the sealing fluid by a pumping action when the one member and the slinger driven by the member rotate. The end surface lip is provided on the end surface of the flange portion of the slinger.
更にまた、本発明の請求項4による密封装置は、上記した請求項1、2または3記載の密封装置において、前記バックアップリップは、その先端に設けた円周上複数の突起部によって前記端面リップの背面に接触することを特徴とする。 Furthermore, a sealing device according to a fourth aspect of the present invention is the sealing device according to the first, second, or third aspect, wherein the backup lip is formed by a plurality of circumferential projections provided at the tip thereof. It contacts the back surface of this.
上記構成を備える本発明の密封装置においては、端面リップのへたりによる反発力の低下を抑制するバックアップリップが端面リップの背面に接触するように設けられているために、このバックアップリップが端面リップを背面側から支持することによって、長期間に亙って安定した反発力を維持することが可能とされる。バックアップリップはスリンガーのフランジ部によって保持されているため、スリンガーに従動し、スリンガーに従動しつつ端面リップを背面側から支持する。 In the sealing device of the present invention having the above configuration, since the backup lip that suppresses the reduction in the repulsive force due to the sag of the end face lip is provided so as to contact the back surface of the end face lip, the backup lip is the end face lip. By supporting from the back side, it is possible to maintain a stable repulsive force over a long period of time. Since the backup lip is held by the flange portion of the slinger, it follows the slinger and supports the end lip from the back side while following the slinger.
一方の部材およびこれに従動するスリンガーが回転する場合、これらが高速で回転するとバックアップリップも高速で回転するため、バックアップリップおよび端面リップ間の摩擦トルクが増大することが懸念される。そこでバックアップリップが高速で回転することを利用して、高速回転時に遠心力の作用によりバックアップリップが端面リップの背面から離れる構造とし、これにより摩擦トルクの増大を抑制する。また、バックアップリップが端面リップから離れるとバックアップリップは端面リップを支持しなくなるため、端面リップおよびスリンガー間の摩擦トルクの増大を抑制することも可能とされる。 When one member and the slinger that follows it rotate, the backup lip also rotates at a high speed when they rotate at a high speed, and there is a concern that the friction torque between the backup lip and the end face lip increases. Therefore, by utilizing the fact that the backup lip rotates at a high speed, the backup lip is separated from the back surface of the end face lip by the action of centrifugal force at the time of high speed rotation, thereby suppressing an increase in friction torque. Further, when the backup lip is separated from the end surface lip, the backup lip does not support the end surface lip, so that it is possible to suppress an increase in friction torque between the end surface lip and the slinger.
一方の部材およびこれに従動するスリンガーが回転する場合、スリンガーが回転することを利用して、回転時のポンピング作用によって密封流体を押し戻す作用を奏するネジ部を端面リップが接触するスリンガーのフランジ部端面に設ける構造とし、これにより密封流体に対するシール性を向上させる。また、上記したように高速回転時に遠心力の作用によりバックアップリップが端面リップの背面から離れる構造の場合には、バックアップリップが端面リップを支持しなくなって反発力が低下することによるシール性の低下を、このネジ部によるシール作用によって補うことが可能とされる。 When one member and the slinger that follows it rotate, the end surface of the flange portion of the slinger where the end surface lip contacts the threaded portion that pushes back the sealing fluid by the pumping action at the time of rotation using the rotation of the slinger This improves the sealing performance against the sealing fluid. Also, as described above, when the backup lip is separated from the back of the end face lip by the action of centrifugal force at high speed rotation, the backup lip does not support the end face lip and the repulsive force is reduced, resulting in a decrease in sealing performance. Can be supplemented by the sealing action of the threaded portion.
バックアップリップが端面リップの背面に接触する構造については、バックアップリップの先端が端面リップの背面に直接接触する構造であっても良いが、バックアップリップの先端に円周上複数の突起部を設けてこの突起部によって端面リップの背面に接触する構造としても良い。バックアップリップが端面リップに対し全周に亙って接触すると、バックアップリップおよび端面リップ間が閉塞されるため、密封流体(油)が流れにくくなって上記ネジ部によるシール作用が低下することが懸念されるが、バックアップリップの先端に円周上複数の突起部を設けてこの突起部によって端面リップの背面に接触する構造とすれば、突起間を密封流体が流れやすいため、ネジ部によるシール作用が低下するのを抑制することが可能とされる。 The structure in which the backup lip contacts the back surface of the end surface lip may be a structure in which the tip of the backup lip directly contacts the back surface of the end surface lip, but a plurality of protrusions on the circumference are provided at the tip of the backup lip. It is good also as a structure which contacts the back surface of an end surface lip by this projection part. If the backup lip contacts the end face lip over the entire circumference, the gap between the backup lip and the end face lip is blocked, and there is a concern that the sealing fluid (oil) will not flow easily and the sealing action by the screw part will be reduced. However, if a plurality of circumferential protrusions are provided at the tip of the backup lip so that the protrusions come into contact with the back of the end face lip, the sealing fluid can easily flow between the protrusions. Can be suppressed.
本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
すなわち本発明によれば以上説明したように、スリンガーのフランジ部によって保持されたバックアップリップが端面リップを背面側から支持することによって、長期間に亙って安定した反発力を維持することが可能とされる。したがって端面リップのシール性が長期間に亙って維持されるため、端面リップによる油漏れ抑制効果を長期間に亙って維持することができる。 That is, according to the present invention, as described above, the back-up lip held by the flange portion of the slinger supports the end surface lip from the back side, so that a stable repulsive force can be maintained over a long period of time. It is said. Therefore, since the sealing performance of the end face lip is maintained for a long period of time, the oil leakage suppressing effect by the end face lip can be maintained for a long period of time.
バックアップリップが遠心力の作用により端面リップの背面から離れる場合には、摺動トルクの増大を抑制することができ、ポンピング作用を発揮するネジ部をスリンガーのフランジ部端面に設ける場合には、このネジ部のポンピング作用によって密封流体に対するシール性を向上させることができる。また、バックアップリップがその先端に設けた円周上複数の突起部によって端面リップの背面に接触する場合には、バックアップリップを設けてもネジ部によるシール作用が低下するのを抑制することができる。 When the backup lip is separated from the back of the end face lip by the action of centrifugal force, an increase in sliding torque can be suppressed, and when a screw part that exhibits a pumping action is provided on the end face of the flange part of the slinger, this The sealing performance against the sealing fluid can be improved by the pumping action of the screw portion. In addition, when the backup lip is brought into contact with the back surface of the end surface lip by a plurality of circumferential projections provided at the tip thereof, it is possible to suppress a reduction in the sealing action by the screw portion even if the backup lip is provided. .
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
(1)端面リップのへたりによる反発力(接触力)低下を抑制するため、端面リップの背面にスリンガーと一体となったバックアップリップを設定する。このバックアップリップが端面リップを背面から支持することにより、長期に亙り安定した反発力(接触力)を発生することができる。
(2)なお、軸(スリンガー)の高速回転時は、バックアップリップは遠心力により外周側へ開き、端面リップと接触しない設定とする。軸(スリンガー)の高速回転時は、スリンガー内面に設定されたネジによるポンピング作用により油の密封性は確保できる。また極力摩擦トルクの増大を抑えることができる。
(3)低回転および停止時にスリンガー内面のネジによるポンピング作用が低下したときにバックアップリップが端面リップと接触し、端面リップがスリンガーと適切な反発力(接触力)を有する設定とする。
(4)またバックアップリップは、端面リップとの接触面側に、円周上に等配間隔の突起を有する。この突起が端面リップと接触し全周接触とならない。これにより、低回転時におけるスリンガー内面のネジによるポンピング作用(油の流れ)を阻害することはない。
(5)本発明技術により、端面リップのへたり(劣化)による反発力の低下を長期に亙り抑制できる。これにより、油漏れの改善、および車両寿命の向上が図れる。また本発明技術のバックアップリップは、高速回転時の摩擦トルク増加を抑制できる。
The present invention includes the following embodiments.
(1) In order to suppress a reduction in the repulsive force (contact force) due to the sag of the end face lip, a backup lip integrated with the slinger is set on the back face of the end face lip. The back-up lip supports the end face lip from the back, so that a stable repulsive force (contact force) can be generated over a long period of time.
(2) When the shaft (slinger) rotates at high speed, the backup lip opens to the outer peripheral side by centrifugal force and is set so as not to contact the end face lip. When the shaft (slinger) rotates at high speed, the oil sealability can be secured by the pumping action by the screw set on the inner surface of the slinger. In addition, an increase in friction torque can be suppressed as much as possible.
(3) The back-up lip comes into contact with the end surface lip when the pumping action by the screw on the inner surface of the slinger is reduced during low rotation and stop, and the end surface lip is set to have an appropriate repulsive force (contact force) with the slinger.
(4) Further, the backup lip has protrusions at equal intervals on the circumference on the contact surface side with the end face lip. This protrusion comes into contact with the end face lip and does not come into full contact. Thereby, the pumping action (flow of oil) by the screw on the inner surface of the slinger during low rotation is not hindered.
(5) According to the technology of the present invention, it is possible to suppress the decrease in the repulsive force due to the sag (deterioration) of the end face lip over a long period of time. As a result, oil leakage can be improved and vehicle life can be improved. Further, the backup lip of the present invention can suppress an increase in friction torque during high-speed rotation.
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.
図1は、本発明の実施例に係る密封装置の要部断面を示している。当該実施例に係る密封装置は例えば、自動車関連の分野においてエンジンシールとして用いられるものであって、機内Aの油が機外(大気側)Bへ漏洩するのを抑制するとともに機外Bの外部ダストが機内Aへ侵入するのを抑制する。 FIG. 1 shows a cross section of the main part of a sealing device according to an embodiment of the present invention. The sealing device according to the embodiment is used as, for example, an engine seal in a field related to automobiles, and suppresses the oil in the machine A from leaking to the outside (atmosphere side) B and the outside of the outside B. Suppresses dust from entering Aircraft A.
当該実施例に係る密封装置は、相対回転する二部材のうちの一方の部材である軸71に装着されるスリンガー11と、他方の部材である軸ハウジング(図示せず)に装着されるリップ部材21とを有し、これらの組み合わせによって構成されている。
The sealing device according to this embodiment includes a
スリンガー11は、金属材よりなり、筒状部12の軸方向一方(機内A側)の端部に径方向外方へ向けてフランジ部(外向きフランジ部)13を一体成形したものであって、筒状部12の内周面をもって軸71の外周面に嵌合される。筒状部12およびフランジ部13はそれぞれ、図示するような段差部14,15を備えるものであっても良い。
The
リップ部材21は、取付環22と、この取付環に被着されたゴム状弾性体31とを有している。取付環22は、金属材よりなり、筒状部23の軸方向他方(機外B側)の端部に径方向内方へ向けてフランジ部(内向きフランジ部)24を一体成形したものであって、筒状部23の外周面をもって軸ハウジングの内周面に嵌合される。筒状部23は、図示するような段差部25を備えるものであっても良く、フランジ部24は、図示するようなテーパー面26を備えるものであっても良い。
The
ゴム状弾性体31は、取付環に22被着された被着ゴム部32と、この被着ゴム部32に支持されてスリンガー11のフランジ部13の軸方向他方の端面13aに摺動自在に密接する端面リップ(サイドリップ)33と、同じく被着ゴム部32に支持されて端面リップ33の根元部内周側に設けられたサブリップ34とを一体に有し、更に被着ゴム部32の軸方向他方の端面に装着用の段差部35が設けられて、この段差部35に、スリンガー11の筒状部12の外周面に摺動自在に密接する合成樹脂製のラジアルリップ36が組み付けられている。端面リップ33は主に機内Aの油をシールするものであって、この機能を発揮するため、リップ端を機内A側であって径方向斜め外方へ向けている。サブリップ34はスリンガー11に対し非接触とされている。ラジアルリップ36は主に機外Bの外部ダストをシールするものであって、この機能を発揮するため、スリンガー11との組み合わせ状態においてそのリップ端を機外B側であって軸方向他方へ向けている。ラジアルリップ36は合成樹脂製の単独リップでなく、ゴム状弾性体31によって成形された、端面リップ33等と一体のものであっても良い。
The rubber-like
また、当該実施例に係る密封装置は、更なる特徴として、以下の構成を有している。 Moreover, the sealing device according to the embodiment has the following configuration as a further feature.
すなわち、端面リップ33のへたりによる反発力の低下を抑制するためのバックアップリップ37が端面リップ33の背面(軸方向他方の面)33aに接触するように設けられており、当該実施例ではこのバックアップリップ37が端面リップ33のリップ端の外周側に位置してスリンガー11のフランジ部13によって保持されている。すなわちこのバックアップリップ37は、所定のゴム状弾性体よりなり、その基端部37aにおいてスリンガー11のフランジ部13の軸方向他方の端面13aに被着(加硫接着)され、そのリップ端(先端)37bを機外B側であって径方向斜め内方へ向けて設けられ、このリップ端37bをもって端面リップ33の背面33aに接触するように設けられている。
That is, a
また、このバックアップリップ37は図2に示すように、軸71およびこれに従動するスリンガー11が高速で回転するときに遠心力の作用によりリップ端37bが径方向外方へ向けて揺動し(揺動方向を矢印xにて示す)、これにより端面リップ33の背面33aから離れる構造とされている。
Further, as shown in FIG. 2, when the
また、端面リップ33が接触するスリンガー11のフランジ部13の軸方向他方の端面13aに、軸71およびこれに従動するスリンガー11が回転するときにポンピング作用によって密封流体を押し戻すネジ部16が設けられている。ネジ部16は図3にその一部を示すように、スパイラル状の突起または溝として設けられ、その回転に伴うポンピング作用によって密封流体を径方向外方へ向けて押し戻す。矢印yはこのときの軸71の回転方向を示している。
Further, a threaded
また、図4に示すようにバックアップリップ37のリップ端37bに円周上複数の突起部38が設けられ、バックアップリップ37はこの突起部38をもって端面リップ33の背面33aに接触する構造とされている。突起部38は円周上複数設けられているため、互いに隣り合う突起部38,38間には間隙部39が設けられており、このように間隙部39が設けられてここを密封流体が通過可能とされるため、バックアップリップ37が突起部38をもって端面リップ33の背面33aに接触した状態であってもネジ部16のポンピング作用によるシール効果が発揮される。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of
また、バックアップリップ37は、図4の状態から図1の状態へ組み付けられたときに端面リップ33によって突起部38が押圧され、スリンガー11のフランジ部13に対する傾き角度が大きくなるように弾性変形する。したがってこの過程でバックアップリップ37には、端面リップ33をスリンガー11のフランジ部13に向けて押し付ける軸方向一方へ向けての弾性復元力が備えられる。
Further, when the
上記構成の密封装置においては、端面リップ33のへたりによる反発力の低下を抑制するためのバックアップリップ37が端面リップ33の背面33aに接触するように設けられているために、このバックアップリップ37が端面リップ33をその背面33a側から押圧・支持することによって、長期間に亙って安定した反発力を維持することが可能とされる。したがって端面リップ33のシール性が長期間に亙って維持されるため、端面リップ33による油漏れ抑制効果を長期間に亙って維持することができ、密封流体に対するシール性を向上させることができる。
In the sealing device having the above-described configuration, the
また、軸71およびこれに従動するスリンガー11が高速で回転したときにバックアップリップ37が遠心力の作用により端面リップ33の背面33aから離れる構造とされているために、バックアップリップ37および端面リップ33間ならびに端面リップ33およびスリンガー11間に発生する摩擦トルクが増大するのを抑制することができる。
Further, the
また、端面リップ33が接触するスリンガー11のフランジ部13の軸方向他方の端面13aに、軸71およびこれに従動するスリンガー11が回転するときにポンピング作用によって密封流体を押し戻すネジ部16が設けられているために、このネジ部16によるポンピング作用によって、密封流体に対するシール性を向上させることができる。また、上記したように高速回転時に遠心力の作用によりバックアップリップ37が端面リップ33の背面33aから離れた場合における反発力の低下によるシール性の低下を、このネジ部16によるシール作用によって補うことができる。
Further, a threaded
また、バックアップリップ37のリップ端37bに円周上複数の突起部38が設けられ、バックアップリップ37がこの突起部38をもって端面リップ33の背面33aに接触する構造とされているために、バックアップリップ37が端面リップ33に接触した状態であっても密封流体がバックアップリップ37および端面リップ33間を流通可能とされている。したがってバックアップリップ37が端面リップ33に接触した状態であっても端面リップ33から離れた状態であっても常にネジ部16のポンピング作用によるシール効果が発揮されるため、これによっても密封流体に対するシール性を向上させることができる。
Further, a plurality of
11 スリンガー
12,23 筒状部
13,24 フランジ部
13a フランジ部端面
14,15,25 段差部
16 ネジ部
21 リップ部材
22 取付環
26 テーパー面
31 ゴム状弾性体
32 被着ゴム部
33 端面リップ
33a 背面
34 サブリップ
36 ラジアルリップ
37 バックアップリップ
37a 基端部
37b リップ端
38 突起部
39 間隙部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記端面リップのへたりによる反発力の低下を抑制するバックアップリップを前記端面リップの背面に接触するように設け、
前記バックアップリップは、前記スリンガーのフランジ部によって保持されていることを特徴とする密封装置。 The slinger has a slinger attached to one of the two members that rotate relative to each other and a lip member attached to the other member, and the slinger has a cylindrical portion fitted to the one member and a radial direction. A sealing device having an end surface lip that is slidably in close contact with the flange portion.
A backup lip that suppresses a decrease in repulsive force due to the sag of the end surface lip is provided so as to contact the back surface of the end surface lip,
The sealing device, wherein the backup lip is held by a flange portion of the slinger.
前記バックアップリップは、前記一方の部材およびこれに従動する前記スリンガーの高速回転時に遠心力の作用により前記端面リップの背面から離れることを特徴とする密封装置。 The sealing device according to claim 1.
The sealing device according to claim 1, wherein the backup lip is separated from the back surface of the end face lip by the action of centrifugal force when the one member and the slinger driven by the one member are rotated at a high speed.
前記一方の部材およびこれに従動する前記スリンガーの回転時にポンピング作用によって密封流体を押し戻すネジ部が、前記端面リップが接触する前記スリンガーのフランジ部端面に設けられていることを特徴とする密封装置。 The sealing device according to claim 1 or 2,
2. A sealing device according to claim 1, wherein a screw portion for pushing back the sealing fluid by a pumping action when the one member and the slinger driven by the one member rotate is provided on an end surface of the flange portion of the slinger where the end surface lip contacts.
前記バックアップリップは、その先端に設けた円周上複数の突起部によって前記端面リップの背面に接触することを特徴とする密封装置。 The sealing device according to claim 1, 2 or 3,
The sealing device according to claim 1, wherein the backup lip contacts the back surface of the end surface lip by a plurality of circumferential projections provided at a tip thereof.
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