JP6650742B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車や一般機械、産業機械等において機内の密封流体が機外へ漏洩するのを抑制する密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車関連分野において機内油をシールする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 that suppresses leakage of a sealed fluid inside a machine in an automobile, a general machine, an industrial machine, or the like. The sealing device of the present invention is used, for example, as a rotating oil seal for sealing in-machine oil in the field of automobiles.
従来から図5(A)に示すように、ハウジング520とこのハウジング520に設けた軸孔521に挿通する回転軸530との間で機内側Aの密封流体が機外側Bへ漏洩しないようシールする密封装置510であって、回転軸530の外周に装着されるスリンガー550と、このスリンガー550の機外側Bに位置してハウジング520の軸孔521内周に装着されるリップシール部材540との組み合わせよりなる密封装置510が知られている。
Conventionally, as shown in FIG. 5A, a seal is provided between a
スリンガー550は、金属等の剛材製であって、回転軸530の外周面に嵌合されるスリーブ551と、このスリーブ551の一端に設けられたシールフランジ552とを一体に有し、シールフランジ552の機外側端面552aには、回転軸530の回転時に遠心力による流体ポンピング作用を発揮するネジ溝553が設けられている。
The
一方、リップシール部材540は、ハウジング520の軸孔521内周面に嵌合される取付環541と、この取付環541に被着されたゴム状弾性体542とを有し、このゴム状弾性体542によって、スリンガー550におけるシールフランジ552の機外側端面552aに摺動可能に接触するシールリップ546が設けられている。
On the other hand, the
上記構成の密封装置510は、シールリップ546がシールフランジ552の機外側端面552aに摺動可能に接触することにより密封流体をシールし、またシールフランジ552の機外側端面552aに設けたネジ溝553が回転軸530の回転時に遠心力による流体ポンピング作用を発揮して密封流体を機内側Aへ押し戻すことから、優れたシール効果を発揮することができる。
The
しかしながら上記密封装置510に対しては、以下の点で更なる機能の向上が求められる。
However, the
すなわち、シールリップ546が摺動可能に接触するスリンガー550のシールフランジ552は、本来、回転軸530の中心軸線に対し直交する向きに配置されるべきものである。しかし、スリンガー550を回転軸530に金属嵌合したときにシールフランジ552が回転軸530の中心軸線に対して傾いてしまうことがあり、特に、シールフランジ552が機内側Aへ傾斜するように嵌合される(いわゆる面ブレ)と、シールリップ546の締め代が円周上でバラつくことで、シールフランジ552に対するシールリップ546の追従性が低下し、その結果、シールリップ546の摩耗や密封流体漏れのおそれが生じる。
That is, the
また、スリンガー550は、回転軸530の回転によって生じる遠心力によりシールフランジ552による振り切り作用およびネジ溝553による流体ポンピング作用を発揮するところ、回転軸530の回転が停止すると遠心力が消失するため、ネジ溝553を伝って密封流体がシールリップ546を通過し、機外側Bへ漏洩するいわゆる静止漏れの発生のおそれがある。
Further, the
さらに、シールフランジ552による振り切り作用及びネジ溝553による流体ポンピング作用は、密封装置510内に侵入した密封流体を機内側Aへ戻すものであるため、密封装置510におけるシールリップ546の内周側の空間が負圧となる。したがって、従来技術に係る密封装置510は、機外側Bからのダストを吸い込み易い環境にある。
Further, since the swing-off action by the
本発明の技術的課題は、シールフランジに対するシールリップの追従性を向上させ、シールリップの摩耗や密封流体漏れを抑制することである。 The technical problem of the present onset bright improves the followability of the seal lip against the sealing flange is to suppress wear and sealed fluid leak of the sealing lip.
ハウジングと前記ハウジングに設けた軸孔に挿通する回転軸との間で機内側の密封流体が機外側へ漏洩しないようシールする密封装置であって、前記回転軸の外周に装着されるシールフランジに対し、前記ハウジングの軸孔内周に装着される取付環に被着されたシールリップが摺動可能に接触する密封装置において、前記シールリップは、前記取付環から機内側に向けたリップ長さ方向の途中に設けられた連結部と、前記連結部から斜め外方へ向けて延在し、前記シールフランジの機外側端面に接触するメインリップと、前記連結部から前記メインリップと分岐して斜め内方へ向けて延在し、前記シールフランジの前記機外側端面に接触するサブリップと、を備え、前記連結部は、径方向に肉薄になった部分を梃子の支点として弾性変形し、前記メインリップと前記サブリップとのそれぞれを前記機内側と前記機外側とに変位させる。 A sealing device inboard of sealing fluid seals to prevent leakage to the outboard side between the rotary shaft is inserted into a shaft hole provided in said the housings housing, seal flange mounted on the outer periphery of the rotary shaft On the other hand, in a sealing device in which a seal lip attached to a mounting ring mounted on an inner periphery of a shaft hole of the housing slidably contacts, the seal lip has a lip length from the mounting ring toward the inside of the machine. a connecting portion provided in the middle of the direction to, and extend toward the obliquely outward from the connecting portion, and a main lip which contacts the outboard end face of the seal flange, branches the main lip from the connecting portion Te extend toward the obliquely inwardly and a sub lip in contact with the outboard end face of the seal flange, the connecting portion is elastically deformed portion becomes thin in the radial direction as a lever fulcrum, Each serial main lip and said sub lip is displaced to said outboard and said machine inside.
シールフランジに面ブレが発生する状況であっても、シールフランジに対するシールリップの追従性を向上させ、シールリップの摩耗や密封流体漏れを抑制することができる。 Even in a situation where the surface vibration to sheet Rufuranji occurs, to improve the capability of the seal lip against the sealing flange, it is possible to suppress abrasion and sealed fluid leak of the sealing lip.
第一実施形態に係る密封装置10について図面に基づき詳細に説明する。図1は、第一実施形態に係る密封装置10の要部断面図であり、図2は、第一実施形態に係る密封装置10のネジ溝53の説明図であり、図3は、第一実施形態に係る密封装置10のスリンガー50が回転軸30に傾斜して嵌合された状態を示す断面図である。
The
本実施形態に係る密封装置10は、ハウジング(シールハウジング)20と、このハウジング20に設けた軸孔21に挿通される回転軸30との間で機内側(油側)Aの密封流体(油)が機外側(大気側)Bへ漏洩しないように密封する密封装置(エンジン用オイルシール)10であって、回転軸30の外周に装着されるスリンガー50と、ハウジング20の軸孔21内周に装着されるリップシール部材40との組み合わせにより構成されている。
The
スリンガー50は、金属等の剛材製であって、回転軸30の外周面に固定(嵌合)されるスリーブ51と、このスリーブ51の一端(機内側端部)に設けられた径方向外向きのシールフランジ(フランジ部)52とを一体に有し、シールフランジ52の機外側端面52aに図2に示すような、回転軸30の回転時に遠心力による流体ポンピング作用を発揮することにより密封流体を外周側(機内側A)へ向けて押し戻す作用を発揮する螺旋状のネジ溝53が形成されている。なお、矢印eは回転軸30の回転方向を示す。
The
また、シールフランジ52の機外側端面52aには、ネジ溝53が形成された環状のネジ溝形成領域53aが設けられ、その内周側には、ネジ溝53が形成されていない環状のネジ溝非形成領域53bが設けられている。このネジ溝非形成領域53bはネジ溝53を形成していないため、軸方向直角の平坦面として設けられている。
An annular thread
一方、リップシール部材40は、ハウジング20の軸孔21内周面に固定(嵌合)される金属等の剛材よりなる取付環41と、この取付環41に被着(加硫接着)されたゴム状弾性体42とを有し、このゴム状弾性体42によって、ハウジング20の軸孔21内周面に接触することによりハウジング20及び取付環41の間をシールする外周シール部43と、取付環41の端面部に被着された端面被着部44と、スリンガー50におけるシールフランジ52の機外側端面52aに摺動可能に接触するシールリップ46と、リップシール部材40の内周側端部に形成される油回収リップ47と、が一体に設けられている。また、端面被着部44の内周側に位置してダストリップ45が取り付けられ、このダストリップ45はファブリックよりなるものとされているが、上記ゴム状弾性体42によって一体に設けられたものであっても良い。
On the other hand, the
シールリップ46は、取付環41の内径方向端部近傍から機内側Aに向けて突出するように設けられ、その突出方向(リップ長さ方向)の途中には、連結部46aが設けられ、この連結部46aから斜め外方(外径方向であってかつ機内側Aに向けての方向)に向けて延在するメインリップ46bが設けられるとともに、斜め内方(内径方向であって機内側A)に向けて延在するサブリップ46cが設けられている。換言すれば、シールリップ46は、1本のシールリップがリップ長さの途中で二股状に分岐する形状とされている。
The
細説すると、メインリップ46bとサブリップ46cは、共通の連結部46aから機内側Aに向けて延在し、メインリップ46bは、先端が大径となり、シールフランジ52の機外側端面52aにおけるネジ溝形成領域53aと所定の締め代をもって摺動可能に接触するとともに、サブリップ46cは、先端がメインリップ46bの反対側に向けて小径となるように形成され、シールフランジ52の機外側端面52aにおけるネジ溝非形成領域53bと所定の締め代をもって摺動可能に接触する。
More specifically, the
以上のように構成された密封装置10は、回転軸30の回転時にスリンガー50のシールフランジ52がこれに接触する密封流体を遠心力によって外径方向へ振り切る作用を発揮する。加えて、機内側Aの空間に存在する密封流体の一部がシールリップ46とシールフランジ52との摺動箇所から内周側へ通過しようとしても、シールリップ46とシールフランジ52との間ではネジ溝53が回転によって密封流体を外周側へ送り出す流体ポンピング作用を惹起する。したがって、本密封装置10は、優れた密封機能を奏する。
In the
また、回転軸30の停止によってスリンガー50が停止した状態では、上述の振り切り作用およびネジポンプ作用による動圧が失われることによってネジ溝53を通じて、密封流体が機外側Bへ漏れようとする。しかし、密封装置10は、サブリップ46cがメインリップ46bの内周側に位置し、かつ、サブリップ46cは、シールフランジ52の機外側端面52aにおけるネジ溝非形成領域53bと摺動可能に密接するため、漏れ経路が形成されない。したがって、回転軸30の停止時であっても、密封流体がシールリップ46を通過してシールリップ46の内周側の空間へ漏洩するのを有効に防止することができる。
In a state where the
また、回転軸30に対しスリンガー50を嵌合する過程で、回転軸30の中心軸線Oに対してシールフランジ52が図3における点線で示すように機内側Aへ傾斜した状態で嵌合されると、メインリップ46bの締め代が減少することが懸念される。しかし、本実施形態では、サブリップ46cがシールフランジ52によって軸方向に押圧(矢印V2)されることにより、シールリップ46が全体として連結部46aを梃子の支点として弾性変形し、メインリップ46bが機内側Aへ変位(矢印V1)する。
In the process of fitting the
したがって、スリンガー50の面ブレに対するシールリップ46の軸方向追随性が優れたものとなり、シールフランジ52におけるネジ溝形成領域53a及びネジ溝非形成領域53bに対するメインリップ46bの締め代及びサブリップ46cの締め代が、円周方向一部で減少するのを抑制する。よって、シールリップ46に局所的な摩耗が生じること、及び密封流体が漏洩することを抑制することができる。
Therefore, the axial followability of the
シールリップ46は、スリンガー50におけるシールフランジ52と接触するため、一般的なラジアルリップ構造の密封装置と比較して低トルク化を実現することができる。
第二実施形態に係る密封装置10について図面に基づき詳細に説明する。図4は、第二実施形態に係る密封装置10の要部断面図である。
A sealing
すなわち、本実施形態に係る密封装置10は、上記第一実施形態の構成に加えて、シールフランジ52の内周側であって、スリーブ51とシールフランジ52との間に断面ステップ状を呈する環状の段差部60が一体として形成されている。
That is, in addition to the configuration of the above-described first embodiment, the sealing
細説すると、段差部60は、スリーブ51の機内側Aの端部から外径方向に向けて形成された端面61と、この端面61の外径方向の端部から、軸方向であって、機内側Aに向けて形成されるとともに、シールフランジ52の内径方向端部と接続される円筒面62とが一体として形成されている。また、段差部60(円筒面62)の外径寸法(d1)は、リップシール部材40における油回収リップ47の内径寸法(d2)に対して同径又は大径に設定されている。すなわち、両径寸法は、d1≧d2の関係にある。
More specifically, the stepped
本実施形態に係る密封装置10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the sealing
すなわち、機外側Bのダストがダストリップ45を通過し、油回収リップ47の内周側を通過して侵入してきたときに、段差部60における端面61が堰となり、このダストをスリーブ51の外周側であって段差部60の機外側Bの空間に止めておくことができる。また、シールリップ46と段差部60との間に径方向微小隙間が形成されることでいわゆるラビリンス効果を奏し、ダストの侵入を防止することができる。したがって、機外側Bから侵入してきたダストがサブリップ46cのほうへ侵入することを防止し、ひいては、密封装置10の機内側Aの空間にダストが侵入することを抑制することができる。
That is, when the dust on the outer side B passes through the
よって、密封装置10は、ダストがサブリップ46cとシールフランジ52の機外側端面52aとの間に噛みこまれることによるサブリップ46cの損傷を防止することができる。
Therefore,
10 密封装置
20 ハウジング
21 軸孔
30 回転軸
40 リップシール部材
41 取付環
42 ゴム状弾性体
43 外周シール部
44 端面被着部
45 ダストリップ
46 シールリップ
46a 連結部
46b メインリップ
46c サブリップ
47 油回収リップ
50 スリンガー
51 スリーブ
52 シールフランジ
52a 機外側端面
53 ネジ溝
53a ネジ溝形成領域
53b ネジ溝非形成領域
60 段差部
61 端面
62 円筒面
A 機内側
B 機外側
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転軸の外周に装着されるシールフランジに対し、前記ハウジングの軸孔内周に装着される取付環に被着されたシールリップが摺動可能に接触する密封装置において、
前記シールリップは、
前記取付環から機内側に向けたリップ長さ方向の途中に設けられた連結部と、
前記連結部から斜め外方へ向けて延在し、前記シールフランジの機外側端面に接触するメインリップと、
前記連結部から前記メインリップと分岐して斜め内方へ向けて延在し、前記シールフランジの前記機外側端面に接触するサブリップと、
を備え、
前記連結部は、径方向に肉薄になった部分を梃子の支点として弾性変形し、前記メインリップと前記サブリップとのそれぞれを前記機内側と前記機外側とに変位させる、
ことを特徴とする密封装置。 A sealing device for sealing between a housing and a rotating shaft inserted into a shaft hole provided in the housing so that sealing fluid inside the machine does not leak to the outside of the machine,
A sealing device in which a seal lip attached to a mounting ring attached to an inner periphery of a shaft hole of the housing slidably contacts a seal flange attached to an outer periphery of the rotating shaft.
The seal lip,
A connecting portion provided in the middle of the lip length direction from the mounting ring toward the inside of the machine ,
A main lip extend, contacts the outboard end face of the sealing flange directed towards obliquely out from said connection portion,
A sub lip which extend toward the obliquely inwardly into contact with the outboard end face of the seal flange branches with the main lip from the connecting portion,
With
The connecting portion is elastically deformed by using a radially thin portion as a fulcrum of a lever, and displaces each of the main lip and the sub lip to the inside and outside of the machine.
A sealing device characterized by the above-mentioned.
前記シールフランジの前記機外側端面には、前記回転軸が回転したときに流体ポンピング作用を発揮するネジ溝が設けられているネジ溝形成領域が形成されるとともに、前記ネジ溝が設けられていないネジ溝非形成領域が前記ネジ溝形成領域の内周側に設けられ、
前記メインリップは、前記ネジ溝形成領域と摺動可能に密接するとともに、前記サブリップは、前記ネジ溝非形成領域と摺動可能に密接することを特徴とする密封装置。 The sealing device according to claim 1,
Wherein the said outboard end face of the seal flange, said with a screw groove formed region screw groove is provided with the rotary shaft exerts a fluid pumping action when rotated is formed, not provided the screw groove A thread groove non-forming region is provided on the inner peripheral side of the thread groove forming region,
The sealing device according to claim 1, wherein the main lip is slidably in contact with the thread groove forming region, and the sub lip is in slidable contact with the non-thread groove forming region.
前記シールフランジの内周側には、前記シールリップの内周面との径方向間隔を狭めることで、外部からのダストの侵入を抑制する段差部が形成さ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,
A sealing device, wherein a stepped portion is formed on an inner peripheral side of the seal flange to reduce a radial distance from an inner peripheral surface of the seal lip to suppress intrusion of dust from outside. .
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