JP7203572B2 - sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、密封装置に関する。 The present invention relates to sealing devices.
例えば、自動車のエンジンには、クランクシャフト(回転軸)の周囲に配置されて、クランクケース内の潤滑油を封止するオイルシール(密封装置)が設けられている。エンジン用の密封装置の1種は、クランクシャフトに取り付けられるスリンガーと呼ばれる回転シール部材と、クランクケースに取り付けられる固定シール部材を有する。スリンガーは、クランクシャフトの外周面に取り付けられる円筒状のスリーブと、スリーブから径方向外側に広がる円環状のフランジを有する。固定シール部材は、スリンガーに摺動可能に接触するメインリップとダストリップを有する。メインリップはフランジに接触し、ダストリップはスリーブの外周面に接触する(特許文献1)。 For example, an automobile engine is provided with an oil seal (sealing device) that is arranged around a crankshaft (rotating shaft) to seal lubricating oil in a crankcase. One type of sealing device for an engine has a rotating seal member called a slinger attached to the crankshaft and a stationary seal member attached to the crankcase. The slinger has a cylindrical sleeve attached to the outer peripheral surface of the crankshaft and an annular flange extending radially outward from the sleeve. The stationary seal member has a main lip and a dust lip that slidably contact the slinger. The main lip contacts the flange and the dust lip contacts the outer peripheral surface of the sleeve (Patent Document 1).
この種の密封装置においては、例えば回転軸が高速回転する場合に、メインリップとスリンガーのフランジの間を潤滑油が通過することがある。通過した潤滑油は、メインリップの外側に送り戻すことが望ましい。 In this type of sealing device, lubricating oil may pass between the main lip and the flange of the slinger, for example, when the rotating shaft rotates at high speed. Lubricating oil that has passed through is desirably sent back to the outside of the main lip.
そこで、本発明は、メインリップを通過した潤滑油をメインリップの外側に効率的に送り戻すことが可能な密封装置を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a sealing device capable of efficiently sending lubricating oil that has passed through the main lip back to the outside of the main lip.
本発明のある態様に係る密封装置は、円筒状のスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がる円環状のフランジを有するスリンガーと、前記ハウジングに取り付けられて、前記スリンガーに接触する固定シール部材とを有する。前記固定シール部材は、前記スリンガーの前記フランジの大気側の面に摺動可能に接触し、前記ハウジング内の潤滑油を封止する、弾性材料から形成された円環状のメインリップを有する。前記スリンガーの前記フランジの前記面には、径方向内側ほど大気側に位置する傾斜部が形成されており、前記傾斜部は、渦巻状のスロープ面を有する。 A sealing device according to an aspect of the present invention includes a cylindrical sleeve, a slinger having an annular flange extending radially outwardly from the sleeve, and a stationary seal member attached to the housing and in contact with the slinger. have The stationary seal member has an annular main lip formed from a resilient material that slidably contacts the atmosphere side surface of the flange of the slinger and seals lubricating oil within the housing. The surface of the flange of the slinger is formed with an inclined portion located toward the atmosphere side toward the radially inner side, and the inclined portion has a spiral slope surface.
この態様においては、メインリップを通過して浮遊する潤滑油の滴がスリンガーのフランジの傾斜部に接触すると、傾斜部の渦巻状のスロープ面に付着する。スリンガーは回転軸とともに回転しており、渦巻状のスロープ面に付着した油滴は、スリンガーの回転に伴って、渦巻に沿って径方向外側に移動する。したがって、油滴をスリンガーの回転に従って、径方向外側ひいてはメインリップの外側に効率的に送り戻すことが可能である。 In this embodiment, when lubricating oil droplets floating past the main lip come into contact with the sloped portion of the slinger flange, they adhere to the spiral slope surface of the sloped portion. The slinger rotates together with the rotating shaft, and the oil droplets adhering to the spiral slope surface move radially outward along the spiral as the slinger rotates. Therefore, it is possible to efficiently send the oil droplets back to the radially outer side and thus to the outer side of the main lip as the slinger rotates.
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施形態に係る密封装置は、クランクシャフトの周囲に配置されて、クランクケース内の潤滑油を封止するオイルシールである。 A sealing device according to an embodiment of the present invention is an oil seal arranged around a crankshaft to seal lubricating oil in a crankcase.
図1に示すように、密封装置1は、クランクケース(ハウジング)2と、クランクケース2内に配置されたクランクシャフト(回転軸)4の間の間隙を封止し、クランクケース2内の潤滑油の漏出を防止する。密封装置1は、クランクシャフト4の回転軸線Axを中心とする環状であるが、図1では密封装置1の上側部分のみを示す。
As shown in FIG. 1 , a
密封装置1は、スリンガー6と固定シール部材8を有する。スリンガー6は、クランクシャフト4に取り付けられる回転シール部材である。固定シール部材8は、クランクケース2に取り付けられる静止部材である。
The
スリンガー6は、剛性材料、例えば金属から形成されている。スリンガー6は、円筒状のスリーブ10と、円環状のフランジ12を有する。スリーブ10は、クランクシャフト4の外周面に、例えば締まり嵌めによって取り付けられる。フランジ12は、スリーブ10の潤滑油側の端部から径方向外側に広がる。スリンガー6は、クランクシャフト4に取り付けられているので、クランクシャフト4とともに回転軸線Axを中心にして回転する。
The
固定シール部材8は、弾性材料、例えばエラストマーで形成された弾性環14と、弾性環14を補強する剛性材料、例えば金属製の単一の剛性環16とを有する二重構造である。剛性環16は、その一部が弾性環14に埋設されており、弾性環14に密着している。
The
剛性環16は、外側に配置された円環部16aと、円環部の大気側の端部から径方向内側に広がり湾曲した円板部16bを有する。円環部16aと円板部16bは一体に形成されている。
The
弾性環14は、円環部14a、円板部14b、ブロック部14c、メインリップ18、ダストリップ20、および中間リップ22を有する。円環部14a、円板部14b、ブロック部14c、メインリップ18、ダストリップ20、および中間リップ22は一体に形成されている。円環部14aは、剛性環16の円環部16aの外周面に固着され、円板部14bは、剛性環16の円板部16bの大気側の面に固着されている。ブロック部14cは、円板部14bの径方向内側に配置され、円板部16bの内端を覆うように内端に固着されている環状の部分である。
The
弾性環14の円環部14aおよび剛性環16の円環部16aは、クランクケース2に取り付けられる取付け部を構成する。具体的には、円環部14a,16aは、クランクケース2の軸孔に、例えば締まり嵌めによって取り付けられる。但し、円環部14aだけがクランクケース2の軸孔に締まり嵌めされてもよいし、円環部16aだけがクランクケース2の軸孔に締まり嵌めされてもよい。
The
メインリップ18は、ブロック部14cから径方向外側かつ潤滑油側に向けて斜めに延びる円環であり、スリンガー6のフランジ12の大気側の面12aに摺動可能に接触し、クランクケース2内の潤滑油を封止する。
The
ダストリップ20は、ブロック部14cから径方向内側かつ大気側に向けて斜めに延びる円環であり、スリンガー6のスリーブ10の外周面に摺動可能に接触する。ダストリップ20は、大気側から潤滑油側への異物(例えば、水およびダスト)の流入を阻止する。
The
中間リップ22は、ブロック部14cから潤滑油側に延びる円環である。潤滑油側からメインリップ18を潤滑油が通過して、メインリップ18、ダストリップ20、スリーブ10およびフランジ12で画定された空間24の内部に浸入する場合がある。中間リップ22は、空間24内に存在する油滴を回収する。具体的には、スリンガー6の回転によって跳ね飛ばされた油滴は、メインリップ18の内面18aに付着する。固定シール部材8、ひいてはメインリップ18および中間リップ22は静止しているので、クランクシャフト4の回転軸線Axより上において、メインリップ18の内面18aに付着した油滴は、中間リップ22の外周面22aに受け止められる。中間リップ22の外周面22aに受け止められた油滴は、回転軸線Axより下において、メインリップ18の内面18aに落下する。クランクシャフト4の回転軸線Axより下において、メインリップ18の内面18aに付着した油滴は、スリンガー6の回転によって跳ね飛ばされて、潤滑油側の空間に戻される。図示の中間リップ22は、回転軸線Axに平行に延びるが、回転軸線Axに対して傾斜していてもよいし、湾曲していてもよい。図示の中間リップ22は、スリンガー6に接触していないが、接触していてもよい。
The
図2から図5に示すように、スリンガー6のフランジ12の大気側の面12aには、2組の渦巻構造30,34が形成されている。1組の渦巻構造30は、特開2018-91372号公報および特開2014-084934公報に開示された複数の螺旋状(渦巻状)の溝31を有する。他の1組の渦巻構造34は、渦巻構造30の径方向内側に配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, two sets of
図面において縮尺は、必ずしも実施形態の製品を正確に表してはおらず、一部の寸法を誇張して表現している場合もある。特に、渦巻構造30,34の詳細は、理解の容易さのために、図面では必ずしも正確には示されていない。
In the drawings, the reduced scale does not necessarily represent the product of the embodiment accurately, and some dimensions may be exaggerated. In particular, the details of the
図2に示すように、フランジ12の大気側の面12aの径方向外側に配置された渦巻構造30の渦巻状の溝31は、メインリップ18の先端が接触する位置を含みフランジ12の外端付近まで広がる領域に配置されている。溝31の渦巻の中心は、回転軸線Axにほぼ一致する。渦巻状の溝31は、メインリップ18を通過して空間24に浸入した潤滑油の滴Dを、スリンガー6の回転に従って、空間24から径方向外側ひいてはメインリップ18の外側に送り戻す役割を果たす。図3に示すように、スリンガー6が時計方向に回転する場合、各溝31は、径方向内側の端部32から反時計方向に進むに連れて径方向外側に進む渦巻状の軌跡上に配置されている。図示しないが、スリンガー6が反時計方向に回転する場合、各溝31は、径方向内側の端部から時計方向に進むに連れて径方向外側に進む渦巻状の軌跡上に配置されている。したがって、図2に示すように、一旦、油滴Dが渦巻状の溝31に捕捉されると、スリンガー6の回転に従って、油滴Dは径方向外側に搬送される。また、スリンガー6の回転に伴う遠心力に起因する気流によっても、油滴Dは径方向外側に跳ね飛ばされる。
As shown in FIG. 2 , the
図3には、2つの溝31が示されているが、溝31の数は1つでもよいし、3つ以上でもよい。溝31の間隔および周回数は、図示の例に限定されない。また、外側の渦巻構造30は必ずしも不可欠ではない。
Although two
図2および図5に示すように、フランジ12の大気側の面12aの径方向内側に配置された渦巻構造34は、フランジ12の大気側の面12aに形成された傾斜部36に形成されている。傾斜部36は、径方向内側ほど大気側に位置するように形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
渦巻構造34ひいては傾斜部36は、渦巻状のスロープ面38と、スロープ面38の渦巻の隣り合う周回(図2、図4および図5にて周回38a,38bを例示する)を連結する渦巻状の連結面40とを有する。スロープ面38と連結面40の渦巻の中心は、回転軸線Axにほぼ一致する。
The
渦巻状のスロープ面38は、ほぼ平坦であるが、径方向内側ほど大気側に位置するように、周方向においてわずかに傾斜しており、このため渦巻状のスロープ面38の隣り合う周回の間には段差がある。渦巻状の連結面40は、この段差であり、径方向において大きく傾斜し、周方向においてわずかに傾斜する。
The spiral sloped
図3に示すように、スリンガー6が時計方向に回転する場合、スロープ面38は、径方向内側の端部42から径方向外側の端部44まで反時計方向に進むに連れて径方向外側に進む渦巻状の軌跡上に配置されている。図示しないが、スリンガー6が反時計方向に回転する場合、スロープ面38は、径方向内側の端部から径方向外側の端部まで時計方向に進むに連れて径方向外側に進む渦巻状の軌跡上に配置されている。つまり、スロープ面38の渦巻方向は、渦巻状の溝31の渦巻方向と同じである。図2に示すように、一旦、油滴Dが渦巻状のスロープ面38に付着すると、スリンガー6の回転に従って、油滴Dは径方向外側に搬送される。
As shown in FIG. 3 , when the
図3には、1つの渦巻状のスロープ面38が示されているが、スロープ面38の数は2以上でもよい。スロープ面38の幅および周回数は、図示の例に限定されない。
Although one
図2に示すように、メインリップ18を通過して空間24内を浮遊する潤滑油の滴Dがスリンガー6のフランジ12の傾斜部36に接触すると、傾斜部36の渦巻状のスロープ面38に付着する。スリンガー6はクランクシャフト4とともに回転しており、渦巻状のスロープ面38に付着した油滴Dは、スリンガー6の回転に伴って、渦巻に沿って径方向外側に移動する。したがって、油滴Dをスリンガー6の回転に従って、径方向外側ひいてはメインリップ18の外側に効率的に送り戻すことが可能である。
As shown in FIG. 2 , when droplets D of lubricating oil floating in the
この実施形態では、渦巻状のスロープ面38の径方向外側に渦巻状の溝31が設けられているので、スロープ面38で径方向外側に搬送された油滴Dの多くが、渦巻状の溝31に受け渡され、渦巻状の溝31によってさらに効率的に外側に搬送される。
In this embodiment, since the
スロープ面38に付着しない油滴Dも存在するが、スリンガー6の回転に伴う遠心力に起因する気流によって、油滴Dは径方向外側に跳ね飛ばされ、油滴Dの多くは、メインリップ18の外側に送り戻される。
Although there are some oil droplets D that do not adhere to the
変形例
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。
Modifications Although the embodiments of the present invention have been described above, the above description does not limit the present invention, and various modifications including deletion, addition, and replacement of constituent elements can be made within the technical scope of the present invention. Conceivable.
例えば、メインリップ18の内面18aに、特許第6196408号に開示された複数のネジ突起を形成してもよい。このようなネジ突起は、空間24に浸入した潤滑油の滴をスリンガー6の回転に従って、空間24から径方向外側ひいてはメインリップ18の外側に送り戻す役割を果たす。
For example, the
ダストリップ20の内周面に、特開2014-084934公報に開示された、ダストリップ20の過剰な変形を抑制するための複数の突起を形成してもよい。このような突起は、空間24の内部が負圧になると、スリンガー6のスリーブ10の外周面に一時的に接触して、ダストリップ20の先端とスリーブ10の外周面の間に間隙を一時的に発生させる。
A plurality of protrusions for suppressing excessive deformation of the
上記実施形態に係る密封装置は、クランクシャフトの周囲に配置されて、クランクケース内の潤滑油を封止するオイルシールである。しかし、本発明は、実施形態に限定されず、例えば、変速機の軸の周囲に配置されて変速機のハウジング内の潤滑油を封止するオイルシール、差動歯車機構の軸の周囲に配置されて差動歯車機構のハウジング内の潤滑油を封止するオイルシール、モーターの軸の周囲に配置されてモーターのハウジング内の潤滑油を封止するオイルシールにも利用することができる。 The sealing device according to the above embodiment is an oil seal that is arranged around the crankshaft and seals lubricating oil in the crankcase. However, the present invention is not limited to the embodiments, for example an oil seal arranged around the shaft of the transmission to seal the lubricating oil in the housing of the transmission, an oil seal arranged around the shaft of the differential gear mechanism. It can also be used as an oil seal to seal the lubricating oil in the housing of the differential gear mechanism, and an oil seal that is arranged around the shaft of the motor and seals the lubricating oil in the housing of the motor.
本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。 Aspects of the invention are also described in the following numbered clauses.
条項1. ハウジング内に配置された回転軸の外周面に取り付けられる円筒状のスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がる円環状のフランジを有するスリンガーと、
前記ハウジングに取り付けられて、前記スリンガーに接触する固定シール部材とを有し、
前記固定シール部材は、
前記スリンガーの前記フランジの大気側の面に摺動可能に接触し、前記ハウジング内の潤滑油を封止する、弾性材料から形成された円環状のメインリップを有し、
前記スリンガーの前記フランジの前記面には、径方向内側ほど大気側に位置する傾斜部が形成されており、前記傾斜部は、渦巻状のスロープ面を有する
ことを特徴とする密封装置。
a stationary seal member attached to the housing and contacting the slinger;
The fixed sealing member is
an annular main lip formed of a resilient material slidably contacting the air-side surface of the flange of the slinger and sealing lubricating oil within the housing;
A sealing device according to
条項2.前記傾斜部は、前記フランジの前記面の前記メインリップが接触する位置よりも、径方向内側に配置されており、
前記フランジの前記面の前記メインリップが接触する位置には、少なくとも1つの渦巻状の溝が形成されている
ことを特徴とする条項1に記載の密封装置。
The sealing device according to
この場合には、渦巻状のスロープ面の径方向外側に渦巻状の溝が設けられているので、スロープ面で径方向外側に搬送された油滴の多くが、渦巻状の溝に受け渡され、渦巻状の溝によってさらに効率的に外側に搬送される。 In this case, since the spiral groove is provided radially outward of the spiral slope surface, most of the oil droplets conveyed radially outward on the slope surface are delivered to the spiral groove. , are conveyed outward more efficiently by the spiral grooves.
条項3.前記スロープ面の渦巻方向は、前記溝の渦巻方向と同じである。 Article 3. The spiral direction of the slope surface is the same as the spiral direction of the groove.
1 密封装置
2 クランクケース(ハウジング)
4 クランクシャフト(回転軸)
6 スリンガー
8 固定シール部材
10 スリーブ
12 フランジ
12a 大気側の面
30 渦巻構造
31 渦巻状の溝
34 渦巻構造
36 傾斜部
38 渦巻状のスロープ面
40 渦巻状の連結面
1 sealing
4 crankshaft (rotating shaft)
6
Claims (5)
前記ハウジングに取り付けられて、前記スリンガーに接触する固定シール部材とを有し、
前記固定シール部材は、
前記スリンガーの前記フランジの大気側の面に摺動可能に接触し、前記ハウジング内の潤滑油を封止する、弾性材料から形成された円環状のメインリップを有し、
前記スリンガーの前記フランジの前記大気側の面には、径方向内側ほど大気側に位置する傾斜部が形成されており、前記傾斜部は、渦巻状のスロープ面を有し、前記渦巻状のスロープ面の隣り合う周回の間には、周方向に延びる溝または周方向に延びる突起が形成されていない
ことを特徴とする密封装置。 A slinger having a cylindrical sleeve attached to the outer peripheral surface of a rotating shaft arranged in a housing, and an annular flange extending radially outward from the sleeve;
a stationary seal member attached to the housing and contacting the slinger;
The fixed sealing member is
an annular main lip formed of a resilient material slidably contacting the air-side surface of the flange of the slinger and sealing lubricating oil within the housing;
The atmosphere-side surface of the flange of the slinger is formed with an inclined portion positioned toward the atmosphere side toward the radially inner side, the inclined portion having a spiral slope surface, and the spiral slope No circumferentially extending grooves or circumferentially extending protrusions are formed between adjacent turns of the face.
A sealing device characterized by:
前記ハウジングに取り付けられて、前記スリンガーに接触する固定シール部材とを有し、 a stationary seal member attached to the housing and contacting the slinger;
前記固定シール部材は、 The fixed sealing member is
前記スリンガーの前記フランジの大気側の面に摺動可能に接触し、前記ハウジング内の潤滑油を封止する、弾性材料から形成された円環状のメインリップを有し、 an annular main lip formed of a resilient material slidably contacting the air-side surface of the flange of the slinger and sealing lubricating oil within the housing;
前記スリンガーの前記フランジの前記大気側の面には、径方向内側ほど大気側に位置する傾斜部が形成されており、前記傾斜部は、渦巻状のスロープ面を有し、 The atmosphere-side surface of the flange of the slinger is formed with an inclined portion positioned toward the atmosphere side toward the radially inner side, the inclined portion having a spiral slope surface,
前記スリンガーの中心軸線を含む断面において、前記渦巻状のスロープ面の複数の周回は、径方向内側ほど大気側に位置するように、階段状に形成されている In a cross section including the central axis of the slinger, the plurality of windings of the spiral slope surface are formed stepwise so that the radially inner side is positioned closer to the atmosphere.
ことを特徴とする密封装置。A sealing device characterized by:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の密封装置。The sealing device according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記ハウジングに取り付けられて、前記スリンガーに接触する固定シール部材とを有し、 a stationary seal member attached to the housing and contacting the slinger;
前記固定シール部材は、 The fixed sealing member is
前記スリンガーの前記フランジの大気側の面に摺動可能に接触し、前記ハウジング内の潤滑油を封止する、弾性材料から形成された円環状のメインリップを有し、 an annular main lip formed of a resilient material slidably contacting the air-side surface of the flange of the slinger and sealing lubricating oil within the housing;
前記スリンガーの前記フランジの前記大気側の面には、径方向内側ほど大気側に位置する傾斜部が形成されており、前記傾斜部は、渦巻状のスロープ面を有し、 The atmosphere-side surface of the flange of the slinger is formed with an inclined portion positioned toward the atmosphere side toward the radially inner side, the inclined portion having a spiral slope surface,
前記渦巻状のスロープ面を有する前記傾斜部は、前記フランジの前記大気側の面の前記メインリップの先端が接触する位置よりも、径方向内側に配置されている The inclined portion having the spiral slope surface is arranged radially inward from a position where the tip of the main lip of the atmosphere-side surface of the flange contacts.
ことを特徴とする密封装置。A sealing device characterized by:
前記スロープ面の渦巻方向は、前記溝の渦巻方向と同じである The spiral direction of the slope surface is the same as the spiral direction of the groove
ことを特徴とする請求項3または4に記載の密封装置。The sealing device according to claim 3 or 4, characterized in that:
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