KR20190052627A - Sealing structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 서로에 대해 회전하는 2개의 부재 사이에 제공되는 밀봉 구조에 관한 것이다. 2개의 부재는 예를 들어 십자형 조인트의 축부 및 베어링 컵이다.The present invention relates to a sealing structure provided between two members rotating relative to each other. The two members are, for example, the shaft portion of the cruciform joint and the bearing cup.
십자형 조인트는, 예를 들어 철강 압연기의 스핀들 장치나 자동차의 드라이브 샤프트에서는, 축 사이의 연결부에서 유니버설 조인트로서 사용된다. 십자형 조인트는 조인트 십자부, 바닥이 있는 원통 형상의 베어링 컵, 및 복수의 니들 롤러를 포함한다. 조인트 십자부에서, 4개의 축부는 십자 형상으로 배치된다. 베어링 컵은 각각의 축부를 덮는다. 니들 롤러는, 니들 롤러가 롤링할 수 있도록, 각각의 축부의 외주면과 베어링 컵의 내주면 사이에 배치된다. 각각의 축의 단부에 제공된 요크(yoke)가 베어링 컵과 연결된다. 또한, 니들 롤러를 위한 수용 공간으로서, 축부와 베어링 컵 사이에 형성되는 수용 공간 안으로 물 등이 침입하는 것을 방지하고, 또한 수용 공간으로부터 외부로의 윤활제의 누설을 억제하기 위해서 축부의 기단부와 베어링 컵의 단부 사이에는 밀봉 구조가 제공된다(예를 들어, 유럽 특허 공개 제1783384호 참조).Cruciform joints are used as universal joints at joints between axes, for example in spindle devices of steel mills or drive shafts of automobiles. The cruciform joint includes a joint cross, a cylindrical bearing cup with a bottom, and a plurality of needle rollers. In the joint cross, the four shafts are arranged in a cross shape. The bearing cup covers each shaft. The needle rollers are disposed between the outer circumferential surfaces of the respective shaft portions and the inner circumferential surface of the bearing cup so that the needle rollers can roll. A yoke provided at the end of each shaft is connected to the bearing cup. In order to prevent water or the like from entering into the receiving space formed between the shaft portion and the bearing cup and to prevent the leakage of the lubricant from the receiving space to the outside as the receiving space for the needle roller, A sealing structure is provided (for example, see European Patent Publication 1783384).
본 출원의 발명자는 종전에 도 11에 도시하는 밀봉 구조를 제안했다(일본 특허 출원 제2016-217292호). 이 밀봉 구조는 베어링 컵(111)에 설치되고, 슬링거(106)에 미끄럼 접촉하는 환상 시일 부재(107)를 포함한다. 슬링거(106)는 반경방향 내측에 대면하는 밀봉면(141)을 갖는다. 시일 부재(107)는, 베어링 컵(111)에 고정되는 코어 바아(134), 코어 바아(134)에 접착되고 밀봉면(141)에 접촉하는 립부(131), 및 립부(131)를 밀봉면(141) 측에 가압하는 가터 스프링(151)을 포함한다.The inventor of the present application previously proposed a sealing structure shown in Fig. 11 (Japanese Patent Application No. 2016-217292). This sealing structure is provided in the
슬링거(106)와 베어링 컵(111) 사이의 공간(윤활 공간)을 윤활하기 위해서 그리스를 사용하는 경우, 메인터넌스 시 등에 윤활 공간 내의 그리스를 새로운 그리스로 교체하기 위해서는, 새로운 그리스가 그리스공급 구멍으로부터 공급됨에 따라, 낡은 그리스를 립부(131)로부터 외부로 배출할 필요가 있다. 그러나, 도 11에 도시하는 밀봉 구조의 경우, 새로운 그리스를 윤활 공간에 공급하면, 도 12에서 화살표 c로 나타낸 바와 같이 립부(131)를 밀봉면(141)에 가압하는 힘이 작용하고, 밀봉면(141)에 대면하는 립부(131)의 측면(131c2)이 거의 전체의 밀봉면(141)에 강하게 접촉한다. 그러므로, 립부(131)와 밀봉면(141) 사이를 그리스가 통과하게 함으로써 윤활 공간 외부에 그리스를 배출하는 것이 곤란하다.When grease is used to lubricate the space between the
본 발명은, 그리스가 충전되는 윤활 공간을 밀봉하는 밀봉 구조에, 새로운 그리스를 공급할 때에 낡은 그리스의 배출 성능을 향상시키는 밀봉 구조를 제공한다.The present invention provides a sealing structure that seals a lubricating space filled with grease, and provides a sealing structure that improves the discharge performance of the old grease when supplying fresh grease.
본 발명의 양태는 제1 부재, 제2 부재 및 시일 부재를 포함하는 밀봉 구조를 제공한다. 제2 부재는 제1 부재와 동축으로 배치되며 제1 부재에 대해 회전하도록 제공된다. 제2 부재는 반경 방향에서 제1 부재에 대면한다. 시일 부재는, 환상 형상을 가지며, 상기 제1 부재에 설치되고 상기 제2 부재에 제공된 밀봉면과 미끄럼 접촉한다. 제1 부재 및 제2 부재는 그리스로 충전되는 윤활 공간을 형성한다. 시일 부재는 립부 및 가압 부재를 포함한다. 립부는, 상기 밀봉면에 대면하는 대향면을 포함하는 접촉부; 밀봉면으로부터 접촉부의 반대측에 위치되는 기초부; 및 밀봉면을 따르는 방향에서의 윤활 공간 측의 접촉부의 단부를 기초부에 연결하는 연결부를 포함한다. 가압 부재는 접촉부, 기초부 및 연결부에 의해 둘러싸이는 공간 내에 배치된다. 가압 부재는 대향면을 밀봉면 측에 가압한다. 대향면은 전체 접촉 영역 및 부분 접촉 영역을 포함한다. 전체 접촉 영역은, 윤활 공간에 그리스를 공급할 때에 상기 밀봉면을 따르는 방향에서의 상기 윤활 공간의 외부 측에서 상기 밀봉면에 전체 둘레에서 접촉하도록 구성된다. 부분 접촉 영역은, 밀봉면을 따르는 방향에서의 윤활 공간 측에서 밀봉면에 둘레 방향으로 불연속으로 접촉하도록 구성된다.An aspect of the invention provides a sealing structure comprising a first member, a second member and a seal member. The second member is coaxially disposed with the first member and is provided to rotate relative to the first member. The second member faces the first member in the radial direction. The seal member has an annular shape and is in sliding contact with a sealing surface provided on the first member and provided on the second member. The first member and the second member form a lubricating space filled with grease. The seal member includes a lip portion and a pressing member. Wherein the lip portion includes: a contact portion including an opposing surface facing the sealing surface; A base portion located on the opposite side of the contact portion from the sealing surface; And a connecting portion connecting an end portion of the lubricant space side contact portion in the direction along the sealing surface to the base portion. The pressing member is disposed in a space surrounded by the contact portion, the base portion, and the connecting portion. The pressing member presses the opposing surface to the sealing surface side. The opposite surface includes the entire contact area and the partial contact area. The entire contact area is configured to come in contact with the sealing surface all around at the outer side of the lubricating space in the direction along the sealing surface when supplying grease to the lubricating space. The partial contact region is configured to contact discontinuously in the circumferential direction on the sealing surface at the side of the lubricating space in the direction along the sealing surface.
상기 구성에 의하면, 윤활 공간 내에 공급된 그리스에 의해 립부가 밀봉면에 가압되는 경우에도, 대향면의 부분 접촉 영역은 밀봉면에 접촉하지 않는 부분을 갖기 때문에, 상기 부분에 윤활 공간 측으로부터 그리스가 들어가고, 그 그리스가 전체 접촉 영역을 밀어올려서 윤활 공간 외부로 배출된다. 따라서, 새로운 그리스를 공급할 때에 낡은 그리스의 배출 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 대향면에는 전체 접촉 영역이 있기 때문에, 충분한 밀봉 성능을 확보할 수 있다.According to the above configuration, even when the lip is pressed against the sealing surface by the grease supplied in the lubricating space, since the partial contact area of the opposing surface has a portion that does not contact the sealing surface, And the grease pushes up the entire contact area and is discharged outside the lubricating space. Therefore, the discharge performance of the old grease can be improved when supplying a new grease. Further, since there is an entire contact area on the opposite surface, sufficient sealing performance can be secured.
상기 밀봉 구조에서, 전체 접촉 영역과 부분 접촉 영역 사이의 경계가, 밀봉면을 따르는 방향에서의 상기 윤활 공간 측의 위치에 위치하는 상기 가압 부재의 단부로부터 윤활 공간의 외부 측에 배치될 수 있다. 상기 구성에 의해, 그리스의 배출 성능을 향상시킬 수 있다.In the sealing structure, a boundary between the entire contact area and the partial contact area may be disposed on the outer side of the lubricating space from the end of the pressing member located at the position on the lubricating space side in the direction along the sealing surface. With this configuration, the discharge performance of the grease can be improved.
상기 밀봉 구조에서, 상기 경계는 상기 밀봉면을 따르는 방향에서의 상기 가압 부재의 중심으로부터 윤활 공간 측에 배치될 수 있다. 상기 구성에 의해, 전체 접촉 영역에서의 밀봉 성능을 확보하면서 그리스의 배출 성능을 향상시킬 수 있다.In the sealing structure, the boundary may be disposed on the lubricant space side from the center of the pressing member in the direction along the sealing surface. With this configuration, the discharge performance of the grease can be improved while ensuring the sealing performance in the entire contact area.
상기 밀봉 구조에서, 상기 대향면의 부분 접촉 영역에는 홈이 제공될 수 있고, 상기 홈은 상기 밀봉면을 따르는 방향에서 상기 윤활 공간 측으로부터 상기 윤활 공간의 외부 측으로 연장된다. 상기 구성에 의하면, 윤활 공간 내에 그리스를 공급할 때에, 윤활 공간 내의 낡은 그리스는 홈 내에 들어가고, 전체 접촉 영역을 밀어올리며, 윤활 공간의 외부로 배출된다.In the sealing structure, a groove may be provided in the partial contact area of the opposed surface, and the groove extends from the lubricating space side to the outside of the lubricating space in the direction along the sealing surface. According to this configuration, when supplying grease into the lubricating space, the old grease in the lubricating space enters the groove, pushes the entire contact area, and is discharged outside the lubricating space.
상기 밀봉 구조에서, 홈의 횡단면적이 상기 밀봉면을 따르는 방향에서의 상기 윤활 공간 측에서 더 클 수 있다. 상기 구성에 의해, 홈 내에 그리스가 들어가기가 용이해지고, 그리스 공급 시에 전체 접촉 영역을 밀어올리기가 더 쉬우며, 이에 의해 그리스의 배출을 촉진한다.In the sealing structure, the cross-sectional area of the groove may be larger on the lubricating space side in the direction along the sealing surface. With this configuration, it is easy to allow the grease to enter the groove and to push up the entire contact area at the time of grease supply, thereby promoting the discharge of grease.
상기 밀봉 구조에서, 상기 대향면의 부분 접촉 영역에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 돌기가 제공될 수 있다. 이러한 돌기를 제공함으로써, 접촉부의 대향면과 밀봉면 사이에 간극이 형성될 수 있고, 그리스를 공급할 때에, 그리스는 간극에 들어가서, 전체 접촉 영역을 밀어 올리며, 배출되는 것이 허용된다.In the sealing structure, a plurality of protrusions may be provided in the partial contact region of the opposed surface at intervals in the circumferential direction. By providing such a projection, a gap can be formed between the opposite surface of the contact portion and the sealing surface, and when supplying the grease, the grease enters the gap, pushing up the entire contact region, and is allowed to be discharged.
상기 밀봉 구조에서, 상기 돌기는, 상기 밀봉면을 따르는 방향에서의 상기 윤활 공간 측에 위치하는 가압 부재의 단부로부터 상기 윤활 공간 측에 배치될 수 있다. 상기 구성에 의해, 접촉부의 윤활 공간 측의 단부가 밀봉면으로부터 상승되고, 따라서 간극이 형성되는 것이 보장된다. 그리고, 그리스가 간극 안으로 들어갈 수 있다.In the sealing structure, the projection may be disposed on the lubricating space side from the end of the pressing member located on the lubricating space side in the direction along the sealing surface. With this configuration, it is ensured that the end of the contact portion on the lubricating space side is raised from the sealing surface, and thus, a gap is formed. And, the grease can go into the gap.
본 발명에 따른 밀봉 구조에서는, 그리스가 충전되는 윤활 공간을 밀봉하는 밀봉 구조에서, 새로운 그리스가 공급될 때 낡은 그리스를 배출하는 성능을 향상시킬 수 있다.In the sealing structure according to the present invention, in the sealing structure sealing the lubricating space filled with the grease, the performance of discharging the old grease when the new grease is supplied can be improved.
본 발명의 예시적인 실시형태의 특징, 이점, 및 기술적 및 산업적 중요성을 첨부의 도면을 참조하여 이하에서 설명하며, 첨부의 도면에서 유사 번호는 유사 요소를 나타낸다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 밀봉 구조를 적용한 십자형 조인트의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 십자형 조인트의 측면도(부분 단면도)이다.
도 3은 밀봉 구조의 단면도이다.
도 4는 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다.
도 5는 시일 부재의 제1 립부의 작용을 도시하는 단면도이다.
도 6a는 도 5의 화살표 E의 방향의 도면이다.
도 6b는 도 5의 화살표 F의 방향의 도면이다.
도 7a는 그리스 공급압이 부여되어 있지 않은 제1 립부의 단면도이다.
도 7b는 그리스 공급압이 부여되어 있는 제1 립부의 단면도이다.
도 8a는 제1 밀봉면에 의한 밀봉 구조의 전체 접촉 영역의 면압의 변화를 설명하는 도면이다.
도 8b는 제1 밀봉면에 의한 밀봉 구조의 전체 접촉 영역의 면압의 변화를 설명하는 도면이다.
도 9a는 제1 립부의 홈의 변형예의 도면이며 도 6a에 대응한다.
도 9b는 제1 립부의 홈의 변형예의 도면이며 도 6b에 대응한다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 밀봉 구조의 제1 립부의 확대 단면도이다.
도 11은 종래 기술에 다른 밀봉 구조의 단면도이다.
도 12는 그리스 공급압이 립부에 부여되는 종래 기술에 따른 밀봉 구조의 립부의 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Features, advantages, and technical and industrial significance of an exemplary embodiment of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which like numerals represent like elements.
1 is a partially exploded perspective view of a cross-shaped joint to which the sealing structure according to the first embodiment is applied.
Figure 2 is a side view (partial cross-sectional view) of a cross joint.
3 is a sectional view of the sealing structure.
4 is a sectional view of the seal member of the sealing structure.
5 is a cross-sectional view showing the action of the first lip portion of the seal member;
FIG. 6A is a view in the direction of arrow E in FIG.
6B is a view in the direction of arrow F in Fig.
7A is a cross-sectional view of the first lip portion to which the grease supply pressure is not applied.
7B is a cross-sectional view of the first lip portion to which the grease supply pressure is applied.
8A is a view for explaining a change in surface pressure of the entire contact area of the sealing structure by the first sealing surface.
8B is a view for explaining a change in the surface pressure of the entire contact area of the sealing structure by the first sealing surface.
9A is a view of a modification of the groove of the first lip portion and corresponds to Fig. 6A.
Fig. 9B is a modification of the groove of the first lip portion and corresponds to Fig. 6B.
10 is an enlarged cross-sectional view of the first lip portion of the sealing structure according to the second embodiment.
11 is a cross-sectional view of another sealing structure according to the prior art.
12 is a cross-sectional view of the lip portion of the sealing structure according to the prior art in which the grease supply pressure is applied to the lip portion.
이어서, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
제1 실시형태First Embodiment
도 1은, 제1 실시형태에 따른 밀봉 구조를 적용한 십자형 조인트의 부분 분해 사시도이다. 도 2는 십자형 조인트의 측면도(부분 단면도)이다. 십자형 조인트(20)는, 예를 들어 철강 압연기의 스핀들 장치(도시 생략)에 사용된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 십자형 조인트(20)는, 4개의 축부(4)를 갖는 조인트 십자부(2), 각각의 축부(4)에 배치된 롤러 베어링부(5), 및 한 쌍의 요크(17)를 포함한다.1 is a partially exploded perspective view of a cross-shaped joint to which the sealing structure according to the first embodiment is applied. Figure 2 is a side view (partial cross-sectional view) of a cross joint. The cruciform joint 20 is used, for example, in a spindle apparatus (not shown) of a steel mill. 1, the cruciform joint 20 includes a
조인트 십자부(2)는, 중심에 제공된 기초부(3)와, 기초부(3)로부터 서로 직교하는 축선 X 및 축선 Z을 따라 4 방향으로 연장되는 4개의 축부(4)를 포함한다. 조인트 십자부(2)는, 기초부(3)의 중심을 통과하며, 축부(4)의 축선 X 및 축선 Z와 직교하는 중심 축선(C) 주위로 회전가능하다. 조인트 십자부(2)에는, 그리스공급 통로(13)가 축선 X 및 축선 Z를 따라 십자 형상을 갖도록 제공된다. 그리스공급 통로(13)는 롤러 베어링부(5) 내에 윤활제를 공급하기 위해 사용된다.The
도 2에 도시한 바와 같이, 조인트 십자부(2)의 기초부(3)의 측면과, 후술하는 롤러 베어링부(5)의 베어링 컵(11)에는 그리스공급 구멍(3a, 11a)이 각각 제공된다. 그리스공급 구멍(3a, 11a)은 그리스공급 통로(13)와 연결된다. 롤러 베어링부(5) 내에는, 그리스공급 구멍(3a, 11a) 및 그리스공급 통로(13)를 통해 윤활제가 공급된다. 본 실시형태에서는, 윤활제로서 그리스가 사용된다. 또한, 그리스는, 십자형 조인트(20)를 구비한 장치의 운전 중에 상시적으로 공급될 수 있거나, 또는 그리스는 정기적으로(예를 들어, 1 내지 3달 마다) 공급될 수 있다.2,
롤러 베어링부(5)는, 축부(4), 복수의 니들 롤러(9), 및 베어링 컵(11)을 포함한다. 니들 롤러(9)는, 니들 롤러(9)가 롤링할 수 있도록, 각각의 축부(4)의 외주면을 따라 배치된다. 베어링 컵(11)은, 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있고, 니들 롤러(9)를 통해 축부(4)의 외주면에 끼워맞춰진다. 따라서, 니들 롤러(9)는, 베어링 컵(11)의 내주면을 외륜 궤도로서, 그리고 축부(4)의 외주면을 내륜 궤도로서 이용하여 롤링한다. 따라서, 베어링 컵(11)이 축부(4)의 축선(Z) 주위로 요동할 수 있다.The
축부(4)의 선단면과 베어링 컵(11)의 저면 사이에는 와셔(10)가 제공된다. 니들 롤러(9)의 축선 Z 방향의 내측에는, 롤러 가이드(8), 시일 부재(7) 및 슬링거(6)가 배치되어 있다. 시일 부재(7), 슬링거(제2 부재)(6) 및 베어링 컵(제1 부재)(11)은 본 발명에 따른 밀봉 구조(1)를 구성한다.A
도 3은 밀봉 구조(1)의 단면도이다. 도 4는, 시일 부재(7)가 슬링거(6)에 접촉하지 않고 있는 상태, 즉 시일 부재(7)가 자연 상태에 있는 상태의, 시일 부재(7)의 단면도이다. 밀봉 구조(1)는, 물 등이 윤활 공간 내로 침입하는 것을 방지하고, 또한 윤활 공간으로부터 외부로 윤활제가 누설하는 것을 방지하기 위해 제공된다. 윤활 공간은, 니들 롤러(9)가 축부(4)와 베어링 컵(11) 사이에 배치되고, 또한 그리스가 충전되는 공간이다. 본 명세서에서는, 도 3에서의 하측을 "축선 방향의 제1 측"이라 칭하고, 상측을 "축선 방향의 제2 측"이라 칭한다. 단, 이들은 축선 방향에 대해서 절대적인 특정한 방향을 나타내는 것이 아니라, 상대적인 방향을 나타낸다. 그러므로, 제1 측 및 제2 측을 서로 교체될 수 있다. "반경 방향의 제1 측" 및 "반경 방향의 제2 측"에 대해서도 마찬가지이다.3 is a sectional view of the sealing
밀봉 구조(1)에 포함되는 슬링거(6)는 환상 형상으로 형성되고, 축부(4)의 기단부의 외주면에 끼워맞춰진다. 슬링거(6)에는, 밀봉면(41, 42, 43)이 형성되며, 시일 부재(7)의 립부(31, 32, 33)가 각각 밀봉면(41, 42, 43)에 접촉한다. 또한, 슬링거(6)는 슬링거 본체(6a), 제1 연장부(6b) 및 제2 연장부(6c)를 일체로 포함한다. 슬링거 본체(6a)는 축부(4)의 외주면을 따라 원통 형상을 갖도록 형성된다. 제1 연장부(6b)는 슬링거 본체(6a)의 축선 방향의 제1 측(도 3에서 하측)에서 반경방향 외측으로 연장된다. 제2 연장부(6c)는 제1 연장부(6b)의 선단측으로부터 축선 방향의 제2 측(도 3에서 상측)으로 연장된다.The
슬링거 본체(6a)의 외주면에는, 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)이 축선 방향으로 나란히 형성된다. 또한, 제2 연장부(6c)의 내주면에는, 제1 밀봉면(41)이 형성된다. 제1 밀봉면(41)은 축선 방향을 따라서 형성된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제1 밀봉면(41)을 따르는 방향이 축선 방향과 일치한다.On the outer circumferential surface of the slinger
슬링거(6)에는, 제3 연장부(6d)가 제공된다. 제3 연장부(6d)는 제2 연장부(6c)로부터 반경방향 외측으로 더 연장된다. 제2 연장부(6c)의 외주면, 및 제3 연장부(6d)의, 축선 방향의 제2 측의 측면은 간극을 통해 베어링 컵(11)의 단부에 대면한다. 간극은, 슬링거(6)와 베어링 컵(11) 사이에 물 등이 침입하는 것을 방지하는 시일 간극으로서의 역할을 한다.The
시일 부재(7)는, 코어 바아(고정부)(34)와, 립부(31, 32, 33)를 포함한다. 코어 바아(34)는, 베어링 컵(11)의 내주면에 끼워맞춰짐으로써 고정된다. 코어 바아(34)는, 제1 코어 바아(34a) 및 제2 코어 바아(34b)를 포함한다. 제1 코어 바아(34)는, 제1 원통부(34a1), 및 축선 방향의 제2 측의 제1 원통부(34a1)의 단부로부터 반경방향 내측으로 굴곡되는 제1 원형부(34a2)를 갖는다. 제2 코어 바아(34b)는, 제2 원통부(34b1), 및 축선 방향의 제1 측의, 제2 원통부(34b1)의 단부로부터 반경방향 내측으로 굴곡되는 제2 원형부(34b2)를 갖는다. 제2 원통부(34b1)는, 제1 원통부(34a1)의 반경방향 내측에 적층되고, 제1 원통부(34a1)의 축선 방향 제1 측의 단부가 클림핑된다. 따라서, 제2 코어 바아(34b)가 제1 코어 바아(34a)에 고정된다.The
립부(31, 32, 33)는, 각각 코어 바아(34)에 접착되는 제1 립부(31), 제2 립부(32) 및 제3 립부(33)이다. 제1 립부(31) 및 제3 립부(33)는, 제2 코어 바아(34b)의 제2 원형부(34b2)에 접착되고, 제2 립부(32)는 제1 코어 바아(34a)의 제1 원형부(34a2)에 접착된다.The
제2 립부(32)는, 제1 원형부(34a2)로부터 축선 방향 제1 측으로 연장된다. 제2 립부(32)의 반경방향 내측의 측면은, 슬링거(6)의 제2 밀봉면(42)에 접촉한다. 제2 립부(32)의 반경방향 외측의 측면에는 오목부(32a)가 형성되고, 이 오목부(32a)에는 가터 스프링(제2 가압 부재)(52)이 제공된다. 가터 스프링(52)은, 링 형상으로 형성되며, 가터 스프링(52)이 연장 방향으로 탄성 변형된 상태에서 제2 립부(32)의 오목부(32a)에 수용되는 코일 스프링이다. 가터 스프링(52)이 수축하는 방향으로 탄성 복귀함에 따라, 제2 립부(32)는 제2 밀봉면(42)을 향해 가압된다.The second lip portion (32) extends from the first circular portion (34a2) to the axial first side. The radially inward side of the second lip portion (32) abuts the second sealing surface (42) of the slinger (6). A
제3 립부(33)는, 제2 원형부(34b2)의 반경방향 내측의 단부로부터 축선 방향의 제1 측을 향해 연장된다. 제3 립부(33)의 반경방향 내측의 측면은, 슬링거(6)의 제3 밀봉면(43)에 접촉한다. 제3 밀봉면(43)은, 축선 방향의 제1 측으로부터 제2 측으로 외경이 서서히 작아지도록, 경사면(원추면)으로서 형성된다. 제3 립부(33)는 생략될 수 있다. 본 실시형태에서, 제3 밀봉면(43)은 원추 형상으로 형성된다. 그러나, 제3 밀봉면(43)은 축선 방향에 평행한 원통면을 가질 수 있다.The
제1 립부(31)는, 기초부(제1 부분)(31a), 연결부(제2 부분)(31b), 및 접촉부(제3 부분)(31c)를 포함한다. 기초부(31a)는 축선 방향의 제1 측의 제2 원형부(34b2)의 측면으로부터 동일한 측으로 연장된다. 연결부(31b)는 기초부(31a)의 연장 단부(축선 방향의 제1 측의 단부)로부터 반경방향 외측으로 연장된다. 접촉부(31c)는 연결부(31b)의 연장 단부(반경방향 외측 단부)로부터 축선 방향의 제2 측으로 연장된다.The
반경방향 외측의 접촉부(31c)의 측면(외주면)은 슬링거(6)의 제1 밀봉면(41)에 대면하는 대향면(31c2)으로서 지칭되며, 대향면(31c2)의 적어도 일부가 제1 밀봉면(41)에 접촉한다. 제1 밀봉면(41)을 기준으로 하면, 기초부(31a)는 제1 밀봉면(41)으로부터 접촉부(31c)의 반대측에 배치된다. 또한, 연결부(31b)는, 기초부(31a)와 접촉부(31c)의 단부를 연결하며, 상기 단부는 제1 밀봉면(41)을 따르는 방향에서의 윤활 공간 측(축선 방향의 제1 측)이다.The side surface (outer circumferential surface) of the radially
기초부(31a), 연결부(31b), 및 접촉부(31c)에 의해 둘러싸인 공간(수용 공간)(S)에는, 가터 스프링(제1 가압 부재)(51)가 수용되어 있다. 또한, 기초부(31a)와 접촉부(31c) 사이에는, 가터 스프링(51)을 수용 공간(S)에 삽입하기 위한 개구(A)가 배치된다. 개구(A)는 축선 방향의 제2 측에 개방된다. 가터 스프링(51)은, 링 형상으로 형성된 코일 스프링이며, 가터 스프링(51)이 수축하는 방향에 탄성 변형된 상태에서 수용 공간(S)에 수용된다. 가터 스프링(51)이 연장 방향으로 탄성 복귀함에 따라, 접촉부(31c)는 제1 밀봉면(41)을 향해 가압된다.(A first pressing member) 51 is accommodated in a space (accommodation space) S surrounded by the
도 5는 시일 부재(7)의 제1 립부(31)의 작용의 단면도이다. 제1 립부(31)의 접촉부(31c)는, 도 5에서 실선으로 나타낸 바와 같이, 접촉부(31c)가 슬링거(6)의 제1 밀봉면(41)에 접촉하지 않는 상태에서는, 반경방향 외측을 향해서 경사져 있다. 이 상태에서는, 기초부(31a)와 접촉부(31c) 사이의 개구(A)의 폭(W1)은 비교적 넓다. 구체적으로는, 개구(A)의 하나의 에지인 접촉부(31c)의 선단의 내주연(측연부)(31d)의 반경방향 위치(a)는, 가터 스프링(51)의 반경방향 외측 단부의 반경방향 위치(b)의 반경방향 외측에 있다. 따라서, 이 개구(A)를 통해서 가터 스프링(51)은 수용 공간(S) 내에 용이하게 삽입된다.5 is a sectional view of the action of the
한편, 도 5에 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 접촉부(31c)가 제1 밀봉면(41)에 접촉하는 상태에서는, 접촉부(31c)는 반경방향 내측으로 탄성 변형되고, 접촉부(31c)와 기초부(31a) 사이의 개구(A)의 폭(W2)이 축소된다. 접촉부(31c)의 선단의 내주연(31d)의 반경방향 위치(a')는, 가터 스프링(51)의 반경방향 외측 단부의 반경방향 위치(b)의 반경방향 내측에 있다. 그러므로, 가터 스프링(51)이 수용 공간(S)으로부터 분리되기가 용이하지 않아, 제1 립부(31)가 제1 밀봉면(41)에 접촉되는 것을 보증할 수 있다. 특히, 가터 스프링(51)은, 수축하는 방향에서 탄성 변형되므로, 가터 스프링(51)은 편향되기 쉽고, 따라서 가터 스프링(51)이 수용 공간(S)으로부터 분리되는 것을 용이하게 한다. 그러나, 개구(A)의 폭은 감소되기 때문에, 가터 스프링(51)의 분리가 방지되는 것이 보장된다.5, the
제1 립부(31)에서의 접촉부(31c)의 선단의 내주연(31d)에는, 반경방향 내측으로 팽출하는 팽출부(31c1)가 형성된다. 팽출부(31c1)가 형성됨으로써, 접촉부(31c)를 제1 밀봉면(41)에 접촉시켰을 때에, 접촉부(31c)가 용이하게 반경방향 내측으로 탄성 변형되어, 개구(A)의 폭(W2)을 가능한 축소할 수 있다.The inner
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 시일 부재(7)에서는, 제1 립부(31)가 반경방향 내측을 향해서 배치된 제1 밀봉면(41)에 접촉하고, 제2 립부(32) 및 제3 립부(33)가 각각 반경방향 외측을 향해서 배치된 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)에 접촉하고 있다. 그 때문에, 축부(4)가 베어링 컵(11)에 대하여 축선 방향으로 이동하는 경우에도, 밀봉 성능은 저하되지 않는다.3, in the
또한, 축부(4)가 베어링 컵(11)에 대하여 반경방향으로 이동하는 경우, 축부(4)의 반경방향의 제1 측에서는, 제1 립부(31)가 제1 밀봉면(41)으로부터 이격되는 방향으로 이동하며, 제2 및 제3 립부(32, 33)는 각각 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)을 향해서 이동한다. 반경 방향의 다른 측에서는, 제2 및 제3 립부(32, 33)가 각각 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)으로부터 이격되는 방향으로 이동하며, 제1 립부(31)는 제1 밀봉면(41)을 향해 이동한다. 그러므로, 시일 부재(7)의 반경 방향의 양 측에서 거의 균일하게 밀봉 성능을 확보하는 것이 가능하다.When the
슬링거(6)에서는, 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)이 슬링거 본체(6a)의 외주면에 형성되고, 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)의 반경방향 외측에 배치된 제1 밀봉면(41)이 제2 연장부(6c)의 내주면에 형성된다. 따라서, 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)과 제1 밀봉면(41)은, 서로 반경 방향으로 간격을 두고 대면하도록 배치되며, 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)과 제1 밀봉면(41) 사이에는 시일 부재(7)를 배치하기 위한 공간이 형성된다. 상기 공간에 시일 부재(7)를 삽입함으로써, 립부(31, 32, 33)는 각각 제1 밀봉면(41) 및 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)과 접촉되고, 제1 밀봉면(41) 및 제2 및 제3 밀봉면(42, 43)은 반경 방향에서 서로 반대측에 배치된다. 또한, 제1 밀봉면(41)과 제3 밀봉면(43)은 축선 방향에 관해서 중첩하는 위치에 배치된다. 그러므로, 축선 방향의 밀봉 구조(1)의 치수를 가능한 축소할 수 있다.In the
전술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 밀봉 구조(1)는, 그리스에 의해 윤활되는 롤러 베어링부(5)의 내부 공간(윤활 공간)을 밀봉한다. 이하, 도 3에 도시한 바와 같이, 롤러 베어링부(5)에서, 제1 밀봉면(41)을 따르는 방향(축선 방향)에 관한 제1 립부(31)의 내측을 "윤활 공간 측"이라 칭하고, 제1 립부(31)의 외측을 "윤활 공간의 외부 측"이라 칭한다.As described above, the sealing
도 5에 도시한 바와 같이, 제1 립부(31)의 접촉부(31c)는, 제1 밀봉면(41)에 대면하는 측면(이하, "대향면"이라고도 칭함)(31c2)을 갖고, 이 대향면(31c2)에는 홈(61)이 형성된다. 홈(61)은, 접촉부(31c)의 윤활 공간 측의 단부로부터 윤활 공간 외부 측으로 축선 방향으로 연장되어 있다. 또한, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 바와 같이, 홈(61)은 제1 립부(31)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 위치에 제공된다. 예를 들어, 둘레 방향으로 등간격으로 제공되는 홈(61)의 수는 16개이다. 본 실시형태에 따른 홈(61)의 저면의 횡단면(축선에 직교하는 방향을 따라 취한 단면)은 원호 형상을 갖는다.5, the
또한, 각각의 홈(61)은, 윤활 공간 측의 깊은 홈부(61a)와 윤활 공간 외부 측의 얕은 홈부(61b)를 포함한다. 깊은 홈부(61a) 및 얕은 홈부(61b)의 저면은, 홈(61)이 축선 방향에 대해 윤활 공간 측에서 더 깊어지도록, 제1 밀봉면(41)에 대해 경사져 있다. 또한, 깊은 홈부(61a)의 저면의 경사는 얕은 홈부(61b)의 저면의 경사보다 가파르다. 도 6a 및 도 6b에 도시하는 바와 같이, 깊은 홈부(61a)와 얕은 홈부(61b)는 둘레 방향에서 거의 동일한 폭(W3)을 갖는다. 이상에서, 각각의 홈(61)은, 윤활 공간의 외부 측의 횡단면적보다 윤활 공간 측에서 더 큰 횡단면적을 갖는다.Each of the
도 7a는 제1 립부(31)의 접촉부(31c)를 도시하며, 접촉부(31c)는 제1 밀봉면(41)과 접촉한다. 이 상태에서, 축선 방향의 제2 측(윤활 공간의 외부 측)의 접촉부(31c)의 대향면(31c2)의 일부가 제1 밀봉면(41)에 접촉하고, 축선 방향의 제1 측(윤활 공간 측)의 대향면(31c2)의 일부가 간극(s)을 통해 제1 밀봉면(41)으로부터 약간 상승된다.7A shows the
도 7b는, 윤활 공간 내에 그리스가 공급될 때의 제1 립부(31)를 도시한다. 그리스가 윤활 공간 내에 공급될 때, 그리스의 공급압은 제1 립부(31)를 화살표 c로 나타낸 방향으로 가압한다. 그러므로, 제1 밀봉면(41)으로부터 상승된 접촉부(31c)의 대향면(31c2)의 부분이 제1 밀봉면(41)에 접촉한다.7B shows the
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 위치(L)로부터 축선 방향의 제2 측의 접촉부(31c)의 대향면(31c2)의 영역이, 전체 둘레(전체면)가 제1 밀봉면(41)에 접촉하는 전체 접촉 영역(R1)이 된다. 위치(L)는 축선 방향의 제2 측(윤활 공간의 외부 측)의 각각의 홈(61)의 단부의 위치이다. 또한, 각각의 홈(61)의 축선 방향의 제2 측의 단부의 위치인 위치(L)로부터 축선 방향의 제1 측의 대향면(31c2)의 영역이 부분 접촉 영역(R2)이 된다. 부분 접촉 영역(R2)에서, 홈(61)을 제외한 대향면(31c2)은 둘레 방향에서 제1 밀봉면(41)과 접촉한다. 그러므로, 부분 접촉 영역(R2)은 제1 밀봉면(41)과 불연속적으로(간헐적으로) 접촉한다. 이는, 접촉부(31c)의 대향면(31c2)이 전체 접촉 영역(R1) 및 부분 접촉 영역(R2)을 포함하는 것을 의미한다.6B, the area of the opposed surface 31c2 of the
그러므로, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 그리스가 화살표 c로 나타낸 방향으로 제1 립부(31)를 가압하는 경우에도, 부분 접촉 영역(R2)의 홈(61)은 제1 밀봉면(41)에 접촉하지 않는다. 그러므로, 윤활 공간 내의 그리스는, 홈(61)에 들어가고, 공급압에 의해 접촉부(31c)를 가압하고, 접촉부(31c)의 전체 접촉 영역(R1)과 제1 밀봉면(41) 사이에서 배출된다(화살표 d 참조). 그러므로, 윤활 공간 내에서 낡은 그리스를 새로운 그리스로 적합하게 교체할 수 있다.7B, even when the grease presses the
도 6a에 도시하는 바와 같이, 윤활 공간 측의 각각의 홈(61)의 횡단면적은 윤활 공간의 외부 측의 횡단면적보다 크기 때문에, 그리스는 용이하게 홈(61) 안으로 흐른다. 따라서, 그리스가 공급될 때 그리스의 배출 성능을 더 향상시킬 수 있다.6A, since the cross-sectional area of each
도 7b에 도시된 바와 같이, 접촉부(31c)의 대향면(31c2)에서, 전체 접촉 영역(R1)과 부분 접촉 영역(R2) 사이의 경계(L)는, 가터 스프링(51)의 축선 방향 제1 측(윤활 공간 측)의 단부(51b)와 가터 스프링(51)의 축선 방향의 중심(51a) 사이의 범위(D1)에 위치된다. 경계(L)가 단부(51b)의 축선 방향의 제1 측에 위치되면, 홈(61) 내에 들어간 그리스에 의해 대향면(31c2)의 전체 접촉 영역(R1)을 밀어올리는 것이 곤란해 진다. 경계(L)가, 중심(51a)으로부터 축선 방향의 제2 측(윤활 공간의 외부 측)에 위치되어 있으면, 전체 접촉 영역(R1)의 면압에 비해 접촉부(31c)의 밀봉 성능이 저하된다.7B, the boundary L between the entire contact area R1 and the partial contact area R2 on the opposed surface 31c2 of the
도 8a 및 도 8b는, 그리스의 공급압이 제1 립부(31)에 작용하고 있을 때의, 제1 밀봉면(41)에 대한 전체 접촉 영역(R1)의 면압 변화를 나타낸다. 도 8a에 도시하는 바와 같이, 전체 접촉 영역(R1)과 부분 접촉 영역(R2) 사이의 경계(L)가 가터 스프링(51)의 중심(51a)과 일치하는 경우, 제1 밀봉면(41)에 대한 전체 접촉 영역(R1)의 면압은 전체 접촉 영역(R1)의 윤활 공간 측의 단부에서 피크(점 P1 참조)가 된다. 그러므로, 윤활 공간 외부 측으로부터 물 등이 침입하기 쉬워진다.8A and 8B show changes in the surface pressure of the entire contact area R1 with respect to the
도 8b에 도시하는 바와 같이, 경계(L)가, 가터 스프링(51)의 중심(51a)으로부터 윤활 공간 측에 있는 경우, 제1 밀봉면(41)에 대한 전체 접촉 영역(R1)의 면압이 윤활 공간 외부 측의 전체 접촉 영역(R1)의 단부에서 피크(점 P2 참조)가 된다. 그러므로, 윤활 공간 외부 측으로부터 물이 침입하는 것을 적합하게 방지할 수 있어, 밀봉 성능을 적합하게 유지할 수 있다.The surface pressure of the entire contact area R1 with respect to the
도 9a 및 도 9b는, 각각 도 6a 및 도 6b에 대응하는 도면이며, 제1 립부(31)의 홈(61)의 변형예를 도시한다. 변형예에 따른 각각의 홈(61)은, 깊은 홈부(61a)의 둘레 방향의 폭(W4)이 얕은 홈부(61b)의 폭(W3)보다 크도록 제공된다. 깊은 홈부(61a)의 횡단면 형상은 원호이다. 본 변형예에 따르면, 깊은 홈부(61a)의 횡단면 형상을 증가시킬 수 있고, 홈(61) 내에의 그리스의 유입을 촉진할 수 있다.Figs. 9A and 9B are views corresponding to Figs. 6A and 6B, respectively, showing a modification of the
제2 실시형태Second Embodiment
도 10은, 제2 실시형태에 따른 밀봉 구조의 제1 립부의 확대 단면도이다. 본 실시형태에서는, 접촉부(31c)의 대향면(31c2)에, 홈(61)을 대신하여 복수의 돌기(62)가 둘레 방향으로 간격을 두고 제공된다. 돌기(62)는, 가터 스프링(51)의 축선 방향의 제1 측(윤활 공간 측)의 단부(51b)로부터 또한 축선 방향의 제1 측에 있는 범위(D2)에 배치된다.10 is an enlarged cross-sectional view of the first lip portion of the sealing structure according to the second embodiment. In the present embodiment, a plurality of
돌기(62)를 제공함으로써, 윤활 공간 내에 그리스를 공급할 때에, 그리스 공급압은 대향면(31c2) 전체가 제1 밀봉면(41)에 접촉하는 것을 허용하지 않으며, 대향면(31c2)과 제1 밀봉면(41) 사이에는 항상 간극(s)이 있다. 그러므로, 간극(s)에 그리스가 들어가고, 간극(s)에 들어간 그리스가 접촉부(31c)의 전체 접촉 영역(R1)을 밀어올림으로써, 그리스를 배출할 수 있다.The grease supply pressure does not allow the entire opposing face 31c2 to come into contact with the first sealing
범위(D2)에 돌기(62)가 형성되기 때문에, 접촉부(31c)의 윤활 공간 측의 단부가 제1 밀봉면(41)으로부터 상승되는 것이 보장되어 간극(s)이 형성된다. 따라서, 그리스가 간극(s)으로 들어갈 수 있다.Since the
본 발명은 실시형태로 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 기재된 발명의 범위 내에서 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 립부(31)의 접촉부(31c)에 제공되는 홈(61) 및 돌기(62)의 개수, 축선 방향의 홈(61) 및 돌기(62)의 길이, 둘레 방향의 홈(61) 및 돌기(62)의 폭, 홈(61) 및 돌기(62)의 횡단면 형상 등은 적절히 변경될 수 있다.The present invention is not limited to the embodiments but can be modified within the scope of the invention described in the claims. For example, the number of the
시일 부재(7)는, 슬링거(6)와 접촉하지 않고, 축부(4)와 직접 접촉할 수 있다. 또한, 시일 부재(7)는, 축부(4) 측에 고정되어, 베어링 컵(11) 측에 접촉하도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 밀봉 구조(1)는, 십자형 조인트(20)의 축부(4)와 베어링 컵(11) 사이의 밀봉 구조 이외의 것에도 적용가능하다.The
Claims (7)
제1 부재(11);
상기 제1 부재(11)와 동축으로 배치되고 상기 제1 부재(11)에 대해 상대 회전하도록 제공되는 제2 부재(6)로서, 상기 제2 부재(6)는 상기 제1 부재(11)와 반경 방향에서 대면하는, 제2 부재(6); 및
환상 형상을 갖고, 상기 제1 부재(11)에 설치되고 상기 제2 부재(6)에 제공된 밀봉면(41)에 미끄럼 접촉하는 시일 부재(7)를 포함하고,
상기 제1 부재(11)와 상기 제2 부재(6)는 그리스로 충전되는 윤활 공간을 형성하고,
상기 시일 부재(7)는 립부(31) 및 가압 부재(51)를 포함하고,
상기 립부(31)는,
상기 밀봉면(41)에 대면하는 대향면(31c2)을 포함하는 접촉부(31c);
상기 밀봉면(41)으로부터 상기 접촉부(31c)의 반대측에 위치되는 기초부(31a); 및
상기 밀봉면(41)을 따른 방향에서의 윤활 공간 측의 접촉부(31c)의 단부를 기초부(31a)에 연결하는 연결부(31b)를 포함하고,
상기 가압 부재(51)는, 상기 접촉부(31c), 상기 기초부(31a), 및 상기 연결부(31b)에 의해 둘러싸이는 공간 내측에 배치되고, 상기 가압 부재(51)는 상기 대향면(31c2)을 상기 밀봉면(41) 측에 가압하며,
상기 대향면(31c2)은 전체 접촉 영역(R1) 및 부분 접촉 영역(R2)을 포함하고, 상기 전체 접촉 영역(R1)은 상기 윤활 공간에 그리스가 공급될 때 상기 밀봉면(41)을 따르는 방향에서의 상기 윤활 공간의 외부 측에서 상기 밀봉면(41)에 전체 둘레에서 접촉하도록 구성되고, 상기 부분 접촉 영역(R2)은 상기 밀봉면(41)을 따르는 방향에서의 상기 윤활 공간 측에서 상기 밀봉면(41)에 둘레 방향으로 불연속적으로 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조(1).In the sealing structure (1)
A first member (11);
A second member (6) coaxially disposed with the first member (11) and provided to rotate relative to the first member (11), wherein the second member (6) A second member (6) facing radially; And
And a seal member (7) having an annular shape and provided on the first member (11) and in sliding contact with a sealing surface (41) provided on the second member (6)
The first member (11) and the second member (6) form a lubricating space filled with grease,
The seal member 7 includes a lip portion 31 and a pressing member 51,
The lip portion (31)
A contact portion 31c including an opposed surface 31c2 facing the sealing surface 41;
A base portion 31a located on the opposite side of the contact portion 31c from the sealing surface 41; And
And a connecting portion (31b) connecting the end of the contact portion (31c) on the lubricating space side in the direction along the sealing surface (41) to the base portion (31a)
The pressing member 51 is disposed inside the space surrounded by the contact portion 31c, the base portion 31a and the connecting portion 31b and the pressing member 51 is disposed on the opposed surface 31c2, To the sealing surface (41) side,
Wherein the opposing face 31c2 includes an entire contact area R1 and a partial contact area R2 and the entire contact area R1 is formed in a direction along the sealing surface 41 when grease is supplied to the lubricating space And the partial contact region (R2) is configured to be in contact with the sealing surface (41) at the outer side of the lubricating space at the lubricating space side in the direction along the sealing surface (41) Is arranged to contact discontinuously in the circumferential direction on the surface (41).
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