JP4849235B2 - 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、軸孔ハウジングとこれに回転又は軸方向往復動可能に挿通された軸との間を密封する密封装置に関するものである。 The present invention relates to a sealing device that seals between a shaft hole housing and a shaft inserted into the shaft hole housing so as to be rotatable or reciprocally movable in an axial direction in automobiles, general machines, industrial machines, and the like.
機器の軸孔ハウジングとこれに挿通された回転軸との間でオイル等を密封するために使用される密封装置としては、例えば特許文献1のようなオイルシールが良く知られている。
図5は、特許文献1と同種の、従来の密封装置(オイルシール)100を、軸心Oを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち、この密封装置100は、金属板の打ち抜きプレス成形等により製作された補強環105にゴム状弾性材料で一体成形されたもので、略円筒状のガスケット部101と、その機外空間B側となる端部から内周側へ延びるリップホルダ部102と、このリップホルダ部102の内周端からガスケット部101及びリップホルダ部102と共に断面略コ字形をなすように、機内空間A側へ向けて延びるシールリップ103と、前記リップホルダ部102の内周端からシールリップ103と反対側(機外空間B側)へ向けて延びるダストリップ104と、ガスケット部101及びリップホルダ部102に跨って埋設された補強用の補強環105と、シールリップ103に嵌着されたエキステンションスプリング106とを有する。
FIG. 5 is a half cross-sectional view showing a conventional sealing device (oil seal) 100 of the same type as that of Patent Document 1, cut along a plane passing through the axis O. That is, the
ガスケット部101は、軸孔ハウジング110の内周面に圧入され、補強環105との間で適当に圧縮されることによって、所要の密封力を発揮すると共に、軸孔ハウジング110との軸方向固定力が与えられる。また、シールリップ103は、その内周のシールエッジ103aが、軸孔ハウジング110に挿通された回転軸120の外周面に、適当な緊迫力をもって摺動可能に密接され、ダストリップ104は、その内周縁が、前記回転軸120の外周面に、微小隙間をもって近接されるか、僅かな締め代をもって摺動可能に密接される。
The
ところが、この種の密封装置100は、軸孔ハウジング110への固定力を、ゴム状弾性材料からなるガスケット部101の圧縮反力に由来する圧接力にのみ依存しているため、特に、例えば軸孔ハウジング110の内径と回転軸120の外径との径寸法差Δφが大きく、すなわち機内空間Aの内圧に対する受圧面積が大きい場合は、機内空間Aの僅かな圧力上昇でも機外空間B側への軸方向荷重が大きくなるので、軸孔ハウジング110から密封装置100が離脱してしまうおそれがある。
However, since this type of
また、例えば軸孔ハウジング110がアルミ材のような熱膨張係数の大きい材料からなるものである場合は、温度上昇時に、密封装置100の内部の補強環105と軸孔ハウジング110との熱膨張量の差によって、両者105,110間でのガスケット部101の径方向圧縮量が減少又は喪失するので、この場合も、軸孔ハウジング110から密封装置100が離脱してしまうおそれがある。
For example, when the
そして、このような温度上昇時の密封装置100の離脱を防止するには、補強環105と軸孔ハウジング110との熱膨張差によるガスケット部101の径方向圧縮量の減少を見込んで、予めガスケット部101の径方向圧縮代を大きく設定しておくことが有効であるが、この場合は、当該密封装置100を軸孔ハウジング110の内周に組み付ける際の圧入抵抗が大きくなって、組み付け作業性が著しく悪化するばかりでなく、軸孔ハウジング110やガスケット部101が損傷を受けるおそれがある。
In order to prevent such a separation of the
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、機内空間の圧力による軸方向荷重の増大や、軸孔ハウジングの熱膨張によるガスケット部の径方向圧縮量の減少によって、軸孔ハウジングから密封装置が離脱するのを防止することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the technical problem is that an increase in the axial load due to the pressure in the in-machine space and the gasket portion due to the thermal expansion of the shaft hole housing. It is to prevent the sealing device from being detached from the shaft hole housing by reducing the amount of radial compression.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係る密封装置は、軸孔ハウジングの内周面に密嵌されるゴム状弾性材料からなるガスケット部が形成された外周基部と、その内周側から機内空間側へ延びて、前記軸孔ハウジングに挿通された軸の外周面に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなるシールリップと、前記ガスケット部の間に形成された溝部に嵌め込んで取り付けられ、自由状態では前記軸孔ハウジングの想定し得る熱膨張時の内周面よりも大径で略線形のばね特性を有するラジアルスプリングとを備え、前記ラジアルスプリングが、円周方向一箇所で切断された環状体からなるものである。
As a means for effectively solving the above technical problem, the sealing device according to the invention of claim 1 is formed with a gasket portion made of a rubber-like elastic material that is tightly fitted to the inner peripheral surface of the shaft hole housing. An outer peripheral base, a seal lip made of a rubber-like elastic material that extends from the inner peripheral side to the inner space side and is slidably in contact with the outer peripheral surface of the shaft inserted into the shaft hole housing; and the gasket portion attached is fitted into a groove formed between, in the free state and a radial spring having spring characteristics of substantially linear with a diameter larger than the inner peripheral surface at the time conceivable thermal expansion of the shaft hole housing, the A radial spring consists of an annular body cut at one place in the circumferential direction .
上記構成において、ラジアルスプリングは、軸孔ハウジングの熱膨張によって、その内周面に密接されたガスケット部の径方向圧縮量が減少しても、ラジアルスプリングが拡径して軸孔ハウジングの内周面に追随して圧接し、しかも略線形のばね特性を有するため、軸孔ハウジングの内周面との圧接力の減少は、ゴム状弾性材料からなるガスケット部に比較して小さい。このため、軸孔ハウジングに対する密封装置の軸方向固定力が補償される。また、このラジアルスプリングは、縮径変形させても径方向荷重が非線形的に急激に増大することがないので、軸孔ハウジングの内周に組み付ける際の圧入抵抗の増大が抑えられる。 In the above configuration, the radial spring expands to the inner periphery of the shaft hole housing even if the radial compression amount of the gasket portion in close contact with the inner peripheral surface decreases due to the thermal expansion of the shaft hole housing. Since it has a substantially linear spring characteristic following the surface and has a substantially linear spring characteristic, the decrease in the pressure contact force with the inner peripheral surface of the shaft hole housing is small compared to a gasket portion made of a rubber-like elastic material. For this reason, the axial fixing force of the sealing device with respect to the shaft hole housing is compensated. In addition, even if the radial spring is deformed to a reduced diameter, the radial load does not increase non-linearly and abruptly, so that an increase in press-fit resistance when assembled to the inner periphery of the shaft hole housing can be suppressed.
請求項2の発明に係る密封装置は、請求項1に記載の構成において、ラジアルスプリングが、軸孔ハウジングの内周面に形成された溝又は凹部に係止されるものである。
A sealing device according to a second aspect of the present invention is the sealing device according to the first aspect, wherein the radial spring is engaged with a groove or a recess formed in the inner peripheral surface of the shaft hole housing.
請求項1の発明に係る密封装置