JPH0886362A - Seal structure of bearing portion - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、軸と軸受とが相対的
に回転するラジアル軸受部において、この軸受部を通っ
て流体が移動するのを封止するためのシール構造に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radial bearing portion in which a shaft and a bearing rotate relative to each other, and to a seal structure for sealing the movement of fluid through the bearing portion.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種機器の内部から回転力を取り出した
り、或いは機器内部の設けた回転装置部分を外部から回
転駆動する場合、これら機器のケ−シングに形成した円
孔に回転軸を挿通し、この回転軸によって回転力を取り
出したり内部の回転装置を駆動する必要がある。このよ
うな回転駆動機構を備えた機器においては内部が高圧と
なる場合が多く、前記ケ−シング内に存在する高圧の流
体が外部に漏出しないように回転軸の外表面と円孔の内
周面との間のシ−ル性を保持する為の軸受部のシ−ル装
置を設ける必要がある。2. Description of the Related Art When a rotational force is taken out from the inside of various kinds of equipment, or when a rotating device portion provided inside the equipment is rotationally driven from the outside, a rotary shaft is inserted into a circular hole formed in a casing of the equipment. It is necessary to take out the rotational force or drive the internal rotating device by this rotating shaft. In a device equipped with such a rotary drive mechanism, the internal pressure is often high, so that the high-pressure fluid existing in the casing does not leak outside, and the outer surface of the rotary shaft and the inner circumference of the circular hole are prevented. It is necessary to provide a seal device for the bearing to maintain the sealability between the surfaces.
【0003】図6は従来から用いられている軸受部のシ
−ル構造を示す概要図である。このシ−ル装置は、機器
を構成するハウジング2に形成した円孔2cに駆動軸1
を嵌挿し、該駆動軸1の外表面全周にわたって凹溝1b
を形成すると共に該凹溝1b内にシ−ルリング6を嵌め
入れて密封する構造となっている。このシ−ルリング6
はゴム等の弾性材を断面X字状の環体として形成され、
内周縁をその全周にわたって駆動軸1外周面に形成した
凹溝1bに嵌め入れて摺接させ僅かな隙間を介して対向
させた構造となっている。尚、この凹溝1b内には、シ
ールリング6と隣合わせに平板リング状のバックアップ
リングを挿嵌することにより、このシールリング6が機
器内の圧力に付勢されて軸受部の間隙にかみ込むのを防
止する対策を施す場合もある。FIG. 6 is a schematic view showing a seal structure of a bearing portion which has been conventionally used. In this seal device, a drive shaft 1 is provided in a circular hole 2c formed in a housing 2 constituting the device.
And the concave groove 1b is formed over the entire outer surface of the drive shaft 1.
And the seal ring 6 is fitted in the groove 1b to seal the groove. This seal ring 6
Is formed of an elastic material such as rubber as an annular body having an X-shaped cross section,
The structure is such that the inner peripheral edge is fitted into a groove 1b formed on the outer peripheral surface of the drive shaft 1 over the entire circumference thereof and slidably contacted with each other with a slight gap therebetween. A flat plate ring-shaped backup ring is inserted into the groove 1b so as to be adjacent to the seal ring 6 so that the seal ring 6 is biased by the pressure in the device and fits into the gap of the bearing portion. In some cases, measures are taken to prevent this.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記軸受シ−
ル構造における軸受部に着目すると、図7に示すよう
に、シールリング5の外周面がハウジング2の軸受2a
の内周面と接する面の周囲長さ(2πr1 )は、シール
リング6の内周面が駆動軸1のシール溝1bの底面と接
する面の周囲長さ(2πr2 )よりも長くなる。従っ
て、摩擦抵抗はシ−ルリング6の外周面側の方が大きい
ためこのシールリング6はシール溝1bの底面との間で
摺動し、ハウジング2側に従動することになる。また、
回転速度の差が大きくなり機器内部の圧力が高くなった
場合には、図7に示したように、シールリング6が高圧
側とは反対側(低圧側)に付勢されるので、シール溝1
b内の低圧側の側面との間でも摺動が発生する。そし
て、このような摺動が起きると、シールリング6とシー
ル溝1bの底面や低圧側の側面との間のすべりによって
摩擦熱が発生する。Here, the above-mentioned bearing seal is used.
Focusing on the bearing portion in the ring structure, as shown in FIG. 7, the outer peripheral surface of the seal ring 5 is the bearing 2 a of the housing 2.
The peripheral length (2πr 1 ) of the surface in contact with the inner peripheral surface of is larger than the peripheral length (2πr 2 ) of the surface in which the inner peripheral surface of the seal ring 6 contacts the bottom surface of the seal groove 1b of the drive shaft 1. Therefore, since the friction resistance is larger on the outer peripheral surface side of the seal ring 6, the seal ring 6 slides between the seal ring 6 and the bottom surface of the seal groove 1b and is driven by the housing 2 side. Also,
When the difference in rotation speed becomes large and the pressure inside the equipment becomes high, the seal ring 6 is urged to the side opposite to the high pressure side (low pressure side) as shown in FIG. 1
Sliding also occurs between the side surface on the low pressure side in b. When such sliding occurs, frictional heat is generated due to slippage between the seal ring 6 and the bottom surface of the seal groove 1b or the side surface on the low pressure side.
【0005】ところで、従来の軸受のシ−ル装置は、駆
動軸1とハウジング2の双方を耐熱性が極めて高い鋼材
によって構成していたので、上記のようにシール溝1b
内で摩擦熱が発生しても何ら問題は生じなかった。しか
しながら、最近、駆動装置で使用される前記駆動軸1側
を合成樹脂化して軽量化を図りたいという要請が生じて
来ている。そして、このような樹脂化を行う場合には、
駆動軸1が動力を伝達するものであるため、PPS(ポ
リフェニレンサルファイド)等のように機械的強度の高
い樹脂材料が選択される。By the way, in the conventional seal device for a bearing, both the drive shaft 1 and the housing 2 are made of a steel material having extremely high heat resistance.
No problem occurred even if frictional heat was generated inside. However, recently, there has been a demand for reducing the weight by making the drive shaft 1 side used in the drive device synthetic resin. And when performing such resinization,
Since the drive shaft 1 transmits power, a resin material having high mechanical strength such as PPS (polyphenylene sulfide) is selected.
【0006】ところが、このように強度的基準を優先し
て材料選択されたPPS等の樹脂材料は、必ずしも十分
に高い耐熱性を得ることができないため、これを駆動軸
1として用いた場合に、上記のような摺動による摩擦熱
が発生すると、図8に示すように、シール溝1bの底部
や低圧側の側面の樹脂材料が摩耗や熱変形により凹凸形
状となってシール効果を低下させるおそれがあるという
問題があった。例えば、図6に示した軸受のシ−ル構造
において、常温の環境で駆動軸1とハウジング2の相対
的な回転速度を低速の50rpmとして試験を行うと、
この場合には摩擦熱の発熱量が少ないために特に問題は
生じないが、回転速度を高速の1000rpmに高めた
場合に、摺動部分が高温となって短時間でシール溝1b
内に凹凸形状が発生するようになる。また、100℃以
上の雰囲気中では、比較的低速でもシール溝1b内に凹
凸形状が発生する場合がある。However, since the resin material such as PPS whose material is selected with priority given to the strength standard cannot obtain sufficiently high heat resistance, when it is used as the drive shaft 1, When frictional heat is generated due to the sliding as described above, as shown in FIG. 8, the resin material on the bottom of the seal groove 1b and the side surface on the low-pressure side may become uneven due to wear or thermal deformation, which may reduce the sealing effect. There was a problem that there is. For example, in the bearing seal structure shown in FIG. 6, when the relative rotation speed of the drive shaft 1 and the housing 2 is set to a low speed of 50 rpm in a room temperature environment, a test is performed.
In this case, there is no particular problem because the amount of frictional heat generated is small, but when the rotation speed is increased to a high speed of 1000 rpm, the sliding portion becomes hot and the seal groove 1b is formed in a short time.
An uneven shape will be generated inside. Further, in an atmosphere of 100 ° C. or higher, uneven shapes may occur in the seal groove 1b even at a relatively low speed.
【0007】この発明は、上記事情に鑑み、合成樹脂製
の駆動軸におけるシールリングとの摺動面にフッ素樹脂
等による樹脂コーティングを行うことにより、シールリ
ングとの摺動に耐え得る軸受部のシール構造を提供する
ことを目的としている。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides a bearing portion which can withstand sliding with the seal ring by coating the sliding surface of the synthetic resin drive shaft with the seal ring with fluororesin or the like. It is intended to provide a seal structure.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、軸受部のシ−ル構造が、樹脂材料からなる軸部材
と、この軸部材を嵌合させて相対的に回転自在となる金
属材料からなる軸受部材とによって構成される軸受部で
あって、軸部材の外周面の嵌合部分に円周方向の全周に
わたってシール溝が穿設されると共に、弾性体からなる
リング状のシールリングがこのシール溝内に挿嵌され、
その内外周をシール溝の底面と軸受部材の内周面とにそ
れぞれ圧接させたシール構造において、軸部材における
少なくともシール溝の内側面のシールリングとの摺動面
が、軸部材の樹脂材料よりも摩擦係数の低い及び/又は
耐熱性の高い保護用樹脂材料によってコーティングされ
たことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the seal structure of the bearing has a shaft member made of a resin material and a metal which is relatively rotatable by fitting the shaft member. A bearing portion formed of a bearing member made of a material, wherein a seal groove is formed in the fitting portion of the outer peripheral surface of the shaft member over the entire circumference in the circumferential direction, and a ring-shaped seal made of an elastic body. The ring is inserted into this seal groove,
In a seal structure in which the inner and outer peripheries of the shaft are brought into pressure contact with the bottom surface of the seal groove and the inner peripheral surface of the bearing member, at least the sliding surface of the shaft member on the inner side surface of the seal groove with the seal ring is made of a resin material of the shaft member. Is also coated with a protective resin material having a low friction coefficient and / or high heat resistance.
【0009】また、軸受部のシ−ル構造が、樹脂材料
からなる軸部材と、この軸部材を嵌合させて相対的に回
転自在となる金属材料からなる軸受部材とによって構成
される軸受部であって、軸受部材の内周面の嵌合部分に
円周方向の全周にわたってシール溝が穿設されると共
に、弾性体からなるリング状のシールリングがこのシー
ル溝内に挿嵌され、その内外周を軸部材の外周面とシー
ル溝の底面とにそれぞれ圧接させたシール構造におい
て、軸部材の外周面における少なくとも軸受部材のシー
ル溝との対向面が、軸部材の樹脂材料よりも摩擦係数の
低い及び/又は耐熱性の高い保護用樹脂材料によってコ
ーティングされたことを特徴とする。Further, the seal structure of the bearing portion is constituted by a shaft member made of a resin material and a bearing member made of a metal material which is fitted in the shaft member and is relatively rotatable. A seal groove is formed in the fitting portion of the inner peripheral surface of the bearing member over the entire circumference in the circumferential direction, and a ring-shaped seal ring made of an elastic body is inserted into the seal groove, In a seal structure in which the inner and outer peripheries of the shaft member and the bottom surface of the seal groove are brought into pressure contact with each other, at least the surface of the outer peripheral surface of the shaft member facing the seal groove of the bearing member has more friction than the resin material of the shaft member. It is characterized by being coated with a protective resin material having a low coefficient and / or a high heat resistance.
【0010】更に、前記軸部材がポリフェニレンサル
ファイドからなると共に、上記保護用樹脂材料がポリテ
トラフルオロエチレンであることを特徴とする。Further, the shaft member is made of polyphenylene sulfide, and the protective resin material is polytetrafluoroethylene.
【0011】[0011]
【作用】軸部材と軸受部材とが相対的に回転する場合、
シール溝内のシールリングは、その内外周の半径の相違
により、軸受部材に従動して回転し、軸部材に対して摺
動する。しかし、の手段では、このシールリングが摺
動する軸部材のシール溝の内側面が保護用樹脂材料によ
ってコーティングされ、の手段では、シールリングが
摺動する軸部材の外周面が保護用樹脂材料によってコー
ティングされている。ここで、保護用樹脂材料が摩擦係
数の低いものである場合には、シールリングの摩擦抵抗
が軸部材の本来の樹脂材料上で摺動する場合よりも小さ
くなるので、摺動が円滑になると共に摩擦熱の発生が抑
制され、この軸部材の摺動部が摩耗したり熱変形を起こ
すのを防止することができる。また、保護用樹脂材料が
耐熱性の高いものである場合には、シールリングの摺動
によって発生する摩擦熱に抗して軸部材の本来の樹脂材
料を保護することができる。[Operation] When the shaft member and the bearing member rotate relative to each other,
The seal ring in the seal groove is driven by the bearing member to rotate due to the difference in inner and outer radii, and slides with respect to the shaft member. However, in the means, the inner surface of the seal groove of the shaft member on which the seal ring slides is coated with the protective resin material, and in the means, the outer peripheral surface of the shaft member on which the seal ring slides is protected by the protective resin material. Is coated by. Here, when the protective resin material has a low coefficient of friction, the friction resistance of the seal ring becomes smaller than that when sliding on the original resin material of the shaft member, so that the sliding becomes smooth. At the same time, the generation of frictional heat is suppressed, and it is possible to prevent the sliding portion of the shaft member from being worn or thermally deformed. Further, when the protective resin material has high heat resistance, the original resin material of the shaft member can be protected against the frictional heat generated by the sliding of the seal ring.
【0012】更にの手段では、軸部材の樹脂材料とし
て機械的強度が高く比較的耐熱性も有するPPSを用い
ると共に、コーティングを行う保護用樹脂材料として、
このPPSよりも摩擦係数が十分に低く、かつ耐熱性も
高いフッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン樹
脂)を用いるので、高速回転でも摩擦抵抗が小さく且つ
高温雰囲気でもシ−ルリングとの摺動に耐える樹脂製軸
受シ−ルとすることが出来る。In a further means, PPS having a high mechanical strength and relatively high heat resistance is used as the resin material of the shaft member, and a protective resin material for coating is used.
Since a fluororesin (for example, polytetrafluoroethylene resin) having a friction coefficient sufficiently lower than that of PPS and high heat resistance is used, the friction resistance is small even at high speed rotation and can withstand sliding with the seal ring even in a high temperature atmosphere. It may be a resin bearing seal.
【0013】[0013]
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照しながら説明する。図1乃至図3はこの発明の第
1実施例を示すものであって、図1はこの発明の軸受部
のシ−ル構造の部分縦断面図、図2は軸受部のシール構
造を示す部分拡大縦断面図、図3は駆動軸とシールリン
グを示す部分断面斜視図である。なお、図6乃至図8に
示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番
号を付記する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partial vertical sectional view of a seal structure of a bearing portion of the present invention, and FIG. 2 is a part showing a seal structure of the bearing portion. FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view, and FIG. 3 is a partial sectional perspective view showing a drive shaft and a seal ring. The constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS. 6 to 8 are designated by the same reference numerals.
【0014】この実施例は、駆動装置における軸受部の
シール構造について説明する。この軸受部のシール構造
は、軸部材である駆動軸1と、この駆動軸1を嵌合させ
て相対的に回転自在となる軸受部材であるハウジング2
とからなる。ハウジング2は、鋼製のほぼ筒状の軸受部
材であって、両端部に形成された嵌合孔をそれぞれ軸受
2aとすると共に、これらの軸受2aの間に内径の大き
く広がった圧力室2bが形成されている。一方、駆動軸
1は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)からなる
軸部材であり、両側部がハウジング2の両軸受2aに隙
間嵌めで嵌合され、ハウジング2との間で相対的に回転
自在となる。そして、図6で説明したと同様に、この圧
力室2b内には、ハウジング2の内周面及び駆動軸1の
外周面にそれぞれスプライン2cとスプライン1aが形
成され、アウタープレート3とインナープレート4が係
合されると共に、シリコンオイルが少量の空気と共に充
填されている。In this embodiment, a seal structure of a bearing portion in a drive unit will be described. The seal structure of the bearing portion includes a drive shaft 1 which is a shaft member, and a housing 2 which is a bearing member which is fitted with the drive shaft 1 and is relatively rotatable.
Consists of The housing 2 is a substantially cylindrical bearing member made of steel, and the fitting holes formed at both ends serve as bearings 2a, and the pressure chamber 2b having a large inner diameter is formed between the bearings 2a. Has been formed. On the other hand, the drive shaft 1 is a shaft member made of PPS (polyphenylene sulfide), and both sides thereof are fitted into both bearings 2 a of the housing 2 with a clearance fit, and are relatively rotatable with the housing 2. Then, as described with reference to FIG. 6, in the pressure chamber 2b, the spline 2c and the spline 1a are formed on the inner peripheral surface of the housing 2 and the outer peripheral surface of the drive shaft 1, respectively, and the outer plate 3 and the inner plate 4 are formed. Are engaged and silicone oil is filled with a small amount of air.
【0015】なお、ハウジング2は、鋼以外の金属材料
を用いることもできる。また、駆動軸1は、PPS以外
の他の機械的強度の高い樹脂材料を用いてもよい。The housing 2 may be made of a metal material other than steel. The drive shaft 1 may be made of a resin material having high mechanical strength other than PPS.
【0016】上記ハウジング2の両軸受2aに対向する
駆動軸1の外周面には、それぞれ円周方向の全周にわた
ってシール溝1bが穿設されている。そして、図2に詳
細に示すように、このシール溝1bの内側面には、フッ
素樹脂であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)
がコーティングされ樹脂被膜5が形成されている。PT
FEは、駆動軸1に用いられるPPSよりも摩擦係数が
十分に低く、かつ耐熱性も高い樹脂材料である。このP
TFEのコーティングは、フッ素樹脂系塗料を塗布し硬
化させることにより行うが、PTFEのシートの貼り付
け等によってコーティングすることも可能である。この
コーティングによる樹脂被膜5は、少なくともシール溝
1bの内側面における底面と、圧力室2bとは反対側
(低圧側)の側面とに形成される必要があるが、図示で
は圧力室2b側(高圧側)の側面にも形成されている。
また、この樹脂被膜5は、シール溝1bの内側面のみな
らず、その周囲の駆動軸1の外周面に形成されていても
よい。A seal groove 1b is formed on the outer peripheral surface of the drive shaft 1 facing the bearings 2a of the housing 2 along the entire circumference in the circumferential direction. Then, as shown in detail in FIG. 2, PTFE (polytetrafluoroethylene), which is a fluororesin, is formed on the inner surface of the seal groove 1b.
Is coated to form a resin film 5. PT
FE is a resin material having a friction coefficient sufficiently lower than that of PPS used for the drive shaft 1 and high heat resistance. This P
The TFE coating is performed by applying a fluororesin-based coating material and curing it, but it is also possible to coat it by sticking a PTFE sheet or the like. The resin film 5 formed by this coating needs to be formed at least on the bottom surface on the inner side surface of the seal groove 1b and the side surface on the opposite side (low pressure side) from the pressure chamber 2b, but in the figure, it is on the pressure chamber 2b side (high pressure side). Side) is also formed on the side surface.
Further, the resin coating 5 may be formed not only on the inner side surface of the seal groove 1b but also on the outer peripheral surface of the drive shaft 1 around it.
【0017】上記シール溝1b内には、図3に示すよう
なゴム等の弾性材料を断面X字形のリング状に成型した
シールリング6がそれぞれ挿嵌されている。このシール
リング6は、内外周の間の幅がシール溝1bの深さより
も少し太くなっているので、駆動軸1がハウジング2の
軸受2aに嵌合した際に、その内外周がシール溝1bの
底面と軸受2aの内周面とにそれぞれ圧接される。従っ
て、圧力室2b内に充填されたシリコンオイルは、この
シールリング6によって封止され、これによって軸受部
のシール構造が形成される。また、シールリング6は、
図2に示したように、圧力室2b内が高圧となった場合
に低圧側に付勢される。従って、このシールリング6
は、シール溝1bの内側面における底面と低圧側の側面
に圧接されるので、必ず上記樹脂被膜5を介してこれら
の面と接するようになる。A seal ring 6 formed by molding an elastic material such as rubber into a ring shape having an X-shaped cross section as shown in FIG. 3 is inserted into the seal groove 1b. Since the width between the inner and outer circumferences of this seal ring 6 is slightly thicker than the depth of the seal groove 1b, when the drive shaft 1 is fitted into the bearing 2a of the housing 2, the inner and outer circumferences thereof are sealed. And the inner peripheral surface of the bearing 2a. Therefore, the silicone oil with which the pressure chamber 2b is filled is sealed by this seal ring 6, thereby forming the seal structure of the bearing portion. In addition, the seal ring 6 is
As shown in FIG. 2, when the pressure inside the pressure chamber 2b becomes high, it is urged to the low pressure side. Therefore, this seal ring 6
Is pressed against the bottom surface of the inner side surface of the seal groove 1b and the side surface on the low-pressure side, so that it always contacts these surfaces via the resin coating 5.
【0018】ところで、上記シール溝1b内には、シー
ルリング6が低圧側に付勢された場合に軸受2aとの間
隙にかみ込まれるのを防止するために、このシールリン
グ6の低圧側に平板リング状のバックアップリングを挿
嵌する場合がある。そして、この場合には、シールリン
グ6がシール溝1bの低圧側の側面にバックアップリン
グを介して圧接されるので、樹脂被膜5をこの低圧側の
側面に形成する必要は必ずしもなくなる。ただし、この
際には、バックアップリングを樹脂被膜5と同様の樹脂
材料で構成することが好ましい。By the way, in the seal groove 1b, in order to prevent the seal ring 6 from being caught in the gap between the seal ring 6 and the bearing 2a when the seal ring 6 is urged to the low pressure side, A flat ring backup ring may be inserted. In this case, since the seal ring 6 is pressed against the low-pressure side surface of the seal groove 1b via the backup ring, it is not always necessary to form the resin coating 5 on the low-pressure side surface. However, in this case, it is preferable that the backup ring is made of the same resin material as the resin coating 5.
【0019】なお、上記シールリング6は、断面X字形
状のXリングに限らず、断面コの字形状のリップシール
やD字形状のDリング等を用いることもできる。また、
シール溝1bの断面形状は、図示のような矩形に限ら
ず、このシールリング6の形状に応じて適宜な凹形状と
することができる。The seal ring 6 is not limited to an X ring having an X-shaped cross section, and a lip seal having a U-shaped cross section or a D ring having a D-shaped cross section may be used. Also,
The cross-sectional shape of the seal groove 1b is not limited to the rectangular shape shown in the drawing, but may be an appropriate concave shape according to the shape of the seal ring 6.
【0020】上記構成の軸受部のシール構造は、駆動軸
1とハウジング2とが相対的に回転した場合に、シール
溝1b内のシールリング6がその内外周の半径の相違に
よりハウジング2に従動して回転する。従って、このシ
ールリング6は、駆動軸1におけるシール溝1bの底面
と低圧側の側面とに樹脂被膜5を介して圧接された状態
で摺動することになる。しかしながら、この樹脂被膜5
に用いられるPTFEは、駆動軸1の樹脂材料であるP
PSよりも摩擦係数が極めて低いために、シールリング
6が非常に滑らかに摺動し摩擦熱の発生も十分に少なく
なる。In the seal structure of the bearing portion having the above structure, when the drive shaft 1 and the housing 2 rotate relatively, the seal ring 6 in the seal groove 1b is driven by the housing 2 due to the difference in the inner and outer radii. And then rotate. Therefore, the seal ring 6 slides while being pressed against the bottom surface of the seal groove 1b of the drive shaft 1 and the side surface on the low pressure side via the resin coating 5. However, this resin coating 5
Is a resin material of the drive shaft 1
Since the coefficient of friction is extremely lower than that of PS, the seal ring 6 slides very smoothly and frictional heat is sufficiently reduced.
【0021】この結果、この実施例の軸受部のシール構
造によれば、シールリング6が樹脂被膜5を介して円滑
に摺動するので、この摺動によるシール溝1bの内側面
の摩耗が減少すると共に、摩擦熱の発生が抑制されるこ
とにより熱変形の発生も防止することができる。従っ
て、これら摩耗や熱変形によってシール溝1bの内側面
に凹凸形状が生じシール効果が低減するというおそれが
なくなり、駆動軸1に樹脂材料を用いた場合にも軸受部
のシ−ル構造の耐久性を高めることができるようにな
る。As a result, according to the seal structure of the bearing portion of this embodiment, the seal ring 6 slides smoothly through the resin coating 5, so that the abrasion of the inner surface of the seal groove 1b due to this slide is reduced. In addition, the generation of frictional heat is suppressed, so that the occurrence of thermal deformation can be prevented. Therefore, there is no fear that the inner surface of the seal groove 1b will be uneven due to such wear and thermal deformation, and the sealing effect will be reduced. Even when a resin material is used for the drive shaft 1, the durability of the seal structure of the bearing portion is reduced. It becomes possible to improve the sex.
【0022】この実施例の軸受部のシ−ル構造と、駆動
軸1にPPSを用いた従来のシール構造との比較実験を
行った結果、常温の環境で駆動軸1とハウジング2のい
ずれかを回転させて相対速度を低速の50rpmとした
場合には、いずれもシール溝1bの内側面に摩耗や熱変
形による凹凸形状はほとんど発生しなかった。しかし、
高温の150℃の雰囲気中で低速の50rpm,中速の
100rpm及び高速の1000rpmの各相対回転速
度の試験を3秒間ずつ行うと、従来例では全ての場合に
凹凸形状が発生したのに対して、本実施例ではいずれの
場合にも凹凸形状はほとんど発生しなかった。従って、
本実施例の軸受部のシ−ル構造は、150℃の雰囲気中
で1000rpmという過酷な条件であっても、短時間
であれば十分に使用可能となる。As a result of conducting a comparative experiment between the seal structure of the bearing portion of this embodiment and a conventional seal structure using PPS for the drive shaft 1, either the drive shaft 1 or the housing 2 is kept in a room temperature environment. When the relative speed was set to 50 rpm, which was a low speed, in both cases, the uneven shape due to wear or thermal deformation was hardly generated on the inner surface of the seal groove 1b. But,
When the relative rotation speed test of low speed 50 rpm, medium speed 100 rpm, and high speed 1000 rpm was performed for 3 seconds in the atmosphere of high temperature 150 ° C., in the conventional example, the concavo-convex shape was generated in all cases. In each of the examples, the uneven shape hardly occurred. Therefore,
The seal structure of the bearing portion of this embodiment can be sufficiently used for a short time even under the severe condition of 1000 rpm in the atmosphere of 150 ° C.
【0023】図4及び図5はこの発明の第2実施例を示
すものであって、図4は駆動装置の軸受部のシ−ル構造
の部分縦断面図、図5は軸受部のシール構造を示す部分
拡大縦断面図である。なお、図1及び図2に示した第1
実施例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付
記して説明を省略する。4 and 5 show a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of a seal structure of a bearing portion of a drive unit, and FIG. 5 is a seal structure of the bearing portion. FIG. The first shown in FIG. 1 and FIG.
Constituent members having the same functions as those in the embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0024】この実施例は、第1実施例と同様の軸受部
のシ−ル構造における軸受部のシール構造について説明
する。ただし、ここでは、第1実施例で示したシール溝
をハウジング2の軸受2a側に形成した場合を示す。In this embodiment, the seal structure of the bearing portion in the seal structure of the bearing portion similar to that of the first embodiment will be described. However, here, the case where the seal groove shown in the first embodiment is formed on the bearing 2a side of the housing 2 is shown.
【0025】図4に示すように、ハウジング2の両軸受
2aの内周面には、それぞれ全周にわたってシール溝2
dが形成されている。これらのシール溝2d内には、第
1実施例と同様のシールリング6がそれぞれ挿嵌され、
その内外周がシール溝2dの底面と駆動軸1の外周面に
圧接されてシール構造を形成している。また、これらの
シール溝2d内には、シールリング6の低圧側にバック
アップリングを挿嵌する場合もある。As shown in FIG. 4, the seal grooves 2 are formed on the inner peripheral surfaces of both bearings 2a of the housing 2 over the entire circumference.
d is formed. The seal rings 6 similar to those of the first embodiment are inserted into the seal grooves 2d,
The inner and outer circumferences thereof are pressed against the bottom surface of the seal groove 2d and the outer peripheral surface of the drive shaft 1 to form a seal structure. A backup ring may be inserted into the seal groove 2d on the low pressure side of the seal ring 6.
【0026】駆動軸1の外周面におけるハウジング2の
シール溝2dとの対向面には、図5に詳細に示すよう
に、第1実施例におけるシール溝1bの内側面と同様
に、PTFEがコーティングされて樹脂被膜5が形成さ
れている。なお、この樹脂被膜5は、駆動軸1の外周面
の他の部分にも形成されていてもよい。As shown in detail in FIG. 5, the outer peripheral surface of the drive shaft 1 facing the seal groove 2d of the housing 2 is coated with PTFE similarly to the inner surface of the seal groove 1b in the first embodiment. Thus, the resin coating 5 is formed. The resin coating 5 may also be formed on another portion of the outer peripheral surface of the drive shaft 1.
【0027】上記構成の軸受部のシール構造は、駆動軸
1とハウジング2とが相対的に回転した場合に、シール
リング6がハウジング2に従動して回転し、駆動軸1の
外周面の樹脂被膜5に圧接された状態で摺動することに
なる。しかしながら、この樹脂被膜5に用いられるPT
FEは、駆動軸1の樹脂材料であるPPSよりも摩擦係
数が極めて低いために、シールリング6は非常に滑らか
に摺動し摩擦熱の発生も十分に小さくなる。In the seal structure of the bearing portion having the above structure, when the drive shaft 1 and the housing 2 rotate relative to each other, the seal ring 6 follows the housing 2 to rotate, and the resin on the outer peripheral surface of the drive shaft 1 rotates. It slides while being pressed against the coating 5. However, the PT used for this resin coating 5
Since FE has a coefficient of friction extremely lower than that of PPS, which is a resin material of the drive shaft 1, the seal ring 6 slides very smoothly, and friction heat is sufficiently generated.
【0028】この結果、この実施例の軸受部のシール構
造の場合にも、シールリング6が樹脂被膜5を介して円
滑に摺動し摩擦熱の発生を抑制するので、摩耗や熱変形
によって駆動軸1の外周面に凹凸形状が生じシール効果
が低減するというおそれがなくなり、駆動軸1に樹脂材
料を用いた場合にも軸受部のシール構造の耐久性を高め
ることができるようになる。As a result, even in the case of the seal structure of the bearing portion of this embodiment, the seal ring 6 smoothly slides through the resin coating 5 to suppress the generation of frictional heat, so that it is driven by wear or thermal deformation. There is no risk that the outer peripheral surface of the shaft 1 will be uneven and the sealing effect will be reduced, and the durability of the seal structure of the bearing portion can be improved even when a resin material is used for the drive shaft 1.
【0029】上記樹脂被膜5は、駆動軸1の樹脂材料よ
りも摩擦係数が低くかつ耐熱性が高いものを用いるのが
好ましく、第1と第2の実施例で示した駆動軸1にPP
Sを用い樹脂被膜5にPTFEを用いる組み合わせが最
適なものとなる。しかし、この樹脂被膜5は、駆動軸1
の樹脂材料よりも少なくとも摩擦係数の低いものであれ
ば他の樹脂材料を使用することもできる。また、駆動軸
1に用いる樹脂材料よりも耐熱性が高いポリアミド(P
A)系やポリイミド(PI)系等の樹脂材料を用いるこ
とも可能である。この場合、摩擦熱の発生の抑制効果は
あまり期待できないが、この摩擦熱による熱変形の発生
を防止できるので、これによって駆動軸1に凹凸形状が
生じるのを防ぐことができる。また、駆動軸1の樹脂材
料によっては、この樹脂被膜5にウレタン(PUR)系
の樹脂材料を用いることも可能となる。The resin coating 5 preferably has a lower friction coefficient and a higher heat resistance than the resin material of the drive shaft 1, and the drive shaft 1 shown in the first and second embodiments is made of PP.
The optimum combination is one in which S is used and PTFE is used for the resin coating 5. However, this resin coating 5 is
Other resin materials may be used as long as they have a friction coefficient lower than that of the above resin material. In addition, polyamide (P) having higher heat resistance than the resin material used for the drive shaft 1
It is also possible to use a resin material such as A) type or polyimide (PI) type. In this case, the effect of suppressing the generation of frictional heat cannot be expected so much, but the occurrence of thermal deformation due to this frictional heat can be prevented, so that it is possible to prevent the drive shaft 1 from becoming uneven. Further, depending on the resin material of the drive shaft 1, it is possible to use a urethane (PUR) resin material for the resin coating 5.
【0030】なお、上記第1と第2の実施例では、駆動
装置の軸受部のシール構造について示したが、回転する
軸受部で流体を封止するシール構造であれば、他のどの
ような軸受部のシール構造にも実施することができる。In the above first and second embodiments, the seal structure of the bearing portion of the drive device is shown, but any other seal structure can be used as long as it is a seal structure for sealing the fluid in the rotating bearing portion. It can also be applied to the seal structure of the bearing portion.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の軸受部のシール構造によれば、軸部材にコーティン
グされた保護用樹脂材料によってシールリングの摺動時
の摩擦抵抗が低減され、又は摺動によって発生した摩擦
熱から軸部材の樹脂材料が保護されるので、軸部材の摺
動部が摩耗したり熱変形を生じてシール効果が低下する
のを防止でき、シール構造の耐久性を高めることができ
るという効果を奏する。As is apparent from the above description, according to the seal structure of the bearing portion of the present invention, the friction resistance when the seal ring slides is reduced by the protective resin material coated on the shaft member, Alternatively, since the resin material of the shaft member is protected from the frictional heat generated by sliding, it is possible to prevent the sliding effect of the shaft member from being worn or thermally deformed and the sealing effect from being deteriorated. The effect of being able to raise.
【図1】この発明の第1実施例を示すものであって、軸
受部のシ−ル構造の部分縦断面図である。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and is a partial vertical cross-sectional view of a seal structure of a bearing portion.
【図2】この発明の第1実施例を示すものであって、軸
受部のシール構造を示す部分拡大縦断面図である。FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention and is a partially enlarged vertical sectional view showing a seal structure of a bearing portion.
【図3】この発明の第1実施例を示すものであって、駆
動軸とシールリングを示す部分断面斜視図である。FIG. 3 is a partial sectional perspective view showing a drive shaft and a seal ring according to the first embodiment of the present invention.
【図4】この発明の第2実施例を示すものであって、軸
受部のシ−ル構造の部分縦断面図である。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention and is a partial vertical cross-sectional view of the seal structure of the bearing portion.
【図5】この発明の第2実施例を示すものであって、軸
受部のシール構造を示す部分拡大縦断面図である。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention and is a partially enlarged vertical sectional view showing a seal structure of a bearing portion.
【図6】従来例を示すものであって、軸受部のシ−ル構
造の縦断面図である。FIG. 6 shows a conventional example and is a longitudinal sectional view of a seal structure of a bearing portion.
【図7】従来例を示すものであって、軸受部のシール構
造を示す部分拡大縦断面図である。FIG. 7 shows a conventional example and is a partially enlarged vertical sectional view showing a seal structure of a bearing portion.
【図8】従来例を示すものであって、図7におけるシー
ル溝の内側面に凹凸形状が発生した場合を示す部分拡大
縦断面図である。8 is a partially enlarged vertical cross-sectional view showing a conventional example and showing a case where a concavo-convex shape is generated on the inner side surface of the seal groove in FIG.
1 駆動軸 1b シール溝 2 ハウジング 2d シール溝 5 樹脂被膜 6 シールリング 1 Drive shaft 1b Seal groove 2 Housing 2d Seal groove 5 Resin coating 6 Seal ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 吉夫 和歌山県有田市箕島663番地 三菱電線工 業株式会社箕島製作所内 (72)発明者 松井 大明 和歌山県有田市箕島663番地 三菱電線工 業株式会社箕島製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshio Higashi 663 Minoshima, Arita-shi, Wakayama Mitsubishi Cable Industries, Ltd.Minoshima Works (72) Inventor Daimei Matsui 663 Minoshima, Arita, Wakayama Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Minoshima Works
Claims (3)
を嵌合させて相対的に回転自在となる金属材料からなる
軸受部材とによって構成される軸受部であって、軸部材
の外周面の嵌合部分に円周方向の全周にわたってシール
溝が穿設されると共に、弾性体からなるリング状のシー
ルリングがこのシール溝内に挿嵌され、その内外周をシ
ール溝の底面と軸受部材の内周面とにそれぞれ圧接させ
たシール構造において、 軸部材における少なくともシ
ール溝の内側面のシールリングとの摺動面が、軸部材の
樹脂材料よりも摩擦係数の低い及び/又は耐熱性の高い
保護用樹脂材料によってコーティングされたことを特徴
とする軸受部のシール構造。1. A bearing portion comprising a shaft member made of a resin material and a bearing member made of a metal material which is fitted into the shaft member and is relatively rotatable, the outer peripheral surface of the shaft member. A seal groove is formed in the fitting portion of the entire circumference in the circumferential direction, and a ring-shaped seal ring made of an elastic body is inserted and fitted in the seal groove, and the inner and outer circumferences of the seal groove and the bottom surface of the seal groove In a seal structure that is pressed against the inner peripheral surface of the member, at least the sliding surface of the inner surface of the seal groove of the shaft member with the seal ring has a lower friction coefficient than the resin material of the shaft member and / or heat resistance. Sealing structure for bearings, characterized by being coated with a highly protective resin material.
を嵌合させて相対的に回転自在となる金属材料からなる
軸受部材とによって構成される軸受部であって、軸受部
材の内周面の嵌合部分に円周方向の全周にわたってシー
ル溝が穿設されると共に、弾性体からなるリング状のシ
ールリングがこのシール溝内に挿嵌され、その内外周を
軸部材の外周面とシール溝の底面とにそれぞれ圧接させ
たシール構造において、 軸部材の外周面における少な
くとも軸受部材のシール溝との対向面が、軸部材の樹脂
材料よりも摩擦係数の低い及び/又は耐熱性の高い保護
用樹脂材料によってコーティングされたことを特徴とす
る軸受部のシール構造。2. A bearing portion composed of a shaft member made of a resin material and a bearing member made of a metal material which is fitted into the shaft member and is relatively rotatable, the inner circumference of the bearing member. A seal groove is formed in the fitting portion of the surface over the entire circumference in the circumferential direction, and a ring-shaped seal ring made of an elastic body is inserted and fitted in the seal groove, and the inner and outer circumferences of the seal groove are the outer peripheral surface of the shaft member. In the seal structure in which the seal groove and the bottom surface of the seal groove are pressed against each other, at least the surface of the outer peripheral surface of the shaft member facing the seal groove of the bearing member has a lower friction coefficient and / or heat resistance than the resin material of the shaft member. Sealing structure for the bearing part, which is coated with a highly protective resin material.
ドからなると共に、上記保護用樹脂材料がポリテトラフ
ルオロエチレンであることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載の軸受部のシール構造。3. The seal structure for a bearing according to claim 1, wherein the shaft member is made of polyphenylene sulfide, and the protective resin material is polytetrafluoroethylene.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24877394A JPH0886362A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Seal structure of bearing portion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24877394A JPH0886362A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Seal structure of bearing portion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0886362A true JPH0886362A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=17183174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24877394A Pending JPH0886362A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Seal structure of bearing portion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0886362A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110878830A (en) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 深圳市山卓谐波传动科技有限公司 | Sealing structure and speed reducer |
CN110878829A (en) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 深圳市山卓谐波传动科技有限公司 | Sealing structure and speed reducer |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP24877394A patent/JPH0886362A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110878830A (en) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 深圳市山卓谐波传动科技有限公司 | Sealing structure and speed reducer |
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