JP2005240932A - Sealing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing device 1 low in sliding torque, for keeping excellent sealability for a long period of time. <P>SOLUTION: The sealing device 1 comprises: a seal ring 10 made of synthetic resin in which a cylindrical inner circumferential face 10a is slidably and closely brought into contact with an outer circumferential face of a rotor 3 without interference; and a main seal lip 21 disposed on a sealed space A side of the seal ring 10 and slidably brought into contact with an outer circumferential face of the rotor 3 with appropriate interference. A spiral groove 10b is formed in the inner circumferential face 10a of the seal ring 10 to perform pumping of fluid to the main seal lip 21 side by rotation of the rotor 3, and a sliding part of the seal ring 10 is supported on a stationary side 2 to be capable of being eccentric through a flexible part 24. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自動車あるいは産業機械、一般機械等における回転部分をシールリップで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 a rotating portion of an automobile, an industrial machine, a general machine, or the like with a seal lip.

回転軸など回転部分の外周を、シールリップで密封する密封装置としては、下記の特許文献１に記載されたようなオイルシールが広く知られている。図３は、特許文献１に記載されたものと同種の従来のオイルシールを、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
特開２００３−９０４４１ As a sealing device that seals the outer periphery of a rotating part such as a rotating shaft with a seal lip, an oil seal as described in Patent Document 1 below is widely known. FIG. 3 is a half cross-sectional view showing a conventional oil seal of the same type as that described in Patent Document 1, cut along a plane passing through the axis.
JP2003-90441A

すなわち、図３に示されるように、この種のオイルシール１００は、ゴム状弾性材料で環状に成形されていて、圧入固定部１０１とその内周側のシールリップ１０３が、中間部１０２を介して互いに連続して形成されており、圧入固定部１０１から中間部１０２にかけて、断面形状が略Ｌ字形を呈する補強用の金属環１０４が一体的に埋設されており、シールリップ１０３の外周に、エキステンションスプリング１０５が嵌着されている。そして、圧入固定部１０１が機器のシールハウジング１１０の内周面に密嵌され、シールリップ１０３の内周エッジ部１０３ａが、シールハウジング１１０の内周に挿通された回転軸１２０の外周面に摺動可能に密接されることによって密封機能を奏し、機内Ａの密封対象流体（例えばオイル）が軸周から大気側Ｂへ漏洩するのを阻止するものである。   That is, as shown in FIG. 3, this type of oil seal 100 is formed in an annular shape with a rubber-like elastic material, and the press-fit fixing portion 101 and the seal lip 103 on the inner peripheral side thereof are interposed via the intermediate portion 102. A reinforcing metal ring 104 having a substantially L-shaped cross section is integrally embedded from the press-fit fixing portion 101 to the intermediate portion 102, and the outer periphery of the seal lip 103 is An extension spring 105 is fitted. The press-fit fixing portion 101 is tightly fitted to the inner peripheral surface of the seal housing 110 of the device, and the inner peripheral edge portion 103a of the seal lip 103 is slid on the outer peripheral surface of the rotary shaft 120 inserted through the inner periphery of the seal housing 110. By being brought into close contact with each other, a sealing function is achieved, and a sealing target fluid (for example, oil) in the machine A is prevented from leaking from the shaft periphery to the atmosphere side B.

従来のオイルシール１００によれば、ゴム状弾性材料からなるシールリップ１０３は、機器の振動や、ある程度、機内Ａの流体圧力の変動があっても、安定した密封機能を奏することができる。しかも、エキステンションスプリング１０５が、回転軸１２０の外周面に対するシールリップ１０３の緊迫力を高め、ゴム状弾性材料の劣化や摩耗に伴う緊迫力の低下を補償するため、安定した密封機能を、長期間にわたって維持することができる。   According to the conventional oil seal 100, the seal lip 103 made of a rubber-like elastic material can exhibit a stable sealing function even if there is vibration of the device or fluctuation of the fluid pressure in the machine A to some extent. In addition, the extension spring 105 increases the tightening force of the seal lip 103 against the outer peripheral surface of the rotating shaft 120, and compensates for the decrease in the tightening force due to deterioration or wear of the rubber-like elastic material. Can be maintained over a period of time.

ところが、このような構成を備えたオイルシール１００は、エキステンションスプリング１０５で緊迫力が高められていることによって、回転軸１２０との摺動トルクが大きくなることは避けられず、このため動力損失が大きいといった問題が指摘される。そして近年は、省エネルギや低燃費の要求が高まっていることから、オイルシール１００においても低摺動トルク化が求められているが、低トルク化のためにシールリップ１０３の緊迫力を低下させると、密封性能の低下を来してしまう。   However, the oil seal 100 having such a configuration inevitably increases the sliding torque with the rotating shaft 120 due to the tension force being increased by the extension spring 105, and thus power loss is unavoidable. The problem that is large is pointed out. In recent years, demands for energy saving and low fuel consumption have been increasing, and therefore the oil seal 100 is also required to have a low sliding torque. However, the tightening force of the seal lip 103 is reduced to reduce the torque. As a result, the sealing performance deteriorates.

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、その技術的課題は、摺動トルクが低く、しかも優れた密封性を長期にわたって維持し得る密封装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is to provide a sealing device that has low sliding torque and can maintain excellent sealing performance over a long period of time. .

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、円筒面状の内周面が回転体の外周面に締め代のない状態で摺動可能に密接される合成樹脂製のシールリングと、このシールリングの密封空間側にあって、前記回転体の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接される主シールリップとを備え、前記シールリングの内周面に、回転体の回転によって流体を前記主シールリップ側へポンピングする螺旋溝が形成されたものである。   As a means for effectively solving the technical problem described above, the sealing device according to the invention of claim 1 is configured such that the cylindrical inner peripheral surface can slide on the outer peripheral surface of the rotating body without any interference. A seal ring made of a synthetic resin to be brought into close contact with, and a main seal lip which is on the seal space side of the seal ring and is brought into close contact with an outer peripheral surface of the rotating body so as to be slidable with an appropriate tightening margin. A spiral groove for pumping fluid to the main seal lip side by rotation of a rotating body is formed on the inner peripheral surface of the ring.

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、シールリングが、静止側に可撓部を介して偏心可能に支持されるものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the sealing device according to the first aspect, wherein the seal ring is supported on the stationary side through the flexible portion so as to be eccentric.

請求項１の発明に係る密封装置によれば、合成樹脂製のシールリングは、回転体の回転時に、螺旋溝によるポンピング機能によって優れた密封性を発揮し、しかもシールリングが回転体の外周面に締め代のない状態で密接されるのに加え、前記ねじシール作用によって、主シールリップの緊迫力を低減する背圧が与えられるので、摺動トルクを低く抑えることができる。このため、動力損失が小さく抑えられ、省エネルギや低燃費を図ることができる。また、回転体の停止時は前記背圧がなくなることによって主シールリップの緊迫力が増大するので、優れた密封性を維持することができる。   According to the sealing device of the first aspect of the present invention, the synthetic resin seal ring exhibits excellent sealing performance by the pumping function by the spiral groove when the rotating body rotates, and the seal ring is an outer peripheral surface of the rotating body. In addition to being tightly contacted without tightening allowance, the screw seal action provides a back pressure that reduces the tightening force of the main seal lip, so that the sliding torque can be kept low. For this reason, power loss is suppressed small, and energy saving and low fuel consumption can be achieved. In addition, when the rotating body is stopped, the back pressure is eliminated and the tightening force of the main seal lip is increased, so that excellent sealing performance can be maintained.

請求項２の発明に係る密封装置によれば、回転体が偏心運動してもシールリングが径方向へ追随するため、回転体の偏心による摺動負荷の増大及びこれに起因するシールリングの偏摩耗が防止され、長期間にわたって優れた密封性能が維持される。   According to the sealing device of the second aspect of the invention, since the seal ring follows in the radial direction even if the rotating body moves eccentrically, an increase in the sliding load due to the eccentricity of the rotating body and the deviation of the seal ring due to this increase. Wear is prevented and excellent sealing performance is maintained over a long period of time.

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第一の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。   Hereinafter, preferred embodiments of a sealing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a half sectional view showing the first embodiment by cutting along a plane passing through the axis O. FIG.

密封装置１は、機器のシールハウジング２とその内周に挿通された回転軸３との間で、図中右側の密封空間（機内）Ａに存在する流体（例えばオイル）が図中左側の反密封空間（機外）Ｂへ漏洩するのを防止するもので、円筒面状の内周面１０ａが回転軸３の外周面に締め代のない状態で摺動可能に密接されるシールリング１０と、このシールリング１０の密封空間Ａ側に配置された主シールリップ２１と、シールリング１０の反密封空間Ｂ側に配置されたダストリップ２２とを備える。   The sealing device 1 is configured such that a fluid (for example, oil) existing in a sealed space (inside the machine) A on the right side in the figure is between the seal housing 2 of the device and the rotary shaft 3 inserted in the inner periphery thereof. A seal ring 10 that prevents leakage into the sealed space (outside the machine) B, and the cylindrical inner peripheral surface 10a is slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 3 without tightening; The main seal lip 21 disposed on the sealed space A side of the seal ring 10 and the dust lip 22 disposed on the anti-sealed space B side of the seal ring 10 are provided.

なお、シールハウジング２は、請求項２に記載された静止側に相当し、回転軸３は、請求項１に記載された回転体に相当する。   The seal housing 2 corresponds to the stationary side described in claim 2, and the rotating shaft 3 corresponds to the rotating body described in claim 1.

シールリング１０は、耐熱性、耐摩耗性に優れ、かつ摩擦係数の低いＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene：四フッ化エチレン樹脂）等の低摩擦合成樹脂材料で円筒状に成形されたものであって、その内周面１０ａには螺旋溝１０ｂが形成されている。この螺旋溝１０ｂは、回転軸３がＲ方向へ回転した時に、軸周に接触している流体を主シールリップ２１側へポンピングする方向、すなわちＲ方向へ周回しながら主シールリップ２１側へ延びるように形成されている。   The seal ring 10 is formed into a cylindrical shape with a low friction synthetic resin material such as PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethylene) having excellent heat resistance and wear resistance and a low friction coefficient. A spiral groove 10b is formed on the inner peripheral surface 10a. The spiral groove 10b extends to the main seal lip 21 side while circulating in the direction of pumping the fluid in contact with the shaft periphery to the main seal lip 21 side when the rotary shaft 3 rotates in the R direction. It is formed as follows.

主シールリップ２１及びダストリップ２２は、ゴム状弾性材料で成形されたシール本体２０の一部として形成されている。すなわち、シール本体２０は、シールリング１０の密封空間Ａ側に位置する主シールリップ２１と、シールリング１０の反密封空間Ｂ側に位置するダストリップ２２と、これら主シールリップ２１とダストリップ２２の間にあってシールリング１０の外周を包囲するように形成されたシールリング保持部２３と、シールリング保持部２３から外周側へ延びる可撓部２４と、その外周端に形成された圧入固定部２５からなる。圧入固定部２５には補強用の金属環２６が一体的に埋設されている。   The main seal lip 21 and the dust lip 22 are formed as a part of the seal body 20 formed of a rubber-like elastic material. That is, the seal body 20 includes a main seal lip 21 positioned on the sealing space A side of the seal ring 10, a dust lip 22 positioned on the anti-sealing space B side of the seal ring 10, and the main seal lip 21 and the dust lip 22. A seal ring holding part 23 formed so as to surround the outer periphery of the seal ring 10, a flexible part 24 extending from the seal ring holding part 23 to the outer peripheral side, and a press-fit fixing part 25 formed at the outer peripheral end of the seal ring holding part 23. Consists of. A reinforcing metal ring 26 is integrally embedded in the press-fit fixing portion 25.

主シールリップ２１は、密封空間Ａ側を向くように延びており、その先端内周のエッジ部２１ａが、回転軸３の外周面に対して適当な締め代をもって摺動可能に密接される。この主シールリップ２１におけるエッジ部２１ａからシールリング１０側へ延びるテーパ状内周面２１ｂには、エッジ部２１ａに対して所定の傾斜角をなす多数の傾斜突条２１ｃが形成されており、その傾斜方向は、回転軸３がＲ方向へ回転した時に、軸周に接触している流体をエッジ部２１ａ側へポンピングする方向となっている。   The main seal lip 21 extends so as to face the sealed space A side, and an edge portion 21a at the inner periphery of the tip end thereof is slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 3 with an appropriate margin. On the tapered inner peripheral surface 21b extending from the edge portion 21a to the seal ring 10 side in the main seal lip 21, a plurality of inclined protrusions 21c having a predetermined inclination angle with respect to the edge portion 21a are formed. The inclination direction is a direction in which the fluid in contact with the shaft periphery is pumped to the edge portion 21a side when the rotating shaft 3 rotates in the R direction.

主シールリップ２１の傾斜突条２１ｃは、突出高さが低く、回転軸３に締め代をもって密接されるエッジ部２１ａでは殆ど潰れた状態になる程度のものであり、シールリング１０の螺旋溝１０ｂに比較して著しく短い。このため、回転時に主シールリップ２１の傾斜突条２１ｃによって発生するポンピング力は、シールリング１０の螺旋溝１０ｂによって発生するポンピング力よりも小さなものとなる。   The inclined ridge 21c of the main seal lip 21 has a low protruding height and is almost crushed at the edge portion 21a that is in close contact with the rotary shaft 3 with a margin, and the spiral groove 10b of the seal ring 10 Is significantly shorter than For this reason, the pumping force generated by the inclined protrusion 21 c of the main seal lip 21 during rotation is smaller than the pumping force generated by the spiral groove 10 b of the seal ring 10.

ダストリップ２２は、反密封空間Ｂ側を向くように延びており、その先端内周のエッジ部２２ａが、回転軸３の外周面に対して僅かな隙間をもって近接対向される。シールリング保持部２３は、シールリング１０の外周面と密嵌され、あるいは一体的に接合されている。   The dust lip 22 extends so as to face the anti-sealing space B side, and the edge 22 a at the inner periphery of the tip is closely opposed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 with a slight gap. The seal ring holding portion 23 is tightly fitted to the outer peripheral surface of the seal ring 10 or is integrally joined thereto.

可撓部２４は、軸心Ｏを通る平面で切断した断面（図示の断面）が、略「く」字形をなすような軸方向屈曲形状のベローズ状に形成されており、内周側のシールリング保持部２３と外周側の圧入固定部２５との間で柔軟に屈曲変形することができる。   The flexible portion 24 is formed in a bellows shape having an axially bent shape in which a cross section (shown in the drawing) cut along a plane passing through the axis O forms a substantially “<” shape. It can be flexibly deformed between the ring holding part 23 and the press-fit fixing part 25 on the outer peripheral side.

圧入固定部２５に埋設された金属環２６は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、円筒部２６ａと、その反密封空間Ｂ側の端部から内周側へ延びる内向きフランジ２６ｂからなる。そして、圧入固定部２５は、金属環２６における円筒部２６ａの外周側の部分が、シールハウジング２の内周面に適当な締め代をもって圧入嵌着されることによって、当該密封装置１を固定する機能と、シールハウジング２との間を密封するガスケットとしての機能とを有する。   The metal ring 26 embedded in the press-fit fixing part 25 is manufactured by punching and pressing a metal plate, and extends from the cylindrical part 26a and its end on the anti-sealing space B side to the inner peripheral side. It consists of an inward flange 26b. The press-fit fixing portion 25 fixes the sealing device 1 by press-fitting and fitting the outer peripheral portion of the cylindrical portion 26 a of the metal ring 26 to the inner peripheral surface of the seal housing 2 with an appropriate tightening allowance. It has a function and a function as a gasket for sealing between the seal housing 2.

以上のように構成された図１の密封装置１によれば、回転軸３がＲ方向へ回転している時には、シールリング１０の内周面１０ａに形成された螺旋溝１０ｂが、流体を主シールリップ２１側へポンピングすることによるねじシール作用、及び主シールリップ２１のテーパ状内周面２１ｂに形成された傾斜突条２１ｃが、流体をエッジ部２１ａ側へポンピングすることによるねじシール作用を奏する。すなわち密封空間Ａから、反密封空間（機外）Ｂ側へ向けて主シールリップ２１の内周及びシールリング１０の内周を通過しようとする流体を密封空間Ａ側へ押し戻すので、優れた密封性能を奏する。また、ダストリップ２２は、反密封空間Ｂ側の大気中のダスト等が侵入するのを防止するものである。   According to the sealing device 1 of FIG. 1 configured as described above, when the rotary shaft 3 rotates in the R direction, the spiral groove 10b formed in the inner peripheral surface 10a of the seal ring 10 mainly supplies the fluid. Screw sealing action by pumping to the seal lip 21 side, and screw sealing action by the inclined protrusion 21c formed on the tapered inner peripheral surface 21b of the main seal lip 21 pumping fluid to the edge portion 21a side. Play. That is, since the fluid that is about to pass through the inner circumference of the main seal lip 21 and the inner circumference of the seal ring 10 is pushed back from the sealed space A toward the anti-sealed space (outside) B side, the sealed space A is excellent. Play performance. Further, the dust lip 22 prevents dust in the atmosphere on the anti-sealed space B side from entering.

シールリング１０は、ＰＴＦＥ等の低摩擦合成樹脂材からなるのに加え、その内周面１０ａが、回転軸３の外周面に対して締め代のない状態（スキマ嵌め）となっているので、回転軸３の回転時におけるシールリング１０の摺動トルクが極めて低いものとなる。一方、主シールリップ２１は、回転軸３の外周面に対して締め代をもっているが、主シールリップ２１のテーパ状内周面２１ｂに形成された傾斜突条２１ｃによるポンピング圧力よりも、シールリング１０の内周面１０ａに形成された螺旋溝１０ｂによるポンピング圧力のほうが大きいため、シールリング１０と主シールリップ２１との間の環状空間Ｃの圧力が上昇し、この圧力が、主シールリップ２１の緊迫力を低減する背圧としてテーパ状内周面２１ｂに作用するので、主シールリップ２１の摺動トルクも低減される。   Since the seal ring 10 is made of a low-friction synthetic resin material such as PTFE, the inner peripheral surface 10a thereof is in a state (tightening fit) with no tightening margin with respect to the outer peripheral surface of the rotary shaft 3. The sliding torque of the seal ring 10 during rotation of the rotary shaft 3 is extremely low. On the other hand, the main seal lip 21 has a tightening margin with respect to the outer peripheral surface of the rotary shaft 3, but the seal ring is more than the pumping pressure by the inclined protrusion 21 c formed on the tapered inner peripheral surface 21 b of the main seal lip 21. 10, the pumping pressure by the spiral groove 10 b formed on the inner peripheral surface 10 a is larger, so the pressure in the annular space C between the seal ring 10 and the main seal lip 21 rises, and this pressure is the main seal lip 21. Since it acts on the taper-shaped inner peripheral surface 21b as a back pressure that reduces the tension force, the sliding torque of the main seal lip 21 is also reduced.

また、回転軸３の停止時は、シールリング１０の内周面１０ａに形成された螺旋溝１０ｂによるポンピングが行われないので、主シールリップ２１の背圧がなくなって緊迫力が増大し、優れた密封性を維持することができる。   Further, when the rotary shaft 3 is stopped, pumping by the spiral groove 10b formed in the inner peripheral surface 10a of the seal ring 10 is not performed, so that the back pressure of the main seal lip 21 is eliminated and the tightening force is increased. The sealability can be maintained.

シールリング１０とその両側の主シールリップ２１及びダストリップ２２は、ベローズ状に形成された可撓部２４を介して、圧入固定部２５ひいては静止側のシールハウジング２に径方向変位可能に支持されているため、回転軸３が回転時に偏心運動するものである場合、シールリング１０、主シールリップ２１及びダストリップ２２は、可撓部２４の径方向屈伸変形を伴いながら、軸偏心に追随する。このため、回転軸３の偏心によるシールリング１０の部分的な摺動負荷の増大や、これに起因する偏摩耗が防止され、長期間にわたって優れた密封性能が維持される。   The seal ring 10 and the main seal lip 21 and the dust lip 22 on both sides thereof are supported by the press-fit fixing portion 25 and the stationary-side seal housing 2 via a bellows-like flexible portion 24 so as to be radially displaceable. Therefore, when the rotary shaft 3 is eccentric when rotating, the seal ring 10, the main seal lip 21, and the dust lip 22 follow the shaft eccentricity while accompanying the bending and stretching deformation of the flexible portion 24 in the radial direction. . For this reason, an increase in the partial sliding load of the seal ring 10 due to the eccentricity of the rotating shaft 3 and uneven wear due to this are prevented, and excellent sealing performance is maintained over a long period of time.

次に、図２は、本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。   Next, FIG. 2 is a half sectional view showing a second embodiment of the sealing device according to the present invention by cutting along a plane passing through the axis O.

図２の形態による密封装置１も、機器のシールハウジング２とその内周に挿通された回転軸３との間で、図中右側の密封空間（機内）Ａに存在する流体（例えばオイル）が図中左側の反密封空間（機外）Ｂへ漏洩するのを防止するもので、シールリング３０と、このシールリング３０の密封空間Ａ側に配置された主シールリップ４０と、シールリング３０の反密封空間Ｂ側に配置されたダストリップ５１とを備える。   2, the fluid (for example, oil) that exists in the sealed space (inside the machine) A on the right side in the figure is between the seal housing 2 of the device and the rotary shaft 3 inserted through the inner periphery thereof. It prevents leakage to the anti-sealed space (outside the machine) B on the left side of the figure. The seal ring 30, the main seal lip 40 disposed on the seal space A side of the seal ring 30, and the seal ring 30 And a dust lip 51 disposed on the anti-sealing space B side.

シールリング３０は、耐熱性、耐摩耗性に優れ、かつ摩擦係数の低いＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene：四フッ化エチレン樹脂）等の低摩擦合成樹脂材料で成形されたものであって、円筒面状の内周面３１ａが回転軸３の外周面に締め代のない状態で摺動可能に密接される摺動筒部３１と、その軸方向一端から外周側へ延びる可撓部３２と、更にその外周端部から円筒状に延びる外周嵌合部３３からなる。外周嵌合部３３は、後述するボディ５０の内周ガスケット部５４に圧入嵌着されている。   The seal ring 30 is formed of a low friction synthetic resin material such as PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethylene) having excellent heat resistance and wear resistance and a low friction coefficient, and has a cylindrical surface. A sliding cylindrical portion 31 in which a cylindrical inner peripheral surface 31a is slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 3 without tightening, a flexible portion 32 extending from one end in the axial direction to the outer peripheral side, and It consists of the outer periphery fitting part 33 extended cylindrically from the outer peripheral end part. The outer periphery fitting part 33 is press-fitted into an inner periphery gasket part 54 of the body 50 described later.

シールリング３０の摺動筒部３１の内周面３１ａには、螺旋溝３１ｂが形成されている。この螺旋溝３１ｂは、回転軸３がＲ方向へ回転した時に、軸周に接触している流体を主シールリップ４０側へポンピングする方向、すなわちＲ方向へ周回しながら主シールリップ４０側へ延びるように形成されている。   A spiral groove 31 b is formed on the inner peripheral surface 31 a of the sliding cylinder portion 31 of the seal ring 30. The spiral groove 31b extends to the main seal lip 40 side while circulating in the direction of pumping the fluid in contact with the shaft periphery to the main seal lip 40 side when the rotating shaft 3 rotates in the R direction. It is formed as follows.

主シールリップ４０は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、密封空間Ａ側を向くように延びて、先端内周のエッジ部４０ａが、回転軸３の外周面に対して適当な締め代をもって摺動可能に密接され、基部４１が、フランジ部材４２に一体的に加硫接着されている。フランジ部材４２は、金属板を打ち抜きプレス成形することによって製作されたもので、その外周筒部４２ａが、後述するボディ５０の内周ガスケット部５４に圧入嵌着されている。   The main seal lip 40 is formed of a rubber-like elastic material, extends so as to face the sealed space A, and the edge portion 40 a at the inner periphery of the tip is suitable for the outer peripheral surface of the rotating shaft 3. The base 41 is slidably in close contact with the tightening allowance, and is integrally vulcanized and bonded to the flange member 42. The flange member 42 is manufactured by punching and stamping a metal plate, and an outer peripheral cylindrical portion 42a thereof is press-fitted into an inner peripheral gasket portion 54 of the body 50 described later.

主シールリップ４０におけるエッジ部４０ａからシールリング３０側へ延びるテーパ状内周面４０ｂには、エッジ部４０ａに対して所定の傾斜角をなす多数の傾斜突条４０ｃが形成されており、その傾斜方向は、回転軸３がＲ方向へ回転した時に、軸周に接触している流体をエッジ部４０ａ側へポンピングする方向となっている。   The tapered inner peripheral surface 40b extending from the edge portion 40a to the seal ring 30 side of the main seal lip 40 is formed with a large number of inclined protrusions 40c having a predetermined inclination angle with respect to the edge portion 40a. The direction is a direction in which the fluid in contact with the shaft periphery is pumped toward the edge portion 40a when the rotary shaft 3 rotates in the R direction.

主シールリップ４０の傾斜突条４０ｃは、突出高さが低く、回転軸３に締め代をもって密接されるエッジ部４０ａでは殆ど潰れた状態になる程度のものであり、シールリング３０における摺動筒部３１の螺旋溝３１ｂに比較して著しく短い。このため、回転時に主シールリップ４０の傾斜突条４０ｃによって発生するポンピング力は、シールリング３０の螺旋溝３１ｂによって発生するポンピング力よりも小さなものとなる。   The inclined ridge 40c of the main seal lip 40 has a low protruding height and is almost crushed at the edge portion 40a that is in close contact with the rotary shaft 3 with a tightening margin. Compared with the spiral groove 31b of the part 31, it is remarkably short. For this reason, the pumping force generated by the inclined protrusion 40 c of the main seal lip 40 during rotation is smaller than the pumping force generated by the spiral groove 31 b of the seal ring 30.

参照符号５０は、ゴム状弾性材料で成形された環状のボディであって、補強用の金属環５２が一体的に埋設されている。金属環５２は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、円筒部５２ａと、その反密封空間Ｂ側の端部から内周側へ延びる内向きフランジ５２ｂからなる。そして、前記円筒部５２ａの外周側のゴム層は、シールハウジング２の内周面に適当な締め代をもって圧入嵌着される外周ガスケット部５３となっており、前記円筒部５２ａの内周側のゴム層は、シールリング３０の外周嵌合部３３及び主シールリップ４０におけるフランジ部材４２の外周筒部４２ａを密接状態に嵌合保持する内周ガスケット部５４となっている。   Reference numeral 50 is an annular body formed of a rubber-like elastic material, and a reinforcing metal ring 52 is integrally embedded therein. The metal ring 52 is manufactured by punching and pressing a metal plate, and includes a cylindrical portion 52a and an inward flange 52b extending from the end portion on the anti-sealing space B side to the inner peripheral side. The rubber layer on the outer peripheral side of the cylindrical portion 52a is an outer peripheral gasket portion 53 that is press-fitted to the inner peripheral surface of the seal housing 2 with an appropriate tightening allowance, and is provided on the inner peripheral side of the cylindrical portion 52a. The rubber layer is an inner peripheral gasket portion 54 that closely fits and holds the outer peripheral fitting portion 33 of the seal ring 30 and the outer peripheral cylindrical portion 42a of the flange member 42 in the main seal lip 40.

主シールリップ４０におけるフランジ部材４２の外周筒部４２ａは、ボディ５０における内周ガスケット部５４に、適当な締め代をもって嵌着される。シールリング３０の外周嵌合部３３は、前記内周ガスケット部５４に密嵌され、接着剤によって接着されるか、適当な回り止めが施される。   The outer peripheral cylindrical portion 42 a of the flange member 42 in the main seal lip 40 is fitted to the inner peripheral gasket portion 54 in the body 50 with an appropriate fastening allowance. The outer periphery fitting portion 33 of the seal ring 30 is tightly fitted to the inner periphery gasket portion 54 and is adhered by an adhesive or appropriate rotation prevention is performed.

ダストリップ５１は、ボディ５０の一部として形成されたものであって、すなわちゴム状弾性材料からなり、その基部は、金属環５２における内向きフランジ５２ｂに加硫接着され、外周ガスケット部５３及び内周ガスケット部５４と連続して成形されている。そして、このダストリップ５１は反密封空間Ｂ側を向くように延びており、その先端内周のエッジ部５１ａが、回転軸３の外周面に対して僅かな隙間をもって近接対向される。   The dust lip 51 is formed as a part of the body 50, that is, made of a rubber-like elastic material, and its base portion is vulcanized and bonded to the inward flange 52b in the metal ring 52, and the outer peripheral gasket portion 53 and It is formed continuously with the inner peripheral gasket portion 54. The dust lip 51 extends so as to face the anti-sealed space B, and the edge portion 51 a at the inner periphery of the tip is closely opposed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 with a slight gap.

以上のように構成された図２の密封装置１によれば、回転軸３がＲ方向へ回転している時には、シールリング３０における摺動筒部３１の螺旋溝１０ｂが、流体を主シールリップ４０側へポンピングすることによるねじシール作用、及び主シールリップ４０のテーパ状内周面４０ｂに形成された傾斜突条４０ｃが、流体をエッジ部４０ａ側へポンピングすることによるねじシール作用を奏する。すなわち密封空間Ａから、反密封空間（機外）Ｂ側へ向けて主シールリップ４０の内周及びシールリング３０の摺動筒部３１の内周を通過しようとする流体を、密封空間Ａ側へ押し戻すので、優れた密封性能を奏する。また、ダストリップ５１は、反密封空間Ｂ側の大気中のダスト等が侵入するのを防止するものである。   According to the sealing device 1 of FIG. 2 configured as described above, when the rotary shaft 3 rotates in the R direction, the spiral groove 10b of the sliding cylinder portion 31 in the seal ring 30 allows fluid to flow into the main seal lip. The screw sealing action by pumping to the 40 side and the inclined protrusion 40c formed on the tapered inner peripheral surface 40b of the main seal lip 40 provide the screw sealing action by pumping the fluid to the edge portion 40a side. That is, the fluid that is about to pass through the inner circumference of the main seal lip 40 and the inner circumference of the sliding cylinder portion 31 of the seal ring 30 from the sealed space A toward the anti-sealed space (outside the machine) B side. Because it pushes back to the top, it has excellent sealing performance. Further, the dust lip 51 prevents dust or the like in the atmosphere on the anti-sealed space B side from entering.

シールリング３０は、ＰＴＦＥ等の低摩擦合成樹脂材からなるのに加え、その摺動筒部３１の内周面３１ａが、回転軸３の外周面に対して締め代のない状態（スキマ嵌め）となっているので、回転軸３の回転時における前記摺動筒部３１の摺動トルクが極めて低いものとなる。一方、主シールリップ４０は、回転軸３の外周面に対して締め代をもっているが、主シールリップ４０のテーパ状内周面４０ｂに形成された傾斜突条４０ｃによるポンピング圧力よりも、シールリング３０の摺動筒部３１の螺旋溝３１ｂによるポンピング圧力のほうが大きいため、シールリング３０と主シールリップ４０との間の環状空間Ｃの圧力が上昇し、この圧力が、主シールリップ４０の緊迫力を低減する背圧としてテーパ状内周面４０ｂに作用するので、主シールリップ４０の摺動トルクも低減される。   The seal ring 30 is made of a low-friction synthetic resin material such as PTFE, and the inner peripheral surface 31a of the sliding cylinder portion 31 has no tightening margin with respect to the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 (clearance fitting). Therefore, the sliding torque of the sliding cylinder portion 31 when the rotating shaft 3 rotates is extremely low. On the other hand, the main seal lip 40 has a tightening margin with respect to the outer peripheral surface of the rotary shaft 3, but the seal ring is larger than the pumping pressure by the inclined protrusion 40c formed on the tapered inner peripheral surface 40b of the main seal lip 40. Since the pumping pressure by the spiral groove 31b of the sliding cylindrical portion 31 of 30 is larger, the pressure of the annular space C between the seal ring 30 and the main seal lip 40 is increased, and this pressure is the tightness of the main seal lip 40. Since it acts on the tapered inner peripheral surface 40b as a back pressure for reducing the force, the sliding torque of the main seal lip 40 is also reduced.

また、回転軸３の停止時は、シールリング３０における摺動筒部３１の内周面３１ａに形成された螺旋溝３１ｂによるポンピングが行われないので、主シールリップ４０の背圧がなくなって緊迫力が増大し、優れた密封性を維持することができる。   Further, when the rotary shaft 3 is stopped, pumping by the spiral groove 31b formed in the inner peripheral surface 31a of the sliding cylinder portion 31 in the seal ring 30 is not performed. The force is increased and excellent sealing performance can be maintained.

シールリング３０における摺動筒部３１は、ベローズ状に形成された可撓部３２を介して、ボディ５０ひいては静止側のシールハウジング２に径方向変位可能に支持されているため、回転軸３が回転時に偏心運動するものである場合、前記摺動筒部３１は、可撓部３２の径方向屈伸変形を伴いながら、軸偏心に追随することができる。また、主シールリップ４０及びダストリップ５１は、ゴム状弾性材料からなるため、その弾性によって軸偏心に追随することができる。したがって、回転軸３の偏心による摺動筒部３１の部分的な摺動負荷の増大や、これに起因する偏摩耗が防止され、長期間にわたって優れた密封性能が維持される。   The sliding cylinder portion 31 in the seal ring 30 is supported by the body 50 and thus the stationary-side seal housing 2 via the flexible portion 32 formed in a bellows shape so as to be radially displaceable. In the case of an eccentric motion at the time of rotation, the sliding cylinder portion 31 can follow the shaft eccentricity while accompanying the bending and stretching deformation of the flexible portion 32 in the radial direction. Moreover, since the main seal lip 40 and the dust lip 51 are made of a rubber-like elastic material, the elasticity can follow the shaft eccentricity. Therefore, an increase in the partial sliding load of the sliding cylinder portion 31 due to the eccentricity of the rotating shaft 3 and uneven wear due to this are prevented, and excellent sealing performance is maintained over a long period of time.

本発明に係る密封装置の第一の形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。It is a half sectional view which cuts and shows the 1st form of the sealing device concerning the present invention by the plane which passes along an axis. 本発明に係る密封装置の第二の形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。It is a half sectional view which cuts and shows the 2nd form of the sealing device concerning the present invention by the plane which passes along an axis. 従来のオイルシールを、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。It is a half cross-sectional view showing a conventional oil seal by cutting along a plane passing through an axis.

符号の説明Explanation of symbols

１ 密封装置
２ シールハウジング（静止側）
３ 回転軸（回転体）
１０ シールリング
１０ａ 内周面
１０ｂ 螺旋溝
２０ シール本体
２１ 主シールリップ
２２ ダストリップ
２３ シールリング保持部
２４ 可撓部
２５ 圧入固定部
２６ 金属環
３０ シールリング
３１ 摺動筒部
３１ａ 内周面
３１ｂ 螺旋溝
３２ 可撓部
３３ 外周嵌合部
４０ 主シールリップ
４０ｃ 傾斜突条
４１ 基部
４２ フランジ部材
５０ ボディ
５１ ダストリップ
５２ 金属環
５３ 外周ガスケット部
５４ 内周ガスケット部
Ａ 密封空間
Ｂ 反密封空間
Ｏ 軸心 1 Sealing device 2 Seal housing (stationary side)
3 Rotating shaft (Rotating body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Seal ring 10a Inner peripheral surface 10b Spiral groove | channel 20 Seal main body 21 Main seal lip 22 Dustrip 23 Seal ring holding | maintenance part 24 Flexible part 25 Press fit fixing | fixed part 26 Metal ring 30 Seal ring 31 Sliding cylinder part 31a Inner peripheral surface 31b Spiral Groove 32 Flexible portion 33 Outer peripheral fitting portion 40 Main seal lip 40c Inclined protrusion 41 Base portion 42 Flange member 50 Body 51 Dustrip 52 Metal ring 53 Outer peripheral gasket portion 54 Inner peripheral gasket portion A Sealing space B Anti-sealing space O Axis center

Claims (2)

円筒面状の内周面（１０ａ，３１ａ）が回転体（３）の外周面に締め代のない状態で摺動可能に密接される合成樹脂製のシールリング（１０，３０）と、このシールリング（１０，３０）の密封空間（Ａ）側にあって、前記回転体（３）の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接される主シールリップ（２１，４０）とを備え、前記シールリング（１０，３０）の内周面（１０ａ，３１ａ）に、前記回転体（３）の回転によって流体を前記主シールリップ（２１，４０）側へポンピングする螺旋溝（１０ｂ，３１ｂ）が形成されたことを特徴とする密封装置。   A cylindrical ring-shaped inner peripheral surface (10a, 31a) and a synthetic resin seal ring (10, 30), which are slidably in close contact with the outer peripheral surface of the rotating body (3) without any interference, and this seal A main seal lip (21, 40) on the side of the sealed space (A) of the ring (10, 30) and slidably brought into close contact with the outer peripheral surface of the rotating body (3) with an appropriate tightening margin; The spiral grooves (10b, 31b) for pumping the fluid toward the main seal lip (21, 40) by the rotation of the rotating body (3) on the inner peripheral surfaces (10a, 31a) of the seal ring (10, 30). ) Is formed. シールリング（１０，３０）の摺動部が、静止側（２）に可撓部（２４，３２）を介して偏心可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。   The sealing device according to claim 1, characterized in that the sliding part of the seal ring (10, 30) is supported eccentrically on the stationary side (2) via the flexible part (24, 32).
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