JP2006029518A

JP2006029518A - Dust seal

Info

Publication number: JP2006029518A
Application number: JP2004212082A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Abe; 良行阿部; Manabu Hirano; 学平野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dust seal for developing foreign matter entry preventing function and sealed fluid leakage preventing function for a long period by stabilizing the curvature radius of a sliding portion at the front end of a dust lip. <P>SOLUTION: The dust lip 11 has a small diameter portion 11a with a curvature radius R1 and a large diameter portion 11b with a curvature radius R2 at the front end on a sealed region side. It is set that the small diameter portion 11a is only slid relative to another member in an initial working condition and as sliding wear somewhat proceeds with the elapse of time, the large diameter portion 11b is slid relative to another member. The R1 is set to sufficiently develop both foreign matter entry preventing function and oil leakage preventing function, and the R2 is set to be greater than the R1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、相対的に往復移動する２部材間の隙間をシールするダストシールに関するものである。 The present invention relates to a dust seal that seals a gap between two members that reciprocate relatively.

この種の従来例に係るダストシールについて、図１０〜図１３を参照して説明する。図１０は従来例に係るダストシールの模式的断面図である。図１１は各種公知例に係るダストリップの模式的断面図である。図１２はダストシールの接触圧力分布のイメージ図である。図１３はダストリップ先端の形状に応じた接触圧力分布図である。 A dust seal according to this type of conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a dust seal according to a conventional example. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a dust lip according to various known examples. FIG. 12 is an image diagram of the contact pressure distribution of the dust seal. FIG. 13 is a contact pressure distribution diagram corresponding to the shape of the dust lip tip.

ダストシール４００は、補強環４０２と、補強環４０２に焼付け固定されたシール本体４０１とを備える。シール本体４０１は、ダストリップ４０１ａとオイルリップ４０１ｂとを備える。オイルリップ４０１ｂは、主として、オイルが大気側に漏れるのを防止する機能を発揮する。ダストリップ４０１ａは、大気側から異物（埃や塵など）が密封領域側に侵入することを防止すると共に、オイルリップ４０１ｂから漏れ出たオイルが大気側に漏れてしまうことを防止する機能を発揮する。 The dust seal 400 includes a reinforcing ring 402 and a seal body 401 that is baked and fixed to the reinforcing ring 402. The seal body 401 includes a dust lip 401a and an oil lip 401b. The oil lip 401b mainly functions to prevent oil from leaking to the atmosphere side. The dust lip 401a functions to prevent foreign matters (dust, dust, etc.) from entering the sealed area from the atmosphere side and to prevent oil leaking from the oil lip 401b from leaking to the atmosphere side. To do.

このように、ダストリップ４０１ａには、異物の侵入を防止する機能と、オイルの漏れを防止する機能が要求される。これら２つの機能の優劣は、主として、ダストリップ先端の形状により定まる（特に、ダストリップ先端の摺動する部分のうち大気側の圧力分布が影響する）。すなわち、ダストリップ先端の曲率半径を小さくするほど、異物侵入防止機能は高まるがオイル漏れ防止機能は低下してしまう。一方、ダストリップ先端の曲率半径を大きくするほど、オイル漏れ防止機能は高まるが異物侵入防止機能は低下してしまう。 As described above, the dust lip 401a is required to have a function of preventing entry of foreign matter and a function of preventing oil leakage. The superiority or inferiority of these two functions is mainly determined by the shape of the dust lip tip (particularly, the pressure distribution on the atmosphere side of the sliding portion of the dust lip tip is affected). That is, as the radius of curvature at the tip of the dust lip is reduced, the foreign matter intrusion prevention function is enhanced, but the oil leakage prevention function is lowered. On the other hand, as the radius of curvature at the tip of the dust lip increases, the oil leakage prevention function increases, but the foreign matter intrusion prevention function decreases.

この点について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３において、黒く塗り潰した部分は接触圧力の分布を示している。図中Ｓはダストリップ先端が接触する接触面であり、ｙ軸は接触圧力を示している。また、図中、角度αは、接触圧力の分布勾配に相当する。そして、図１３（ａ）はダストリップ先端にＲ０．５の曲面部を有する場合の接触圧力の分布を示している。図１３（ｂ）はダストリップ先端にＲ０．２の曲面部を有する場合の接触圧力の分布を示している。図１３（ｃ）はダストリップ先端がエッジの場合（つまりＲ０（シャープリップ）の場合）の接触圧力の分布を示している。 This point will be described with reference to FIGS. In FIGS. 12 and 13, black portions indicate the distribution of contact pressure. In the figure, S is a contact surface with which the tip of the dust lip contacts, and the y-axis indicates the contact pressure. In the figure, the angle α corresponds to the contact pressure distribution gradient. FIG. 13A shows the distribution of contact pressure in the case where the tip of the dust lip has a curved surface portion of R0.5. FIG. 13B shows the distribution of contact pressure in the case where a curved surface portion of R0.2 is provided at the tip of the dust lip. FIG. 13C shows the distribution of contact pressure when the tip of the dust lip is an edge (that is, when it is R0 (sharp lip)).

相対的に往復移動する相手部材に対して接触するダストリップの場合には、ダストリップ先端の磨耗を防止するために、ダストリップ先端が摺動する部分に油膜を形成させる必要がある。そのため、密封領域側からダストリップ側に、ある程度オイルを漏らしている。しかし、大気側へのオイル漏れを抑制するためには、ダストシールが相手部材に対して相対的に大気側に移動する際に、オイルを密封領域側に十分に戻せるようにする必要がある。つまり、オイルを外部に掻き出さないようにする必要がある。 In the case of a dust lip that contacts a relatively reciprocating member, it is necessary to form an oil film at a portion where the dust lip tip slides in order to prevent wear of the dust lip tip. Therefore, some oil is leaked from the sealed region side to the dust lip side. However, in order to suppress oil leakage to the atmosphere side, it is necessary to be able to sufficiently return the oil to the sealed region side when the dust seal moves to the atmosphere side relative to the counterpart member. That is, it is necessary not to scrape the oil to the outside.

そして、図１３から分かるように、ダストリップ先端の曲率半径が大きくなるほど、接触圧力の分布勾配（角度α）は小さくなり（α１＜α２＜α３）、接触圧力の最大値も小さくなる。そのため、接触圧力の分布勾配が小さいほど、ダストシールと相手部材が相対的に往復移動した場合に、ダストリップ先端を通過する油膜の厚みが厚くなる。従って、相手部材に形成された油膜を密封流体側に戻す量が多くなり、オイル漏れは少なくなる。しかし、油膜に付着した異物を密封流体側に引き込みやすくなってしまう。一方、接触圧力の分布勾配が大きいほど、ダストシールと相手部材が相対的に往復移動した場合に、ダストリップ先端を通過する油膜の厚みが薄くなる。そのため、相手部材に形成された油膜
を密封流体側に戻す量が少なくなり、オイル漏れは多くなる。しかし、油膜に付着した異物を密封流体側に引き込みにくくすることができる。 As can be seen from FIG. 13, as the radius of curvature of the tip of the dust lip increases, the contact pressure distribution gradient (angle α) decreases (α1 <α2 <α3), and the maximum value of the contact pressure also decreases. Therefore, the smaller the distribution gradient of the contact pressure, the thicker the oil film that passes through the tip of the dust lip when the dust seal and the counterpart member reciprocate relatively. Therefore, the amount of returning the oil film formed on the counterpart member to the sealed fluid side is increased, and oil leakage is reduced. However, it becomes easy for foreign matter adhering to the oil film to be drawn into the sealed fluid side. On the other hand, as the contact pressure distribution gradient increases, the thickness of the oil film that passes through the tip of the dust lip decreases when the dust seal and the mating member relatively reciprocate. Therefore, the amount of returning the oil film formed on the counterpart member to the sealed fluid side is reduced, and oil leakage is increased. However, it is possible to make it difficult for foreign matter attached to the oil film to be drawn into the sealed fluid side.

以上のことから、例えば、図１１（ａ）に示すように、ダストリップ先端の形状が４５°の角度で相手部材に接触するエッジ形状のものや、図１１（ｂ）に示すように、ダストリップ先端の形状が９０°の角度で相手部材に接触するエッジ形状のものは、異物侵入防止機能は優れるが、オイル漏れ防止機能は劣る。一方、図１１（ｄ）に示すように、ダストリップ先端に大きな曲率半径（Ｒ０．５）の曲面部を有するものは、オイル漏れ防止機能は優れるが、異物侵入防止機能は劣る。 From the above, for example, as shown in FIG. 11 (a), the tip of the dust lip has an edge shape that contacts the mating member at an angle of 45 °, or as shown in FIG. 11 (b). An edge shape in which the shape of the end of the strip is in contact with the mating member at an angle of 90 ° is excellent in the foreign matter intrusion preventing function but inferior in the oil leakage preventing function. On the other hand, as shown in FIG. 11 (d), the one having a curved surface portion with a large radius of curvature (R0.5) at the tip of the dust strip is excellent in the oil leakage prevention function but inferior in the foreign matter intrusion prevention function.

従って、いずれか一方の機能が特に要求され、他方の機能があまり要求されない場合には、上記のような形状のものを適宜採用することができる。しかしながら、いずれの機能も要求される場合には、上記のような形状のものは不適当である。従来、いずれの機能も満たすために、ダストリップ先端に比較的小さな曲率半径の曲面部を有するもの（例えば、図１１（ｃ）に示すようにダストリップ先端にＲ０．２の曲面部を有するもの）を用いていた。 Accordingly, when one of the functions is particularly required and the other function is not so required, the above-mentioned shape can be appropriately employed. However, when any function is required, the shape as described above is inappropriate. Conventionally, in order to satisfy any of the functions, the tip of the dust lip has a curved surface portion with a relatively small radius of curvature (for example, the one having a curved surface portion of R0.2 at the tip of the dust lip as shown in FIG. 11C). ) Was used.

しかしながら、ダストリップ先端に比較的小さな曲率半径の曲面部を有するものは、磨耗により、ダストリップ先端は早期にエッジ形状となってしまう。従って、このようなダストリップは、初期の段階では、オイル漏れ防止機能も異物侵入防止機能も優れているが、比較的早期にオイル漏れ防止機能が劣化してしまう。 However, those that have a curved surface portion with a relatively small radius of curvature at the tip of the dust lip will have an edge shape at an early stage due to wear. Therefore, such a dust lip is excellent in both the oil leakage prevention function and the foreign substance entry prevention function in the initial stage, but the oil leakage prevention function deteriorates relatively early.

なお、関連する公知技術として、特許文献１に開示されたものがある。
特開２００１−３５５７３９号公報 In addition, there exists a thing disclosed by patent document 1 as a related well-known technique.
JP 2001-355739 A

本発明の目的は、ダストリップ先端の摺動部分の曲率半径の安定化を図ることで、長期にわたり、異物侵入防止機能を発揮させ、かつ密封流体漏れ防止機能も発揮させることである。 An object of the present invention is to stabilize the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip so as to exhibit a foreign matter intrusion preventing function and a sealed fluid leakage preventing function over a long period of time.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

すなわち、本発明は、往復移動用のダストシールのダストリップ先端における相手部材に対して接触する領域に、曲率半径が異なる部分を設ける構成を採用した。そして、曲率半径が異なっている部分については、大気側の方が、曲率半径が大きくなるようにした。 That is, the present invention employs a configuration in which a portion having a different radius of curvature is provided in a region in contact with the mating member at the tip of the dust lip of the dust seal for reciprocating movement. And about the part from which a curvature radius differs, the curvature radius was made larger on the atmosphere side.

なお、「接触する領域」とは、ダストリップ先端が初期の状態からある程度磨耗した状態となるまでに接触し得る領域を意味するものであり、現に接触（摺動）している領域のみを意味するものではない。以下、同様である。 The “contact area” means an area where the tip of the dust lip can come into contact with the wearer to some extent from the initial state, and means only the area that is actually in contact (sliding). Not what you want. The same applies hereinafter.

本発明の構成によれば、長期にわたり、異物侵入防止機能を発揮させ、かつ密封流体漏れ防止機能も発揮させることが可能となる。その理由は、次の通りである。すなわち、ダストリップ先端は、経時的な磨耗に伴い形状が変化していく。ダストリップ先端が一定の曲率半径の曲面を有する形状の場合には、経時的な磨耗に伴い、ダストリップ先端の摺動部分の曲率半径は徐々に小さくなる。従って、特に、密封流体漏れ防止機能は経時的に低下していく。これに対して、曲率半径の異なる部分があり、大気側に曲率半径が大きい部分がある場合には、磨耗が曲率半径の大きな部分に達するまでは、摺動部分の曲率半径は徐々に小さくなるが、磨耗が曲率半径の大きな部分に達すると、摺動部分の曲率半径は大
きくなる。このように、本発明の構成によれば、ダストリップ先端の摺動部分が経時的に磨耗しても、当該摺動部分の曲率半径が小さくなってしまうことを抑制することができる。これにより、ダストリップ先端の摺動部分の曲率半径の安定化を図ることができ、長期にわたり、異物侵入防止機能を発揮させ、かつ密封流体漏れ防止機能も発揮させることが可能となる。 According to the configuration of the present invention, it is possible to exhibit a foreign matter intrusion preventing function and also a sealed fluid leakage preventing function over a long period of time. The reason is as follows. That is, the shape of the tip of the dust lip changes with wear over time. When the tip of the dust lip has a curved surface with a constant radius of curvature, the radius of curvature of the sliding portion of the tip of the dust lip gradually decreases with wear over time. Therefore, in particular, the sealing fluid leakage preventing function is deteriorated with time. On the other hand, if there are parts with different curvature radii and there is a part with a large curvature radius on the atmosphere side, the radius of curvature of the sliding part gradually decreases until wear reaches a part with a large curvature radius. However, when the wear reaches a portion with a large radius of curvature, the radius of curvature of the sliding portion increases. As described above, according to the configuration of the present invention, even if the sliding portion at the tip of the dust lip is worn over time, it is possible to suppress the curvature radius of the sliding portion from being reduced. As a result, the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip can be stabilized, and the foreign substance intrusion preventing function can be exhibited and the sealed fluid leakage preventing function can be exhibited over a long period of time.

より具体的な本発明のダストシールは、
相対的に往復移動する２部材間の隙間に配設されると共に、
２部材のうちの一方の部材に対して摺動自在に設けられ、大気側から密封領域側への異物の侵入を防止し、かつ、密封領域側から大気側への密封流体の漏れを防止するダストリップを備えるダストシールにおいて、
前記ダストリップの先端には、前記一方の部材に対して接触する領域のうち、密封領域側と大気側とで曲率半径が異なっている部分を有しており、大気側の方が、曲率半径が大きいことを特徴とする。 More specifically, the dust seal of the present invention is:
It is disposed in a gap between two members that reciprocate relatively,
Provided slidably with respect to one of the two members, prevents foreign matter from entering the sealed region side from the atmosphere side, and prevents leakage of the sealing fluid from the sealed region side to the atmosphere side. In dust seal with dust lip,
The tip of the dust lip has a portion having a radius of curvature different between the sealed region side and the atmosphere side of the region in contact with the one member, and the atmosphere side has a radius of curvature. Is large.

本発明の構成によれば、大気側に曲率半径が大きな部分を有するため、ダストリップ先端の摺動部分が経時的に磨耗しても、当該摺動部分の曲率半径が小さくなってしまうことを抑制することができる。 According to the configuration of the present invention, since there is a portion with a large curvature radius on the atmosphere side, even if the sliding portion at the tip of the dust lip wears with time, the curvature radius of the sliding portion becomes small. Can be suppressed.

ここで、前記ダストリップの先端における前記一方の部材に対する接触領域は、
密封領域側から大気側に向かって曲率半径が段階的に大きくなっており、曲率半径の異なる部分同士の境界部は滑らかに繋がっているとよい。 Here, the contact area for the one member at the tip of the dust lip is
It is preferable that the radius of curvature gradually increases from the sealed region side toward the atmosphere side, and the boundary portion between portions having different curvature radii is smoothly connected.

本発明によれば、ダストリップ先端の摺動部分の曲率半径は、経時的な磨耗により徐々に小さくなっていくが、当該摺動部分が曲率半径の大きな部分に達する度に、再び、当該摺動部分の曲率半径を大きくすることができる。また、本発明の構成によれば、曲率半径の異なる部分同士の境界部は滑らかに繋がっているので、ダストリップの摺動性に悪影響を与えることはない。 According to the present invention, the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip gradually decreases due to wear over time, but each time the sliding portion reaches a portion with a large curvature radius, the sliding radius is again increased. The radius of curvature of the moving part can be increased. In addition, according to the configuration of the present invention, the boundary portion between the portions having different curvature radii is smoothly connected, so that the slidability of the dust strip is not adversely affected.

また、前記ダストリップの先端における前記一方の部材に対する接触領域は、
密封領域側から大気側に向かって曲率半径が無段階に連続的に大きくなっていることも好適である。 In addition, the contact area for the one member at the tip of the dust lip is
It is also preferable that the radius of curvature continuously increases steplessly from the sealed region side toward the atmosphere side.

本発明によれば、ダストリップ先端の摺動部分が経時的に磨耗するにつれて、当該摺動部分は、より曲率半径の大きな部分に移行していくので、当該摺動部分の曲率半径が小さくなってしまうことを更に抑制できる。 According to the present invention, as the sliding portion at the tip of the dust lip wears with time, the sliding portion shifts to a portion with a larger curvature radius, so the curvature radius of the sliding portion becomes smaller. Can be further suppressed.

以上説明したように、本発明によれば、ダストリップ先端の摺動部分の曲率半径の安定化を図ることができ、長期にわたり、異物侵入防止機能を発揮させ、かつ密封流体漏れ防止機能も発揮させることができる。 As described above, according to the present invention, the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip can be stabilized, and the foreign matter intrusion preventing function can be exhibited over a long period of time, and the sealed fluid leakage preventing function is also exhibited. Can be made.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .

図１〜図３を参照して、本発明の実施例１に係るダストシールについて説明する。図１
は本発明の実施例に係るダストシールの模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係るダストシールの使用例を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例１に係るダストシールのダストリップ部分の模式的断面図である。 With reference to FIGS. 1-3, the dust seal which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated. FIG.
These are typical sectional drawings of the dust seal concerning the example of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a usage example of the dust seal according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the dust strip portion of the dust seal according to the first embodiment of the present invention.

＜ダストシールの使用例＞
図２を参照して、ダストシールの使用例を説明する。図２はロッドシールシーリングシステムの模式的断面図である。図示のように、軸１００とハウジング２００との間の環状隙間に、ダストシール１と、バッファリング２と、ロッドシール３と、ブッシュ４が配設される。このシステムにおいては、ダストシール１は主として大気側からの異物の侵入を防止する役割を担い、バッファリング２は主として密封領域側からの圧力を低減する役割を担い、ロッドシール３は主として密封流体であるオイルの漏れを防止する役割を担い、ブッシュ４は主として軸受けとしての役割を担っている。なお、システムの長寿命化を図るために、耐熱性，耐磨耗性、及び耐油性の観点から、各部材はそれぞれ異なる材料により構成されている。 <Usage example of dust seal>
With reference to FIG. 2, the usage example of a dust seal is demonstrated. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a rod seal sealing system. As illustrated, a dust seal 1, a buffer ring 2, a rod seal 3, and a bush 4 are disposed in an annular gap between the shaft 100 and the housing 200. In this system, the dust seal 1 mainly plays a role of preventing intrusion of foreign matters from the atmosphere side, the buffer ring 2 mainly plays a role of reducing pressure from the sealed region side, and the rod seal 3 is mainly a sealed fluid. The bush 4 plays a role of preventing oil leakage, and mainly serves as a bearing. In order to extend the life of the system, each member is made of a different material from the viewpoints of heat resistance, wear resistance, and oil resistance.

＜ダストシール全体の説明＞
ダストシール１は、補強環２０と、補強環２０に焼付け固定されたシール本体１０とを備える。シール本体１０は、ダストリップ１１とオイルリップ１２とを備える。オイルリップ１２は、主として、（ロッドシール３から漏れ出た）オイルが大気側に漏れるのを防止する機能を発揮する。ダストリップ１１は、大気側から異物（埃や塵など）が密封領域側に侵入することを防止すると共に、オイルリップ１２から漏れ出たオイルが大気側に漏れてしまうことを防止する機能を発揮する。 <Description of the entire dust seal>
The dust seal 1 includes a reinforcing ring 20 and a seal body 10 that is baked and fixed to the reinforcing ring 20. The seal body 10 includes a dust lip 11 and an oil lip 12. The oil lip 12 mainly exhibits a function of preventing oil (leaked from the rod seal 3) from leaking to the atmosphere side. The dust lip 11 exhibits a function of preventing foreign matter (dust, dust, etc.) from entering the sealed area side from the atmosphere side and preventing oil leaking from the oil lip 12 from leaking to the atmosphere side. To do.

本実施例に係るダストシール１は、例えば、建設機械のように、屋外で使用され、泥や土砂などの異物が侵入する可能性のあるような厳しい環境下でも好適に用いられる。そのため、上記の通り、補強環２０が備えられている。この補強環２０は、図２に示すように、ハウジング２００などに嵌合により組み込まれ、外周部からの異物の侵入を防止すると共に、シール本体１０を確実に位置決め固定する機能を発揮する。ただし、使用される環境条件によっては、この補強環２０はなくても良い。 The dust seal 1 according to the present embodiment is used outdoors, for example, like a construction machine, and is preferably used even in a severe environment where foreign matters such as mud and earth and sand may enter. Therefore, as described above, the reinforcing ring 20 is provided. As shown in FIG. 2, the reinforcing ring 20 is incorporated into the housing 200 by fitting, and prevents the intrusion of foreign matter from the outer peripheral portion, and exhibits the function of reliably positioning and fixing the seal body 10. However, the reinforcing ring 20 may not be provided depending on the environmental conditions used.

また、本実施例においては、シール本体１０の材料として、ポリウレタン材料を採用している。ポリウレタン材料は、一般的に材料強度が高く、ヤング率が高いため、緊迫力を大きくすることができるという利点がある。そのため、異物侵入防止機能を高めることができる。また、ポリウレタン材料は、ニトリルゴムやフッ素ゴムに比べて、耐磨耗性に優れており、締め代の減少を抑制できるという利点もある。なお、ダストリップ１１は、締め代により相手部材（上記例の場合、軸１００）に対して緊迫力（面圧の合計（積分値））が発生し、異物の侵入を防止する。 In this embodiment, a polyurethane material is employed as the material of the seal body 10. A polyurethane material generally has a high material strength and a high Young's modulus, and thus has an advantage that the tension can be increased. Therefore, the foreign substance intrusion prevention function can be enhanced. Polyurethane materials are also superior in wear resistance compared to nitrile rubber and fluororubber, and have the advantage of being able to suppress a reduction in fastening allowance. The dust lip 11 generates a tightening force (total surface pressure (integrated value)) against the mating member (in the above example, the shaft 100) due to the tightening allowance, and prevents foreign matter from entering.

ここで、異物侵入防止機能やオイル漏れ防止機能（密封流体漏れ防止機能）の優劣は、ダストリップ１１の先端の形状により定まり、特に、ダストリップ１１の先端の摺動部分における面圧分布に影響されることは、背景技術の中で説明した通りである。また、ダストリップ１１の先端の摺動部分の曲率半径が小さいほど、異物侵入防止機能は高まるがオイル漏れ防止機能は低下してしまい、当該摺動部分の曲率半径が大きいほど、オイル漏れ防止機能は高まるが異物侵入防止機能は低下してしまうことについても、背景技術の中で説明した通りである。 Here, the superiority or inferiority of the foreign matter intrusion prevention function or the oil leakage prevention function (sealed fluid leakage prevention function) is determined by the shape of the tip of the dust lip 11, and particularly affects the surface pressure distribution at the sliding portion of the tip of the dust lip 11. What is done is as described in the background art. Further, the smaller the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip 11 is, the higher the foreign matter intrusion preventing function is, but the oil leakage preventing function is lowered. The larger the radius of curvature of the sliding portion is, the more oil leakage preventing function is. As described in the background art, however, the foreign matter intrusion prevention function is reduced.

＜ダストリップの詳細説明＞
特に、図３を参照して、ダストリップ１１について、更に詳細に説明する。本実施例では、ダストリップ１１の先端における、相手部材（上記例では軸１００）に対して接触する領域に曲率半径の異なる部分を設けている。ただし、「接触する領域」とは現に摺動し
ている領域を意味するものではない。つまり、上記の通り、ダストリップ１１の先端は、経時的に磨耗するため、摺動する部分は経時的に変化する。そこで、本実施例においては、上記の「接触する領域」とは、ダストリップ先端が初期の状態からある程度磨耗した状態となるまでに接触し得る領域を意味する。 <Details of Dustrip>
In particular, the dust lip 11 will be described in more detail with reference to FIG. In the present embodiment, a portion having a different radius of curvature is provided in a region in contact with the mating member (the shaft 100 in the above example) at the tip of the dust strip 11. However, the “contact area” does not mean an actually sliding area. That is, as described above, the tip of the dust lip 11 wears with time, and the sliding portion changes with time. Therefore, in the present embodiment, the above-mentioned “contact area” means an area in which the tip of the dust lip can come into contact with the wearer to some extent from the initial state.

本実施例では、ダストリップ１１の先端に、密封領域側に曲率半径Ｒ１の小径部１１ａと曲率半径Ｒ２の大径部１１ｂを設けている。使用初期状態においては、小径部１１ａの部分のみが相手部材に対して摺動するように設定されている。そして、経時的に、ある程度、摺動磨耗が進行すると、大径部１１ｂが相手部材に対して摺動するように設定されている。ここで、Ｒ１は、異物侵入防止機能とオイル漏れ防止機能がいずれも十分に発揮するように設定される（例えば、Ｒ１＝０．２）。一方、Ｒ２はＲ１よりも大きくなるように設定される（例えば、Ｒ２＝０．５）。 In this embodiment, at the tip of the dust lip 11, a small diameter portion 11a having a curvature radius R1 and a large diameter portion 11b having a curvature radius R2 are provided on the sealing region side. In the initial use state, only the small diameter portion 11a is set to slide with respect to the counterpart member. And when sliding wear advances to some extent over time, the large diameter portion 11b is set to slide with respect to the counterpart member. Here, R1 is set so that both the foreign matter intrusion prevention function and the oil leakage prevention function are sufficiently exhibited (for example, R1 = 0.2). On the other hand, R2 is set to be larger than R1 (for example, R2 = 0.5).

本実施例に係るダストシール１の構成によれば、初期状態においては、小径部１１ａが相手部材に対して摺動するため、異物侵入防止機能とオイル漏れ防止機能がいずれも十分に発揮する。そして、経時的にダストリップ１１先端の摺動部分が磨耗するにつれて、摺動部分の曲率半径は小さくなる。そのため、オイル漏れ防止機能は徐々に低下していく。しかし、ある程度磨耗が進行し、磨耗が大径部１１ｂに達すると、摺動部分も大径部１１ｂに達する。これにより、ダストリップ１１の先端の摺動部分の曲率半径は再び大きくなる。ただし、このときの曲率半径はＲ２になるのではなく、曲率半径Ｒ２の部分が少し磨耗した状態の曲率半径となる。より具体的には、曲率半径は、エッジ（Ｒ＝０）とＲ２の中間程度となる。 According to the configuration of the dust seal 1 according to the present embodiment, since the small-diameter portion 11a slides with respect to the mating member in the initial state, both the foreign matter intrusion preventing function and the oil leakage preventing function are sufficiently exhibited. As the sliding portion at the tip of the dust lip 11 wears with time, the radius of curvature of the sliding portion decreases. Therefore, the oil leakage prevention function gradually decreases. However, when the wear proceeds to some extent and the wear reaches the large diameter portion 11b, the sliding portion also reaches the large diameter portion 11b. Thereby, the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip 11 is increased again. However, the radius of curvature at this time is not R2, but is a radius of curvature in a state where the radius of curvature R2 is slightly worn. More specifically, the radius of curvature is approximately between the edges (R = 0) and R2.

以上のように、本実施例によれば、ダストリップ１１の先端における摺動部分の曲率半径が経時的に小さくなっていくことを抑制することができる。従って、長期にわたり、異物侵入防止機能を発揮させ、かつオイル漏れ防止機能も発揮させることが可能となる。また、本実施例においては、小径部１１ａと大径部１１ｂの境界部を滑らかに繋げるようにしているので、ダストリップ１１の摺動性に悪影響を与えることはない。なお、本実施例では、曲率半径の異なる部分を２段階に分ける構成を示したが、曲率半径の異なる部分を３段階以上に分ける構成を採用できることは言うまでもない。また、本実施例では、オイルリップを備えたダストシールを例にして説明したが、本実施例の特徴的な構成であるダストリップを、オイルリップを備えていないタイプのダストシールにも応用できることは言うまでもない。 As described above, according to this embodiment, it is possible to suppress the curvature radius of the sliding portion at the tip of the dust lip 11 from decreasing with time. Therefore, it is possible to exhibit the foreign matter intrusion preventing function and the oil leakage preventing function over a long period of time. Further, in this embodiment, since the boundary portion between the small diameter portion 11a and the large diameter portion 11b is smoothly connected, the slidability of the dust strip 11 is not adversely affected. In the present embodiment, the configuration in which the portions having different curvature radii are divided into two stages is shown. Needless to say, the configuration in which the portions having different curvature radii are divided into three or more stages can be adopted. Further, in this embodiment, the dust seal provided with the oil lip has been described as an example. However, it is needless to say that the dust lip which is a characteristic configuration of the present embodiment can be applied to a dust seal having no oil lip. Yes.

図４には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、曲率半径の異なる部分を段階的に分ける場合の構成を説明したが、本実施例では、曲率半径の異なる部分を無段階に分ける場合の構成を説明する。ダストリップ先端の形状以外の構成については、実施例１と同一なので、同一の構成部分についてはその説明は省略する。図４は本発明の実施例２に係るダストシールのダストリップ部分の模式的断面図である。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the configuration in the case where the portions having different curvature radii are divided stepwise has been described. In the present embodiment, the configuration in the case where the portions having different curvature radii are divided steplessly will be described. Since the configuration other than the shape of the dust lip tip is the same as that of the first embodiment, the description of the same components will be omitted. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the dust strip portion of the dust seal according to the second embodiment of the present invention.

本実施例では、ダストリップ１１の先端における、相手部材に対して接触する領域に、曲率半径が連続的に変化する曲率半径変化部１１ｃを設けている。より具体的には、曲率半径変化部１１ｃにおいては、密封領域側から大気側に向かって曲率半径が無段階に連続的に大きくなっている。なお、曲率半径を無段階に連続的に変化させる具体例としては、アルキメデススパイラル，代数スパイラル，対数スパイラル、及びインボリュート曲線などを適用できる。 In the present embodiment, a radius-of-curvature changing portion 11c in which the radius of curvature continuously changes is provided in a region in contact with the mating member at the tip of the dust strip 11. More specifically, in the radius-of-curvature changing portion 11c, the radius of curvature continuously increases steplessly from the sealed region side toward the atmosphere side. As specific examples of continuously changing the radius of curvature steplessly, an Archimedean spiral, an algebraic spiral, a logarithmic spiral, an involute curve, or the like can be applied.

また、本実施例においても、使用初期状態において、ダストリップ１１の先端の摺動部分は、その曲率半径を上記実施例１におけるＲ１程度としている。これにより、初期状態
において、異物侵入防止機能とオイル漏れ防止機能がいずれも十分に発揮する。そして、本実施例においては、ダストリップ１１の先端の摺動部分が経時的に磨耗するにつれて、当該摺動部分は、より曲率半径の大きな部分に移行していく。以上のように、本実施例においても、ダストリップ１１の先端における摺動部分の曲率半径が経時的に小さくなっていくことを抑制することができる。また、曲率半径の移行が緩やかであることから、リップ形状の急激な変化がなく、故に、漏れ防止機能が実施例１に比べて更に良い。 Also in the present embodiment, in the initial use state, the radius of curvature of the sliding portion at the tip of the dust lip 11 is about R1 in the first embodiment. Thereby, both the foreign matter intrusion prevention function and the oil leakage prevention function are sufficiently exhibited in the initial state. In the present embodiment, as the sliding portion at the tip of the dust lip 11 wears with time, the sliding portion shifts to a portion having a larger curvature radius. As described above, also in this embodiment, it is possible to suppress the curvature radius of the sliding portion at the tip of the dust lip 11 from decreasing with time. In addition, since the transition of the radius of curvature is gentle, there is no abrupt change in the lip shape. Therefore, the leakage prevention function is better than that of the first embodiment.

＜試験による検証＞
試験によって、一般的なダストリップの場合と本発明の実施例に係るダストリップの場合を比較した結果を、図５〜図９を参照して説明する。図５は試験装置の概略図である。図６は試験装置に取り付けられた試料の概略図である。図７は試験結果を示すグラフである。より具体的には、ダストリップの摺動距離に対する積算漏れ量を示すグラフである。図８は各種ダストリップの磨耗状態を示す模式的断面図である。より具体的には、図８（ａ）はダストリップ先端の形状が、４５°の角度で相手部材に接触するシャープ形状（Ｒ＝０）の場合を示し、図８（ｂ）はダストリップ先端にＲ０．２の曲面部を有する場合を示し、図８（ｃ）はダストリップ先端にＲ０．５の曲面部を有する場合を示し、図８（ｄ）はダストリップ先端にＲ０．２の曲面部とＲ０．５の曲面部を有する場合（実施例１の場合）を示している。なお、黒く塗り潰した部分が摺動により磨耗した部分である。図９はダストリップの形状による性能をまとめた表である。 <Verification by test>
The result of comparison between the case of the general dust strip and the case of the dust strip according to the embodiment of the present invention by the test will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram of the test apparatus. FIG. 6 is a schematic view of a sample attached to the test apparatus. FIG. 7 is a graph showing the test results. More specifically, it is a graph showing the cumulative leakage amount with respect to the dust strip sliding distance. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the worn state of various dust strips. More specifically, FIG. 8 (a) shows a case where the tip of the dust lip has a sharp shape (R = 0) that contacts the mating member at an angle of 45 °, and FIG. 8 (b) shows the tip of the dust lip. FIG. 8 (c) shows a case having a curved surface portion of R0.5 at the tip of the dust lip, and FIG. 8 (d) shows a curved surface of R0.2 at the tip of the dust lip. And a curved surface portion of R0.5 (in the case of Example 1) are shown. In addition, the black-painted portion is a portion worn by sliding. FIG. 9 is a table summarizing the performance according to the shape of the dust lip.

図５に示すように、試験装置３００は、往復移動するように駆動されるシリンダ３０２とハウジング３０３とを備える。そして、これらの間の環状隙間に対して、４箇所にそれぞれ第１試料システム３０１ａ，第２試料システム３０１ｂ，第３試料システム３０１ｃ，第４試料システム３０１ｄが配設される。この試験装置では、シリンダ３０２がＡ方向に移動している間は、第１試料システム３０１ａと第３試料システム３０１ｃに対して加圧し、シリンダ３０２がＢ方向に移動している間は、第２試料システム３０１ｂと第４試料システム３０１ｄに対して加圧する。つまり、各システムに対して正圧がかかるようにする。 As shown in FIG. 5, the test apparatus 300 includes a cylinder 302 and a housing 303 that are driven to reciprocate. Then, the first sample system 301a, the second sample system 301b, the third sample system 301c, and the fourth sample system 301d are arranged at four locations with respect to the annular gap between them. In this test apparatus, pressure is applied to the first sample system 301a and the third sample system 301c while the cylinder 302 is moving in the A direction, and second pressure is applied while the cylinder 302 is moving in the B direction. Pressure is applied to the sample system 301b and the fourth sample system 301d. That is, positive pressure is applied to each system.

図６には、この試験装置３００に配設された試料システムが示されている。図示のように、ダストシール１，ロッドシール３、及びバッファリング２がそれぞれ配設される。なお、図中３０４は軸受けである。また、図中矢印Ｐは加圧ポートであり、矢印Ｐｏは蓄圧測定することを意味し、矢印Ｔは油温を測定することを意味する。 FIG. 6 shows a sample system arranged in the test apparatus 300. As shown, a dust seal 1, a rod seal 3, and a buffer ring 2 are provided. In the figure, reference numeral 304 denotes a bearing. Moreover, in the figure, the arrow P is a pressurizing port, the arrow Po means measuring pressure accumulation, and the arrow T means measuring oil temperature.

次に、試験内容について説明する。本試験においては、１２０℃の環境下（油温はＴポートにて制御する）で、ＩＳＯＶＧ４６相当のオイルを使用し、加圧ポートＰから０〜４２ＭＰａの圧力（油圧）をかけるようにする。そして、シリンダ３０２をストローク１０００ｍｍ，速度４００ｍｍ／ｓｅｃ，７秒／ｃｙｃｌｅで、往復移動させる。このような試験を、ダストリップの摺動距離が１０００ｋｍ（５００，０００ｃｙｃｌｅ）に達するまで行った。そして、この間のオイル漏れを測定した。 Next, the test contents will be described. In this test, oil equivalent to ISO VG46 is used under an environment of 120 ° C. (oil temperature is controlled by the T port), and a pressure (hydraulic pressure) of 0 to 42 MPa is applied from the pressure port P. . Then, the cylinder 302 is reciprocated at a stroke of 1000 mm, a speed of 400 mm / sec, and 7 seconds / cycle. Such a test was conducted until the dust lip sliding distance reached 1000 km (500,000 cycles). And the oil leak in the meantime was measured.

摺動距離に対するオイルの積算漏れ量が図７に示されている。図７においては、ダストリップ先端の形状が、４５°の角度で相手部材に接触するシャープ形状（Ｒ０）の場合と、ダストリップ先端にＲ０．２の曲面部を有する場合と、ダストリップ先端にＲ０．５の曲面部を有する場合と、ダストリップ先端にＲ０．２の曲面部とＲ０．５の曲面部を有する場合（実施例１の場合）について示されている。 FIG. 7 shows the cumulative amount of oil leakage with respect to the sliding distance. In FIG. 7, the shape of the tip of the dust lip is a sharp shape (R0) that contacts the mating member at an angle of 45 °, the case where the tip of the dust lip has a curved surface portion of R0.2, The case of having a curved surface portion of R0.5 and the case of having a curved surface portion of R0.2 and a curved surface portion of R0.5 at the tip of the dust strip (in the case of Example 1) are shown.

図７から、ダストリップ先端の形状がシャープ形状のものはオイルが常時漏れつづけており、オイル漏れ防止機能が劣っていることが分かる。また、ダストリップ先端の曲率半径が小さいもの（Ｒ０．２）も、摺動距離が９００ｋｍを越えたあたりから、オイル漏れ
が発生してしまうことが分かる。これらに対して、ダストリップ先端の曲率半径が大きなもの（Ｒ０．５）、及びダストリップ先端の曲率半径を２種類組み合わせたもの（Ｒ０．２＋０．５）は、試験期間中、オイル漏れが発生せず、オイル漏れ防止機能が優れていることが分かる。つまり、（Ｒ０．２＋０．５）は、磨耗しても、Ｒ０．５と同等の漏れ防止機能を有していることが分かる。 From FIG. 7, it can be seen that when the tip of the dust lip has a sharp shape, the oil continues to leak and the oil leakage prevention function is inferior. It can also be seen that oil leakage occurs when the radius of curvature at the tip of the dust lip is small (R0.2) when the sliding distance exceeds 900 km. On the other hand, oil leakage occurred during the test period when the radius of curvature at the tip of the Dustrip is large (R0.5) and when the radius of curvature at the tip of the Dustrip is combined (R0.2 + 0.5). It can be seen that the oil leakage prevention function is excellent. That is, it can be seen that (R0.2 + 0.5) has the same leakage prevention function as R0.5 even when worn.

図９は、ダストリップの先端形状に応じて、異物侵入防止機能（ダストシール性）と密封流体（オイル）漏れ防止機能（掻き出し性）についてまとめた表である。ダストリップ先端の形状がシャープ形状のものは、使用初期から長期使用後に至るまで、ダストシール性が優れるが、掻き出し性が劣る。ダストリップ先端の曲率半径が小さいもの（Ｒ０．２）は、使用初期から長期使用後に至るまで、ダストシール性が優れるが、長期使用後は掻き出し性が劣る。ダストリップ先端の曲率半径が大きなもの（Ｒ０．５）は、使用初期から長期使用後に至るまで、掻き出し性が優れるが、ダストシール性が劣る。これらに対し、本発明の実施例１，２に係るダストシールの場合には、使用初期から長期使用後に至るまで、ダストシール性も掻き出し性も優れる。 FIG. 9 is a table summarizing the foreign matter intrusion prevention function (dust seal property) and the sealed fluid (oil) leakage prevention function (scratch property) according to the tip shape of the dust lip. A dust lip tip with a sharp shape is excellent in dust sealability from the initial use to after long-term use, but is poor in scraping performance. A dust strip with a small radius of curvature (R0.2) has excellent dust sealability from the initial use to after long-term use, but has poor scraping performance after long-term use. The one having a large radius of curvature at the tip of the dust lip (R0.5) is excellent in scraping performance from the initial use to after long-term use, but is inferior in dust sealability. On the other hand, in the case of the dust seals according to Examples 1 and 2 of the present invention, the dust sealability and the scraping property are excellent from the initial use to after the long-term use.

図１は本発明の実施例に係るダストシールの模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a dust seal according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の実施例に係るダストシールの使用例を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a usage example of the dust seal according to the embodiment of the present invention. 図３は本発明の実施例１に係るダストシールのダストリップ部分の模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the dust strip portion of the dust seal according to the first embodiment of the present invention. 図４は本発明の実施例２に係るダストシールのダストリップ部分の模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the dust strip portion of the dust seal according to the second embodiment of the present invention. 図５は試験装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of the test apparatus. 図６は試験装置に取り付けられた試料の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a sample attached to the test apparatus. 図７は試験結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the test results. 図８は各種ダストリップの磨耗状態を示す模式的断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the worn state of various dust strips. 図９はダストリップの形状による性能をまとめた表である。FIG. 9 is a table summarizing the performance according to the shape of the dust lip. 図１０は従来例に係るダストシールの模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a dust seal according to a conventional example. 図１１は各種公知例に係るダストリップの模式的断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a dust lip according to various known examples. 図１２はダストシールの接触圧力分布のイメージ図である。FIG. 12 is an image diagram of the contact pressure distribution of the dust seal. 図１３はダストリップ先端の形状に応じた接触圧力分布図である。FIG. 13 is a contact pressure distribution diagram corresponding to the shape of the dust lip tip.

符号の説明Explanation of symbols

１ダストシール
２バッファリング
３ロッドシール
４ブッシュ
１０シール本体
１１ダストリップ
１１ａ小径部
１１ｂ大径部
１１ｃ曲率半径変化部
１２オイルリップ
２０補強環
１００軸
２００ハウジング
３００試験装置
３０１ａ第１試料システム
３０１ｂ第２試料システム
３０１ｃ第３試料システム
３０１ｄ第４試料システム
３０２シリンダ
３０３ハウジング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dust seal 2 Buffer ring 3 Rod seal 4 Bush 10 Seal body 11 Dustrip 11a Small diameter part 11b Large diameter part 11c Curvature radius change part 12 Oil lip 20 Reinforcement ring 100 Shaft 200 Housing 300 Test apparatus 301a 1st sample system 301b 2nd sample System 301c Third sample system 301d Fourth sample system 302 Cylinder 303 Housing

Claims

相対的に往復移動する２部材間の隙間に配設されると共に、
２部材のうちの一方の部材に対して摺動自在に設けられ、大気側から密封領域側への異物の侵入を防止し、かつ、密封領域側から大気側への密封流体の漏れを防止するダストリップを備えるダストシールにおいて、
前記ダストリップの先端には、前記一方の部材に対して接触する領域のうち、密封領域側と大気側とで曲率半径が異なっている部分を有しており、大気側の方が、曲率半径が大きいことを特徴とするダストシール。 It is disposed in a gap between two members that reciprocate relatively,
Provided slidably with respect to one of the two members, prevents foreign matter from entering the sealed region side from the atmosphere side, and prevents leakage of the sealing fluid from the sealed region side to the atmosphere side. In dust seal with dust lip,
The tip of the dust lip has a portion having a radius of curvature different between the sealed region side and the atmosphere side of the region in contact with the one member, and the atmosphere side has a radius of curvature. Dust seal characterized by large.

前記ダストリップの先端における前記一方の部材に対する接触領域は、
密封領域側から大気側に向かって曲率半径が段階的に大きくなっており、曲率半径の異なる部分同士の境界部は滑らかに繋がっていることを特徴とする請求項１に記載のダストシール。 The contact area for the one member at the tip of the dust lip is:
2. The dust seal according to claim 1, wherein the radius of curvature gradually increases from the sealed region side toward the atmosphere side, and a boundary portion between portions having different curvature radii is smoothly connected.

前記ダストリップの先端における前記一方の部材に対する接触領域は、
密封領域側から大気側に向かって曲率半径が無段階に連続的に大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のダストシール。 The contact area for the one member at the tip of the dust lip is:
The dust seal according to claim 1, wherein the radius of curvature continuously increases steplessly from the sealed region side toward the atmosphere side.