JP2019184065A - シール機構及び当該シール機構を備えた装置 - Google Patents

シール機構及び当該シール機構を備えた装置 Download PDF

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Abstract

【課題】シャフト部材と、該シャフト部材の少なくとも一部を収容するケースと、の間をシールするシール機構の長さを抑制する。【解決手段】シャフト部材４の外周面１４に設けられたスリンガ２と、ケース５とスリンガ２との間に設けられたシール部材３と、スリンガ２の外周端部２ａとシール部材３の基部１３との間に設けられたダストリップ１６を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、装置内にある流体の当該装置外への流出及び当該装置内への外部からの流体の流入を防ぐためのシール機構、及び、当該シール機構を備えた装置に関する。
回転部材と該回転部材を収容するケースとの間をシールするシール機構が知られている。
従来のシール機構が特開２００７−２９２１９２号公報（特許文献１）に開示されている。同公報には、ハウジングと回転軸との間をシールするシール機構が開示されている。このシール機構は、ダストリップを有するシールリングと、シール部材に取り囲まれたスリンガ（スリーブ）と、を備える。当該ダストリップは、外部から装置内部へ泥水及びダスト等の異物が侵入することを防止するために設けられている。
特開２００７−２９２１９２号公報
特許文献１のシール機構では、スリーブよりも回転軸の外側（すなわち、大気側）にダストリップが延伸している。このため、回転軸方向におけるシール機構の長さが長くなってしまうという問題がある。
本発明は、回転部材の回転軸方向における長さを短くすることが可能なシール機構及び当該シール機構を備えた装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態は、シャフト部材と該シャフト部材の少なくとも一部を収容するケースとの間をシールするシール機構に関する。当該シール機構は、前記シャフト部材の外周面に設けられたスリンガと、前記ケースと該スリンガとの間に設けられたシール部材と、該スリンガの外周端部と該シール部材の基部との間に設けたダストリップと、を備える。
本発明の一実施形態において、前記基部は、その内周面にダストシール面が形成された筒状部を有し、前記ダストリップは、該ダストシール面に接するように前記スリンガに設けられている。
本発明の一実施形態において、前記基部は、耐食性金属により形成される。
本発明の一実施形態において、前記基部は、ステンレスにより形成される。
本発明の一実施形態において、前記スリンガは、少なくともその一部が断面視でＬ字状の形状を有し、前記基部は、少なくともその一部が略断視でＬ字状の形状を有する。前記ダストリップは、該スリンガと該基部とで囲まれた内方領域に配置される。
本発明の一実施形態において、前記シャフト部材の回転軸方向において、前記スリンガの長さと前記基部の長さとが略同じである。
本発明の一実施形態において前記内方領域の少なくとも一部に油が充填される。
本発明の一実施形態は、シャフト部材と、該シャフト部材の少なくとも一部を収容するケースと、該シャフト部材と該ケースとの間をシールするシール機構と、を備える装置に関する。該シール機構は、前記シャフト部材の外周面に設けられたスリンガと、前記ケースと該スリンガとの間に設けられたシール部材と、該スリンガの外周端部と該シール部材の基部との間に設けられたダストリップと、を含む。
本発明の上記一実施形態に係るシール機構は、様々な装置に好適に適用可能である。
回転部材の回転軸方向における長さを短くすることが可能なシール機構及びシール機構を備えた装置を提供する。
本発明の一実施形態におけるシール機構の概略的な断面図である。
図１は、本発明の一実施形態におけるシール機構１を備えた装置１０の断面図を示す。
装置１０は、シャフト部材４、ケース５、及びシール機構１を備える。本発明の一実施形態におけるシール機構１は、シャフト部材４とケース５との間をシールする。これにより、シール機構１は、装置１０の内部空間を外部空間（例えば、大気）からシールする。
装置１０は、シール機構１、シャフト部材４、及びケース５を備えるが、装置１０の構成要素はこれらに限られない。すなわち、当該装置１０は、シール機構１、シャフト部材４及びケース５以外の構成部材を備えてもよい。
装置１０は、例えば、減速機である。装置１０は、減速機以外の装置であってもよい。シャフト部材４は、例えば、減速機が作動することで回転する部材である。シャフト部材４は、これ以外の回転可能な回転部材であってもよい。シール機構１は、特定の装置にのみ設けることを意図するものではなく、回転部材を備える任意の装置に適用可能である。
本発明の一実施形態におけるシャフト部材４は、所定の回転軸周りに回転するよう構成される。シャフト部材４は、円柱状、円筒状、又はそれ以外の形状を有する。図１には、シャフト部材４の回転軸に平行に延びる２本の矢印を示している。その矢印のうち１本（紙面の右側を向いている矢印）は、シャフト部材４の回転軸に平行な方向であって、ケース５の内部空間の内側を向いており、その矢印のうち一方（紙面の右側を向いている矢印）は、シャフト部材４の回転軸に平行な方向であって、ケース５の内部空間に向かう方向に向いており、その矢印のうち他方（紙面の左を向いている矢印）は、シャフト部材４の回転軸に平行な方向であって、ケース５の外部空間に向かう方向に向いている。
本発明の一実施形態におけるケース５は、シャフト部材４と同軸又はほぼ同軸に配置されている。本発明の一実施形態におけるシャフ卜部材４及びケース５の少なくとも一方は、回転軸周りに回転する。固定されたケース５に対してシャフト部材４が回転してもよいし、固定されたシャフト部材４に対してケース５が回転してもよい。
本発明の一実施形態におけるケース５は、内部空間を有しており、この内部空間にシャフト部材４の一部が収容される。当該ケース５の内部空間には、装置１０のシャフト４以外の構成部材が収容されてもよい。一例として、ケース５の内部空間には、シャフ卜部材４に連結され得る歯車ユニットが収容されてもよい。
本発明の一実施形態におけるシール機構１は、シャフ卜部材４とケース５との間の環状の空間に設けられ、これにより、ケース５の内部空間を外部空間からシールする。
本発明の一実施形態におけるシャフ卜部材４は、外周面１４を有する。シール機構１の内周面は、このシャフト部材４の外周面１４に密着する。
本発明の一実施形態におけるケース５は、内周面１５を有する。シール機構１の外周面２３は、このケース５の内周面１５に密着する。このように、シール機構１は、ケース５の内周面１５とシャフト部材４の外周面１４との間に挟まれるように配置される。
本発明の一実施形態におけるシール機構１は、スリンガ２と、シール部材３と、を有する。スリンガ２は、円筒状の筒状部１１と、当該筒状部１１の端部からシャフト部材４の径方向（以下、単に「径方向」ということがある。）の外側方向に突出するフランジ部１２を備える。筒状部１１とフランジ部１２とにより、断面視におけるＬ字形状の部位が形成される。スリンガ２は、筒状部１１及びフランジ部１２以外の構成部材を含んでいてもよい。本発明の一実施形態において、シール部材３は、ケース５と該スリンガ２との間に設けられる。一実施形態において、スリンガ２は、シャフト部材４の外周面１４に密着するように設けられる。図示のように、スリンガ２は、弾性部材９を介してシャフト部材４の外周面１４に設けられてもよい。弾性部材９は、シャフト部材４の外周面１４に沿って延伸し、その端部から径方向外側に延伸している。弾性部材９は、ゴムなどの弾性変形可能な部材である。弾性部材９の材料として、弾性変形可能な公知の材料を適宜採用することができる。
スリンガ２の筒状部１１は、その一部又は全体が筒状に形成される。筒状部１１の一端又は両端は、面取りされていてもよい。
本発明の一実施形態におけるシール機構１は、ダストリップ１６を備える。このダストリップ１６は、スリンガ２の外周端部２ａと該シール部材３の基部（補強環）１３との間に配置される。スリンガ２の外周端部２ａは、フランジ部１２の径方向外側の端部である。ダストリップ１６は、弾性部材９と一体に形成されてもよい。ダストリップ１６は、例えば耐水リップである。ダストリップ１６の素材、形状、及び寸法は、特定のものに限定されず、適宜変更可能であるない。このように、ダストリップ１６をスリンガ２の外周端部２ａとシール部材３の基部１３との間に配置することにより、シャフト部材４の回転軸方向においてシール機構１の長さを短くすることが可能となる。
本発明の一実施形態において、シール部材３は、シャフト軸４の回転軸を通る断面で切断した断面視でＬ字状の基部１３を有する。この基部１３は、円筒形状の筒状部１７を備える。筒状部１７の内周面１８は、ダストシール面１９を有する。ダストリップ１６は、ダストシール面１９に接するように配置される。このように、筒状部１７の内周面１８のダストシール面１９に接するようにダストリップ１６を配置することにより、シャフト部材４の軸方向において、シール機構１の長さを短くすることができる。また、シャフト部材４の軸方向において、ダストリップ１６の長さを短く形成することができる。
本発明の一実施形態において、基部１３は、耐食性金属により形成される。本発明の一実施形態において、基部１３は、ステンレスにより形成される。これにより、シャフト部材４の回転軸方向におけるシール機構１の長さを長くすることなく、錆にくいシール機構を設けることが可能となる。
シール機構１をシャフト部材４の回転軸を通る断面で切断した断面視において、スリンガ２は、少なくともその一部がＬ字状を有し、基部１３は、少なくともその一部がＬ字状を有する。この断面視Ｌ字状のスリンガ２と基部１３とにより、スリンガ２と基部１３とで囲まれた領域Ａが画定される。ダストリップ１６は、この領域Ａに臨むように配置される。このように、ダストリップ１６を領域Ａに配置することにより、シャフト部材４の回転軸方向において、シール機構１の長さを短く形成することが可能となる。
本発明の一実施形態において、シャフト部材４の回転軸方向において、スリンガ２の長さと基部１３の長さとが同じか略同じとなるように構成される。シャフト部材４の回転軸方向において、スリンガ２の長さと基部１３の長さとの差が、スリンガ２の長さの２０％は以下である場合には、スリンガ２の長さと基部１３の長さとは略同じである。これにより、シャフト部材４の回転軸方向において、シール機構１の長さを短くすることが可能となる。
本発明の一実施形態において、領域Ａの少なくとも一部に油が充填されてもよい。これにより、ダスト、水、及びこれら以外の異物がケース５の内部へ侵入することを防止できる。また、この油により領域Ａの空気の量を低減し、気圧の低下を軽減または防止できる。
スリンガ２の筒状部１１は、内周面２１と、当該内周面２１とは反対側の外周面２０と、を備える。図示の実施形態において、筒状部１１の内周面２１とシャフト部材４の外周面１４との間には、弾性部材９が設けられている。この弾性部材９に代えて接着層ＡＨＬが設けられてもよい。この接着層によって、スリンガ２がシャフト部材４の外周面１４に接着される。筒状部１１の内周面２１とシャフト部材４の外周面１４には、接着層以外の部材を設けてもよい。
次に、シール部材３についてさらに説明する。本発明の一実施形態におけるシール部材３は、シャフト部材４の回転軸周りを取り囲むリング状の主リング部２４を有する。主リング部２４は、円筒形状の円筒部２４１と、シャフト部材４の径方向において円筒部２４１よりも内側に設けられた内側端部２４３と、この円筒部２４１と内側端部２４３とを接続する接続部２４２と、を有する。接続部２４２は、概ねリング形状を有する。円筒部２４１と接続部２４２とにより、断面視におけるＬ字形状の部位が形成される。シール部材２３は、この主リング部２４の（円筒部２４１の）外周面２３がケース５の内周面１５に接するように配置される。内側端部２４３は、環状のメインリップ２５と、環状のダストリップ２６と、を有する。シャフト部材４の径方向においてメインリップ２５の外側にはスプリングリング２７が設けられている。メインリップ２５及び／又はダストリップ２６は、主リング部２４と一体に形成されてもよい。メインリップ２５及び／又はダストリップ２６は、ゴム等の弾性部材により形成されてもよい。ダストリップ１６は、主リング部２４に設けられてもよい。ダストリップ１６は、主リング部２４と一体に形成されてもよい。
図示の実施形態においては、ダストリップ１６だけでなくメインリップ２５及びダストリップ２６も、スリンガ２と基部１３とにより画定される領域Ａに配置されている。これにより、シャフト部材４の回転軸方向において、シール機構１の長さを短くすることができる。
ダストリップ２６は、主リング部２４の内側端部２４３から外部空間及びシャフト部材４の径方向内側に向けて斜めに突出する。ダストリップ２６は、外部空間で浮遊する塵挨などの異物が内部空間に侵入することを防ぐ。
当該ダストリップ２６の先端は、筒状部１１の外周面２０に接する。シャフ卜部材４及びケース５のうち少なくとも一方が回転している問、ダストリップ２６の先端は、筒状部１１と擦れる。一実施形態において、スリンガ２は、シャフト部材４よりも耐摩耗性に優れた材料から形成される。このため、ダストリップ２６との接触によるスリンガ２の摩耗を抑制できる。
メインリップ２５は、筒状部１１の外周面２０に接する。
シャフト部材４の径方向においてメインリップ２５の外側には、メインリップ２５を取り囲むようにスプリングリング２７が設けられる。スプリングリング２７は、シャフト部材４の径方向内側に向かう力を、メインリップ２５に加える。これにより、メインリップ２５は、筒状部１１の外周面２０に密着する。これにより、ケース５の内部空間に収容された液体(例えば、潤滑油など)が、メインリップ２５と筒状部１１の外周面２０との間から外部空間への漏出することが防止される。
シャフ卜部材４及びケース５のうち少なくとも一方が回転している間、メインリップ２５は、スリンガ２の筒状部１１と擦れる。一実施形態において、スリンガ２は、シャフト部材４よりも耐摩耗性に優れた材料から形成される。このため、メインリップ２５との接触によるスリンガ２の摩耗を抑制できる。
シール機構１は、シール部材３に加えて、別のシール部材を有してもよい。この別のシール部材は、シール部材３に隣接するように設けられる。この別のシール部材は、シャフト部材４の回転軸を取り囲むように設けられる。この別のシール部材は、シャフト部材４の回転軸方向において外側（外部空間側）に配置されてもよい。
上述の実施形態の原理は、様々な機械設備に好適に利用される。
１ シール機構
２ スリンガ
３ シール部材
４ シャフト部材
５ ケース
１０ 装置
１１ 筒状部
１２ フランジ部
１３ 基部
１６ ダストリップ
１７ 筒状部
２４ 主リング部
２５ メインリップ
２６ ダストリップ
２７ スプリングリング

Claims (8)

  1. シャフト部材と該シャフト部材の少なくとも一部を収容するケースとの間をシールするシール機構であって、
    前記シャフト部材の外周面に設けられたスリンガと、
    前記ケースと該スリンガとの間に設けられたシール部材と、
    該スリンガの外周端部と該シール部材の基部との間に設けられたダストリップと、
    を備えるシール機構。
  2. 前記基部は、その内周面にはダストシール面が形成された筒状部を有し、
    前記ダストリップは、該ダストシール面に接するように前記スリンガに設けられている、
    請求項１に記載のシール機構。
  3. 前記基部は、耐食性金属により形成される、請求項１又は請求項２に記載のシール機構。
  4. 前記基部は、ステンレスにより形成される、請求項１又は請求項２に記載のシール機構。
  5. 前記スリンガは、少なくともその一部が断面視でＬ字状の形状を有し、
    前記基部は、少なくともその一部が断面視でＬ字状の形状を有し、
    前記ダストリップは、該スリンガと該基部とで囲まれた内方領域に配置される、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のシール機構。
  6. 前記シャフト部材の回転軸方向において、前記スリンガの長さと前記基部の長さとが略同じである、
    請求項５に記載のシール機構。
  7. 前記内方領域の少なくとも一部に油が充填された、請求項５に記載のシール機構。
  8. シャフト部材と該シャフト部材の少なくとも一部を収容するケースと該シャフト部材と該ケースとの間をシールするシール機構とを備える装置であって、
    該シール機構は、
    前記シャフト部材の外周面に設けられたスリンガと、
    前記ケースと該スリンガとの間に設けられたシール部材と、
    該スリンガの外周端部と該シール部材の基部との間に設けられたダストリップと、を備える、装置。
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