JP2019027511A

JP2019027511A - 密封装置

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Publication number: JP2019027511A
Application number: JP2017147409A
Authority: JP
Inventors: 一憲神保; Kazunori Jinbo
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: US10788129B2; US20190032784A1; CN109323001B; JP6857100B2; CN109323001A

Abstract

【課題】高速回転用途への適用を可能としつつ、耐圧性を高めることのできる密封装置を提供する。【解決手段】外周シール面１５０よりも密封対象流体が密封される密封対象流体側（Ｏ）には、径方向外側かつ密封対象流体側（Ｏ）に向かって伸び、ハウジング３００の内周面と外周シール面１５０との間の空間Ｋ内の気体を密封対象流体側（Ｏ）に向かって排気させることができ、かつ密封対象流体側（Ｏ）から前記空間Ｋ内への気体の侵入を阻止する密封対象流体側排気弁１６０が設けられ、外周シール面１５０よりも密封対象流体側（Ｏ）とは反対側の大気側（Ａ）には、径方向外側かつ大気側（Ａ）に向かって伸び、前記空間Ｋ内の気体を大気側（Ａ）に向かって排気させることができ、かつ大気側（Ａ）から前記空間Ｋ内への気体の侵入を阻止する反密封対象流体側排気弁１７０が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の密封装置に関する。

相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の密封装置として、例えば、図１０に示す密封装置が知られている。図１０は従来例１に係る密封装置の模式的断面図である。この密封装置５００は、環状の胴体部（腰部）５１０と、胴体部５１０から密封対象流体側かつ径方向内側に伸びる内周リップ５２０と、外周シール面５５０を有する外周シール部５３０とを一体的に備えている。また、内周リップ５２０の外周面と外周シール部５３０の内周面とを繋ぐように環状の受圧溝５４０が設けられている。以上のように構成される密封装置５００によれば、高速回転（例えば、１０００ｒｐｍ）においても、密封機能が維持される。しかしながら、この密封装置５００の場合には、高圧条件下（例えば、１５ＭＰａ）においては、密封装置５００の外周面側から密封対象流体が漏れてしまい、耐圧性はそれほど高くはない。

耐圧性を高める場合に、通常、往復動用途に用いられる密封装置が、回転用途に流用される場合がある。図１１は従来例２に係る密封装置の模式的断面図である。この密封装置６００は、環状の胴体部（腰部）６１０と、胴体部６１０から密封対象流体側かつ径方向内側に伸びる内周リップ５２０と、胴体部６１０から密封対象流体側かつ径方向外側に伸びる外周リップ６３０とを一体的に備えている。また、内周リップ６２０の外周面と外周リップ６３０の内周面とを繋ぐように環状の受圧溝６４０が設けられている。以上のように構成される密封装置６００によれば、外周リップ６３０による密封性が高められるため、上記のような高圧条件下でも密封機能が維持される。しかしながら、この密封装置６００の場合には、上記のような高速回転の用途に用いられると、密封装置６００が回転軸と共に回転してしまい、外周リップ６３０が経時的に摩耗してしまう。従って、この密封装置６００は高速回転用途には適していない。

特開２００３−３２２１６３号公報

本発明の目的は、高速回転用途への適用を可能としつつ、耐圧性を高めることのできる密封装置を適用することにある。

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。

すなわち、本発明の密封装置は、
相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の密封装置において、
密封対象流体側かつ径方向内側に伸びる内周リップと、外周シール面を有する外周シール部と、前記内周リップの外周面と前記外周シール部の内周面とを繋ぐように設けられる環状の受圧溝と、を備える密封装置であって、
前記外周シール面よりも密封対象流体が密封される密封対象流体側には、径方向外側か
つ密封対象流体側に向かって伸び、前記ハウジングの内周面と前記外周シール面との間の空間内の気体を密封対象流体側に向かって排気させることができ、かつ密封対象流体側から前記空間内への気体の侵入を阻止する密封対象流体側排気弁が設けられ、
前記外周シール面よりも密封対象流体側とは反対側の反密封対象流体側には、径方向外側かつ反密封対象流体側に向かって伸び、前記空間内の気体を反密封対象流体側に向かって排気させることができ、かつ反密封流体側から前記空間内への気体の侵入を阻止する反密封対象流体側排気弁が設けられていることを特徴とする。

ここで、本発明において、「密封対象流体側」とは、上記の通り、密封対象流体が密封される側を意味している。つまり、現に、密封対象流体が密封されていない状態においても、密封対象流体が密封される側は、「密封対象流体側」である。

本発明によれば、密封対象流体側排気弁により、ハウジングの内周面と外周シール面との間の空間内の気体は密封対象流体側に排気される。また、反密封対象流体側排気弁により、ハウジングの内周面と外周シール面との間の空間内の気体は反密封対象流体側に向かって排気される。従って、ハウジングの内周面と、外周シール面と、密封対象流体側排気弁と、反密封対象流体側排気弁との間に形成される密閉空間内の気圧を、当該密閉空間外の流体圧力よりも低くすることができる。これにより、外周シール面側をハウジングの内周面に対して吸着させることができる。従って、密封装置とハウジングとの間で摺動してしまうことを抑制することができるため、高速回転用途への適用が可能となる。また、密封装置の外周面側の密封性を高められるため、耐圧性も高めることができる。

前記密封対象流体側排気弁の先端の外径、及び前記反密封対象流体側排気弁の先端の外径は、いずれも前記外周シール面の外径よりも大きいとよい。

ここで、密封対象流体側排気弁の先端の外径、及び反密封対象流体側排気弁の先端の外径が、外周シール面の外径よりも大きいほど、上記密閉空間から排気させる気体を多くすることができる。そして、排気させる気体が多い程、密閉空間内の気圧を、当該密閉空間外の流体圧力よりも、より低くすることができる。

前記密封対象流体側排気弁の内周面側には、密封対象流体の圧力を受ける環状溝が設けられているとよい。

これにより、環状溝内の密封対象流体の圧力に応じて、密封対象流体側排気弁はハウジングの内周面に押し付けられる。

前記密封対象流体側排気弁と前記外周シール面との間、及び前記反密封対象流体側排気弁と前記外周シール面との間には、いずれも環状凹部が設けられているとよい。

これにより、密封対象流体側排気弁の変形による外周シール面への影響を抑制することができ、かつ反密封対象流体側排気弁の変形による外周シール面への影響を抑制することができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、高速回転用途への適用を可能としつつ、耐圧性を高めることができる。

図１は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。図２は本発明の実施例１に係る密封構造の組み立て時の様子を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図である。図４は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図である。図５は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。図６は本発明の実施例２に係る密封構造の模式的断面図である。図７は本発明の実施例３に係る密封構造の模式的断面図である。図８は本発明の実施例３に係る密封構造の組み立て時の様子を示す模式的断面図である。図９は変形例に係る外周シール面の外観図の一部である。図１０は従来例１に係る密封装置の模式的断面図である。図１１は従来例２に係る密封装置の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、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。

（実施例１）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。図２は本発明の実施例１に係る密封構造の組み立て時の様子を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図であり、密封装置の組込状態を示している。図４は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図であり、使用時の様子を示している。なお、本実施例に係る密封装置は回転対称形状であり、図１〜図４においては、密封装置における中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面図を示している。

＜密封構造＞
図３及び図４を参照して、本実施例に係る密封装置が適用される密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造は、相対的に回転する軸２００及びハウジング３００と、これら軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止する密封装置１００とから構成される。ハウジング３００の内周面側には環状の装着溝３１０が設けられている。この装着溝３１０に、密封装置１００は装着される。なお、図４中、右側が、密封対象流体（例えば、オイル）が密封される密封対象流体側（Ｏ）であり、左側が大気側（Ａ）である。大気側（Ａ）は密封対象流体側（Ｏ）とは反対側の反密封対象流体側に相当する。また、密封対象流体側（Ｏ）とは、上記の通り、密封対象流体が密封される側を意味している。つまり、現に、密封対象流体が密封されていない状態においても、密封対象流体が密封される側は、密封対象流体側（Ｏ）である。

＜密封装置＞
本実施例に係る密封装置１００は、ゴム状弾性体により構成されている。ゴム状弾性体の材料としては、ゴム材全般を適用し得る。好適な例として、ＮＢＲ，ＡＣＭ，Ｈ−ＮＢＲ，ＦＫＭ，ＥＰＤＭ，ウレタンを一例として挙げることができる。そして、密封装置１００は、環状の胴体部（腰部）１１０と、密封対象流体側（Ｏ）かつ径方向内側に伸びる内周リップ１２０と、外周シール面１５０を有する外周シール部１３０とを備えている。また、密封装置１００は、内周リップ１２０の外周面と外周シール部１３０の内周面とを繋ぐように設けられる環状の受圧溝１４０も備えている。内周リップ１２０は、軸２００の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。なお、本実施例においては、胴体
部１１０における大気側（Ａ）の端面１１１は、密封装置１００の中心軸線に対して垂直な面により構成されている。また、外周シール面１５０は、円柱面により構成されている。

そして、本実施例に係る密封装置１００においては、外周シール面１５０よりも密封対象流体側（Ｏ）には、密封対象流体側排気弁１６０が備えられている。この密封対象流体側排気弁１６０は、径方向外側かつ密封対象流体側（Ｏ）に向かって伸びるように構成されている。これにより、密封対象流体側排気弁１６０は、ハウジング３００の内周面（装着溝３１０の溝底面に相当）と外周シール面１５０との間の空間Ｋ内の気体を密封対象流体側（Ｏ）に向かって排気させることができ、かつ密封対象流体側（Ｏ）から上記空間Ｋ内への気体の侵入を阻止する機能が発揮される。

密封装置１００に外力が作用していない状態において、密封対象流体側排気弁１６０の先端の外径は、外周シール面１５０の外径よりも大きく、かつハウジング３００の内周面（装着溝３１０の溝底面）の外径よりも大きくなるように設計されている。

この密封対象流体側排気弁１６０の肉厚や長さについては、密封装置１００の組込状態（密封装置１００が装着溝３１０に装着され、かつ軸２００が組み込まれた状態）において、外周シール面１５０がハウジング３００の内周面に密着する程度の剛性となるように設計される。また、この密封対象流体側排気弁１６０の先端は、密封装置１００の組込状態において、外周シール部１３０の本体部（密封対象流体側排気弁１６０を除く部分）における密封対象流体側（Ｏ）の端面よりも、密封対象流体側（Ｏ）に飛び出さないように設計するのが望ましい。これにより、密封対象流体側排気弁１６０が装着溝３１０の溝側面（密封対象流体側（Ｏ）の側面）に接触してしまうことを抑制することができる。従って、密封対象流体側排気弁１６０による排気機能が損なわれてしまうことを抑制することができる。また、外周シール面１５０の装着溝３１０の溝底面に対する密着力が低減してしまうことも抑制することができる。

そして、密封対象流体側排気弁１６０の内周面側には、密封対象流体の圧力を受ける環状溝１６１が設けられている。また、密封対象流体側排気弁１６０と外周シール面１５０との間には、環状凹部１６２が設けられている。

また、本実施例に係る密封装置１００においては、外周シール面１５０よりも密封対象流体側とは反対側の反密封対象流体側（大気側（Ａ））には、反密封対象流体側排気弁１７０が備えられている。この反密封対象流体側排気弁１７０は、径方向外側かつ大気側（Ａ）に向かって伸びるように構成されている。これにより、反密封対象流体側排気弁１７０は、上記空間Ｋ内の気体を大気側（Ａ）に向かって排気させることができ、かつ大気側（Ａ）から上記空間Ｋ内への気体の侵入を阻止する機能が発揮される。

密封装置１００に外力が作用していない状態において、反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径は、外周シール面１５０の外径よりも大きく、かつハウジング３００の内周面（装着溝３１０の溝底面）の外径よりも大きくなるように設計されている。

この反密封対象流体側排気弁１７０の肉厚や長さについては、密封装置１００の組込状態において、外周シール面１５０がハウジング３００の内周面に密着する程度の剛性となるように設計される。また、この反密封対象流体側排気弁１７０の先端は、密封装置１００の組込状態において、外周シール部１３０の本体部（反密封対象流体側排気弁１７０を除く部分）における大気側（Ａ）の端面よりも、大気側（Ａ）に飛び出さないように設計するのが望ましい。これにより、反密封対象流体側排気弁１７０が装着溝３１０の溝側面（大気側（Ａ）の側面）に接触してしまうことを抑制することができる。従って、反密封
対象流体側排気弁１７０による排気機能が損なわれてしまうことを抑制することができる。また、外周シール面１５０の装着溝３１０の溝底面に対する密着力が低減してしまうことも抑制することができる。更に、密封対象流体側（Ｏ）から流体圧力が作用した場合においても、反密封対象流体側排気弁１７０が装着溝３１０の溝側面に強く押し付けられてしまうことを抑制することができるため、反密封対象流体側排気弁１７０が損傷してしまうことも抑制することができる。

そして、反密封対象流体側排気弁１７０の内周面側には、環状溝１７１が設けられている。なお、密封対象流体による圧力が密封装置１００に作用している状態においては、反密封対象流体側排気弁１７０は、装着溝３１０の溝側面に押し付けられるため、環状溝１７１は、反密封対象流体側排気弁１７０が過度に変形してしまわない程度の大きさに設計するのが望ましい。また、反密封対象流体側排気弁１７０と外周シール面１５０との間には、環状凹部１７２が設けられている。

＜本実施例に係る密封装置のメカニズム＞
密封装置１００を組み込む場合、まず、ハウジング３００に設けられた装着溝３１０に密封装置１００が装着される。上記の通り、密封対象流体側排気弁１６０の先端の外径、及び反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径は、外周シール面１５０の外径よりも大きく、かつ装着溝３１０の溝底面の外径よりも大きい。従って、装着溝３１０に密封装置１００が装着されると、密封対象流体側排気弁１６０の先端、及び反密封対象流体側排気弁１７０の先端は、装着溝３１０の溝底面に密着し、少し撓んだ状態となる。ここで、密封対象流体側排気弁１６０の先端、及び反密封対象流体側排気弁１７０の先端が、装着溝３１０の溝底面に密着することにより、装着溝３１０の溝底面と、外周シール面１５０と、密封対象流体側排気弁１６０と、反密封対象流体側排気弁１７０との間には、密閉された空間Ｋが形成される。そして、密封対象流体側排気弁１６０の先端と反密封対象流体側排気弁１７０の先端が少し撓む過程で、この空間Ｋの体積は少し減少する。なお、装着溝３１０に密封装置１００が装着され、かつ軸２００が組み込まれていない状態において、外周シール面１５０と装着溝３１０の溝底面との間には、僅かな隙間が形成されるように設計してもよいし、外周シール面１５０が装着溝３１０の溝底面に密着するように設計してもよい。ただし、軸２００が組み込まれる前の状態においても、外周シール面１５０と装着溝３１０の溝底面が密着するようにしたほうが、空間Ｋ内から、より確実に空間Ｋの外側に空気を排出することができる。また、密封装置１００の外周面やハウジング３００の内周面に油が付着している場合があり、密封装置１００とハウジング３００との間に油膜が形成されると、これらが摺動してしまうおそれがある。従って、密封構造が組み立てられる過程で、密封装置１００とハウジング３００との間の油は空間Ｋの外部に排出されるのが望ましい。このように、油を空間Ｋの外部に排出され易くするためにも、軸２００が組み込まれる前の状態において、外周シール面１５０と装着溝３１０の溝底面が密着するようにしたほうがよい。

以上のように、密封装置１００が装着溝３１０に装着される過程で、密閉された空間Ｋの体積は減少する。これにより、空間Ｋ内の気体の一部が、密封対象流体側排気弁１６０及び反密封対象流体側排気弁１７０によって、空間Ｋの外部に排気される。従って、空間Ｋ内の気圧は、空間Ｋの外部の気圧（ここでは大気圧）よりも小さくなる。

密封装置１００が装着溝３１０に装着された後に、軸２００が組み込まれる。本実施例においては、軸２００は大気側（Ａ）から密封対象流体流体側（Ｏ）に挿入される（図２中の矢印Ｓ参照）。軸２００が組み込まれることで、密封装置１００は、軸２００によって、径方向外側に押圧される。これにより、上記の空間Ｋの体積はより一層減少する。なお、軸２００が組み込まれる前の状態で、外周シール面１５０と装着溝３１０の溝底面との間に隙間が形成される構成を採用した場合であっても、軸２００が組み込まれた状態に
おいては、外周シール面１５０は装着溝３１０の溝底面に密着する。

以上のように、軸２００が組み込まれる過程で、空間Ｋ内の気体の一部は、密封対象流体側排気弁１６０及び反密封対象流体側排気弁１７０によって、更に、空間Ｋの外部に排気される。従って、空間Ｋ内の気圧は、空間Ｋの外部の気圧（ここでは大気圧）よりも、一層小さくなる。なお、密封対象流体側排気弁１６０により、空間Ｋ内の気体は密封対象流体側（Ｏ）に向かって排気される（図３中、矢印Ｘ１参照）。また、反密封対象流体側排気弁１７０により、空間Ｋ内の気体は大気側（Ａ）に向かって排気される（図３中、矢印Ｘ２参照）。

密封装置１００が組み込まれた後に、密封対象流体側（Ｏ）に密封対象流体が密封された状態になると、密封装置１００は密封対象流体側（Ｏ）から大気側（Ａ）に押圧され、かつ、受圧溝１４０及び環状溝１６１は密封対象流体の圧力を受ける。これにより、密封装置１００は大気側（Ａ）に移動して、胴体部１１０の端面１１１が装着溝３１０の溝側面に密着する。また、受圧溝１４０の径方向外側の面と、環状溝１６１の径方向外側の面が、それぞれ径方向外側に押圧されるため、空間Ｋの体積（特に、環状凹部１６２及び環状凹部１７２内の体積）が更に減少する。従って、空間Ｋ内の気体の一部は、密封対象流体側排気弁１６０及び反密封対象流体側排気弁１７０によって、更に、空間Ｋの外部に排気される。従って、空間Ｋ内の気圧は、空間Ｋの外部の流体圧力（密封対象流体側（Ｏ）においては、密封対象流体の圧力で、大気側（Ａ）においては大気圧）よりも、より一層小さくなる。本実施例においては、空間Ｋ内の気圧は、最終的に真空に近い状態となるように設計されると望ましい。

以上のように、装着溝３１０に密封装置１００が装着される過程、軸２００が組み込まれる過程、密封対象流体側（Ｏ）に密封対象流体が密封される過程の３つの過程で、上記の密閉された空間Ｋ内の気圧は段階的に減少する。これにより、空間Ｋ内の気圧が、空間Ｋの外部の流体圧力よりも低くなる。従って、密封装置１００における外周シール部１３０の外周面（軸線方向において、密封対象流体側排気弁１６０の先端から反密封対象流体側排気弁１７０の先端までの部位）は、ハウジング３００の内周面（装着溝３１０の溝底面）に吸着される。なお、この吸着の原理は、吸盤の吸着原理と同様である。

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、密封対象流体側排気弁１６０と反密封対象流体側排気弁１７０とが備えられることにより、密封装置１００の外周面側をハウジング３００の内周面に対して吸着させることができる。従って、密封装置１００とハウジング３００との間で摺動してしまうことを抑制することができるため、高速回転用途への適用が可能となる。また、密封装置１００の外周面側の密封性を高められるため、耐圧性も高めることができる。

なお、密封対象流体側排気弁１６０の先端の外径、及び反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径は、いずれも外周シール面１５０の外径よりも大きい。ここで、密封対象流体側排気弁１６０の先端の外径、及び反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径が、外周シール面１５０の外径よりも大きいほど、密閉された空間Ｋから排気させる気体を多くすることができる。そして、排気させる気体が多い程、空間Ｋ内の気圧を、空間Ｋ外の流体圧力よりも、より低くすることができる。

また、本実施例に係る密封装置１００においては、密封対象流体側排気弁１６０の内周面側に、密封対象流体の圧力を受ける環状溝１６１が設けられている。これにより、環状溝１６１内の密封対象流体の圧力に応じて、密封対象流体側排気弁１６０はハウジング３００の内周面に押し付けられる。従って、密封装置１００の外周面側の密封性をより確実
に高めることができる。

更に、本実施例に係る密封装置１００においては、密封対象流体側排気弁１６０と外周シール面１５０との間には、環状凹部１６２が設けられている。また、反密封対象流体側排気弁１７０と外周シール面１５０との間にも、環状凹部１７２が設けられている。従って、密封対象流体側排気弁１６０の変形による外周シール面１５０への影響を抑制することができ、かつ反密封対象流体側排気弁１７０の変形による外周シール面１５０への影響を抑制することができる。

（実施例２）
図５及び図６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、外周シール面が円柱面により構成される場合を示した。これに対して、本実施例では、外周シール面がテーパ面で構成される場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図５は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。図６は本発明の実施例２に係る密封構造の模式的断面図であり、密封装置の組込状態を示している。なお、本実施例に係る密封装置は回転対称形状であり、図５及び図６においては、密封装置における中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面図を示している。

本実施例に係る密封装置１００Ｘは、外周シール面１５０Ｘがテーパ面で構成されている点のみが、上記実施例１における密封装置１００と異なっている。本実施例に係る外周シール面１５０Ｘは、反密封対象流体側（Ａ）から密封対象流体側（Ｏ）に向かって拡径するテーパ面で構成されている。

以下、外周シール面１５０Ｘをテーパ面で構成した技術的意義について説明する。内周リップ１２０が軸２００により径方向外側に押圧されることによって、密封装置１００Ｘにおける胴体部１１０には、図６中、矢印Ｒ１方向のモーメントが作用する。これにより、胴体部１１０の端面１１１は、径方向内側ほど、装着溝３１０の溝側面から離れた状態になる。これに対し、外周シール面１５０Ｘがテーパ面で構成されることで、外周シール面１５０Ｘが装着溝３１０の溝底面に密着すると、外周シール部１３０には、図６中、矢印Ｒ２方向のモーメントが作用する。これにより、矢印Ｒ１方向のモーメントを小さくすることができる。そのため、密封装置１００Ｘが組み込まれた状態において、胴体部１１０の端面１１１の傾きを、上記実施例１に係る密封装置１００の場合よりも小さくすることができる。従って、装着溝３１０に対する密封装置１００Ｘの姿勢を安定させることができる。なお、本実施例に係る密封装置１００Ｘにおいても、上記実施例１の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。

（実施例３）
図７及び図８には、本発明の実施例３が示されている。本実施例では、上記実施例２と同様に、外周シール面がテーパ面で構成され、かつ当該テーパ面のテーパ角度が実施例２の場合よりも大きく構成される場合を示す。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図７は本発明の実施例３に係る密封装置の模式的断面図である。図８は本発明の実施例３に係る密封構造の組み立て時の様子を示す模式的断面図であり、軸が組み込まれる前の状態を示している。なお、本実施例に係る密封装置は略回転対称形状であり、図７及び図８においては、密封装置における中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面図を示している。

本実施例に係る密封装置１００Ｙは、上記実施例２の場合と同様に、外周シール面１５０Ｙがテーパ面で構成されている。このテーパ面のテーパ角度は、上記実施例２の場合よりも大きくなるように構成されている。そして、上記実施例１，２の場合には、密封装置１００，１００Ｘに外力が作用していない状態において、反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径は、外周シール面１５０の外径よりも大きく、かつハウジング３００の内周面（装着溝３１０の溝底面）の外径よりも大きくなるように設計されている。これに対して、本実施例の場合には、反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径は、外周シール面１５０のうち外径が小さな部位よりは大きいものの、外周シール面１５０のうち外径が大きな部位よりは小さくなるように構成されている。ただし、密封装置１００Ｙに外力が作用していない状態において、反密封対象流体側排気弁１７０の先端の外径がハウジング３００の内周面の外径よりも大きくなるように設計されている点は、上記実施例１，２の場合と同様である。また、本実施例に係る密封装置１００Ｙにおいては、胴体部１１０における大気側（Ａ）の端面１１１に、径方向外側の端部から径方向内側に向かって伸びる溝１１１ａが設けられている。この溝１１１ａは、単数設けられてもよいし、周方向に間隔を空けて複数設けられてもよい。外周シール面１５０Ｙと溝１１１ａに関する構成以外の構成については、上記実施例１，２と同一の構成であるので、その説明は省略する。

以上のように構成される本実施例に係る密封装置１００Ｙにおいても、上記実施例１，２の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る密封装置１００Ｙにおいては、外周シール面１５０Ｙはテーパ角度の大きなテーパ面で構成されている。そのため、密封装置１００Ｙが装着溝３１０に装着される過程において、ハウジング３００の内周面に対する密着領域は、外周シール面１５０Ｙのうち外径が大きな部位から小さな部位へと拡がっていく。これにより、密封装置１００Ｙとハウジング３００との間の空気や油を、反密封対象流体側排気弁１７０側に向けて積極的に排出させる機能が発揮される。また、胴体部１１０における大気側（Ａ）の端面１１１には溝１１１ａが設けられているため、仮に端面１１１が装着溝３１０の溝側面に密着していても、空気や油が反密封対象流体側排気弁１７０側に向けて排出される機能が損なわれてしまうこともない。

（その他）
上記の通り、各実施例に係る密封装置１００，１００Ｘ，１００Ｙにおいては、外周面をハウジング３００の内周面に吸着させることができる。しかしながら、上記の通り、油が、密封装置１００，１００Ｘ，１００Ｙとハウジング３００の内周面との間に残っている、または使用中に僅かに侵入してしまうこともあり得る。これにより、密封装置１００，１００Ｘ，１００Ｙの外周面とハウジング３００の内周面との間に油膜が形成されてしまうと、吸着力が低下してしまう。

そこで、図８に示すように、外周シール面１５０Ｚの表面に複数の微細な凹部１５１を設けると好適である。このように、複数の微細な凹部１５１を設ければ、凹部１５１に油が取り込まれることにより、油膜の形成を抑制することができる。なお、これら複数の凹部１５１は、上記実施例１における外周シール面１５０に対しても、実施例２における外周シール面１５０Ｘに対しても、実施例３における外周シール面１５０Ｙに対しても、適用可能であることは言うまでもない。

１００，１００Ｘ，１００Ｙ密封装置
１１０胴体部
１１１端面
１１１ａ溝
１２０内周リップ
１３０外周シール部
１４０受圧溝
１５０，１５０Ｘ，１５０Ｙ，１５０Ｚ外周シール面
１５１凹部
１６０密封対象流体側排気弁
１６１環状溝
１６２環状凹部
１７０反密封対象流体側排気弁
１７１環状溝
１７２環状凹部
２００軸
３００ハウジング
３１０装着溝
Ｋ空間

Claims

相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の密封装置において、
密封対象流体側かつ径方向内側に伸びる内周リップと、外周シール面を有する外周シール部と、前記内周リップの外周面と前記外周シール部の内周面とを繋ぐように設けられる環状の受圧溝と、を備える密封装置であって、
前記外周シール面よりも密封対象流体が密封される密封対象流体側には、径方向外側かつ密封対象流体側に向かって伸び、前記ハウジングの内周面と前記外周シール面との間の空間内の気体を密封対象流体側に向かって排気させることができ、かつ密封対象流体側から前記空間内への気体の侵入を阻止する密封対象流体側排気弁が設けられ、
前記外周シール面よりも密封対象流体側とは反対側の反密封対象流体側には、径方向外側かつ反密封対象流体側に向かって伸び、前記空間内の気体を反密封対象流体側に向かって排気させることができ、かつ反密封流体側から前記空間内への気体の侵入を阻止する反密封対象流体側排気弁が設けられていることを特徴とする密封装置。
前記密封対象流体側排気弁の先端の外径、及び前記反密封対象流体側排気弁の先端の外径は、いずれも前記外周シール面の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
前記密封対象流体側排気弁の内周面側には、密封対象流体の圧力を受ける環状溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
前記密封対象流体側排気弁と前記外周シール面との間、及び前記反密封対象流体側排気弁と前記外周シール面との間には、いずれも環状凹部が設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の密封装置。