JP2019027511A - 密封装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
に高めることができる。
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。
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。
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 (4)
- 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。
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