JP3762529B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば自動車のパワーステアリング等の高圧が作用する軸封部に用いられる密封装置に関し、特に外周固定部のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の高圧用の密封装置としては、たとえば図３に示すようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、密封装置１００の外周は、ハウジング１０１の軸孔１０１ａ内周に対して適正な外周しめしろによって嵌合固定される外周固定部１０２となっている。この外周固定部１０２は、金属環１０５外周に被覆された外周ゴム部１０６によってシール性が高められていた。
【０００４】
また、このような耐圧シールの場合には、密封対象流体の圧力によって密封装置１００が大気側に抜けないように、外周固定部１０２の大気側端面が抜け止め用の押え部材１０３によって押さえられた状態で使用される。
【０００５】
押え部材１０３には、実機組立時において取扱い易いように、押え部材１０３の外径端部には面取り部１０４が設けられ、押え部材１０３をハウジング１０１の軸孔１０１ａ内に差し込み易くしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した従来の密封装置の場合には、ハウジング１０１に嵌合されることによって、図３(ｂ)に示すように、外周固定部１０２の外周ゴム部１０６が、金属環１０５とハウジング１０１との間で径方向に圧縮され、圧縮された外周ゴム部１０６が軸方向密封対象流体側Ｏおよび大気側Ａへはみ出すために、外周固定部１０６に強い面圧（張り力）を保つことができない。
【０００７】
外周固定部１０２の大気側端面には押え部材１０３が突当てられているものの、その外径端部には面取り部１０４が設けられているので、外周ゴム部１０６の軸方向大気側Ａへのはみ出しを規制することができない。
【０００８】
この状態で常に高温高圧条件で使用されると、外周固定部１０６にへたりが生じ、使用圧Ｐ０に対して外周面圧ｐａが小さくなり、外周から油漏れが生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハウジングに固定される外周固定部のシール性向上を図り、ひいては寿命向上を図り得る密封装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、ハウジングの軸孔内周と移動軸間の隙間をシールするもので、環状の装置本体外周におけるハウジングの軸孔内周に、円筒部と該円筒部の大気側端部に設けられる内向きフランジ部とを備える断面Ｌ字形状の金属環の前記円筒部の外周に被覆される外周ゴム部で接触面圧を発生させて嵌合固定される外周固定部を有する密封装置において、前記外周固定部の大気側端部における断面Ｌ字形状の金属環の前記円筒部と前記内向きフランジ部とが接続された角部に、当該大気側端部よりも大気側に突出し、かつ、前記外周ゴム部から連続して、前記ハウジングの軸孔内周に密接するゴム状弾性材製のリップ状突起を設け、前記外周固定部の大気側端部は前記金属環の内向きフランジ部が露出しており、当該内向きフランジ部がハウジングの軸孔に差し込まれる押え部材端面にほぼ全幅にわたって当接し、押え部材端面の外径端部には面取りが施され、該面取り部とハウジング内周間の隙間に前記リップ状突起が当該隙間を埋めてハウジング内周面に接触面圧を発生可能なボリュームで充填され、前記リップ状突起が前記面取り部によって半径方向外方に向けて押し広げられ、前記リップ状突起の外周がハウジング内周面に強く圧接され、接触面圧が高められる構成としたことを特徴とする。
【００１１】
リップ状突起によってハウジングとの間で局部的に高い面圧が発生し、外周シール性が向上する。外周固定部全体の接触面圧が低下しても、リップ状突起によって外周固定部とハウジング間の隙間がシールされる。
【００１２】
リップ状突起を外周固定部の大気側端部に設けたことを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、密封装置の外周嵌合部からのシール漏れが大気側端部において防止される。
【００１４】
外周固定部の大気側端部はハウジングの軸孔に差し込まれる押え部材端面に当接し、押え部材端面の外径端部には面取りが施され、該面取り部とハウジング内周間の隙間にリップ状突起が充填される構成としたことを特徴とする。
【００１５】
このようにすれば、実機組立時に、押え部材を外周固定部の大気側端面に突き当てると、押え部材の面取り部とハウジング内周面との間に形成される環状の隙間内にリップ状突起が入り込み、リップ状突起が面取り部によって半径方向外方に向けて押し広げられ、リップ状突起の外周がハウジング内周面に強く圧接され接触面圧が高められる。
【００１６】
この接触面圧は、密封対象流体が高圧の場合には、圧力によって密封装置が軸方向押えに対して軸方向に押し付けられるので、接触面圧がさらに大きくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る密封装置を示している。
【００２１】
本実施の形態に係る密封装置１は、外周固定部の大気側端部にリップ状突起２を設けたものである。
【００２２】
すなわち、図において、１は密封装置全体を示している。この密封装置１は、断面Ｌ字形状の金属環３と、金属環３に一体的に焼き付けられるシールリップ４を備えたゴム状弾性体５と、シールリップ４を支える樹脂製のバックアップリング６と、から構成されている。
【００２３】
金属環３は断面Ｌ字形状で、円筒部３１と、円筒部３１の大気側端部に設けられる内向きフランジ部３２と、を備えている。内向きフランジ部３２の内径は、移動軸７の外周との間の所定の環状隙間を介して対向している。
【００２４】
ゴム状弾性体５は、金属環３の円筒部３１の外周に被覆される外周ゴム部５１と、円筒部３１の端面に被覆される端面ゴム部５４と、円筒部３１の内周に被覆される内周ゴム部５５と、円筒部３１内周と内向きフランジ部３２の密封対象流体側端面との空間に部分的に充填される略四角形状の腰部５２と、この腰部５２の内径端部から軸方向密封対象流体側Ｏに延びるシールリップ４と、を備えている。
【００２５】
この外周ゴム部５１が、ハウジング８の軸孔８ａ内周に対して金属環３の円筒部３１との間で所定のしめしろでもって嵌着され、外周固定部９を構成している。
【００２６】
腰部５２の軸方向厚さは円筒部３１の長さのほぼ半分程度で、シールリップ４の長さも円筒部３１の長さの半分程度と短くなっており、シールリップ４には緊迫力を高めるためのスプリング４１が装着されている。
【００２７】
この腰部５２内周には凹部５３が設けられ、この凹部５３にバックアップリング６が装着されている。このバックアップリング６は断面略台形状のリング部材で、シールリップ４を支持するようになっている。
【００２８】
この密封装置１の外周固定部９に、ゴム状弾性体製のリップ状突起２が設けられている。この実施の形態では、リップ状突起２が外周固定部９の大気側端部に設けられている。
【００２９】
このリップ状突起２は、外周固定部９の大気側端部から軸方向大気側Ａに向けて徐々に径方向外方に斜めに突出するように延びている。すなわち、リップ状突起２は外周ゴム部５１の外周面よりも外方に突出し、密封装置１の大気側端面である金属環３の内向きフランジ部３２の大気側端面よりも軸方向大気側Ａに突出している。
【００３０】
このリップ状突起２の先端部は、軸方向大気側Ａに向けて徐々に小径となるように円錐状に傾斜する傾斜面２１と、軸方向に対して直交する直交面２２との２面によってカットされている。
【００３１】
この密封装置１の大気側Ａには、密封装置１が密封対象流体Ｏの圧力によって大気側Ａに抜けないように、抜け止め用の押え部材１０が配置されている。押え部材１０は外周がハウジング内周に差し込み固定される環状部材で、その先端面が金属環３の内向きフランジ３２端面のほぼ全幅にわたって当接するようになっている。そして、実機組立時に取扱い易いように、押え部材１０端面の外径端部には面取り部１１が設けられている。
【００３２】
上記リップ状突起２は、上記面取り部１１の大きさによってボリュームが決定される。
【００３３】
密封装置１の装着時に、図１(ｂ)に示すように、押え部材１０を密封装置１の外周固定部９の大気側端面に突き当てると、押え部材１０の面取り部１１とハウジング８内周面との間に形成される環状の隙間内にリップ状突起２が入り込み、リップ状突起２が面取り部１０によって半径方向外方に向けて押し広げられ、リップ状突起２の外周がハウジング８内周面に強く圧接され、接触面圧ｐａが高められる。
【００３４】
この接触面圧ｐａは、密封対象流体が高圧の場合には、圧力によって密封装置が軸方向押えに軸方向に押し付けられるので、さらに接触面圧が大きくなる。［参考例］図２には参考例に係る密封装置が示されている。
【００３５】
この参考例では、リップ状突起１２を外周固定部９の密封対象流体側Ｏに設けたものである。外周固定部９の大気側端部は面取り部１３となっている。
【００３６】
このリップ状突起１２は軸方向密封対象流体側Ｏに向けて徐々に拡径する方向に傾斜している。このリップ状突起１２の付け根位置は金属環３の円筒部３１の密封対象流体側端部から軸方向に延びており、その先端は金属環３の円筒部３１の密封対象流体側端面を被覆する端面ゴム部５４の端面位置よりも大気側Ａに位置しており、自由状態ではリップ状突起１２と端面ゴム部の外周との間にＶ字状の空間が形成されている。
【００３７】
ハウジング８内周面に接触するリップ状突起１２の先端において、密封対象流体側傾斜面とハウジング８内周面と平行の円筒面との成す接触角をα、大気側傾斜面とハウジング８の軸孔８ａ内周面と平行の円筒面とのなす接触角をβとして、α＞βに設定することが好ましい。
【００３８】
密封装置１をハウジング８に装着した際には、図２(ｂ)に示すように、外周ゴム部５１が径方向に圧縮されると同時に軸方向大気側と密封対象流体側Ｏに延びて、大気側Ａの端部が押え部材１０の外径端部の面取り部１１内に入り込んで大気側Ａの面圧が上がらないが、使用密封対象流体側Ｏの端部はリップ状突起１２によって面圧が確保される。特に、使用中の圧力Ｐ０によってリップ状突起１２がハウジング８内周に圧接されて、常に強い面圧ｐａを発生させることができるため、外周漏れを防止することができる。
【００３９】
その他の構成および作用は上記実施の形態と同様なので、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を省略する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外周固定部にハウジングの軸孔内周に密接するゴム状弾性材製のリップ状突起を設けたので、外周固定部全体の接触面圧が低下しても、リップ状突起によって外周固定部とハウジング間の隙間がシールされ、外周シール性が向上し、ひいてはシール寿命向上を図ることができる。
【００４２】
外周固定部の大気側端部に設けられるリップ状突起を、押え部材端面の面取り部とハウジング内周間の隙間に入り込む構成とすれば、リップ状突起が面取り部によって半径方向外方に向けて押し広げられ、リップ状突起の外周がハウジング内周面に強く圧接され接触面圧が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る密封装置を示すもので、同図(ａ)は要部縦断面、同図(ｂ)は装着状態の部分断面図である。
【図２】図２は参考例に係る密封装置を示すもので、同図（ａ）は要部縦断面、同図（ｂ）は装着状態の部分断面図である。
【図３】図３は従来の密封装置を示すもので、同図(ａ)は要部縦断面、同図(ｂ)は装着状態の部分断面図である。
【符号の説明】
１ 密封装置
２ リップ状突起
２１ 傾斜面
２２ 直交面
３ 金属環
３１ 円筒部
３２ 内向きフランジ部
４ シールリップ
５ ゴム状弾性体
５１ 外周ゴム部
５２ 腰部
５３ 凹部
５４ 端面ゴム部
５５ 内周ゴム部
６ バックアップリング
７ 移動軸
８ ハウジング
８ａ 軸孔
９ 外周固定部
１０ 押え部材
１１ 面取り部
１２ リップ状突起
１３ 面取り部

Claims (1)

1. ハウジングの軸孔内周と移動軸間の隙間をシールするもので、環状の装置本体外周におけるハウジングの軸孔内周に、円筒部と該円筒部の大気側端部に設けられる内向きフランジ部とを備える断面Ｌ字形状の金属環の前記円筒部の外周に被覆される外周ゴム部で接触面圧を発生させて嵌合固定される外周固定部を有する密封装置において、
   前記外周固定部の大気側端部における断面Ｌ字形状の金属環の前記円筒部と前記内向きフランジ部とが接続された角部に、当該大気側端部よりも大気側に突出し、かつ、前記外周ゴム部から連続して、前記ハウジングの軸孔内周に密接するゴム状弾性材製のリップ状突起を設け、
   前記外周固定部の大気側端部は前記金属環の内向きフランジ部が露出しており、当該内向きフランジ部がハウジングの軸孔に差し込まれる押え部材端面にほぼ全幅にわたって当接し、押え部材端面の外径端部には面取りが施され、該面取り部とハウジング内周間の隙間に前記リップ状突起が当該隙間を埋めてハウジング内周面に接触面圧を発生可能なボリュームで充填され、前記リップ状突起が前記面取り部によって半径方向外方に向けて押し広げられ、前記リップ状突起の外周がハウジング内周面に強く圧接され、接触面圧が高められる構成としたことを特徴とする密封装置。

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