JP4051865B2 - 密封装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種油圧機器の軸封部に使用される密封装置に関し、特に、高圧流体を密封する密封装置に関するものである。
【0002】
従来、この種の密封装置としては、図4に示すようなオイルシール101がある。オイルシール101は、被覆部102と金属環103とを一体に形成したものである。オイルシール101では、截頭円錐筒形状の保持器104とシールリップ部105とが非接着に構成されており、保持器104は径方向に非拘束の状態となっている。
【0003】
実際の使用条件では、取付偏心,軸偏心等が発生するとともに、密封対象流体の圧力による軸へのシールリップ部105の押し付けも作用する。
【0004】
このような軸偏心が発生すると、保持器104には過大な力が作用するので所期の位置に保つことができなくなる。保持器104は当初の機能を発揮できないため、シールリップ部105の付け根部の変形が大きくなるともに圧力(一般には変動圧)の作用により、シールリップ部105の破損及び軸106とシールリップ部105との接触状態の変化による密封性能の低下が引き起こされる。
【0005】
そこで、本出願人は図3に示すようなオイルシール201を提案している。
【0006】
オイルシール201は、主として、断面略J字形状の金属環203,ゴム状弾性体製の被覆部202及び環状の保持器204から構成されている。
【0007】
そして、主シールリップ部222の付け根部分の反密封対象流体側(A)に設けられた支持環としての保持器204は断面略S字形状をなしており、保持器204の筒部241は、フランジ部232の内径側端部から密封対象流体側(O)へ向かって軸方向から若干内径方向に形成されている金属環203の内径部233と嵌合している。また、外向きフランジ部243の反密封対象流体側(A)端面243aは、金属環203のフランジ部232の密封対象流体側(O)端面232aに当接している。
【0008】
このように、外径側を被覆部202を介してハウジングに固定保持されて径方向の移動を規制された金属環203の内径部233と保持器204とを嵌合させることにより、保持器の径方向の移動を規制して、取付偏心,軸偏心等が生じても、軸と主シールリップ部222との接触状態が不安定化することがなくなるものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0010】
オイルシール201は、成型によるもので、金属環203と保持器204を型にセットして一体的に成形を行うが、金属環203と保持器204とは、それぞれの製品上の寸法公差により、干渉した状態で型にセットされる場合がある。
【0011】
このような状態では、保持器204が偏心した状態で成形される可能性がある。
【0012】
また、保持器204は、保持器204の内径側端部242aを挟まれて型に保持され、内径側端部242aの密封対象流体側(O)のR部でゴム止めしているが、金属環203と保持器204とが大きく干渉していると、内径側端部242aを正しく保持されずに成形されてしまい、ゴム材が保持器204内径にまわってしまう可能性がある。
【0013】
また、成型時の型が完全に閉じる前に、金属環203の端面232aと保持器204の外向きフランジ部243との当接部にゴム材が流れてきた場合には、保持器204がシールリップ側に浮いてしまう可能性がある。また、金属環203と保持器204とが、それぞれの製品上の寸法公差により隙間ができてしまう場合には、ゴム材がこの隙間を流れるようになり、保持器204がシールリップ側に浮いてしまう可能性がある。
【0014】
本発明は上記の従来技術の課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、密封性能を向上させた信頼性の高い密封装置を提供することにある。
【0015】
【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、同心的に組み付けられた2部材のうち一方の部材に嵌着される嵌め合い部と、該嵌め合い部の反密封対象流体側の端部から前記2部材のうち他方の部材側に向かって径方向に延びるフランジ部と、を有する補強環と、前記補強環に一体的に形成された弾性部材からなり、前記他方の部材に密封接触するシールリップと、軸方向に延びる筒状部と、該筒状部の密封対象流体側の端部から前記他方の部材側に向かって径方向に延びるフランジ部と、を有し、前記シールリップの反密封対象流体側であって、該シールリップと前記補強環のフランジ部との間に設けられて該シールリップを支持する支持環と、を備え、前記2部材間を密封する密封装置の製造方法であって、前記補強環及び前記支持環が内部に保持される成形型を用いて、弾性部材からなる被覆部を前記補強環及び前記支持環に一体成形するとともに、前記シールリップを、前記成形型内において前記補強環の嵌め合い部側から前記補強環のフランジ部の密封対象流体側の面に沿って流れる弾性部材によって、前記被覆部と一体的に成形する密封装置の製造方法において、前記補強環は、前記補強環のフランジ部から反密封対象流体側に屈曲する段差部が設けられており、前記被覆部及び前記シールリップの成形前の前記成形型内において、前記補強環と前記支持環との間に隙間を設けつつ、前記支持環の筒状部の反密封対象流体側の端部の先端が前記補強環のフランジ部の密封対象流体側の面より反密封対象流体側に位置するように、前記支持環の筒状部の反密封対象流体側の端部を前記補強環の段差部に配設した状態で、前記支持環のフランジ部の先端を前記成形型に保持させることを特徴とする。ここで、前記支持環の前記筒状部の反密封対象流体側の先端が、前記一方の部材側に傾斜しているとよい。
【0016】
これによると、成型前の型内において、セットされた補強環と支持環との間に隙間を設けることができるので、補強環と支持環とが一部分は干渉することはあっても全体的に干渉することはなくなり、補強環と支持環との間の位置精度を向上することができる。したがって、軸とシールリップとの接触状態を常に安定させることができるので、密封性能の向上を図ることができる。
【0017】
ここで、従来では、軸偏心等による軸と主シールリップ部との接触状態の不安定化や、支持環の強度不足等の問題を解決するために、金属環と支持環を嵌合させていたが、本出願人は、金属環と支持環とが嵌合していなくとも耐圧性は保たれることを確認している。
【0019】
また、成型の際の弾性部材の流れを規制することができるので、弾性部材の流れにより支持環が密封対象流体側に移動するのを防ぐことができ、補強環と支持環の位置関係を確実に保持して成型を行うことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【0024】
図1は本発明の実施の形態に係る密封装置としてのオイルシール1である。
【0025】
オイルシール1は、概略、断面略L字形状の金属環3,弾性部材としてのゴム状弾性体製の被覆部2及び環状の支持環4からなり、同心的に組み付けられた2部材としてのハウジング(図示せず)と軸(図示せず)との環状隙間を密封するものである。
【0026】
補強環としての金属環3は、軸方向に延びてハウジングに嵌着する嵌め合い部としての筒部31,筒部31の反密封対象流体側(A)端部から内径方向に延びるフランジ部32,フランジ部32の内径側端部に設けられた、反密封対象流体側(A)に凹む段差部としての凹部34,凹部34の内径側端部から密封対象流体側(O)に延びる内径部33からなる。
【0027】
被覆部2は、金属環3の筒部31の密封対象流体側(O)端部から筒部31の内周及び外周側を覆い、反密封対象流体側(A)端部から連続的にフランジ部32の密封対象流体側(O)及び反密封対象流体側(A)を内径側まで覆う。
【0028】
被覆部2の反密封対象流体側(A)は金属環3の内径部33の付け根部分までを覆っており、内径側の端部には内径方向反密封対象流体側(A)に延びて軸(図示せず)に摺動密封するダストリップ部21が設けられている。
【0029】
被覆部2の密封対象流体側(O)は金属環3のフランジ部32の内径側端部近傍までを覆っており、内径側の端部には内径方向密封対象流体側(O)に延びて軸に摺動密封するシールリップとしての主シールリップ部22が設けられている。また、主シールリップ部22の先端部22aの外径側に設けられた溝には先端部22aを軸への緊迫力を補うための環状のスプリング5が装着されている。
【0030】
そして、被覆部2は、接着剤が塗布された金属環3と接着剤が塗布されていない支持環4が保持された型において、金属環3と支持環4とに一体的に成形される。したがって、被覆部2と支持環4とは接合せず、相対移動可能に設けられている。
【0031】
支持環4は、断面略L字形状をなし、軸方向に延びる筒状部としての筒部41と、筒部41の密封対象流体側(O)端部から内径側に延びる内向きフランジ部42とからなる。支持環4は、金属環3に対し間隙を介して配設されている。
【0032】
すなわち、支持環4の筒部41の反密封対象流体側(A)端面41aは金属環3の凹部34内に被覆部2のゴム状弾性体を介して配設されている。また、筒部41は、凹部34の内径側端部から密封対象流体側(O)に延びる内径部33に沿うように被覆部2のゴム状弾性体を介して配設されている。
【0033】
また、フランジ部42は、主シールリップ部22の反密封対象流体側(A)の端面より径方向に略ストレートに突出して所定の長さを有するストレート部42aを備えている。
【0034】
このように構成されるオイルシール1は、成型によるものであり、金属環3と支持環4との間に隙間を設けて型に保持した状態で成型されるので、上述したように支持環4は、金属環3に対し間隙を介して設けられ、被覆部2のゴム状弾性体に相対移動可能に保持されている。
【0035】
成型前の型内において、セットされた金属環3と支持環4との間には隙間が設定されるように配置されるので、金属環3と支持環4とが一部分は干渉することはあっても全体的に干渉することはなくなり、金属環3と支持環4との間の位置精度を向上することができ、従来のように金属環3と支持環4の製品上の寸法公差により不具合が生じる可能性がなくなる。
【0036】
したがって、成型前の型内において、セットされた金属環3と支持環4とが干渉して位置が変わらなければよく、例えば角部等の一部が触れていても良い。
【0037】
また、金属環3のフランジ部32の内径側端部に凹部34を設け、支持環4の筒部41の反密封対象流体側(A)端面41aを凹部34内に被覆部2のゴム状弾性体を介して配設している、すなわち、フランジ部32の密封対象流体側(O)端面32aよりも筒部41が反密封対象流体側(A)に位置するようにしている。
【0038】
したがって、成型の際に外径側から内側に向かって流れるゴム材は、筒部41に当たった後密封対象流体側(O)に流されて主シールリップ部22側に充填される。主シールリップ部22側に充填されたゴム材の圧力により支持環4は反密封対象流体側(A)に押さえられるので、型が完全に閉まる前にゴム材が流れてきても支持環4が密封対象流体側(O)に移動することはなく、型内にセットされた金属環3と支持環4の位置関係を確実に保持して成型が行われるので、品質のよいオイルシールを安定して得ることができる。
【0039】
本実施の形態では、フランジ部32に段差部として凹部34を設け、支持環4の筒部41の反密封対象流体側(A)端面41aを凹部34内に配設することにより、ゴム材の流れを良好にし、さらに、凹部34の内径側端部から密封対象流体側(O)に延びる内径部33により、金属環3の型内での安定性を良好なものとしているが、フランジ部32の密封対象流体側(O)端面32aよりも筒部41の反密封対象流体側(A)端面41aを反密封対象流体側(A)に位置させればよく、例えば図2に示すようにフランジ部32に略階段状の段差部35を設けることでも、ゴム材の流れを主シールリップ部22側に向わせることができ、支持環4の浮き上がりを防止することができる。
【0040】
さらに、支持環4の筒状部としての筒部41は、先端が外径方向に傾斜していることも好ましい。これにより、ゴム材を主シールリップ部22側に流れ易くすることができる。
【0041】
また、支持環4においてフランジ部42は、主シールリップ部22の反密封対象流体側(A)の端面より径方向に略ストレートに突出して所定の長さを有するストレート部42aを備えるので、このストレート部42aを型に保持させることにより、確実に型内に保持することができ、また、ゴム止め性の向上を図ることができる。
【0042】
さらに、主シールリップ部22の反密封対象流体側(A)縁部よりも内径側に位置することにより、主シールリップ部22がフランジ部42の内径側にくい込んで損傷することがない。
【0043】
上述したように、本実施の形態によれば、軸とシールリップ部22との接触状態を常に安定させることができるので、密封性能の向上を図ることができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、支持環は補強環に対し間隙を介して設けられることにより、成型前の型内において、セットされた補強環と支持環との間に隙間を設けることができるので、補強環と支持環とが一部分は干渉することはあっても全体的に干渉することはなくなり、補強環と支持環との間の位置精度を向上することができる。したがって、軸とシールリップとの接触状態を常に安定させることができるので、密封性能の向上を図ることができる。
【0045】
また、補強環に設けられ、フランジ部から反密封対象流体側に屈曲する段差部と、支持環に設けられ、段差部に配設されて先端がフランジ部の密封対象流体側の面より反密封対象流体側に位置する筒状部と、を備えることにより、成型の際の弾性部材の流れを規制することができるので、弾性部材の流れにより支持環が密封対象流体側に移動するのを防ぐことができ、補強環と支持環の位置関係を確実に保持して成型を行うことができる。
【0046】
また、支持環は、支持環が設けられるシールリップの反密封対象流体側の端面より径方向に略ストレートに突出して所定の長さを有するストレート部を備えることにより、成型の際にストレート部を型に保持させることにより、支持環を確実に型内に保持することができ、また、ゴム止め性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る密封装置の概略断面図である。
【図2】本実施の形態に係る密封装置の概略断面図である。
【図3】従来の密封装置の概略断面図である。
【図4】従来の密封装置の概略断面図である。
【符号の説明】
1 オイルシール
2 被覆部
21 ダストリップ部
22 主シールリップ部
22a 先端部
3 金属環
31 筒部
32 フランジ部
32a 端面
33 内径部
34 凹部
35 段差部
4 支持環
41 筒部
41a 端面
42 フランジ部
42a ストレート部
5 スプリング
Claims (2)
- 同心的に組み付けられた2部材のうち一方の部材に嵌着される嵌め合い部と、該嵌め合い部の反密封対象流体側の端部から前記2部材のうち他方の部材側に向かって径方向に延びるフランジ部と、を有する補強環と、
前記補強環に一体的に形成された弾性部材からなり、前記他方の部材に密封接触するシールリップと、
軸方向に延びる筒状部と、該筒状部の密封対象流体側の端部から前記他方の部材側に向かって径方向に延びるフランジ部と、を有し、前記シールリップの反密封対象流体側であって、該シールリップと前記補強環のフランジ部との間に設けられて該シールリップを支持する支持環と、
を備え、前記2部材間を密封する密封装置の製造方法であって、
前記補強環及び前記支持環が内部に保持される成形型を用いて、弾性部材からなる被覆部を前記補強環及び前記支持環に一体成形するとともに、
前記シールリップを、前記成形型内において前記補強環の嵌め合い部側から前記補強環のフランジ部の密封対象流体側の面に沿って流れる弾性部材によって、前記被覆部と一体的に成形する密封装置の製造方法において、
前記補強環は、前記補強環のフランジ部から反密封対象流体側に屈曲する段差部が設けられており、
前記被覆部及び前記シールリップの成形前の前記成形型内において、前記補強環と前記支持環との間に隙間を設けつつ、前記支持環の筒状部の反密封対象流体側の端部の先端が前記補強環のフランジ部の密封対象流体側の面より反密封対象流体側に位置するように、前記支持環の筒状部の反密封対象流体側の端部を前記補強環の段差部に配設した状態で、前記支持環のフランジ部の先端を前記成形型に保持させることを特徴とする密封装置の製造方法。 - 前記支持環の筒状部の反密封対象流体側の先端は、前記一方の部材側に傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の密封装置の製造方法。
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