JP4193299B2

JP4193299B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP4193299B2
Application number: JP22571599A
Authority: JP
Inventors: 秀子宗形
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-08-09
Also published as: JP2001050398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の軸封部等に用いられる密封装置に関し、特に２つのシール部材を組み合わせた密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来技術によるゴムリップ１０２と樹脂リップ１０３を備えた密封装置１０１の断面構成を説明する図である。
【０００３】
この密封装置１０１の概略構成を説明すると、外周面にＯリング１１２を保持する溝部１１１を備えた環状部材１１０に、ゴムリップ１０２，樹脂リップ１０３，ダストリップ１０４が嵌め込まれ、それらリップが溝部１１１により形成される径方向部１１３と環状部材１１０の端部のカシメ部１１４により積層状に固定されている。
【０００４】
ゴムリップ１０２とダストリップ１０４は、密封装置１０１の組み立てに先立って、加硫成形等により予め金属の補強環１０２ａ，１０４ａと一体化されている。樹脂リップ１０３はＰＴＦＥを材料とした平ワッシャ形状のものであり、組み立て後に挿嵌される軸と略同一の外径寸法の円柱状治具を挿入して内径部を拡径すると共に密封側Ｍに向けて撓ませている。
【０００５】
２０１は密封装置１０１を固定するハウジング部材、２０２はハウジング部材２０１に挿嵌される軸であり、この図においては仮想線により描かれている。
【０００６】
密封装置１０１は、特に高圧となる密封側Ｍの密封流体の漏れを防止する為に、密封側Ｍにゴムリップ１０２を備え、ゴムリップ１０２に連接する大気側Ｏに樹脂リップ１０３を備えた構成を備えている。
【０００７】
そして、ゴムリップ１０２はリップ先端部の摺動表面２０３（軸２０２の外周面）に対する緊迫力によりシール性を発揮する。
【０００８】
また、密封側Ｍの圧力によりゴムリップ１０２が変形した場合に、ゴムリップ１０２の下面に当たりゴムリップ１０２の過度の変形を抑える金属製のサポート部材１０７を備えている。
【０００９】
また、樹脂リップ１０３にはネジ溝１０８が形成され、摺動表面２０３との接触領域においてわずかに漏出した密封流体を、軸２０２の回転により移動させる流体ポンプ作用を働かせて密封流体の漏出を防止している。
【００１０】
【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密封装置では、ゴムリップ１０２で密封流体の圧力を受けているため、密封流体の圧力が高圧になる場合では、高圧によるゴムリップ１０２の変形と、変形による面圧過大により、摩耗が進行し漏れが生じてしまう。
【００１１】
本発明は、上記した従来技術の問題点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、耐圧性の向上を図り、シール性、耐久性の向上した信頼性の高い密封装置を提供することにある。
【００１２】
【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、ハウジングの軸孔と該軸孔内に回転自在に設けられる軸間の環状隙間を密封するもので、前記軸に嵌合固定され、第１の径方向部を有する第１の環状部材と、前記ハウジングの軸孔内周面に嵌合固定され、該第１の径方向部より非密封側で該第１の径方向部に対向する第２の径方向部を有する第２の環状部材と、を備えた密封装置において、前記第１の環状部材の外周側に設けられ、該ハウジングの軸孔と該第１の環状部材との間の隙間を密封するシール部材と、前記第１と第２の径方向部の少なくともいずれか一方に設けられ、該第１と第２の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、シール部材が密封装置にかかる圧力を減圧し、複数段の突起状のシールリップには減圧された圧力がかかるので、高圧により変形し摩耗することがなくなり、シール性、耐久性を向上させることができる。
【００１４】
また、第１と第２の径方向部間の対向する隙間を密封する突起状のシールリップを複数段備えることにより、シールリップ間の圧力差を軽減させることができ、シールリップの変形を防ぐことができる。
【００１５】
さらに、複数段のシールリップを第１の径方向部に設けることにより、軸の回転に伴う遠心力の作用により、シール部材からシールリップまで漏れた流体を径方向外方に戻すことができるので、シールリップのシール性を向上させることができる。
【００１６】
また、前記シール部材は樹脂製材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を軸方向に密封し、
前記複数段のシールリップはゴム状弾性材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を径方向に密封することも好適である。
【００１７】
これにより、摺動抵抗や変形が小さいシール部材で軸方向にかかる圧力を減圧、密封させた後、径方向を複数段のゴム状弾性材により密封するので、シール性を向上させることができる。
【００１８】
また、前記第１と第２の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備えることも好適である。
【００１９】
これにより、シールリップの受圧面積を小さくすることができる、リップの変形を軽減させることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る密封装置を図１及び図２に示す。本実施の形態に係る密封装置１０は、軸１と円筒状の開口部を有するハウジング２の間の環状の隙間をシールし、密封側Ｍの油やガスなどの流体が大気側Ｏ（非密封側）に漏れないようにしているものである。
【００２２】
密封装置１０は、概略、第１の環状部材としての減圧シールユニット５と、第２の環状部材としてのスリーブ４と、減圧シールユニット５とスリーブ４の間に設けられる複数段の突起状のシールリップとしての端面リップ３とから構成されている。
【００２３】
減圧シールユニット５は、両端部に凹部を有する断面略Ｈ型のボディ９が一方の凹部を軸１に向けて軸１に嵌合固定されており、軸１と一体となって回転する。ボディ９は、高圧がかかっても凹部が変形しないような剛性のある金属や樹脂によって形成されている。また、軸１のボディ９の大気側Ｏにはストッパー８が設けられている。
【００２４】
ボディ９の軸１側の凹部にはＯリング７が嵌め込まれており、ハウジング２側の凹部にはゴムリングと四ふっ化エチレン樹脂リングの組み合わせからなるシール部材としてのスリッパシール６が嵌め込まれ、樹脂製材としての四ふっ化エチレン樹脂がハウジング２に摺動自在に接触している。
【００２５】
減圧シールユニット５の大気側Ｏには、ハウジング２の軸孔内周面にスリーブ４が嵌合固定されている。スリーブ４は、鉄などの金属や樹脂によって形成されている。
【００２６】
減圧シールユニット５の大気側Ｏの径方向端面５ａ（第１の径方向部）とスリーブ４の密封側Ｍの径方向端面４ａ（第２の径方向部）の間には、ゴム状弾性材の複数段の突起状の端面リップ３が設けられている。
【００２７】
端面リップ３は、減圧シールユニット５とスリーブ４の少なくともいずれか一方に一体に焼付けられており、環状隙間の最外方から内方に向かう流体をシールするよう設けられている。図１はスリーブ４に設けられた状態を示し、図２は減圧シールユニット５とスリーブ４の両方に交互になるよう設けられた状態を示している。
【００２８】
以上のように構成される密封装置１０によって、密封側Ｍの密封流体は、減圧シールユニット５のスリッパシール６で軸方向をシールされ、スリッパシール６から漏れた流体は、減圧シールユニット５とスリーブ４の間の端面リップ３で径方向をシールされる。
【００２９】
密封側Ｍの密封流体の圧力が高い場合は、流体がスリッパシール６から漏れるが、端面リップ３においては漏れた流体は減圧されているので、流体による端面リップ３の変形を軽減でき、複数段の突起状の端面リップ３により確実にシールされる。端面リップ３の突起状のリップ先端は、図１に示すように径方向外方に向け配設されると好適である。
【００３０】
さらに、端面リップ３は環状隙間の外方から内方に向かう流体をシールするので、端面リップ３を減圧シールユニット５に少なくとも１つ設ければ、軸１の回転に伴う遠心力の作用により、スリッパシール６から複数段の端面リップ３まで漏れた流体を径方向外方に戻すことでき、端面リップ３のシール性を向上させることができる。
【００３１】
また、端面リップ３をできる限り多く設定することにより、リップ間の圧力差を軽減できるので、リップの変形が軽減し、シール性、耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、保持手段としてストッパー８やハウジング２側に設けられた不図示のストッパーにより、減圧シールユニット５とスリーブ４の間隔を所定の間隔に設定でき、安定したシール性が得られる。さらに、間隔を小さく設定することにより、端面リップ３の受圧面積を小さくすることができるので、リップの変形がより軽減し、シール性、耐久性を向上させることができる。
【００３３】
ここで、保持手段は、端面リップ３が設けられる径方向端面４ａ，５ａの周方向に幾つか設けられる不図示のストッパーでもよく、また、スリーブ４とボディ９を嵌合可能に構成した場合にはその嵌合部でもよい。
【００３４】
また、減圧シールユニット５から流体が漏れ、減圧シールユニット５とスリーブ４の間に蓄圧する場合には、図１に示すように、スリッパシール６の摺動面にテーパー部を設け、このテーパー部を密封側に設定することにより、減圧シールユニット５とスリーブ４の間の蓄圧を解放することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の環状部材とハウジングまたは第２の環状部材との隙間を密封するシール部材と、第１と第２の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップとを備えることにより、シール部材が密封装置にかかる圧力が減圧し、複数段の突起状のシールリップには減圧された圧力がかかるので、シールリップが高圧により変形し摩耗することを防ぐことができ、耐圧性に優れ、シール性、耐久性を向上させた信頼性の高い密封装置を提供することが可能となる。
【００３６】
また、第１と第２の径方向部間の対向する隙間を密封する突起状のシールリップを複数段備えることにより、シールリップ間の圧力差を軽減させることができ、シールリップの変形を防ぐことができる。
【００３７】
さらに、複数段のシールリップを第１の径方向部に設けることにより、軸の回転に伴う遠心力の作用により、シール部材からシールリップまで漏れた流体を径方向外方に戻すことができるので、シールリップのシール性を向上させることができる。
【００３８】
また、第１と第２の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備えることにより、シールリップの受圧面積を小さくすることができるので、リップの変形を軽減させることができ、シール性、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る密封装置の概略断面図。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係る密封装置の要部を説明する概略断面図。
【図３】図３は従来の密封装置の概略断面図。
【符号の説明】
１軸
２ハウジング
３端面リップ
４スリーブ
４ａ，５ａ径方向端面
５減圧シールユニット
６スリッパシール
７Ｏリング
８ストッパー
９ボディ
１０密封装置

Claims

ハウジングの軸孔と該軸孔内に回転自在に設けられる軸間の環状隙間を密封するもので、
前記軸に嵌合固定され、第１の径方向部を有する第１の環状部材と、
前記ハウジングの軸孔内周面に嵌合固定され、該第１の径方向部より非密封側で該第１の径方向部に対向する第２の径方向部を有する第２の環状部材と、
を備えた密封装置において、
前記第１の環状部材の外周側に設けられ、該ハウジングの軸孔と該第１の環状部材との間の隙間を密封するシール部材と、
前記第１と第２の径方向部の少なくともいずれか一方に設けられ、該第１と第２の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップと、を備えることを特徴とする密封装置。
前記シール部材は樹脂製材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を軸方向に密封し、
前記複数段のシールリップはゴム状弾性材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を径方向に密封することを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
前記第１と第２の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備え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。
前記複数段の突起状のシールリップは、いずれもその先端が径方向外方に向けて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。