JP6496922B2 - 密封装置 - Google Patents
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Description
ハウジングに設けられた軸孔と、該軸孔に挿通される軸との間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記軸孔の内周面に嵌合される円筒状のケース本体部と、該ケース本体部における密封対象流体側とは反対側の端部から径方向内側に向かって伸びる第1支持部と、を有する金属製のカートリッジケースと、
第1支持部の密封対象流体側に隣接して設けられ、かつ前記軸の外周面に対して摺動自在なシール部を有する樹脂製シール部材と、
該樹脂製シール部材の密封対象流体側に隣接して設けられる弾性部材と、
前記ケース本体部の内周面に固定される円筒部と、該円筒部における密封対象流体側とは反対側の端部から径方向内側に向かって伸びる第2支持部と、を有する金属製の固定部材と、
を備え、
前記円筒部の外径は前記ケース本体部の内径以下に設定されており、かつ、これら円筒部とケース本体部は溶接により固定されると共に、
前記樹脂製シール部材と弾性部材は、第1支持部と第2支持部によって挟み込まれることにより固定されることを特徴とする。
前記樹脂製シール部材と第2支持部との間に設けられ、かつその外周面が前記ケース本体部の内周面に密着する環状の胴体部と、
該胴体部に一体に設けられ、かつ前記軸の外周面に対して摺動自在なシールリップ部と、を備えるとよい。
図1を参照して、本発明の実施例に係る密封装置100の適用例を説明する。図1は自動車用のウォーターポンプ10の模式的断面図である。ウォーターポンプ10は、回転軸21と、回転軸21が挿通される軸孔を有するハウジング30とを備えている。回転軸21には、回転軸21の回転を円滑にするためのベアリング22が取り付けられている。また、回転軸21の一端側には不図示のベルト等によって回転駆動力が与えられるプーリー23が取り付けられており、他端側には冷却水(LLC)を圧送するためのインペラー24が取り付けられている。そして、本実施例に係る密封装置100は、この冷却水が外部(すなわち、密封対象流体側(L)とは反対側(A))に漏れてしまうことを抑制するために、回転軸21とハウジング30との間の環状隙間に配置される。つまり、本実施例においては、密封対象流体は冷却水である。ただし、本発明に係る密封装置は、他の用途に適用してもよい。
図2及び図3を参照して、本発明の実施例1に係る密封装置100について説明する。本実施例に係る密封装置100は、ハウジング300に設けられた軸孔と、軸孔に挿通される軸200との間の環状隙間を密封する役割を担っている。密封装置100が上記の自動車用のウォーターポンプ10に適用される場合には、ハウジング300は上記のハウジング30に相当し、軸200は上記の回転軸21に相当する。
特に、図2を参照して、本実施例に係る密封装置100の構成について説明する。密封装置100は、カートリッジケース110に、樹脂製シール部材120と弾性部材(ゴムなどの弾性体からなる部材)としての弾性体製シール部材130が固定されることにより、1部品として取り扱うことができるように構成されている。そして、この密封装置100は、これらの3部材と、カートリッジケース110に樹脂製シール部材120と弾性体製シール部材130を固定するための金属製の固定部材140と、カートリッジケース110の外周側に設けられる外周シール部材150とから構成される。
特に、図3を参照して、本実施例に係る密封装置100の組み立て方について説明する。本実施例においては、密封装置100を組み立てる際に、土台となる受け治具500と、押圧部材600と、レーザー光源650が用いられる。受け治具500は、土台部510と円筒部520とを備えている。まず、この受け治具500に対して、樹脂製シール部材120と弾性体製シール部材130と固定部材140とを予め装着させたカートリッジケース110が組み込まれる。ここで、固定部材140における円筒部141の外径はケース本体部111の内径以下に設定されているので、カートリッジケース110に対して固定部材140を装着する際の押圧力は殆どゼロである。なお、受け治具500における円筒部520の内径は、ケース本体部111の外径よりも僅かに大きく設定されている。これにより、受け治具500に対してカートリッジケース110を組み込む際に必要な押圧力も殆どゼロである。
以上説明したように、本実施例に係る密封装置100によれば、金属製の固定部材140における円筒部141の外径はケース本体部111の内径以下に設定されている。そして、これら円筒部141とケース本体部111は溶接により固定される構成が採用されている。これにより、圧入により固定する場合に比べて、固定部材140の位置決め精度を高くすることができる。そのため、樹脂製シール部材120を位置決め固定するために、従来のように別途専用の部材(上記従来例における金属製の第1支持部材740及び第2支持部材750に相当)が必要になることはない。従って、部品点数を削減することが可能となる。なお、固定部材140には円筒部141が備えられており、この円筒部141がケース本体部111に固定されるため、固定部材140がケース本体部111に対して軸線方向に傾いてしまうことはない。これにより、固定部材140の姿勢を安定的に維持させることができる。なお、仮に、円筒部141を有していない固定部材140を用いた場合、第2支持部142の外周端縁をケース本体部111に溶接により固定することが考えられる。しかしながら、この場合には、第2支持部142の内周側が密封対象流体側(L)に向かうように傾斜してしまい、樹脂製シール部材120及び弾性体製シール部材130の姿勢が不安定になってしまうことが懸念される。
図4には、本発明の実施例2が示されている。本実施例においては、固定部材の構成が実施例1の場合とは異なる場合を示す。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には、本発明の実施例3が示されている。上記実施例1においては、カートリッジケースが1部材により構成される場合を示したが、本実施例においては、カートリッジケースが2部材により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6には、本発明の実施例4が示されている。上記実施例1においては、弾性部材が弾性体製シール部材の場合を示したが、本実施例においては、弾性部材は密封機能を有していない場合を示す。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。
上記各実施例においては、カートリッジケース110,110aにおける第1支持部113にバックアップ部114を設ける場合の構成を説明したが、使用環境により樹脂製シール部材120を支持する必要がない場合には、バックアップ部114を設けなくてもよい。
21 回転軸
22 ベアリング
23 プーリー
24 インペラー
30 ハウジング
100,100a,100b,100c 密封装置
110,110a カートリッジケース
110A 第1カートリッジケース
110B 第2カートリッジケース
111 ケース本体部
112 外向きフランジ部
113 第1支持部
113a 突起部
114 バックアップ部
120 樹脂製シール部材
121 胴体部
122 シール部
130 弾性体製シール部材
131 胴体部
132 円筒部
133 シールリップ部
140,140a 固定部材
141 円筒部
142 支持部
143 テーパ状部
150 外周シール部材
160 弾性部材
200 軸
300 ハウジング
500 受け治具
510 土台部
520 円筒部
600 押圧部材
610 押圧部
650 レーザー光源
L レーザー光
S1,S2 環状空間
Claims (7)
- ハウジングに設けられた軸孔と、該軸孔に挿通される軸との間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記軸孔の内周面に嵌合される円筒状のケース本体部と、該ケース本体部における密封対象流体側とは反対側の端部から径方向内側に向かって伸びる第1支持部と、を有する金属製のカートリッジケースと、
第1支持部の密封対象流体側に隣接して設けられ、かつ前記軸の外周面に対して摺動自在なシール部を有する樹脂製シール部材と、
該樹脂製シール部材の密封対象流体側に隣接して設けられる弾性部材と、
前記ケース本体部の内周面に固定される円筒部と、該円筒部における密封対象流体側とは反対側の端部から径方向内側に向かって伸びる第2支持部と、前記第2支持部の先端から密封対象流体側に向かって拡径するように伸びるテーパ状部と、を有する金属製の固定部材と、
を備え、
前記円筒部の外径は前記ケース本体部の内径以下に設定されており、かつ、これら円筒部とケース本体部は溶接により固定されると共に、
前記樹脂製シール部材と弾性部材は、第1支持部と第2支持部によって挟み込まれることにより固定されることを特徴とする密封装置。 - 前記固定部材における前記円筒部と第2支持部とを繋ぐ部分の外壁面と、前記弾性部材との間には環状空間が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
- 前記弾性部材は、
前記樹脂製シール部材と第2支持部との間に設けられ、かつその外周面が前記ケース本体部の内周面に密着する環状の胴体部と、
該胴体部に一体に設けられ、かつ前記軸の外周面に対して摺動自在なシールリップ部と、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。 - 第2支持部に対する前記弾性部材からの反発力が予め定められた範囲となる位置で、前記固定部材が前記ケース本体部に対して固定さ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。 - 前記第2支持部と前記テーパ状部とを繋ぐ湾曲上に折れ曲がった部分によって前記弾性体シール部材の円筒部の外周面が支持される請求項1〜4のいずれか1項に記載の密封装置。
- 前記テーパ状部の先端は前記弾性体シール部材の円筒部の外周面から離れている請求項1〜5のいずれか1項に記載の密封装置。
- 前記第1支持部に周方向に間隔を空けて複数の突起部が設けられ、前記複数の突起部が前記樹脂製シール部材に食い込むように構成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の密封装置。
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