JP7254176B2 - 密封装置及び密封装置の装着方法 - Google Patents
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Description
相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記ハウジングに設けられた軸孔の内周面に嵌合される円筒部と、前記円筒部の一端側から径方向内側に向かって伸びる内向きフランジ部と、前記円筒部の他端側において径方向内側に向かって折り曲げられることにより形成される加締め部と、を有する金属環と、
板状かつ環状の樹脂部材により構成される樹脂製シールと、
板状かつ環状の金属部材により構成される板バネと、
前記金属環の内周面側に固定され、前記他端側で前記加締め部に突き当たる固定環と、を備え、前記樹脂製シールの外周側の端部と前記板バネの外周側の端部が、前記内向きフランジ部と前記固定環との間に圧縮されることによって、前記樹脂製シールの外周側と前記板バネの外周側が前記金属環に固定される密封装置において、
前記樹脂製シールは、前記密封装置に前記軸が挿入される過程で密封対象領域側に向か
って湾曲するよう構成された湾曲部を内周側に有し、
前記板バネは、
前記密封装置に前記軸が挿入される過程で前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、前記樹脂製シールの湾曲した部分を前記板バネの弾性復元力によって径方向内側に向かって押圧するよう構成された押圧部を内周側に有するとともに、
予め外周側へ折り曲げられた屈曲部を内周側の先端部に有し、
前記屈曲部により、前記密封装置に前記軸が挿入される過程で
前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなし、
前記軸が挿入された状態で、
前記板バネの内周側の先端が前記樹脂製シールの外周面から離れるように、前記板バネの内周側の先端部の一部が予め折り曲げられた屈曲部により
前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなしていることを特徴とする。
また、本発明の密封装置は、
相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記ハウジングに設けられた軸孔の内周面に嵌合される金属環と、
板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、前記軸の挿入に伴って、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で前記軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールと、
板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、前記軸の挿入に伴って、内周側が前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、該樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネと、
を備えると共に、
前記板バネの先端は、前記板バネの先端に、該板バネの先端を覆う保護部が設けられることにより、前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなしていることを特徴とする。
また、本発明の密封装置の装着方法は、
金属環と、板状かつ環状の樹脂部材により構成され外周側が前記金属環に固定される樹脂製シールと、板状かつ環状の金属部材により構成され外周側が前記金属環に固定される板バネと、を備え、相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置の装着方法であって、
前記ハウジングに設けられた軸孔内に前記密封装置を挿入し、前記軸孔内に嵌合する工程と、
使用時における密封対象領域とは反対側から使用時における密封対象領域側に前記軸を挿入する工程と、
を有する密封装置の装着方法において、
前記軸を挿入する工程において、前記樹脂製シールの内周側を前記密封対象領域側に向かって湾曲するように変形させながら、かつ、前記板バネの内周側を前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形させながら、前記軸を挿入し、
前記板バネの先端は、前記密封装置に前記軸を挿入する過程で前記樹脂製シール及び前記板バネが変形する際に、前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなしていることを特徴とする。
0<X÷L<0.2
を満たすとよい。
0.03<Y÷L<0.3
を満たすことも好適である。
図1~図7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。なお、本実施例に係る密封装置は、相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する役割を担っている。なお、軸とハウジングとの相対的な移動の具体的として、軸とハウジングが相対的に回転する場合、軸とハウジングが相対的に往復移動する場合、軸とハウジングが相対的に揺動する場合、及びこれらのいずれか2つ以上の動作が複合的に行われる場合を挙げることができる。
本実施例に係る密封装置100の構成について説明する。図1は本発明の実施例1に係る密封装置の平面図である。図2は本発明の実施例1に係る密封装置の底面図である。図3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。なお、図3は図2中のAA断面図であり、奥行き線を省略し、かつ、一部を拡大して示している。図4は本発明の実施例1に係る板バネの平面図である。図5は本発明の実施例1に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。図6は樹脂製シールに板バネの折り曲げ部が食い込んでしまう様子を示す模式的断面図である。図7は折り曲げ角度と折り曲げ部の曲率半径との関係を示すグラフである。
特に、図5を参照して、本実施例に係る密封装置100の装着方法及び使用時の状態について説明する。まず、密封装置100の装着方法について説明する。上記のように構成される密封装置100は、ハウジング300に設けられた軸孔内に挿入され、この軸孔内に嵌合される。このとき、密封装置100における金属環110の円筒部111の外周面が、軸孔の内周面に密着した状態となる。そして、軸200が図5中左側(使用時における密封対象領域とは反対側(低圧側(L)))から右側(使用時における密封対象領域側(高圧側(H)))に挿入される。これにより、樹脂製シール120及び板バネ130は、その内周側の端部が軸200に押される。そのため、これら樹脂製シール120及び板バネ130は、内向きフランジ部112と固定環140との間に圧縮されている位置よりも内周側が密封対象領域側(高圧側(H))に向かって湾曲するように変形する。つまり、樹脂製シール120は、軸200の挿入に伴って、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で軸200の外周面に摺動自在に密着する。また、板バネ130は、軸200の挿入に伴って、内周側が樹脂製シール120に沿って湾曲するように変形し、樹脂製シール120の内周側を径方向内側に向かって押圧する。
板バネ130の内周側に備えられた屈曲部133について、詳細に説明する。本実施例に係る板バネ130には、軸200が挿入された状態で、板バネ130の内周側の先端が樹脂製シール120の外周面から離れるように、上述した屈曲部133が備えられている。本実施例においては、この屈曲部133により、板バネ130の先端の樹脂製シール120への食い込みが抑制される食い込み抑制構造が構成されている。図3を参照して、この屈曲部133の寸法設定について説明する。
本実施例に係る密封装置100によれば、板バネ130に屈曲部133が備えられることで、板バネ130の内周側の先端は樹脂製シール120の外周面から離れるように構成される。これにより、軸200を挿入する際などにおいて、板バネ130の内周側の先端が樹脂製シール120に食い込んでしまうことが抑制される。従って、樹脂製シール120が板バネ130によって損傷されてしまうことを抑制することができる。なお、上記のように各部の寸法を設定することにより、より確実に樹脂製シール120の損傷を抑制することができる。
図8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、板バネのうち屈曲部よりも更に径方向の外側に、密封対象領域側に向かって湾曲するように折り曲げ加工が施されている場合の構成について説明する。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9には、本発明の実施例3が示されている。本実施例においては、板バネの先端における食い込み抑制構造の構成が、上記実施例1の場合とは異なる構成について示す。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10には、本発明の実施例4が示されている。本実施例においては、板バネの先端における食い込み抑制構造の構成が、上記実施例1の場合とは異なる構成について示す。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。
110 金属環
111 円筒部
112 内向きフランジ部
113 加締め部
120 樹脂製シール
130 板バネ
131 内周側スリット
132 外周側スリット
133 屈曲部
133X 湾曲部
133Y 保護部
134 湾曲部
140 固定環
141 円筒部
142 内向きフランジ部
200 軸
300 ハウジング
Claims (14)
- 相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記ハウジングに設けられた軸孔の内周面に嵌合される円筒部と、前記円筒部の一端側から径方向内側に向かって伸びる内向きフランジ部と、前記円筒部の他端側において径方向内側に向かって折り曲げられることにより形成される加締め部と、を有する金属環と、
板状かつ環状の樹脂部材により構成される樹脂製シールと、
板状かつ環状の金属部材により構成される板バネと、
前記金属環の内周面側に固定され、前記他端側で前記加締め部に突き当たる固定環と、を備え、前記樹脂製シールの外周側の端部と前記板バネの外周側の端部が、前記内向きフランジ部と前記固定環との間に圧縮されることによって、前記樹脂製シールの外周側と前記板バネの外周側が前記金属環に固定される密封装置において、
前記樹脂製シールは、前記密封装置に前記軸が挿入される過程で密封対象領域側に向かって湾曲するよう構成された湾曲部を内周側に有し、
前記板バネは、
前記密封装置に前記軸が挿入される過程で前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、前記樹脂製シールの湾曲した部分を前記板バネの弾性復元力によって径方向内側に向かって押圧するよう構成された押圧部を内周側に有するとともに、
予め外周側へ折り曲げられた屈曲部を内周側の先端部に有し、
前記屈曲部により、前記密封装置に前記軸が挿入される過程で
前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなし、
前記軸が挿入された状態で、
前記板バネの内周側の先端が前記樹脂製シールの外周面から離れるように、前記板バネの内周側の先端部の一部が予め折り曲げられた屈曲部により
前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなしていることを特徴とする密封装置。 - 前記軸が挿入される前の状態において、前記屈曲部における前記樹脂製シール側の折り曲げ角度θは30°以上であることを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
- 前記軸が挿入される前の状態において、前記屈曲部の折り曲げ部のうち前記樹脂製シール側の曲率半径Rは0.1mm以上であ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。
- 前記軸が挿入される前の状態において、前記樹脂製シールの径方向の幅をLとし、前記板バネの内周側の先端と前記樹脂製シールの内周側の先端との径方向の距離をXとすると、
0<X÷L<0.2
を満たすことを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の密封装置。 - 前記軸が挿入される前の状態において、前記樹脂製シールの径方向の幅をLとし、前記樹脂製シールの内周側の先端から前記屈曲部の折り曲げ部までの径方向距離をYとすると、
0.03<Y÷L<0.3
を満たすことを特徴とする請求項1~4のいずれか一つに記載の密封装置。 - 前記屈曲部は折り返されるように湾曲することを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
- 相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記ハウジングに設けられた軸孔の内周面に嵌合される金属環と、
板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、前記軸の挿入に伴って、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で前記軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールと、
板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、前記軸の挿入に伴って、内周側が前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、該樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネと、
を備えると共に、
前記板バネの先端は、前記板バネの先端に、該板バネの先端を覆う保護部が設けられることにより、前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなしていることを特徴とする密封装置。 - 金属環と、板状かつ環状の樹脂部材により構成され外周側が前記金属環に固定される樹脂製シールと、板状かつ環状の金属部材により構成され外周側が前記金属環に固定される板バネと、を備え、相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置の装着方法であって、
前記ハウジングに設けられた軸孔内に前記密封装置を挿入し、前記軸孔内に嵌合する工程と、
使用時における密封対象領域とは反対側から使用時における密封対象領域側に前記軸を挿入する工程と、
を有する密封装置の装着方法において、
前記軸を挿入する工程において、前記樹脂製シールの内周側を前記密封対象領域側に向かって湾曲するように変形させながら、かつ、前記板バネの内周側を前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形させながら、前記軸を挿入し、
前記板バネの先端は、前記密封装置に前記軸を挿入する過程で前記樹脂製シール及び前記板バネが変形する際に、前記樹脂製シールへの食い込みが抑制される食い込み抑制構造をなしていることを特徴とする密封装置の装着方法。 - 前記軸が挿入された状態で、前記板バネの内周側の先端が前記樹脂製シールの外周面から離れるように、前記板バネの内周側の先端部の一部が予め折り曲げられた屈曲部により
前記食い込み抑制構造が構成されていることを特徴とする請求項8に記載の密封装置の装着方法。 - 前記軸が挿入される前の状態において、前記屈曲部における前記樹脂製シール側の折り曲げ角度θは30°以上であることを特徴とする請求項9に記載の密封装置の装着方法。
- 前記軸が挿入される前の状態において、前記屈曲部の折り曲げ部のうち前記樹脂製シール側の曲率半径Rは0.1mm以上であることを特徴とする請求項9または10に記載の密封装置の装着方法。
- 前記軸が挿入される前の状態において、前記樹脂製シールの径方向の幅をLとし、前記板バネの内周側の先端と前記樹脂製シールの内周側の先端との径方向の距離をXとすると、
0<X÷L<0.2
を満たすことを特徴とする請求項9~11のいずれか一つに記載の密封装置の装着方法。 - 前記軸が挿入される前の状態において、前記樹脂製シールの径方向の幅をLとし、前記樹脂製シールの内周側の先端から前記屈曲部の折り曲げ部までの径方向距離をYとすると、
0.03<Y÷L<0.3
を満たすことを特徴とする請求項9~12のいずれか一つに記載の密封装置の装着方法。 - 前記板バネの先端が折り返されるように湾曲する湾曲部により前記食い込み抑制構造が構成されていることを特徴とする請求項8に記載の密封装置の装着方法。
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