JP2014228122A

JP2014228122A - 密封装置

Info

Publication number: JP2014228122A
Application number: JP2013110721A
Authority: JP
Inventors: 岳洋中川; Takehiro Nakagawa
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: JP6132146B2

Abstract

【課題】密封装置の製造コストが安価で、ハウジングの損傷に配慮する必要が無く、密封性能が良好な密封装置を提供することを目的としている。【解決手段】ハウジングと、前記ハウジングを貫通して伸びる回転軸との間隙をシールする密封装置であって、前記ハウジング側に保持され、円筒状部とフランジ部を備えた金属補強環を有するゴム状弾性材製シール部材と、フッ素樹脂材製シール部材を備えた密封装置において、前記フッ素樹脂材製シール部材の外周保持部を直接前記ゴム状弾性材製シール部材の軸方向端部の周面に嵌着したことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は軸周を密封する密封装置に関するものであって、特に、ゴム材料を劣化させる強酸、強アルカリ成分を含む流体をシールする密封装置に関する。

ハウジングとこのハウジングを貫通して伸びる軸との隙間を通じて流体が漏出することのないように、両者間には密封装置を設ける必要がある。

特に、流路内は排ガスによる２００℃の高温で、かつ強酸性の凝縮水を生じる環境になることから、密封装置のシールリップには、フッ素樹脂材であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が用いられている。
また、密封装置の外周面が金属材製である為、密封装置をハウジングに装着する際に生ずる、ハウジングの損傷に配慮する必要が有った。

この様な環境に使用する密封装置としては、図２に示す密封装置が知られている。
図２に示す密封装置は、ＳＵＳ等の金属材製である断面略Ｌ字形状の外周側保持環５５０と断面略Ｌ字形状の内周側保持環５６０との間で、円盤状に形成されたフッ素樹脂材製シール部材４００の外周側部を挟持する構成となっている。（特許文献１）
そして、外周側保持環５５０の軸方向端部（図上右端）を内周側保持環５６０にカシメ固定する事により、外周側保持環５５０と内周側保持環５６０との一体化を図っている。
更に、この内部側（強酸性の凝縮水が存在する側）に、この種フッ素樹脂材製シール部材４００を配置すると共に、その外部側（図上左側）にゴム状弾性材製シール部材３００を配置する構成としている。

しかし、フッ素樹脂材製シール部材４００のカシメ部は、表面状態が荒れた状態とならざるを得ず、このままの状態でハウジング１００に嵌合装着した場合には、ハウジング１００が損傷を受け、外周側保持環５５０とハウジング１００の嵌合内周面との間から流体が漏洩する問題を惹起した。

この為、図２に示す様に、フッ素樹脂材製シール部材４００が嵌合装着されるハウジング１００の嵌合内周面の径を小さく、ゴム状弾性材製シール部材３００が嵌合装着されるハウジング１００の嵌合内周面の径をより大きい２段形状にする必要が有った。

また、フッ素樹脂材製シール部材４００は、ＳＵＳ等の金属材製である断面略Ｌ字形状の外周側保持環５５０と断面略Ｌ字形状の内周側保持環５６０との間でその外周側部を挟持する構成となっている為、外周側保持環５５０と内周側保持環５６０を準備する必要が有るばかりでなく、外周側保持環５５０の外周を切削加工する必要がある為、製造加工費が嵩む問題を惹起した。

更に、フッ素樹脂材製シール部材４００とゴム状弾性材製シール部材３００を別々に、ハウジング１００の嵌合内周面圧入する必要がある為、組み付け工数が多くなる問題を招来した。

特開２０１０−６５７２９号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、密封装置の製造コストが安価で、ハウジングの損傷に配慮する必要が無く、密封性能が良好な密封装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明にあっては、ハウジングと、前記ハウジングを貫通して伸びる回転軸との間隙をシールする密封装置であって、前記ハウジング側に保持され、円筒状部とフランジ部を備えた金属補強環を有するゴム状弾性材製シール部材と、フッ素樹脂材製シール部材を備えた密封装置において、前記フッ素樹脂材製シール部材の外周保持部を直接前記ゴム状弾性材製シール部材の軸方向端部の周面に嵌着したことを特徴とする。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の密封装置によれば、フッ素樹脂材製シール部材の外周保持部を直接ゴム状弾性材製シール部材の軸方向端部の周面に嵌着する構成としている為、密封装置の製造コストが安価で、ハウジングの損傷に配慮する必要が無く、密封性能が良好である。
また、請求項２記載の発明の密封装置によれば、フッ素樹脂材製シール部材の外周保持部の嵌着は、外周保持部に設けた環状溝にゴム状弾性材製シール部材の軸方向端部を挿入する構成としている為、フッ素樹脂材製シール部材とゴム状弾性材製シール部材の一体化がより安定する。

更に、請求項３記載の発明の密封装置によれば、軸方向端部には、金属補強環の円筒状部の内外周面にゴム状弾性材層が存在するする構成としている為、密封装置をハウジングに取り付ける際、このゴム状弾性材層が圧縮変形して緩衝機能を発揮する為、嵌合荷重を低く抑えると共に、フッ素樹脂材製シール部材の損傷を防止出来る。
また、請求項４記載の発明の密封装置によれば、ハウジングの内周面には、金属補強環の円筒状部の外周面とフッ素樹脂材製シール部材の外周保持部の外周面が直接嵌合する構成としている為、密封装置をハウジング側に確実に固定保持出来ると共に、密封装置とハウジング間の良好な密封性能を維持出来る。

更に、請求項５記載の発明の密封装置によれば、フッ素樹脂材製シール部材の環状シールリップは、外周保持部の軸方向端部よりもゴム状弾性材製シール部材側の内周面に位置する形で形成されている為、回転軸を挿入する際の、フッ素樹脂材製シール部材の環状シールリップの変形を低く抑える事が出来る為、フッ素樹脂材製シール部材の環状シールリップの過度な変形及び損傷を抑止出来る。

本発明に係る密封装置の断面図。従来技術に係る密封装置の断面図。

以下、図１に基づき本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明に係る密封装置は、ハウジング１と、このハウジング１を貫通して伸びる回転軸２との間隙をシールする密封装置であって、ハウジング１側に保持され、円筒状部３１１とフランジ部３１２を備えた金属補強環３１を有するゴム状弾性材製シール部材３と、フッ素樹脂材製シール部材４を備えた基本構成を有している。

そして、このフッ素樹脂材製シール部材４の外周保持部４１を直接ゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２の内周面３２１若しくは外周面３２２に嵌着した特徴を備えている。

このフッ素樹脂材製シール部材４の外周保持部４１の嵌着は、外周保持部４１に設けた、ゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２に向かって開口する環状溝４１１に、ゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２を挿入する事により達成される。

この様な構成とする事により、フッ素樹脂材製シール部材とゴム状弾性材製シール部材の一体化がより安定する。

しかし、フッ素樹脂材製シール部材４の外周保持部４１の形状は、環状溝４１１を設ける態様のみではなく、ゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２の内周面３２１と嵌合する内側円筒状部４１２のみを設ける態様や、ゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２の外周面３２２と嵌合する外側円筒状部４１３のみを設ける態様としても良い。

また、ゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２には、金属補強環３１の円筒状部３１１の内外周面にゴム状弾性材層３２３、３２４が存在する構成としている。
この様な構成としている為、密封装置をハウジング１に取り付ける際、このゴム状弾性材層３２３、３２４が圧縮変形して緩衝機能を発揮する為、嵌合荷重を低く抑えると共に、フッ素樹脂材製シール部材３の損傷を防止出来る。

更に、ハウジング１の内周面１１には、金属補強環３１の円筒状部３１１の外周面とフッ素樹脂材製シール部材４の外周保持部４１の外周面が直接嵌合する構成としている。
この様な構成としている為、密封装置をハウジング１側に確実に固定保持出来ると共に、密封装置とハウジング１間の良好な密封性能を維持出来る。

更にまた、フッ素樹脂材製シール部材４の環状シールリップ４２は、外周保持部４１の軸方向端部（図上右側端部）よりもゴム状弾性材製シール部材３側（図上左側）の内周面に位置する形で形成されている。
この様な構成としている為、回転軸２を挿入する際の、フッ素樹脂材製シール部材４の環状シールリップ４２の変形を低く抑える事が出来る為、フッ素樹脂材製シール部材４の環状シールリップ４２の過度な変形及び損傷を抑止出来る。

フッ素樹脂材製シール部材４の材質は、フッ素樹脂材の中で、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が好適に用いられている。このＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の充填材としては、相手部材となる軸１の材質や使用環境条件に応じて、ガラスファイバー、カーボンファイバー、グラファイト粉末、ＭｏＳ２、耐熱性高分子等の単体又はそれらを組み合わせた材料を選択して使用する。

フッ素樹脂材製シール部材４の環状シールリップ４２は、回転軸２に挿入する前に、外周保持部４１を治具で保持し、中心部をコーン状の治具で軸方向に癖付け加工しておいても良い。

金属補強環３１の材質は、耐蝕性の良好なＳＵＳ材が好適に使用されている。

この事により、ゴム材料を劣化させる強酸、強アルカリ成分を含む流体をシールする用途に好適に用いられる。

また、フッ素樹脂材製シール部材４の外周保持部４１とゴム状弾性材製シール部材３の軸方向端部３２の嵌合面に接着剤を塗布しておく事により、フッ素樹脂材製シール部材４とゴム状弾性材製シール部材３の一体化がより確実に行える。

また、本発明は上述の考案を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

ゴム材料を劣化させる強酸、強アルカリ成分を含む流体をシールする用途に使用される密封装置として好適に用いられる。

１ハウジング
２軸
３ゴム状弾性材製シール部材
４フッ素樹脂材製シール部材
１１内周面
３１金属補強環
３２軸方向端部
４１外周保持部
４２環状シールリップ
３１１円筒状部
３１２フランジ部
３２１内周面
３２２外周面
３２３、３２４ゴム状弾性材層
４１１環状溝
４１２内周円筒状部
４１３外周円筒状部

Claims

ハウジング（１）と、前記ハウジング（１）を貫通して伸びる回転軸（２）との間隙をシールする密封装置であって、前記ハウジング（１）側に保持され、円筒状部（３１１）とフランジ部（３１２）を備えた金属補強環（３１）を有するゴム状弾性材製シール部材（３）と、フッ素樹脂材製シール部材（４）を備えた密封装置において、
前記フッ素樹脂材製シール部材（４）の外周保持部（４１）を直接前記ゴム状弾性材製シール部材（３）の軸方向端部（３２）の周面（３２１）、（３２２）に嵌着したことを特徴とする密封装置。
前記外周保持部（４１）の嵌着は、前記外周保持部（４１）に設けた環状溝（４１１）に前記ゴム状弾性材製シール部材（３）の前記軸方向端部（３２）を挿入してなることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
前記軸方向端部（３２）には、前記金属補強環（３１）の前記円筒状部（３１１）の内外周面にゴム状弾性材層（３２３）、（３２４）が存在することを特徴とする請求項２記載の密封装置。
前記ハウジング（１）の内周面（１１）には、前記金属補強環（３１）の前記円筒状部（３１１）の外周面と前記フッ素樹脂材製シール部材（４）の前記外周保持部（４１）の外周面が直接嵌合していることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の密封装置。
前記フッ素樹脂材製シール部材（４）の環状シールリップ（４２）は、前記外周保持部（４１）の軸方向端部よりも前記ゴム状弾性材製シール部材（３）側の内周面に位置する形で形成されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の密封装置。