JP3247565B2 - 密封装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム状弾性体製の第１
シールリップを備えた第１シール部材と、樹脂製の第２
シールリップを備えた第２シール部材とを組み付けた複
合構造の密封装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の複合構造の密封装置とし
ては、たとえば図５乃至図７に示すようなものがある
（図５；実公平３ー３２８４３号公報、図６；特開平２
ー４６３７１号公報、図７；実開昭６３ー２２４６７号
公報参照）。

【０００３】図５に示す例は、ゴム状弾性体製の第１シ
ール部材１０２と、この第１シール部材１０２の大気側
に隣接して配置された樹脂製の第２シール部材１０４と
を備えている。第１，第２シール部材１０２，１０４に
は、それぞれ第１，第２シールリップ１００，１０６が
設けられている。また、第１シール部材１０２には補強
環１１０が一体的に埋設され、この補強環１１０のフラ
ンジ部１０８と第１シール部材１０２との間に第２シー
ル部材１０４が挟持されている。

【０００４】この補強環１１０のフランジ部１０８に
は、第２シール部材１０４の接合部の一部１１４が食い
込む穴１１２が周方向に複数設けられ、第２シール部材
１０４の接合強度を高めていた。

【０００５】この従来例では、第１シール部材１０２を
型成形する際に、補強環１１０と第２シール部材１０４
用の樹脂素材とを金型１１６，１１８内にインサートし
て一体成形するもので、成形圧力によって、第２のシー
ル部材１０４の一部１１４を補強環１１０のフランジ部
１０８の穴１１２に食い込ませていた。

【０００６】図６に示すものも、図５に示した例と同様
に、補強環２１０のフランジ部２０８と第１シール部材
２０２との間に第２シール部材２０４が挟持され、フラ
ンジ２０８に設けた穴２１２に第２シール部材２０４の
一部２１４を食い込ませたもので、樹脂製の第２シール
リップ２０６の摺動面にネジ溝２２０を設けたものであ
る。

【０００７】また、図７のものは、ゴム状弾性体製の第
１シール部材３０２の大気側に樹脂製の第２シール部材
３０４および金属製バックアップリング３１０を順に組
み付け、上記第２シール部材３０４を第１シール部材３
０２とバックアップリング３１０との間で挟持したもの
において、第２シール部材３０４とバックアップリング
３１０との接触部に互いに凹凸係合して第２シール部材
３０４の回り止めを図る回り止め部３３０を設けたもの
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の場合には、図５，６に示す例では、補強環
１１０，２１０の穴１１２，２１２にＰＴＦＥ等の樹脂
製の第２シール部材１０４，２０４の一部１１４，２１
４を圧入する方法は、軸回転方向の固定力としては十分
であるが、第２シールリップ１０６，２０６を曲げ成形
する際、あるいは軸を大気側から挿入する場合等におい
て、第２シールリップ１０６，２０６を通して軸方向へ
補強環１１０，２１０から第２シール部材１０４，２０
４を剥そうとする力が作用し、腰部全体が密封流体側へ
浮き上がる状態、すなわち穴１１２，２１２から第２シ
ール部材１０４，２０４が抜ける方向に容易に移動して
しまう。そのため、第２シールリップ１０６，２０６の
軸に対する接触位置が変動して密封性能が安定しない。
また、第２シール部材１０４，２０４が変位するため
に、第１，第２シール部材１０２，１０４、２０２，２
０４間の密着性が低下し、接合部の密封性が不安定とな
る。製品寸法が大きい場合にこの傾向は顕著となる。

【０００９】また、図７の場合も、樹脂製の第２シール
部材３０４とバックアップリング３１０との接触部に互
いに凹凸係合する回り止め部３３０を設けるものであ
り、図５，６と同様に固定力としては回転方向にはよい
が軸方向に対して確実でない問題がある。

【００１０】一方、特殊な接着技術を用いて、各部材を
接着固定する方法もあるが、各部材の接着のための下地
表面処理及び接着材塗布処理等の工程を要し、接着部の
気密性の確認等に手間がかかり高コストとなる問題があ
る。

【００１１】本発明は上記した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、ゴ
ム状弾性体製の第１シール部材と樹脂製の第２シール部
材の結合を低コストで確実に行い得る密封装置及びその
製造方法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、ゴム状弾性体製の第１シールリ
ップを有する環状の第１シール部材と、該第１シール部
材に埋設される金属補強環と、前記第１シール部材に組
み付けられる樹脂製の第２シールリップを有する環状の
第２シール部材と、を備えた密封装置であって、 前記第
１シール部材を型成形する際に、前記金属補強環と前記
第２シール部材とを金型内にインサートして一体成形さ
れる密封装置において、型成形と同時に金型の型締め圧
力を利用して、前記第２シール部材を前記金属補強環の
一部をかしめて固定することを特徴とする。

【００１３】金属補強環には、前記第２シール部材を固
定するための舌状突起が周方向に複数設けられているこ
とが好適である。

【００１４】舌状突起は、金属補強環に周方向に複数の
穴を設け、該穴の切り抜き部を第２シール部材側に折曲
げて形成されることが好ましい。

【００１５】また、本発明の密封装置の製造方法は、ゴ
ム状弾性体製の第１シール部材を型成形する際に、金属
補強環と樹脂製の第２シール部材とを金型内にインサー
トして一体成形するもので、型成形と同時に金型の型締
め圧力を利用して前記第２シール部材を前記金属補強環
の一部をかしめて固定することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明にあっては、第２シールリップを有する
第２シール部材を補強環にかしめて固定したから、第２
シールリップの曲げ成形時や実機軸挿入時において軸方
向に外力が作用しても、補強環とのかしめ固定部が緩み
なく確実に固定され、樹脂製の第２シールリップの摺動
位置が安定する。

【００１７】また、第２シール部材が確実に固定される
から、第１シール部材と第２シール部材間の密着性も確
実となる。

【００１８】具体的な方法として、補強環に舌状突起を
周方向に複数個設け、第２シール部材を舌状突起の内側
に入れて補強環に重ね、舌状突起を再度内側に曲げるこ
とにより、第２シール部材をかしめて固定する。

【００１９】さらに舌状突起を、金属補強環に設けた穴
の切り抜き部を第２シール部材側に折曲げて形成すれ
ば、構造が単純で安価に製作できる。

【００２０】また、ゴム状弾性体製の第１シールリップ
についても、舌状突起によって補強部が形成されるの
で、第１シールリップに軸方向荷重が作用しても、浮き
上がりの無い安定した特性を得ることができる。

【００２１】一方、本発明の製造方法によれば、型締め
圧力を利用して補強環に第２シール部材をかしめ固定す
る。したがって、型成形と同時にかしめ固定でき、工程
数を省略できる。

【００２２】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００２３】図１乃至図４には、本発明の一実施例に係
る密封装置を示している。

【００２４】図１において、２が本発明を実施した密封
装置としてのオイルシールであって、このオイルシール
２は、材料上からは３つの部材、即ち主体となるゴム状
弾性体製の第１シール部材４、この第１シール部材４に
埋設される金属製の補強環３０及び第１シール部材４に
組み付けられるＰＴＦＥ（四ふっ化エチレン樹脂）等の
樹脂製の第２シール部材２０とから構成されている。

【００２５】第１シール部材４は密封対象流体側Ｏに向
かって開く略断面Ｕ字状の環状部材で、ハウジング１の
軸孔３に圧入固定される外周の筒状嵌合部６と、筒状嵌
合部６の大気側端部から半径方向内方に伸びる端面部８
と、端面部８の内端から軸方向密封対象流体側Ｏに向か
って延びる第１シールリップ１０と、を備えている。ま
た、端面部８の内径端には、大気側へ斜めに伸びるダス
トリップ１２も設けられている。

【００２６】第１シールリップ１０は、圧力を持ち回転
軸５を伝って漏れようとする密封対象流体をシールする
働きを持つメインリップである。それに対してダストリ
ップ１２は大気側外部からほこりや塵芥等が第１シール
リップ１０の摺動面に侵入することを防ぐ補助的な働き
をする。

【００２７】第２シール部材２０は断面略逆Ｌ字形状の
環状部材で、半径方向に延びるワッシャ状のプレート部
２２と、プレート部２２の内側端部から密封対象流体側
に向かって折れ曲がって形成されている第２シールリッ
プ２４と、から構成されている。第２シールリップ２４
は第１シールリップ１０の大気側に隣接して位置し、第
１シールリップ１０の内周に沿って軸方向密封対象流体
側Ｏへ第１シールリップ１０のリップ先端部１４近くま
で延びている。

【００２８】第２シールリップ２４の主たる機能は、ゴ
ム状弾性体製の第１シールリップ１０を大気側からバッ
クアップして、二重のシール効果を上げると共に、密封
対象流体の高圧下における接触面圧の増大を抑制して第
１シールリップ１０と回転軸５との間の摺動抵抗の増大
を抑制し、第１シールリップ１０の摩耗を低減して耐久
性の向上を図ることである。

【００２９】補強環３０は断面略Ｌ字形状の環状部材
で、外周の筒状部分３２と、筒状部分３２の大気側端部
から内側に伸びるフランジ部３４とから構成されてい
る。そして、この補強環３０は、第１シール部材４の筒
状嵌合部６と端面部８内に加硫成形時に第２シール部材
２０と共にインサートされたものである。

【００３０】ここで、第２シール部材２０を、補強環３
０のフランジ部３４の一部をかしめることで補強環３０
に固定するのが本発明の特徴の１つである。

【００３１】図２により、インサート成形する前の補強
環３０の単体の形状を説明すると、そのフランジ部３４
の、インサート時に第２シール部材２０が接する側（密
封対象流体側Ｏ）の面３６に、第２シール部材２０を補
強環３０のフランジ部３４にかしめて固定するための舌
状突起３８が設けられている。この舌状突起３８は、フ
ランジ部３４の一部に穴３５を設け、この穴３５の切り
抜き部を、外径側がつながったままで内径側から切断し
て第２シール部材２０側に曲げ起こして形成したもの
で、軸心に対する同一円周上に複数個等配して設けられ
ている。

【００３２】これに対して、第２シール部材２０は、図
３に示すように、第２シールリップ２４の曲げ成形前の
ワッシャ状の樹脂素材２１の状態で、中心に丸穴を有す
る円盤状をしている。そして、補強環３０のフランジ面
３４の密封流体側の面３６に載置すると、樹脂素材２１
の外周がちょうどフランジ部３４の複数の舌状突起３８
の内側に入るような寸法関係になっている。

【００３３】図３（ａ）のように、補強環３０に樹脂素
材２１を重ねた状態で、複数の舌状突起３８を内側に曲
げてやることにより、補強環３０と第２シール部材２０
をかしめて結合することができる。このかしめ行程を、
本発明ではオイルシール２の加硫成形の型締め時に行
う。

【００３４】尚、補強環３０のフランジ部３４内径端に
は、図３（ｂ）に示すように、軸方向に傾斜して折曲さ
れバックアップ部３７を設けてもよい。このバックアッ
プ部３７は、第２シールリップ２４の腰部をテーパ状と
して、機能上、緊迫力を下げ、耐久性，耐摩耗性を向上
させるため、及び内圧に対する補強性を向上させるため
のものである。

【００３５】本発明にあっては、第２シール部材２０を
補強環３０にかしめて固定したから、第２シールリップ
２４の曲げ成形時や実機軸挿入時において軸方向に外力
が作用しても、補強環３０とのかしめ固定部が緩みなく
確実に固定され、樹脂製の第２シールリップ２４の摺動
位置が安定する。

【００３６】また、第２シール部材２０が確実に固定さ
れるから、第１シール部材４と第２シール部材２０間の
密着性も確実となる。

【００３７】また、ゴム状弾性体製の第１シールリップ
１０についても、第１シールリップ１０と連続する端面
部８において舌状突起３８が食い込むように埋設されて
補強部となっているので、第１シールリップ１０に軸方
向荷重が作用しても、浮き上がりの無い安定した特性を
得ることができる。特に、舌状突起３８をフランジ部３
４に形成した穴３５を切り起こした構成とすれば、穴３
５を通してゴム状弾性体が強固に固定される。

【００３８】以上のように構成した本発明のオイルシー
ル２の製造方法を、図４を用いて説明する。

【００３９】４０は金型としての成形型であり、大きく
分けて上型４２と下型４４から成る。上型４２と下型４
４とを閉じてできる空間がオイルシール２と同じ形状を
して、オイルシール２を成形することになる。

【００４０】成形型を開いた状態で、下型４４内に補強
環３０と第２シール部材２０を密封流体側を上に、大気
側を下にした前述の図３（ａ）の状態に重ねてセットす
る（図４（ａ）参照）。補強環３０はフランジ部３４の
内側の穴を下型４４に嵌めて位置決めされ、また、第２
シール部材２０は中央の穴を下型４４に外周を補強環３
０の複数の舌状突起３８の内側に嵌めることにより位置
決めされる。補強環３０は、前もって図２に示す形状に
プレス成形されたものである。

【００４１】また、第２シール部材２０の樹脂素材２１
は、中心に丸穴を有する円盤状で、まだ第２シールリッ
プ２２は形成されていない状態である。

【００４２】そして、図４（ｂ）に示すように、加硫成
形時に、上型４２を補強環３０の複数の舌状突起３８の
上部から圧着することで、舌状突起３８を内側にかしめ
て、樹脂素材２１の外径端部を舌状突起３８とフランジ
部３４の間で挟み込んで固定する。同時に、ゴム生地を
流し込むことで、第１シール部材４，補強環３０及び第
２シール部材２０の樹脂素材２１が確実に一体化され
る。

【００４３】ゴム生地の流し方は、ゴム生地を成形型４
０の外周または環状部に置き型締めと同時に圧縮成形す
るようにしてもよいし、型締め後に内面または外周面に
射出または移送方式で注入してもよい。

【００４４】第２シール部材２０は、その後の工程で内
側を密封流体側に曲げて第２シールリップ２４を形成す
ることになる。但し、成形型を、図４のものから変え
て、下型４４の中央部に可動の心棒型を作り、これを上
に押し出す構造とすることで、同じ成形型でリップ形成
まで行うこともできる。また、加硫成形前にリップを形
成しておいてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第２シール部材を補強環にかしめて固定したから、第２
シールリップの曲げ成形時や実機軸挿入時において軸方
向に外力が作用しても、補強環とのかしめ固定部が緩み
なく確実に固定され、樹脂製の第２シールリップの摺動
位置が安定し、シール性が安定する。

【００４６】また、第２シール部材が確実に固定される
から、第１シール部材と第２シール部材間の密着性も確
実となり、第１，第２シール部材間のシール性も安定す
る。

【００４７】補強環に舌状突起を設けてかしめ固定する
ようにすれば、かしめ作業が容易である。

【００４８】さらに、舌状突起を、金属補強環に設けた
穴の切り抜き部を第２シール部材側に折曲げて形成すれ
ば、構造が単純で安価に製作できる。

【００４９】また、ゴム状弾性体製の第１シールリップ
についても、舌状突起によって補強部が形成されるの
で、第１シールリップに軸方向荷重が作用しても、浮き
上がりの無い安定した特性を得ることができる。

【００５０】一方、本発明の製造方法によれば、型締め
圧力を利用して補強環に第２シール部材をかしめ固定す
る。したがって、型成形と同時にかしめ固定でき、工程
数を省略でき、安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る密封装置として
のオイルシールの断面図である。

【図２】図２は図１のオイルシールの補強環の部分斜視
図である。

【図３】図３（ａ）は図１の補強環にシート状の樹脂素
材を重ねた状態を示す断面図であり、同図（ｂ）はその
他の態様の補強環にシート状の樹脂素材を重ねた状態を
示す断面図である。

【図４】図４（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例に係る
加硫成形方法を示す説明図である。

【図５】図５は従来例の密封装置の加硫成形時の断面図
である。

【図６】図６は他の従来例の密封装置の断面図である。

【図７】図７はさらに他の従来例の密封装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ オイルシール（密封装置） ３ 軸孔 ４ 第１シール部材 ５ 回転軸 ６ 筒状嵌合部 ８ 端面部 １０ 第１シールリップ １２ ダストリップ １４ リップ先端部 ２０ 第２シール部材 ２１ 樹脂素材 ２２ プレート部 ２４ 第２シールリップ ３０ 補強環 ３２ 筒状部分 ３４ フランジ部 ３５ 穴 ３６ 面 ３８ 舌状突起 ４０ 成形型 ４２ 上型 ４４ 下型 Ｏ 密封対象流体側

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴム状弾性体製の第１シールリップを有す
   る環状の第１シール部材と、該第１シール部材に埋設さ
   れる金属補強環と、前記第１シール部材に組み付けられ
   る樹脂製の第２シールリップを有する環状の第２シール
   部材と、を備えた密封装置であって、 前記第１シール部材を型成形する際に、前記金属補強環
   と前記第２シール部材とを金型内にインサートして一体
   成形される密封装置 において、型成形と同時に金型の型締め圧力を利用して、 前記第２
   シール部材を前記金属補強環の一部をかしめて固定する
   ことを特徴とする密封装置。
2. 【請求項２】 金属補強環には、前記第２シール部材を
   固定するための舌状突起が周方向に複数設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 【請求項３】 舌状突起は、金属補強環に周方向に複数
   の穴を設け、該穴の切り抜き部を第２シール部材側に折
   曲げて形成されることを特徴とする請求項２に記載の密
   封装置。
4. 【請求項４】 ゴム状弾性体製の第１シール部材を型成
   形する際に、金属補強環と樹脂製の第２シール部材用の
   樹脂素材とを金型内にインサートして一体成形する密封
   装置の製造方法において、 型成形と同時に金型の型締め圧力を利用して前記樹脂素
   材を、前記金属補強環の一部をかしめて固定することを
   特徴とする密封装置の製造方法。