JPH10252898A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両方向回転に対して密封性を発揮することの
可能なリップ摺動部を備えた密封装置を提供する。 【解決手段】 樹脂リップ３のリップ摺動部３ａは、軸
１０３の外周面１０３ａ（摺動表面）に当接する帯状の
当接面３ｂと、当接面３ｂの密封側の端部に開口３ｄを
有すると共に当接面３ｂの一部を凹ませるように陥没す
る複数の陥没部３ｅと、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種装置の軸とハ
ウジングの間の隙間を封止する密封装置に関し、特には
１つの密封装置で両方向回転に対応可能とする構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来技術によるゴムリップ１０
２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１１１を保持する溝部１１１を備
えた環状部材１１２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
１０２ｂ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、樹脂リップ１０３は密封側Ｍの圧力
によりゴムリップ１０２が変形した場合に、リップ上面
１０３ａがゴムリップ１０２に当たりゴムリップ１０２
の過度の変形を抑えるサポート部として機能すると共
に、樹脂リップ１０３のリップ当接部１０３ｂによる摺
動表面２０３との摺動接触によりシール性を発揮してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂リップ
１０３のリップ当接部１０３ｂは、ゴムリップ１０２の
リップ先端部１０２ｂと比べると、柔軟性に乏しいこと
から摺動表面２０３との接触領域における密封流体の
「にじみ」（わずかな漏出）が発生することが多く、そ
の対策として、図５に示されるように樹脂リップ１３１
のリップ当接部１３１ｂにネジ溝１３１ｃを形成して、
当接部１３１ｂと摺動表面２０３の境界面に存在する流
体を、軸２０２の回転により移動させる流体ポンプ作用
を働かせて機械的に密封流体の漏出を防止する密封装置
１３０が提案されている。

【００１０】しかしながら、このようなネジ溝１３１ｃ
を備えても軸２０２が逆転すると密封流体を排出させて
しまうことになり、１方向に回転する軸に対しての適用
は可能であるが、両方向に回転する軸に対しての使用に
は問題があった。さらに、軸の両側を密封する場合に
は、ネジ溝の回転方向の異なる２種類の密封装置を作成
して対応することが必要であった。

【００１１】また、図６は短時間の軸の逆転に対する密
封性を維持するために、ゴムリップ１３２に相反する方
向の溝１３２ａ，１３２ｂを形成すると共に、バネ環１
３３によりゴムリップ１３２の緊迫力を高め、ゴムリッ
プ１３２を両方向シールとした構成の密封装置１４０で
あるが、この密封装置でも長時間の軸の逆転には対応す
ることが不可能であった。

【００１２】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、両方向
回転に対して高い密封性を発揮することの可能な密封装
置を提供することにある。

【００１３】

【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、回動する摺動表面に当接する環状
のリップ摺動部を備えた密封装置において、前記リップ
摺動部は、前記摺動表面に当接する帯状の当接面と、こ
の当接面の密封側の端部に開口を有すると共に該当接面
の一部を凹ませる複数の陥没部と、を備えることを特徴
とする。

【００１４】これによると、摺動表面の回動に伴い、密
封側の端部の開口近傍に発生する流速による密封側への
吸引作用により、陥没部に存在する密封流体の大気側へ
の流動が防止されて良好な密封性能が得られる。そし
て、この作用は摺動表面の回動方向がいずれの方向であ
っても得られるので、両方向に回動する軸やハウジング
等の摺動表面に対して密封装置を使用することが可能と
なる。

【００１５】また、前記陥没部は、前記開口から奥に向
かって狭くなる形状であることを特徴とすることも好適
である。

【００１６】この奥に向かって狭くなる形状とは、例え
ばＶ形状や円弧形状であり、開口を通過する密封流体の
流れを奥に向かって容易に偏向させ、吸引作用を増加さ
せることを可能とする。

【００１７】また、前記リップ摺動部に当接する別のシ
ールリップを備えることを特徴とすることも好適であ
る。

【００１８】これによると、リップ摺動部は別のシール
リップの変形を防止するバックアップ手段として機能す
るが、この場合に、リップ摺動部の端部の輪郭は複数の
陥没部の形状に影響されない直線的な形状となり、別の
シールリップを周方向に均一な安定した支持を行うこと
ができる。

【００１９】また、前記リップ摺動部は樹脂材料により
形成され、前記別のシールリップはゴム状弾性材料によ
り形成されていることも良い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図１
と図２に基づいて説明する。図１は密封装置１の断面構
成を説明する図であり、ハウジング１０２と軸１０３の
間の環状隙間１０４に備えられた状態を想定して示され
ている。また、図２は軸１０３が実際に密封装置１に挿
入された状態を示している。

【００２１】密封装置１は、密封側Ｍから大気側Ｏに向
けてゴム状弾性材料より形成されたゴムリップ２（別の
シールリップ）と、樹脂材料より形成される樹脂リップ
３とを備え、両リップが回動する摺動表面としての軸１
０３の外周面１０３ａに当接し、シール性を発揮するも
のである。

【００２２】ゴムリップ２は、断面Ｌ形状の外側補強環
４を備え、ゴム状弾性材料により、外側補強環４の径方
向部４ａから密封側Ｍに突出するリップ先端部２ａ、及
び、外側補強環４の軸方向部４ｂの外側の嵌め合い部２
ｂ等が一体的に成形されている。尚、リップ先端部２ａ
の外周には縮径方向の緊迫力を与えるバネ環５が取り付
けられている。

【００２３】樹脂リップ３は、例えばＰＴＦＥ等の樹脂
材料により形成されており、軸１０３が挿入されていな
い状態では概略ワッシャ形状であり、軸１０３を挿入す
ることで内側の縁が外周面１０３ａに沿って拡径しなが
ら撓み、内径端部が外周面１０３ａに当接する環状のリ
ップ摺動部３ａとなっている。

【００２４】そして、樹脂リップ３は外側補強環４の径
方向部４ａと、外側補強環４の内側に嵌め合わされる断
面Ｌ形状の内側補強環６の径方向部６ａとの間に挟ま
れ、外環部が固定されている。外側補強環４と内側補強
環６は、外側補強環４の大気側Ｏの端部４ｃを折り曲げ
ることによるカシメ固定により締結されている。

【００２５】さらに、樹脂リップ３のリップ摺動部３ａ
は、外周面１０３ａに当接する帯状の当接面３ｂ（図１
のクロスハッチングの領域及び図２の矢印の範囲の領
域）と、リップ摺動部３ａの端部３ｃに開口３ｄを有す
ると共に、当接面３ｂの一部を凹ませるように陥没する
陥没部３ｅ（図２の矢印の範囲の領域）を周方向に複数
備えている。但し、陥没部３ｅは当接面３ｂの概略２／
３程度までの幅であり、当接面３ｂを密封側Ｍから大気
側Ｏまで疎通させるものではない。

【００２６】この陥没部３ｅの形状は、開口３ｄから奥
に向かって狭くなる形状であることが望ましく、この実
施の形態では大気側Ｏに向かって狭くなるＶ字形状とし
ているが、この形状に限定されるものではなく、例えば
円弧形状とすることも可能である。

【００２７】また、リップ摺動部３ａの具体的な寸法と
しては、リップ摺動部３ａの厚みが１（ｍｍ）の場合に
は、陥没部３ｅの深さは０．５（ｍｍ）、開口３ｄから
最奥までの幅を１．０〜１．５（ｍｍ）、Ｖ字形状の開
き角度を９０〜１２０（°）とすることができる。

【００２８】密封装置１の稼動時において、軸１０３が
回動している状態では、開口３ｄ近傍に発生する密封流
体の流れ（図１の矢印Ａ１，Ａ２）による密封側Ｍへの
吸引作用により、陥没部３ｅに存在する密封流体の大気
側への流動が防止されて良好な密封性能が得られる。そ
して、この作用は軸１０３の回動方向がいずれの方向で
あっても得られるので、両方向に回動する軸やハウジン
グに密封装置１を使用することができる。

【００２９】また、密封側Ｍの密封流体の圧力により首
部２ｃが撓み、リップ先端部２ａを保持する首部２ｃの
内周面とリップ摺動部３ａの外周面が当接するが、この
時、リップ摺動部３ａの端部３ｃ及び外周面の形状は、
陥没部３ｅの形状に影響されない、端部３ｃは凹凸のな
い直線的（端面が平面となる状態）であり、また陥没部
３ｅはリップ摺動部３ａの外周面には到達しない深さで
ありその外周側は平滑面となっているので、首部２ｃ及
びリップ先端部２ａを周方向に均一にしかも安定して支
持可能とするバックアップ手段として機能する。

【００３０】尚、樹脂リップ３の陥没部３ｅの形成方法
としては、例えば、素材となる薄板を加熱させながらプ
レス成形を行い塑性変形により形成する方法や、機械加
工による切削除去による方法、あるいは素材がＰＴＦＥ
の場合には粉末成形のプレス時に陥没部を同時形成させ
る方法等により形成することができる。

【００３１】図３は、樹脂リップの陥没部の形状を変え
た、その他の実施の形態の密封装置であり、図３（ａ）
は陥没部１３ｅを台形形状としたもの、図３（ｂ）は複
数の陥没部２３ｅを離間部２４を介して備えたもの、図
３（ｃ）は陥没部３３ｅを円弧形状としたものである。
図３に示された密封装置のその他の構成及び作用は密封
装置１と同様であるので、その説明を省略する。

【００３２】

【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、両方向に回動する摺動表面に対して陥没部に存在す
る密封流体の大気側への流動が防止されリップ摺動部の
密封性が発揮される。従って、摺動表面の回動方向を指
定する必要がなく両方向の回動に使用することができ
る。

【００３３】奥に向かって狭くなる陥没部の形状によ
り、開口を通過する密封流体の流れが偏向し、吸引作用
を増加させるので密封流体の漏れをさらに低減する。

【００３４】また、リップ摺動部に当接する別のシール
リップを備えたものは、リップ摺動部は別のシールリッ
プの変形を防止するバックアップ手段として機能し、別
のシールリップを周方向に均一な安定した支持を行うこ
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の密封装置の断面構
成説明図。

【図２】図２は密封装置の使用状態を説明する図。

【図３】図３はその他の実施の形態の密封装置の断面構
成説明図。

【図４】図４は従来の密封装置の断面構成説明図。

【図５】図５は従来の密封装置の断面構成説明図。

【図６】図６は従来の密封装置の断面構成説明図。

【符号の説明】

１ 密封装置 ２ ゴムリップ（別のシールリップ） ２ａ リップ先端部 ２ｂ 嵌め合い部 ２ｃ 首部 ３ 樹脂リップ ３ａ リップ摺動部 ３ｂ 当接面 ３ｃ 端部 ３ｄ 開口 ３ｅ 陥没部 ４ 外側補強環 ４ａ，６ａ 径方向部 ４ｂ 軸方向部 ４ｃ 端部 ５ バネ環 ６ 内側補強環 １０２ ハウジング １０３ 軸 １０３ａ 外周面（摺動表面） １０４ 環状隙間 Ｍ 密封側 Ｏ 大気側

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動する摺動表面に当接する環状のリッ
   プ摺動部を備えた密封装置において、 前記リップ摺動部は、前記摺動表面に当接する帯状の当
   接面と、この当接面の密封側の端部に開口を有すると共
   に該当接面の一部を凹ませる複数の陥没部と、 を備えることを特徴とする密封装置。
2. 【請求項２】 前記陥没部は、前記開口から奥に向かっ
   て狭くなる形状であ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】 前記リップ摺動部に当接する別のシール
   リップを備えることを特徴とする請求項１または２のい
   ずれかに記載の密封装置。
4. 【請求項４】 前記リップ摺動部は樹脂材料により形成
   され、前記別のシールリップはゴム状弾性材料により形
   成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の密封装置。