JPH11193869A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２部材間に挟持されるシール部材が、リップ
部と摺動面の間に発生する回転トルクにより回転してし
まうことを防止可能とすると共に、シール部材の偏心追
随性を高めることによる密封装置の密封性能を向上させ
る 【解決手段】 金属環２０のフランジ部２２と第１のシ
ール部材３０の径方向部３２との間に挟持される被挟持
部４１及び被挟持部４１から軸方向に折り曲がるリップ
部４２とを有する樹脂材による第２のシール部材４０を
備える密封装置において、第２のシール部材４０の被挟
持部４１は第１のシール部材３０の径方向部３２に対し
てのみ接着固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種装置の軸封部
に用いられる密封装置に関し、特に、２部材の間に挟持
されるシール部材の回転防止を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３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１１２を保持する溝部１１１を備
えた環状部材１１０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り、組み立て後に挿嵌される軸
と略同一の外径寸法の円柱状治具を挿入して内径部を拡
径すると共に密封側Ｍに向けて撓ませている。

【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の下面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】図４は、図３の密封装置１０１の機能を維
持しながら構成を変更することにより、コスト低減を可
能とした密封装置１３０の断面構成説明図である。即
ち、上記における図３の密封装置１０１が、環状部材１
１０，Ｏリング１１２，ゴムリップ１０２，樹脂リップ
１０３，ダストリップ１０４の５部品で構成されている
のに対し、密封装置１３０では、外側環状部材１３１，
樹脂リップ１３２，内側環状部材１３３の３部品で構成
され、部品点数が削減された簡易な構成となっている。

【００１０】外側環状部材１３１は、金属性の断面Ｌ字
状の補強環１３１ａを備え、補強環１３１ａの軸方向部
１３１ｂの外周にはゴム嵌合部１３１ｃ、径方向部１３
１ｄにはゴムリップ１３１ｅが一体的に成形されてい
る。

【００１１】樹脂リップ１３２は、樹脂リップ１０３と
同じようにＰＴＦＥを材料とした平ワッシャ形状のもの
であり、組み立て後に挿嵌される軸と略同一の外径寸法
の円柱状治具を挿入して内径部を拡径すると共に密封側
Ｍに向けて撓む。

【００１２】内側環状部材１３３は、補強環１３１ａの
軸方向部１３１ｂの内側に嵌合される軸方向部１３３ａ
と、軸方向部１３３ａの密封側Ｍの端部から内側に向い
た径方向部１３３ｂを備えた断面Ｌ字状の金属性環状部
材である。

【００１３】そして、密封装置１３０の組み立ては、外
側環状部材１３１の内側に樹脂リップ１３２と内側環状
部材１３３を挿入して、補強環１３１ａの軸方向部１３
１ｂの大気側Ｏの端部１３１ｆを内側に折り曲げてカシ
メ固定することにより行われている。

【００１４】また、この密封装置１３０では、樹脂リッ
プ１３２のリップ当接部１３２ａは、ゴムリップ１３１
ｅのリップ先端部と比べると、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）が発生することに対して、図４に
示されるように樹脂リップ１３２のリップ当接部１３２
ａにネジ溝１３２ｂを形成して、当接部１３２ａ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密封流体の
漏出を防止している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３及び図
４の密封装置１０１，１３０に関して、密封装置１３０
を一例として説明すると、内側環状部材１３３は、樹脂
リップ１３２と内側に折り曲げられた端部１３１ｆの間
に挟持されることで固定されている。

【００１６】端部１３１ｆによりカシメ固定を行うと、
樹脂リップ１３２及び補強環１３１ａの径方向部１３１
ｄの大気側Ｏに形成されたゴム部１３１ｇには圧縮応力
がかかり、無負荷の状態よりも若干薄くつぶれた状態で
挟持されることになるが、樹脂リップ１３２に経年変化
等により発生する圧縮クリープや、ゴム部１３１ｇの反
発力の低下によりカシメ固定にゆるみが発生し、軸２０
２の回転に伴って樹脂リップ１３２及び内側環状部材１
３３が回転してしまうという問題が発生することがあっ
た。

【００１７】また、密封装置１０１，１３０の両者とも
加硫成形を伴う構成部材を予め製作しておき、その後構
成部材を組み立てるという工程で製作されており、製作
コストが嵩むものであった。

【００１８】従って、図５に示されるように、樹脂リッ
プ１５１を補強環１５２の径方向部１５２ａとゴムリッ
プ１５３の間に挟持させるように、成形工程で一体化さ
せて組み立てる方式の密封装置１５０が提案されてい
る。

【００１９】そして、このような構成の密封装置１５０
においても、樹脂リップ１５１の両面１５１ａ，１５１
ｂを、径方向部１５２ａの密封側Ｍの面及びゴムリップ
１５３の当接面とに対して接着を行なうことにより、樹
脂リップ１５１の回転防止を図ることが行なわれてい
た。

【００２０】しかしながら、樹脂リップ１５１の両面１
５１ａ，１５１ｂが接着固定されている為に、軸２０２
の偏心に対する自由度（樹脂リップ１５１の変形）が低
下して偏心追随性が低下し密封性能を低下させる懸念が
ある。

【００２１】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、樹脂リ
ップの偏心追随性を高めることによる密封装置の密封性
能を向上させることにある。

【００２２】

【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、円筒部と該円筒部の一方の端部か
ら径方向に折り曲がるフランジ部とを有する金属環と、
該金属環の円筒部からフランジ部と略平行に設けられた
径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、
前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第
１のシール部材と、前記金属環のフランジ部と第１のシ
ール部材の径方向部との間に挟持される被挟持部と、該
被挟持部から軸方向に折り曲がるリップ部とを有する樹
脂材による第２のシール部材と、を備える密封装置にお
いて、前記第２のシール部材の被挟持部は、前記第１の
シール部材の径方向部に対しては接着固定され、前記金
属環のフランジ部に対しては非接着固定の状態とされて
いることを特徴とする。

【００２３】また、前記第２のシール部材の被挟持部
は、前記第１のシール部材の径方向部に対して、加硫成
形と同時に接着固定されることも好適である。

【００２４】これによると、第２のシール部材の被挟持
部は、前記第１のシール部材の径方向部に対してのみ接
着固定されているので、第２のシール部材の回転防止が
図られると共に、軸の偏心等において第２のシール部材
のリップ部のみならず被挟持部も変形させることで樹脂
リップの偏心追随性を高めることが可能となり、密封装
置の密封性能が向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００２６】図１および図２には、本発明の実施の形態
に係る密封装置が示されている。図１は密封装置の概略
構成を示す一部断面図であり、図２は密封装置をハウジ
ング８０に組み付け、軸７０が挿嵌される使用状態を示
す概略構成断面図である。

【００２７】図に示すように、密封装置１は、軸７０と
円筒状の開口部を有するハウジング８０の間の環状の隙
間をシールし、密封流体側Ｍの油などの流体が大気側Ｏ
に漏れないようにしているものである。

【００２８】密封装置１は、概略、金属環２０と、金属
環２０に一体的に加硫成形されるゴム状弾性材による第
１のシール部材３０と、金属環２０と第１のシール部材
３０に挟持される第２のシール部材４０とから構成され
ている。

【００２９】金属環２０は、組み付けた時に軸７０やハ
ウジング８０と同心的に配置される円筒部２１と、円筒
部２１の一端部（この実施の形態では組み付けた状態に
おける大気側Ｏ）から内径方向（軸７０に向かう方向）
に折り曲がる内向きのフランジ部２２と、を有してい
る。

【００３０】第１のシール部材３０は、金属環２０の円
筒部２１の外部側と内部側とを覆うように一体的に成形
され、この覆った部分からフランジ部２２と略平行にな
るように成形される径方向部３２と、この径方向部３２
に接続するリップ部３３とを有しており、ゴム状弾性材
によって形成されている。

【００３１】そして、リップ部３３の軸７０への摺動面
には、ポンプねじ３４が設けられている。

【００３２】密封装置１を組み付けた際には、外周部３
１がハウジング８０の内周に密封接触し、また、リップ
部３３の外周に縮径方向の緊迫力を与えるばね環５が取
りつけられて、リップ部３３の先端が軸７０の外周面に
摺接することによって、密封流体側Ｍの油などの流体を
シールすることができる。

【００３３】また、ポンプねじ３４は、例えば、ハの字
形状とすることによって、密封装置１が軸７０に対して
いずれの方向に回転しても流体を密封流体側Ｍへ流動さ
せるようなポンプ効果を発揮させる構造となっている。

【００３４】第２のシール部材４０は、金属環２０のフ
ランジ部２２と第１のシール部材３０の径方向部３２と
の間に挟持される被挟持部４１と、この被挟持部４１か
ら軸方向に折り曲がるリップ部４２とを有しており、樹
脂材（ＰＴＦＥなど）によって形成されている。

【００３５】尚、第２のシール部材４０の被挟持部４１
は、成形型の内部に金属環２０に重ねられた状態で配置
され、金属環２０のフランジ部２２と加硫成形により形
成される第１のシール部材３０の径方向部３２との間に
挟持されるが、密封側面４１ａのみに接着材が予め塗布
されており、径方向部３２との間は強固に接着固定され
ている。

【００３６】被挟持部４１の大気側面４１ｂには接着剤
等の塗布はされておらず、金属環２０のフランジ部２２
の密封流体側Ｍの面とは圧接している状態である。

【００３７】さらに、第２のシール部材４０は加硫成形
直後においては平ワッシャ形状であり、リップ部形成治
具（不図示ではあるが、テーパ面を有する棒状の治具）
や軸７０の挿入によって内側の縁を拡径させながら撓ま
せることにより、リップ部４２を形成することも可能で
ある。もちろん、加硫成形に先立って部品レベルで予め
ロート状に形成しておくことも可能である。

【００３８】尚、図１では、内側の縁が拡径してリップ
部４２を形成した場合の図を示している。

【００３９】そして、リップ部４２の先端部で第１のシ
ール部材３０のリップ部３３の根本を支えており、リッ
プ部３３に高い圧力が負荷された場合にもリップ部３３
の過度の変形を防止し、リップ部３３による密封性を維
持させている。

【００４０】また、リップ部４２の軸７０への摺動面に
も、ポンプねじ４３が設けられている。

【００４１】このポンプねじ４３は、例えば、密封装置
１が軸７０に対して回転することによって流体を密封流
体側Ｍへ流動させるようなポンプ効果を発揮させる構造
となっている。

【００４２】尚、ポンプねじ４３は、密封装置１が軸７
０に対して、通常、一方の方向にのみ回転し、あまり他
方の方向には回転しないような箇所に適用する場合に
は、一方の方向の回転に対して効率良くポンプ効果を発
揮する螺旋状のねじとするのが好適であり、両方向に回
転するような箇所に適用する場合には、いずれの回転に
対しても適度にポンプ効果を発揮する多数の同心状のね
じとするのが好適である。

【００４３】以上のように構成される密封装置１よっ
て、密封流体側Ｍの密封流体は、ハウジング８０側は第
１のシール部材３０の外周部３１によってシールされ、
軸７０側は第１のシール部材３０のリップ部３３によっ
てシールされる。

【００４４】そして、リップ部３３から漏れた流体は、
リップ部３３に設けられたポンプねじ３４によって密封
流体側Ｍへ戻される。

【００４５】このポンプねじ３４でも戻されずに漏れて
しまった場合には、第２のシール部材４０に設けられた
ポンプねじ４３によって適正に密封流体側Ｍへ戻され
る。

【００４６】尚、第２のシール部材４０のリップ部４２
の先端部で第１のシール部材３０のリップ部３３の根本
を支えているのでリップ部３３が変形したりめくれてし
まうことなどが防止され安定した密封性能を維持でき
る。

【００４７】また、第２のシール部材４０の被挟持部４
１は、第１のシール部材３０の径方向部３２に対しての
み接着固定されているので、第２のシール部材４０の回
転防止が図られると共に、軸７０の偏心等において第２
のシール部材４０のリップ部４２のみならず被挟持部４
１も変形させることで第２のシール部材４０の偏心追随
性を高めることが可能となり、密封装置１の密封性能が
向上する。

【００４８】尚、この実施の形態では第２のシール部材
４０の被挟持部４１の変形とは、第１のシール部材３０
の径方向部３２が撓むことにより金属環２０のフランジ
部２２から大気側面４１ｂが離れること（あるいは、被
挟持部４１とリップ部４２とを接続するＲの大きさを変
化させること）を許容する意味で使用している。

【００４９】また、本発明は、ばね環５を備えない構成
の密封装置や、ポンプねじ３４，４３を備えない構成の
密封装置に適用することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】上記発明の実施の形態に説明されるよう
に、第２のシール部材の被挟持部は、前記第１のシール
部材の径方向部に対してのみ接着固定されているので、
第２のシール部材の回転防止が図られると共に、軸の偏
心等において第２のシール部材のリップ部のみならず被
挟持部も変形させることで樹脂リップの偏心追随性を高
めることが可能となり、密封装置の密封性能が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態に係る密封装置の断
面図である。

【図２】図２は本発明の実施の形態に係る密封装置を組
み付けた状態を示す断面図である。

【図３】図３は従来技術に係る密封装置の断面図であ
る。

【図４】図４は従来技術に係る密封装置の断面図であ
る。

【図５】図５は従来技術に係る密封装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 密封装置 ５ ばね環 ２０ 金属環 ２１ 円筒部 ２２ フランジ部 ３０ 第１のシール部材 ３２ 径方向部 ３３ リップ部 ３４ ポンプねじ ４０ 第２のシール部材 ４１ 被挟持部 ４２ リップ部 ４３ ポンプねじ ７０ 軸 ８０ ハウジング Ｍ 密封流体側 Ｏ 大気側

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部と該円筒部の一方の端部から径方
   向に折り曲がるフランジ部とを有する金属環と、 該金属環の円筒部からフランジ部と略平行に設けられた
   径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、
   前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第
   １のシール部材と、 前記金属環のフランジ部と第１のシール部材の径方向部
   との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部の内側のリ
   ップ部とを有する樹脂材による第２のシール部材と、 を備えた密封装置において、 前記第２のシール部材の被挟持部は、前記第１のシール
   部材の径方向部に対しては接着固定され、前記金属環の
   フランジ部に対しては非接着固定の状態とされているこ
   とを特徴とする密封装置。
2. 【請求項２】 前記第２のシール部材の被挟持部は、前
   記第１のシール部材の径方向部に対して、加硫成形と同
   時に接着固定されることを特徴とする請求項１に記載の
   密封装置。