JP2001004033A - 密封装置 - Google Patents

密封装置

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JP2001004033A
JP2001004033A JP11171889A JP17188999A JP2001004033A JP 2001004033 A JP2001004033 A JP 2001004033A JP 11171889 A JP11171889 A JP 11171889A JP 17188999 A JP17188999 A JP 17188999A JP 2001004033 A JP2001004033 A JP 2001004033A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏心追随性を向上させることができるととも
に摺動抵抗を低減させることができ、もって優れたシー
ル性と耐久性とを発揮することが可能な密封装置1を提
供する。 【解決手段】 相対に移動する二部材21,24のうち
の一方の部材21に設けた装着溝23に装着され、他方
の部材24に摺動自在に密接する密封装置であって、装
着溝23における一方の側壁23aに密接するとともに
装着溝23の底壁23cとの間に間隙7を設定されるシ
ールリング2を有し、このシールリング2に、他方の部
材24に密接する第一シールリップ4と、装着溝23の
他方の側壁23bに密接する第二シールリップ5とを一
体に設け、両シールリップ4,5の間に開口する装着部
9に、両シールリップ4,5に緊迫力または拡張力を付
加するゴム状弾性体またはコイルスプリング等よりなる
ロードリング10を装着することにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧または空気圧
の切替バルブや圧縮機等の回転・往復運動用に用いられ
る密封装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転・往復運動用に用いられる密封装置
は、例えば各種の機器において、軸、ロッドまたはピス
トン等を作動させるための作動流体(油圧または空圧)
の外部漏洩を抑制するために必要とされている。
【0003】従来、この種の回転・往復運動用の密封装
置としては、図3に示すように樹脂製のUパッキン51
よりなるものが主流とされているが、このUパッキン5
1には、その使用初期に材料樹脂のへたり(クリープ)
が発生するために、摺動の相手方である軸52に対する
しめしろが早期に減少し、これにより、とくに軸52に
偏心がある場合、シール性が低下すると云う偏心追随性
に対する不都合がある。
【0004】そこで、従来、図4に示すようにUパッキ
ン51のU溝部53に、シールリップ54に緊迫力また
は拡張力を付加するロードリングとしてゴム状弾性材製
のOリング55を装着したものが多く使用されており、
このOリング55付きのUパッキン51によれば、Uパ
ッキン51に発生するへたりをOリング55の弾性力に
よって実質的に補償することが可能である。
【0005】しかしながら、このOリング55付きのU
パッキン51においては、その偏心追随性の向上を目指
してOリング55のつぶししろを大きく設定すると、装
着溝56の底面56aからの反発力を伴うことにより、
軸52に対するUパッキン51の摺動抵抗が増大し、こ
れによりUパッキン51が比較的早期に摺動摩耗するこ
とがある。すなわち、Uパッキン51のU溝部53にO
リング55を装着した構造では、Uパッキン51が比較
的早期に摺動摩耗するために、その耐久性をいかに長く
するかと云う課題が存する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みて、偏心追随性を向上させることができるとともに摺
動抵抗を低減させることができ、もって優れたシール性
と耐久性とを発揮することが可能な密封装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の密封装置は、相対に移動する二部材のうち
の一方の部材に設けた装着溝に装着され、他方の部材に
摺動自在に密接する密封装置であって、前記装着溝にお
ける一方の側壁に密接するとともに前記装着溝の底壁と
の間に間隙を設定されるシールリングを有し、前記シー
ルリングに、前記他方の部材に密接する第一シールリッ
プと、前記装着溝の他方の側壁に密接する第二シールリ
ップとを一体に設け、前記両シールリップの間に開口す
る装着部に、前記両シールリップに緊迫力または拡張力
を付加するゴム状弾性体またはコイルスプリング等より
なるロードリングを装着したことを特徴とするものであ
る。
【0008】上記構成を備えた本発明の密封装置のよう
に、シールリングとこのシールリングを装着する装着溝
の底壁との間に所定の大きさの間隙が設定されると、シ
ールリングが装着溝の底壁に対して近付いたり離れたり
する方向に動き易く、その径方向移動の自由度が比較的
大きく設定されるために、シールリングの偏心追随性を
向上させることが可能となる。
【0009】また、このようにシールリングの径方向移
動の自由度が比較的大きく設定されるとともに、シール
リングに設けられた第一シールリップがロードリングに
よりバックアップされた状態で他方の部材に密接するた
めに、第一シールリップに早期にへたりが発生するのを
抑えることが可能となる。
【0010】またこれに加えて、シールリングが装着溝
内で径方向に移動しても、第一シールリップが他方の部
材に密接し続けるとともに、同じくシールリングに設け
られた第二シールリップが装着溝の他方の側壁に密接し
続けるために、良好なシール状態を維持することが可能
となる。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。
【0012】図1は、当該実施形態に係る密封装置1の
半裁断面を示しており、その装着状態が図2に示されて
いる。
【0013】図2に示すように、当該実施形態に係る密
封装置1は、ハウジング21の軸孔22内周に設けられ
た環状の装着溝23に装着されて軸ないしロッド(以
下、単に軸と称する)24の周面に摺動自在に密接し、
図の右側に封入される作動圧力等の密封対象(密封流体
とも称する)Aが図の左側の大気側Bへ漏洩しないよう
にこれをシールするものである。また当該密封装置1
は、油圧・空圧の切替バルブや圧縮機等に使用される回
転・往復運動用(回転または/および往復運動用)の密
封装置である。
【0014】当該密封装置1は、以下のように構成され
ている。
【0015】すなわち先ず、PTFE(四弗化エチレン
樹脂)やナイロン等の樹脂によって成形されたシールリ
ング2が設けられており、このシールリング2に、それ
ぞれ環状を呈する本体部3と、第一シールリップ4と、
第二シールリップ5とが一体に設けられている。
【0016】このうち先ず、本体部3は、中心軸線0に
対して直角の平面状をなす外側端面3bを備えた径方向
部3aと、円筒状の外周面3dを備えた軸方向部3cと
を一体に有して断面L字形ないし略L字形に形成されて
おり、図2に示すように、装着溝23に装着されたとき
に装着溝23の一方の側壁23aに対しては径方向部3
aの外側端面3bをもって面接触により密接するが、装
着溝23の他方の側壁23bおよび底壁23cならびに
軸24の周面に対してはそれぞれ所定の大きさw,w
,wの間隙6,7,8を設定されて非接触とされて
おり、このうち特に、軸方向部3cの外周面3dと装着
溝23の底壁23cとの間の間隙(装着溝底径と製品外
径との間の隙間)7の大きさwは当該密封装置1の最
大片側偏心量の1.5倍以上の大きさに設定されてい
る。
【0017】本体部3の径方向部3aの内周端に、密封
流体A側に向けて第一シールリップ4が一体に成形され
ており、この第一シールリップ4が装着時に軸24の周
面に摺動自在に密接する。この第一シールリップ4の内
周面4aは断面直線状のテーパ面状に形成されており、
このテーパ面状の内周面4aが中心軸線0となす傾斜角
度θは10〜15度に設定されている。またこの第一
シールリップ4の先端面4bは中心軸線0に対して直角
の平面状に形成されている。
【0018】また、本体部3の加圧側側面である軸方向
部3cの一端に、径方向内方に向けて第二シールリップ
5が一体に成形されており、この第二シールリップ5が
装着時に装着溝23の他方の側壁23bに密接する。こ
の第二シールリップ5の外側端面5aは断面直線状のテ
ーパ面状に形成されており、このテーパ面状の外側端面
5aが軸直角面となす傾斜角度θは上記角度θと同
様に10〜15度に設定されている。またこの第二シー
ルリップ5の先端面5bは円筒面状に形成されている。
【0019】また、本体部3、第一シールリップ4およ
び第二シールリップ5に囲まれるようにしてシールリン
グ2の内部に断面円形ないし略円形を呈する環状の装着
部(ロードリング装着部またはロードリング装着空間と
も称する)9が設けられており、この装着部9に同じく
断面円形ないし略円形を呈する環状のロードリング(負
荷リングとも称する)10が装着されている。装着空間
である装着部9はその全周に亙ってシールリング2の両
シールリップ4,5の間に略90度の範囲に亙って開口
しており、この開口部から装着部9にロードリング10
が圧入されている。ロードリング10は所定のゴム状弾
性体によって成形されているが、これに代えて、環状を
呈する金属製のコイルスプリングよりなるものとしても
良い。
【0020】上記構成の密封装置1は、上記したように
ハウジング21の軸孔22内周に設けられた環状の装着
溝23に装着され、軸24の周面に第一シールリップ4
を摺動自在に密接させるとともに装着溝23の他方の側
壁23bに第二シールリップ5を密接させて密封流体A
をシールするものであって、上記構成を備えていること
により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【0021】すなわち先ず第一に、当該密封装置1のシ
ールリング2と当該密封装置1を装着する装着溝23の
底壁23cとの間に所定の大きさwの間隙7が設定さ
れているために、当該密封装置1が装着溝23の底壁2
3aに対して近付いたり離れたりする方向に動き易く、
当該密封装置1の径方向移動の自由度が比較的大きく設
定されている。したがって、軸24に対する当該密封装
置1の偏心追随性を高めることができ、これによりシー
ル性を向上させることができる。また、極度に大きな偏
心が生じた場合においても、摺動抵抗が大きく増加する
のを抑えることが可能であるために、摺動摩耗を抑える
ことができ、これにより耐久性を向上させることができ
る。
【0022】また、上記したように当該密封装置1の径
方向移動の自由度が比較的大きく設定されるとともに、
シールリング2に設けられた第一シールリップ4がロー
ドリング10によりバックアップされた状態で軸24の
周面に密接するために、シールリング2に早期にへたり
が発生するのを抑えることが可能である。したがってこ
れにより偏心追随性が低下するのを抑えることができ
る。
【0023】またこれに加えて、当該密封装置1が装着
溝23内で径方向に移動しても、シールリング2に設け
られた第一シールリップ4が軸24の周面に密接し続け
るとともに、同じくシールリング2に設けられた第二シ
ールリング5が装着溝23の他方の側壁23bに密接し
続けるために、良好なシール状態を維持することが可能
である。したがってこれにより必要なシール性を十分に
確保することができる。
【0024】また、上記したように第一シールリップ4
の内周面4aの傾斜角度θおよび第二シールリップ5
の外側端面5aの傾斜角度θをそれぞれ15〜20度
に設定することにより、シールリップ4,5の先端から
出た油膜を加圧側へ戻すことができる。したがってこれ
によりシール性を向上させることができる。
【0025】尚、シールリング2の材質を充填材入りP
TFEにすると、耐摩耗性を向上させることができ、ロ
ードリング10の材質を弗素ゴムにすると、耐熱性を向
上させることができる。また、上記したようにロードリ
ング10にゴム状弾性体に代えて金属製のコイルスプリ
ングを用いることにより、耐熱性および耐薬品性を向上
させることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0027】すなわち、上記構成を備えた本発明の密封
装置においては先ず、シールリングとこのシールリング
を装着する装着溝の底壁との間に所定の大きさの間隙が
設定されているために、シールリングが装着溝の底壁に
対して近付いたり離れたりする方向に動き易く、シール
リングの径方向移動の自由度が比較的大きく設定されて
いる。したがって、摺動の相手部材に対するシールリン
グの偏心追随性を高めることができ、これによりシール
性を向上させることができる。また、極度に大きな偏心
が生じた場合においても、摺動抵抗が大きく増加するの
を抑えることが可能であるために、摺動摩耗を抑えるこ
とができ、これにより耐久性を向上させることができ
る。
【0028】また、上記したようにシールリングの径方
向移動の自由度が比較的大きく設定されるとともに、シ
ールリングに設けられた第一シールリップがロードリン
グによりバックアップされた状態で相手部材に密接する
ために、第一シールリップに早期にへたりが発生するの
を抑えることが可能である。したがってこれにより偏心
追随性が低下するのを抑えることができる。
【0029】またこれに加えて、シールリングが装着溝
内で径方向に移動しても、第一シールリップが相手部材
に密接し続けるとともに、同じくシールリングに設けら
れた第二シールリングが装着溝の他方の側壁に密接し続
けるために、良好なシール状態を維持することが可能で
ある。したがってこれにより必要なシール性を十分に確
保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る密封装置の半裁断面図
【図2】同密封装置の装着状態を示す半裁断面図
【図3】従来例に係る密封装置の半裁断面図
【図4】他の従来例に係る密封装置の半裁断面図
【符号の説明】
1 密封装置 2 シールリング 3 本体部 3a 径方向部 3b,5a 外側端面 3c 軸方向部 3d 外周面 4 第一シールリップ 4a 内周面 4b,5b 先端面 5 第二シールリップ 6,7,8 間隙 9 ロードリング装着部 10 ロードリング 21 ハウジング(一方の部材) 22 軸孔 23 装着溝 23a 一方の側壁 23b 他方の側壁 23c 底壁 24 軸(他方の部材) 0 中心軸線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対に移動する二部材(21)(24)
    のうちの一方の部材(21)に設けた装着溝(23)に
    装着され、他方の部材(24)に摺動自在に密接する密
    封装置であって、 前記装着溝(23)における一方の側壁(23a)に密
    接するとともに前記装着溝(23)の底壁(23c)と
    の間に間隙(7)を設定されるシールリング(2)を有
    し、 前記シールリング(2)に、前記他方の部材(24)に
    密接する第一シールリップ(4)と、前記装着溝(2
    3)の他方の側壁(23b)に密接する第二シールリッ
    プ(5)とを一体に設け、 前記両シールリップ(4)(5)の間に開口する装着部
    (9)に、前記両シールリップ(4)(5)に緊迫力ま
    たは拡張力を付加するゴム状弾性体またはコイルスプリ
    ング等よりなるロードリング(10)を装着したことを
    特徴とする密封装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106948830A (zh) * 2017-05-16 2017-07-14 郎溪腾旋科技有限公司 一种新型盾构机土仓密封装置
CN107345572A (zh) * 2017-08-25 2017-11-14 北京臻迪科技股份有限公司 密封结构及涉水机器人
CN112879563A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 西安近代化学研究所 一种利用液体体膨胀压力压紧密封圈提高密封性的密封装置

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