JP2001065703A - リップ型シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸２の外周面に対する合成樹脂製シール
部材１３のシールリップ１３２の面圧を良好に維持し
て、優れた密封性能を確保する。 【解決手段】 ハウジング１の内周に固定される外環１
１と、この外環１１の円筒部１１１の内周に嵌着固定さ
れた内環１２と、これら外環１１及び内環１２のフラン
ジ部１１２，１２２の間に外径部１３１，１４１が互い
に密接状態に挟持されたシール部材１３及び環状板ばね
１４とを備える。シール部材１３は、内周に軸方向へ略
円筒状に突出して内周面全面が回転軸２の外周面と密封
的に摺接されるシールリップ１３２が形成された断面略
Ｌ字形をなし、シールリップ１３２と外径部１３１との
境界の屈曲部１３３が盗み溝１３３ａによって薄肉に形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種回転機器を軸
封するリップ型シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図３に示されるようなリップ
型シール１００が知られている。この種のリップ型シー
ル１００は、外環１０１と、この外環１０１の円筒部１
０１ａの内周に嵌着固定された内環１０２と、これら外
環１０１及び内環１０２のフランジ部１０１ｂ，１０２
ａの間に外径部１０３ｂが密接状態に挟持され、その内
周側から密封空間側となる図中右側へ湾曲部１０３ｃを
介してテーパ状に延びるシールリップ１０３ａが形成さ
れたＰＴＦＥ等の合成樹脂からなるシール部材１０３と
を備える。

【０００３】すなわち上記リップ型シール１００は、外
環１０１が、ハウジング１の内周面に密封的に嵌着さ
れ、シール部材１０３のシールリップ１０３ａの内周面
が、回転軸２の外周面と適当な締め代をもって密封的に
摺接されることによって、密封空間Ａの流体を密封する
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のリップ型シ
ール１００においては、合成樹脂からなるシール部材１
０３は、テーパ状に形成されたシールリップ１０３ａの
先端部分が、回転軸２の外径より小径となっており、回
転軸２の外周への装着時に、シールリップ１０３ａが拡
径されることによって、回転軸２の外周面に対する初期
締め代を付与している。また、シール部材１０３は湾曲
部１０３ｃを有するため、密封空間Ａの高い圧力が作用
した時の変形代が大きい。したがって、初期摺動トルク
が大きく、シール部材１０３には、回転軸２の外周面と
の摺動に伴う発熱や、密封空間Ａが圧力上昇等によっ
て、前記シールリップ１０３ａが円筒状となるような永
久変形（ヘタリ）が起こる。

【０００５】この状態では、シールリップ１０３ａは内
周面全体が回転軸２の外周面にベタ当たりとなるため、
密封空間Ａが高圧である場合は、この圧力が回転軸２に
対するシールリップ１０３ａの密接力を高めて良好な密
封性が維持されるが、シールリップ１０３ａ自体の有す
る緊迫力は上記永久変形によって著しく小さくなってい
るため、密封空間Ａが比較的低圧の時には、回転軸２の
外周面に対する密封面圧が不足し、漏れを発生しやすい
といった問題が指摘される。

【０００６】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、回転
軸外周面に対する合成樹脂製シール部材のシールリップ
の面圧を良好に維持して優れた密封性能を確保すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわ
ち、本発明に係るリップ型シールは、内周に軸方向へ略
円筒状に突出して回転軸の外周面と密封的に摺接される
シールリップが形成された断面略Ｌ字形のシール部材
と、前記シールリップを縮径方向に付勢するばね部材と
を備え、前記シール部材は、前記シールリップと外径部
との境界の屈曲部を薄肉にする溝が形成されたものであ
る。

【０００８】先に説明したように、従来構造ではシール
部材を断面が湾曲した形状とすることによってシールリ
ップ自体に軸に対する締め代を与えていたが、高圧条件
では圧力と温度の影響でヘタリが発生し、断面Ｌ字形に
変形してシールリップの内周面全面が回転軸外周面にベ
タ当たりした状態となってしまう。しかし、高圧条件で
は、このようなベタ当たりの状態でも漏れが発生してい
ないのも事実である。そこで本発明においては、シール
部材を予め回転軸外周面にベタ当たりする円筒状に形成
し、高圧条件での変形代の極小化を図ったものである。
この構成によれば、円筒状のシールリップはその内周面
全面が回転軸の外周面に接触し、屈曲部への溝の形成に
よって軸変位に対する追随性が確保され、ばね部材によ
って、低圧時におけるシールリップの緊迫力が補償され
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るリップ型シー
ルの一実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断
面図である。このリップ型シール１０は、外環１１と、
この外環１１の円筒部１１１の内周に嵌着固定された内
環１２と、これら外環１１及び内環１２のフランジ部１
１２，１２２の間に外径部１３１，１４１が互いに密接
状態に挟持されたシール部材１３及び環状板ばね１４と
を備える。

【００１０】外環１１及び内環１２は、共に金属からな
るものであって、それぞれ円筒部１１１，１２１及びそ
の大気Ｂ側となる図中左端部から内周側へ延びるフラン
ジ部１１２，１２２からなる断面略Ｌ字形を呈する。内
環１２は、その円筒部１２１が外環１１の円筒部１１１
の内周に嵌着されると共に、外環１１の円筒部１１１の
先端に形成されたカシメ部１１１ａによって抜け止め固
定されている。

【００１１】シール部材１３は、ＰＴＦＥ等の低摩擦の
合成樹脂材料で成形されたものであって、外環１１のフ
ランジ部１１２と内環１２のフランジ部１２２との間に
環状板ばね１４と共に挟持された円盤状の外径部１３１
と、その内周から密封空間Ａ側となる図中右側、すなわ
ち外環１１のフランジ部１１２と反対側へ軸方向に略直
角に屈曲して延びる円筒状のシールリップ１３２からな
る。

【００１２】シール部材１３における外径部１２１とシ
ールリップ１３２との境界である屈曲部１３３の密封空
間Ａ側の面には、円周方向に連続した盗み溝１３３ａが
形成されている。また、前記シールリップ１３２の先端
近傍の内周面には、軸回転時に流体力学的な作用によっ
て流体を密封空間Ａ側へ押し出すポンプ力を生じる螺旋
状の溝１３２ａが形成されている。

【００１３】環状板ばね１４は、鋼材等の金属からなる
ものであって、外環１１のフランジ部１１２と内環１２
のフランジ部１２２との間にシール部材１３の外径部１
３１と共に挟持された円盤状の外径部１４１と、その内
周から密封空間Ａ側となる図中右側、すなわち外環１１
のフランジ部１１２と反対側へテーパ状に延びる板ばね
本体部１４２とからなる。

【００１４】図２の斜視図に一層明確に示されるよう
に、環状板ばね１４は、板ばね本体部１４２がスリット
によって円周方向に多数のばね片１４２ａに分割された
形状を有し、単体では、図２に示された状態よりも板ば
ね本体部１４２の軸心に対する傾斜角度が大きくなって
いる。このため、前記各ばね片１４２ａの先端側がシー
ル部材１３におけるシールリップ１３２の外周面に適当
な荷重で接触し、当該リップ型シール１０の未装着状態
においては、前記シールリップ１３２は先端が回転軸２
の外径よりも僅かに小径となるテーパ状となっている。

【００１５】以上のように構成されたリップ型シール１
０は、図１に二点鎖線で示されたハウジング１とその内
周に挿通された回転軸２との間で密封を行うものであ
る。ハウジング１の内周部には、密封空間Ａ側が大径と
なる環状のシール装着段部１ａが形成されており、その
大径側の内周面に、Ｏリング装着溝１ｂ及びスナップリ
ング装着溝１ｃが形成されている。そして当該リップ型
シール１０は、外環１１が、前記シール装着段部１ａの
大径側の内周面に、前記Ｏリング装着溝１ｂに装着した
Ｏリング３を介して圧入されると共に、前記スナップリ
ング嵌合溝１ｃに嵌合したスナップリング４によって、
前記シール装着段部１ａとの間で軸方向に対して拘束さ
れる。

【００１６】一方、合成樹脂製シール部材１３のシール
リップ１３２は、回転軸２の挿通によって、図１に示さ
れた緩やかなテーパ状からほぼ円筒状に拡径変形され、
その内周面は全面が回転軸２の外周面と摺接される。す
なわち上記装着状態では、シール部材１３は当初からシ
ールリップ１３２が回転軸２の外周面に対してほぼベタ
当たり状態で摺接する。

【００１７】シールリップ１３２は、原形が回転軸２と
ほぼ同径の円筒状を呈するものであるため、回転軸２の
外周面に対するシールリップ１３２自体の緊迫力は小さ
く、したがってベタ当たり状態であっても初期摺動トル
クは小さいものとなる。しかも盗み溝１３３ａの形成に
よって屈曲部１３３の肉厚が減少して自由度が大きくな
っているため、回転軸２の偏心に対する良好な追随性が
確保される。

【００１８】密封空間Ａの圧力は、シールリップ１３２
に対して縮径方向に作用するので、前記圧力が上昇した
場合は回転軸２の外周面に対するシールリップ１３２の
面圧が増大する。シールリップ１３２は円筒状であるた
め、圧力による変形代が小さいが、内周面全面が摺動し
ているので摺動面の軸方向幅が大きく、漏れを確実に防
止する。また、上述のようにシールリップ１３２自体の
緊迫力は小さいが、この緊迫力は環状板ばね１４の付勢
力によって補償されているため、密封空間Ａが低圧にな
った場合も、所要のシール面圧が確保され、しかも軸回
転時は、シールリップ１３２の内周面に形成された螺旋
状の溝１３２ａが流体力学的な作用によって流体を密封
空間Ａ側へ押し出すポンプ力を生じるため、良好な密封
性能を奏することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリップ型
シールによると、合成樹脂材からなるシール部材のシー
ルリップ内周面のほぼ全面を回転軸外周面に密接させ、
シールリップを円筒状としたことによる面圧不足をばね
で補償し、屈曲部を薄肉にすることによって軸偏心に対
する自由度を確保したため、優れた密封性能を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリップ型シールの一実施形態を、
軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図２】上記実施形態における環状板ばねを単体で示す
斜視図である。

【図３】従来技術に係るリップ型シールを、軸心を通る
平面で切断して示す半断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 回転軸 １０ リップ型シール １３ シール部材 １３２ シールリップ １３３ 屈曲部 １３３ａ 盗み溝 １４ 環状板ばね Ａ 密封空間 Ｂ 大気

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周に軸方向へ略円筒状に突出して回
   転軸の外周面と密封的に摺接されるシールリップが形成
   された断面略Ｌ字形のシール部材と、 前記シールリップを縮径方向に付勢するばね部材とを備
   え、 前記シール部材は、前記シールリップと外径部との境界
   の屈曲部を薄肉にする溝が形成されたことを特徴とする
   リップ型シール。