JP2001317636A - リップ型シール - Google Patents
リップ型シールInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/3228—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip formed by deforming a flat ring
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂リップ部材の先端部が回転軸の外周面か
ら浮き上がるような変形を生じるのを防止して、長期に
わたって優れた密封機能を維持することの可能なリップ
型シールを提供する。 【解決手段】 エラストマリップ部材１２のシールリッ
プ部１２４の内周面に軸回転時に漏れ方向のポンピング
作用を生じるポンピング螺子１２５が形成され、その背
面側に配置された第一の樹脂リップ部材１４に、そのシ
ールリップ部１４３の内周面から屈曲部１４２の背面に
かけて、軸回転時に漏れと反対方向のポンピング作用を
生じるポンピング螺子１４４が形成され、更にその背面
側に、回転軸２との摺動面が平滑に形成された第二の樹
脂リップ部材１８が配置される。
ら浮き上がるような変形を生じるのを防止して、長期に
わたって優れた密封機能を維持することの可能なリップ
型シールを提供する。 【解決手段】 エラストマリップ部材１２のシールリッ
プ部１２４の内周面に軸回転時に漏れ方向のポンピング
作用を生じるポンピング螺子１２５が形成され、その背
面側に配置された第一の樹脂リップ部材１４に、そのシ
ールリップ部１４３の内周面から屈曲部１４２の背面に
かけて、軸回転時に漏れと反対方向のポンピング作用を
生じるポンピング螺子１４４が形成され、更にその背面
側に、回転軸２との摺動面が平滑に形成された第二の樹
脂リップ部材１８が配置される。
Description
【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おいて、密封対象流体が著しく
高圧になるような条件での耐圧性及び密封性を向上させ
る技術に関するものである。
封するリップ型シールにおいて、密封対象流体が著しく
高圧になるような条件での耐圧性及び密封性を向上させ
る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、リップ型シールとして、図４
あるいは図５に示されるようなものがある。この種のリ
ップ型シール１００は、ハウジング１の内周にＯリング
１０６又はガスケット部１０７を介して密嵌固定される
ケース１０１の内周に、エラストマリップ部材１０２
と、このエラストマリップ部材１０２をその背面側（密
封対象の機内空間Ｓ１と反対側）から支承する耐圧補強
リング１０３と、この耐圧補強リング１０３の背面側に
配置された樹脂リップ部材１０４と、更にこの樹脂リッ
プ部材１０４の背面側に添設されたバックアップリング
１０５が、それぞれの外径部を互いに密着した状態で保
持された構造を備える。
あるいは図５に示されるようなものがある。この種のリ
ップ型シール１００は、ハウジング１の内周にＯリング
１０６又はガスケット部１０７を介して密嵌固定される
ケース１０１の内周に、エラストマリップ部材１０２
と、このエラストマリップ部材１０２をその背面側（密
封対象の機内空間Ｓ１と反対側）から支承する耐圧補強
リング１０３と、この耐圧補強リング１０３の背面側に
配置された樹脂リップ部材１０４と、更にこの樹脂リッ
プ部材１０４の背面側に添設されたバックアップリング
１０５が、それぞれの外径部を互いに密着した状態で保
持された構造を備える。
【０００３】この種のリップ型シール１００において、
エラストマリップ部材１０２は、機内空間Ｓ１側へ延び
る内径側のシールリップ部１０２ａの内周面に、回転軸
２の回転に伴って漏れ方向のポンピング作用を生じる潤
滑用ポンピング螺子１０２ｂが形成されているため、前
記漏れ方向ポンピングを行わない軸停止時に機内空間Ｓ
１内の高圧流体の漏れを阻止するものである。一方、樹
脂リップ部材１０４は、そのシールリップ部１０４ａの
内周面に、軸回転時に流体をエラストマリップ部材１０
２側へ押し戻す方向のポンピング作用を生じるポンピン
グ螺子１０４ｂが形成されており、すなわち主に軸回転
時に、エラストマリップ部材１０２の摺動部を通過した
機内空間Ｓ１内の密封対象流体が、大気Ｓ２側へ漏れる
のを阻止するものである。
エラストマリップ部材１０２は、機内空間Ｓ１側へ延び
る内径側のシールリップ部１０２ａの内周面に、回転軸
２の回転に伴って漏れ方向のポンピング作用を生じる潤
滑用ポンピング螺子１０２ｂが形成されているため、前
記漏れ方向ポンピングを行わない軸停止時に機内空間Ｓ
１内の高圧流体の漏れを阻止するものである。一方、樹
脂リップ部材１０４は、そのシールリップ部１０４ａの
内周面に、軸回転時に流体をエラストマリップ部材１０
２側へ押し戻す方向のポンピング作用を生じるポンピン
グ螺子１０４ｂが形成されており、すなわち主に軸回転
時に、エラストマリップ部材１０２の摺動部を通過した
機内空間Ｓ１内の密封対象流体が、大気Ｓ２側へ漏れる
のを阻止するものである。
【０００４】樹脂リップ部材１０４のシールリップ部１
０４ａにおけるポンピング螺子１０４ｂは、回転軸２と
の摺動面のうち、先端寄りの部分にのみ形成されてい
る。これは、軸停止時に、漏れ遮断方向のポンピング作
用を失ったポンピング螺子１０４ｂを通って、流体が大
気Ｓ２側へ漏れてしまうのを防止する必要があるからで
ある。
０４ａにおけるポンピング螺子１０４ｂは、回転軸２と
の摺動面のうち、先端寄りの部分にのみ形成されてい
る。これは、軸停止時に、漏れ遮断方向のポンピング作
用を失ったポンピング螺子１０４ｂを通って、流体が大
気Ｓ２側へ漏れてしまうのを防止する必要があるからで
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種のリップ型シー
ル１００は、機内空間Ｓ１の圧力が１MPa［gage］以上
の高圧条件下においては、樹脂リップ部材１０４は、前
記圧力の影響を受けて断面略L字形に変形する。そし
て、従来構造のものは、前記変形過程において、シール
リップ１０４ａの先端部の応力は、ポンピング螺子１０
４ｂの存在によって相対的に小さく、ポンピング螺子１
０４ｂの形成されていない屈曲部１０４ｃ近傍に生じる
応力が相対的に大きいものとなるために、回転軸２の外
周面に対する面圧の極大部が前記屈曲部１０４ｃ側に偏
在する。このため、屈曲部１０４ｃ寄りの内周面が摩耗
しやすく、その結果、ポンピング螺子１０４ｂが形成さ
れた先端部が回転軸２の外周面から浮き上がるような変
形を生じる。そして、このような浮き上がりを生じる
と、前記ポンピング螺子１０４ｂによる漏れ遮断方向の
ポンピング作用が損なわれ、軸回転時の密封機能が低下
してしまう問題があった。
ル１００は、機内空間Ｓ１の圧力が１MPa［gage］以上
の高圧条件下においては、樹脂リップ部材１０４は、前
記圧力の影響を受けて断面略L字形に変形する。そし
て、従来構造のものは、前記変形過程において、シール
リップ１０４ａの先端部の応力は、ポンピング螺子１０
４ｂの存在によって相対的に小さく、ポンピング螺子１
０４ｂの形成されていない屈曲部１０４ｃ近傍に生じる
応力が相対的に大きいものとなるために、回転軸２の外
周面に対する面圧の極大部が前記屈曲部１０４ｃ側に偏
在する。このため、屈曲部１０４ｃ寄りの内周面が摩耗
しやすく、その結果、ポンピング螺子１０４ｂが形成さ
れた先端部が回転軸２の外周面から浮き上がるような変
形を生じる。そして、このような浮き上がりを生じる
と、前記ポンピング螺子１０４ｂによる漏れ遮断方向の
ポンピング作用が損なわれ、軸回転時の密封機能が低下
してしまう問題があった。
【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、樹脂
リップ部材の先端部が回転軸の外周面から浮き上がるよ
うな変形を生じるのを防止して、長期にわたって優れた
密封機能を維持することの可能なリップ型シールを提供
することにある。
れたもので、その主な技術的課題とするところは、樹脂
リップ部材の先端部が回転軸の外周面から浮き上がるよ
うな変形を生じるのを防止して、長期にわたって優れた
密封機能を維持することの可能なリップ型シールを提供
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を有
効に解決するための手段として、本発明に係るリップ型
シールは、密封空間側へ延びる内径側のシールリップ部
が回転軸の外周面と密接されるエラストマリップ部材
と、このエラストマリップ部材の背面側に配置され内径
側の屈曲部から密封空間側へ延びる内径側のシールリッ
プ部が前記回転軸の外周面と密接される第一の樹脂リッ
プ部材と、この第一の樹脂リップ部材の背面側に配置さ
れ内径側の屈曲部から密封空間側へ延びる内径側のシー
ルリップ部が前記回転軸の外周面と密接される第二の樹
脂リップ部材とを備え、前記エラストマリップ部材のシ
ールリップ部の内周面に軸回転時に漏れ方向のポンピン
グ作用を生じるポンピング螺子が形成され、前記第一の
樹脂リップ部材に、そのシールリップ部の内周面から屈
曲部の背面にかけて、軸回転時に漏れと反対方向のポン
ピング作用を生じるポンピング螺子が形成され、前記第
二の樹脂リップ部材の内周面が平滑に形成されたもので
ある。なお、ここでいう「背面」とは密封空間とは反対
側の面のことである。
効に解決するための手段として、本発明に係るリップ型
シールは、密封空間側へ延びる内径側のシールリップ部
が回転軸の外周面と密接されるエラストマリップ部材
と、このエラストマリップ部材の背面側に配置され内径
側の屈曲部から密封空間側へ延びる内径側のシールリッ
プ部が前記回転軸の外周面と密接される第一の樹脂リッ
プ部材と、この第一の樹脂リップ部材の背面側に配置さ
れ内径側の屈曲部から密封空間側へ延びる内径側のシー
ルリップ部が前記回転軸の外周面と密接される第二の樹
脂リップ部材とを備え、前記エラストマリップ部材のシ
ールリップ部の内周面に軸回転時に漏れ方向のポンピン
グ作用を生じるポンピング螺子が形成され、前記第一の
樹脂リップ部材に、そのシールリップ部の内周面から屈
曲部の背面にかけて、軸回転時に漏れと反対方向のポン
ピング作用を生じるポンピング螺子が形成され、前記第
二の樹脂リップ部材の内周面が平滑に形成されたもので
ある。なお、ここでいう「背面」とは密封空間とは反対
側の面のことである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るリップ型シ
ールの好適な実施の形態を示すもので、参照符号１は機
器の軸孔ハウジング、２は前記ハウジング１の内周に挿
通され軸心Ｏを中心にして回転される回転軸、１０は本
発明に係るリップ型シールである。
ールの好適な実施の形態を示すもので、参照符号１は機
器の軸孔ハウジング、２は前記ハウジング１の内周に挿
通され軸心Ｏを中心にして回転される回転軸、１０は本
発明に係るリップ型シールである。
【０００９】リップ型シール１０は、密封空間である機
内空間Ｓ１と、反密封空間である大気Ｓ２側との間で回
転軸２を軸封するもので、金属製の筒状ケース１１と、
その内周に保持されたエラストマリップ部材１２、金属
製の耐圧補強リング１３、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオ
ロエチレン）等の低摩擦合成樹脂からなる第一の樹脂リ
ップ部材１４、金属製の第一のバックアップリング１
５、スペーサ１６、金属製のガイドリング１７、ＰＴＦ
Ｅ等の低摩擦合成樹脂からなる第二の樹脂リップ部材１
８、及び金属製の第二のバックアップリング１９とを備
えている。
内空間Ｓ１と、反密封空間である大気Ｓ２側との間で回
転軸２を軸封するもので、金属製の筒状ケース１１と、
その内周に保持されたエラストマリップ部材１２、金属
製の耐圧補強リング１３、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオ
ロエチレン）等の低摩擦合成樹脂からなる第一の樹脂リ
ップ部材１４、金属製の第一のバックアップリング１
５、スペーサ１６、金属製のガイドリング１７、ＰＴＦ
Ｅ等の低摩擦合成樹脂からなる第二の樹脂リップ部材１
８、及び金属製の第二のバックアップリング１９とを備
えている。
【００１０】筒状ケース１１は、機内空間Ｓ１側の端部
に内周側へ凹んだ形状に形成され円周方向に連続したＯ
リング装着部１１１と、そこから機内空間Ｓ１と反対側
へ延びる円筒状本体部１１２と、この円筒状本体部１１
２の前記Ｏリング装着部１１１と反対側の端部に内径側
へ屈曲形成されたカシメ部１１３とを有する。そしてこ
の筒状ケース１１は、前記Ｏリング装着部１１１に装着
したＯリング３を介してハウジング１の内周面１ａに圧
入固定されるようになっている。
に内周側へ凹んだ形状に形成され円周方向に連続したＯ
リング装着部１１１と、そこから機内空間Ｓ１と反対側
へ延びる円筒状本体部１１２と、この円筒状本体部１１
２の前記Ｏリング装着部１１１と反対側の端部に内径側
へ屈曲形成されたカシメ部１１３とを有する。そしてこ
の筒状ケース１１は、前記Ｏリング装着部１１１に装着
したＯリング３を介してハウジング１の内周面１ａに圧
入固定されるようになっている。
【００１１】エラストマリップ部材１２は、断面略Ｌ字
形を呈する金属製の補強環１２２が埋設された外径基部
１２１と、この外径基部１２１から内径側かつ機内空間
Ｓ１側へ湾曲して延びる本体部分１２３と、内径縁１２
４ａが回転軸２の外周面と摺接されるシールリップ部１
２４とを有する。前記外径基部１２１は、筒状ケース１
１における円筒状本体部１１２の内周面に適当な圧縮状
態で密接されることによって、筒状ケース１１とエラス
トマリップ部材１２の間の気密性を保持するガスケット
部として機能している。
形を呈する金属製の補強環１２２が埋設された外径基部
１２１と、この外径基部１２１から内径側かつ機内空間
Ｓ１側へ湾曲して延びる本体部分１２３と、内径縁１２
４ａが回転軸２の外周面と摺接されるシールリップ部１
２４とを有する。前記外径基部１２１は、筒状ケース１
１における円筒状本体部１１２の内周面に適当な圧縮状
態で密接されることによって、筒状ケース１１とエラス
トマリップ部材１２の間の気密性を保持するガスケット
部として機能している。
【００１２】鋼板等の金属板からなる耐圧補強リング１
３は、エラストマリップ部材１２の背面に沿って湾曲し
た形状に成形されており、内径側へ屈曲した先端部１３
ａは、前記エラストマリップ部材１２のシールリップ部
１２４の背面に達している。すなわち、この耐圧補強リ
ング１３は、エラストマリップ部材１２における外径基
部１２１から本体部分１２３にかけての部分を背面側か
ら支承し、機内空間Ｓ１の流体圧力によるエラストマリ
ップ部材１２の変形を規制するものである。また、当該
リップ型シール１０を回転軸２の外周に組み込む際に、
第一の樹脂リップ部材１４のシールリップ部１４３を前
記回転軸２の外周面近傍で円筒状に拡径変形させるため
のガイド手段としての機能も有する。
３は、エラストマリップ部材１２の背面に沿って湾曲し
た形状に成形されており、内径側へ屈曲した先端部１３
ａは、前記エラストマリップ部材１２のシールリップ部
１２４の背面に達している。すなわち、この耐圧補強リ
ング１３は、エラストマリップ部材１２における外径基
部１２１から本体部分１２３にかけての部分を背面側か
ら支承し、機内空間Ｓ１の流体圧力によるエラストマリ
ップ部材１２の変形を規制するものである。また、当該
リップ型シール１０を回転軸２の外周に組み込む際に、
第一の樹脂リップ部材１４のシールリップ部１４３を前
記回転軸２の外周面近傍で円筒状に拡径変形させるため
のガイド手段としての機能も有する。
【００１３】第一の樹脂リップ部材１４は、エラストマ
リップ部材１２の外径基部１２１及び耐圧補強リング１
３の外径部と、第一のバックアップリング１５とで挟持
された外径部１４１の内周から機内空間Ｓ１側へ湾曲し
て延びる形状を呈し、そのシールリップ部１４３の内周
面が、前記耐圧補強リング１３の先端部１３ａより大気
Ｓ２側へ適宜後退した位置で、回転軸２の外周面と密接
されるようになっている。
リップ部材１２の外径基部１２１及び耐圧補強リング１
３の外径部と、第一のバックアップリング１５とで挟持
された外径部１４１の内周から機内空間Ｓ１側へ湾曲し
て延びる形状を呈し、そのシールリップ部１４３の内周
面が、前記耐圧補強リング１３の先端部１３ａより大気
Ｓ２側へ適宜後退した位置で、回転軸２の外周面と密接
されるようになっている。
【００１４】第一のバックアップリング１５は、第一の
樹脂リップ部材１４の外径部１４１及び湾曲部１４２を
その背面側から支承するものである。
樹脂リップ部材１４の外径部１４１及び湾曲部１４２を
その背面側から支承するものである。
【００１５】スペーサ１６は、環状のエラストマ部材１
６１に、断面略Ｌ字形を呈する金属製の補強環１６２が
埋設されたものであって、第一のバックアップリング１
５と第二の樹脂リップ部材１８の外径部間に介在して、
筒状ケース１１における円筒状本体部１１２の内周面に
適当な圧縮状態で密接されることによって、この部分の
気密性を保持するガスケットとして機能すると共に、第
一及び第二の樹脂リップ部材１４，１８間に適当な間隔
を与えるものである。
６１に、断面略Ｌ字形を呈する金属製の補強環１６２が
埋設されたものであって、第一のバックアップリング１
５と第二の樹脂リップ部材１８の外径部間に介在して、
筒状ケース１１における円筒状本体部１１２の内周面に
適当な圧縮状態で密接されることによって、この部分の
気密性を保持するガスケットとして機能すると共に、第
一及び第二の樹脂リップ部材１４，１８間に適当な間隔
を与えるものである。
【００１６】ガイドリング１７は、当該リップ型シール
１０を回転軸２の外周に組み込む際に、第二の樹脂リッ
プ部材１８のシールリップ部１８３を、前記回転軸２の
外周面近傍で円筒状に拡径変形させるためのガイド手段
となるもので、スペーサ１６の背面に密着した径方向部
１７１と、前記スペーサ１６の内周側で第一のバックア
ップリング１５側へ円筒状に延びる内周軸方向部１７２
とからなる。
１０を回転軸２の外周に組み込む際に、第二の樹脂リッ
プ部材１８のシールリップ部１８３を、前記回転軸２の
外周面近傍で円筒状に拡径変形させるためのガイド手段
となるもので、スペーサ１６の背面に密着した径方向部
１７１と、前記スペーサ１６の内周側で第一のバックア
ップリング１５側へ円筒状に延びる内周軸方向部１７２
とからなる。
【００１７】第二の樹脂リップ部材１８は、スペーサ１
６の背面及びガイドリング１７の径方向部１７１と第二
のバックアップリング１９とで挟持された外径部１８１
の内周から、第一の樹脂リップ部材１４側へ湾曲して延
びる形状を呈し、そのシールリップ部１８３の内周面
が、第一のバックアップリング１５より大気Ｓ２側へ適
宜後退した位置で、回転軸２の外周面と密接されるよう
になっている。
６の背面及びガイドリング１７の径方向部１７１と第二
のバックアップリング１９とで挟持された外径部１８１
の内周から、第一の樹脂リップ部材１４側へ湾曲して延
びる形状を呈し、そのシールリップ部１８３の内周面
が、第一のバックアップリング１５より大気Ｓ２側へ適
宜後退した位置で、回転軸２の外周面と密接されるよう
になっている。
【００１８】第二のバックアップリング１９は、第二の
樹脂リップ部材１８の外径部１８１及び湾曲部１８２を
その背面側から支承するものである。
樹脂リップ部材１８の外径部１８１及び湾曲部１８２を
その背面側から支承するものである。
【００１９】上記エラストマリップ部材１２、耐圧補強
リング１３、第一の樹脂リップ部材１４、第一のバック
アップリング１５、スペーサ１６、ガイドリング１７、
第二の樹脂リップ部材１８及び第二のバックアップリン
グ１９は、各外径部同士が互いに軸方向に密接された状
態で、筒状ケース１１におけるＯリング装着部１１１と
カシメ部１１３との間に固定されている。
リング１３、第一の樹脂リップ部材１４、第一のバック
アップリング１５、スペーサ１６、ガイドリング１７、
第二の樹脂リップ部材１８及び第二のバックアップリン
グ１９は、各外径部同士が互いに軸方向に密接された状
態で、筒状ケース１１におけるＯリング装着部１１１と
カシメ部１１３との間に固定されている。
【００２０】エラストマリップ部材１２において回転軸
２の外周面との摺動部となる先端リップ部１２４の内径
縁１２４ａの背面側に形成されたテーパ状内周面には、
回転軸２の回転によって漏れ方向、すなわち機内空間Ｓ
１側の流体をエラストマリップ部材１２のシールリップ
部１２４の背面空間Ｓ３へ送り込むポンピング作用を生
じる方向性を持った、潤滑用ポンピング螺子１２５が形
成されている。
２の外周面との摺動部となる先端リップ部１２４の内径
縁１２４ａの背面側に形成されたテーパ状内周面には、
回転軸２の回転によって漏れ方向、すなわち機内空間Ｓ
１側の流体をエラストマリップ部材１２のシールリップ
部１２４の背面空間Ｓ３へ送り込むポンピング作用を生
じる方向性を持った、潤滑用ポンピング螺子１２５が形
成されている。
【００２１】第一の樹脂リップ部材１４において回転軸
２の外周面との摺動面となるシールリップ部１４３の内
周面には、回転軸２の回転によって漏れ遮断方向、すな
わち前記背面空間Ｓ３から第一の樹脂リップ部材１４の
背面空間Ｓ４側への漏れ圧力と対抗するポンプ圧力を生
じる方向性をもったポンピング螺子１４４が、前記シー
ルリップ部１４３の先端から屈曲部１４２の背面位置ま
で形成されている。
２の外周面との摺動面となるシールリップ部１４３の内
周面には、回転軸２の回転によって漏れ遮断方向、すな
わち前記背面空間Ｓ３から第一の樹脂リップ部材１４の
背面空間Ｓ４側への漏れ圧力と対抗するポンプ圧力を生
じる方向性をもったポンピング螺子１４４が、前記シー
ルリップ部１４３の先端から屈曲部１４２の背面位置ま
で形成されている。
【００２２】第二の樹脂リップ部材１８において回転軸
２の外周面との摺動面となるシールリップ部１８３の内
周面は、上述のようなポンピング螺子の存在しない平滑
な面として形成されている。
２の外周面との摺動面となるシールリップ部１８３の内
周面は、上述のようなポンピング螺子の存在しない平滑
な面として形成されている。
【００２３】以上の構成になるリップ型シール１０は、
第二のバックアップリング１９の背面が、ハウジング１
における支承面１ｂに当接されるように、筒状ケース１
１がＯリング３を介してハウジング１の内周面１ａに圧
入固定される。そしてこの状態では、前記筒状ケース１
１のカシメ部１１３が、前記支承面１ｂの外周の環状凹
部１ｃに遊嵌される。
第二のバックアップリング１９の背面が、ハウジング１
における支承面１ｂに当接されるように、筒状ケース１
１がＯリング３を介してハウジング１の内周面１ａに圧
入固定される。そしてこの状態では、前記筒状ケース１
１のカシメ部１１３が、前記支承面１ｂの外周の環状凹
部１ｃに遊嵌される。
【００２４】一方、第一及び第二の樹脂リップ部材１
４，１８は、そのシールリップ部１４３，１８３が、回
転軸２の挿通によって、耐圧補強リング１３及びガイド
リング１７をガイドとして、図１に示されたテーパ状か
らほぼ円筒状に拡径変形され、その内周面が回転軸２の
外周面と密接される。また、エラストマリップ部材１２
は、そのシールリップ部１２４の内径縁１２４ａが、前
記回転軸２の外周面に適当な潰し代をもって弾性的に密
接する。
４，１８は、そのシールリップ部１４３，１８３が、回
転軸２の挿通によって、耐圧補強リング１３及びガイド
リング１７をガイドとして、図１に示されたテーパ状か
らほぼ円筒状に拡径変形され、その内周面が回転軸２の
外周面と密接される。また、エラストマリップ部材１２
は、そのシールリップ部１２４の内径縁１２４ａが、前
記回転軸２の外周面に適当な潰し代をもって弾性的に密
接する。
【００２５】軸回転時において、機内空間Ｓ１の圧力
は、エラストマリップ部材１２の本体部分１２３を縮径
させるように作用するが、このエラストマリップ部材１
２の外径基部１２１から本体部分１２３にかけての部分
は、耐圧補強リング１３によって背面側から支承されて
いるので、前記圧力による内径方向への変形が規制され
る。
は、エラストマリップ部材１２の本体部分１２３を縮径
させるように作用するが、このエラストマリップ部材１
２の外径基部１２１から本体部分１２３にかけての部分
は、耐圧補強リング１３によって背面側から支承されて
いるので、前記圧力による内径方向への変形が規制され
る。
【００２６】エラストマリップ部材１２のシールリップ
部１２４は、耐圧補強リング１３による支持を受けてい
ないが、軸回転時は、前記シールリップ部１２４に形成
された潤滑用ポンピング螺子１２５の漏れ方向ポンピン
グ作用によって、機内空間Ｓ１の流体がシールリップ部
１２４と回転軸２との摺動面に積極的に導入され、厚い
流体潤滑膜が形成されるので、摺動負荷が軽減される。
また、エラストマリップ部材１２の背面空間Ｓ３から第
一の樹脂リップ部材１４の背面空間Ｓ４側への流体の漏
洩は、第一の樹脂リップ部材１４のシールリップ部１４
３に形成されたポンピング螺子１４４による前記潤滑用
ポンピング螺子１２５とは逆方向のポンピング作用によ
って遮断される。
部１２４は、耐圧補強リング１３による支持を受けてい
ないが、軸回転時は、前記シールリップ部１２４に形成
された潤滑用ポンピング螺子１２５の漏れ方向ポンピン
グ作用によって、機内空間Ｓ１の流体がシールリップ部
１２４と回転軸２との摺動面に積極的に導入され、厚い
流体潤滑膜が形成されるので、摺動負荷が軽減される。
また、エラストマリップ部材１２の背面空間Ｓ３から第
一の樹脂リップ部材１４の背面空間Ｓ４側への流体の漏
洩は、第一の樹脂リップ部材１４のシールリップ部１４
３に形成されたポンピング螺子１４４による前記潤滑用
ポンピング螺子１２５とは逆方向のポンピング作用によ
って遮断される。
【００２７】しかも、エラストマリップ部材１２の潤滑
用ポンピング螺子１２５の漏れ方向ポンピング作用と、
第一の樹脂リップ部材１４のポンピング螺子１４４の漏
れ遮断方向ポンピング作用によって、エラストマリップ
部材１２の背面空間Ｓ３内は機内空間Ｓ１と拮抗する圧
力となる。したがって、機内空間Ｓ１の圧力によるエラ
ストマリップ部材１２のシールリップ部１２４の縮径変
形が抑えられ、これによっても摺動負荷が軽減される。
用ポンピング螺子１２５の漏れ方向ポンピング作用と、
第一の樹脂リップ部材１４のポンピング螺子１４４の漏
れ遮断方向ポンピング作用によって、エラストマリップ
部材１２の背面空間Ｓ３内は機内空間Ｓ１と拮抗する圧
力となる。したがって、機内空間Ｓ１の圧力によるエラ
ストマリップ部材１２のシールリップ部１２４の縮径変
形が抑えられ、これによっても摺動負荷が軽減される。
【００２８】ここで、エラストマリップ部材１２の背面
空間Ｓ３内の圧力は、第一の樹脂リップ部材１４のシー
ルリップ部１４３を縮径変形させるように作用するた
め、特に、機内空間Ｓ１の圧力が１MPa［gage］以上の
高圧条件下においては、第一の樹脂リップ部材１４は、
その圧力の影響を受けて断面略L字形に変形する。しか
しながら、この第一の樹脂リップ部材１４は、ポンピン
グ螺子１４４がシールリップ部１４３の内周面から屈曲
部１４２の背面まで形成されているため、屈曲部１４２
近傍の応力が小さく、また、ポンピング螺子１４４のポ
ンピング作用によって、屈曲部１４２寄りの内周面に流
体が介入しようとするため、シールリップ部１４３の内
周面が屈曲部１４２側で大きく摩耗するといった偏摩耗
が防止される。その結果、シールリップ部１４３の先端
が回転軸２の外周面から浮き上がるような変形を生じる
ことがなく、前記ポンピング螺子１４４による漏れ遮断
方向のポンピング作用が維持される。
空間Ｓ３内の圧力は、第一の樹脂リップ部材１４のシー
ルリップ部１４３を縮径変形させるように作用するた
め、特に、機内空間Ｓ１の圧力が１MPa［gage］以上の
高圧条件下においては、第一の樹脂リップ部材１４は、
その圧力の影響を受けて断面略L字形に変形する。しか
しながら、この第一の樹脂リップ部材１４は、ポンピン
グ螺子１４４がシールリップ部１４３の内周面から屈曲
部１４２の背面まで形成されているため、屈曲部１４２
近傍の応力が小さく、また、ポンピング螺子１４４のポ
ンピング作用によって、屈曲部１４２寄りの内周面に流
体が介入しようとするため、シールリップ部１４３の内
周面が屈曲部１４２側で大きく摩耗するといった偏摩耗
が防止される。その結果、シールリップ部１４３の先端
が回転軸２の外周面から浮き上がるような変形を生じる
ことがなく、前記ポンピング螺子１４４による漏れ遮断
方向のポンピング作用が維持される。
【００２９】しかも、第一の樹脂リップ部材１４は、ポ
ンピング螺子１４４が回転軸２との摺動面全域に形成さ
れているので、シールリップ部の先端近傍の内周面にの
みポンピング螺子を形成していた従来構造のものに比較
して、ポンピング螺子１４４による漏れ遮断作用が大き
く、したがって軸回転時における密封性能が向上する。
ンピング螺子１４４が回転軸２との摺動面全域に形成さ
れているので、シールリップ部の先端近傍の内周面にの
みポンピング螺子を形成していた従来構造のものに比較
して、ポンピング螺子１４４による漏れ遮断作用が大き
く、したがって軸回転時における密封性能が向上する。
【００３０】また、軸停止時は、第一の樹脂リップ部材
１４に形成されたポンピング螺子１４４による漏れ遮断
方向のポンピング作用は失われるが、エラストマリップ
部材１２のシールリップ部１２４に形成された潤滑用ポ
ンピング螺子１２５の漏れ方向ポンピングも行われなく
なるので、エラストマリップ部材１２のシールリップ部
１２４がその潤滑用ポンピング螺子１２５を押し潰した
状態で回転軸２の外周面と密接し、機内空間Ｓ１からエ
ラストマリップ部材１２の背面空間Ｓ３への密封対象流
体の漏洩を遮断する。
１４に形成されたポンピング螺子１４４による漏れ遮断
方向のポンピング作用は失われるが、エラストマリップ
部材１２のシールリップ部１２４に形成された潤滑用ポ
ンピング螺子１２５の漏れ方向ポンピングも行われなく
なるので、エラストマリップ部材１２のシールリップ部
１２４がその潤滑用ポンピング螺子１２５を押し潰した
状態で回転軸２の外周面と密接し、機内空間Ｓ１からエ
ラストマリップ部材１２の背面空間Ｓ３への密封対象流
体の漏洩を遮断する。
【００３１】一方、第一の樹脂リップ部材１４は、ポン
ピング螺子１４４がシールリップ部１４３の先端内周面
から屈曲部１４２の背面まで延びているため、エラスト
マリップ部材１２の背面空間Ｓ３に存在する流体は、前
記ポンピング螺子１４４を通じて第一の樹脂リップ部材
１４の背面空間Ｓ４へは流出可能であるが、その背面側
にある第二の樹脂リップ部材１８は、シールリップ部１
８３がポンピング螺子の存在しない平滑な内周面で回転
軸２の外周面と密接しているため、前記背面空間Ｓ４か
ら大気Ｓ２側への流体の漏洩を確実に遮断する。
ピング螺子１４４がシールリップ部１４３の先端内周面
から屈曲部１４２の背面まで延びているため、エラスト
マリップ部材１２の背面空間Ｓ３に存在する流体は、前
記ポンピング螺子１４４を通じて第一の樹脂リップ部材
１４の背面空間Ｓ４へは流出可能であるが、その背面側
にある第二の樹脂リップ部材１８は、シールリップ部１
８３がポンピング螺子の存在しない平滑な内周面で回転
軸２の外周面と密接しているため、前記背面空間Ｓ４か
ら大気Ｓ２側への流体の漏洩を確実に遮断する。
【００３２】図２は、図１に示される構造のリップ型シ
ール１０と、先に説明した図４に示される従来構造のリ
ップ型シール１００による摺動試験を、次の試験条件に
おいて実施した結果を示すものである。 ［試験条件］ 回転軸の回転数・・・・・・５０００ｒｐｍ 密封空間の圧力・・・・・・４MPa［gage］ 密封液の種類・・・・・・・・合成油 密封液の温度・・・・・・・・１００℃ 密封液の量・・・・・・・・・・シールボックス（密封空間）内に充満 試験時間・・・・・・・・・・・・２００時間
ール１０と、先に説明した図４に示される従来構造のリ
ップ型シール１００による摺動試験を、次の試験条件に
おいて実施した結果を示すものである。 ［試験条件］ 回転軸の回転数・・・・・・５０００ｒｐｍ 密封空間の圧力・・・・・・４MPa［gage］ 密封液の種類・・・・・・・・合成油 密封液の温度・・・・・・・・１００℃ 密封液の量・・・・・・・・・・シールボックス（密封空間）内に充満 試験時間・・・・・・・・・・・・２００時間
【００３３】この試験結果、従来構造のリップ型シール
では短時間で油漏れが発生した。また、２００時間摺動
後のエラストマリップ部材及びその背面側の樹脂リップ
部材を確認すると、図２の上欄に示されるように、樹脂
リップ部材におけるシールリップ部内周面の摩耗は屈曲
部近傍で大きく、その反面、シールリップ部の先端近傍
では殆ど摩耗が認められない。これは、シールリップ部
の先端近傍に回転軸外周面からの浮き上がりを生じてい
たためであると推定される。
では短時間で油漏れが発生した。また、２００時間摺動
後のエラストマリップ部材及びその背面側の樹脂リップ
部材を確認すると、図２の上欄に示されるように、樹脂
リップ部材におけるシールリップ部内周面の摩耗は屈曲
部近傍で大きく、その反面、シールリップ部の先端近傍
では殆ど摩耗が認められない。これは、シールリップ部
の先端近傍に回転軸外周面からの浮き上がりを生じてい
たためであると推定される。
【００３４】一方、本発明構造によるリップ型シールで
は、２００時間の運転期間中における油漏れの発生が認
められなかった。また、２００時間摺動後のエラストマ
リップ部材及びその背面側の第一の樹脂リップ部材を確
認すると、図２の下欄に示されるように、第一の樹脂リ
ップ部材におけるシールリップ部内周面の摩耗は、屈曲
部近傍で摩耗量が大きくなるような偏摩耗が認められ
ず、良好な摺動状態を維持していたことがわかる。これ
は、第一の樹脂リップ部材にはポンピング螺子が屈曲部
の背面まで延在されていることによって、屈曲部の応力
が小さくなったためであり、密封性能が良好が良好であ
ったのは、シールリップ部の先端近傍に浮き上がり現象
が発生しなかったことと、ポンピング螺子により漏れ遮
断方向のポンピング作用の生じる領域が軸方向に長いた
めであることが推定される。
は、２００時間の運転期間中における油漏れの発生が認
められなかった。また、２００時間摺動後のエラストマ
リップ部材及びその背面側の第一の樹脂リップ部材を確
認すると、図２の下欄に示されるように、第一の樹脂リ
ップ部材におけるシールリップ部内周面の摩耗は、屈曲
部近傍で摩耗量が大きくなるような偏摩耗が認められ
ず、良好な摺動状態を維持していたことがわかる。これ
は、第一の樹脂リップ部材にはポンピング螺子が屈曲部
の背面まで延在されていることによって、屈曲部の応力
が小さくなったためであり、密封性能が良好が良好であ
ったのは、シールリップ部の先端近傍に浮き上がり現象
が発生しなかったことと、ポンピング螺子により漏れ遮
断方向のポンピング作用の生じる領域が軸方向に長いた
めであることが推定される。
【００３５】次に図３は、本発明に係るリップ型シール
１０の他の形態を示すものである。すなわち、この図３
に示されるリップ型シール１０は、筒状ケース１１に、
エラストマリップ部材１２の外径基部１２１が一体的に
加硫成形され、前記外径基部１２１のうち、筒状ケース
１１の外周側に加硫接着された部分１２１ａがハウジン
グ１の内周面１ａとの密封手段として機能し、図１のよ
うなＯリング３の装着を不要にしたものである。
１０の他の形態を示すものである。すなわち、この図３
に示されるリップ型シール１０は、筒状ケース１１に、
エラストマリップ部材１２の外径基部１２１が一体的に
加硫成形され、前記外径基部１２１のうち、筒状ケース
１１の外周側に加硫接着された部分１２１ａがハウジン
グ１の内周面１ａとの密封手段として機能し、図１のよ
うなＯリング３の装着を不要にしたものである。
【００３６】また、第一の樹脂リップ部材１４の外径部
１４１及び湾曲部１４２をその背面側から支承する第一
のバックアップリング１５は、前記第一の樹脂リップ部
材１４の外径部１４１に対応する部分１５ａが背面側へ
延びて、第二の樹脂リップ部材１８の外径部１８１の正
面に密接している。この部分１５ａは、第一の樹脂リッ
プ部材１４と第二の樹脂リップ部材１８間に適当な間隔
を与えると共に、当該リップ型シール１０を回転軸２の
外周に組み込む際に、第二の樹脂リップ部材１８を前記
回転軸２の外周面近傍で屈曲させるためのガイド手段と
なるもので、すなわち図１におけるスペーサ１６及びガ
イドリング１７の機能を兼ねるものである。
１４１及び湾曲部１４２をその背面側から支承する第一
のバックアップリング１５は、前記第一の樹脂リップ部
材１４の外径部１４１に対応する部分１５ａが背面側へ
延びて、第二の樹脂リップ部材１８の外径部１８１の正
面に密接している。この部分１５ａは、第一の樹脂リッ
プ部材１４と第二の樹脂リップ部材１８間に適当な間隔
を与えると共に、当該リップ型シール１０を回転軸２の
外周に組み込む際に、第二の樹脂リップ部材１８を前記
回転軸２の外周面近傍で屈曲させるためのガイド手段と
なるもので、すなわち図１におけるスペーサ１６及びガ
イドリング１７の機能を兼ねるものである。
【００３７】その他の部分の構成は、基本的に図１と同
様であり、すなわち、エラストマリップ部材１２のシー
ルリップ部１２４の内周面に軸回転時に漏れ方向のポン
ピング作用を生じる潤滑用ポンピング螺子１２５が形成
され、第一の樹脂リップ部材１４には、軸回転時に漏れ
遮断方向のポンピング作用を生じるポンピング螺子１４
４がシールリップ部１４３の内周面から屈曲部１４２の
背面にかけて形成され、第二の樹脂リップ部材１８の内
周面は、平滑に形成されており、上述と同様の効果が実
現される。
様であり、すなわち、エラストマリップ部材１２のシー
ルリップ部１２４の内周面に軸回転時に漏れ方向のポン
ピング作用を生じる潤滑用ポンピング螺子１２５が形成
され、第一の樹脂リップ部材１４には、軸回転時に漏れ
遮断方向のポンピング作用を生じるポンピング螺子１４
４がシールリップ部１４３の内周面から屈曲部１４２の
背面にかけて形成され、第二の樹脂リップ部材１８の内
周面は、平滑に形成されており、上述と同様の効果が実
現される。
【００３８】
【発明の効果】本発明のリップ型シールによると、軸回
転時にエラストマリップ部材の背面の圧力が正面側から
作用する密封空間の圧力と拮抗することによって、この
エラストマリップ部材の良好な潤滑状態が維持されると
共に摺動負荷が抑制される。また、第一の樹脂リップ部
材は、ポンピング螺子がシールリップ部の内周面から屈
曲部の背面まで延長されていることによって、屈曲部近
傍の応力が小さくなるので、シールリップ部の内周面が
屈曲部側で大きく摩耗するといった偏摩耗が防止され、
その結果、シールリップ部の先端の浮き上がりが防止さ
れて、漏れ遮断方向のポンピング作用が維持されるの
で、優れた密封機能を奏する。
転時にエラストマリップ部材の背面の圧力が正面側から
作用する密封空間の圧力と拮抗することによって、この
エラストマリップ部材の良好な潤滑状態が維持されると
共に摺動負荷が抑制される。また、第一の樹脂リップ部
材は、ポンピング螺子がシールリップ部の内周面から屈
曲部の背面まで延長されていることによって、屈曲部近
傍の応力が小さくなるので、シールリップ部の内周面が
屈曲部側で大きく摩耗するといった偏摩耗が防止され、
その結果、シールリップ部の先端の浮き上がりが防止さ
れて、漏れ遮断方向のポンピング作用が維持されるの
で、優れた密封機能を奏する。
【図１】本発明に係るリップ型シールの好ましい実施の
形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図であ
る。
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】試験結果を示す説明図である。
【図３】本発明に係るリップ型シールの他の実施の形態
を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図４】従来技術によ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。
平面で切断して示す半断面図である。
【図５】他の従来技術によ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。
通る平面で切断して示す半断面図である。
１ ハウジング ２ 回転軸 １０ リップ型シール １１ 筒状ケース １２ エラストマリップ部材 １２４，１４３ シールリップ部 １２５，１４４ ポンピング螺子 １３ 耐圧補強リング １４ 第一の樹脂リップ部材 １８ 第二の樹脂リップ部材 Ｓ１ 機内空間 Ｓ２ 大気 Ｓ３，Ｓ４ 背面空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 崇行 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 松本 敬宣 岡山県高梁市落合町阿部1212番地 イーグ ル工業株式会社岡山工場内 Ｆターム(参考） 3J006 AE05 AE08 AE16 CA01 CA03
Claims (1)
- 【請求項１】 密封空間側へ延びる内径側のシールリッ
プ部が回転軸の外周面と密接されるエラストマリップ部
材と、 このエラストマリップ部材の背面側に配置され内径側の
屈曲部から密封空間側へ延びるシールリップ部が前記回
転軸の外周面と密接される第一の樹脂リップ部材と、 この第一の樹脂リップ部材の背面側に配置され内径側の
屈曲部から密封空間側へ延びる内径側のシールリップ部
が前記回転軸の外周面と密接される第二の樹脂リップ部
材と、を備え、 前記エラストマリップ部材のシールリップ部の内周面に
軸回転時に漏れ方向のポンピング作用を生じるポンピン
グ螺子が形成され、 前記第一の樹脂リップ部材に、そのシールリップ部の内
周面から屈曲部の背面にかけて軸回転時に漏れと反対方
向のポンピング作用を生じるポンピング螺子が形成さ
れ、 前記第二の樹脂リップ部材の内周面が平滑に形成された
ことを特徴とするリップ型シール。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000133234A JP4648514B2 (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | リップ型シール |
| EP01110516A EP1152176B1 (en) | 2000-05-02 | 2001-04-28 | Lip seal |
| DE60130166T DE60130166T2 (de) | 2000-05-02 | 2001-04-28 | Wellendichtung |
| US09/845,830 US6517083B2 (en) | 2000-05-02 | 2001-05-01 | Lip seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000133234A JP4648514B2 (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | リップ型シール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317636A true JP2001317636A (ja) | 2001-11-16 |
| JP4648514B2 JP4648514B2 (ja) | 2011-03-09 |
Family
ID=18641766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000133234A Expired - Lifetime JP4648514B2 (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | リップ型シール |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6517083B2 (ja) |
| EP (1) | EP1152176B1 (ja) |
| JP (1) | JP4648514B2 (ja) |
| DE (1) | DE60130166T2 (ja) |
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| US10088052B2 (en) | 2015-09-22 | 2018-10-02 | Aktiebolaget Skf | Method of manufacturing a seal |
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