JP2002115762A

JP2002115762A - 密封装置

Info

Publication number: JP2002115762A
Application number: JP2000338541A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Omori; 武志大森; Kei Sasaki; 慶佐々木
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】粉体に対する優れた密封機能を奏すると共
に、シールリップ部１２の長寿命化及び低摺動トルク化
といった要求を満足することの可能な密封装置１を提供
する。【解決手段】エラストマで成形され、ハウジング３に
密嵌される環状の基部１１と、この基部１１の内周から
半径方向へ円盤状に延在されたシールリップ部１２を有
し、その根元部分１２ｂに周方向に延びる凹部１２ａが
形成され、前記シールリップ部１２の先端寄りの部分
が、回転軸２の挿入によって、円筒面状をなしてこの回
転側２の外周面と摺動可能に密接され、密封空間Ｓの粉
体を密封対象とする密封装置１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密封装置に係り、
更に詳しくは、プリンター、コピーまたはファクシミリ
等における印刷部に使用されるトナー粉を密封するのに
適した密封装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリンター、コピーまたはフ
ァクシミリ等の回転軸の外周に、トナー粉を密封対象と
して設けられる密封装置には、図１３に示されるよう
に、ゴム材料で成形されたオイルシール形態のものが用
いられている。すなわち、この密封装置１００は、補強
用の金属環１０２が埋設された基部１０１と、その内周
から密封空間Ｓ側が小径となるテーパ状に延在されたシ
ールリップ部１０３とからなり、基部１０１が静止側の
ハウジング２００の内周面に密嵌固定されると共に、シ
ールリップ部１０３が回転軸２０１の外周面に摺動可能
に密接することにより、軸周からのトナー粉の漏れを防
止する機能を奏する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、上記プリンタ
ー、コピーまたはファクシミリ等のＯＡ機器において
は、機器の寿命を向上させるために、トナー粉に対する
密封装置の密封性能を長期間維持すること、及び摺動ト
ルクを低減させることが要求されている。そこで、従
来、前者の要求に対しては、耐摩耗性に優れたゴム材料
を用いたり、シールリップ部１０３における締め代を増
大させたりすることで対応し、後者の要求に対しては、
比較的低摩擦係数のゴム材料を用いたり、シールリップ
部１０３における締め代を減少させたりすることで対応
しているが、このような対応策では、双方の要求を十分
に満足することが困難であり、特に、シール設計におい
ては、締め代の増大による密封性能の向上と、締め代の
減少による低摺動トルク化といった相反する特性を両立
させることが大きな課題となっていた。

【０００４】また、図１３のようなオイルシール型の密
封装置１００は、一般に、シールリップ部１０３が、密
封空間Ｓ側を向くように装着されるが、回転軸２０１
は、機種によっては、密封空間Ｓ側から挿入されるもの
もあり、この場合は、シールリップ部１０３が、矢印Ｉ
方向へ挿入される回転軸２０１との摩擦抵抗によって密
封空間Ｓ側から反転して基部１０１の内周に噛み込まれ
てしまうことがあり、このようなめくれの発生は、シー
ルリップ部１０３の早期破損を来し、密封性能に著しい
悪影響を与えるものであった。

【０００５】なお、一般的に耐摩耗性の向上及び摺動ト
ルクの低減を図るには、密封装置１００を、ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）で成形することが有効
であることが知られている。しかし、ＰＴＦＥは材料価
格が高いため、ユーザーのコスト要求に合わないこと
や、この種のＯＡ機器用密封装置は小径であることか
ら、ＰＴＦＥでの成形が技術的に難しいといった問題が
ある。

【０００６】また、ＰＴＦＥは低摩擦係数ではあるが、
剛性が比較的大きいためシールリップ部１０３の緊迫力
が増大したり、回転軸２０１に対する追随性にも乏し
く、しかも、経時的な応力緩和（ヘタリ）による締め代
の減少が起こりやすいことから、従来、この種の密封装
置１００の材料として用いられることはなかった。

【０００７】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、粉体
に対する優れた密封機能を奏すると共に、シールリップ
部の長寿命化及び低摺動トルク化といった要求を満足す
ることの可能な密封装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の技術的課題を有効
に解決するための手段として、本発明の請求項１による
密封装置は、静止側部材に密嵌される環状の基部と、こ
の基部から延在されたシールリップ部を有し、前記シー
ルリップ部の先端寄りの部分が円筒面状をなして回転側
部材と摺動可能に密接され、粉体を密封対象とするもの
である。上記構成によれば、回転側部材との密接摺動部
が円筒面状をなし、その幅を大きくすることによって、
粉体に対する優れた密封性を奏する。

【０００９】また、本発明の請求項２による密封装置
は、プリンター、コピーまたはファクシミリ等における
印刷部に使用されるトナー粉を密封する密封装置であっ
て、回転側部材に摺動自在に密接するシールリップ部を
有する密封装置において、前記シールリップ部の先端部
に、前記回転側部材に対して所定の軸方向幅をもって摺
動自在に密接する円筒面状のシール面を設けたことを特
徴とするものであり、この請求項２による密封装置によ
れば、シールリップ部と回転側部材との間に所定の軸方
向幅を備えた密封摺動面が形成されるために、密封対象
物であるトナー粉に対して優れた密封作用を奏すること
が可能となる。

【００１０】本発明において一層好ましい手段として
は、シールリップ部が半径方向へ円盤状に成形される。
この場合、前記シールリップ部の先端寄りの部分は、回
転側部材の挿入によって、その相対的な挿入方向へ円筒
面状に変形される。

【００１１】また、シールリップ部の基部側の根元部分
に、周方向に延びる凹部が形成された構成とすることに
よって、回転側部材との密接摺動部の所要の幅を確保し
たまま、前記回転側部材に対する緊迫力を低下させ、こ
れによって低摺動トルク化を実現することができる。

【００１２】本発明において一層好ましい他の手段とし
ては、基部がエラストマからなり、シールリップ部の摺
動面がＰＴＦＥ等の合成樹脂摺動材からなるものとす
る。またこの場合、前記合成樹脂摺動材を、前記基部の
背面へ延在した構成としても良い。

【００１３】また、シールリップ部の腰部に、回転側部
材のスラスト運動によるシールリップ部の反転を防止す
る第二リップを設けると、回転側部材がスラスト方向に
運動したときに、第二リップが支えとして作用すること
により、シールリップ部が反転するのを防止することが
可能となる。

【００１４】また、エラストマよりなる基部と、ＰＴＦ
Ｅ等の合成樹脂摺動材よりなるシールリップ部とを有
し、シールリップ部の外径側に、径方向に弾性変形可能
な嵌め合い部を一体成形するとともに、嵌め合い部と基
部とを接合すると、回転側部材がラジアル方向に運動
（偏心）したときに、嵌め合い部が同方向に弾性変形す
ることにより、シールリップ部が回転側部材の運動に良
く追随することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る密封装置の
第一の実施の形態を示すものである。この密封装置１
は、複写機やパソコンプリンタ等の回転軸の外周に配置
され、機内のトナー粉を密封対象とするもので、図中の
参照符号２は複写機等の内部の回転側部材としての回転
軸、３はこの回転軸２が回転可能に挿通された静止側部
材としての軸受部等のハウジングであり、共に二点鎖線
で示してある。

【００１６】密封装置１は、ハウジング３の軸孔３１に
おける機内側の開口端部にこの軸孔３１より大径に形成
されたシール装着部３２に圧入される環状の基部１１
と、この基部１１の内周面における軸方向中間部から内
周側へ延在された円盤状のシールリップ部１２とを有
し、ゴム等のエラストマで成形されている。また、前記
基部１１は、その外径が、前記シール装着部３２の内径
よりも僅かに大径であって、このシール装着部３２へ圧
入する際の装着性の向上を図るため、外周面における軸
方向両端部が面取り１１ａ，１１ａされた形状となって
おり、内部には、前記シール装着部３２の内周面に対す
る所要の圧接力を付与するために、金属からなる補強環
１３が埋設されている。

【００１７】シールリップ部１２における基部１１側の
根元部分１２ｂの軸方向両面には、断面円弧状をなして
円周方向へ延びる凹部１２ａ，１２ａが形成されてお
り、その内周側は、均一な肉厚に形成されている。ま
た、このシールリップ部１２の内径は、未装着状態で
は、回転軸２の外径よりも小径に形成されている。

【００１８】上記第一の実施の形態による密封装置１
は、その基部１１が、ハウジング３におけるシール装着
部３２に圧入されることによって、前記基部１１のうち
補強環１３の外周側が半径方向へ適当に圧縮され、適当
な圧接力をもって密嵌固定される。また、平坦な円盤状
をなしていたシールリップ部１２は、図１に二点鎖線で
示されるように、回転軸２の挿入によって、内径近傍部
がこの回転軸２の外周面に沿った円筒形状に拡径変形さ
れた状態で、この回転軸２の外周面に摺動可能に密接さ
れる。

【００１９】この時、回転軸２が矢印Ｉ_１で示されるよ
うに図中左側から密封空間Ｓ側へ向けて挿入された場合
は、シールリップ部１２は、二点鎖線１２’で示される
ように図中右側へ屈曲変形されることになり、逆に、矢
印Ｉ_２で示されるように、密封空間Ｓ側から図中左側へ
向けて挿入された場合は、二点鎖線１２”で示されるよ
うに図中左側へ屈曲変形されることになるが、未装着状
態では軸方向への方向性のない円盤状であるため、挿入
の際の摩擦抵抗によるシールリップ部１２の反転は生じ
得ず、回転軸２との密接摺動面が円筒状ないし円筒面状
に保たれて、密封空間Ｓに存在するトナー粉に対する優
れた密封性能を発揮する。

【００２０】ここで、一般に、液体等の流体を密封する
リップ型の密封装置は、シールリップ部１２が密封空間
Ｓと反対側を向いていると、この密封空間Ｓの圧力が回
転軸２に対するシールリップ部１２の密封面（密接面）
を開く方向に作用して、漏れを発生してしまうため、シ
ールリップ部１２は密封空間Ｓ側を向いている必要があ
り、また、回転軸２の外周面に対するシールリップ部１
２の面圧を局部的に大きくすることが、密封性能を向上
させる上で有効であることは、よく知られている。しか
し、本願の発明者は、トナー粉等の微粉末を密封対象と
する場合、シールリップ部１２の方向性が密封性能にそ
れほど影響せず、密封面の幅（以下、接触幅という）Ｗ
が大きいほど密封性能が向上することを見出した。

【００２１】したがって、この密封装置１は、通常は、
シールリップ部１２が密封空間Ｓ側を向くように装着さ
れるが、例えば装着の過程で、回転軸２を矢印Ｉ_２で示
されるように密封空間Ｓ側から挿入することによって、
シールリップ部１２が、二点鎖線１２”で示されるよう
に、密封空間Ｓと反対側を向いた状態となっても構わな
い。そして、前記シールリップ部１２は、円筒面状をな
して回転軸２の外周面に密接していることによって、軸
方向に対する接触幅Ｗが大きく、このため、優れた密封
性能を奏する。

【００２２】また、パソコンプリンタ等のような機器に
使用されるリップ型の密封装置は、機器１台当たりの使
用個数が多く、密封装置１個当たりの摺動トルクの大き
さが、回転軸のモータの負荷に大きな影響を与えるた
め、低摺動トルク化が大きな課題となる。ところが、シ
ールリップ部の締め代の減少によって低摺動トルク化を
図った場合は、回転軸２の偏心に対する追随性の低下
や、接触幅の減少によって、密封性能が低下する問題が
あり、シールリップ部の薄肉化も、成形技術上、限界が
ある。

【００２３】これに対し、上記第一の実施の形態によれ
ば、シールリップ部１２における基部１１側の根元部分
１２ｂが、凹部１２ａ，１２ａによって肉厚が小さくな
っているために、この根元部分１２ｂで容易に曲がりや
すく、回転軸２の挿入による曲げ強制ポイントとなる。
このため、回転軸２に対するシールリップ部１２の接触
幅Ｗが小さくならずに、回転軸２に対する緊迫力のみが
低下し、低摺動トルク化を実現することができる。ま
た、曲げによってシールリップ部１２の凹形状となる側
に生じる圧縮応力やその反対側に生じる引張応力が、前
記凹部１２ａ，１２ａによって吸収され、緩和されるの
で、シールリップ部１２の破損防止効果も期待できる。

【００２４】次の表１は、上記第一の実施の形態を、図
２に示されるような、シールリップ部２０１の根元部分
に凹部を設けない密封装置２００を比較例として、シー
ルリップ部の緊迫力と接触幅Ｗを測定した結果を示すも
のである。この表１に示されるように、回転軸に対する
接触幅Ｗは同一であるが、緊迫力は、凹部１２ａ，１２
ａを有する第一の実施の形態のほうが低くなっているこ
とが確認された。

【表１】

【００２５】次に、図３は本発明に係る密封装置の第二
の実施の形態を示すものであり、図４は第三の実施の形
態を示すものである。これらの密封装置１も、複写機や
パソコンプリンタ等の回転軸の外周に配置され、機内の
トナー粉を密封対象とするもので、このうち、図３に示
される密封装置１は、シールリップ部１２の肉厚が、基
部１１側の根元部分１２ｂが薄肉、内径側が厚肉となる
ように漸次変化し、図４に示される密封装置１は、逆
に、シールリップ部１２の肉厚が、基部１１側の根元部
分が厚肉、内径側が薄肉となるように漸次変化する断面
形状としたものである。その他の部分は、先に説明した
図１に示される第一の実施の形態と同様の構成となって
いる。

【００２６】この場合も、図１と同様、未装着状態にお
いてはシールリップ部１２に軸方向に対する方向性が与
えられていないため、装着時の回転軸の挿入方向によっ
てめくれを生じるようなことがなく、円筒面状をなして
回転軸の外周面と密接されるため、トナー粉に対する優
れた密封性能を奏する。

【００２７】また、図３の密封装置１は、シールリップ
部１２の肉厚が、基部１１側の根元部分１２ｂで最も薄
肉となっているので、回転軸の挿入時に前記根元部分１
２ｂ及びその近傍で曲がりやすく、このため、回転軸に
対するシールリップ部１２の接触幅が小さくならずに、
摺動トルクが低下するといった、第一の実施の形態と近
似した効果が得られる。なお、図３の密封装置１は、回
転軸の外周面に対するシールリップ部１２の面圧が先端
に向かって大きくなるのに対し、図４の密封装置１は、
このような面圧分布を緩和して、軸方向にほぼ均一な面
圧とすることができる。

【００２８】次に図５は、本発明に係る密封装置の第四
の実施の形態を示すものである。この密封装置１も、複
写機やパソコンプリンタ等の回転軸周に配置され、機内
のトナー粉を密封対象とするもので、先に説明した図１
３の従来例と同様、エラストマで成形されたオイルシー
ル形態を有する。すなわちシールリップ部１２が、基部
１１の軸方向一端内周から、他端側へ傾斜した方向性を
もって内周側へ延在されており、前記基部１１に埋設さ
れた補強環１３が、シールリップ部１２の根元部分１２
ｂへ延びるように屈曲したＬ字形の断面形状を呈する。
また、回転軸２の外周面と摺動可能に密接されるシール
リップ部１２の内周端部１２ｃは、円筒面状に形成され
ている。

【００２９】上記構成の密封装置１も、シールリップ部
１２は、円筒面状をなして回転軸２の外周面に密接され
るので、密封空間Ｓのトナー粉に対する良好な密封機能
を奏することができる。なお、基部１１の一端面に存在
する凹部１１ｂは、この密封装置１を成形する際に、図
示されていない金型内に補強環１３を支持するための支
持手段によって形成されたものである。

【００３０】またこの密封装置１は、図示のように、通
常は、シールリップ部１２がトナー粉の存在する密封空
間Ｓ側を向くように、基部１１をハウジング３の軸孔３
１におけるシール装着部３２に圧入装着するが、回転軸
２が前記密封空間Ｓ側から矢印Ｉ_２で示される方向へ挿
入される場合は、この回転軸２との摩擦によってシール
リップ部１２が反転し、基部１１と回転軸２の間に噛み
込まれてしまうのを防止するため、図示と逆の方向、す
なわちシールリップ部１２が密封空間Ｓと反対側を向く
ように装着しても良い。

【００３１】次に図６は、本発明に係る密封装置の第五
の実施の形態を示すものである。この密封装置１も、複
写機やパソコンプリンタ等の回転軸の外周に配置され、
機内のトナー粉を密封対象とするもので、環状の基部１
１と、この基部１１における背面側の端部（密封空間と
反対側となる端部）から内周側へ延在されたシールリッ
プ部１２とを有する。前記基部１１の外径は、図６に示
されるハウジング３のシール装着部３２の内径よりも僅
かに大径に形成されている。

【００３２】また、この密封装置１は、ゴム等のエラス
トマ１Ａと、その背面全域に一体的に焼き付けられたＰ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂板１Ｂとか
らなる。詳しくは、この密封装置１は、ＰＴＦＥによっ
て薄い平坦なシート状に成形されたＰＴＦＥ樹脂板１Ｂ
の片面に、あらかじめＮａ処理及び接着剤の塗布を行
い、この面に、エラストマ１Ａによって、基部１１に相
当する厚肉部１１Ａと、シールリップ部１２の正面側部
分に相当する薄肉部１２Ａを一体的に焼き付け成形した
もので、装着性の向上を図るため、前記厚肉部１１Ａの
正面側（密封空間側）の外周面が面取り１１ｃされた形
状となっている。エラストマ１Ａの成形後は、平坦な円
盤状をなしていたシールリップ部１２が、図６に二点鎖
線で示されるように正面側へ向けて曲げ成形され、対象
機器への未装着状態では、シールリップ部１２の内径
は、後述の回転軸２の外径よりも小径となっている。

【００３３】ＰＴＦＥは、材料単価が高価なものである
が、上記構成によれば、このＰＴＦＥはＰＴＦＥ樹脂板
１Ｂとして背面側にのみ設けられており、他の部分は安
価なエラストマ１Ａからなるため、製造コストの上昇が
抑えられる。しかもこの密封装置１は、上述のように、
シート状に成形したＰＴＦＥ樹脂板１Ｂの片側に、エラ
ストマ１Ａを焼き付け成形することによって得られるこ
とから、ＰＴＦＥ樹脂板１Ｂのみで成形することが困難
な小径の密封装置も、容易に製造することができる。

【００３４】図７は、上述の構成を備える密封装置１の
装着状態を示すもので、すなわち密封装置１は、その基
部１１が、ハウジング３におけるシール装着部３２の内
周面３２ａに圧入されることによって、半径方向へ圧縮
され、適当な圧接力をもって密嵌固定されるとともに、
シールリップ部１２が、図６に二点鎖線で示される曲げ
成形状態から更に回転軸２の外周面に沿った円筒面状に
拡径変形された状態で、この回転軸２の外周面に摺動可
能に密接され、機内の密封空間Ｓに存在するトナー粉を
密封するものである。また、基部１１の背面に接合され
たＰＴＦＥ樹脂板１Ｂの外径部１１Ｂが、シール装着部
３２の立ち上り面３２ｂに当接することによってバック
アップされる。

【００３５】基部１１の背面に一体的に接合されたＰＴ
ＦＥ樹脂板１Ｂの外径部１１Ｂは、円盤状をなしている
ことによって、半径方向へのある程度の剛性を有するた
め、基部１１に、シール装着部３２の内周面３２ａに対
する所要の圧接力を与えることができる。したがって前
記基部１１には、金属製の補強環の埋設を必要とせず、
製造コストの低減を図ることができる。

【００３６】また、シールリップ部１２は、機内の密封
空間Ｓ側へ向けて曲げられているので、ＰＴＦＥ樹脂板
１Ｂの内径部１２Ｂが回転軸２の外周面との摺動面とな
る。このため回転軸２の外周面との摺動トルクが低減さ
れ、しかも耐摩耗性が向上するので、密封空間Ｓ内のト
ナー粉に対する優れた密封性能を、長期間にわたって維
持することができる。なお、発明者らが耐久評価試験を
実施したところ、ゴム材料で成形された密封装置に比較
して、この第五の実施形態による密封装置１では、約６
倍の寿命向上が確認された。

【００３７】シールリップ部１２におけるＰＴＦＥ樹脂
板１Ｂ（１２Ｂ）は、回転軸２の外周面に沿った円筒面
状への追随変形性に乏しく、長期使用のうちに永久変形
による応力緩和（ヘタリ）が起こって、回転軸２に対す
る締め代が減少するが、この実施形態の構造によれば、
シールリップ部１２がＰＴＦＥ樹脂板１Ｂ（１２Ｂ）の
正面側にエラストマ１Ａの薄肉部１２Ａを設けてあるた
めに、その肉厚を適切に設定することによって、所要の
締め代を補償し、かつ所要の追随性を確保することがで
きる。また、ＰＴＦＥ樹脂板１Ｂはエラストマ１Ａによ
って補強されるため、このＰＴＦＥ樹脂板１Ｂの肉厚は
十分に薄くすることができる。

【００３８】また、この実施の形態による密封装置１に
おいても、通常は、シールリップ部１２がトナー粉の存
在する密封空間Ｓ側を向くように装着するが、回転軸２
が前記密封空間Ｓ側から挿入される場合は、この回転軸
２との摩擦によってシールリップ部１２が反転し、エラ
ストマ１Ａの薄肉部１２Ａが回転軸２との摺動面となっ
てしまうため、この場合は図示と逆の方向、すなわちシ
ールリップ部１２が密封空間Ｓと反対側を向くように装
着しても良い。

【００３９】シールリップ部１２は、使用条件によって
は、図８に示される第六の実施形態のように、エラスト
マ１Ａの薄肉部１２Ａをなくし、シールリップ部１２全
体をＰＴＦＥ樹脂板１Ｂからなるものとしても良い。す
なわち、図８に示される密封装置１は、ゴム等のエラス
トマ１Ａで環状に成形された基部１１の背面側に、ＰＴ
ＦＥ樹脂板１Ｂの外径部１１Ｂを一体的に焼き付け、こ
のＰＴＦＥ樹脂板１Ｂの内径部１２Ｂによってシールリ
ップ部１２を構成するものである。

【００４０】この密封装置１も、基本的には上述と同
様、予めＰＴＦＥ樹脂板１Ｂにおけるエラストマ１Ａと
の接合面となる部分に、Ｎａ処理及び接着剤の塗布を行
ってから、この面に、エラストマ１Ａからなる基部１１
を一体的に成形して製造される。また、エラストマ１Ａ
がシールリップ部１２へ延在されないことによるＰＴＦ
Ｅ樹脂板１Ｂの接着面積の減少は、このＰＴＦＥ樹脂板
１Ｂの外径部１１Ｂを、あらかじめ屈曲成形することに
よって補償している。このため、ＰＴＦＥ樹脂板１Ｂか
らなるシールリップ部１２は、基部１１における軸方向
中間近傍の内周から延びる形状となっている。

【００４１】なお、上述の説明では、トナー粉を密封対
象とするものとしたが、図５乃至図８の密封装置１は、
予めシールリップ部１２に方向性を与えられているた
め、液体や気体等を密封対象とするものについても使用
可能である。

【００４２】つぎに、図９は、本発明の第七の実施の形
態に係る密封装置１の半裁断面を示しており、図１０
は、この密封装置１の装着状態の半裁断面を示してい
る。この密封装置１は、以下のように構成されている。

【００４３】すなわち先ず、ゴム等の所定のエラストマ
を成形材料として環状に成形された基部１１が設けられ
ており、この基部１１の内周側に、環状のシールリップ
部（メインリップとも称する）１２が同種の成形材料を
もって一体成形されている。基部１１には金属等剛材製
の補強環１３が埋設されており、この基部１１は、図１
０に示すようにハウジング３の内周側に嵌着固定され
る。シールリップ部１２は、基部１１の内周部から径方
向内方へ向けて平板状に成形されて、いわゆるディスク
リップを形成しており、よってこの密封装置１はディス
クシールと称されることもある。この密封装置１は、プ
リンター、コピーまたはファクシミリ等における印刷部
に使用されるトナー粉を密封するものであるために、ト
ナー用ディスクシールが構成されることになる。シール
リップ部１２は、その内周側に挿入される回転軸２によ
って図１０に示すように弾性変形し、その先端部に、回
転軸２に対して所定の軸方向幅Ｗをもって摺動自在に密
接する円筒面状のシール面１２ｃが形成される。また、
このシールリップ部１２の腰部の軸方向一端面には、回
転軸２のスラスト運動によるシールリップ部１２の反転
を防止する環状の第二リップ１４が同種の成形材料をも
って一体成形されている。この第二リップ１４は、シー
ルリップ部１２に対して直角に形成されており、すなわ
ち軸方向一方へ向けて直線状に形成されている。

【００４４】この密封装置１は、以下のような技術的背
景のもとに考案されたものである。

【００４５】すなわち、これまで述べてきたように、ト
ナー用ディスクシールでは、優れた密封性能を得るため
にシールリップ部１２を回転軸２に対して低緊迫力およ
びベタ当たりとするのが有効であるが、その場合のデメ
リットとして、回転軸２がスラスト方向の動きをしたと
き（特に組立て時における回転軸２の出入れ時）にシー
ルリップ部１２が反転する虞がある。すなわち、シール
リップ部１２を低緊迫力化するには、回転軸２とリップ
腰部との距離を極力長く設定するのが有効であるが、こ
のように回転軸２とリップ腰部との距離を長く設定する
と、回転軸２のスラスト方向の動きに伴ってシールリッ
プ部１２が反転する虞がある。また、シールリップ部１
２の反転を抑えるために回転軸２とリップ腰部との距離
を短く設定すると、反転防止については効果が得られる
ものの、緊迫力が増加してしまうデメリットがある。

【００４６】そこで、本発明では、回転軸２とリップ腰
部との距離によるリップ反転防止効果と緊迫力増加との
相反する問題を一度に解決するために、シールリップ部
１２の腰部に回転軸２のスラスト運動によるシールリッ
プ部１２の反転を防止する第二リップ１４を一体成形
し、回転軸２がスラスト方向に運動したときに、第二リ
ップ１４が支えとして作用することにより、シールリッ
プ部１２の反転を抑えることにした。

【００４７】形成する第二リップ１４の大きさは、その
肉厚ｔ_２を、この第二リップ１４の形成によって残され
る回転軸２とリップ腰部との距離（すなわち回転軸２の
外周面と第二リップ１４の内周面との距離ａ_１と、第二
リップ１４の外周面と基部１１の内周面との距離ａ_２と
の和）がシールリップ部１２の肉厚ｔ_１の２倍以下にな
るように設定するのが好適である。

【００４８】また、この第二リップ１４は、装着時にそ
の先端部が回転軸２に接触しても良く（図１０はこの場
合を示している）、また接触しなくても良いが（この場
合には、シールリップ部１２が反転しかけたときに第二
リップ１４が傾いて回転軸２に接触し、支えとして作用
する）、この第二リップ１４の長さを長めに設定した場
合には、図１０に示したように第二リップ１４が回転軸
２に接触し、更に締め代が設定されるために、トナー粉
遮断リップとしてシール性の向上を図ることも可能であ
る。

【００４９】この密封装置１では、一般的に行なわれて
いるシールリップ部１２の剛性アップによる反転防止対
策とは異なり、低トルクおよびベタ当たりリップによる
優れたトナー密封性を維持したまま、シールリップ部１
２の反転を抑制することができ、より安定したシール性
能を得ることができる。また、第二リップ１４の長さ設
定によっては軸接触リップとすることも可能であり、こ
の場合には、従来のディスクシール以上のシール性能を
得ることができる。

【００５０】尚、上記図９の密封装置１では、シールリ
ップ部１２の軸方向一方のみに第二リップ１４を設けた
が、図１１に本発明の第八の実施の形態として示すよう
に、シールリップ部１２の軸方向両方にそれぞれ第二リ
ップ１４を設けた場合には、この第二リップ４による軸
反転防止効果についての方向性をなくすことが可能であ
る。

【００５１】つぎに、図１２は、本発明の第九の実施の
形態に係る密封装置１の半裁断面を示しており、この密
封装置１は、以下のように構成されている。

【００５２】すなわち先ず、ゴム等の所定のエラストマ
を成形材料として環状に成形された基部１１が設けられ
ており、この基部１１の軸方向一端側に、環状のＰＴＦ
Ｅ樹脂板１Ｂがその外径部をもって接合されて、その内
径部によってシールリップ部１２が形成されている。シ
ールリップ部１２は、軸方向一端側（大気側）から他端
側（密封空間側）へ向けてその径寸法が徐々に縮小する
ようにテーパー状に形成されており、装着時その先端部
に、回転軸２に対して所定の軸方向幅をもって摺動自在
に密接する円筒面状のシール面が形成される。樹脂板１
Ｂの外径部には、軸方向一端側を開口した断面略Ｖ字状
ないし略Ｕ字状を呈する環状の嵌め合い部１５が一体に
形成されており、この嵌め合い部１５が、基部１１の軸
方向一端面に対応して形成された環状の嵌め合い凹部１
６に嵌め込まれるかたちで、基部１１と樹脂板１Ｂとが
接合され一体化されている。嵌め合い部１５は、そのＶ
字ないしＵ字のなす開口部の幅を狭めたり広げたりする
ようにして、径方向に弾性変形することが可能である。

【００５３】この密封装置１は、以下のような技術的背
景のもとに考案されたものである。

【００５４】すなわち、上記図８に示した密封装置１は
低摩擦係数による低トルク効果を発揮することが可能で
あるが、回転軸２の偏心に対する追随性に関して改良の
余地を残しており、これに対して、本発明では、シール
リップ部１２の外径側に、径方向に弾性変形可能な嵌め
合い部１５が一体成形されているために、回転軸２が偏
心したときに、この嵌め合い部１５が径方向に弾性変形
することにより、シールリップ部１２が回転軸２の偏心
に追随することが可能である。したがって、シールリッ
プ部１２の偏心追随性を向上させることができ、これに
よりシール性を向上させることができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の密封装置によると、シールリッ
プ部が回転軸の外周面に対して円筒面状に密接するた
め、粉体に対する優れた密封性能を発揮することができ
る。そして前記シールリップ部を、未装着状態では円盤
状をなす形状に成形することによって、装着の際の回転
軸の挿入方向によってめくれ等の不具合が発生するのを
防止することができる。

【００５６】また、プリンター、コピーまたはファクシ
ミリ等における印刷部に使用されるトナー粉を密封する
密封装置であって、回転側部材に摺動自在に密接するシ
ールリップ部を有する密封装置において、シールリップ
部の先端部に、回転側部材に対して所定の軸方向幅をも
って摺動自在に密接する円筒面状のシール面が設けられ
ているために、シールリップ部と回転側部材との間に所
定の軸方向幅を備えた密封摺動面が形成されることによ
り、密封対象物であるトナー粉に対して優れた密封作用
を発揮することができる。

【００５７】また、シールリップ部における基部側の根
元部分を凹部により薄肉とすることによって、この根元
部分で容易に曲がりやすくなるので、シールリップ部の
接触幅が小さくならずに緊迫力のみを低下させることが
でき、このため、粉体に対する優れた密封性能を損なう
ことなく低摺動トルク化を実現することができ、シール
リップ部の破損防止効果も期待することができる。

【００５８】また、シールリップ部の摺動面が、ＰＴＦ
Ｅ等、低摩擦の合成樹脂摺動材からなる構成とすること
によって、摺動トルクの低減を図ることができると共
に、密封性の向上を実現することができる。特に、回転
軸に対する締め代や追随性は、シールリップ部の合成樹
脂摺動材の摺動面と反対側にエラストマを廻すことによ
って、適切に設定することができる。この場合、シート
状にした合成樹脂摺動材の片面に、エラストマ分を一体
的に成形することによって製造することができるため、
合成樹脂摺動材での成形が難しい小径の密封装置も容易
に製造することができ、全体をＰＴＦＥ等の合成樹脂摺
動材で成形する場合に比較してコストの上昇を抑えるこ
とができる。

【００５９】また、シールリップ部の腰部に、回転側部
材のスラスト運動によるシールリップ部の反転を防止す
る第二リップが設けられているために、回転側部材がス
ラスト方向に運動したときに、第二リップが支えとして
作用することにより、シールリップ部が反転するのを防
止することができる。

【００６０】また、エラストマよりなる基部と、ＰＴＦ
Ｅ等の合成樹脂摺動材よりなるシールリップ部とを有
し、シールリップ部の外径側に、径方向に弾性変形可能
な嵌め合い部を一体成形するとともに、嵌め合い部と基
部とが接合されているために、回転側部材がラジアル方
向に運動（偏心）したときに、嵌め合い部が同方向に弾
性変形することにより、シールリップ部が回転側部材の
運動に良く追随することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密封装置の第一の実施の形態を、
その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図２】上記第一の実施の形態におけるシールリップ部
の緊迫力及び接触幅の測定において、比較例として用い
られた密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す
半断面図である。

【図３】本発明に係る密封装置の第二の実施の形態を、
その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図４】本発明に係る密封装置の第三の実施の形態を、
その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図５】本発明に係る密封装置の第四の実施の形態を、
その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図６】本発明に係る密封装置の第五の実施の形態を、
その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図７】上記第五の実施の形態による密封装置の装着状
態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図であ
る。

【図８】本発明に係る密封装置の第六の実施の形態を、
その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図９】本発明の第七実施形態に係る密封装置の半裁断
面図である。

【図１０】同密封装置の装着状態を示す半裁断面図であ
る。

【図１１】本発明の第八実施形態に係る密封装置の半裁
断面図である。

【図１２】本発明の第九実施形態に係る密封装置の半裁
断面図である。

【図１３】従来の技術に係る密封装置をその軸心を通る
平面で切断して示す半断面図である。

【符号の説明】

１密封装置１１基部１２シールリップ部１２ａ凹部１２ｂ根元部分１２ｃ円筒状シール面１３補強環１４第二リップ１５嵌め合い部１６嵌め合い凹部１Ａエラストマ１１Ａ厚肉部１１Ｂ薄肉部１ＢＰＴＦＥ樹脂板（合成樹脂摺動材）２回転軸（回転側）３ハウジング（静止側）３１軸孔３２シール装着部Ｓ密封空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静止側部材に密嵌される環状の基部（１
１）と、この基部（１１）から延在されたシールリップ部（１
２）を有し、前記シールリップ部（１２）の先端寄りの部分が円筒面
状をなして回転側部材（２）と摺動可能に密接され、粉
体を密封対象とすることを特徴とする密封装置。
【請求項２】プリンター、コピーまたはファクシミリ
等における印刷部に使用されるトナー粉を密封する密封
装置（１）であって、回転側部材（２）に摺動自在に密
接するシールリップ部（１２）を有する密封装置（１）
において、前記シールリップ部（１２）の先端部に、前記回転側部
材（２）に対して所定の軸方向幅（Ｗ）をもって摺動自
在に密接する円筒面状のシール面（１２ｃ）を設けたこ
とを特徴とする密封装置。
【請求項３】シールリップ部（１２）が半径方向へ円
盤状に成形されたこと特徴とする請求項１又は２に記載
の密封装置。
【請求項４】シールリップ部（１２）の基部（１１）
側の根元部分（１２ｂ）に、周方向に延びる凹部（１２
ａ）が形成されたことを特徴とする請求項１、２又は３
の何れかに記載の密封装置。
【請求項５】基部（１１）がエラストマ（１Ａ）から
なり、シールリップ部（１２）の摺動面がＰＴＦＥ等の合成樹
脂摺動材（１Ｂ）からなることを特徴とする請求項１又
は２に記載の密封装置。
【請求項６】合成樹脂摺動材（１Ｂ）が、基部（１
１）の背面へ延在されたことを特徴とする請求項５に記
載の密封装置。
【請求項７】シールリップ部（１２）の腰部に、回転
側部材（２）のスラスト運動による前記シールリップ部
（１２）の反転を防止する第二リップ（１４）を設けた
ことを特徴とする請求項１、２又は３の何れかに記載の
密封装置。
【請求項８】エラストマよりなる基部（１１）と、Ｐ
ＴＦＥ等の合成樹脂摺動材（１Ｂ）よりなるシールリッ
プ部（１２）とを有し、前記シールリップ部（１２）の
外径側に、径方向に弾性変形可能な嵌め合い部（１５）
を一体成形し、前記嵌め合い部（１５）と前記基部（１
１）とを接合してなることを特徴とする請求項１又は２
に記載の密封装置。