JP2005009530A - シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各密封環を支持する各弾性シールリングの弾性力を長期に渡り発揮させるとともに、シール部の固定部との密接するシール能力を向上させる。
【解決手段】第１密封環４の第１シール面４Ａを第２密封環５の第２シール面５Ａへ押圧する第１弾性シール部１２Ａを有するとともに、第１弾性シール部の一端に第１密封環４の第１保持部４Ｂに嵌着する第２シール部１２Ｃを有し、且つ第１弾性シール部の他端に一方の部品に密着する第１シール部１２Ｂとを有するゴム状弾性材製の第１弾性シールリング２を具備する。又、第２密封環５の第２シール面を第１密封環４の第１シール面へ押圧する第２弾性シール部１３Ａを有するとともに、第２弾性シール部の一端に第２密封環５の第２保持部５Ｂに嵌着する第２シール部１３Ｃを有し、且つ第２弾性シール部１３Ａの他端に他方の部品に密着する第１シール部１３Ａを有するゴム状弾性材製の第２弾性シールリング３を具備する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、履帯用ローラ、トラックローラ、減速装置、油圧モータ等の相対回動間に設けられるシール装置に関する。特に、車両の減速装置、各種機械の油圧モータ等の相対部品間でスラリを含む被密封流体や高圧な被密封流体をシールするシール装置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に先行する第１関連技術として図８に記載のリングシールが存在する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００１−５０７１１１号公報（第５−７頁、図２）
【特許文献２】
特開２００３ー５６１５３号公報（図１）
【０００４】
この特許文献１に記載のリングシールは、図８に示すような構成である。この図８に示すリングシール１０１は、履帯装置１００に取り付けた断面図である。
【０００５】
図８に於いて、１２０は軸である。この軸１２０はローラ１２５の貫通孔内に配置されている。そして、軸１２０とローラ１２５との間の空間部にリングシール１０１が配置されている。このリングシール１０１は、軸１２０とローラ１２５との空間部に浸入する微粉水や泥水の被密封流体をシールする。
【０００６】
このリングシール１０１において、第１弾性リング１０２は外周が凹曲面１０５に形成された断面Ｊ形状を成す環状体に形成されている。そして、第１弾性リング１０２は、一端が外周取付部１０２Ａに形成されていると共に、他端が内周取付部１０２Ｂに形成されている。又、第２弾性リング１０３も外周に凹曲面１０５が形成された断面Ｊ形状を成す環状体に形成されている。そして、第２弾性リング１０３も一端が外周取付部１０３Ａに形成され、他端が内周取付部１０３Ｂに形成されている。
【０００７】
次に、第１シールリング１１０は、断面Ｕ形状に形成されて環状体を成している。そして、第１シールリング１１０の環状体の径方向を成す端面は、シール面１１０Ａに形成されている。又、シール面１１０Ａと反対側の溝は取付凹部１１０Ｂに形成されている。更に、第２シールリング１１１も、断面Ｕ形状に形成されて環状体を成している。そして、第２シールリング１１１の環状体の径方向を成す端面は対向シール面１１１Ａに形成されている。更に、シール面と反対側の溝は取付凹部１１１Ｂに形成されている。
【０００８】
上述のように構成された第１弾性リング１０２及び第２弾性リング１０３と、第１シールリング１１０及び第２シールリング１１１とは、図８に示すように軸１２０とローラ１２５との間の空間部に組立てられている。つまり、第１弾性リング１０２と第２弾性リング１０３は、大気連通室１２６に対して各々凹曲面１０５、１０５を成している。又、第１弾性リング１０２と第２弾性リング１０３は、潤滑側内部室１２７に対して凸曲面を成している。そして、第１弾性リング１０２は、第１シールリング１１０のシール面１１０Ａを第２シールリング１１１の方向へゴムの弾性力で押圧している。又、第２弾性リング１０３は、第２シールリング１１１の対向シール面１１１Ａを第１シールリング１１０の方向へゴムの曲げ弾性力で押圧している。そして、各シール面１１０Ａ、１１１Ａは、互いに押圧されて大気連通室１２６側の被密封流体をシールする。
【０００９】
次に、第１関連技術のうちの特許文献２のメカニカルシールは、図示省略するが、掘削機のローラカッタに設けられて図８と略同様に構成されている。図８と相違する点として、図８の第１弾性リング１０２と第２弾性リング１１１に相当する各ゴム材製スプリングは、対称に配置されて断面が軸方向へ傾斜したリングに形成されている。このメカニカルシールにおいても、特許文献１と同様な問題が存する。特に、被密封流体が各スプリングの外周側の大気連通室に浸入すると、その被密封流体の圧力により各スプリングは、脈動したような繰り返しの弾性変形によりポンプ作用を成して大気連通室の被密封流体の圧力を徐々に高圧にする。そして、この高圧の被密封流体は、各スプリングに対して不具合を惹起する。
【００１０】
更に、図９に示すフローティングシール装置１５０は、本発明に先行する第２関連技術である（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献３】
実開昭６２−４６６５号全文明細書（第１−４頁、第５図）
【００１２】
このフローティングシール装置１５０は、第１シールリング１５２と第２シールリング１５３とが軸の廻りで軸方向へ対称に配置されている。そして、第１シールリング１５２のシール面１５２Ａと第２シールリング１５３のシール面１５３Ａは密接している。この第１シールリング１５２のシール面１５２Ａと第２シールリング１５３のシール面１５３Ａとの密接は、ゴム材製の第１Ｏリング１５５と第２Ｏリング１５６の断面楕円で示すゴムの厚さの圧縮力により押圧されている。このために、第１Ｏリング１５５と第２Ｏリング１５６は、径方向へ斜めに楕円形を成してケーシングと第１シールリング１５２及びケーシングと第２シールリング１５３との間に配置される。そして、各第１密封面１５５Ａと第１密封面１５６Ａが各ケーシングに接合するとともに、各第２密接面１５５Ｂと第２密封面１５６Ｂが第１シールリング１５２及び第２シールリング１５３に接合している。この第１Ｏリング１５５と第２Ｏリング１５６により押圧された各シール面１５２Ａ、１５３Ａの密接は、ゴム自身が圧縮された反力であるために、ゴム材質の硬度の選定が多種類になるので困難になる。
【００１３】
このフローティングシール装置１５０は、スラリを含む被密封流体をシールするものである。又、粉体を含む被密封流体をシールする。そして、対称に配置された各第１Ｏリング１５５及び第２Ｏリング１５６のゴムが圧縮されて第１シールリング１５２と第２シールリング１５３の各シール面１５２Ａ、１５３Ａが互いに密接している。この為に、各シール面１５２Ａ、１５３Ａが第１Ｏリング１５５及び第２Ｏリング１５６の曲げ弾性変形を伴わないゴム自身の圧縮力により圧接されているために、各シール面１５２Ａ、１５３Ａの摩耗を早めることになる。又、第１Ｏリング１５５と第１シールリング１５２及び第２Ｏリング１５６と第２シールリング１５３との接合面間にスラリ等が入り込むと、第１Ｏリング１５５及び第２Ｏリング１５６はゴム材であるために、各第１Ｏリング１５５と第１シールリング１５２及び第２Ｏリング１５６と第２シールリング１５３との接合面間に入り込んだスラリは、接合面間に介在して逃げられずに各第１Ｏリング１５５及び第２Ｏリング１５６を摩耗させる。又、常にゴム自身が圧接されている第１Ｏリング１５５及び第２Ｏリング１５６は、応力緩和して圧縮されている状態に変形し、押圧弾性力を低下させる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１関連技術は、大気連通室１２６側の被密封流体の圧力が蓄積されて各第１弾性リング１０２及び第２弾性リング１０３に作用すると、このＪ形状の各第１弾性リング１０２及び第２弾性リング１０３は大気連通室１２６側が各々凹曲面１０５、１０５に形成されているから、この各凹曲面１０５、１０５に作用する力により更に各凹曲面１０５、１０５が内部室１２７側へ曲げられて各シール面１１０Ａ、１１１Ａの圧接力を弱めることになる。又、各第１弾性リング１０２と第２弾性リング１０３は、ゴム材としての応力緩和が進み異常変形状態となる。同時に、各第１弾性リング１０２及び第２弾性リング１０３の各内周取付部１０２Ｂ、１０３Ｂは、取付凹部１１０Ｂ、１１１Ｂから離脱する方向へ弾性変形するので、各内周取付部１０２Ｂ、１０３Ｂのシール能力も低下する。そして、大気連通室１２６側の被密封流体や土砂等の粉末が各内周取付部１０２Ｂ、１０３Ｂと各取付凹部１１０Ｂ、１１１Ｂとの接合間隙に浸入して内周取付部１０２Ｂ、１０３Ｂを摩耗させ、シール能力を低下させる結果となる。
【００１５】
更に、第２関連技術は、第１シールリング１５２と第２シールリング１５３が各第１Ｏリング１５５、第２Ｏリング１５６のゴム材に支持されてＯリング１５５、１５６のゴム自身の圧縮による反発力で押圧されているので、弾発作用が小さくなる。この為に、各シール面１５２Ａ、１５３Ａの圧接力を強くしなければならないから、この強い圧接力により各シール面１５２Ａ、１５３Ａの摩耗を早めることになる。又、第１Ｏリング１５５及び第２Ｏリング１５６のゴム自身の圧縮力により押圧しているので、各第１Ｏリング１５５、第２Ｏリング１５６の応力緩和が進み、時間の経過とともに、各シール面１５２Ａ、１５３Ａを押圧する弾性能力が低下する。更に、第１Ｏリング１５５の接合面間及び第２Ｏリング１５６の接合面間にスラリが入り込むと、入り込んだスラリにより各第１Ｏリング１５５、第２Ｏリング１５６を摩耗させることになる。
【００１６】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その解決しようとする課題は、高圧力又はスラリを含む被密封流体が作用しても、シール面の摩耗を防止することにある。又、弾性シールリングを取付た接合面間に泥水等が入り込んで接合面間が摩耗するのを防止するとともに、この接合面間のシール能力を向上することにある。更に又、弾性シールリングの弾性変形に伴う応力緩和を防止して弾性シールリングのシール能力を発揮させることにある。更に、弾性シールリングに弾性力を付与して弾性シールリングのシール能力の材質のみを考慮できるようにし、弾性シールリングの機能を最適に設計できるようにすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した技術的課題を解決するために成されたものであって、その課題を解決するための技術的手段は以下のように構成されている。すなわち、
請求項１に係わる本発明のシール装置は、相対回動する一方の部品と他方の部品との間をシールするシール装置である。
このシール装置は、端面に第１シール面を有すると共に第１シール面と反対側に第１保持部を有する第１密封環が設けられている。
又、第１密封環の第１シール面に対向して密接可能な第２シール面を有すると共に第２シール面と反対側に第２保持部を有する第２密封環が設けられている。
更に、第１密封環の第１シール面を第２密封環の第２シール面へ押圧する第１弾性シール部を有するとともに第１弾性シール部の一端に第１密封環の第１保持部に密封に嵌合する第２シール部を有し且つ第１弾性シール部の他端に一方の部品に密着する第１シール部とを有するゴム状弾性材製の第１弾性シールリングと、
第２密封環の第２シール面を第１密封環の第１シール面へ押圧する第２弾性シール部を有するとともに第２弾性シール部の一端に第２密封環の第２保持部に密封に嵌合する第２シール部を有し且つ第２弾性シール部の他端に他方の部品に密着する第１シール部を有するゴム状弾性材製の第２弾性シールリングとを具備する。
そして、第１弾性シールリングには第１弾性シール部を補強する第１弾性部を有するとともに第１弾性部の一端に第１シール部を支持する第１支持部を有し且つ第１弾性部の他端に第２シール部を支持する第２支持部を有する第１補強環及び第２弾性シールリングには第２弾性シール部を補強する第２弾性部を有するとともに第２弾性部の一端に第１シール部を支持する第１支持部を有し且つ第２弾性部の他端に第２シール部を支持する第２支持部を有する第２補強環を設けたものが要件である。
【００１８】
この請求項１に係わる本発明のシール装置では、各第１シール部が各第１支持部により支持されているから、各第１シール部を取付面に対し安定した密接状態に保持することができる。そして、各第１シール部が外力を受けても変動することなく各第１及び第２弾性シール部を確実に支持することが可能になる。この為に、各第１シール部の接合間にスラリや異物が入り込むことも少ないので、異物により各第１シール部が摩耗してシール能力を悪化させることも防止できる。又、各第２シール部も第１シール部と同様な効果が発揮できる。特に、各第２シール部により各密封環を強固に保持することが可能になる。そして、各第１、第２弾性部により各第１、第２弾性シール部を弾性的に補強し、各第１、第２弾性部により各第１、第２弾性シール部の応力緩和による弾性力の低下を効果的に補強する。この為に、一対の密封環のシール能力を長期に渡り発揮することができる。
【００１９】
請求項２に係わる本発明のシール装置は、第１補強環の第１弾性部及び第２補強環の第２弾性部の少なくとも一方の弾性部には周面に沿って複数に切欠部又はスリット部を有するものである。
【００２０】
この請求項２に係わる本発明のシール装置では、補強環に切欠部やスリット部が設けられているから、切欠部やスリット部の間の各弾性部を板ばねのように構成して弾性部の弾力を任意に設計（又は、各弾性部のばね定数を設計に応じて変更できる）することが可能になる。同時に、弾性シール部を成形するときに切欠部やスリット部内に弾性シール部の一部の材料を入り込ませて弾性シール部と補強環との結合力を向上させることが可能になる。この切欠部やスリット部は弾性部に窓のように形成しても良く、第１支持部及び第２支持部のうちの一方の支持部を貫通状態で弾性部に形成しても良い。
【００２１】
請求項３に係わる本発明のシール装置は、第１弾性シールリングの第１補強環が第１弾性シールリングの被密封流体側と反対面に接合されているとともに、第２弾性シールリングの第２補強環が第２弾性シールリングの被密封流体側と反対面に接合しているものである。
【００２２】
この請求項３に係わる本発明のシール装置では、各弾性シールリングに各補強環が被密封流体側と反対に接合されているから、被密封流体中の異物が第１シール部及び第２シール部の各接合面間に入り込んでも各シール部に抱き込むように押し込まれるので、対面する取付面と各シール部との間で異物が研磨作用をしないようにすることができる。この為に、各シール部の摩耗を防止してシール能力を発揮させることができる。そして、各補強環は被密封流体に接触しないから、錆の発生を効果的に防止できる。又、各補強環により各弾性シールリングの被密封流体と反対の背面から各弾性シールを補強して長期に渡り各密封環を弾性的に押圧することが可能になる。
【００２３】
請求項４に係わる本発明のシール装置は、各第２支持部が円弧状又は複数段に折り曲げられていとともに第２シール部に埋設されているものである。
【００２４】
この請求項４に係わる本発明のシール装置では、各第２支持部が円弧状又は複数段に折曲げられているとともに、各第２支持部が各第２シール部に埋設されているので、各第２シール部は折曲げられた強度のある第２支持部を内在して各密封環のシール面が密接するように支持することができる。この為に、スラリが第２シール部の接合面と対向面間に入り込むのを防止できるとともに、例え、スラリが入り込んでもスラリにより摩耗するのを効果的に防止できる。更に、各第２シール部のゴム状弾性力により各第２シール部が各保持部に密接に嵌着することが可能になる。この為に、各第２シール部の接合面のシール能力を向上できる。又、各第２シール部は各密封環の保持部と接触幅を小さくして確実に嵌着し、小型の密封環でも支持することが可能になる。
【００２５】
請求項５に係わる本発明のシール装置は、第１弾性シールリングには第１弾性シールリングの厚さの中立面より被密封流体側に第１補強環が埋設されているとともに、第２弾性シールリングには第２弾性シールリングの厚さの中立面より被密封流体側に第２補強環が埋設されているものである。
【００２６】
この請求項５に係わる本発明のシール装置では、各弾性シールリングの肉厚が厚肉に形成されている場合に有効である。又、第１シール部及び第２シール部を大きくする場合も有効である。そして、各弾性シール部の弾性力と各弾性部の弾性力を加減して設計する場合に最適である。この構成のシール装置では、各補強環の肉厚を弾性シール部に比較して薄肉にすることが可能になる。そして、各補強環を各弾性シールの被密封流体側に埋設することにより、取り付け時の弾性変形を容易にできるとともに、各シール部の接合面にスラリが浸入するのを被密封流体側に埋設された補強環と補強環より被密封流体側の肉厚の協動作用により効果的に防止できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳述する。以下の図面は本発明の設計図を基にしたものである。
図１は、本発明に係わる第１実施の形態を示すシール装置１の半断面図である。又、図２は図１のシール装置１を減速装置に装着した断面図である。
【００２８】
図１及び図２に於いて、シール装置１はローラ５０と軸６０との間に形成されたシール室７０内に設けられている。このシール室７０は、ローラ５０の端部側にＯリング２０を介して設けられたブッシュ５１の第１固定面５１Ａと、軸６０と、軸６０に取り付けられたカバー６１の第２固定面６１Ａとに囲まれた内部に形成されている。このシール室７０には大気連通路Ａが連通している。
【００２９】
シール装置１には、第１弾性シールリング２及び第２弾性シールリング３を配置する。この第１弾性シールリング２は、ゴム材製の環状を成す第１弾性体１２と金属製の第１補強環２２が一体に接合している。この第１弾性体１２の胴体は傾斜した第１弾性シール部１２Ａに形成する。更に、第１弾性シール部１２Ａの外周は、第１シール部（以下、第１外周シール部という）１２Ｂに形成するとともに、内周は第２シール部（以下、第２内周シール部と言う）１２Ｃに形成する。第１外周シール部１２Ｂの外周面には、複数の突起する密接部を設けて第１固定面５１Ａと圧接しても良い。又、第２内周シール部１２Ｃは、第１密封環４に於ける円筒状の第１保持部４Ｂの外周面に嵌合するように形成する。この第２内周シール部１２Ｃの折り曲がる一端は第１接合部１２Ｄに形成されて第１密封環４の第１角部４Ｂ１と接合する。この第２内周シール部１２Ｃの接合面にも、断面が波形である密接部を設けると良い（図示は省略する）。
この第１弾性シールリング２の第１弾性体１２は、ゴム材製である。このゴム材は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）の硬度ＤｕｒｏＡ６０から７０、ウレタンゴム（Ｕ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、弾性力を有する樹脂等が用いられる。
【００３０】
又、第１弾性体１２の側面には、第１補強環２２を接着する。この第１補強環の全体形状は鋼板又は第１弾性体１２より硬度が高い樹脂板を第１弾性体１２と相似形に形成する。この第１補強環２２の胴体は第１弾性シール部１２Ａと同一に傾斜した第１弾性部２２Ａに形成されている。又、第１弾性部２２Ａの外周端には第１支持部（以下、第１外周支持部と言う）２２Ｂを設ける。この第１外周支持部２２Ｂは、第１外周シール部１２Ｂの背面に接着して第１外周シール部１２Ｂを第１固定面５１Ａと密接するように弾性的に支持する。又、第１弾性部２２Ａの内周端には、第２支持部（以下、第２内周支持部と言う）２２Ｃが形成されており、この第２内周支持部２２Ｃが第２内周シール部１２Ｃの背面に接着して第２内周シール部１２Ｃを第１密封環４と密接するように支持する。
この第１補強環２２の材質は、ばね鋼、ステンレス鋼、硬質樹脂等である。この材質の板材をプレス加工又は成形して第１補強環２２に形成する。
【００３１】
次に、第１弾性シールリング２と対称に配置された第２弾性シールリング３は、第１弾性シールリング２と対称形に形成されている。この第２弾性シールリング３は第２弾性体１３と第２補強環２３とを一体に形成する。第２弾性体１３には、傾斜した第２弾性シール部１３Ａを設けている。更に、第２弾性シール部１３Ａの外周端には第１シール部（以下、第１外周シール部と言う）１３Ｂを形成するとともに、内周端には第２シール部（以下、第２内周シール部と言う）１３Ｃを形成している。第１外周シール部１３Ｂの外周面には、複数に突起するシール部を設けて第２固定面６１Ａと接合しても良い。又、第２内周シール部１３Ｃは、第２密封環５に於ける円筒状の第２保持部５Ｂの外周面と密接して嵌合する。この第２内周シール部１３Ｃの折り曲がる一端は第２接合部１３Ｄに形成されて第２密封環５の第２角部５Ｂ１と接合する。この第２内周シール部１３Ｃの接合面にも、図示省略する断面が波形にしたシール部を設けると良い。
この第２弾性シールリング３の第２弾性体１３は、第１弾性体１２と同様にゴム材製である。このゴム材は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）の硬度ＤｕｒｏＡ６０から７０、ウレタンゴム（Ｕ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、弾性力を有する樹脂等が用いられる。
【００３２】
又、第２弾性体１３の側面には、第１弾性シールリング２と同様に、鋼板又は第２弾性体１３より硬度が高い樹脂板を加工して第２弾性体１３と相似形状に形成した第２補強環２３が接着されている。この第２補強環２３には第２弾性シール部１３Ａと同様に傾斜した第２弾性部２３Ａを設けている。又、第２弾性部２３Ａの外周端には第１外周シール部１３Ｂに接着する第１支持部（以下、第１外周支持部と言う）２３Ｂを形成する。又、第２弾性部２３Ａの内周端に第２内周シール部１３Ｃに接着する第２支持部（以下、第２内周支持部と言う）２３Ｃを形成する。この第２補強環２３の材質は、ばね鋼、ステンレス鋼、硬質樹脂等である。この材質の板をプレス加工又は成形して第２補強環２３に形成する。
【００３３】
次に、一対を成す第１密封環４と第２密封環５も互いに対称に配置されている。そして、第１密封環４と第２密封環５も第１シール面４Ａ及び第２シール面５Ａを対称にしたとき同形状になるように形成されている。更に詳しくは、第１密封環４は、断面Ｌ形状に形成されてフランジ部と円筒部からなる環状体を成している。そして、第１密封環４のフランジ部の端面には第１シール面４Ａを設けている。更に、第１シール面４Ａを設けた端面の内周は、対向端面と接触しないようにテーパ面に形成されている。又、第１密封環４の円筒部は第１保持部４Ｂに形成されている。この第１保持部４Ｂのうちのフランジ部側は第１角部４Ｂ１に形成する。又、第１密封環４の孔の内周面４Ｅは軸６０と間隙を設けた遊合状態に嵌合している。
【００３４】
又、一対を成す他方の第２密封環５も、断面Ｌ形状に形成されてフランジ部と円筒部からなる環状体を成している。そして、第２密封環５のフランジ部の端面には第１シール面４Ａと密接する第２シール面５Ａが設けられている。この端面の第２シール面５Ａの内周は対向端面と接触しないように軸方向へ傾斜したテーパ面に形成されている。又、第２密封環５の円筒部は第２保持部５Ｂに形成されている。この第２保持部５Ｂのフランジ部側は第２角部５Ｂ１に形成する。この第２密封環５の孔の内周面５Ｅは軸６０と間隙を設けた遊合状態に嵌合している。
【００３５】
この第１密封環４及び第２密封環５は、鋳鉄、ＳｉＣ、超硬合金、アルミナセラミック等の材料で形成する。又、第１密封環４と第２密封環５のうちの一方をカーボン材にすることもできる。これらの材料は圧縮成形により各密封環４、５に加工される。
【００３６】
このように構成された第１弾性シールリング２は、図１及び図２に示すように、第１外周シール部１２Ｂがブッシュ５１の第１固定面５１Ａに嵌着すると共に、第２内周シール部１２Ｃの内周面が第１密封環４の第１保持部４Ｂに嵌着する。このとき、第１接合部１２Ｄは、第１角部４Ｂ１に係止して第１密封環４を弾性的に支持する。そして、第１弾性シールリング２の第１弾性シール部１２Ａと第１弾性部２２Ａとのばね力により第１密封環４の第１シール面４Ａを第２密封環５の第２シール面５Ａへ弾発に押圧する。この為に、この第１弾性部２２Ａを設けた第１補強環２２により第２内周シール部１３Ｃがシール室７０内の大気連通路Ａ側からの圧力により内部室Ｂ側へ移動するのを防止する。
【００３７】
又、第２弾性シールリング３も、第１弾性シールリング２と同様に、第１外周シール部１３Ｂが第２固定面６１Ａに嵌着すると共に、第２内周シール部１３Ｃの内周面が第２密封環５の第２保持部５Ｂに嵌着する。同時に、第２接合部１３Ｄが第２角部５Ｂ１に係止して第２密封環５の第２保持部５Ｂを弾性的に支持する。そして、第２弾性シールリング３の第２弾性シール部１３Ａと第２補強環２３の第２弾性部２３Ａとの弾性力により第２密封環５の第２シール面５Ａを第１密封環４の第１シール面４Ａへ弾発に押圧する。この為に、この第２弾性部２３Ａを設けた第２補強環２３により第２内周シール部１３Ｃがシール室７０内の大気連通路Ａ側からの圧力により内部室Ｂ側へ移動するのを防止する。そして、第２シール面５Ａは、第１シール面４Ａに対する密接力を第２弾性シールリング３の弾性力により常に保持される。図２のシール装置１においては、ローラ５０が回動するように構成されているので、第１密封環４が回動する。そして、第２密封環５が静止する。この回動する第１密封環４と静止する第２密封環５の構成は、シール装置１が取り付けられる機械により相対回転が逆の構成にもなる。
【００３８】
そして、ローラ５０の回動とともに、大気連通路Ａから浸入して徐々に蓄積された圧力を伴う被密封流体及び泥水等をシールすることができる。又、内部室Ｂの一方には、ローラ５０と軸６０との間にベアリング２５が設けられているので、潤滑油が介在されている。しかし、第１弾性シールリング２及び第２弾性シールリング３は、この潤滑油の圧力を受けても第１補強環２２と第２補強環２３とにより支持されるから弾性変形してシール能力が低下することもなく、むしろ、各第１補強環２２と第２補強環２３との弾性力により各シール面４Ａ、５Ａを互いに圧接してシール能力を発揮させる。
【００３９】
図３は、本発明に係わる第２実施の形態の第１弾性シールリング２の半断面図である。尚、第２弾性シールリング３は、図１に示すように、第１弾性シールリング２と配置及び形状が対称を成している。この為、第２弾性シールリング３の説明は省略する。図３に於いて、図１に示す第１弾性シールリング２（第２弾性シールリング３も同じ）と相違する点は、第１補強環２２の第１外周支持部２２Ｂの端部を内周側へ折曲げて第１補強部２２Ｂ１に形成したものである。又、第２内周支持部２２Ｃの端部を外周側へ折曲げて第２補強部２２Ｃ１に形成したものである。このような第１補強環２２に構成することにより、第１外周支持部２２Ｂと第２内周支持部２２Ｃの嵌着したときの強度を向上させるものである。そして、第１外周シール部１２Ｂと第２内周シール部１２Ｃの周面に突起した複数のシール部を設けた場合でも（図示は省略する）、各第１外周シール部１２Ｂ及び第２シール部１２Ｃの弾性力のある嵌着を可能として各第１外周シール部１２Ｂ及び第２内周シール部１２Ｃのシール能力を向上させることが可能になる。図３に示すその他の符号の部品は図１の同一符号の部品と同じである。
【００４０】
図４は、第３実施の形態を示す第１弾性シールリング２の半断面図である。図４の第１弾性シールリング２は、図１の第１弾性シールリング２の第２内周支持部２２Ｃを円形状に折曲げて第３支持部（折曲支持部）２２Ｄに形成したものである。このようにした第１補強環２２の第３支持部２２Ｄを第２内周シール部１２Ｃに埋設することにより両部を一体化し、第３支持部２２Ｄが第２内周シール部１２Ｃを介して第１密封環４と密封に嵌合することができる。そして、第２内周シール部１２Ｃの第１密封環４との密接能力を向上させる。更に、作動中の第１密封環４の変動に対して第１弾性部２２Ａの弾性支持能力を向上させることが可能になる。図４に示すその他の符号の部品は図１の同一符号の部品と同一である。
【００４１】
図５は、本発明に係わる第４実施の形態を示す第１弾性シールリング２の半断面図である。この図５に示す第１弾性シールリング２に於いて、図３の第１弾性シールリング２と相違する点は、第１補強環２２の第１弾性部２２Ａに周面に沿って等配に複数のスリット部２６を設ける。そして、第１弾性体１２となるゴム材を成形するときに第１補強環２２のスリット部２６に第１弾性シール部１２Ａの一部が入り込んで一体に結合する（尚、各弾性シール部１２Ａ、１３Ａと各スリット部２６とは一体に結合しなくとも同様の効果は生じる）。このように第１弾性シールリング２の第１補強環２２にスリット部２６を設けることにより、スリット部２６を設けた第１補強環２２は、第１弾性体１２との接着強度とともに、弾性能力を最適に加減して設計することができる。そして、第１弾性部２２Ａにより第１密封環４に対して弾発的な押圧力を最適にさせることができる。この為に、第１シール面４Ａの密接力を弾発可能にして第１シール面４Ａ、第２シール面５Ａが異常に圧接されて摩耗するのを効果的に防止することが可能になる。尚、スリット部２６は、工作機械に設けたスリワリ又はエンドミルで加工できるような周方向に幅の狭いものである。又、周方向に幅が広いものは切欠部と定義する。そして、切欠部は、第１弾性部２２Ａ及び第２弾性部２３Ａに径方向へ長手の長方形の窓に形成しても良い。又、一方の支持部２２Ｂ又は２２Ｃを切り取る切欠部又はスリット部２６に形成することもできる。この切欠部は図５に示すスリット部２６から判断して任意に設計することができる。図５に示すその他の符号の部品は図１の同一符号の部品と同一である。
【００４２】
図６は、本発明に係わる第５実施の形態を示す第１弾性シールリング２の半断面図である。図６に示す第１弾性シールリング２は、第１弾性体１２の背面に凸部状の嵌着部１５を設ける。又、第１補強環２２にも嵌着部１５に対応した位置に貫通孔の取付孔２５を設ける。そして、この嵌着部１５を取付孔２５に嵌め込んで第１弾性体１２と第１補強環２２を一体に結合する。このように構成された第１弾性シールリング２は、第１補強環２２に設けた取付孔２５により第１弾性部２２Ａの第１密封環４に対する弾性支持能力を向上させることが可能になる。同時に、第１弾性体１２と第１補強環２２を別々に加工して両部品を必要に応じて結合することが可能になる。この第１補強環２２の取付孔１５は嵌着部２５に結合できるようにしたので、両部品の材質により両部品の接着力が良くなくとも第１補強環２２を第１弾性体１２から離脱しないように一体化することが可能になる。図６に示すその他の符号の部品は図１の同一符号の部品と同一である。
【００４３】
図７は、本発明に係わる第６実施の形態を示すシール装置１の半断面図である。
図７のシール装置１において、図１と相違する点は、第１補強環２２及び第２補強環２３をそれぞれの第１弾性体１２の第１対向面２Ｐ１側（大気連通路Ａ側）と、第２弾性体１３の第２対向面３Ｐ１側（大気連通路Ａ側）に埋設したものである。この第１補強環２２と第２補強環２３の配置は、それぞれの第１弾性体１２と第２弾性体１３の各中立線Ｎより各第１対向面２Ｐ１側と、第２対向面３Ｐ１側にすると良い。各中立線Ｎは、各第１弾性体１２の対向面２Ｐ１と、第２弾性体１３の対向面３Ｐ１からそれぞれＸ１の位置と、第１背面２Ｐ２と第２背面３Ｐ２からそれぞれＸ２の位置で中立となる位置である。そして、図１の各第１弾性体１２及び第２弾性体１３に比較して図７の各第１弾性体１２及び第２弾性体１３の肉厚をＸ１＋Ｘ２となる厚肉にしたものである。又、図７の第１補強環２２及び第２補強環２３は、図１の第１補強環２２及び第２補強環２３に比較して薄肉にできるとともに、第１外周支持部２２Ｂ及び第１外周支持部２３Ｂの各端部を内方に折曲げた第１補強部２２Ｂ１と第１補強部２３Ｂ１とに形成する。又、図１の第２内周支持部２２Ｃ及び第２内周支持部２３Ｃを円弧状に曲げた各第４支持部（弾性支持部）２２Ｅ及び第４支持部（弾性支持部）２３Ｅに形成したものである。
【００４４】
この第１弾性シールリング２を第１密封環４とブッシュ５１の間に配置するとともに、第２弾性シールリング３を第２密封環５とカバー６１との間に配置すると各第１対向面２Ｐ１と第２対向面３Ｐ１及び各第１背面２Ｐ２と第２背面３Ｐ２は図７に示すように大気連通路Ａ側へ凸状に弾性変形させると被密封流体に対するシール能力を向上できる。この図７に示すように第１弾性シールリング２及び第２弾性シールリング３を弾性変形状態にすると、大気連通路Ａから流入した被密封流体が蓄圧して各第１弾性シールリング２及び第２弾性シールリング３に高圧力として作用するのも各第１補強環２２及び第２補強環２３の作用により防止できる。又、第２内周シール部１２Ｃが第１密封環４から内部室Ｂ側へ外れることも防止できる。更に、第２内周シール部１３Ｃも同様に、第２密封環５から外方へ外れることも防止できる。そして、第２内周シール部１２Ｃ 及び 第２内周シール部１３Ｃが各々嵌合する第１密封環４及び第２密封環５との密接力を向上することができる。
【００４５】
図３から図７に示す第１弾性シールリング２は、ゴム材としてニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチロールゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム等の弾性ゴムが必要に応じて用いられる。又、図３から図６までは第１弾性シールリング２のみを記載したが、第２弾性シールリング３も第１弾性シールリング２と対称になるだけで形状及び材質は略同一である。そして、第１弾性シールリング２の第１弾性体１２及び第２弾性シールリング３の第２弾性体１３は、各第１補強環２２及び第２補強環２３により弾性力が補強されているので、ゴム又は樹脂の硬度を柔らかくすることが可能になる。この為に、各第１外周シール部１２Ｂ、第１外周シール部１３Ｂ及び各第２内周シール部１２Ｃ、第２内周シール部１３Ｃは、各第１固定部５１Ａ及び第２固定部６１Ａと、第１保持部４Ｂ及び第２保持部５Ｂとの接合に対してシール能力を向上させることが可能になる。更に、各内外シール部１２Ｂ、１２Ｃ、１３Ｂ、１３Ｃのゴム質が柔らかくなることは、各内外シール部１２Ｂ、１２Ｃ、１３Ｂ、１３Ｃの接合面にスラリが付着しても摩耗が防止できることになる。更に、図１において、第１弾性シールリング２のみを図７に示す第１弾性シールリング２と交換した構成にすることができる。又、図１において、第２弾性シールリング３を図３に示す第２弾性シールリング３と交換した構成にすることも可能である。つまり、被密封流体の作用条件及び内部室Ｂの圧力条件に応じて、第１弾性シールリング２と第２弾性シールリング３とを異なる形状に組み合わせることが可能である。このような組み合わせは、上述の複雑な条件でも各第１及び第２シール面４Ａ、５Ａを効果的に密接させることができ、各第１及び第２シール面４Ａ、５Ａのシール能力を向上させることが可能になる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のシール装置は以下のような効果を奏する。
本発明のシール装置によれば、第１弾性シールリング及び第２弾性シールリングにそれぞれ第１補強環と第２補強環を接合して補強することにより、各第１支持部により各第１シール部を各一方の部品と他方の部品に確実に密接することが可能になる。
又、各第２支持部により各第２シール部を第１密封環及び第２密封環に対して弾性的に保持し、第２シール部と第１密封環並びに第２シール部と第２密封環との接合間にスラリが入り込んでも各第２シール部の接合面が異物に対して弾性に凹むので、各接合面間の摩耗が効果的に防止できる。
更に、各第１弾性シール部及び第２弾性シール部は、各第１補強環及び第２補強環により弾性力が補強されるから、第１弾性シールリングと第２弾性シールリングの弾性力の大きさを正確に設計することが可能になる。更に、第１弾性体及び第２弾性体が応力緩和しても第１補強環及び第２補強環により第１密封環及び第２密封環に対する支持弾性力を長期に発揮させる効果が期待できる。
【００４７】
更に、本発明のシール装置によれば、第１補強環及び第２補強環に各スリット部又は切欠部を設けることにより、各第１補強環及び第２補強環の弾性力の大きさを加減して設計することが可能になる。この為に第１密封環及び第２密封環の各シール面に対して最適な弾発による支持を可能にする。更に、各第１弾性体及び第２弾性体と各第１補強環及び第２補強環とのスリット部を介した結合は、両部品の結合強度を向上させるとともに、接着力の悪い両部品でも結合させて弾性支持能力を向上させることが可能になる効果を奏する。
【００４８】
更に又、本発明のシール装置によれば、各第１弾性体及び第２弾性体の背面に各第１補強環及び第２補強環を接合することにより、各第１シール部を第１固定部と第２固定部に密接できるとともに、各第２シール部を第１密封環と第２密封環とに密接できるので、各接合力を向上させることが可能になる。更に、各第１シール部を第１固定部と第２固定部との接合間にスラリが入り込んでも、ゴム状の各第１シール部により、又、各第２シール部の第１密封環と第２密封環との接合間にスラリが入り込んでも、ゴム状の各第２シール部により、スラリによる摩耗を効果的に防止することが可能になる。
【００４９】
更に、本発明のシール装置によれば、第１補強環及び第２補強環の各第３支持部を円弧状又は複数段に折曲げることにより、各第２シール部の接合力を向上させるとともに、第１密封環及び第２密封環の各シール面が密接するような自由度のある弾性的な支持を可能になる効果が期待できる。
更に又、第１弾性体及び第２弾性体の肉厚を厚くするとともに、第１弾性体及び第２弾性体の対向する正面側に第１補強環及び第２補強環を埋設することにより、第１弾性部及び第２弾性部の弾性的な支持が発揮できる効果を奏する。そして、各第１弾性体及び第２弾性体のゴム状弾性力を柔らかくして各第１シール部及び第２シール部の接合面のスラリによる摩耗を防止するとともに、各第１シール部及び第２シール部の接合面のシール能力が向上できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施の形態のシール装置の半断面図である。
【図２】図１のシール装置を減速装置に取り付けた状態の半断面図である。
【図３】本発明に係る第２実施の形態のシール装置の第１弾性シールリングの半断面図である。
【図４】本発明に係る第３実施の形態のシール装置に用いられる第１弾性シールリングの半断面図である。
【図５】本発明に係る第４実施の形態のシール装置に用いられる第１弾性シールリングの半断面図である。
【図６】本発明に係る第５実施の形態のシール装置に用いられる第１弾性シールリングの半断面図である。
【図７】本発明に係る第６実施の形態のシール装置の半断面図である。
【図８】本発明に係わる第１関連技術のシール装置の断面図である。
【図９】本発明に係わる第２関連技術のシール装置の半断面図である。
【符号の説明】
１ シール装置
２ 第１弾性シールリング
３ 第２弾性シールリング
４ 第１密封環
４Ａ 第１シール面
４Ｂ 第１保持部
４Ｂ１ 第１角部
４Ｅ 第１内周面
５ 第２密封環
５Ａ 第２シール面
５Ｂ 第２保持部
５Ｂ１ 第２角部
５Ｅ 第２内周面
１２ 第１弾性体
１２Ａ 第１弾性シール部
１２Ｂ 第１シール部（第１外周シール部）
１２Ｃ 第２シール部（第２内周シール部）
１２Ｄ 第１接合部
１３ 第２弾性体
１３Ａ 第２弾性シール部
１３Ｂ 第１シール部（第１外周シール部）
１３Ｃ 第２シール部（第２内周シール部）
１３Ｄ 第２接合部
１５ 嵌着部
２０ Ｏリング
２２ 第１補強環
２２Ａ 第１弾性部
２２Ｂ 第１支持部（第１外周支持部）
２２Ｂ１ 第１補強部
２２Ｃ 第２支持部（第２内周支持部）
２２Ｃ１ 第２補強部
２２Ｄ 第３支持部（折曲支持部）
２２Ｅ 第４支持部（弾性支持部）
２３ 第２補強環
２３Ａ 第２弾性部
２３Ｂ 第１支持部（第１外周支持部）
２３Ｃ 第２支持部（第２内周支持部）
２３Ｄ 第３支持部（折曲支持部）
２３Ｅ 第４支持部（弾性支持部）
２５ 取付孔
２６ スリット部
５０ ローラ
５１ ブッシュ
５１Ａ 第１固定部
６０ 軸
６１ カバー
６１Ａ 第２固定部
７０ シール室
Ａ 大気連通路
Ｂ 内部室

Claims (5)

1. 相対回動する一方の部品と他方の部品との間をシールするシール装置であって、
   端面に第１シール面を有すると共に前記第１シール面と反対側に第１保持部を有する第１密封環、
   前記第１密封環の第１シール面に対向して密接可能な第２シール面を有すると共に前記第２シール面と反対側に第２保持部を有する第２密封環、
   前記第１密封環の第１シール面を前記第２密封環の第２シール面へ押圧する第１弾性シール部を有するとともに前記第１弾性シール部の一端に前記第１密封環の第１保持部に嵌着する第２シール部を有し且つ前記第１弾性シール部の他端に前記一方の部品に密着する第１シール部を有するゴム状弾性材製の第１弾性シールリング及び
   前記第２密封環の第２シール面を前記第１密封環の第１シール面へ押圧する第２弾性シール部を有するとともに前記第２弾性シール部の一端に前記第２密封環の第２保持部に嵌着する第２シール部を有し且つ前記第２弾性シール部の他端に前記他方の部品に密着する第１シール部を有するゴム状弾性材製の第２弾性シールリングを具備し、
   前記第１弾性シールリングには前記第１弾性シール部を補強する第１弾性部を有するとともに前記第１弾性部の一端に前記第１シール部を支持する第１支持部を有し且つ前記第１弾性部の他端に前記第２シール部を支持する第２支持部を有する第１補強環と、
   前記第２弾性シールリングには前記第２弾性シール部を補強する第２弾性部を有するとともに前記第２弾性部の一端に前記第１シール部を支持する第１支持部を有し且つ前記第２弾性部の他端に前記第２シール部を支持する第２支持部を有する第２補強環とを設けたことを特徴とするシール装置。
2. 前記第１補強環の第１弾性部及び第２補強環の第２弾性部の少なくとも一方の弾性部には周面に沿って複数に切欠部又はスリット部を有することを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
3. 前記第１弾性シールリングは第１補強環を被密封流体側と反対の背面に接合しているとともに、第２弾性シールリングは第２補強環を被密封流体側と反対の背面に接合していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシール装置。
4. 前記各第２支持部が円弧状又は複数段に折り曲げられているとともに前記第２シール部に埋設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のシール装置。
5. 前記第１弾性シールリングには前記第１弾性シールリングの肉厚の中立面より被密封流体側に第１補強環が埋設されているとともに、第２弾性シールリングには前記第２弾性シールリングの肉厚の中立面より被密封流体側に第２補強環が埋設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項４に記載のシール装置。

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