JP2005030558A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな装着スペースで、高圧の密封対象液に対する優れた密封性能を奏し得る密封装置１を提供する。
【解決手段】 基部１１１に補強リング１１３が一体に埋設され、軸方向外側を向いたシールリップ１１２が回転軸３の外周面に密接されるオイルシール１１と、このオイルシール１１の基部１１１に、シールリップ１１２の軸方向内側に位置して固定され、補強リング１１３の突起１１３ｃと、切欠１２ｃとの嵌合によって回り止めされ、内周面１２ａが回転軸３の外周面に密接される合成樹脂リング１２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、アンチロックブレーキ装置（以下、ＡＢＳと略称する）のポンプの軸封手段等、高圧条件での使用に有用な密封装置に関する。

ＡＢＳのブレーキ油圧を供給する油圧ポンプの回転軸の密封手段としては、特許文献１の第２図に参照符号９３で示されるように、従来、オイルシールが用いられている。
特開平１１−３０３７７１号公報（第２図）

しかし、この種の油圧ポンプにおいては、軸封部に７ＭＰａ程度の油圧が作用するため、通常は、オイルシールの内側に、減圧用シールを併設している。図３は、オイルシールの内側に減圧シールを併設した油圧ポンプの一部を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図で、図における参照符号１０１はポンプハウジング、１０２は回転軸、１０３は回転軸１０２の軸端外周を密封するオイルシール、１０４はオイルシール１０３の内側に配置された減圧シール、１０５は、減圧シール１０４の軸方向内側に配置されて、回転軸１０２を軸支するベアリングである。

オイルシール１０３は、既知の構造を備えるものであって、回転軸１０２の外周面に摺動自在に密接する主リップ１０３ａが、機内を向いていて、その外周には回転軸１０２に対する主リップ１０３ａの緊迫力を補償するエキステンションスプリング１０３ｂが装着されている。一方、減圧シール１０４は、ＰＴＦＥ等の低摩擦合成樹脂からなり回転軸１０２に摺動自在に外挿された摺動リング１０４ａの外周に、ゴム状弾性材料からなる弾性リング１０４ｂを装着したものである。摺動リング１０４ａは、切欠部１０４ｃにおいてハウジング１０１側と係合し、回り止めされている。

しかし、図示の構造によれば、オイルシール１０３と減圧シール１０４を併設することによって、軸封部のスペースが軸方向に増大してしまう問題がある。また、減圧シール１０４は、減圧を主な目的とするものではあるが、オイルシール１０３側への油の通過量は微量であり、減圧シール１０４のみでも比較的優れた密封性能を奏するものである。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、小さな装着スペースで、高圧の密封対象液に対する優れた密封性能を奏し得る密封装置を提供することにある。

上述の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封装置は、外周の基部に補強リングを一体に有し、内周のシールリップが回転軸の外周面に密接されるオイルシールと、前記基部に、前記シールリップの軸方向内側に位置して固定され、内周面が前記回転軸の外周面に密接される合成樹脂リングとを備えるものである。

請求項２の発明に係る密封装置は、請求項１に記載された構成において、シールリップが軸方向外側を向いているものである。

請求項３の発明に係る密封装置は、請求項１又は２に記載された構成において、補強リングに突設され軸方向へ延びる突起と、合成樹脂リングの外周面に形成され軸方向へ延びる切欠との嵌合により、オイルシールに対して前記合成樹脂リングが回り止めされたものである。

請求項４の発明に係る密封装置は、請求項１〜３のいずれかに記載された構成において、オイルシールと、合成樹脂リングとの間の空間に、グリースが充填されたものである。

請求項１の発明に係る密封装置によれば、合成樹脂リングは、その内周を軸方向外側へ通過しようとする密封対象液の漏れ圧力を、著しく減圧することができるため、その外側のオイルシールのシールリップを低負荷に維持すると共に、優れた密封機能を奏することができる。そして、オイルシールと合成樹脂リングが互いに固定されてユニット化されるため、装着スペースを軸方向に縮小することができる。

請求項２の発明に係る密封装置によれば、オイルシールのシールリップが軸方向外側を向いているため、シールリップの軸方向内側が負圧になった時の外部空気やダストの侵入を防止することができる。

請求項３の発明に係る密封装置によれば、オイルシールの補強リングから軸方向へ延びる突起と、合成樹脂リングの外周面に軸方向に形成された切欠とを嵌合するだけで、オイルシールと合成樹脂リングの一体化が図れるため、組立作業を容易迅速に行うことができる。

請求項４の発明に係る密封装置によれば、オイルシールのシールリップと合成樹脂リングとの間に充填したグリースによって、前記シールリップが良好に潤滑されると共に、前記シールリップと軸外周面との間に前記グリースによる潤滑膜が介在されることによって、一層優れた密封性を奏することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態による密封装置について、図面にしたがって説明する。まず図１は、本発明に係る密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。

本発明に係る密封装置１は、図１に示されるように、オイルシール１１と、このオイルシール１１と互いに嵌合状態に固定される合成樹脂リング１２とからなる。

オイルシール１１は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、外周の基部１１１と、その軸方向一端、すなわち装着状態において軸方向外側（以下、機外側という）を向く端部から内周側へ延びるシールリップ１１２を有する。シールリップ１１２は、装着状態において機外側を向くように傾斜した断面形状に形成されている。

オイルシール１１の基部１１１からシールリップ１１２の外周部にかけて、鋼板等の金属板の打ち抜きプレス成形により製作した補強リング１１３が埋設一体化されており、前記基部１１１のうち、補強リング１１３の外周側に位置する部分は、外周シール部１１１ａとなっている。また、シールリップ１１２と反対側を向いた補強リング１１３の端部、言い換えれば、シールリップ１１２の外周部に埋設された補強リング１１３のフランジ部１１３ａと反対側の最大径部１１３ｂの端部からは、軸方向に延びる複数の突起１１３ｃが、円周方向等間隔で突設形成されている。

このオイルシール１１は、所定の金型（不図示）内に、予め加硫接着剤を塗布した補強リング１１３をセットし、型閉じ状態においてこの補強リング１１３の周囲に画成された環状のキャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、補強リング１１３を埋設一体化した状態で環状に加硫成形されたものである。なお、図１における参照符号１１１ｂは、前記金型内で補強リング１１３を支持するための支持手段の存在による成形痕である。

合成樹脂リング１２は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料で環状に成形されたものであって、内周面１２ａが円筒面をなし、軸方向両端面は、軸心に対して垂直な平面をなしている。また、外周面には、円周方向へ連続した（環状の）嵌合凹部１２ｂと、この嵌合凹部１２ｂから円周方向等間隔で軸方向に延びる複数の切欠１２ｃが形成されている。嵌合凹部１２ｂには、オイルシール１１の基部１１１におけるシールリップ１１２と反対側の端部、詳しくは、補強リング１１３の最大径部１１３ｂの内周側に被着されたゴム層１１１ｃが密嵌されており、各切欠１２ｃには、補強リング１１３の端部から軸方向へ延びる複数の突起１１３ｃが、それぞれ嵌合されている。

次に、図２は、本発明に係る密封装置１をＡＢＳ用油圧ポンプの軸封手段として装着した状態を、その軸心を通る平面で切断して示す部分断面図である。この図において、参照符号２は、ＡＢＳのブレーキ油圧を供給する油圧ポンプのポンプハウジング、３は、このポンプハウジング２の軸孔に挿通されて、図示されていないハウジング内部のインナーロータ及びアウターロータを回転させる回転軸、４は回転軸３をポンプハウジング２の軸孔内周に軸支するベアリングである。そして上述の構成を備える密封装置１は、ベアリング４の機外側でポンプハウジング２の軸孔端部に拡張形成されたシール装着部に、オイルシール１１が相対的に機外側、合成樹脂リング１２が相対的に軸方向内側（以下、機内側という）となるように装着される。

この装着状態において、オイルシール１１の基部１１１は、ポンプハウジング２におけるシール装着部の円筒状嵌着面２ａに圧入されている。詳しくは、基部１１１の外周に露出した補強リング１１３の最大径部１１３ｃの外周面が、前記嵌着面２ａに適当な締め代をもって圧入されており、前記基部１１１における外周シール部１１１ａが、補強リング１１３との間で径方向に適当に圧縮された状態で前記嵌着面２ａに密接している。また、機外側を向いたシールリップ１１２の内周縁は、適当な締め代をもって、回転軸３の外周面に密接されている。

一方、合成樹脂リング１２は、先に説明したように、環状の嵌合凹部１２ｂがオイルシール１１の基部１１１の端部に密嵌され、各切欠１２ｃがオイルシール１１の補強リング１１３の各突起１１３ｃと嵌合されると共に、各切欠１２ｃ，１２ｃ間に相当する突部１２ｄの外周面が、前記嵌着面２ａに密接している。また、合成樹脂リング１２の円筒状の内周面１２ａは、回転軸３の外周面に緩く密接されている。

回転軸３の外周であって、オイルシール１１の基部１１１及びシールリップ１１２と、合成樹脂リング１２との間に画成された環状の空間１ａには、オイルシール１１のシールリップ１１２と回転軸３の外周面との間を潤滑するグリース５が充填されている。

なお、図２における参照符号６はポンプハウジング２における軸孔のシール装着部の外側内周面に形成された環状溝２ｂに嵌着されたスナップリングで、密封装置１は、このスナップリング６によって、環状のスペーサ６１を介して抜け止めされている。また、オイルシール１１における補強リング１１３の各突起１１３ｃの先端及び合成樹脂リング１２の機内側端面１２ｅの外周部は、前記シール装着部の機内側の段差面２ｃによって、機内側への移動が規制されている。

上述の装着状態において、密封装置１は、ポンプ内の油（ブレーキフルード）を密封対象とするものであり、密封装置１における合成樹脂リング１２の機内側端面１２ｅに作用する油圧は、最大で７ＭＰａ程度に達する。また、回転軸３は4000ｒｐｍ程度で回転され、これを軸支するベアリング４には、前記油の一部が供給され、潤滑されている。

そして、密封装置１は、合成樹脂リング１２の外周の一部がオイルシール１１の基部１１１の内周に密嵌された状態で、切欠１２ｃと補強リング１１３の突起１１３ｃとの嵌合により、オイルシール１１と合成樹脂リング１２が互いにユニット化されたものであるため、先に説明した従来技術を示す図３のように、オイルシール１０３と、減圧シール１０４を軸方向に併設した場合に比較して、軸方向の装着スペースを著しく縮小することができる。また、オイルシール１１と合成樹脂リング１２は、軸方向に互いに嵌合するだけで、容易・迅速に組み立てることができる。

密封装置１における合成樹脂リング１２は、その内周面１２ａが回転軸３の外周面に緩く密接した状態にあるため、両者間の間隙は極めて微小であり、この間隙を機外側（空間１ａ側）へ通過しようとする密封対象油の漏れ圧力を、著しく減圧するので、良好なシール機能を奏する。そして、合成樹脂リング１２の内周面１２ａと回転軸３の外周面との間は、介入する油膜によって潤滑され、しかも合成樹脂リング１２自体がＰＴＦＥ等の低摩擦係数の材質からなるため、摺動による負荷を著しく低いものとすることができる。合成樹脂リング１２の外周の切欠１２ｃが、最大径部１１３ｂにおいてポンプハウジング２におけるシール装着部の嵌着面２ａに圧入された補強リング１１３の突起１１３ｃと嵌合しているので、合成樹脂リング１２が、回転軸３の外周面との摺接によって共回りすることはない。

機外側のオイルシール１１は、合成樹脂リング１２の内周から空間１ａへ僅かに漏出した密封対象油を密封すると共に、外部からのダスト等の侵入を遮断するものである。オイルシール１１のシールリップ１１２は、機外側を向いているものではあるが、空間１ａへ僅かに漏出する密封対象油は著しく減圧され、空間１ａには、機内の油圧が作用しないため、十分なシール機能を奏することができる。

また、合成樹脂リング１２の外周面及び突起１１３ｃの外周から補強リング１１３の最大径部１１３ｂの外周へ侵入した密封対象油は、ポンプハウジング２におけるシール装着部の円筒状嵌着面２ａに圧縮状態で密接している外周シール部１１１ａによって、機外側への漏出が遮断される。また、合成樹脂リング１２の切欠１２ｃとこれに嵌合した突起１１３ｃとの間から侵入した密封対象油は、オイルシール１１の基部１１１における補強リング１１３の内周側のゴム層１１１ｃと、合成樹脂リング１２の嵌合凹部１２ｂとの密嵌部において、空間１ａへの漏洩を遮断される。

オイルシール１１のシールリップ１１２は、機外側を向いているため、例えば低温によって機内空間が負圧になった場合には、大気の圧力との差圧が、シールリップ１１２に回転軸３に対する緊迫力を増大するように作用するので、機内への外気の侵入を有効に防止することができる。またこのため、オイルシール１１のシールリップ１１２には、図３に示される従来のオイルシールのようなエキステンションスプリングによる緊迫力の増強が不要であり、したがって回転軸３との摺動による負荷が小さく、その結果、発熱や摩耗による劣化を抑制することができる。

本発明に係る密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置１をＡＢＳ用油圧ポンプの軸封手段として装着した状態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 オイルシールの内側に減圧シールを併設した油圧ポンプの一部を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

符号の説明

１ 密封装置
１ａ 空間
１１ オイルシール
１１１ 基部
１１１ａ 外周シール部
１１２ シールリップ
１１３ 補強リング
１１３ａ フランジ部
１１３ｂ 最大径部
１１３ｃ 突起
１２ 合成樹脂リング
１２ａ 内周面
１２ｂ 嵌合凹部
１２ｃ 切欠
１２ｄ 突部
１２ｅ 機内側端面
２ ポンプハウジング
２ａ 嵌着面
３ 回転軸
４ ベアリング
５ グリース
６ スナップリング
６１ スペーサ

Claims (4)

1. 外周の基部（１１１）に補強リング（１１３）を一体に有し、内周のシールリップ（１１２）が回転軸（３）の外周面に密接されるオイルシール（１１）と、前記基部（１１１）に、前記シールリップ（１１２）の軸方向内側に位置して固定され、内周面（１２ａ）が前記回転軸（３）の外周面に密接される合成樹脂リング（１２）とを備えることを特徴とする密封装置。
2. シールリップ（１１２）が軸方向外側を向いていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 補強リング（１１３）に突設され軸方向へ延びる突起（１１３ｃ）と、合成樹脂リング（１２）の外周面に形成され軸方向へ延びる切欠（１２ｃ）との嵌合により、オイルシール（１１）に対して前記合成樹脂リング（１２）が回り止めされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置。
4. オイルシール（１１）と、合成樹脂リング（１２）との間の空間（１ａ）に、グリース（５）が充填されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の密封装置。

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