JP2007198478A

JP2007198478A - 密封装置

Info

Publication number: JP2007198478A
Application number: JP2006016746A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Monma; 弘明門馬
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】本発明は、相対回転若しくは揺動する固定部と移動部の何れか一方に装着され、外部から内部への泥水等の異物の浸入及び内部から外部への油等の漏洩を効果的に防止すること。
【解決手段】合成樹脂製リング（４）外周面と一体接合したゴム状弾性材製リング（６）とを備えた密封装置であって、合成樹脂製リング（４）は、他方の部材（２）に面した第一の環状傾斜面（１１）と、前記ゴム状弾性材製リング（６）と接合している第二の環状傾斜面（１２）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に関する。
また、本発明は、軸封装置として用いて有用な密封装置に関する。
更に、本発明は、回転、揺動する油空圧機器の相対部材間からの漏洩を防止する密封装置に関する。そして、片側圧の往復運動用でも使用が可能である。
更にまた、本発明は、相対回転若しくは揺動する固定部と移動部の何れか一方に装着され、外部から内部への泥水等の異物の浸入及び内部から外部への油等の漏洩を効果的に防止する密封装置に関する。
特に、スイベルジョイントのような揺動回転する箇所のシール、工作機械の回転継ぎ手部や主軸・刃物台用シール、建設機械のスイベルジョイントシール、一般機械の回転継ぎ手用シール等に効果的に用いられる。

従来、第二図に示す密封装置が知られている。
この種密封装置は、相対回転する他方の部材２００に設けた環状溝３００内に、0リング形状のゴム状弾性材製リング６００と略円筒形状の合成樹脂製リング４００とが配置されている。
そして、ゴム状弾性材製リング６００は、環状溝３００の底部５００と合成樹脂製リング４００の内周面との間に配置され、合成樹脂製リング４００の外周面を一方の部材１００の内周面に押圧する働きをしている。
第二図に示す密封装置の改良として、特開平８−２５４２７２号公報に示される密封装置が知られている。

更に、従来、第三図に示す密封装置が知られている。
この種密封装置は、相対回転する他方の部材１００に設けた環状溝３００内に、角リング形状のゴム状弾性材製リング６００と略円筒形状の合成樹脂製リング４００とが配置されている。
そして、ゴム状弾性材製リング６００は、環状溝３００の底部５００と合成樹脂製リング４００の外周面との間に配置され、合成樹脂製リング４００の内周面を他方の部材２００の外周面に押圧する働きをしている。このゴム状弾性材製リング６００と合成樹脂製リング４００は一体接合されている。

更にまた、従来、第三図に示される密封装置を更に改良した密封装置として、第四図に示す密封装置が知られている。
この種密封装置は、相対回転する他方の部材１００に設けた環状溝３００内に、角リング形状のゴム状弾性材製リング６００と略円筒形状の合成樹脂製リング４００とが配置されている。
そして、ゴム状弾性材製リング６００は、環状溝３００の底部５００と合成樹脂製リング４００の外周面との間に配置され、合成樹脂製リング４００の内周面を他方の部材２００の外周面に押圧する働きをしている。
第三図に示される密封装置と相違する点は、ゴム状弾性材製リング６００と略円筒形状の合成樹脂製リング４００とが接している面が傾斜している点、ゴム状弾性材製リング６００と合成樹脂製リング４００とが一体接合されていない点、及び合成樹脂製リング４００の高圧側８００内周側端部に、高圧流体を導入する為の環状切欠き部７００を設けている点である。

特開平１１−２４８００３号公報特開平０８−２５４２７２号公報実開昭６２−６８０７４号明細書

しかしながら、上述した第二図に示す従来の密封装置では、ゴム状弾性材製リング６００と合成樹脂製リング４００との間で相対摺動が生じ、ゴム状弾性材製リング６００が早期に摩耗損傷する問題が生じていた。
特に、合成樹脂製リング４００の材質として低摩擦材である弗素樹脂を使用した場合には顕著で有った。
また、合成樹脂製リング４００の外周面が一方の部材１００と全面で接する態様となっているため、合成樹脂製リング４００の外周面と一方の部材１００との間に良好なシール性を発揮する面圧分布を形成する事が困難であった。

第二図に示す従来の密封装置に比べ、特開平８−２５４２７２号公報に示される密封装置は、良好なシール性を発揮する面圧分布を形成する事は可能であるが、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間が一体接合されていない為、第二図に示す従来の密封装置と同様、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間で相対摺動が生じ、ゴム状弾性材製リングが早期に摩耗損傷する問題は解決できなかった。

第二図に示す従来の密封装置に比べ、第三図に示される密封装置は、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間が一体接合されているため、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間で相対摺動が生じ、ゴム状弾性材製リングが早期に摩耗損傷する問題は解決できたが、合成樹脂製リング４００の内周面が他方の部材２００と全面で接する態様となっているため、合成樹脂製リング４００の外周面と他方の部材２００との間に良好なシール性を発揮する面圧分布を形成する事が困難である問題は解決できなかった。

第三図に示される密封装置を更に改良した第四図に示す密封装置は、高圧が作用した状態での合成樹脂製リング４００の他方の部材２００との接触状態が、第二図乃至第三図に示される密封装置と変わらないため、良好なシール性を発揮する面圧分布を形成する事が困難である問題は解決できなかった。また、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間が一体接合されていないため、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間で相対摺動が生じ、ゴム状弾性材製リングが早期に摩耗損傷する問題も解決できていない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、シールリップが油膜を掻き出すことがなく、良好な密封性能が維持できる密封装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、摩擦力の低減と摩耗の抑止が期待できる密封装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、高圧の流体圧が作用しても、シールリップの変形を抑止できる密封装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、密封性を損なうことなく、低摩擦性を達成した密封装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、シールリップ内の内部応力の集中が回避できる密封装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、シールリップの密封性能を低下させる事なく、シールリップの摩擦抵抗を低減させた密封装置を提供することを目的とする。

本発明の密封装置は、相対移動するに部材のうちの何れか一方の部材に設けた環状溝内に保持され、他方の部材と摺接する合成樹脂製リングと、前記合成樹脂製リングと前記環状溝の底部との間に配置され、前記合成樹脂製リング外周面と一体接合したゴム状弾性材製リングとを備えた密封装置であって、前記合成樹脂製リングは、前記環状溝の低圧側側面に当接している軸方向端面と、前記他方の部材と密封摺接している環状周面と、前記軸方向端面と前記環状周面とを結ぶ前記他方の部材に面した第一の環状傾斜面と、前記軸方向端面と前記環状周面とを結ぶ前記ゴム状弾性材製リングと接合している第二の環状傾斜面とを有し、前記ゴム状弾性材製リングは、前記底部と密接する環状面と、前記環状の低圧側側面と密接する軸方向面とを有していることを特徴とする。

本発明の密封装置によれば、前記第一の環状傾斜面と前記第二の環状傾斜面とが略並行することにより、製作が容易で安定したシール性能を発揮することができる。

本発明の密封装置によれば、前記ゴム状弾性材製リングは前記環状周面の高圧側端部が面取りされていることにより、摺動面における良好な潤滑が維持出来ることにより、良好なシール性能が確保できるとともに、トルクの低下を図ったものである。

本発明の密封装置によれば、前記ゴム状弾性材製リングは前記合成樹脂製リングの第二の環状傾斜面全面と一体接合していることにより、前記ゴム状弾性材製リングと前記合成樹脂製リングとの間が強固に一体化されているため、この間における、供回りによる不具合を確実に解消できる。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の密封装置によれば、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間が強固に一体化されているため、この間における、供回りによる不具合を確実に解消でき、安定したシール性能が長期間維持出来る。
また、請求項２記載の発明の密封装置によれば、製作が容易で安定したシール性能を発揮することができる。
更に、請求項３記載の発明の密封装置によれば、摺動面における良好な潤滑が維持出来ることにより、良好なシール性能が確保できるとともに、トルクの低下が期待できる。
更に、請求項４記載の発明の密封装置によれば、ゴム状弾性材製リングと合成樹脂製リングとの間が強固に一体化されているため、この間における、供回りによる不具合を確実に解消できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
第１図に基づき発明を実施するための最良の形態について説明する。
相対回転する二部材１、２のうちの固定側の一方の部材１に設けた環状溝３内に保持され、回転する他方の部材２と摺接する合成樹脂製リング４と、合成樹脂製リングと環状溝３の底部５との間に配置され、合成樹脂製リング４外周面の外周面と接着剤を介して一体接合したゴム状弾性材製リング６とを備えた密封装置であって、合成樹脂製リング４は、環状溝３の低圧側７側面に当接している軸方向端面９と、回転する他方の部材２と密封摺接している環状周面１０と、前記軸方向端面９と前記環状周面１０とを結ぶ前記他方の部材２に面した第一の環状傾斜面１１と、前記軸方向端面９と前記環状周面１０とを結ぶ前記ゴム状弾性材製リング６と接合している第二の環状傾斜面１２とを有している。

この第一の環状傾斜面１１と第二の環状傾斜面１２とは、互いに平行な傾斜面となっている。
ゴム状弾性材製リング６は、第二の環状傾斜面１２の全面と接着剤を介して一体焼き付けされている。従って、加圧流体の作用を受けると（図上軸腺に平行な矢印）、ゴム状弾性材製リング６は、底部５および軸方向面１４の両方に押し付けられるとともに、合成樹脂製リング４の第二の環状傾斜面１２に押し付けられる（図上軸線に傾斜した矢印）。
この結果、合成樹脂製リング４とゴム状弾性材製リング６との間の剥離が防止出来るとともに、たとえゴム状弾性材製リング６が劣化して弾性を失ったとしても、良好な密封性能を維持できる。
また、ゴム状弾性材製リング６の軸方向幅と、合成樹脂製リング４の軸方向幅とは略同一の幅を有している。従って、両リング６、４の軸方向両端面は、同一平面上にあり、軸線に対し直行する面となっている。
合成樹脂製リング４の材質としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が適宜、使用用途に応じ選択して用いられるが、特にポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
ゴム状弾性材製リング６の材質としては、二トリルゴム、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、シリコーンゴム、弗素ゴム等が適宜、使用用途に応じ選択して用いられる。

ゴム状弾性材製リング６は、底部５と密接する環状面１３と、環状溝３の低圧側７側面と密接する軸方向面１４とを有している。
合成樹脂製リング４は環状周面１０の高圧側８端部１５が面取りされている。面取りを施さない場合、他方の部材２との接触面積が大きくなり、また合成樹脂製リング４の剛性も高くなる為、結果としてトルクが高くなる可能性がある。
そして、この端部１５面取り部の軸線となす角度は、通常４５°で、第一の環状傾斜面１１が軸線となす角度よりも大きくなっていることが、シール性を高める上で好ましい。

以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、高圧側８からの圧力は、ゴム状弾性材製リング６を介して、第一図の矢印で示す様に、合成樹脂製リング４の第二の環状傾斜面１２を押圧する。そして、第一の環状傾斜面１１が存在する為、その分力として、合成樹脂製リング４の低圧側７の軸方向端面９を環状溝３の低圧側７側面に押し付けると共に、合成樹脂製リング４の環状周面１０を他方の部材２の周面に押し付ける。
この為、軸方向端面９及び環状周面１０に、第一図の矢印に示す、良好な密封面圧が発生する。そして、この密封面圧は、低圧側７と高圧側８との圧力差に比例して発生する為、高圧領域においても安定したシール性能が維持出来る。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

密封装置にかかる発明の実施の形態を示す半断面図である。密封装置にかかる従来技術を示す半断面図である。密封装置にかかる他の従来技術を示す半断面図である。密封装置にかかる更に他の従来技術を示す半断面図である。

符号の説明

１‥‥一方の部材
２‥‥他方の部材
３‥‥環状溝
４‥‥合成樹脂製リング
５‥‥底部
６‥‥ゴム状弾性材製リング
７‥‥低圧側
８‥‥高圧側
９‥‥軸方向端面
１０‥‥環状周面
１１‥‥第一の環状傾斜面
１２‥‥第二の環状傾斜面
１３‥‥環状面
１４‥‥軸方向面
１５‥‥端部

Claims

相対移動する二部材（１）（２）のうちの何れか一方の部材（１）に設けた環状溝（３）内に保持され、他方の部材（２）と摺接する合成樹脂製リング（４）と、前記合成樹脂製リング（４）と前記環状溝（３）の底部（５）との間に配置され、前記合成樹脂製リング（４）の外周面と一体接合したゴム状弾性材製リング（６）とを備えた密封装置であって、前記合成樹脂製リング（４）は、前記環状溝（３）の低圧側（７）側面に当接している軸方向端面（９）と、前記他方の部材（２）と密封摺接している環状周面（１０）と、前記軸方向端面（９）と前記環状周面（１０）とを結ぶ前記他方の部材（２）に面した第一の環状傾斜面（１１）と、前記軸方向端面（９）と前記環状周面（１０）とを結ぶ前記ゴム状弾性材製リング（６）と接合している第二の環状傾斜面（１２）とを有し、前記ゴム状弾性材製リング（６）は、前記底部（５）と密接する環状面（１３）と、前記環状溝（３）の低圧側（７）側面と密接する軸方向面（１４）とを有していることを特徴とする密封装置。
前記第一の環状傾斜面（１１）と前記第二の環状傾斜面（１２）とが略並行であることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
前記ゴム状弾性材製リング（６）は前記環状周面（１０）の高圧側（８）端部（１５）が面取りされていることを特徴とする請求項１乃至２記載の密封装置。
前記ゴム状弾性材製リング（６）は前記合成樹脂製リング（４）の第二の環状傾斜面（１２）の全面と一体接合していることを特徴とする請求項１乃至３記載の密封装置。