JP2007211799A

JP2007211799A - 密封装置

Info

Publication number: JP2007211799A
Application number: JP2006029524A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Nakazono; 直彦中園
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】シール機能を発揮しつつ、反発力の低下を図った密封装置を提供する。
【解決手段】先端の周縁に沿って環状の切欠２１が設けられた第１部材２０と、第１部材２０の切欠２１の周面部２１ａと対向する周面部３１を有する第２部材３０と、第１部材２０の切欠２１の平面部２１ｂと対向する平面部４１を有する第３部材４０の各部材間の隙間を封止する密封装置１０において、第２部材３０の周面部３１に密着する第１シール部１１と、第１シール部１１から第３部材４０の平面部４１に向かって、第２部材３０の周面部３１から離れる方向に伸び、第３部材４０の平面部４１に密着する、可撓性を有する第２シール部１２と、第１シール部１１から切欠２１の平面部２１ｂに向かって、第２部材３０の周面部３１から離れる方向に伸び、切欠２１の平面部２１ｂに密着する、可撓性を有する第３シール部１３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、３部材における各部材間の隙間を封止する密封装置に関するものである。

この種の従来例に係る密封装置ついて、図４及び図５を参照して説明する。図４は従来例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。図５は従来例に係る密封装置のメカニズム説明図である。

従来例に係る密封装置１００は、第１部材２０と第２部材３０と第３部材４０の各部材間の隙間（すなわち、第１部材２０と第２部材３０との間の隙間，第２部材３０と第３部材４０との間の隙間、及び第３部材４０と第１部材２０との間の隙間）を封止するために用いられるものである。

第１部材２０は、図中下方に中心軸を有する円柱部又は円筒部を備える部材であり、先端の周縁（具体的には外周縁）に沿って環状の切欠２１が設けられている。第２部材３０は、第１部材２０が挿通される挿通孔が形成された円筒部を備える部材である。第３部材４０は、第１部材３０の円筒部の先端面及び第２部材３０の円筒部の先端面に対向する平面部を備える部材である。

密封装置１００は、第１部材２０の切欠２１の周面部（具体的には外周面部）と、これに対向する第２部材３０の周面部（具体的には内周面部）と、第１部材２０の切欠２１の平面部と、これに対向する第３部材４０の平面部によって形成される断面形状が略矩形の環状隙間に配置される。

そして、密封装置１００における本体部１０１の第１シール面１０１ａが第２部材３０の周面部に密着し、第２シール面１０１ｂが第３部材４０の平面部に密着し、第３シール面１０１ｃが第１部材２０の切欠２１の平面部に密着することによって、３部材（第１部材２０，第２部材３０，第３部材４０）の各部材間の隙間を封止する。

ここで、従来例に係る密封装置１００の本体部１０１においては、図５に示すように、第２シール面１０１ｂと第３シール面１０１ｃが矢印Ｐ方向に押されて、本体部１０１が軸方向に圧縮する。そして、これに伴って本体部１０１は矢印Ｙに示すように径方向（内径側及び外径側）に膨張する。従来例に係る密封装置１００においては、この本体部１０１の膨張を利用して、第１シール面１０１ａが第２部材３０の周面部に密着するようにしている。

このように、本体部１０１における軸方向の圧縮に伴う径方向の膨張により、シール機能を発揮させるようにしているため、本体部１０１は、径方向の厚みに比べて軸方向の長さが大きな形状となる。そのため、本体部１０１のみでは、密封装置自体が環状隙間内で倒れ易くなってしまうため、倒れを防止するための突起１０２が設けられている。

以上のように構成される密封装置１００の場合、第１シール面１０１ａによるシール機能を十分に発揮させるためには、本体部１０１の径方向の膨張量を大きくしなければならない。そして、この膨張量を大きくするためには、本体部１０１の軸方向の圧縮量を大きくしなければならず、本体部１０１の軸方向の反発力を大きくする必要がある。

以上のように、従来例に係る密封装置１００の場合、シール機能を十分に発揮させるた
めに、本体部１０１の軸方向の反発力を大きくしなければならない。そのため、密封装置１００が密着する各部材（特に、第１部材２０と第３部材４０）には、大きな反発力が作用する。従って、各部材が変形してしまったり、変形を防止するために各部材の素材や形状寸法の制約が大きくなってしまったり、各部材の組み込み作業性が低下してしまったりすることが問題となっている。

なお、関連する技術としては、特許文献１に開示されたものがある。
特開２００５−２８９１６５号公報

本発明の目的は、シール機能を発揮しつつ、反発力の低下を図った密封装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本願発明の密封装置は、
先端の周縁に沿って環状の切欠が設けられた第１部材と、第１部材の切欠の周面部と対向する周面部を有する第２部材と、第１部材の切欠の平面部と対向する平面部を有する第３部材の各部材間の隙間を封止する密封装置において、
第２部材の周面部に密着する第１シール部と、
第１シール部から第３部材の平面部に向かって、第２部材の周面部から離れる方向に伸び、第３部材の平面部に密着する、可撓性を有する第２シール部と、
第１シール部から前記切欠の平面部に向かって、第２部材の周面部から離れる方向に伸び、該切欠の平面部に密着する、可撓性を有する第３シール部と、
を備えることを特徴とする。

本願発明によれば、第２シール部と第３シール部は、いずれも各密着面に向けて、第２部材の周面部から離れる方向に伸び、かつ、可撓性を有する構成のため、第２シール部と第３シール部に対して圧縮するように力が作用した場合の反発力を抑制することができる。また、これらの撓み変形に伴って、第１シール部が第２部材の周面部に向かって移動するように変形するため、第１シール部によるシール機能を発揮させることができる。

また、前記切欠の周面部に当接可能に設けられ、密封装置自体の倒れを防止する突起を備えるとよい。

これにより、シール機能を安定的に発揮させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、シール機能を発揮しつつ、反発力の低下を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封装置の模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例に係る密封装置のメカニズム説明図である。

＜密封装置の構成＞
図１に示すように、本実施例に係る密封装置１０は、ゴム状弾性体から構成されるもので、第１シール部１１と、第１シール部１１の両側に対称的にそれぞれ設けられる第２シール部１２及び第３シール部１３と、第１シール部１１の反対側に設けられる倒れ防止用の突起１４とを備えている。第２シール部１２及び第３シール部１３は可撓性を有している。

＜密封装置の使用状態＞
図２を参照して、本実施例に係る密封装置１０の使用状態について説明する。本実施例に係る密封装置１０は、第１部材２０と第２部材３０と第３部材４０の各部材間の隙間（すなわち、第１部材２０と第２部材３０との間の隙間，第２部材３０と第３部材４０との間の隙間、及び第３部材４０と第１部材２０との間の隙間）を封止するために用いられるものである。

第１部材２０は、図中下方に中心軸を有する円柱部又は円筒部を備える部材であり、先端の周縁（具体的には外周縁）に沿って環状の切欠２１が設けられている。第２部材３０は、第１部材２０が挿通される挿通孔が形成された円筒部を備える部材である。第３部材４０は、第１部材３０の円筒部の先端面及び第２部材３０の円筒部の先端面に対向する平面部４１を備える部材である。

本実施例に係る密封装置１０は、第１部材２０の切欠２１の周面部（具体的には外周面部）２１ａと、これに対向する第２部材３０の周面部（具体的には内周面部）３１と、第１部材２０の切欠２１の平面部２１ｂと、これに対向する第３部材４０の平面部４１によって形成される断面形状が略矩形の環状隙間に配置される。

そして、密封装置１０における第１シール部１１の先端面１１ａが第２部材３０の周面部３１に密着し、第２シール部１２の先端面１２ａが第３部材４０の平面部４１に密着し、第３シール部１３の先端面１３ａが第１部材２０の切欠２１の平面部２１ｂに密着することによって、３部材（第１部材２０，第２部材３０，第３部材４０）の各部材間の隙間を封止する。

ここで、図２から分かるように、第２シール部１２は、第１シール部１１から第３部材４０の平面部４１に向かって、第２部材３０の周面部３１から離れる方向に伸び、第３部材４０の平面部４１に密着するように構成される。また、第３シール部１３は、第１シール部１１から切欠２１の平面部２１ｂに向かって、第２部材３０の周面部３１から離れる方向に伸び、切欠２１の平面部２１ｂに密着するように構成される。

なお、図２においては、突起１４は切欠２１の周面部（具体的には、外周面部）２１ａに当接している様子を示している。しかしながら、突起１４は、密封装置１０が倒れようとした場合に、この周面部２１ａに当接して、密封装置１０の倒れを防止すればよい。従って、密封装置１０が倒れていない状態においては、突起１４の先端は周面部２１ａから多少離れていても良い。

＜密封装置のメカニズム＞
特に、図２及び図３を参照して、本実施例に係る密封装置１０のメカニズムについて説
明する。

密封装置１０が所定の装着位置に装着されると、密封装置１０に対しては、軸方向に圧縮力が作用する。すなわち、第３部材４０の平面部４１と第１部材２０の切欠２１の平面部２１ｂによって、第２シール部１２と第３シール部１３を圧縮するように（図３中、矢印Ｐ方向に）力が作用する。これにより、可撓性を有する第２シール部１２及び第３シール部１３は、それぞれ図３中矢印Ｑ方向に撓むように変形する。

そして、密封装置１０が装着される状態においては、第２シール部１２の先端面１２ａと第３シール部１３の先端面１３ａは、摩擦力によって、それぞれ第３部材４０の平面部４１と切欠２１の平面部２１ｂに対して殆ど滑りが生じない。従って、第１シール部１１が、図３中矢印Ｘ方向に移動するように密封装置１０は変形する。

このように、本実施例に係る密封装置１０においては、第２シール部１２と第３シール部１３の撓み変形によって、第１シール部１１を、その先端方向（矢印Ｘ方向）に移動させて、第１シール部１１の先端面１１ａを第２部材３０の周面部３１に押し付けることで第１シール部１１のシール機能を発揮させている。なお、第２シール部１２及び第３シール部１３については、その弾性復元力によってシール機能が発揮されることは言うまでもない。

ここで、第１シール部１１によるシール機能を十分に発揮させるためには、上記の通り、第２シール部１２と第３シール部１３の撓み変形によって、第１シール部１１が先端方向に十分に移動するように、密封装置１０を変形させなければならない。そのため、第２シール部１２及び第３シール部１３は、第１シール部１１の先端面１１ａに対して、傾きを有するように構成される必要がある。この傾きα（図１参照）は、密封装置１０の材質，形状，大きさなどによって適正値が異なるが、例えば１５°以上にすると好適である。

＜本実施例の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１０によれば、第２シール部１２及び第３シール部１３は、撓んだ状態における弾性復元力によってシール機能を発揮し、第１シール部１１は、第２シール部１２及び第３シール部１３の撓み変形に伴う移動によりシール機能が発揮される。従って、密封装置１０は好適にシール機能が発揮される。

そして、密封装置１０に対して、軸方向に圧縮力が作用しても、第２シール部１２及び第３シール部１３は撓むため、軸方向への反発力を抑制することができる。これにより、密封装置１０が密着する各部材、特に、第１部材２０と第３部材４０に対して、大きな反発力が作用してしまうことを防止できる。従って、各部材の変形を防止することができ、各部材の変形を防止するために各部材の素材や形状寸法の制約を少なくすることができ、各部材の組み込み作業性の低下を防止することができる。例えば、第１部材２０や第３部材４０がアルミや樹脂など剛性の低い素材から構成されている場合でも、これらの部材の変形を効果的に抑制できる。

また、突起１４によって密封装置１０の倒れが防止されるため、安定したシール機能を発揮させることができる。

なお、具体例として、従来例に係る密封装置１００の構成の場合に、第２シール面１０１ｂと第３シール面１０１ｃの面圧が約３ＭＰａ，第１シール面１０１ａの面圧が約０．８ＭＰａ，軸方向の反発力が約２１００Ｎであるのに対して、本実施例に係る密封装置１０の構成によって、第２シール部１２と第３シール部１３の面圧を約１．６ＭＰａ，第１シール部１１の面圧を約０．２ＭＰａ，軸方向の反発力を約１６５Ｎにすることができた
。すなわち、本実施例に係る密封装置１０により、所望のシール機能を発揮させつつ、軸方向の反発力を非常に小さくすることが可能となった。

＜その他＞
上記実施例においては、径方向の内側の部材の先端の周縁（外周縁）に沿って切欠を設けて、密封装置を装着するための環状隙間を形成する場合を示したが、径方向の外側の部材の先端の周縁（内周縁）に沿って切欠を設けて、密封装置を装着するための環状隙間を形成することも可能である。この場合には、第１シール部は、内側の部材の周面（外周面）に対して密着することになることは言うまでもない。

本実施例に係る密封装置１０は、３部材間の各隙間を封止することが求められる各種装置に適用可能である。具体的な適用例としては、特許文献１に示すようなモータに適用することができる。この場合、第１部材２０はモータヨークであり、第２部材３０はフロントカバーであり、第３部材４０はポンプボディ（アルミボディ）である。

図１は本発明の実施例に係る密封装置の模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例に係る密封装置のメカニズム説明図である。図４は従来例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。図５は従来例に係る密封装置のメカニズム説明図である。

符号の説明

１０密封装置
１１第１シール部
１１ａ先端面
１２第２シール部
１２ａ先端面
１３第３シール部
１３ａ先端面
１４突起
２０第２部材
２１切欠
２１ａ周面部
２１ｂ平面部
３０第３部材
３１周面部
４０第４部材
４１平面部

Claims

先端の周縁に沿って環状の切欠が設けられた第１部材と、第１部材の切欠の周面部と対向する周面部を有する第２部材と、第１部材の切欠の平面部と対向する平面部を有する第３部材の各部材間の隙間を封止する密封装置において、
第２部材の周面部に密着する第１シール部と、
第１シール部から第３部材の平面部に向かって、第２部材の周面部から離れる方向に伸び、第３部材の平面部に密着する、可撓性を有する第２シール部と、
第１シール部から前記切欠の平面部に向かって、第２部材の周面部から離れる方向に伸び、該切欠の平面部に密着する、可撓性を有する第３シール部と、
を備えることを特徴とする密封装置。
前記切欠の周面部に当接可能に設けられ、密封装置自体の倒れを防止する突起を備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。