JP2008180267A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の高速化に対応するシール性の向上を図るとともに、回転時の摩擦抵抗およびトルクの低減を図る。
【解決手段】回転軸１と一体に回転する内側部材２と、ハウジングに固定される外側部材１５とを備え、前記内側部材には前記外側部材の内周面に弾性的に摺接する弾性体製のシールリップ１０を有し、該シールリップは、前記内側部材の回転時の遠心力によって前記外側部材の内周面に押し付けられるように作動するとともに、前記外側部材との摺接面側にフッ素系樹脂層１２を有する構成とした。また、前記のリップが摺接する外側部材のリップ摺接面に密封側への吸い込み方向のリードを形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封流体の漏洩防止に用いられる密封装置に関する。

従来、密封流体の漏洩防止に用いられる密封装置においては、回転軸とシールリップとの間に生じる摩擦トルクを低減するために、シールリップにフッ素系樹脂を接着したものが知られている（特許文献１）。
特開２００６ー１５３２０９号公報

上記した特許文献1に記載されるような従来の密封装置では、フッ素系樹脂によってトルクの低減は可能となるものの、フッ素系樹脂はゴムに比べて硬質であるため、十分なシール性を確保することが難しいという問題がある。

本発明は、上記した従来のフッ素系樹脂を用いたシールの問題点に鑑みてなされたもので、充分なシール性を確保し、且つトルクの低減を図った密封装置の提供を目的とするものである。

本発明に係る密封装置は、前記の目的を達成するために、回転軸と一体に回転する内側部材と、ハウジングに固定された外側部材とを有し、前記内側部材には前記外側部材の内周面に弾性的に摺接する弾性体製のシールリップを設け、該シールリップには、前記外側部材との摺接面側にフッ素系樹脂層を備えるとともに該シールリップは前記内側部材の回転時の遠心力によって前記外側部材の内周面に押し付けられるように作動する構成としたことをその特徴とするものである。そして、前記の構成においては、シールリップが摺接する外側部材の内周面に、密封側への吸い込み方向へのリードを形成するとよく、また、フッ素系樹脂層をシールリップに接着されるフッ素系樹脂シートで構成し、該フッ素系樹脂シートは内側部材の金属製補強環と完全に接着しないものとし、さらに、前記のフッ素系樹脂シートには、延伸処理が施されているものを使用することが望ましい。

本発明に係る密封装置は、回転軸と一体に回転する内側部材と、ハウジングに固定される外側部材とを備え、前記内側部材には前記外側部材の内周面に弾性的に摺接するゴム等の弾性材製のシールリップを設け、該シールリップは、前記内側部材の回転時の遠心力によって前記外側部材の内周面に押し付けられるように作動するようにしたので、回転軸の高速化に対応するシール性の向上が図れるとともに、前記外側部材との摺接面側にフッ素系樹脂層を設けてあるため回転時の摩擦抵抗が小となり、トルクが低減される効果を有するものである。

また、本発明においては、シールリップが摺接する外側部材の内周面に、密封側への吸い込み方向へのリードを形成することで、回転時のポンプ効果により、さらにシール性が向上するものであり、加えて、本発明では、フッ素系樹脂シートは内側部材の金属製補強環と完全に接着しない構成としたので，フッ素系樹脂シートの形状や柔軟性が確保でき、回転軸に対する追随性が向上するものである。また、前記のフッ素系樹脂シートを延伸処理を施したことで、フッ素系樹脂シートの柔軟性が増大し追随性がさらに向上するとともに、形状記憶効果が生まれ、応答性も向上するとする効果を奏するものである。そして、フッ素系樹脂シートは、延伸処理により微細な孔を有する多孔質構造となり、その微細な孔に密封流体が浸透しこれを保持し易くなるので，耐摩耗性が向上するとともに、一層のトルク低減効果が得られるものである。
このように、本発明によれば、充分なシール性を確保し、かつトルクを低減した密封装置を提供することができたものである。

本発明の密封装置の実施の形態を説明すると、図１に示す密封装置は、回転軸１に嵌着され該回転軸１と一体となって回転する内側部材２とハウジング１６に固定される環状の外側部材１５とを備えて構成される。

前記した内側部材２は、金属製補強環３とシール部8とより構成され、前記金属製補強環３は、軸と平行な立ち上げ基部４の底部より軸に直角な方向に外方に折り曲げし、該折り曲げ底部５の先端部を少しばかり立ち上げて立ち上げ部６とし、その先端部は外方に直角方向に折り曲げ棚部７を形成し、前記折り曲げ棚部７は後述するシールリップ１０の支持部としての作用をするように構成される。

前記した回転軸１とともに回転するゴム等の弾性材よりなるシール部8は、回転軸１に嵌着される基部９と、該基部９より外方に延出されるシールリップ１０より構成され、前記基部９に前記した金属製補強環３の立ち上げ基部４が埋設されて加硫接着される。前記したシールリップ１０の基部９からの延出部の密封側は、前記した金属製補強環３の折り曲げ底部５の上面、立ち上げ部６に沿うような形状で延出され、前記金属製補強環３の折り曲げ棚部７の上面にシールリップ１０の基部に連なる平坦部１１が載せられるように構成されている。そして、本実施の形態において前記したシールリップ１０の外周側にフッ素系樹脂層１２を備えている。

前記した外側部材１５は、環状の金属製シール部１６と該金属製シール部１６に加硫接着されハウジング１６に固定されるゴム状弾性材１７とよりなり、前記外側部材１５の金属製シール部１６の内周シール面１８に前記したシールリップ１０の先端部が所要の締代で弾性的に摺接することにより、密封流体であるオイルが密封され、密封側ＯＳと大気側ＡＳの間を密封するものである。

前記したように、シールリップ１０の外側部材15の金属製シール部１６の摺動面側にフッ素系樹脂層１２を備えており、該フッ素系樹脂層１２は、シールリップ１０に加硫接着される延伸処理を施されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートからなり、該ポリテトラフルオロエチレンシートを介して前記したシールリップ１０が外側部材１５の金属製シール部１６の内周シール面と摺接するものであり、このポリテトラフルオロエチレンシートの滑性によって回転時の摩擦抵抗が小となり、トルクが低減されるものである。なお、このポリテトラフルオロエチレンシートとしては、充填剤入りのポリテトラフルオロエチレンシートが好適に用いられる。

上記した本実施の態様においては、回転軸１が回転され、該回転軸１とともに回転する内側部材２のシールリップ１０は、その密封作動時に、前記したように回転軸１の回転とともに回転される内側部材２に設けられているので、該回転時の遠心力によって外側部材１５の金属製シール部１６のシール面１８に押し付けられるように作動するように構成されている。すなわち、回転軸１には内側部材２のシール部８の基部９が嵌合固定されており、該内側部材２は回転軸１の回転に伴って一体と回転するので、この回転によってシールリップ１０は遠心力によって外側に開くように弾性変形する力が作用して外側部材１５の金属製シール部１６の内周面に強く押しつけられる状態で摺動し、回転速度が上昇するにしたがって強い力で押しつけられて締代が増大することになり、この作用によってシール性の向上が図られることになる。

また、本実施の態様においては、前記した外側部材１５の金属製シール部１６の内周シール面１８に、シールリップ１０が摺接する周辺の範囲部２０に、密封側ＯＳへの吸い込み方向のリード２１を形成する。該リード２１の形状の例を図２に示すが、この例では、シールリップ１０が摺接する外側部材１５の金属製シール部１６のシール面18に吸い込み方向へのリードとしてスパイラル状のリブ２２を形成してある。このようなスパイラル状のリブ２２を形成したことにより、回転軸１の回転時には漏洩しようとするオイルを密封側に吸い込むポンプ効果を生じ、これによりさらにシール性を向上させることができる。また、図3に示すような前記した外側部材１５の金属製シール部１６のシール面１８に吸い込み方向へのリードとして斜行する溝２３を多数設けても同様な効果を得ることができる。

本実施の態様においては、内側部材２のシール部８の基部9より外方に向かって延出されるシールリップ１０に接着されるポリテトラフルオロエチレンシート１２は、その基部側が金属製補強環３の折り曲げ底部5の上面に固定状態とされているが、金属製補強環３の立ち上げ部６及びその先端部を外方に折曲した折り曲げ部７の部位においては、ポリテトラフルオロエチレンシート１２は金属製補強環３とは接着されることなく単に添接された状態とされ、前記金属製補強環３の折り曲げ棚部７の上面にシールリップ１０の基部に連なる平坦部１１が載せられるような状態に構成されている。

上記したように、本実施の態様においてポリテトラフルオロエチレンシート１２と金属製補強環３とを完全に接着しない構成したことにより、ポリテトラフルオロエチレンシート１２は形状柔軟性を確保することができるので、回転軸１に多少の偏心があってもこれに追随して外側部材１５の金属製シール部１６のシール面18に確実に摺接するという、追随性の向上が図れるものである。

さらに、本実施の形態においては、前記したポリテトラフルオロエチレンシート１２は、延伸処理を施したものを使用している。これは、シート状に成形したポリテトラフルオロエチレンに引張力を加えてさらに面方向に延伸させたものでこの延伸処理を施したことによりポリテトラフルオロエチレンシートは、ばね性が増加して、追従性が向上するものである。また、ポリテトラフルオロエチレンシートは、延伸処理によって形状記憶効果が生まれるので、回転速度の低下時にはシールリップ１０がスムーズに初期状態に復帰するように動作するという応答性の向上が図れるものである。

本発明の密封装置の半断面図。 外側部材の密封面に形成するリードの形状の説明図。 外側部材の密封面に形成するリードの他の形状の説明図。

符号の説明

１ 回転軸
２ 内側部材
３ 金属製補強環
１０ シールリップ
１２ フッ素系樹脂層
１５ 外側部材
１６ 金属製シール部
２１ リード

Claims (4)

1. 回転軸と一体に回転する内側部材と、ハウジングに固定された外側部材とを有し、前記内側部材には前記外側部材の内周面に弾性的に摺接する弾性体製のシールリップを設け、該シールリップには、前記外側部材との摺接面側にフッ素系樹脂層を備えるとともに該シールリップは前記内側部材の回転時の遠心力によって前記外側部材の内周面に押し付けられるように作動する構成としたことを特徴とする密封装置。
2. シールリップが摺接する外側部材の内周面に、密封側への吸い込み方向のリードが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
3. フッ素系樹脂層は、シールリップに接着されるフッ素系樹脂シートより構成され、該フッ素系樹脂シートは、内側部材の金属製補強環と完全に接着されていないことを特徴とする請求項1又は2に記載の密封装置。
4. フッ素系樹脂シートは、延伸処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の密封装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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