JP2010059991A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でゴム状弾性体製の第１リングの摺動摩耗の抑制を図ることのできる密封装置を提供する。
【解決手段】相対的に回転する２部材（軸５０とハウジング６０）のうちの軸５０に設けられた環状溝５１に装着され、これら２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、環状溝５１の溝底側に装着されるゴム状弾性体製の第１リング１０と、ハウジング６０と第１リング１０との間の環状隙間に配置され、かつハウジング６０に対して摺動自在な樹脂製の第２リング２０と、を備え、第１リング１０と第２リング２０は互いに摺動可能に構成されており、第１リング１０には、これら第１リング１０と第２リング２０との間に潤滑剤を溜めることのできる溝１１が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止する密封装置に関するものである。

従来、油圧機器等において、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止する密封装置として、ゴム状弾性体製の第１リングと樹脂製の第２リングとからなる組合せシールが知られている。このような従来例に係る組合せシールについて、図１１を参照して説明する。図１１は従来例に係る密封装置（組合せシール）の装着状態を示す模式的断面図である。なお、図１１においては、図中左側が高圧（Ｈ）で、図中右側が低圧（Ｌ）の場合の状態を示している。

この密封装置は、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止するために設けられる。ここで、この従来例における２部材とは、軸５００、及びこの軸５００が挿通される軸孔６０１を有するハウジング６００である。また、この従来例に係る密封装置は、軸５００に設けられた環状溝５０１に装着される。そして、この密封装置は、環状溝５０１の溝底側に装着されるゴム状弾性体製の第１リング１００と、ハウジング６００の軸孔６０１の内周面と第１リング１００との間の環状隙間に配置される第２リング２００とから構成される。第２リング２００は、ＰＴＦＥなどの樹脂材料により構成されており、軸孔６０１の内周面に対して摺動自在に構成されている。

以上のように構成される密封装置（組合せシール）によれば、軸５００とハウジング６００が相対的に回転する際においては、ゴム材に比べて摺動性に優れた樹脂材からなる第２リング２００が、ハウジング６００の軸孔６０１の内周面と摺動する。従って、密封性能を維持しつつ、摺動抵抗の低減を図ることが可能となる。

また、このように構成される密封装置においては、軸５００とハウジング６００とが相対的に回転する際において、ゴム状弾性体製の第１リング１００の摺動摩耗を防ぐために、従来、第２リング２００と軸孔６０１の内周面のみが摺動するように工夫していた。すなわち、従来、第１リング１００と第２リング２００が相対的に回転してしまわないように、様々な工夫がなされていた。

例えば、これらの相対的な回転を確実に防止する手法として、別途、回り止めを設ける技術が知られている。しかしながら、この場合には部品点数が増えてしまったり、構造が複雑になってしまったりするなどの欠点がある。また、スペースが狭いなど、構造上、回り止めを設けることができない場合がある。

また、樹脂製の第２リング２００側に、溝や穴などを設けることで、ゴム状弾性体製の第１リング１００を第２リング２００に対して固定させる技術も知られている（特許文献１，２参照）。しかしながら、この場合には、第１リング１００の一部（固定部）に応力が集中し易く、使用環境によっては、当該一部に摩耗や破損が生じてしまうため、かかる技術を適用できない場合がある。

更に、第１リング１００と第２リング２００を接着させて一体化させる技術も知られている（特許文献３参照）。しかしながら、この場合においても、回転数が高いなどの使用環境によっては、接着部分が剥がれてしまうなどの問題がある。また、これらを接着させるために、製造工程が増えてしまう欠点もある。
特開平９−１３３２１６号公報 特開２００２−２２０２４号公報 実開昭６２−６８０７４号公報

本発明の目的は、簡易な構成でゴム状弾性体製の第１リングの摺動摩耗の抑制を図ることのできる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、本発明は、相対的に回転する２部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、これら２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記環状溝の溝底側に装着されるゴム状弾性体製の第１リング（角リングやＯリングなどのシールリングを好適例として挙げることができる）と、
前記２部材のうちの他方の部材と第１リングとの間の環状隙間に配置され、かつ前記他方の部材に対して摺動自在な樹脂（ＰＴＦＥを好適例として挙げることができる）製の第２リングと、
を備え、
第１リングと第２リングは互いに摺動可能に構成されており、第１リング及び第２リングのうちの少なくともいずれか一方には、これら第１リングと第２リングとの間に潤滑剤を溜めることのできる溝が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、溝に潤滑剤を溜めておくことで、２部材が相対的に回転する際に、第１リングと第２リングが相対的に回転して、これらが互いに摺動しても、摺動部に潤滑剤が供給され、摺動抵抗を減らすことができる。これにより、ゴム状弾性体製の第１リングの摺動摩耗を抑制することができる。

このように、従来、第１リングと第２リングが相対的に回転しないように工夫していたのに対して、本発明においては、これらの相対的な回転を許容する構成を採用している。従って、相対回転を防ぐために、部品点数が増加したり、構造が複雑化したり、製造工程が増えたりすることもない。

また、前記潤滑剤を溜めることのできる溝は、環状の溝であるとよい。

以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成でゴム状弾性体製の第１リングの摺動摩耗の抑制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１）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例１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１に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。なお、図１においては、図中左側が高圧（Ｈ）で、図中右側が低圧（Ｌ）の場合の状態を示している。図２
は本発明の実施例１に係る密封装置における第１リングの概略図である。なお、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は断面図（図２（ａ）中のＡＡ断面図）である。図３は本発明の実施例１に係る密封装置における第２リングの概略図である。なお、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は断面図（図３（ａ）中のＢＢ断面図）である。

本実施例に係る密封装置は、相対的に回転する２部材間の環状隙間を封止するために設けられる。ここで、本実施例における２部材とは、軸５０、及びこの軸５０が挿通される軸孔６１を有するハウジング６０である。また、本実施例に係る密封装置は、軸５０に設けられた環状溝５１に装着される。そして、本実施例に係る密封装置は、環状溝５１の溝底側に装着されるゴム状弾性体製の第１リング１０と、ハウジング６０の軸孔６１の内周面と第１リング１０との間の環状隙間に配置される第２リング２０とから構成される。

そして、本実施例に係る第１リング１０の内径は、環状溝５１の溝底の外径よりも小さくなるように設定されており、第１リング１０を環状溝５１に装着させることで、第１リング１０は軸５０に対して固定されるように構成されている。第２リング２０は、ＰＴＦＥなどの樹脂材料により構成されており、軸孔６１の内周面に対して摺動自在に構成されている。また、第２リング２０の内周面は、第１リング１０の弾性反発力によって、外径側に向かって押圧されている。

また、本実施例においては、第１リング１０と第２リング２０は互いに摺動可能に構成されている。すなわち、本実施例においては、軸５０とハウジング６０が相対的に回転した場合、第１リング１０と軸５０とは互いに相対的な回転はなく、第２リング２０はハウジング６０に対して相対的に回転すると共に、軸５０に対しても相対的な回転が許容されている。例えば、軸５０が回転するように構成されている場合には、軸５０の回転に伴い、第１リング１０は軸５０と共に同じ回転速度で回転する。これに対して、第２リング２０は、軸５０よりも遅い速度で回転することが許容されており、第１リング１０の外周面と第２リング２０の内周面が摺動可能に構成されている。

そして、本実施例に係る密封装置においては、第１リング１０の外周面に、当該外周面と第２リング２０の内周面との間に、潤滑剤を溜めることのできる環状の溝１１が設けられている。本実施例においては、この環状の溝１１に、予め潤滑剤としての油を充填している。

これにより、第１リング１０と第２リング２０が相対的に回転した場合でも、これらの摺動部には油膜が形成されるので、第１リング１０の摺動摩耗を抑制することができる。なお、本実施例においては、密封対象が油であり、使用時に、この密封対象である油が、第１リング１０と第２リング２０との摺動部を通じて溝１１に供給されるので、油膜切れが生じることはない。

以上のように構成された本実施例に係る密封装置によれば、軸５０とハウジング６０が相対的に回転する際に、第１リング１０と第２リング２０が相対的に回転して、これらが互いに摺動しても、溝１１に溜められた油によって、摺動部に油膜が形成される。そのため、摺動抵抗を減らすことができ、ゴム状弾性体製の第１リング１０の摺動摩耗を抑制することができる。

このように、本実施例に係る密封装置においては、第１リング１０と第２リング２０の相対的な回転を許容する構成を採用している。従って、相対回転を防ぐために、部品点数が増加したり、構造が複雑化したり、製造工程が増えたりすることもなく、簡易な構成で、第１リング１０の摺動摩耗の抑制を図ることができる。

（実施例２）
図４には、本発明の実施例２が示されている。本実施例では、上記実施例１で示した構成において、第１リングの変形例を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、その説明は省略する。

図４は本発明の実施例２に係る密封装置における第１リングの断面図である。なお、この図４は、上記実施例１における図２（ａ）のＡＡ断面図に相当する。

上記実施例１に係る第１リング１０の場合には、その外周面に環状の溝１１が一つのみ設けられている場合を示した。これに対して、本実施例に係る第１リング１０ａの場合には、その外周面に２つの環状の溝１２，１３が設けられている。本実施例においても、この２つの溝１２，１３に予め潤滑剤としての油を充填している。

これにより、本実施例においても、上記実施例１の場合と同様に、第１リング１０ａと第２リング２０が相対的に回転した場合でも、これらの摺動部には油膜が形成され、第１リング１０ａの摺動摩耗を抑制することができる。

このように、第１リングの外周面に設ける環状の溝の個数については、特に限定されるものではなく、適宜の個数を設けることができる。

（実施例３）
図５には、本発明の実施例３が示されている。本実施例では、上記実施例１で示した構成において、第１リングの変形例を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、その説明は省略する。

図５は本発明の実施例３に係る密封装置における第１リングの断面図である。なお、この図５は、上記実施例１における図２（ａ）のＡＡ断面図に相当する。

上記実施例１，２においては、第１リング１０，１０ａが、その断面の基本形状が四角形のシールリング（いわゆる角リング）の場合を示した。これに対して、本実施例においては、第１リング１０ｂは、その断面の基本形状が円形のシールリング（いわゆるＯリング）である。なお、第１リング１０ｂの外周面に環状の溝１４が設けられている点については、上記実施例１，２の場合と同様である。そして、本実施例においても、この溝１４に予め潤滑剤としての油を充填している。

これにより、本実施例においても、上記実施例１，２の場合と同様に、第１リング１０ｂと第２リング２０が相対的に回転した場合でも、これらの摺動部には油膜が形成され、第１リング１０ｂの摺動摩耗を抑制することができる。

このように、第１リングの断面形状については、特に限定されるものではなく、適宜の形状（四角や円形以外でもよい）を採用し得る。

（実施例４）
図６には、本発明の実施例４が示されている。本実施例では、上記実施例１で示した構成において、第２リングの変形例を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、その説明は省略する。

図６は本発明の実施例４に係る密封装置における第２リングの断面図である。なお、この図６は、上記実施例１における図３（ａ）のＢＢ断面図に相当する。

本実施例に係る第２リング２０ａにおいては、その外周側の両端部に、面取り２１，２２が設けられている。これにより、ハウジング６０の軸孔６１の内周面に対する第２リング２０ａの摺動抵抗をより一層低減させることが可能となる。

（実施例５）
図７〜図９には、本発明の実施例５が示されている。上記実施例１〜４では、潤滑剤である油を溜めるための溝を第１リングの外周面に設ける場合の構成を示した。これに対し、本実施例では、潤滑剤である油を溜めるための溝を、第２リングの内周面に設ける場合の構成を示す。

図７は本発明の実施例５に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。なお、図７においては、図中左側が高圧（Ｈ）で、図中右側が低圧（Ｌ）の場合の状態を示している。図８は本発明の実施例５に係る密封装置における第１リングの概略図である。なお、図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は断面図（図８（ａ）中のＣＣ断面図）である。図９は本発明の実施例５に係る密封装置における第２リングの概略図である。なお、図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は断面図（図９（ａ）中のＤＤ断面図）である。

本実施例においても、密封装置は、上記各実施例の場合と同様に、軸５０とハウジング６０との間の環状隙間を封止するために設けられる。また、本実施例においても、密封装置は、軸５０に設けられた環状溝５１に装着される。そして、本実施例においても、密封装置は、環状溝５１の溝底側に装着されるゴム状弾性体製の第１リング１０ｃと、ハウジング６０の軸孔６１の内周面と第１リング１０ｃとの間の環状隙間に配置される第２リング２０ｂとから構成される。

そして、本実施例に係る第１リング１０ｃの内径は、環状溝５１の溝底の外径よりも小さくなるように設定されており、第１リング１０ｃを環状溝５１に装着させることで、第１リング１０ｃは軸５０に対して固定されるように構成されている。第２リング２０ｂは、ＰＴＦＥなどの樹脂材料により構成されており、軸孔６１の内周面に対して摺動自在に構成されている。また、第２リング２０ｂの内周面は、第１リング１０ｃの弾性反発力によって、外径側に向かって押圧されている。

また、本実施例においても、上記各実施例の場合と同様に、第１リング１０ｃと第２リング２０ｂは互いに摺動可能に構成されている。

そして、本実施例に係る密封装置においては、第２リング２０ｂの内周面に、当該内周面と第１リング１０ｃの外周面との間に、潤滑剤を溜めることのできる環状の溝２３が設けられている。本実施例においては、この環状の溝２３に、予め潤滑剤としての油を充填している。

これにより、第１リング１０ｃと第２リング２０ｂが相対的に回転した場合でも、これらの摺動部には油膜が形成されるので、第１リング１０ｃの摺動摩耗を抑制することができる。なお、本実施例においては、密封対象が油であり、使用時に、この密封対象である油が、第１リング１０ｃと第２リング２０ｂとの摺動部を通じて溝２３に供給されるので、油膜切れが生じることはない。

以上のように構成された本実施例に係る密封装置においても、上記各実施例の場合と同様の効果を得ることができる。

（実施例６）
図１０には、本発明の実施例６が示されている。本実施例では、上記実施例５で示した
構成において、第２リングの変形例を説明する。その他の構成および作用については実施例５と同一なので、その説明は省略する。

図１０は本発明の実施例６に係る密封装置における第２リングの断面図である。なお、この図１０は、上記実施例５における図９（ａ）のＤＤ断面図に相当する。

上記実施例５に係る第２リング２０の場合には、その内周面に環状の溝２３が一つのみ設けられている場合を示した。これに対して、本実施例に係る第２リング２０ｃの場合には、その内周面に２つの環状の溝２４，２５が設けられている。本実施例においても、この２つの溝２４，２５に予め潤滑剤としての油を充填している。

これにより、本実施例においても、上記実施例６の場合と同様に、第１リング１０ｃと第２リング２０ｃ相対的に回転した場合でも、これらの摺動部には油膜が形成され、第１リング１０ｃの摺動摩耗を抑制することができる。

このように、第２リングの内周面に設ける環状の溝の個数については、特に限定されるものではなく、適宜の個数を設けることができる。

（その他）
上記各実施例においては、潤滑剤である油を溜めるための溝が、環状の溝である場合を示したが、要は、第１リングの外周面の全体に油膜を形成できればよく、溝は環状でなくてもよい。

また、上記各実施例においては、潤滑剤である油を溜めるための溝が、第１リングか第２リングのいずれか一方にのみ設ける場合を示したが、両方に設ける構成を採用してもよい。なお、成形性の観点では、ゴム状弾性体製の第１リングに溝を設けるのがよく、樹脂製の第２リングが小さな場合には、当該第２リングに溝を設けるのは技術的に困難性を伴う。一方、第１リングに用いる材料の密封対象となる液体に対する耐性（耐油性、耐熱性など）が低い場合には、第２リングに溝を設けるのが望ましい。

また、潤滑剤である油を溜めるための溝の断面形状は、上記各実施例で示したような四角形のものに限らず、適宜の形状を採用し得る。

図１は本発明の実施例１に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る密封装置における第１リングの概略図である。 図３は本発明の実施例１に係る密封装置における第２リングの概略図である。 図４は本発明の実施例２に係る密封装置における第１リングの断面図である。 図５は本発明の実施例３に係る密封装置における第１リングの断面図である。 図６は本発明の実施例４に係る密封装置における第２リングの断面図である。 図７は本発明の実施例５に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。 図８は本発明の実施例５に係る密封装置における第１リングの概略図である。 図９は本発明の実施例５に係る密封装置における第２リングの概略図である。 図１０は本発明の実施例６に係る密封装置における第２リングの断面図である。 図１１は従来例に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 第１リング
１１，１２，１３，１４ 溝
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 第２リング
２１，２２ 面取り
２３，２４，２５ 溝
５０ 軸
５１ 環状溝
６０ ハウジング
６１ 軸孔

Claims (2)

1. 相対的に回転する２部材のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、これら２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、
   前記環状溝の溝底側に装着されるゴム状弾性体製の第１リングと、
   前記２部材のうちの他方の部材と第１リングとの間の環状隙間に配置され、かつ前記他方の部材に対して摺動自在な樹脂製の第２リングと、
   を備え、
   第１リングと第２リングは互いに摺動可能に構成されており、第１リング及び第２リングのうちの少なくともいずれか一方には、これら第１リングと第２リングとの間に潤滑剤を溜めることのできる溝が設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記潤滑剤を溜めることのできる溝は、環状の溝であることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。

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