JP2010265948A

JP2010265948A - 密封装置

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Publication number: JP2010265948A
Application number: JP2009116217A
Authority: JP
Inventors: Koji Watabe; 浩二渡部
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】密封機能を維持しつつ、装着性の向上を図った密封装置を提供する。
【解決手段】高圧となる側の側面に環状の溝１０２が形成された環状の密封装置において、周方向の一箇所にて切断された切断部を有すると共に、該切断部の一方の切断端部１２０には、高圧となる側の側面側のうち、内周側に第１凸部１２１が設けられ、かつ高圧となる側の側面側のうち、外周側に第１凹部１２２が設けられ、前記切断部の他方の切断端部１３０には、高圧となる側の側面側のうち、内周側に第１凸部１２１が嵌まる第２凹部１３２が設けられ、かつ高圧となる側の側面側のうち、外周側に第１凹部１２２に嵌まる第２凸部１３１が設けられており、第１凸部１２１と第２凹部１３２、及び第２凸部１３１と第１凹部は１２２、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、環状溝に装着され、かつ環状隙間を封止する密封装置に関するものである。

従来、軸孔を有するハウジングと軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、該環状溝の溝底面，該環状溝における低圧となる側の側面、及び他方の部材にそれぞれ密着して軸及び軸孔間の環状隙間を封止する密封装置が知られている。また、このような密封装置において、セルフシール機能を発揮させるために、密封装置における高圧となる側に環状の溝を設けたものが知られている（特許文献１，２参照）。

このような従来例について図９を参照して説明する。図９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。

この従来例に係る密封装置３００は、軸とハウジング６００の軸孔６０１との間の環状隙間を封止するものである。そして、軸には環状溝５１１が設けられており、密封装置３００は、この環状溝５１１に装着される。図９においては、図中左側が高圧側（Ｈ）であり、図中右側が低圧側（Ｌ）である。例えば、高圧側にはオイルなどの密封対象流体が密封されており、低圧側は大気側となる。

この環状溝５１１に装着された密封装置３００は、環状溝５１１の溝底面５１１ａ，環状溝５１１の低圧側（Ｌ）の側面５１１ｂ、及びハウジング６００の軸孔６０１の内周面にそれぞれ密着する。これにより、ハウジング６００の軸孔６０１と軸との間の環状隙間が封止される。

また、密封装置３００における高圧側（Ｈ）の側面には、環状の溝３０１が設けられている。これにより、環状の溝３０１内における流体圧力によって、環状溝５１１の溝底面５１１ａ，環状溝５１１の低圧側（Ｌ）の側面５１１ｂ及び軸孔６０１の内周面に対する密封装置３００による押圧力が高まる。つまり、流体圧力が高くなるほど、押圧力が高くなって密封機能を維持させることができる。このように、環状の溝３０１を設けることによって、いわゆるセルフシール機能を発揮する。

しかしながら、かかる従来例に係る密封装置３００においては、密封機能を発揮させるために、周方向に切断部を有していない環状部材によって構成される。そのため、密封装置３００は、通常、あまり拡径しない。特に、耐摩耗性，耐熱性及び耐油性を高めるために密封装置３００の素材として樹脂（エラストマー樹脂やフッ素樹脂など）を採用している場合には、殆ど拡径しない。

従って、環状溝５１１に密封装置３００を装着できるようにするために、環状溝５１１が形成される部材（ここでは、軸）を少なくとも２部材から構成する必要があった。すなわち、図９に示す従来例においては、先端が小径の第１軸部材５１０と、第１軸部材５１０における大径部分と同径の第２軸部材５２０とから軸を構成している。これにより、第１軸部材５１０の先端の小径部に密封装置３００を装着した後に、第１軸部材５１０に第２軸部材５２０を固定することによって、軸に設けられた環状溝５１１に密封装置３００が装着された状態にしていた。

このように、従来例に係る密封装置３００においては、密封装置３００を装着する環状溝５１１が形成される部材を複数の部材から構成しなければならなかった。そのため、コ
ストを増加させる原因となったり、密封装置３００が適用される用途が限定されるため、汎用性を妨げる原因となったりしていた。

特許第２９５５８２２号公報特開２００２−１４７６１４号公報

本発明の目的は、密封機能を維持しつつ、装着性の向上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、本発明の密封装置は、軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、該環状溝の溝底面，該環状溝における低圧となる側の側面、及び他方の部材にそれぞれ密着して前記軸及び軸孔間の環状隙間を封止すると共に、高圧となる側の側面に環状の溝が形成された環状の密封装置において、
周方向の一箇所にて切断された切断部を有すると共に、
該切断部の一方の切断端部には、高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側のいずれか一方に第１凸部が設けられ、かつ高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側の他方に第１凹部が設けられ、
前記切断部の他方の切断端部には、高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側のいずれか一方に第１凸部が嵌まる第２凹部が設けられ、かつ高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側の他方に第１凹部に嵌まる第２凸部が設けられており、
第１凸部と第２凹部、及び第２凸部と第１凹部は、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成することを特徴とする。

なお、本発明において、「切断部」及び「切断端部」に関しては、切断加工によって、これらの構成が得られたものであることを限定するものではない。例えば、成形によって得られたものも含まれる。

本発明の密封装置によれば、周方向の一箇所にて切断された切断部を有するので、この切断部を介して一方の切断端部と他方の切断端部を開くことができ、環状溝に対する装着性が向上する。

そして、第１凸部と第２凹部、及び第２凸部と第１凹部は、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成するので、高圧側から低圧側への流体の漏れを抑制できる。また、環境温度の変化等に伴う周長の変化に対しても、密封機能を維持することができる。

以上説明したように、本発明によれば、密封機能を維持しつつ、装着性の向上を図ることができる。

図１は本発明の実施例１に係る密封装置の斜視図である。図２は本発明の実施例１に係る密封装置における切断端部を示す斜視図である。図３は本発明の実施例１に係る密封装置の側面図である。図４は本発明の実施例１に係る密封装置における切断部を外周側から見た図である。図５は本発明の実施例１に係る密封装置における切断部を内周側から見た図である。図６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７は本発明の実施例２に係る密封装置の斜視図である。図８は本発明の実施例２に係る密封装置における切断端部を示す斜視図である。図９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。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、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６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に係る密封装置の斜視図である。図２は本発明の実施例１に係る密封装置における切断端部を示す斜視図である。図３は本発明の実施例１に係る密封装置の側面図である。なお、図３（Ａ）は、密封装置の使用状態において、密封装置を高圧となる側から見た側面図であり、同図（Ｂ）は密封装置を低圧となる側から見た側面図である。図４は本発明の実施例１に係る密封装置における切断部を外周側から見た図である。図５は本発明の実施例１に係る密封装置における切断部を内周側から見た図である。図６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。

＜密封装置の全体構成＞
本発明の実施例１に係る密封装置１００の全体構成を説明する。

本実施例に係る密封装置１００は、環状の部材により構成される。その材料としては、摩耗性，耐熱性及び耐油性に優れたエラストマー樹脂やフッ素樹脂などの樹脂が好適である。ただし、用途によっては、ゴムやウレタンなどの弾性材料を用いることもできる。

また、密封装置１００の外周面には環状のシール突起１０１が設けられており、かつ一方の側面（後述のように使用状態において高圧となる側の側面）には環状の溝１０２が設けられている。また、本実施例に係る密封装置１００は、周方向の一箇所にて切断された切断部１１０を有している。

＜切断部の詳細＞
本実施例に係る密封装置１００の切断部１１０について詳細に説明する。本実施例においては、切断部１１０の一方の切断端部１２０には、一方の側面（後述のように使用状態において高圧となる側の側面）側のうち、内周側に第１凸部１２１が設けられ、外周側に第１凹部１２２が設けられている。なお、図２（Ａ）は一方の切断端部１２０の斜視図であり、図中上側の図と下側の図で、それぞれ見る角度を変えたものを示している。

そして、切断部１１０の他方の切断端部１３０には、一方の側面側のうち、内周側に第２凹部１３２が設けられ、外周側に第２凸部１３１が設けられている。なお、図２（Ｂ）
は他方の切断端部１３０の斜視図であり、図中上側の図と下側の図で、それぞれ見る角度を変えたものを示している。

ここで、第１凸部１２１は第２凹部１３２に嵌まるように構成されており、第２凸部１３１は第１凹部１２２に嵌まるように構成されている。そして、第１凸部１２１と第２凹部１３２、及び第２凸部１３１と第１凹部１２２は、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成するように構成されている。以下、このシール面について、より詳しく説明する。

一方の切断端部１２０における周方向に切断された面を第１周面１２０ａと称する。なお、この第１周面１２０ａは、第１凸部１２１の外周面の一部を構成し、かつ第１凹部１２２の内周面の一部を構成する。そして、一方の切断端部１２０における第１凸部１２１における他方の側面側の側面を第１側面１２０ｂと称する。また、第１凹部１２２における一方の側面側に露出する面を第２側面１２０ｃと称する。

また、他方の切断端部１３０における周方向に切断された面を第２周面１３０ａと称する。なお、この第２周面１３０ａは、第２凸部１３１の内周面の一部を構成し、かつ第２凹部１３２の内周面の一部を構成する。そして、他方の切断端部１３０における第２凹部１３２における一方の側面側に露出する面を第３側面１３０ｂと称する。また、第２凸部１３１における他方の側面側の面を第４側面１３０ｃと称する。

そして、第１凸部１２１が第２凹部１３２に嵌まり、かつ第２凸部１３１が第１凹部１２２に嵌まった状態では、第１周面１２０ａと第２周面１３０ａ，第１側面１２０ｂと第３側面１３０ｂ、及び第２側面１２０ｃと第４側面１３０ｃがそれぞれ摺動自在に接触した状態となる。すなわち、第１周面１２０ａと第２周面１３０ａ，第１側面１２０ｂと第３側面１３０ｂ、及び第２側面１２０ｃと第４側面１３０ｃは、それぞれ摺動自在なシール面を形成する（それぞれ、図３（Ａ），図５，図４参照）。

＜密封装置の機能＞
特に、図６を参照して、本実施例に係る密封装置１００の機能について説明する。本実施例に係る密封装置１００は、軸５００とハウジング６００の軸孔６０１との間の環状隙間を封止するものである。なお、本実施例においては、軸５００とハウジング６００は相対的に移動するように構成されている。より具体的には、軸５００は固定されており、ハウジング６００が回転するように構成されている。

そして、軸５００には環状溝５０１が設けられており、密封装置１００は、この環状溝５０１に装着される。図６においては、図中左側が高圧側（Ｈ）であり、図中右側が低圧側（Ｌ）である。例えば、高圧側にはオイルなどの密封対象流体が密封されており、低圧側は大気側となる。

この環状溝５０１に装着された密封装置１００は、環状溝５０１の溝底面５０１ａ，環状溝５０１の低圧側（Ｌ）の側面５０１ｂ、及びハウジング６００の軸孔６０１の内周面にそれぞれ密着する。これにより、ハウジング６００の軸孔６０１と軸５００との間の環状隙間が封止される。なお、本実施例においては、密封装置１００は環状溝５０１に対して固定されており、ハウジング６００の軸孔６０１の内周面に対して摺動するように構成される。そして、上記の通り、密封装置１００の外周面には環状のシール突起１０１が設けられており、このシール突起１０１と軸孔６０１の内周面との間で摺動する。

また、密封装置１００における高圧側（Ｈ）の側面には、環状の溝１０２が設けられている。これにより、環状の溝１０２内における流体圧力によって、環状溝５０１の溝底面
５０１ａ，環状溝５０１の低圧側（Ｌ）の側面５０１ｂ及び軸孔６０１の内周面に対する密封装置１００による押圧力が高まる。つまり、流体圧力が高くなるほど、押圧力が高くなって密封機能を維持させることができる。このように、環状の溝１０２を設けることによって、いわゆるセルフシール機能を発揮する。

更に、本実施例に係る密封装置１００においては、切断部１１０の付近における密封機能が、環境温度変化に対して損なわれないように構成されている。これについて、以下、より詳細に説明する。

上記の通り、本実施例に係る密封装置１００における切断部１１０においては、第１凸部１２１が第２凹部１３２に嵌まり、かつ第２凸部１３１が第１凹部１２２に嵌まった状態となる。ここで、環境温度が変化すると、線膨張収縮によって、環状の密封装置１００の周長が変化する。これに伴い、第１周面１２０ａと第２周面１３０ａ，第１側面１２０ｂと第３側面１３０ｂ、及び第２側面１２０ｃと第４側面１３０ｃは、それぞれ摺動する。

そして、本実施例に係る切断部１１０においては、使用環境温度の範囲内では、第１凸部１２１の先端の面は第２凹部１３２に接触することなく、かつ第２凸部１３１の先端の面も第１凹部１２２に接触しないように構成されている。これにより、切断部１１０において、環境温度変化に伴う密封装置１００の周長変化を許容することができ、安定的に密封機能が維持される。

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、周方向の一箇所にて切断された切断部１１０を有する構成を採用している。そのため、この切断部１１０を介して一方の切断端部１２０と他方の切断端部１３０を開くことができ、環状溝５０１に対する装着性が向上する。従って、環状溝５０１が形成される部材（本実施例では軸５００）が形成される部材を複数の部材から構成しなくても、環状溝５０１に密封装置１００を装着させることができる。

そして、本実施例に係る密封装置１００における切断部１１０においては、第１凸部１２１と第２凹部１３２、及び第２凸部１３１と第１凹部１２２は、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成する。これにより、高圧側から低圧側への流体の漏れを抑制できる。また、環境温度の変化等に伴う周長の変化に対しても、密封機能を維持することができる。

以上のように、本実施例に係る密封装置１００によれば、密封機能を維持しつつ、装着性の向上を図ることができる。

（実施例２）
図７及び図８には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、切断端部に設ける凸部と凹部の配置関係（内周側か外周側かに関する配置関係）を実施例１とは変えた場合の構成について説明する。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、その説明は適宜省略する。

図７は本発明の実施例２に係る密封装置の斜視図である。図８は本発明の実施例２に係る密封装置における切断端部を示す斜視図である。

本実施例の場合においても、密封装置２００は環状の部材から構成される。そして、実施例１の場合と同様に、密封装置２００の外周面には環状のシール突起２０１が設けられ
ており、一方の側面（使用状態において高圧となる側の側面）には環状の溝２０２が設けられている。そして、密封装置２００は周方向の一箇所にて切断された切断部２１０を有している。

そして、切断部２１０の一方の切断端部２２０には、一方の側面側のうち、外周側に第１凸部２２１が設けられ、内周側に第１凹部２２２が設けられている。なお、図８（Ａ）は一方の切断端部２２０の斜視図であり、図中上側の図と下側の図で、それぞれ見る角度を変えたものを示している。

そして、切断部２１０の他方の切断端部２３０には、一方の側面側のうち、外周側に第２凹部２３２が設けられ、内周側に第２凸部２３１が設けられている。なお、図２（Ｂ）は他方の切断端部１３０の斜視図である。

そして、本実施例においても、上記実施例１の場合と同様に、第１凸部２２１は第２凹部２３２に嵌まるように構成されており、第２凸部２３１は第１凹部２２２に嵌まるように構成されている。そして、本実施例においても、第１凸部２２１と第２凹部２３２、及び第２凸部２３１と第１凹部２２２は、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成するように構成されている。

このように、本実施例においては、上記実施例１の構成に対して、切断端部における凸部と凹部について、内周側と外周側の配置関係を入れ替えた点のみが異なっている。従って、本実施例に係る密封装置２００においても、上記実施例１に係る密封装置１００の場合と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

（その他）
なお、上記実施例では、軸に設けた環状溝に密封装置を装着する場合を示したが、本発明の密封装置は、ハウジングの軸孔の内周に設けた環状溝に装着されるものにも適用することができる。

１００密封装置
１０１シール突起
１０２（環状の）溝
１１０切断部
１２０（一方の）切断端部
１２０ａ第１周面
１２０ｂ第１側面
１２０ｃ第２側面
１２１第１凸部
１２２第１凹部
１３０（他方の）切断端部
１３０ａ第２周面
１３０ｂ第３側面
１３０ｃ第４側面
１３１第２凸部
１３２第２凹部
２００密封装置
２０１シール突起
２０２（環状の）溝
２１０切断部
２２０（一方の）切断端部
２２１第１凸部
２２２第１凹部
２３０（他方の）切断端部
２３１第２凸部
２３２第２凹部
５００軸
５０１環状溝
５０１ａ溝底面
５０１ｂ側面
６００ハウジング
６０１軸孔

Claims

軸孔を有するハウジングと前記軸孔に挿入される軸のうちの一方の部材に設けられた環状溝に装着され、該環状溝の溝底面，該環状溝における低圧となる側の側面、及び他方の部材にそれぞれ密着して前記軸及び軸孔間の環状隙間を封止すると共に、高圧となる側の側面に環状の溝が形成された環状の密封装置において、
周方向の一箇所にて切断された切断部を有すると共に、
該切断部の一方の切断端部には、高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側のいずれか一方に第１凸部が設けられ、かつ高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側の他方に第１凹部が設けられ、
前記切断部の他方の切断端部には、高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側のいずれか一方に第１凸部が嵌まる第２凹部が設けられ、かつ高圧となる側の側面側のうち、内周側または外周側の他方に第１凹部に嵌まる第２凸部が設けられており、
第１凸部と第２凹部、及び第２凸部と第１凹部は、いずれも側面同士と周面同士がそれぞれ摺動自在なシール面を形成することを特徴とする密封装置。