JP2015161334A

JP2015161334A - 回転軸シール

Info

Publication number: JP2015161334A
Application number: JP2014035426A
Authority: JP
Inventors: 政徳藤井; Masanori Fujii; 藤原　覚; Satoru Fujiwara; 覚藤原
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-09-07
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: JP6411035B2

Abstract

【課題】部品点数が２点でありながら製造工程が複雑化しない簡易な回転軸シールを提供する。
【解決手段】樹脂製シールエレメント３と金具４とを備える。金具４が、円筒壁部５と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝６を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁１・第２突出壁２を、有する。第１突出壁１及び第２突出壁２の対向面14，15に、小凹溝７を形成する。凹溝６に射出成型によりシールエレメント３の外周縁部９が充填保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸シールに関する。

従来の回転軸シールとして、部品点数が、外側金属（アウターケース）、シール部材、内側金属（インナーケース）の３点のものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、部品点数が３点のままでコスト低減を図った場合、限界があった。
そこで、部品点数を減らした技術として、金属薄板材を折曲加工してシール部材を挟持した構造の回転軸シールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、シール部材を金具に挟持するための折曲加工の工程が複雑であるという欠点があった。

特表平５−５００７８０号公報特開２０１２−１４９７２５号公報

解決しようとする課題は、部品点数を２点に減らした回転軸シールは、製造工程が複雑となる点である。さらに、金属薄板材の折曲加工によって高い寸法精度を出しにくく、シール部材の保持力にばらつきを生ずる点である。

そこで、本発明に係る回転軸シールは、樹脂製シールエレメントと金具とを備え、上記金具が、円筒壁部と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁・第２突出壁を、有し、上記第１突出壁及び第２突出壁の対向面に、小凹溝又は小突条を形成し、かつ、上記凹溝に射出成型により上記シールエレメントの外周縁部が充填保持されているものである。

また、樹脂製シールエレメントと金具とを備え、上記金具が、円筒壁部と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁・第２突出壁を、有し、上記凹溝に上記シールエレメントの外周縁部が射出成型にて充填され、かつ、上記第１突出壁・第２突出壁の一部をかしめて上記シールエレメントを抜止めしているものである。

また、樹脂製シールエレメントと金具とを備え、上記金具が、円筒壁部と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁・第２突出壁を、有し、上記第１突出壁・第２突出壁の対向面に、小凹溝又は小突条を形成し、上記凹溝に上記シールエレメントの外周縁部が射出成型にて充填保持され、かつ、上記第１突出壁・第２突出壁の一部をかしめて上記シールエレメントを抜止め補強しているものである。
また、上記シールエレメントが、ポリフェニレンサルファイドにＰＴＦＥ樹脂粉末、及び、カーボンファイバを配合したもの、又は、ポリエーテルサルフォンにＰＴＦＥ樹脂粉末、及び、カーボンファイバを配合したものから成るものである。

本発明の回転軸シールによれば、部品点数が２点でありながら製造工程が複雑化しない。そして、低コストで製造することができる。

本発明の第１の実施の形態の使用状態を示す要部断面図である。製法を示す要部断面図である。要部断面図である。第２の実施の形態を示す図であって、（Ａ）は要部断面図、（Ｂ）は作用説明図である。第３の実施の形態を示す要部断面図である。第４の実施の形態を示す要部断面図である。第５の実施の形態の製法を示す要部断面図である。製法を示す要部断面図であって、（Ａ）は中間品の要部断面図を示し、（Ｂ）は完成品の要部断面図を示す。第６の実施の形態の製法を示す要部断面図であって、（Ａ）は中間品の要部断面図を示し、（Ｂ）は完成品の要部断面図を示す。第７の実施の形態を示す要部断面図である。第８の実施の形態を示す要部断面図である。

以下、図示の実施の形態に基づいて本発明を詳説する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の使用状態を示す。この回転軸シールは、回転軸10とハウジング20との間に装着して使用される。回転軸シールは止め輪19によって抜け止めされる。図１の右側が密封流体を収納する高圧側Ｈ、左側が低圧側Ｌである。

図１〜図３に示すように、樹脂製シールエレメント３と金具４とを備える。シールエレメント３は、例えば、ポリフェニレンサルファイドに、ＰＴＦＥ樹脂粉末及びカーボンファイバを配合したものから成る。

金具４が、円筒壁部５と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝６を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁１・第２突出壁２を、有する。第１突出壁１及び第２突出壁２の対向面14，15のラジアル方向対応位置に、（同径Ｄ₁，Ｄ₂の）小凹溝７（小凹溝７ａ，７ｂ）が形成される。凹溝６に射出成型によりシールエレメント３の外周縁部９が充填保持されている。

第１の実施の形態の回転軸シールの製法について説明する。まず、金具４の凹溝６に、切削又は研削等によって、小凹溝７を形成する。次に、図２に示すように、金型Ｍに溶融樹脂を流入させ、凹溝６に溶融樹脂を充填させる。金具が図２の左方へ移動するのを防止するために、円筒壁部５の外周面を図示省略の支持部材にて支持・押圧するのが好ましい。その後、冷却により樹脂を固化させる。シールエレメント３は多少収縮するが、図３のＡ及びＢ、又は、Ｃ及びＤの位置にて、シールエレメント３と金具４が係止してシール性を確保する。

図４は、第２の実施の形態を示す。第１突出壁１の小凹溝７ａと、第２突出壁２の小凹溝７ｂとが、ラジアル方向非対応位置に形成される。具体的には、第１突出壁１の小凹溝７ａの径Ｄ₁が、第２突出壁２の小凹溝７ｂの径Ｄ₂より大きく設定される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
製造工程に於て、溶融樹脂が固化する際に収縮するが、図４（Ｂ）に実線で示した部分（第１突出壁１の小凹溝７ａの内周側と、第２突出壁２の小凹溝７ｂの外周側）に於てシールエレメント３と金具４が係止するので、範囲Ｙに於て、シールエレメント３の収縮が抑制されるという利点がある。

図５は、第３の実施の形態を示す。第１突出壁１の小凹溝７ａの径Ｄ₁が、第２突出壁２の小凹溝７ｂの径Ｄ₂より小さく設定される。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。

図６は、第４の実施の形態を示す。第１突出壁１及び第２突出壁２の対向面14，15のラジアル方向対応位置に、（同径Ｄ₃，Ｄ₄の）小突条８（小突条８ａ，８ｂ）が形成される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

図７・図８は、第５の実施の形態を示す。第１突出壁１の一部11を押圧塑性変形させるかしめによってシールエレメント３を抜止めしている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

第５の実施の形態の回転軸シールの製法について説明する。まず、図７に示すように、金型Ｍ内に金具４を設置し、（第１突出壁１と第２突出壁２の対向面14，15が凹凸のない平面の状態で、）凹溝６にシールエレメント３の外周縁部９が射出成型にて充填される。その後、図８（Ｂ）に示すように、第１突出壁１の一部11をかしめる。

図９は、第６の実施の形態を示す。第１突出壁１の一部11（先端部12）を折曲げによりかしめてシールエレメント３を抜止めしている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

第６の実施の形態の回転軸シールの製法について説明する。まず、図９（Ａ）に示すように、第１突出壁１の非対向面16に深さ寸法ｖの切込み13を形成し、その後、射出成型にて凹溝６に溶融樹脂を充填させる。次に、図９（Ｂ）に示すように、第１突出壁１の切込み13より先端側（先端部12）を折曲げによりかしめる。
深さ寸法ｖと第１突出壁１の厚さ寸法ｔを、0.6 ×ｔ≦ｖ≦0.8 ×ｔに設定する。深さ寸法ｖが下限値未満の場合、十分にかしめることができず、シールエレメント３が金具４から離脱する虞れがある。また、深さ寸法ｖが上限値を超える場合、シールエレメント３を押圧保持する力が不足し、かつ、強度不足によって破損の虞れがある。

図10は、第７の実施の形態を示す。第１突出壁１・第２突出壁２の対向面14，15に、小凹溝７を形成し、凹溝６にシールエレメント３の外周縁部９が射出成型にて充填保持される。その後、第１突出壁１の一部11を押圧によりかしめてシールエレメント３を抜止め補強している。その他の構成は、第１の実施の形態、第５の実施の形態と同様である。

図11は、第８の実施の形態を示す。第１突出壁１・第２突出壁２の対向面14，15に、小凹溝７を形成し、凹溝６にシールエレメント３の外周縁部９が射出成型にて充填保持される。第１突出壁１の一部11（先端部12）を折曲げによりかしめてシールエレメント３を抜止め補強している。その他の構成は、第１の実施の形態、第６の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、図８や図10に於て、第２突出壁２の一部11をかしめてシールエレメント３を抜止めするも良い。また、図10又は図11に於て、第１突出壁１・第２突出壁２の対向面14，15に、小突条８を形成し、かつ、第１突出壁１・第２突出壁２の一部11をかしめてシールエレメント３を抜止め補強するも良い。

以上のように、本発明は、樹脂製シールエレメント３と金具４とを備え、上記金具４が、円筒壁部５と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝６を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁１・第２突出壁２を、有し、上記第１突出壁１及び第２突出壁２の対向面14，15に、小凹溝７又は小突条８を形成し、かつ、上記凹溝６に射出成型により上記シールエレメント３の外周縁部９が充填保持されているので、部品点数が２点でありながら製造工程が簡易である。そして、大量生産にて高品質の回転軸シールを、低コストで製造することができる。

また、樹脂製シールエレメント３と金具４とを備え、上記金具４が、円筒壁部５と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝６を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁１・第２突出壁２を、有し、上記凹溝６に上記シールエレメント３の外周縁部９が射出成型にて充填され、かつ、上記第１突出壁１・第２突出壁２の一部11をかしめて上記シールエレメントを抜止めしているので、部品点数が２点でありながら製造工程が簡易である。そして、大量生産にて高品質の回転軸シールを、低コストで製造することができる。

また、樹脂製シールエレメント３と金具４とを備え、上記金具４が、円筒壁部５と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝６を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁１・第２突出壁２を、有し、上記第１突出壁１・第２突出壁２の対向面14，15に、小凹溝７又は小突条８を形成し、上記凹溝６に上記シールエレメント３の外周縁部９が射出成型にて充填保持され、かつ、上記第１突出壁１・第２突出壁２の一部11をかしめて上記シールエレメント３を抜止め補強しているので、部品点数が２点でありながら製造工程が簡易である。そして、大量生産にて高品質の回転軸シールを、低コストで製造することができる。さらに、より確実にシールエレメント３を抜止めすることができる。

また、上記シールエレメント３が、熱可塑性樹脂組成物であり、具体的には、ポリフェニレンサルファイドにＰＴＦＥ樹脂粉末、及び、カーボンファイバを配合したもの、又は、ポリエーテルサルフォンにＰＴＦＥ樹脂粉末、及び、カーボンファイバを配合したものから成るので、耐摩耗性が良好であり、射出成型後の収縮率が小さいので、シールエレメント３を金具４と一体化した回転軸シールに好適である。

１第１突出壁
２第２突出壁
３シールエレメント
４金具
５円筒壁部
６凹溝
７小凹溝
８小突条
９外周縁部
11 一部
14 対向面
15 対向面

Claims

樹脂製シールエレメント（３）と金具（４）とを備え、
上記金具（４）が、円筒壁部（５）と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝（６）を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁（１）・第２突出壁（２）を、有し、
上記第１突出壁（１）及び第２突出壁（２）の対向面（14）（15）に、小凹溝（７）又は小突条（８）を形成し、
かつ、上記凹溝（６）に射出成型により上記シールエレメント（３）の外周縁部（９）が充填保持されていることを特徴とする回転軸シール。
樹脂製シールエレメント（３）と金具（４）とを備え、
上記金具（４）が、円筒壁部（５）と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝（６）を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁（１）・第２突出壁（２）を、有し、
上記凹溝（６）に上記シールエレメント（３）の外周縁部（９）が射出成型にて充填され、
かつ、上記第１突出壁（１）・第２突出壁（２）の一部（11）をかしめて上記シールエレメントを抜止めしていることを特徴とする回転軸シール。
樹脂製シールエレメント（３）と金具（４）とを備え、
上記金具（４）が、円筒壁部（５）と、ラジアル内方向へ開口状の円環状凹溝（６）を形成するラジアル内方向へ突出状の第１突出壁（１）・第２突出壁（２）を、有し、
上記第１突出壁（１）・第２突出壁（２）の対向面（14）（15）に、小凹溝（７）又は小突条（８）を形成し、
上記凹溝（６）に上記シールエレメント（３）の外周縁部（９）が射出成型にて充填保持され、
かつ、上記第１突出壁（１）・第２突出壁（２）の一部（11）をかしめて上記シールエレメント（３）を抜止め補強していることを特徴とする回転軸シール。
上記シールエレメント（３）が、ポリフェニレンサルファイドにＰＴＦＥ樹脂粉末、及び、カーボンファイバを配合したもの、又は、ポリエーテルサルフォンにＰＴＦＥ樹脂粉末、及び、カーボンファイバを配合したものから成る請求項１，２又は３記載の回転軸シール。