JP2018059551A

JP2018059551A - 密封構造

Info

Publication number: JP2018059551A
Application number: JP2016195684A
Authority: JP
Inventors: 大介松本; Daisuke Matsumoto
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2016-10-03
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2018-04-12

Abstract

【課題】外周リップにヘタリが生じてしまっても密封性を維持させることを可能とする密封構造を提供する。
【解決手段】軸孔を有するハウジング３００と、前記軸孔に挿通される軸２００と、軸２００の外周面に形成された環状の装着溝２００ａに装着され、かつ前記軸孔の内周面に密着する外周リップ１１０を有する弾性体製の密封装置１００と、を備える密封構造において、装着溝２００ａにおける密封対象流体側（Ｏ）の側壁面２２１から大気側（Ａ）に向かって突出し、外周リップ１１０の内周面１１１を支持する支持突起２２２が複数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、外周リップを有する密封装置を備える密封構造に関する。

軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置においては、ハウジングに設けられた軸孔の内周面に密着する外周リップを備える弾性体製の密封装置が知られている。このような密封装置においては、環境温度変化に伴う熱膨張収縮に拘わらず、外周リップが軸孔の内周面に密着するように、外周リップには締め代が設けられている。つまり、高温環境下では外周リップは径方向外側に拡張しようとし、低温環境下では外周リップは径方向内側に収縮しようとするため、いずれの環境下でも外周リップが軸孔内周面に密着した状態を維持するように設計されている。

しかしながら、一般的に、ハウジングの材料は密封装置の材料に比べて線膨張率が低く、高温環境下でも軸孔の内径があまり変化しないのに対して、外周リップは高温環境下では径方向外側に拡張しようとするため、外周リップは軸孔によって強く拘束される。これにより、経時的に外周リップにヘタリが生じてしまう。従って、外周リップの締め代は経時的に少なくなってしまうため、低温環境下において漏れが生じ易くなってしまう。このように、環境温度変化に伴う外周リップのヘタリが、密封装置の寿命を短くしてしまう原因になっている。

特開２００９−２１６１９８号公報

本発明の目的は、外周リップにヘタリが生じてしまっても密封性を維持させることを可能とする密封構造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、本発明の密封構造は、
軸孔を有するハウジングと、
前記軸孔に挿通される軸と、
前記軸の外周面に形成された環状の装着溝に装着され、かつ前記軸孔の内周面に密着する外周リップを有する弾性体製の密封装置と、
を備える密封構造において、
前記装着溝における密封対象流体側の側壁面から前記密封対象流体側とは反対側に向かって突出し、前記外周リップの内周面を支持する支持突起が複数設けられているとよい。

本発明によれば、密封装置の外周リップの内周面は、複数の支持突起により支持される。そのため、経時的に外周リップにヘタリが生じてしまっても、外周リップの姿勢が維持されるため、密封性を維持させることができる。

また、隣り合う前記支持突起間の隙間には密封対象流体が流れる流通部が形成されているとよい。

これにより、外周リップの内周面側に密封対象流体が流れ込むことが可能となる。従って、外周リップは、密封対象流体の流体圧力により、径方向外側に向かって押圧される。

以上説明したように、本発明によれば、外周リップにヘタリが生じてしまっても密封性を維持させることができる。

図１は本発明の実施例に係る密封構造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構造の模式的断面図である。図３は本発明の実施例に係る軸を構成する部材の端面を示す図である。図４は本発明の実施例に係る軸を構成する部材を外周面側から見た図の一部である。図５は本発明の変形例に係る軸を構成する部材を外周面側から見た図の一部である。

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。本実施例に係る密封構造は、軸と、ハウジングと、これら軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置とにより構成される。また、密封装置は、軸とハウジングが相対的に移動する場合に好適に用いられる。軸とハウジングとの相対的な移動については、相対的に往復動する場合、相対的に回転する場合、相対的に揺動する場合、これら２つ以上の運動が複合的に行われる場合が含まれる。

（実施例）
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係る密封構造について説明する。図１及び図２は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置１００は回転対称形状であり、図１及び図２は、密封装置１００における中心軸線を含む面で切断した断面図である。図３は本発明の実施例に係る軸を構成する部材（第２軸部材２２０）の端面を示す図である。なお、図１中の第２軸部材２２０は、図３におけるＡＡ断面に相当する。また、図２中の第２軸部材２２０は、図３におけるＢＢ断面に相当する。図４及び図５は第２軸部材２２０を外周面側から見た図の一部であり、図４は実施例、図５は変形例を示している。なお、図４及び図５は、図３において図中Ｃ方向に見た図に相当する。

本実施例に係る密封構造は、軸孔を有するハウジング３００と、軸孔に挿通される軸２００と、弾性体製の密封装置１００とを備えている。軸２００は、互いに固定される第１軸部材２１０及び第２軸部材２２０により構成されている。第１軸部材２１０には、環状の切欠き２１１が設けられている。この切欠き２１１と第２軸部材２２０の端面とによって、軸２００の外周面には、環状の装着溝２００ａが形成されている。この装着溝２００ａに、密封装置１００は装着されている。

密封装置１００は、ＮＢＲ，ＨＮＢＲなどのゴム材料やウレタンなどの弾性体により構成されている。そして、密封装置１００は、ハウジング３００の軸孔の内周面に密着（摺動）する外周リップ１１０と、装着溝２００ａの溝底面に密着する内周リップ１２０とを備えている。これら外周リップ１１０と内周リップ１２０との間には、環状溝１３０が形成されている。このように構成される密封装置１００は、断面形状が略Ｕ字形状であり、
一般的に、Ｕパッキンと呼ばれている。図１及び図２において、図中右側が、密封対象流体が密封された密封対象流体側（Ｏ）であり、図中左側がその反対側（大気側（Ａ））である。外周リップ１１０及び内周リップ１２０が大気側（Ａ）から密封対象流体側（Ｏ）に向かって伸びるように、密封装置１００は装着溝２００ａに配置される。

そして、本実施例に係る密封構造においては、装着溝２００ａにおける密封対象流体側（Ｏ）の側壁面２２１から大気側（Ａ）に向かって突出し、外周リップ１１０の内周面１１１を支持する支持突起２２２が複数設けられている。なお、「装着溝２００ａにおける密封対象流体側（Ｏ）の側壁面２２１」は、第２軸部材２２０の端面に相当する。これら複数の支持突起２２２は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。図４において、点線１１１Ｘは、外周リップ１１０が支持突起２２２によって支持される先端の位置を示している。つまり、外周リップ１１０は、図４中、点線１１１Ｘよりも下側の部分が支持突起２２２により支持される。以上のように構成されることで、隣り合う支持突起２２２間の隙間には密封対象流体が流れる流通部Ｒが形成される。従って、支持突起２２２によって、密封対象流体の流れが妨げられてしまうことはなく、密封対象流体は密封装置１００における環状溝１３０内に流れていく（図２中、矢印Ｘ参照）。これにより、外周リップ１１０の内周面１１１には、径方向外側に向かって流体圧力Ｐが作用し、内周リップ１２０の外周面１２１には、径方向内側に向かって流体圧力Ｐが作用する。従って、外周リップ１１０及び内周リップ１２０による密封機能が十分発揮される。

なお、本実施例に係る支持突起２２２は、外周面側から見た形状が半円形であるが、本発明においては、支持突起の形状は特に限定されるものではない。例えば、図５に示す変形例のように、外周面側から見た形状が矩形の支持突起２２２ａを採用することもできる。この場合でも、隣り合う支持突起２２２ａ間の隙間には密封対象流体が流れる流通部Ｒが形成されることは言うまでもない。

＜本実施例に係る密封構造の優れた点＞
本実施例に係る密封構造によれば、密封装置１００の外周リップ１１０の内周面１１１は、複数の支持突起２２２により支持される。そのため、経時的に外周リップ１１０にヘタリが生じてしまっても、外周リップ１１０の姿勢が維持されるため、密封性を維持させることができる。

また、隣り合う支持突起２２２間の隙間には密封対象流体が流れる流通部Ｒが形成されている。これにより、外周リップ１１０の内周面１１１側に密封対象流体が流れ込むことが可能となる。従って、外周リップ１１０は、密封対象流体の流体圧力により、径方向外側に向かって押圧される。従って、安定的に密封性を維持させることができる。

（その他）
上記実施例においては、密封装置１００がＵパッキンの場合を例にして説明した。しかしながら、本発明における密封装置は、Ｕパッキンに限らず、外周リップを有する各種密封装置を適用することができる。つまり、ハウジングの軸孔内周面に密着（摺動）する外周リップを有し、かつ、軸とハウジングとの間の環状隙間を封止可能であれば、各種密封装置を適用可能である。

１００密封装置
１１０外周リップ
１１１内周面
１２０内周リップ
１２１外周面
１３０環状溝
２００軸
２００ａ装着溝
２１０第１軸部材
２２０第２軸部材
２２１側壁面
２２２，２２２ａ支持突起
３００ハウジング
Ｐ流体圧力
Ｒ流通部

Claims

軸孔を有するハウジングと、
前記軸孔に挿通される軸と、
前記軸の外周面に形成された環状の装着溝に装着され、かつ前記軸孔の内周面に密着する外周リップを有する弾性体製の密封装置と、
を備える密封構造において、
前記装着溝における密封対象流体側の側壁面から前記密封対象流体側とは反対側に向かって突出し、前記外周リップの内周面を支持する支持突起が複数設けられていることを特徴とする密封構造。
隣り合う前記支持突起間の隙間には密封対象流体が流れる流通部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。