JP2931009B2 - 密封装置及び密封装置の製造方法 - Google Patents

密封装置及び密封装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、例えば建設機械,土木建設用車両,自動
車用エンジン等に用いられる密封装置であって、特に樹
脂製シールリップとゴム状弾性体製シールリップの双方
を備えた密封装置及び密封装置の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来のこの種の密封装置を第6図,第7図に示す。第
6図の密封装置100は、回転軸101に密封接触する樹脂製
シールリップ(以下、樹脂リップという)102を有する
第一シールリング103と、ゴム状弾性体製シールリップ
(以下、ゴムリップという)104を有する第二シールリ
ング105とを密着固定している。この第一シールリング1
03と第二シールリング105とは非接着の状態にある。そ
して、第二シールリング105と接着された補強環106に
は、円周上に複数箇所の嵌合孔107が設けられており、
第一シールリング103の基部108に設けた突起108aが嵌合
孔107内に嵌合しており、第一シールリング103の回り止
め及び固定となしている。また、第二シールリング105
であって大気a側の側面にはフェルト製の環状のシール
部材109が設けられている。
なお、密封装置100はハウジング110への装着前にあっ
ては、第二シールリング105のゴムリップ104の内径が回
転軸101の外径よりも小さく(締め代確保のため)点線
の状態にあり、樹脂リップ102であって密封面bとは反
対側の面(背面)と、第二シールリング105とは密着し
ている。そして、第6図のように装着して初めてゴムリ
ップ104が白抜き矢印のように弾性変形し、樹脂リップ1
02との間に隙間dが形成される。また、前記樹脂リップ
102の密封面bには、ねじ溝111が設けられている。
上記のように構成した密封装置100は、回転軸101の回
転中は大気a側の大気がねじポンプ作用によりねじ溝11
1に沿って吸込まれ、密封流体eがシールされる。ま
た、回転軸101の静止時においては、ゴムリップ104によ
り密封流体eのシールが行なわれる。上記作用中、第一
シールリング108と第二シールリング105とは非接着(第
一シールリング108と補強環106も同じ)であるから、お
互いのリップ102と104とが干渉せず、密封性を発揮する
のである。
ところで、上記密封装置100は、通常図示しない成形
型内において、第一シールリング103とゴムとを加熱圧
縮し、加硫成形(コストが安い)により両者を密着固定
して製造される。
また、第7図に示す密封装置200は、樹脂リップ201を
有する第一シールリング202と、ゴムリップ203を有する
第二シールリング204とを別々に成形した後、第二シー
ルリング204と一体成形されている補強環205の外周側を
矢印f部のようにカシメることにより組立てたものであ
る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、第6図の密封装置100は、ゴムリップ1
04が摩耗,劣化等によりシール性が低下して密封流体e
が樹脂リップ102側へと漏れが発生した場合、漏れた流
体が黒抜き矢印のように隙間dから第二シールリング10
5と基部108との密着面、及び基部108と補強環106との密
着面を介して大気a側へと漏れてしまうという問題があ
った。
この点、第7図の密封装置200においては、f部のカ
シメの存在により上記のような密封流体漏れは発生しな
いが、第一シールリング202を支持する補強環206を別途
設けなければならず部品点数が増加するし、又第一シー
ルリング202と第二シールリング204とを組立てるために
カシメ工程を設けなければならず、製造コストが上昇す
るという別の問題点を有している。
この発明は上記課題を解決するためのもので、第一シ
ールリングと第二シールリングとの密着面を介して密封
流体が外部へと漏れることを防止できる密封装置を提供
することを目的としている。
また、部品点数及び製造工程が増加することなく上記
密封装置を製造できる方法を提供することを目的として
いる。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するためこの発明は、樹脂製シールリ
ップを有する第一シールリングと、ゴム状弾性体製シー
ルリップを有する第二シールリングとを密着固定してな
る密封装置において、樹脂製シールリップであって密封
面とは反対側の面に環状のシール凹部を設け、ゴム状弾
性体製シールリップであって樹脂製シールリップと密着
する面にはシール凹部に対応するシール凸部を設けたこ
とを特徴とする密封装置を構成した。
また、樹脂製シールリップを有する第一シールリング
に対して、ゴム状弾性体製シールリップを有する第二シ
ールリングを加硫成形により密着固定する密封装置の製
造方法において、樹脂製シールリップであって密封面と
は反対側の面に予め環状のシール凹部を設け、加硫成形
と同時にゴム状弾性体製シールリップであって樹脂製シ
ールリップと密着する面に、シール凹部に対応するシー
ル凸部を成形する密封装置の製造方法を構成した。
(作 用) 上記構成に基づくこの発明は、樹脂製シールリップを
有する第一シールリングと、ゴム状弾性体製シールリッ
プを有する第二シールリングとは密着固定されており、
両シールリングの密着面はシール凸部とシール凹部によ
りシールされる。
また、樹脂製シールリップを有する第一シールリング
に対して、ゴム状弾性体製シールリップを有する第二シ
ールリングを加硫成形すると同時に、ゴム状弾性体製シ
ールリップには樹脂製シールリップの環状のシール凹部
に対応するシール凸部が形成される。
(実施例) 次に、この発明を第1図〜第5図に基づいて説明す
る。
第1図はこの発明の密封装置1の装着前の半断面であ
り、ハウジング2及び回転軸3との間に装着して使用さ
れる。密封装置1は、回転軸3に密封接触すべく軸方向
(密封流体B方向)に伸びた樹脂(四ふっ化エチレン樹
脂等)製シールリップ(以下、樹脂リップという)4及
び径方向に伸びる基部5とを有する断面略字形の第一シ
ールリング(全体が樹脂)6と、ゴム状弾性体製リップ
(以下、ゴムリップという)7と、径方向のフランジ部
8、及び嵌め合い部9を有する第二シールリング(全体
がゴム)10とを密着固定している。従って、第一シール
リング6は第二シールリング10であって大気A側の側面
を保持した状態にある。この第一シールリング6と第二
シールリング10、及び第一シールリング6と補強環11
(第二シールリング10と一体的に成形されている。)と
は非接着の状態にある。そして、補強環11の内向きフラ
ンジ11aには、円周上に複数(便宜上1つを図示)箇所
の嵌合孔12が設けられており、第一シールリング6の基
部5に設けた突起13が嵌合孔12内に嵌合し、第一シール
リングの回り止め及び固定となしている。また、第二シ
ールリング10であって大気A側の側面にはフェルト製の
環状のシール部材14が設けられている。
なお、密封装置1はハウジング2内への装着前にあっ
ては、第二シールリング10のゴムリップ7の内径が回転
軸3の外径よりも小(締め代確保のため)であるため、
樹脂リップ4であって密封面(摺動する面)Dとは反対
側の面(背面)と、第二シールリング10とは密着してい
る。そして、ハウジング2内へ装着して初めて第3図の
ようにゴムリップ7が白抜き矢印のように弾性変形し、
樹脂リップ4との間に隙間Eが形成されるのである。ま
た、前記樹脂リップ4の密封面Dには、ねじ溝15が設け
られている。
ところで、樹脂リップ4の背面には、環状のシール凹
部としての鋭角状の切欠き溝(スパイラルでもよい)16
が少なくとも一つは設けてある。この切欠き溝16は第2
図のように、回転軸3に対して直交する線を境として大
気A側の角度をα゜、密封流体B側の角度をβ゜とした
とき、α>βとなるよう設定されている。また、第二シ
ールリング10であって樹脂リップ4の背面に密着する面
には切欠き溝16に対応(没入)するシール凸部としての
断面くさび形の突起部17が設けられている。
次に、上記実施例の作用を説明する。回転軸3の回転
中は大気Aがねじポンプの原理によりねじ溝15に沿って
吸込まれ、密封流体Bがシールされる。また、回転軸3
の静止時においては、ゴムリップ7により密封流体Bの
シールが行なわれる。ここで、第一シールリング6と第
二シールリング10とは非接着(第一シールリング6と補
強環11も同じ)であるから、お互いのリップ4と7とが
干渉せず、それぞれ密封性を発揮する。
上記作用中において、第3図のように突起部17が切欠
き溝16の密封流体B側の傾斜面に密着して隙間Eをシー
ルしているから、ゴムリップ7の摩耗,劣化等により密
封流体Bが密封面を介して樹脂リップ4側へ漏れたとし
ても、漏れた流体が隙間E及び補強環11と第一シールリ
ング6との密着面を介して大気A側に漏れることはな
い。
次に、以上の構成よりなる密封装置1の製造方法につ
いて説明する。
密封装置1は第4図に示す成形型20を用いて成形され
る。成形型20は、概略下型22と上型23とから構成されて
いる。上記下型22は、底面を形成する第一型25と、外径
側壁面を形成する第二型26と、内径側壁面を形成する芯
棒型27とに分割構成とされている。
そして、芯棒型27外周面には、雄ねじ28が刻設されて
いる。
一方、上型23の下面には、上記下型22内に挿入される
環状の突部29が形成されている。そして、型閉めした際
に、この突部29と下型22との間に上記第二シールリング
10に対応する環状のキャビティ21が形成されることにな
る。
つぎに、密封装置1の成形は、以下のようにして行な
われる。まず、第二シールリング10の加硫成形前に、補
強環11と、第一シールリング6となるべき環状の樹脂素
材Fとを予め成形しておく。この樹脂素材Fは断面L字
形をなしており、その円筒部F′の外周には前述の切欠
き溝16が予め成形してある。また、補強環11の内向きフ
ランジ11aには円周方向に沿って嵌合孔12が設けてあ
る。
そして、型開きしたキャビティ21内に、補強環11と樹
脂素材Fとを順番に重ねて配置する。
さらに、図示しないゴム生地を配置して型閉めし、加
熱加圧する。すると、熱により軟化した樹脂素材Fの円
筒部F′は、流動化したゴム生地Gの圧力によって矢印
のように芯棒型27表面に押付けられ(第5図参照)、円
筒部F′の内周に芯棒型27の表面に刻設された雄ねじ28
に対応するねじ溝15が写し取られる。これと同時に円筒
部F′の外周面に密着したゴム生地Gには、切欠き溝16
に対応する突起部17が加硫成形される。更にまた、ゴム
生地Gは嵌合孔12内にも没入して突起13が形成され、ゴ
ム生地Gと樹脂素材Fとが密着固定される。
加硫成形終了後、型開きして取り出した成形品のゴム
リップ7の先端に延びる余剰部分を適宜切断し、密封装
置1が完成する。
なお、上記成形方法においてはフェルト製のシール部
材14の図示を便宜上省略している。
このように、この製造方法によれば加硫成形と同時に
第二シールリング10であって第一シールリング6との密
着面に、突起部17に対応する切欠き溝16を形成できるか
ら、成形工程や部品点数を増加することなく安価に前述
の密封装置1を製造することができる。
(発明の効果) この発明は以上のように構成したものであるから、樹
脂製シールリップであって密封面と反対側の面、及びこ
の面に密着するゴム状弾性体製リップとの間は、環状の
シール凸部及びシール凹部によってシールされ、密封性
が著しく向上している。従って、例えゴム状弾性体製リ
ップの摩耗,劣化によりシール性が低下して密封流体が
樹脂製シールリップ側へ漏れたとしても、漏れた流体が
第一シールリングと第二シールリングとの密着面を介し
て外部に漏れることはない。
また、樹脂製シールリップを有する第一シールリング
に対して、ゴム状弾性体製リップを有する第二シールリ
ングを加硫成形すると同時に、ゴム状弾性体製リップに
は樹脂製シールリップの環状のシール凹部に対応するシ
ール凸部が形成される。従って、成形工程及び部品点数
を増加することなく、安価に上記の密封装置を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図はこの発明の実施例を示し、第1図は密
封装置の装着前を示す半断面図、第2図は樹脂製シール
リップの切欠き溝を示す拡大断面図、第3図は密封装置
の装着後の要部縦断面図、第4図および第5図は第1図
の密封装置の製造方法の一実施例を示しており、第4図
は型開きした加硫成形前の状態の半断面図、第5図は加
硫成形時の半断面図、第6図及び第7図は従来の密封装
置の半断面図である。 符号の説明 1……密封装置 4……樹脂製シールリップ 6……第一シールリング 7……ゴム状弾性体製リップ 10……第二シールリング 16……切欠き溝(シール凹部) 17……突起部(シール凸部) D……密封面

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂製シールリップを有する第一シールリ
    ングと、ゴム状弾性体製シールリップを有する第二シー
    ルリングとを密着固定してなる密封装置において、 樹脂製シールリップであって密封面とは反対側の面に環
    状のシール凹部を設け、ゴム状弾性体製シールリップで
    あって樹脂製シールリップと密着する面にはシール凹部
    に対応するシール凸部を設けたことを特徴とする密封装
    置。
  2. 【請求項2】樹脂製シールリップを有する第一シールリ
    ングに対して、ゴム状弾性体製シールリップを有する第
    二シールリングを加硫成形により密着固定する密封装置
    の製造方法において、 樹脂製シールリップであって密封面とは反対側の面に予
    め環状のシール凹部を設け、加硫成形と同時にゴム状弾
    性体製シールリップであって樹脂製シールリップと密着
    する面に、シール凹部に対応するシール凸部を成形する
    ことを特徴とする密封装置の製造方法。
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