JP3169130B2 - 密封装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
脂製のシールリップとゴム製のシールリップの双方を備
えた密封装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の密封装置を第５図、第６図に示す。第
５図に示す密封装置100は、第一シールリング101と、第
一シールリング101であって大気側ａの側面に密着した
樹脂製の第二シールリング102とを有する。第一シール
リング101は環状の嵌め合い部103、径方向のフランジ部
104、密封流体側ｂに向けて軸方向に伸びたゴム製のシ
ールリップ105を有するゴム製のシール本体Ａと金属環1
06とから構成されている。また、第二シールリング102
は径方向に伸びたフランジ部107と、ねじ溝108を有する
樹脂製のシールリップ109とから構成されている。

【０００３】 このように構成した密封装置100は、使用前において
は実線のようにシールリップ105と109とが密着している
が、ハウジング110と回転軸111との間に装着すると、シ
ールリップ105、109は二点鎖線のように径方向に異なる
量づつ弾性変形（便宜上、シールリップ105のみを図示
している）し、互いに密封性を確保する。このため、第
一シールリング101と第二シールリング102とは単に密着
されただけの状態にあるとともに、第二シールリング10
2のフランジ部107に設けた係合孔112内にシール本体Ａ
の係合突起113を係合して両シールリング101、102同士
の回り止め固定を行なっている。

【０００４】 第６図に示す密封装置100においては、金属環106に係
合孔114を設け、この係合孔114に第二シールリング102
の係合突起115を係合して同様の回り止め固定を行なっ
ている。なお、その他の構成については第５図と同様で
ある。 上記のように構成した二つの密封装置100は、回転軸1
11の回転中は大気側ａの大気がねじポンプ作用によりね
じ溝108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111の静止時においては、シールリッ
プ105により密封流体ｂのシールが行なわれる。 ところで、上記二つの密封装置100は、通常図示しな
い成形型のキャビティ内において、リング状の樹脂素
材、金属環、ゴム生地を加熱・加圧し、所望の形状に加
硫成形して密着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、第５図、第６図の密封装置100は、シ
ールリップ105が摩耗、劣化等によりシール性が低下し
て密封流体ｂがシールリップ109側へと漏れが発生した
場合、この流体がシールリップ105と109との間に形成さ
れた隙間ｄに侵入するとともに、第５図の場合は係合
孔112、及び金属環106と第二シールリング102との密着
面を介して大気ａ側へ漏れる。第６図の場合は第二シ
ールリング102の外周端側を介して係合孔114から大気ａ
側へ漏れる、という問題があった。

【０００６】 また、上記密封装置100の製造に際していずれも加硫
成形の前に第二シールリング102を断面略Ｌ字形に成形
する曲げ加工の他に、係合孔、即ち、第５図のものは第
二シールリング102の係合孔112、第６図のものは金属環
106の係合孔114の加工を行なわなければならず、製造コ
ストが高くなるという問題があった。 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の製造
方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【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、樹脂ロール16の
外周面に接着剤塗布処理を施した後、該樹脂ロール16を
所定の厚さに切断することにより、円筒部19と、円筒部
19の一端側から径方向に延びたフランジ部20とを有する
リング状の樹脂素材21を成形し、次いで該樹脂素材21
と、前記樹脂素材21より径大の金属環７とをキャビティ
23内に配置するとともに、加熱・加圧によりゴム生地を
樹脂素材21の円筒部19及びフランジ部20に沿って流動さ
せ、樹脂素材21と金属環と流動ゴムとを加硫成形により
密着させて、樹脂素材端面全周が前記ゴムまたは金属環
と接着させるようにしたものである。

【０００８】

【作用】

上記構成に基づくこの発明は、ゴム製のシールリップ
と樹脂製のシールリップはそれぞれ所定量径方向に弾性
変形し、所定の締め代で一方の部材に密封接触する。こ
こでゴム製のシールリップと樹脂製のシールリップとの
密着面には隙間が形成されるが、第二シールリングのフ
ランジ部であって他方の部材側の端面全周は第一シール
リングに接着固定されている。

【０００９】 そして、弾性変形量が突起の高さよりも大きくなると
平坦な接触面同士が衝突するが、突起によって衝撃力が
吸収されているので、接触面同士の衝撃は小さくなり摩
耗の進行が低減される。 また、密封装置の加硫成形時において、樹脂素材のフ
ランジ部の端面全周は、流動化したゴムまたは金属環に
接着固定される。

【００１０】

【実施例】

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

【００１１】 第１図の実線で示す密封装置１は、一方の部材として
の回転軸２と、他方の部材としてのハウジング３との間
に装着される前の状態である。密封装置１は、密封流体
Ｂ側に面する第一シールリング４と、第一シールリング
４であって大気Ｄ側の側面に密着した第二シールリング
５とから構成される。

【００１２】 第一シールリング４はゴム製のシール本体６と、シー
ル本体６に対して焼付け固定した金属環７とからなる。
シール本体６は軸方向に伸びたシールリップ８と、シー
ルリップ８の基部側からハウジング３側に向けて径方向
に伸びた外向きのフランジ部９と、ハウジング３に密着
する嵌め合い部10とから構成されている。このシールリ
ップ８の内径は、回転軸２の外径よりも小さく設定され
ている。また、金属環７は円筒状の基部11と、内向きの
フランジ部12とを有する断面Ｌ字形に成形してある。金
属環７の基部11は、第二シールリング５よりも大径にな
っている。

【００１３】 一方、第二シールリング５は断面Ｌ字形に成形された
樹脂製（四ふっ化エチレン樹脂等）のものであり、軸方
向に伸びたシールリップ13と、シールリップ13の基部側
からハウジング３側へ向けて径方向に伸びた外向きのフ
ランジ部14とを有する。また、シールリップ13の内周面
にはねじ溝15が設けられているとともに、内径は回転軸
２の外径よりも小さく設定されている。このように構成
された第二シールリング５のシールリップ13及びフラン
ジ部14は、第一シールリング４のシールリップ８及びフ
ランジ部９に密着している。そして、第二シールリング
５のフランジ部14であってハウジング３側、即ち、外周
側の端面Ｅは全周に亘って第一シールリング４の嵌め合
い部10と接着剤により接着固定してある。

【００１４】 そして、上記密封装置１を回転軸２とハウジング３と
の間に装着すると、シールリップ８、13はそれぞれ径方
向に異なる量で弾性変形（シールリップ８のほうが弾性
変形量が大きいため、シールリップ８の変形のみを二点
鎖線で図示）し、所定の締め代で回転軸２に密封接触す
る。このため、シールリップ８と13との間には隙間Ｆが
形成される。

【００１５】 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Ｄ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、シールリップ
８により密封流体Ｂのシールが行なわれる。この作用中
において、シールリップ８の劣化等により密封流体Ｂが
回転軸２との密封面を通って隙間Ｆ内へと侵入したとし
ても、第二シールリング５のフランジ部14の端面Ｅが第
一シールリング４の嵌め合い部10に接着されているか
ら、これが事実上シールの役割を果たし、侵入した流体
が大気Ｄ側に漏れる虞れはない。

【００１６】 また、径方向に伸びたフランジ部14の端面Ｅと嵌め合
い部10との接着固定であるため、締め代確保のために行
なわれるシールリップ８、13の径方向への弾性変形に悪
影響を及ぼすことはない。なお、フランジ部14を更にハ
ウジング３側に伸ばして金属環７の基部11と接着固定し
てもよい。

【００１７】 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。 まず、第２図に示すように樹脂のロール16の外周面17
のみに図示しない金属ナトリウム等を施してその表面を
荒らす（表面積を増す）とともに、接着剤18を所望の厚
さで塗布する。その後ロール16を所定の厚みに切断する
とともに、これを成形加工して第３図に示すような円筒
部19と、円筒部19の一端側から径方向に伸びた外向きの
フランジ部20（端面Ｅに接着剤18が塗布された）を有す
る樹脂素材21を得る。

【００１８】 また、７は樹脂素材21よりも径大に成形された金属環
である。そして、この金属環７及び樹脂素材21は成形型
22のキャビティ23内に配置されている。成形型22は、概
略下型24と上型25とから構成されている。上記下型24
は、底面を形成する第一型25a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25の下面には、上記下型24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24との間に環状のキャビティ23が
形成されることになる。

【００１９】 つぎに、密封装置１の加硫成形は、以下のようにして
行なわれる。 まず、図示しないゴム生地をキャビティ23内に配置し
て型閉めし、加熱加圧する。第４図のように流動化した
ゴム30は、キャビティ21内を樹脂素材21の円筒部19、フ
ランジ部20の表面に沿って流れる。すると、熱により軟
化した樹脂素材21の円筒部19は、流動化したゴム30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、円
筒部19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。

【００２０】 これと同時に、ゴム30は接着剤18により樹脂素材21の
端面Ｅと接着されることとなる。加硫成形終了後、型開
きして取り出した成形品ゴム30の余剰部分を適宜切断
し、密封装置１が完成する。ここで、成形型22内から離
型された際に、樹脂素材21、即ち、第二シールリング５
のシールリップ13は、その復元力によって内径方向へと
倒れ込むことで、装着時における前述の閉め代が確保さ
れる。 このように、本発明においては加硫成形と同時にゴム
30と樹脂素材21の端面Ｅとの接着を行なうため、従来の
ような係合孔の加工を行う必要はなくなり製造コストの
低減に寄与することができる。なお、樹脂素材21のフラ
ンジ部20を径大にして金属環７と接着してもよい。

【００２１】 更に、図示実施例の密封装置はハウジング３側に固定
され、シールリップ８、13が回軸２に密封接触する構成
となっているが、この逆、即ち、軸側に固定され、ハウ
ジング側にシールリップが密封接触する構成のものに適
用してもよい。

【００２２】

【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、第
一シールリングのゴム製のシールリップの劣化等により
密封流体が一方の部材との密閉面を通って第一シールリ
ングと第二シールリングのシールリップの弾性変形によ
り生じた隙間へと侵入したとしても、第二シールリング
のフランジ部の端面が全周に亘って第一シールリングに
接着されているから、これが事実上シールの役割を果た
し侵入した流体が大気側に漏れることはない。

【００２３】 また、加硫成形と同時に流動化したゴム又は金属環と
樹脂素材の端面全周との接着を行なうため、従来のよう
な係合孔の加工を行う必要はなくなり製造コストの低減
に寄与することができる。 更に、第二シールリングの接着部分は、外周端面に限
定され変形の自由度を大きく確保できるため、軸の偏心
に対して十分な追随性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１図は本発明の密封装置を示す半断面図である。

【図２】 第２図は本発明の樹脂素材の前処理過程を示す説明図で
ある。

【図３】 第３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、型開きした加硫成形前の状態の半断面図であ
る。

【図４】 第４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、加硫成形時の半断面図である。

【図５】 従来の密封装置の半断面図である。

【図６】 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 13……樹脂製のシールリップ ４……第一シールリング ８……ゴム状弾性体製のシールリップ ５……第二シールリング ２……回転軸（一方の部材） ３……ハウジング（他方の部材） ９……第一シールリングのフランジ部 14……第二シールリングのフランジ部 Ｄ……大気側 Ｅ……フランジ部の端面 23……キャビティ 21……樹脂素材 18……接着剤

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂ロール16の外周面に接着剤塗布処理を
   施した後、該樹脂ロール16を所定の厚さに切断すること
   により、円筒部19と、円筒部19の一端側から径方向に延
   びたフランジ部20とを有するリング状の樹脂素材21を成
   形し、次いで該樹脂素材21と、前記樹脂素材21より径大
   の金属環７とをキャビティ23内に配置するとともに、加
   熱・加圧によりゴム生地を樹脂素材21の円筒部19及びフ
   ランジ部20に沿って流動させ、樹脂素材21と金属環と流
   動ゴムとを加硫成形により密着させて、樹脂素材端面全
   周が前記ゴムまたは金属環と接着された密封装置の製造
   方法。