JP3364606B2 - リップ型シールの装着構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、各種機器の回転軸
周を密封するリップ型シールにおいて、特に、その装着
構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】リップ型シールを用いた軸封技術として
は、従来、図４に示されるような構造のものが知られて
いる。この図において、１００は機器の軸孔部のハウジ
ング、２００はこのハウジング１００におけるシール装
着部１０１に装着されて回転軸１０２の軸周を密封する
リップ型シールである。 【０００３】リップ型シール２００は、パッキン２０１
ａと金属環２０１ｂが一体化された外環部２０１と、こ
の外環部２０１の内周に前記金属環２０１ｂのカシメに
よって固定されたＰＴＦＥ等の合成樹脂からなるシール
本体２０２及び金属板からなるバックアップリング２０
３とを備える。そして前記外環部２０１がハウジング１
００のシール装着部１０１の円筒状嵌着面１０１ａに密
嵌されると共に、シール本体２０２の内周部に形成され
て密封空間Ａ側へ延びるシールリップ２０２ａの内周面
が、回転軸１０２の外周面と密封的に摺接されることに
よって、密封空間Ａ内の密封対象流体が機外の大気Ｂ側
へ漏れるのを防止するものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、外環部２０１における金属環２０１ｂの大気Ｂ側の
端部に形成されたカシメ部２０１ｃが、ハウジング１０
０におけるシール装着部１０１の立上り面１０１ｂと当
接することによって、密封空間Ａのシステム圧力による
大気Ｂ側へのリップ型シール２００の軸方向移動を、外
周側で拘束するようになっている。このため、シール本
体２０２を介してバックアップリング２０３に作用する
前記システム圧力が著しく高くなると、図５に示される
ように、バックアップリング２０３はその内周部が前記
カシメ部２０１ｃを支点にして大気Ｂ側へ変位するよう
な曲げ変形を受ける。 【０００５】その結果、シール本体２０２も図５に二点
鎖線で示された正常位置から大気Ｂ側へ変位して、その
アール状屈曲部２０２ｂが鋭角状に変形され、破損して
しまうおそれがある。また、シール本体２０２の曲げ変
形によって、外環部２０１におけるパッキン２０１ａの
内周部２０１ａ’との間にクサビ状の隙間Ｇが発生し、
この隙間Ｇも密封性能の悪化の一因になる。 【０００６】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、機内
の圧力によるバックアップリング等の背面側環状部材の
曲げ変形及びこれに伴うシール本体の変位を抑制して、
リップ型シールの耐圧性を高めることのできる装着構造
とすることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明は、金属環及びこの金属環のフランジ部に一体的
に加硫接着され機器のハウジングのシール装着部に密嵌
されるパッキンを備える外環部と、外周側の被固定部が
前記金属環におけるフランジ部と反対側のカシメ部によ
って前記外環部に固定され、前記被固定部の内周から前
記機器の密封空間側へ屈曲して延びるシールリップ部
が、前記ハウジングに挿通された回転軸の外周面と密封
的に摺接されるシール本体と、前記シール本体の背面側
に配置され外周側の被固定部が前記シール本体の被固定
部と共に前記カシメ部によって前記外環部に固定された
背面側環状部材とを備えるリップ型シールの装着構造に
おいて、前記シール装着部に、前記背面側環状部材の内
周部背面と軸方向に対向する立上り面が形成され、前記
背面側環状部材の内周部背面と前記立上り面を、その少
なくとも一方に前記カシメ部の内周側に位置する軸方向
突出部を形成することによって互いに当接可能とし、か
つ前記カシメ部と前記立上り面との間に間隙を有するよ
うにしたものである。したがって、前記背面側環状部材
は、密封空間の圧力による内周部の軸方向変位が、ハウ
ジングのシール装着部の立上り面との当接によって規制
される。 【０００８】なお、ここでいう「背面」とは、密封空間
と反対側を向いた面のことであり、「背面側」とは、密
封空間と反対側（例えば大気側）のことである。 【０００９】 【発明の実施の形態】［第一実施形態］図１は、本発明
に係るリップ型シールの装着構造の第一実施形態を示す
ものであり、図中の参照符号１は機器の軸孔部のハウジ
ング、２はこのハウジング１の内周に挿通された回転
軸、３は前記ハウジング１におけるシール装着部１１に
装着されて回転軸２の軸周を密封するリップ型シールで
ある。 【００１０】ハウジング１には、機内の密封空間Ａ側を
向いた立上り面１１ａと、その外径端から前記密封空間
Ａ側へ延びる円筒状嵌着面１１ｂからなるシール装着部
１１と、前記立上り面１１ａの内径端から機外の大気Ｂ
側へ延びて回転軸２を回転自在に遊挿可能な軸孔１２が
形成されている。前記立上り面１１ａは、軸心とほぼ直
交する平面をなす。 【００１１】リップ型シール３は、ハウジング１におけ
るシール装着部１１の円筒状嵌着面１１ｂに圧入される
外環部３１を有し、この外環部３１の内周には、シール
本体３２と、その背面側（大気Ｂ側）に配置された背面
側環状部材であるバックアップリング３３が固定されて
いる。 【００１２】リップ型シール３の外環部３１は、金属板
の打ち抜き及びプレス成形によって製作した金属環３１
１と、この金属環３１１の円筒部３１１ａの外周面及び
その密封空間Ａ側の端部から内周側へ延びるフランジ部
３１１ｂに一体的に加硫接着したエラストマからなるパ
ッキン３１２とを備える。パッキン３１２は、金属環３
１１の円筒部３１１ａの外周側に存在する外周シール部
３１２ａが、ハウジング１におけるシール装着部１１の
円筒状嵌着面１１ｂに、適当な潰し代をもって密接され
る。 【００１３】金属環３１１における円筒部３１１ａのフ
ランジ部３１１ｂと反対側の端部には、カシメによって
内周側へ屈曲されたカシメ部３１１ｃが形成されてお
り、シール本体３２及びバックアップリング３３は、そ
れぞれ外周側の被固定部３２１，３３１が、前記金属環
３１１のフランジ部３１１ｂの内側面に存在するパッキ
ン３１２の内側シール部３１２ｂと前記カシメ部３１１
ｃとの間に、密接状態に挟持されている。 【００１４】シール本体３２は、ＰＴＦＥ等の低摩擦の
合成樹脂材料で成形されたものであって、外周側の円盤
状の被固定部３２１が、外環部３１におけるパッキン３
１２の内側シール部３１２ｂと金属環３１１のカシメ部
３１１ｃとの間に、バックアップリング３３と共に挟持
・固定され、この被固定部３２１の内周からアール状屈
曲部３２２を介して、密封空間Ａ側となる図中右側へ向
けてシールリップ部３２３が延びている。シールリップ
部３２３は、未装着時の原形状態においては、アール状
屈曲部３２２側が回転軸２よりも大径、先端側が回転軸
２よりも小径になるテーパ状に形成されている。 【００１５】バックアップリング３３は金属からなるも
のであって、外周側の被固定部３３１が、外環部３１に
おけるパッキン３１２の内側シール部３１２ｂと金属環
３１１のカシメ部３１１ｃとの間に、シール本体３２の
被固定部３２１と共に挟持・固定されており、その内径
は、回転軸２の外径より適宜大径である。 【００１６】バックアップリング３３のシール本体３２
側を向いた支承面３３２は、外周側が軸心とほぼ直交す
る平面をなし、内径端近傍が、シール本体３２のアール
状屈曲部３２２の背面と対応するアール面をなす。ま
た、大気Ｂ側を向いた背面には、被固定部３３１の内周
側に位置して、前記カシメ部３１１ｃの肉厚以上の軸方
向突出高さを有する被支持突部３３３が、大気Ｂ側へ向
けて突出形成されている。この被支持突部３３３の端面
は、軸心とほぼ直交する平面をなす。 【００１７】なお、ハウジング１におけるシール装着部
１１の立上り面１１ａの内径は、バックアップリング３
３における被支持突部３３３の内周寄りの位置に達して
いる。 【００１８】以上のように構成されたリップ型シール３
は、図示のように、バックアップリング３３の被支持突
部３３３が、ハウジング１におけるシール装着部１１の
立上り面１１ａに当接されるように、外環部３１がハウ
ジング１におけるシール装着部１１の円筒状嵌着面１１
ｂに圧入される。一方、ＰＴＦＥ等の低摩擦樹脂材から
なるシール本体３２は、シールリップ部３２３が、回転
軸２の挿通によって、図１に示されたテーパ状からほぼ
円筒状に拡径変形され、その内周面３２３ａが回転軸２
の外周面と摺接され、これによって、機内の密封空間Ａ
内の流体が機外の大気Ｂ側へ漏洩するのを防止する軸封
機能を発揮する。 【００１９】密封空間Ａのシステム圧力は、リップ型シ
ール３を大気Ｂ側へ向けて押圧するように作用するが、
上記構成によれば、バックアップリング３３の被支持突
部３３３が、ハウジング１におけるシール装着部１１の
立上り面１１ａと当接することによって、リップ型シー
ル３の大気Ｂ側への軸方向変位が規制される。このた
め、シール本体３２を介してバックアップリング３３に
作用する前記システム圧力が著しく高くなっても、バッ
クアップリング３３が外環部３１における金属環３１１
のカシメ部３１１ｃを支点にして大気Ｂ側へ変位するよ
うな曲げ変形を受けることがない。 【００２０】その結果、シール本体３２は正常な装着姿
勢が保持されるので、そのアール状屈曲部３２２が鋭角
状に変形されて破損したり、シール本体３２の被固定部
３２１と外環部３１におけるパッキン３１２の内側シー
ル部３１２ｂとの間に、密封性低下の原因となるクサビ
状の隙間が発生するのを有効に防止できる。 【００２１】［第二実施形態］次に図２は、本発明に係
るリップ型シールの装着構造の第二実施形態を示すもの
である。この実施形態においては、リップ型シール３
は、シール本体３２の背面側環状部材として、バックア
ップリング３３のほか、更にその背面側の金属製環状ス
ペーサ３４が配置されている。前記バックアップリング
３３及び環状スペーサ３４は、厚さ方向（軸方向）に互
いに重ね合わされた状態で、その外周側の被固定部３３
ａ，３４ａが、シール本体３２の被固定部３２１と共
に、外環部３１における金属環３１１のフランジ部３１
１ｂの内側シール部３１２ｂとカシメ部３１１ｃとの間
に、密接状態に挟持・固定されている。 【００２２】バックアップリング３３は金属板からなる
ものであって、先に説明した図４の従来構造と同様の形
状を有し、すなわち正面が、シール本体３２における被
固定部３２１の背面及びアール状屈曲部３２２の背面に
対する支承面３３ｂとなっており、背面３３ｃは軸心と
ほぼ直交する平面状に形成されている。また、環状スペ
ーサ３４も金属板からなるものであって、正面３４ｂ
が、前記バックアップリング３３の背面３３ｃと衝合さ
れる平面状に形成され、背面は、被固定部３４ａの内周
側に、外環部３１におけるカシメ部３１１ｃの肉厚以上
の軸方向突出高さを有する被支持突部３４ｃが形成され
ている。 【００２３】その他の部分の構成は、先の図１に示され
る第一実施形態と同様であり、したがって、密封空間Ａ
のシステム圧力が著しく高くなっても、環状スペーサ３
４の被支持突部３４ｃが、ハウジング１におけるシール
装着部１１の立上り面１１ａと当接支持されるので、外
環部３１における金属環３１１のカシメ部３１１ｃを支
点にしてバックアップリング３３の内周部が大気Ｂ側へ
変位するような曲げ変形は、前記環状スペーサ３４によ
って規制される。その結果、第一実施形態と同様の効果
が実現される。 【００２４】［第三実施形態］次に図３は、本発明に係
るリップ型シールの装着構造の第三実施形態を示すもの
である。この実施形態においては、リップ型シール３は
先に説明した図４の従来構造と同様のものであって、す
なわち金属板からなるバックアップリング３３の背面３
３ｄが軸心とほぼ直交する平面状をなし、その他の部分
は図１と同様に構成されている。 【００２５】一方、ハウジング１におけるシール装着部
１１の立上り面１１ａには、リップ型シール３の外環部
３１における金属環３１１のカシメ部３１１ｃより内周
側となる部分に、前記カシメ部３１１ｃの肉厚以上の軸
方向突出高さを有する支持突部１３が、密封空間Ａ側へ
向けて突出形成されている。また、この支持突部１３の
端面は軸心とほぼ直交する平面をなし、その内径（軸孔
１２の端部）は、リップ型シール３におけるバックアッ
プリング３３の背面３３ｄの内周寄りの位置にある。 【００２６】この第三実施形態の構成においては、密封
空間Ａのシステム圧力によって、リップ型シール３が大
気Ｂ側へ向けて押圧されると、このリップ型シール３
は、バックアップリング３３の背面３３ｄが、ハウジン
グ１におけるシール装着部１１の立上り面１１ａに形成
された支持突部１３の端面と当接することによって、大
気Ｂ側への変位が規制される。このため、シール本体３
２を介してバックアップリング３３に作用する前記シス
テム圧力が著しく高くなっても、バックアップリング３
３が外環部３１における金属環３１１のカシメ部３１１
ｃを支点にして大気Ｂ側へ変位するような曲げ変形を受
けることがなく、第一実施形態と同様の効果が実現され
る。 【００２７】なお、図示の各実施形態においては、被支
持突部３３３，３４ｃ及び支持突部１３の軸方向高さが
カシメ部３１１ｃの肉厚より大きくなっているが、同等
であっも良く、この場合は、カシメ部３１１ｃ及びバッ
クアップリング３３又は環状スペーサ３４の双方がハウ
ジング１に支承されることになる。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のリップ型
シールの装着構造によると、バックアップリング等、背
面側環状部材がハウジングに支承される構造としたた
め、機内圧力の上昇による大気側への前記背面側環状部
材の曲げ変形及びこれに伴うシール本体の変形を抑制し
て、リップ型シールの耐圧性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係るリップ型シールの装着構造の第一
実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。 【図２】本発明に係るリップ型シールの装着構造の第二
実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。 【図３】本発明に係るリップ型シールの装着構造の第三
実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。 【図４】従来技術に係るリップ型シールの装着構造を、
軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 【図５】上記従来の装着構造においてリップ型シールに
変形を生じた状況を、軸心を通る平面で切断して示す半
断面図である。 【符号の説明】 １ ハウジング １１ シール装着部 １１ａ 立上り面 １３ 支持突部（軸方向突出部） ２ 回転軸 ３ リップ型シール ３１ 外環部 ３２ シール本体 ３３ バックアップリング（背面側環状部材） ３３３，３４ｃ 被支持突部（軸方向突出部） ３４ 環状スペーサ（背面側環状部材） Ａ 密封空間 Ｂ 大気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−77169（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−169288（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−44177（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−87172（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−51278（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−98328（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−136770（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/32

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属環及びこの金属環のフランジ部に一
   体的に加硫接着され機器のハウジングのシール装着部に
   密嵌されるパッキンを備える外環部と、 外周側の被固定部が前記金属環におけるフランジ部と反
   対側のカシメ部によって前記外環部に固定され、前記被
   固定部の内周から前記機器の密封空間側へ屈曲して延び
   るシールリップ部が、前記ハウジングに挿通された回転
   軸の外周面と密封的に摺接されるシール本体と、 前記シール本体の背面側に配置され外周側の被固定部が
   前記シール本体の被固定部と共に前記カシメ部によって
   前記外環部に固定された背面側環状部材と、 を備えるリップ型シールの装着構造において、 前記シール装着部に、前記背面側環状部材の内周部背面
   と軸方向に対向する立上り面が形成され、 前記背面側環状部材の内周部背面と前記立上り面を、そ
   の少なくとも一方に前記カシメ部の内周側に位置する軸
   方向突出部を形成することによって互いに当接可能と
   し、かつ前記カシメ部と前記立上り面との間に間隙を有
   するようにしたことを特徴とするリップ型シールの装着
   構造。