JP3367780B2 - 密封装置 - Google Patents

密封装置

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JP3367780B2
JP3367780B2 JP03459295A JP3459295A JP3367780B2 JP 3367780 B2 JP3367780 B2 JP 3367780B2 JP 03459295 A JP03459295 A JP 03459295A JP 3459295 A JP3459295 A JP 3459295A JP 3367780 B2 JP3367780 B2 JP 3367780B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車エンジ
ンのスーパーチャージャーの軸封部に用いられる密封装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、スーパーチャージャーの軸封
部等においては、オイルシールを用いてオイル等の密封
対象流体をシールしてエア側への漏れを防止している。
【0003】しかし、エア側の圧力変動が大きいため
に、シールリップの接触面圧が大きく変動するという問
題があった。
【0004】特に、スーパーチャージャー等では高回転
(15000[rpm]〜30000[rpm])となるため
に、シールリップの摺動発熱が大きく、この発熱を抑え
るために低トルク化を図る必要がある。
【0005】ところが、低トルク化を図るということ
は、接触面圧が小さくなるために、エア側の圧力変動に
よる影響が大きくなる。このように低トルク化とエア側
圧力変動に対する耐圧性は相反するため、両立できなか
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の問題点を解決するためになされたもので、その目
的とするところは、オイル等の密封対象流体側のシール
部材がエア等の気体側の圧力変動の影響を受けないよう
に気体側に別のシール部材を設けることにより、気体側
の圧力変動に対する耐圧性を向上させ得る密封装置を提
供することにある。
【0007】特に、高回転時の低トルク化と耐圧性の相
反する課題を両立させることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、互いに同心的に相対回転自在に組
み付けられる2回転部材間をシールするもので、密封対
象流体側に配置される第1のシール部材と、樹脂製シー
ルリップを備え圧力が変動する気体側に配置される第2
のシール部材と、前記第1および第2のシール部材間の
環状空間と、前記圧力が変動する気体側と前記環状空間
との圧力差により漏れた圧力を補充もしくは放出するた
めに大気側と連通する連通路と、を備え、前記第2のシ
ール部材の樹脂製シールリップを軸方向密封対象流体側
に傾斜させると共に、樹脂製シールリップの密封摺動面
に圧力が変動する気体側に気体を押し戻すようにねじ溝
を設けたことを特徴とする。また、前記第2のシール部
材は、前記樹脂製シールリップを保持する金属環を有
し、該金属環の内端部に軸方向密封対象流体側に延びて
樹脂製シールリップの付け根部を支えるバックアップ部
を設けるとよい。 また、前記第1のシール部材は、密封
対象流体を密封対象側に押し戻すねじ溝が設けられてい
るとよい。
【0009】
【作用】本発明にあっては、気体側が環状空間の圧力よ
りも高い正圧になった場合には、圧力によって気体が樹
脂製シールリップの摺動面を通じて環状空間側に流入し
ようとするが、ねじ溝のねじポンプ効果によって流入し
ようとする気体を気体側に押し戻す。また、樹脂製シー
ルリップの長さ分のラビリンス効果によっても環状空間
の圧力増大が抑えられ、さらに、環状空間に漏れた圧力
は大気と連通した連通路から大気に放出され、環状空間
は大気圧に維持される。また、この樹脂製シールリップ
は密封対象流体側を向いているために、正圧時に過大な
摩耗は発生しない。
【0010】一方、気体側が環状空間の圧力よりも低い
負圧の場合には、樹脂製シールリップの摺動面を通じて
環状空間から気体が流出しようとするが、樹脂製シール
リップは摺動面に押し付けられ、高いラビリンス効果を
生じて流出が抑制され、さらに、漏れた圧力は連通路を
通じて大気側から補充され、環状空間は大気圧に維持さ
れる。
【0011】また、金属環のバックアップ部によって負
圧時の樹脂製シールリップの変形を防止している。
【0012】このように、気体側の圧力が変動しても、
第2のシール部材によって環状空間の圧力が大気圧に維
持されるので、高回転に対応して第1のシール部材の低
トルク化を図ることができ、耐圧性と低トルク化を両立
できる。第2のシール部材のシールリップは樹脂製で摩
擦抵抗が小さいので、高回転時に無潤滑条件下でも摺動
発熱は抑えられる。
【0013】
【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。
【0014】図1は本発明の一実施例に係る密封装置を
示している。この密封装置は、互いに同心的に相対回転
自在に組み付けられる2回転部材としてのハウジング1
と、このハウジング1の軸孔に同軸的に相対回転自在に
組み付けられる回転軸2と間をシールするものである。
【0015】密封装置は、概略、ゴム状弾性体製シール
リップ23を備えた第1のシール部材20と、樹脂製シ
ールリップ131を備えた第2のシール部材10と、か
ら構成されている。
【0016】第1のシール部材20は、いわゆる外周ゴ
ム形のオイルシールで、密封対象流体としてのオイル側
Oに配置される。第1のシール部材20の構成は、断面
L字状の金属環21と、金属環21の外周に設けられハ
ウジング1の軸孔内周に流体密に密接嵌合するゴム状弾
性体製の外周ゴム部22と、回転軸2外周に摺動自在に
密封接触されるゴム状弾性体製シールリップ23と、ゴ
ム状弾性体製のダストリップ24と、ゴム状弾性体製シ
ールリップ24に緊迫力を付与するばね部材25と、か
ら構成されている。
【0017】金属環21は、円筒部211と、円筒部2
11の反オイル側端部から半径方向内方に向かって延び
る内向きフランジ部212と、から構成されている。上
記外周ゴム部22は円筒部211外周に一体的に接合さ
れ、ゴム状弾性体製シールリップ23は内向きフランジ
部212内端部を付け根として軸方向オイル側Oに延び
ている。また、ダストリップ24も内向きフランジ部2
12の内端部を付け根として、軸方向反オイル側Oに延
びている。
【0018】また、金属環21の内向きフランジ部21
2の反オイル側の側面にはゴム状弾性体26が被覆され
ている。
【0019】また、ゴム状弾性体製シールリップ24の
密封摺動面には、回転軸2の回転時に密封対象流体とし
てのオイルをオイル側Oに押し戻すねじ溝27が設けら
れている。
【0020】一方、第2のシール部材10は、内径側半
部が樹脂製シールリップ131となっている樹脂リング
13と、樹脂リング13を軸方向から挟持固定する第1
金属環11と第2金属環12と、から構成されている。
【0021】樹脂リング13はPTFE(四ふっ化エチ
レン樹脂)等の低摩擦性樹脂で成形されるもので、平ワ
ッシャ状の固定リング部132と、この固定リング部1
32の内端部から軸方向オイル側に向かって円錐台状に
突出する樹脂製シールリップ131と、から構成されて
いる。
【0022】第1金属環11は、ハウジング1の軸孔内
周に嵌合される外筒部113と、この外筒部113のエ
ア側A端部から半径方向内方に向かって延びる第1内向
きフランジ部111と、この第1内向きフランジ部11
1の内端部から軸方向オイル側Oに向かって内方に傾斜
して延びて樹脂製シールリップ131の背面を支えるバ
ックアップ部112が設けられている。このバックアッ
プ部112の内端は回転軸2外周に近接している。
【0023】一方、第2金属環12は、前記第1金属環
11の外筒部113内周に嵌合する内筒部121と、こ
の内筒部121のエア側A端部から半径方向内方に向か
って延びる第2内向きフランジ部122と、から構成さ
れている。
【0024】そして、樹脂リング13の固定リング部1
32が、第1,第2金属環11,12の各第1,第2内
向きフランジ部111,122によって軸方向に挟持固
定され、外筒部113のオイル側O端部を内側にかし
め、このかしめ部114によって強固に固定されてい
る。
【0025】この樹脂製シールリップ131の回転軸2
との密封摺動面には、回転軸2の回転によって、エア側
Aにエアを押し戻す方向のねじ溝14が設けられてい
る。
【0026】前記第1および第2のシール部材10,2
0間には、この第1,第2のシール部材10,20とハ
ウジング1の軸孔内周と回転軸2外周によって囲まれる
環状空間4が形成され、ハウジング1には環状空間4と
大気とを連通する連通路3が設けられている。
【0027】本発明にあっては、エア側Aが環状空間4
の圧力よりも高い正圧になった場合には、圧力によって
エアが樹脂製シールリップ131の摺動面を通じて環状
空間4側に流入しようとするが、ねじ溝14のねじポン
プ効果によって流入しようとするエアをエア側Aに押し
戻す。
【0028】また、樹脂製シールリップ131の長さ分
のラビリンス効果によっても環状空間4の圧力増大が抑
えられ、さらに、環状空間4に漏れた圧力は大気と連通
した連通路3から大気に放出され、環状空間4は大気圧
に維持される。この樹脂製シールリップ131はオイル
側Oを向いているために、正圧時に過大な摩耗は発生し
ない。
【0029】一方、エア側Aが環状空間4の圧力よりも
低い負圧の場合には、樹脂製シールリップ131の摺動
面を通じて環状空間4からエアが流出しようとするが、
樹脂製シールリップ131は摺動面に押し付けられ、高
いラビリンス効果を生じて流出が抑制され、さらに、漏
れた圧力は連通路3を通じて大気側から補充され、環状
空間4は大気圧に維持される。
【0030】また、第1金属環に設けられたバックアッ
プ部112によって負圧時の樹脂製シールリップ131
の変形を防止している。
【0031】このように、エア側の圧力が変動しても、
第2のシール部材10によって環状空間4の圧力が大気
圧に維持されるので、高回転に対応して第1のシール部
材20の低トルク化を図ることができ、耐圧性と低トル
ク化を両立できる。第2のシール部材10のシールリッ
プ131は樹脂製で摩擦抵抗が小さいので、高回転時に
無潤滑条件下でも摺動発熱は抑えられる。
【0032】なお、上記実施例では、第1シール部材お
よび第2シール部材がハウジングに固定され各シールリ
ップが回転軸に接触するような構成となっているが、回
転軸側に固定され、各シールリップがハウジング内周に
摺動自在に接触するような構成としてもよい。
【0033】また、第1シール部材としてオイルシール
を適用した場合を説明したが、オイルシールに限定され
ず、公知の種々のシール部材を適用可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、第1のシール部材の気体側に設けた第2のシール部
材によって気体の圧力変動を緩衝し、第1,第2のシー
ル部材間の環状空間を大気と連通して大気圧に維持する
ようにしたので、第1のシール部材は気体側の圧力変動
の影響を受けず、耐圧性向上を図ることができる。
【0035】したがって、高回転条件下において、第1
のシール部材の低トルク化と耐圧性を両立することがで
きる。
【0036】特に、第2のシール部材に軸方向密封対象
流体側に延びる樹脂製シールリップを設けると共に摺動
面にねじ溝を設けたので、正圧時にはシールリップの長
さ分のラビリンス効果とねじ溝のねじポンプ効果によっ
て環状空間への気体の流入を防止して環状空間の圧力増
大が抑えられ、さらに、負圧時には樹脂製シールリップ
は摺動面に押し付けられてラビリンス効果が高められて
環状空間内の圧力低下が抑制され、環状空間の圧力変動
が可及的に小さくすることができる。
【0037】また、金属環のバックアップ部によって負
圧時の樹脂製シールリップの変形を防止することができ
る。
【0038】また、第2のシール部材のシールリップは
樹脂製で摩擦抵抗が小さいので、高回転時に無潤滑条件
下でも摺動発熱は抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の一実施例に係る密封装置の
要部縦断面図、同図(b)は樹脂製シールリップの部分拡
大断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング 2 回転軸 3 連通路 4 環状空間 20 第1のシール部材 21 金属環 211 円筒部 212 内向きフランジ部 22 外周ゴム部 23 ゴム状弾性体製シールリップ 24 ダストリップ 25 ばね部材 26 ゴム状弾性体 27 ねじ溝 10 第2のシール部材 11 第1金属環11 111 第1内向きフランジ部 112 バックアップ部 113 外筒部 114 かしめ部 12 第2金属環 121 内筒部 122 第2内向きフランジ部 13 樹脂リング 131 樹脂製シールリップ 132 固定リング部 14 ねじ溝 Aエア側 Oオイル側
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−50492(JP,A) 特開 平3−130592(JP,A) 特開 平7−317912(JP,A) 特開 平7−317913(JP,A) 実開 平6−6831(JP,U) 実開 昭63−82865(JP,U) 実開 平2−110760(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/32 F02B 33/00 - 41/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに同心的に相対回転自在に組み付けら
    れる2回転部材間をシールするもので、 密封対象流体側に配置される第1のシール部材と、 樹脂製シールリップを備え圧力が変動する気体側に配置
    される第2のシール部材と、 前記第1および第2のシール部材間の環状空間と、前記圧力が変動する気体側と前記環状空間との圧力差に
    より漏れた圧力を補充もしくは放出するために大気側
    連通する連通路と、を備え、 前記第2のシール部材の樹脂製シールリップを軸方向密
    封対象流体側に傾斜させると共に、樹脂製シールリップ
    の密封摺動面に圧力が変動する気体側に気体を押し戻す
    ようにねじ溝を設けたことを特徴とする密封装置。
  2. 【請求項2】前記第2のシール部材は、前記樹脂製シー
    ルリップを保持する金属環を有し、該金属環の内端部に
    軸方向密封対象流体側に延びて樹脂製シールリップの付
    け根部を支えるバックアップ部を設けたことを特徴とす
    る請求項1に記載の密封装置。
  3. 【請求項3】前記第1のシール部材は、密封対象流体を
    密封対象側に押し戻すねじ溝が設けられていることを特
    徴とする請求項1または2に記載の密封装置。
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