JP3508524B2 - 密封装置の製造方法及び密封装置 - 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、各種装置の軸封部
に用いられる密封装置に関し、特に、密封装置の組み立
て精度の向上を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の密封装置１０１の断面構成
を説明するための図である。２０１は密封装置１０１を
固定するハウジング部材、２０２はハウジング部材２０
１に挿嵌される軸でありそれぞれ仮想線により描かれ、
また、密封装置１０１の断面構成としては軸心から片側
部分（対称であるので）のみ描かれている。

【０００３】密封装置１０１はハウジング部材２０１と
軸２０２の間の環状隙間２０３を密封するもので、嵌合
部１０２がハウジング部材２０１の取付面２０１ａに嵌
め込まれ固定されている。

【０００４】密封装置１０１は、密封側Ｍ（図において
上側）の密封流体の大気側Ｏへの漏れを防止する為に、
密封側Ｍにゴムリップ１０３を備え、ゴムリップ１０３
に連接する大気側Ｏに樹脂リップ１０４を備えた構成を
備えている。

【０００５】また、密封装置１０１の本体剛性を高める
ために補強を行なう金属環１０５が備えられている。金
属環１０５は、嵌合部１０２に存在する円筒部１０５ａ
と円筒部１０５ａの大気側Ｏの端部から内向きに延出し
たフランジ部１０５ｂとを備えた断面略Ｌ字状を呈して
いる。

【０００６】ゴムリップ１０３は、リップ先端部１０３
ａが摺動表面２０２ａ（軸２０２の外周面）に対する緊
迫力によりシール性を発揮している。この緊迫力はばね
環１０６によりもたらされている。

【０００７】また、樹脂リップ１０４は密封側Ｍの圧力
によりゴムリップ１０３が変形した場合に、リップ上面
１０４ａがゴムリップ１０３の下面に当たりゴムリップ
１０３の過度の変形を抑えるサポート部として機能する
と共に、樹脂リップ１０４のリップ当接部１０４ｂによ
る摺動表面２０２ａとの摺動接触によりシール性を発揮
している。

【０００８】また、この樹脂リップ１０４のリップ当接
部１０４ｂは、ゴムリップ１０３のリップ先端部１０３
ａと比べると、柔軟性に乏しいことから摺動表面２０２
ａとの接触領域における密封流体の「にじみ」（わずか
な漏出）が発生することに対して、図４に示されるよう
にネジ溝１０４ｃを形成して、リップ当接部１０４ｂと
摺動表面２０２ａの境界面に存在する流体を、軸２０２
の回転により発生する流体ポンプ作用により密封流体の
漏出を防止することも行なわれている。

【０００９】尚、ゴムリップ１０３のリップ先端部１０
３ａ近傍にも溝や突条を設け、同様の流体ポンプ作用を
発揮させることも適宜行なわれている。

【００１０】従って、この密封装置１においては、ゴム
リップ１０３と樹脂リップ１０４の２つのリップ手段に
より、高い耐圧能力や良好なシール性を発揮させること
を可能とした構成のものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂リップ
１０４はゴムリップ１０３よりも剛性があり（撓みにく
い）、偏心に対する許容量が小さいことと、ゴムリップ
１０３のサポートを行なう保持手段として機能すること
から極めて正確に製作され位置決め固定される必要があ
る。

【００１２】図５を参照して密封装置１０１の製造工程
を簡単に説明する。まず、樹脂リップ１０４と金属環１
０５は子部品レベルで正確に加工されており、ゴムリッ
プ１０３を成形（加硫成形）する成形型３０１の下型３
０２に配置する。

【００１３】そして、ゴム生地を樹脂リップ１０４の上
方のキャビティ内に配置した後に第１上型３０３の型閉
めを行ない、成形型３０１全体を加熱させながら第２上
型３０４を所定の速度で型閉めし、ゴム生地を流動化さ
せてゴムリップ１０３を成形する。

【００１４】成形が終了したら成形型３０１を型開き
し、密封装置１０１を型から取り出す。そして、ゴムリ
ップ１０３のリップ先端部１０３ａを加工（例えば、図
におけるカット線Ｃ１０１の一面カット）し、必要であ
れば、樹脂リップ１０４の内径部の曲げ加工をリップ部
形成治具（不図示ではあるが、テーパ面を有する棒状の
治具等）の挿入によって内側の縁を拡径させながら撓ま
せることにより、リップ当接部１０４ｂの形成工程が付
加される。

【００１５】このような製造工程において、樹脂リップ
１０４が４フッ化エチレン樹脂等の場合には、成形時に
供される子部品レベルでは円柱状部材から平ワッシャ状
に加工（旋盤等による加工）されるものであるが、特
に、内径寸法と厚みに関しては樹脂リップ１０４が軸２
０２と摺動する際の、緊迫力やゴムリップ１０３の変形
を防止するためのサポート位置を定めるための重要な特
性となっており、厳しい寸法公差で管理されている。

【００１６】加えて、樹脂リップ１０４の外周端面１０
４ｄが金属環１０５の円筒部１０５ａの内径面を基準と
してガイドされているために、外周端面１０４ｄも厳し
い寸法管理の下に加工が行なわれている。

【００１７】また、樹脂リップ１０４の取り付け基準と
なる金属環１０５の下型３０２に対する固定位置決めも
正確に行なう必要があり、金属環１０５のフランジ部１
０５ａの内径端面１０５ｃと下型３０２のガイド面３０
２ａとの嵌め合いを高精度に行なう必要がある。

【００１８】しかしながら、内径端面１０５ｃとガイド
面３０２ａは、金属同士の嵌合となるので、ガイド面３
０２ａに摩耗が発生し易く、適切なる寸法管理を怠ると
金属環１０５の偏心及び付随する樹脂リップ１０４の偏
心が発生し、シール性低下の要因となる虞も考えられ
る。

【００１９】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、樹脂リ
ップの加工の容易化を図り、製造工程において高い精度
で組み立てを行なうことが可能であり、良好なシール性
を発揮し得る密封装置の製造方法及びこの製造方法によ
る密封装置を提供することにある。

【００２０】

【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、円筒部と該円筒部の一方の端部か
ら径方向に折り曲がるフランジ部とを有する金属環と、
該金属環の円筒部からフランジ部と略平行に設けられた
径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、
前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第
１のシール部材と、前記金属環のフランジ部と第１のシ
ール部材の径方向部との間に挟持される被挟持部と、該
被挟持部の内側のリップ部とを有する樹脂材による第２
のシール部材と、を備えた密封装置の製造方法におい
て、成形型に、平ワッシャ形状の前記第２のシール部材
のリップ部の内周端部をガイドするガイド部と前記第２
のシール部材の一部を前記金属環のフランジ部に対して
押圧し挟持する押圧部と、を設け、密封装置を成形する
際に、成形型と前記第２のシール部材の位置決めを前記
ガイド部及び押圧部により行なうことを特徴とする。

【００２１】また、前記第２のシール部材の被挟持部の
外周端部と、金属環の円筒部の内周面との間に隙間を有
することも好ましい。

【００２２】また、密封装置にあっては、円筒部と該円
筒部の一方の端部から径方向に折り曲がるフランジ部と
を有する金属環と、該金属環の円筒部からフランジ部と
略平行に設けられた径方向部と、該径方向部に接続する
リップ部とを有し、前記金属環と一体的に形成されたゴ
ム状弾性材による第１のシール部材と、前記金属環のフ
ランジ部と第１のシール部材の径方向部との間に挟持さ
れる被挟持部と、該被挟持部の内側のリップ部とを有す
る樹脂材による第２のシール部材と、を備えた密封装置
において、前記第２のシール部材は、密封装置の成形時
において平ワッシャ形状であり、成形型のガイド部及び
前記第２のシール部材の一部を前記金属環のフランジ部
に対して押圧し挟持する押圧部により位置決めされたリ
ップ部の内周端部と、前記金属環の円筒部の内周面との
間に隙間を有する被挟持部の外周端部と、を有すること
を特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
を適用した実施の形態を説明する。図１および図２に
は、本発明の実施の形態に係る密封装置が示されてい
る。図１は密封装置の概略構成を示す一部断面図であ
り、図２は密封装置をハウジング８０に組み付け、軸７
０が挿嵌される使用状態を示す概略構成断面図である。

【００２４】図に示すように、密封装置１は、軸７０と
円筒状の開口部を有するハウジング８０の間の環状の隙
間をシールし、密封流体側Ｍの油などの流体が大気側Ｏ
に漏れないようにしているものである。

【００２５】密封装置１は、概略、金属環２０と、金属
環２０に一体的に加硫成形されるゴム状弾性材による第
１のシール部材３０と、金属環２０と第１のシール部材
３０に挟持される第２のシール部材４０とから構成され
ている。

【００２６】金属環２０は、組み付けた時に軸７０やハ
ウジング８０と同心的に配置される円筒部２１と、円筒
部２１の一端部（この実施の形態では組み付けた状態に
おける大気側Ｏ）から内径方向（軸７０に向かう方向）
に折り曲がる内向きのフランジ部２２と、を有してい
る。

【００２７】第１のシール部材３０は、金属環２０の円
筒部２１の外部側と内部側とを覆うように一体的に成形
され、この覆った部分からフランジ部２２と略平行にな
るように成形される径方向部３２と、この径方向部３２
に接続するリップ部３３とを有しており、ゴム状弾性材
によって形成されている。

【００２８】そして、リップ部３３の軸７０への摺動面
には、ポンプねじ３４が設けられている。

【００２９】密封装置１を組み付けた際には、外周部３
１がハウジング８０の内周に密封接触し、また、リップ
部３３の外周に縮径方向の緊迫力を与えるばね環５が取
りつけられて、リップ部３３の先端が軸７０の外周面に
摺接することによって、密封流体側Ｍの油などの流体を
シールすることができる。

【００３０】また、ポンプねじ３４は、例えば、ハの字
形状とすることによって、密封装置１が軸７０に対して
いずれの方向に回転しても流体を密封流体側Ｍへ流動さ
せるようなポンプ効果を発揮させる構造となっている。

【００３１】第２のシール部材４０は、金属環２０のフ
ランジ部２２と第１のシール部材３０の径方向部３２と
の間に挟持される被挟持部４１と、この被挟持部４１か
ら軸方向に折り曲がるリップ部４２とを有しており、樹
脂材（ＰＴＦＥなど）によって形成されている。

【００３２】尚、第２のシール部材４０の被挟持部４１
は、後述する成形型の内部に金属環２０に重ねられた状
態で配置され、金属環２０のフランジ部２２と加硫成形
により形成される第１のシール部材３０の径方向部３２
との間に挟持されている。

【００３３】被挟持部４１の外周端部の径寸法は、金属
環２０の円筒部２１の内周面の径寸法よりも小さく設定
されており、隙間４５が設けられている。但し、この隙
間４５は成形時において第１のシール部材３０が流入
し、塞がれている。

【００３４】また、所望に応じて密封側面４１ａ及び大
気側面４１ｂに接着材が予め塗布されており、径方向部
３２とフランジ部２２とに対する相対回転を防止する回
り止めが施されている。

【００３５】さらに、第２のシール部材４０は成形直後
においては平ワッシャ形状であり、リップ部形成治具
（不図示ではあるが、テーパ面を有する棒状の治具）や
軸７０の挿入によって内側の縁を拡径させながら撓ませ
ることにより、軸方向に延出した概略ロート状のリップ
部４２を形成することも可能である。

【００３６】尚、図１では、内側の縁が拡径してロート
状のリップ部４２を形成した場合の図を示している。

【００３７】そして、リップ部４２の先端部で第１のシ
ール部材３０のリップ部３３の根本を支えており、リッ
プ部３３に高い圧力が負荷された場合にもリップ部３３
をサポートして過度の変形を防止し、リップ部３３のシ
ール性を維持させている。

【００３８】また、第２のシール部材４０のリップ部４
２の軸７０への摺動面にも、ポンプねじ４３が設けられ
ている。

【００３９】このポンプねじ４３は、例えば、密封装置
１が軸７０に対して回転することによって流体を密封流
体側Ｍへ流動させるようなポンプ効果を発揮させる構造
となっている。

【００４０】尚、ポンプねじ４３は、密封装置１が軸７
０に対して、通常、一方の方向にのみ回転し、あまり他
方の方向には回転しないような箇所に適用する場合に
は、一方の方向の回転に対して効率良くポンプ効果を発
揮する螺旋状のねじとするのが好適であり、両方向に回
転するような箇所に適用する場合には、いずれの回転に
対しても適度にポンプ効果を発揮する多数の同心状のね
じとするのが好適である。

【００４１】以上のように構成される密封装置１よっ
て、密封流体側Ｍの密封流体は、ハウジング８０側は第
１のシール部材３０の外周部３１によってシールされ、
軸７０側は第１のシール部材３０のリップ部３３によっ
てシールされる。

【００４２】そして、リップ部３３から漏れた流体は、
リップ部３３に設けられたポンプねじ３４によって密封
流体側Ｍへ戻される。

【００４３】このポンプねじ３４でも戻されずに漏れて
しまった場合には、第２のシール部材４０に設けられた
ポンプねじ４３によって適正に密封流体側Ｍへ戻され
る。

【００４４】尚、第２のシール部材４０のリップ部４２
の先端部で第１のシール部材３０のリップ部３３の根本
を支えているのでリップ部３３が変形したりめくれてし
まうことなどが防止され安定した密封性能を維持でき
る。

【００４５】次に図３を参照して、密封装置１の製造方
法を説明する。まず、第２のシール部材４０と金属環２
０は子部品レベルで加工されており、ゴムリップ１０３
を成形（加硫成形）する成形型９１の下型９２に配置す
る。

【００４６】この第２のシール部材４０と金属環２０の
成形型９１へのセットの場合において、下型９２には第
２のシール部材４０の内周端部４２ａを受け、位置決め
基準となる円筒状のガイド部９２ａが備えられており、
第２のシール部材４０をガイド部９２ａに嵌め込むこと
により、その位置決めを行なっている。

【００４７】尚、第２のシール部材４０の外周端部４１
ｃと金属環２０の円筒部２１の内周面との間には隙間４
５が設けられており、ガイド部９２ａに対する第２のシ
ール部材４０の位置決めを阻害することはない。

【００４８】そして、ゴム生地を第２のシール部材４０
の上方のキャビティＣＶ内に配置した後に第１上型９３
の型閉めを行なう。第１上型９３には第２のシール部材
４０を抑える押圧面９３ａが備えられ、また、押圧面９
３ａの外周側には第２のシール部材４０を確実に固定す
るための突条９３ｂが設けられている。

【００４９】そして成形型９１全体を加熱させながら第
２上型９４を所定の速度で型閉めし、ゴム生地を流動化
させて第１のシール部材３０（ゴムリップ）を成形す
る。

【００５０】成形が終了したら成形型９１を型開きし、
密封装置１を型から取り出す。

【００５１】その後、第１のシール部材３０のリップ部
３３を加工（例えば、図におけるカット線Ｃ１０１の一
面カット又は二面カット）し、必要であれば、第２のシ
ール部材４０のリップ部４２の曲げ加工をリップ部形成
治具（不図示ではあるが、テーパ面を有する棒状の治具
等）の挿入によって内側の縁を拡径させながら撓ませ
る。

【００５２】このような製造工程において、第２のシー
ル部材４０が４フッ化エチレン樹脂等の場合には、成形
時に供される子部品レベルでは円柱状部材から平ワッシ
ャ状に加工（旋盤等による加工）されるものであるが、
外周端部４１ｃの加工を行なう必要はないので、特に重
要な特性となる内径寸法と厚みに関してのみの加工を行
なうことで得られ、加工工数を削減することができる。

【００５３】また、金属環２０は、第２のシール部材４
０の基準として使用しないので、成形時における位置決
め精度を緩くすることも可能となり、従来技術において
問題となっていた金属同士の嵌合によるガイド面の摩耗
をある程度の範囲で許容することもでき、成形型のメン
テナンスや品質管理工程の一部を省くことも可能となる
場合がある。

【００５４】従って、第２のシール部材４０の加工の容
易化を図り、成形工程において第２のシール部材４０の
高精度な組み立て、及び工程改善を行なうことが可能と
あり、良好なシール性を発揮し得る密封装置が得られ
る。

【００５５】尚、本発明は、ばね環５を備えない構成の
密封装置や、ポンプねじ３４，４３を備えない構成の密
封装置に適用することも可能である。

【００５６】

【発明の効果】上記発明の実施の形態に説明されるよう
に、本発明によると、第２のシール部材の加工の容易化
を図り、成形工程において第２のシール部材の高精度な
組み立てによる、良好なシール性を発揮し得る密封装置
が得られる。

【００５７】また、密封装置の製造工程における生産効
率の向上を行なうことが可能となり、コスト低減を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態に係る密封装置の断
面図である。

【図２】図２は本発明の実施の形態に係る密封装置を組
み付けた状態を示す断面図である。

【図３】図３は密封装置の成形型と成形工程を説明する
図である。

【図４】図４は従来技術に係る密封装置の断面図であ
る。

【図５】図５は従来技術に係る密封装置の成形型と成形
工程を説明する図である。

【符号の説明】

１ 密封装置 ５ ばね環 ２０ 金属環 ２１ 円筒部 ２２ フランジ部 ３０ 第１のシール部材 ３２ 径方向部 ３３ リップ部 ３４ ポンプねじ ４０ 第２のシール部材 ４１ 被挟持部 ４２ リップ部 ４３ ポンプねじ ４５ 隙間 ７０ 軸 ８０ ハウジング ９２ａ ガイド部 Ｍ 密封流体側 Ｏ 大気側

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒部と該円筒部の一方の端部から径方向
   に折り曲がるフランジ部とを有する金属環と、 該金属環の円筒部からフランジ部と略平行に設けられた
   径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、
   前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第
   １のシール部材と、 前記金属環のフランジ部と第１のシール部材の径方向部
   との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部の内側のリ
   ップ部とを有する樹脂材による第２のシール部材と、 を備えた密封装置の製造方法において、 成形型に、平ワッシャ形状の前記第２のシール部材のリ
   ップ部の内周端部をガイドするガイド部と前記第２のシ
   ール部材の一部を前記金属環のフランジ部に対して押圧
   し挟持する押圧部と、を設け、 密封装置を成形する際に、成形型と前記第２のシール部
   材の位置決めを前記ガイド部及び押圧部により行なうこ
   とを特徴とする密封装置の製造方法。
2. 【請求項２】前記第２のシール部材の被挟持部の外周端
   部と、金属環の円筒部の内周面との間に隙間を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の密封装置の製造方法。
3. 【請求項３】円筒部と該円筒部の一方の端部から径方向
   に折り曲がるフランジ部とを有する金属環と、 該金属環の円筒部からフランジ部と略平行に設けられた
   径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、
   前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第
   １のシール部材と、 前記金属環のフランジ部と第１のシール部材の径方向部
   との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部の内側のリ
   ップ部とを有する樹脂材による第２のシール部材と、 を備えた密封装置において、 前記第２のシール部材は、密封装置の成形時において平
   ワッシャ形状であり、成形型のガイド部及び前記第２の
   シール部材の一部を前記金属環のフランジ部に対して押
   圧し挟持する押圧部により位置決めされたリップ部の内
   周端部と、 前記金属環の円筒部の内周面との間に隙間を有する被挟
   持部の外周端部と、を有することを特徴とする密封装
   置。