JP3591221B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
【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するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の密封装置としては、たとえば、図3に示された密封装置がある。
【0003】
図に示すように、密封装置100は、軸200と円筒状のハウジング300の間の環状の隙間をシールし、密封流体側Oの油などの流体が大気側Aに漏れないようにしているものである。
【0004】
密封装置100は、概略、金属環101と、金属環101に一体的に成形されるゴム状弾性体性のシール部材102と、金属環101とゴム状弾性体性のシール部材102とにより挟持される樹脂性のシール部材103と、から構成されている。
【0005】
ゴム状弾性体性のシール部材102は、ハウジング300の内周面に密封接触する外周密封部102bと、軸200に摺接してシールするリップ102aを備えている。
【0006】
そして、樹脂性のシール部材103が、ゴム状弾性体性のシール部材102のリップ102aの根本を支えてリップ102aの過度の変形を抑制すると共に、軸200に摺接してシール性を発揮している。
【0007】
このような構成によって、軸200と円筒状のハウジング300の間の環状の隙間がシールされる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、ゴム状弾性体性のシール部材102のリップ102aの摺動摩耗等によって密封流体の漏れを十分に防止できるものではなかった。
【0009】
リップ102aから大気側Aに漏れた流体は樹脂性のシール部材103によって、ある程度は漏れを防止するが、樹脂性のシール部材103は、その材質の特性等からリップ102aの変形抑制としての機能が主であり、シール性は不十分であった。
【0010】
また、樹脂性のシール部材103によるリップ102aの変形抑制には限度があり、密封流体が高圧の場合にはリップ102aの変形を十分に抑制できるものではなかった。
【0011】
本発明は上記の従来技術の課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、簡易な構成で高圧下においても密封性に優れた密封装置を提供することにある。
【0012】
【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内径方向に折り曲がる内向きフランジ部とを有する金属環と、該金属環の円筒部から内向き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、該第1のシール部材と前記内向きフランジ部との間に設けられ、第1のシール部材に備えられたリップ部の根本を支える支持部を備えた補助金属環と、前記金属環の内向きフランジ部と補助金属環との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部から軸方向に折り曲がる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、前記第1のシール部材に備えられたリップ部の摺動面に密封側へ流体を送るポンプねじを設けると共に、前記第2のシール部材に備えられたリップの摺動面にも密封側へ流体を送るポンプねじを設けたことを特徴とする。
【0013】
したがって、密封流体が第1のシール部材に備えられたリップ部から大気側へ漏れた場合には、このリップ部の摺動面に設けられたポンプねじにより密封側へ戻され、さらに、このリップ部から大気側へ漏れた場合には、第2のシール部材に備えられたリップの摺動面に設けられたポンプねじにより密封側へ向けて戻され、密封流体が高圧の場合にも第1のシール部材に備えられたリップ部の根本が補助金属環に支持されているので、その変形が抑制される。
【0014】
前記内向きフランジ部のうち、前記第2のシール部材との当接面に複数の突起を設けるとよい。
【0015】
したがって、第2のシール部材の軸との共回りが防止される。
【0016】
前記第2のシール部材に備えられるリップ部の摺動面に設けるポンプねじは軸に対する傾斜角度を35〜75度とし、ねじの深さをリップ部の厚さに対して0よりも大きく75%以下とするとよい。
【0017】
前記補助金属環は円周方向に独立した複数の突起を有するとよい。
【0018】
したがって、補助金属環の強度が増加する。
【0019】
前記補助金属環に前記第1のシール部材と第2のシール部材とを連通する連通部を設けるとよい。
【0020】
したがって、補助金属環は、成形時に第1のシール部材と第2のシール部材によって連通部により接着される。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0022】
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一部断面図であり、図2は密封装置を組み付けた状態を示す概略構成断面図である。
【0023】
図に示すように、密封装置1は、軸80と円筒状の円筒部材であるハウジング90の間の環状の隙間をシールし、密封流体側Oの油などの流体が大気側Aに漏れないようにしているものである。
【0024】
密封装置1は、概略、金属環20と、金属環20に一体的に成形される第1のシール部材30と、第1のシール部材30を支持する補助金属環40と、金属環20と補助金属環40に挟持される第2のシール部材50とから構成されている。
【0025】
金属環20は、組み付けた時に軸80やハウジング90と同心的に配置される円筒部21と、円筒部21の一端部(組み付けた状態における大気側部)から内径方向(軸80に向かう方向)に折り曲がる内向きフランジ部22と、を有している。
【0026】
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内向きフランジ部22と略平行にて設けられた径方向部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。
【0027】
そして、リップ部33の軸80への摺動面には、ポンプねじ34が設けられている。
【0028】
第1のシール部材30を組み付けた際には、外周部31がハウジング90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6が取りつけられて、リップ部33の先端が軸80の外周面に摺接することによって、密封流体側Oの油などの流体をシールすることができる。
【0029】
また、ポンプねじ34は、例えば、図のようにハの字形状とすることによって、密封装置1が軸80に対していずれの方向に回転しても流体を密封流体側O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。
【0030】
補助金属環40は、第1のシール部材30の大気側Aに沿うように配置され、第1のシール部材30のリップ部33の根本を支える支持部41を備えている。
【0031】
したがって、密封流体側Oが高圧下にある場合にでもリップ部33がめくれてしまうことを防止することができる。
【0032】
なお、支持部41の先端がリップ部33の根本よりも軸80側に突出するように配置させることによって、より一層確実にリップ部33のめくれを防止することができる。
【0033】
また、補助金属環40には円周方向に複数の独立した突起42を設けることによって補助金属環40自体の強度を増加させることができるため、補助金属環40の板厚を薄くすることができ、軽量化を図り、コストを押えることができる。
【0034】
第2のシール部材50は、金属環20の内向きフランジ部22と補助金属環40との間に挟持される被挟持部51と、この被挟持部51から軸方向に折り曲がるリップ部52とを有しており、樹脂材(PTFEなど)によって形成されている。
【0035】
第2のシール部材50は軸80が挿入されていない状態ではワッシャ形状であり、軸80の挿入によって内側の縁が軸80の外周面に沿って拡径しながら撓んで、軸80の外周面に摺接可能に配置されるようになっている。
【0036】
また、リップ部52の軸80への摺動面にも、ポンプねじ53が設けられている。
【0037】
このポンプねじ53は、密封装置1が軸80に対して回転することによって流体を密封流体側O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。
【0038】
なお、ポンプねじ53は、密封装置1が軸80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。
【0039】
また、ポンプねじ53の深さはリップ部52の板厚の75%以下に設定するのが好ましく、例えば、リップ部52の板厚1.0(mm)として、ポンプねじ53をピッチ0.3(mm),傾き35〜75度,深さ0.5mmとした場合に、優れたポンプ効果を発揮することが認められる。
【0040】
さらに、補助金属環40の外周の端部に連通部としての切り欠き(個数はいくつでもよい)43を設ければ、第1のシール部材30の加硫成形時に切り欠き43から、ゴム状弾性材が第2のシール部材50側に流れ込んで、第2のシール部材50側および補助金属環40を接着させることができる。なお、この場合に、第2のシール部材50の外周の端部に切り欠きを設けて、この部分にもゴム状弾性材を流し込ませて、一層接着性を高めることも可能である。
【0041】
なお、金属環20の内向きフランジ部22における第2のシール部材50の被挟持部51への当接面に、回り止め用の突起7を設けることによって、共回りを防ぐことができる。
【0042】
以上のように構成される密封装置1によって、密封流体側Oの密封流体は、ハウジング90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80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。
【0043】
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Oへ戻される。
【0044】
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50に設けられたポンプねじ53によって適正に密封流体側Oへ戻される。
【0045】
このように、簡易な構成で非常に優れた密封性能を発揮することができる。
【0046】
また、補助金属環40の支持部41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がめくれてしまうことなどが防止され、高圧下においても安定した密封性能を維持できる。
【0047】
【発明の効果】
本発明は、第1のシール部材、および第2のシール部材に備えられたリップ部の摺動面にそれぞれ密封側へ流体を送るポンプねじを設けたことによって、密封流体が第1のシール部材に備えられたリップ部から大気側へ漏れた場合には、このリップ部の摺動面に設けられたポンプねじにより漏れた流体を密封側へ戻し、さらに、このリップ部から大気側へ漏れた場合には、第2のシール部材に備えられたリップの摺動面に設けられたポンプねじにより漏れた流体を密封側へ向けて戻すことができると共に、密封流体が高圧の場合にも第1のシール部材に備えられたリップ部の根本を補助金属環が支持しているので、その変形を抑制することができるので、簡易な構成で高圧下においても優れた密封性を発揮する。
【0048】
内向きフランジ部のうち、第2のシール部材との当接面に複数の突起を設ければ、第2のシール部材の軸との共回りを防止することができる。
【0049】
第2のシール部材に備えられるリップ部の摺動面に設けるポンプねじは軸に対する傾斜角度を35〜75度とし、ねじの深さをリップ部の厚さに対して上限75%とすれば、密封性や偏心追随性が向上する。
【0050】
補助金属環に円周方向に独立した複数の突起を設ければ、補助金属環の強度を増加させることができるので、補助金属環の板厚を薄くして軽量化を図ることができる。
【0051】
補助金属環に第1のシール部材と第2のシール部材とを連通する連通部を設ければ、補助金属環を、成形時に第1のシール部材と第2のシール部材によって連通部により接着させることができる。
【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概略構成一部断面図である。
【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概略構成断面図である。
【図3】図3は従来技術に係る密封装置をを組み付けた状態を示す概略構成断面図である。
【符号の説明】
1 密封装置
20 金属環
21 円筒部
22 内向きフランジ部
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 補助金属環
41 支持部
42 突起
43 切り欠き
50 第2のシール部材
51 被挟持部
52 リップ部
53 ポンプねじ
7 回り止め防止用の突起
80 軸
90 ハウジング
O 密封流体側
A 大気側[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device used for a shaft sealing portion of various devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of sealing device, for example, there is a sealing device shown in FIG.
[0003]
As shown in the figure, the
[0004]
The
[0005]
The rubber-like
[0006]
The resin-made
[0007]
With such a configuration, an annular gap between the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the prior art as described above, leakage of the sealing fluid cannot be sufficiently prevented due to sliding wear of the lip 102a of the sealing
[0009]
The fluid leaking from the lip 102a to the atmosphere side A is prevented to some extent by the
[0010]
In addition, there is a limit in suppressing the deformation of the lip 102a by the
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a sealing device having a simple configuration and excellent sealing performance even under high pressure.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a metal ring having a cylindrical portion and an inward flange portion bent in an inner diameter direction from one end of the cylindrical portion; A first sealing member made of a rubber-like elastic material integrally formed with the metal ring, having a radial portion provided substantially parallel to the orientation flange portion, and a lip portion connected to the radial portion; An auxiliary metal ring provided between the first seal member and the inward flange portion, the auxiliary metal ring including a support portion for supporting a root of a lip portion provided on the first seal member; A second sealing member made of a resin material having a sandwiched portion sandwiched between the orientation flange portion and the auxiliary metal ring, and a lip portion bent from the sandwiched portion in the axial direction; Fluid to the sliding surface of the lip provided on the sealing member The pump screws provided with, characterized in that a pump screws for sending fluid into the second well sealed side on the sliding surface of the lip provided on the sealing member.
[0013]
Therefore, when the sealing fluid leaks from the lip portion provided on the first seal member to the atmosphere side, the sealing fluid is returned to the sealing side by the pump screw provided on the sliding surface of the lip portion, and further, In the case of leakage from the part to the atmosphere side, it is returned toward the sealing side by a pump screw provided on the sliding surface of the lip provided on the second sealing member, and even if the sealing fluid is high pressure, the first Since the base of the lip provided on the seal member is supported by the auxiliary metal ring, its deformation is suppressed.
[0014]
It is preferable that a plurality of protrusions are provided on the contact surface of the inward flange portion with the second seal member.
[0015]
Therefore, co-rotation of the second seal member with the shaft is prevented.
[0016]
The pump screw provided on the sliding surface of the lip provided in the second seal member has an inclination angle of 35 to 75 degrees with respect to the shaft, and the depth of the screw is greater than 0 and 75% of the thickness of the lip. The following is recommended.
[0017]
The auxiliary metal ring may have a plurality of protrusions that are independent in the circumferential direction.
[0018]
Therefore, the strength of the auxiliary metal ring increases.
[0019]
The auxiliary metal ring may be provided with a communication portion for communicating the first seal member and the second seal member.
[0020]
Therefore, the auxiliary metal ring is bonded by the communicating portion by the first seal member and the second seal member during molding.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to them unless otherwise specified. Absent.
[0022]
1 and 2 show a sealing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a schematic configuration of the sealing device, and FIG. 2 is a schematic configuration cross-sectional view showing a state where the sealing device is assembled.
[0023]
As shown in the figure, the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
A
[0028]
When the
[0029]
Further, the
[0030]
The
[0031]
Therefore, even when the sealed fluid side O is under a high pressure, the
[0032]
Note that, by disposing the tip of the
[0033]
Further, since the strength of the
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
Also, a
[0037]
The
[0038]
In addition, the
[0039]
Further, the depth of the
[0040]
Further, if a notch (the number is not limited) 43 as a communicating portion is provided at the outer peripheral end of the
[0041]
In addition, the co-rotation can be prevented by providing the
[0042]
With the
[0043]
The fluid leaking from the
[0044]
If the
[0045]
As described above, a very excellent sealing performance can be exhibited with a simple configuration.
[0046]
In addition, since the base of the
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, the first seal member and the second seal member are provided with a pump screw for feeding a fluid to a sealing side on a sliding surface of a lip provided on the second seal member. When the fluid leaks from the lip provided to the air to the atmosphere, the fluid leaked by the pump screw provided on the sliding surface of the lip is returned to the sealed side, and further leaked from the lip to the atmosphere. In this case, the leaked fluid can be returned toward the sealing side by the pump screw provided on the sliding surface of the lip provided on the second seal member, and the first fluid can be returned even when the sealing fluid is at a high pressure. Since the base of the lip portion provided in the seal member is supported by the auxiliary metal ring, the deformation can be suppressed, so that excellent sealing performance is exhibited even under high pressure with a simple configuration.
[0048]
If a plurality of protrusions are provided on the contact surface of the inward flange portion with the second seal member, co-rotation of the second seal member with the shaft can be prevented.
[0049]
If the pump screw provided on the sliding surface of the lip provided in the second seal member has an inclination angle with respect to the shaft of 35 to 75 degrees and the depth of the screw is an upper limit of 75% with respect to the thickness of the lip, Sealability and eccentricity followability are improved.
[0050]
If a plurality of projections independent in the circumferential direction are provided on the auxiliary metal ring, the strength of the auxiliary metal ring can be increased, so that the thickness of the auxiliary metal ring can be reduced and the weight can be reduced.
[0051]
If the auxiliary metal ring is provided with a communication portion for communicating the first seal member and the second seal member, the auxiliary metal ring is bonded by the communication portion by the first seal member and the second seal member during molding. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration partial cross-sectional view of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration sectional view showing a state where a sealing device according to an embodiment of the present invention is assembled.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a state where a sealing device according to a conventional technique is assembled.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該第1のシール部材と前記内向きフランジ部との間に設けられ、第1のシール部材に備えられたリップ部の根本を支える支持部を備えると共に、円周方向に独立した複数の突起を有する補助金属環と、
前記金属環の内向きフランジ部と補助金属環との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部から軸方向に折り曲がる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、
前記第1のシール部材に備えられたリップ部の摺動面に密封側へ流体を送るポンプねじを設けると共に、前記第2のシール部材に備えられたリップの摺動面にも密封側へ流体を送るポンプねじを設けたことを特徴とする密封装置。A metal ring having a cylindrical portion and an inward flange portion bent in an inner diameter direction from one end of the cylindrical portion; and a radial portion provided substantially parallel to the inward flange portion from the cylindrical portion of the metal ring. A first sealing member made of a rubber-like elastic material integrally formed with the metal ring, the lip portion being connected to the radial portion;
A support portion provided between the first seal member and the inward flange portion for supporting a root of a lip portion provided on the first seal member; and a plurality of circumferentially independent projections. An auxiliary metal ring having
A second sealing member made of a resin material having a clamped portion clamped between the inward flange portion of the metal ring and the auxiliary metal ring, and a lip portion bent in the axial direction from the clamped portion. Prepare,
A pump screw for feeding a fluid to a sealing side is provided on a sliding surface of a lip portion provided on the first seal member, and a fluid is also provided on a sliding surface of a lip provided on the second seal member on a sealing side. A sealing device provided with a pump screw for feeding pressure.
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