JP3830604B2 - 密封装置の製造方法 - 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使用されるオイルシール等の密封装置、特にゴム状弾性体製シールリップと樹脂性シールリップとを有する密封装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の密封装置は、図１３，１４に示すように多数の部品を集積し、かしめ組立によるものであった。
【０００３】
図１３に示す密封装置１００は、外周側の金属環１０１に直接ゴムリップ１０２と外周ガスケット１０３を連続して焼き付け、加硫成形し、樹脂製シール部材１０４と組立補強用の金属環１０５を挿入し、外周側の金属環１０１の大気Ｏ側の端部１０１ａを機械的にかしめて組み立てたものである。それ以前の密封装置２００は、図１４に示すように、外周側の金属環２０１の外周側にシールリング２０２を装着し、内周側にゴムリップ２０３，樹脂製シール部材２０４，平ワッシャー状の金属環２０５，ダストリップ２０６を挿入し、金属環２０１の大気側Ｏの端部２０１ａを機械的にかしめて組み立てたものであった。密封装置１００は、密封装置２００に比べて、部品点数を大幅に削減し、製作の容易化及び低コスト化をもたらした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、工程面では外周のかしめ工程が繁雑でコストがかかるのに加えて、表面皮膜からの粉末あるいは金属粉の発生の問題、製品の品質面での表面処理皮膜の破損による錆発生の問題，製品への前記粉末の付着による密封機能の低下の問題等が生じていた。さらに、外周金属面が露出しているため、実機ハウジングに傷が付き密封性に影響する場合もあった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、低コストで容易に製造できる高品質の密封装置の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、軸方向に延びる外周部と該外周部の密封対象流体側の端部から内径方向に延びるフランジ部とを有する第１金属環の外周部の内周面と、軸方向に延びる外周部と該外周部の密封対象流体側の端部から内径方向に延びるフランジ部とを有する第２金属環の外周部の外周面と、を嵌合させ、樹脂製の第１シールリップ部を有する樹脂リングの基端部を前記第１金属環のフランジ部と前記第２金属環のフランジ部との間で挟持する、一体的に組み立てられた組立体と、少なくとも、前記第１金属環の外周面を被覆する外周被覆部と、前記第１金属環のフランジ部の密封対象流体側の端面を被覆する密封対象流体側被覆部と、前記第１シールリップ部の密封対象流体側に設けられる第２シールリップ部とが連続的に形成されたゴム状弾性体製の被覆部と、を備え、前記組立体が前記被覆部によって一体的に保持されている密封装置の製造方法において、前記第１金属環の内部であって該第１金属環のフランジ部の反密封対象流体側に前記樹脂リングを組み付け、前記第１金属環の内部の前記樹脂リングの反密封対象流体側に、前記第２金属環を圧入して、前記第１金属環の外周部の内周面と前記第２金属環の外周部の外周面とを嵌合させ、前記第１金属環のフランジ部と前記第２金属環のフランジ部との間で、前記樹脂リングの基端部を挟持して、前記組立体を一体的に組み立て、成形型内に配置された前記組立体に対して、加硫成形によって前記被覆部を一体的に形成することを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、組立体が被覆部によって一体的に保持されるので、製造過程において繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【０００８】
また、被覆部が連続的に形成されているので、組立体を組み立てた際に生じる気密漏れの流路が被覆部によって密封され、信頼性が向上する。さらに、被覆部が連続的に形成されているので、組立体の各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【０００９】
また、第１金属環の外周面がゴム状弾性体製の外周被覆部によって被覆されるので、外周側の金属面がハウジングの内周面に傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
【００１１】
そして、組立体に対して一体的に形成された被覆部によって組立体が保持されるので、繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００１２】
また、加硫成形の過程で、ゴム状弾性体材料が、組立体の各部材の隙間に入り込んで充填され、気密漏れの流路となる隙間が密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部を連続的に形成することができるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る密封装置１の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
密封装置１の第１金属環としての金属環２は、断面略Ｌ字形状で、軸方向に延びる外周部３，内周面側に面取りによって形成された段部５を有する外周部の軸方向端部４，外周部３の密封対象流体Ｏ側端部から内径方向に延びるフランジ部６，フランジ部６の内径側に段部を介して密封対象流体Ｏ側に形成される内周部６ａからなる。
【００１６】
金属環２の内周側の第２金属環としての金属環１０は、断面略Ｌ字形状で、軸方向に延びる外周部１１，外周部の密封対象流体Ｏ側から内径方向に延びるフランジ部１２からなり、フランジ部１２には複数の軸方向の孔１３が設けられている。
【００１７】
金属環２の外周部３の内周面７と金属環１０の外周部１１の外周面１８とが嵌合し、樹脂リングとしてのＰＴＦＥ製の環状のシール部材１５の外径側の基端部としてのシールリップ支持部１６が金属環２，１０のフランジ部６，１２の間に挟み込まれている。シールリップ支持部１６の内径側端部には軸方向密封対象流体側Ｏに延びる第１シールリップ部としてのシールリップ部１７が形成されており、軸と摺動密封する。ここで、金属環２，金属環１０及びシール部材１５によって組立体が構成される。樹脂としては、耐薬品性，耐熱性及び低摩擦係数等の特性からＰＴＦＥが望ましいが、特性に応じてピュアなものや種々の充填剤を添加したものを使用することができる。
【００１８】
ゴム製の被覆部２０は、金属環２，１０の大気Ａ側の軸方向端部４，１４を金属環２の外周部３の外周面８側から金属環１０の外周部１１の内周面側角部まで覆う軸方向端部２１，金属環２の外周部３の外周面８全体を覆う外周被覆部としての外周嵌合部２２，金属環２のフランジ部６の密封対象流体Ｏ側端面を覆う密封対象流体側被覆部としての壁部２３，軸方向密封対象流体Ｏ側に延びる第２シールリップ部としてのシールリップ部２４，軸と摺動密封するリップ先端部２５，シール部材１５のシールリップ支持部１６と金属環２のフランジ部６の内周部６ａとの間の空間を埋める接合気密部２６からなり、各部は連続的に形成されている。本実施形態ではゴム状弾性体としてゴムを使用しているがこれに限られるものではない。
【００１９】
被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５に加硫成形により一体的に焼き付けられている。軸方向端部２１は金属環２の外周部３の段部５と金属環１０との間に形成される空間に入り込んで金属環２及び金属環１０の大気Ａ側端部を保持しており、接合気密部２６は金属環２の内周部６ａとシール部材１５のシールリップ支持部１６との間に入り込んでシールリップ支持部１６を保持しており、連続的に形成された被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５を一体的に保持している。従って、かしめ工程が不要となるので、金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生せず、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることもなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００２０】
被覆部２０が連続的に形成されているので、金属環２，金属環１０及びシール部材１５を組み立てた際に生じる気密漏れの流路が被覆部２０によって密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５に対して連続的に形成されるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【００２１】
シール部材１５のシールリップ部１７は、後述するように、平ワッシャー形状のシール部材１５の内径部１８を、加硫成形後に被覆部２０のシールリップ部２４と同方向に曲げ加工して形成したものである。
【００２２】
図２は密封装置１の固定側のハウジングへの取付状態を示す断面図である。
【００２３】
密封装置１の被覆部２０の外周嵌合部２２がハウジング３０の軸孔３１の内周面３２に嵌合し、壁部２３がハウジング３０の段部端面３３に当接して固定される。密封装置１の大気側Ｏのハウジング３０の軸孔３１内周面３２に溝３４を設け、密封装置１の離脱を防止するためのストップリング３５を装着している。
【００２４】
金属環２の外周部３の外周面８全体を覆う外周嵌合部２２が形成されているので、金属面がハウジング３０の内周面３２に傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
密封装置１の内周には、同心的に軸４０が回転可能に挿入される。軸４０の外周面４１には、被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５と、シール部材１５のシールリップ部１７とが摺接して密封する。
【００２５】
以下、密封装置１の製造方法について説明する。
【００２６】
図３（ａ）に組み立て前の各部材を示す。金属環２のフランジ部６側まで外周部３に沿って平ワッシャー形状のシール部材１５を挿入し、金属環２のフランジ部６の大気Ａ側にシール部材１５を組み付ける。さらに金属環１０を金属環２の内径側にプレス圧入し、金属環２の外周部３の内周面７と金属環１０の外周部１１の外周面１８とを嵌合させる。２つの金属環２，１０のフランジ部６，１２の間でシール部材１５の外径側を圧着するように挟み込んで一体化する。組み立て時には、金属環２の軸方向端部４の内周面に形成された段部５がシール部材１５及び金属環１０の挿入時のガイドの役割をする。
【００２７】
組み立てた状態を示すのが図３（ｂ）である。組み立てた後には、金属環１０のフランジ部１２にある等配孔１３のエッジ部１４はシール部材１５の表面にくい込み、組立後の滑り及び作動時の軸に対する共回りを防止し、強固な固定をする役割をする。
【００２８】
金属環２及び１０は、共に予め表面処理されており、下地には燐酸皮膜等の化成皮膜処理を行い、その表面にゴムに最適な樹脂系，ゴム糊系等の接着剤を塗布しており、加硫成形により金属環２，１０にゴム製の被覆部２０を形成するとともに強固な焼き付け接着ができるようにしている。
【００２９】
図４（ａ）のように、一体化した２つの金属環２，１０と平ワッシャー形状のシール部材１５を第１下型４５上に設置する。第１下型４５の上面には突出部４５ａ，シール部材保持部４５ｂ，金属環保持部４５ｃが中心部から外径方向へ階段状に同心的に形成されており、シール部材保持部４５ｂ上にシール部材１５の内径部１８が保持され、金属環保持部４５ｃの上に金属環１０のフランジ部１２が保持される。金属環２及び金属環１０の外周部３，１１は、第１下型４５，第２下型４６及び中型４７によって形成される環状の凹部４８に挿入されており、金属環２及び金属環１０の軸方向端部４，１４の下方には空間が確保されている。
【００３０】
この後、図４（ｂ）に示すように、金属環２のフランジ部６の上部に環状に切断したゴム生地５２を載せ、上型（図示せず）によって上方から押圧して、最適な圧力と温度条件下で圧縮し加硫成形を行い、軸方向端部２１，外周嵌合部２２，壁部２３，シールリップ部２４，リップ先端部２５，接合気密部２６からなる被覆部２０を一体的に形成する。
【００３１】
この過程で、ゴム生地５２は、金属環２の段部５と金属環１０の外周面１８との間、金属環２の内周部６とシール部材１５の密封対象側端面との間にも回り込んで充填され、気密漏れの流路となる金属環２，１０及びシール部材１５の組立部の隙間が密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５に対して一体的に形成されるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。さらに、かしめ工程が不要となり、金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。金属環２の外周部３の外周面８全体がゴムによって被覆されているので、実機ハウジングに傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
【００３２】
このように圧縮成形をしてもよいし、図５に示すように第１上型４９，第２上型５０によって型締めし、第２上型５０に等配される注入孔５１からゴム生地を射出成形して製造してもよい。
【００３３】
図６は成形直後の半製品状態の密封装置１を示し、シール部材１５は平ワッシャー形状のままで、曲げ加工は行っていない。図７は、半製品状態の密封装置１のシール部材１５の内径に曲げ治具の軸５５を挿入して、曲げ加工して軸方向密封対象流体Ｏ側に延びるシールリップ部１７を形成する状態を示す。多数の製品を軸上で棒状に整列させて、電気炉内で一定時間の加熱をすると、生産性良く安定した曲げ状態と寸法が得られる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図８に本発明の第２の実施形態に係る密封装置６１を示す。被覆部２０シールリップ部２４及びシール部材１５のシールリップ部１７の内周面の構成を除いては第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００３５】
密封装置６１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の内周面２５ａには断面略三角形状の螺旋状のリブ６２を周方向に等配し、シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａには螺旋状の切り込み状の溝６３を形成することにより、動流体力学的に密封作用を与える螺子を付加している。従って、密封性能を一層向上させることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図９に本発明の第３の実施形態に係る密封装置７１を示す。被覆部２０シールリップ部２４及びシール部材１５のシールリップ部１７の内周面の構成を除いては第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００３７】
密封装置７１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の内周面２５ａには断面略三角形状の螺旋状のリブ６２を周方向に等配し、シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａには、断面Ｖ形状の螺旋溝７２を周方向に等配している。このような動流体力学的に密封作用を与える螺子を付加することにより、密封性能を一層向上させることができる。
【００３８】
シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａの螺旋溝７２は、図１０に示すように加硫成形時の第１下型４５のシール部材保持部４５ｂに突起状螺子を形成しこれを転写することにより容易に形成することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図１１に本発明の第４の実施形態に係る密封装置８１を示す。被覆部２０シールリップ部２４及びシール部材１５のシールリップ部１７の内周面の構成を除いては第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００４０】
密封装置８１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の内周面２５ａには断面略三角形状の左方向螺旋状のリブ８２及び右方向の螺旋状のリブ８３を周方向に等配し、シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａ及び外周面１７ｂには、断面Ｖ形状の螺旋溝８４，８５を周方向に等配している。このような動流体力学的に密封作用を与える螺子を付加することにより、密封性能を一層向上させることができる。
【００４１】
（第５の実施形態）
図１２に本発明の第５の実施形態に係る密封装置９１を示す。被覆部２０のシールリップ部２４の構成を除いては、第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００４２】
密封装置９１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の外径側に周方向の溝２５ｂを設け、この溝２５ｂにスプリング９２を装着し、リップ先端部２５の軸への追随性を向上させている。このように軸への追随性が向上すれば、密封性能も向上する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、組立体が被覆部によって一体的に保持されるので、製造過程をおいて繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００４４】
また、被覆部が連続的に形成されているので、組立体を組み立てた際に生じる気密漏れの流路が被覆部によって密封され、信頼性が向上する。さらに、被覆部が連続的に形成されているので、組立体の各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【００４５】
また、第１金属環の外周面がゴム状弾性体製の外周被覆部によって被覆されるので、外周側の金属面がハウジングの内周面に傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
【００４６】
また、組立体に対して一体的に形成された被覆部によって組立体が保持されるので、繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００４７】
また、加硫成形の過程で、ゴム状弾性体材料が、組立体の各部材の隙間に入り込んで充填され、気密漏れの流路となる隙間が密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部を連続的に形成することができるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の取付状態を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の金属環部分の組み立て前の状態を示す断面図である。図３（ｂ）は同金属環部分の組立状態を示す断面図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の製造方法を説明する図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の他の製造方法を説明する図である。
【図６】図６は半製品状態の本発明の第１の実施形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【図７】図７は半製品状態の本発明の第１の実施形態に係る密封装置の加工方法を説明する図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図９】図９は本発明の第３の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第３の実施形態に係る密封装置の製造方法を説明する図である。
【図１１】図１１は本発明の第４の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図１２】図１２は本発明の第５の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図１３】図１３は従来の密封装置を示す図である。
【図１４】図１４は従来の他の密封装置を示す図である。
【符号の説明】
１，６１，７１，８１，９１，１００，２００ 密封装置
２ 金属環
３ 外周部
５ 段部
６ フランジ部
７ 内周面
８ 外周面
１０ 金属環
１１ 外周部
１２ フランジ部
１８ 外周面
１５ シール部材
１７ シールリップ部
１８ 内径部
２０ 被覆部
２１ 軸方向端部
２２ 外周嵌合部
２３ 壁部
２４ シールリップ部
２５ リップ先端部
３０ ハウジング
４０ 軸
４５ 第１下型
４６ 第２下型
４７ 中型
４９ 第１上型
５０ 第２上型
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の軸封部に使用されるオイルシール等の密封装置、特にゴム状弾性体製シールリップと樹脂性シールリップとを有する密封装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の密封装置は、図１３，１４に示すように多数の部品を集積し、かしめ組立によるものであった。
【０００３】
図１３に示す密封装置１００は、外周側の金属環１０１に直接ゴムリップ１０２と外周ガスケット１０３を連続して焼き付け、加硫成形し、樹脂製シール部材１０４と組立補強用の金属環１０５を挿入し、外周側の金属環１０１の大気Ｏ側の端部１０１ａを機械的にかしめて組み立てたものである。それ以前の密封装置２００は、図１４に示すように、外周側の金属環２０１の外周側にシールリング２０２を装着し、内周側にゴムリップ２０３，樹脂製シール部材２０４，平ワッシャー状の金属環２０５，ダストリップ２０６を挿入し、金属環２０１の大気側Ｏの端部２０１ａを機械的にかしめて組み立てたものであった。密封装置１００は、密封装置２００に比べて、部品点数を大幅に削減し、製作の容易化及び低コスト化をもたらした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、工程面では外周のかしめ工程が繁雑でコストがかかるのに加えて、表面皮膜からの粉末あるいは金属粉の発生の問題、製品の品質面での表面処理皮膜の破損による錆発生の問題，製品への前記粉末の付着による密封機能の低下の問題等が生じていた。さらに、外周金属面が露出しているため、実機ハウジングに傷が付き密封性に影響する場合もあった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、低コストで容易に製造できる高品質の密封装置の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、軸方向に延びる外周部と該外周部の密封対象流体側の端部から内径方向に延びるフランジ部とを有する第１金属環の外周部の内周面と、軸方向に延びる外周部と該外周部の密封対象流体側の端部から内径方向に延びるフランジ部とを有する第２金属環の外周部の外周面と、を嵌合させ、樹脂製の第１シールリップ部を有する樹脂リングの基端部を前記第１金属環のフランジ部と前記第２金属環のフランジ部との間で挟持する、一体的に組み立てられた組立体と、少なくとも、前記第１金属環の外周面を被覆する外周被覆部と、前記第１金属環のフランジ部の密封対象流体側の端面を被覆する密封対象流体側被覆部と、前記第１シールリップ部の密封対象流体側に設けられる第２シールリップ部とが連続的に形成されたゴム状弾性体製の被覆部と、を備え、前記組立体が前記被覆部によって一体的に保持されている密封装置の製造方法において、前記第１金属環の内部であって該第１金属環のフランジ部の反密封対象流体側に前記樹脂リングを組み付け、前記第１金属環の内部の前記樹脂リングの反密封対象流体側に、前記第２金属環を圧入して、前記第１金属環の外周部の内周面と前記第２金属環の外周部の外周面とを嵌合させ、前記第１金属環のフランジ部と前記第２金属環のフランジ部との間で、前記樹脂リングの基端部を挟持して、前記組立体を一体的に組み立て、成形型内に配置された前記組立体に対して、加硫成形によって前記被覆部を一体的に形成することを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、組立体が被覆部によって一体的に保持されるので、製造過程において繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【０００８】
また、被覆部が連続的に形成されているので、組立体を組み立てた際に生じる気密漏れの流路が被覆部によって密封され、信頼性が向上する。さらに、被覆部が連続的に形成されているので、組立体の各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【０００９】
また、第１金属環の外周面がゴム状弾性体製の外周被覆部によって被覆されるので、外周側の金属面がハウジングの内周面に傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
【００１１】
そして、組立体に対して一体的に形成された被覆部によって組立体が保持されるので、繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００１２】
また、加硫成形の過程で、ゴム状弾性体材料が、組立体の各部材の隙間に入り込んで充填され、気密漏れの流路となる隙間が密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部を連続的に形成することができるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る密封装置１の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
密封装置１の第１金属環としての金属環２は、断面略Ｌ字形状で、軸方向に延びる外周部３，内周面側に面取りによって形成された段部５を有する外周部の軸方向端部４，外周部３の密封対象流体Ｏ側端部から内径方向に延びるフランジ部６，フランジ部６の内径側に段部を介して密封対象流体Ｏ側に形成される内周部６ａからなる。
【００１６】
金属環２の内周側の第２金属環としての金属環１０は、断面略Ｌ字形状で、軸方向に延びる外周部１１，外周部の密封対象流体Ｏ側から内径方向に延びるフランジ部１２からなり、フランジ部１２には複数の軸方向の孔１３が設けられている。
【００１７】
金属環２の外周部３の内周面７と金属環１０の外周部１１の外周面１８とが嵌合し、樹脂リングとしてのＰＴＦＥ製の環状のシール部材１５の外径側の基端部としてのシールリップ支持部１６が金属環２，１０のフランジ部６，１２の間に挟み込まれている。シールリップ支持部１６の内径側端部には軸方向密封対象流体側Ｏに延びる第１シールリップ部としてのシールリップ部１７が形成されており、軸と摺動密封する。ここで、金属環２，金属環１０及びシール部材１５によって組立体が構成される。樹脂としては、耐薬品性，耐熱性及び低摩擦係数等の特性からＰＴＦＥが望ましいが、特性に応じてピュアなものや種々の充填剤を添加したものを使用することができる。
【００１８】
ゴム製の被覆部２０は、金属環２，１０の大気Ａ側の軸方向端部４，１４を金属環２の外周部３の外周面８側から金属環１０の外周部１１の内周面側角部まで覆う軸方向端部２１，金属環２の外周部３の外周面８全体を覆う外周被覆部としての外周嵌合部２２，金属環２のフランジ部６の密封対象流体Ｏ側端面を覆う密封対象流体側被覆部としての壁部２３，軸方向密封対象流体Ｏ側に延びる第２シールリップ部としてのシールリップ部２４，軸と摺動密封するリップ先端部２５，シール部材１５のシールリップ支持部１６と金属環２のフランジ部６の内周部６ａとの間の空間を埋める接合気密部２６からなり、各部は連続的に形成されている。本実施形態ではゴム状弾性体としてゴムを使用しているがこれに限られるものではない。
【００１９】
被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５に加硫成形により一体的に焼き付けられている。軸方向端部２１は金属環２の外周部３の段部５と金属環１０との間に形成される空間に入り込んで金属環２及び金属環１０の大気Ａ側端部を保持しており、接合気密部２６は金属環２の内周部６ａとシール部材１５のシールリップ支持部１６との間に入り込んでシールリップ支持部１６を保持しており、連続的に形成された被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５を一体的に保持している。従って、かしめ工程が不要となるので、金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生せず、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることもなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００２０】
被覆部２０が連続的に形成されているので、金属環２，金属環１０及びシール部材１５を組み立てた際に生じる気密漏れの流路が被覆部２０によって密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５に対して連続的に形成されるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【００２１】
シール部材１５のシールリップ部１７は、後述するように、平ワッシャー形状のシール部材１５の内径部１８を、加硫成形後に被覆部２０のシールリップ部２４と同方向に曲げ加工して形成したものである。
【００２２】
図２は密封装置１の固定側のハウジングへの取付状態を示す断面図である。
【００２３】
密封装置１の被覆部２０の外周嵌合部２２がハウジング３０の軸孔３１の内周面３２に嵌合し、壁部２３がハウジング３０の段部端面３３に当接して固定される。密封装置１の大気側Ｏのハウジング３０の軸孔３１内周面３２に溝３４を設け、密封装置１の離脱を防止するためのストップリング３５を装着している。
【００２４】
金属環２の外周部３の外周面８全体を覆う外周嵌合部２２が形成されているので、金属面がハウジング３０の内周面３２に傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
密封装置１の内周には、同心的に軸４０が回転可能に挿入される。軸４０の外周面４１には、被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５と、シール部材１５のシールリップ部１７とが摺接して密封する。
【００２５】
以下、密封装置１の製造方法について説明する。
【００２６】
図３（ａ）に組み立て前の各部材を示す。金属環２のフランジ部６側まで外周部３に沿って平ワッシャー形状のシール部材１５を挿入し、金属環２のフランジ部６の大気Ａ側にシール部材１５を組み付ける。さらに金属環１０を金属環２の内径側にプレス圧入し、金属環２の外周部３の内周面７と金属環１０の外周部１１の外周面１８とを嵌合させる。２つの金属環２，１０のフランジ部６，１２の間でシール部材１５の外径側を圧着するように挟み込んで一体化する。組み立て時には、金属環２の軸方向端部４の内周面に形成された段部５がシール部材１５及び金属環１０の挿入時のガイドの役割をする。
【００２７】
組み立てた状態を示すのが図３（ｂ）である。組み立てた後には、金属環１０のフランジ部１２にある等配孔１３のエッジ部１４はシール部材１５の表面にくい込み、組立後の滑り及び作動時の軸に対する共回りを防止し、強固な固定をする役割をする。
【００２８】
金属環２及び１０は、共に予め表面処理されており、下地には燐酸皮膜等の化成皮膜処理を行い、その表面にゴムに最適な樹脂系，ゴム糊系等の接着剤を塗布しており、加硫成形により金属環２，１０にゴム製の被覆部２０を形成するとともに強固な焼き付け接着ができるようにしている。
【００２９】
図４（ａ）のように、一体化した２つの金属環２，１０と平ワッシャー形状のシール部材１５を第１下型４５上に設置する。第１下型４５の上面には突出部４５ａ，シール部材保持部４５ｂ，金属環保持部４５ｃが中心部から外径方向へ階段状に同心的に形成されており、シール部材保持部４５ｂ上にシール部材１５の内径部１８が保持され、金属環保持部４５ｃの上に金属環１０のフランジ部１２が保持される。金属環２及び金属環１０の外周部３，１１は、第１下型４５，第２下型４６及び中型４７によって形成される環状の凹部４８に挿入されており、金属環２及び金属環１０の軸方向端部４，１４の下方には空間が確保されている。
【００３０】
この後、図４（ｂ）に示すように、金属環２のフランジ部６の上部に環状に切断したゴム生地５２を載せ、上型（図示せず）によって上方から押圧して、最適な圧力と温度条件下で圧縮し加硫成形を行い、軸方向端部２１，外周嵌合部２２，壁部２３，シールリップ部２４，リップ先端部２５，接合気密部２６からなる被覆部２０を一体的に形成する。
【００３１】
この過程で、ゴム生地５２は、金属環２の段部５と金属環１０の外周面１８との間、金属環２の内周部６とシール部材１５の密封対象側端面との間にも回り込んで充填され、気密漏れの流路となる金属環２，１０及びシール部材１５の組立部の隙間が密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部２０は金属環２，１０及びシール部材１５に対して一体的に形成されるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。さらに、かしめ工程が不要となり、金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。金属環２の外周部３の外周面８全体がゴムによって被覆されているので、実機ハウジングに傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
【００３２】
このように圧縮成形をしてもよいし、図５に示すように第１上型４９，第２上型５０によって型締めし、第２上型５０に等配される注入孔５１からゴム生地を射出成形して製造してもよい。
【００３３】
図６は成形直後の半製品状態の密封装置１を示し、シール部材１５は平ワッシャー形状のままで、曲げ加工は行っていない。図７は、半製品状態の密封装置１のシール部材１５の内径に曲げ治具の軸５５を挿入して、曲げ加工して軸方向密封対象流体Ｏ側に延びるシールリップ部１７を形成する状態を示す。多数の製品を軸上で棒状に整列させて、電気炉内で一定時間の加熱をすると、生産性良く安定した曲げ状態と寸法が得られる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図８に本発明の第２の実施形態に係る密封装置６１を示す。被覆部２０シールリップ部２４及びシール部材１５のシールリップ部１７の内周面の構成を除いては第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００３５】
密封装置６１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の内周面２５ａには断面略三角形状の螺旋状のリブ６２を周方向に等配し、シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａには螺旋状の切り込み状の溝６３を形成することにより、動流体力学的に密封作用を与える螺子を付加している。従って、密封性能を一層向上させることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図９に本発明の第３の実施形態に係る密封装置７１を示す。被覆部２０シールリップ部２４及びシール部材１５のシールリップ部１７の内周面の構成を除いては第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００３７】
密封装置７１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の内周面２５ａには断面略三角形状の螺旋状のリブ６２を周方向に等配し、シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａには、断面Ｖ形状の螺旋溝７２を周方向に等配している。このような動流体力学的に密封作用を与える螺子を付加することにより、密封性能を一層向上させることができる。
【００３８】
シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａの螺旋溝７２は、図１０に示すように加硫成形時の第１下型４５のシール部材保持部４５ｂに突起状螺子を形成しこれを転写することにより容易に形成することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図１１に本発明の第４の実施形態に係る密封装置８１を示す。被覆部２０シールリップ部２４及びシール部材１５のシールリップ部１７の内周面の構成を除いては第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００４０】
密封装置８１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の内周面２５ａには断面略三角形状の左方向螺旋状のリブ８２及び右方向の螺旋状のリブ８３を周方向に等配し、シール部材１５のシールリップ部１７の内周面１７ａ及び外周面１７ｂには、断面Ｖ形状の螺旋溝８４，８５を周方向に等配している。このような動流体力学的に密封作用を与える螺子を付加することにより、密封性能を一層向上させることができる。
【００４１】
（第５の実施形態）
図１２に本発明の第５の実施形態に係る密封装置９１を示す。被覆部２０のシールリップ部２４の構成を除いては、第１の実施形態と同様の構成を有するので、同様の構成を有する部分については同様の符号を用いて説明を省略する。
【００４２】
密封装置９１の被覆部２０のシールリップ部２４のリップ先端部２５の外径側に周方向の溝２５ｂを設け、この溝２５ｂにスプリング９２を装着し、リップ先端部２５の軸への追随性を向上させている。このように軸への追随性が向上すれば、密封性能も向上する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、組立体が被覆部によって一体的に保持されるので、製造過程をおいて繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００４４】
また、被覆部が連続的に形成されているので、組立体を組み立てた際に生じる気密漏れの流路が被覆部によって密封され、信頼性が向上する。さらに、被覆部が連続的に形成されているので、組立体の各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【００４５】
また、第１金属環の外周面がゴム状弾性体製の外周被覆部によって被覆されるので、外周側の金属面がハウジングの内周面に傷を付けて密封性に影響を与えることもなく、外周側での密封機能が十分に確保でき、機能上の信頼性が向上する。
【００４６】
また、組立体に対して一体的に形成された被覆部によって組立体が保持されるので、繁雑でコストがかかるかしめ工程が不要となり、製造工程の簡略化と低コスト化が可能となる。また、かしめ工程による金属表面処理皮膜からの粉末，金属粉が発生しなくなるので、密封装置に粉末等が異物となって付着し密封機能が失われることがなく、品質が向上する。また、かしめ工程での金属表面処理皮膜の破損による錆の発生という問題も生じないので、品質が向上する。
【００４７】
また、加硫成形の過程で、ゴム状弾性体材料が、組立体の各部材の隙間に入り込んで充填され、気密漏れの流路となる隙間が密封されるので、信頼性が向上する。また、被覆部を連続的に形成することができるので、各部材について、気密性を損なうおそれのある異物，傷，成形不良及び組立不良の品質管理を徹底する必要がない。従って、製造工程が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の取付状態を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の金属環部分の組み立て前の状態を示す断面図である。図３（ｂ）は同金属環部分の組立状態を示す断面図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の製造方法を説明する図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態に係る密封装置の他の製造方法を説明する図である。
【図６】図６は半製品状態の本発明の第１の実施形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【図７】図７は半製品状態の本発明の第１の実施形態に係る密封装置の加工方法を説明する図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図９】図９は本発明の第３の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第３の実施形態に係る密封装置の製造方法を説明する図である。
【図１１】図１１は本発明の第４の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図１２】図１２は本発明の第５の実施形態に係る密封装置の概略構造を示す半断面図である。
【図１３】図１３は従来の密封装置を示す図である。
【図１４】図１４は従来の他の密封装置を示す図である。
【符号の説明】
１，６１，７１，８１，９１，１００，２００ 密封装置
２ 金属環
３ 外周部
５ 段部
６ フランジ部
７ 内周面
８ 外周面
１０ 金属環
１１ 外周部
１２ フランジ部
１８ 外周面
１５ シール部材
１７ シールリップ部
１８ 内径部
２０ 被覆部
２１ 軸方向端部
２２ 外周嵌合部
２３ 壁部
２４ シールリップ部
２５ リップ先端部
３０ ハウジング
４０ 軸
４５ 第１下型
４６ 第２下型
４７ 中型
４９ 第１上型
５０ 第２上型
Claims (1)
- 軸方向に延びる外周部と該外周部の密封対象流体側の端部から内径方向に延びるフランジ部とを有する第１金属環の外周部の内周面と、軸方向に延びる外周部と該外周部の密封対象流体側の端部から内径方向に延びるフランジ部とを有する第２金属環の外周部の外周面と、を嵌合させ、樹脂製の第１シールリップ部を有する樹脂リングの基端部を前記第１金属環のフランジ部と前記第２金属環のフランジ部との間で挟持する、一体的に組み立てられた組立体と、
少なくとも、前記第１金属環の外周面を被覆する外周被覆部と、前記第１金属環のフランジ部の密封対象流体側の端面を被覆する密封対象流体側被覆部と、前記第１シールリップ部の密封対象流体側に設けられる第２シールリップ部とが連続的に形成されたゴム状弾性体製の被覆部と、を備え、
前記組立体が前記被覆部によって一体的に保持されている密封装置の製造方法において、
前記第１金属環の内部であって該第１金属環のフランジ部の反密封対象流体側に前記樹脂リングを組み付け、
前記第１金属環の内部の前記樹脂リングの反密封対象流体側に、前記第２金属環を圧入して、前記第１金属環の外周部の内周面と前記第２金属環の外周部の外周面とを嵌合させ、
前記第１金属環のフランジ部と前記第２金属環のフランジ部との間で、前記樹脂リングの基端部を挟持して、前記組立体を一体的に組み立て、
成形型内に配置された前記組立体に対して、加硫成形によって前記被覆部を一体的に形成することを特徴とする密封装置の製造方法。
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