JP4193299B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の軸封部等に用いられる密封装置に関し、特に2つのシール部材を組み合わせた密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来技術によるゴムリップ102と樹脂リップ103を備えた密封装置101の断面構成を説明する図である。
【0003】
この密封装置101の概略構成を説明すると、外周面にOリング112を保持する溝部111を備えた環状部材110に、ゴムリップ102,樹脂リップ103,ダストリップ104が嵌め込まれ、それらリップが溝部111により形成される径方向部113と環状部材110の端部のカシメ部114により積層状に固定されている。
【0004】
ゴムリップ102とダストリップ104は、密封装置101の組み立てに先立って、加硫成形等により予め金属の補強環102a,104aと一体化されている。樹脂リップ103はPTFEを材料とした平ワッシャ形状のものであり、組み立て後に挿嵌される軸と略同一の外径寸法の円柱状治具を挿入して内径部を拡径すると共に密封側Mに向けて撓ませている。
【0005】
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201に挿嵌される軸であり、この図においては仮想線により描かれている。
【0006】
密封装置101は、特に高圧となる密封側Mの密封流体の漏れを防止する為に、密封側Mにゴムリップ102を備え、ゴムリップ102に連接する大気側Oに樹脂リップ103を備えた構成を備えている。
【0007】
そして、ゴムリップ102はリップ先端部の摺動表面203(軸202の外周面)に対する緊迫力によりシール性を発揮する。
【0008】
また、密封側Mの圧力によりゴムリップ102が変形した場合に、ゴムリップ102の下面に当たりゴムリップ102の過度の変形を抑える金属製のサポート部材107を備えている。
【0009】
また、樹脂リップ103にはネジ溝108が形成され、摺動表面203との接触領域においてわずかに漏出した密封流体を、軸202の回転により移動させる流体ポンプ作用を働かせて密封流体の漏出を防止している。
【0010】
【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密封装置では、ゴムリップ102で密封流体の圧力を受けているため、密封流体の圧力が高圧になる場合では、高圧によるゴムリップ102の変形と、変形による面圧過大により、摩耗が進行し漏れが生じてしまう。
【0011】
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、耐圧性の向上を図り、シール性、耐久性の向上した信頼性の高い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、ハウジングの軸孔と該軸孔内に回転自在に設けられる軸間の環状隙間を密封するもので、前記軸に嵌合固定され、第1の径方向部を有する第1の環状部材と、前記ハウジングの軸孔内周面に嵌合固定され、該第1の径方向部より非密封側で該第1の径方向部に対向する第2の径方向部を有する第2の環状部材と、を備えた密封装置において、前記第1の環状部材の外周側に設けられ、該ハウジングの軸孔と該第1の環状部材との間の隙間を密封するシール部材と、前記第1と第2の径方向部の少なくともいずれか一方に設けられ、該第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップと、を備えることを特徴とする。
【0013】
この構成によると、シール部材が密封装置にかかる圧力を減圧し、複数段の突起状のシールリップには減圧された圧力がかかるので、高圧により変形し摩耗することがなくなり、シール性、耐久性を向上させることができる。
【0014】
また、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する突起状のシールリップを複数段備えることにより、シールリップ間の圧力差を軽減させることができ、シールリップの変形を防ぐことができる。
【0015】
さらに、複数段のシールリップを第1の径方向部に設けることにより、軸の回転に伴う遠心力の作用により、シール部材からシールリップまで漏れた流体を径方向外方に戻すことができるので、シールリップのシール性を向上させることができる。
【0016】
また、前記シール部材は樹脂製材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を軸方向に密封し、
前記複数段のシールリップはゴム状弾性材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を径方向に密封することも好適である。
【0017】
これにより、摺動抵抗や変形が小さいシール部材で軸方向にかかる圧力を減圧、密封させた後、径方向を複数段のゴム状弾性材により密封するので、シール性を向上させることができる。
【0018】
また、前記第1と第2の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備えることも好適である。
【0019】
これにより、シールリップの受圧面積を小さくすることができる、リップの変形を軽減させることができる。
【0020】
【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、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【0021】
本発明の実施の形態に係る密封装置を図1及び図2に示す。本実施の形態に係る密封装置10は、軸1と円筒状の開口部を有するハウジング2の間の環状の隙間をシールし、密封側Mの油やガスなどの流体が大気側O(非密封側)に漏れないようにしているものである。
【0022】
密封装置10は、概略、第1の環状部材としての減圧シールユニット5と、第2の環状部材としてのスリーブ4と、減圧シールユニット5とスリーブ4の間に設けられる複数段の突起状のシールリップとしての端面リップ3とから構成されている。
【0023】
減圧シールユニット5は、両端部に凹部を有する断面略H型のボディ9が一方の凹部を軸1に向けて軸1に嵌合固定されており、軸1と一体となって回転する。ボディ9は、高圧がかかっても凹部が変形しないような剛性のある金属や樹脂によって形成されている。また、軸1のボディ9の大気側Oにはストッパー8が設けられている。
【0024】
ボディ9の軸1側の凹部にはOリング7が嵌め込まれており、ハウジング2側の凹部にはゴムリングと四ふっ化エチレン樹脂リングの組み合わせからなるシール部材としてのスリッパシール6が嵌め込まれ、樹脂製材としての四ふっ化エチレン樹脂がハウジング2に摺動自在に接触している。
【0025】
減圧シールユニット5の大気側Oには、ハウジング2の軸孔内周面にスリーブ4が嵌合固定されている。スリーブ4は、鉄などの金属や樹脂によって形成されている。
【0026】
減圧シールユニット5の大気側Oの径方向端面5a(第1の径方向部)とスリーブ4の密封側Mの径方向端面4a(第2の径方向部)の間には、ゴム状弾性材の複数段の突起状の端面リップ3が設けられている。
【0027】
端面リップ3は、減圧シールユニット5とスリーブ4の少なくともいずれか一方に一体に焼付けられており、環状隙間の最外方から内方に向かう流体をシールするよう設けられている。図1はスリーブ4に設けられた状態を示し、図2は減圧シールユニット5とスリーブ4の両方に交互になるよう設けられた状態を示している。
【0028】
以上のように構成される密封装置10によって、密封側Mの密封流体は、減圧シールユニット5のスリッパシール6で軸方向をシールされ、スリッパシール6から漏れた流体は、減圧シールユニット5とスリーブ4の間の端面リップ3で径方向をシールされる。
【0029】
密封側Mの密封流体の圧力が高い場合は、流体がスリッパシール6から漏れるが、端面リップ3においては漏れた流体は減圧されているので、流体による端面リップ3の変形を軽減でき、複数段の突起状の端面リップ3により確実にシールされる。端面リップ3の突起状のリップ先端は、図1に示すように径方向外方に向け配設されると好適である。
【0030】
さらに、端面リップ3は環状隙間の外方から内方に向かう流体をシールするので、端面リップ3を減圧シールユニット5に少なくとも1つ設ければ、軸1の回転に伴う遠心力の作用により、スリッパシール6から複数段の端面リップ3まで漏れた流体を径方向外方に戻すことでき、端面リップ3のシール性を向上させることができる。
【0031】
また、端面リップ3をできる限り多く設定することにより、リップ間の圧力差を軽減できるので、リップの変形が軽減し、シール性、耐久性を向上させることができる。
【0032】
また、保持手段としてストッパー8やハウジング2側に設けられた不図示のストッパーにより、減圧シールユニット5とスリーブ4の間隔を所定の間隔に設定でき、安定したシール性が得られる。さらに、間隔を小さく設定することにより、端面リップ3の受圧面積を小さくすることができるので、リップの変形がより軽減し、シール性、耐久性を向上させることができる。
【0033】
ここで、保持手段は、端面リップ3が設けられる径方向端面4a,5aの周方向に幾つか設けられる不図示のストッパーでもよく、また、スリーブ4とボディ9を嵌合可能に構成した場合にはその嵌合部でもよい。
【0034】
また、減圧シールユニット5から流体が漏れ、減圧シールユニット5とスリーブ4の間に蓄圧する場合には、図1に示すように、スリッパシール6の摺動面にテーパー部を設け、このテーパー部を密封側に設定することにより、減圧シールユニット5とスリーブ4の間の蓄圧を解放することができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1の環状部材とハウジングまたは第2の環状部材との隙間を密封するシール部材と、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップとを備えることにより、シール部材が密封装置にかかる圧力が減圧し、複数段の突起状のシールリップには減圧された圧力がかかるので、シールリップが高圧により変形し摩耗することを防ぐことができ、耐圧性に優れ、シール性、耐久性を向上させた信頼性の高い密封装置を提供することが可能となる。
【0036】
また、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する突起状のシールリップを複数段備えることにより、シールリップ間の圧力差を軽減させることができ、シールリップの変形を防ぐことができる。
【0037】
さらに、複数段のシールリップを第1の径方向部に設けることにより、軸の回転に伴う遠心力の作用により、シール部材からシールリップまで漏れた流体を径方向外方に戻すことができるので、シールリップのシール性を向上させることができる。
【0038】
また、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備えることにより、シールリップの受圧面積を小さくすることができるので、リップの変形を軽減させることができ、シール性、耐久性を向上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断面図。
【図2】図2は本発明の実施の形態に係る密封装置の要部を説明する概略断面図。
【図3】図3は従来の密封装置の概略断面図。
【符号の説明】
1 軸
2 ハウジング
3 端面リップ
4 スリーブ
4a,5a 径方向端面
5 減圧シールユニット
6 スリッパシール
7 Oリング
8 ストッパー
9 ボディ
10 密封装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device used for a shaft seal portion of various devices, and more particularly to a sealing device in which two sealing members are combined.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of a
[0003]
The schematic configuration of the
[0004]
Prior to assembly of the
[0005]
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
Further, when the
[0009]
In addition, the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional sealing device as described above, since the pressure of the sealing fluid is received by the
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to provide a highly reliable sealing device with improved pressure resistance and improved sealing performance and durability. It is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention seals an annular gap between a shaft hole of a housing and a shaft rotatably provided in the shaft hole, and is fitted and fixed to the shaft. A first annular member having one radial portion and a shaft hole inner peripheral surface of the housing are fitted and fixed, and opposed to the first radial portion on the non-sealing side from the first radial portion. a sealing apparatus provided with a second annular member having a second radial portion, provided on an outer peripheral side of said first annular member, between the shaft hole and the first annular member of the housing A plurality of projections provided on at least one of the first and second radial portions and sealing the opposing gap between the first and second radial portions. And a sealing lip having a shape.
[0013]
According to this configuration, the pressure applied to the sealing device by the seal member is reduced, and the reduced pressure is applied to the multi-stage projecting seal lip, so that it is not deformed and worn by the high pressure, and has a sealing property and durability. Can be improved.
[0014]
Also, by providing a plurality of protruding seal lips that seal the opposing gaps between the first and second radial portions, the pressure difference between the seal lips can be reduced, and deformation of the seal lip is prevented. be able to.
[0015]
Furthermore, by providing a plurality of stages of seal lips in the first radial direction portion, fluid leaking from the seal member to the seal lip can be returned radially outward by the action of centrifugal force accompanying the rotation of the shaft. The sealing performance of the seal lip can be improved.
[0016]
Further, the seal member is made of resin material, and seals an annular gap between the housing and the shaft in the axial direction,
It is also preferable that the plurality of stages of sealing lips are made of a rubber-like elastic material and seal an annular gap between the housing and the shaft in a radial direction.
[0017]
As a result, the pressure applied in the axial direction is reduced and sealed with a seal member having small sliding resistance and deformation, and then the radial direction is sealed with a plurality of stages of rubber-like elastic material, so that the sealing performance can be improved.
[0018]
It is also preferable to include holding means for holding a gap between the first and second radial portions facing each other at a predetermined interval.
[0019]
Thereby, the pressure receiving area of the seal lip can be reduced, and deformation of the lip can be reduced.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
[0021]
A sealing device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. The
[0022]
The sealing
[0023]
The decompression seal unit 5 includes a
[0024]
An O-
[0025]
A
[0026]
A rubber-like elastic material is provided between the radial end surface 5a (first radial direction portion) on the atmosphere side O of the decompression seal unit 5 and the
[0027]
The end face lip 3 is integrally baked on at least one of the pressure-reducing seal unit 5 and the
[0028]
By the sealing
[0029]
When the pressure of the sealing fluid on the sealing side M is high, the fluid leaks from the slipper seal 6. However, since the leaked fluid is decompressed at the end face lip 3, deformation of the end face lip 3 due to the fluid can be reduced, and a plurality of stages The protrusion-like end lip 3 is securely sealed. It is preferable that the protruding lip tip of the end face lip 3 is disposed radially outward as shown in FIG.
[0030]
Furthermore, since the end surface lip 3 seals the fluid flowing from the outside to the inside of the annular gap, if at least one end surface lip 3 is provided in the decompression seal unit 5, due to the action of centrifugal force accompanying the rotation of the shaft 1, The fluid leaking from the slipper seal 6 to the end face lips 3 in a plurality of stages can be returned to the outside in the radial direction, and the sealing performance of the end face lip 3 can be improved.
[0031]
Moreover, since the pressure difference between lips can be reduced by setting as many end surface lips 3 as possible, the deformation of the lips can be reduced, and the sealing performance and durability can be improved.
[0032]
Further, the
[0033]
Here, the holding means may be stoppers (not shown) provided in the circumferential direction of the radial end faces 4a, 5a provided with the end face lip 3, or when the
[0034]
When fluid leaks from the decompression seal unit 5 and accumulates pressure between the decompression seal unit 5 and the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the seal member that seals the gap between the first annular member and the housing or the second annular member, and the opposing gap between the first and second radial portions are provided. By providing a multi-stage protruding seal lip for sealing, the pressure applied to the sealing device by the sealing member is reduced, and the reduced pressure is applied to the multi-stage protruding seal lip. Therefore, it is possible to provide a highly reliable sealing device that can prevent deformation and wear, has excellent pressure resistance, and has improved sealing performance and durability.
[0036]
Also, by providing a plurality of protruding seal lips that seal the opposing gaps between the first and second radial portions, the pressure difference between the seal lips can be reduced, and deformation of the seal lip is prevented. be able to.
[0037]
Furthermore, by providing a plurality of stages of seal lips in the first radial direction portion, fluid leaking from the seal member to the seal lip can be returned radially outward by the action of centrifugal force accompanying the rotation of the shaft. The sealing performance of the seal lip can be improved.
[0038]
Moreover, since the pressure receiving area of the seal lip can be reduced by providing the holding means for holding the gap between the first and second radial portions at a predetermined interval, deformation of the lip can be reduced. It is possible to improve sealing performance and durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a main part of the sealing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a conventional sealing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 2 Housing 3
Claims (4)
前記軸に嵌合固定され、第1の径方向部を有する第1の環状部材と、
前記ハウジングの軸孔内周面に嵌合固定され、該第1の径方向部より非密封側で該第1の径方向部に対向する第2の径方向部を有する第2の環状部材と、
を備えた密封装置において、
前記第1の環状部材の外周側に設けられ、該ハウジングの軸孔と該第1の環状部材との間の隙間を密封するシール部材と、
前記第1と第2の径方向部の少なくともいずれか一方に設けられ、該第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップと、を備えることを特徴とする密封装置。Sealing the annular gap between the shaft hole of the housing and the shaft rotatably provided in the shaft hole,
A first annular member fitted and fixed to the shaft and having a first radial portion;
A second annular member fitted and fixed to the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing , and having a second radial portion opposed to the first radial portion on the non-sealing side from the first radial portion ; ,
In a sealing device comprising:
A seal member that is provided on the outer peripheral side of the first annular member and seals a gap between the shaft hole of the housing and the first annular member;
A plurality of projecting seal lips provided on at least one of the first and second radial portions and sealing a gap between the first and second radial portions facing each other. A sealing device characterized by.
前記複数段のシールリップはゴム状弾性材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を径方向に密封することを特徴とする請求項1に記載の密封装置。The seal member is made of resin material, and seals an annular gap between the housing and the shaft in the axial direction.
The sealing device according to claim 1, wherein the plurality of stages of sealing lips are made of a rubber-like elastic material, and seal an annular gap between the housing and the shaft in a radial direction.
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