JP4465738B2 - Sealing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば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り、特に密封対象流体側で発生する負圧に対処するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばパワーステアリング用の高圧シール等として用いられる、この種の密封装置としては、例えば図4に示すようなものがある。
【0003】
即ち、この密封装置100は、互いに相対移動自在に組み付けられる2部材としてのハウジング101とそのハウジング101内に挿入される往復動軸102間の環状の隙間を密封するものである。
【0004】
この密封装置100は、ハウジング101の内周に嵌合される環状のシール本体103と、軸102の外周面に摺動自在に密封接触する断面楔状のシールリップ104と、を備えている。このシールリップ104は、例えばゴム状弾性体等の材質から成っている。
【0005】
シールリップ104の外周には、シールリップ104に緊迫力を付与するためのスプリング105が装着されている。また、シールリップ104の大気側Aには、軸102に対向してバックアップリング106が設けられている。
【0006】
そして、シールリップ104を軸102に摺動させて密封対象流体側Sの密封対象流体を密封していた。
【0007】
このような密封装置100がパワーステアリング用高圧シールとして用いられる軸封部では、機種により操舵方向の切換時等に、密封対象流体側Sで負圧が発生する場合があった。 この負圧が発生して、負圧によって密封装置100のシールリップ104が浮き上がってしまうと、密封対象流体側Sに空気等の気泡が混入してアシスト性の低下を引き起こしてしまう。
【0008】
このため、シールリップ104又はスプリング105を調整して、負圧によってシールリップ104が浮き上がることを防止していた。
【0009】
【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、次のような問題があった。
【0010】
負圧に対してのシールリップ104の浮き上がりは、シールリップ104の緊迫力、剛性、受圧面積等によって決定されてしまうため、シールリップ104の形状又はスプリング105の緊迫力等を調整しても、シールリップ104の浮き上がりは防止できなかった。
【0011】
また、シールリップ104及びスプリング105の調整は、シールリップ104の剛性を高めたことによる低温時のシール性の悪化、スプリング105の緊迫力を高めたことによるシールリップ104の耐久摩耗性の低下、さらには軸102挿入時のシールリップ104のめくれが懸念されるなど、密封装置100の性能低下が引き起こされていた。
【0012】
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、負圧発生時にシールリップの浮き上がりを防止する信頼性に優れた密封装置を提供することにある。
【0013】
【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、互いに相対移動自在に組み付けられる2部材の内一方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップを備えた密封装置において、前記シールリップの背面の密封対象流体側に開口する凹部に配置され、密封対象流体側における負圧発生時の負圧によって密封対象流体側に引き寄せられるリングを備え、該リングに、負圧によって密封対象流体側に引き寄せられたときに前記シールリップの背面を押圧して前記シールリップに緊迫力を付与する押圧部を設けたことを特徴とする。
【0014】
したがって、負圧発生時、密封対象流体側に引き寄せられたリングは押圧部でシールリップの背面を押圧してシールリップに緊迫力を付与するので、シールリップの緊迫力が増加し、負圧発生時のシールリップの浮き上がりが防止できる。
【0015】
前記押圧部は、大気側が前記シールリップ方向に傾くテーパ部であることが好ましい。
【0016】
これにより、テーパ部でシールリップの背面を押圧してシールリップに緊迫力を付与することができる。
【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限りは、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】
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る密封装置を示す図であり、図2は、図1の密封装置が負圧を受けた状態を示す図である。
【0023】
図1、図2において、密封装置1は、従来技術と同様に軸封部で、互いに相対移動自在に組み付けられた2部材としてのハウジング2とハウジング2内に挿入される往復動軸3間の環状の隙間を密封するものである。
【0024】
密封装置1は、概略、ハウジング2の内周に嵌合されるシール本体4と、軸3の外周面に摺動自在の密封接触するシールリップ5と、を備えている。
【0025】
シール本体4は、密封対象流体圧による密封装置1の変形を防止する補強環7と、補強環7に一体的に焼付き固定されたゴム状弾性体6と、から成っている。
【0026】
補強環7は、円筒部71と内径方向に延びる内向きフランジ部72とを有する円筒状部材である。この補強環7の内向きフランジ部72の大気側A端面と円筒部71の外周面及び密封対象流体側S端面に連続してゴム状弾性体6が一体的に焼付き固定されている。
【0027】
このシール本体4は、補強環7の円筒部71がハウジング2の内周面にゴム状弾性体6を介して嵌合される。
【0028】
一方、補強環7の内向きフランジ部72の内端にゴム状弾性体製のシールリップ5が設けられている。
【0029】
シールリップ5は、内向きフランジ部72の密封対象流体側Sでゴム状弾性体6と連続して密封対象流体側Sに傾きながら内径方向に延びる断面楔状であり、そのリップ先端部が軸3の外周面に摺動自在に密封接触する摺動面を形成する。
【0030】
シールリップ5の外周側の背面には、シールリップ5に緊迫力を付与するスプリング8が設けられている。
【0031】
また、シールリップ5の大気側Aで、シールリップ5と内向きフランジ部72に挟まれて軸3に対向してバックアップリング9が配置されている。バックアップリング9は、密封対象流体圧によるシールリップ5の大気側Aへの過大変形を防止する。
【0032】
そして、シールリップ5の密封対象流体側Sで、シール本体4とシールリップ5及びスプリング8とで設けられた密封対象流体側Sが開口する凹部にリング10が嵌め込まれている。
【0033】
リング10は、軸方向にスライド移動可能となっており、負圧発生時に密封対象流体側Sに移動する。
【0034】
このリング10には、密封対象流体側Sに移動したときに負圧発生時のシールリップ5の浮き上がりを防止する押圧部である内径テーパ部10aが形成されている。
【0035】
内径テーパ部10aは、リング10の内径側に設けられ、大気側A端部内径距離がスプリング8の最大外径よりも縮径された形状である。
【0036】
リング10の密封対象流体側Sには、リング10が密封対象流体側Sに抜け出てしまうことを防止するストッパー11がシール本体4に固定されている。
【0037】
以上の構成の密封装置1について、本発明の特徴的な動作について説明する。
【0038】
密封対象流体側Sで負圧が発生した場合には、密封装置1は、図2に示すように、瞬時にリング10が密封対象流体側Sへ引き寄せられる。
【0039】
そして、シールリップ5が負圧によって浮き上がろうとするときには、密封対象流体側Sへ引き寄せられたリング10の内径テーパ部10aが、シールリップ5背面に配置されたスプリング8を軸心方向(内径方向)に押圧して緊迫力を付与する。
【0040】
このように、負圧発生時、密封対象流体側Sへ引き寄せられるリング10の内径テーパ部10aで、スプリング8を介してシールリップ5背面を軸中心方向に押圧するので、シールリップ5の軸3に対する緊迫力が増加し、負圧発生時のシールリップ5の浮き上がりが防止できる。
【0041】
したがって、密封対象流体側Sに発生する負圧に対してもシールリップ5が浮き上がることがなく、負圧による密封対象流体側Sへの空気等の吸い込みが防止される。
【0042】
このため、密封装置1がパワーステアリング用高圧シールとして用いられると、密封対象流体側Sに空気等の気泡が混入してアシスト性が低下することがなく、安定したパワーステアリング性能を維持することができる。
【0043】
また、シールリップ5又はスプリング8について、負圧を考慮して調整する必要がなくなるので、耐摩耗性、対低温性等を損なうことがなく、密封装置1の性能低下を防止することができる。
【0044】
なお、リング10の内径テーパ部10aは、負圧発生時に密封対象流体側Sへ引き寄せられてスプリング8を押圧することができれば、テーパ角度やテーパ形状だけに特に限定されない押圧部であればよい。
【0045】
また、ストッパー11をシール本体4に一体的に設ける構成や、リング10を抜け出てしまうことがない寸法に設定して、ストッパー11を設けない構成とすることもできる。
【0046】
本実施の形態では、スプリング8をシールリップ5の背面に設けていたが、スプリング8を設けずに、負圧発生時にリング10が直接シールリップ5背面を押圧できるような形状にシールリップ5を設けることもできる。
【0047】
本実施の形態では、往復動軸封部に設けられた密封装置について説明したが、軸が回転を行う回転密封装置などであっても、摺動自在に密封接触するシールリップを備え、密封対象流体側Sで負圧が発生するものであれば、本発明を適用することができ、またシールリップ5がハウジング2に摺動するものであってもよい。
【0048】
(参考例)第1の実施の形態は、負圧によって移動するリング10を備えた構成であったが、参考例は、固定された高い剛性を有するシールリップ支持手段としての樹脂製リング12で、負圧によって浮き上がるシールリップ5を直接支持するものである。
【0049】
参考例では、特徴部分だけを説明する。その他、第1の実施の形態と同じ構成については、第1の実施の形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【0050】
本参考例では、図3(a)に示すように、シールリップ5の腰部に高い剛性を有する樹脂製リング12を嵌め込み固定している。また、樹脂製リング12内周と対向するシールリップ5背面との間には、クリアランスTが設けてある。
【0051】
以上の構成の密封装置であっても、負圧発生時に、シールリップ5が浮き上がり、樹脂製リング12内周と対向するシールリップ5背面との間のクリアランスTがなくなると、シールリップ5背面が樹脂製リング12内周に当接し、樹脂製リング12によってシールリップ5が支持される。
【0052】
このように、樹脂製リング12が負圧によって浮き上がるシールリップ5に当接し、樹脂リング12に支持されたシールリップ5は浮き上がりが防止できる。
【0053】
したがって、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、樹脂製リング12が固定されていることから、繰り返して負圧が発生しても損傷し難く耐久性が向上する。
【0054】
なお、樹脂製リング12はシールリップ5の腰部に設けられる他、図3(b)に示すようにシール本体4に固定され、シールリップ5背面に設けられたスプリング8とクリアランスTを設けるように備えることもできる。このとき、樹脂製リング12内周形状は、スプリング8の外周円弧に沿った形状に設けると好ましい。
【0055】
また、本参考例は、上記の例だけに限られず、固定された高い剛性を有する部材で、負圧によって浮き上がるシールリップ5を支持するものであればよい。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、負圧発生時、密封対象流体側に引き寄せられたリングの押圧部がシールリップを押圧してシールリップに緊迫力を付与するので、シールリップの緊迫力が増加し、負圧発生時のシールリップの浮き上がりが防止できる。
【0057】
押圧部は、大気側がシールリップ方向に傾くテーパ部であることで、テーパ部でシールリップの背面を押圧してシールリップに緊迫力を付与することができる。
【0059】
このため、負圧による密封対象流体側Sへの空気等の吸い込みが防止されると共に、負圧を考慮してシールリップやスプリング等を調整する必要がなくなるので、耐摩耗性、対低温性等を損なうことがなく、密封装置の性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【図2】第1の実施の形態に係る密封装置の負圧発生時の状態を示す半断面図である。
【図3】 参考例に係る密封装置を示す半断面図である。
【図4】従来技術の密封装置を示す半断面図である。
【符号の説明】
1 密封装置
2 ハウジング
3 軸
4 シール本体
5 シールリップ
5a 平行突起
6 ゴム状弾性体
7 補強環
71 円筒部
72 内向きフランジ部
8 スプリング
9 バックアップリング
10 リング
10a 内径テーパ部
11 ストッパー
12 樹脂製リング
T クリアランス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device used for a shaft seal portion of various devices, for example, and particularly relates to a device for dealing with a negative pressure generated on a fluid to be sealed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of sealing device used as a high-pressure seal for power steering, for example, there is a device as shown in FIG.
[0003]
That is, the
[0004]
The
[0005]
On the outer periphery of the
[0006]
Then, the
[0007]
In a shaft seal portion in which such a
[0008]
For this reason, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional sealing device as described above has the following problems.
[0010]
Since the lift of the
[0011]
Further, the adjustment of the
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a highly reliable sealing device that prevents the seal lip from lifting when negative pressure is generated. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a sealing device including a sealing lip that slidably seals and contacts one member of two members that are assembled so as to be movable relative to each other. And a ring that is drawn to the fluid to be sealed by negative pressure when negative pressure is generated on the fluid to be sealed, and is drawn to the fluid to be sealed by negative pressure. And a pressing portion that presses the back surface of the seal lip to apply a pressing force to the seal lip.
[0014]
Therefore, when the negative pressure is generated, the ring pulled toward the fluid to be sealed presses the back surface of the seal lip at the pressing part to apply a compressive force to the seal lip. The seal lip can be prevented from lifting.
[0015]
It is preferable that the pressing portion is a tapered portion in which the atmosphere side is inclined in the seal lip direction.
[0016]
As a result, the back surface of the seal lip can be pressed by the taper portion to apply a tightening force to the seal lip.
[0021]
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, 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 those unless otherwise specified. Absent.
[0022]
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a sealing device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the sealing device of FIG. 1 is subjected to negative pressure.
[0023]
1 and 2, the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The reinforcing
[0027]
In the
[0028]
On the other hand, a rubber-like
[0029]
The
[0030]
On the back surface on the outer peripheral side of the
[0031]
Further, a
[0032]
A
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The inner
[0036]
A stopper 11 that prevents the
[0037]
About the
[0038]
When a negative pressure is generated on the sealing target fluid side S, the
[0039]
When the
[0040]
In this way, when the negative pressure is generated, the inner diameter tapered
[0041]
Therefore, the
[0042]
For this reason, when the
[0043]
Further, since it is not necessary to adjust the
[0044]
The inner
[0045]
Alternatively, the stopper 11 may be provided integrally with the
[0046]
In the present embodiment, the
[0047]
In this embodiment, the sealing device provided in the reciprocating shaft sealing portion has been described. However, even a rotary sealing device in which the shaft rotates is provided with a sealing lip that is slidably sealed and sealed. The present invention can be applied as long as a negative pressure is generated on the fluid side S, and the
[0048]
( Reference Example ) The first embodiment has a configuration including a
[0049]
In the reference example , only the characteristic part will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0050]
In this reference example , as shown in FIG. 3A, a
[0051]
Even in the sealing device having the above-described configuration, when the negative pressure is generated, the
[0052]
In this way, the
[0053]
Therefore, not only can the same effect as that of the first embodiment be obtained, but also the
[0054]
The
[0055]
Further, the present reference example is not limited to the above example, and may be any member that supports a
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the negative pressure is generated, the pressing portion of the ring that is drawn toward the fluid to be sealed presses the seal lip to apply the compressive force to the seal lip. The seal lip can be prevented from lifting when negative pressure occurs.
[0057]
Pressing unit, by air side is the tapered portion inclined in the seal lip direction, Ru can give straining force on the seal lip to press the back of the sealing lip in the tapered portion.
[0059]
For this reason, inhalation of air or the like to the sealed fluid side S due to negative pressure is prevented, and there is no need to adjust the seal lip, spring, etc. in consideration of negative pressure, so wear resistance, resistance to low temperatures, etc. The performance of the sealing device can be prevented from deteriorating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing a sealing device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a half sectional view showing a state when a negative pressure is generated in the sealing device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a half sectional view showing a sealing device according to a reference example .
FIG. 4 is a half cross-sectional view showing a prior art sealing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記シールリップの背面の密封対象流体側に開口する凹部に配置され、密封対象流体側における負圧発生時の負圧によって密封対象流体側に引き寄せられるリングを備え、
該リングに、負圧によって密封対象流体側に引き寄せられたときに前記シールリップの背面を押圧して前記シールリップに緊迫力を付与する押圧部を設けたことを特徴とする密封装置。In a sealing device including a seal lip that slidably comes into contact with one member of two members assembled so as to be movable relative to each other,
A ring disposed on the back side of the sealing lip on the side of the fluid to be sealed, the ring being drawn toward the side of the fluid to be sealed by negative pressure when negative pressure is generated on the side of the fluid to be sealed;
A sealing device, wherein the ring is provided with a pressing portion that presses the back surface of the seal lip and applies a pressing force to the seal lip when pulled toward the fluid to be sealed by negative pressure.
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