JP5770109B2 - リップタイプシール - Google Patents
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- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/3228—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip formed by deforming a flat ring
Description
前記軸孔内周に嵌合される保持環と、前記保持環の内周側に配置されたゴム状弾性体製の第一リップシール部材と、前記保持環の内周側であって前記第一リップシール部材の大気側に配置された樹脂製の第二リップシール部材と、前記保持環の内周側であって前記第二リップシール部材の大気側に配置されて該第二リップシール部材を大気側から支持する作用をなすバックアップリングとを有し、
前記保持環は、前記軸孔の内周側に嵌合される筒状部と、前記筒状部の密封流体側端部に設けられた内向きフランジ部と、前記筒状部の大気側端部に設けられた環状のカシメ部とを一体に有し、
前記バックアップリングは、断面L字形の環状に形成され、円筒部と、この円筒部の密封流体側端部から径方向内方へ向けて設けられたフランジ部とを一体に有し、前記円筒部の大気側端部に円周上一部の切溝が設けられ、前記フランジ部の密封流体側側面に円周上一部の突起部が密封流体側へ向けて設けられ、
前記保持環の筒状部の内周側に前記第一リップシール部材、前記第二リップシール部材および前記バックアップリングを配置した状態で、前記カシメ部を全周にわたって径方向内方へ折り曲げるローラーカシメ加工することにより、前記内向きフランジ部と前記カシメ部との間に前記第一リップシール部材、前記第二リップシール部材および前記バックアップリングを非接着で挟み込み、
前記ローラーカシメ加工時のカシメ荷重により、
前記第二リップシール部材と前記バックアップリングとの間に、前記バックアップリングに設けた前記突起部が前記第二リップシール部材に食い込んで係合する第一固定構造が形成されて前記第二リップシール部材と前記バックアップリングとが回り止めされるとともに径方向に相対変位するのが防止され、
前記バックアップリングと前記保持環との間に、前記環状のカシメ部の円周上一部が前記バックアップリングに設けた前記切溝に押し込められて係合する第二固定構造が形成されて前記バックアップリングと前記保持環とが回り止めされるとともに径方向に相対変位するのが防止されることを特徴とする。
前記保持環は、前記内向きフランジ部の内周端部において密封流体側に180度転回して径方向外方へ折り曲げられる折り返し部が一体に設けられるとともに前記折り返し部に連続して外向きフランジ部が一体に設けられ、
前記内向きフランジ部は、当該リップタイプシールを組み立てるに際して前記第一リップシール部材および補強環が軸方向一方から突き当てられる端壁部として作用し、組み立て後はカシメ部との間に前記第一リップシール部材、前記第二リップシール部材および前記バックアップリングを挟み込む端壁部として作用し、
前記外向きフランジ部は、前記内向きフランジ部をその背後から補強する作用を奏し、
前記外向きフランジ部はその大気側端面が前記内向きフランジ部の密封流体側端面に接触して配置されるとともに、前記外向きフランジ部の外径寸法は前記内向きフランジ部および前記筒状部の外径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。
(1)
(1−1)本発明では、第一金属環(保持環)の端面部を折り返した形状とし、ゴム製シール(第一リップシール部材)、樹脂製シール(第二リップシール部材)および第二金属環(バックアップリング)を第一金属環のもう一方の端面部でローラーカシメする構造とした。これによりプレスカシメの場合に発生する金属バリの発生なく組み立てられ、ゴム製シールの傾斜バラツキも軽減することができる。
(1−2)また、樹脂製シールと回転軸とのとも回りに対しては、第二金属環に突起を設けて固定し、さらに第二金属環の端面に設けた切溝に第一金属環をローラーカシメ時に押し付け変形させて引っ掛けることにより、樹脂製シール、第二金属環および第一金属環を固定することとした、これにより生産工程で位置合わせする必要なく単純に組み立てられ、非常に生産性が良い。
(1−3)本発明によれば、リップシールの密封性能の安定化、リサイクル性の向上および安定した生産性が実現される。
(2−1)本発明はシールハウジングに嵌合する金属環を折り曲げ、フランジ部を設けることによりハウジング端面にリップシール装置を位置決めすることができ、更に、軸方向の支えとしては金属環のフランジ部で支えており、シール流体により圧力を受けることにより、シール装置が軸方向に移動するような場合でも金属環の折り曲げ部の弾性力により、移動を許容することができる。
(2−2)また、本発明の形状は金属環に折り曲げフランジ部を形成した状態で、リップ部材・樹脂製シール・カシメた支持板、の順で挿入し、金属環のフランジ側とは反対部分をカシメることによりシール装置を作成するが、金属環のカシメについて、シール部材を挿入した状態で金属環をカシメるため、シール部材が設計値とずれが無いように設けなければならず、厳しい寸法の要求がある。
(2−3)しかし、本発明のような形状の場合、平らなフランジ部が設けられているため、カシメ荷重をかけ易い構造であり、そのため、寸法の制御がし易い。
(2−4)これに対して、先行文献(上記特許文献1:実開平5−30637号公報)の場合は、本発明と同様の作成方法(金属環にOリング保持部を形成した後、リップ部材等を挿入し、金属環のOリング保持部とは反対側をカシメる)を採った場合、Oリング保持部はOリングが入る分の径方向深さしかないため、金属環をカシメる際に治具等を固定し難く、カシメ荷重がかけ難く、そのため、寸法の制御がし難い。(上記とは逆にOリング保持部を最後に形成する方法はシール部の寸法に影響を与えるため、このような方法は考え難い。)
すなわち、バックアップリング41におけるフランジ部43の密封流体側端面に円周上一部の突起部44が密封流体側Aへ向けて設けられ、この突起部44が第二リップシール部材31の平面部32と円周方向に係合することによりバックアップリング41と第二リップシール部材31とが回り止めされるとともに径方向に係合することによりバックアップリング41と第二リップシール部材31とが径方向に相対変位するのが防止されている。係合は、カシメ加工時にカシメ荷重によって突起部44が第二リップシール部材31の表面に食い込むことによってなされることになる。突起部44は円周上に所要数設けられ、すなわち円周上一箇所または複数箇所に設けられ、複数個所に設けられる場合には等配状とするのが好ましい。
また、バックアップリング41における円筒部42の大気側端部に円周上一部の切溝45が設けられ、この切溝45にカシメ部14の円周上一部(の部位)14aが円周方向に係合することによりバックアップリング41と保持環11とが回り止めされるとともに径方向に係合することによりバックアップリング41と保持環11とが径方向に相対変位するのが防止されている。係合は、カシメ加工時にカシメ荷重によって切溝45に対しカシメ部14の円周上一部14aが押し込められることによってなされることになり、環状のカシメ部14は押し込め・係合後においても環状であることを維持する構造とされている。カシメの方法としては、プレスカシメではなくローラーカシメを実施する。切溝45は円周上に所要数設けられ、すなわち円周上一箇所または複数箇所に設けられ、複数個所に設けられる場合には等配状とするのが好ましい。
11 保持環
12,52 筒状部
13 内向きフランジ部
14 カシメ部
14a 円周上一部
15 折り返し部
16 外向きフランジ部
17 外周シール部
21 第一リップシール部材
22,42 円筒部
23 径方向部
24,33 シールリップ
25 ネジ部
31 第二リップシール部材
32 平面部
41 バックアップリング
43,53 フランジ部
44 突起部
45 切溝
51 補強環
54 貫通穴
61 固定構造
62 第二固定構造
71 ウォーターポンプ
72 ハウジング
73 ベアリング
74 軸
75 プーリー
76 インペラー
A 密封流体側
B 大気側
Claims (2)
- ハウジングの軸孔内周に装着されて軸の周面に摺動自在に密接することにより機内の密封流体が大気側へ漏洩するのを抑制するリップタイプシールであって、
前記軸孔内周に嵌合される保持環と、前記保持環の内周側に配置されたゴム状弾性体製の第一リップシール部材と、前記保持環の内周側であって前記第一リップシール部材の大気側に配置された樹脂製の第二リップシール部材と、前記保持環の内周側であって前記第二リップシール部材の大気側に配置されて該第二リップシール部材を大気側から支持する作用をなすバックアップリングとを有し、
前記保持環は、前記軸孔の内周側に嵌合される筒状部と、前記筒状部の密封流体側端部に設けられた内向きフランジ部と、前記筒状部の大気側端部に設けられた環状のカシメ部とを一体に有し、
前記バックアップリングは、断面L字形の環状に形成され、円筒部と、この円筒部の密封流体側端部から径方向内方へ向けて設けられたフランジ部とを一体に有し、前記円筒部の大気側端部に円周上一部の切溝が設けられ、前記フランジ部の密封流体側側面に円周上一部の突起部が密封流体側へ向けて設けられ、
前記保持環の筒状部の内周側に前記第一リップシール部材、前記第二リップシール部材および前記バックアップリングを配置した状態で、前記カシメ部を全周にわたって径方向内方へ折り曲げるローラーカシメ加工することにより、前記内向きフランジ部と前記カシメ部との間に前記第一リップシール部材、前記第二リップシール部材および前記バックアップリングを非接着で挟み込み、
前記ローラーカシメ加工時のカシメ荷重により、
前記第二リップシール部材と前記バックアップリングとの間に、前記バックアップリングに設けた前記突起部が前記第二リップシール部材に食い込んで係合する第一固定構造が形成されて前記第二リップシール部材と前記バックアップリングとが回り止めされるとともに径方向に相対変位するのが防止され、
前記バックアップリングと前記保持環との間に、前記環状のカシメ部の円周上一部が前記バックアップリングに設けた前記切溝に押し込められて係合する第二固定構造が形成されて前記バックアップリングと前記保持環とが回り止めされるとともに径方向に相対変位するのが防止されることを特徴とするリップタイプシール。 - 請求項1記載のリップタイプシールにおいて、
前記保持環は、前記内向きフランジ部の内周端部において密封流体側に180度転回して径方向外方へ折り曲げられる折り返し部が一体に設けられるとともに前記折り返し部に連続して外向きフランジ部が一体に設けられ、
前記内向きフランジ部は、当該リップタイプシールを組み立てるに際して前記第一リップシール部材および補強環が軸方向一方から突き当てられる端壁部として作用し、組み立て後はカシメ部との間に前記第一リップシール部材、前記第二リップシール部材および前記バックアップリングを挟み込む端壁部として作用し、
前記外向きフランジ部は、前記内向きフランジ部をその背後から補強する作用を奏し、
前記外向きフランジ部はその大気側端面が前記内向きフランジ部の密封流体側端面に接触して配置されるとともに、前記外向きフランジ部の外径寸法は前記内向きフランジ部および前記筒状部の外径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするリップタイプシール。
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