JP6483132B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、端面シールを備える密封装置に関する。

従来、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封するために、端面シールを用いる技術が知られている。例えば、軸にスリーブを固定し、ハウジングにケースを固定し、このケースの端面に対して摺動自在なリップ部を有する端面シールをスリーブに固定する技術が知られている（特許文献１参照）。従来、このような技術においては、軸にスリーブを固定した後に、スリーブに端面シールを位置決めした状態で固定し、その後、ケースをハウジングに取り付けていた。このように、軸とハウジングとを備える装置に対して、スリーブと端面シールとケースを順次固定しなければならず、取り付け作業に手間がかかっていた。

特開２０１４−７４４３０号公報

本発明の目的は、取り付け作業を容易にすることが可能な密封装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封装置は、
相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記軸に固定されるスリーブと、
前記ハウジングに固定されるケースと、
前記スリーブに固定され、かつ前記ケースの端面に対して摺動自在なリップ部を有する端面シールと、
前記スリーブとケースとを仮固定し、かつ前記ケースが前記ハウジングに固定され、前記スリーブが前記軸に固定された後に取り外されるセットプレートと、
を備えることを特徴とする。

なお、ケースのハウジングへの固定と、スリーブの軸への固定の順序については、いずれが先でもよい。

本発明によれば、端面シールをスリーブに固定した状態で、セットプレートによってスリーブとケースとを仮固定することにより、スリーブと端面シールとケースとを位置決めさせた状態で固定できる。これにより、これらスリーブと端面シールとケースとを備える密封装置を１部品として取り扱うことができる。そして、ケースをハウジングに固定し、スリーブを軸に固定した後に、セットプレートを取り外せばよいので、密封装置の取り付け作業は容易である。

前記ケースは、
円筒部と、
該円筒部における密封対象側とは反対側の端部から径方向内側に向かって伸びる内向きフランジ部と、
を備え、
前記端面シールにおける前記リップ部は、前記内向きフランジ部における密封対象側の端面に対して摺動自在に設けられるとよい。

これにより、端面シールがケース内に収納された状態で、端面シールとケースとの間でシールすることができる。

前記ケースは、
前記内向きフランジ部から密封対象側とは反対側に向かって伸びる環状部と、
該環状部の外周面側に設けられる環状溝と、
を備え、
前記スリーブの外周面側には径方向外側に向かって突出する環状突出部が設けられると共に、
前記セットプレートは、
前記環状溝に係合する第１突起部と、
前記環状部と環状突出部との間に挟み込まれる第２突起部と、
を備えており、第１突起部が前記環状溝に係合されつつ、第２突起部が前記環状部と環状突出部の両者に密着した状態で前記セットプレートが前記スリーブに固定されることにより、前記ケースとスリーブの軸線方向の位置決めがなされるとよい。

また、前記セットプレートと前記環状部が径方向に対して突き当たった状態で前記セットプレートが前記スリーブに対して固定されると共に、該セットプレートは、周方向の複数個所に固定されることにより、前記ケースとスリーブの径方向の位置決めがなされるとよい。

以上説明したように、本発明によれば、密封装置の取り付け作業を容易にすることができる。

図１は本発明の実施例に係る密封装置の平面図である。 図２は本発明の実施例に係るセットプレートの斜視図である。 図３は本発明の実施例に係る密封装置を取り付ける過程の状態を示す模式的断面図である。 図４は本発明の実施例に係る密封装置の使用状態を示す模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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。

（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。

＜密封装置の構成＞
特に、図１〜図３を参照して、本実施例に係る密封装置の構成について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封装置の平面図である。図２は本発明の実施例に係るセットプレートの斜視図である。図３は本発明の実施例に係る密封装置を取り付ける過程の状態を示す模式的断面図である。なお、図３中の密封装置は、図１中のＡＡ断面図である。

本実施例に係る密封装置１００は、相対的に回転する軸３００とハウジング２００との間の環状隙間を密封する役割を担っている。そして、密封装置１００は、軸３００に固定される金属製のスリーブ１１０と、ハウジング２００に固定される金属製のケース１３０と、スリーブ１１０に固定されるゴムなどの弾性体製の端面シール１４０とを備えている。

スリーブ１１０の外周面側には径方向外側に向かって突出する環状突出部としての金属製のスリーブカラー１２０が設けられている。これらスリーブ１１０とスリーブカラー１２０には、それぞれ内周面にめねじが形成された貫通孔１１１，１２１が設けられている。セットスクリュー１８１が、これらの貫通孔１１１，１２１にねじ込まれることにより、スリーブカラー１２０はスリーブ１１０に固定される。また、セットスクリュー１８１によって、スリーブカラー１２０と共にスリーブ１１０を軸３００に固定することができる。このセットスクリュー１８１を取り外すことで、スリーブカラー１２０をスリーブ１１０から取り外すことができ、かつスリーブ１１０を軸３００から取り外すこともできる。また、スリーブ１１０の内周面側には環状溝１１２が形成されており、この環状溝１１２にシールリング１６１が装着されている。これにより、軸３００とスリーブ１１０との間の環状隙間が密封されている。

ケース１３０は、円筒部１３１と、外向きフランジ部１３２と、内向きフランジ部１３３と、内向きフランジ部１３３から密封対象側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）に向かって伸びる環状部１３４とを一体に備えている。外向きフランジ部１３２は、円筒部１３１における密封対象側（Ｈ）の端部から径方向外側に向かって伸びるように構成されている。この外向きフランジ部１３２とハウジング２００における密封対象側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）の端面との間には、ガスケット１６２が装着されている。これにより、ハウジング２００とケース１３０との間の隙間が密封されている。また、外向きフランジ部１３２には、密封装置１００をハウジング２００に固定するためのボルト１８３の軸部が挿通される貫通孔１３２ａが複数（図示の例では４個）設けられている。

内向きフランジ部１３３は、円筒部１３１における密封対象側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）の端部から径方向内側に向かって伸びるように構成されている。この内向きフランジ部１３３の内周端部とスリーブ１１０との間には、スリーブ１１０と共に回転する軸３００の回転を妨げないように、隙間が形成されている。そして、内向きフランジ部１３３の内周端部から密封対象側（Ｈ）とは反対側（Ｌ）に向かって伸びる環状部１３４の外周面側には環状溝１３５が設けられている。なお、装置が大型でケース１３０が大きな場合には、周方向に分割された部品同士を、ボルトやテーパピン等により固定することによって、複数の部品を連結することにより得られる環状のケースを採用することもできる。これにより、メンテナンスを容易にすることが可能となる。

端面シール１４０は、スリーブ１１０の外周面に軸線方向に対して位置決めされた状態で固定される。なお、「軸線方向」とは、軸３００の中心軸線の方向を意味している。以下、同様である。また、端面シール１４０は、ケース１３０の内向きフランジ部１３３における密封対象側（Ｈ）の端面に対して摺動自在に設けられるリップ部１４１を備えている。これにより、端面シール１４０がケース１３０内に収納された状態で、端面シール１４０とケース１３０との間でシールすることができる。また、端面シール１４０は、密封対象側（Ｈ）からの密封対象流体の圧力が高くなった場合でも、端面シール１４０の姿勢を保つために荷重受け部１４２が設けられている。なお、流体圧力が高くなると、荷重受け部１４２が内向きフランジ部１３３における密封対象側（Ｈ）の端面に対して突き当たることで端面シール１４０の姿勢を保つことができる。また、端面シール１４０の外周面側には、スリーブ１１０に対する端面シール１４０の締め付け力を高めるためのガータスプリング１７０が装着されている。

そして、本実施例においては、スリーブ１１０と端面シール１４０とケース１３０とを備える密封装置１００を１部品として取り扱うことができるように、ＡＢＳなどの樹脂製のセットプレート１５０が設けられている。このセットプレート１５０は、スリーブ１１０とケース１３０とを仮固定するために設けられるもので、ケース１３０がハウジング２００に固定され、スリーブ１１０が軸３００に固定された後に取り外される。

このセットプレート１５０は、図２に示すように略平板状の部材に対して、第１突起部１５１及び第２突起部１５２と、貫通孔１５３とが形成されている。そして、第１突起部１５１は、ケース１３０における環状部１３４の外周面側に設けられた環状溝１３５に係合するように構成されている。第２突起部１５２は、セットプレート１５０がスリーブ１１０に対して固定された際に、ケース１３０における環状部１３４とスリーブカラー１２０との間に挟み込まれるように構成されている。そして、セットプレート１５０は、貫通孔１５３を介して、スリーブカラー１２０に設けられた貫通孔１２２にボルト１８２がねじ込まれることにより、スリーブ１１０に固定される。なお、貫通孔１２２の内周面にはめねじが形成されている。

以上のように構成されたセットプレート１５０は、第１突起部１５１が環状溝１３５に係合されつつ、第２突起部１５２が環状部１３４とスリーブカラー１２０の両者に密着した状態でスリーブ１１０にボルト１８２により固定される。これにより、ケース１３０とスリーブ１１０の軸線方向の位置決めがなされた状態で、これらケース１３０とスリーブ１１０が固定される。

また、セットプレート１５０は、セットプレート１５０とケース１３０における環状部１３４が径方向に対して突き当たった状態で、スリーブ１１０に対して固定されるように構成されている。なお、セットプレート１５０と環状部１３４が径方向に対して突き当たるようにするためには、セットプレート１５０における第１突起部１５１が環状溝１３５の溝底に突き当たるように設計すればよい。または、環状部１３４における環状溝１３５が設けられていない部分が、セットプレート１５０における第１突起部１５１と第２突起部１５２との間の部分に突き当たるように設計してもよい。そして、セットプレート１５０は、周方向の複数個所（本実施例では４か所）に固定されることにより、ケース１３０とスリーブ１１０の径方向の位置決めがなされた状態で、これらケース１３０とスリーブ１１０が固定される。

以上のような構成により、スリーブ１１０と端面シール１４０とケース１３０とを備える密封装置１００を１部品として取り扱うことが可能となる。また、これらスリーブ１１０と端面シール１４０とケース１３０は、軸線方向に対しても径方向に対しても位置決めされた状態で固定される。

＜密封装置の取り付け方＞
特に、図３及び図４を参照して、軸３００とハウジング２００とを備える装置に対する密封装置１００の取り付け方について説明する。上記の通り、スリーブ１１０と端面シール１４０とケース１３０とを備える密封装置１００は１部品として取り扱うことができる。まず、この密封装置１００は、複数（本実施例では４個）のボルト１８３によって、ハウジング２００に固定される。なお、ケース１３０における外向きフランジ部１３２に設けられた貫通孔１３２ａにボルト１８３の軸部が挿入された状態で、ボルト１８３がハウジング２００に固定されることで、密封装置１００はハウジング２００に固定される。このとき、外向きフランジ部１３２とハウジング２００の端面との間にガスケット１６２が装着された状態で、密封装置１００は固定される。次に、セットスクリュー１８１がねじ込まれることにより、スリーブ１１０が軸３００に固定される。なお、ケース１３０のハウジング２００への固定と、スリーブ１１０の軸３００への固定の順序は逆でもよい。図３は、ケース１３０がハウジング２００に固定され、スリーブ１１０が軸３００に固定された状態を示している。

このように、ケース１３０がハウジング２００に固定され、スリーブ１１０が軸３００に固定された後に、ボルト１８２が取り外されることにより、セットプレート１５０が取り外される。図４はセットプレート１５０が取り外された状態を示している。全てのセットプレート１５０が取り外されることにより、スリーブ１１０はケース１３０に対して拘束されなくなる。ただし、スリーブ１１０は軸３００に固定され、ケース１３０はハウジング２００に固定されているので、スリーブ１１０とケース１３０との軸線方向の位置関係は維持される。そして、例えば、静止するハウジング２００に対して軸３００が回転すると、ハウジング２００に固定されたケース１３０は静止した状態を保ちつつ、スリーブ１１０と端面シール１４０は軸３００と共に回転する。また、スリーブ１１０とケース１３０との軸線方向の位置関係は維持されるため、端面シール１４０におけるリップ部１４１と内向きフランジ部１３３との摺動状態は安定的に維持される。従って、密封対象流体が、密封対象側（Ｈ）から、その反対側（Ｌ）に漏れることを抑制することができる。

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、端面シール１４０をスリーブ１１０に固定した状態で、セットプレート１５０によってスリーブ１１０とケース１３０とを仮固定することにより、スリーブ１１０と端面シール１４０とケース１３０とを位置決めさせた状態で固定できる。これにより、これらスリーブ１１０と端面シール１４０とケース１３０とを備える密封装置１００を１部品として取り扱うことができる。そして、ケース１３０をハウジング２００に固定し、スリーブ１１０を軸３００に固定した後に、セットプレート１５０を取り外せばよいので、密封装置１００の取り付け作業は容易である。

（その他）
上記実施例においては、端面シール１４０の交換を容易にするために、環状突出部としてのスリーブカラー１２０をスリーブ１１０に対して着脱自在に構成する場合を示した。しかしながら、端面シール１４０の交換方法として上記の方法とは異なる方法を採用した場合など、スリーブカラー１２０をスリーブ１１０に対して着脱する必要がない場合もある。このような場合には、スリーブカラー１２０に相当する環状突出部をスリーブ１１０に一体に設けても良い。

１００ 密封装置
１１０ スリーブ
１１１ 貫通孔
１１２ 環状溝
１２０ スリーブカラー
１２１，１２２ 貫通孔
１３０ ケース
１３１ 円筒部
１３２ 外向きフランジ部
１３２ａ 貫通孔
１３３ 内向きフランジ部
１３４ 環状部
１３５ 環状溝
１４０ 端面シール
１４１ リップ部
１４２ 荷重受け部
１５０ セットプレート
１５１ 第１突起部
１５２ 第２突起部
１５３ 貫通孔
１６１ シールリング
１６２ ガスケット
１７０ ガータスプリング
１８１ セットスクリュー
１８２，１８３ ボルト
２００ ハウジング
３００ 軸

Claims (3)

1. 相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置において、
   前記軸に固定されるスリーブと、
   前記ハウジングに固定されるケースと、
   前記スリーブに固定され、かつ前記ケースの端面に対して摺動自在なリップ部を有する端面シールと、
   前記スリーブとケースとを仮固定し、かつ前記ケースが前記ハウジングに固定され、前記スリーブが前記軸に固定された後に取り外されるセットプレートと、
   を備え、
   前記ケースは、
   円筒部と、
   該円筒部における密封対象側とは反対側の端部から径方向内側に向かって伸びる内向きフランジ部と、
   を備え、
   前記端面シールにおける前記リップ部は、前記内向きフランジ部における密封対象側の端面に対して摺動自在に設けられることを特徴とする密封装置。
2. 前記ケースは、
   前記内向きフランジ部から密封対象側とは反対側に向かって伸びる環状部と、
   該環状部の外周面側に設けられる環状溝と、
   を備え、
   前記スリーブの外周面側には径方向外側に向かって突出する環状突出部が設けられると共に、
   前記セットプレートは、
   前記環状溝に係合する第１突起部と、
   前記環状部と環状突出部との間に挟み込まれる第２突起部と、
   を備えており、第１突起部が前記環状溝に係合されつつ、第２突起部が前記環状部と環状突出部の両者に密着した状態で前記セットプレートが前記スリーブに固定されることにより、前記ケースとスリーブの軸線方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記セットプレートと前記環状部が径方向に対して突き当たった状態で前記セットプレートが前記スリーブに対して固定されると共に、該セットプレートは、周方向の複数個所に固定されることにより、前記ケースとスリーブの径方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項２に記載の密封装置。

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