JP6839563B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、２部材間の環状隙間を封止する密封装置に関する。

図７〜図９を参照して、従来例に係る密封装置について説明する。図７は従来例１に係る密封装置の一部破断斜視図である。図８は従来例１に係るバネ部材の説明図であり、同図（ａ）は一部破断斜視図であり、同図（ｂ）（ｃ）は爪部の一つを中心軸線側から径方向外側に投影した図である。図９は従来例２に係るバネ部材の説明図であり、同図（ａ）は一部破断斜視図であり、同図（ｂ）は爪部の一つを中心軸線側から径方向外側に投影した図である。

図７に示す従来例１に係る密封装置７００は、弾性体製のパッキン７１０と、金属または樹脂製のバネ部材７２０とから構成される。パッキン７１０は、環状の装着溝７１１と、装着溝７１１を介して径方向外側の外周リップ７１２と、装着溝７１１を介して径方向内側の内周リップ７１３とを有している。

バネ部材７２０は、装着溝７１１内に装着される。そして。このバネ部材７２０は、装着溝７１１の溝底側に配される環状部７２１と、外周押圧部７２２と、内周押圧部７２３とから構成される。これらの外周押圧部７２２と内周押圧部７２３は、いずれも、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部７２２ａ，７２３ａから構成されている。そして、これらの爪部７２２ａ，７２３ａは、環状部７２１の中心軸線側から径方向外側に見た場合に、中心軸線に対して平行に伸びるように構成されている（図８（ｂ）（ｃ）参照）。

なお、図９には、従来例２に係るバネ部材７３０が示されている。このバネ部材７３０も、上記従来例１に示すパッキン７１０に対して装着可能である。そして、このバネ部材７３０も、装着溝７１１の溝底側に配される環状部７３１と、外周押圧部７３２と、内周押圧部７３３とから構成される。また、これら外周押圧部７３２と内周押圧部７３３は、いずれも、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部７３２ａ，７３３ａから構成されている。これらの爪部７３２ａ，７３３ａは、環状部７３１の中心軸線側から径方向外側に見た場合に、中心軸線に対して平行に伸びるように構成されている（図９（ｂ）（ｃ）参照）。

以上のように構成される従来例に係る密封装置７００においては、パッキン７１０の装着溝７１１にバネ部材７２０またはバネ部材７３０が装着されているため、弾性体単体により構成されるパッキンに比べて、長期に亘って密封性能を発揮させることができる。

しかしながら、上記従来例１に係るバネ部材７２０の場合、外周押圧部７２２及び内周押圧部７２３を構成する複数の爪部７２２ａ，７２３ａの支点（爪部の根元）から作用点（爪部の先端）までの距離が短いと、これらの爪部７２２ａ，７２３ａは撓み難い。そのため、爪部７２２ａ，７２３ａの先端がパッキン７１０に食い込んでしまうおそれがある。同様に従来例２に係るバネ部材７３０の場合、外周押圧部７３２及び内周押圧部７３３を構成する複数の爪部７３２ａ，７３３ａの支点から作用点までの距離が短いと、爪部７３２ａ，７３３ａは撓み難く、爪部７３２ａ，７３３ａの先端がパッキン７１０に食い込んでしまうおそれがある。

これにより、所望の密封性能が得られなかったり、所望の寿命まで密封機能が続かなか
ったりするおそれがある。なお、爪部の支点から先端までの距離を単に長くすれば、爪部を撓み易くすることが可能である。しかしながら、この場合には、外周リップ７１２及び内周リップ７１３を長くしなければならないため、密封装置７００全体が大きくなってしまい、設計自由度が狭くなってしまう。

特開２０１５−１３５１３７号公報 特開２０１３−３２８４８号公報

本発明の目的は、外周リップ及び内周リップを長くしなくても、バネ部材の爪部の先端が、これら外周リップ及び内周リップに食い込んでしまうことを抑制可能とする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、
２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、
環状の装着溝と、該装着溝を介して径方向外側の外周リップと、前記装着溝を介して径方向内側の内周リップとを有する弾性体製のパッキンと、
前記装着溝内に装着されるバネ部材と、
を備え、
前記バネ部材は、
前記装着溝の溝底側に配される環状部と、
前記環状部から前記外周リップのリップ先端方向に向かって伸び、該外周リップを径方向外側に押圧する外周押圧部と、
前記環状部から前記内周リップのリップ先端方向に向かって伸び、該内周リップを径方向内側に押圧する内周押圧部と、
を備えると共に、
前記外周押圧部及び内周押圧部のうちの少なくともいずれか一方は、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部から構成されると共に、
これらの爪部は、前記環状部から自由端に向けて、該環状部の中心軸線に対して周方向にずれた方向に伸びるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、爪部において、環状部における中心軸線方向の長さが制限されても、爪部の支点から作用点までの距離を長くすることができる。これにより、外周リップ及び内周リップを長くしなくても、爪部を撓み易くすることが可能となる。

前記爪部は、略Ｌ字形状の部位にて構成されており、自由端は周方向に向かって伸びているとよい。また、前記爪部は、前記環状部から自由端に向けて、該環状部の中心軸線に対して周方向に傾くように真っ直ぐ伸びていることも好適である。

以上説明したように、本発明によれば、外周リップ及び内周リップを長くしなくても、バネ部材の爪部の先端が、これら外周リップ及び内周リップに食い込んでしまうことを抑制することができる。

図１は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る密封装置が適用された密封構造の模式的断面図である。 図３は本発明の実施例１に係るバネ部材の一部破断斜視図である。 図４は本発明の実施例１に係る爪部の一つを中心軸線側から径方向外側に投影した図である。 図５は本発明の実施例２に係るバネ部材の一部破断斜視図である。 図６は本発明の実施例２に係る爪部の一つを中心軸線側から径方向外側に投影した図である。 図７は従来例１に係る密封装置の一部破断斜視図である。 図８は従来例１に係るバネ部材の説明図である。 図９は従来例２に係るバネ部材の説明図である。

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１）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。なお、密封装置１０を構成するパッキンは回転対称形状であり、図１においては、パッキンの中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。また、図１においては、切断面のみを示し、奥行き線については省略している。図２は本発明の実施例１に係る密封装置が適用された密封構造の模式的断面図である。図２においても、パッキンの中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。また、図２においては、切断面のみを示し、奥行き線については省略している。図３は本発明の実施例１に係るバネ部材の一部破断斜視図である。図４は本発明の実施例１に係る爪部の一つを中心軸線側から径方向外側に投影した図であり、同図（ａ）は外周押圧部を構成する爪部について示しており、同図（ｂ）は内周押圧部を構成する爪部について示している。

本実施例に係る密封装置１０は、軸５００とハウジング６００との間の環状隙間を封止するために用いられる。なお、本実施例に係る密封装置１０は、軸５００とハウジング６００が相対的に移動する機構において、好適に用いることができる。また、軸５００がハウジング６００に対して、相対的に往復移動する場合、相対的に回転する場合、相対的に揺動する場合、これらのいずれかの組み合わせの場合のいずれの場合にも、本実施例に係る密封装置１０は適用され得る。更に、本実施例に係る密封装置１０は、ハウジング６００に対して軸５００が偏心する環境下においても、好適に用いることができる。

＜密封装置＞
特に、図１を参照して、密封装置１０の全体構成について説明する。本実施例に係る密封装置１０は、弾性体製のパッキン１００と、金属または樹脂製のバネ部材２００とから構成される。

パッキン１００は、各種ゴム材料や弾性を有する樹脂材料などにより構成される。そして、このパッキン１００は、環状の胴体部（腰部）１１０と、外周リップ１２０と、内周リップ１３０とから構成される。胴体部１１０における一端側に、環状の装着溝１１１が設けられている。外周リップ１２０は、装着溝１１１を介して径方向外側に設けられてい
る。また、内周リップ１３０は、装着溝１１１を介して径方向内側に設けられている。

バネ部材２００は、装着溝１１１の溝底側に配される環状部２１０と、外周押圧部２２０と、内周押圧部２３０とから構成される。外周押圧部２２０は、環状部２１０から外周リップ１２０のリップ先端方向に向かって伸び、外周リップ１２０を径方向外側に押圧するように構成されている。また、内周押圧部２３０は、環状部２１０から内周リップ１３０のリップ先端方向に向かって伸び、内周リップ１３０を径方向内側に押圧するように構成されている。

＜密封構造＞
特に、図２を参照して、本実施例に係る密封装置１０が適用された密封構造について説明する。

本実施例に係る密封構造は、軸５００と、ハウジング６００と、軸５００とハウジング６００との間の環状隙間を封止する密封装置１０とから構成される。本実施例においては、密封装置１０が、ハウジング６００の軸孔の内周面に形成された環状溝６１０に装着されて、軸５００の外周面とハウジング６００の軸孔内周面との間の環状隙間を封止する。なお、図２においては、図中右側が、密封対象流体が密封されている領域側（以下、密封領域側（Ｈ）と称する）である。そして、図２中左側が、密封対象流体が密封されている領域とは反対側（以下、反密封領域側（Ｌ）と称する）である。密封対象流体による流体圧力によって、密封領域側（Ｈ）が高圧となり、反密封領域側（Ｌ）は密封領域側（Ｈ）に比べて低圧となる。また、本実施例においては、パッキン１００は環状溝６１０内に装着されることでハウジング６００に対して固定されており、軸５００がハウジング６００に対して相対的に移動すると、パッキン１００と軸５００との間で摺動する。なお、本実施例に係る密封装置１０は、軸の外周面に形成される環状溝に装着される場合にも適用可能である。

＜バネ部材＞
特に、図３及び図４を参照して、本実施例に係るバネ部材２００について、より詳細に説明する。上記の通り、バネ部材２００は、環状部２１０と、外周押圧部２２０と、内周押圧部２３０とから構成される。そして、本実施例に係る外周押圧部２２０及び内周押圧部２３０は、いずれも、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部２２１，２３１から構成されている。また、これらの爪部２２１，２３１は、環状部２１０から自由端に向けて、環状部２１０の中心軸線に対して周方向にずれた方向に伸びるように構成されている。この点について、以下、より詳しく説明する。

本実施例に係る外周押圧部２２０を構成する複数の爪部２２１は、いずれも略Ｌ字形状の部位により構成されている。これにより、爪部２２１を中心軸線側から径方向外側に見た場合に、爪部２２１は、環状部２１０から伸び、かつ環状部２１０における中心軸線と平行な根元側部分２２１ａと、根元側部分２２１ａの先端から周方向に伸びる先端側部分２２１ｂとから構成される。つまり、爪部２２１の自由端（先端側部分２２１ｂの先端）は周方向に向かって伸びている。

また、本実施例に係る内周押圧部２３０を構成する複数の爪部２３１についても同様に、いずれも略Ｌ字形状の部位により構成されている。これにより、爪部２３１を中心軸線側から径方向外側に見た場合に、爪部２３１は、環状部２１０から伸び、かつ環状部２１０における中心軸線と平行な根元側部分２３１ａと、根元側部分２３１ａの先端から周方向に伸びる先端側部分２３１ｂとから構成される。つまり、爪部２３１の自由端（先端側部分２３１ｂの先端）は周方向に向かって伸びている。

＜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１０によれば、バネ部材２００における外周押圧部２２０及び内周押圧部２３０をそれぞれ構成する複数の爪部２２１，２３１は、環状部２１０から自由端に向けて、環状部２１０の中心軸線に対して周方向にずれた方向に伸びるように構成されている。そのため、爪部２２１，２３１において、環状部２１０における中心軸線方向の長さが制限されても、爪部２２１，２３１の支点から作用点までの距離を長くすることができる。これにより、外周リップ１２０及び内周リップ１３０を長くしなくても、爪部２２１，２３１を撓み易くすることが可能となる。従って、爪部２２１，２３１の先端が、これら外周リップ１２０及び内周リップ１３０に食い込んでしまうことを抑制することができる。

（実施例２）
図５及び図６には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、バネ部材の構成が、上記実施例１におけるバネ部材の構成と異なる場合の構成を示す。

図５は本発明の実施例２に係るバネ部材の一部破断斜視図である。図６は本発明の実施例２に係る爪部の一つを中心軸線側から径方向外側に投影した図であり、同図（ａ）は外周押圧部を構成する爪部について示しており、同図（ｂ）は内周押圧部を構成する爪部について示している。

本実施例に係るバネ部材３００は、上記実施例１に示したパッキン１００に対して装着可能である。密封装置１０全体の構成及び密封構造については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。

本実施例に係るバネ部材３００も、上記実施例１の場合と同様に、環状部３１０と、外周押圧部３２０と、内周押圧部３３０とから構成される。また、外周押圧部３２０が、環状部３１０からパッキン１００の外周リップ１２０のリップ先端方向に向かって伸び、外周リップ１２０を径方向外側に押圧するように構成されている点は、上記実施例１の場合と同様である。また、内周押圧部３３０が、環状部３１０からパッキン１００の内周リップ１３０のリップ先端方向に向かって伸び、内周リップ１３０を径方向内側に押圧するように構成されている点についても、上記実施例１の場合と同様である。

そして、本実施例に係る外周押圧部３２０及び内周押圧部３３０は、いずれも、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部３２１，３３１から構成されている。また、これらの爪部３２１，３３１は、環状部３１０から自由端に向けて、環状部３１０の中心軸線に対して周方向にずれた方向に伸びるように構成されている。本実施例においては、爪部３２１，３３１は、いずれも、環状部３１０から自由端に向けて、環状部３１０の中心軸線に対して周方向に傾くように真っ直ぐ伸びている。

本実施例に係る爪部３２１，３３１についても、環状部３１０における中心軸線方向の長さが制限されても、爪部３２１，３３１の支点から作用点までの距離を長くすることができる。従って、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。

（その他）
上記各実施例においては、外周押圧部及び内周押圧部が、いずれも、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部により構成される場合を示した。しかしながら、本発明においては、外周押圧部及び内周押圧部のうちのいずれか一方が、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部により構成され、他方は環状の部分により構成（複数の爪部を有していない構成）される場合も含まれる。

１０ 密封装置
１００ パッキン
１１０ 胴体部
１１１ 装着溝
１２０ 外周リップ
１３０ 内周リップ
２００，３００ バネ部材
２１０，３１０ 環状部
２２０，３２０ 外周押圧部
２２１，２３１，３２１，３３１ 爪部
２２１ａ，２３１ａ 根元側部分
２２１ｂ，２３１ｂ 先端側部分
２３０，３３０ 内周押圧部
５００ 軸
６００ ハウジング
６１０ 環状溝

Claims (2)

1. ２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、
   環状の装着溝と、該装着溝を介して径方向外側の外周リップと、前記装着溝を介して径方向内側の内周リップとを有する弾性体製のパッキンと、
   前記装着溝内に装着されるバネ部材と、
   を備え、
   前記バネ部材は、
   前記装着溝の溝底側に配される環状部と、
   前記環状部から前記外周リップのリップ先端方向に向かって伸び、該外周リップを径方向外側に押圧する外周押圧部と、
   前記環状部から前記内周リップのリップ先端方向に向かって伸び、該内周リップを径方向内側に押圧する内周押圧部と、
   を備えると共に、
   前記外周押圧部及び内周押圧部のうちの少なくともいずれか一方は、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部から構成されると共に、
   これらの爪部は、略Ｌ字形状の部位にて構成されており、自由端が周方向に向かって伸びることで、前記環状部から自由端に向けて、該環状部の中心軸線に対して周方向にずれた方向に伸びるように構成されていることを特徴とする密封装置。
2. ２部材間の環状隙間を封止する密封装置において、
   環状の装着溝と、該装着溝を介して径方向外側の外周リップと、前記装着溝を介して径方向内側の内周リップとを有する弾性体製のパッキンと、
   前記装着溝内に装着されるバネ部材と、
   を備え、
   前記バネ部材は、
   前記装着溝の溝底側に配される環状部と、
   前記環状部から前記外周リップのリップ先端方向に向かって伸び、該外周リップを径方
   向外側に押圧する外周押圧部と、
   前記環状部から前記内周リップのリップ先端方向に向かって伸び、該内周リップを径方向内側に押圧する内周押圧部と、
   を備えると共に、
   前記外周押圧部及び内周押圧部のうちの少なくともいずれか一方は、周方向に間隔を空けて設けられ、かつ先端が自由端で構成される複数の爪部から構成されると共に、
   これらの爪部は、前記環状部から自由端に向けて、該環状部の中心軸線に対して周方向に傾くように真っ直ぐ伸びることで、該環状部の中心軸線に対して周方向にずれた方向に伸びるように構成されていることを特徴とする密封装置。