JP6910263B2 - Sealed structure - Google Patents
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Description
本発明は、ハウジングとハウジングに相対的に回転可能に配置された軸との隙間を封止するための密封構造に関する。 The present invention relates to a sealing structure for sealing a gap between a housing and a shaft rotatably arranged relative to the housing.
特許文献1には、ハウジングとハウジングに相対的に回転可能に配置された軸との隙間を封止するための密封装置が開示されている。この種の密封装置は、各種の油圧機器、水圧機器、空気圧機器において、流体を密封するために使用されている。これらの機器は、例えば、エンジン、モーター、発電機、ポンプ、コンプレッサー、自動車のパワーステアリングを含む。
この種の密封装置は、極めて高い圧力の流体を密封するために使用されることがある。また、この種の密封装置は、ハウジングに対する軸の回転速度が非常に高い機器に使用されることがある。 This type of sealing device may be used to seal fluids of extremely high pressure. Also, this type of sealing device may be used in equipment where the speed of rotation of the shaft with respect to the housing is very high.
そこで、本発明は、ハウジングに対する軸の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体に高い圧力が与えられても、高い耐久性を有する密封構造を提供する。 Therefore, the present invention provides a sealing structure having high durability even when a high pressure is applied to the fluid to be sealed in a usage environment in which the rotation speed of the shaft with respect to the housing is very high.
本発明のある態様に係る密封構造は、流体が内部に配置された流体空間と、前記流体空間に通ずる軸孔とを有するハウジングと、前記ハウジングの前記流体空間および前記軸孔に配置されており、前記ハウジングに対して相対的に回転する円柱部分を有する軸と、前記軸または前記ハウジングに形成された周溝に嵌め込まれており、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞して、前記ハウジングの前記流体空間からの前記流体の漏れを抑制する樹脂製のシールリングと、前記軸孔に隙間なく取り付けられた取付け部と、前記取付け部の径方向内側に配置されて前記軸が摺動可能に接触する摺動封止部と、前記摺動封止部を前記軸に向けて径方向内側に押圧するエラストマー製の弾性部とを有しており、前記シールリングよりも大気側に配置され、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞する、環状の密封装置と、前記ハウジングに形成され、前記シールリングと前記密封装置との間の位置において前記軸孔に通じており、前記流体空間から前記シールリングを通過した前記流体を排出するドレン孔とを備える。 The sealing structure according to an aspect of the present invention is arranged in a fluid space in which a fluid is arranged, a housing having a shaft hole leading to the fluid space, and the fluid space and the shaft hole of the housing. A shaft having a cylindrical portion that rotates relative to the housing and a peripheral groove formed in the shaft or the housing are fitted to close the gap between the shaft and the housing. A resin seal ring that suppresses leakage of the fluid from the fluid space of the housing, a mounting portion that is attached to the shaft hole without a gap, and a shaft that is arranged radially inside the mounting portion and slides. It has a sliding sealing portion that movably contacts and an elastic portion made of an elastomer that presses the sliding sealing portion inward in the radial direction toward the shaft, and is closer to the atmosphere than the seal ring. An annular sealing device that is arranged and closes the gap between the shaft and the housing and is formed in the housing and leads to the shaft hole at a position between the sealing ring and the sealing device. It is provided with a drain hole for discharging the fluid that has passed through the seal ring from the fluid space.
この態様においては、ハウジングの流体空間側に配置された樹脂製のシールリングが軸とハウジングとの間の隙間を閉塞して、流体空間からの流体の漏れを抑制する。流体空間と密封装置との間に流体の圧力を受けるシールリングが介在するため、シールリングよりも大気側に配置された密封装置は、被密封流体の高い圧力にそのままさらされない。すなわち、シールリングにより緩和された圧力の下で、密封装置は、軸とハウジングとの間の隙間を閉塞する。したがって、ハウジングに対する軸の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体に高い圧力が与えられても、密封装置、ひいては密封構造は、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。ドレン孔は、シールリングと密封装置の間の位置に形成されており、流体空間からシールリングを通過した被密封流体を軸孔から排出し、密封装置に過度な負担を与えない。これによっても、密封装置、ひいては密封構造の耐久性が高められる。 In this embodiment, the resin seal ring arranged on the fluid space side of the housing closes the gap between the shaft and the housing to suppress the leakage of the fluid from the fluid space. Since the sealing ring that receives the pressure of the fluid is interposed between the fluid space and the sealing device, the sealing device arranged on the atmosphere side of the sealing ring is not directly exposed to the high pressure of the fluid to be sealed. That is, under the pressure relaxed by the seal ring, the sealer closes the gap between the shaft and the housing. Therefore, in a usage environment where the rotation speed of the shaft with respect to the housing is very high, even if a high pressure is applied to the fluid to be sealed, the sealing device and thus the sealing structure have high durability and can be used for a long period of time. can. The drain hole is formed at a position between the seal ring and the sealing device, and discharges the sealed fluid that has passed through the sealing ring from the fluid space from the shaft hole, and does not give an excessive load to the sealing device. This also enhances the durability of the sealing device and thus the sealing structure.
好ましくは、前記シールリングは、2つの端部を有する長尺の湾曲した棒から形成され、前記2つの端部は、前記シールリングの周方向に互いに摺動可能に接触させられて、前記シールリングの周方向への拡張を許容する接触部をそれぞれ有し、前記接触部が互いに摺動しても、前記接触部が互いに接触している限り、前記シールリングは周方向に連続する。 Preferably, the seal ring is formed from an elongated curved rod having two ends, the two ends being slidably contacted with each other in the circumferential direction of the seal ring to provide the seal. Each of the contact portions allows expansion of the ring in the circumferential direction, and even if the contact portions slide with each other, the seal ring is continuous in the circumferential direction as long as the contact portions are in contact with each other.
この場合には、シールリングは2つの端部を有する長尺の湾曲した棒から形成されているので、シールリングを軸またはハウジングに形成された周溝に嵌め込むように、シールリングを軸の周囲に配置するのが容易である。また、2つの端部の接触部が互いに摺動しても、前記接触部が互いに接触している限り、シールリングは周方向に連続した無端のリング形状を維持するので、シールリングが周方向へ拡張したとしても、シールリングの封止性能は損なわれない。 In this case, since the seal ring is formed from a long curved rod having two ends, the seal ring is fitted on the shaft or in the circumferential groove formed in the housing. Easy to place around. Further, even if the contact portions of the two ends slide with each other, as long as the contact portions are in contact with each other, the seal ring maintains a continuous endless ring shape in the circumferential direction, so that the seal ring is in the circumferential direction. Even if it is expanded to, the sealing performance of the seal ring is not impaired.
好ましくは、前記密封装置の前記摺動封止部には、前記軸と前記ハウジングの相対回転に従って、大気側から前記流体空間側に前記流体を戻す螺旋状の溝が形成されている。 Preferably, the sliding sealing portion of the sealing device is formed with a spiral groove that returns the fluid from the atmosphere side to the fluid space side according to the relative rotation of the shaft and the housing.
この場合には、被密封流体が密封装置を通過しても、螺旋状の溝によって、大気側から流体空間側に被密封流体が戻されるので、密封構造の封止性能が高められる。 In this case, even if the sealed fluid passes through the sealing device, the sealed fluid is returned from the atmospheric side to the fluid space side by the spiral groove, so that the sealing performance of the sealed structure is improved.
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る複数の実施の形態を説明する。本発明に係る密封構造は、各種の油圧機器、水圧機器、空気圧機器において、流体を密封するために使用されている。これらの機器は、例えば、エンジン、モーター、発電機、ポンプ、コンプレッサー、自動車のパワーステアリングを含む。 Hereinafter, a plurality of embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The sealing structure according to the present invention is used for sealing a fluid in various hydraulic equipment, hydraulic equipment, and pneumatic equipment. These devices include, for example, engines, motors, generators, pumps, compressors, power steering of automobiles.
第1実施形態
図1は、本発明の第1実施形態に係る図であり、相対回転する二部材を有する機器に用いられる密封構造1を示す。密封構造1は、軸2と、軸2が配置されたハウジング4との間の隙間を封止して、ハウジング4の内部の流体空間Aから大気空間Bへ流体が漏出するのを防止または低減させる。被密封流体は、オイル、水などの液体でもよいし、気体でもよい。
1st Embodiment FIG. 1 is a diagram according to the 1st embodiment of the present invention, and shows a
密封構造1は、ハウジング4、軸2、シールリング6、ドレン孔8、および密封装置10を備える。ハウジング4は、被密封流体が内部に配置された流体空間Aと、流体空間Aに通ずる軸孔4Aを有する。軸孔4Aは、流体空間A側にある断面円形の小径部4Bと、小径部4Bに同軸であって大気空間B側にある断面円形の大径部4Cを有する。
The
軸2は、ハウジング4の流体空間Aおよび軸孔4A内に配置されており、ハウジング4に対して相対的に回転する。すなわち、軸2は、中心軸Axの周囲を回転する回転軸であってもよいし、軸2が固定されてハウジング4が中心軸Axの周囲を回転してもよい。この実施形態において、軸2は円柱であるが、少なくとも軸孔4A内に配置される部分が円柱であればよい。
The
軸2の外周面には、周溝2Aが形成されている。周溝2Aは、軸孔4Aの小径部4Bに重なる位置に形成されている。周溝2Aには、樹脂製のシールリング6が嵌め込まれている。シールリング6は、軸2と軸孔4Aの小径部4Bの内周面との間の隙間を閉塞して、被密封流体をハウジング4の流体空間A内に閉じ込める。シールリング6の外側部分は、周溝2Aから径方向外側に突出しており、シールリング6の外周面は、軸孔4Aの小径部4Bの内周面に接触する。
A
密封装置10は、シールリング6よりも大気側に配置され、軸2と軸孔4Aの大径部4Cの内周面との間の隙間を閉塞する。密封装置10は、中心軸Axを対称軸とする円環状であるが、図1においては、密封装置10の上側部分のみが示されている。
The
密封装置10は、二重構造であって、弾性体、すなわちエラストマーで形成された弾性環12と、弾性環12に密着し弾性環12を補強する剛体、例えば金属製の補強環14とを有する。補強環14は、L字形の断面形状を有しており、補強環14の全体は弾性環12に埋設されている。
The
密封装置10は、外側環状体15、内側環状体16、およびフランジ17を有する。外側環状体15は、軸孔4Aの大径部4Cに隙間なく取り付けられた取付け部である。取付けの方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。外側環状体15は、弾性環12の部分と補強環14の部分を有する。外側環状体15の補強環14の部分は、弾性環12の部分に径方向外側に向かう力を与え、外側環状体15の弾性環12の部分を軸孔4Aの大径部4Cに強固に押圧する。
The
内側環状体16は、外側環状体15の径方向内側に、外側環状体15と同軸に配置されており、フランジ17は外側環状体15と内側環状体16とを連結する。フランジ17は、弾性環12の部分と補強環14の部分を有する。内側環状体16は、弾性体のみから形成されている。
The inner
内側環状体16はシールリップ(摺動封止部)18を有する。シールリップ18は、外側環状体15の径方向内側に配置されており、シールリップ18には軸2の外周面が摺動可能に接触する。シールリップ18は、流体空間A側から大気空間B側への被密封流体の漏れを抑制する。
The inner
シールリップ18は、二つの傾斜面(流体空間A側の傾斜面18Aと、大気空間B側の傾斜面18B)を有する断面三角形の突起である。図1は、傾斜面18Aと傾斜面18Bの間の先端縁が軸2の外周面に接触して変形させられた状態を示す。
The
弾性環12は、弾性環12に形成された摺動封止部であるシールリップ18を軸2に向けて径方向内側に押圧する。また、内側環状体16の周囲には、内側環状体16を径方向内側に圧縮するガータースプリング20が巻かれている。ガータースプリング20は、シールリップ18を軸2の外周面に押し付ける力をシールリップ18に与える。
The
ハウジング4には、ドレン孔8が形成されている。ドレン孔8は、シールリング6と密封装置10との間の位置において軸孔4Aの大径部4Cに通ずる。ドレン孔8は、流体空間Aからシールリング6を通過して大径部4Cに侵入した流体を排出する。流体は大径部4C内の圧力によって、ドレン孔8を通じて排出される。ドレン孔8の数は、1つでもよいし、複数でもよい。ドレン孔8の形状および寸法は限定されない。
A
図2および図3に示すように、シールリング6は、2つの端部6A,6Bを有する長尺の湾曲した棒から構成されている。シールリング6は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの、摩擦係数が小さい硬質の樹脂材料から形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
シールリング6は2つの端部6Aを有する長尺の湾曲した棒から構成されているので、シールリング6を軸2の外周面に形成された周溝2Aに嵌め込むように、シールリング6を軸2の周囲に配置するのが容易である。
Since the
シールリング6の2つの端部6A,6Bは、シールリング6の周方向に互いに摺動可能に接触させられて、シールリング6の周方向への拡張(ひいては径方向への拡張)を許容する接触部6C,6Dをそれぞれ有する。接触部6C,6Dの各々は、(シールリング6の軸方向および周方向に対して)傾斜した平面である。接触部6C,6Dが互いに摺動しても、接触部6C,6Dが互いに接触している限り、シールリング6は周方向に連続した無端のリング形状を維持する。したがって、シールリング6が周方向(ひいては径方向)へ拡張したとしても、シールリング6の封止性能は損なわれない。
The two ends 6A and 6B of the
図4および図5は、実施形態に使用可能な変形例のシールリング7を示す。シールリング7は、シールリング6と同じ材料から形成され、シールリング6と同様に、周溝2Aに嵌め込まれる。このシールリング7の2つの端部7A,7Bは、シールリング7の周方向への拡張(ひいては径方向への拡張)を許容する2つの接触部をそれぞれ有する。
4 and 5 show a modified seal ring 7 that can be used in the embodiment. The seal ring 7 is formed of the same material as the
具体的には、図5に示すように、一方の端部7Aは、突出接触部7Eと摺動案内部7Fを有し、他方の端部7Bは、突出接触部7Gと摺動案内部7Hを有する。突出接触部7E,7Gは、径方向外側部分が延長した形状を有し、径方向内側部分に空間を有する。摺動案内部7F,7Hは、径方向外側部分が凹んだ形状を有する。端部7Aにおいて、突出接触部7Eの側面7E1と、摺動案内部7Fを画定する側面7F1は面一である。端部7Bにおいて、突出接触部7Gの側面7G1と、摺動案内部7Hを画定する側面7H1は面一である。
Specifically, as shown in FIG. 5, one
2つの端部7A,7Bが突合せられると、端部7Aの突出接触部7Eの径方向内側の面(図5では下面)が、端部7Bの摺動案内部7Hの径方向外側の面(図5では上面)に摺動可能に接触し、端部7Aの摺動案内部7Fの径方向外側の面(図5では上面)が、端部7Bの突出接触部7Gの径方向内側の面(図5では下面)に摺動可能に接触する。このように、摺動案内部7Hは、突出接触部7Eの摺動を案内し、摺動案内部7Fは突出接触部7Gの摺動を案内する。
When the two ends 7A and 7B are butted against each other, the radial inner surface (lower surface in FIG. 5) of the protruding
また、端部7Aの突出接触部7Eの側面7E1は、端部7Bの突出接触部7Gの側面7G1、および/または摺動案内部7Hの上の側面7H1に接触する。端部7Bの突出接触部7Gの側面7G1は、端部7Aの突出接触部7Eの側面7E1、および/または摺動案内部7Fの上の側面7F1に接触する。
Further, the side surface 7E1 of the protruding
シールリング7は2つの端部7Aを有する長尺の湾曲した棒から構成されているので、シールリング7を軸2の外周面に形成された周溝2Aに嵌め込むように、シールリング7を軸2の周囲に配置するのが容易である。
Since the seal ring 7 is composed of a long curved rod having two
また、端部7A,7Bが互いに摺動しても、突出接触部7Eの側面7E1が突出接触部7Gの側面7G1、および/または摺動案内部7Hの上の側面7H1に接触し、突出接触部7Gの側面7G1が突出接触部7Eの側面7E1、および/または摺動案内部7Fの上の側面7F1に接触している限り、シールリング7の外側部分は周方向に連続した無端のリング形状を維持する。したがって、シールリング7が周方向(ひいては径方向)へ拡張したとしても、シールリング7の封止性能は損なわれない。
Further, even if the ends 7A and 7B slide with each other, the side surface 7E1 of the projecting
シールリングが周方向(ひいては径方向)へ拡張しても、シールリングの周方向に連続した無端のリング形状が維持されるのであれば、さらに他の構造の端部を有するシールリングを使用してもよい。 If the seal ring expands in the circumferential direction (and thus in the radial direction) and the endless ring shape that is continuous in the circumferential direction of the seal ring is maintained, use a seal ring that has an end of another structure. You may.
図2、図3および図5から理解されるように、シールリング6,7の周方向を横断する断面の形状は矩形である。但し、シールリング6,7の断面は、T字形であってもよいし、台形であってもよいし、逆T字形であってもよい。 As can be seen from FIGS. 2, 3 and 5, the shape of the cross section of the seal rings 6 and 7 in the circumferential direction is rectangular. However, the cross sections of the seal rings 6 and 7 may be T-shaped, trapezoidal, or inverted T-shaped.
図6は、密封構造1の密封装置10のシールリップ18の展開図である。図6に示すように、シールリップ18の大気空間B側の傾斜面18Bには、複数の螺旋状の溝19A,19Bが形成れている。溝19A,19Bは、傾斜面18Bに対して相対的に凹んでいる。すなわち、溝19A,19Bは、傾斜面18Bに刻み込まれてもよいし、傾斜面18Bにリブを形成し、リブに対して相対的に凹んだ部分を溝19A,19Bとして使用してもよい。
FIG. 6 is a developed view of the
溝19A,19Bは、軸2とハウジング4の相対回転に従って、大気空間B側から流体空間A側に流体を戻す役割を果たす。すなわち、軸2とハウジング4の相対回転に伴って、溝19A,19Bは、大気空間B側から流体空間A側に流体を移動させるポンピング作用を実行する。溝19Aは、通常回転方向に適合しており、軸2とハウジング4の相対的な通常回転時に、大気空間B側から流体空間A側に流体を戻す。他方、溝19Bは、通常回転方向とは反対の逆回転方向に適合しており、軸2とハウジング4の相対的な逆回転時に、大気空間B側から流体空間A側に流体を戻す。
The
したがって、被密封流体が、流体空間Aからシールリング6を通過し、さらに密封装置10を通過しても、螺旋状の溝19A,19Bによって、大気空間B側から流体空間A側に被密封流体が戻されるので、密封構造1の封止性能が高められる。
Therefore, even if the sealed fluid passes through the
この実施形態では、両方の回転方向にそれぞれ適合する溝19A,19Bが密封装置10に形成されているが、1つの回転方向に適合する溝のみが密封装置10に形成されていてもよい。また、溝19A,19Bを省略してもよい。
In this embodiment, the
この実施形態においては、ハウジング4の流体空間A側に配置された樹脂製のシールリング6が軸2とハウジング4との間の隙間を閉塞して、流体空間Aからの被密封流体の漏れを抑制する。流体空間Aと密封装置10との間に被密封流体の圧力を受けるシールリング6が介在するため、シールリング6よりも大気側に配置された密封装置10は、被密封流体の高い圧力にそのままさらされない。すなわち、シールリング6により緩和された圧力の下で、密封装置10は、軸2の外周面とハウジング4との間の隙間を閉塞する。したがって、ハウジング4に対する軸2の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体に高い圧力が与えられても、密封構造1は、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。この効果は、後述する他の実施形態でも達成される。
In this embodiment, the
また、この実施形態においては、流体空間Aと密封装置10との間に被密封流体の漏れを抑制するシールリング6が介在するため、流体空間A内の被密封流体が高い温度を有していたとしても、シールリング6よりも大気側に配置された密封装置10は、被密封流体の高い温度にそのままさらされない。すなわち、シールリング6により緩和された温度の下で、密封装置10は、軸2の外周面とハウジング4との間の隙間を閉塞する。したがって、ハウジング4に対する軸2の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体が高い温度を有していても、密封構造1は、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。この効果は、後述する第2〜第4実施形態でも達成される。
Further, in this embodiment, since the
この実施形態に係る密封構造1は、後述する第2〜第4実施形態に係る密封装置よりも、単純な構造を有し安価に製造できる密封装置10を備える。しかし、シールリング6よりも大気側に配置された密封装置10は、被密封流体の高い圧力にそのままさらされないので、単純な構造を有し安価に製造できる密封装置10であっても、シールリング6がない場合に比べて、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。
The sealing
また、この実施形態においては、ドレン孔8は、シールリング6と密封装置10の間の位置に形成されており、流体空間Aからシールリング6を通過した被密封流体を軸孔4Aの大径部4Cから排出し、密封装置10に過度な負担を与えない。これによっても、密封装置10、ひいては密封構造1の耐久性が高められる。この効果は、後述する他の実施形態でも達成される。
Further, in this embodiment, the
第2実施形態
図7は、本発明の第2実施形態に係る密封構造1を示す。図7以降の図面において、すでに説明した構成要素を示すため、同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳細には説明しない。
Second Embodiment FIG. 7 shows a sealed
この実施形態において、密封装置10は、第1実施形態と同様の構造に加えて、ダストリップ22を有する。ダストリップ22は、密封装置10の内側環状体16から大気空間B側かつ径方向内側に斜めに延びている。ダストリップ22は、主に大気空間B側から流体空間A側への異物(例えば、泥、塵埃、被密封流体とは異なる液体)の侵入を防止または低減する役割を担う。
In this embodiment, the sealing
他の特徴は、第1実施形態と同じである。また、第1実施形態に関して上記したシールリング6の変形および螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。
Other features are the same as in the first embodiment. Further, the above-mentioned deformation of the
第3実施形態
図8は、本発明の第3実施形態に係る密封構造1を示す。この実施形態において、密封構造1は、密封装置10とは異なる密封装置30を備える。
Third Embodiment FIG. 8 shows a sealed
密封装置30は、弾性環12と、2つの補強環32,34を有する。補強環32,34は、剛体、例えば金属で形成されている。補強環32,34の材料は、同一でもよいし異なっていてもよい。補強環32,34は、弾性環12に密着し弾性環12を補強する。
The sealing
補強環32は、L字形の断面形状を有しており、補強環32の一部は弾性環12に埋設されている。補強環34は、ほぼL字形の断面形状を有しており、補強環34の径方向内側の端部36は湾曲させられている。補強環34の全体は弾性環12に埋設されている。
The reinforcing
密封装置30は、外側環状体15、内側環状体16、およびフランジ17を有する。外側環状体15は、軸孔4Aの大径部4Cに隙間なく取り付けられた取付け部である。取付けの方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。外側環状体15は、弾性環12の部分と補強環34の部分を有する。外側環状体15の補強環34の部分は、弾性環12の部分に径方向外側に向かう力を与え、外側環状体15の弾性環12の部分を軸孔4Aの大径部4Cに強固に押圧する。
The sealing
内側環状体16は、外側環状体15の径方向内側に、外側環状体15と同軸に配置されており、フランジ17は外側環状体15と内側環状体16とを連結する。フランジ17は、弾性環12の部分と補強環34の部分を有する。
The inner
内側環状体16は、弾性環12の部分と、補強環32の部分と、補強環34の端部36の部分とを有する。内側環状体16の弾性環12の部分は、シールリップ(摺動封止部)18およびダストリップ22を有する。
The inner
他の特徴は、第1実施形態と同じである。また、第1実施形態に関して上記したシールリング6の変形および螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。
Other features are the same as in the first embodiment. Further, the above-mentioned deformation of the
第4実施形態
図9は、本発明の第4実施形態に係る密封構造1を示す。この実施形態において、密封構造1は、密封装置10,30とは異なる密封装置40を備える。
Fourth Embodiment FIG. 9 shows the sealing
密封装置40は、弾性環12と、補強環14と、耐熱樹脂製の摺動封止部材(摺動封止部)42を有する。
The sealing
摺動封止部材42は、L字形の断面形状を有しており、摺動封止部材42の一部は弾性環12に埋設されている。
The sliding sealing
密封装置40は、外側環状体15、内側環状体16、およびフランジ17を有する。外側環状体15は、軸孔4Aの大径部4Cに隙間なく取り付けられた取付け部である。取付けの方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。外側環状体15は、弾性環12の部分と補強環14の部分を有する。外側環状体15の補強環14の部分は、弾性環12の部分に径方向外側に向かう力を与え、外側環状体15の弾性環12の部分を軸孔4Aの大径部4Cに強固に押圧する。
The sealing
内側環状体16は、外側環状体15の径方向内側に、外側環状体15と同軸に配置されており、フランジ17は外側環状体15と内側環状体16とを連結する。フランジ17は、弾性環12の部分と補強環14の部分を有する。
The inner
内側環状体16は、弾性環12の部分と、摺動封止部材42の部分と、補強環14の径方向内側の端部の部分とを有する。内側環状体16の弾性環12の部分は、ダストリップ22を有する。摺動封止部材42の一部は、内側環状体16の弾性環12の部分に埋設されている。
The inner
摺動封止部材42は、PEEK、PPS、PTFEなどの、耐熱性が高く、摩擦係数が小さい硬質の樹脂材料から形成されている。摺動封止部材42の内周面には、軸2の外周面が摺動可能に接触する。弾性環12は、弾性環12に固定された摺動封止部である摺動封止部材42を軸2に向けて径方向内側に押圧する。
The sliding sealing
好ましくは、摺動封止部材42の内周面には、第1実施形態の溝19A,19B(図6参照)と同様の螺旋状の溝が形成されている。両方の回転方向にそれぞれ適合する溝が摺動封止部材42に形成されていてもよいし、1つの回転方向に適合する溝のみが摺動封止部材42に形成されていてもよい。
Preferably, a spiral groove similar to the
この実施形態では、密封装置40は、シールリップ18の代わりに、耐熱性が高く、摩擦係数が小さい硬質の樹脂材料製の摺動封止部材42を有する。したがって、さらに密封装置40、ひいては密封構造1の耐久性が高められる可能性がある。
In this embodiment, the sealing
他の特徴は、第1実施形態と同じである。また、第1実施形態に関して上記したシールリング6の変形は、この実施形態にも適用可能である。
Other features are the same as in the first embodiment. Further, the above-mentioned modification of the
第2〜第4実施形態に係る密封装置のほか、各種の密封装置を本発明に係る密封構造に使用することができる。 In addition to the sealing device according to the second to fourth embodiments, various sealing devices can be used for the sealing structure according to the present invention.
第5実施形態
図10は、本発明の第5実施形態に係る密封構造1を示す。この実施形態において、密封構造1は、第1実施形態の構成に加えて、軸2の周溝2Aに嵌め込まれる弾性体リング9を備える。
Fifth Embodiment FIG. 10 shows a sealed
弾性体リング9は、シールリング6の材料よりも弾性が高い弾性体、例えばエラストマーから形成された無端リングである。弾性体リング9としては、Oリング、非圧縮時の断面の形状が円形であるリングを使用することができる。また、他の様々な断面形状の弾性リングを使用してもよい。例えば、断面形状がX字状であるXリング、断面形状がD字状であるDリング、断面形状が三角形であるリングを使用することができる。
The elastic ring 9 is an endless ring formed of an elastic body, for example, an elastomer, which has higher elasticity than the material of the
弾性体リング9は、シールリング6の内側に配置されており、軸2の周溝2Aの底面とシールリング6の内周面の間に挟まれている。シールリング6の外側部分は、周溝2Aから径方向外側に突出しており、シールリング6の外周面は、軸孔4Aの小径部4Bの内周面に接触する。シールリング6の内側に配置された弾性体リング9は、シールリング6を径方向外側に向けて押圧する。また、シールリング6の内周面と周溝2Aの底面との間の被密封流体の漏れは、弾性体リング9によって防止または低減される。したがって、この実施形態によれば、シールリング6の外周面と軸孔4Aの小径部4Bの内周面の間の被密封流体の漏れがさらに低減される。
The elastic ring 9 is arranged inside the
弾性体リング9は、周溝2Aの内部において硬いシールリング6に拘束されている。したがって、流体空間Aの高圧が与えられても、弾性体リング9は周溝2Aの内部から外に移動するおそれは少ない。
The elastic ring 9 is constrained by a
他の特徴は、第1実施形態と同じである。また、第1実施形態に関して上記したシールリング6の変形および螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。さらには、第2〜第4実施形態のいずれかに係る密封装置または他の密封装置を有する密封構造に、弾性体リング9を使用してもよい。
Other features are the same as in the first embodiment. Further, the above-mentioned deformation of the
第6実施形態
図11は、本発明の第6実施形態に係る密封構造1を示す。この実施形態においては、第1実施形態の構成とは異なり、ハウジング4の軸孔4Aの小径部4Bの内周面に周溝4Dが形成され、周溝4Dに樹脂製のシールリング56が嵌め込まれている。軸2には周溝2Aが形成されていない。
Sixth Embodiment FIG. 11 shows a sealed
シールリング56は、軸2の外周面と軸孔4Aの小径部4Bの内周面との間の隙間を閉塞して、被密封流体をハウジング4の流体空間A内に閉じ込める。シールリング6の内側部分は、周溝4Dから径方向内側に突出しており、シールリング6の内周面は、軸2の外周面に接触する。
The
シールリング56は、第1実施形態に関して上記したシールリング6,7と同じ材料から形成されてよく、シールリング6と同じタイプであってよい。シールリング7に類似するシールリング56を使用してもよいが、この場合には、図4および図5とは逆に、内側に突出接触部7E,7Gが配置され、外側に摺動案内部7F,7Hが配置されているのが好ましい。この場合、シールリング56が周方向へ拡張したとしても、シールリング56の内側部分は周方向に連続した無端のリング形状を維持し、シールリング6の内周面は、軸2の外周面への接触を維持する。
The
他の特徴は、第1実施形態と同じである。また、第1実施形態に関して上記した螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。さらには、第2〜第4実施形態のいずれかに係る密封装置または他の密封装置を有する密封構造に、周溝4Dおよびシールリング56を使用してもよい。
Other features are the same as in the first embodiment. Further, the above-mentioned deformation of the spiral groove with respect to the first embodiment can be applied to this embodiment as well. Furthermore, the
第7実施形態
図12は、本発明の第7実施形態に係る密封構造1を示す。この実施形態において、密封構造1は、第6実施形態の構成に加えて、軸孔4Aの周溝4Dに嵌め込まれる弾性体リング59を備える。
Seventh Embodiment FIG. 12 shows the sealing
弾性体リング59は、シールリング56の材料よりも弾性が高い弾性体、例えばエラストマーから形成された無端リングである。弾性体リング59としては、Oリング、非圧縮時の断面の形状が円形であるリングを使用することができる。また、他の様々な断面形状の弾性リングを使用してもよい。例えば、断面形状がX字状であるXリング、断面形状がD字状であるDリング、断面形状が三角形であるリングを使用することができる。
The
弾性体リング59は、シールリング56の外側に配置されており、軸孔4Aの周溝4Dの底面と弾性体シールリング56の外周面の間に挟まれている。シールリング56の内側部分は、周溝4Dから径方向外側に突出しており、シールリング56の内周面は、軸2の外周面に接触する。シールリング56の外側に配置された弾性体リング59は、シールリング56を径方向内側に向けて押圧する。また、シールリング56の外周面と周溝4Dの底面との間の被密封流体の漏れは、弾性体リング59によって防止または低減される。したがって、この実施形態によれば、シールリング56の内周面と軸2の外周面の間の被密封流体の漏れがさらに低減される。
The
弾性体リング59は、周溝4Dの内部において硬いシールリング56に拘束されている。したがって、流体空間Aの高圧が与えられても、弾性体リング59は周溝4Dの内部から外に移動するおそれは少ない。
The
他の特徴は、第6実施形態と同じである。また、第6実施形態に関して上記したシールリング56の変形および第1実施形態に関して螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。さらには、第2〜第4実施形態のいずれかに係る密封装置または他の密封装置を有する密封構造に、周溝4D、シールリング56、および弾性体リング59を使用してもよい。
Other features are the same as in the sixth embodiment. Further, the deformation of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above description does not limit the present invention, and various modifications including deletion, addition, and replacement of components can be considered within the technical scope of the present invention. ..
A 流体空間
B 大気空間
1 密封構造
2 軸
2A 周溝
4 ハウジング
4A 軸孔
4D 周溝
6,7,56 シールリング
6A,6B,7A,7B 端部
6C,6D 接触部
7E,7G 突出接触部
8 ドレン孔
10 密封装置
12 弾性環(弾性部)
14 補強環
15 外側環状体(取付け部)
16 内側環状体
17 フランジ
18 シールリップ(摺動封止部)
19A,19B 螺旋状の溝
30 密封装置
32,34 補強環
40 密封装置
42 摺動封止部材(摺動封止部)
A Fluid space
14 Reinforcing
16
19A,
Claims (3)
前記ハウジングの前記流体空間および前記軸孔に配置されており、前記ハウジングに対して相対的に回転する円柱部分を有する軸と、
前記軸または前記ハウジングに形成された周溝に嵌め込まれており、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞して、前記ハウジングの前記流体空間からの前記流体の漏れを抑制する樹脂製のシールリングと、
前記軸孔に隙間なく取り付けられた取付け部と、前記取付け部の径方向内側に配置されて前記軸が摺動可能に接触する摺動封止部と、前記摺動封止部を前記軸に向けて径方向内側に押圧するエラストマー製の弾性部とを有しており、前記シールリングよりも大気側に配置され、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞する、環状の密封装置と、
前記ハウジングに形成され、前記シールリングと前記密封装置との間の位置において前記軸孔に通じており、前記流体空間から前記シールリングを通過した前記流体を排出するドレン孔とを
備え、
前記ハウジングの軸孔は、前記流体空間側にある断面円形の小径部と、小径部に同軸であって前記大気側にある断面円形の大径部を有し、前記小径部に対応する位置に形成された前記軸の周溝または前記小径部を囲む前記ハウジングの周溝に前記シールリングが嵌め込まれている
ことを特徴とする密封構造。 A housing having a fluid space in which a fluid is arranged and a shaft hole leading to the fluid space,
A shaft that is located in the fluid space and the shaft hole of the housing and has a cylindrical portion that rotates relative to the housing.
Made of resin, which is fitted in a peripheral groove formed in the shaft or the housing, closes a gap between the shaft and the housing, and suppresses leakage of the fluid from the fluid space of the housing. With a seal ring
A mounting portion mounted in the shaft hole without a gap, a sliding sealing portion arranged inside the mounting portion in the radial direction and in contact with the shaft so as to be slidable, and the sliding sealing portion on the shaft. An annular sealing device having an elastic portion made of an elastomer that presses inward in the radial direction, is arranged on the atmosphere side of the sealing ring, and closes a gap between the shaft and the housing. ,
It is provided with a drain hole formed in the housing, which leads to the shaft hole at a position between the seal ring and the sealing device, and discharges the fluid which has passed through the seal ring from the fluid space .
The shaft hole of the housing has a small diameter portion having a circular cross section on the fluid space side and a large diameter portion having a circular cross section coaxial with the small diameter portion and having a circular cross section on the atmospheric side, and is located at a position corresponding to the small diameter portion. A sealing structure characterized in that the seal ring is fitted into the peripheral groove of the shaft or the peripheral groove of the housing surrounding the small diameter portion.
前記2つの端部は、前記シールリングの周方向に互いに摺動可能に接触させられて、前記シールリングの周方向への拡張を許容する接触部をそれぞれ有し、前記接触部が互いに摺動しても、前記接触部が互いに接触している限り、前記シールリングは周方向に連続する
ことを特徴とする請求項1に記載の密封構造。 The seal ring is formed from a single long curved rod with two ends.
The two ends each have contact portions that are slidably contacted with each other in the circumferential direction of the seal ring to allow expansion of the seal ring in the circumferential direction, and the contact portions slide with each other. However, the sealing structure according to claim 1, wherein the sealing rings are continuous in the circumferential direction as long as the contact portions are in contact with each other.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の密封構造。 The claim is characterized in that the sliding sealing portion of the sealing device is formed with a spiral groove for returning the fluid from the atmosphere side to the fluid space side according to the relative rotation of the shaft and the housing. Item 2. The sealed structure according to Item 1 or 2.
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