JPH0651630U - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧作用時の摩耗や破損を防止するシール装
置を提供する。 【構成】 装着溝２にシール装置４を装着して両部材
１、３間をシールする。シール装置４は、補強環７とシ
ール部５と環状部材６ａ、６ｂとからなる。シール部５
は、ゴム状弾性体で補強環７の受圧面側に環状に形成
し、その内外周にリップ５ａ、５ｂを有する。補強環７
は樹脂製で、受圧面側に環状の段部８ａ、８ｂを有す
る。環状部材６ａ、６ｂは、金属製で柔軟性があり、段
部８ａ、８ｂに係止可能に各リップ５ａ、５ｂに埋設す
る。高圧Ｐが受圧面に作用すると、リップ５ａ、５ｂの
変形に伴って、環状部材６ａ、６ｂが段部８ａ、８ｂに
係止する。作用した圧力Ｐは補強環７で支持されるた
め、リップ５ａ、５ｂの相手部材に対する接触圧が過大
にならない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はシール装置に関し、特に、相対移動が可能な２部材間に設けられて 両部材間をシールする高圧用のシール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】

従来、この種のものとして、例えば図２に示すようなものが既に知られている 。 すなわち、図２に示してあるシール装置は、ハウジング２１と、これに相対移 動自在に挿通される軸２３との間に装着されるもので、所謂Ｖ形パッキン２４ｂ やＵ形パッキン２４ａ、２４ｃといった汎用パッキンの組合せで構成されている 。そして、ハウジング２１の内側に形成された装着溝２２ａ、２２ｂ、２２ｃに パッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃをそれぞれ装着すると、パッキン２４ａ、２４ ｂ、２４ｃがそれぞれ両部材２１、２３間に介在し、これにより、両部材２１、 ２３間がシールされるようになっている。

【０００３】 図２において、ハウジング２１は、その内側に軸２３がわずかに離間した状態 で挿通され、この軸２３を回転・往復動自在な状態で支持するもので、ハウジン グ２１の内面と軸２３の外周面との対向面間に形成された環状の隙間の一方側か らは圧力Ｐが導入可能となっている。

【０００４】 このハウジング２１には、その内面に開口する環状の装着溝２２ａ、２２ｂ、 ２２ｃが所要の溝幅で形成され、この装着溝２２ａ、２２ｂ、２２ｃにパッキン ２４ａ、２４ｂ、２４ｃが装着される。

【０００５】 装着溝２２ａに装着されるパッキン２４ａは所謂汎用のＵ形パッキンであって 、シール性の良好なゴム状弾性体が用いられ、全体として環状に形成されている もので、その一方の端面には、ハウジング２１と軸２３との間の環状隙間から導 入される圧力Ｐの受圧面を有し、この受圧面の外周部と内周部に環状のリップ２ ５ａを形成してある。

【０００６】 装着溝２２ｂに装着されるパッキン２４ｂは所謂汎用のＶ形パッキンであって 、前記のパッキン２４ａと同様にゴム状弾性体で環状に形成されているものであ って、断面をＶ字状にしたことにより、その両周端部が環状のリップ２５ｂとし て形成されていて、このリップ２５ｂを有する側の端面が受圧面をなすようにし てある。この場合、装着溝２２ｂに装着する際には、図示したように、多数個の パッキン２４ｂを軸線方向に連設し、その両端部を環状の固定部材３０ａ、３０ ｂで挟持した状態で配置する。

【０００７】 また、装着溝２２ｃに装着されるパッキン２４ｃは、前記パッキン２４ａと同 様のＵ形パッキンであって、その受圧面の内外周部に環状のリップ２５ｃが形成 されている。

【０００８】 上記のパッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、それぞれ受圧面が圧力Ｐの導入方 向に対向した状態で装着溝２２ａ、２２ｂ、２２ｃに装着され、その内側に軸２ ３が挿通される。このため、パッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、その外周部が ハウジング２１の内周面に、また内周部が軸２３の外周面にそれぞれ当接した状 態で配置される。

【０００９】 上記のように構成したことにより、このシール装置は、パッキン２４ａ、２４ ｂ、２４ｃがそれぞれハウジング２１と軸２３との間に介在することとなるため 、ハウジング２１と軸２３とが相対移動可能な状態で両部材２１、２３間をシー ルするようになっている。

【００１０】 つまり、パッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、装着溝２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 内に固定された状態で、外周側のリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが装着溝２２ａ 、２２ｂ、２２ｃの底面に当接し、また内周側のリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ が軸２３の外周面に摺動可能な状態で当接することによって、それぞれのリップ ２５ａ、２５ｂ、２５ｃの相手部材に対する当接面にシール性が得られるように なるため、この結果、両部材２１、２３間がパッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃで シールされるようになっている。

【００１１】 ここで、圧力Ｐが装着溝２２ａ、２２ｂ、２２ｃ内に導入されると、この圧力 Ｐが、それぞれのパッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃのリップ２５ａ、２５ｂ、２ ５ｃに作用し、内外周部の各リップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを拡げてその当接相 手部材に押し付けるようになるため、このときの押付け力によって、リップ２５ ａ、２５ｂ、２５ｃの相手部材に対する当接面にシール性が確保されることとな る。

【００１２】 そして、このシール装置は、複数のパッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃを組み合 わせて配置したことにより、ハウジング２１と軸２３との間の環状隙間から導入 される圧力Ｐが高い場合でも対応できるようになっている。

【００１３】 しかしながら、このような従来のシール装置にあっては、高圧の範囲でもせい ぜい４０ＭＰａくらいまでの条件でしか適用できないものであった。

【００１４】 すなわち、それ以上の高圧の下で使用すると、圧力Ｐの作用によって、摺動面 側のリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃの相手部材に対する接触圧力が過大となり、 両部材２１、２３の相対移動時に、内周側のリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃと軸 ２３との間に摩擦が生じてしまうことがあった。つまり、４０ＭＰａ以上の圧力 Ｐが装着溝２２ａ、２２ｂ、２２ｃに導入されると、パッキン２４ａ、２４ｂ、 ２４ｃのリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが相手部材に強く押し付けられるように なるため、特に、内周側のリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが形成する摺動面に、 軸２３との摩擦で摩耗が生じ易く、従って、早期にシール性が低下してしまう恐 れがあった。

【００１５】 また、高圧条件下での使用では、パッキン２４ａ、２４ｂ、２４ｃの破損も生 じやすい。

【００１６】 すなわち、高圧条件下では、パッキンにおける受圧面とは反対側の端面の内周 縁部Ａ部、所謂ヒール部と呼ばれる部分にはみ出し現象が生じ易いという問題が ある。つまり、高圧Ｐがパッキンの受圧面に作用すると、図３に図２中のＡ部拡 大図を示すように、圧力Ｐの作用によって、ヒール部がハウジング２１と軸２３ との間の隙間にはみ出し、両部材２１、２３の相対移動時にヒール部を破損して しまうことがあった。

【００１７】 そこで、高圧条件下での使用時でも、摺動面側のリップ２５ａ、２５ｂ、２５ ｃの相手部材に対する接触圧力を低減し、またヒール部のはみ出しを防止するた めに、変形し難い硬い材質のパッキンを使用してもよいが、その場合、導入され る圧力Ｐが比較的低圧となったときに、リップに、その相手部材に対する適度な 接触圧力が得られずにシール性が低下してしまうという問題があった。

【００１８】 この考案は上記のような問題点を解消し、高圧作用時の摩耗や破損を防止する とともに、低圧時でも良好にシールすることができるシール装置を提供すること を目的とする。

【００１９】

【問題点を解決するための手段】

この考案は上記の問題点を解決するために、相対移動可能な２部材の一方の部 材に形成された環状の装着溝に装着することにより、両部材間をシールするシー ル装置であって、一方の端面に受圧面を有するとともに、この受圧面に環状の段 部が形成された補強環に、環状のリップを有するとともに、前記補強環よりも軟 質の環状のシール部を一体に設け、さらに、前記シール部内に、それよりも硬質 であるとともに、前記リップが変位した際に前記補強環の段部に係止可能な環状 部材を埋設したという構成を有している。

【００２０】

【作用】

この考案は上記の手段を採用したことにより、高圧が作用しても、リップの摩 耗を防止することができるようになっている。 すなわち、シール部のリップに環状部材を埋設し、この環状部材を、補強環に 形成された段部に係止可能としたことによって、高圧が作用した際には、弾性変 形によるリップの変位に伴って、環状部材が移動して段部に係止するようになる ため、リップが、環状部材を介して補強環に支持されることとなる。従って、作 用する高圧によって、リップの当接相手部材に対する接触圧が過大になることが なく、相手部材との摩擦が阻止されるようになっている。

【００２１】 また、この考案にあっては、低圧時でも良好にシールすることができる。 すなわち、リップは、ゴム状弾性体で形成されて柔軟性が確保されているため 、低圧作用時でも、弾性変形によるリップの相手部材に対する接触圧を適度に維 持することができる。従って、上記の結果、特に、変動圧が作用しても、シール 性を常に確保できるようになっている。

【００２２】 さらに、この考案にあっては、所謂はみ出し現象による破損が生じない。 すなわち、シール装置における受圧面とは反対側の部位には、剛性の高い補強 環が一体に設けられているため、補強環が所謂バックアップリングとして作用す ることとなり、シール装置の一部が高圧の作用で両部材間の隙間にはみ出すこと を阻止するようになっている。従って、ちぎれや欠損等の不具合が防止されるこ ととなる。

【００２３】

【実施例】

以下、図面に示すこの考案の実施例を説明する。

【００２４】 図１は、この考案によるシール装置の一実施例を示す図である。 すなわち、図１に示すシール装置４は、補強環７と、リップ５ａ、５ｂを有し 、補強環７の受圧面側に設けられるシール部５と、各リップ５ａ、５ｂに埋設さ れる環状部材６ａ、６ｂとを具えたもので、ハウジング１の装着溝２に装着する ことにより、摺動面で軸３を摺動させてシールするようになっている。

【００２５】 図１において、ハウジング１は、その内部にわずかに離間した状態で軸３が挿 通されて、軸３を回転・往復動自在な状態で支持するもので、ハウジング１の内 周面と軸３の外周面との対向面間に形成される環状の隙間の一方からは、圧力Ｐ が導入可能となっている。

【００２６】 このハウジング１には、その内周面に開口する環状の装着溝２が形成されてい て、この装着溝２の内部にシール装置４が装着されるようになっている。

【００２７】 このシール装置４は、補強環７とシール部５と環状部材６ａ、６ｂとからなる 。補強環７は、後述するシール部５よりも硬質な材質が用いられて形成されるも ので、その一方の端面が圧力Ｐの受圧面となっていて、この受圧面側に後述する 環状部材６ａ、６ｂを受け入れることが可能な段部８ａ、８ｂが形成され、この 段部８ａ、８ｂにより環状部材６ａ、６ｂが支持されるようにしている。ここで は、補強環７の材質として樹脂を使用し、また、段部８ａ、８ｂは、受圧面の中 央部を中心としてその内外に形成した断面Ｖ字状の環状溝により構成される。

【００２８】 この補強環７の受圧面側にはシール部５を一体に設ける。シール部５は、シー ル性の良好なゴム状弾性体よりなり、補強環７の受圧面に沿って環状に形成され ているもので、その外周部に環状のリップ５ａが、また内周部に環状のリップ５ ｂがそれぞれ形成されることにより、全体として２重環状を呈している。

【００２９】 このシール部５には、環状部材６ａ、６ｂが埋設される。この環状部材６ａ、 ６ｂは、シール部５よりも硬質でありながらも、高圧Ｐの作用で変形可能な材質 が用いられて形成されるもので、外周側のリップ５ａの根元付近には環状部材６ ａが、また内周側のリップ５ｂの根元付近には環状部材６ｂがそれぞれ焼付けら れた状態で設けられる。これにより、環状部材６ａ、６ｂは、シール部５の弾性 変形とともに変形・移動が可能であるとともに、リップ５ａ、５ｂを支持するよ うにしている。このとき、環状部材６ａ、６ｂは、それぞれ補強環７の段部８ａ 、８ｂに係止可能であるとともに、対応する段部８ａ、８ｂから所定間隔で離間 した状態で配置され、従って、環状部材６ａと段部８ａとの間、および環状部材 ６ｂと段部８ｂとの間にはシール部５の一部が介在するようにしてある。なお、 ここでは、環状部材６ａ、６ｂを金属で形成する。

【００３０】 そして、上記のシール装置４は、その受圧面を圧力Ｐに対向させた状態でハウ ジング１の装着溝２に装着し、シール装置４の内側に軸３を挿通することにより 、シール部５の外周側のリップ５ａを装着溝２の底面に、また内周側のリップ５ ｂを軸３の外周面にそれぞれ当接させた状態で配置する。

【００３１】 次に、上記のものの作用を説明する。 このシール装置４は、上記のように構成したことにより、その内周側を軸３に 対する摺動面とした状態で、ハウジング１と軸３との間に介在することとなり、 この結果、摺動面で軸３を摺動させて両部材１、３間をシールするようになって いる。

【００３２】 また、ハウジング１と軸３との対向面間の隙間から圧力Ｐが導入されると、圧 力Ｐの作用でリップ５ａ、５ｂがそれぞれの当接相手部材を押圧するようになる ので、リップ５ａ、５ｂの当接面でのシール性は良好に維持されることとなる。

【００３３】 そして、上記のシール装置４にあっては、高圧Ｐが導入されても摩耗や破損が 生じないようになっている。

【００３４】 すなわち、シール部５の各リップ５ａ、５ｂには、シール部５よりも硬質で、 かつある程度柔軟性を有する金属材で形成された環状部材６ａ、６ｂが埋設され ているために、受圧面に高圧Ｐが作用した場合には、リップ５ａ、５ｂの弾性変 形とともに環状部材６ａ、６ｂが移動して、これに対応する補強環７の各段部８ ａ、８ｂに係止するようになっている。

【００３５】 つまり、高圧Ｐがシール部５の受圧面に作用すると、通常では各リップ５ａ、 ５ｂが相手部材に押し付けられて接触圧が過大になり、特に摺動面側のリップ５ ｂが軸３と摩擦して摩耗してしまうことになるが、このシール装置４にあっては 、高圧Ｐが受圧面に作用すると、各リップ５ａ、５ｂがシール装置４の本体内方 （図１中矢印方向）に圧縮変形し、これに伴って、環状部材６ａ、６ｂがシール 部５内で各リップ５ａ、５ｂの変形方向と同一方向に変位し、遂には環状部材６ ａ、６ｂが補強環７のそれぞれの段部８ａ、８ｂに係止するようになるため、こ れによって、各環状部材６ａ、６ｂが補強環７に支持された状態で、各リップ５ ａ、５ｂが環状部材６ａ、６ｂに支持されることとなる。

【００３６】 従って、高圧Ｐの作用時には、リップ５ａ、５ｂに埋設された環状部材６ａ、 ６ｂが段部８ａ、８ｂに係止することにより、各リップ５ａ、５ｂが、それぞれ 環状部材６ａ、６ｂを介して剛性の高い補強環７で支持されることになるため、 リップ５ａ、５ｂの相手部材に対する接触圧力やリップ５ａ、５ｂの変形量が過 大になることを阻止し、相手部材との摩擦による摩耗や破損を防止するようにな っている。

【００３７】 しかも、このシール装置４にあっては、比較的低圧でも良好にシールすること ができるようになっている。

【００３８】 すなわち、各環状部材６ａ、６ｂと各段部８ａ、８ｂとの間にはシール部５の 一部が介在しているため、環状部材６ａ、６ｂは、圧力Ｐの大きさに応じて柔軟 に復元が可能となっている。つまり、高圧時のリップ５ａ、５ｂの変形を抑える ために、単にリップ５ａ、５ｂの剛性を高めるだけでは、低圧時におけるリップ ５ａ、５ｂの相手部材に対する接触圧が不足する恐れがあるが、このシール装置 ４にあっては、低圧時には、シール部５自身の弾性力でリップ５ａ、５ｂの相手 部材に対する適度な接触圧が得られるようになっているため、圧力変動時でも常 にシール性が良好に維持されるようになっている。

【００３９】 従って、上記実施例の場合、３５ＭＰａ以上の高圧条件下で使用されるのが一 般的であるが、それ以下の圧力下での使用でも、リップ５ａ、５ｂが変位可能で あることによって、適度な圧力で相手部材に接触した状態で柔軟に対応し、シー ル性が確保されることとなる。

【００４０】 また、上記のシール装置４にあっては、所謂はみ出し現象による破損が生じな い。

【００４１】 すなわち、シール装置４における受圧面とは反対側の部位には、剛性の高い補 強環７が配置されているため、高圧Ｐが受圧面に作用しても、シール装置４の内 周側のヒール部がハウジング１と軸３との対向面間の隙間にはみ出さないように なっている。従って、シール装置４の破損が防止されるとともに、シール性が確 保されることとなる。

【００４２】 なお、上記実施例においては、補強環７の材質を樹脂に、また環状部材６ａ、 ６ｂの材質を金属にしたが、これは中高圧用として好ましい一例を挙げたに過ぎ ず、従って、補強環７と環状部材６ａ、６ｂの材質の組合せは、上記のものに限 定されず、圧力Ｐの大きさに応じて多様である。

【００４３】 例えば、中高圧用の他の例としては、補強環７を金属で形成し、環状部材６ａ 、６ｂを樹脂材で形成してもよい。また、超高圧用としては、補強環７および環 状部材６ａ、６ｂを共に金属で形成するとよい。また、小高圧用としては、補強 環７および環状部材６ａ、６ｂを共に樹脂材で形成するとよい。要は、補強環７ はシール部５よりも硬質な材料で形成し、環状部材６ａ、６ｂは、シール部５よ りも硬質であり、かつ圧力Ｐの大きさに応じてある程度の柔軟性を有する材料で 形成してあればよいものである。

【００４４】 なお、上記実施例においては、ハウジング１に形成した装着溝２にシール装置 ４を装着したものを示したが、軸３に装着溝を形成し、この装着溝にシール装置 ４を装着するようにしてもよい。その場合、装着溝は、軸３の外周面に開口する ように環状に形成する。そして、シール装置４を装着した際には、その外周面が ハウジング１との摺動面となるようにする。

【００４５】

【考案の効果】

以上のように、従来では、高圧が作用した際には、リップの相手部材に対する 接触圧が過大となって、摩擦による摩耗が生じやすいものであったが、この考案 にあっては、高圧が作用しても、リップに埋設した環状部材が補強環の段部に係 止するようになっているので、リップの相手部材に対する接触圧が、作用する高 圧によって過大にならず、適度に保たれる。従って、摩耗が低減し、シール寿命 の向上を図ることができる。

【００４６】 しかも、従来の高圧用シール装置では、一般的にリップの剛性を高くしなけれ ばならなかったために、低圧時でのリップの相手部材に対する接触圧力が不足し 、シール性が低下する傾向にあったが、この考案にあっては、リップは、ゴム状 弾性体に環状部材を埋設して形成してあるので、低圧時でも、リップの相手部材 に対する接触圧力を適度に確保することができる。従って、低圧と高圧との間で 変動する変動圧が作用しても、リップの相手部材に対する接触圧力が常に適度に 維持されることとなるため、柔軟な対応が可能であり、この結果、シール性を常 に確保することができる。

【００４７】 また、受圧面とは反対側の部位に補強環を一体に設けたことによって、高圧作 用時のヒール部のはみ出しを阻止することができるため、破損を防止することが できる。

【００４８】 上記の結果、従来の高圧用シール装置では、汎用パッキンを多数個連設したり 、あるいは複数種の汎用パッキンを組み合わせて対応していたが、この考案にあ っては、耐圧性が向上したことにより、一定のシール性能を前提にすれば、使用 する個数を少なくすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案によるシール装置の一実施例を示す図
である。

【図２】従来例を示す図である。

【図３】図２中のＡ部拡大図である。

【符号の説明】

１、２１……ハウジング ２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ……装着溝 ３、２３……軸 ４……シール装置 ５……シール部 ５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ……リップ ６ａ、６ｂ……環状部材 ７……補強環 ８ａ、８ｂ……段部 ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ……パッキン ３０ａ、３０ｂ……固定部材

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対移動可能な２部材（１）（３）の一
   方の部材（１）に形成された環状の装着溝（２）に装着
   することにより、両部材（１）（３）間をシールするシ
   ール装置であって、一方の端面に受圧面を有するととも
   に、この受圧面に環状の段部（８ａ、８ｂ）が形成され
   た補強環（７）に、環状のリップ（５ａ、５ｂ）を有す
   るとともに、前記補強環（７）よりも軟質の環状のシー
   ル部（５）を一体に設け、さらに、前記シール部（５）
   内に、それよりも硬質であるとともに、前記リップ（５
   ａ、５ｂ）が変位した際に前記補強環（７）の段部（８
   ａ、８ｂ）に係止可能な環状部材（６ａ、６ｂ）を埋設
   したことを特徴とするシール装置。