JPH10331984A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で安定して優れた密封性を持つ密
封装置を提供する。 【解決手段】 第１シール部材３０は、金属環２０に一
体的に成形され、内向きフランジ部２２と略平行に設け
られた径方向部３２と、リップ部３３とを有しており、
ゴム状弾性材によって形成されており、リップ部３３の
軸への摺動面には、ポンプねじ３４が設けられている。
また、第２シール部材４０は、被挟持部４１と、リップ
部４２と、屈曲部４４とを有しており、樹脂（ＰＴＦＥ
など）によって形成されている。リップ部４２の先端部
で第１のシール部材３０のリップ部３３の根本を支えて
おり、リップ部３３の過度の変形を防止し、リップ部３
３による密封性を維持させている。そして、リップ部４
２の軸への摺動面にも、ポンプ溝４３が設けられてい
る。また、更に第１シール部材３０の径方向部３２には
環状の凹部１０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種装置の軸封部
に用いられる密封装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の密封装置としては、
たとえば、図３に示された密封装置がある。

【０００３】図に示すように、密封装置１００は、軸２
００と円筒状のハウジング３００の間の環状の隙間をシ
ールし、密封流体側Ｏの油などの流体が大気側Ａに漏れ
ないようにしているものである。

【０００４】密封装置１００は、概略、金属環１０１
と、金属環１０１に一体的に成形されるゴム状弾性体製
のシール部材１０２と、金属環１０１とゴム状弾性体製
のシール部材１０２とにより挟持される樹脂製のシール
部材１０３と、から構成されている。

【０００５】ゴム状弾性体製のシール部材１０２は、ハ
ウジング３００の内周面に密封接触する外周密封部１０
２ｂと、軸２００に摺接してシールするリップ部１０２
ａを備えている。

【０００６】そして、樹脂製のシール部材１０３が、ゴ
ム状弾性体製のシール部材１０２のリップ部１０２ａの
根本を支えてリップ部１０２ａの過度の変形を抑制する
と共に、軸２００に摺接してシール性を発揮している。

【０００７】ゴム状弾性体性のシール部材１０２のリッ
プ部１０２ａの根本の形状は、単純に径方向から軸方向
にＲを描くものであり、そのＲに沿うような形で樹脂性
のシール部材が屈曲している。

【０００８】このような構成によって、軸２００と円筒
状のハウジング３００の間の環状の隙間がシールされ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、ゴム状弾性体製のシール部
材１０２のリップ部１０２ａの摺動摩耗等によって密封
流体の漏れを十分に防止できるものではなかった。

【００１０】リップ部１０２ａから大気側Ａに漏れた流
体は樹脂製のシール部材１０３によって、ある程度は漏
れを防止するが、樹脂製のシール部材１０３は、その材
質の特性等からリップ部１０２ａの変形抑制としての機
能が主であり、シール性は不十分であった。

【００１１】また、ゴム状弾性体性のシール部材１０２
のリップ部１０２ａの根本の形状は、単純に、径方向か
ら軸方向にＲを描くものであるため、それに沿う様に屈
曲する樹脂性シール部材１０３の屈曲部は、その屈曲の
自由度が小さい。そのため、軸の偏心時に、樹脂性シー
ル部材１０３の屈曲部の根本から大きく曲がることはで
きず、軸に対する追随性に限界があった。

【００１２】このため、軸の偏心時には軸に対する緊迫
力が増大し、摺動発熱が大きくなり、第２シール部材が
摩耗し、発生した樹脂粉が、スラッジの堆積を促し、リ
ップラインのとぎれから密封流体の洩れを発生させる原
因となっていた。

【００１３】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、簡易
な構成で密封性に優れた密封装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、円筒部と該円筒部の一方の端部か
ら内径方向に折れ曲がる内向きフランジ部とを有する金
属環と、該金属環の円筒部から内向きフランジ部と略平
行に設けられた径方向部と、該径方向部に接続するリッ
プ部とを有し、前記金属環と一体的に形成されたゴム状
弾性体製の第１シール部材と、前記金属環の内向きフラ
ンジ部と第１シール部材の径方向部との間に挟持される
被挟持部と、該被挟持部から軸方向第１シール部材側に
伸びるリップ部と、前記被挟持部と前記リップ部とを結
ぶ屈曲部と、を有する樹脂製の第２シール部材と、を備
える密封装置において、前記第１シール部材に備えられ
たリップ部の摺動面に密封側へ流体を送るポンプねじを
設けると共に、前記第２シール部材に備えられたリップ
部の摺動面にも密封側へ流体を送るポンプ溝を設け、前
記第１シール部材の径方向部の、前記第２シール部材に
備えられる屈曲部に対向する位置に、環状の凹部を設け
ることを特徴とする。

【００１５】したがって、密封流体が第１シール部材に
備えられたリップ部から大気側へ漏れた場合には、この
リップ部の摺動面に設けられたポンプねじにより密封側
へ戻され、さらに、このリップ部から大気側へ漏れた場
合には、第２シール部材に備えられたリップの摺動面に
設けられたポンプねじにより密封側へ向けて戻される。

【００１６】また、第２シール部材の屈曲部に対向する
第１シール部材の径方向部に凹部を設けたので、従来の
ようにＲに規制されることもなく、大きく屈曲部の根本
から曲がることができ、軸に対する偏心追随性が向上す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態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
ないかぎりは、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。

【００１８】図１および図２には、本発明の実施の形態
に係る密封装置が示されている。図１は密封装置の概略
構成断面図であり、図２は密封装置に軸を組み付けてい
ない状態を示す概略構成断面図である。

【００１９】図に示すように、密封装置１は、軸７０と
円筒状の円筒部材であるハウジング８０の間の環状の隙
間をシールし、密封流体側Ｏの油などの流体が大気側Ａ
に漏れないようにしているものである。

【００２０】密封装置１は、概略、金属環２０と、金属
環２０に一体的に成形される第１シール部材３０と、金
属環２０と第１シール部材３０に挟持される第２シール
部材４０とから構成されている。

【００２１】金属環２０は、組み付けた時に軸７０やハ
ウジング８０と同心的に配置される円筒部２１と、円筒
部２１の一端（組み付けた状態における大気側部）から
内径方向（軸７０に向かう方向）に折れ曲がる内向きフ
ランジ部２２と、を有している。

【００２２】第１シール部材３０は、金属環２０の円筒
部２１の外部側と内部側とを覆うように一体的に成形さ
れ、この覆った部分から内向きフランジ部２２と略平行
にて設けられた径方向部３２と、この径方向部３２に接
続するリップ部３３とを有しており、ゴム状弾性体によ
って形成されている。

【００２３】そして、リップ部３３の軸７０への摺動面
には、ポンプねじ３４が設けられている。

【００２４】第１シール部材３０を組み付けた際には、
外周部３１がハウジング８０の内周に密封接触し、ま
た、リップ部３３の外周に縮径方向の緊迫力を与えるば
ね環５が取りつけられて、リップ部３３の先端が軸７０
の外周面に摺接することによって、密封流体側Ｏの油な
どの流体をシールすることができる。

【００２５】また、ポンプねじ３４は、例えば、図のよ
うにハの字形状とすることによって、密封装置１が軸７
０に対していずれの方向に回転しても流体を密封流体側
Ｏへ流動させるようなポンプ効果を発揮させる構造とな
っている。

【００２６】第２シール部材４０は、金属環２０の内向
きフランジ部２２と第１シール部材３０の径方向部３２
との間に挟持される被挟持部４１と、この被挟持部４１
から軸方向に折れ曲がるリップ部４２と、この被挟持部
４１とリップ部４２とを結ぶ屈曲部４４と、を有してお
り、樹脂（ＰＴＦＥなど）によって形成されている。

【００２７】第２シール部材４０は軸７０が挿入されて
いない状態ではワッシャ形状であり、軸７０の挿入によ
って内側の縁が軸７０の外周面に沿って拡径しながら撓
んで、図のように軸７０の外周面に摺接可能に配置され
る（リップ部４２）ようになっている。

【００２８】そして、リップ部４２の先端部で第１シー
ル部材３０のリップ部３３の根本を支えており、リップ
部３３に高い圧力が負荷された場合にもリップ部３３の
過度の変形を防止し、リップ部３３による密封性を維持
させている。

【００２９】また、リップ部４２の軸７０への摺動面に
も、ポンプ溝４３が設けられている。

【００３０】このポンプ溝４３は、密封装置１が軸７０
に対して回転することによって流体を密封流体側Ｏへ流
動させるようなポンプ効果を発揮させる構造となってい
る。

【００３１】なお、ポンプ溝４３は、密封装置１が軸７
０に対して、通常、一方の方向にのみ回転し、あまり他
方の方向には回転しないような箇所に適用する場合に
は、一方の方向の回転に対して効率良くポンプ効果を発
揮する螺旋状のねじ溝とするのが好適であり、両方向に
回転するような箇所に適用する場合には、いずれの回転
に対しても適度にポンプ効果を発揮する多数の同心状の
溝とするのが好適である。

【００３２】また、ポンプ溝４３の深さはリップ部４２
の板圧の７５％以下に設定するのが好ましく、例えば、
リップ部４２の板圧１．０（ｍｍ）として、ポンプ溝４
３をピッチ０．３（ｍｍ），傾き３５〜７５度，深さ
０．５ｍｍとした場合に、優れたポンプ効果を発揮する
ことが認められる。

【００３３】さらに、図のように、第１シール部材３０
の径方向部３２の、第２シール部材４０に備えられる屈
曲部４４に対向する位置に、環状の凹部１０を設けるこ
とによって、屈曲部４４はその隙間を利用して根本から
大きく曲がることができ、軸７０の偏心或は軸方向の変
位に対しても、もちろん首振りに対しても、追随性を高
めることができる。

【００３４】しかも、屈曲部４４に対向する位置に凹部
を設けたのであるから、第１シール部材のリップ部３３
が軸に当接する角度、接触圧等の条件はほとんど変える
ことはない。また、この凹部１０は第２シール部材４０
のリップ部４２先端が第１シール部材３０のリップ部３
３の根本を支えるという機能に関していかなる影響を与
えるものでもない。

【００３５】ところで、この密封装置の製造工程におい
て、金属環２０、第２シール部材４０に対して、第１シ
ール部材３０を一体成形することは既に述べた通りだ
が、その際、第２シール部材４０の被挟持部４１と第１
シール部材３０の径方向部３２とは接着によって固定す
るが、金属環２０の内向きフランジ部２２と第２シール
部材４０の被挟持部４１との接触面には接着剤を塗布す
ると、第２シール部材に設けたポンプ溝４３を損なう恐
れがあるため、それらの固定については接着剤を用いな
い。

【００３６】そこで、金属環２０の内向きフランジ部２
２における第２シール部材４０の被挟持部４１への当接
面に、係合突起６を設けることによって、第２シール部
材４０の軸７０との共回りを防いでいる。

【００３７】係合突起６は、フランジ部２２に複数個配
置された先細りのスパイク状のものであり、例えば、金
属環２０のプレス成形加工時にフランジ部２２の一部を
半抜き加工することにより形成することができる。

【００３８】また、係合突起６の第２シール部材４０へ
のくい込みは、密封装置１の製造工程において、第１シ
ール部材３０を型成形（ゴム型による加硫成形）する際
に、第２シール部材４０をフランジ部２２に当接するよ
うに金属環２０に嵌め込んだ状態で型の中に載置し、型
閉めを行いゴム状弾性体の加圧圧縮により、樹脂からな
る第２シール部材４０がフランジ部２２に押し付けられ
ることにより行われる。

【００３９】この時、本願のように第１シール部材３０
の径方向部３２の、第２シール部材４０に備えられる屈
曲部４４に対向する位置に、環状の凹部１０を設けるこ
とは、成形時に屈曲部に対してゴム状弾性体の圧力を付
与することを防止し、屈曲部にポンプ溝が設けられてい
る場合にもそのポンプ溝にダメージを与えることなく成
形を行なうことを可能とする。

【００４０】以上のように構成される密封装置１よっ
て、密封流体側Ｏの密封流体は、ハウジング８０側は第
１シール部材３０の外周部３１によってシールされ、軸
７０側は第１シール部材３０のリップ部３３によってシ
ールされる。

【００４１】そして、リップ部３３から漏れた流体は、
リップ部３３に設けられたポンプねじ３４によって密封
流体側Ｏへ戻される。

【００４２】このポンプねじ３４でも戻されずに漏れて
しまった場合には、第２シール部材４０に設けられたポ
ンプ溝４３によって適正に密封流体側Ｏへ戻される。

【００４３】このように、簡易な構成で非常に優れた密
封性能を発揮することができる。

【００４４】また、リップ部４２の先端部で第１シール
部材３０のリップ部３３の根本を支えているのでリップ
部３３がめくれてしまうことなどが防止され安定した密
封性能を維持できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、第１シール部材に備えられた
リップ部の摺動面に密封側へ流体を送るポンプねじを設
けると共に、第２シール部材に備えられたリップ部の摺
動面に密封側へ流体を送るポンプ溝を設け、更に、第１
シール部材の径方向部の、第２シール部材に備えられる
屈曲部に対向する位置に、環状の凹部を設けたので、密
封流体の圧力に抗してリップ部からの密封流体の洩れを
二重に防止でき、更に、第２シール部材の軸に対する偏
心追随性を向上できるので、簡易な構成で、優れた密封
性能を安定して発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態に係る密封装置の概
略構成断面図である。

【図２】図２は本発明の実施の形態に係る密封装置に軸
を組み付けていない状態を示す概略構成断面図である。

【図３】図３は従来技術に係る密封装置をを組み付けた
状態を示す概略構成断面図である。

【符号の説明】

１ 密封装置 ２０ 金属環 ２１ 円筒部 ２２ 内向きフランジ部 ３０ 第１シール部材 ３２ 径方向部 ３３ リップ部 ３４ ポンプねじ ４０ 第２シール部材 ４１ 被挟持部 ４２ リップ部 ４３ ポンプ溝 ４４ 屈曲部 ７０ 軸 ８０ ハウジング Ｏ 密封流体側 Ａ 大気側

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒部と該円筒部の一方の端部から内径方
   向に折れ曲がる内向きフランジ部とを有する金属環と、 該金属環の円筒部から内向きフランジ部と略平行に設け
   られた径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを
   有し、前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性体製
   の第１シール部材と、 前記金属環の内向きフランジ部と第１シール部材の径方
   向部との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部から軸
   方向第１シール部材側に伸びるリップ部と、前記被挟持
   部と前記リップ部とを結ぶ屈曲部と、を有する樹脂製の
   第２シール部材と、 を備える密封装置において、 前記第１シール部材に備えられたリップ部の摺動面に密
   封側へ流体を送るポンプねじを設けると共に、前記第２
   シール部材に備えられたリップ部の摺動面にも密封側へ
   流体を送るポンプ溝を設け、 前記第１シール部材の径方向部の、前記第２シール部材
   に備えられる屈曲部に対向する位置に、環状の凹部を設
   けることを特徴とする密封装置。