WO2006126451A1 - リップタイプシール - Google Patents

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WO2006126451A1
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lip
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flat surface
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Inventor
Yosuke Kondo
Yasuhiro Suzuki
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Nok Corporation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
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    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • F16J15/3236—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips with at least one lip for each surface, e.g. U-cup packings

Definitions

  • the present invention is used for reciprocating motions used in general hydraulic / pneumatic / hydraulic equipment and is made of a resin such as PTFE.
  • the lip type seal is used for reciprocating motions used in general hydraulic / pneumatic / hydraulic equipment and is made of a resin such as PTFE.
  • the lip type seal is used for reciprocating motions used in general hydraulic / pneumatic / hydraulic equipment and is made of a resin such as PTFE.
  • the lip type seal is made of a resin such as PTFE.
  • the seal performance of lip-type seals is greatly affected by the shape of the tip of the lip, and the shape of the tip of the lip has a cross-section when molded with a material that facilitates creep, such as PTFE.
  • the seal performance changed over time due to the compression force and sliding with the shaft, and there was a drawback that stable seal performance could not be obtained.
  • the purpose of making the shape of the tip 103 of the lip 102 into the R shape 104 is to place importance on wear resistance by securing an oil film on the sliding surface, but has the disadvantage that sealing performance is slightly inferior.
  • the shape of the front end portion 103 is a sharp shape 105 aiming at reducing the amount of leakage, the sealing performance is ensured, but there is a disadvantage that the wear resistance is slightly inferior.
  • the following patent document describes that an annular flat surface that is slidably in close contact with a mating member is formed at a tip end portion of a seal lip of an oil seal with a predetermined axial width.
  • lip type seals made of resin are not disclosed at all.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11 311338
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-022027
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make a lip type made of resin that is installed in an annular gap between a fixed member and a reciprocating operating member. In the seal, the shape of the tip of the lip that is in close contact with the mating member is prevented from changing over time.
  • Another object is to provide both the function of ensuring low leakage, which is a feature of the sharp shape of the tip of the lip, and the function of ensuring the oil film thickness, which is a feature of the R shape. It must be well balanced.
  • a lip type seal according to the present invention is made of a resin having a hole portion having one end opened in an annular gap between a fixed member and a reciprocating operating member.
  • This lip type seal is characterized in that a flat surface having an axial width having an edge portion is formed at the tip of the lip, and the flat surface is in close contact with the mating member.
  • the lip type seal may be provided with a panel panel, a coil spring, or an o-ring in the hole. Further, it is preferable that the axial width of the flat surface is set within a range of 5 to 30% of the axial width of the lip portion.
  • the present invention has the following effects.
  • the lip type seal according to the present invention having the above-described configuration is formed with a flat surface having an axial width having an edge portion at the tip portion of the lip, Even if the main body is made of a material such as PTFE, which is made of grease, the tip of the lip changes over time due to the compressive force of the cross section and sliding with the shaft. Therefore, stable sealing performance as designed can be maintained for a long time.
  • the tip portion of the lip is formed in a flat surface, the contact area is increased and the surface pressure is lowered as compared with the R shape and the sharp shape. Even in this case, the shape of the lip tip does not change with time, and thus the stable sealing performance as designed can be maintained for a long time.
  • the flat surface formed at the tip of the lip has an edge, the low-leakage function, which is a characteristic function when the tip of the conventional lip has a sharp shape, is edged.
  • the flat surface exhibits the function of ensuring the oil film thickness, which is a characteristic function when the part is in an R shape, and the shape of the tip can be ensured in a balanced manner.
  • the axial width of the flat surface is set within a range of 5 to 30% of the total axial width of the lip.
  • the lip type seal according to the present invention is a surface contact due to the formation of a flat surface rather than an edge or a line contact, so that the sealing performance is improved, and a highly viscous liquid such as grease is used. It is also suitable for use with low-viscosity liquids such as gasoline.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lip type seal according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a mounting cross-sectional view of a lip type seal according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of a lip type seal according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the lip type seal 1 according to Embodiment 1 of the present invention is installed in an annular space between a housing (not shown) and a shaft that is reciprocated through the inner periphery thereof.
  • a seal body 2 and a plate panel 11 are provided.
  • the seal body 2 is integrally formed with PTFE, which is a resin, and is in close contact with the housing so as to be slidable between the outer lip 3 and the shaft which mainly seals the gasoline to be sealed on the right side of the figure. It is also provided with an inner lip 4 that closely seals gasoline, and a hole 5 that opens to the gasoline side (G).
  • PTFE a resin
  • FIG. 2 shows an enlarged state of the distal end portion 41 of the inner diameter side lip 4 surrounded by a broken line in FIG.
  • Tip Reference numeral 41 denotes a flat surface 21 having a predetermined width that is flat in the axial direction, and the flat surface 21 has an edge portion 22 at an end in the width direction.
  • the axial width W of the flat surface 21 formed at the tip 41 is the inner diameter side lip shown in FIG.
  • the tip 31 of the outer diameter lip 3 is also the same as the inner lip 4, and as shown in FIG. 1, is formed by a flat surface 21 having an edge 22 at the end in the width direction.
  • the axial width W of the surface 21 is set within a range of 5 to 30% with respect to the total axial width A of the outer diameter side lip 3.
  • a plate panel 11 having a substantially U-shaped cross-section opened to the gasoline side (G) is internally provided in the hole portion 5 provided at one end of the seal body 2 and having an outer diameter. A radial pressing force is applied to the side lip 3 and the inner diameter lip 4.
  • FIG. 3 shows a state in which the lip type seal 1 having the above-described configuration is installed in an annular space between the housing 12 and a shaft 13 that is reciprocated through the inner periphery thereof.
  • the outer diameter lip 3 is in close contact with the housing 12 which is the mating member, and the flat surface 21 formed at the tip 31 is in close contact, and the inner lip 4 is the tip 41 with respect to the shaft 13 which is the mating member
  • the flat surface 21 formed at the distal end portions (31, 41) of the outer diameter lip 3 and the inner diameter lip 4 has the edge portion 22 at the axial end portion, the distal end portion of the conventional lip
  • the edge 22 exhibits a low-leakage function, which is a characteristic function when the lip is sharp, and the oil film thickness, which is a characteristic function when the conventional lip tip force is 3 ⁇ 4-shaped.
  • the flat surface 21 exhibits the function to be secured, and the tip of the lip can be designed with a good balance between the function of low leakage and the function of securing the oil film thickness.
  • the lip type seal 1 according to the present invention is not an edge or a line contact but a surface contact due to the formation of the flat surface 21, so that only a high viscosity liquid such as grease is used. It is possible to improve the sealing performance even for a low-viscosity liquid.
  • an elastic body such as a coil spring or a collar ring having the same effect is used. May be.
  • the lip type seal 1 exhibits a self-sealing function when pressure is applied, and the hole 5 may not be provided with an elastic body such as a panel panel.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a lip type seal 1 according to another embodiment 2 of the present invention.
  • an oil lip 6 having a substantially rectangular cross section that is slidably in close contact with a shaft that reciprocates on the anti-gasoline side (G ′) is further provided.
  • the tip 61 of the oil lip 6 is formed by a flat surface 21 having an edge 22 at the end in the width direction, like the tips (31, 41) of the outer diameter lip 3 and the inner diameter lip 4.
  • the axial width W of the flat surface 21 is set within a range of 5 to 30% with respect to the total axial width A of the oil lip 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

　ハウジング（１２）と往復動する軸（１３）との間の環状隙間に設置される樹脂製のリップタイプシール（１）において、相手部材（１２または１３）と密接するリップ（３，４，６）の先端部（３１，４１，６１）の形状が経時変化するのを防止し、また、リップ（３，４，６）の先端部（３１，４１，６１）の形状をシャープ形状の特徴である低リークを確保する機能と、Ｒ形状の特徴である油膜厚さを確保する機能との両方の特性をバランスよく兼ね備えたものとすることである。その解決手段として、各リップ（３，４，６）の先端部（３１，４１，６１）にエッジ部２２を有する軸方向幅（Ｗ）をもったフラット面２１を形成した。また、フラット面２１の軸方向幅（Ｗ）を各リップ（３，４，６）の軸方向総幅（Ａ）の５乃至３０％になるようにした。

Description

明 細 書
リップタイプシール
技術分野
[0001] 本発明は、高圧燃料ポンプのシールとしてガソリン直噴エンジン用噴射ポンプに用 V、られ、その他の油圧 ·空圧 ·水圧機器全般に用いられる往復動用であって PTFE 等の榭脂製のリップタイプシールに関する。
背景技術
[0002] リップタイプシールは、リップの先端部の形状によりシール性能が大きく左右され、 榭脂である PTFE等のクリープの進行しやす ヽ材料で成形されると、リップの先端部 の形状が断面の圧縮力や軸との摺動により経時変化してシール性能が変化し、安定 したシール性能を得ることができな ヽと ヽぅ欠点があった。
[0003] すなわち、従来、図 5に示す通り PTFE等の榭脂材料を使用したリップタイプシール 101をノヽウジング 110と軸 111との間に設置するとき、リップ 102の先端部 103の形 状を破線円弧で囲った拡大断面図の図 6に示す通り、 (1)のような R形状 104にカロェ したり、（2)のようなシャープ形状 105に加工したりすることが行われている。し力し、リ ップ 102の先端部 103を R形状 104およびシャープ形状 105にすると、相手部材で あるハウジング 110若しくは軸 111と密接する先端部 103の形状が、クリープにより使 用後には図 6 (3)に示すようにフラット状態 106となってシール性能が変化するという という欠点があった。
[0004] 特に軸 111が往復動する往復動シールの場合、回転シールと異なり、往路と復路 で異なる応力が軸 111と接触するリップ先端部 103に生じることとなり、クリープにより 形状が一様になりにくぐ回転シールの場合よりも更に、使用後の R形状 104および シャープ形状 105が崩れ易くシール性能が変化するというという欠点があった。
[0005] なお、リップ 102の先端部 103の形状を R形状 104にする目的は、摺動面の油膜確 保による対摩耗性を重視することであるが、シール性が若干劣るという欠点があり、先 端部 103の形状をリーク量の低減を狙ったシャープ形状 105にすると、シール性は 確保されるが対摩耗性が若干劣るとうい欠点があった。 [0006] また、下記特許文献には、オイルシールのシールリップの先端部に所定の軸方向 幅をもって相手部材に摺動自在に密接する環状のフラット面を形成することが記載さ れて 、るが、榭脂製のリップタイプシールにつ!ヽては何ら開示されて ヽな 、。
[0007] 特許文献 1 :特開平 11 311338号公報
特許文献 2 :特開 2002— 022027号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、固定 部材と往復動する作動部材との間の環状隙間に設置される榭脂製のリップタイプシ ールにお 、て、相手部材と密接するリップの先端部の形状が経時変化するのを防止 することである。
[0009] また別の目的は、リップの先端部の形状がシャープ形状の特徴である低リークを確 保する機能と、 R形状の特徴である油膜厚さを確保する機能との両方の特性をバラン スよく兼ね備えたものとすることである。
課題を解決するための手段
[0010] 上記目的を達成するため、本発明に係るリップタイプシールは、固定部材と往復動 する作動部材との間の環状隙間に設置される一端が開口している穴部を有する榭脂 製のリップタイプシールにぉ 、て、リップの先端部にエッジ部を有する軸方向幅をも つたフラット面を形成し、該フラット面が相手部材に密接することを特徴とするものであ る。
[0011] また、前記リップタイプシールは、前記穴部に板パネ、コイルスプリング若しくは oリ ングを内装してもよい。また、前記フラット面の軸方向幅は前記リップ部の軸方向装幅 の 5乃至 30%の範囲内に設定されていることが好適である。
発明の効果
[0012] 本発明は、以下の効果を奏する。
[0013] すなわち、上記構成を備えた本発明に係るリップタイプシールにぉ 、ては、リップの 先端部にエッジ部を有する軸方向幅をもったフラット面が形成されているので、シー ル本体が榭脂である PTFE等のクリープの進行しやす 、材料を用いて成形されて!ヽ ても、断面の圧縮力や軸との摺動によりリップの先端部の形状が経時変化することが なぐしたがって設計通りの安定したシール性能を長く維持することができる。
[0014] また、リップの先端部がフラット面に形成されていることにより R形状やシャープ形状 と比較して接触面積が大きくなつて面圧が低くなるので、特に軸が往復動する往復動 シールである場合であっても、リップ先端部の形状が経時変化することがなぐしたが つて設計通りの安定したシール性能を長く維持することができる。
[0015] 更に、リップの先端部に形成されたフラット面はエッジ部を有しているので、従来の リップの先端部がシャープ形状である場合の特徴的機能である低リーク性の機能を エッジ部が発揮し、 R形状である場合の特徴的機能である油膜厚さを確保する機能 をフラット面が発揮し、両方の特性をバランス良く確保した先端部の形状とすることが できる。
[0016] また、穴部に板パネ等を内装しても先端部の経時変化を防止することができ、しか も径方向への押圧力が増すのでシール性能を向上することができる。
[0017] また、フラット面の軸方向幅がリップの軸方向総幅の 5乃至 30%の範囲内に設定さ れていると、上記効果を奏するのにより好適である。
[0018] 以上の通り、本発明に係るリップタイプシールは、エッジや線接触ではなくフラット面 が形成されていることによる面接触であるのでシール性が向上し、グリース等の高粘 度の液体だけでなぐガソリン等の低粘度の液体に対して用いる場合にも適して 、る 図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の実施形態 1に係るリップタイプシールの断面図
[図 2]図 1の部分拡大断面図
[図 3]本発明の実施形態 1に係るリップタイプシールの装着断面図
[図 4]本発明の実施形態 2に係るリップタイプシールの断面図
[図 5]従来例に係るリップタイプシールの断面図
[図 6]図 5の部分拡大断面図
符号の説明 [0020] 1 リップタイプシール
2 シール本体
3 外径側リップ
31, 41, 61 先端部
4 内径側リップ
5 穴部
6 オイルリップ
11 板パネ
12 ハウジング（固定部材）
13 軸 (作動部材）
21 フラット面
22 エッジ部
A 軸方向総幅
W 軸方向幅
G ガソリン側
G'反ガソリン側
発明を実施するための最良の形態
[0021] 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して説明する。ただし
、この発明の範囲は、特に限定的記載がないかぎりは、この実施の形態に記載され て 、る内容に限定する趣旨のものではな 、。
[0022] 図 1に示す通り、本発明の実施形態 1に係るリップタイプシール 1は、図示していな いハウジングとその内周側に挿通され往復動する軸との間の環状空間に設置され、 シール本体 2と板パネ 11とを備えて 、る。
[0023] シール本体 2は、榭脂である PTFEで一体成形されて 、て、ハウジングと密接し図 上右側に存するシール対象のガソリンを主としてシールする外径側リップ 3と軸と摺動 自在に密接し同じくガソリンを主としてシールする内径側リップ 4と、ガソリン側（G)に 開口して 、る穴部 5とを備えて 、る。
[0024] 図 2は、図 1の破線で囲った内径側リップ 4の先端部 41の拡大状態である。先端部 41は軸方向に平坦な所定の幅をもったフラット面 21で形成されていて、フラット面 21 は幅方向端部にエッジ部 22を有している。
[0025] 先端部 41に形成されているフラット面 21の軸方向幅 Wは、図 1に示す内径側リップ
4の軸方向総幅 Aに対して 5乃至 30%の範囲内で設定されている。
[0026] なお、外径側リップ 3の先端部 31も内径側リップ 4と同様で、図 1に示す通り、幅方 向端部にエッジ部 22を有するフラット面 21で形成されていて、フラット面 21の軸方向 幅 Wは、外径側リップ 3の軸方向総幅 Aに対して 5乃至 30%の範囲内で設定されて いる。
[0027] シール本体 2に設けられている一端が開口している穴部 5には、ガソリン側（G)に開 口した断面略 U字形状の板パネ 11が内装されて ヽて、外径側リップ 3および内径側 リップ 4に対して径方向の押圧力を付与して 、る。
[0028] 上記構成のリップタイプシール 1をハウジング 12とその内周側に揷通され往復動す る軸 13との間の環状空間に設置された状態を図 3に示す。外径側リップ 3は相手部 材であるハウジング 12に対して、先端部 31に形成されているフラット面 21が密接し、 内径側リップ 4は相手部材である軸 13に対して、先端部 41に形成されているフラット 面 21が摺動自在に密接する。
[0029] したがって、外径リップ 3および内径リップ 4の先端部（31, 41)のフラット面 21が相 手部材に密接することになるので、経時変化を防止し、設計通りの使用開始時のシ ール性能を維持することが可能となる。
[0030] また、外径リップ 3および内径リップ 4の先端部（31, 41)に形成されたフラット面 21 は軸方向端部にエッジ部 22を有しているので、従来のリップの先端部がシャープ形 状である場合の特徴的機能である低リーク性の機能をエッジ部 22が発揮し、また従 来のリップの先端部力 ¾形状である場合の特徴的機能である油膜厚さを確保する機 能をフラット面 21が発揮し、低リーク性の機能と油膜厚さを確保する機能とをバランス 良く確保したリップの先端部の設計が可能となる。
[0031] また、本発明に係るリップタイプシール 1は、エッジや線接触ではなくフラット面 21が 形成されていることによる面接触であるので、グリース等の高粘度の液体だけでなぐ ガソリン等の低粘度の液体に対してもシール性を向上することが可能となる。 [0032] なお、上記実施の態様では、穴部 5に板パネ 11を内装した場合について説明した 力 板パネ 11の替わりに同様の作用効果を奏するコイルスプリングや Οリング等の弹 性体を用いてもよい。また、リップタイプシール 1は圧力の印加によりセルフシール機 能を発揮するものであり、穴部 5に板パネ等の弾性体を装着しない場合であってもよ い。
[0033] 図 4は、本発明の別の実施態様 2に係るリップタイプシール 1の断面図である。上記 実施態様 1の構成の他に、更に反ガソリン側（G' )に往復動する軸に摺動自在に密 接する断面略矩形のオイルリップ 6がー体で設けられている。
[0034] オイルリップ 6の先端部 61は、外径側リップ 3および内径側リップ 4の先端部（31, 4 1)と同様に、幅方向端部にエッジ部 22を有するフラット面 21で形成されていて、フラ ット面 21の軸方向幅 Wは、オイルリップ 6の軸方向総幅 Aに対して 5乃至 30%の範囲 内で設定されている。

Claims

請求の範囲
[1] 固定部材 (12)と往復動する作動部材 (13)との間の環状隙間に設置される一端が 開口して 、る穴部（5)を有する榭脂製のリップタイプシール（1)にお 、て、 リップ（3, 4、 6)の先端部（31, 41, 61)にエッジ部（22)を有する軸方向幅 (W)をも つたフラット面（21)を形成し、該フラット面（21)が相手部材（12または 13)に密接す ることを特徴とするリップタイプシール。
[2] 請求項 1に記載のリップタイプシール（1)にお 、て、
前記穴部（5)に板パネ（11)、コイルスプリング若しくは Oリングを内装したことを特徴 とするリップタイプシール。
[3] 請求項 1若しくは 2に記載のリップタイプシール（1)において、
前記フラット面（21)の軸方向幅 (W)が前記リップ（3,
4、 6)の軸方向総幅 (A)の 5乃 至 30%であることを特徴とするリップタイプシール。
PCT/JP2006/310005 2005-05-27 2006-05-19 リップタイプシール WO2006126451A1 (ja)

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