WO2011093130A1 - 密封装置およびこれを用いるポンプ装置 - Google Patents

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WO2011093130A1
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sealing device
seal ring
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光 ▲但▼野
弘明 門馬
吉岡　信彦
山口　貴洋
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Nok株式会社
株式会社アドヴィックス
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Definitions

  • the present invention relates to a sealing device according to a sealing technique and a pump device using the sealing device.
  • the sealing device of the present invention is used, for example, as a shaft seal for a pump device in a vehicle such as an automobile.
  • the sealing device of the present invention is a sealing device for rotation and reciprocation, and it is used as a device requiring a pressure accumulation release function.
  • a sealing device 101 shown in FIG. 10 is known as a shaft seal used in the rotary pump device 51 shown in FIG.
  • the sealing device 101 includes a combination of a seal ring 102 and a back ring 103, and an O-ring that is a compression type squeeze packing is used as the back ring 103.
  • the accumulated pressure release function can be solved by giving this to either the sealing device 101 or the atmosphere side seal member 63, but giving the pressure accumulation release function to the atmosphere side seal member 63 causes oil leakage to the outside. For this reason, it is required to provide a pressure-accumulation release function to the sealing device 101 in order to prevent environmental pollution.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a sealing device having a pressure accumulation opening function and a pump device using the same.
  • a sealing device is mounted between a cylinder and a shaft inserted into a shaft hole of the cylinder and sealed fluid from one axial space to another axial space.
  • a sealing device that suppresses leakage, a seal ring that is disposed on the inner periphery of the shaft hole of the cylinder and is slidably in close contact with a peripheral surface of the shaft, and is disposed on the outer periphery of the seal ring.
  • the buck ring includes an inner peripheral lip and an outer peripheral lip at one end in the axial direction of the annular base portion, and a radial crushing margin is provided to the buck ring. It comprises a lip packing provided with an annular projection for setting on the outer peripheral surface of the annular base, and the outer peripheral lip seals the sealing fluid in close contact with the cylinder.
  • the sealing device according to claim 2 of the present invention is characterized in that in the sealing device according to claim 1, the flow path is a groove-shaped flow path.
  • the sealing device according to claim 3 of the present invention is the sealing device according to claim 1 or 2, wherein the annular protrusion and the distal end of the outer lip in the lip packing are in close contact with the cylinder,
  • the annular base portion is not set in close contact with the cylinder, and is characterized in that there is no radial crushing margin at the groove bottom portion between both lips.
  • the sealing device according to claim 4 of the present invention is the sealing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner peripheral surface of the annular base portion and the inner peripheral surface of the inner peripheral lip of the lip packing are axial. It is characterized by being formed into an axially straight cylindrical surface over the entire length in the direction.
  • the sealing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein an annular mounting groove for mounting the sealing device is provided on the inner periphery of the shaft hole of the cylinder. And a flow path for introducing the accumulated pressure to the outer peripheral lip is provided on the other axial end surface of the seal ring and / or on the other axial side surface of the mounting groove.
  • a sealing device according to claim 6 of the present invention is the sealing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the sealing device is used as a shaft seal of a brake control pump device in a vehicle such as an automobile. It is characterized by that.
  • the drive shaft is inserted into the shaft insertion hole provided in the cylinder, and the rotary pump mechanism housed in the cylinder is driven through the drive shaft to thereby fluidize the fluid.
  • a pump device for sucking and discharging the fluid and increasing the pressure of the fluid to be discharged which is liquid-tightly arranged on the inner periphery of the shaft insertion hole and is slidably in close contact with the peripheral surface of the drive shaft
  • a seal ring that is disposed on the outer periphery of the seal ring, and a back ring that seals between the seal ring and the cylinder.
  • a liquid ring is disposed on the inner periphery of the opening end of the shaft insertion hole, and the periphery of the drive shaft.
  • a sealing mechanism comprising a sealing member that is slidably in contact with a surface and that forms an intermediate chamber between the seal ring and the back ring is disposed between the pump mechanism and the opening end of the shaft insertion hole.
  • the buckling includes an inner peripheral lip and an outer peripheral lip at one end in the axial direction of the annular base, and an annular protrusion for setting a radial crushing margin on the buckling on the outer peripheral surface of the annular base.
  • the outer peripheral lip seals fluid tightly to the cylinder and is pressed by the pressure when the pressure accumulation phenomenon occurs in the intermediate chamber and is separated from the cylinder to store the pressure accumulation. It has a function of opening to a space between a mechanism and the seal ring and the lip packing, and the annular protrusion is provided with a flow path for introducing the accumulated pressure into the outer peripheral lip. To do.
  • the sealing device of the present invention having the above-mentioned configuration is formed by a combination of a seal ring and a buckling.
  • the latter buckling is constituted by a lip packing instead of a squeeze packing as in the prior art, that is, one of the annular base portions in the axial direction. It is comprised by the lip packing which equips an end with the inner peripheral lip and the outer peripheral lip integrally.
  • the outer peripheral lip seals the sealing fluid in close contact with the cylinder, but has a direction for the sealing action.
  • the outer peripheral lip acts as a kind of pressure release valve against the pressure accumulation phenomenon occurring on the back side thereof, and the pressure accumulation is released by the valve opening operation.
  • the valve is closed, the normal sealing action is performed, and when the valve is opened, the accumulated pressure is released.
  • an annular protrusion for setting a radial crushing margin is integrally provided on the outer peripheral surface of the annular base portion in the buckling (lip packing), and a pressing load is secured by a radial crushing margin by the annular protrusion. It was to be. It is sufficient that the annular protrusion is provided on at least a part of the outer peripheral surface of the annular base in the axial direction, and the pressing load can be adjusted according to the size (radial height, axial width, etc.). .
  • the following measures are taken in order to smooth the pressure accumulation releasing operation by the outer peripheral lip.
  • annular protrusion As described above, if the annular protrusion is integrally provided on the outer peripheral surface of the annular base portion of the lip packing, this annular protrusion becomes a weir (seal dam), and the pressure accumulation on the back side of the lip packing may not reach the outer peripheral lip. Concerned. Therefore, in the present invention, a flow path is provided in the annular protrusion, and the accumulated pressure reaches the outer peripheral lip through the flow path.
  • the channel may have a groove shape extending in the axial direction on the annular protrusion, or a hole shape penetrating the annular protrusion and extending in the axial direction.
  • the lip packing has a shape in which an inner peripheral lip and an outer peripheral lip are integrally provided at one end of the annular base in the axial direction.
  • the packing is a known sealing element.
  • the radial crushing margin is generally set at the groove bottom between both lips.
  • the crushing allowance is set at the groove bottom in this way, the crushing allowance of the outer peripheral lip is set.
  • the elastic deformation is restricted and the outer peripheral lip cannot be smoothly opened and closed. Therefore, in the present invention, the annular protrusion and the outer peripheral lip tip of the lip packing are in close contact with the cylinder, and the lip base end and the annular base are not in close contact with the cylinder, so that there is no radial crushing allowance at the groove bottom between both lips.
  • the outer peripheral lip since the outer peripheral lip is not restrained by the crushing margin, the outer peripheral lip can be easily opened and closed.
  • the lip base end portion and the annular base portion may be in contact with the cylinder in a state where the contact surface pressure is zero because it is not necessary to generate a radial crushing margin at the groove bottom portion.
  • Conventional U-packing generally has a shape in which the inner peripheral lip and the outer peripheral lip open in a trumpet shape in its cross-sectional shape. With such a shape, the U-packing is placed on the outer periphery of the seal ring. Since the annular base is lifted by the inner peripheral lip in the mounted state, a radial clearance is generated between the annular base and the seal ring. Therefore, when the pressure accumulation increases, the U-packing is first elastically deformed so as to eliminate this gap, and the opening operation of the outer peripheral lip is delayed by this amount, making it difficult to control the opening timing.
  • the inner peripheral surface of the annular base portion and the inner peripheral surface of the inner peripheral lip in the lip packing are formed into an axially straight cylindrical surface over the entire axial length from the beginning. Since the radial gap is not generated, the opening timing can be easily controlled. Further, such a shape also has an advantage that the radial pressing load by the annular protrusion is easily transmitted to the seal ring.
  • the sealing device of the present invention may be mounted in an annular mounting groove provided on the inner peripheral surface of the shaft hole of the cylinder.
  • a flow path is provided in the end face part of the seal ring and / or the side face part of the mounting groove, and the pressure accumulation reaches the outer peripheral lip through this flow path.
  • the channel generally has a groove shape extending in the radial direction.
  • the sealing device of the present invention can be used for a pump device, and is particularly used for the pump device described in claim 7.
  • the seal ring and the buckling constitute a sealing device
  • the sealing device and the seal member constitute a sealing mechanism.
  • the present invention has the following effects.
  • the buckling is constituted by a lip packing, and this lip packing is directed to a space on one axial side. It has a sealing action to release pressure accumulation. Therefore, the pressure accumulation phenomenon that occurs in the space on the other axial side of the sealing device can be eliminated or reduced.
  • the annular protrusion is provided with a channel for introducing the accumulated pressure to the outer peripheral lip in a part of the circumference, the annular protrusion does not hinder the flow of the accumulated pressure. If the channel is in the shape of a groove provided on the outer peripheral surface of the annular protrusion, processing is easy.
  • the sealing device of the present invention when used as a shaft seal of a pump device such as a brake control pump device in a vehicle such as an automobile, the above effects can be obtained in these seals or pump devices.
  • FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views taken along a line CC in FIG. 2, in which FIG. 2A is a diagram illustrating a shape of a flow channel in a free state before mounting, and FIG. It is sectional drawing which shows the other example of a flow path, Comprising: (A) is a figure which shows the shape of the flow path in a free state before mounting
  • Sectional drawing which shows U packing which concerns on a comparative example Comprising: (A) is a figure which shows the state before a pressure action, (B) is a figure which shows the state in which the pressure is acting Sectional drawing of the principal part of the sealing device which concerns on the other Example of this invention. Sectional drawing of the principal part of the pump apparatus which concerns on the Example of this invention. Sectional drawing of the principal part of the pump apparatus which concerns on a comparative example Sectional drawing of the principal part of the pump apparatus which concerns on a prior art example Sectional drawing of the principal part of the sealing device which concerns on a prior art example
  • the present invention includes the following embodiments.
  • a flow path (slit, through hole) for introducing the accumulated pressure into the lip portion is set in the protrusion on the waist so that the accumulated pressure is not sealed at the crushing margin of the waist.
  • the lip packing is generally set to have a crushing margin at the groove bottom, but the lip packing of the present invention does not have a crushing margin at the groove bottom in order to improve the pressure accumulation release function.
  • Set. (5) By making the inner peripheral side that contacts the seal ring of the lip packing into a cylindrical inner peripheral surface that is straight in the axial direction, the inner peripheral side can be brought into stable contact with the seal ring. This facilitates the operation of the outer peripheral lip when the accumulated pressure is generated, and the accumulated pressure releasing effect can be obtained stably. Further, by flattening the inner peripheral side, it is possible to efficiently transmit the surface pressure due to the waist protrusion to the seal ring.
  • the axial length of the outer lip of the lip packing By making the axial length of the outer lip of the lip packing shorter than the axial length of the inner lip, the accumulated pressure can be released smoothly without hindering the accumulated pressure releasing operation from the outer lip. . (7)
  • For the lip packing set the lip thin and long so that the opening operation moves smoothly when pressure accumulation occurs.
  • the lip packing has a rubber hardness of 60 ° to 80 ° (rubber hardness Hs; measured with a type A durometer in accordance with JIS K6253) so that the opening operation moves smoothly when pressure accumulation occurs and pressure resistance is secured. ).
  • EPDM Since the lip packing is used for a brake pump, EPDM that is resistant to brake fluid is used.
  • the rotation stopper may be a combination of a notch and a pin, a key, a flange as described in Patent Document 1, a width across flats, a plurality of grooves, and the like.
  • FIG. 1 shows a cross section of a main part of a sealing device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows an enlarged cross-sectional view of a main part of a lip packing 22 as a back ring 21 provided in the sealing device 1
  • FIG. 3 shows a cross-section along the line CC in FIG.
  • the sealing device 1 according to the embodiment is used together with an atmosphere side seal member or the like as a shaft seal of a brake control pump device in a vehicle such as an automobile, and is configured as follows.
  • the left direction is one of the axial directions and the sealed fluid side
  • the right direction is the other axial direction and the atmosphere side.
  • the sealing device 1 is mounted between a cylinder (housing) 53 and a shaft 60 inserted through the shaft hole of the cylinder 53 and sealed from one axial space A to the other axial space (intermediate chamber) B.
  • the seal ring 11 is arranged to prevent fluid from leaking and is arranged in a state of being prevented from rotating around the inner periphery of the shaft hole of the cylinder 53, and slidably comes into close contact with the peripheral surface of the shaft 60, and the seal ring 11 and a lip packing 22 as a back ring 21 that seals between the seal ring 11 and the cylinder 53. Since the annular mounting groove 64 is provided on the inner peripheral surface of the shaft hole of the cylinder 53, the sealing device 1 is mounted in the mounting groove 64.
  • the seal ring 11 is formed into a cylindrical shape by a predetermined resin material, has a sliding surface 12 with respect to the shaft 60 on its inner peripheral surface, and has an annular holding groove 13 for holding the lip packing 22 on the outer peripheral surface. is doing. Further, a notch 14 in a part on the circumference is provided at one end portion in the axial direction, and the rotation is prevented by engaging a rotation preventing member 65 such as a pin standing on the cylinder 53 with the notch 14.
  • the resin material of the seal ring 11 is preferably PTFE, and may be PA, PFA, PEEK, POM, PPS, or the like.
  • the lip packing 22 is formed in a ring shape from a predetermined rubber-like elastic body, for example, EPDM rubber, and has an annular base portion 23 having a substantially rectangular cross section, and an inner peripheral lip 24 and an outer peripheral portion at one axial end of the annular base portion 23.
  • a lip 25 is provided integrally.
  • An annular protrusion 26 for setting a radial crushing margin D is integrally provided on the outer peripheral surface of the annular base 23 and on the other end in the axial direction.
  • the sliding surface 12 on the inner peripheral surface of the seal ring 11 is slidably in close contact with the peripheral surface of the shaft 60, and the seal ring 11 and the shaft Between 60 is sealed. Further, the outer peripheral lip 25 of the lip packing 22 is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 53 at the tip end portion 25a, and the gap between the lip packing 22 and the cylinder 53 is sealed. Further, since the annular protrusion 26 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 53 and the radial crushing margin D is generated, the lip packing 22 is brought into close contact with the seal ring 11 and the gap between the lip packing 22 and the seal ring 11 is sealed. Since the crushing allowance D due to the annular protrusion 26 reaches the seal ring 11, the seal ring 11 comes into close contact with the peripheral surface of the shaft 60 with an appropriate contact surface pressure.
  • the outer peripheral lip 25 is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 53 and seals the sealing fluid.
  • the outer peripheral lip 25 has directionality with respect to the sealing action.
  • the pressure is released from the cylinder 53, thereby releasing the accumulated pressure.
  • Accumulated pressure is generated in a space (intermediate chamber) B between the sealing device 1 and the atmosphere-side sealing member. Therefore, according to the sealing device 1, by releasing the pressure accumulation in the space B, leakage from the atmosphere-side seal member to the outside of the pump and deterioration of the sealing performance of the atmosphere-side seal member can be prevented.
  • the frequency limit can be relaxed.
  • the following configuration is added in order to facilitate the pressure accumulation opening operation by the outer peripheral lip 25.
  • annular protrusion 26 is integrally provided on the outer peripheral surface of the annular base 23 in the lip packing 22 as described above, the annular protrusion 26 is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 53 over the entire circumference. There is a concern that the accumulated pressure in the space B does not reach the outer peripheral lip 25 due to (seal dam). Therefore, in the sealing device 1, the annular protrusion 26 is provided with a flow path 27 penetrating in the axial direction, and the accumulated pressure reaches the outer peripheral lip 25 through the flow path 27. As shown in FIG. 3, the flow path 27 is provided as a groove-shaped flow path formed on the outer peripheral surface of the annular protrusion 26.
  • the flow path 27 may have a through-hole shape as shown in FIG. .
  • the flow path 27 is provided at one place on the circumference or at a plurality of places. 3 and 4, each figure (A) shows the shape of the flow path 27 in the free state before installation. When this is installed in the cylinder 53, each figure (B) ), But after the deformation, the cavity is secured and the accumulated pressure can pass.
  • the lip packing 22 Since the lip packing 22 has a shape in which an inner peripheral lip 24 and an outer peripheral lip 25 are integrally provided at one end of the annular base 23 in the axial direction, the lip packing 22 is referred to as a U packing because of its cross-sectional shape. There is also.
  • a radial crushing margin is generally set at the groove bottom portion 28 between the lips 24, 25. When the crushing margin is set at the groove bottom portion 28 in this way, the outer peripheral lip 25 is There is a concern that smooth opening and closing cannot be performed.
  • the base end portion 25 b and the annular base portion 23 of the outer peripheral lip 25 are not in close contact with the cylinder 53 while the annular protrusion 26 in the lip packing 22 and the distal end portion 25 a of the outer peripheral lip 25 are in close contact with the cylinder 53. It is set to have no radial crushing margin of the groove bottom portion 28 between both lips 24, 25. According to this, the outer peripheral lip 25 is not restrained by the crushing margin, so that the outer peripheral lip 25 is easily opened and closed.
  • the outer diameter of the annular protrusion 26 and the outer peripheral lip tip 25a is set larger than the inner diameter of the cylinder 53, but the outer diameter of the outer peripheral lip base 25b and the annular base 23 is the inner diameter of the cylinder 53. It is set to a size less than the dimension.
  • the conventional U packing 111 generally has a shape in which the inner peripheral lip 112 and the outer peripheral lip 113 open in a trumpet shape in its cross-sectional shape, With such a shape, the annular base 114 is lifted by the inner peripheral lip 112 in a state where the U packing 111 is mounted on the outer periphery of the seal ring 11, so that a radial clearance 115 is generated between the annular base 114 and the seal ring 11. To do. Therefore, as shown in FIG. 5B, when the pressure accumulation increases, the U-packing 111 is first elastically deformed so as to eliminate the gap 115, and the opening operation of the outer peripheral lip 113 is delayed by this amount. It becomes difficult to control.
  • the inner peripheral surface 23 a of the annular base 23 and the inner peripheral surface 24 a of the inner peripheral lip 24 in the lip packing 22 are formed from the beginning into an axially straight cylindrical surface over the entire axial length. According to this, since the radial gap does not occur from the beginning, the opening timing can be easily controlled. Further, with such a shape, the radial pressing load by the annular protrusion 26 is easily transmitted to the seal ring 11.
  • the axial length L 1 of the outer peripheral lip 25 in the lip packing 22 is set to be shorter than the axial length L 2 of the inner peripheral lip 24 (L 1 ⁇ L 2 ). It is configured to smoothly open. That is, when the axial length L 1 of the outer peripheral lip 25 is longer than the axial length L 2 of the inner peripheral lip 24, the distal end portion of the outer peripheral lip 25 is opened and closed when the outer peripheral lip 25 opens and closes to release pressure accumulation. May easily interfere with the wall surface (side surface portion of the holding groove 13) 13a of the seal ring 11, and the outer peripheral lip 25 may not be smoothly opened.
  • an outer peripheral lip 25 is thin long in the lip seal 22, i.e. in particular are set such that the length L 3 of the outer peripheral lip 25 becomes more than double the thickness T (L 3 ⁇ 2T), whereby the outer peripheral lip 25 is smoothly opened.
  • the length L 3 of the outer peripheral lip 25 is less than twice its thickness T, where the material and hardness whether the lip seal 22 may be an outer peripheral lip 25 is not smoothly opening operation.
  • the rubber hardness of the lip packing 22 is set to 60 ° to 80 °, whereby the outer lip 25 is smoothly opened. Also, with this hardness, the pressure resistance of the lip packing 22 is ensured.
  • the sealing device 1 is mounted on the annular mounting groove 64 provided on the inner peripheral surface of the shaft hole of the cylinder 53 as described above, the end surface portion 11a of the seal ring 11 and the mounting groove 64 are If the side surface portion 64a is in close contact, there is a concern that the accumulated pressure in the space B does not reach the outer peripheral lip 25 due to the deadline. Therefore, in order to cope with this, in another embodiment shown in FIG. 6, a groove-like shape extending in the radial direction on the other axial end surface portion 11 a of the seal ring 11 and on the other axial side surface portion 64 a of the mounting groove 64, respectively.
  • the flow paths 15 and 66 are provided, and the pressure accumulation in the space B reaches the outer peripheral lip 25 through the flow paths 15 and 66.
  • the flow paths 15 and 66 are provided at one place on the circumference or at a plurality of places. Further, only one of the flow paths 15 and 66 may be provided.
  • the annular protrusion 26 is not limited to the outer peripheral surface of the annular base 23 of the lip packing 22, and may be provided on the inner peripheral surface of the cylinder 53 that faces the inner surface as an annular protrusion that protrudes inward.
  • the pump device 51 includes the sealing device 1 and is configured as follows.
  • the pump device 51 is configured by housing the following members in a recess formed in the cylinder 53 of the hydraulic control unit of the vehicle brake device.
  • a cylinder (first cylinder) 53 a and a cylinder (second cylinder) 53 b are arranged on both sides in the axial direction of one rotary pump mechanism 52 among a plurality of pump devices 51, and on the outer peripheral side of the rotary pump mechanism 52.
  • An annular casing 54 is arranged.
  • the cylinder 53 a, the casing 54, and the cylinder 53 b are integrated by welding the entire outer periphery or by urging in the axial direction by a spring (not shown), and house the rotary pump mechanism 52.
  • a suction side conduit 55 communicating with the suction port of the rotary pump mechanism 52 and a discharge side conduit 56 communicating with the discharge port are formed in the cylinder 53b.
  • a shaft insertion hole 57 is formed at a substantially central portion of the cylinders 53a and 53b and a cylinder (third cylinder) 53c press-fitted into the inner periphery of the cylinder 53b, and a plurality of bearings 58 (not shown) are interposed, A drive shaft 60 that is rotated by a motor 59 is rotatably supported.
  • the rotary pump mechanism 52 is fixed to the drive shaft 60 so as to rotate integrally with a key (not shown), and an inner rotor 61 having an outer tooth portion formed therein is eccentrically fitted on the inner peripheral side.
  • the outer rotor 62 is rotatably accommodated in a casing 54 disposed on the outer peripheral side.
  • the suction side conduit 55 communicates with one side of the meshing portion of the outer teeth and the inner teeth of the rotors 61 and 62
  • the discharge side conduit 56 communicates with the other side, and the rotation of the inner rotor 61 by the drive shaft 60. Accordingly, the outer rotor 62 also rotates, and the rotary pump mechanism 52 sucks and discharges fluid by the change in the volume of the meshing space between the rotors 61 and 62.
  • a seal ring 11 is disposed on the inner periphery of the shaft insertion hole 57 of the cylinder 53b so as to contact the peripheral surface of the drive shaft 60 in a fluid-tight manner.
  • a lip packing (lip seal) 22 which is a back ring 21 that seals between the seal ring 11 and the shaft insertion hole 57 of the cylinder 53 b, is disposed on the outer periphery of the seal ring 11.
  • a seal member 63 which is a known U-packing or oil seal, is disposed on the inner periphery of the opening end of the shaft insertion hole 57, and the seal member 63 is slidably in close contact with the drive shaft 60 on the inner periphery thereof.
  • An intermediate chamber B is formed between the seal ring 11 and the lip packing 22 and the seal member 63 in the axial direction.
  • a space A is formed between the seal ring 11 and the lip packing 22 and the rotary pump mechanism 52 on the opposite side of the intermediate chamber B across the seal ring 11 and the lip packing 22 in the axial direction. It communicates with the pipeline 55.
  • the rotors 61 and 62 and the cylinders 53a and 53b are in close contact with each other in the axial direction.
  • the rotors 61 and 62 rotate while being in sliding contact with the cylinders 53a and 53b.
  • the fluid passes between the bearings 58 and flows into the space A around the drive shaft 60.
  • fluid also flows into the space A from the suction side pipe 55.
  • the drive shaft 60 rotates, the fluid around the drive shaft 60 reaches the intermediate chamber B through the gap between the drive shaft 60 and the seal ring 11, although only a small amount, due to the film pressure phenomenon.
  • the operating frequency of the pump device 51 increases, the amount of fluid sent from the space A to the intermediate chamber B gradually increases due to the film pressure phenomenon, and a pressure accumulation phenomenon occurs in which the pressure in the intermediate chamber B increases.
  • a differential pressure between the internal pressure of the intermediate chamber B and the space A is a certain pressure value, for example, a value that does not impair the sealing performance of the seal member 63.
  • the lip packing 22 is configured such that the outer peripheral lip 25 is pushed by the internal pressure of the intermediate chamber B and is separated from the cylinder 53c, the pressure accumulation in the intermediate chamber B can be released to the space A, and the use frequency is limited. Therefore, the pump device 51 can be operated.
  • the buckling 21 remains the conventional squeeze packing 103 and penetrates the cylinder 53 c to connect the space B and the suction side pipe 55.
  • a check valve 68 that is energized by a spring 69 provided in the cylinder 53c to set a predetermined valve opening pressure.
  • this configuration similar to the sealing device 1 above, by releasing the pressure accumulation in the space B, leakage from the atmosphere side seal member 63 to the outside of the pump device 51 and deterioration of the sealing performance of the atmosphere side seal member 63 are achieved. This can prevent the restriction on the frequency of use of the pump device 51.
  • the sealing device 1 does not make the cylinder 53 complicated and does not increase the size in the radial direction, and the accumulated pressure in the space B is applied to the lip packing 22 that seals between the shaft 60 and the cylinder 53. It is excellent in that it has a function to open the door and simplifies the configuration.

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Abstract

　蓄圧開放機能を備える密封装置を提供することを目的とする。この目的を達成するため、シールリングおよびバックリングの組み合わせよりなり、バックリングは、内周リップおよび外周リップを環状基部の軸方向一方の端部に備えるとともに当該バックリングに径方向つぶし代を設定するための環状突起を環状基部の外周面に備えたリップパッキンよりなる。外周リップは、シリンダに密接して密封流体を密封するとともに軸方向他方の空間に蓄圧現象が生じたときにその圧力に押されてシリンダから離間し蓄圧を開放する機能を有する。環状突起には、蓄圧を外周リップへ導入するための流路が設けられている。

Description

密封装置およびこれを用いるポンプ装置
　本発明は、密封技術に係る密封装置と、この密封装置を用いるポンプ装置とに関するものである。本発明の密封装置は例えば、自動車等車両におけるポンプ装置用軸シールとして用いられる。また本発明の密封装置はこのほか、回転・往復動用の密封装置であって蓄圧開放機能を必要とするものとして用いられる。
　図９に示す回転ポンプ装置５１に用いる軸シールとして従来、図１０に示す密封装置１０１が知られている。この密封装置１０１はシールリング１０２およびバックリング１０３の組み合わせよりなり、バックリング１０３としては圧縮タイプのスクイーズパッキンであるＯリングが用いられている。
　しかしながらこの従来の密封装置１０１では、ポンプ装置５１の使用頻度を高めると、シールリング１０２と軸６０との回転摺動に伴う膜圧の上昇により、吸入側管路５５から中間室Ｂ（当該密封装置１０１とその大気側に配置されるシール部材（大気側オイルシール）６３との間の空間）へ流体が圧送され、中間室Ｂに蓄圧現象が発生する可能性がある。そしてこれが解消されない場合、大気側のシール部材６３のシール性を低下させる懸念があるため、ポンプ装置５１の使用頻度が制限される。
　一方、近年、車両用ブレーキ装置において、ＡＢＳを複合的に制御することで自動車の安全性、利便性を向上させる機能（ＥＳＣ機能）が求められているが、上記従来の密封装置１０１を用いるポンプ装置５１では上記のとおり蓄圧の懸念があるため、作動頻度を高くすることが困難であり、密封装置１０１に対し蓄圧を開放する機能が必要となっている。
　　蓄圧開放機能は、これを密封装置１０１もしくは大気側シール部材６３の何れかに与えることで問題解決可能となるが、大気側シール部材６３に蓄圧開放機能を与えることは外部への油漏れとなるため、環境汚染防止のためにも密封装置１０１に対し蓄圧開放機能を与えることが求められる。
特許第３６５４０４３号公報（図６、図７） 特開２００７－２７８０８６号公報
　本発明は以上の点に鑑みて、蓄圧開放機能を備える密封装置と、これを用いるポンプ装置とを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、シリンダと前記シリンダの軸孔に挿通した軸との間に装着されて軸方向一方の空間から軸方向他方の空間へ密封流体が漏洩するのを抑制する密封装置であって、前記シリンダの軸孔内周に配置されて前記軸の周面に摺動自在に密接するシールリングと、前記シールリングの外周に配置されて前記シールリングおよびシリンダ間を密封するバックリングとを有する密封装置において、前記バックリングは、内周リップおよび外周リップを環状基部の軸方向一方の端部に備えるとともに当該バックリングに径方向つぶし代を設定するための環状突起を前記環状基部の外周面に備えたリップパッキンよりなり、前記外周リップは、前記シリンダに密接して前記密封流体を密封するとともに前記軸方向他方の空間に蓄圧現象が生じたときにその圧力に押されて前記シリンダから離間し前記蓄圧を開放する機能を有し、前記環状突起には、前記蓄圧を前記外周リップへ導入するための流路が設けられていることを特徴とする。
　また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記流路は、溝状流路であることを特徴とする。
　また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１または２記載の密封装置において、前記リップパッキンにおける環状突起および外周リップ先端部がシリンダに密接した状態で外周リップ基端部および環状基部はシリンダに密接しないことにより両リップ間の溝底部の径方向つぶし代を持たない設定とされていることを特徴とする。
　また、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１ないし３の何れかに記載の密封装置において、前記リップパッキンにおける環状基部の内周面および内周リップの内周面が軸方向全長に亘って軸方向ストレートな円筒面状に成形されていることを特徴とする。
　また、本発明の請求項５による密封装置は、上記した請求項１ないし４の何れかに記載の密封装置において、当該密封装置を装着するための環状の装着溝が前記シリンダの軸孔内周面に設けられ、前記蓄圧を前記外周リップへ導入するための流路が前記シールリングの軸方向他方の端面部および／または前記装着溝の軸方向他方の側面部に設けられていることを特徴とする。
　また、本発明の請求項６による密封装置は、上記した請求項１ないし５の何れかに記載の密封装置において、当該密封装置は、自動車等車両におけるブレーキ制御用ポンプ装置の軸シールとして用いられることを特徴とする。
　更にまた、本発明の請求項７によるポンプ装置は、シリンダに設けた軸挿入孔に駆動軸を挿入し、前記シリンダ内に収納された回転式ポンプ機構を前記駆動軸を介して駆動して流体を吸入・吐出し、吐出される流体の圧力を上昇させるためのポンプ装置であって、前記軸挿入孔の内周に液密的に配置されて前記駆動軸の周面に摺動自在に密接するシールリングと、該シールリングの外周に配置されて前記シールリングおよび前記シリンダ間を密封するバックリングと、前記軸挿入孔の開口端内周に液密的に配置されて前記駆動軸の周面に摺動自在に密接するとともに前記シールリングおよび前記バックリングとの間に中間室を形成するシール部材とからなる密封機構が前記ポンプ機構と前記軸挿入孔の開口端との間に配設されてなるポンプ装置において、前記バックリングは、内周リップおよび外周リップを環状基部の軸方向一方の端部に備えるとともに当該バックリングに径方向つぶし代を設定するための環状突起を前記環状基部の外周面に備えたリップパッキンよりなり、前記外周リップは、前記シリンダに密接して流体を密封するとともに前記中間室に蓄圧現象が生じたときにその圧力に押されて前記シリンダから離間し前記蓄圧を前記ポンプ機構と前記シールリングおよび前記リップパッキンとの間の空間に開放する機能を有し、前記環状突起には、前記蓄圧を前記外周リップへ導入するための流路が設けられていることを特徴とする。
　上記構成を有する本発明の密封装置は、シールリングおよびバックリングの組み合わせよりなり、このうち後者のバックリングが従来のようにスクイーズパッキンではなくリップパッキンによって構成され、すなわち環状基部の軸方向一方の端部に内周リップおよび外周リップを一体に備えるリップパッキンによって構成されている。外周リップは、シリンダに密接して密封流体を密封するものであるが、その密封作用について方向性を備えており、背面方向から蓄圧が作用すると圧力に押されてシリンダから離間し、このとき蓄圧を開放する機能を発揮する。したがって外周リップはその背面側に生じる蓄圧現象に対し一種の圧力開放弁として作用するものであって、その開弁動作によって蓄圧を開放する。弁閉時が通常の密封作用時、弁開時が蓄圧開放時である。
　尚、バックリングとして従来のスクイーズパッキンをリップパッキンに変更すると、バックリングがシールリングを軸へ押し付ける力（押し付け荷重）が低下することが懸念される。そこで本発明では、バックリング（リップパッキン）における環状基部の外周面に径方向つぶし代を設定するための環状突起を一体に備える構成とし、この環状突起による径方向つぶし代によって押し付け加重を確保することにした。環状突起は環状基部の外周面の少なくとも軸方向一部に設ければ十分であり、その大きさ（径方向高さや軸方向幅など）に応じて押し付け荷重の大小を調整することが可能である。
　また、本発明では、上記外周リップによる蓄圧開放動作を円滑にするため、以下のような工夫が施されている。
（１）　上記したようにリップパッキンにおける環状基部の外周面に環状突起を一体に備えると、この環状突起が堰（シールダム）となって、リップパッキン背面側の蓄圧が外周リップに達しないことが懸念される。そこで本発明では、環状突起に流路を設け、この流路を通って蓄圧が外周リップに達する構成とした。流路は環状突起上を軸方向に延びる溝形状でも良いし、環状突起を貫通して軸方向に延びる孔形状でも良い。
（２）　上記リップパッキンは、環状基部の軸方向一方の端部に内周リップおよび外周リップを一体に備える形状であるので、その断面形状からしてＵパッキンと称されることもあり、Ｕパッキンは公知の密封要素である。しかしながら従来のＵパッキンは、両リップ間の溝底部に径方向つぶし代が設定されるのが一般であるところ、このように溝底部につぶし代が設定されると、このつぶし代によって外周リップの弾性変形が規制され、外周リップが円滑に開閉動作し得ないことが懸念される。そこで本発明では、リップパッキンにおける環状突起および外周リップ先端部がシリンダに密接した状態でリップ基端部および環状基部はシリンダに密接しないことにより両リップ間の溝底部の径方向つぶし代を持たない設定とされており、これによれば、つぶし代によって外周リップが拘束されないため、外周リップが開閉動作しやすくなる。尚、ここでリップ基端部および環状基部は、溝底部に径方向つぶし代を発生させなければ良いので、接触面圧零の状態でシリンダに接触するものであっても良い。
（３）　従来のＵパッキンは、内周リップおよび外周リップがその断面形状においてラッパ状に開く形状であるのが一般であるところ、このような形状であると、Ｕパッキンをシールリングの外周に装着した状態で内周リップによって環状基部が持ち上げられるので、環状基部およびシールリング間に径方向隙間が発生する。したがって蓄圧が高まるとＵパッキンは先ずはこの隙間を無くすように弾性変形し、この分、外周リップの開放動作が遅れることになり、開放のタイミングの制御が困難となる。そこで本発明では、リップパッキンにおける環状基部の内周面および内周リップの内周面は当初から軸方向全長に亘って軸方向ストレートな円筒面状に成形されており、これによれば当初から径方向隙間が生じないために、開放のタイミングの制御が容易となる。また、このような形状であれば、上記環状突起による径方向押し付け加重がシールリングに伝わりやすい利点もある。
（４）　本発明の密封装置は、シリンダの軸孔内周面に設けた環状の装着溝に装着される場合があり、この場合シールリングの端面部と装着溝の側面部とが密接すると、ここで締め切りとなってリップパッキン背面側の蓄圧が外周リップに達しないことが懸念される。そこで本発明では、シールリングの端面部および／または装着溝の側面部に流路を設け、この流路を通って蓄圧が外周リップに達する構成とした。流路は一般に径方向に延びる溝形状となる。
　本発明の密封装置は、ポンプ装置に用いることが可能であり、特に上記請求項７に記載したポンプ装置に用いられる。請求項７に記載したポンプ装置においては、シールリングおよびバックリングが密封装置を構成し、該密封装置およびシール部材が密封機構を構成している。
　本発明は、以下の効果を奏する。
　すなわち、本発明においては上記したように、シールリングおよびバックリングの組み合わせよりなる密封装置またはこれを用いるポンプ装置において、バックリングがリップパッキンによって構成され、このリップパッキンが軸方向一方側の空間へ蓄圧を開放する密封作用を備えている。したがって密封装置の軸方向他方側の空間に発生する蓄圧現象を解消もしくは低減させることができる。これにより、ポンプ等密封装置装着機器の密封装置と、軸方向他方側にある例えば大気側シール部材との間の蓄圧現象を開放することで、密封流体の大気側シール部材からポンプ外部への漏れおよび大気側シール部材のシール性低下を防止でき、ポンプ等密封装置装着機器の使用頻度の制限を緩和することができる。また、リップパッキンにおける環状基部の外周面に径方向つぶし代を設定するための環状突起が一体に備えられているために、この環状突起による径方向つぶし代によって、シールリングを軸へ押し付ける押し付け加重を確保することができる。したがって蓄圧開放機能を備え、なおかつ優れたシール性を発揮することが可能な密封装置を提供することができる。環状突起には蓄圧を外周リップへ導入するための流路が円周上一部に設けられているため、環状突起が蓄圧の流れを阻害することはない。流路は、環状突起の外周面に設ける溝状であると、加工が容易である。
　またこれに加えて、内周リップおよび外周リップ間の溝底部の径方向つぶし代を持たない設定とされること、リップパッキンにおける環状基部の内周面および内周リップの内周面が軸方向全長に亘って軸方向ストレートな円筒面状に成形されること、ならびに蓄圧を外周リップへ導入するための流路がシールリングの軸方向他方の端面部および／または装着溝の軸方向他方の側面部に設けられることなどによって、外周リップの開閉による蓄圧開放動作を円滑化させることができる。
　また、本発明の密封装置が自動車等車両におけるブレーキ制御用ポンプ装置等のポンプ装置の軸シールとして用いられる場合には、これらのシールないしポンプ装置において上記の効果を得ることができる。
本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図 同密封装置に備えられるリップパッキンの要部拡大断面図 図２におけるＣ－Ｃ線断面図であって、（Ａ）は装着前自由状態における流路の形状を示す図、（Ｂ）は装着後変形状態における流路の形状を示す図 流路の他の例を示す断面図であって、（Ａ）は装着前自由状態における流路の形状を示す図、（Ｂ）は装着後変形状態における流路の形状を示す図 比較例に係るＵパッキンを示す断面図であって、（Ａ）は圧力作用前の状態を示す図、（Ｂ）は圧力が作用している状態を示す図 本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の実施例に係るポンプ装置の要部断面図 比較例に係るポンプ装置の要部断面図 従来例に係るポンプ装置の要部断面図 従来例に係る密封装置の要部断面図
　本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）　シール（密封装置）のバックリングをスクイーズタイプからリップパッキン（ゴム製リップパッキン）に変更することで、蓄圧発生時にはリップが開き、蓄圧を開放することが可能となる。
（２）　大気側の溝壁面もしくはシールリング（樹脂製シールリング）の大気側に流路（スリット、貫通孔）を設定することで、溝壁面とシールリングでシールして蓄圧してしまうことを避け、リップパッキンへ向けて圧力を逃がすことができる。
（３）　バックリングをリップパッキンとすることで、バックリングによるシールリング内周面への面圧が低下するため、腰部（環状基部）につぶし代を有する突起を付けて、面圧を補う。但し、腰部のつぶし代で蓄圧をシールしてしまわないように、腰部の突起には蓄圧をリップ部に導入するための流路（スリット、貫通孔）を設定する。
（４）　リップパッキンは、耐久性を考慮して一般に溝底につぶし代を持たせる設定とするが、本発明のリップパッキンは、蓄圧開放機能を向上させるために溝底につぶし代を持たない設定とする。
（５）　リップパッキンのシールリングと接触する内周側を軸方向にストレートな円筒内周面とすることで、内周側がシールリングに安定して接触させることが可能となる。これにより蓄圧発生時に外周リップが作動しやすくなり、安定して蓄圧開放効果が得られるようになる。また、内周側を平坦とすることで、腰部突起による面圧をシールリングに効率的に伝えることが可能となる。
（６）　リップパッキンの外周リップの軸方向長さを内周側リップの軸方向長さよりも短くすることで、外周リップからの蓄圧開放動作を妨げることなく、スムーズに蓄圧の開放が可能になる。
（７）　リップパッキンは、蓄圧発生時に開放動作がスムーズに動くよう、リップを薄く長く設定する。
（８）　リップパッキンは、蓄圧発生時に開放動作がスムーズに動き、また耐圧性も確保できるよう、ゴム硬度を６０°～８０°（ゴム硬度Ｈｓ；ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠し、タイプＡデュロメーターで測定した）に設定する。
（９）　リップパッキンは、ブレーキ用ポンプに使用するため、ブレーキフルードに耐性のあるＥＰＤＭを用いる。
（１０）シールリングに回り止めを設定することで、パッキンには回転方向の動きが伝わらないため、リップの摩耗・破損等が生じず、長寿命化することができる。尚、回り止めは、切欠およびピンの組み合わせの他、キーによるものや、上記特許文献１に記載のあるようなフランジ、二面幅、複数溝等でも良い。
　つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
　図１は、本発明の実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。また図２は、同密封装置１に備えられるバックリング２１としてのリップパッキン２２の要部拡大断面を示し、図３は図２におけるＣ－Ｃ線断面を示している。当該実施例に係る密封装置１は、自動車等車両におけるブレーキ制御用ポンプ装置の軸シールとして大気側シール部材等とともに用いられるものであって、以下のように構成されている。図の左方向が軸方向一方であって密封流体側、右方向が軸方向他方であって大気側である。
　すなわち当該密封装置１は、シリンダ（ハウジング）５３とこのシリンダ５３の軸孔に挿通した軸６０との間に装着されて軸方向一方の空間Ａから軸方向他方の空間（中間室）Ｂへ密封流体が漏洩するのを抑制するものであって、シリンダ５３の軸孔内周に回り止めされた状態で配置されて軸６０の周面に摺動自在に密接するシールリング１１と、このシールリング１１の外周に配置されてシールリング１１およびシリンダ５３間を密封するバックリング２１としてのリップパッキン２２とを有している。シリンダ５３の軸孔内周面には環状の装着溝６４が設けられているので、当該密封装置１はこの装着溝６４内に装着されている。
　シールリング１１は、所定の樹脂材料によって円筒状に成形され、その内周面に軸６０に対する摺動面１２を有し、外周面にリップパッキン２２を保持するための環状の保持溝１３を有している。また軸方向一方の端部に円周上一部の切欠１４が設けられ、この切欠１４にシリンダ５３に立設したピン等の回り止め部材６５が係合することにより回り止めがなされている。シールリング１１の樹脂材料としては、ＰＴＦＥが望ましく、ＰＡ、ＰＦＡ、ＰＥＥＫ、ＰＯＭまたはＰＰＳ等であっても良い。
　リップパッキン２２は、所定のゴム状弾性体たとえばＥＰＤＭゴムによって環状に成形され、断面略矩形状の環状基部２３を有し、この環状基部２３の軸方向一方の端部に内周リップ２４および外周リップ２５が一体に設けられている。また環状基部２３の外周面であって軸方向他方の端部に、径方向つぶし代Ｄ（図２参照）を設定するための環状突起２６が一体に設けられている。
　上記構成のシールリング１１およびリップパッキン２２が組み合わされて装着されると、シールリング１１の内周面の摺動面１２が軸６０の周面に摺動自在に密接し、シールリング１１および軸６０間がシールされる。またリップパッキン２２の外周リップ２５がその先端部２５ａでシリンダ５３の内周面に密接し、リップパッキン２２およびシリンダ５３間がシールされる。また環状突起２６がシリンダ５３の内周面に密接して径方向つぶし代Ｄが発生するので、リップパッキン２２がシールリング１１に密接し、リップパッキン２２およびシールリング１１間がシールされる。環状突起２６によるつぶし代Ｄはシールリング１１に及ぶので、シールリング１１が適切な接触面圧をもって軸６０の周面に密接する。
　外周リップ２５は、上記したようにシリンダ５３の内周面に密接して密封流体を密封するが、その密封作用について方向性を備えるものであって、背面方向から蓄圧が作用すると圧力に押されてシリンダ５３から離間し、これにより蓄圧を開放する。蓄圧は当該密封装置１と大気側シール部材との間の空間（中間室）Ｂに発生する。したがって当該密封装置１によれば、空間Ｂの蓄圧を開放することで、大気側シール部材からポンプ外部への漏れおよび大気側シール部材のシール性低下を防止でき、ポンプ等密封装置装着機器の使用頻度の制限を緩和することができる。
　また、当該密封装置１では、上記外周リップ２５による蓄圧開放動作を円滑化するため、以下の構成が付加されている。
（１）　上記したようにリップパッキン２２における環状基部２３の外周面に環状突起２６が一体に設けられると、この環状突起２６が全周に亘ってシリンダ５３の内周面に密接することにより堰（シールダム）となって、空間Ｂの蓄圧が外周リップ２５に達しないことが懸念される。そこで当該密封装置１では、環状突起２６に軸方向に貫通する流路２７が設けられ、この流路２７を通って蓄圧が外周リップ２５に達する構成とされている。図３に示すように流路２７は、環状突起２６の外周面に形成された溝状流路として設けられているが、このほか図４に示すような貫通孔状のものであっても良い。流路２７は円周上一箇所にまたは複数個所に設けられている。尚、図３および図４において、各図（Ａ）は装着前自由状態における流路２７の形状を示しており、これがシリンダ５３に装着されると径方向つぶし代Ｄの関係で各図（Ｂ）に示すように変形するが、変形後も空洞部が確保されて蓄圧が通過可能とされている。
（２）　上記リップパッキン２２は、環状基部２３の軸方向一方の端部に内周リップ２４および外周リップ２５を一体に備える形状であるので、その断面形状からしてＵパッキンと称されることもある。従来のＵパッキンは両リップ２４，２５間の溝底部２８に径方向つぶし代が設定されるのが一般であるところ、このように溝底部２８につぶし代が設定されると、外周リップ２５が円滑に開閉動作し得ないことが懸念される。そこで当該密封装置１では、リップパッキン２２における環状突起２６および外周リップ２５の先端部２５ａがシリンダ５３に密接した状態で外周リップ２５の基端部２５ｂおよび環状基部２３はシリンダ５３に密接しないことにより両リップ２４，２５間の溝底部２８の径方向つぶし代を持たない設定とされており、これによれば、つぶし代によって外周リップ２５が拘束されないため、外周リップ２５が開閉動作しやすくなる。このため、環状突起２６および外周リップ先端部２５ａの外径寸法はシリンダ５３の内径寸法よりも大きく設定されているが、外周リップ基端部２５ｂおよび環状基部２３の外径寸法はシリンダ５３の内径寸法以下の大きさに設定されている。
（３）　比較例として図５（Ａ）に示すように、従来のＵパッキン１１１は、内周リップ１１２および外周リップ１１３がその断面形状においてラッパ状に開く形状であるのが一般であるところ、このような形状であると、Ｕパッキン１１１をシールリング１１の外周に装着した状態で内周リップ１１２によって環状基部１１４が持ち上げられるので、環状基部１１４およびシールリング１１間に径方向隙間１１５が発生する。したがって同図（Ｂ）に示すように、蓄圧が高まるとＵパッキン１１１は先ずはこの隙間１１５を無くすように弾性変形し、この分、外周リップ１１３の開放動作が遅れることになり、開放のタイミングの制御が困難となる。そこで当該密封装置１では、リップパッキン２２における環状基部２３の内周面２３ａおよび内周リップ２４の内周面２４ａが当初から軸方向全長に亘って軸方向ストレートな円筒面状に成形されており、これによれば当初から径方向隙間が生じないため、開放のタイミングの制御が容易となる。また、このような形状であれば、環状突起２６による径方向押し付け加重がシールリング１１に伝わりやすい。
（４）　リップパッキン２２における外周リップ２５の軸方向長さＬ１が内周リップ２４の軸方向長さＬ２よりも短く設定されており（Ｌ１＜Ｌ２）、これにより外周リップ２５が円滑に開放動作する構成とされている。すなわち外周リップ２５の軸方向長さＬ１が内周リップ２４の軸方向長さＬ２よりも長い場合には、蓄圧開放のために外周リップ２５が開閉する際に、外周リップ２５の先端部がシールリング１１の壁面（保持溝１３の側面部）１３ａと干渉しやすくなり、外周リップ２５が円滑に開放動作しないことがある。これに対し、外周リップ２５の軸方向長さＬ１が内周リップ２４の軸方向長さＬ２よりも短く設定されていれば、蓄圧作用時、内周リップ２４がシールリング１１の壁面１３ａと先に当たり、外周リップ２５が変形するためのスペースが確保され、外周リップ２５がシールリング１１の壁面１３ａと干渉することがない。
（５）　リップパッキン２２における外周リップ２５が薄く長く形成され、すなわち具体的には外周リップ２５の長さＬ３がその肉厚Ｔの２倍以上となるように設定されており（Ｌ３≧２Ｔ）、これにより外周リップ２５が円滑に開放動作する構成とされている。外周リップ２５の長さＬ３がその肉厚Ｔの２倍未満である場合には、リップパッキン２２の材質や硬度如何によっては外周リップ２５が円滑に開放動作しないことがある。
（６）　リップパッキン２２のゴム硬度が６０°～８０°に設定されており、これにより外周リップ２５が円滑に開放動作する構成とされている。またこの硬度であればリップパッキン２２の耐圧性も確保される。
　また、上記したように当該密封装置１は、シリンダ５３の軸孔内周面に設けた環状の装着溝６４に装着されるものであるために、シールリング１１の端面部１１ａと装着溝６４の側面部６４ａとが密接すると、ここで締め切りとなって空間Ｂの蓄圧が外周リップ２５に達しないことが懸念される。そこでこれに対処するため、図６に示す他の実施例では、シールリング１１の軸方向他方の端面部１１ａおよび装着溝６４の同じく軸方向他方の側面部６４ａにそれぞれ径方向に延びる溝状の流路１５，６６が設けられ、この流路１５，６６を通って空間Ｂの蓄圧が外周リップ２５に達する構成とされている。流路１５，６６は円周上一箇所にまたは複数個所に設けられている。また流路１５，６６は何れか一方のみであっても良い。
　尚、環状突起２６は、リップパッキン２２の環状基部２３の外周面に限らず、シリンダ５３の対向する内周面に、内側へ突出する環状突起として設けても良い。
　つぎに、本発明の実施例に係るポンプ装置５１を説明する。当該実施例に係るポンプ装置５１は上記密封装置１を備えるものであって、以下のように構成されている。
　すなわち図７に示すように、車両用ブレーキ装置の液圧制御ユニットのシリンダ５３に形成された凹部内に以下に示す部材を収容してポンプ装置５１が構成されている。ポンプ装置５１の複数のうち１つの回転式ポンプ機構５２の軸方向両側にはシリンダ（第一シリンダ）５３ａとシリンダ（第二シリンダ）５３ｂとが配置され、回転式ポンプ機構５２の外周側には環状のケーシング５４が配置されている。シリンダ５３ａ、ケーシング５４およびシリンダ５３ｂは外周全周の溶接または不図示のバネによる軸方向の付勢などにより一体化されて、回転式ポンプ機構５２を収納している。さらにシリンダ５３ｂには回転式ポンプ機構５２の吸入ポートに連通する吸入側管路５５、および同吐出ポートに連通する吐出側管路５６が形成されている。
　シリンダ５３ａ、５３ｂおよび、シリンダ５３ｂの内周に圧入されているシリンダ（第三シリンダ）５３ｃの略中心部には軸挿入孔５７が形成され、不図示も含めて複数あるベアリング５８を介して、モータ５９より回転させられる駆動軸６０が回転自在に支持されている。
　回転式ポンプ機構５２は、駆動軸６０に不図示のキーを介して一体回転するよう固定され、外歯部が形成されたインナーロータ６１と、これが内周側に偏心されて嵌め込まれ、内歯部が形成されたアウターロータ６２とからなり、アウターロータ６２は外周側に配設されたケーシング５４内に回転自在に収容されている。両ロータ６１，６２の外歯部と内歯部の噛み合い部の一側に吸入側管路５５が連通するとともに他側に吐出側管路５６が連通し、駆動軸６０によるインナーロータ６１の回転に連れてアウターロータ６２も回転し、両ロータ６１，６２の噛み合い空間の容積変化によって、回転式ポンプ機構５２は流体を吸入、吐出するようになっている。
　シリンダ５３ｂの軸挿入孔５７の内周には、駆動軸６０の周面に液密に摺動自在に接するシールリング１１が配置されている。シールリング１１の外周には、シールリング１１とシリンダ５３ｂの軸挿入孔５７の間を密封するバックリング２１であるリップパッキン（リップシール）２２が配置されている。軸挿入孔５７の開口端内周には公知のＵパッキンもしくはオイルシールであるシール部材６３が配置され、該シール部材６３はその内周において駆動軸６０と摺動自在に密接している。軸方向において、シールリング１１およびリップパッキン２２とシール部材６３との間には中間室Ｂが形成されている。
　軸方向、シールリング１１およびリップパッキン２２を挟んで中間室Ｂと反対側には、シールリング１１およびリップパッキン２２と回転式ポンプ機構５２との間に空間Ａが形成され、空間Ａは吸入側管路５５と連通している。
　前述のとおり両ロータ６１，６２とシリンダ５３ａ、５３ｂは軸方向に密接しているが、シリンダ５３ａ、５３ｂに対して両ロータ６１，６２は摺接しつつ回転するため、これらの隙間を通して僅かながら漏れた流体が、ベアリング５８の間を通過して駆動軸６０の周囲、空間Ａへも流入する。さらに空間Ａには吸入側管路５５からも流体は流入している。駆動軸６０の回転に伴い、駆動軸６０の周囲にある流体は膜圧現象により、微量ずつではあるが駆動軸６０とシールリング１１との間の隙間を通過して中間室Ｂに到達する。ポンプ装置５１の作動頻度が高くなると、膜圧現象により空間Ａから中間室Ｂへ送られる流体の量が徐々に増えて、中間室Ｂ内の圧力が上昇する蓄圧現象が生じる。
　そこで、バックリング２１として、既述のリップパッキン２２を装着することで、中間室Ｂの内圧と空間Ａとの差圧がある一定の圧力値、例えばシール部材６３のシール性を損なわない値以下で、外周リップ２５が中間室Ｂの内圧に押されてシリンダ５３ｃから離間するようにリップパッキン２２を構成しておけば、中間室Ｂの蓄圧を空間Ａへ開放でき、使用頻度を制限することなくポンプ装置５１を作動させることが可能となる。
　尚、比較例として図８に示すように、空間Ｂの蓄圧を開放する構成としては、バックリング２１は従来のスクイーズパッキン１０３のままとして、シリンダ５３ｃを貫通し、空間Ｂと吸入側管路５５とを連通する戻り流路６７と、戻り流路６７の途中にあって、シリンダ５３ｃ内に設けられたスプリング６９により付勢されて所定の開弁圧が設定された逆止弁６８とからなる構成もあり、この構成によれば上記密封装置１と同様、空間Ｂの蓄圧を開放することで、大気側シール部材６３からポンプ装置５１外部への漏れおよび大気側シール部材６３のシール性低下を防止でき、ポンプ装置５１の使用頻度の制限を緩和することができる。これに対して上記密封装置１は、シリンダ５３を複雑化、径方向に大型化することなく、軸６０とシリンダ５３との間をシールするリップパッキン２２に空間Ｂの蓄圧を吸入側管路５５へ開放する機能を併せて持たせ、構成を簡素化した点で優れている。
　１　密封装置
　１１　シールリング
　１１ａ　端面部
　１２　摺動面
　１３　保持溝
　１３ａ　壁面
　１４　切欠
　１５，２７，６６　流路
　２１　バックリング
　２２　リップパッキン
　２３　環状基部
　２３ａ，２４ａ　内周面
　２４　内周リップ
　２５　外周リップ
　２５ａ　外周リップ先端部
　２５ｂ　外周リップ基端部
　２６　環状突起
　２８　溝底部
　５１　ポンプ装置
　５２　回転式ポンプ機構
　５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ　シリンダ
　５４　ケーシング
　５５　吸入側管路
　５６　吐出側管路
　５７　軸挿入孔
　５８　ベアリング
　５９　モータ
　６０　軸
　６１　インナーロータ
　６２　アウターロータ
　６３　シール部材
　６４　装着溝
　６４ａ　側面部
　６５　回り止め部材
　Ａ　軸方向一方の空間
　Ｂ　軸方向他方の空間（中間室）
　Ｄ　径方向つぶし代

Claims (7)

  1. 　シリンダと前記シリンダの軸孔に挿通した軸との間に装着されて軸方向一方の空間から軸方向他方の空間へ密封流体が漏洩するのを抑制する密封装置であって、前記シリンダの軸孔内周に配置されて前記軸の周面に摺動自在に密接するシールリングと、前記シールリングの外周に配置されて前記シールリングおよびシリンダ間を密封するバックリングとを有する密封装置において、
    　前記バックリングは、内周リップおよび外周リップを環状基部の軸方向一方の端部に備えるとともに当該バックリングに径方向つぶし代を設定するための環状突起を前記環状基部の外周面に備えたリップパッキンよりなり、
    　前記外周リップは、前記シリンダに密接して前記密封流体を密封するとともに前記軸方向他方の空間に蓄圧現象が生じたときにその圧力に押されて前記シリンダから離間し前記蓄圧を開放する機能を有し、
    　前記環状突起には、前記蓄圧を前記外周リップへ導入するための流路が設けられていることを特徴とする密封装置。
  2. 　請求項１記載の密封装置において、
    　前記流路は、溝状流路であることを特徴とする密封装置。
  3. 　請求項１または２記載の密封装置において、
    　前記リップパッキンにおける環状突起および外周リップ先端部がシリンダに密接した状態で外周リップ基端部および環状基部はシリンダに密接しないことにより両リップ間の溝底部の径方向つぶし代を持たない設定とされていることを特徴とする密封装置。
  4. 　請求項１ないし３の何れかに記載の密封装置において、
    　前記リップパッキンにおける環状基部の内周面および内周リップの内周面が軸方向全長に亘って軸方向ストレートな円筒面状に成形されていることを特徴とする密封装置。
  5. 　請求項１ないし４の何れかに記載の密封装置において、
    　当該密封装置を装着するための環状の装着溝が前記シリンダの軸孔内周面に設けられ、前記蓄圧を前記外周リップへ導入するための流路が前記シールリングの軸方向他方の端面部および／または前記装着溝の軸方向他方の側面部に設けられていることを特徴とする密封装置。
  6. 　請求項１ないし５の何れかに記載の密封装置において、
    　当該密封装置は、自動車等車両におけるブレーキ制御用ポンプ装置の軸シールとして用いられることを特徴とする密封装置。
  7. 　シリンダに設けた軸挿入孔に駆動軸を挿入し、前記シリンダ内に収納された回転式ポンプ機構を前記駆動軸を介して駆動して流体を吸入・吐出し、吐出される流体の圧力を上昇させるためのポンプ装置であって、
    　前記軸挿入孔の内周に液密的に配置されて前記駆動軸の周面に摺動自在に密接するシールリングと、該シールリングの外周に配置されて前記シールリングおよび前記シリンダ間を密封するバックリングと、前記軸挿入孔の開口端内周に液密的に配置されて前記駆動軸の周面に摺動自在に密接するとともに前記シールリングおよび前記バックリングとの間に中間室を形成するシール部材とからなる密封機構が前記ポンプ機構と前記軸挿入孔の開口端との間に配設されてなるポンプ装置において、
    　前記バックリングは、内周リップおよび外周リップを環状基部の軸方向一方の端部に備えるとともに当該バックリングに径方向つぶし代を設定するための環状突起を前記環状基部の外周面に備えたリップパッキンよりなり、
    　前記外周リップは、前記シリンダに密接して流体を密封するとともに前記中間室に蓄圧現象が生じたときにその圧力に押されて前記シリンダから離間し前記蓄圧を前記ポンプ機構と前記シールリングおよび前記リップパッキンとの間の空間に開放する機能を有し、
    　前記環状突起には、前記蓄圧を前記外周リップへ導入するための流路が設けられていることを特徴とするポンプ装置。
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