WO2018074395A1 - 密封装置 - Google Patents

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rotating ring
rotating
sealing device
fixed
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寿喜 渡部
陽紀 岩井
Original Assignee
Nok株式会社
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    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device for sealing an annular gap between a rotating shaft and a housing.
  • the end face of the rotating ring provided for the rotating shaft and the end face of the fixed ring provided for the housing are configured to slide.
  • sealing devices There are known sealing devices. In such a technique, if foreign matter enters between the end face of the rotating ring and the end face of the stationary ring, sliding wear is likely to be promoted, and the sealing performance may be deteriorated.
  • An object of the present invention is to provide a sealing device capable of suppressing entry of foreign matter between the end face of a rotating ring and the end face of a stationary ring.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • the sealing device of the present invention is A sealing device for sealing an annular gap between a rotating shaft and a housing having a shaft hole through which the rotating shaft is inserted, A rotating ring unit provided for the rotating shaft; A stationary ring unit provided for the housing; A sealing device comprising:
  • the rotating ring unit is An annular member having a cylindrical portion fixed to the rotating shaft, and an outward flange portion provided at an end of the cylindrical portion;
  • the stationary ring unit is A reinforcing ring fixed to the shaft hole of the housing;
  • a stationary ring provided slidably with respect to an end face of the rotating ring; One end side is fixed to the reinforcing ring, the other end side is fixed to the fixed ring, and an annular elastic body that presses the fixed ring toward the rotating ring, With At least one of the inner peripheral surface side of the rotating ring and the outer peripheral surface side of the
  • the rotating ring unit when the rotating ring unit rotates, an air flow is generated from the rotating ring side toward the stationary ring side. Thereby, it becomes difficult for foreign matter to enter from the stationary ring side toward the rotating ring side, and entry of foreign matter between the end face of the rotating ring and the end face of the stationary ring can be suppressed.
  • the plurality of protrusions may all be inclined from the stationary ring side toward the rotating ring side from the upstream side to the downstream side in the rotation direction of the rotating ring unit.
  • annular projecting portion On the inner peripheral surface side of the rotating ring, an annular projecting portion that protrudes toward the stationary ring side and extends to a radially inner position of the stationary ring is provided, and the annular projecting portion is provided on the inner peripheral surface of the annular projecting portion.
  • a plurality of protrusions may be provided.
  • annular protrusion is provided on the radially inner side of the sliding portion between the rotating ring and the fixed ring, so that foreign matter can be more effectively prevented from entering the sliding portion. Can do. Also, since airflow is generated from the rotating ring side toward the stationary ring side at a position on the inner side in the radial direction of the stationary ring, it is more effective that foreign matter enters the sliding portion between the rotating ring and the stationary ring. Can be suppressed.
  • At least one of the sliding surface of the rotating ring with respect to the stationary ring and the sliding surface of the stationary ring with respect to the rotating ring has these sliding surfaces as the rotating ring rotates. It is preferable to provide a dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure to be separated.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the sealing structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a part of a side view of the rotary ring according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial view of the rotary ring according to the first embodiment of the present invention as viewed from the inner peripheral surface side.
  • FIG. 5 is a part of a view of a modified example of the rotating ring according to the first embodiment of the present invention viewed from the inner peripheral surface side.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the sealing structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view showing a sealing structure according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view of a rotating ring according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the sealing device according to the present embodiment has a substantially rotationally symmetric shape except for some members, and FIG. 1 shows a cross-sectional view of the sealing device taken along a plane including the central axis.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the sealing structure according to the first embodiment of the present invention.
  • disconnected the sealing device in the surface containing the center axis line similarly to FIG. 1 is shown.
  • FIG. 3 is a part of a side view of the rotary ring according to the first embodiment of the present invention.
  • CC sectional drawing in a side view is also shown in the inside of a figure.
  • FIG. 4 is a partial view of the rotary ring according to the first embodiment of the present invention as viewed from the inner peripheral surface side.
  • FIG. 5 is a part of a view of a modified example of the rotating ring according to the first embodiment of the present invention viewed from the inner peripheral surface side.
  • the sealing device 10 according to the present embodiment is used for sealing an annular gap between the rotating shaft 500 and a housing 600 having a shaft hole through which the rotating shaft 500 is inserted.
  • the left side in the drawing is the sealed region side (O) in which the fluid to be sealed (oil etc.) is sealed
  • the right side in the drawing is the side opposite to the sealed region side (O). It is the atmosphere side (A).
  • the sealing device 10 includes a rotary ring unit 100 provided for the rotary shaft 500 and a fixed ring unit 200 provided for the housing 600.
  • the rotating ring unit 100 is configured to rotate with the rotating shaft 500.
  • the rotating ring unit 100 is provided with a metal annular member 110, a rotating ring 130 fixed to the annular member 110, and the annular member 110, and the rotating ring 130 is fitted and fixed to the annular member 110. And an engaged member 120 made of an elastic body for facilitating the operation.
  • the annular member 110 has an inner peripheral surface side cylindrical portion 111 fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 500 and an outward direction provided at an end portion (end portion on the sealing region side (O)) of the inner peripheral surface side cylindrical portion 111. It has a flange portion 112 and an outer peripheral surface side cylindrical portion 113 provided at the tip of the outward flange portion 112.
  • the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 and the outer peripheral surface side cylindrical portion 113 are configured to extend from the respective end portions of the outward flange portion 112 toward the same direction (direction of the atmosphere side (A)).
  • the mating member 120 is made of an elastic body such as rubber. And the to-be-fitted member 120 is provided in the cylindrical part 121 fixed to the internal peripheral surface of the outer peripheral surface side cylindrical part 113 of the annular member 110, and the one end side (sealed area side (O)) of the cylindrical part 121.
  • the direction flange part 122 and the outward flange part 123 provided in the other end side (atmosphere side (A)) of the cylindrical part 121 are provided.
  • the inward flange portion 122 is fixed in close contact with the outward flange portion 112 in the annular member 110, and the outward flange portion 123 is fixed in close contact with the distal end surface of the outer peripheral surface side cylindrical portion 113 in the annular member 110. Yes.
  • the rotating ring 130 is inserted to a position where it hits the inward flange portion 122 of the fitted member 120 fixed to the annular member 110, and the outer circumferential surface of the rotating ring 130 is the inner circumferential surface of the cylindrical portion 121 of the fitted member 120. Are fitted and fixed in close contact with each other.
  • the rotating ring 130 is fixed to the annular member 110 with an annular gap formed between the rotating member 130 and the outer peripheral surface of the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 of the annular member 110.
  • the rotating ring 130 is made of a highly rigid material such as metal or resin (for example, PPS).
  • the fixed ring unit 200 includes a reinforcing ring 210 that is fixed to the shaft hole of the housing 600, a fixed ring 230 that is slidable with respect to the end surface of the rotary ring 130, and presses the fixed ring 230 toward the rotary ring 130.
  • An annular elastic body 220 is provided.
  • the annular elastic body 220 has one end fixed to the reinforcing ring 210 and the other end fixed to the fixed ring 230.
  • the reinforcing ring 210 includes a cylindrical portion 211 fixed to the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 600 by fitting, and an inward flange portion 212 provided at an end portion (end portion on the atmosphere side (A)) of the cylindrical portion 211. And.
  • the annular elastic body 220 is made of an elastic body such as rubber.
  • the annular elastic body 220 includes a fixed portion 221 that is fixed to the inward flange portion 212 in the reinforcing ring 210, and a tapered portion that decreases in diameter from the inner peripheral surface side of the fixed portion 221 toward the atmosphere side (A). 222.
  • the annular elastic body 220 includes a cylindrical portion 223 extending from the radially inner tip of the tapered portion 222 toward the sealing region side (O), and an inward flange portion 224 provided at the tip of the cylindrical portion 223. Yes.
  • the inward flange portion 224 is fixed to the stationary ring 230 by adhesion.
  • the fixed ring 230 is fixed to the annular elastic body 220 with an annular gap formed between the annular member 110 and the outer peripheral surface of the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 of the annular member 110.
  • the fixed ring 230 is made of a highly rigid material such as metal or resin (for example, PPS).
  • a plurality of protrusions 140 are provided on the inner peripheral surface side of the rotary ring 130 according to the present embodiment (see FIGS. 3 and 4).
  • the plurality of protrusions 140 exhibit a function of generating an air flow from the rotating ring 130 side toward the stationary ring 230 side when the rotating ring unit 100 rotates. More specifically, when the rotary ring unit 100 rotates, the plurality of protrusions 140 cause the fixed ring 230 and the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 to pass from the annular gap between the rotary ring 130 and the inner peripheral surface side cylindrical portion 111. An air flow is generated toward the annular gap between the two.
  • a plurality of protrusions 140 are provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • the plurality of protrusions 140 can be provided integrally with the rotating ring 130, or can be configured by a member different from the rotating ring 130 and attached to the rotating ring 130. In the latter case, the plurality of protrusions 140 can be made of a material different from that of the rotating ring 130. Therefore, the material of the plurality of protrusions 140 is not limited to metal or resin, and for example, a rubber material can be used.
  • the sliding surface of the rotating ring 130 with respect to the stationary ring 230 is provided with a plurality of dynamic pressure generating grooves 131 that generate a dynamic pressure that separates these sliding surfaces as the rotating ring 130 rotates. Yes. That is, when the rotating ring unit 100 rotates, the stationary ring 230 moves away from the rotating ring 130 against the pressing force of the annular elastic body 220 due to the dynamic pressure by the dynamic pressure generating groove 131.
  • the sliding surface with respect to the stationary ring 230 in the rotating ring 130 is an end surface of the rotating ring 130 on the stationary ring 230 side (atmosphere side (A)).
  • the sliding surface of the stationary ring 230 with respect to the rotating ring 130 is the end surface of the stationary ring 230 on the rotating ring 130 side (sealing region side (O)).
  • the dynamic pressure generating groove 131 a known technique is appropriately adopted as long as it is a groove that generates dynamic pressure in the gap between the rotating ring 130 and the stationary ring 230 by the rotation of the rotating ring 130. Can do.
  • the dynamic pressure generating groove 131 is configured with a smooth curved surface at the groove bottom.
  • the rotating ring 130 is configured to rotate in the clockwise direction in FIG. 3, and the dynamic pressure generating groove 131 is configured such that a deep portion of the groove bottom is biased to the upstream side in the rotating direction. .
  • a dynamic pressure generating groove may be provided on the sliding surface of the stationary ring 230 with respect to the rotating ring 130 to generate a dynamic pressure that separates these sliding surfaces as the rotating ring 130 rotates. Further, the dynamic pressure generating groove may be provided on both of the sliding surfaces of the rotating ring 130 and the stationary ring 230.
  • the plurality of protrusions 140 provided on the inner peripheral surface of the rotating ring 130 can be configured to extend in a direction perpendicular to the rotating direction.
  • the gas that hits the protrusion 140 flows toward both sides in the central axis direction of the rotating ring 130 and radially inward.
  • the gas striking the protrusion 140 mainly flows toward the atmosphere side (A).
  • the protrusion 140 plays a role of generating an air flow from the rotating ring 130 side toward the stationary ring 230 side (that is, the atmosphere side (A)) when the rotating ring unit 100 rotates. Yes.
  • the plurality of protrusions 141 provided on the inner peripheral surface side of the rotating ring 130 is directed from the upstream side in the rotating direction of the rotating ring unit 100 to the downstream side (the arrow X direction in the drawing). Accordingly, it may be arranged so as to incline from the stationary ring 230 side toward the rotating ring 130 side (atmosphere side (A) to sealed region side (O)). Thereby, when the rotating ring 130 rotates, most of the gas that hits the projection 141 flows toward the atmosphere side (A).
  • At least one of the sliding surfaces of the rotating ring 130 and the stationary ring 230 generates dynamic pressure that separates these sliding surfaces as the rotating ring 130 rotates.
  • a dynamic pressure generating groove 131 is provided. Thereby, the sliding resistance between the rotating ring 130 and the fixed ring 230 can be reduced or eliminated.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
  • produces an airflow was provided in the inner peripheral surface side of the rotating ring was shown.
  • produces an airflow is provided in the outer peripheral surface side of a cylindrical part is shown. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the sealing device according to the present embodiment is substantially rotationally symmetric except for some members, and FIG. 6 shows a cross-sectional view of the sealing device cut along a plane including the central axis.
  • the sealing device 10 according to the present embodiment only the configuration of the protrusion that generates the airflow is different from that in the first embodiment. That is, in the sealing device 10 according to the present embodiment, the protrusion 140 is not provided on the inner peripheral surface side of the rotating ring 130.
  • a plurality of protrusions 150 are provided on the outer peripheral surface side of the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 in the annular member 110.
  • the plurality of protrusions 150 exhibit a function of generating an airflow from the rotating ring 130 side toward the stationary ring 230 side when the rotating ring unit 100 rotates.
  • the plurality of protrusions 150 may be configured to extend in a direction perpendicular to the rotation direction, or as described in the modification of the first embodiment, the upstream side in the rotation direction of the rotary ring unit 100. You may arrange
  • the plurality of protrusions 150 can be provided integrally with the inner peripheral surface side cylindrical portion 111, or can be formed by a member different from the inner peripheral surface side cylindrical portion 111, It can also be attached. In the latter case, the plurality of protrusions 150 can be made of a material different from the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 (annular member 110). Therefore, the material of the plurality of protrusions 150 is not limited to a metal, and for example, a resin material or a rubber material can be used.
  • a configuration in which a plurality of protrusions 140 are provided on the inner peripheral surface side of the rotating ring 130 and a plurality of protrusions 150 are provided on the outer peripheral surface side of the inner peripheral surface side cylindrical portion 111 may be employed.
  • at least one of the sliding surface of the rotating ring 130 with respect to the stationary ring 230 and the sliding surface of the stationary ring 230 with respect to the rotating ring 130 includes a rotating ring.
  • a dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure for separating these sliding surfaces is provided.
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
  • the structure in the case where a rotating ring was fixed by being fitted to the to-be-fitted member provided in this annular member with respect to the annular member was shown.
  • attachment is shown. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Example 3 of the present invention.
  • the sealing device according to the present embodiment is substantially rotationally symmetric except for some members, and FIG. 7 shows a cross-sectional view of the sealing device taken along a plane including the central axis.
  • only the fixing method of the rotating ring 130 to the annular member 110a is different from that in the first embodiment. That is, in the sealing device 10 according to the present embodiment, the annular member 110a is not provided with the fitted member 120 in the first embodiment.
  • the rotating ring 130 is fixed to the outward flange portion 112 and the outer peripheral surface side cylindrical portion 113 of the annular member 110a by bonding with an adhesive.
  • any of the structure shown in Example 1, the structure shown in the modification of Example 1, and the structure shown in Example 2 can be employ
  • FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • the structure in the case where a rotating ring was fixed by being fitted to the to-be-fitted member provided in this annular member with respect to the annular member was shown.
  • the structure in case a rotary ring is directly fixed by crimping with respect to an annular member is shown. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing device according to Example 4 of the present invention.
  • the sealing device according to the present embodiment has a substantially rotationally symmetric shape except for some members, and FIG. 8 shows a cross-sectional view of the sealing device taken along a plane including the central axis.
  • the sealing device 10 according to the present embodiment only the method of fixing the rotary ring 130 to the annular member 110b is different from that in the first embodiment. That is, in the sealing device 10 according to the present embodiment, the annular member 110b is not provided with the fitted member 120 in the first embodiment.
  • the rotary ring 130 is being fixed to the annular member 110b by crimping the front-end
  • Example 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
  • a configuration in which the configuration relating to the protrusion that generates the airflow is different from that in the first embodiment is shown. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a sealing structure according to Example 5 of the present invention.
  • the sealing device according to the present embodiment has a substantially rotationally symmetric shape except for some members, and FIG. 9 shows a cross-sectional view of the sealing device cut along a plane including the central axis.
  • FIG. 10 is a side view of a rotating ring according to the fifth embodiment of the present invention.
  • annular projecting portion 140a that protrudes toward the stationary ring 230 side and extends to the radially inner position of the stationary ring 230 is provided on the inner peripheral surface side.
  • several protrusion 140a1 is provided in the internal peripheral surface of this cyclic
  • the function of generating an air flow from the rotating ring 130a side to the stationary ring 230 side by rotating the rotating ring unit 100 is demonstrated as in the case of the plurality of protrusions 140 in the first embodiment.
  • the plurality of protrusions 140a1 may be configured to extend in the direction perpendicular to the rotation direction, or as described in the modification of the first embodiment, the upstream side in the rotation direction of the rotary ring unit 100. You may arrange
  • the sealing device 10 according to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the sealing device 10 according to the first embodiment can be obtained.
  • the annular protrusion 140a is provided on the radially inner side of the sliding portion between the rotating ring 130a and the stationary ring 230, so that foreign matter can be prevented from entering the sliding portion. It can be effectively suppressed.
  • an air flow is generated from the rotating ring 130a side toward the stationary ring 230 side at a position radially inward of the stationary ring 230. That is, airflow is generated at a position on the stationary ring 230 side as compared with the configuration of each of the above embodiments. Therefore, it can suppress more effectively that a foreign material penetrate
  • a plurality of protrusions 140a1 are provided on the annular protrusion 140a provided on the inner peripheral surface side of the rotating ring 130a, and the inner peripheral surface side cylindrical portion is provided as shown in the second embodiment.
  • a configuration in which a plurality of protrusions 150 are provided on the outer peripheral surface side of 111 may be employed.
  • a configuration in which the rotating ring 130a is directly fixed to the annular member by bonding or caulking can be employed.
  • At least one of the sliding surface of the rotating ring 130a with respect to the stationary ring 230 and the sliding surface of the stationary ring 230 with respect to the rotating ring 130a includes a rotating ring.
  • a dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure for separating these sliding surfaces.
  • Rotary ring unit 110,110a, 110b Annular member 111 Inner peripheral surface side cylindrical part 112 Outward flange part 113 Outer peripheral surface side cylindrical part 114 Clamping part 120 Fit member 121 Cylindrical part 122 Inward flange part 123 Outward flange portion 130, 130a Rotating ring 131 Dynamic pressure generating groove 140, 141, 150, 140a1 Projection 140a Annular protrusion 200 Fixed ring unit 210 Reinforcement ring 211 Cylindrical portion 212 Inward flange portion 220 Annular elastic body 221 Fixed portion 222 Tapered portion 223 Cylindrical portion 224 Inward flange portion 230 Fixed ring 500 Rotating shaft 600 Housing

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Abstract

回転環の端面と固定環の端面との間への異物の侵入を抑制することのできる密封装置を提供する。回転軸と、該回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置（１０）であって、前記回転軸に対して設けられる回転環ユニット（１００）と、前記ハウジングに対して設けられる固定環ユニット（２００）と、を備える密封装置（１０）において、回転環（１３０）における内周面側には、回転環ユニット（１００）が回転することによって、回転環（１３０）側から固定環（２３０）側に向けて気流を発生させる複数の突起（１４０）が設けられていることを特徴とする。

Description

密封装置
　本発明は、回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置に関する。
　回転軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置として、回転軸に対して設けられる回転環の端面と、ハウジングに対して設けられる固定環の端面とが摺動するように構成される密封装置が知られている。このような技術においては、回転環の端面と固定環の端面との間に異物が侵入してしまうと、摺動摩耗が促進され易く、また、シール性が低下してしまうおそれがある。
国際公開第２０１４／１７３４２４号 国際公開第２０１４／１７３４９５号
　本発明の目的は、回転環の端面と固定環の端面との間への異物の侵入を抑制することのできる密封装置を提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明の密封装置は、
　回転軸と、該回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
　前記回転軸に対して設けられる回転環ユニットと、
　前記ハウジングに対して設けられる固定環ユニットと、
を備える密封装置において、
　前記回転環ユニットは、
　前記回転軸に固定される円筒部と、該円筒部の端部に設けられる外向きフランジ部と、を有する環状部材と、
　前記円筒部の外周面との間に環状の隙間を空けた状態で、前記環状部材に対して固定される回転環と、
　を備えており、
　前記固定環ユニットは、
　前記ハウジングの軸孔に固定される補強環と、
　前記回転環の端面に対して摺動自在に設けられる固定環と、
　一端側が前記補強環に固定され、他端側が前記固定環に固定されており、該固定環を前記回転環に向けて押圧する環状弾性体と、
　を備えると共に、
　前記回転環における内周面側、及び前記円筒部の外周面側のうちの少なくともいずれか一方には、前記回転環ユニットが回転することによって、前記回転環側から前記固定環側に向けて気流を発生させる複数の突起が設けられていることを特徴とする。
　本発明によれば、回転環ユニットが回転することによって、回転環側から固定環側に向けて気流が発生する。これにより、異物は固定環側から回転環側に向かって侵入し難くなり、回転環の端面と固定環の端面との間への異物の侵入を抑制することができる。
　前記複数の突起は、いずれも、前記回転環ユニットにおける回転方向の上流側から下流側に向かうにつれて、前記固定環側から前記回転環側に向かって傾斜しているとよい。
　これにより、回転環ユニットが回転することによって、回転環側から固定環側に向けて、効果的に気流を発生させることができる。
　前記回転環の内周面側には、前記固定環側に向かって突出し、該固定環の径方向内側の位置まで伸びる環状突出部が設けられており、該環状突出部の内周面に前記複数の突起が設けられているとよい。
　この構成を採用すれば、回転環と固定環との摺動部分の径方向内側には、環状突出部が設けられているので、摺動部分への異物の侵入をより効果的に抑制することができる。また、固定環の径方向内側の位置で、回転環側から固定環側に向けて気流が発生するため、回転環と固定環との摺動部分まで異物が侵入してしまうことをより効果的に抑制することができる。
　前記回転環における前記固定環に対する摺動面、及び前記固定環における前記回転環に対する摺動面のうちの少なくともいずれか一方には、前記回転環の回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝が設けられているとよい。
　これにより、回転環と固定環との摺動抵抗を減らす、またはなくすことができる。
　なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
　以上説明したように、本発明によれば、回転環の端面と固定環の端面との間への異物の侵入を抑制することができる。
図１は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る密封構造を示す模式的断面図である。 図３は本発明の実施例１に係る回転環の側面図の一部である。 図４は本発明の実施例１に係る回転環を内周面側から見た図の一部である。 図５は本発明の実施例１に係る回転環の変形例を内周面側から見た図の一部である。 図６は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。 図７は本発明の実施例３に係る密封装置の模式的断面図である。 図８は本発明の実施例４に係る密封装置の模式的断面図である。 図９は本発明の実施例５に係る密封構造を示す模式的断面図である。 図１０は本発明の実施例５に係る回転環の側面図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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限りは、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。
　（実施例１）
　図１～図５を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は、一部の部材を除き略回転対称形状であり、図１においては、密封装置を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図２は本発明の実施例１に係る密封構造を示す模式的断面図である。なお、図２中の密封装置については、図１と同様に、密封装置を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図３は本発明の実施例１に係る回転環の側面図の一部である。なお、図３においては、側面図中のＣＣ断面図も図中丸の中に示している。図４は本発明の実施例１に係る回転環を内周面側から見た図の一部である。図５は本発明の実施例１に係る回転環の変形例を内周面側から見た図の一部である。
　＜密封装置の全体構成＞
　本実施例に係る密封装置１０の全体構成について説明する。本実施例に係る密封装置１０は、回転軸５００と、回転軸５００が挿通される軸孔を有するハウジング６００との間の環状隙間を封止するために用いられる。本実施例においては、図２において、図中左側が、密封対象流体（油など）が密封された密封領域側（Ｏ）であり、図中右側が密封領域側（Ｏ）とは反対側の大気側（Ａ）である。
　本実施例に係る密封装置１０は、回転軸５００に対して設けられる回転環ユニット１００と、ハウジング６００に対して設けられる固定環ユニット２００とを備えている。回転環ユニット１００は、回転軸５００と共に回転するように構成されている。
　そして、回転環ユニット１００は、金属製の環状部材１１０と、この環状部材１１０に対して固定される回転環１３０と、環状部材１１０に設けられ、回転環１３０を環状部材１１０に嵌合固定し易くするための弾性体製の被嵌合部材１２０とを備えている。環状部材１１０は、回転軸５００の外周面に固定される内周面側円筒部１１１と、内周面側円筒部１１１の端部（密封領域側（Ｏ）の端部）に設けられる外向きフランジ部１１２と、外向きフランジ部１１２の先端に設けられる外周面側円筒部１１３とを有している。なお、内周面側円筒部１１１と外周面側円筒部１１３は、外向きフランジ部１１２の各端部から同じ方向（大気側（Ａ）の方向）に向かって伸びるように構成されている。
　被嵌合部材１２０は、ゴムなどの弾性体により構成される。そして、被嵌合部材１２０は、環状部材１１０の外周面側円筒部１１３の内周面に固定される円筒部１２１と、円筒部１２１の一端側（密封領域側（Ｏ））に設けられる内向きフランジ部１２２と、円筒部１２１の他端側（大気側（Ａ））に設けられる外向きフランジ部１２３とを備えている。内向きフランジ部１２２は環状部材１１０における外向きフランジ部１１２に密着した状態で固定され、外向きフランジ部１２３は環状部材１１０における外周面側円筒部１１３の先端面に密着した状態で固定されている。
　回転環１３０は、環状部材１１０に固定された被嵌合部材１２０における内向きフランジ部１２２に突き当たる位置まで挿入され、回転環１３０における外周面が被嵌合部材１２０における円筒部１２１の内周面に密着した状態で嵌合固定される。また、回転環１３０は、環状部材１１０における内周面側円筒部１１１の外周面との間に環状の隙間を空けた状態で、環状部材１１０に対して固定されている。なお、回転環１３０は、金属や樹脂（例えばＰＰＳ）などの剛性の高い材料により構成されている。
　固定環ユニット２００は、ハウジング６００の軸孔に固定される補強環２１０と、回転環１３０の端面に対して摺動自在に設けられる固定環２３０と、固定環２３０を回転環１３０に向けて押圧する環状弾性体２２０とを備えている。この環状弾性体２２０は、一端側が補強環２１０に固定され、他端側が固定環２３０に固定されている。補強環２１０は、ハウジング６００の軸孔の内周面に嵌合により固定される円筒部２１１と、円筒部２１１の端部（大気側（Ａ）の端部）に設けられる内向きフランジ部２１２とを備えている。
　環状弾性体２２０は、ゴムなどの弾性体により構成される。そして、環状弾性体２２０は、補強環２１０における内向きフランジ部２１２に固定される被固定部２２１と、被固定部２２１の内周面側から大気側（Ａ）に向かって縮径するテーパ部２２２とを備えている。また、環状弾性体２２０は、テーパ部２２２の径方向内側の先端から密封領域側（Ｏ）に向かって伸びる円筒部２２３と、円筒部２２３の先端に設けられる内向きフランジ部２２４とを備えている。そして、この内向きフランジ部２２４が固定環２３０に接着により固定されている。固定環２３０は、環状部材１１０における内周面側円筒部１１１の外周面との間に環状の隙間を空けた状態で環状弾性体２２０に固定されている。なお、固定環２３０は、金属や樹脂（例えばＰＰＳ）などの剛性の高い材料により構成されている。
　ここで、本実施例に係る回転環１３０の内周面側には、複数の突起１４０が設けられている（図３及び図４参照）。これら複数の突起１４０は、回転環ユニット１００が回転することによって、回転環１３０側から固定環２３０側に向けて気流を発生させる機能を発揮する。より具体的には、回転環ユニット１００が回転すると、複数の突起１４０によって、回転環１３０と内周面側円筒部１１１との間の環状隙間から固定環２３０と内周面側円筒部１１１との間の環状隙間側に向けて気流が発生する。複数の突起１４０は、周方向に対して等間隔に複数設けられている。なお、複数の突起１４０については、回転環１３０に一体に設けることもできるし、回転環１３０とは別の部材により構成して、回転環１３０に取り付けることもできる。後者の場合には、複数の突起１４０は、回転環１３０とは別の材料で構成することができる。従って、複数の突起１４０の材料としては、金属や樹脂に限らず、例えばゴム材料を用いることもできる。
　また、回転環１３０における固定環２３０に対する摺動面には、回転環１３０の回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝１３１が複数設けられている。つまり、回転環ユニット１００が回転すると、動圧発生用溝１３１による動圧によって、固定環２３０は、環状弾性体２２０による押圧力に抗して、回転環１３０から離れる方向に移動する。なお、回転環１３０における固定環２３０に対する摺動面は、回転環１３０における固定環２３０側（大気側（Ａ））の端面である。また、固定環２３０における回転環１３０に対する摺動面は、固定環２３０における回転環１３０側（密封領域側（Ｏ））の端面である。
　ここで、動圧発生用溝１３１については、回転環１３０の回転によって、回転環１３０と固定環２３０との間の隙間に動圧を発生させる溝であれば、適宜、公知技術を採用することができる。本実施例では、図３中のＣＣ断面図に示すように、動圧発生用溝１３１は、その溝底が滑らかな湾曲面で構成されている。また、回転環１３０は、図３中時計回り方向に回転するように構成されており、動圧発生用溝１３１は、回転方向の上流側に溝底の深い部分が偏るように構成されている。以上のように構成される動圧発生用溝１３１によって、回転環１３０が回転すると、流体（本実施例の場合には、気体または油）が図３中の矢印Ｆ方向に流れる。これにより、回転環１３０の摺動面と固定環２３０の摺動面とを離間させる方向の力が生じる。なお、回転環１３０の摺動面と固定環２３０の摺動面とが離間していても、これらの隙間においては、動圧発生用溝１３１によって、流体の周方向の流れが生じているため、密封対象流体が大気側（Ａ）に漏れてしまうことはない。
　なお、本実施例においては、回転環１３０に動圧発生用溝１３１を設ける場合を例にして説明した。しかしながら、固定環２３０における回転環１３０に対する摺動面に、回転環１３０の回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝を設けてもよい。また、動圧発生用溝は、回転環１３０と固定環２３０の摺動面の双方に設けてもよい。
　（気流を発生させる突起の変形例）
　回転環１３０の内周面に設けられる複数の突起１４０は、図４に示すように、回転方向に対して垂直方向に伸びるように構成することができる。この場合には、回転環１３０が回転すると、突起１４０に当たった気体が、回転環１３０の中心軸線方向の両側及び径方向内側に向かって流れていく。ただし、回転環１３０よりも密封領域側（Ｏ）には閉空間が形成されているため、突起１４０に当たった気体は、主として、大気側（Ａ）に向かって流れていく。
　ここで、上記の通り、突起１４０は、回転環ユニット１００が回転することによって、回転環１３０側から固定環２３０側（つまり、大気側（Ａ））に向けて気流を発生させる役割を担っている。
　そこで、図５に示すように、回転環１３０の内周面側に設けられる複数の突起１４１については、回転環ユニット１００における回転方向の上流側から下流側（図中、矢印Ｘ方向）に向かうにつれて、固定環２３０側から回転環１３０側（大気側（Ａ）から密封領域側（Ｏ））に向かって傾斜するように配置させるとよい。これにより、回転環１３０が回転すると、突起１４１に当たった気体の多くは、大気側（Ａ）に向かって流れていく。
　＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
　本実施例に係る密封装置１０によれば、回転環ユニット１００が回転することによって、回転環１３０側から固定環２３０側（密封領域側（Ｏ）から大気側（Ａ））に向けて気流が発生する。これにより、異物は固定環２３０側から回転環１３０側に向かって侵入し難くなり、回転環１３０の端面と固定環２３０の端面との間への異物の侵入を抑制することができる。また、気流によって、環状弾性体２２０等の部材を冷却させる効果もある。
　また、本実施例に係る回転環１３０及び固定環２３０のうちの少なくともいずれか一方の摺動面には、回転環１３０の回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝１３１が設けられている。これにより、回転環１３０と固定環２３０との摺動抵抗を減らす、またはなくすことができる。
　（実施例２）
　図６には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、気流を発生させる突起が、回転環の内周面側に設けられる場合の構成を示した。これに対して、本実施例においては、気流を発生させる突起が、円筒部の外周面側に設けられる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　図６は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は、一部の部材を除き略回転対称形状であり、図６においては、密封装置を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。本実施例に係る密封装置１０においては、気流を発生させる突起の構成のみが、上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例に係る密封装置１０においては、回転環１３０の内周面側には、突起１４０は設けられていない。そして、本実施例に係る密封装置１０においては、環状部材１１０における内周面側円筒部１１１の外周面側に、複数の突起１５０が設けられている。これら複数の突起１５０は、上記実施例１における複数の突起１４０と同様に、回転環ユニット１００が回転することによって、回転環１３０側から固定環２３０側に向けて気流を発生させる機能を発揮する。なお、これら複数の突起１５０については、回転方向に対して垂直方向に伸びるように構成してもよいし、実施例１の変形例で説明したように、回転環ユニット１００における回転方向の上流側から下流側に向かうにつれて、大気側（Ａ）から密封領域側（Ｏ）に向かって傾斜するように配置させてもよい。また、複数の突起１５０については、内周面側円筒部１１１に一体に設けることもできるし、内周面側円筒部１１１とは別の部材により構成して、内周面側円筒部１１１に取り付けることもできる。後者の場合には、複数の突起１５０は、内周面側円筒部１１１（環状部材１１０）とは別の材料で構成することができる。従って、複数の突起１５０の材料としては、金属に限らず、例えば樹脂材料やゴム材料を用いることもできる。
　以上のように構成される本実施例に係る密封装置１０においても、上記実施例１に係る密封装置１０と同様の効果を得ることができる。なお、回転環１３０の内周面側に複数の突起１４０を設け、かつ内周面側円筒部１１１の外周面側に複数の突起１５０を設ける構成を採用してもよい。なお、特に図示はしないが、本実施例においても、回転環１３０における固定環２３０に対する摺動面、及び固定環２３０における回転環１３０に対する摺動面のうちの少なくともいずれか一方には、回転環１３０の回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝が設けられている。
　（実施例３）
　図７には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１では、回転環が、環状部材に対して、この環状部材に設けられた被嵌合部材に嵌合されることにより固定される場合の構成を示した。これに対して、本実施例においては、回転環が、環状部材に対して接着により直接的に固定される場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　図７は本発明の実施例３に係る密封装置の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は、一部の部材を除き略回転対称形状であり、図７においては、密封装置を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。本実施例に係る密封装置１０においては、回転環１３０の環状部材１１０ａに対する固定方法のみが、上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例に係る密封装置１０においては、環状部材１１０ａには、上記実施例１における被嵌合部材１２０が設けられていない。そして、回転環１３０は、環状部材１１０ａにおける外向きフランジ部１１２と外周面側円筒部１１３に対して、接着剤によって接着により固定されている。その他の構成については、実施例１と同様の構成であるので、その説明は省略する。以上のように構成される本実施例に係る密封装置１０においても、上記実施例１に係る密封装置１０と同様の効果を得ることができる。なお、気流を発生させるための突起については、実施例１で示した構成、実施例１の変形例で示した構成、及び実施例２で示した構成のいずれも採用し得る。
　（実施例４）
　図８には、本発明の実施例４が示されている。上記実施例１では、回転環が、環状部材に対して、この環状部材に設けられた被嵌合部材に嵌合されることにより固定される場合の構成を示した。これに対して、本実施例においては、回転環が、環状部材に対して加締めにより直接的に固定される場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　図８は本発明の実施例４に係る密封装置の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は、一部の部材を除き略回転対称形状であり、図８においては、密封装置を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。本実施例に係る密封装置１０においては、回転環１３０の環状部材１１０ｂに対する固定方法のみが、上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例に係る密封装置１０においては、環状部材１１０ｂには、上記実施例１における被嵌合部材１２０が設けられていない。そして、回転環１３０は、環状部材１１０ｂにおける外周面側円筒部１１３の先端が加締められることによって、環状部材１１０ｂに固定されている（加締め部１１４参照）。その他の構成については、実施例１と同様の構成であるので、その説明は省略する。以上のように構成される本実施例に係る密封装置１０においても、上記実施例１に係る密封装置１０と同様の効果を得ることができる。なお、気流を発生させるための突起については、実施例１で示した構成、実施例１の変形例で示した構成、及び実施例２で示した構成のいずれも採用し得る。
　（実施例５）
　図９及び図１０には、本発明の実施例５が示されている。本実施例においては、気流を発生させる突起に関する構成が、実施例１の場合とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　図９は本発明の実施例５に係る密封構造を示す模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は、一部の部材を除き略回転対称形状であり、図９においては、密封装置を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図１０は本発明の実施例５に係る回転環の側面図である。
　本実施例に係る密封装置１０においては、回転環１３０ａの構成のみが、上記実施例１の場合とは異なっている。すなわち、本実施例に係る回転環１３０ａにおいては、その内周面側に、固定環２３０側に向かって突出し、固定環２３０の径方向内側の位置まで伸びる環状突出部１４０ａが設けられている。そして、この環状突出部１４０ａの内周面に複数の突起１４０ａ１が設けられている。
　これら複数の突起１４０ａ１においても、上記実施例１における複数の突起１４０と同様に、回転環ユニット１００が回転することによって、回転環１３０ａ側から固定環２３０側に向けて気流を発生させる機能を発揮する。なお、これら複数の突起１４０ａ１については、回転方向に対して垂直方向に伸びるように構成してもよいし、実施例１の変形例で説明したように、回転環ユニット１００における回転方向の上流側から下流側に向かうにつれて、大気側（Ａ）から密封領域側（Ｏ）に向かって傾斜するように配置させてもよい。
　以上のように構成される本実施例に係る密封装置１０においても、上記実施例１に係る密封装置１０と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、回転環１３０ａと固定環２３０との摺動部分の径方向内側には、環状突出部１４０ａが設けられているので、摺動部分への異物の侵入をより効果的に抑制することができる。また、本実施例の場合には、固定環２３０の径方向内側の位置で、回転環１３０ａ側から固定環２３０側に向けて気流が発生する。つまり、上記各実施例の構成の場合よりも、固定環２３０側の位置で気流が発生する。従って、回転環１３０ａと固定環２３０との摺動部分まで異物が侵入してしまうことをより効果的に抑制することができる。
　なお、本実施例で示したように、回転環１３０ａの内周面側に設けた環状突出部１４０ａに複数の突起１４０ａ１を設け、かつ実施例２で示したように、内周面側円筒部１１１の外周面側に複数の突起１５０を設ける構成を採用してもよい。また、実施例３，４で示したように、回転環１３０ａを環状部材に対して、接着や加締めによって直接的に固定する構成を採用することもできる。また、特に図示はしないが、本実施例においても、回転環１３０ａにおける固定環２３０に対する摺動面、及び固定環２３０における回転環１３０ａに対する摺動面のうちの少なくともいずれか一方には、回転環１３０ａの回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝が設けられている。
　１０　密封装置
　１００　回転環ユニット
　１１０，１１０ａ，１１０ｂ　環状部材
　１１１　内周面側円筒部
　１１２　外向きフランジ部
　１１３　外周面側円筒部
　１１４　加締め部
　１２０　被嵌合部材
　１２１　円筒部
　１２２　内向きフランジ部
　１２３　外向きフランジ部
　１３０，１３０ａ　回転環
　１３１　動圧発生用溝
　１４０，１４１，１５０，１４０ａ１　突起
　１４０ａ　環状突出部
　２００　固定環ユニット
　２１０　補強環
　２１１　円筒部
　２１２　内向きフランジ部
　２２０　環状弾性体
　２２１　被固定部
　２２２　テーパ部
　２２３　円筒部
　２２４　内向きフランジ部
　２３０　固定環
　５００　回転軸
　６００　ハウジング

Claims (4)

  1. 　回転軸と、該回転軸が挿通される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
    　前記回転軸に対して設けられる回転環ユニットと、
    　前記ハウジングに対して設けられる固定環ユニットと、
    を備える密封装置において、
    　前記回転環ユニットは、
    　前記回転軸に固定される円筒部と、該円筒部の端部に設けられる外向きフランジ部と、を有する環状部材と、
    　前記円筒部の外周面との間に環状の隙間を空けた状態で、前記環状部材に対して固定される回転環と、
    　を備えており、
    　前記固定環ユニットは、
    　前記ハウジングの軸孔に固定される補強環と、
    　前記回転環の端面に対して摺動自在に設けられる固定環と、
    　一端側が前記補強環に固定され、他端側が前記固定環に固定されており、該固定環を前記回転環に向けて押圧する環状弾性体と、
    　を備えると共に、
    　前記回転環における内周面側、及び前記円筒部の外周面側のうちの少なくともいずれか一方には、前記回転環ユニットが回転することによって、前記回転環側から前記固定環側に向けて気流を発生させる複数の突起が設けられていることを特徴とする密封装置。
  2. 　前記複数の突起は、いずれも、前記回転環ユニットにおける回転方向の上流側から下流側に向かうにつれて、前記固定環側から前記回転環側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
  3. 　前記回転環の内周面側には、前記固定環側に向かって突出し、該固定環の径方向内側の位置まで伸びる環状突出部が設けられており、該環状突出部の内周面に前記複数の突起が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
  4. 　前記回転環における前記固定環に対する摺動面、及び前記固定環における前記回転環に対する摺動面のうちの少なくともいずれか一方には、前記回転環の回転に伴って、これらの摺動面同士を離間させる動圧を発生させる動圧発生用溝が設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の密封装置。
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