WO2019151388A1 - 密封装置 - Google Patents

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WO2019151388A1
WO2019151388A1 PCT/JP2019/003346 JP2019003346W WO2019151388A1 WO 2019151388 A1 WO2019151388 A1 WO 2019151388A1 JP 2019003346 W JP2019003346 W JP 2019003346W WO 2019151388 A1 WO2019151388 A1 WO 2019151388A1
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WO
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spring
wire
coil spring
winding
sealing device
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Application number
PCT/JP2019/003346
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English (en)
French (fr)
Inventor
丸山　秀樹
勝裕 加藤
Original Assignee
イーグル工業株式会社
イーグルブルグマンジャパン株式会社
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces
    • 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
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
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    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • 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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    • F16J15/3204—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
    • F16J15/3212—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 with metal springs

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device that seals a shaft that performs rotation, reciprocation, and the like.
  • Sealing devices that seal shafts such as auxiliary seals, oil seals, and segment seals for mechanical seals are tightly attached by attaching springs to the outer circumference of the seal member through which shafts that rotate and reciprocate are inserted.
  • the oil seal of Patent Document 1 is mainly composed of a seal member, a garter spring mounted on the outer peripheral side of the lip portion of the seal member, a cored bar, and a backup ring.
  • a sealing fluid is sealed by applying a pressing force to the seal member and pressing the seal member against the shaft while deforming the inner peripheral tip of the lip portion so as to expand in the axial direction.
  • This invention was made paying attention to such a problem, and it aims at providing the sealing device which can stabilize sealing performance.
  • a sealing device of the present invention includes: It is characterized by comprising a seal member and a spring made of a wire material arranged in a plurality along the outer peripheral direction of the seal member and arranged in the axial direction to press the seal member.
  • a plurality of the wire rods of the spring are arranged along the outer periphery of the seal member and aligned in the axial direction. Since the spring easily moves in the circumferential direction according to changes in the applied pressure, the stress applied to the spring from the lip can be distributed without deformation of the spring, and the spring's tension force can be distributed in the circumferential direction. It is possible to act substantially uniformly and to stabilize the sealing performance at the lip portion.
  • the spring is formed in a spiral shape. According to this, since the spring is formed in a spiral shape, a force for moving the spring in the circumferential direction according to a change in pressure acting on the lip portion of the seal member is transmitted to the wire arranged in the axial direction. Therefore, the stress applied to the spring from the lip portion can be dispersed without accompanying the deformation of the spring, and the tension force of the spring can be applied more uniformly in the circumferential direction.
  • the seal member is provided with a recess
  • the spring has different winding diameters in the axial direction of the wire according to the shape of the recess. According to this, the tension force of the spring can be applied over the axial direction of the recess provided in the seal member. Further, the tension force of the spring can be adjusted by the winding diameter of the wire in the axial direction.
  • the wire has a circular arc cross section. According to this, since the contact portion of the wire with respect to the seal member can be reduced and the frictional resistance can be reduced, the spring can be easily moved in the circumferential direction in accordance with a change in pressure acting on the lip portion of the seal member. it can. Moreover, the edge part of a wire becomes difficult to bite into a sealing member.
  • both ends of the wire are engaged with each other. According to this, since the deformation
  • the seal member is more elastic than the wire. According to this, the wire rods bite into the seal member and the axial position is stabilized.
  • the seal member is formed with a lip portion on a side opposite to a position where the spring is disposed. According to this, a lip seal excellent in sealing performance can be provided.
  • FIG. 6 is a view showing a structure of a spring according to a modification of the first embodiment. It is sectional drawing which shows a mode that the tension
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the spring in Example 2 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the spring in Example 3 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the spring in Example 4 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the spring in Example 5 which concerns on this invention.
  • the sealing device according to Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • the left side of FIG. 1 will be described as the outside of the rotating device to which the sealing device is applied, and the right side of FIG.
  • the sealing device 1 is an oil seal, and is applied to a rotating device such as a vehicle or an industrial machine.
  • the sealing device 1 is attached to a housing 2 of the rotating device and a shaft hole 2 a provided in the housing 2. Then, the fluid to be sealed is sealed between the shaft 3 made of metal such as stainless steel inserted through the shaft hole 2a.
  • the sealing device 1 is not limited to sealing a rotating shaft of a rotating device, but may be a sealing device for a reciprocating shaft.
  • the sealing device 1 includes a lip seal 4 as an annular seal member, a coil spring 5 as a spring attached to the outer peripheral side of the lip seal 4 (lip portion 41 described later), and a holding ring 6. Has been.
  • the lip seal 4 is made of a rubber-like elastic body, a lip portion 41 is formed on the inner diameter side, a cylindrical portion 40 is formed on the outer diameter side, and is held in an L shape when viewed in cross section.
  • the ring 6 is formed by insert molding.
  • the lip seal 4 is inserted into the mounting portion 2b having a stepped cross section provided in the housing 2 from the inside of the machine, and the cylindrical portion 40 is fitted and fixed.
  • the material of the lip seal 4 is not limited to rubber, but may be resin or the like as long as it is made of an elastic body.
  • the retaining ring 6 is a press-formed product of a metal plate, pressing the outer peripheral surface of the cylindrical portion 40 against the inner peripheral surface of the mounting portion 2 b of the housing 2, and the lip seal 4 is stable to the mounting portion 2 b of the housing 2. And prevents leakage of the sealed fluid between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 40 and the inner peripheral surface of the mounting portion 2b of the housing 2 and entry of foreign matters such as dust and dust from the outside of the machine. .
  • the lip portion 41 extends substantially parallel to the cylindrical portion 40 in the axial direction on the inner diameter side of the cylindrical portion 40, one end is connected to the radial portion continuous to the cylindrical portion 40, and the other end is a free end.
  • annular groove 41d as a semicircular arc-shaped recess that is recessed in the inner diameter direction over the circumferential direction is provided, and the coil spring 5 is attached to the annular groove 41d.
  • the inner peripheral side of the lip portion 41 is connected to the outer inclined surface 41b inclined in the inner diameter direction from the outer end of the axial machine toward the inner side of the axial machine, and the axial outer machine end of the inclined face 41b.
  • the inner peripheral tip 41a that extends in the axial direction toward the inner side of the direction machine and the inner surface 41c that is connected to the inner end of the inner peripheral tip 41a and inclines toward the inner side of the machine in the axial direction. It is formed in a mountain shape having a flat top portion protruding in the direction in cross section.
  • An inner peripheral tip 41 a of the lip portion 41 is slidably pressed against the shaft 3.
  • the lip portion 41 Before the sealing device 1 is mounted on the housing 2, the lip portion 41 has an inner peripheral tip 41 A having a sharp apex as shown in the lower part of FIG.
  • the inner peripheral tip 41A having an acute apex due to the tightening force of the coil spring 5 is deformed so as to expand in the axial direction, and is pressed against the shaft 3 so as to have a flat surface in the axial direction.
  • the inner peripheral tip 41A of the lip portion 41 may have another shape in the state before the press contact, for example, may be formed in a substantially trapezoidal shape when viewed in cross section.
  • the inner peripheral tips 41a and 41A of the lip portion 41 are configured so that the axial position is substantially the same as the apex P of the arc located at the axial center of the annular groove 41d.
  • the coil spring 5 is configured by tightly winding a single metal wire 50 in a spiral shape so that the total number of turns in the axial direction is five.
  • the wire 50 has a circular cross section, but if the inner diameter side facing the annular groove 41d of the lip portion 41 has an arc shape, the cross section is semicircular or You may be comprised by the ellipse shape etc.
  • the number of turns of the coil spring 5 may be plural, preferably 3 or more.
  • the coil spring 5 has different winding diameters in the axial direction of the wire 50 in accordance with the shape and dimensions of the annular groove 41d of the lip portion 41. Specifically, the winding diameter of the wire 50 arranged in the center in the axial direction of the coil spring 5 is the smallest, and the winding diameter of the wire 50 arranged adjacent to both sides in the axial direction of the wire 50 is slightly larger.
  • the wire rod 50 is arranged in the axial direction so that the cross section of the coil spring 5 has a substantially arc shape recessed toward the inner diameter side (see FIGS. 1 and 4).
  • the winding start portion 50a and the winding end portion 50b do not have to form end turns at both ends in the axial direction.
  • the coil spring 5 is configured to have a substantially circular arc shape in cross section in accordance with the shape and size of the annular groove 41d of the lip portion 41, thereby replacing the conventional garter spring (see FIG. 12). Can do.
  • the shaft 50 is fastened along the outer peripheral direction of the annular groove 41 d of the lip portion 41. Since the coil spring 5 is easily moved in the circumferential direction in accordance with a change in pressure acting on the lip portion 41 by being arranged in a row in the direction, the force applied to the coil spring 5 from the lip portion 41 is coiled. The spring 5 can be dispersed without being deformed, the tight force of the coil spring 5 can be applied substantially uniformly in the circumferential direction, and the sealing performance at the lip portion 41 can be stabilized.
  • the coil spring 5 is formed in a spiral shape by a single wire 50, so that the force for moving the coil spring 5 in the circumferential direction according to the change in pressure acting on the lip portion 41 is aligned in the axial direction. Since it is easily transmitted to the arranged wire 50, the force applied to the coil spring 5 from the lip portion 41 can be distributed without accompanying deformation of the coil spring 5, and the tightening force of the coil spring 5 can be made more uniform in the circumferential direction. Can act.
  • the coil spring 5 is adjusted in the axial winding diameter of the wire 50 in accordance with the shape and dimensions of the annular groove 41d of the lip portion 41, and the winding diameter of the wire 50 arranged at the center in the axial direction is the minimum, in other words.
  • the tension force of the coil spring 5 (shown by a white arrow in FIG. 4) is approximately the axial direction of the annular groove 41 d of the lip portion 41. It is possible to act in the inner diameter direction from the apex P of the arc at the center toward the inner peripheral tip 41a of the lip portion 41.
  • the tension force can be applied substantially in parallel to the inner diameter direction from the wire rods 50 arranged in the axial direction of the coil spring 5, some components of the tension force act on the adjacent wire rods 50 on the axial center side. Therefore, the tightening force of the coil spring 5 can be concentrated on the inner peripheral tip 41a of the lip portion 41, and the sealing performance can be further stabilized.
  • the coil spring 5 in the state where the coil spring 5 is mounted in the annular groove 41d of the lip portion 41 by arranging the wire rods 50 side by side in the axial direction so that the cross section of the coil spring 5 has a substantially arc shape recessed toward the inner diameter side. Since the protrusion amount of the coil spring 5 in the outer diameter direction can be suppressed, in the first embodiment, the coil spring 5 does not protrude from the annular groove 41d, so that the lip portion 41 is configured without being limited by the coil spring 5. can do.
  • the contact portion of the wire 50 with the annular groove 41d of the lip 41 can be reduced to reduce the frictional resistance. Accordingly, the coil spring 5 can be easily moved in the circumferential direction in accordance with the change in pressure, and damage to the lip portion 41 can be prevented.
  • the lip seal 4 is composed of a rubber-like elastic body, the wire rod 50 can be bitten along the annular groove 41d of the lip portion 41 by the tightening force of the coil spring 5. The movement in the direction can be suppressed, and the movement in the circumferential direction can be facilitated.
  • the winding start part 50a and the winding end part 50b of the wire 50 are cut parts of the wire 50, burrs, burrs and the like are formed, but the winding start part 50a and the winding end part 50b are lip portions in the axial direction. Therefore, even if the annular groove 41d is damaged by the winding start portion 50a or the winding end portion 50b, the lip portion 41 is hardly damaged.
  • the position of the cutting part 102a (refer FIG.12 (b)) arrange
  • a general garter spring has an insertion end 101 having a smaller diameter than the other end on one end of a coiled wire.
  • the portion 101 is connected in a ring shape with being inserted into the opening 102 formed on the other end side (see FIG. 12B).
  • the tension force by the garter spring in a state where the garter spring is attached to the annular groove 41d of the lip portion 41. May become uneven in the circumferential direction.
  • the tightening force by the garter spring can be made substantially uniform in the circumferential direction. it can.
  • the wire rod of the conventional garter spring since the winding direction of the wire rod of the conventional garter spring is substantially along the axial direction, the wire rod is difficult to move relative to the seal member in the circumferential direction.
  • the wire may have dense and sparse portions in the circumferential direction. From these, in a state where the garter spring is attached to the annular groove 41d of the lip portion 41, the tightening force by the garter spring may be uneven in the circumferential direction.
  • the conventional garter spring has a high residual stress due to tight winding of the wire with a small diameter, and stress corrosion cracking is likely to occur under the condition of being easily corroded. Since the winding diameter of the wire 50 can be made larger than that, the residual stress can be reduced to prevent the occurrence of stress corrosion cracking.
  • the coil spring 5 can reduce the total number of windings of the wire 50 when the conventional garter spring and the urging force of the lip portion 41 with respect to the annular groove 41d are substantially the same. In comparison, the wire 50 used can be shortened, and the coil spring 5 can be reduced in weight.
  • Example 2 a sealing device according to Example 2 will be described with reference to FIG.
  • the overlapping description is abbreviate
  • the coil spring 205 as a spring is configured by tightly winding a single metal wire 250 in a spiral shape so that the total number of turns in the axial direction is six. Yes.
  • the coil spring 205 is disposed approximately at the center in the axial direction and has a minimum winding diameter of the wire 250 in the parallel winding portion 250a wound in parallel with the shaft 3 (see FIG. 1), and the axial direction of the parallel winding portion 250a.
  • the cross section of the coil spring 205 is configured by maximizing the winding diameter of the wire rod 250 at both axial ends of the taper winding portions 250b and 250c that are disposed adjacent to both sides and wound at a predetermined angle. Are arranged side by side in the axial direction so as to have a substantially trapezoidal shape that is recessed toward the inner diameter side.
  • the angles of the taper winding portions 250b and 250c may be arbitrarily set according to the shape of the annular groove (not shown) of the applied lip seal, and the angles of the taper winding portions 250b and 250c may be different from each other. Good. Further, the number of turns of the parallel winding part 250a and the taper winding parts 250b and 250c is preferably configured to be two or more, but may be one.
  • the coil spring 205 since the shape of the annular groove of the applied lip seal is not limited to the arc shape, the coil spring 205 has a high degree of freedom in designing the shape of the annular groove. Further, by providing the parallel winding portion 250a and the taper winding portions 250b and 250c, it is possible to adjust the region where the pressing force acting in the inner diameter direction is maximized by changing the number of turns of the parallel winding portion 250a. Further, since the taper winding portions 250b and 250c are inclined substantially linearly, some components of the tightening force of the taper winding portions 250b and 250c are easily transmitted to the parallel winding portion 250a at the center in the axial direction.
  • Example 3 a sealing device according to Example 3 will be described with reference to FIG.
  • the overlapping description is abbreviate
  • a coil spring 305 as a spring is configured by tightly winding a single metal wire 350 in a spiral shape so that the total number of windings in the axial direction is four. Yes.
  • the coil spring 305 is disposed on the right side in the axial direction and has the smallest winding diameter of the wire 350 in the parallel winding portion 350a wound in parallel with the shaft 3 (see FIG. 1), and the left side in the axial direction of the parallel winding portion 350a.
  • the coil spring 305 is configured so that the winding diameter of the wire 350 at the left end in the axial direction of the taper winding 350b that is arranged adjacent to the coil and wound at a predetermined angle is maximized, so that the cross section of the coil spring 305 is on the inner diameter side.
  • the wire rod 350 is arranged side by side in the axial direction so as to have a one-side taper shape that is recessed.
  • the coil spring 305 is not limited to one in which the shape of the annular groove of the applied lip seal is configured to be symmetrical in the axial direction, and thus the degree of freedom in designing the shape of the annular groove is high. .
  • a coil spring 405 as a spring is configured by closely winding a single metal wire 450 in a spiral shape so that the total number of windings in the axial direction is six. Yes.
  • the coil spring 405 is disposed on the left side in the axial direction and has the smallest winding diameter of the wire 450 in the parallel winding portion 450a wound in parallel with the shaft 3 (see FIG. 1), and is on the right side in the axial direction of the parallel winding portion 450a. Is arranged so as to maximize the winding diameter of the wire 450 at the right end in the axial direction of the arcuate winding 450b that is arranged adjacent to and wound so that the winding diameter gradually increases toward the right in the axial direction. Wires 450 are arranged side by side in the axial direction so that the cross section of the coil spring 405 has a single circular arc shape recessed toward the inner diameter side.
  • the coil spring 405 is not limited to the shape of the annular groove of the applied lip seal that is configured in a symmetrical shape in the axial direction, and thus the degree of freedom in designing the shape of the annular groove is high. . Further, by changing the number of turns of the parallel winding portion 450a, it is possible to adjust the region where the pressing force acting in the inner diameter direction is maximized, and to apply the pressing force also from the arc winding portion 450b in the inner diameter direction. Therefore, the tight force of the coil spring 405 can be concentrated on the inner diameter tip of the lip portion, and the sealing performance can be further stabilized.
  • Example 5 a sealing device according to Example 5 will be described with reference to FIG.
  • the overlapping description is abbreviate
  • the coil spring 505 as a spring is configured by tightly winding a single metal wire 550 in a spiral shape so that the total number of turns in the axial direction is five,
  • the winding start portion 550a and the winding end portion 550b, which are both ends of the wire 550, are each bent into a hook shape and engaged with each other.
  • the coil spring 505 when the coil spring 505 is attached to a rotary-side seal member that rotates together with the shaft 3 (see FIG. 1), the coil spring 505 can be prevented from bulging due to centrifugal force. Moreover, since the coil spring 505 can be reduced in weight as compared with the conventional garter spring as described above, the centrifugal force can be reduced and the coil spring 505 can be used in a higher-speed rotating device.
  • Example 6 The sealing device in Example 6 will be described. As shown in FIG. 9, in the spring 605, five metal wires 650, 651, 652, 653, 654 formed in a C-ring shape are arranged adjacent to each other in the axial direction.
  • the spring 605 has the smallest winding diameter of the wire 652 disposed at the center in the axial direction, and the winding diameters of the wires 651 and 653 disposed adjacent to both sides in the axial direction of the wire 652 are slightly larger.
  • the wire rods 650 and 654 disposed at both ends in the direction to have the maximum winding diameter
  • the five wire rods 650, 651 and 652 are formed so that the cross section of the spring 605 has a substantially arc shape recessed toward the inner diameter side.
  • 653, 654 are arranged side by side in the axial direction.
  • the spring 605 is arranged such that the openings 650a, 651a, 652a, 653a, 654a formed by the both ends of the wires 650, 651, 652, 653, 654 are equally distributed in the circumferential direction and do not overlap in the axial direction.
  • the tension force of the spring 605 is configured to be substantially uniform in the circumferential direction.
  • the circumferential dimensions of the openings 650a, 651a, 652a, 653a, and 654a may be freely adjusted as long as the wire 650, 651, 652, 653, and 654 can exert a pressing force. .
  • the spring 605 is composed of five metal wires 650, 651, 652, 653, 654 formed in a C ring shape, the spring 605 can be easily attached to and detached from the lip portion, Since the wires 650, 651, 652, 653, 654 can be partially attached and detached, it is easy to adjust the tension and perform maintenance.
  • the wires 650, 651, 652, 653, 654 are not limited to those having the openings 650a, 651a, 652a, 653a, 654a, and both ends may overlap in the circumferential direction. Moreover, the wire rods 650, 651, 652, 653, and 654 may be integrally formed by welding each other. Further, the helical coil springs 5, 105, 205, 305, 405, and 505 of Examples 1 to 6 may be combined with a C ring.
  • Example 7 a sealing device according to Example 7 will be described with reference to FIG.
  • the overlapping description is abbreviate
  • the sealing device 701 in Example 7 will be described. As shown in FIG. 10, the sealing device 701 is a mechanical seal and is applied to a high-speed rotating device such as a vehicle or an industrial machine, for example, and a housing 702 of the high-speed rotating device and a shaft hole 702a provided in the housing 702. It is mounted to seal the fluid to be sealed between the shaft 703 made of metal such as stainless steel inserted into the shaft.
  • a high-speed rotating device such as a vehicle or an industrial machine, for example
  • a rotating ring 707 of the mechanical seal is held by a holding member 704, and a coil spring 705 as a spring is attached to an annular groove 741d provided on the outer peripheral side of an auxiliary seal 741 as a seal member on one end side of the holding member 704.
  • the coil spring 705 will be described assuming that the shape of the coil spring 5 in the first embodiment or the shape of the coil spring 505 in the fifth embodiment is applied.
  • a plurality of wires 750 are arranged in the axial direction so as to be tightened along the outer peripheral direction of the annular groove 741d of the auxiliary seal 741.
  • the coil spring 705 is easily moved in the circumferential direction in accordance with a change in pressure acting on the auxiliary seal 741, so that the force applied from the auxiliary seal 741 to the coil spring 705 is not accompanied by deformation of the coil spring 705. It is possible to disperse, and the tight force of the coil spring 705 can be applied substantially uniformly in the circumferential direction, and the sealing performance of the auxiliary seal 741 can be stabilized.
  • Example 8 a sealing device according to Example 8 will be described with reference to FIG.
  • the overlapping description is abbreviate
  • the sealing device 801 in Example 8 will be described. As shown in FIG. 11, the sealing device 801 is a segment seal, and is applied to a rotating device such as a vehicle or an industrial machine.
  • the sealing device 801 is inserted into a housing 802 of the rotating device and a shaft hole 802a provided in the housing 802. It is mounted to seal the sealed fluid between the shaft 803 made of metal such as stainless steel.
  • a coil spring 805 as a spring is attached to an annular groove 841d provided on the outer peripheral side of a seal ring 841 as a seal member constituted by a plurality of divided bodies circumferentially divided so as to have the same size and shape. Yes.
  • the coil spring 805 will be described assuming that the shape of the coil spring 5 in the first embodiment or the shape of the coil spring 505 in the fifth embodiment is applied.
  • the coil spring may be configured by freely combining a parallel winding portion, an arc winding portion, and a taper winding portion in accordance with the shape of the annular groove.
  • the coil springs 5, 205, 305, 405, 505, 705, and 805 have been described in an example of tight winding in which the adjacent wires in the axial direction are in contact with each other in the natural length state before being attached to the seal ring.
  • the wires may be in non-contact with each other.
  • the tension force does not substantially act between adjacent wires, and the tension force is applied substantially in parallel to the inner diameter direction from the wires arranged in the axial direction.
  • the lip seal can be tightened.
  • cross sections of the coil springs 5, 205, 305, 405, 505, 705, 805 and the spring 605 have been described as an example of a circular shape or an elliptical shape, they may be rectangular.
  • the coil springs 5, 205, 305, 405, 505, 705, and 805 have been described with respect to an example in which the wire is wound once in the radial direction, but may be two or more turns in the radial direction.

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Abstract

密封性を安定させることができる密封装置を提供する。　密封装置は、シール部材４と、シール部材４の外周方向に沿い、かつ軸方向に複数並んで配置されシール部材４を緊迫する線材５０からなるスプリング５と、を備える。

Description

密封装置
　本発明は、回転や往復運動等を行う軸をシールする密封装置に関する。
　メカニカルシールの補助シール、オイルシール、セグメントシール等の軸をシールする密封装置は、回転や往復運動等を行う軸が挿通されるシール部材の外周側に周方向に亘ってスプリングを装着して緊迫力を作用させ、シール部材を軸に圧接させることにより、被密封流体をシールするものがある。
　このような密封装置として、特許文献１のオイルシールは、シール部材と、シール部材のリップ部の外周側に装着されるガータースプリングと、芯金およびバックアップリングと、から主に構成され、ガータースプリングによりシール部材に緊迫力を作用させ、リップ部の内周先端を軸方向に拡げるように変形させながら軸に圧接させることにより、被密封流体をシールしている。
実公平７－１５５１号公報（第２頁、第２図）
　しかしながら、特許文献１のオイルシールにあっては、シール部材のリップ部の外周側にガータースプリングを装着しリップ部の外周を締め付けた状態において、ガータースプリングの線材の巻き方向は略軸方向に沿っているため、線材がシール部材に対して周方向に相対移動し難いものであった。そのため、リップ部に作用する圧力の変化に応じてガータースプリングが局所的に変形してしまい線材が周方向にバランスよく配置されず、ガータースプリングによる緊迫力が周方向に不均一な状態となって、リップ部における密封性が不安定になってしまうという問題があった。特にシール部材が弾性体である場合には線材がシール部材に食い込むことからこの傾向が顕著であった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、密封性を安定させることができる密封装置を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の密封装置は、
　シール部材と、前記シール部材の外周方向に沿い、かつ軸方向に複数並んで配置され前記シール部材を緊迫する線材からなるスプリングと、を備えることを特徴としている。
　この特徴によれば、シール部材の外周側にスプリングを装着させた状態において、スプリングの線材がシール部材の外周に沿い、かつ軸方向に複数並んで配置されることにより、シール部材のリップ部に作用する圧力の変化に応じてスプリングが周方向に移動しやすくなっているため、リップ部からスプリングに加わる応力をスプリングの変形を伴うことなく分散することができ、スプリングの緊迫力を周方向に略均一に作用させ、リップ部における密封性を安定させることができる。
　好適には、前記スプリングは、らせん状に形成されている。
　これによれば、スプリングがらせん状に形成されることにより、シール部材のリップ部に作用する圧力の変化に応じてスプリングを周方向に移動させる力が軸方向に並んで配置される線材に伝達されやすくなるため、リップ部からスプリングに加わる応力をスプリングの変形を伴うことなく分散することができ、スプリングの緊迫力を周方向により均一に作用させることができる。
　好適には、前記シール部材には、凹部が設けられ、
　前記スプリングは、前記凹部の形状に合わせて前記線材の軸方向の巻き径が異なっている。
　これによれば、シール部材に設けられる凹部の軸方向に亘ってスプリングの緊迫力を作用させることができる。また、スプリングの緊迫力を線材の軸方向の巻き径により調整することができる。
　好適には、前記線材は、断面が円弧状である。
　これによれば、シール部材に対する線材の接触部分を減らして摩擦抵抗を小さくすることができるため、シール部材のリップ部に作用する圧力の変化に応じてスプリングを周方向により移動させやすくすることができる。また、シール部材に線材のエッジ部が食い込みにくくなっている。
　好適には、前記線材は、両端部同士が互いに係合されている。
　これによれば、スプリングを構成する線材の両端部同士が互いに係合されることにより、スプリングの変形が抑えられるため、スプリングの緊迫力を安定させることができる。また、軸とともに回転する回転側のシール部材に装着されることにより、遠心力によるスプリングの膨らみを防止することができる。
　好適には、前記シール部材は、前記線材よりも高弾性である。
　これによれば、線材はシール部材に食い込んで軸方向の位置が安定する。
　好適には、前記シール部材は、前記スプリングが配置される位置とは反対側にリップ部が形成されている。
　これによれば、密封性に優れるリップシールを提供することができる。
本発明に係る実施例１における密封装置としてのオイルシールを示す断面図である。 実施例１のスプリングの構造を示す図である。 実施例１の変形例のスプリングの構造を示す図である。 実施例１のシールリップに対してスプリングによる緊迫力が作用している様子を示す断面図である。 本発明に係る実施例２におけるスプリングの構造を示す断面図である。 本発明に係る実施例３におけるスプリングの構造を示す断面図である。 本発明に係る実施例４におけるスプリングの構造を示す断面図である。 本発明に係る実施例５におけるスプリングの構造を示す断面図である。 本発明に係る実施例６におけるスプリングの構造を示す断面図である。 本発明に係る実施例７における密封装置としてのメカニカルシールを示す断面図である。 本発明に係る実施例８における密封装置としてのセグメントシールを示す断面図である。 （ａ）は、従来のガータースプリングにおいて、コイリングされた線材の両端部の構造を示す図であり、（ｂ）は、同じくコイリングされた線材の両端部が連結された状態を示す図である。
　本発明に係る密封装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係る密封装置につき、図１から図４を参照して説明する。以下、図１の紙面左側を密封装置が適用される回転機器の機外側、図１の紙面右側を機内側として説明する。
　図１に示されるように、密封装置１は、オイルシールであって、例えば車両や産業機械等の回転機器に適用され、回転機器のハウジング２と該ハウジング２に設けられた軸孔２ａに装着され、軸孔２ａに挿通されるステンレス鋼等の金属製の軸３との間で被密封流体をシールする。尚、密封装置１は、回転機器の回転する軸をシールするものに限らず、往復運動する軸をシールするものであってもよい。
　また、密封装置１は、環状のシール部材としてのリップシール４と、リップシール４（後述するリップ部４１）の外周側に装着されるスプリングとしてのコイルスプリング５と、保持環６と、から構成されている。
　先ず、リップシール４の構造について説明する。図１に示されるように、リップシール４は、ゴム状弾性体からなり、内径側にリップ部４１が形成され、外径側に円筒部４０が形成され、内部に断面視Ｌ字状の保持環６がインサート成形されることにより形成されている。リップシール４は、ハウジング２に設けられる断面段状の取付部２ｂに機内側から挿入されて円筒部４０が嵌合して固定される。尚、リップシール４は、弾性体からなるものであれば、素材はゴムに限らず樹脂等であってもよい。
　保持環６は、金属板のプレス成形品であり、円筒部４０の外周面をハウジング２の取付部２ｂの内周面に対して押し付けており、リップシール４はハウジング２の取付部２ｂに安定して固定されるとともに、円筒部４０の外周面とハウジング２の取付部２ｂの内周面との間における被密封流体の漏れおよび機外からの埃や塵等の異物の侵入を防いでいる。
　リップ部４１は、円筒部４０よりも内径側において円筒部４０と軸方向に略平行に延在し、一端は円筒部４０に連なる径方向部に連なり他端は自由端を成している。
　リップ部４１の外周側には、周方向に亘って内径方向に凹む断面視半円弧状の凹部としての環状溝４１ｄが設けられ、環状溝４１ｄにコイルスプリング５が装着されている。
　リップ部４１の内周側は、軸方向機外端部から軸方向機内側に向けて内径方向に傾斜する機外側の傾斜面４１ｂと、傾斜面４１ｂの軸方向機外端に連らなり軸方向機内側に向けて軸方向に延びる内周先端４１ａと、内周先端４１ａの軸方向機内端に連らなり軸方向機内側に傾斜する機内側の傾斜面４１ｃとにより周方向に亘って内径方向に突出する断面視平坦な頂部を有する山形状に形成されている。リップ部４１の内周先端４１ａは、軸３に対して摺動自在に圧接されている。尚、密封装置１をハウジング２に装着する前は、リップ部４１は、図１の下方に図示するように、内周先端４１Ａは鋭角な頂部を有する形状であって、密封装置１をハウジング２に装着することで、コイルスプリング５の緊迫力により鋭角な頂部を有する内周先端４１Ａは軸方向に拡がるように変形しながら軸３に圧接されて軸方向に平坦面を有する内周先端４１ａとなる。さらに尚、リップ部４１の内周先端４１Ａは、圧接前の状態において他の形状であってもよく、例えば、断面視略台形状に形成されていてもよい。
　また、リップ部４１の内周先端４１ａおよび４１Ａは、環状溝４１ｄの軸方向中央に位置する円弧の頂点Ｐと軸方向位置が略同一となるように構成されている。
　次いで、コイルスプリング５の構造について説明する。図２に示されるように、コイルスプリング５は、金属製の１本の線材５０が軸方向の総巻き数が５巻きとなるようにらせん状に密着巻きされることにより構成されている。尚、図１に示されるように、線材５０は、断面が円形状であるが、少なくともリップ部４１の環状溝４１ｄと対向する内径側が円弧状を成すものであれば、断面が半円状や楕円状等に構成されていてもよい。コイルスプリング５の巻き数は複数であればよく、好ましくは３巻き以上である。
　また、コイルスプリング５は、リップ部４１の環状溝４１ｄの形状・寸法に合わせて線材５０の軸方向の巻き径が異なっている。詳しくは、コイルスプリング５の軸方向中央に配置される線材５０の巻き径が最小であり、当該線材５０の軸方向両側に隣接して配置される線材５０の巻き径がそれぞれ僅かに大きく、軸方向一端に配置され巻始め部５０ａを含み線材５０が径方向面に平行に巻かれた座巻および軸方向他端に配置され巻終わり部５０ｂを含む座巻における線材５０の１巻きの巻き径が最大となるように構成されることにより、コイルスプリング５の断面が内径側に凹む略円弧状となるように線材５０が軸方向に並んで配置されている（図１および図４参照）。尚、コイルスプリング５は、図３の変形例に示すように、軸方向両端において巻始め部５０ａおよび巻終わり部５０ｂが座巻を形成していなくてもよい。
　このように、コイルスプリング５は、リップ部４１の環状溝４１ｄの形状・寸法に合わせて断面視略円弧状に構成されることにより、従来のガータースプリング（図１２参照）と置き換えて使用することができる。
　図１および図４に示されるように、コイルスプリング５をリップ部４１の環状溝４１ｄに装着させた状態においては、線材５０がリップ部４１の環状溝４１ｄの外周方向に沿って締め付けるように軸方向に複数並んで配置されることにより、リップ部４１に作用する圧力の変化に応じてコイルスプリング５が周方向に移動しやすくなっているため、リップ部４１からコイルスプリング５に加わる力をコイルスプリング５の変形を伴うことなく分散することができ、コイルスプリング５の緊迫力を周方向に略均一に作用させ、リップ部４１における密封性を安定させることができる。
　また、コイルスプリング５は、１本の線材５０によってらせん状に形成されることにより、リップ部４１に作用する圧力の変化に応じてコイルスプリング５を周方向に移動させる力が軸方向に並んで配置される線材５０に伝達されやすくなるため、リップ部４１からコイルスプリング５に加わる力をコイルスプリング５の変形を伴うことなく分散することができ、コイルスプリング５の緊迫力を周方向により均一に作用させることができる。
　また、コイルスプリング５は、リップ部４１の環状溝４１ｄの形状・寸法に合わせて線材５０の軸方向の巻き径が調整され、軸方向中央に配置される線材５０の巻き径が最小、言い換えればコイルスプリング５の軸方向中央における緊迫力が最大となるように構成されることにより、コイルスプリング５の緊迫力（図４において白抜き矢印で図示）をリップ部４１の環状溝４１ｄの軸方向略中央における円弧の頂点Ｐからリップ部４１の内周先端４１ａに向けて内径方向に作用させることができる。さらに、コイルスプリング５の軸方向に並んだ線材５０から緊迫力を内径方向にそれぞれ略平行に作用させることができるため、緊迫力の一部の成分は軸方向中央側の隣接する線材５０に作用するためリップ部４１の内周先端４１ａにコイルスプリング５の緊迫力を集中させ、密封性をより安定させることができる。
　また、コイルスプリング５の断面が内径側に凹む略円弧状となるように線材５０が軸方向に並んで配置されることにより、コイルスプリング５がリップ部４１の環状溝４１ｄに装着された状態において、コイルスプリング５の外径方向への突出量を抑えることができるため、実施例１ではコイルスプリング５が環状溝４１ｄから突出しないため、コイルスプリング５に制限されることなく、リップ部４１を構成することができる。
　また、コイルスプリング５の線材５０は、断面が円弧状であることにより、リップ部４１の環状溝４１ｄに対する線材５０の接触部分を減らして摩擦抵抗を小さくすることができるため、リップ部４１に作用する圧力の変化に応じてコイルスプリング５を周方向により移動させやすくし、リップ部４１の損傷を防止することができる。
　また、リップシール４は、ゴム状弾性体から構成されることにより、コイルスプリング５の緊迫力により線材５０をリップ部４１の環状溝４１ｄに沿って食い込ませることができるため、コイルスプリング５の軸方向の移動を抑えて、周方向により移動させやすくすることができる。
　尚、線材５０の巻始め部５０ａおよび巻終わり部５０ｂは、線材５０の切断部であることからバリやカエリ等が形成されるが、巻始め部５０ａおよび巻終わり部５０ｂは軸方向にリップ部４１の中心からずれているため、仮に巻始め部５０ａや巻終わり部５０ｂにより環状溝４１ｄを傷付けてもリップ部４１の損傷に至りにくい。一方、従来のガータースプリングは、開口１０２に配置される切断部１０２ａ（図１２（ｂ）参照）の位置をコントロールすることができないため、切断部１０２ａによってリップ部を損傷する虞があった。
　また、図１２（ａ）に示されるように、一般的なガータースプリングは、コイリングされた１本の線材の一端側に他端側よりも小径の挿入端部１０１が形成され、小径の挿入端部１０１を他端側に形成される開口１０２に挿入した状態でリング状に連結される（図１２（ｂ）参照）。このとき、小径の挿入端部１０１が挿入される連結部分の線材が湾曲し難く直線状になりやすいため、リップ部４１の環状溝４１ｄにガータースプリングを装着させた状態において、ガータースプリングによる緊迫力が周方向に不均一なることがある。本発明のコイルスプリング５は、線材５０がリップ部４１の環状溝４１ｄの外周方向に沿って略均一な曲率でコイリングされているため、ガータースプリングによる緊迫力を周方向に略均一にすることができる。
　また、従来のガータースプリングの線材の巻き方向は略軸方向に沿っているため、線材がシール部材に対して周方向に相対移動し難いものであった。加えて、線材が周方向に密な部分と疎な部分が生じることがあった。これらから、リップ部４１の環状溝４１ｄにガータースプリングを装着させた状態において、ガータースプリングによる緊迫力が周方向に不均一なることがある。
　また、従来のガータースプリングは、線材が小さな径で密着巻きされることにより残留応力が高くなり、腐食しやすい条件下では応力腐食割れを発生しやすかったが、コイルスプリング５は、従来のガータースプリングに比べて線材５０の巻径を大きく構成することができるため、残留応力を小さくして応力腐食割れの発生を防ぐことができる。
　また、コイルスプリング５は、従来のガータースプリングとリップ部４１の環状溝４１ｄに対する緊迫力を略同一に構成した場合に、線材５０の総巻き数を少なくすることができるため、従来のガータースプリングに比べて使用される線材５０を短くできるとともに、コイルスプリング５を軽量化することができる。
　次に、実施例２に係る密封装置につき、図５を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例２における密封装置について説明する。図５に示されるように、スプリングとしてのコイルスプリング２０５は、金属製の１本の線材２５０が軸方向の総巻き数が６巻きとなるようにらせん状に密着巻きされることにより構成されている。
　また、コイルスプリング２０５は、軸方向略中央に配置され軸３（図１参照）に対して平行に巻かれる平行巻き部２５０ａにおける線材２５０の巻き径が最小であり、平行巻き部２５０ａの軸方向両側に隣接して配置され所定の角度を付与して巻かれるテーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃの軸方向両端部の線材２５０の巻き径が最大となるように構成されることにより、コイルスプリング２０５の断面が内径側に凹む略台形状となるように線材２５０が軸方向に並んで配置されている。尚、テーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃの角度は、適用されるリップシールの環状溝（図示省略）の形状に合わせて任意に設定されてよく、テーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃの角度がそれぞれ異なっていてもよい。また、平行巻き部２５０ａ、テーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃの巻き数は、それぞれ２巻き以上に構成されることが好ましいが１巻きであってもよい。
　これによれば、コイルスプリング２０５は、適用されるリップシールの環状溝の形状が円弧状に限られることがないため、環状溝の形状の設計自由度が高い。また、平行巻き部２５０ａおよびテーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃが設けられることにより、平行巻き部２５０ａの巻き数を変更することにより内径方向に作用する緊迫力が最大となる領域を調整することができる。また、テーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃは略直線状に傾斜しているため、テーパ巻き部２５０ｂ，２５０ｃの緊迫力の一部の成分は軸方向中央の平行巻き部２５０ａに確実に伝わりやすい。
　次に、実施例３に係る密封装置につき、図６を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例３における密封装置について説明する。図６に示されるように、スプリングとしてのコイルスプリング３０５は、金属製の１本の線材３５０が軸方向の総巻き数が４巻きとなるようにらせん状に密着巻きされることにより構成されている。
　また、コイルスプリング３０５は、軸方向右側に配置され軸３（図１参照）に対して平行に巻かれる平行巻き部３５０ａにおける線材３５０の巻き径が最小であり、平行巻き部３５０ａの軸方向左側に隣接して配置され所定の角度を付与して巻かれるテーパ巻き部３５０ｂの軸方向左端部の線材３５０の巻き径が最大となるように構成されることにより、コイルスプリング３０５の断面が内径側に凹む片テーパ形状となるように線材３５０が軸方向に並んで配置されている。
　これによれば、コイルスプリング３０５は、適用されるリップシールの環状溝の形状が軸方に対称な形状に構成されるものに限られることがないため、環状溝の形状の設計自由度が高い。
　次に、実施例４に係る密封装置につき、図７を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例４における密封装置について説明する。図７に示されるように、スプリングとしてのコイルスプリング４０５は、金属製の１本の線材４５０が軸方向の総巻き数が６巻きとなるようにらせん状に密着巻きされることにより構成されている。
　また、コイルスプリング４０５は、軸方向左側に配置され軸３（図１参照）に対して平行に巻かれる平行巻き部４５０ａにおける線材４５０の巻き径が最小であり、平行巻き部４５０ａの軸方向右側に隣接して配置され軸方向右方に向けて巻き径が漸次大きくなるように巻かれる円弧巻き部４５０ｂの軸方向右端部の線材４５０の巻き径が最大となるように構成されることにより、コイルスプリング４０５の断面が内径側に凹む片円弧形状となるように線材４５０が軸方向に並んで配置されている。
　これによれば、コイルスプリング４０５は、適用されるリップシールの環状溝の形状が軸方向に対称な形状に構成されるものに限られることがないため、環状溝の形状の設計自由度が高い。また、平行巻き部４５０ａの巻き数を変更することにより内径方向に作用する緊迫力が最大となる領域を調整することができるとともに、円弧巻き部４５０ｂからも緊迫力を内径方向にそれぞれ作用させることができるため、リップ部の内径先端にコイルスプリング４０５の緊迫力を集中させ、密封性をより安定させることができる。
　次に、実施例５に係る密封装置につき、図８を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例５における密封装置について説明する。図８に示されるように、スプリングとしてのコイルスプリング５０５は、金属製の１本の線材５５０が軸方向の総巻き数が５巻きとなるようにらせん状に密着巻きされることにより構成され、線材５５０の両端部である巻始め部５５０ａおよび巻終わり部５５０ｂがそれぞれフック状に屈曲され、互いに係合されることにより構成されている。
　これによれば、コイルスプリング５０５を構成する線材５５０の両端部である巻始め部５５０ａおよび巻終わり部５５０ｂが互いに係合されることにより、コイルスプリング５０５の変形が抑えられるため、コイルスプリング５０５の緊迫力を安定させることができる。
　尚、コイルスプリング５０５が軸３（図１参照）と共に回転する回転側のシール部材に装着される場合には、遠心力によるコイルスプリング５０５の膨らみを防止することができる。また、コイルスプリング５０５は、前述したように従来のガータースプリングに比べて軽量化することができるため、遠心力を小さくでき、より高速回転機器での使用が可能となる。
　次に、実施例６に係る密封装置につき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例６における密封装置について説明する。図９に示されるように、スプリング６０５は、Ｃリング状に形成される金属製の５本の線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４が軸方向に隣接して配置されている。
　また、スプリング６０５は、軸方向中央に配置される線材６５２の巻き径が最小であり、線材６５２の軸方向両側に隣接して配置される線材６５１，６５３の巻き径がそれぞれ僅かに大きく、軸方向両端に配置される線材６５０，６５４の巻き径が最大となるように構成されることにより、スプリング６０５の断面が内径側に凹む略円弧状となるように５本の線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４が軸方向に並んで配置されている。さらに、スプリング６０５は、線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４の両端部によりそれぞれ形成される開口部６５０ａ，６５１ａ，６５２ａ，６５３ａ，６５４ａが周方向に等配され軸方向に重ならないように配置されることにより、スプリング６０５の緊迫力が周方向に略均一となるように構成されている。尚、開口部６５０ａ，６５１ａ，６５２ａ，６５３ａ，６５４ａの周方向の寸法は、線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４が緊迫力を作用させることができる範囲であれば、自由に調整されてよい。
　これによれば、スプリング６０５は、Ｃリング状に形成される金属製の５本の線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４から構成されているため、リップ部に対して着脱させやすくなるとともに、線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４を部分的に着脱することが可能となるため、緊迫力の調整やメンテナンスを行いやすい。
　尚、線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４は、開口部６５０ａ，６５１ａ，６５２ａ，６５３ａ，６５４ａを有するものに限らず、両端部が周方向に重なっていてもよい。また、線材６５０，６５１，６５２，６５３，６５４は、互いに溶接されることにより一体に構成されていてもよい。
　さらに、実施例１～６のらせん状のコイルスプリング５、１０５、２０５、３０５、４０５、５０５に、Ｃリングを組み合わせて構成してもよい。
　次に、実施例７に係る密封装置につき、図１０を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例７における密封装置７０１について説明する。図１０に示されるように、密封装置７０１は、メカニカルシールであって、例えば車両や産業機械等の高速回転機器に適用され、高速回転機器のハウジング７０２と該ハウジング７０２に設けられた軸孔７０２ａに挿通されるステンレス鋼等の金属製の軸７０３との間で被密封流体をシールするために装着される。
　メカニカルシールの回転環７０７は保持部材７０４に保持されており、保持部材７０４の一端側のシール部材としての補助シール７４１には、外周側に設けられる環状溝７４１ｄにスプリングとしてのコイルスプリング７０５が装着されている。尚、コイルスプリング７０５は、実施例１におけるコイルスプリング５または実施例５におけるコイルスプリング５０５の形状が適用されるものとして説明する。
　これによれば、コイルスプリング７０５を補助シール７４１の環状溝７４１ｄに装着させた状態においては、線材７５０が補助シール７４１の環状溝７４１ｄの外周方向に沿って締め付けるように軸方向に複数並んで配置されることにより、補助シール７４１に作用する圧力の変化に応じてコイルスプリング７０５が周方向に移動しやすくなるため、補助シール７４１からコイルスプリング７０５に加わる力をコイルスプリング７０５の変形を伴うことなく分散することができ、コイルスプリング７０５の緊迫力を周方向に略均一に作用させ、補助シール７４１における密封性を安定させることができる。
　次に、実施例８に係る密封装置につき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については重複する説明を省略する。
　実施例８における密封装置８０１について説明する。図１１に示されるように、密封装置８０１は、セグメントシールであって、例えば車両や産業機械等の回転機器に適用され、回転機器のハウジング８０２と該ハウジング８０２に設けられた軸孔８０２ａに挿通されるステンレス鋼等の金属製の軸８０３との間で被密封流体をシールするために装着される。
　スプリングとしてのコイルスプリング８０５は、寸法および形状が同一となるように周方向に複数分割された分割体から構成されるシール部材としてのシールリング８４１の外周側に設けられる環状溝８４１ｄに装着されている。尚、コイルスプリング８０５は、実施例１におけるコイルスプリング５または実施例５におけるコイルスプリング５０５の形状が適用されるものとして説明する。
　これによれば、コイルスプリング８０５をシールリング８４１の環状溝８４１ｄに装着させた状態においては、線材８５０がシールリング８４１の環状溝８４１ｄの外周方向に沿って締め付けるように軸方向に複数並んで配置されることにより、シールリング８４１に作用する圧力の変化に応じてコイルスプリング８０５が周方向に移動しやすくなるため、シールリング８４１からコイルスプリング８０５に加わる力をコイルスプリング８０５の変形を伴うことなく分散することができ、コイルスプリング８０５の緊迫力を周方向に略均一に作用させ、シールリング８４１を周方向に略均等に締め付けてシールリング８４１における密封性を安定させることができる。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　例えば、前記実施例では、密封装置に対してコイルスプリング５，２０５，３０５，４０５，５０５，７０５，８０５、スプリング６０５が１つ装着される態様について説明したが、これに限らず、コイルスプリング５，２０５，３０５，４０５，５０５，７０５，８０５、スプリング６０５は、軸方向に複数隣接するように装着されていてもよい。また、このとき、形状の異なるコイルスプリング５，２０５，３０５，４０５，５０５、スプリング６０５を組み合わせてもよい。
　また、コイルスプリングは、環状溝の形状に合わせて平行巻き部、円弧巻き部、テーパ巻き部を自由に組み合わせることにより構成されていてもよい。
　また、コイルスプリング５，２０５，３０５，４０５，５０５，７０５，８０５は、シールリングへの装着前の自然長状態で、軸方向に隣接する線材が互いに接触する密着巻きの例を説明したが、線材は互いに非接触となっていてもよい。この場合には、コイルスプリングをリップシールに装着した状態において、隣接する線材同士には緊迫力は略作用せず、軸方向に並んだ線材から緊迫力を内径方向にそれぞれ略平行に作用させてリップシールを緊迫することができる。
　また、コイルスプリング５，２０５，３０５，４０５，５０５，７０５，８０５、スプリング６０５の断面は円形状や楕円状を例に説明したが、矩形状であってもよい。
　また、コイルスプリング５，２０５，３０５，４０５，５０５，７０５，８０５は、線材が径方向に１巻きの例について説明したが、径方向に２巻き以上であってもよい。
１　　　　　　　　　密封装置
２　　　　　　　　　ハウジング
３　　　　　　　　　軸
４　　　　　　　　　リップシール（シール部材）
５　　　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
６　　　　　　　　　保持環
４０　　　　　　　　円筒部
４１　　　　　　　　リップ部
４１ａ　　　　　　　内周先端
４１ｂ，４１ｃ　　　傾斜面
４１ｄ　　　　　　　環状溝
５０　　　　　　　　線材
５０ａ　　　　　　　巻始め部
５０ｂ　　　　　　　巻終わり部
２０５　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
２５０　　　　　　　線材
２５０ａ　　　　　　平行巻き部
２５０ｂ，２５０ｃ　テーパ巻き部
３０５　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
３５０　　　　　　　線材
３５０ａ　　　　　　平行巻き部
３５０ｂ　　　　　　テーパ巻き部
４０５　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
４５０　　　　　　　線材
４５０ａ　　　　　　平行巻き部
４５０ｂ　　　　　　円弧巻き部
５０５　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
５５０　　　　　　　線材
６０５　　　　　　　スプリング
６５０～６５４　　　線材
７０１　　　　　　　密封装置
７０４　　　　　　　保持部材
７０５　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
７０７　　　　　　　回転環
７４１　　　　　　　補助シール（シール部材）
７５０　　　　　　　線材
８０１　　　　　　　密封装置
８０５　　　　　　　コイルスプリング（スプリング）
８４１　　　　　　　シールリング（シール部材）
８５０　　　　　　　線材
Ｐ　　　　　　　　　頂点

Claims (7)

  1. 　シール部材と、前記シール部材の外周方向に沿い、かつ軸方向に複数並んで配置され前記シール部材を緊迫する線材からなるスプリングと、を備えることを特徴とする密封装置。
  2. 　前記スプリングは、らせん状に形成されている請求項１に記載の密封装置。
  3. 　前記シール部材には、凹部が設けられ、
    　前記スプリングは、前記凹部の形状に合わせて前記線材の軸方向の巻き径が異なっている請求項１または２に記載の密封装置。
  4. 　前記線材は、断面が円弧状である請求項１ないし３のいずれかに記載の密封装置。
  5. 　前記線材は、両端部同士が互いに係合されている請求項１ないし４のいずれかに記載の密封装置。
  6. 　前記シール部材は、前記線材よりも高弾性である請求項１ないし５のいずれかに記載の密封装置。
  7. 　前記シール部材は、前記スプリングが配置される位置とは反対側にリップ部が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の密封装置。
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