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発明の名称 密封装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−4033(P2001−4033A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−171889
出願日 平成11年6月18日(1999.6.18)
代理人 【識別番号】100071205
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
【テーマコード(参考)】
3J006
【Fターム(参考)】
3J006 AE17 AE23 
発明者 門馬 弘明
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 相対に移動する二部材(21)(24)のうちの一方の部材(21)に設けた装着溝(23)に装着され、他方の部材(24)に摺動自在に密接する密封装置であって、前記装着溝(23)における一方の側壁(23a)に密接するとともに前記装着溝(23)の底壁(23c)との間に間隙(7)を設定されるシールリング(2)を有し、前記シールリング(2)に、前記他方の部材(24)に密接する第一シールリップ(4)と、前記装着溝(23)の他方の側壁(23b)に密接する第二シールリップ(5)とを一体に設け、前記両シールリップ(4)(5)の間に開口する装着部(9)に、前記両シールリップ(4)(5)に緊迫力または拡張力を付加するゴム状弾性体またはコイルスプリング等よりなるロードリング(10)を装着したことを特徴とする密封装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧または空気圧の切替バルブや圧縮機等の回転・往復運動用に用いられる密封装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転・往復運動用に用いられる密封装置は、例えば各種の機器において、軸、ロッドまたはピストン等を作動させるための作動流体(油圧または空圧)の外部漏洩を抑制するために必要とされている。
【0003】従来、この種の回転・往復運動用の密封装置としては、図3に示すように樹脂製のUパッキン51よりなるものが主流とされているが、このUパッキン51には、その使用初期に材料樹脂のへたり(クリープ)が発生するために、摺動の相手方である軸52に対するしめしろが早期に減少し、これにより、とくに軸52に偏心がある場合、シール性が低下すると云う偏心追随性に対する不都合がある。
【0004】そこで、従来、図4に示すようにUパッキン51のU溝部53に、シールリップ54に緊迫力または拡張力を付加するロードリングとしてゴム状弾性材製のOリング55を装着したものが多く使用されており、このOリング55付きのUパッキン51によれば、Uパッキン51に発生するへたりをOリング55の弾性力によって実質的に補償することが可能である。
【0005】しかしながら、このOリング55付きのUパッキン51においては、その偏心追随性の向上を目指してOリング55のつぶししろを大きく設定すると、装着溝56の底面56aからの反発力を伴うことにより、軸52に対するUパッキン51の摺動抵抗が増大し、これによりUパッキン51が比較的早期に摺動摩耗することがある。すなわち、Uパッキン51のU溝部53にOリング55を装着した構造では、Uパッキン51が比較的早期に摺動摩耗するために、その耐久性をいかに長くするかと云う課題が存する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑みて、偏心追随性を向上させることができるとともに摺動抵抗を低減させることができ、もって優れたシール性と耐久性とを発揮することが可能な密封装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の密封装置は、相対に移動する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝に装着され、他方の部材に摺動自在に密接する密封装置であって、前記装着溝における一方の側壁に密接するとともに前記装着溝の底壁との間に間隙を設定されるシールリングを有し、前記シールリングに、前記他方の部材に密接する第一シールリップと、前記装着溝の他方の側壁に密接する第二シールリップとを一体に設け、前記両シールリップの間に開口する装着部に、前記両シールリップに緊迫力または拡張力を付加するゴム状弾性体またはコイルスプリング等よりなるロードリングを装着したことを特徴とするものである。
【0008】上記構成を備えた本発明の密封装置のように、シールリングとこのシールリングを装着する装着溝の底壁との間に所定の大きさの間隙が設定されると、シールリングが装着溝の底壁に対して近付いたり離れたりする方向に動き易く、その径方向移動の自由度が比較的大きく設定されるために、シールリングの偏心追随性を向上させることが可能となる。
【0009】また、このようにシールリングの径方向移動の自由度が比較的大きく設定されるとともに、シールリングに設けられた第一シールリップがロードリングによりバックアップされた状態で他方の部材に密接するために、第一シールリップに早期にへたりが発生するのを抑えることが可能となる。
【0010】またこれに加えて、シールリングが装着溝内で径方向に移動しても、第一シールリップが他方の部材に密接し続けるとともに、同じくシールリングに設けられた第二シールリップが装着溝の他方の側壁に密接し続けるために、良好なシール状態を維持することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【0012】図1は、当該実施形態に係る密封装置1の半裁断面を示しており、その装着状態が図2に示されている。
【0013】図2に示すように、当該実施形態に係る密封装置1は、ハウジング21の軸孔22内周に設けられた環状の装着溝23に装着されて軸ないしロッド(以下、単に軸と称する)24の周面に摺動自在に密接し、図の右側に封入される作動圧力等の密封対象(密封流体とも称する)Aが図の左側の大気側Bへ漏洩しないようにこれをシールするものである。また当該密封装置1は、油圧・空圧の切替バルブや圧縮機等に使用される回転・往復運動用(回転または/および往復運動用)の密封装置である。
【0014】当該密封装置1は、以下のように構成されている。
【0015】すなわち先ず、PTFE(四弗化エチレン樹脂)やナイロン等の樹脂によって成形されたシールリング2が設けられており、このシールリング2に、それぞれ環状を呈する本体部3と、第一シールリップ4と、第二シールリップ5とが一体に設けられている。
【0016】このうち先ず、本体部3は、中心軸線0に対して直角の平面状をなす外側端面3bを備えた径方向部3aと、円筒状の外周面3dを備えた軸方向部3cとを一体に有して断面L字形ないし略L字形に形成されており、図2に示すように、装着溝23に装着されたときに装着溝23の一方の側壁23aに対しては径方向部3aの外側端面3bをもって面接触により密接するが、装着溝23の他方の側壁23bおよび底壁23cならびに軸24の周面に対してはそれぞれ所定の大きさw,w,wの間隙6,7,8を設定されて非接触とされており、このうち特に、軸方向部3cの外周面3dと装着溝23の底壁23cとの間の間隙(装着溝底径と製品外径との間の隙間)7の大きさwは当該密封装置1の最大片側偏心量の1.5倍以上の大きさに設定されている。
【0017】本体部3の径方向部3aの内周端に、密封流体A側に向けて第一シールリップ4が一体に成形されており、この第一シールリップ4が装着時に軸24の周面に摺動自在に密接する。この第一シールリップ4の内周面4aは断面直線状のテーパ面状に形成されており、このテーパ面状の内周面4aが中心軸線0となす傾斜角度θは10〜15度に設定されている。またこの第一シールリップ4の先端面4bは中心軸線0に対して直角の平面状に形成されている。
【0018】また、本体部3の加圧側側面である軸方向部3cの一端に、径方向内方に向けて第二シールリップ5が一体に成形されており、この第二シールリップ5が装着時に装着溝23の他方の側壁23bに密接する。この第二シールリップ5の外側端面5aは断面直線状のテーパ面状に形成されており、このテーパ面状の外側端面5aが軸直角面となす傾斜角度θは上記角度θと同様に10〜15度に設定されている。またこの第二シールリップ5の先端面5bは円筒面状に形成されている。
【0019】また、本体部3、第一シールリップ4および第二シールリップ5に囲まれるようにしてシールリング2の内部に断面円形ないし略円形を呈する環状の装着部(ロードリング装着部またはロードリング装着空間とも称する)9が設けられており、この装着部9に同じく断面円形ないし略円形を呈する環状のロードリング(負荷リングとも称する)10が装着されている。装着空間である装着部9はその全周に亙ってシールリング2の両シールリップ4,5の間に略90度の範囲に亙って開口しており、この開口部から装着部9にロードリング10が圧入されている。ロードリング10は所定のゴム状弾性体によって成形されているが、これに代えて、環状を呈する金属製のコイルスプリングよりなるものとしても良い。
【0020】上記構成の密封装置1は、上記したようにハウジング21の軸孔22内周に設けられた環状の装着溝23に装着され、軸24の周面に第一シールリップ4を摺動自在に密接させるとともに装着溝23の他方の側壁23bに第二シールリップ5を密接させて密封流体Aをシールするものであって、上記構成を備えていることにより以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【0021】すなわち先ず第一に、当該密封装置1のシールリング2と当該密封装置1を装着する装着溝23の底壁23cとの間に所定の大きさwの間隙7が設定されているために、当該密封装置1が装着溝23の底壁23aに対して近付いたり離れたりする方向に動き易く、当該密封装置1の径方向移動の自由度が比較的大きく設定されている。したがって、軸24に対する当該密封装置1の偏心追随性を高めることができ、これによりシール性を向上させることができる。また、極度に大きな偏心が生じた場合においても、摺動抵抗が大きく増加するのを抑えることが可能であるために、摺動摩耗を抑えることができ、これにより耐久性を向上させることができる。
【0022】また、上記したように当該密封装置1の径方向移動の自由度が比較的大きく設定されるとともに、シールリング2に設けられた第一シールリップ4がロードリング10によりバックアップされた状態で軸24の周面に密接するために、シールリング2に早期にへたりが発生するのを抑えることが可能である。したがってこれにより偏心追随性が低下するのを抑えることができる。
【0023】またこれに加えて、当該密封装置1が装着溝23内で径方向に移動しても、シールリング2に設けられた第一シールリップ4が軸24の周面に密接し続けるとともに、同じくシールリング2に設けられた第二シールリング5が装着溝23の他方の側壁23bに密接し続けるために、良好なシール状態を維持することが可能である。したがってこれにより必要なシール性を十分に確保することができる。
【0024】また、上記したように第一シールリップ4の内周面4aの傾斜角度θおよび第二シールリップ5の外側端面5aの傾斜角度θをそれぞれ15〜20度に設定することにより、シールリップ4,5の先端から出た油膜を加圧側へ戻すことができる。したがってこれによりシール性を向上させることができる。
【0025】尚、シールリング2の材質を充填材入りPTFEにすると、耐摩耗性を向上させることができ、ロードリング10の材質を弗素ゴムにすると、耐熱性を向上させることができる。また、上記したようにロードリング10にゴム状弾性体に代えて金属製のコイルスプリングを用いることにより、耐熱性および耐薬品性を向上させることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0027】すなわち、上記構成を備えた本発明の密封装置においては先ず、シールリングとこのシールリングを装着する装着溝の底壁との間に所定の大きさの間隙が設定されているために、シールリングが装着溝の底壁に対して近付いたり離れたりする方向に動き易く、シールリングの径方向移動の自由度が比較的大きく設定されている。したがって、摺動の相手部材に対するシールリングの偏心追随性を高めることができ、これによりシール性を向上させることができる。また、極度に大きな偏心が生じた場合においても、摺動抵抗が大きく増加するのを抑えることが可能であるために、摺動摩耗を抑えることができ、これにより耐久性を向上させることができる。
【0028】また、上記したようにシールリングの径方向移動の自由度が比較的大きく設定されるとともに、シールリングに設けられた第一シールリップがロードリングによりバックアップされた状態で相手部材に密接するために、第一シールリップに早期にへたりが発生するのを抑えることが可能である。したがってこれにより偏心追随性が低下するのを抑えることができる。
【0029】またこれに加えて、シールリングが装着溝内で径方向に移動しても、第一シールリップが相手部材に密接し続けるとともに、同じくシールリングに設けられた第二シールリングが装着溝の他方の側壁に密接し続けるために、良好なシール状態を維持することが可能である。したがってこれにより必要なシール性を十分に確保することができる。




 

 


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