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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2001−50398(P2001−50398A)
公開日 平成13年2月23日(2001.2.23)
出願番号 特願平11−225715
出願日 平成11年8月9日(1999.8.9)
代理人 【識別番号】100085006
【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3J006
【Fターム(参考)】
3J006 AE23 CA01 CA03 
発明者 宗形 秀子
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ハウジングの軸孔と該軸孔内に回転自在に設けられる軸間の環状隙間を密封するもので、前記軸に嵌合固定され、第1の径方向部を有する第1の環状部材と、前記ハウジングに嵌合固定され、該第1の径方向部より非密封側で該第1の径方向部に対向する第2の径方向部を有する第2の環状部材を備えた密封装置において、前記第1の環状部材の前記ハウジング側に設けられ、該ハウジングまたは前記第2の環状部材との隙間を密封するシール部材と、前記第1と第2の径方向部の少なくともいずれか一方に設けられ、該第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップと、を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項2】 前記シール部材は樹脂製材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を軸方向に密封し、前記複数段のシールリップはゴム状弾性材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を径方向に密封することを特徴とする請求項1に記載の密封装置。
【請求項3】 前記第1と第2の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備え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。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種装置の軸封部等に用いられる密封装置に関し、特に2つのシール部材を組み合わせた密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来技術によるゴムリップ102と樹脂リップ103を備えた密封装置101の断面構成を説明する図である。
【0003】この密封装置101の概略構成を説明すると、外周面にOリング112を保持する溝部111を備えた環状部材110に、ゴムリップ102,樹脂リップ103,ダストリップ104が嵌め込まれ、それらリップが溝部111により形成される径方向部113と環状部材110の端部のカシメ部114により積層状に固定されている。
【0004】ゴムリップ102とダストリップ104は、密封装置101の組み立てに先立って、加硫成形等により予め金属の補強環102a,104aと一体化されている。樹脂リップ103はPTFEを材料とした平ワッシャ形状のものであり、組み立て後に挿嵌される軸と略同一の外径寸法の円柱状治具を挿入して内径部を拡径すると共に密封側Mに向けて撓ませている。
【0005】201は密封装置101を固定するハウジング部材、202はハウジング部材201に挿嵌される軸であり、この図においては仮想線により描かれている。
【0006】密封装置101は、特に高圧となる密封側Mの密封流体の漏れを防止する為に、密封側Mにゴムリップ102を備え、ゴムリップ102に連接する大気側Oに樹脂リップ103を備えた構成を備えている。
【0007】そして、ゴムリップ102はリップ先端部の摺動表面203(軸202の外周面)に対する緊迫力によりシール性を発揮する。
【0008】また、密封側Mの圧力によりゴムリップ102が変形した場合に、ゴムリップ102の下面に当たりゴムリップ102の過度の変形を抑える金属製のサポート部材107を備えている。
【0009】また、樹脂リップ103にはネジ溝108が形成され、摺動表面203との接触領域においてわずかに漏出した密封流体を、軸202の回転により移動させる流体ポンプ作用を働かせて密封流体の漏出を防止している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来技術の密封装置では、ゴムリップ102で密封流体の圧力を受けているため、密封流体の圧力が高圧になる場合では、高圧によるゴムリップ102の変形と、変形による面圧過大により、摩耗が進行し漏れが生じてしまう。
【0011】本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、耐圧性の向上を図り、シール性、耐久性の向上した信頼性の高い密封装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明にあっては、ハウジングの軸孔と該軸孔内に回転自在に設けられる軸間の環状隙間を密封するもので、前記軸に嵌合固定され、第1の径方向部を有する第1の環状部材と、前記ハウジングに嵌合固定され、該第1の径方向部より非密封側で該第1の径方向部に対向する第2の径方向部を有する第2の環状部材を備えた密封装置において、前記第1の環状部材の前記ハウジング側に設けられ、該ハウジングまたは前記第2の環状部材との隙間を密封するシール部材と、前記第1と第2の径方向部の少なくともいずれか一方に設けられ、該第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップと、を備えることを特徴とする。
【0013】この構成によると、シール部材が密封装置にかかる圧力を減圧し、複数段の突起状のシールリップには減圧された圧力がかかるので、高圧により変形し摩耗することがなくなり、シール性、耐久性を向上させることができる。
【0014】また、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する突起状のシールリップを複数段備えることにより、シールリップ間の圧力差を軽減させることができ、シールリップの変形を防ぐことができる。
【0015】さらに、複数段のシールリップを第1の径方向部に設けることにより、軸の回転に伴う遠心力の作用により、シール部材からシールリップまで漏れた流体を径方向外方に戻すことができるので、シールリップのシール性を向上させることができる。
【0016】また、前記シール部材は樹脂製材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を軸方向に密封し、前記複数段のシールリップはゴム状弾性材によって構成され、前記ハウジングと軸間の環状隙間を径方向に密封することも好適である。
【0017】これにより、摺動抵抗や変形が小さいシール部材で軸方向にかかる圧力を減圧、密封させた後、径方向を複数段のゴム状弾性材により密封するので、シール性を向上させることができる。
【0018】また、前記第1と第2の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備えることも好適である。
【0019】これにより、シールリップの受圧面積を小さくすることができる、リップの変形を軽減させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【0021】本発明の実施の形態に係る密封装置を図1及び図2に示す。本実施の形態に係る密封装置10は、軸1と円筒状の開口部を有するハウジング2の間の環状の隙間をシールし、密封側Mの油やガスなどの流体が大気側O(非密封側)に漏れないようにしているものである。
【0022】密封装置10は、概略、第1の環状部材としての減圧シールユニット5と、第2の環状部材としてのスリーブ4と、減圧シールユニット5とスリーブ4の間に設けられる複数段の突起状のシールリップとしての端面リップ3とから構成されている。
【0023】減圧シールユニット5は、両端部に凹部を有する断面略H型のボディ9が一方の凹部を軸1に向けて軸1に嵌合固定されており、軸1と一体となって回転する。ボディ9は、高圧がかかっても凹部が変形しないような剛性のある金属や樹脂によって形成されている。また、軸1のボディ9の大気側Oにはストッパー8が設けられている。
【0024】ボディ9の軸1側の凹部にはOリング7が嵌め込まれており、ハウジング2側の凹部にはゴムリングと四ふっ化エチレン樹脂リングの組み合わせからなるシール部材としてのスリッパシール6が嵌め込まれ、樹脂製材としての四ふっ化エチレン樹脂がハウジング2に摺動自在に接触している。
【0025】減圧シールユニット5の大気側Oには、ハウジング2の軸孔内周面にスリーブ4が嵌合固定されている。スリーブ4は、鉄などの金属や樹脂によって形成されている。
【0026】減圧シールユニット5の大気側Oの径方向端面5a(第1の径方向部)とスリーブ4の密封側Mの径方向端面4a(第2の径方向部)の間には、ゴム状弾性材の複数段の突起状の端面リップ3が設けられている。
【0027】端面リップ3は、減圧シールユニット5とスリーブ4の少なくともいずれか一方に一体に焼付けられており、環状隙間の最外方から内方に向かう流体をシールするよう設けられている。図1はスリーブ4に設けられた状態を示し、図2は減圧シールユニット5とスリーブ4の両方に交互になるよう設けられた状態を示している。
【0028】以上のように構成される密封装置10によって、密封側Mの密封流体は、減圧シールユニット5のスリッパシール6で軸方向をシールされ、スリッパシール6から漏れた流体は、減圧シールユニット5とスリーブ4の間の端面リップ3で径方向をシールされる。
【0029】密封側Mの密封流体の圧力が高い場合は、流体がスリッパシール6から漏れるが、端面リップ3においては漏れた流体は減圧されているので、流体による端面リップ3の変形を軽減でき、複数段の突起状の端面リップ3により確実にシールされる。端面リップ3の突起状のリップ先端は、図1に示すように径方向外方に向け配設されると好適である。
【0030】さらに、端面リップ3は環状隙間の外方から内方に向かう流体をシールするので、端面リップ3を減圧シールユニット5に少なくとも1つ設ければ、軸1の回転に伴う遠心力の作用により、スリッパシール6から複数段の端面リップ3まで漏れた流体を径方向外方に戻すことでき、端面リップ3のシール性を向上させることができる。
【0031】また、端面リップ3をできる限り多く設定することにより、リップ間の圧力差を軽減できるので、リップの変形が軽減し、シール性、耐久性を向上させることができる。
【0032】また、保持手段としてストッパー8やハウジング2側に設けられた不図示のストッパーにより、減圧シールユニット5とスリーブ4の間隔を所定の間隔に設定でき、安定したシール性が得られる。さらに、間隔を小さく設定することにより、端面リップ3の受圧面積を小さくすることができるので、リップの変形がより軽減し、シール性、耐久性を向上させることができる。
【0033】ここで、保持手段は、端面リップ3が設けられる径方向端面4a,5aの周方向に幾つか設けられる不図示のストッパーでもよく、また、スリーブ4とボディ9を嵌合可能に構成した場合にはその嵌合部でもよい。
【0034】また、減圧シールユニット5から流体が漏れ、減圧シールユニット5とスリーブ4の間に蓄圧する場合には、図1に示すように、スリッパシール6の摺動面にテーパー部を設け、このテーパー部を密封側に設定することにより、減圧シールユニット5とスリーブ4の間の蓄圧を解放することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、第1の環状部材とハウジングまたは第2の環状部材との隙間を密封するシール部材と、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する複数段の突起状のシールリップとを備えることにより、シール部材が密封装置にかかる圧力が減圧し、複数段の突起状のシールリップには減圧された圧力がかかるので、シールリップが高圧により変形し摩耗することを防ぐことができ、耐圧性に優れ、シール性、耐久性を向上させた信頼性の高い密封装置を提供することが可能となる。
【0036】また、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を密封する突起状のシールリップを複数段備えることにより、シールリップ間の圧力差を軽減させることができ、シールリップの変形を防ぐことができる。
【0037】さらに、複数段のシールリップを第1の径方向部に設けることにより、軸の回転に伴う遠心力の作用により、シール部材からシールリップまで漏れた流体を径方向外方に戻すことができるので、シールリップのシール性を向上させることができる。
【0038】また、第1と第2の径方向部間の対向する隙間を所定の間隔に保持する保持手段を備えることにより、シールリップの受圧面積を小さくすることができるので、リップの変形を軽減させることができ、シール性、耐久性を向上させることができる。




 

 


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