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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2001−165329(P2001−165329A)
公開日 平成13年6月22日(2001.6.22)
出願番号 特願平11−347858
出願日 平成11年12月7日(1999.12.7)
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 AE14 AE30 
発明者 亀村 誠
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 環状隙間を形成する2対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、前記嵌め合い部に保持されるシール部と、前記2対向面の他方の面との摺動面を備えると共に前記シール部を軸方向に支持するバックアップリングと、前記嵌め合い部とシール部の変形を抑制する補強環とを備え、前記環状隙間を封止する密封装置において、前記補強環は、前記バックアップリングの背面に沿って近接して延出した保護部を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項2】 環状隙間を形成する2対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、前記嵌め合い部に保持されるシール部と、前記2対向面の他方の面との摺動面を備えると共に前記シール部を軸方向に支持するバックアップリングと、前記嵌め合い部とシール部の変形を抑制する補強環とを備え、前記環状隙間を封止する密封装置において、前記補強環は、バックアップリングの軸方向の一端部を支持する第1の補強環と、前記バックアップリングの背面に沿って近接して延出した保護部を備える第2の補強環の2つの補強環を組み合わせたものであることを特徴とする密封装置。
【請求項3】 環状隙間を形成する2対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、前記嵌め合い部に保持されるシール部と、前記2対向面の他方の面との摺動面を備えると共に前記シール部を軸方向に支持するバックアップリングとを備え、前記環状隙間を封止する密封装置において、前記バックアップリングの背面に沿って近接して配置される環状保護部材を備える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】本発明は密封装置に関し、耐圧特性を向上する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、密封流体(作動油等)が作用する装置の軸封止部等において、図7の断面構成説明図(軸対称形状であるので、慣例に従い片側断面のみ図示)に示されるように、例えばハウジング101の軸孔101a内周面と該軸孔101aに挿通される軸102(回転軸)の外周面102aとの間の環状隙間103を封止し、密封側Mから大気側Oへの密封流体の漏れを防止するために密封装置100(いわゆるオイルシール)が備えられている。
【0003】密封装置100は、環状形状を呈しており、外周側の軸方向部105aと軸方向部105aの一端(反密封流体側0)より内側に折れ曲がった径方向部105bを有する断面略L字状の補強環105と、補強環105の周囲を雇うように一体的に形成されたゴム状弾性体からなる嵌め合い部106及びシール部107を備えている。
【0004】シール部107は、補強環105の径方向部105bから密封側Mに延出し、摺動面である軸102の外周面102aと接するメインシール部107aと、メインシール部107aの大気側Oの側面に当接し、その姿勢を保持する樹脂材料で形成されたバックアップリング108を備えている。109は、メインシール部107aに緊迫力を与えるスプリングである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の密封装置100では、密封側Mからかかる密封流体の圧力によるメインシール部107aの変形を抑制するために、バックアップリング108が備えられている。
【0006】密封側Mの圧力は、シール部107を形成するゴム状弾性体の径方向部107bにも作用し、図7の点線DL1のような変形を発生させると共に、バックアップリング108を圧縮された径方向部107bを介して軸102の外周面102aに押し付ける。
【0007】従って、バックアップリング108には、メインシール部107aからの軸方向の付勢力と共に軸102の外周面102aに押し付ける方向の付勢力が働き、バックアップリング108の摺動面と軸102の外周面102aとの摩擦抵抗の増加、バックアップリング108の摩耗等が懸念される。
【0008】また、メインシール部107aに対しても径方向部107bの変形がメインシール部107aの根元部に影響してメインシール部107aの姿勢の変化を引き起こす懸念がある。
【0009】本発明は上記従来技術の問題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、より高圧な流体圧力での使用環境における摩擦抵抗の抑制、バックアップリングの摩耗抑制、シール部の剛性を高めて姿勢保持特性の向上等を図ることを可能とする密封装置を提供することにある。
【0010】
【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、環状隙間を形成する2対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、前記嵌め合い部に保持されるシール部と、前記2対向面の他方の面との摺動面を備えると共に前記シール部を軸方向に支持するバックアップリングと、前記嵌め合い部とシール部の変形を抑制する補強環とを備え、前記環状隙間を封止する密封装置において、前記補強環は、前記バックアップリングの背面に沿って近接して延出した保護部を備えることを特徴とする。
【0011】このように構成することにより、補強環の保護部がシール部からバックアップリングへの径方向の付勢力の伝達を抑制し、またシール部の剛性を高めることが可能となる。
【0012】環状隙間を形成する2対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、前記嵌め合い部に保持されるシール部と、前記2対向面の他方の面との摺動面を備えると共に前記シール部を軸方向に支持するバックアップリングと、前記嵌め合い部とシール部の変形を抑制する補強環とを備え、前記環状隙間を封止する密封装置において、前記補強環は、バックアップリングの軸方向の一端部を支持する第1の補強環と、前記バックアップリングの背面に沿って近接して延出した保護部を備える第2の補強環の2つの補強環を組み合わせたものであることを特徴とする。
【0013】このように構成することにより、第1の補強環でバックアップリングの軸方向の支持を行ない、第2の補強環の保護部がシール部からバックアップリングへの径方向の付勢力の伝達を抑制し、またシール部の剛性を高めることが可能となる。
【0014】環状隙間を形成する2対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、前記嵌め合い部に保持されるシール部と、前記2対向面の他方の面との摺動面を備えると共に前記シール部を軸方向に支持するバックアップリングとを備え、前記環状隙間を封止する密封装置において、前記バックアップリングの背面に沿って近接して配置される環状保護部材を備えることを特徴とする。
【0015】このように構成することにより、環状保護部材がシール部からバックアップリングへの径方向の付勢力の伝達を抑制し、またシール部の剛性を高めることが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は第1の実施の形態における密封装置1の構成を説明する図である(以下の図において、密封装置は軸対称形状であるので、慣例に従い片側断面のみ図示する)。
【0017】密封装置1は、2対向面としてのハウジング2の軸孔2a(一方の面)と軸3の外周面3a(他方の面)の間の環状隙間4をシールするオイルシールであり、密封側Mから大気側Oへの密封流体の漏れを防止するために備えられている。
【0018】密封装置1は、環状形状を呈しており、外周側の軸方向部5aと軸方向部5aの一端(大気側O)より内側に折れ曲がり支持部となる径方向部5bを有する補強環5と、補強環5の周囲を覆うように一体的に形成されたゴム状弾性体による嵌め合い部7とシール部8、及び嵌め合い部7とシール部8を連結する径方向部9(シール部8の一部)とを備えている。
【0019】補強環5は、例えばSPCC等の金属板をプレス成形したものが一般的に採用されているが、アルミダイカスト部材やある程度の剛性を備えた樹脂部材により形成されたものを採用することも可能である。
【0020】シール部8は、ゴム状弾性体の径方向部9から密封側Mに延出するメインリップ部8aと、メインリップ部8aの大気側Oの側面に当接し、その姿勢を軸方向に保持する樹脂材料で形成され軸3の外周面3aに当接する摺動面10aを備えたバックアップリング10を備えている。
【0021】尚、バックアップリング10は、カット部(切れ目)のないものでも良いし、カット部を備えるものでも良い。
【0022】11は、メインリップ部8aに緊迫力を与えるスプリングである。
【0023】さらに、この実施の形態では、補強環5の径方向部5bの内周側に、バックアップリング10の摺動面10aとは反対側(この実施の形態では外周面側)の背面10bに沿って近接して密封側M方向へと略軸方向に延出する保護部5cを備えている。
【0024】この保護部5cは、補強環5の一部として一体的に形成され、バックアップリング10の密封側Mの端部まで覆い、ゴム状弾性体の径方向部9からバックアップリング10を隔てている。
【0025】保護部5cとバックアップリング10との間には、ゴム状弾性体による弾性保持部9aが介在し、バックアップリング10が受ける軸3の偏心をある程度吸収可能としている。
【0026】このように構成することにより、シール部8及び径方向部9に密封流体の圧力がかかる状態で発生する主として径方向の付勢力(密封流体の圧力により点線DL2のように圧縮されることで発生する圧縮ひずみによるもの)を、補強環5の保護部5cにより、バックアップリング10へと伝達することを抑制可能としている。
【0027】弾性保持部9aの厚みによって、保護部5cとバックアップリング10との近接状態は変化するが、保護部5cは、ゴム状弾性体の径方向部9に対するバックアップリング10の背面の露出割合を減少するように覆うことが必要である。
【0028】保護部5cとバックアップリング10との近接状態の具体例として、直径10mmの軸用の小型の密封装置では、1〜1.5mm程度とすることで、軸3の偏心をある程度吸収可能とすると共に、ゴム状弾性体の径方向部9からのバックアップリング10への密封側Mの圧力の影響を抑えることが可能である。
【0029】また、メインリップ部8aの根元部に伝達される圧縮ひずみによる径方向部9からの付勢力(メインリップ部8aを軸3の外周面3aに押し付ける力)も抑制され、メインリップ部8aの剛性を高めることとなり、即ち、シール部8の剛性を高めることとなる。
【0030】従って、より高圧な流体圧力での使用環境におけるバックアップリング10の摩擦抵抗(密封装置1のフリクション)の抑制、バックアップリング10の摩耗抑制、シール部の剛性を高めてメインリップ部8aの姿勢保持特性の向上等を図ることが可能となり、密封装置1の耐圧特性が向上する。
【0031】(実施の形態2)図2は第2の実施の形態における密封装置21の断面構成を説明する図である。密封装置21において、第1の実施の形態の密封装置1と同様の構成には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0032】密封装置21の特徴的な構成としては、補強環5の保護部5cとバックアップリング10の背面10aとの間にゴム状弾性体を備えず、バックアップリング10が保護部5cにより直接的に当接している。
【0033】また、保護部5cの先端部はバックアップリング10側に向かって曲がり、一部がバックアップリング10の凹み部10cと嵌合している。保護部5cの先端部の曲がりによりメインリップ部8aの根元部への応力集中が避けられ、軸3の偏心追随や振動による変形疲労破損を抑制している。
【0034】このようにバックアップリング10を保護部5cにより径方向部9から分離することで、径方向部9からバックアップリング10への付勢力の伝達をより抑えることができ、摺動抵抗の増加を抑える。
【0035】その他の作用・効果は第1の実施の形態と同様である。
【0036】(実施の形態3)図3は第3の実施の形態における密封装置31の断面構成を説明する図である。密封装置31において、第1の実施の形態の密封装置1と同様の構成には同じ符号が付されている。
【0037】密封装置31の特徴的な構成としては、大気側の第1の補強環32と第1の補強環32の密封側に隣接する第2の補強環33との、2つの補強環を組み合わせ備えるものである。
【0038】第1の補強環32は、嵌め合い部7を補強する軸方向部32aとゴム状弾性体の径方向部9を補強する径方向部32bを備えた断面L字形状の金属環であり、径方向部32bの内周端部32b1がバックアップリング10の軸方向(大気側O)の一端部に当接して支持している。
【0039】第2の補強環33は、軸方向部33aと径方向部33bに加えて、バックアップリング10の背面10bに沿って近接して、径方向部33bの内周端部から密封側Mに向かって延出する保護部33cを備えている。
【0040】保護部33cとバックアップリング10の背面10bとの間には、ゴム状弾性体による弾性保持部9aが介在し、バックアップリング10が受ける軸3の偏心をある程度吸収可能としている。
【0041】このように、2つの補強環32,33を備えることで、第1の補強環32でバックアップリング10の軸方向の支持を行ない、第2の補強環33の保護部33cがシール部8からバックアップリング10への径方向の付勢力の伝達を抑制し、またシール部8の剛性を高めることが可能となる。
【0042】(実施の形態4)図4は第4の実施の形態における密封装置41の断面構成を説明する図である。密封装置41において、第1の実施の形態の密封装置1と同様の構成には同じ符号が付されている。
【0043】この密封装置41は、径方向の幅が小さいので、補強環42は、軸方向部42aの大気側Oの端部に保護部42cが内側に折り曲げられて直接接続している。尚、図4では、保護部42cの内周端部とバックアップリング10との間にゴム状弾性体の弾性保持部9aが介在し、バックアップリング10が受ける軸3の偏心をある程度吸収可能としているが、保護部42cの内周端部とバックアップリング10の背面10bとの距離を狭める、または互いに当接させることも可能である。
【0044】従って、このような補強環42を備えることでも、より高圧な流体圧力での使用環境におけるバックアップリング10の摩擦抵抗(密封装置1のフリクション)の抑制、バックアップリング10の摩耗抑制、シール部の剛性を高めてメインリップ部8aの姿勢保持特性の向上等を図ることが可能となり、耐圧特性が向上する。
【0045】(実施の形態5)図5は第5の実施の形態における密封装置41の断面構成を説明する図である。密封装置41において、第1の実施の形態の密封装置1と同様の構成には同じ符号が付されている。
【0046】この密封装置51では、環状保護部材52にバックアップリング10の背面10bに沿って近接して配置される保護部52aと、保護部52aの密封側Mから外側に向かって屈曲する屈曲部52cを介し接続され軸方向部52bとが備えられている。
【0047】尚、嵌め合い部7の嵌め合い強度が十分に得られる場合には、図6のように、軸方向部52bを備えていない環状保護部材52'とすることも可能である。
【0048】このような構成でも、第1の実施の形態と同様にバックアップリング10の摩耗抑制、シール部の剛性を高めてメインリップ部8aの姿勢保持特性の向上等を図ることが可能となり、耐圧特性が向上する。
【0049】
【発明の効果】上記に説明されたように、本発明を適用した密封装置によると、シール部からバックアップリングへの径方向の付勢力の伝達が抑制され、摩擦抵抗の抑制、バックアップリングの摩耗抑制となり、また、シール部の剛性を高めることが可能となる。
【0050】従って、密封装置の耐圧特性が向上し、より高圧な流体圧力がかかる環境での使用が可能となる。




 

 


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