| 【発明の名称】 |
リップ型シール |
| 【発明者】 |
【氏名】早川 尚樹
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| 【要約】 |
【課題】回転軸２の外周面に対する合成樹脂製シール部材１３のシールリップ１３２の面圧を良好に維持して、優れた密封性能を確保する。
【解決手段】ハウジング１の内周に固定される外環１１と、この外環１１の円筒部１１１の内周に嵌着固定された内環１２と、これら外環１１及び内環１２のフランジ部１１２，１２２の間に外径部１３１，１４１が互いに密接状態に挟持されたシール部材１３及び環状板ばね１４とを備える。シール部材１３は、内周に軸方向へ略円筒状に突出して内周面全面が回転軸２の外周面と密封的に摺接されるシールリップ１３２が形成された断面略Ｌ字形をなし、シールリップ１３２と外径部１３１との境界の屈曲部１３３が盗み溝１３３ａによって薄肉に形成されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内周に軸方向へ略円筒状に突出して回転軸の外周面と密封的に摺接されるシールリップが形成された断面略Ｌ字形のシール部材と、前記シールリップを縮径方向に付勢するばね部材とを備え、前記シール部材は、前記シールリップと外径部との境界の屈曲部を薄肉にする溝が形成されたことを特徴とするリップ型シール。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種回転機器を軸封するリップ型シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、図３に示されるようなリップ型シール１００が知られている。この種のリップ型シール１００は、外環１０１と、この外環１０１の円筒部１０１ａの内周に嵌着固定された内環１０２と、これら外環１０１及び内環１０２のフランジ部１０１ｂ，１０２ａの間に外径部１０３ｂが密接状態に挟持され、その内周側から密封空間側となる図中右側へ湾曲部１０３ｃを介してテーパ状に延びるシールリップ１０３ａが形成されたＰＴＦＥ等の合成樹脂からなるシール部材１０３とを備える。
【０００３】すなわち上記リップ型シール１００は、外環１０１が、ハウジング１の内周面に密封的に嵌着され、シール部材１０３のシールリップ１０３ａの内周面が、回転軸２の外周面と適当な締め代をもって密封的に摺接されることによって、密封空間Ａの流体を密封するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のリップ型シール１００においては、合成樹脂からなるシール部材１０３は、テーパ状に形成されたシールリップ１０３ａの先端部分が、回転軸２の外径より小径となっており、回転軸２の外周への装着時に、シールリップ１０３ａが拡径されることによって、回転軸２の外周面に対する初期締め代を付与している。また、シール部材１０３は湾曲部１０３ｃを有するため、密封空間Ａの高い圧力が作用した時の変形代が大きい。したがって、初期摺動トルクが大きく、シール部材１０３には、回転軸２の外周面との摺動に伴う発熱や、密封空間Ａが圧力上昇等によって、前記シールリップ１０３ａが円筒状となるような永久変形（ヘタリ）が起こる。
【０００５】この状態では、シールリップ１０３ａは内周面全体が回転軸２の外周面にベタ当たりとなるため、密封空間Ａが高圧である場合は、この圧力が回転軸２に対するシールリップ１０３ａの密接力を高めて良好な密封性が維持されるが、シールリップ１０３ａ自体の有する緊迫力は上記永久変形によって著しく小さくなっているため、密封空間Ａが比較的低圧の時には、回転軸２の外周面に対する密封面圧が不足し、漏れを発生しやすいといった問題が指摘される。
【０００６】本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、回転軸外周面に対する合成樹脂製シール部材のシールリップの面圧を良好に維持して優れた密封性能を確保することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。すなわち、本発明に係るリップ型シールは、内周に軸方向へ略円筒状に突出して回転軸の外周面と密封的に摺接されるシールリップが形成された断面略Ｌ字形のシール部材と、前記シールリップを縮径方向に付勢するばね部材とを備え、前記シール部材は、前記シールリップと外径部との境界の屈曲部を薄肉にする溝が形成されたものである。
【０００８】先に説明したように、従来構造ではシール部材を断面が湾曲した形状とすることによってシールリップ自体に軸に対する締め代を与えていたが、高圧条件では圧力と温度の影響でヘタリが発生し、断面Ｌ字形に変形してシールリップの内周面全面が回転軸外周面にベタ当たりした状態となってしまう。しかし、高圧条件では、このようなベタ当たりの状態でも漏れが発生していないのも事実である。そこで本発明においては、シール部材を予め回転軸外周面にベタ当たりする円筒状に形成し、高圧条件での変形代の極小化を図ったものである。この構成によれば、円筒状のシールリップはその内周面全面が回転軸の外周面に接触し、屈曲部への溝の形成によって軸変位に対する追随性が確保され、ばね部材によって、低圧時におけるシールリップの緊迫力が補償される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係るリップ型シールの一実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。このリップ型シール１０は、外環１１と、この外環１１の円筒部１１１の内周に嵌着固定された内環１２と、これら外環１１及び内環１２のフランジ部１１２，１２２の間に外径部１３１，１４１が互いに密接状態に挟持されたシール部材１３及び環状板ばね１４とを備える。
【００１０】外環１１及び内環１２は、共に金属からなるものであって、それぞれ円筒部１１１，１２１及びその大気Ｂ側となる図中左端部から内周側へ延びるフランジ部１１２，１２２からなる断面略Ｌ字形を呈する。内環１２は、その円筒部１２１が外環１１の円筒部１１１の内周に嵌着されると共に、外環１１の円筒部１１１の先端に形成されたカシメ部１１１ａによって抜け止め固定されている。
【００１１】シール部材１３は、ＰＴＦＥ等の低摩擦の合成樹脂材料で成形されたものであって、外環１１のフランジ部１１２と内環１２のフランジ部１２２との間に環状板ばね１４と共に挟持された円盤状の外径部１３１と、その内周から密封空間Ａ側となる図中右側、すなわち外環１１のフランジ部１１２と反対側へ軸方向に略直角に屈曲して延びる円筒状のシールリップ１３２からなる。
【００１２】シール部材１３における外径部１２１とシールリップ１３２との境界である屈曲部１３３の密封空間Ａ側の面には、円周方向に連続した盗み溝１３３ａが形成されている。また、前記シールリップ１３２の先端近傍の内周面には、軸回転時に流体力学的な作用によって流体を密封空間Ａ側へ押し出すポンプ力を生じる螺旋状の溝１３２ａが形成されている。
【００１３】環状板ばね１４は、鋼材等の金属からなるものであって、外環１１のフランジ部１１２と内環１２のフランジ部１２２との間にシール部材１３の外径部１３１と共に挟持された円盤状の外径部１４１と、その内周から密封空間Ａ側となる図中右側、すなわち外環１１のフランジ部１１２と反対側へテーパ状に延びる板ばね本体部１４２とからなる。
【００１４】図２の斜視図に一層明確に示されるように、環状板ばね１４は、板ばね本体部１４２がスリットによって円周方向に多数のばね片１４２ａに分割された形状を有し、単体では、図２に示された状態よりも板ばね本体部１４２の軸心に対する傾斜角度が大きくなっている。このため、前記各ばね片１４２ａの先端側がシール部材１３におけるシールリップ１３２の外周面に適当な荷重で接触し、当該リップ型シール１０の未装着状態においては、前記シールリップ１３２は先端が回転軸２の外径よりも僅かに小径となるテーパ状となっている。
【００１５】以上のように構成されたリップ型シール１０は、図１に二点鎖線で示されたハウジング１とその内周に挿通された回転軸２との間で密封を行うものである。ハウジング１の内周部には、密封空間Ａ側が大径となる環状のシール装着段部１ａが形成されており、その大径側の内周面に、Ｏリング装着溝１ｂ及びスナップリング装着溝１ｃが形成されている。そして当該リップ型シール１０は、外環１１が、前記シール装着段部１ａの大径側の内周面に、前記Ｏリング装着溝１ｂに装着したＯリング３を介して圧入されると共に、前記スナップリング嵌合溝１ｃに嵌合したスナップリング４によって、前記シール装着段部１ａとの間で軸方向に対して拘束される。
【００１６】一方、合成樹脂製シール部材１３のシールリップ１３２は、回転軸２の挿通によって、図１に示された緩やかなテーパ状からほぼ円筒状に拡径変形され、その内周面は全面が回転軸２の外周面と摺接される。すなわち上記装着状態では、シール部材１３は当初からシールリップ１３２が回転軸２の外周面に対してほぼベタ当たり状態で摺接する。
【００１７】シールリップ１３２は、原形が回転軸２とほぼ同径の円筒状を呈するものであるため、回転軸２の外周面に対するシールリップ１３２自体の緊迫力は小さく、したがってベタ当たり状態であっても初期摺動トルクは小さいものとなる。しかも盗み溝１３３ａの形成によって屈曲部１３３の肉厚が減少して自由度が大きくなっているため、回転軸２の偏心に対する良好な追随性が確保される。
【００１８】密封空間Ａの圧力は、シールリップ１３２に対して縮径方向に作用するので、前記圧力が上昇した場合は回転軸２の外周面に対するシールリップ１３２の面圧が増大する。シールリップ１３２は円筒状であるため、圧力による変形代が小さいが、内周面全面が摺動しているので摺動面の軸方向幅が大きく、漏れを確実に防止する。また、上述のようにシールリップ１３２自体の緊迫力は小さいが、この緊迫力は環状板ばね１４の付勢力によって補償されているため、密封空間Ａが低圧になった場合も、所要のシール面圧が確保され、しかも軸回転時は、シールリップ１３２の内周面に形成された螺旋状の溝１３２ａが流体力学的な作用によって流体を密封空間Ａ側へ押し出すポンプ力を生じるため、良好な密封性能を奏することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のリップ型シールによると、合成樹脂材からなるシール部材のシールリップ内周面のほぼ全面を回転軸外周面に密接させ、シールリップを円筒状としたことによる面圧不足をばねで補償し、屈曲部を薄肉にすることによって軸偏心に対する自由度を確保したため、優れた密封性能を実現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０１８７９
【氏名又は名称】イーグル工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２４日（１９９９．８．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１２０５
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５７０３（Ｐ２００１−６５７０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２３６３８６ |
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