| 【発明の名称】 |
密封装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】亀村 誠
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| 【要約】 |
【課題】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。
【解決手段】密封装置１の補強環５に、バックアップリング１０の背面１０ｂに沿って近接して延出した保護部５ｃを備える。 |
【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。
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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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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４３８５
【氏名又は名称】エヌオーケー株式会社
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| 【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）
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| 【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 |
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