(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部と該円筒部の一方の端部から内径方向に折り曲がる内向きフランジ部とを有する金属環と、該金属環の円筒部から内向きフランジ部と略平行に設けられた径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第１のシール部材と、
該第１のシール部材と前記内向きフランジ部との間に設けられ、第１のシール部材に備えられたリップ部の根本を支える支持部を備えると共に、円周方向に独立した複数の突起を有する補助金属環と、
前記金属環の内向きフランジ部と補助金属環との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部から軸方向に折り曲がるリップ部とを有する樹脂材による第２のシール部材と、を備え、
前記第１のシール部材に備えられたリップ部の摺動面に密封側へ流体を送るポンプねじを設けると共に、前記第２のシール部材に備えられたリップの摺動面にも密封側へ流体を送るポンプねじを設けたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記内向きフランジ部のうち、前記第２のシール部材との当接面に複数の突起を設けた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２のシール部材に備えられるリップ部の摺動面に設けるポンプねじは軸に対する傾斜角度を３５〜７５度とし、ねじの深さをリップ部の厚さに対して０よりも大きく７５％以下とす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。
【請求項４】
前記補助金属環に前記第１のシール部材と第２のシール部材とを連通する連通部を設けたことを特徴とする請求項１，２または３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】
従来より、この種の密封装置としては、たとえば、図３に示された密封装置がある。
【０００３】
図に示すように、密封装置１００は、軸２００と円筒状のハウジング３００の間の環状の隙間をシールし、密封流体側Ｏの油などの流体が大気側Ａに漏れないようにしているものである。
【０００４】
密封装置１００は、概略、金属環１０１と、金属環１０１に一体的に成形されるゴム状弾性体性のシール部材１０２と、金属環１０１とゴム状弾性体性のシール部材１０２とにより挟持される樹脂性のシール部材１０３と、から構成されている。
【０００５】
ゴム状弾性体性のシール部材１０２は、ハウジング３００の内周面に密封接触する外周密封部１０２ｂと、軸２００に摺接してシールするリップ１０２ａを備えている。
【０００６】
そして、樹脂性のシール部材１０３が、ゴム状弾性体性のシール部材１０２のリップ１０２ａの根本を支えてリップ１０２ａの過度の変形を抑制すると共に、軸２００に摺接してシール性を発揮している。
【０００７】
このような構成によって、軸２００と円筒状のハウジング３００の間の環状の隙間がシールされる。
【０００８】
【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場合には、ゴム状弾性体性のシール部材１０２のリップ１０２ａの摺動摩耗等によって密封流体の漏れを十分に防止できるものではなかった。
【０００９】
リップ１０２ａから大気側Ａに漏れた流体は樹脂性のシール部材１０３によって、ある程度は漏れを防止するが、樹脂性のシール部材１０３は、その材質の特性等からリップ１０２ａの変形抑制としての機能が主であり、シール性は不十分であった。
【００１０】
また、樹脂性のシール部材１０３によるリップ１０２ａの変形抑制には限度があり、密封流体が高圧の場合にはリップ１０２ａの変形を十分に抑制できるものではなかった。
【００１１】
本発明は上記の従来技術の課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、簡易な構成で高圧下においても密封性に優れた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、円筒部と該円筒部の一方の端部から内径方向に折り曲がる内向きフランジ部とを有する金属環と、該金属環の円筒部から内向きフランジ部と略平行に設けられた径方向部と、該径方向部に接続するリップ部とを有し、前記金属環と一体的に形成されたゴム状弾性材による第１のシール部材と、該第１のシール部材と前記内向きフランジ部との間に設けられ、第１のシール部材に備えられたリップ部の根本を支える支持部を備えた補助金属環と、前記金属環の内向きフランジ部と補助金属環との間に挟持される被挟持部と、該被挟持部から軸方向に折り曲がるリップ部とを有する樹脂材による第２のシール部材と、を備え、前記第１のシール部材に備えられたリップ部の摺動面に密封側へ流体を送るポンプねじを設けると共に、前記第２のシール部材に備えられたリップの摺動面にも密封側へ流体を送るポンプねじを設けたことを特徴とする。
【００１３】
したがって、密封流体が第１のシール部材に備えられたリップ部から大気側へ漏れた場合には、このリップ部の摺動面に設けられたポンプねじにより密封側へ戻され、さらに、このリップ部から大気側へ漏れた場合には、第２のシール部材に備えられたリップの摺動面に設けられたポンプねじにより密封側へ向けて戻され、密封流体が高圧の場合にも第１のシール部材に備えられたリップ部の根本が補助金属環に支持されているので、その変形が抑制される。
【００１４】
前記内向きフランジ部のうち、前記第２のシール部材との当接面に複数の突起を設けるとよい。
【００１５】
したがって、第２のシール部材の軸との共回りが防止される。
【００１６】
前記第２のシール部材に備えられるリップ部の摺動面に設けるポンプねじは軸に対する傾斜角度を３５〜７５度とし、ねじの深さをリップ部の厚さに対して０よりも大きく７５％以下とするとよい。
【００１７】
前記補助金属環は円周方向に独立した複数の突起を有するとよい。
【００１８】
したがって、補助金属環の強度が増加する。
【００１９】
前記補助金属環に前記第１のシール部材と第２のシール部材とを連通する連通部を設けるとよい。
【００２０】
したがって、補助金属環は、成形時に第１のシール部材と第２のシール部材によって連通部により接着される。
【００２１】
【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、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
図１および図２には、本発明の実施の形態に係る密封装置が示されている。図１は密封装置の概略構成一部断面図であり、図２は密封装置を組み付けた状態を示す概略構成断面図である。
【００２３】
図に示すように、密封装置１は、軸８０と円筒状の円筒部材であるハウジング９０の間の環状の隙間をシールし、密封流体側Ｏの油などの流体が大気側Ａに漏れないようにしているものである。
【００２４】
密封装置１は、概略、金属環２０と、金属環２０に一体的に成形される第１のシール部材３０と、第１のシール部材３０を支持する補助金属環４０と、金属環２０と補助金属環４０に挟持される第２のシール部材５０とから構成されている。
【００２５】
金属環２０は、組み付けた時に軸８０やハウジング９０と同心的に配置される円筒部２１と、円筒部２１の一端部（組み付けた状態における大気側部）から内径方向（軸８０に向かう方向）に折り曲がる内向きフランジ部２２と、を有している。
【００２６】
第１のシール部材３０は、金属環２０の円筒部２１の外部側と内部側とを覆うように一体的に成形され、この覆った部分から内向きフランジ部２２と略平行にて設けられた径方向部３２と、この径方向部３２に接続するリップ部３３とを有しており、ゴム状弾性材によって形成されている。
【００２７】
そして、リップ部３３の軸８０への摺動面には、ポンプねじ３４が設けられている。
【００２８】
第１のシール部材３０を組み付けた際には、外周部３１がハウジング９０の内周に密封接触し、また、リップ部３３の外周に縮径方向の緊迫力を与えるばね環６が取りつけられて、リップ部３３の先端が軸８０の外周面に摺接することによって、密封流体側Ｏの油などの流体をシールすることができる。
【００２９】
また、ポンプねじ３４は、例えば、図のようにハの字形状とすることによって、密封装置１が軸８０に対していずれの方向に回転しても流体を密封流体側Ｏへ流動させるようなポンプ効果を発揮させる構造となっている。
【００３０】
補助金属環４０は、第１のシール部材３０の大気側Ａに沿うように配置され、第１のシール部材３０のリップ部３３の根本を支える支持部４１を備えている。
【００３１】
したがって、密封流体側Ｏが高圧下にある場合にでもリップ部３３がめくれてしまうことを防止することができる。
【００３２】
なお、支持部４１の先端がリップ部３３の根本よりも軸８０側に突出するように配置させることによって、より一層確実にリップ部３３のめくれを防止することができる。
【００３３】
また、補助金属環４０には円周方向に複数の独立した突起４２を設けることによって補助金属環４０自体の強度を増加させることができるため、補助金属環４０の板厚を薄くすることができ、軽量化を図り、コストを押えることができる。
【００３４】
第２のシール部材５０は、金属環２０の内向きフランジ部２２と補助金属環４０との間に挟持される被挟持部５１と、この被挟持部５１から軸方向に折り曲がるリップ部５２とを有しており、樹脂材（ＰＴＦＥなど）によって形成されている。
【００３５】
第２のシール部材５０は軸８０が挿入されていない状態ではワッシャ形状であり、軸８０の挿入によって内側の縁が軸８０の外周面に沿って拡径しながら撓んで、軸８０の外周面に摺接可能に配置されるようになっている。
【００３６】
また、リップ部５２の軸８０への摺動面にも、ポンプねじ５３が設けられている。
【００３７】
このポンプねじ５３は、密封装置１が軸８０に対して回転することによって流体を密封流体側Ｏへ流動させるようなポンプ効果を発揮させる構造となっている。
【００３８】
なお、ポンプねじ５３は、密封装置１が軸８０に対して、通常、一方の方向にのみ回転し、あまり他方の方向には回転しないような箇所に適用する場合には、一方の方向の回転に対して効率良くポンプ効果を発揮する螺旋状のねじとするのが好適であり、両方向に回転するような箇所に適用する場合には、いずれの回転に対しても適度にポンプ効果を発揮する多数の同心状のねじとするのが好適である。
【００３９】
また、ポンプねじ５３の深さはリップ部５２の板厚の７５％以下に設定するのが好ましく、例えば、リップ部５２の板厚１．０（ｍｍ）として、ポンプねじ５３をピッチ０．３（ｍｍ），傾き３５〜７５度，深さ０．５ｍｍとした場合に、優れたポンプ効果を発揮することが認められる。
【００４０】
さらに、補助金属環４０の外周の端部に連通部としての切り欠き（個数はいくつでもよい）４３を設ければ、第１のシール部材３０の加硫成形時に切り欠き４３から、ゴム状弾性材が第２のシール部材５０側に流れ込んで、第２のシール部材５０側および補助金属環４０を接着させることができる。なお、この場合に、第２のシール部材５０の外周の端部に切り欠きを設けて、この部分にもゴム状弾性材を流し込ませて、一層接着性を高めることも可能である。
【００４１】
なお、金属環２０の内向きフランジ部２２における第２のシール部材５０の被挟持部５１への当接面に、回り止め用の突起７を設けることによって、共回りを防ぐことができる。
【００４２】
以上のように構成される密封装置１によって、密封流体側Ｏの密封流体は、ハウジング９０側は第１のシール部材３０の外周部３１によってシールされ、軸８０側は第１のシール部材３０のリップ部３３によってシールされる。
【００４３】
そして、リップ部３３から漏れた流体は、リップ部３３に設けられたポンプねじ３４によって密封流体側Ｏへ戻される。
【００４４】
このポンプねじ３４でも戻されずに漏れてしまった場合には、第２のシール部材５０に設けられたポンプねじ５３によって適正に密封流体側Ｏへ戻される。
【００４５】
このように、簡易な構成で非常に優れた密封性能を発揮することができる。
【００４６】
また、補助金属環４０の支持部４１で第１のシール部材３０のリップ部３３の根本を支えているのでリップ部３３がめくれてしまうことなどが防止され、高圧下においても安定した密封性能を維持できる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、第１のシール部材、および第２のシール部材に備えられたリップ部の摺動面にそれぞれ密封側へ流体を送るポンプねじを設けたことによって、密封流体が第１のシール部材に備えられたリップ部から大気側へ漏れた場合には、このリップ部の摺動面に設けられたポンプねじにより漏れた流体を密封側へ戻し、さらに、このリップ部から大気側へ漏れた場合には、第２のシール部材に備えられたリップの摺動面に設けられたポンプねじにより漏れた流体を密封側へ向けて戻すことができると共に、密封流体が高圧の場合にも第１のシール部材に備えられたリップ部の根本を補助金属環が支持しているので、その変形を抑制することができるので、簡易な構成で高圧下においても優れた密封性を発揮する。
【００４８】
内向きフランジ部のうち、第２のシール部材との当接面に複数の突起を設ければ、第２のシール部材の軸との共回りを防止することができる。
【００４９】
第２のシール部材に備えられるリップ部の摺動面に設けるポンプねじは軸に対する傾斜角度を３５〜７５度とし、ねじの深さをリップ部の厚さに対して上限７５％とすれば、密封性や偏心追随性が向上する。
【００５０】
補助金属環に円周方向に独立した複数の突起を設ければ、補助金属環の強度を増加させることができるので、補助金属環の板厚を薄くして軽量化を図ることができる。
【００５１】
補助金属環に第１のシール部材と第２のシール部材とを連通する連通部を設ければ、補助金属環を、成形時に第１のシール部材と第２のシール部材によって連通部により接着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成一部断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係る密封装置を組み付けた状態を示す概略構成断面図である。
【図３】図３は従来技術に係る密封装置をを組み付けた状態を示す概略構成断面図である。
【符号の説明】
１  密封装置
２０  金属環
２１  円筒部
２２  内向きフランジ部
３０  第１のシール部材
３２  径方向部
３３  リップ部
３４  ポンプねじ
４０  補助金属環
４１  支持部
４２  突起
４３  切り欠き
５０  第２のシール部材
５１  被挟持部
５２  リップ部
５３  ポンプねじ
７  回り止め防止用の突起
８０  軸
９０  ハウジング
Ｏ  密封流体側
Ａ  大気側
【図１】
0003591221.tif 000002
【図２】
0003591221.tif 000003
【図３】
0003591221.tif 000004