(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機器のハウジング（Ｈ）を構成する、軸挿通用孔部（11）（12）を有する第１ハウジング部品（Ｈ1 ）と第２ハウジング部品（Ｈ2 ）を組付けて固定手段（５）にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメント（８）を、単独で挾着保持し、軸（２）と上記軸挿通用孔部（11）（12）との間を密封するように構成し、
上記第２ハウジング部品（Ｈ2 ）が円筒状滑り軸受け（17）であって、上記第１ハウジング部品（Ｈ1 ）が上記円筒状滑り軸受け（17）を嵌合させるための孔部（18）を有し、該孔部（18）に上記滑り軸受け（17）を嵌合させ、該軸受け（17）の内端面（22）と上記孔部（18）の奥側段付面（24）にて上記シールエレメント（８）を挾着保持したことを特徴とする軸密封構造。
【請求項２】
流体機器のハウジング（Ｈ）を構成する、軸挿通用孔部（11）（12）を有する第１ハウジング部品（Ｈ1 ）と第２ハウジング部品（Ｈ2 ）を組付けて固定手段（５）にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメント（８）を、ガスケット（３）を介して、挾着保持し、軸（２）と上記軸挿通用孔部（11）（12）との間を密封するように構成し、
上記第２ハウジング部品（Ｈ2 ）が円筒状滑り軸受け（17）であって、上記第１ハウジング部品（Ｈ1 ）が上記円筒状滑り軸受け（17）を嵌合させるための孔部（18）を有し、該孔部（18）に上記滑り軸受け（17）を嵌合させ、該軸受け（17）の内端面（22）と上記孔部（18）の奥側段付面（24）にて上記シールエレメント（８）を挾着保持したことを特徴とする軸密封構造。
【請求項３】
流体機器のハウジング（Ｈ）を構成する、軸挿通用孔部（11）（12）を有する第１ハウジング部品（Ｈ1 ）と第２ハウジング部品（Ｈ2 ）を組付けて固定手段（５）にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメント（８）を、単独で挾着保持し、軸（２）と上記軸挿通用孔部（11）（12）との間を密封するように構成した軸密封構造であって、
上記裸状態のシールエレメント（８）に接する第１ハウジング部品（Ｈ1 ）若しくは第２ハウジング部品（Ｈ2 ）の挾圧端面（28）に、アキシャル方向から見て、偏心パターン（47）、楕円パターン（48）、多角形パターン（49）のいずれかの形状であって密封性向上、及び、廻り止め用の突条又は凹溝を有することを特徴とする軸密封構造。
【請求項４】
流体機器のハウジング（Ｈ）を構成する、軸挿通用孔部（11）（12）を有する第１ハウジング部品（Ｈ1 ）と第２ハウジング部品（Ｈ2 ）を組付けて固定手段（５）にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメント（８）を、ガスケット（３）を介して、挾着保持し、軸（２）と上記軸挿通用孔部（11）（12）との間を密封するように構成した軸密封構造であって、
上記裸状態のシールエレメント（８）又はガスケット（３）に接する第１ハウジング部品（Ｈ1 ）、若しくは、第２ハウジング部品（Ｈ2 ）の挾圧端面（28）に、アキシャル方向から見て、偏心パターン（47）、楕円パターン（48）、多角形パターン（49）のいずれかの形状であって密封性向上、及び、廻り止め用の突条又は凹溝を有することを特徴とする軸密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図11に示すような回転用として軸シールが広く使用されている。即ち、アウターケース30とインナーケース31にて、シールエレメント32とガスケット33を挾着保持して、構成される。アウターケース30は、内鍔部34を有し、その内側面にシールエレメント32を当接し、ガスケット33を介して、インナーケース31の内鍔部35にて挾持するのであるが、アウターケース30の一端部30Ａを折曲げることで、強くシールエレメント32とガスケット33を挾着し、軸シール40を構成し、このような軸シール40を各種流体機器に装着して使用している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、最近の流体機器では、コンパクト化及びコスト低減の要望が強く、従来の軸シールの構造のままでは、限界があった。つまり、軸心方向寸法がアウターケース30の軸心方向寸法のためコンパクト化が難しく、さらに、一端部30Ａの折曲げ加工が製造上必要でコストアップとなり、かつ、部品点数も多いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、流体機器のハウジングを構成する、軸挿通用孔部を有する第１ハウジング部品と第２ハウジング部品を組付けて固定手段にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメントを、単独で挾着保持し、軸と上記軸挿通用孔部との間を密封するように構成し、上記第２ハウジング部品が円筒状滑り軸受けであって、上記第１ハウジング部品が上記円筒状滑り軸受けを嵌合させるための孔部を有し、該孔部に上記滑り軸受けを嵌合させ、該軸受けの内端面と上記孔部の奥側段付面にて上記シールエレメントを挾着保持した。
【０００６】
また、流体機器のハウジングを構成する、軸挿通用孔部を有する第１ハウジング部品と第２ハウジング部品を組付けて固定手段にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメントを、ガスケットを介して、挾着保持し、軸と上記軸挿通用孔部との間を密封するように構成し、上記第２ハウジング部品が円筒状滑り軸受けであって、上記第１ハウジング部品が上記円筒状滑り軸受けを嵌合させるための孔部を有し、該孔部に上記滑り軸受けを嵌合させ、該軸受けの内端面と上記孔部の奥側段付面にて上記シールエレメントを挾着保持した。
【０００７】
また、流体機器のハウジングを構成する、軸挿通用孔部を有する第１ハウジング部品と第２ハウジング部品を組付けて固定手段にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメントを、単独で挾着保持し、軸と上記軸挿通用孔部との間を密封するように構成した軸密封構造であって、上記裸状態のシールエレメントに接する第１ハウジング部品若しくは第２ハウジング部品の挾圧端面に、アキシャル方向から見て、偏心パターン、楕円パターン、多角形パターンのいずれかの形状であって密封性向上、及び、廻り止め用の突条又は凹溝を有する。
【０００８】
また、流体機器のハウジングを構成する、軸挿通用孔部を有する第１ハウジング部品と第２ハウジング部品を組付けて固定手段にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメントを、ガスケットを介して、挾着保持し、軸と上記軸挿通用孔部との間を密封するように構成した軸密封構造であって、上記裸状態のシールエレメント又はガスケットに接する第１ハウジング部品、若しくは、第２ハウジング部品の挾圧端面に、アキシャル方向から見て、偏心パターン、楕円パターン、多角形パターンのいずれかの形状であって密封性向上、及び、廻り止め用の突条又は凹溝を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の軸密封構造によれば、密封部が最少の１個（又は２個）の部品で済み、コンパクト化及びコストダウンを図り得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を示す要部断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態を示す要部断面図である。
【図８】本発明の第７の実施形態を適用した具体例を示す要部断面図である。
【図９】挾圧用平面についての種々の具体例を説明するための図である。
【図１０】挾圧用平面についてさらに別の具体例を示す図である。
【図１１】従来例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図７は、各々、第１〜第７の実施の形態を示し、いずれも、流体機器のハウジングＨを構成する第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 を有し、かつ、この第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 は、軸２が挿入される軸挿通用孔部11，12を有し、両孔部11，12を同芯状となるように組付けて、固定手段５にて、相互に固定される。本発明に於て、軸２は、円形横断面を有し、回転軸又は揺動軸、若しくは、（往復）直線運動軸である。
【００１２】
８は裸状態のシールエレメントである。裸状態とは、従来の図11に例示したような軸シール40におけるアウターケース30とインナーケース31を省略した状態を言う。
この裸状態のシールエレメント８を、図１，図４，図７に示す如く、単独で、第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 の相互の上記固定によって、挾着保持して、軸２と上記孔部11，12との間を、裸状態のシールエレメント８のＪ字状弯曲姿勢の摺接（圧接）によって、密封する。
あるいは、図２，図３，図５，図６に示す如く、裸状態のシールエレメント８の外周縁寄りの基端縁部に、ガスケット３を対応させ、第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 の相互の固定によって、挾圧保持しても、望ましい。この際、第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 による上記挾圧保持する前の状態―――つまり未組付状態―――に於て、シールエレメント８とガスケット３とを、接着等により一体化し、あるいは、焼付け（加硫）によって一体化するのも望ましい。
【００１３】
具体例として、シアノアクリレートを含有する化学反応型接着剤等による接着一体化、あるいは、シールエレメント８とガスケット３の材質がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の時にフッ化ビニリデン系フッ素ゴム（ＦＫＭ）による加硫接着（焼付け）による一体化を、挙げることができる。このような一体構造とすることによって、被挟圧保持部の剛性・強度をアップして、シールエレメント８が高精度な位置に安定姿勢にて維持可能となり、密封性能が改善され、寿命が延びる。
【００１４】
以下、各実施の形態について、具体的に追加説明する。まず、図７と図８に示した第７の実施の形態から説明すれば、流体機器10として、車両の排ガス再循環システム（以下、ＥＧＲシステムという）用のバタフライバルブを例示する。図８に於て、バタフライバルブ弁体15が流路16を開閉するように、揺動自在な弁軸としての軸２に固定され、軸２は、流路16を有する第１ハウジング部品Ｈ1 に、流路16と直交方向に配設されている。
【００１５】
図７と図８では、第２ハウジング部品Ｈ2 は、円筒状滑り軸受け17の場合を示し、第１ハウジング部品Ｈ1 の左右の孔部18，18に軸受け17を嵌合させ、かつ、固定手段５は、孔部18に形成した凹溝19とＣ形止め輪20をもって構成される。21は、軸（弁軸）２の一端に固定された弁開閉用操作レバーを示す。また、軸（弁軸）２は、段付部21を有し、軸受け17（第２ハウジング部品Ｈ2 ）の内端面22がこの段付部21に対応（摺接）して、軸（弁軸）２の左右軸心方向への移動を阻止している。このように、図７と図８では、第１ハウジング部品Ｈ1 の孔部11を大径とし、第２ハウジング部品Ｈ2 の孔部12を小径とする。
【００１６】
そして、孔部18の内径寸法は、孔部11の内径寸法よりも大きく設定され、第１ハウジング部品Ｈ1 に於て、孔部11と孔部18の段付隅部に、裸状態のシールエレメント８の肉厚寸法よりも僅かに小さな軸心寸法Ｌ1 のシールエレメント基端部収納空間23を形成し、この収納空間23の一側面を成す段付面24と、軸受け17の内端面22にて、シールエレメント８を挾圧して保持（固定）する。
【００１７】
なお、25は、Ｊ字状に弯曲した内端縁が干渉しないように、第１ハウジング部品Ｈ1 の孔部11に切欠形成された逃げ用空間である。この空間25と収納空間23とは、段付状（階段状）に連続形成されている。
なお、図示省略したが、第２ハウジング部品Ｈ2 （軸受け17）の抜け止め用としての固定手段５としては、孔部18の外端寄りに雌ネジ部を形成すると共に、外周面に雄ネジ部を形成した円環状ナットとをもって、構成するも、望ましい（図示省略）。
【００１８】
図１〜図６に示した各実施の形態に於て、流体機器としては、図７や図８と同様のＥＧＲシステム用のバタフライバルブであっても良いが、それ以外に、真空ポンプ、コンプレッサ、揺動モータ（ロータリアクチュエータ）、（直線運動する）流体圧シリンダや（スプールを有する）弁類等であっても自由である。
【００１９】
次に、図１〜図６の各実施の形態について、追加説明を行う。
第１ハウジング部品Ｈ1 の軸挿通用孔部11は（円形横断面の）軸２の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法で、図１の右空間７に近い領域に形成され、段付面24を介して大きい寸法の孔部13が図１の左空間６まで形成される。第２ハウジング部品Ｈ2 は、第１ハウジング部品Ｈ1 の孔部13に嵌合する挿入円筒部14を有する。固定手段５としては、ボルト26を例示する。即ち、左空間６側からボルト26を螺進して、第２ハウジング部品Ｈ2 を第１ハウジング部品Ｈ1 に固定する。挿入円筒部14の先端面14Ａと、第１ハウジング部品Ｈ1 の段付面24によって、シールエレメント８が挾着される。そして、図１では、裸状態のシールエレメント８のみが、段付面24と先端面14Ａの間に挾着保持され、ガスケットは省略した場合を示す。
【００２０】
これに対して、図２では、ガスケット３を先端面14Ａとシールエレメント８の間に介在させている。
また、図３では、ガスケット３を段付面24とシールエレメント８の間に介在させている。
図２に於ては、固定手段５は、右の空間７側から螺進するボルト26を例示し、図３では、ボルト・ナット結合27を例示する。
【００２１】
次に、図４，図５，図６は、各々、図１，２，３に於けるシールエレメント８の弯曲方向を左右逆とした場合を示している。それ以外の構成は、図１，図２，図３の各々と同様である。
【００２２】
ところで、シールエレメント８を挾着保持した状態で、シールエレメント８の径方向位置を高精度に設定して、その軸心が、軸２の軸心Ｌ2 と完全に一致させることが望ましい。そこで、図１〜図７に於て、シールエレメント８の外周端面８Ａを、第１ハウジング部品Ｈ1 の孔部13，18に高精度に嵌合（密嵌）させるように、孔部13，18の内径寸法と、シールエレメント８の外径寸法とを、同一に設定する。
そして、シールエレメント８を単独で、又は、ガスケット３を介在しつつ、第１ハウジング部品Ｈ1 の段付面24と、第２ハウジング部品Ｈ2 の先端面14Ａ又は内端面22によって、軸心Ｌ2 と平行な方向に、挾圧して保持（固定）する。しかも、挾圧（挾着）用の上記段付面24と、先端面14Ａ・内端面22等の挾圧端面28は、軸２の軸心Ｌ2 と直交する平面状である。
【００２３】
図９は、挾圧平面（端面）28としての上記段付面24又は先端面14Ａ・内端面22を軸心Ｌ2 と平行方向から見た説明図であり、図９（Ａ）は、挾圧端面28に複数個の小突起42を突設し、図１に点線にて示すように、シールエレメント８に小突起42が侵入して、シールエレメント８が、軸２の軸心廻りに回転すること、又は、ラジアル内方向に移動することを、防止する。なお、この小突起42を段付面24側に設けるも自由である（図示省略）。あるいは、図９（Ａ）の小突起42に代えて、小凹窪部を挾圧端面28に形成し、挾着状態でシールエレメント８の一部がこの小凹窪部に侵入して、回転を防止するようにしても良い（図示省略）。
【００２４】
図９（Ｂ）に示すように、放射状に複数本の突条43を設け、図２に点線で示すように、ガスケット３に突条43が侵入して、回転、又は、ラジアル内方向への移動を防止することも好ましい。なお、この突条43を段付面24側に設けるも自由であり、また、図９（Ｂ）の放射状上記突条43を放射状凹溝とするも自由である。
図９（Ｃ）に示すように、図９（Ｂ）よりも短寸の放射状短突条44を設け、図３に点線で示したように、シールエレメント８に短突条44が侵入して、回転、又は、ラジアル内方向への移動を防止するも好ましい。なお、この短突条44を段付面24側に設けるも好ましい。また、放射状短突条44を放射状短凹溝とするも自由である。
次に、図９（Ｄ）に示す如く、挾圧端面28をローレット加工面45としたり、図９（Ｅ）に示す如く、挾圧端面28をブラスト加工粗面46とするも、望ましい。
【００２５】
また、図10（Ａ）に示すように、軸心Ｌ2 に関して偏心した円形の突条又は凹溝をもって構成した偏心パターン47を、挾圧端面28に施しても良い。あるいは、図10（Ｂ）に示すように、楕円パターン48を挾圧端面28に、突条又は凹溝をもって、施すも好ましい。若しくは、図10（Ｃ）に示すように、多角形パターン49を挾圧端面28に、突条又は凹溝をもって、施すも好ましい。
この図10（Ａ）〜（Ｃ）では、廻り止め用及び密封性向上の作用・効果を発揮する。
このように、シールエレメント８を挾着する先端面14Ａ，段付面24，内端面22等の挾圧端面28（の一方又は両方）を、図９（Ａ）〜（Ｅ）や図10（Ａ）〜（Ｃ）のように形成して、シールエレメント８の連れ廻りを阻止し、又は、ラジアル内方向への位置ずれを阻止すると共に、密封性も向上できる。
【００２６】
本発明は、以上述べたように、流体機器のハウジングＨを構成する、軸挿通用孔部11，12を有する第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 を組付けて固定手段５にて相互に固定して、アウターケースとインナーケースを省略した裸状態のシールエレメント８を、単独で、又は、ガスケット３を介して、挾着保持し、軸２と上記孔部11，12との間を密封するように構成したので、シール材としては、最少数（１個又は２個）とすることが可能であり、コンパクト化を達成できると共に、コストダウンを図り得る。また、シールエレメント８よりも十分に大きい第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 の孔部13，18等に於ける相互嵌合によって、（シールエレメント８を挾圧する）挾圧端面28，28は高精度に軸心Ｌ2 と直交平面状であり、安定姿勢を確実に保つことで、密封性能も安定する。さらに、図９に例示した如く、大きな第１・第２ハウジング部品Ｈ1 ，Ｈ2 の一部位（挾圧端面28）には、密封性向上、及び、廻り止め用の加工を施し易いという利点もある。
【００２７】
また、上記挾着保持する前の状態で、上記シールエレメント８とガスケット３とが一体化されていることによって、第１ハウジング部品Ｈ1 と第２ハウジング部品Ｈ2 にて挟圧保持される部位の剛性と強度がアップして、シールエレメント８が（小さな部品でありながらも）高精度な位置と姿勢を安定して保ち、密封性能も優れたものとなり、偏摩耗等も防止して、長期間の使用に耐える（寿命が延びる）。
【符号の説明】
【００２８】
２  軸
３  ガスケット
５  固定手段
８  シールエレメント
10  流体機器
11，12  軸挿通用孔部
17  円筒状滑り軸受け
18  孔部
22  内端面
24  段付面
28  挾圧端面
47  偏心パターン
48  楕円パターン
49  多角形パターン
Ｈ  ハウジング
Ｈ1   第１ハウジング部品
Ｈ2   第２ハウジング部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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