(57)【要約】【課題】  いわゆるステイックスリップによるシール部の開口を防止することが可能であり、しかも、被密封流体圧力の変動によっても安定したシールを図り、シールの安定と長寿命化を図ることができるガータスプリング付きシール装置を提供すること。【解決手段】  シール本体１と、シール本体１におけるシール部４の背面位置に装着してあるリング状のガータスプリング２とを有するガータスプリング付きシール装置である。ガータスプリング２の外径面の一部が、シール本体１とは異なる材料の被覆用弾性部材８で被覆してある。【選択図】        図２
2006242204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール本体と、前記シール本体におけるシール部の背面位置に装着してあるリング状のガータスプリングとを有するガータスプリング付きシール装置であって、
前記ガータスプリングの外径面の一部が、前記シール本体とは異なる材料の被覆用弾性部材で被覆してあることを特徴とするシール装置。
【請求項２】
前記シール本体におけるシール部の背面位置に形成してあるバネ溝内に、前記ガータスプリングが、外径面における全周に対する一部が埋め込まれ、残りが露出するように嵌合してあり、前記バネ溝から露出しているガータスプリングの外径面が、前記被覆用弾性部材で被覆してあることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記ガータスプリングの外径面における全周に対する１／２〜１／４が、前記被覆用弾性部材で全体的または部分的に被覆してあることを特徴とする請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記ガータスプリングの軸方向に沿って連続的または断続的に前記被覆用弾性部材で被覆してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシール装置。
【請求項５】
前記被覆用弾性部材の厚みが０．５〜３mmの範囲にある請求項１〜４のいずれかに記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種装置の軸封部に用いられるリップシール等のガータスプリング付きシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１などに示すように、リップシールは、一般的に、シール本来の役割をなすシール本体（ゴム材質）と、そのシール本体におけるリップ部（シール部）の背面に装着されるガータスプリングとの二つの部材から成り立っている。シール本体を構成するゴム材質としては、ニトリルゴム、ふっ素ゴム等が用いられる。また、ガータスプリングは、ばね鋼、ステンレス、ハステロイ等の材料からなるものが多い。
【０００３】
ガータスプリングとは、両端を連結して円形としたつる巻状のコイルばねで、リップシールのリップ（シール部）と軸との間の半径方向の締め付け力を保持するために、円周方向張力を与えた状態で用いられる。
【０００４】
従来のリップシールでは、高圧力および／または高速の高負荷条件下では、軸とリップ先端との摺接部分が摩擦摩耗の極限状態となり、摩擦係数の上昇と摺動発熱により、リップ摺接面温度が上昇し、いわゆるステイックスリップが発生する。
【０００５】
このステイックスリップとは、リップ先端摺接面の高負荷および高温状態により、ゴム材料の軟化および焼付き等が惹起され起こるものである。このステイックスリップ現象が生じると、摺接面の不連続的な粘着と破断により、リップ先端の潤滑状態が極めて劣悪な環境に至る。
【０００６】
このとき従来のリップシールでは、ガータスプリングは、リップ部の背面に形成してあるばね溝の中で、回転軸の軸芯に沿う方向（Ｘ方向）と、回転軸の半径方向（Ｙ方向）に揺動し、その後に、ガータスプリングの長手方向、すなわち回転軸の円周方向（Ｚ方向）に、蠕動運動が起こる。すなわち、ガータスプリングがＸおよびＹ方向に向けてジグザク運動を始め、ばね溝の中を、ガータスプリングが蠕動しながらＺ方向へ移動するという運動が起こる。
【０００７】
このときリップ先端の摺接面が回転軸面から瞬間的に離間し（開口）、被密封液が開口面から漏出するという現象を誘起する。このように、リップシールにステイックスリップが発生するときガータスプリングの蠕動運動が起き、このときシール面が開口して漏れに繋がることが漏れ原因の一つと推定されている。
【０００８】
一般的なリップシール用ガータスプリング設計の考え方では、ゴム単体では、永久変形が避けられないので、金属のスプリングを補助にし、これにより、締め代減少を緩和するという考えである。従って、一般的に、ガータスプリングは、単に、ばね溝に嵌合されている状態で使用されており、ガータスプリングの挙動を制限するという方策はなされていない。
【０００９】
したがって、ガータスプリングが、単にばね溝に嵌合されているだけの従来の装置構成では、ステイックスリップの発生する極限状態に至った場合には、リップ先端の摺接境界面では常に不安定な動きを示す。
【００１０】
また、従来の方式では、ガータスプリングがＸおよびＹ方向へ揺動し、Ｚ方向へは大きく移動するために、シール面が常に不安定となり、漏れを誘起する原因の一つとなるという問題がある。
【００１１】
さらに、通常のリップシールでは、被密封体の圧力が増大すると、軸締め付け力は、それに伴いますます増大し、シール面に加わる負荷を増加させ、摺動発熱の増大、リップ先端の硬化、焼付き、および、それらによる回転軸の損傷等の悪影響が出始め、シール寿命の低下を招くという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−２３０３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、いわゆるステイックスリップによるシール部の開口を防止することが可能であり、しかも、被密封流体圧力の変動によっても安定したシールを図り、シールの安定と長寿命化を図ることができるガータスプリング付きシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係るシール装置は、
シール本体と、前記シール本体におけるシール部の背面位置に装着してあるリング状のガータスプリングとを有するガータスプリング付きシール装置であって、
前記ガータスプリングの外径面の一部が、前記シール本体とは異なる材料の被覆用弾性部材で被覆してあることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、ガータスプリングの外周の一部を被覆用弾性部材で覆うことにより、ガータスプリングの一部の動きを制限し、他の部分は自由に動ける状態としている。このため、本発明によれば、ガータスプリングが、軸締め付け圧力を調整し、適正な締め代を維持しつつ、さらに、シール装部品として構成されるガータスプリングの効用を最大限に活用することができる。
【００１５】
すなわち、ガータスプリングにおける被覆用弾性部材が、ガータスプリングの長手方向（Ｚ方向）の動きに対して、これを拘束するように作用する。また、ガータスプリングの全周が被覆用弾性部材で被覆されているわけではないため、ガータスプリングの長手方向と垂直な方向（ＸおよびＹ方向）の動きに対して、リップ先端に発生し伝達される微細振動を吸収する程度の自由度を有する。
【００１６】
本発明では、外周の一部のみが被覆用弾性部材で被覆してあるために、ガータスプリングは、ミクロ的には振動を吸収しながら、マクロ的にはシール本体のコアとして、その位置が固定されていることになる。
【００１７】
その結果、本発明によれば、次に示す作用効果が得られる。
被覆用弾性部材付ガータスプリングにより、シール装置としての機能性が向上し、ステイックスリップによるシール部摺接面での開口を抑制することが可能になる。また、シール部摺接面での開口を起こしにくくすることによって、シール性が安定化すると共に長寿命化が期待できる。
【００１８】
また、被密封体圧力の変動を、ガータスプリングの被覆用弾性部材が一次的にその圧力変動を捉えて緩衝し、二次的にシール部摺接面（リップ摺接面）に圧力変動を伝達するため、圧力の変動に鈍感な緊縛力リップシールとなり、シール性が安定する。
【００１９】
本発明における被覆用弾性部材の材質としては、伸び特性が大きく、且つ、引張り強さの大きいゴム状弾性物質を用いることが好ましい。伸び特性としては、ＪＩＳ（Ｋ６２５１）で定義される伸びが、好ましくは１００％以上、さらに好ましくは３００％以上、特に好ましくは６００％以上である。
【００２０】
好ましくは、前記シール本体におけるシール部の背面位置に形成してあるバネ溝内に、前記ガータスプリングが、外径面における全周に対する一部が埋め込まれ、残りが露出するように嵌合してあり、前記バネ溝から露出しているガータスプリングの外径面が、前記被覆用弾性部材で被覆してある。
【００２１】
従来方式のガータスプリング付きシール装置においては、一般的に、ガータスプリングの被密封体側に、その外径面の表面の一部をシール部材から露出させ、残の部分がシール部材のばね溝に嵌合されている。本発明では、このようにガータスプリングの外周で露出している部分に、被覆用弾性部材を形成することにより、比較的安価且つ容易な方法により、ガータスプリング耐食性を維持することができる。
【００２２】
なお、従来方式では、腐食性密封液に対するガータスプリングの防食対策として、（ｉ）耐食性金属材料（ハステロイ、ステンレス等）を用いる方法と、（ｉｉ）ガータスプリングの表面にゴムまたはプラスチック製チューブを被せる等の方法が用いられている。しかしながら、これらの方法では、（ｉ）の方法では、高コストになり勝ちであり、（ｉｉ）の方法では、チューブの繋ぎ目から腐食性液が浸入し、却って腐食を促進する等の問題がある。本発明では、これらの欠点を解消している。
【００２３】
好ましくは、前記バネ溝から露出しているガータスプリングの外径面が、前記被覆用弾性部材で被覆してあり、シール本体とガータスプリングとが、前記被覆用弾性部材により一体化してある。
【００２４】
この場合には、予め所定寸法のシールリングサイズのライナ上で、シール本体の内径を固定しながら、シール本体とガータスプリングとを被覆用弾性部材で接合一体化することにより、シール寸法の安定性が確保される。
【００２５】
好ましくは、前記ガータスプリングの外径面における全周に対する１／２〜１／４が、前記被覆用弾性部材で全体的または部分的に被覆してある。被覆している割合が小さすぎても大きすぎても、本発明の効果が少なくなる傾向にある。
【００２６】
好ましくは、前記ガータスプリングの軸方向に沿って連続的または断続的に前記被覆用弾性部材で被覆してある。本発明においては、前記ガータスプリングの軸方向に沿って連続的に前記被覆用弾性部材で被覆してあることが好ましいが、多少断続的に形成しても本発明の効果は得られる。
【００２７】
好ましくは、前記被覆用弾性部材の厚みが０．５〜３mmの範囲にある。この厚みが薄すぎても厚すぎても、本発明の効果が小さくなる傾向にある。
【００２８】
被覆用弾性体がガータスプリングを被覆するときの膜厚と面積については、種々調査の結果、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の動きに対して、拘束と開放という二面性を有する制御を行うに適した物性として、可撓性および伸びのある皮膜であるという必要性から、膜厚は０．５〜３mm、被覆面積はガータスプリング外径面の１／２〜１／４周とする範囲が適当であるという結論によるものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、いわゆるステイックスリップによるシール部の開口を防止することが可能であり、しかも、被密封流体圧力の変動によっても安定したシールを図り、シールの安定と長寿命化を図ることができるガータスプリング付きシール装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るリップシール装置の要部斜視図、
図２は図１に示すシール装置の要部斜視図、
図３はガータスプリングの斜視図、
図４は図３に示すガータスプリングの要部斜視図、
図５は被覆用弾性部材付きガータスプリングの要部斜視図、
図６は被覆用弾性部材付きガータスプリングの正面図、
図７は本発明の実施例に係るシール装置の効果を示す試験装置の概略断面図、
図８〜図１２は本発明の実施例および比較例に係るシール装置のシール特性を示すグラフである。
【００３１】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るリップシール装置１０は、全体がリング形状をしているシール本体１を有する。シール本体１は、ケーシングなどに取り付けられるリング形状の基端部１ａと、その基端部１ａの内周側に一体に形成される断面屈曲状の支持部１ｃと、その支持部１ｃの内周側に一体に形成されるリング形状のシールリップ部１ｂとを有する。シールリップ部１ｂの内周には、横断面において内周先端が尖っているリップ先端（シール部）４が形成してある。リップ先端４が、図７に示すように、回転軸１６の外周に対して摺動するようになっている。
【００３２】
シールリップ部１ｂにおけるリップ先端の背面側（外周側）には、ガータスプリング２を嵌合するためのバネ溝３が、シールリップ部１ｂの長手方向に沿って形成してある。基端部１ａ、支持部１ｃおよびシールリップ部１ｂから成るシール本体１は、ニトリルゴムあるいはフッ素ゴムなどのゴム材料あるいは合成樹脂などで一体に成形される。
【００３３】
図１および図２に示すように、バネ溝３の内部には、その上端部が露出するようにガータスプリング２が嵌合している。ガータスプリング２は、たとえばバネ鋼、ステンレス金属、ハステロイなどの金属で構成してある。図３に示すように、ガータスプリング２は、全体としてリング形状に連結してある。
【００３４】
図４に示すように、ガータスプリング２の線径ｄ１は、特に限定されないが、たとえば０．８〜１．４mm程度である。また、ガータスプリング２の外径Ｄｏは、図２に示すバネ溝３の内径と略同一であり、たとえば４．０〜７．０mm程度である。ガータスプリング２の内径Ｄｉは、外径Ｄｏから線径ｄ１の二倍を引いた値である。
【００３５】
本実施形態では、図１および図２に示すように、バネ溝３の内部に嵌合してあるガータスプリング２におけるバネ溝３から露出している部分が、被覆用弾性部材８で覆われている。この被覆用弾性部材８は、ガータスプリング２における全周の一部を覆うのみでなく、バネ溝３の両側に形成してある前縁部５および後縁部６をも一体に被覆してある。なお、図２において、Ｚ方向が、ガータスプリング２の長手方向（円周方向）であり、それに直交するＸ方向が、図７に示す回転軸１６の軸芯方向であり、それらに直交するＹ方向が、回転軸１６の半径方向である。
【００３６】
図５および図６に示すように、ガータスプリング２の外周に対して、被覆用弾性体８が覆う範囲θは、図２に示すバネ溝３の開口部の範囲と略同じであり、全周に対して、好ましくは１／２〜１／４である。本実施形態では、ガータスプリング２の外周における一部の範囲θを、ガータスプリング２の長手方向Ｚに沿って連続して被覆用弾性体８で覆っている。
【００３７】
被覆用弾性体８は、シール本体１を構成する材料とは異なるゴム材で構成してあり、好ましくは、シール本体１を構成する材料よりも柔軟性に優れたゴム材料で構成してある。たとえばシール本体１を構成する材料の伸び（ＪＩＳＫ６２５１にて規定）が１００〜１５０％である場合に、被覆用弾性体８の伸びは、その１〜４倍程度に大きく、好ましくは１００％以上、さらに好ましくは３００％以上、特に好ましくは６００％以上である。
【００３８】
被覆用弾性体８がガータスプリング２の外周面の一部を被覆する厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．５〜３mmの範囲にある。被覆用弾性体８は、ガータスプリング２の外周面から内周面にまで入り込んでガータスプリング２を覆っても良い。
【００３９】
ガータスプリング２の外周面の一部を被覆用弾性体８で覆うための方法としては、特に限定されないが、たとえば接着方式と焼き付け方式とが例示される。接着方式では、図１および図２に示すように、ガータスプリング２をバネ溝３の内部に嵌合させた後、バネ溝３から露出しているガータスプリング２の外周面に硬化型接着剤を塗布し、その後に、接着剤を乾燥させて硬化させる。その結果、バネ溝３に対してガータスプリング２が露出する部分を、硬化された接着剤から成る被覆用弾性体８で完全に覆うことができる。
【００４０】
硬化型接着剤としては、常温硬化型接着剤、二液混合型接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤などが例示されるが、特に限定されない。接着剤の材質は、硬化後の状態で、シール本体１より柔軟性があり、伸び特性が大きいものを選択する。また、被覆用弾性体８を構成する接着剤としては、ガータスプリング（金属）２およびシール本体（ゴム）１との双方に接着性の良好な材料を選定することが好ましい。
【００４１】
焼き付け方式では、たとえば未加硫のゴム状被覆用弾性シートを別に準備し、このシートでガータスプリング２の全周における所定範囲θを長手方向に沿って覆い、これをガータスプリング２に焼き付けて、被覆用弾性体８を形成しガータスプリング２の一部を被覆する。焼き付ける工程が、ガータスプリング２をバネ溝３に嵌合させる前であれば、被覆用弾性体８は、ガータスプリング２に対してのみ付着するが、ガータスプリング２をバネ溝３に嵌合させた後に、シール本体１と一体化させて焼き付けることが好ましい。バネ溝３に対してガータスプリング２が露出する部分を被覆用弾性体８で完全に覆うことができるからである。焼き付け法におけるゴム状弾性シートの材質の選択方法は、接着方式と同様である。
【００４２】
本実施形態に係るリップシール装置１０では、被覆用弾性部材８で一部が覆われたガータスプリング２により、ステイックスリップによるガータスプリング２の蠕動運動を拘束する。また、バネ溝３に接触するガータスプリング２の部分は、拘束されていないことから、リップ先端４の振動に対して、追随できる程度の自由度が与えられが、大幅な動きは制限される。その結果、シール装置１０としての機能性が向上し、ステイックスリップによるリップ先端４の摺接面での開口を抑制することが可能になる。また、摺接面での開口を起こしにくくすることによって、シール性が安定化すると共に長寿命化が期待できる。
【００４３】
また、本実施形態では、被密封体７の圧力の増大に対して、軸締め付け力の増加を低く抑える効果も有する。これは、被覆用弾性体８とガータスプリング２の上面部とが接合し、弾性体８が、ガータスプリング２の上部隙間に充満されるために、ガータスプリング２が縮もうとするのを阻み、被密封体圧力の増加に対して、それを打ち消すような逆向きな力を発生させ、軸に対する締め付け力の増加分を漸減するからである。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、被密封体７の圧力の変動が、直ちにリップ先端４の摺接面に作用するのではなく、被覆用弾性部材８で一次的に圧力変動を捉え、これに緩衝作用をなさしめた後、リップ先端４の摺接面に二次的に漸減された変動圧が伝達される仕組みとなる。このため、圧力の変動に鈍感な緊縛力リップシールとなり、シール性が安定する。
【００４５】
さらに、本実施形態では、バネ溝３に対してガータスプリング２の外周で露出している部分に、被覆用弾性部材８を形成することにより、比較的安価且つ容易な方法により、ガータスプリング耐食性を維持することができる。
【００４６】
さらにまた、本実施形態では、バネ溝３から露出しているガータスプリング２の外径面が、被覆用弾性部材８で被覆してあり、シール本体１とガータスプリング２とが、被覆用弾性部材８により一体化してある。このため、予め所定寸法のシールリングサイズのライナ（図示省略）上で、シール本体１の内径を固定しながら、シール本体１とガータスプリング２とを被覆用弾性部材８で接合一体化することにより、シール寸法（リップ先端４の内径）の安定性が確保される。
【００４７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、本発明に係るガータスプリング付きシール装置は、図示する実施形態のリップシール装置１０の具体的構造に限定されず、その他のリップシール装置、あるいはその他のシール装置にも適用することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例１
【００４９】
図１および図２に示す形状のシール本体１およびガータスプリング２とを準備し、ガータスプリング２およびシール本体１の表面を溶剤で洗浄し、汚れ、油分等を除去した。次いで、シール本体１のばね溝３に、ガータスプリング２を嵌合し、これを、シール軸径に応じた所定寸法のライナ上へ載せた。
【００５０】
この状態で、図２のように、バネ溝３から露出しているガータスプリング２の表面と、前縁部５および後縁部６に、室温硬化型シリコーンゴム系統の溶液を、表面が平滑になるように０．５〜３mmの厚さで塗布した。その後、所定時間放置し、接着剤の皮膜が乾燥固化した後、シール本体１をライナから取り外した。
【００５１】
室温硬化型シリコーンゴム系統材料の種類は多岐にわたり、その特性として伸びは５０〜６００％、引張り強さは１〜３ＭＰａ程度であり、使用温度範囲は、−５０〜＋２５０℃でゴム弾性を失わない材質のものが知られている。
【００５２】
従来のガータスプリング密封方式と、被膜用弾性体付ガータスプリング方式と、被覆用弾性体皮膜の被覆面積と皮膜特性（伸び）による密封安定性を比較調査するため、以下のような評価試験を行った。被覆用弾性体皮膜の厚みは、全て１〜１．５mmであった。その試験装置を図７に示す。
【００５３】
図７に示すように、試験装置のシールケーシング１２に保持された試験機軸受側リップシール装置９および供試用リップシール装置１０の間のシール室１７に、空気源、フィルター、レギュレータ、流量調整弁（これらは図示せず）を備えた空気圧制御ユニット１９から給気管１８を通して初期設定された空気を一定時間流した。空気圧制御ユニット１９における初期設定圧は４０×１０−４ＭＰａであった。シール室１７の圧力は、通気管２０を通して、圧力センサーで測定した。試験機軸受側リップシール装置９の正面側には、軸受け油２１が０．０９〜０．１２ＭＰａの圧力で密封されていた。図７において、符号２２は大気、符号１１は回転試験機軸受側フランジ、１３はケーシング押さえ、１６は回転軸を示す。
試験条件
【００５４】
試験は、完全無潤滑条件で、試験開始から３０分間は給気せず、軸回転数２７０ｒｐｍで回転した。３０分経過後に、４０×１０−４ＭＰａ（０．００４Ｍｐａ）の加圧空気を、シール室１７へ流し、空気加圧が２時間内での圧力降下回数と、リップ先端４の摺動発熱温度を測定し、比較評価を行った。
【００５５】
供試用リップシール装置１０のリップ先端４の摺接面から２ｍｍ外側の個所に温度測定用熱電対線を埋め込み、摺動発熱温度を測定した。
【００５６】
その他の条件は次の通りであった。
（１） ライナー径（回転軸１６の外径）；φ３５５mm、
（２） リップ内径：φ３４８mm、
（３） ガータスプリング２の外径Do：φ４mm、線径ｄ１：０．８mm、
（４） 回転軸１６の周速；  ５．０ｍ／ｓ  （２７０ｒｐｍ）、
（５） 軸偏心；  ＴＩＲ  ０．５ｍｍ、
（６） ケーシング偏心；ＴＩＲ  ０．１ｍｍ以下、
（７） 空気圧；０．００４ＭＰａ  （但し、回転試験開始３０分後から）、
（８） シール室：完全ドライであった。
試験１
【００５７】
試験１は、従来方式に対応し、図１および図２に示す被覆用弾性体８を、全く形成しなかった。試験１におけるシール室圧力とリップ先端温度との変化曲線図を図８に示す。
【００５８】
図８に示す試験１のグラフから、シール室圧力降下回数、リップ先端の最高温度、およびその到達時間を読取った数値を、表１に示す。なお、シール室圧力降下回数の読取りは、１０×１０−４ＭＰａ（０．００１Ｍｐａ）以上の範囲で圧が降下した場合、１回と数えた。
【００５９】
【表１】
2006242204.tif 000003
【００６０】
図８および表１に示すように、リップ先端の最高温度は高く、最高温度に到達する時間も短い。シール圧力降下回数も多かった。ステイックスリップが頻繁に起こり、ガータスプリングが大きく蠕動移動した（約４５mm移動）ことも確認された。また、リップ面に埋めこんだ熱電対線が振動のため約９０分で破断した。
試験２
【００６１】
試験２では、接着剤として、硬化後の伸びが６００％である室温硬化型シリコーンゴム系統接着剤ａを用いてガータスプリング全周被覆し、さらに、そのガータスプリングを、ばね溝と全周接合して、リップシール装置を組み立て、試験１と同様な試験を行った。結果を表１および図９に示す。
【００６２】
伸びの大きな材料を被覆層用弾性体として使用しているが、ガータスプリング２が全面固定されているため、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の全ての動きが封じられ、試験１よりエア圧力降下回数は低いが、他の比較試料に比べると、試験１に次いで良くないことが判明した。
試験３
【００６３】
試験３では、硬化後の皮膜特性として伸び６００％の接着剤ａを用いて、ガータスプリング２の全周に対して１／３周の範囲θを被覆し、その硬化後の被膜が、バネ溝３の前縁部５および後縁部６をも一体に被覆しているリップシール装置にて、試験１と同様な試験を行った。結果を表１および図１０に示す。
【００６４】
表１および図１０に示すように、この試験３では、試験１，２と異なり、リップ最高温度も低く、シール圧力降下回数も低いことが確認された。これは、Ｚ方向の蠕動運動は妨げられるが、Ｘ，Ｙ方向の微細振動は吸収しているためと考えられる。
試験４
【００６５】
試験４では、硬化後の皮膜特性として伸び３００％の接着剤ｂを用いて、ガータスプリング２の全周に対して１／３周の範囲θを被覆し、その硬化後の被膜が、バネ溝３の前縁部５および後縁部６をも一体に被覆しているリップシール装置にて、試験１と同様な試験を行った。結果を表１および図１１に示す。
【００６６】
表１および図１１に示すように、この試験４では、試験１，２と異なり、リップ最高温度も低く、シール圧力降下回数も低いことが確認された。これは、Ｚ方向の蠕動運動は妨げられるが、Ｘ，Ｙ方向の微細振動は吸収しているためと考えられる。ただし、試験４は、試験３よりやや劣る。
試験５
【００６７】
試験５では、硬化後の皮膜特性として伸び８０％の接着剤ｃを用いて、ガータスプリング２の全周に対して１／３周の範囲θを被覆し、その硬化後の被膜が、バネ溝３の前縁部５および後縁部６をも一体に被覆しているリップシール装置にて、試験１と同様な試験を行った。結果を表１および図１２に示す。
【００６８】
表１および図１２に示すように、リップ最高温度およびシール圧力降下回数共に、皮膜付着ガータスプリングの中では、試験２についで良くないことが確認された。
評価
【００６９】
これらのデータから、ガータスプリングを覆う皮膜面積と皮膜の接合方法及び皮膜特性により、リップシールに与える影響は大きいことが分かり、これらを有効に組合せ利用することにより、安定したシール性が確保されると考える。
【００７０】
また、従来からゴム成型時にガータスプリングをばね溝に埋め込んだ、ガータスプリング埋め込み一体型リップが知られているが、これは試験２と同様に、ばねの自由度を完全に奪うもので、本発明の実施例に比べて圧力降下が多くなることが予想される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、いわゆるステイックスリップによるシール部の開口を防止することが可能であり、しかも、被密封流体圧力の変動によっても安定したシールを図り、シールの安定と長寿命化を図ることができるリップシール装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るリップシール装置の要部斜視図である。
【図２】図２は図１に示すシール装置の要部斜視図である。
【図３】図３はガータスプリングの斜視図である。
【図４】図４は図３に示すガータスプリングの要部斜視図である。
【図５】図５は被覆用弾性部材付きガータスプリングの要部斜視図である。
【図６】図６は被覆用弾性部材付きガータスプリングの正面図である。
【図７】図７は本発明の実施例に係るシール装置の効果を示す試験装置の概略断面図である。
【図８】図８は本発明の比較例に係るシール装置のシール特性を示すグラフである。
【図９】図９は本発明の比較例に係るシール装置のシール特性を示すグラフである。
【図１０】図１０は本発明の実施例に係るシール装置のシール特性を示すグラフである。
【図１１】図１１は本発明の実施例に係るシール装置のシール特性を示すグラフである。
【図１２】図１２は本発明の比較例に係るシール装置のシール特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１…シール本体
２…ガータスプリング
３…ばね溝
４…リップ先端
５…前縁部
６…後縁部
７…被密封体
８…被覆用弾性体
９…試験機軸受側リップシール装置
１０…リップシール装置
１１…回転試験機軸受け側フランジ
１２…シールケーシング
１３…ケーシング押え
１６…回転軸
１７…シール室
１８…給気管
１９…空気圧制御ユニット
２０…圧力センサーの通気管
２１…軸受け油
２２…大気
【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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【図１２】
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