(57)【要約】【課題】シール装置は両回転軸用で被密封流体のシールを可能にし、且つシール能力を向上させると共に、摺動抵抗を低減することにある。【解決手段】第１リップシール５と第２リップシール１０とを有し、第１リップシール５の第１シール面５Ａと第２リップシール１０の第２シール面１０Ａとのうちの一方のシール面に回転軸５０が正回転するとき被密封流体を被密封流体側Ａへ吐き出す第１シール作用手段６を有し、他方のシール面に回転軸５０が逆回転するとき被密封流体を被密封流体側Ａへ吐き出す第２シール作用手段７を有するものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合孔を有するハウジングと前記ハウジングの嵌合孔に嵌装する軸との間の被密封流体を密封するシール装置であって、前記ハウジングの嵌合孔に密封に保持される嵌着部に一端部が固着されて被密封流体側の自由端が前記軸の周面と密接する第１シール面を有するゴム又は樹脂材製で環状の第１リップシールと、前記嵌着部に一端部が固着されて被密封流体側の自由端が前記軸の周面と密接する第２シール面を有するゴム又は樹脂材製で環状の第２リップシールとを有し、前記第１リップシールの第１シール面と前記第２リップシールの第２シール面とのうちの一方のシール面に前記軸が正回転するとき被密封流体を被密封流体側へ吐き出す第１シール作用手段を有し、前記他方のシール面に前記軸が逆回転するとき被密封流体を被密封流体側へ吐き出す第２シール作用手段を有することを特徴とするシール装置。
【請求項２】
前記第１リップシールは前記第２リップシールの材質よりもゴム状弾性力が大きい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】
前記第１リップシールの前記一端部と前記第１シール面との間に環状の傾斜部を有すると共に、前記第２リップシールの前記一端部と前記第２シール面との間に環状の傾斜部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記第１シール作用手段及び第２シール作用手段が螺旋溝又は螺旋切込みに形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールリップにより回転軸をシールするシール装置に関する。更に詳しくは、高圧の被密封流体をシールリップにより耐圧状態でシールすると共に、回転軸の回転方向に関係なくシール出来るようにしたシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明のシール装置に係わる関連技術として、特開閉５−１４９４４２号公報、特開閉６−１５９５１９号公報及び特開２０００−１７９７０２号公報が存在する。
【０００３】
これらの公報に記載されたシール装置は、コンプレッサの様な高圧条件下で用いられるシールリップ型シールである。そして、被密封流体は冷媒及び冷凍機油が用いられる場合が多く、しかも、所定の高圧に保持されている。更に、回転軸の回転時及び静止時でも流体漏れを防止しなければならない。最近では、右回転用回転軸と、左回転用回転軸との両用に用いられる場合が多く、両用のシール装置がないためにシール能力を向上させることが困難であった。
【０００４】
図１１は、前述の特開２０００−１７９７０２号公報に記載のシール装置２００を示す半断面図である。
この公報に記載の軸封装置２００は、図１１に示すように構成されている。この軸封装置２００は、ハウジング２１１の取付孔２１２に嵌着されて回転軸２１３との間をシールしている。シールされる被密封流体は、高圧状態あって、しかも、二酸化炭素ガスのような特殊な条件のガス又は液状のものである。この為、軸封装置２００は、シールリップ２０１とシール部２０８とを一体化したものが採用されている。
【０００５】
この軸封装置２００は、外周に波状の凸部２０７を設けた嵌着部２０２から被密封流体側Ａへ筒状のリップ２０１Ａを突出させた形状にシールリップ２０１が設けられている。そして、このシールリップ２０１は、ゴム材製であるために、嵌着部２０２に補強環２０３が埋設されている。この補強環２０３は嵌着部２０２を補強してリップ２０１Ａを支持している。
このゴム材製のシールリップ２０１と樹脂材製のシール部２０８との間には、金属薄板２０６が配置されている。そして、ゴム材製のシールリップ２０１では、二酸化炭素ガスが透過しやすいので、この金属薄板２０６により二酸化炭素の透過を防止しようとするものである。このために、金属薄板２０６は、シールリップ２０１とシール部２０８との間で、シールリップ２０１の大気側Ｂの全面に貼り付けるような形で介在されている。
【０００６】
しかし、この薄板金属のバックアップリング２０６では、シールリップ２０１が回転軸２１３に対して常に密接するように支持することは、構成的にも強度的にも困難である。
又、被密封流体の圧力によりリップ部分２０４Ａが押圧されて回転軸２１３にべた当たりに圧接して摩耗するのを、このバックアップリング２０６により防止することは困難である。
更に、バックアップリング２０６は、薄肉金属であるために、リップ２０１Ａのリップ部分２０４Ａを回転軸２１３に最適に圧接するように緊迫に拡張して保持することも構成上困難であるから、回転軸２１３が静止しているときにシール能力を発揮させることは難しい。
【０００７】
この為に、シールリップ２０１の大気側Ｂに樹脂材製のシール部２０８が設けられている。このシール部２０８の回転軸２１３と接合する内周面には４個の同心溝（又は螺旋溝）２０８Ａが設けられている。この同心溝２０８Ａにより被密封流体をシールするものである。尚、この先行技術ではシール部２０８の溝は同心溝でも、螺旋溝でも良いと記載されているので、単にシールすればよいことを技術的には意味する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、シール部２０８に螺旋溝２０８Ａが設けられた場合には、回転軸２１３が一方に回転するときにしか螺旋溝２０８Ａによるシール効果が生じない。例えば、回転軸２１３が逆回転するときには被密封流体が漏洩することになる。
一方、シール部２０８に同心溝２０８Ａが設けられた場合には、正回転・逆回転共に同心溝２０８Ａによるシール効果が発揮されないことが認められている。つまり、同心溝２０８Ａを設けても設けなくとも大きな差は生じない。
【０００９】
更に、ゴム材製のシールリップ２０１のリップ２０１Ａに回転軸２１３を接合しても、シールリップ２０１に被密封流体の高圧力を受けると、回転軸２１３にリップ部分２０４Ａがべた当たりし、そのシール面が全面接触する。この嵌合状態は、リップ部分２０４Ａが回転軸２１３周面との接触面積を大きくするので、リップ部分２０４Ａの回転軸２１３との間に潤滑作用がなくなり、リップ部分２０４Ａの摩耗が惹起する。その結果、回転軸２１３が静止しているときでも被密封流体をシールすることが困難になる。
更に、上述の状態で被密封流体の圧力が高圧に増加すると、シール部の回転軸２１３周面との摩擦が大きくなり、シール面の摩耗を促進することになる。
【００１０】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決しようとする技術的課題は、被密封流体が冷媒等の特殊な液化した流体で、しかも、高圧であっても、本発明のシール装置によりシール能力を発揮させることにある。
又、本発明は、回転軸がどちらに回転しても１個のシール装置でシール能力を発揮できるようにさせることにある。
更に、本発明のシール装置は、被密封流体の高圧に対して摺動抵抗を小さくしてシールすると共に、シールリップの耐久能力を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的解決手段は以下のように構成されている。
【００１２】
請求項１に係わる本発明のシール装置は、嵌合孔を有するハウジングと前記ハウジングの嵌合孔に嵌装する軸との間の被密封流体を密封するシール装置であって、ハウジングの嵌合孔に密封に保持される嵌着部に一端部が固着されて被密封流体側の自由端が軸の周面と密接する環状の第１シール面を有するゴム又は樹脂材製の第１リップシールと、嵌着部に一端部が固着されて被密封流体側の自由端が軸の周面と密接する環状の第２シール面を有するゴム又は樹脂材製の第２リップシールとを有し、第１リップシールの第１シール面と第２リップシールの第２シール面とのうちの一方のシール面に軸が正回転するとき被密封流体を被密封流体側へ吐き出す第１シール作用手段を有し、他方のシール面に軸が逆回転するとき被密封流体を被密封流体側へ吐き出す第２シール作用手段を有するものである。
【００１３】
この請求項１に係わる本発明のシール装置では、１個のシール装置で、回転軸が正回転する場合と、逆回転する場合との両用に活用できる。そして、このシール装置により効果的に被密封流体をシールすることが可能になる。更に、シール面に設けられたシール作用手段により常にシール面に潤滑作用が生じるから、シール面の摺動抵抗を小さくしてシール面の摩耗が防止される。
特に、第１リップシールと第２リップシールを並列にして２段にし、しかも、正・逆回転時にシールするシール作用手段が隔てた各シール面に設けられているから、被密封流体が高圧であっても、両リップシール間の空間に生じる内圧によりシール能力が発揮される。
又、近年は、回転軸が正・逆回転する機械装置が開発されるにつれて、単品の正回転用のシール装置と逆回転用のシール装置とを別個に組み込んでいるが、両シール装置とも類似するために、シール装置の部品やシール装置自体の組み込みにミスが生じ、被密封流体のシールに大きな問題を生じている。この組み込み部品のミスを確実に防止できる。更に、シール装置の取付空間を小型にできる。
【００１４】
請求項２に係わる本発明のシール装置は、第１リップシールは第２リップシールの材質よりもゴム状弾性力を大きくしたものである。
【００１５】
この請求項２に係わる本発明のシール装置では、被密封流体側の第１リップシールが第２リップシールの材質よりもゴム状弾性力が大きくされているから、回転軸が停止しているときにも、この第１リップシールの第１シール面で被密封流体のシール能力を向上させることが可能になる。しかも、第１シール面にはシール作用手段が設けられているから、このシール作用手段により被密封流体を被密封流体側へ押し出してシール能力を向上させることが可能になる。更に、第１シール面は硬質ゴム又は樹脂材製であり、しかも、シール面に被密封流体が介在するから摺動抵抗も小さくなる。
【００１６】
請求項３に係わる本発明のシール装置は、第１リップシールの一端部と第１シール面との間に環状の傾斜部を有すると共に、第２リップシールの一端部と第２シール面との間に環状の傾斜部を有するものである。
【００１７】
この請求項３の本発明のシール装置では、従来例のシール部のように、取付部から直角にシール面が円筒状を成して軸に嵌合すると、摺動抵抗が大きくなる上に、シール作用手段が十分に発揮されないが、傾斜部の自由端部側が軸と嵌合するシール面に形成されてシール面にシール作用手段が設けられているから、シール面が支持部材等で無理に圧接されることなく、傾斜部により弾性に支持されたシール面のシール作用手段のポンピング作用が発揮されて被密封流体の吐き出し効果を奏する。
【００１８】
請求項４に係わる本発明のシール装置は、第１シール作用手段及び第２シール作用手段が螺旋溝又は螺旋切込面に形成されているものである。
【００１９】
この請求項４に係わる本発明のシール装置では、シール面に螺旋溝又は螺旋切込面が形成されているので、加工が極めて容易であり、生産コストを大きく低減できる。又、螺旋溝又は螺旋切込面は、被密封流体の高圧力に応じて溝の大きさが形成されるから、シール面としてのシール効果と螺旋溝又は螺旋切込面によるシール効果が発揮される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる好ましい実施の形態のシール装置を、その図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、設計図を基にした正確な図である。
【００２１】
図１は、本発明に係わる第１実施の形態のシール装置を示すものであって、軸に装着されない状態の半断面図である。
図１において、１はシール装置である。シール装置１の取付状態は、図１１に示すように取り付けられる。又、シール装置１におけるリップシール５、１０の取付状態は、環状のシール面５Ａ、１０Ａが仮想線で示す軸５０に接合するように弾性変形して嵌合する。
【００２２】
又、シール装置１は、ハウジングの嵌合孔に嵌着するゴム材製の嵌着部２に形成されている。この嵌着部２の外周面には、凸部状のシール部分が２条に形成されている。又、嵌着部２には、第１補強環１５Ａが埋設されており、この第１補強環１５Ａによりハウジングとの嵌着を強固にすると共に、嵌着部２と後述する第１リップシール５及び第２リップシール１０が取り付けられる一端部を保持するものである。
【００２３】
又、この第１補強環１５Ａを埋設して被密封流体側へ突出するゴム材製のシールリップ２Ａが嵌着部２から回転軸５０に向かって筒状に形成されている。このシールリップ２Ａの材質は、ゴムに限らず、樹脂にすることも可能である。この場合は第１リップシール及び第２リップシールの材質よりゴム状弾性力を大きくすると良い。
このシールリップ２Ａの内端には、シール部２Ｂが形成されており、このシール部２Ｂの先端は断面が三角状を成している。このシール部２Ｂは大気側Ｂと被密封流体側Ａとをシールする。そして、このシール部２Ｂの先端が回転軸５０に密接して軸５０が回転しないときにシャープな面圧Ｐｍａｘを形成してシールする。このシャ−プな面圧は、回転軸５０が静止しているときに、シール部２Ｂのシール能力を発揮する。しかし、被密封流体が高圧であるために、回転軸５０が回転しているときは、第１リップシール５と第２リップシール１０側へ微小ずつ被密封流体が漏洩をする。この被密封流体の漏洩は、第１リップシール５及び第２リップシール１０のシール面５Ａ，１０Ａの潤滑作用をする。
【００２４】
シールリップ２Ａの大気側Ｂの内周面側には、ほぼシールリップ２Ａ内周面と同様な形状の支持環１３が設けられている。この支持環１３の外周保持部は嵌着部２に第１リップシール５と共に、第３補強環１５Ｃにより挟持されている。
更に、支持環１３の内端は支持部に形成されている、この支持部は断面円弧状を成してシールリップ２Ａの回転軸５０側へ曲げられた内周面と圧入嵌合して支持するように形成されている。
この支持環１３は、金属板を深絞りの加工により、フランジ状の外周保持部を設けた円筒体に形成されている。そして、支持環１３はシールリップ２Ａに被密封流体の圧力を受けても変形しないで支持する耐圧性の厚さに形成されている。
【００２５】
更に、支持環１３の大気側Ｂには、樹脂材製の第１リップシール５が設けられている。この第１シールリップ５は、外周の一端部が径方向を成すリング状の挟持部に形成されており、内周が挟持部から筒状の傾斜部に形成されている。そして、傾斜部の自由端側の内周面が回転軸５０と平行に嵌合し、回転軸５０と筒状を成して接合する第１シール面５Ａに形成されている。
【００２６】
この第１リップシール５の第１シール面５Ａには、軸５０が正回転すると被密封流体を被密封流体側へポンピングするねじ状の第１シール溝（総称してシール作用手段と言う）６が設けられている。この第１シール溝６は、溝形状とは限らず軸５０が回転すると被密封流体を被密封流体側へポンピングする形状であればよい。これが第１シール溝を含むシール作用手段６である。
【００２７】
このシール作用手段６として、第１シール面５Ａにメス加工により螺旋状の切込面を設けても良い。この切込面に被密封流体が作用すると切込面は三角状に開いて被密封流体が被密封流体側Ａへ押し出され、被密封流体をシールする。この切込面は、図示するように３条とは限らず、必要に応じて５条から８条に形成しても良い。
更に、第１シール面５Ａの第１シール角部５Ｂ側には周面に沿った多数の円弧状を成す螺旋溝に形成することもできる。
【００２８】
また、支持環１３の外周支持部と、第１リップシール５の一端部と、第２リップシール１０の一端部とは第２補強環１５Ｂと第３補強環１５Ｃを間にして第４補強環１５Ｄを介し嵌着部２の一端部のカシメにより挟持して固定されている。
この嵌着部２に保持された第２リップシール１０は、第１リップシール５との間に空間部を設けて第２リップシール１０と同様な配列に取り付けられている。この第２リップシール１０も樹脂材製である。又、硬質ゴム材製にもすることができる。この空間部は第２リップシール１０の第２シール角部１０Ｂが第１リップシール５と間隔を設けている。この間隔は、空間部に被密封流体を溜めるようにして第２シール溝７により被密封流体側へ効果的にポンピングさせるものである。
この第２シールリップ１０も、外周一端部が径方向を成すリング状の挟持部に形成されており、内周が挟持部から筒状の傾斜部に形成されている。そして、傾斜部の自由端側の内端面が回転軸５０に平行に嵌合し、回転軸５０と筒状を成して接合する第２シール面１０Ａに形成されている。
【００２９】
この第２リップシール１０の第２シール面１０Ａには、軸５０が逆回転すると被密封流体を被密封流体側Ａへポンピングするねじ状の第２シール溝（シール作用手段）７が設けられている。この第２シール溝７は、溝とは限らず軸５０が回転すると被密封流体を被密封流体側Ａへポンピングする形状であればよい。これが第２シール溝を含むシール作用手段７である。
このシール作用手段７として、第２シール面１０Ａにメス加工により螺旋状の切込面を設けても良い。この切込面に被密封流体が作用すると、三角状に分割面が開いて被密封流体を被密封流体側Ａへ押し出す。
更に、第２シール面１０Ａの第２シール角部１０Ｂ側には周面に沿った多数の螺旋溝を形成することもできる。
図１の第１リップシール５と第２リップシール１０は、略同一のゴム又は樹脂状弾性を成すゴム又は樹脂材製であるが、必要に応じて両部品のゴム又は樹脂材質は選択される。ゴム材質の場合は、樹脂に近い硬度にする必要がある。そして、第１リップシール５は、第２リップシールのゴム状弾性力を大きくすると良い。
更に、シールリップ２Ａと第１リップシール５と第２リップシール１０との材質は、第１リップシール５と第２リップシール１０とを略同じ材質にしてシールリップ２Ａを第１リップシール５及び第２リップシール１０よりもゴム状弾性力を大きくすると更に好ましい。又、第１リップシール５は第２リップシール１０の材質よりもゴム状弾性力を大きくすると良い。
【００３０】
図２は、本発明の第２実施の形態を示すシール装置１の半断面図である。図２に於いて、図１のシール装置１と相違する点は、第１シール面５Ａに対して軸５０が正回転転するときに、第１シール面５Ａに設けられた第２シール溝７は、被密封流体に対してシール能力が発揮されない。単に、第１シール面５Ａによりシールするのみである。従って、被密封流体は、高圧力であるために、軸５０が回転中しているときには第２リップシール１０側へ微小ずつ漏洩する可能性がある。
しかし、第２シール１０Ａに設けられた第１シール溝６は、漏洩した被密封流体をポンピングして被密封流体側Ａへ押し返す作用をする。この為に、被密封流体は第２リップシール１０の第１シール溝６により被密封流体が被密封流体側Ａへ押しだされて漏洩が防止される。
【００３１】
次に、軸５０が逆回転するときは、第１リップシール５の第１シール面５Ａに設けられた第２シール溝７により被密封流体を被密封流体側Ａへポンピングする。このときは、第２リップシール１０の第１シール溝６は、シール作用がなく、第２シール面１０Ａの面圧でシールするのみである。しかし、第１リップシール５の第１シール面５Ａに設けられた第２シール溝７により被密封流体を被密封流体側Ａへポンピングするから、被密封流体が漏洩するのを防止する。
この第１シール溝６と第２シール溝７は、図１で説明した第１シール溝６と第２シール溝７の構成と略同様である。又、第１シール溝６と第２シール溝７を含む第１シール作用手段６と第２シール作用手段７も同様に種々のシール溝６、７を含んでいる。
図１の第１リップシール５と第２リップシール１０は、略同一のゴム又は樹脂状弾性を成すゴム又は樹脂材製であるが、必要に応じて両部品のゴム又は樹脂材質は選択される。ゴム材質の場合は、樹脂に近い硬度にする必要がある。そして、第１リップシール５は、第２リップシールのゴム状弾性力よりも大きくすると良い。
更に、シールリップ２Ａと第１リップシール５と第２リップシール１０との材質は、第１リップシール５と第２リップシール１０とを略同じ材質にしてシールリップ２Ａを第１リップシール５と第２リップシール１０とよりもゴム状弾性力を大きくすると好ましい。尚、被密封流体側Ａから順にシールリップ２Ａと、第１リップシール５と、第２リップシール１０との材質を大気側に向かって硬質に構成するとシール能力が向上することも認められている。
その他の構成は、図１に示すシール装置１の構成と略同様である。
【００３２】
図３は、本発明に係わる第３実施の形態を示すシール装置１の半断面図である。
図３に於いて、図１のシール装置１と相違する点は、図１の嵌着部２とシールリップ２Ａと支持環１３の代わりに、単品の保持環３を設けると共に、保持環３の環状凹部にゴム材製のＯリング４を設けたものである。このＯリング４により保持環３とハウジングの嵌着面との間をシールする。この保持環３は、シール装置１の部品構成を少なくする。
第１リップシール５と第２リップシール１０は、略同一のゴム又は樹脂状弾性を成すゴム又は樹脂材製であるが、必要に応じて両部品のゴム又は樹脂材質は選択できる。ゴム材質の場合は、被密封流体の高圧との関係から、弾性変形の大きいゴムではなく、硬質のゴム又は樹脂にする必要がある。
又、第１リップシール５の材質を第２リップシールの材質よりもゴム状弾性力を少し大きくすると良い。
その他の構成は、シールリップ２Ａと支持部１３を除き、図１と略同様である。
【００３３】
図４は、本発明に係わる第４実施の形態を示すシール装置の半断面図である。
図４に於いて、図２のシール装置１と相違する点は、図２の嵌着部２とシールリップ２Ａと支持環１３の代わりに、保持環３を設けると共に、保持環３の環状凹部にゴム材製のＯリング４を設けたものである。
その他の構成は、図２と略同様である。尚、樹脂材製の第１リップシール５は、樹脂材製の第２リップシール１０の材質よりもゴム状の弾性材にすることもできる。
【００３４】
図３と図４のシール装置は、シールリップ２Ａにより被密封流体をシールすることなく、直接に第１リップシール５と第２リップシール１０により被密封流体をシールするものである。このシール装置１の構成では、軸５０が回転しているときに、第１リップシール５と第２リップシール１０との協働作用により、被密封流体をシールする効果が発揮される。又、シール面５Ａ、１０Ａは被密封流体の潤滑により摺動抵抗を低減する。
【００３５】
図７から図１０のシール装置３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、本発明の比較例の半断面図である。
図７は、第１比較例のシール装置３０Ａである。シール装置３０Ａの嵌着部３２には補強環３３Ａが埋設されて嵌着部３２を補強している。そして、嵌着部３２に保持された保持板３３Ｂ及び３３Ｃにより樹脂材製のリップシール３１が取り付けられた一端部から裁頭円錐環に形成されている。このリップシール３１には、軸５０と嵌合するシール面３１Ａが設けられていると共に、被密封流体を先端でシールするシール角部３１Ｂが設けられている。
このように構成されたシール装置３０Ａのシール面３１Ａは、軸５０に嵌合すると、図１に示すシール装置１の第１リップシール５と同様に略円筒状に変形して嵌合する。
【００３６】
図８に示す第２比較例のシール装置３０Ｂは、シール面３１Ａに図１に示す第１シール溝６を一方のシール溝３４とし、又、同じ第２シール溝７を他方の溝３５として周面の２個所で交差するように設けたものである。シール装置３０Ｂのその他の構成は、図７のシール装置３０Ａと略同様に構成されている。
【００３７】
図９に示す第３比較例のシール装置３０Ｃは、シール面３１Ａに図１の第２シール溝７を他方のシール溝３５として被密封流体側Ａに設けると共に、図１の第１シール溝６を一方のシール溝３４として大気側Ｂに設けたものである。シール装置３０Ｃのその他の構成は、図７のシール装置３０Ａと略同様に構成されている。
【００３８】
図１０に示す第４比較例のシール装置３０Ｄは、図７に示すシール装置３０Ａのシール面３１Ａに径方向を成す同心のシール溝３６を複数で並列に設けたものである。
その他の構成は図７に示すシール装置３０Ａと略同様である。
【００３９】
次に図１から図４に示す本発明の第１実施の形態から第４実施の形態のシール装置１と第１比較例から第４比較例のシール装置３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを試験した試験機４０の構造を簡単に説明する。
この試験機はハウジング４６と回転軸４７との間にハウジング４６のエンドカバー４１により油室Ｏを形成する。更に、油室Ｏの両側に回転軸４７と取付空間を設けて嵌合するシール装置１、１Ａの第１保持部品４３Ａと第２保持部品４３Ｂが取り付けられている。この第１及び第２保持部品４３Ａ、４３Ｂはハウジング４６に取付部品４２、４４を介して固定されている。
これらの各部品間には油室Ｏ内の油やガスが漏洩しないようにＯリング４５、４６が設けられている。又、油室Ｏに連通する流体通路Ｇから油に対して一定圧力の窒素ガスが圧送するように成されている。
【００４０】
試験機４０の第１保持部品４３Ａには、試験するシール装置１が取り付けられる。又、第２保持部品４３Ｂにはダミー用のシール装置１Ａが取り付けられる。
そして、試験機４０の試験条件は下記の通りである。
１）回転軸径は、１４．２７ｍｍ
２）回転軸４７の回転数は、６０００ｒｐｍ
３）被密封流体は、ＰＡＧ油
４）油室Ｏの圧力は、０．４ＭＰａ
５）油温は８０°Ｃ
【００４１】
本発明のシール装置は、特に、図１に示すシール装置１と図４に示すシール装置１について繰り返し試験した。又、比較例のシール装置３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄについても同様の条件で実施した。
【００４２】
本発明の試験の結果
試験結果は図５に示す通りである。
図５に於いて、
Ａは、本発明のシール装置１
Ｂは、比較例４のシール装置３０Ｄ（図１０に示す）
Ｃは、比較例２のシール装置３０Ｂ（図８に示す）
Ｄは、比較例１のシール装置３０Ａ（図７に示す）
Ｅは、比較例３シール装置３０Ｃ（図９に示す）
【００４３】
本発明のシール装置１は、実験の結果、図１と図２に示すシール装置１に対し図３と図４に示すシール装置１とのシール能力差はほとんどない。しかし、図１と図２のシール装置１は、回転軸５０が静止しているときのシール能力が図３及び図４に示すシール装置１に比べてやや優れる。
又、図３と図４に示すシール装置１は図１及び図２に示すシール装置１に対して摩擦係数が小さくなる。この為にシール面５Ａ、１０Ａの摺動抵抗が小さく、耐摩耗能力にすぐれる。
又、シール作用手段６、７を各リップシール５、１０に設けると共に、各リップシール５、１０の間に空間を設けたものが、シール能力に優れることが認められる。
回転軸５０の回転時にシール能力を発揮しないシール作用手段６、７は、溝無しシール面と同等のシール効果を奏する。この為に、シール面５Ａ、１０Ａに被密封流体の潤滑膜が形成されるから、摺動抵抗を低減して耐摩耗性を発揮する。そして、そのシール面５Ａ、１０Ａから漏洩した被密封流体は、次の大気側Ｂのシール装置に於けるシール面５Ａ、１０Ａのシール作用手段６、７により被密封流体側Ａへ押し返すから、シール面５Ａ、１０Ａのシール能力と共に、摺動抵抗を低減する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係わるシール装置によれば、以下に記載するような優れた効果を奏する。
【００４５】
シール装置は、回転軸が正回転しても、逆回転しても、１個で被密封流体を効果的にシールすることが可能になる。そして、シール面に於けるシール作用手段により常にシール面に潤滑作用が生じるから、シール面の摺動抵抗を小さくしてシール面の摩耗が防止される効果を奏する。
特に、第１リップシールと第２リップシールとが並列にされて間隔を設けた２段に構成してあるから、正・逆回転時にシールするシール面のシール作用手段が隔てた空間部を介して、被密封流体が高圧であってもシール能力を発揮する。
又、第１リップシールと第２リップシールが一体に構成されているから、組立機械で部品を組立てることが可能になる。この為に、同じ第１リップシールと第１リップシールを二重に機械装置へ組み込むようなミスを確実に防止できる。更に、シール装置の部品の簡素化は、製造コストを低減できる効果を奏する。
【００４６】
又、第１リップシールが第２リップシールの材質よりもゴム状弾性の樹脂材に形成されているから、回転軸が停止しているときにも、この第１リップシールの第１シール面で被密封流体のシール能力を向上させることが可能になる。しかも、第１シール面には、シール作用手段が設けられているから、被密封流体を被密封流体側へ押し返してシール能力を向上することが可能になる。更に、第１シール面は硬質のゴム状弾性材製であり、シール面に被密封流体が介在するから摺動抵抗も小さくなる。
【００４７】
第１リップシールと第２リップシールは、傾斜部より軸側が軸と嵌合する筒状のシール面に形成され、このシール面にシール作用手段が設けられているから、シール面が支持部材等で無理に支持されることなく、傾斜部で弾性に支持されたシール面のシール作用手段により被密封流体の吐き出し効果が発揮される効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係わるシール装置の回転軸に装着前の半断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係わるシール装置の回転軸に装着前の半断面図である。
【図３】本発明の第３実施の形態に係わるシール装置の回転軸に装着前の半断面図である。
【図４】本発明の第４実施の形態に係わるシール装置の回転軸に装着前の半断面図である。
【図５】本発明のシール装置１と比較例のシール装置３０との被密封流体の漏れ量を実験したデータのグラフである。
【図６】本発明に係わるシール装置を試験した試験機の半断面図である。
【図７】第１比較例のシール装置の半断面図である。
【図８】第２比較例のシール装置の半断面図である。
【図９】第３比較例のシール装置の半断面図である。
【図１０】第４比較例のシール装置の半断面図である。
【図１１】本発明の関連技術に係わるシール装置の半断面図である。
【符号の説明】
１  シール装置
２  嵌着部
２Ａ  シールリップ
２Ｂ  シール部
３  保持環
４  Ｏリング
５  第１リップシール
５Ａ  シール面
５Ｂ  シール角部
６  第１シール溝（第１シール作用手段）
７  第２シール溝（第２シール作用手段）
１０  第２リップシール
１０Ａ  第２シール面
１０Ｂ  第２シール角部
１３  支持環
１５Ａ  第１補強環
１５Ｂ  第２補強環
１５Ｃ  第３補強環
１５Ｄ  第４補強環
５０  回転軸
Ａ  本発明のシール装置１
Ｂ  第４比較例のシール装置３０Ｄ
Ｃ  第２比較例のシール装置３０Ｂ
Ｄ  第１比較例のシール装置３０Ａ
Ｅ  第３比較例のシール装置３０Ｃ
【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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