(57)【要約】【目的】 第１シール部材と第２シール部材を弱い圧入荷重で組立てることができ、両シール部材の脱離を防止し得る密封装置を得ること。【構成】 軸方向に並べて設けられる第１シール部材と第２シール部材を備え、前記の第１シール部材に第２シール部材側に向かって軸方向に延びる筒状部を設けて、この筒状部内周に前記の第２シール部材の外周を軸方向に嵌合して両シール部材を組み付けして構成した密封装置の前記した第１シール部材と第２シール部材との嵌合部を構成する前記シール部材の弾性材の周面に嵌合面の基準寸法に対して凸部と凹部とを交互に複数連続して設けたこと。【選択図】     図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの軸孔と該軸孔内に移動自在に挿入される移動軸との間の環状隙間をシールするもので、軸方向に並設される第１シール部材と第２シール部材とを備え、前記第１シール部材に前記第２シール部材側に向かって軸方向に延びる筒状部を設け、該筒状部の内周に前記第２シール部材の外周を軸方向に嵌合して組付けた密封装置において、前記第１シール部材と第２シール部材との嵌合部を構成するシール部材の弾性体部に、嵌合面の基準寸法に対して凸部及び凹部を設けたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記第１シール部材と第２シール部材の嵌合部を構成するシール部材の弾性体部に設けられる凸部と凹部を交互に複数設けて波形状としたことを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種装置の軸封部等に用いられる密封装置に関し、特に２つのシール部材を組み合わせて構成した組立型の密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のものとしては、例えば図６の（a）（b）及び（c）に示すような組立型の密封装置が知られており、これを図６に基づいて説明するが、図６（a）,（b）及び（c）においては、説明を容易にするために同一部材には同一符号を用いてある。この組立型の密封装置は、ハウジング２００の軸孔２０１と該軸孔２０１内に回転あるいは軸方向に移動自在に挿入された移動軸２０２との間の環状隙間をシールするもので、軸方向に並設される第１シール部材２０３と第２シール部材２０４とを備えている。前記した第１シール部材２０３には前記第２シール部材２０４に向かって軸方向に延びる筒状部２０５が設けられており、該筒状部２０５の内周に第２シール部材２０４が軸方向に圧入され組付けられている。
【０００３】
図６における（a）においては、第１シール部材２０３の金属製の筒状部２０５に圧入される第２シール部材２０４の外周が金属であり、第１及び第２シール部材は金属同士で嵌合されている場合であり、図６（b）においては、第１シール部材２０３の金属製筒状部２０５の内周に第２シール部材２０４の外周がゴム状弾性体であり金属とゴム状弾性体との嵌合の場合であり、さらに、図６（c）のように第１シール部材２０３の筒状部２０５の内周がゴム状弾性体であり、第２シール部材２０４の外周部が金属の場合であり、その嵌合は金属とゴム状弾性体との嵌合であるが、これら従来のものにあっては、第１シール部材２０３の筒状部２０５と第２シール部材２０４の外周との嵌合力はお互いの嵌合代によっているものである。
【０００４】
そのため、過剰の嵌合代で第１シール部材２０３の筒状部２０５の内周に第２シール部材２０４を組付けると第２シール部材は浮き上がりや離脱を生じ、一方、過小の嵌合代で第１シール部材の筒状部２０５の内周に第２シール部材２０４を組付けると嵌合代不足により第２シール部材２０４が離脱を生じることになる。それゆえ、適切な嵌合代を得るためには第１シール部材２０３の筒状部２０５と第２シール部材２０４の外周の寸法精度を確保する必要がある。さらに、外力の影響で嵌合代が減少した場合には、適切な寸法精度を確保していても第２シール部材が離脱するという不具合があった。
【０００５】
そこで、前記従来装置の問題点を解決するために、図７に示すように、第１シール部材３０３と第２シール部材３０４の離脱を防止するために、第１シール部材３０３の筒状部３０５の内周に前記第２シール部材３０４に向かって軸方向に延びる内向きの突起３０６を設けるとともに、前記第２シール部材３０４の外周に外向きの突起３０７を設け、該外向きの突起３０７の外径を、前記内向きの突起３０６の内径より大きく設定し、第２シール部材３０４を組み込んだ状態で前記の外向き突起３０７を内向き突起３０６に対して筒状部３０５の基端側に位置させるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２２９２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献１に記載のものにおいては、第２シール部材３０４を第１シール部材３０３の筒状部３０５の内周に軸方向に圧入していくと、前記第２シール部材３０４の外向きの突起３０７が第１シール部材３０３の筒状部内周の内向き突起３０６に対して軸方向に当接するので、外向き突起３０７が内向き突起３０６を乗り越えて筒状部の基端側に位置するまでさらに強く押し込む必要があり、強い圧入荷重を要するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した問題点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、第１シール部材と第２シール部材を弱い圧入荷重で組み立てることができ、しかも第２シール部材の浮き上がりを防止可能とした密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る密封は、前記した目的を達成するために、ハウジングの軸孔と該軸孔内に移動自在に挿入される移動軸との間の環状空間をシールするもので、軸方向に並設される第１シール部材と第２シール部材とを備え、前記第１シール部材に前記第２シール部材側に向かって軸方向に延びる筒状部を設け、該筒状部内周に前記第２シール部材の外周を軸方向に嵌合して組付けた密封装置において、前記第１シール部材と第２シール部材との嵌合部を構成する弾性体部に嵌合面の基準寸法に対して凸部及び凹部を設けたことをその特徴とし、また、前記の凸部と凹部を交互に複数設けて波形状としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る密封装置は、第１シール部材と第２シール部材との嵌合部を構成するシール部材の弾性体部に嵌合面の基準寸法に対して凸部及び凹部を設けたことによって、大きな嵌合代を設けても、組付け時の圧入加重を低く抑えることができ、かつ、第２シール部材の浮き上がりを防止することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図１に基づいて説明すると、図１において、１は密封装置全体を示し、該密封装置１は、ハウジング２の軸孔３と該軸孔内に回転方向あるいは軸方向に移動自在に挿入される移動軸４との間の環状隙間をシールするものであり、軸方向に並べて設けられる第１シール部材１０と第２シール部材２０とを備えている。前記した第１シール部材１０には第２シール部材２０に向かって軸方向に延びる筒状部としての外筒部１１が設けられ、該外筒部１１の内周に第２シール部材２０の外周部が嵌合して組み付けられる。
【００１１】
前記した第１シール部材１０は、軸方向に密封対象流体側に開いた断面略L字状の環状部材でハウジング２の軸孔３の内周に嵌合される前記外筒部１１と、該外筒部１１の軸方向の一端から外筒部１１と同一方向に延びる第１リップ部１３とを備えており、該第１リップ部１３は外筒部１１の略半分の長さにわたって軸方向に延び、その先端１４が移動軸４の外周面に摺動自在に密封接触しており、第１リップ部１３の先端１４の背面側には第１リップ部１３に緊迫力を付与するためのばね部材１５が装着されている。
【００１２】
前記した第１シール部材１０は、ゴム状弾性材の型成型品で、外筒部１１と内向きフランジ部１２内には断面L字形状の金属環１７が埋設されている。すなわち、外筒部１１は、金属環１７の内周と外周にゴム状弾性材が被覆されるように構成されており、さらに、内向きフランジ部１２についてもその両側面がゴム状弾性材によって被覆されている。
【００１３】
前記した第２シール部材２０は、断面逆L字状をなす環状部材で形成され、前記第１シール部材１０の外筒部１１に嵌合される内筒部２１と、該内筒部２１の前記第１シール部材１０の内向きフランジ部１２と反対側の端部から半径方向の内方向に向かって延びる内向きフランジ部２２と、この内向きフランジ部２２の内径端に設けられた第２リップ部２３とから構成されており、この第２シール部材２０もゴム状弾性材製の成型品で、第２金属環２２とゴム状弾性材で形成される前記第２リップ部２３とから構成されている。
【００１４】
前記した第１シール部材１０の外筒部１１の内周のゴム状弾性体部の表面には凸部５と凹部６が交互に連続して複数設けられ、波形状に形成されている。前記した凸部５の内径は外筒部１１の内周基準面φAよりも小さく設定し、凹部６は外筒部１１の内周基準面φAより大きく設定し、第２シール部材２０を組み込んだ状態で凸部５が凹部６に向かって弾性変形が可能のように構成されている。
【００１５】
そして、前記した第１シール部材１０の外筒部１１の内周に第２シール部材２０の外周の金属環２１が嵌合されるときには、前記外筒部１１の凸部５及び凹部６が形成される内周と第２シール部材２０の外周金属環２１の外面とで嵌合面２７が形成されることになるが、前記した嵌合面２７における金属環２１と凸部５との嵌合は嵌合代を有するしまりばめである必要があるが、金属環２１と凹部６とは隙間を有するすきまばめにする必要がある。
【００１６】
前記した凸部５は、第１シール部材１０の外筒部１１の内周のゴム状弾性体部に形成され、該ゴム状弾性体の凸部５は、その先端部から徐々に拡径する円錐状のテーパー２８が設けられ、該テーパー２８の軸に対する傾斜角αは、第２シール部材２０の金属環２１が圧入しやすいように小さい角度例えば２２°程度に設定するのがよい。また、凹部６は、その最外径部から徐々に幅広となる円錐状テーパー２８につながっている。そして、前記した凹部６は、第２シール部２０の金属環２１
が圧入されるとき凸部５が弾性変形した場合に該凸部５が逃げる部分としての機能を有するものである。
【００１７】
凸部５の断面形状は、前記したようにおおよそ三角形状に設定し、その頂点は丸みを設けるようにしているが、必ずしも三角形に限ることではなく、例えば台形でもよく、また、凹部６の断面形状は半円形であるが、これも半円形に限られるものでなく、三角形、台形等に設定可能であり、凸部及び凹部は、交互に連続して複数設けることもできるし、また、単独でよい場合もある。凸部５及び凹部６の数や大きさ・形状とを適宜設定して、必要とする圧入荷重、抜け荷重を設定することができるものである。
【００１８】
図２は、本発明の第２の実施形態を示し、図２において、第１シール部材１１０は、軸方向密封対象流体側に開いた断面L字状の環状部材で、ハウジング１０２の軸孔１０３の内周に嵌合される外筒部１１１と、該外筒部１１１の軸方向一端から半径方向内方に向かって延びる内向きフランジ部１１２と、該内向きフランジ部１１２の内径端から外筒部１１１と同一方向に延びる第１リップ部１１３とを備えている。前記した第１リップ部１１３は外筒部１１１の略半分程度の長さにわたって軸方向に延びてリップ先端１１４が移動軸１０４の外周面に摺動自在に密封接触しており、リップ先端１１４の背面側にはリップに緊迫力を付与するためのばね部材１１５が装着されている。
【００１９】
第１シール部材１１０はゴム状弾性材の型成型品で，外筒部１１１と内向きフランジ１１２内に断面L字形状の金属環１１７が埋設されている。すなわち、外筒部１１１は金属環１１７の外周にゴム状弾性材１１８が被覆され、さらに、内向きフランジ１１２についてもその両側面がゴム状弾性材１１９によって被覆されている。
【００２０】
第２シール部材１２０は断面逆L字状の環状部材で、前記した第１シール部材１１０の外筒部１１１の内周に嵌合される内筒部１２１と、該内筒部１２１の前記第１シール部材１１０の内向きフランジ１２２と、該内向きフランジ１２２の内径端に設けられた第２リップ部１２３とから構成されている。この第２シール部材１２０もゴム状弾性材製の成形品で、該第２シール部材１２０は、前記第２リップ部１２３を構成するゴム状弾性材に逆Ｌ字状の金属環１２９が埋設された状態で構成されている。したがって、前記した第１シール部材１１０の外筒部１１１の内周金属部と嵌合する第２シール部材１２０の内筒部１２１の嵌合部はゴム状弾性材で形成されるものである。
【００２１】
前記した第２シール部材１２０の内筒部１２１のゴム状弾性体部の外周面には外向き凸部１０５及び凹部１０６が交互に連続して複数設けられ波形状を形成している。そして、この外向き凸部１０５の外径は第１シール部材１１０の外筒部１１１の金属環１１７の内周基準面ψＢより大きく設定し、凹部１０６は前記外筒部１１１の金属環１１７の内周基準面ψＢより小さく設定し、第２シール部材１２０を組み込んだ状態で外向き凸部１０５が凹部１０６側に弾性変形可能なように構成されている。
【００２２】
前記した第２シール部材１２０の外筒部１２１に形成された外向き凸部１０５及び凹部１０６は外筒部１２１のゴム状弾性体部の外周面に形成されており、第１シール部材１１０の金属環１１７の内周との嵌合は嵌合代を有するしまりばめである必要があるが、金属環１１７と凹部１０６はすきまを有するすきまばめにする必要がある。
【００２３】
前記した第２シール部材１２０の内筒部１２１に形成された凸部１０５は、ゴム状弾性体部に形成されており、その先端部から徐々に拡径する円錐状のテーパー１２８とされ、このテーパー１２８の軸に対する傾斜角度αは、第２シール部材１２０が圧入しやすいように小さい角度例えば２２°程度に設定されている。また、凹部１０６はその最外径部から徐々に拡径する円錐状のテーパー１２８につながっている。そして、この外向き凸部１０５は凹部１０６に向けて弾性変形可能なように設定されている。本実施の形態においては、凸部１０５と凹部１０６の数や大きさ・形状を適宜設定して、必要とする圧入荷重、抜け荷重を設定することができる。
【００２４】
次に、本発明品並びに従来品の１[図６の（Ｃ）]に示す製品、従来品の２（図７）に示す製品のそれぞれサンプルを作成し、図４に示すように、台B上に載せた密封装置の第１シール部材に第２シール部材の内筒部の嵌合面にオイルを塗布して圧入治具Ａを用いて前記第２シール部材を圧入した、このときの圧入スピードは１０ｍｍ／ｓｅｃで第２シール部材の内筒部２１の端部２１ｃが、第１シール部材の内向きフランジ部１２の端部１２ｃに到達するまで圧入し、そのときの荷重を測定した。また、嵌合面をドライ状態でも試験をした。それらの結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１にみられるように、ドライ及びオイル塗布のいずれの場合においても、本発明品の場合は、嵌合代が大きくても圧入荷重は小さくてよく、従来品の場合は嵌合代が小さくても圧入荷重は大きい荷重が必要であった。
【００２７】
また、上記した圧入して組立てた試験品を、２４時間放置して図５に示す第２シール部材２０の上面２０ａと第１シール部材１０の外筒部端面１１ａの段差量Ｌを測定した。その試験結果を表２に示す。表２で明らかなように、本発明品の場合は圧入後の第２シール部材の浮き上がり量(段差量)は設計値と比して微少の差しかなく、略設計値に近い数値を得た。これに反して従来品の場合は浮き上り量は設計値と比して大きな差があることがわかる。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
以上述べたように、本発明に係る密封装置は、第１シール部材と第２シール部材とを嵌合して組付けるとき、嵌合代を大きくしても圧入荷重が小さくすることができ、また、圧入後の第２シール部材の浮き上りも微少量であり組立て型の密封装置として良好なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１の要部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２の要部断面図である。
【図３】嵌合部の部分拡大図である。
【図４】圧入試験の説明図である。
【図５】第２シール部材の浮上り状態の説明図である。
【図６】(ａ)(ｂ)及び（ｃ）は、従来の種々の密封装置の要部断面図である。
【図７】従来の組立式の密封装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    密封装置
２    ハウジング
３    軸孔
４    移動軸
５，１０５    凸部
６，１０６    凹部
１３，１１３  第１リップ部
１０，１１０  第１シール部材
１１，１１１  外筒部
２０，１２０  第２シール部材
２１，１２１  内筒部
２３，１２３  第２リップ
【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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