(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端に内周側へ延びるフランジ部を有する金属環に、
エラストマからなり密封空間側へ延びる内径側のシールリップが回転軸の外周面と密封的に摺接される第一のシール部材と、
合成樹脂材からなり前記フランジ部と前記第一のシール部材のシールリップ外周部との間に挟持された被挟持部及びその内周から屈曲部を介して密封空間側へ延び前記第一のシール部材のシールリップより反密封空間側で前記回転軸の外周面と密封的に摺接されるシールリップを有する第二のシール部材とが保持され、
前記金属環におけるフランジ部に、前記第二のシール部材側へ突出した突起部が円周方向へ連続して形成され、
前記第二のシール部材における被挟持部と屈曲部との境界部分は前記突起部の食い込みにより薄肉になっており、この境界部分を起点にして前記第二のシール部材におけるシールリップの拡径に伴う屈曲変形が容易に行われることを特徴とするリップ型シール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種回転機器を軸封するリップ型シールにおいて、合成樹脂からなるシール部材の安定化により密封性を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧縮機等に使用される軸封装置として、図３に示すようなリップ型シール１００がある。この種のリップ型シール１００は、筒状部１０１ａ及びその大気Ｂ側となる端部から内周側へ延びるフランジ部１０１ｂからなる金属環１０１と、ハウジング１の内周面に密接される外周の基部１０２ｂが前記金属環１０１の筒状部１０１ａに一体的に加硫接着され、その内周から径方向部１０２ｃを介して密封空間Ａ側へ延びるシールリップ１０２ａの内径端部が回転軸２の外周面と密封的に摺接されるエラストマ製の第一のシール部材１０２と、外周の被挟持部１０３ｂが前記フランジ部１０１ｂと前記第一のシール部材１０２の径方向部１０２ｃとの間に挟持された状態で前記フランジ部１０１ｂに接着され、その内周から屈曲部１０３ｃを介して密封空間Ａ側へ延びるシールリップ１０３ａが、第一のシール部材１０２におけるシールリップ１０２ａのヘッドより大気側で前記回転軸２の外周面と密封的に摺接されるＰＴＦＥ等の合成樹脂からなる第二のシール部材１０３とを備えるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記リップ型シール１００は、図３に示されるような装着状態で、第一及び第二のシール部材１０２，１０３のシールリップ１０２ａ，１０３ａが回転軸２の外周面に摺接することによって、密封空間Ａの密封対象流体を密封するものである。
【０００４】
しかしながら従来構造によれば、回転軸２の外周への装着時に、第二のシール部材１０３のシールリップ１０３ａが拡径されることによって、背面側に引張力を生じるため、この第二のシール部材１０３の被挟持部１０３ｂと金属環１０１におけるフランジ部１０１ｂとの接着のばらつきがあると、図４に示されるように両者間に隙間Ｇ１が発生し、その結果、第二のシール部材１０３自体の反力によって、前記シールリップ１０３ａは、回転軸２との摺接位置が設定位置（図３に示された位置）よりも密封空間Ａ側へ移動することがある。そしてこの場合は、第一のシール部材１０２ａにおけるシールリップ１０２ａのヘッドが、その背面側から第二のシール部材１０３ａに押されて拡径し、回転軸２の外周面との密接荷重が低下したり、あるいは隙間Ｇ２を発生することによって、密封性能が低下する問題が指摘される。
【０００５】
また、これを防止する方法としては、第二のシール部材１０３のシールリップ１０３ａを短くすることが考えられるが、この場合は、このシールリップ１０３ａの摺動シール面積の減少を来すばかりでなく、図３に示される正常な装着状態での第一のシール部材１０２のシールリップ１０２ａに対する距離Ｌが大きくなり、高圧時に、このシールリップ１０２ａが回転軸２の外周面にベタ当たりしやすくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、回転軸外周への装着状態における第二のシール部材の安定化を図ることにより、第一のシール部材のシールリップを回転軸に対する良好な接触状態にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係るリップ型シールは、軸方向一端に内周側へ延びるフランジ部を有する金属環に、エラストマからなり密封空間側へ延びる内径側のシールリップが回転軸の外周面と密封的に摺接される第一のシール部材と、合成樹脂材からなり前記フランジ部と前記第一のシール部材のシールリップ外周部との間に挟持された被挟持部及びその内周から屈曲部を介して密封空間側へ延び前記第一のシール部材のシールリップより反密封空間側で前記回転軸の外周面と密封的に摺接されるシールリップを有する第二のシール部材とが保持され、前記金属環におけるフランジ部に、前記第二のシール部材側へ突出した突起部が円周方向へ連続して形成され、前記第二のシール部材における被挟持部と屈曲部との境界部分は前記突起部の食い込みにより薄肉になっており、この境界部分を起点にして前記第二のシール部材におけるシールリップの拡径に伴う屈曲変形が容易に行われることを特徴とするものである。したがって第二のシール部材は、回転軸外周への装着時に前記突起部の食い込み部分を起点にして容易に屈曲・拡径されるので、この第二のシール部材のシールリップを密封空間側へ変位させるような応力の発生が抑制される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るリップ型シールの一実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図、図２は同じく装着状態の半断面図である。このリップ型シール１０は、金属環１１と、第一のシール部材１２及び第二のシール部材１３とを備える。
【０００９】
金属環１１は、筒状部１１１及びその大気Ｂ側となる端部から内周側へ延びるフランジ部１１２からなり、前記筒状部１１１は、前記フランジ部１１２側が相対的に大径となるように円周方向に連続した段差部１１１ａを有する。
【００１０】
第一のシール部材１２は、金属環１１の筒状部１１１を埋設一体化してなる基部１２１と、その軸方向中間位置から内周側へ延びる径方向部１２２と、この径方向部１２２から金属環１１のフランジ部１１２と反対側（密封空間Ａ側）へ延びるシールリップ１２３からなり、エラストマ材料で加硫成形されている。
【００１１】
第一のシール部材１２の基部１２１は、金属環１１の筒状部１１１における段差部１１１ａの小径側の外周に成形された厚肉部分が、ハウジング１の内周面に密嵌されるガスケット部として機能するもので、そのシール性を高めるための円周方向に連続した所要数のシール突条１２１ａが形成されている。また、第一のシール部材１２のシールリップ１２３は、その先端のヘッド１２３ａが、前記ハウジング１に挿通された回転軸２の外周面と密封的に摺接されるものである。
【００１２】
第二のシール部材１３は、金属環１１のフランジ部１１２と第一のシール部材１２の径方向部１２２との間に挟持された状態で前記フランジ部１１２に接着された被挟持部１３１と、その内周から屈曲部１３２を介して第一のシール部材１２の内周側を金属環１１のフランジ部１１２と反対側（密封空間Ａ側）へ延びるシールリップ１３３からなるもので、ＰＴＦＥ等の合成樹脂材で成形されている。また、この第二のシール部材１３は、第一のシール部材１２を加硫成形する際に、その成形用金型内に金属環１１と共に配置されることによって、図１に示される状態に一体化されたものである。
【００１３】
金属環１１におけるフランジ部１１２には、第二のシール部材１３側へ突出した突起部１１３が、円周方向へ連続して打ち出し形成されている。この突起部１１３は、前記第二のシール部材１３における被挟持部１３１と屈曲部１３２との境界の背面に形成された凹部１３４と嵌合している。そしてこのような構造は、第一のシール部材１２を加硫成形する際に、加熱軟化した前記第二のシール部材１３における前記境界位置の背面部に、成形圧力によって前記突起部１１３が食い込むことにより形成されたものである。
【００１４】
以上のように構成されたリップ型シール１０は、図２に示されるように、金属環１１のフランジ部１１２がハウジング１に形成されたシール装着段部１ａと当接するように、このハウジング１に装着される。そしてこの装着状態においては、エラストマからなる第一のシール部材１２における基部１２１の外周面に形成されたシール突条１２１ａが、金属環１１の筒状部１１１で内周側からバックアップされて、ハウジング１の内周面に適当な密接荷重で圧接することにより、非回転状態に保持されている。
【００１５】
一方、第一のシール部材１２におけるシールリップ１２３のヘッド１２３ａが回転軸２の外周面と全周摺接されると共に、第二のシール部材１３におけるシールリップ１３３が、前記第一のシール部材１２におけるシールリップ１２３のヘッド１２３ａよりも大気Ｂ側で、前記回転軸２の外周面に全周が摺接される。そして、図２に示される装着状態では、第二のシール部材１３におけるシールリップ１３３が第一のシール部材１２におけるシールリップ１２３の内周に位置しているので、密封空間Ａが高圧となった時に、第一のシール部材１２のシールリップ１２３を第二のシール部材１３のシールリップ１３３を内周側から支承し、前記ヘッド１２３ａが回転軸２の外周面に対してベタ当たりになるのを防止する機能も奏する。
【００１６】
このリップ型シール１０は、回転軸２の外周への装着時に、第二のシール部材１３のシールリップ１３３が原形よりも拡径されるのに伴って、図１に示された状態から図２に示された状態に変形される。このとき、第二のシール部材１３における被挟持部１３１と屈曲部１３２との境界部分は、金属環１１におけるフランジ部１１２に形成された突起部１１３の食い込みによって薄肉になっているので、この部分を起点にして前記拡径に伴う屈曲変形が容易に行われ、第二のシール部材１３に大きな応力が発生しない。このため、第二のシール部材１３は、そのシールリップ１３３が前記変形に対する反力によって密封空間Ａ側へ移動することが有効に防止され、その結果、第一のシール部材１２におけるシールリップ１２３のヘッド１２３ａが、その背面側から第二のシール部材１３に押されて拡径するようなことがなく、良好な密封性能が確保される。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリップ型シールによると、合成樹脂材からなる大気側の第二のシール部材が、エラストマからなる第一のシール部材のシールリップのヘッドを密封空間側へ押し出して回転軸との密接状態に悪影響を与えるようなことがないので、優れた密封性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリップ型シールの一実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図である。
【図２】上記実施形態を軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図３】従来技術に係るリップ型シールを、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
【図４】上記従来技術において、不具合の発生した状態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  回転軸
１０  リップ型シール
１１  金属環
１１２  フランジ部
１１３  突起部
１２  第一のシール部材
１２３，１３３  シールリップ
１３  第二のシール部材
１３１  被挟持部
１３２  屈曲部
Ａ  密封空間
Ｂ  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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