(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対移動自在に組み付けられる２部材の内一方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップを備えた密封装置において、
前記シールリップの背面の密封対象流体側に開口する凹部に配置され、密封対象流体側における負圧発生時の負圧によって密封対象流体側に引き寄せられるリングを備え、
該リングに、負圧によって密封対象流体側に引き寄せられたときに前記シールリップの背面を押圧して前記シールリップに緊迫力を付与する押圧部を設けたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記押圧部は、大気側が前記シールリップ方向に傾くテーパ部であることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種装置の軸封部に用いられる密封装置に関するものであり、特に密封対象流体側で発生する負圧に対処するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばパワーステアリング用の高圧シール等として用いられる、この種の密封装置としては、例えば図４に示すようなものがある。
【０００３】
即ち、この密封装置１００は、互いに相対移動自在に組み付けられる２部材としてのハウジング１０１とそのハウジング１０１内に挿入される往復動軸１０２間の環状の隙間を密封するものである。
【０００４】
この密封装置１００は、ハウジング１０１の内周に嵌合される環状のシール本体１０３と、軸１０２の外周面に摺動自在に密封接触する断面楔状のシールリップ１０４と、を備えている。このシールリップ１０４は、例えばゴム状弾性体等の材質から成っている。
【０００５】
シールリップ１０４の外周には、シールリップ１０４に緊迫力を付与するためのスプリング１０５が装着されている。また、シールリップ１０４の大気側Ａには、軸１０２に対向してバックアップリング１０６が設けられている。
【０００６】
そして、シールリップ１０４を軸１０２に摺動させて密封対象流体側Ｓの密封対象流体を密封していた。
【０００７】
このような密封装置１００がパワーステアリング用高圧シールとして用いられる軸封部では、機種により操舵方向の切換時等に、密封対象流体側Ｓで負圧が発生する場合があった。  この負圧が発生して、負圧によって密封装置１００のシールリップ１０４が浮き上がってしまうと、密封対象流体側Ｓに空気等の気泡が混入してアシスト性の低下を引き起こしてしまう。
【０００８】
このため、シールリップ１０４又はスプリング１０５を調整して、負圧によってシールリップ１０４が浮き上がることを防止していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の密封装置では、次のような問題があった。
【００１０】
負圧に対してのシールリップ１０４の浮き上がりは、シールリップ１０４の緊迫力、剛性、受圧面積等によって決定されてしまうため、シールリップ１０４の形状又はスプリング１０５の緊迫力等を調整しても、シールリップ１０４の浮き上がりは防止できなかった。
【００１１】
また、シールリップ１０４及びスプリング１０５の調整は、シールリップ１０４の剛性を高めたことによる低温時のシール性の悪化、スプリング１０５の緊迫力を高めたことによるシールリップ１０４の耐久摩耗性の低下、さらには軸１０２挿入時のシールリップ１０４のめくれが懸念されるなど、密封装置１００の性能低下が引き起こされていた。
【００１２】
本発明は上記の従来技術の課題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、負圧発生時にシールリップの浮き上がりを防止する信頼性に優れた密封装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、互いに相対移動自在に組み付けられる２部材の内一方の部材に摺動自在に密封接触するシールリップを備えた密封装置において、前記シールリップの背面の密封対象流体側に開口する凹部に配置され、密封対象流体側における負圧発生時の負圧によって密封対象流体側に引き寄せられるリングを備え、該リングに、負圧によって密封対象流体側に引き寄せられたときに前記シールリップの背面を押圧して前記シールリップに緊迫力を付与する押圧部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
したがって、負圧発生時、密封対象流体側に引き寄せられたリングは押圧部でシールリップの背面を押圧してシールリップに緊迫力を付与するので、シールリップの緊迫力が増加し、負圧発生時のシールリップの浮き上がりが防止できる。
【００１５】
前記押圧部は、大気側が前記シールリップ方向に傾くテーパ部であることが好ましい。
【００１６】
これにより、テーパ部でシールリップの背面を押圧してシールリップに緊迫力を付与することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る密封装置を示す図であり、図２は、図１の密封装置が負圧を受けた状態を示す図である。
【００２３】
図１、図２において、密封装置１は、従来技術と同様に軸封部で、互いに相対移動自在に組み付けられた２部材としてのハウジング２とハウジング２内に挿入される往復動軸３間の環状の隙間を密封するものである。
【００２４】
密封装置１は、概略、ハウジング２の内周に嵌合されるシール本体４と、軸３の外周面に摺動自在の密封接触するシールリップ５と、を備えている。
【００２５】
シール本体４は、密封対象流体圧による密封装置１の変形を防止する補強環７と、補強環７に一体的に焼付き固定されたゴム状弾性体６と、から成っている。
【００２６】
補強環７は、円筒部７１と内径方向に延びる内向きフランジ部７２とを有する円筒状部材である。この補強環７の内向きフランジ部７２の大気側Ａ端面と円筒部７１の外周面及び密封対象流体側Ｓ端面に連続してゴム状弾性体６が一体的に焼付き固定されている。
【００２７】
このシール本体４は、補強環７の円筒部７１がハウジング２の内周面にゴム状弾性体６を介して嵌合される。
【００２８】
一方、補強環７の内向きフランジ部７２の内端にゴム状弾性体製のシールリップ５が設けられている。
【００２９】
シールリップ５は、内向きフランジ部７２の密封対象流体側Ｓでゴム状弾性体６と連続して密封対象流体側Ｓに傾きながら内径方向に延びる断面楔状であり、そのリップ先端部が軸３の外周面に摺動自在に密封接触する摺動面を形成する。
【００３０】
シールリップ５の外周側の背面には、シールリップ５に緊迫力を付与するスプリング８が設けられている。
【００３１】
また、シールリップ５の大気側Ａで、シールリップ５と内向きフランジ部７２に挟まれて軸３に対向してバックアップリング９が配置されている。バックアップリング９は、密封対象流体圧によるシールリップ５の大気側Ａへの過大変形を防止する。
【００３２】
そして、シールリップ５の密封対象流体側Ｓで、シール本体４とシールリップ５及びスプリング８とで設けられた密封対象流体側Ｓが開口する凹部にリング１０が嵌め込まれている。
【００３３】
リング１０は、軸方向にスライド移動可能となっており、負圧発生時に密封対象流体側Ｓに移動する。
【００３４】
このリング１０には、密封対象流体側Ｓに移動したときに負圧発生時のシールリップ５の浮き上がりを防止する押圧部である内径テーパ部１０ａが形成されている。
【００３５】
内径テーパ部１０ａは、リング１０の内径側に設けられ、大気側Ａ端部内径距離がスプリング８の最大外径よりも縮径された形状である。
【００３６】
リング１０の密封対象流体側Ｓには、リング１０が密封対象流体側Ｓに抜け出てしまうことを防止するストッパー１１がシール本体４に固定されている。
【００３７】
以上の構成の密封装置１について、本発明の特徴的な動作について説明する。
【００３８】
密封対象流体側Ｓで負圧が発生した場合には、密封装置１は、図２に示すように、瞬時にリング１０が密封対象流体側Ｓへ引き寄せられる。
【００３９】
そして、シールリップ５が負圧によって浮き上がろうとするときには、密封対象流体側Ｓへ引き寄せられたリング１０の内径テーパ部１０ａが、シールリップ５背面に配置されたスプリング８を軸心方向（内径方向）に押圧して緊迫力を付与する。
【００４０】
このように、負圧発生時、密封対象流体側Ｓへ引き寄せられるリング１０の内径テーパ部１０ａで、スプリング８を介してシールリップ５背面を軸中心方向に押圧するので、シールリップ５の軸３に対する緊迫力が増加し、負圧発生時のシールリップ５の浮き上がりが防止できる。
【００４１】
したがって、密封対象流体側Ｓに発生する負圧に対してもシールリップ５が浮き上がることがなく、負圧による密封対象流体側Ｓへの空気等の吸い込みが防止される。
【００４２】
このため、密封装置１がパワーステアリング用高圧シールとして用いられると、密封対象流体側Ｓに空気等の気泡が混入してアシスト性が低下することがなく、安定したパワーステアリング性能を維持することができる。
【００４３】
また、シールリップ５又はスプリング８について、負圧を考慮して調整する必要がなくなるので、耐摩耗性、対低温性等を損なうことがなく、密封装置１の性能低下を防止することができる。
【００４４】
なお、リング１０の内径テーパ部１０ａは、負圧発生時に密封対象流体側Ｓへ引き寄せられてスプリング８を押圧することができれば、テーパ角度やテーパ形状だけに特に限定されない押圧部であればよい。
【００４５】
また、ストッパー１１をシール本体４に一体的に設ける構成や、リング１０を抜け出てしまうことがない寸法に設定して、ストッパー１１を設けない構成とすることもできる。
【００４６】
本実施の形態では、スプリング８をシールリップ５の背面に設けていたが、スプリング８を設けずに、負圧発生時にリング１０が直接シールリップ５背面を押圧できるような形状にシールリップ５を設けることもできる。
【００４７】
本実施の形態では、往復動軸封部に設けられた密封装置について説明したが、軸が回転を行う回転密封装置などであっても、摺動自在に密封接触するシールリップを備え、密封対象流体側Ｓで負圧が発生するものであれば、本発明を適用することができ、またシールリップ５がハウジング２に摺動するものであってもよい。
【００４８】
（参考例）第１の実施の形態は、負圧によって移動するリング１０を備えた構成であったが、参考例は、固定された高い剛性を有するシールリップ支持手段としての樹脂製リング１２で、負圧によって浮き上がるシールリップ５を直接支持するものである。
【００４９】
参考例では、特徴部分だけを説明する。その他、第１の実施の形態と同じ構成については、第１の実施の形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
本参考例では、図３（ａ）に示すように、シールリップ５の腰部に高い剛性を有する樹脂製リング１２を嵌め込み固定している。また、樹脂製リング１２内周と対向するシールリップ５背面との間には、クリアランスＴが設けてある。
【００５１】
以上の構成の密封装置であっても、負圧発生時に、シールリップ５が浮き上がり、樹脂製リング１２内周と対向するシールリップ５背面との間のクリアランスＴがなくなると、シールリップ５背面が樹脂製リング１２内周に当接し、樹脂製リング１２によってシールリップ５が支持される。
【００５２】
このように、樹脂製リング１２が負圧によって浮き上がるシールリップ５に当接し、樹脂リング１２に支持されたシールリップ５は浮き上がりが防止できる。
【００５３】
したがって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、樹脂製リング１２が固定されていることから、繰り返して負圧が発生しても損傷し難く耐久性が向上する。
【００５４】
なお、樹脂製リング１２はシールリップ５の腰部に設けられる他、図３（ｂ）に示すようにシール本体４に固定され、シールリップ５背面に設けられたスプリング８とクリアランスＴを設けるように備えることもできる。このとき、樹脂製リング１２内周形状は、スプリング８の外周円弧に沿った形状に設けると好ましい。
【００５５】
また、本参考例は、上記の例だけに限られず、固定された高い剛性を有する部材で、負圧によって浮き上がるシールリップ５を支持するものであればよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、負圧発生時、密封対象流体側に引き寄せられたリングの押圧部がシールリップを押圧してシールリップに緊迫力を付与するので、シールリップの緊迫力が増加し、負圧発生時のシールリップの浮き上がりが防止できる。
【００５７】
押圧部は、大気側がシールリップ方向に傾くテーパ部であることで、テーパ部でシールリップの背面を押圧してシールリップに緊迫力を付与することができる。
【００５９】
このため、負圧による密封対象流体側Ｓへの空気等の吸い込みが防止されると共に、負圧を考慮してシールリップやスプリング等を調整する必要がなくなるので、耐摩耗性、対低温性等を損なうことがなく、密封装置の性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る密封装置の負圧発生時の状態を示す半断面図である。
【図３】  参考例に係る密封装置を示す半断面図である。
【図４】従来技術の密封装置を示す半断面図である。
【符号の説明】
１  密封装置
２  ハウジング
３  軸
４  シール本体
５  シールリップ
５ａ  平行突起
６  ゴム状弾性体
７  補強環
７１  円筒部
７２  内向きフランジ部
８  スプリング
９  バックアップリング
１０  リング
１０ａ  内径テーパ部
１１  ストッパー
１２  樹脂製リング
Ｔ  クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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