(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状隙間を形成する２対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、
前記嵌め合い部に支持され他方の面に対し接触するシール部と、
を備え前記環状隙間を封止する密封装置において、
前記嵌め合い部に前記一方の面に対し環状の補強環との間で圧縮された状態で嵌合される第１のゴム状弾性体と、該第１のゴム状弾性体よりも密封側に配置され、前記第１のゴム状弾性体よりも圧力を受けた場合の変形量の大きい第２のゴム状弾性体と
を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記一方の面との間に前記第２のゴム状弾性体を保持すると共に、
密封流体の圧力を受けて軸方向または径方向に移動する変位部により該第２のゴム状弾性体を前記一方の面に押し付ける環状の保持部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記第２のゴム状弾性体は、弾性を有する環状チューブの内部に液体が注入されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
【請求項４】
前記第２のゴム状弾性体は、前記一方の面と環状の補強環との間に配置され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】
本発明は密封装置に関し、嵌め合い部のシール性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、密封流体（作動油等）が作用する装置の駆動力伝達部等において、図４の断面構成説明図（軸対称形状であるので、慣例に従い片側断面のみ図示）に示されるように、例えばハウジング１０１の軸孔１０１ａ内周面と該軸孔１０１ａに挿通される軸１０２（回転軸）の外周面１０２ａとの間の環状隙間１０３を封止し、密封側Ｍから大気側Ｏへの密封流体の漏れを防止するために密封装置１００（いわゆるオイルシール）が備えられている。
【０００３】
密封装置１００は、環状形状を呈しており、外周側の軸方向部１０５ａと軸方向部１０５ａの一端（反密封流体側０）より内側に折れ曲がった径方向部１０５ｂを有する断面略Ｌ字状の補強環１０５と、補強環１０５の周囲を雇うように一体的に形成されたゴム状弾性体からなる嵌め合い部１０６及びシール部１０７を備えている。
【０００４】
シール部１０７は、補強環１０５の径方向部１０５ｂから密封側Ｍに延出し、摺動面である軸１０２の外周面１０２ａと接するメインシール部１０７ａと、メインシール部１０７ａの大気側Ｏの側面から当接し、その姿勢を保持する樹脂材料で形成されたバックアップリング１０８を備えている。１０９は、メインシール部１０７ａに緊迫力を与えるスプリングである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の密封装置１００では、嵌め合い部１０６と軸孔１０１ａ内周面との密着力は、図５に示される嵌め合い部１０６外周のゴム状弾性体の圧縮によって維持している。この密着力は圧縮率であるｓ／ｈにほぼ比例している。但し、ｓは嵌合代であり、ｈは嵌め合い部１０６の厚みである。
【０００６】
従って、密着力は嵌め合い部１０６のゴム状弾性体の圧縮率に依存し、環境条件（密封側Ｍの雰囲気圧力や密封流体の圧力）によらず上限があり、図６のような軸方向に変化の少ない接触圧力分布Ｐｖとなっている。
【０００７】
また、密封流体の圧力が嵌め合い部１０６にかかった場合でも、接触圧力Ｐｖ（軸方向に分布する）の増加変化分Ｐｍａｘは小さく、通常の使用における密封流体の圧力条件に対し密着力は十分に大きく設定され漏れを発生させることはないが、密封流体の圧力条件が嵌め合い部１０６外周のゴム状弾性体の密着力に対してある値を超えると軸孔１０１ａ内周面との嵌合接触部からの油漏れが懸念される。
【０００８】
尚、嵌合代ｓを大きくすることにより圧縮率ｓ／ｈを高め、即ち密着力を大きくすることもある程度は可能であるが、密封装置の装着性が低下し、また変形防止のために剛性を高める必要が発生するなどの別の問題も発生させてしまう。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問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、高圧での使用条件を満足させるように、密封装置を保持固定する嵌め合い部のシール性を高めることを目的とする。
【００１０】
【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、
環状隙間を形成する２対向面のいずれか一方の面に固定される嵌め合い部と、
前記嵌め合い部に支持され他方の面に対し接触するシール部と、
を備え前記環状隙間を封止する密封装置において、
前記嵌め合い部に前記一方の面に対し環状の補強環との間で圧縮された状態で嵌合される第１のゴム状弾性体と、該第１のゴム状弾性体よりも密封側に配置され、前記第１のゴム状弾性体よりも圧力を受けた場合の変形量の大きい第２のゴム状弾性体と
を備えることを特徴とする。
【００１１】
このように、嵌め合い部に弾性の異なる第１及び第２のゴム状弾性体を備えることにより、第１のゴム状弾性体で密封装置を保持し、第２のゴム状弾性体で嵌め合い部のシール性を発揮させることが可能となるので、嵌め合い部に安定した保持固定特性とシール性の両方を兼ね備えることが可能となる。
【００１２】
また、前記一方の面との間に前記第２のゴム状弾性体を保持すると共に、密封流体の圧力を受けて軸方向または径方向に移動する変位部により該第２のゴム状弾性体を前記一方の面に押し付ける環状の保持部材を備えることも好適である。
【００１３】
保持部材により第２のゴム状弾性体を前記一方の面に押し付けることで、第２のゴム状弾性体の一方の面への接触圧力を高めることができ、シール性をより高めることができる。
【００１４】
前記第２のゴム状弾性体は、弾性を有する環状チューブの内部に液体が注入されたものであることも好適である。
【００１５】
前記第２のゴム状弾性体は、前記一方の面と環状の補強環との間に配置されることも好適である。
【００１６】
このように構成することで密封流体により第２のゴム状弾性体が軸方向に受けた圧力を一方の面と環状の補強環との当接面にかけることができ、シール性を高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は第１の実施の形態における密封装置１の構成を説明する図である（軸対称形状であるので、慣例に従い片側断面のみ図示）。密封装置１は、２対向面としてのハウジング２の軸孔２ａ（一方の面）と軸３の外周面３ａ（他方の面）の間の環状隙間４をシールするオイルシールであり、密封側Ｍから大気側Ｏへの密封流体の漏れを防止するために備えられている。
【００１８】
密封装置１は、環状形状を呈しており、外周側の軸方向部５ａと軸方向部５ａの一端（反密封側（Ｏ）より内側に折れ曲がり支持部となる径方向部５ｂを有する断面略Ｌ字状の補強環５と、補強環５の周囲を覆うように一体的に形成された第１のゴム状弾性体６を有する嵌め合い部７及びシール部８を備えている。
【００１９】
ゴム状弾性体６は、シール部８と一体的に成形されており、軸孔２ａに対し補強環５との間で圧縮された状態で嵌合され、密封装置をハウジング２に固定保持している。
【００２０】
シール部８は、径方向部５ｂから密封側Ｍに延出するメインシール部８ａと、メインシール部８ａの大気側Ｏの側面から当接し、その姿勢を保持する樹脂材料で形成されたバックアップリング９を備えている。１０は、メインシール部８ａに緊迫力を与えるスプリングである。
【００２１】
さらに、この実施の形態では、嵌め合い部７の軸方向における密封側Ｍの端面部６ａに当接するように、第１のゴム状弾性体６よりも弾性が高く圧力を受けた場合の変形量の大きい環状の第２のゴム状弾性体１１が配置されている。
【００２２】
第２のゴム状弾性体１１は、断面Ｌ字状で環状の保持部材１２により、該保持部材１２及び軸孔２ａ内周面と端面部６ａにより囲まれる領域１３に保持されている。
【００２３】
保持部材１２は、嵌め合い部７の内周面７ａと摺動接合（緩い嵌合）可能とする円筒部１２ａと、円筒部１２ａの密封側Ｍの端部から外側に張り出すフランジ部１２ｂとを有するもので、ある程度の剛性を備えた金属や樹脂材料で形成されている。
【００２４】
このように構成された第１の実施の形態では、嵌め合い部７に弾性の異なる第１及び第２のゴム状弾性体６，１１を備えることにより、第１のゴム状弾性体６で密封装置１を保持し、第２のゴム状弾性体１１で嵌め合い部７のシール性を発揮させることが可能となるので、嵌め合い部７に安定した保持固定特性とシール性の両方を兼ね備えることが可能となる。
【００２５】
これは、図２（ａ）に示されるように高圧力となる密封流体により、保持部材１２が圧力（図２（ａ）の矢印ｐ）を受け、ピストンのように押され軸方向に移動して領域１３の容積を縮小しようとする。
【００２６】
そして、領域１３内で圧縮力を受けた第２のゴム状弾性体１１は、変形を伴いながら軸孔２ａ内周面への接触圧力Ｐｖ１を高めることになる。第２のゴム状弾性体１１の接触圧力Ｐｖ１は、密封流体の圧力に応じて変化し、高圧力の場合には、第１のゴム状弾性体６の接触圧力Ｐｖよりも高い接触圧力Ｐｍａｘとなり、嵌め合い部７のシール性を高めることが可能となる。
【００２７】
第２のゴム状弾性体１１は、第１のゴム状弾性体６よりも弾性が高く圧力を受けた場合の変形量の大きいものであれば、どのような構成のものも使用することができる。
【００２８】
例えば、図２（ｂ）のようにゴム状弾性体の弾性を有する環状チューブ１１ａの内部に液体としてのゲル状の受圧部材１１ｂが注入されたものであることで、大きな変形と減衰の少ない圧力伝達を行うことが可能となり、好適である。
【００２９】
その他に、シリコンゴム等の高い弾性を有するゴム状弾性体や、中空のチューブ等も利用することが可能である。
【００３０】
尚、保持部材１２は、領域１３に密封流体が進入してしまうことを抑制するために、密封流体の圧力が低い場合でもゴム状弾性体１１を圧縮するように保持することが好ましい。
【００３１】
（実施の形態２）
図３（ａ）は第２の実施の形態における密封装置２１の構成を説明する図である。密封装置２１において、第１の実施の形態の密封装置１と同様の構成には同じ符号が付し、重複する説明を省略する。
【００３２】
密封装置２１は、嵌め合い部７を構成する第２のゴム状弾性体６ｂを、補強環５と軸孔２ａ内周面との間に配置される第１のゴム状弾性体６の密封側Ｍにいわゆる２色成形により一体的に形成している。
【００３３】
第２のゴム状弾性体６ｂは、第１のゴム状弾性体６よりも弾性が高く圧力を受けた場合の変形量の大きい材料で形成されている。また、粘着性も第１のゴム状弾性体６より大きくなっている。
【００３４】
このように、密封装置２１の保持固定を行う第１のゴム状弾性体６に加え、第２のゴム状弾性体６ｂを備えることで、密封流体の圧力（図３（ｂ）の矢印ｐ）が第２のゴム状弾性体６ｂにかかった場合に、補強環５と軸孔２ａ内周面との間の第２のゴム状弾性体６ｂが変形して軸方向（図において左方向）に移動しようとする。
【００３５】
このとき、大気側Ｏに剛性の高い第１のゴム状弾性体６が連続して存在するため、移動による変形が抑制され、第２のゴム状弾性体６ｂと軸孔２ａ内周面との接触圧力Ｐｖ２は、圧力と共に増大して接触圧力Ｐｍａｘとなり、高圧条件においても安定したシール性を得ることが可能となる。
【００３６】
また、この第２の実施の形態の構成は、ゴム状弾性体６ｂの保持部材も不要で簡易な構成であり、かつ密封装置を大型化することなく目的を達成することができる。
【００３７】
【発明の効果】
上記に説明されたように、本発明を適用した密封装置によると、密封装置を保持固定する嵌め合い部のシール性を高め、より高圧条件で使用することが可能となる。
【００３８】
即ち、嵌め合い部に弾性の異なる第１及び第２のゴム状弾性体を備えることにより、第１のゴム状弾性体で密封装置を保持し、第２のゴム状弾性体で嵌め合い部のシール性を発揮させることが可能となるので、嵌め合い部に安定した保持固定特性とシール性の両方を兼ね備えることが可能となる。
【００３９】
保持部材により第２のゴム状弾性体を前記一方の面に押し付けることで、第２のゴム状弾性体の一方の面への接触圧力を高めることができ、シール性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図。
【図２】図２は第１の実施の形態に係る密封装置の接触面圧と第２のゴム状弾性体の構成を説明する図。
【図３】図３は第２の実施の形態に係る密封装置の断面構成説明図と密封装置の接触面圧を説明する図。
【図４】図４は従来技術に係る密封装置の断面構成説明図。
【図５】図５は従来技術に係る密封装置の嵌め合いを説明する図。
【図６】図６は従来技術に係る密封装置の接触面圧を説明する図。
【符号の説明】
１  密封装置
２  ハウジング
２ａ  軸孔
３  軸
３ａ  外周面
４  環状隙間
５  補強環
５ａ  軸方向部
５ｂ  径方向部
６  第１のゴム状弾性体
７  嵌め合い部
８  シール部
８ａ  メインシール部
９  バックアップリング
１０  スプリング
１１  第２のゴム状弾性体
１２  保持部材
１２ａ  円筒部
１２ｂ  フランジ部
１３  領域
Ｍ  密封側
Ｏ  大気側（反密封側）
【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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