(57)【要約】  ハウジング（１２）と往復動する軸（１３）との間の環状隙間に設置される樹脂製のリップタイプシール（１）において、相手部材（１２または１３）と密接するリップ（３，４，６）の先端部（３１，４１，６１）の形状が経時変化するのを防止し、また、リップ（３，４，６）の先端部（３１，４１，６１）の形状をシャープ形状の特徴である低リークを確保する機能と、Ｒ形状の特徴である油膜厚さを確保する機能との両方の特性をバランスよく兼ね備えたものとすることである。その解決手段として、各リップ（３，４，６）の先端部（３１，４１，６１）にエッジ部２２を有する軸方向幅（Ｗ）をもったフラット面２１を形成した。また、フラット面２１の軸方向幅（Ｗ）を各リップ（３，４，６）の軸方向総幅（Ａ）の５乃至３０％になるようにした。【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材（１２）と往復動する作動部材（１３）との間の環状隙間に設置される一端が開口している穴部（５）を有する樹脂製のリップタイプシール（１）において、
リップ（３，４、６）の先端部（３１，４１，６１）にエッジ部（２２）を有する軸方向幅（Ｗ）をもったフラット面（２１）を形成し、該フラット面（２１）が相手部材（１２または１３）に密接することを特徴とするリップタイプシール。
【請求項２】
請求項１に記載のリップタイプシール（１）において、
前記穴部（５）に板バネ（１１）、コイルスプリング若しくはＯリングを内装したことを特徴とするリップタイプシール。
【請求項３】
請求項１若しくは２に記載のリップタイプシール（１）において、
前記フラット面（２１）の軸方向幅（Ｗ）が前記リップ（３，４、６）の軸方向総幅（Ａ）の５乃至３０％であることを特徴とするリップタイプシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料ポンプのシールとしてガソリン直噴エンジン用噴射ポンプに用いられ、その他の油圧・空圧・水圧機器全般に用いられる往復動用であってＰＴＦＥ等の樹脂製のリップタイプシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リップタイプシールは、リップの先端部の形状によりシール性能が大きく左右され、樹脂であるＰＴＦＥ等のクリープの進行しやすい材料で成形されると、リップの先端部の形状が断面の圧縮力や軸との摺動により経時変化してシール性能が変化し、安定したシール性能を得ることができないという欠点があった。【０００３】
すなわち、従来、図５に示す通りＰＴＦＥ等の樹脂材料を使用したリップタイプシール１０１をハウジング１１０と軸１１１との間に設置するとき、リップ１０２の先端部１０３の形状を破線円弧で囲った拡大断面図の図６に示す通り、（１）のようなＲ形状１０４に加工したり、（２）のようなシャープ形状１０５に加工したりすることが行われている。しかし、リップ１０２の先端部１０３をＲ形状１０４およびシャープ形状１０５にすると、相手部材であるハウジング１１０若しくは軸１１１と密接する先端部１０３の形状が、クリープにより使用後には図６（３）に示すようにフラット状態１０６となってシール性能が変化するというという欠点があった。【０００４】
特に軸１１１が往復動する往復動シールの場合、回転シールと異なり、往路と復路で異なる応力が軸１１１と接触するリップ先端部１０３に生じることとなり、クリープにより形状が一様になりにくく、回転シールの場合よりも更に、使用後のＲ形状１０４およびシャープ形状１０５が崩れ易くシール性能が変化するというという欠点があった。【０００５】
なお、リップ１０２の先端部１０３の形状をＲ形状１０４にする目的は、摺動面の油膜確保による対摩耗性を重視することであるが、シール性が若干劣るという欠点があり、先端部１０３の形状をリーク量の低減を狙ったシャープ形状１０５にすると、シール性は確保されるが対摩耗性が若干劣るとうい欠点があった。【０００６】
また、下記特許文献には、オイルシールのシールリップの先端部に所定の軸方向幅をもって相手部材に摺動自在に密接する環状のフラット面を形成することが記載されているが、樹脂製のリップタイプシールについては何ら開示されていない。【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１１３３８号公報
【特許文献２】特開２００２−０２２０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、固定部材と往復動する作動部材との間の環状隙間に設置される樹脂製のリップタイプシールにおいて、相手部材と密接するリップの先端部の形状が経時変化するのを防止することである。【０００９】
また別の目的は、リップの先端部の形状がシャープ形状の特徴である低リークを確保する機能と、Ｒ形状の特徴である油膜厚さを確保する機能との両方の特性をバランスよく兼ね備えたものとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るリップタイプシールは、固定部材と往復動する作動部材との間の環状隙間に設置される一端が開口している穴部を有する樹脂製のリップタイプシールにおいて、リップの先端部にエッジ部を有する軸方向幅をもったフラット面を形成し、該フラット面が相手部材に密接することを特徴とするものである。【００１１】
また、前記リップタイプシールは、前記穴部に板バネ、コイルスプリング若しくはＯリングを内装してもよい。また、前記フラット面の軸方向幅は前記リップ部の軸方向装幅の５乃至３０％の範囲内に設定されていることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下の効果を奏する。【００１３】
すなわち、上記構成を備えた本発明に係るリップタイプシールにおいては、リップの先端部にエッジ部を有する軸方向幅をもったフラット面が形成されているので、シール本体が樹脂であるＰＴＦＥ等のクリープの進行しやすい材料を用いて成形されていても、断面の圧縮力や軸との摺動によりリップの先端部の形状が経時変化することがなく、したがって設計通りの安定したシール性能を長く維持することができる。【００１４】
また、リップの先端部がフラット面に形成されていることによりＲ形状やシャープ形状と比較して接触面積が大きくなって面圧が低くなるので、特に軸が往復動する往復動シールである場合であっても、リップ先端部の形状が経時変化することがなく、したがって設計通りの安定したシール性能を長く維持することができる。【００１５】
更に、リップの先端部に形成されたフラット面はエッジ部を有しているので、従来のリップの先端部がシャープ形状である場合の特徴的機能である低リーク性の機能をエッジ部が発揮し、Ｒ形状である場合の特徴的機能である油膜厚さを確保する機能をフラット面が発揮し、両方の特性をバランス良く確保した先端部の形状とすることができる。【００１６】
また、穴部に板バネ等を内装しても先端部の経時変化を防止することができ、しかも径方向への押圧力が増すのでシール性能を向上することができる。【００１７】
また、フラット面の軸方向幅がリップの軸方向総幅の５乃至３０％の範囲内に設定されていると、上記効果を奏するのにより好適である。【００１８】
以上の通り、本発明に係るリップタイプシールは、エッジや線接触ではなくフラット面が形成されていることによる面接触であるのでシール性が向上し、グリース等の高粘度の液体だけでなく、ガソリン等の低粘度の液体に対して用いる場合にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係るリップタイプシールの断面図
【図２】図１の部分拡大断面図
【図３】本発明の実施形態１に係るリップタイプシールの装着断面図
【図４】本発明の実施形態２に係るリップタイプシールの断面図
【図５】従来例に係るリップタイプシールの断面図
【図６】図５の部分拡大断面図
【符号の説明】
【００２０】
１  リップタイプシール
２  シール本体
３  外径側リップ
３１，４１，６１  先端部
４  内径側リップ
５  穴部
６  オイルリップ
１１  板バネ
１２  ハウジング（固定部材）
１３  軸（作動部材）
２１  フラット面
２２  エッジ部
Ａ  軸方向総幅
Ｗ  軸方向幅
Ｇ  ガソリン側
Ｇ’反ガソリン側
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がないかぎりは、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。【００２２】
図１に示す通り、本発明の実施形態１に係るリップタイプシール１は、図示していないハウジングとその内周側に挿通され往復動する軸との間の環状空間に設置され、シール本体２と板バネ１１とを備えている。【００２３】
シール本体２は、樹脂であるＰＴＦＥで一体成形されていて、ハウジングと密接し図上右側に存するシール対象のガソリンを主としてシールする外径側リップ３と軸と摺動自在に密接し同じくガソリンを主としてシールする内径側リップ４と、ガソリン側（Ｇ）に開口している穴部５とを備えている。【００２４】
図２は、図１の破線で囲った内径側リップ４の先端部４１の拡大状態である。先端部４１は軸方向に平坦な所定の幅をもったフラット面２１で形成されていて、フラット面２１は幅方向端部にエッジ部２２を有している。【００２５】
先端部４１に形成されているフラット面２１の軸方向幅Ｗは、図１に示す内径側リップ４の軸方向総幅Ａに対して５乃至３０％の範囲内で設定されている。【００２６】
なお、外径側リップ３の先端部３１も内径側リップ４と同様で、図１に示す通り、幅方向端部にエッジ部２２を有するフラット面２１で形成されていて、フラット面２１の軸方向幅Ｗは、外径側リップ３の軸方向総幅Ａに対して５乃至３０％の範囲内で設定されている。【００２７】
シール本体２に設けられている一端が開口している穴部５には、ガソリン側（Ｇ）に開口した断面略Ｕ字形状の板バネ１１が内装されていて、外径側リップ３および内径側リップ４に対して径方向の押圧力を付与している。【００２８】
上記構成のリップタイプシール１をハウジング１２とその内周側に挿通され往復動する軸１３との間の環状空間に設置された状態を図３に示す。外径側リップ３は相手部材であるハウジング１２に対して、先端部３１に形成されているフラット面２１が密接し、内径側リップ４は相手部材である軸１３に対して、先端部４１に形成されているフラット面２１が摺動自在に密接する。【００２９】
したがって、外径リップ３および内径リップ４の先端部（３１，４１）のフラット面２１が相手部材に密接することになるので、経時変化を防止し、設計通りの使用開始時のシール性能を維持することが可能となる。【００３０】
また、外径リップ３および内径リップ４の先端部（３１，４１）に形成されたフラット面２１は軸方向端部にエッジ部２２を有しているので、従来のリップの先端部がシャープ形状である場合の特徴的機能である低リーク性の機能をエッジ部２２が発揮し、また従来のリップの先端部がＲ形状である場合の特徴的機能である油膜厚さを確保する機能をフラット面２１が発揮し、低リーク性の機能と油膜厚さを確保する機能とをバランス良く確保したリップの先端部の設計が可能となる。【００３１】
また、本発明に係るリップタイプシール１は、エッジや線接触ではなくフラット面２１が形成されていることによる面接触であるので、グリース等の高粘度の液体だけでなく、ガソリン等の低粘度の液体に対してもシール性を向上することが可能となる。【００３２】
なお、上記実施の態様では、穴部５に板バネ１１を内装した場合について説明したが、板バネ１１の替わりに同様の作用効果を奏するコイルスプリングやＯリング等の弾性体を用いてもよい。また、リップタイプシール１は圧力の印加によりセルフシール機能を発揮するものであり、穴部５に板バネ等の弾性体を装着しない場合であってもよい。【００３３】
図４は、本発明の別の実施態様２に係るリップタイプシール１の断面図である。上記実施態様１の構成の他に、更に反ガソリン側（Ｇ’）に往復動する軸に摺動自在に密接する断面略矩形のオイルリップ６が一体で設けられている。【００３４】
オイルリップ６の先端部６１は、外径側リップ３および内径側リップ４の先端部（３１，４１）と同様に、幅方向端部にエッジ部２２を有するフラット面２１で形成されていて、フラット面２１の軸方向幅Ｗは、オイルリップ６の軸方向総幅Ａに対して５乃至３０％の範囲内で設定されている。
【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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【国際調査報告】
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