JP2006064111A

JP2006064111A - シール部材装着構造及びシール部材共回り防止軸部材

Info

Publication number: JP2006064111A
Application number: JP2004248691A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yoshikawa; 賢吉川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-09
Also published as: DE602005002900T2; DE602005002900D1; ATE376135T1; EP1630461A1; EP1630461B1

Abstract

【課題】装着溝の摩耗を防止して長寿命化を図り得るシール部材装着構造およびシール部材共回り防止軸を提供する。
【解決手段】ゴム状弾性材製の環状のシール部材３０が軸部材２０に設けられた装着溝２１に装着されハウジング１０に摺動自在に密封接触するシール部材装着構造において、装着溝２１のシール部材３０が密接する溝側面２２にシール部材３０が部分的に食い込んでシール部材の相対回転を阻止する切欠き４０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば高圧下で使用するシール部材の装着部に好適なシール部材装着構造およびシール部材共回り防止軸部材に関するものである。

従来のこの種のシール部材の装着構造は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材間の環状隙間にゴム状弾性材製の環状のシール部材が設けられ、このシール部材が一方の部材に設けられた装着溝に装着され他方の部材に対して摺動自在に密封接触するようになっていた。

しかし、従来の装着溝の溝底面および溝側面は平面でシール部材との摩擦力が小さく、シール部材と装着溝との静止摩擦トルクよりも他方の部材との摺動摩擦トルクが大きくなってシール部材が摺動側の部材と共回りしてしまう場合がある。そうなると、シール部材が装着溝の溝側面や溝底面と摺動して早期磨耗を招くおそれがある。

特に、装着溝を設ける軸部材を樹脂製とした場合、共回りが発生すると磨耗が顕著となる。

本発明の目的は、装着溝の摩耗を防止して長寿命化を図り得るシール部材装着構造およびシール部材共回り防止軸を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のシール部材装着構造は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材間の環状隙間をシールするもので、ゴム状弾性材製の環状のシール部材が一方の部材に設けられた装着溝に装着され他方の部材に摺動自在に密封接触するシール部材装着構造において、前記装着溝のシール部材が密接する溝側面にシール部材が部分的に食い込んでシール部材の相対回転を阻止する回転防止手段を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、一方の部材の装着溝の溝側面に密接するシール部材が回転防止手段に部分的に食い込む。そのため、他方の部材とシール部材との摺動摩擦トルクがシール部材と装着溝との静止摩擦トルクより大きくなったとしても、シール部材と回転防止手段との食い込み係合によって回転が規制される。従って、シール部材の共回りを防止でき、装着溝とシール部材との摺動磨耗を防止することができる。

ここで、前記回転防止手段はシール部材が部分的に食い込む切欠きであるとよい。

これにより、簡単な構成でシール部材の共回りを防止できる。

また、前記装着溝が設けられる部材は軸部材であるとよい。

ここで、前記軸部材は樹脂成形品であるとよい。

このように、軸部材を樹脂成形品としても摺動磨耗を防止できるので、部品の軽量化，
長寿命化を図ることができる。

また、切欠きは前記軸部材の断面中心を通る第１中心線に対して平行に設けられているとよい。

これにより、切欠きを型成形で成形することができる。

また、本発明のシール部材共回り防止軸部材は、ハウジングの軸孔にハウジングに対して所定の環状隙間を介して相対回転自在に組み付けられるもので、外周にシール部材が装着される装着溝が設けられた軸部材であって、前記装着溝の溝側面にシール部材が部分的に係合してシール部材の相対回転を阻止する回転防止手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、シール部材と回転防止手段との食い込み係合によって回転が規制され、シール部材の共回りによる装着溝の磨耗を防止でき、長寿命の軸部材を実現できる。

ここで、前記軸部材は樹脂成形品であるとよい。

これにより、軸部材の軽量化，長寿命化を図ることができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、装着溝の摩耗を防止して長寿命化を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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。

図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係るシール部材装着構造およびシール部材共回り防止軸について説明する。

図１は本発明の実施例に係るシール部材装着構造を示す要部縦断面図である。図２は図１に示す軸部材を取り出して示す正面図である。図３は図２中のＣ-Ｃ線断面図である。
図４は装着溝に装着されたシール部材が溝側面の切欠きに食い込んだ状態を示す図である。図５は図４中のＥ部拡大図である。

本実施例に係るシール部材３０は、軸部材２０とこの軸部材２０が挿入される軸孔を備えたハウジング１０間の環状隙間をシールするものである。これら軸部材２０とハウジング１０は、互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる。そして、ゴム状弾性材製の環状のシール部材３０が軸部材２０に設けられた装着溝２１に装着され、他方のハウジング１０に摺動自在に密封接触するように構成されている。

そして、本実施例においては、装着溝２１の溝側面にシール部材３０が部分的に係合し、シール部材３０の相対回転を阻止する回転防止手段としての切欠き４０が設けられている。

ここで、軸部材２０は円筒形状の樹脂成形品であり、その外周面に断面矩形状の装着溝２１が設けられている。この装着溝２１は、軸部材２０の中心軸線Ｍに対して直交する一対の第１溝側面２２及び第２溝側面２３と、軸部材２０外周に対して所定寸法小径に成形された円筒形状の溝底面２４とを備えている。

シール部材３０はスクィーズパッキンで、この実施例では断面Ｘ形状のいわゆるＸリンングが用いられている。すなわち、シール部材３０は、外径側に第１外径リップ３１及び第２外径リップ３２、内径側に第１内径リップ３３及び第２内径リップ３４を有しており、断面がＸ字形状を呈している。外径側の第１外径リップ３１及び第２外径リップ３２がハウジング１０の内周面１１に摺動自在に流体密に接触する。そして、第１内径リップ３３及び第２内径リップ３４が装着溝２１の溝底面２４に流体密に接触している。シール部材３０は、軸部材２０の装着溝２１の溝底面２４とハウジング１０の内周面１１との間で径方向につぶされる。そして、その弾性復元力によって、第１外径リップ３１及び第２外径リップ３２がハウジング１０の内周摺動面に対してシール面圧を得ており、第１内径リップ３３及び第２内径リップ３４が溝底面２４に対してシール面圧を得ている。

このシール部材３０によって高圧側流体Ｈと低圧側流体Ｌが遮断されており、これらの圧力差によってシール部材３０は低圧側の第１溝側面２２に押しつけられて、軸方向に圧縮される。これにより、低圧側の第１内径リップ３３が第１溝側面２２に押しつけられる。また、高圧側の第２外径リップ３２と第２内径リップ３４が押し広げられ、第１外径リップ３１および第１内径リップ３３のシール面圧が高められる。

切欠き４０は、圧力差によってシール部材３０が押しつけられる装着溝２１の低圧側の第１溝側面２２に複数設けられている。この切り欠き４０は軸部材２０の中心を通る第１中心線Ｎ１に対して平行に直線状に延び、所定間隔でもって複数平行に設けられている。図示例では、第１中心線Ｎ１に対して直交する第２中心線Ｎ２に対して左右対称的に同数ずつ設けられている。切欠き４０は第１溝側面２２の幅いっぱいに延びているので、第１中心線Ｎ１上の切欠き４０が最も短く、第１中心線Ｎ１から離れるにしたがって長くなっている。

ただし、切り欠き４０はシール部材３０のすべりを防止することが目的なので、平行線でなく放射線状に形成してもよい。

本実施例の場合、切欠き４０を平行パターンとすることで、軸部材２０の型成形の際に、第２中心線Ｎ２を型割り線として左右の成形型に型割することができる。これにより、軸部材２０の型成形と同時に切欠き４０を成形することができる。ただし、切欠き４０を機械加工する場合には、平行パターンに限定されず、放射線などの斜めのパターンとしてもよい。

次に、上記実施例に係るシール部材装着構造の作用について説明する。

シール部材３０は、装着溝２１の溝底面２４とハウジング１０の内周面との間でつぶされると共に、高圧側流体Ｈと低圧側流体Ｌとの差圧によって低圧側の第１溝側面２２に押しつけられる。これにより、シール部材３０の低圧側に位置する第１内径リップ３３の肉が部分的に各切欠き４０に食い込む。

流体の密封は、ハウジング１０の内周面との摺動側はシール部材３０の第１外径リップ３１及び第２外径リップ３２の密封接触により、装着溝２１との静止側は溝底面２４と第１内径リップ３３及び第２内径リップ３４との接触部で密封される。

軸部材２０とハウジング１０が相対回転し、第１内径リップ３３及び第２内径リップ３４と溝底面２４との接触部および第１内径リップ３３と第１溝側面２２との接触部の静止摩擦トルクよりも、第１外径リップ３１及び第２外径リップ３２の摺動摩擦トルクの方が大きくなったとしても、切欠き４０に対して第１内径リップ３３が部分的に食い込んでいるので、シール部材３０の回転が阻止される。

また、切欠き４０は第１溝側面２２に設けているだけなので、静止側のシール機能は溝底面２４と第１内径リップ３３及び第２内径リップ３４によって維持されている。

本実施例では、低圧側となる第１溝側面２２にだけ切欠き４０を設けた例を示したが、第１溝側面２２と第２溝側面２３の両方に切欠き４０を設けてよい。このようにすれば、いずれが低圧側になった場合にも対応可能であるし、高圧側と低圧側が変化するような場合にも適用可能である。

なお、本実施例ではシール部材としてＸリングを例にとって説明したが、Ｏリング，Ｄリング等のスクィーズパッキンなどに広く適用することができる。また、本実施例では、軸部材側にシール部材の装着溝を設けたシール部材装着構造について説明したが、ハウジング側にシール部材の装着溝を設け、シール部材の内周側が軸部材と摺動接触するようなタイプのシール部材装着構造についても適用可能である。

図１は本発明の実施例に係るシール部材装着構造を示す要部縦断面図である。図２は図１に示す軸部材を取り出して示す正面図である。図３は図２中のＣ-Ｃ線断面図である。図４は装着溝に装着されたシール部材が溝側面の切欠きに食い込んだ状態を示す図である。図５は図４中のＥ部拡大図である。

符号の説明

１０ハウジング
１１内周面
２０軸部材
２１装着溝
２２第１溝側面
２３第２溝側面
２４溝底面
３０シール部材
３１第１外径リップ
３２第２外径リップ
３３第１内径リップ
３４第２内径リップ
４０切欠き
Ｍ中心軸線
Ｎ１第１中心線
Ｎ２第２中心線

Claims

互いに同心的に相対回転自在に組み付けられる２部材間の環状隙間をシールするもので、ゴム状弾性材製の環状のシール部材が一方の部材に設けられた装着溝に装着され他方の部材に摺動自在に密封接触するシール部材装着構造において、
前記装着溝の溝側面にシール部材が部分的に食い込んでシール部材の相対回転を阻止する回転防止手段を設けたことを特徴とするシール部材装着構造。
前記回転防止手段は、シール部材が部分的に食い込む切欠きであることを特徴とする請求項１に記載のシール部材装着構造。
前記装着溝が設けられる部材は軸部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のシール部材装着構造。
前記軸部材は樹脂成形品であることを特徴とする請求項３に記載のシール部材装着構造。
切欠きは前記軸部材の断面中心を通る第１中心線に対して平行に複数設けられていることを特徴とする請求項４に記載のシール部材装着構造。
ハウジングの軸孔にハウジングに対して所定の環状隙間を介して相対回転自在に組み付けられるもので、外周にシール部材が装着される装着溝が設けられた軸部材であって、
前記装着溝の溝側面にシール部材が部分的に係合してシール部材の相対回転を阻止する回転防止手段を設けたことを特徴とするシール部材共回り防止軸部材。
前記軸部材は樹脂成形品であることを特徴とする請求項６に記載のシール部材共回り防止軸部材。