JP6910263B2 - 密封構造 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングとハウジングに相対的に回転可能に配置された軸との隙間を封止するための密封構造に関する。

特許文献１には、ハウジングとハウジングに相対的に回転可能に配置された軸との隙間を封止するための密封装置が開示されている。この種の密封装置は、各種の油圧機器、水圧機器、空気圧機器において、流体を密封するために使用されている。これらの機器は、例えば、エンジン、モーター、発電機、ポンプ、コンプレッサー、自動車のパワーステアリングを含む。

特許第４０５１８６５号公報

この種の密封装置は、極めて高い圧力の流体を密封するために使用されることがある。また、この種の密封装置は、ハウジングに対する軸の回転速度が非常に高い機器に使用されることがある。

そこで、本発明は、ハウジングに対する軸の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体に高い圧力が与えられても、高い耐久性を有する密封構造を提供する。

本発明のある態様に係る密封構造は、流体が内部に配置された流体空間と、前記流体空間に通ずる軸孔とを有するハウジングと、前記ハウジングの前記流体空間および前記軸孔に配置されており、前記ハウジングに対して相対的に回転する円柱部分を有する軸と、前記軸または前記ハウジングに形成された周溝に嵌め込まれており、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞して、前記ハウジングの前記流体空間からの前記流体の漏れを抑制する樹脂製のシールリングと、前記軸孔に隙間なく取り付けられた取付け部と、前記取付け部の径方向内側に配置されて前記軸が摺動可能に接触する摺動封止部と、前記摺動封止部を前記軸に向けて径方向内側に押圧するエラストマー製の弾性部とを有しており、前記シールリングよりも大気側に配置され、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞する、環状の密封装置と、前記ハウジングに形成され、前記シールリングと前記密封装置との間の位置において前記軸孔に通じており、前記流体空間から前記シールリングを通過した前記流体を排出するドレン孔とを備える。

この態様においては、ハウジングの流体空間側に配置された樹脂製のシールリングが軸とハウジングとの間の隙間を閉塞して、流体空間からの流体の漏れを抑制する。流体空間と密封装置との間に流体の圧力を受けるシールリングが介在するため、シールリングよりも大気側に配置された密封装置は、被密封流体の高い圧力にそのままさらされない。すなわち、シールリングにより緩和された圧力の下で、密封装置は、軸とハウジングとの間の隙間を閉塞する。したがって、ハウジングに対する軸の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体に高い圧力が与えられても、密封装置、ひいては密封構造は、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。ドレン孔は、シールリングと密封装置の間の位置に形成されており、流体空間からシールリングを通過した被密封流体を軸孔から排出し、密封装置に過度な負担を与えない。これによっても、密封装置、ひいては密封構造の耐久性が高められる。

好ましくは、前記シールリングは、２つの端部を有する長尺の湾曲した棒から形成され、前記２つの端部は、前記シールリングの周方向に互いに摺動可能に接触させられて、前記シールリングの周方向への拡張を許容する接触部をそれぞれ有し、前記接触部が互いに摺動しても、前記接触部が互いに接触している限り、前記シールリングは周方向に連続する。

この場合には、シールリングは２つの端部を有する長尺の湾曲した棒から形成されているので、シールリングを軸またはハウジングに形成された周溝に嵌め込むように、シールリングを軸の周囲に配置するのが容易である。また、２つの端部の接触部が互いに摺動しても、前記接触部が互いに接触している限り、シールリングは周方向に連続した無端のリング形状を維持するので、シールリングが周方向へ拡張したとしても、シールリングの封止性能は損なわれない。

好ましくは、前記密封装置の前記摺動封止部には、前記軸と前記ハウジングの相対回転に従って、大気側から前記流体空間側に前記流体を戻す螺旋状の溝が形成されている。

この場合には、被密封流体が密封装置を通過しても、螺旋状の溝によって、大気側から流体空間側に被密封流体が戻されるので、密封構造の封止性能が高められる。

本発明の第１実施形態に係る密封構造を示す断面図である。 図１の密封構造のシールリングを示す正面図である。 図２のシールリングを構成する棒の両端部を示す斜視図である。 変形例に係るシールリングを示す正面図である。 図４のシールリングを構成する棒の両端部を示す斜視図である。 図１の密封構造の密封装置のシールリップの展開図である。 本発明の第２実施形態に係る密封構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る密封構造を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る密封構造を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係る密封構造を示す断面図である。 本発明の第６実施形態に係る密封構造を示す断面図である。 本発明の第７実施形態に係る密封構造を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る複数の実施の形態を説明する。本発明に係る密封構造は、各種の油圧機器、水圧機器、空気圧機器において、流体を密封するために使用されている。これらの機器は、例えば、エンジン、モーター、発電機、ポンプ、コンプレッサー、自動車のパワーステアリングを含む。

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る図であり、相対回転する二部材を有する機器に用いられる密封構造１を示す。密封構造１は、軸２と、軸２が配置されたハウジング４との間の隙間を封止して、ハウジング４の内部の流体空間Ａから大気空間Ｂへ流体が漏出するのを防止または低減させる。被密封流体は、オイル、水などの液体でもよいし、気体でもよい。

密封構造１は、ハウジング４、軸２、シールリング６、ドレン孔８、および密封装置１０を備える。ハウジング４は、被密封流体が内部に配置された流体空間Ａと、流体空間Ａに通ずる軸孔４Ａを有する。軸孔４Ａは、流体空間Ａ側にある断面円形の小径部４Ｂと、小径部４Ｂに同軸であって大気空間Ｂ側にある断面円形の大径部４Ｃを有する。

軸２は、ハウジング４の流体空間Ａおよび軸孔４Ａ内に配置されており、ハウジング４に対して相対的に回転する。すなわち、軸２は、中心軸Ａｘの周囲を回転する回転軸であってもよいし、軸２が固定されてハウジング４が中心軸Ａｘの周囲を回転してもよい。この実施形態において、軸２は円柱であるが、少なくとも軸孔４Ａ内に配置される部分が円柱であればよい。

軸２の外周面には、周溝２Ａが形成されている。周溝２Ａは、軸孔４Ａの小径部４Ｂに重なる位置に形成されている。周溝２Ａには、樹脂製のシールリング６が嵌め込まれている。シールリング６は、軸２と軸孔４Ａの小径部４Ｂの内周面との間の隙間を閉塞して、被密封流体をハウジング４の流体空間Ａ内に閉じ込める。シールリング６の外側部分は、周溝２Ａから径方向外側に突出しており、シールリング６の外周面は、軸孔４Ａの小径部４Ｂの内周面に接触する。

密封装置１０は、シールリング６よりも大気側に配置され、軸２と軸孔４Ａの大径部４Ｃの内周面との間の隙間を閉塞する。密封装置１０は、中心軸Ａｘを対称軸とする円環状であるが、図１においては、密封装置１０の上側部分のみが示されている。

密封装置１０は、二重構造であって、弾性体、すなわちエラストマーで形成された弾性環１２と、弾性環１２に密着し弾性環１２を補強する剛体、例えば金属製の補強環１４とを有する。補強環１４は、Ｌ字形の断面形状を有しており、補強環１４の全体は弾性環１２に埋設されている。

密封装置１０は、外側環状体１５、内側環状体１６、およびフランジ１７を有する。外側環状体１５は、軸孔４Ａの大径部４Ｃに隙間なく取り付けられた取付け部である。取付けの方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。外側環状体１５は、弾性環１２の部分と補強環１４の部分を有する。外側環状体１５の補強環１４の部分は、弾性環１２の部分に径方向外側に向かう力を与え、外側環状体１５の弾性環１２の部分を軸孔４Ａの大径部４Ｃに強固に押圧する。

内側環状体１６は、外側環状体１５の径方向内側に、外側環状体１５と同軸に配置されており、フランジ１７は外側環状体１５と内側環状体１６とを連結する。フランジ１７は、弾性環１２の部分と補強環１４の部分を有する。内側環状体１６は、弾性体のみから形成されている。

内側環状体１６はシールリップ（摺動封止部）１８を有する。シールリップ１８は、外側環状体１５の径方向内側に配置されており、シールリップ１８には軸２の外周面が摺動可能に接触する。シールリップ１８は、流体空間Ａ側から大気空間Ｂ側への被密封流体の漏れを抑制する。

シールリップ１８は、二つの傾斜面（流体空間Ａ側の傾斜面１８Ａと、大気空間Ｂ側の傾斜面１８Ｂ）を有する断面三角形の突起である。図１は、傾斜面１８Ａと傾斜面１８Ｂの間の先端縁が軸２の外周面に接触して変形させられた状態を示す。

弾性環１２は、弾性環１２に形成された摺動封止部であるシールリップ１８を軸２に向けて径方向内側に押圧する。また、内側環状体１６の周囲には、内側環状体１６を径方向内側に圧縮するガータースプリング２０が巻かれている。ガータースプリング２０は、シールリップ１８を軸２の外周面に押し付ける力をシールリップ１８に与える。

ハウジング４には、ドレン孔８が形成されている。ドレン孔８は、シールリング６と密封装置１０との間の位置において軸孔４Ａの大径部４Ｃに通ずる。ドレン孔８は、流体空間Ａからシールリング６を通過して大径部４Ｃに侵入した流体を排出する。流体は大径部４Ｃ内の圧力によって、ドレン孔８を通じて排出される。ドレン孔８の数は、１つでもよいし、複数でもよい。ドレン孔８の形状および寸法は限定されない。

図２および図３に示すように、シールリング６は、２つの端部６Ａ，６Ｂを有する長尺の湾曲した棒から構成されている。シールリング６は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの、摩擦係数が小さい硬質の樹脂材料から形成されている。

シールリング６は２つの端部６Ａを有する長尺の湾曲した棒から構成されているので、シールリング６を軸２の外周面に形成された周溝２Ａに嵌め込むように、シールリング６を軸２の周囲に配置するのが容易である。

シールリング６の２つの端部６Ａ，６Ｂは、シールリング６の周方向に互いに摺動可能に接触させられて、シールリング６の周方向への拡張（ひいては径方向への拡張）を許容する接触部６Ｃ，６Ｄをそれぞれ有する。接触部６Ｃ，６Ｄの各々は、（シールリング６の軸方向および周方向に対して）傾斜した平面である。接触部６Ｃ，６Ｄが互いに摺動しても、接触部６Ｃ，６Ｄが互いに接触している限り、シールリング６は周方向に連続した無端のリング形状を維持する。したがって、シールリング６が周方向（ひいては径方向）へ拡張したとしても、シールリング６の封止性能は損なわれない。

図４および図５は、実施形態に使用可能な変形例のシールリング７を示す。シールリング７は、シールリング６と同じ材料から形成され、シールリング６と同様に、周溝２Ａに嵌め込まれる。このシールリング７の２つの端部７Ａ，７Ｂは、シールリング７の周方向への拡張（ひいては径方向への拡張）を許容する２つの接触部をそれぞれ有する。

具体的には、図５に示すように、一方の端部７Ａは、突出接触部７Ｅと摺動案内部７Ｆを有し、他方の端部７Ｂは、突出接触部７Ｇと摺動案内部７Ｈを有する。突出接触部７Ｅ，７Ｇは、径方向外側部分が延長した形状を有し、径方向内側部分に空間を有する。摺動案内部７Ｆ，７Ｈは、径方向外側部分が凹んだ形状を有する。端部７Ａにおいて、突出接触部７Ｅの側面７Ｅ１と、摺動案内部７Ｆを画定する側面７Ｆ１は面一である。端部７Ｂにおいて、突出接触部７Ｇの側面７Ｇ１と、摺動案内部７Ｈを画定する側面７Ｈ１は面一である。

２つの端部７Ａ，７Ｂが突合せられると、端部７Ａの突出接触部７Ｅの径方向内側の面（図５では下面）が、端部７Ｂの摺動案内部７Ｈの径方向外側の面（図５では上面）に摺動可能に接触し、端部７Ａの摺動案内部７Ｆの径方向外側の面（図５では上面）が、端部７Ｂの突出接触部７Ｇの径方向内側の面（図５では下面）に摺動可能に接触する。このように、摺動案内部７Ｈは、突出接触部７Ｅの摺動を案内し、摺動案内部７Ｆは突出接触部７Ｇの摺動を案内する。

また、端部７Ａの突出接触部７Ｅの側面７Ｅ１は、端部７Ｂの突出接触部７Ｇの側面７Ｇ１、および／または摺動案内部７Ｈの上の側面７Ｈ１に接触する。端部７Ｂの突出接触部７Ｇの側面７Ｇ１は、端部７Ａの突出接触部７Ｅの側面７Ｅ１、および／または摺動案内部７Ｆの上の側面７Ｆ１に接触する。

シールリング７は２つの端部７Ａを有する長尺の湾曲した棒から構成されているので、シールリング７を軸２の外周面に形成された周溝２Ａに嵌め込むように、シールリング７を軸２の周囲に配置するのが容易である。

また、端部７Ａ，７Ｂが互いに摺動しても、突出接触部７Ｅの側面７Ｅ１が突出接触部７Ｇの側面７Ｇ１、および／または摺動案内部７Ｈの上の側面７Ｈ１に接触し、突出接触部７Ｇの側面７Ｇ１が突出接触部７Ｅの側面７Ｅ１、および／または摺動案内部７Ｆの上の側面７Ｆ１に接触している限り、シールリング７の外側部分は周方向に連続した無端のリング形状を維持する。したがって、シールリング７が周方向（ひいては径方向）へ拡張したとしても、シールリング７の封止性能は損なわれない。

シールリングが周方向（ひいては径方向）へ拡張しても、シールリングの周方向に連続した無端のリング形状が維持されるのであれば、さらに他の構造の端部を有するシールリングを使用してもよい。

図２、図３および図５から理解されるように、シールリング６，７の周方向を横断する断面の形状は矩形である。但し、シールリング６，７の断面は、Ｔ字形であってもよいし、台形であってもよいし、逆Ｔ字形であってもよい。

図６は、密封構造１の密封装置１０のシールリップ１８の展開図である。図６に示すように、シールリップ１８の大気空間Ｂ側の傾斜面１８Ｂには、複数の螺旋状の溝１９Ａ，１９Ｂが形成れている。溝１９Ａ，１９Ｂは、傾斜面１８Ｂに対して相対的に凹んでいる。すなわち、溝１９Ａ，１９Ｂは、傾斜面１８Ｂに刻み込まれてもよいし、傾斜面１８Ｂにリブを形成し、リブに対して相対的に凹んだ部分を溝１９Ａ，１９Ｂとして使用してもよい。

溝１９Ａ，１９Ｂは、軸２とハウジング４の相対回転に従って、大気空間Ｂ側から流体空間Ａ側に流体を戻す役割を果たす。すなわち、軸２とハウジング４の相対回転に伴って、溝１９Ａ，１９Ｂは、大気空間Ｂ側から流体空間Ａ側に流体を移動させるポンピング作用を実行する。溝１９Ａは、通常回転方向に適合しており、軸２とハウジング４の相対的な通常回転時に、大気空間Ｂ側から流体空間Ａ側に流体を戻す。他方、溝１９Ｂは、通常回転方向とは反対の逆回転方向に適合しており、軸２とハウジング４の相対的な逆回転時に、大気空間Ｂ側から流体空間Ａ側に流体を戻す。

したがって、被密封流体が、流体空間Ａからシールリング６を通過し、さらに密封装置１０を通過しても、螺旋状の溝１９Ａ，１９Ｂによって、大気空間Ｂ側から流体空間Ａ側に被密封流体が戻されるので、密封構造１の封止性能が高められる。

この実施形態では、両方の回転方向にそれぞれ適合する溝１９Ａ，１９Ｂが密封装置１０に形成されているが、１つの回転方向に適合する溝のみが密封装置１０に形成されていてもよい。また、溝１９Ａ，１９Ｂを省略してもよい。

この実施形態においては、ハウジング４の流体空間Ａ側に配置された樹脂製のシールリング６が軸２とハウジング４との間の隙間を閉塞して、流体空間Ａからの被密封流体の漏れを抑制する。流体空間Ａと密封装置１０との間に被密封流体の圧力を受けるシールリング６が介在するため、シールリング６よりも大気側に配置された密封装置１０は、被密封流体の高い圧力にそのままさらされない。すなわち、シールリング６により緩和された圧力の下で、密封装置１０は、軸２の外周面とハウジング４との間の隙間を閉塞する。したがって、ハウジング４に対する軸２の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体に高い圧力が与えられても、密封構造１は、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。この効果は、後述する他の実施形態でも達成される。

また、この実施形態においては、流体空間Ａと密封装置１０との間に被密封流体の漏れを抑制するシールリング６が介在するため、流体空間Ａ内の被密封流体が高い温度を有していたとしても、シールリング６よりも大気側に配置された密封装置１０は、被密封流体の高い温度にそのままさらされない。すなわち、シールリング６により緩和された温度の下で、密封装置１０は、軸２の外周面とハウジング４との間の隙間を閉塞する。したがって、ハウジング４に対する軸２の回転速度が非常に高い使用環境で、被密封流体が高い温度を有していても、密封構造１は、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。この効果は、後述する第２〜第４実施形態でも達成される。

この実施形態に係る密封構造１は、後述する第２〜第４実施形態に係る密封装置よりも、単純な構造を有し安価に製造できる密封装置１０を備える。しかし、シールリング６よりも大気側に配置された密封装置１０は、被密封流体の高い圧力にそのままさらされないので、単純な構造を有し安価に製造できる密封装置１０であっても、シールリング６がない場合に比べて、高い耐久性を有し、長期間にわたって使用することができる。

また、この実施形態においては、ドレン孔８は、シールリング６と密封装置１０の間の位置に形成されており、流体空間Ａからシールリング６を通過した被密封流体を軸孔４Ａの大径部４Ｃから排出し、密封装置１０に過度な負担を与えない。これによっても、密封装置１０、ひいては密封構造１の耐久性が高められる。この効果は、後述する他の実施形態でも達成される。

第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係る密封構造１を示す。図７以降の図面において、すでに説明した構成要素を示すため、同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳細には説明しない。

この実施形態において、密封装置１０は、第１実施形態と同様の構造に加えて、ダストリップ２２を有する。ダストリップ２２は、密封装置１０の内側環状体１６から大気空間Ｂ側かつ径方向内側に斜めに延びている。ダストリップ２２は、主に大気空間Ｂ側から流体空間Ａ側への異物（例えば、泥、塵埃、被密封流体とは異なる液体）の侵入を防止または低減する役割を担う。

他の特徴は、第１実施形態と同じである。また、第１実施形態に関して上記したシールリング６の変形および螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。

第３実施形態
図８は、本発明の第３実施形態に係る密封構造１を示す。この実施形態において、密封構造１は、密封装置１０とは異なる密封装置３０を備える。

密封装置３０は、弾性環１２と、２つの補強環３２，３４を有する。補強環３２，３４は、剛体、例えば金属で形成されている。補強環３２，３４の材料は、同一でもよいし異なっていてもよい。補強環３２，３４は、弾性環１２に密着し弾性環１２を補強する。

補強環３２は、Ｌ字形の断面形状を有しており、補強環３２の一部は弾性環１２に埋設されている。補強環３４は、ほぼＬ字形の断面形状を有しており、補強環３４の径方向内側の端部３６は湾曲させられている。補強環３４の全体は弾性環１２に埋設されている。

密封装置３０は、外側環状体１５、内側環状体１６、およびフランジ１７を有する。外側環状体１５は、軸孔４Ａの大径部４Ｃに隙間なく取り付けられた取付け部である。取付けの方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。外側環状体１５は、弾性環１２の部分と補強環３４の部分を有する。外側環状体１５の補強環３４の部分は、弾性環１２の部分に径方向外側に向かう力を与え、外側環状体１５の弾性環１２の部分を軸孔４Ａの大径部４Ｃに強固に押圧する。

内側環状体１６は、外側環状体１５の径方向内側に、外側環状体１５と同軸に配置されており、フランジ１７は外側環状体１５と内側環状体１６とを連結する。フランジ１７は、弾性環１２の部分と補強環３４の部分を有する。

内側環状体１６は、弾性環１２の部分と、補強環３２の部分と、補強環３４の端部３６の部分とを有する。内側環状体１６の弾性環１２の部分は、シールリップ（摺動封止部）１８およびダストリップ２２を有する。

他の特徴は、第１実施形態と同じである。また、第１実施形態に関して上記したシールリング６の変形および螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。

第４実施形態
図９は、本発明の第４実施形態に係る密封構造１を示す。この実施形態において、密封構造１は、密封装置１０，３０とは異なる密封装置４０を備える。

密封装置４０は、弾性環１２と、補強環１４と、耐熱樹脂製の摺動封止部材（摺動封止部）４２を有する。

摺動封止部材４２は、Ｌ字形の断面形状を有しており、摺動封止部材４２の一部は弾性環１２に埋設されている。

密封装置４０は、外側環状体１５、内側環状体１６、およびフランジ１７を有する。外側環状体１５は、軸孔４Ａの大径部４Ｃに隙間なく取り付けられた取付け部である。取付けの方式は、限定されないが、例えば締まり嵌めであってよい。外側環状体１５は、弾性環１２の部分と補強環１４の部分を有する。外側環状体１５の補強環１４の部分は、弾性環１２の部分に径方向外側に向かう力を与え、外側環状体１５の弾性環１２の部分を軸孔４Ａの大径部４Ｃに強固に押圧する。

内側環状体１６は、外側環状体１５の径方向内側に、外側環状体１５と同軸に配置されており、フランジ１７は外側環状体１５と内側環状体１６とを連結する。フランジ１７は、弾性環１２の部分と補強環１４の部分を有する。

内側環状体１６は、弾性環１２の部分と、摺動封止部材４２の部分と、補強環１４の径方向内側の端部の部分とを有する。内側環状体１６の弾性環１２の部分は、ダストリップ２２を有する。摺動封止部材４２の一部は、内側環状体１６の弾性環１２の部分に埋設されている。

摺動封止部材４２は、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥなどの、耐熱性が高く、摩擦係数が小さい硬質の樹脂材料から形成されている。摺動封止部材４２の内周面には、軸２の外周面が摺動可能に接触する。弾性環１２は、弾性環１２に固定された摺動封止部である摺動封止部材４２を軸２に向けて径方向内側に押圧する。

好ましくは、摺動封止部材４２の内周面には、第１実施形態の溝１９Ａ，１９Ｂ（図６参照）と同様の螺旋状の溝が形成されている。両方の回転方向にそれぞれ適合する溝が摺動封止部材４２に形成されていてもよいし、１つの回転方向に適合する溝のみが摺動封止部材４２に形成されていてもよい。

この実施形態では、密封装置４０は、シールリップ１８の代わりに、耐熱性が高く、摩擦係数が小さい硬質の樹脂材料製の摺動封止部材４２を有する。したがって、さらに密封装置４０、ひいては密封構造１の耐久性が高められる可能性がある。

他の特徴は、第１実施形態と同じである。また、第１実施形態に関して上記したシールリング６の変形は、この実施形態にも適用可能である。

第２〜第４実施形態に係る密封装置のほか、各種の密封装置を本発明に係る密封構造に使用することができる。

第５実施形態
図１０は、本発明の第５実施形態に係る密封構造１を示す。この実施形態において、密封構造１は、第１実施形態の構成に加えて、軸２の周溝２Ａに嵌め込まれる弾性体リング９を備える。

弾性体リング９は、シールリング６の材料よりも弾性が高い弾性体、例えばエラストマーから形成された無端リングである。弾性体リング９としては、Ｏリング、非圧縮時の断面の形状が円形であるリングを使用することができる。また、他の様々な断面形状の弾性リングを使用してもよい。例えば、断面形状がＸ字状であるＸリング、断面形状がＤ字状であるＤリング、断面形状が三角形であるリングを使用することができる。

弾性体リング９は、シールリング６の内側に配置されており、軸２の周溝２Ａの底面とシールリング６の内周面の間に挟まれている。シールリング６の外側部分は、周溝２Ａから径方向外側に突出しており、シールリング６の外周面は、軸孔４Ａの小径部４Ｂの内周面に接触する。シールリング６の内側に配置された弾性体リング９は、シールリング６を径方向外側に向けて押圧する。また、シールリング６の内周面と周溝２Ａの底面との間の被密封流体の漏れは、弾性体リング９によって防止または低減される。したがって、この実施形態によれば、シールリング６の外周面と軸孔４Ａの小径部４Ｂの内周面の間の被密封流体の漏れがさらに低減される。

弾性体リング９は、周溝２Ａの内部において硬いシールリング６に拘束されている。したがって、流体空間Ａの高圧が与えられても、弾性体リング９は周溝２Ａの内部から外に移動するおそれは少ない。

他の特徴は、第１実施形態と同じである。また、第１実施形態に関して上記したシールリング６の変形および螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。さらには、第２〜第４実施形態のいずれかに係る密封装置または他の密封装置を有する密封構造に、弾性体リング９を使用してもよい。

第６実施形態
図１１は、本発明の第６実施形態に係る密封構造１を示す。この実施形態においては、第１実施形態の構成とは異なり、ハウジング４の軸孔４Ａの小径部４Ｂの内周面に周溝４Ｄが形成され、周溝４Ｄに樹脂製のシールリング５６が嵌め込まれている。軸２には周溝２Ａが形成されていない。

シールリング５６は、軸２の外周面と軸孔４Ａの小径部４Ｂの内周面との間の隙間を閉塞して、被密封流体をハウジング４の流体空間Ａ内に閉じ込める。シールリング６の内側部分は、周溝４Ｄから径方向内側に突出しており、シールリング６の内周面は、軸２の外周面に接触する。

シールリング５６は、第１実施形態に関して上記したシールリング６，７と同じ材料から形成されてよく、シールリング６と同じタイプであってよい。シールリング７に類似するシールリング５６を使用してもよいが、この場合には、図４および図５とは逆に、内側に突出接触部７Ｅ，７Ｇが配置され、外側に摺動案内部７Ｆ，７Ｈが配置されているのが好ましい。この場合、シールリング５６が周方向へ拡張したとしても、シールリング５６の内側部分は周方向に連続した無端のリング形状を維持し、シールリング６の内周面は、軸２の外周面への接触を維持する。

他の特徴は、第１実施形態と同じである。また、第１実施形態に関して上記した螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。さらには、第２〜第４実施形態のいずれかに係る密封装置または他の密封装置を有する密封構造に、周溝４Ｄおよびシールリング５６を使用してもよい。

第７実施形態
図１２は、本発明の第７実施形態に係る密封構造１を示す。この実施形態において、密封構造１は、第６実施形態の構成に加えて、軸孔４Ａの周溝４Ｄに嵌め込まれる弾性体リング５９を備える。

弾性体リング５９は、シールリング５６の材料よりも弾性が高い弾性体、例えばエラストマーから形成された無端リングである。弾性体リング５９としては、Ｏリング、非圧縮時の断面の形状が円形であるリングを使用することができる。また、他の様々な断面形状の弾性リングを使用してもよい。例えば、断面形状がＸ字状であるＸリング、断面形状がＤ字状であるＤリング、断面形状が三角形であるリングを使用することができる。

弾性体リング５９は、シールリング５６の外側に配置されており、軸孔４Ａの周溝４Ｄの底面と弾性体シールリング５６の外周面の間に挟まれている。シールリング５６の内側部分は、周溝４Ｄから径方向外側に突出しており、シールリング５６の内周面は、軸２の外周面に接触する。シールリング５６の外側に配置された弾性体リング５９は、シールリング５６を径方向内側に向けて押圧する。また、シールリング５６の外周面と周溝４Ｄの底面との間の被密封流体の漏れは、弾性体リング５９によって防止または低減される。したがって、この実施形態によれば、シールリング５６の内周面と軸２の外周面の間の被密封流体の漏れがさらに低減される。

弾性体リング５９は、周溝４Ｄの内部において硬いシールリング５６に拘束されている。したがって、流体空間Ａの高圧が与えられても、弾性体リング５９は周溝４Ｄの内部から外に移動するおそれは少ない。

他の特徴は、第６実施形態と同じである。また、第６実施形態に関して上記したシールリング５６の変形および第１実施形態に関して螺旋状の溝の変形は、この実施形態にも適用可能である。さらには、第２〜第４実施形態のいずれかに係る密封装置または他の密封装置を有する密封構造に、周溝４Ｄ、シールリング５６、および弾性体リング５９を使用してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

Ａ 流体空間
Ｂ 大気空間
１ 密封構造
２ 軸
２Ａ 周溝
４ ハウジング
４Ａ 軸孔
４Ｄ 周溝
６，７，５６ シールリング
６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ 端部
６Ｃ，６Ｄ 接触部
７Ｅ，７Ｇ 突出接触部
８ ドレン孔
１０ 密封装置
１２ 弾性環（弾性部）
１４ 補強環
１５ 外側環状体（取付け部）
１６ 内側環状体
１７ フランジ
１８ シールリップ（摺動封止部）
１９Ａ，１９Ｂ 螺旋状の溝
３０ 密封装置
３２，３４ 補強環
４０ 密封装置
４２ 摺動封止部材（摺動封止部）

Claims (3)

1. 流体が内部に配置された流体空間と、前記流体空間に通ずる軸孔とを有するハウジングと、
   前記ハウジングの前記流体空間および前記軸孔に配置されており、前記ハウジングに対して相対的に回転する円柱部分を有する軸と、
   前記軸または前記ハウジングに形成された周溝に嵌め込まれており、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞して、前記ハウジングの前記流体空間からの前記流体の漏れを抑制する樹脂製のシールリングと、
   前記軸孔に隙間なく取り付けられた取付け部と、前記取付け部の径方向内側に配置されて前記軸が摺動可能に接触する摺動封止部と、前記摺動封止部を前記軸に向けて径方向内側に押圧するエラストマー製の弾性部とを有しており、前記シールリングよりも大気側に配置され、前記軸と前記ハウジングとの間の隙間を閉塞する、環状の密封装置と、
   前記ハウジングに形成され、前記シールリングと前記密封装置との間の位置において前記軸孔に通じており、前記流体空間から前記シールリングを通過した前記流体を排出するドレン孔とを
   備え、
   前記ハウジングの軸孔は、前記流体空間側にある断面円形の小径部と、小径部に同軸であって前記大気側にある断面円形の大径部を有し、前記小径部に対応する位置に形成された前記軸の周溝または前記小径部を囲む前記ハウジングの周溝に前記シールリングが嵌め込まれている
   ことを特徴とする密封構造。
2. 前記シールリングは、２つの端部を有する長尺の湾曲した単一の棒から形成され、
   前記２つの端部は、前記シールリングの周方向に互いに摺動可能に接触させられて、前記シールリングの周方向への拡張を許容する接触部をそれぞれ有し、前記接触部が互いに摺動しても、前記接触部が互いに接触している限り、前記シールリングは周方向に連続する
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
3. 前記密封装置の前記摺動封止部には、前記軸と前記ハウジングの相対回転に従って、大気側から前記流体空間側に前記流体を戻す螺旋状の溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の密封構造。

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