(54)【考案の名称】シール装置

(73)【実用新案権者】イーグル工業株式会社

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図3

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、軸孔を有するハウジングと、このハウジングの軸孔に嵌装された回転軸との間をシールして、密封空間内に収容されている被密封流体の、大気側への漏洩を防止するシール装置に関する。

【従来の技術】

【0002】
従来のシール装置としては、例えば、自動車の空調装置等における圧縮機の回転軸周りをシールするために用いられ、回転軸の外周面に摺接されるシールリング部材によって、密封空間の密封状態を維持するシール装置が知られている。このようなシール装置を構成するシールリング部材は、密封性に優れたゴム等のエラストマ材料からなり、シールリング部材のシールリップ部と回転軸の外周面とが常に接触するように構成され、密封対象となる圧縮機の機内空間内に充填された被密封流体である冷媒ガスや潤滑油を密封して、機内空間を密封空間とし、被密封流体が機内空間から機外へ漏洩することを防止している。
【0003】
従来のシール装置100は、図1に示すように、回転軸160の外周面と摺接可能な第1シールリップ部111を有するエラストマ製の第1シールリング部材110と、この第1シールリング部材110の少なくとも一部を収容する、金属製の筒状ケース120と、第1シールリング部材110の機外(大気)Y側に位置する樹脂製の第2シールリング部材130と、この第2シールリング部材130の大気Y側に位置するバックアップリング部材140とを具えている。また、筒状ケース120は、回転軸160の外周側に同心で円筒状に形成された円筒部121と、この円筒部121の、機内空間(密封空間)X側に位置する一端から、径方向内側に向かって延在する内向き端部122と、円筒部121の、密封空間X側とは反対側に位置する他端から径方向内側に向かって延在するカシメ部123とを有している。
【0004】
そして、シール装置100は、例えば加硫接着により、第1シールリング部材110内に埋設されて一体化された筒状ケース120内に、第2シールリング部材130およびバックアップリング部材140を収容した後に、筒状ケース120の大気Y側の端部を、径方向内側に向かってかしめることで、各部材110,130,140を内向き端部122とカシメ部123との間で挟持固定することによって製造されるのが一般的である。
【0005】
このようにして製造される従来のシール装置100は、通常、筒状ケース120が、図2(a)および図2(b)に示すように、かしめ加工前の、円筒部121に相当する板材部分121′の厚さT1と、カシメ部123に相当する板材部分123′の厚さT2とが同じであるとともに、かしめ加工後においても、円筒部121およびカシメ部123の厚さは、これらの間に存在する屈曲位置123aの厚さT3を含めてほぼ同じになる。
【0006】
すなわち、従来の筒状ケース120を構成する板材の厚さは、かしめ加工の前後とも同じであり、かしめ加工を施す際の屈曲の起点となる部分を設けていないため、かしめ加工の際に、屈曲位置123aが、設計上、正しい屈曲位置からずれることがあり、正しい屈曲位置でかしめ加工するという点において問題があった。仮に、誤った屈曲位置123aでかしめ加工が行われた場合、カシメ部123と内向き端部122との間で挟持される、シール装置100の構成部材110,130,140間に隙間が生じることになり、筒状ケース120はその挟持機能を充足することができない。
【考案が解決しようとする課題】
【0007】
本考案の目的は、筒状ケースの構造の適正化を図ることにより、筒状ケースが、シール装置の構成部材を挟持する挟持機能を確実に発揮することができる、シール装置を提供することである。

【効果】

【0012】
本考案によれば、筒状ケースのカシメ部の厚さが、円筒部の厚さの0.5〜0.7倍の範囲であり、カシメ部の起点位置を、カシメ部と円筒部との厚さが変化する境界位置とすることにより、筒状ケースのかしめ加工を、所期した目標位置で正確かつ容易に実施することができ、その結果、筒状ケース内に収容されている、シール装置の構成部材を密接させて確実に挟持固定することができるシール装置の提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】図1は、従来のシール装置の半断面図であって、ハウジングの軸孔と、この軸孔に嵌装されたときの回転軸の配設位置を仮想線で示す。
【図2】図2(a)、(b)は、従来のシール装置を構成する筒状ケースのカシメ部をかしめ加工によって形成する方法を説明するための図であって、図2(a)が、かしめ加工前の筒状ケースの部分断面図であり、図2(b)が、かしめ加工後の筒状ケースの部分断面図である。
【図3】図3は、本考案のシール装置の半断面図であって、ハウジングの軸孔と、この軸孔に嵌装されたときの回転軸の配設位置を仮想線で示す。
【図4】図4(a)、(b)は、本考案のシール装置を構成する筒状ケースのカシメ部をかしめ加工によって形成する方法を説明するための図であって、図4(a)が、かしめ加工前の筒状ケースの部分断面図であり、図4(b)が、かしめ加工後の筒状ケースの部分断面図である。
【図5】図5は、本考案のシール装置の製造方法の手順を説明するための図である。

【0014】
次に、本考案の実施形態について図面を参照しながら以下で説明する。
【0015】
図3は、本考案に従うシール装置1の縦断面を半部だけ示したものであり、図4(a)は、図3に示した筒状ケース20の、かしめ加工前の機外(大気)Y側の端部を拡大して示したものであり、図4(b)は、かしめ加工後の大気Y側の端部を拡大して示したものであり、図5は、シール装置の製造方法の手順を説明するために示したものである。
【0016】
図3に示すシール装置1は、軸孔51を有するハウジング50と、このハウジング50の軸孔51に嵌装された回転軸60との間をシールして、密封空間X内の流体を密封するためのものであって、主に、第1シールリング部材10と、筒状ケース20とを具えている。
【0017】
第1シールリング部材10は、エラストマ製であり、第1シールリップ部11と、図3に示す実施形態では、筒状ケース20が埋設されて補強されている補強端部12とで構成されている。
【0018】
第1シールリップ部11は、回転軸60の外周面と摺接可能なリップ先端部11aと、回転軸60の外周側に同心で円筒状に形成された第1円筒部11bとで構成されている。回転軸60の外周面に接触する第1シールリップ部11のリップ先端部11aは、回転軸60に向かって機内空間(密封空間)X側に傾斜して延在し、回転軸線61を中心に回転する回転軸60の外周面に対し、低接触抵抗になるように小接触面積で緊密接触するように弾性変形する。回転軸60の外周面に対するリップ先端部11aの面圧を高めることによって、シール機能を発揮し、シール装置1の内周部と回転軸60との間で、密封空間Xから大気Y側への被密封流体の漏洩を防ぐことができる。
【0019】
補強端部12は、第1シールリップ部11の、大気Y側の一端から径方向外側に延在する外向き延在部12aと、この外向き延在部12aから、大気Y側に向かって延在する、回転軸60の外周側に同心で円筒状に形成された第2円筒部12bとで構成されている。第2円筒部12bの外周面は、複数の環状凸部13として形成されている。環状凸部13は、シール装置1をハウジング50の軸孔51に嵌装すると、軸孔51の内周面52に接触して、第2円筒部12bの外周面と略同一径にまで弾性変形して密着固定される。
【0020】
筒状ケース20は、金属製であり、第1シールリング部材10の少なくとも一部を収容している。図3に示すように、筒状ケース20は、回転軸60の外周側に同心で円筒状に形成された第3円筒部21と、この第3円筒部21の密封空間X側の端部分で、径方向内側に曲げ加工された内向き端部22と、第3円筒部21の大気Y側の端部分で、かしめ加工により径方向内側に曲げられたカシメ部23とを有する。筒状ケース20は、第3円筒部21および内向き端部22がそれぞれ、第1シールリング部材10の第1円筒部12bおよび外向き延在部12a内に埋設され、第1シールリング部材10の、特に補強端部12を補強する。
【0021】
また、図3に示すシール装置1は、シール装置1の内周部と、回転軸60の外周面との間におけるシール性をより一層高める観点から、第1シールリング部材10の背面側(図3では大気Y側)に位置し、回転軸60の外周面と摺接可能な第2シールリップ部31を有する樹脂製の第2シールリング部材30を具えた実施形態の例を示している。第2シールリップ部31は、回転軸60に向かって密封空間X側に傾斜して延在する。第2シールリップ部31は、ハウジング50の軸孔51内に回転軸60が嵌装された状態では、第1シールリング部材10の第1シールリップ部11と同様に、弾性変形して、回転軸60の外周面に摺接可能に密接した状態になる。
【0022】
図示の第2シールリング部材30は、第2シールリップ部31から径方向外側に延在し、シール装置1の筒状ケース20内で固定される固定端部32をさらに有する。第2シールリング部材30の材質としては、特に規定しないが、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の低摩擦性の合成樹脂材料を用いることが好ましい。
【0023】
図3に示すシール装置1は、バックアップリング部材40をさらに有している。バックアップリング部材40は、金属製であり、第2シールリング部材30の背面側に位置し、第2シールリング部材30を背面から支持してその変形を制限する。バックアップリング部材40は、第2シールリング部材30の固定端部32の背面に密接して延び、固定端部32を、第1シールリング部材10の補強端部12の外向き延在部12aとともに挟持して固定する環状固定部41と、この環状固定部41の径方向外側の一端から、大気Y側に向かって延在し、回転軸60と同心で円筒状に形成された第4円筒部42とを有する。
【0024】
第2シールリング部材30およびバックアップリング部材40は、筒状ケース20内に収容された部分が、第1シールリング部材10の収容された部分とともに、カシメ部23および内向き端部22の間でかしめ固定されている。
【0025】
そして、本考案の構成上の主な特徴は、筒状ケース20の構造の適正化を図ることにあり、より具体的には、筒状部材20は、カシメ部23の厚さT2が、第3円筒部21の厚さT1の0.5〜0.7倍の範囲であり、カシメ部23の起点位置23aが、カシメ部23と第3円筒部21との厚さが変化する境界位置であることにあり、この構成を採用することによって、筒状ケース20のかしめ加工を、所期した目標位置で正確かつ容易に実施することができ、その結果、筒状ケース20内に収容されている、シール装置1の構成部材10、30および40を密接させて確実に挟持固定することができるシール装置1を提供することができる。
【0026】
カシメ部23の起点位置23aは、種々の加工方法により形成することができるが、例えば筒状ケース20のカシメ部23となる板材部分23′に、板厚を減じるようなしごき加工を施すことによって形成することができ、カシメ部23と第3円筒部21との厚さが変化する境界位置である。なおここでいう「境界位置」とは、第3円筒部21とカシメ部23との厚さが変化する始点位置を意味し、例えば、図4(b)に示す実施形態のように、第3円筒部21とカシメ部23との間に遷移部24が存在する場合には、遷移部24の厚さが最も薄くなっている位置を意味する。また、図4(a)に示す実施形態では、筒状ケース20のカシメ部23となる板材部分23′の内周面のみに、板厚を減じるようなしごき加工を施した場合を示しているが、筒状ケース20のカシメ部23となる板材部分23′の外周面のみ、または内周面および外周面の双方ともに、板厚を減じるようなしごき加工を施してもよい。
【0027】
カシメ部23は露出していてもよいが、図3〜図5に示すように、第1シールリング部材10と同一のシール部材によって被覆されていてもよい。
【0028】
カシメ部23が、第1シールリング部材10によって被覆されている場合であっても、かしめ加工の際にカシメ部23を屈曲形成するときの起点位置23a′を、筒状ケース20′に予め形成しておくことで、起点位置23aを起点にして容易にかしめることができる(図4(b))。これにより、かしめ加工時に、設計上、目標位置からずれた予期しない位置で板材部分23′が屈曲するのを回避することができ、かしめ加工を行なう作業者の技量に依存することなく、常に所期した目標位置での屈曲を容易に行うことができる結果、筒状ケース20内に収容されている、シール装置1の構成部材10、30および40を密接させて確実に挟持固定することができる。
【0029】
また、図1に示す従来のシール装置では、図2(a)および図2(b)に示すように、筒状ケース120′の屈曲位置123a′における板材部分の厚さが厚く、カシメ部123の屈曲形成の起点位置も存在しないため、かしめ加工直後にいわゆるスプリングバックが生じて、曲げ位置が安定しない。その結果、十分なかしめ固定ができず、確実にかしめ固定を達成するためにより大きな力でかしめ加工を行なうと、特にカシメ部123の外面をゴム被覆した場合には、被覆したゴムも剥がれやすい状況にあった。これに対して、本考案のシール装置1のカシメ部23における厚さT2は、第3円筒部21における厚さT1よりも薄く設定されているため、かしめ加工直後にスプリングバックが生じにくく、曲げ位置が安定する結果、筒状ケース20′の板材部分23′に、正確かつ容易にかしめ加工を行なうことができ、加えて、カシメ部23の外面をゴム被覆した場合であっても、被覆したゴムの剥がれも防止することができる。
【0030】
次に、図5に基づいて、シール装置1の製造方法の一例について説明する。
【0031】
まず、筒状ケース20′を、その第3円筒部21′および内向き端部22′が埋設するように、第1シールリング部材10′と加硫接着により一体化した後、この筒状ケース20′内に、矢印S1の方向に第2シールリング部材30′およびバックアップリング部材40′を挿入する。
【0032】
このとき、第2シールリング部材30′が第1シールリング部材10′の補強端部12′の外向き延在部12a′に密着するまで押し込まれ、次いで、バックアップリング部材40′が環状固定部41′が、固定端部32′に密着するまで押し込まれる。そして、第1シールリング部材10′、第2シールリング部材30′およびバックアップリング部材40′が互いに密着した状態で、筒状ケース20のカシメ部23に相当する板材部分23′に、起点位置23a′を屈曲点として、矢印S2で示す径方向内側に向けてかしめ加工を施すことによって、筒状ケース20内に収容された、第1シールリング部材10、第2シールリング部材30およびバックアップリング部材40の部分が、筒状ケース20内でかしめ固定される。
【0033】
これにより、筒状ケース20の内側を向いているカシメ部23の面が、バックアップリング部材40の第4円筒部42の端面に密接する。第2シールリング部材30およびバックアップリング部材40は互いに、カシメ部23と、第1シールリング部材10の外向き延在部12aを介した筒状ケース20の内向き端部22との間で、密接に挟持固定された状態で筒状ケース20内に収容される。
【0034】
上述したところは、この考案の一実施形態の一例を示したにすぎず、実用新案登録請求の範囲の範囲において種々の変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本考案によれば、筒状ケースのかしめ加工を、所期した目標位置で正確かつ容易に実施することができ、その結果、筒状ケース内に収容されている、シール装置の構成部材を密接させて確実に挟持固定することができるシール装置の提供が可能になった。
【0036】
1 シール装置
10,10′ 第1シールリング部材
11,11′ 第1シールリップ部
11a リップ先端部
11b 第1円筒部
12 補強端部
12a 外向き延在部
12b 第2円筒部
13,13′ 環状凸部
20,20′ 筒状ケース
21,21′ 第3円筒部
22,22′ 内向き端部
23 カシメ部
23′ 筒状ケースのカシメ部に相当する板材部分
23a,23a′ 起点位置
23b,23b′ 自由端
24,24′ 遷移部
30,30′ 第2シールリング部材
31,31′ 第2シールリップ部
32,32′ 固定端部
40,40′ バックアップリング部材
41,41′ 環状固定部
42,42′ 第4円筒部
50 ハウジング
51 軸孔
52 軸孔の内周面
60 回転軸
61 回転軸線
T1 筒状ケースの円筒部の厚さ
T2 筒状ケースのカシメ部の厚さ
X 機内空間(または密封空間)
Y 機外(または大気)

(57)【要約】

【課題】筒状ケースが、シール装置の構成部材を密接して所定の位置に確実に挟持するシール装置を提供する。【解決手段】シール装置1は、回転軸60の外周面と摺接可能な第1シールリップ部11を有するエラストマ製の第1シールリング部材10と、回転軸の外周側に同心で円筒状に形成された円筒部21、円筒部の、密封空間X側に位置する一端から、径方向内側に向かって延在する内向き端部22、および円筒部21の、密封空間側とは反対側に位置する他端から径方向内側に向かって延在するカシメ部23を有し、第1シールリング部材10の少なくとも一部を収容する、金属製の筒状ケース20とを具え、筒状ケース20は、カシメ部の厚さが、円筒部の厚さの0.5〜0.7倍であり、カシメ部の起点位置23aが、カシメ部と円筒部との厚さが変化する境界位置であるように構成されている。


【パテントレビュー】

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【インターネット特許番号リンク】

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