JPH0124944B2 - - Google Patents

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JPH0124944B2
JPH0124944B2 JP56033251A JP3325181A JPH0124944B2 JP H0124944 B2 JPH0124944 B2 JP H0124944B2 JP 56033251 A JP56033251 A JP 56033251A JP 3325181 A JP3325181 A JP 3325181A JP H0124944 B2 JPH0124944 B2 JP H0124944B2
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JP
Japan
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sealing
shaft
thrust washer
ear
spring
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Application number
JP56033251A
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English (en)
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JPS56134669A (en
Inventor
Shiii Raamu Haaman
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Garrett Corp
Original Assignee
Garrett Corp
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Publication date
Application filed by Garrett Corp filed Critical Garrett Corp
Publication of JPS56134669A publication Critical patent/JPS56134669A/ja
Publication of JPH0124944B2 publication Critical patent/JPH0124944B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18Lubricating arrangements
    • F01D25/183Sealing means
    • F01D25/186Sealing means for sliding contact bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/122Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/38Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member sealed by a packing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/74Sealings of sliding-contact bearings

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  • Mechanical Sealing (AREA)
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は面密封機構、特にターボチヤージヤの
壁を貫通するシヤフト通路を密封すべくターボチ
ヤージヤのスラスト軸受機構と協働するよう構成
された面密封機構に関する。
ターボチヤージヤでは、タービンの羽根車とコ
ンプレツサの羽根車は共に共通のシヤフトに支承
されている。タービンの羽根車はタービンのハウ
ジング内に内蔵され、タービンのハウジングはエ
ンジンからの排気ガスと連通されているので、エ
ンジンの駆動中はシヤフトは回転駆動される。中
央ハウジング内の好適なジヤーナル軸受およびス
ラスト軸受により支承され、中央ハウジングはシ
ヤフトはタービンのハウジングとコンプレツサの
羽根車を内蔵するハウジングとの間に連結配置さ
れている。周知な方法で、排気ガスによりタービ
ンの羽根車が駆動されコンプレツサの羽根車が駆
動されて、エヤが圧縮され圧縮エヤはエンジンの
吸気部へ送られる。
ターボチヤージヤの回転シヤフトは通常約
100000r.p.m.又はそれ以上の比較的高い回転速度
で回転可能である。このようにシヤフトの回転速
度が高いと、精度の高い部品および高効率の軸受
潤滑機構を使用せればならなくなる。この場合、
潤滑油は通常加圧してターボチヤージヤの中央ハ
ウジングへ送られシヤフトの軸受を潤滑して軸受
の過度の摩耗および過熱を防止している。
潤滑油が中央ハウジングから特にコンプレツサ
のハウジングへ漏れることなくターボチヤージヤ
のシヤフト用軸受を効果的に潤滑することは、長
い間ターボチヤージヤ設計上の大きな問題点とな
つていた。特にターボチヤージヤの通常の動作
中、コンプレツサの羽根車の背側部と中央ハウジ
ングをコンプレツサハウジングと分離する後板と
の間の流体局部圧は中央ハウジング内の流体圧よ
り小さくなることが多い。従つて大きな圧力差が
生じ油が中央ハウジングのシヤフトの周囲からコ
ンプレツサのハウジングへと漏れがちとなる。こ
の漏れの問題はシヤフトが高速で回転し密封リン
グ等のような密封部品が比較的早く摩耗される場
合一層重大となる。
ターボチヤージヤの中央ハウジングとコンプレ
ツサハウジングとを分離する後板を貫通するシヤ
フトの通路を密封すべく各種密封機構が提案され
ている。例えばシヤフトの通路による油漏れを防
止する密封リング機構が米国特許第3397947号、
第3077296号、第2953416号、第2785022号、第
2362667号および第2054219号に開示されるが、密
封リングの摩耗が比較的早く従つて早く漏れ始め
るので満足できるものではない。漏れ通路部分か
ら潤滑油を除去するため油切り等を具備するもの
も例えば米国特許第3494679号および第4157834号
に提案されているが、これらも市販のターボチヤ
ージヤの油漏れを満足に解決できるものではな
い。他にコンプレツサハウジングと中央ハウジン
グとの間のシヤフト通路にカートリツジ形圧力応
答密封装置を取り付ける機構も、例えば米国特許
第2393944号に開示されているが、カートリツジ
形密封装置の外径周辺に更に不望の漏れ通路を形
成するようになり好ましくない。
本発明の面密封機構によれば、従来の機構の問
題や欠点が解決される。本発明の面密封機構はタ
ーボチヤージヤのコンプレツサハウジングと中央
ハウジングとを分離する壁に迅速かつ容易に直接
取付可能で、かつ前記壁間の圧力差に応答して密
封力を変え密封摩耗を最小限に押える手段を包有
している。
本発明によれば、ターボチヤージヤにはコンプ
レツサハウジングと中央ハウジングとの間を分離
する共通壁としての後壁を貫通して延びるターボ
チヤージヤのシヤフトが包有されている。コンプ
レツサハウジング内の回転可能にコンプレツサの
羽根車がシヤフトに支承される。シヤフトは中央
ハウジング内で潤滑軸受手段により回転可能に好
適に案内される。軸受手段にはスラスト軸受機構
が包有され、スラストつばおよび後板にほぼ近接
配置されるスラスト軸受とを有しシヤフトの軸方
向の変位を制限する。
面密封機構は炭素等で作られたほぼ環形の密封
部材を有し、密封部材には軸方向に延びる密封面
部が形成されターボチヤージヤのシヤフトに支承
されたスラストつばと密封状態に協働する。密封
部材はシヤフトから同心状に離間されかつ後板か
ら中央ハウジングへ軸方向に延びている環形フラ
ンジを内側にして同心状に挿入される。弾性密封
リングはフランジと密封部材との間に配設され、
バネ力によりスラストワツシヤが押し付けられ密
封部材の密封面部がスラストつばと密封可能に協
働する。重要なことは、後板には密封部材のスロ
ツトと整合する耳部が設けられ、この耳部により
密封部材がシヤフトと共に回転防止されることで
ある。
密封部材およびスラストワツシヤはシヤフト通
路間の圧力差に応答して軸方向移動可能に構成さ
れ、前記圧力差に応答して密封部材に加えられる
密封力が変化される。更に詳しく説明するに、中
央ハウジング内の圧力がシヤフト通路に隣接する
コンプレツサハウジング内の圧力より大きくなる
と、中央ハウジング内の圧力がスラストワツシヤ
に作用し密封部材に対しスラストワツシヤが押し
付けられ、密封面部とスラストつばとの間の密封
力が増加される。しかし圧力差が逆の場合、コン
プレツサハウジング内の圧力がシヤフト通路を通
り作用し、スラストワツシヤに対し弾性密封リン
グが密封部材から離れる方向に押し付けられ、密
封面部とスラストワツシヤとの間の密封力が大巾
に減少される。
以下本発明を好ましい実施例に沿つて説明す
る。
第1図にターボチヤージヤ10の一部を示す。
ターボチヤージヤ10にはコンプレツサのハウジ
ング14内で旋回可能なシヤフト16に支承され
たコンプレツサの羽根車12が包有される。シヤ
フト16は羽根車12からターボチヤージヤの中
央ハウジング18を貫通して延びタービンのハウ
ジング(図示せず)内のタービンに連結されてい
る。しかして内燃機関からの排気ガスがタービン
(図示せず)へ送られたときタービンが回転駆動
され、これによりターボチヤージヤのシヤフト1
6も回転駆動される。シヤフト16の回転に伴い
コンプレツサのハウジング14内の羽根車12が
回転されるので、コンプレツサの入口部22から
空気が導入されて圧縮され、案内羽根24および
出口うず室26を経て内燃機関の吸気部(図示せ
ず)へ放出されることになる。
第1図に示すように、中央ハウジング18およ
びコンプレツサのハウジング14は共通の壁体と
なるコンプレツサの後板28を介し分離されてい
る。上述の如くシヤフト16は中央ハウジング1
8および更にコンプレツサの後板28の中央の挿
通路32を経てコンプレツサのハウジング14へ
と延びている。コンプレツサの羽根車12はコン
プレツサのハウジング14内に設けられるシヤフ
ト16の一端部例えばナツト34を介して取り付
けられシヤフト16と同時に回転可能に設けられ
ている。羽根車12の後側部36を後板28から
軸方向に僅かに離間させて配置し、羽根車12の
回転中後側部36と後板28とが接触することを
防止することが最適である。
羽根車12が回転している間、空気はコンプレ
ツサのハウジング14内で圧縮されて、羽根車1
2の外周部に過圧が生じるが、羽根車12の後側
部36とコンプレツサの後板28との間の局部圧
が羽根車12の外周部の過圧と大巾に異なること
は周知である。又この局部圧は主にターボチヤー
ジヤがある特定の動作状態にあるとき変化するこ
とも周知である。例えば後板28においてシヤフ
トの通る通路32近傍の圧力は羽根車に比較的高
速時において過圧がかかつている状態からエンジ
ンがアイドリング状態にあるときのように羽根車
に比較的低速時において減圧がかゝつている状態
までの間を変化する。中央ハウジング18内の圧
力はターボチヤージヤのあらゆる動作状態におい
て通常略大気圧となつているので、中央ハウジン
グ18の圧力が高い時には潤滑油のような流体が
中央ハウジング18から中央の挿通路32を経て
コンプレツサのハウジング14へ漏れる危惧があ
る。すなわち、中央の挿通路32を挾む両空間の
圧力差のため、ターボチヤージヤの全動作状態の
少なくとも一部の期間中、中央ハウジング18か
らコンプレツサのハウジング14へと潤滑油が漏
出することになる。従つて潤滑油の、中央の挿通
路32からの漏れを防止するため、密封機構を設
けねばならない。
本発明によれば面密封機構50が具備されてお
り、前記面密封機構50は中央ハウジング18内
のコンプレツサの後板28に配設されており、後
板28とターボチヤージヤのシヤフト16上に支
承されるスラスト軸受機構40との間で機能す
る。更に詳述するに、前記スラスト軸受機構40
はシヤフト16の軸方向の変位を制御するため配
設されている。しかしてスラスト軸受機構40は
各ハウジング内の羽根車12とタービン(図示せ
ず)との軸方向位置を正確に位置決めするよう機
能する。スラスト軸受機構40はシヤフト16に
緊密に装着されかつシヤフト16と共に回転可能
なスラストつば45を有しており、スラストつば
45は拡大シヤフト部38とブシユ形のスペーサ
46とに当接して配置され、スペーサ46は又羽
根車12とスラストつば45との間に配設されて
いる。スラストつば45は蹄鉄形のスラスト軸受
48を受容すべく半径方向に開口し断面がほぼU
字形に形成されている。図示のスラスト軸受機構
40自体は、すべて周知な構成により、特に米国
特許第4157834号に開示されるように、中央ハウ
ジング18の壁52と環形のバネ部材54との間
に保持されている。
面密封機構50には比較的小さなバネ力を持つ
圧縮バネ62が包有されており、圧縮バネ62は
中央ハウジング18の内部に対し軸方向に向つて
開口せしめて後板28内に形成された溝64内に
挿入されている。また前記溝64により環形のフ
ランジ66が区画され、前記フランジ66はスペ
ーサ46と同心に、かつスペーサ46から僅かに
離間され更に中央ハウジング18内のスラストつ
ば45へ向つて軸方向に延びる。又後板28には
溝64内において半径方向内向きに突出し回転止
めとして機能する複数の耳部70と、圧縮バネ6
2を受容し位置決めする比較的小さな環形の凹部
71とが形成される(以下に詳述する)。
前記の環状凹部71に侵入するスラストワツシ
ヤ68の外周部には中央ハウジングの後板28に
設けられた回転止め用の耳部70と整合し得る多
数のスロツト72が形成される。しかしてスラス
トワツシヤ68は耳部70と嵌合可能であり、従
つて第3図のようにスラストワツシヤ68が耳部
70に対しそのスロツト72を整合するように回
転されたとき溝64に嵌入される。この場合、圧
縮バネ62によりスラストワツシヤ68が第2図
の如く軸方向右方に変位されて回転止め用の耳部
70と確実に嵌合されることになる。圧縮バネ6
2の外形が円錐台をなすように形成せしめて圧縮
され切つたとき一平面内に位置するように設ける
ことが好ましい。
溝64内に一部が収容された密封部材74はほ
ぼ環形に設けられ、炭素等を含む好適な密封材料
で作られている。密封部材74の外周部には回転
止め用の耳部70と整合される複数のスロツト7
6が設けられている。また密封部材74はフラン
ジ66と同心に配置され、スロツト76には耳部
70が軸方向に係入し密封部材74の回転を防止
する。更に密封部材74には半径方向に延びる密
封面部78が形成されており、シヤフト16上で
回転するスラストつば45と密封可能に当接し得
る。加えて密封部材74には密封面部78と反対
側において半径方向に延びる背面部79が形成さ
れており、スラストワツシヤ68と当接する。密
封部材74の軸方向の長さは、バネ62によりス
ラストワツシヤ68と密封部材74の背面部79
とが当接し更に密封部材74の密封面部78とス
ラストつば45とが同時に伴い密封可能に当接す
るよう設定される。O形リングのような環形の弾
性密封リング80が後板のフランジ66と密封部
材74との間に配設され、その間に流体が流動す
ることを阻止するように設けられている。更に密
封リング80はスラストワツシヤ68と密封部材
74内部を半径方向に階段になして形成した肩部
82との間に配置される。スラストワツシヤ68
と密封リング80とにより、密封面部78とスラ
ストつば45との間に好適な密封力が得られる。
更に詳述するに、図示のように圧縮バネ62によ
り、通常スラストワツシヤ68が密封部材74の
背面部79に対し押圧され密封面部78がスラス
トつば45に対し当接される。中央ハウジング1
8内の圧力がコンプレツサハウジング14内の圧
力より比較的高い時、この高い圧力を持つ流体が
回転止め用の耳部70と隣接して設けられた流路
84を介し溝64へ流入され、スラストワツシヤ
68が大きな力で密封部材74に対し軸方向に押
圧される。この圧力により、同時に弾性密封リン
グ80が肩部82に対し押圧され、非回転の密封
部材74とフランジ66との間が確実に密封され
る。従つて、中央ハウジング18から密封面部7
8又は弾性密封リング80を経て流体が漏出する
ことが防止される。
一方、コンプレツサハウジング14内のシヤフ
ト用の中央の挿通路32近傍の圧力が中央ハウジ
ング18内の圧力より比較的高い場合、この比較
的高い圧力を持つ流体が弾性密封リング80に作
用して密封リング80がラストワツシヤ68に対
し軸方向に押圧され、軸方向に加えられたバネ力
と力の平衡が保たれる。この時スラストつば45
に対し軸方向に密封面部78を押圧する力が大巾
に低減される。この構成により、シヤフト用の挿
通路32を挾む両部間の相対圧力差が小さくオイ
ル漏れが防止されている時ターボチヤージヤの動
作中密封部材74およびその密封面部78の摩耗
が好適に防止される。
従つて本発明によれば、ターボチヤージヤの後
板内に迅速かつ容易に直接取付可能な圧力補償の
面密封機構が提供され得る。本発明の面密封機構
には炭素材料のような高品質密封材料で作られた
密封部材が包有される。密封部材と非回転の後板
との間は弾性を有する密封リングにより密封され
る。密封部材と回転可能な構成部品との間はター
ボチヤージヤの動作特性に応じて当接力が変化す
る密封面部により密封される。面密封機構はコン
プレツサの後板28内に直接取り付けられ得るの
で、この面密封機構を付設すれば漏れ流路は存在
しなくなり、充分な密封が保証されることにな
る。
本発明は図示の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる設計
変更を包有することは理解されよう。
本発明の実施態様を要約すると次の通りであ
る。
(1) 流体圧力差を受ける領域内を分離する壁に設
けられた開口部を貫通する回転可能なシヤフト
の挿通路を密封する密封機構において、シヤフ
トを内側にして同心に軸方向に延びる環形フラ
ンジを設けることにより半径方向かつ内側に区
画される軸方向に開口された環形の溝を形成し
かつ少なくとも半径方向に突出する回転防止用
の耳部を有した壁上の装置と、前記耳部と整合
する少なくとも一のスロツトを有し前記溝に嵌
合可能なスラストワツシヤと、前記壁と前記ス
ラストワツシヤとの間に圧縮されて配設され前
記壁から軸方向に離間するよう前記スラストワ
ツシヤを押圧するバネと、前記溝内に軸方向に
嵌合可能で前記シヤフトの回転を防止する前記
耳部と整合可能で前記シヤフトと共に回転が防
止される、少なくとも一のスロツトを有した実
質的に環形の密封部材とを備え、前記密封部材
は前記スラストワツシヤに支承される軸方向に
延びた一端部と密封面部を形成する軸方向に延
びた第2の端部とを有し前記シヤフトに対し密
封可能に協働し、前記密封部材および前記フラ
ンジ間に同心に配設され流体の流れを防止する
環形の弾性密封リングを備えた密封機構。
(2) シヤフトと共に回転可能に前記シヤフト上に
スラストつばを有するスラスト軸受機構を包有
し、密封面部は前記スラストつばと密封可能に
設けられてなる上記第1項記載の密封機構。
(3) バネは外形が実質的に円錐状をなしバネ力の
比較的弱いコイルバネでなり押圧されたとき実
質的に単一平面内に位置するように設けられて
なる上記第1項記載の密封機構。
(4) 回転防止用の耳部はバネと協働する壁の一部
から軸方向に離間され、スラストワツシヤが前
記耳部を通過して溝に嵌入可能に設けられ前記
耳部に対し整合すべく回転可能であり前記耳部
により前記スラストワツシヤが前記溝に保持さ
れるように設けられてなる特許請求の範囲第1
項記載の密封機構。
(5) 密封部材上には半径方向内向きに延びる環形
の肩部が形成され、弾性密封リングはバネ装置
と前記肩部との間に配設されてなる上記第1項
記載の密封機構。
(6) 流体圧力差を受ける領域内を分離する壁に設
けられた開口部を貫通する回転可能なシヤフト
の挿通路を密封する密封機構において、シヤフ
トを内側にして同心に軸方向に延びる環形フラ
ンジを設けることにより半径方向かつ内側に区
画される軸方向に開口された環形の溝を形成す
る壁上の装置と、前記溝内に嵌入可能なバネ
と、外周部に少なくとも一のスロツトを有して
おり前記壁との間の前記バネを圧縮すべく前記
溝内に嵌入可能なスラストワツシヤと、前記壁
から前記溝へ半径方向内向きに延び前記バネと
協働する前記壁の一部から軸方向に離間された
少なくとも一の回転防止用の耳部とを備え、前
記スラストワツシヤは前記耳部を通過して前記
溝に嵌入可能に設けられ前記耳部に対し整合す
べく回転可能であり前記耳部により前記スラス
トワツシヤが前記溝に保持され、前記溝内に嵌
合可能で前記シヤフトの回転を防止する前記耳
部と整合可能な少なくとも一のスロツトを有し
実質的に環形の前記シヤフトと共に回転が防止
される密封部材を備え、前記密封部材は前記ス
ラストワツシヤに支承される軸方向に延びた一
端部と密封面部を形成する軸方向に延びた第2
の端部とを有し前記シヤフトに対し密封可能に
協働し、前記密封部材および前記フランジ間に
同心に配設され流体の流れを防止する環形の弾
性密封リングを備えてなる密封機構。
(7) シヤフトと共に回転可能に前記シヤフト上に
スラストつばを有するスラスト軸受機構を包有
し、密封面部は前記スラストつばと密封可能に
設けられてなる上記第6項記載の密封機構。
(8) バネは外形が実質的に円錐状をなしバネ力の
比較的弱いコイルバネでなり、押圧されたとき
実質的に単一平面内に位置するように設けられ
てなる上記第6項記載の密封機構。
(9) 密封部材上には半径方向内向きに延びる環形
の肩部が形成され、弾性密封リングはバネ装置
と前記肩部との間に配設されてなる上記第6項
記載の密封機構。
(10) 流体圧力差を受ける領域間を分離する壁に設
けられた開口部を貫通する回転可能なシヤフト
を有した機構において、シヤフトを内側にして
同心に軸方向に延びたフランジを配設すること
により半径方向かつ内側に区画される軸方向に
開口された環形溝を前記壁上に形成する工程
と、前記シヤフトと密封可能に協働すべく密封
面部を有した実質的に環形の密封部材を前記溝
内に受容する工程と、前記密封部材をバネ力に
より押圧して前記密封面部を前記シヤフトと密
封可能に協働させる工程と、前記壁上に形成さ
れた回転防止用の耳部を介し前記シヤフトと共
に前記密封部材の回転を防止する工程と、前記
密封部材および前記フランジ間に環形の弾性密
封リングを配設することにより前記壁の両側部
の各流体圧力を前記密封部材に与えて、密封力
を前記流体圧力差に応じて変化させる工程とを
包有して成る前記壁の前記開口部を密封する方
法。
(11) 流体圧力差を受ける領域間を分離する壁に設
けられた開口部を貫通する回転可能なシヤフト
を有した機構において、前記シヤフトを内側に
して同心に軸方向に延びたフランジを配設する
ことにより半径方向かつ内側に区画される軸方
向に開口された環形の溝を前記壁上に形成する
工程と、前記シヤフトと密封可能に協働すべく
密封面部を有した実質的に環形の密封部材を前
記溝内に受容する工程と、前記密封部材をバネ
を介し前記壁から離れる方向に押圧し前記壁お
よび前記密封部材の間のバネにより前記シヤフ
トと前記密封面部とを密封可能に協働させる工
程と、前記溝内に半径方向内向きに突出しかつ
前記バネと協働する前記壁の一部から軸方向に
離間される回転防止用の耳部を介し前記シヤフ
トと共に前記密封部材の回転を防止する工程
と、前記耳部と整合するスロツトを有したスラ
ストワツシヤを前記バネおよび前記密封部材の
間の前記耳部に通過させ前記溝に受容する工程
と、前記耳部により前記溝内に前記スラストワ
ツシヤおよび前記バネが保持されるよう前記ス
ラストワツシヤを前記耳部に対し整合するよう
回転する工程と、前記密封部材および前記フラ
ンジ間に環形の弾性密封リングを配設すること
により前記壁の両側部の各流体圧力を前記密封
部材に加え密封力を前記流体圧力差に応じ変化
させる工程とを包有して成る壁の開口部を密封
する方法。
上述のように構成された本発明による密封機構
においては、特に軸方向に延びるフランジを設け
ることにより半径方向内側に区画され、かつ一方
の領域に生じた圧力流体が流入する軸方向に開口
された環形の溝に耳部が具備され、前記環形の溝
の耳部と係合するスロツトを有し、前記環形の溝
に嵌合可能に設けられ、かつ前記環形の溝に流入
する一方の領域の圧力流体によつて被圧されるス
ラストワツシヤが壁部から離間するようなバネ力
を付与せしめて環形の溝内に配設されると共に、
他端が密封面部として設けられた密封部材が環形
の溝内に配設され、密封部材とフランジ間に流体
の流れを防止する密封リングが配設されてなるこ
とを特徴とする。
これにより、スラストワツシヤが環形の溝に流
入する一方の領域の圧力流体と共にバネのバネ力
によつて押圧され得、コンプレツサ内の圧力が中
央ハウジング内の圧力より低い場合は勿論充分な
密封が図られることに加え、中央ハウジング内の
圧力より相当高い場合も、スラストワツシヤに加
わるバネのバネ力に抗する力が加わるときこのバ
ネ力との均衡が図られつつ密封リングがスラスト
ワツシヤに押圧され、高度に密封機能が果たされ
る。即ち2つの領域に圧力差が生じた際一方の領
域の圧力が大となつたときはこの圧力を受けて密
封力を増大させる反面、他方の圧力が大となつた
ときは密封機能を充分に果たしつつ、密封力を最
小限にして密封面の損耗を抑止でき、高信頼の密
封機能と耐用性の向上とを同時に実現し得る等の
顕著な効果を達成する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による面密封機構を含むターボ
チヤージヤのコンプレツサ部分の部分縦断面図、
第2図は第1図の部分拡大図、第3図は第2図の
線3―3に沿つて切断した部分断面図である。 10…ターボチヤージヤ、12…羽根車、14
…コンプレツサハウジング、16…シヤフト、1
8…中央ハウジング、22…入口部、24…案内
羽根、26…出力うず室、28…後板、32…挿
通路、34…ナツト、36…後側部、38…拡大
シヤフト部、40…スラスト軸受機構、45…ス
ラストつば、46…スペーサ、48…スラスト軸
受、50…面密封機構、52…壁、54…バネ部
材、62…圧縮バネ、64…溝、66…フラン
ジ、68…スラストワツシヤ、70…耳部、71
…凹部、72…スロツト、74…密封部材、76
…スロツト、78…密封面部、79…背面部、8
0…密封リング、82…肩部、84…流路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流体圧力差を受ける2つの領域を分離する壁
    に設けられた開口部を貫通する回転可能なシヤフ
    トの挿通路を密封せしめる密封機構において、シ
    ヤフトを内側にして同心に軸方向に延びる環形の
    フランジを設けることにより半径方向内側に区画
    され、かつ一方の領域に生じた圧力流体が流入す
    る軸方向に開口された環形の溝を形成し、少なく
    とも半径方向に突出する回転防止用の耳部を有し
    た壁上の装置と、前記耳部と係合する少なくとも
    一のスロツトを有し前記環形の溝に嵌合可能に設
    けられ、かつ前記環形の溝に流入する一方の領域
    の圧力流体によつて被圧されるスラストワツシヤ
    と、前記壁と前記スラストワツシヤとの間に圧縮
    されて配設され前記壁から軸方向に離間するよう
    前記環形の溝に流入する一方の領域の圧力流体と
    共に前記スラストワツシヤを押圧するバネと、前
    記環形の溝内に軸方向に嵌合可能で前記スラスト
    ワツシヤの回転を防止する前記耳部と係合可能で
    前記スラストワツシヤと共に回転が防止される、
    少なくとも一のスロツトを有した実質的に環形の
    密封部材と、シヤフトと共に回転可能にこのシヤ
    フト上に装着されたスラストつばとを備え、前記
    密封部材は前記スラストワツシヤに支承される軸
    方向に延びた第1の端部と密封面部を形成する軸
    方向に延びた第2の端部とを有し前記シヤフトに
    対し密封可能に協働するように設けられ、前記密
    封部材および前記フランジ間に同心に配設され流
    体の流れを防止する環形の弾性密封リングを備
    え、かつ密封部材の第2の端部がスラストつばと
    密封可能に設けられてなる密封機構。 2 バネは外形が実質的に円錐状をなしバネ力の
    比較的弱いコイルバネでなり押圧されたとき実質
    的に単一平面内に位置するように設けられてなる
    特許請求の範囲第1項記載の密封機構。 3 回転防止用の耳部はバネと協働する壁の一部
    から軸方向に離間され、スラストワツシヤが前記
    耳部を通過して溝に嵌入可能に設けられ前記耳部
    に対し係合すべく回転可能であり前記耳部により
    前記スラストワツシヤが前記溝に保持されるよう
    に設けられてなる特許請求の範囲第1項記載の密
    封機構。 4 密封部材上には半径方向内向きに延びる環形
    の肩部が形成され、弾性密封リングはバネ装置と
    前記肩部との間に配設されてなる特許請求の範囲
    第1項記載の密封機構。
JP3325181A 1980-03-10 1981-03-10 Sealing mechanism Granted JPS56134669A (en)

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US12908080A 1980-03-10 1980-03-10

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JPS56134669A JPS56134669A (en) 1981-10-21
JPH0124944B2 true JPH0124944B2 (ja) 1989-05-15

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AT (1) ATE13583T1 (ja)
BR (1) BR8101288A (ja)
CA (1) CA1148188A (ja)
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EP0035891A1 (en) 1981-09-16
CA1148188A (en) 1983-06-14
JPS56134669A (en) 1981-10-21
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