JPH02125177A - 軸パッキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は軸パツキンに関し、特に補強リング及びこれと
結合された重合材料製リップリングを具備し、リップリ
ングが間隔を置いて軸を取囲む円筒面を有し、半径方向
軸側に突出する阻流体が上記円筒面に配設され、阻流体
の前面が軸の縦方向に対して鋭角をなす軸パツキンに関
する。

（従来の技術） 上記の軸パツキンは西ドイツ特許出願公告第２４５３１
１８号により公知である。この軸パツキンにおいては、
阻流体がリブ状に形成されている。

阻流体と軸の縦方向とは、間隙に収容される油に対して
軸の回転と共に、密封室の方向に向いた流体力学的作用
力が働くような傾角を挟んでいる。ところで、間隙は上
記方向に閉鎮されているので、間隙に圧力上昇が生じ、
その結果、軸回転数が極めて高い場合にはリップリング
が被密封軸の表面から浮き上がる。従ってこのような軸
パツキンは通常の使用条件のもとではとんど摩耗がない
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述の効果はごく短期間に過ぎないもので
あった。

そこで本発明の目的とするところは、長期の使用中に軸
の回転がしばしば中断しても摩耗の顕著な減少が生じる
ように、上記の軸パツキンを改良することにある。

（課題を解決するための手段） この目的は本発明に基づき冒頭に挙げた種類の軸パツキ
ンにおいて、特許請求の範囲第１項の特徴によって達成
される。従属特許請求の範囲は有利な実施態様に関する
ものである。

本発明に基づく軸パツキンにおいては、円筒面、軸及び
阻流体によって取囲まれる遊隙が軸が非回転時にも毛管
作用を生じる程狭く、このため軸の非回転時にも回転時
にも常に被密封媒質で完全に満たされている。

被密封媒質と大気酸素が混ざり合う危険性がこれによっ
て既に著しく減少するから、潤滑油を封止する場合にオ
イルカーボンの発生の危険が少ない。

また本発明に基づく軸パツキンにおいては軸の静止時に
既に遊隙が被密封媒質で完全に満たされているので、軸
の回転開始時の初期潤滑が先行技術による構造に比して
著しく改善される。

遊隙に収容された被密封媒質は、軸の相対回転と共に、
軸と接触する阻流体の端面の区域に遅滞なく転移され、
その後直ちに一体となり切れ目なく連続する潤滑膜を作
る。この潤滑膜は中位の軸回転数で既に前面の潤滑膜を
大幅に超える半径方向波がりに達する。従ってこの場合
、既に実質的に液膜自体の循環だけが生じ、密封室の方
向に向いた軸方向送り分がそれに応じて減少する。軸方
向送り分はシールギャップに収容された潤滑液の僅かな
残量の連続的更新をもたらすに過ぎない。これは極めて
望ましいことである。

本発明に基づく軸パツキンのリップリングの遊隙は軸方
向に密封室方向にも反対方向にも完全に開放している。

このため動的密封帯の区域には、不利な使用条件におい
て材料を痛める過熱が生じそうなリップリングの構成部
分がない。

従ってオイルカーボンの発生の危険も少なく、一方、遊
隙が毛管作用を生じる程狭いことは軸の静止時に無圧室
の十分な密封を保証する。従って、この場合も被密封媒
質の流出のおそれがなくなる。

本発明に基づく軸パツキンにおいては、阻流体をリブ状
に形成することができる。これによって上記の実施態様
の範囲で送り作用の若干の強化が得られる。しかし一般
に阻流体が半球突起状に形成された実施態様が好ましい
。特にこの場合は、通常の使用条件のもとてシールリッ
プと被密封軸の表面の間に形成される液膜の成分の十分
な混和が得られる。

阻流体とリブ状又は半球突起状のいずれに形成するかに
かかわりな（、阻流体が２つの相交差する斜面だけで画
成されるならば有利であることが判明した。軸の静止時
に生じる被密封軸との接触面の大きさが、それに応じて
最小に縮小される。おおむねこの接触面は、被密封軸の
表面に阻流体を押圧する結果、阻流体に弾性変形が生じ
るため発生するのである。

上記の斜面が軸の軸線の縦方向をおおむね横切る方向に
伸張する場合に、密封室側の斜面と軸の軸線とが軸方向
反対側の斜面より鋭角をなすならば有利であることが判
明した。軸が回転する時に、密封室の方向に向いた送り
分がこれによって強化される。

個々の阻流体は、連続する仮想の線を成して相互に関連
することができる。これによって阻流体がもたらす一方
又は他方の送り作用を強めることが可能である。従って
個別阻流体を、直線状又は弓形に形成された連続する仮
想の線に配列することが可能である。Ｓ型にわん曲し、
場合によっては相互に移行するように形成された連続す
る仮想の線に配列することも可能である。円筒面は通常
、阻流体の全体より大きな軸方内拡がりを有する。

本発明に基づく軸パツキンのシールリップは、動的密封
帯の区域に阻流体を具備する。阻流体は軸方向に互いに
間隔を有する。全体として得られる軸方向送り作用がこ
れによって著しく減少する。周方向に隣接する阻流体の
、上記間隔から成る間隔が軸の軸線の同じ半径方向平面
に配列されるならば、送り作用の減少が特にはっきり現
われる。

連続して周方向に伸張する補助リブが上記間隙に配設さ
れ、補助リブと阻流体がお＄むね一致する半径方向延長
を有するならば、この点に関する効果が一層増進される
。運転に原因する密封室内の圧力変動がこれによって効
果的に吸収される。しかも外側方向に前置された阻流体
を軸の始動時に十分に潤滑することが保証される。この
観点から補助リブの半径方向延長を阻流体の半径方向延
長よりやや小さく定めるべきである。

間隙を円筒面の軸方向延長のほぼ中央区域に配設すれば
、通常の使用条件のもとて有利であることが判明した。

これによって密封室の方向及び周辺から密封挙動に対し
て現われる障害が効果的に抑制される。

本発明に基づく軸パツキンで得られる利点は、特に長期
間にわたり不変の良好な密封効果が得られることにある
。加えて潤滑油を封止する場合に、動的密封帯の区域の
オイルカーボンの発生と場合によっては付着が効果的に
抑制される。

（実施例） 本発明の主題を次に添付の図面に基づいて詳述する。

第１図は用途のために使用中の本発明に基づく種類の軸
パツキンの半裁断面図を示す。軸パツキンは山形輪郭の
金属補強リングと、半径方向内向きの側辺部に流し連成
形した弾性ゴム材料のリップリング２でおおむね構成さ
れる。

リップリングはシールリップを有し、その密封縁は環状
コイルばね１０の力で被密封軸３の表面に押圧される。

密封面は細分されており、製造に基づき一方では用途の
ために使用中の被密封軸を同軸に取囲む円筒面４、及び
円筒面から半径方向内向きに突出し、周方向に均一に分
布する阻流体５から成る。阻流体はリップリングと一体
に作られている。円筒面は一般に０．５ないし２ｍｍの
軸方向長さを有し、限流リブの半径方向延は最大０．１
ｍｍである。こうして円筒面４、軸３及び阻流体５によ
って取囲まれる遊隙６は、軸が回転しないときに毛管作
用が生じる程狭く構成され、軸が回転しなくても被密封
液で常に完全に満たされている。遊隙６は軸方向に密封
室１１の方向にも反対の室１２も完全に開放されている
。

阻流体の構造の幾つかの実施態様を次に第３図ないし第
１０図に基づいて説明する。

第３図の実施態様では阻流体５がリブ状に形成され、直
線状に走るように形成された連続する仮想の線１３をな
して配列される。阻流体の軸方向延長のほぼ中央区域が
間隙によって中断される。間隙はパツキンの軸線と同じ
半径方向平面に配設される。上記の軸パツキンを用途の
ために使用する時に、上記構造により液体の循環が少な
い区域が形成される。

従って密封室１１の方向又は反対方向からパツキンに作
用する圧力変化がさほど不利に影響しない。

第４図は、平面図で前述した本発明軸パツキンのリップ
リングの縦断面部分図を示す。阻流体５が実質的に２つ
の先細の斜面で画成されていることが分かる。その内、
密封室側の斜面はパツキンの軸線との間に、反対側の斜
面より鋭角を挟む。円筒面の軸方向長さをＬ１阻流リブ
の半径方向延長をＨで表わす。

第５図と第６図は、円筒面４に屋根瓦状に形成された阻
流体５が連続する仮想の線１３を成して配列された密封
面の代替実施態様の平面図と縦断面図を示す。このパツ
キンを用途のために使用する時に、仮想の線１３は被密
封軸を正弦曲線状に取囲む。この場合も個々の阻流体５
は２つの先細の斜面だけで画成され、その内、外気側の
斜面はおふむね平坦に、密封室側の斜面は湾曲して形成
される。軸方向に重なり合いが生じるように、個別阻流
体が周方向に互いにずらせて配置される。　第７図と第
８図は、阻流体５が直線状に形成され、連続する直線状
の仮想の線１３を成して配列された実施態様の平面図と
縦断面図を示す。阻流体はおおむね長方形に画成された
輪郭を有し、パツキンの軸線の同じ半径方向平面に配列
された間隙によって縦方向に中断される。間隙の中の中
央に、連続して周方向に伸張する補助リブ９が配設され
る。

補助リブは、阻流体５の高さＨより僅かに小さい高さＨ
ｌを有する。用途のために使用する時に阻流体、円筒面
４及び被密封軸の表面によって取囲まれる遊隙は、補助
リブ９の外気側において、常に被密封媒質によって完全
に充填される。これにより軸の始動時にそこにある限流
リブ部分の良好な潤滑が保証される。更に任意の方向の
圧力負荷に関して、得られる密封効果の均一性が向上す
る。

第９図と第１０図に平面図及び縦断面図で示す実施態様
においては、阻流体５がリブ状に形成され、弓形に経過
する仮想の線１３の形状にアラインメントがとれている
。突出部の輪郭は丸みを持たせて形成され、密封室側の
側面とパツキンの軸線とは反対側の軸線より鋭角を成す
。これによっても密封室方向により強い送り作用が得ら
れる。このことは密封効果かえられることを意味する。

　しかし、通常の使用条件のもとで送り作用は全体とし
てごく僅かであるから、パツキンの外側に隣接する空気
に対して測定可能な吸引作用は働かない。従って動的密
封帯の区域に異物又は酸素を持ち込む危険はない。この
場合も寿命が著しく改善される。

（効果） 以上のように本発明に基づく軸パツキンで得られる効果
は、特に長期間にわたり不変の良好な密封効果が得られ
ることにある。加えて潤滑油を封止する場合に、動的密
封帯の区域のオイルカーボンの発生と場合によっては付
着が効果的に抑制される。

すなわち本発明に基づく軸パツキンにおいては、円筒面
、軸及び阻流体によって取囲まれる遊隙が軸の非回転時
にも毛管作用を生じる程狭く、このため軸の非回転時に
も回転時にも常に被密封媒質で完全に充填される。その
ため、被密封媒質と大気酸素が混ざり合う危険性が著し
く減少するから、潤滑油を封止する場合にオイルカーボ
ンの発生の危険が少ない。また本発明に基づく軸パツキ
ンにおいては軸の静止時に既に遊隙が被密封媒質で完全
に満たされているので、軸の回転開始時の初期潤滑が先
行技術による構造に比して著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく種類の軸パツキンの半裁断固で
ある。 第２図は第１図の軸パツキンの動的密封帯Ａ部の拡大図
である。 第３図ないし第１０図は本発明に基づく軸パツキンの密
封面の種々の実施態様のそれぞれ平面図及び横断面図を
示す。すなわち、第３図は阻流体５がリブ状に形成され
た本発明に基づく阻流体構造の平面図であり、第４図は
その縦断面図である。第５図は阻流体５が屋根瓦状に形
成された別の実施例の平面図であり、第６図はその縦断
面図である。第７図は阻流体５がおおむね直線状に形成
された別の実施例の平面図であり、第８図はその縦断面
図である。第９図は弓形に配列されたリブ状阻流体を有
する別の実施例の平面図であり、第１０図はその縦断面
図である。 ２・・・リップリング、３・・・軸、 ４・・・円筒面、５・・・阻流体、６・・・遊隙、出願
人代理人　　　古　　谷　　客 間　　　溝部孝彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　補強リング及びこれと結合された重合材料製リップ
   リングを具備し、リップリングが間隔を置いて軸を取囲
   む円筒面を有し、半径方向軸側に突出する阻流体が上記
   円筒面に配設され、阻流体の前面が軸の縦方向に対して
   鋭角をなす軸パッキンにおいて、前記円筒面（４）、前
   記軸（３）及び前記阻流体（５）によって取囲まれる遊
   隙（６）が前記軸（３）が非回転時に毛管作用を生じる
   程狭く、前記遊隙（６）が軸方向に対して密封室方向に
   も反対方向にも完全に開放していることを特徴とする軸
   パッキン。 ２　前記阻流体（５）がリブ状に形成されていることを
   特徴とする、請求項１に記載の軸パッキン。 ３　前記円筒面（４）が前記阻流体（５）から軸方向の
   両方向に張り出すことを特徴とする、請求項１または２
   に記載の軸パッキン。 ４　前記阻流体（５）が半球突起状に形成されているこ
   とを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の
   軸パッキン。 ５　前記阻流体が２つの相交差する斜面だけで画成され
   ることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記
   載の軸パッキン。 ６　前記斜面が軸（３）の縦方向をおおむね横切る方向
   に配列され、密封室側の斜面（７）と軸（３）の軸線と
   が軸方向反対側の斜面より鋭角を挟むことを特徴とする
   、請求項５に記載の軸パッキン。 ７　前記阻流体（５）が連続する仮想の線を成して相互
   に関連することを特徴とする、請求項１ないし６のいず
   れかに記載の軸パッキン。 ８　前記仮想の線が直線状であることを特徴とする、請
   求項７に記載の軸パッキン。 ９　前記仮想の線が弓形であることを特徴とする、請求
   項８に記載の軸パッキン。 １０　前記仮想の線がＳ形に屈曲することを特徴とする
   、請求項９に記載の軸パッキン。 １１　前記仮想の線が相互に移行するように形成されて
   いることを特徴とする、請求項１０に記載の軸パッキン
   。 １２　軸方向にそれぞれ少なくとも２個の、間隔で仕切
   られた阻流体（５）が設けられていることを特徴とする
   、請求項１ないし１１のいずれかに記載の軸パッキン。 １３　周方向に隣接する阻流体（５）の、上記間隔から
   成る間隙が同じ半径方向平面に配設されていることを特
   徴とする、請求項１２に記載の軸パッキン。 １４　連続して周方向に伸張する補助リブが上記間隙に
   配設され、補助リブと阻流体がおおむね一致する半径方
   向延長を有することを特徴とする、請求項１３に記載の
   軸パッキン。 １５　前記間隙が前記円筒面（４）の軸方向延長のほぼ
   中央区域に配設されていることを特徴とする、請求項１
   ３または１４に記載の軸パッキン。