JPH0215087Y2

JPH0215087Y2 -

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Publication number: JPH0215087Y2
Application number: JP1984118852U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1990-04-24
Also published as: JPS6132863U

Description

【考案の詳細な説明】（考案の利用分野）本考案は、たとえばメカニカルシールのような
通常運転用の主軸封装置に異常が発生したような
非常時に、これに代つて軸封を行わしめるべく用
いる非常用の軸封装置に関する。

（従来例）この種の非常用軸封装置として代表的なもの
に、シールハウジングの内周部に、回転軸の外周
に沿う環状の中空弾性シール部材の外周部を取付
け、このシール部材の中空部にエア等の加圧流体
を送り込むことによつて、シール部材の内周部
を、回転軸の外周面に圧接させるべく、弾性的に
膨出変形させ、もつてシールハウジングの内周部
と回転軸との間をシールさせるように構成された
ものである。

（考案が解決しようとする問題点）しかるに上記従来の非常用軸封装置にあつて
は、シール部材の外周部がシールハウジングに取
付けられていることと、加圧流体によるシール部
材内周部の膨出変形量が円周方向において略一定
であることから、回転軸が径方向に偏心している
ような場合には、膨出変形されたシール部材内周
部が円周方向のすべてに亘つて回転軸に良好に圧
接されない虞れがあり、したがつてそのシール機
能が確実に発揮されないといつた不都合がある。

しかも、使用中にシール部材に亀裂や割れ等が
発生した場合には、シール性能が急激且つ大幅に
低下してしまう虞れがある。

また、非常用軸封装置は、その性格上、保守点
検の容易な構造簡単なものであること及び小形化
できるものであることが要求されるが、上記の如
き構成のものでは、どうしても構造が複雑化し易
く、しかも取付けスペースが大きくなつて、小形
化し辛いといつた不都合がある。

（問題点を解決するための手段）本考案は、シールハウジングの内周部に、回転
軸の外周に沿う環状の収容溝を形成し、この収容
溝に、その内径が回転軸の外径より大径とされた
弾性材製のシールリングを、回転軸に非接触に遊
嵌させた状態で収容し、シールハウジング側に、
前記シールリングを回転軸に圧接させるべく加圧
流体でもつて押圧縮径変形させる押圧手段を配設
すると共に、前記シールリングの表面に潤滑膜を
焼付けまたは塗布して形成し、しかして非常時に
おけるシール作用を確実に発揮させる構造簡単か
つ小形化された非常用軸封装置を提供するもので
ある。

（作用）本考案によれば、主軸封装置の異常時に押圧手
段を作動させるならば、収容溝内底部とシールリ
ングとの間に作用する加圧流体の背圧によつてシ
ールリングが縮径変形され、該シールリングが回
転軸を締付けるようにその周面に圧接して、シー
ルリングと回転軸との間をシールする。このシー
ルリングの縮径変形は該リング表面に潤滑膜が形
成されているため、収容溝内に密嵌状態にあるに
かかわらず円滑に行われて、圧接が良好に行わ
れ、しかして、シール力は飛躍的に拡大される。
同様に加圧流体による圧力を解除した際は、シー
ルリングはその潤滑膜の存在故にすみやかに拡径
して復動し、非常用としてのシールを解く。

（実施例）以下、本考案の一実施例を第１図以下の図面に
基づき説明する。

第１図〜第４図において、１はシールハウジン
グ、２はシールハウジングを洞貫する回転軸、３
は主軸封装置、４は非常用軸封装置である。

主軸封装置３は一例としてメカニカルシールを
示し、回転軸２にＯリング５等を介して軸線方向
に摺動自在に且つ回転不能に嵌合支持された回転
密封環６と、この回転密封環６に対向させて、シ
ールハウジング１にリテーナ７を介して固定状に
支持された静止密封環８と、回転軸２に固設せる
スプリングリテーナ９と回転密封環６との間に介
装され、回転密封環６を静止密封環８に押圧させ
るスプリング１０とからなり、両密封環６，８の
相対回転摺接作用によつて、大気側Ａと密封流体
側Ｂとを遮蔽シールさせるように構成されてい
る。

そして、非常用軸封装置４は、前記主軸封装置
３の近傍位であつて、密封流体中に浸漬する部位
に配設されていて、本発明に従つて次のように構
成されている。

すなわち、シールハウジング１の円形状の内周
部１ｂに、回転軸２の外周面に沿う環状の収容溝
１１を形成し、この収容溝１１に、その内径が回
転軸２の外径よりも適宜量大径とされた弾性材製
つまり合成ゴム（たとえば、NBR、BR、SBR、
EPDN）もしくは天然ゴム等エラストマ材製のシ
ールリング１２を、回転軸２に非接触に遊嵌させ
た状態で収容し、シールハウジング１側に、シー
ルリング１２を回転軸２に圧接させるべく、加圧
流体でもつて押圧縮径変形させる押圧手段１３を
配設して、構成されている。

前記シールリング１２は、断面円形状のもので
収容溝１１の溝底面１１ａに接触されると共に収
容溝１１の両側壁面１１ｂ，１１ｂ間で若干圧縮
された状態で、収容溝１１内に略没入状に収容さ
れている。また、シールリング１２の表面にはフ
ツ素樹脂等の潤滑材が塗布、焼付けによりコーテ
イング（たとえばテフロンコーテイング、μ＝
0.02）され、この潤滑膜１４の存在によつて収容
溝１１内でのシールリング１２の縮径変形および
その復動が円滑に行われる。さらに、収容溝１１
の入口部つまりシールハウジング１の内周部１ｂ
と回転軸２との間隙Ｓは、シールリング１２が縮
径変形されたときにも、このシールリング１２が
収容溝１１から脱離しないように設定しておく必
要があり、シールリング１２の肉厚Ｗの1/2より
小さく設定しておくことが望ましい。しかし、こ
の間隙Ｓは、回転軸２の径方向への偏心による回
転軸２とシールハウジング１との干渉及びシール
ハウジング１と回転軸２との間の電位差による腐
触を防止する上で、無制限に小さくしておくこと
ができるものではない。

また押圧手段１３は、シールハウジング１に、
収容溝１１の溝底面１１ａ及び両側壁面１１ｂ，
１１ｂとシールリング１２とで囲まれた閉塞空間
１５に連通する加圧流体供給孔１６を形成し、こ
の供給孔１６に加圧流体供給機例えばエアコンプ
レツサ（図示せず）を接続して、供給孔１６から
前記閉塞空間１５内に密封流体側Ｂの海水圧力
P₁よりも適宜圧高い圧力P₂に加圧されたエアを
供給しうるように構成されている。

したがつて、前記閉塞空間１５に圧力P₂のエ
アが供給されると、これが閉塞空間１５内に臨む
シールリング１２の外周面に作用してシールリン
グ１２がその中心方向へ押圧され、その結果、シ
ールリング１２が縮径変形されて、シールリング
１２の内周部が回転軸２の外周面にその全周に亘
つて圧接せしめられ、このシールリング１２を介
してシールハウジング１と回転軸２との間が密封
シールされるようになつている（第２図及び第３
図参照）。

なお、シールリングの断面は円形に限られず、
第４図イのような台形状、ロのような略矩形状で
あつても良いが、特にこれらシールリング１２
ａ，１２ｂにあつては、回転軸２に対する圧接面
１７，１７に、イのようなテーパ先細成形や、ロ
のような凹窪部１８を刻入成形を施こし、圧接面
積の減少を図れば、シール時に加圧流体による圧
力が狭い圧接面積部に集中作用するから、シール
力は顕著に増大するものである。

ところで、シールリング１２を縮径変形させる
ためにシールリング１２の外周部に作用させるエ
アの圧力P₂は、シールリング１２の内周部に作
用している密封流体圧力P₁よりも高くなるよう
に設定しておく必要があること勿論であるが、こ
の場合、シールリング１２によるシール機能を十
分に発揮させるために、両圧力P₁，P₂の差ΔPが
圧力値として安全率を見込んだ下限値以上となる
ように、設定しておくことが望ましい。

以上のような構成であれば、主軸封装置３に何
らかの異常が発生した場合には、加圧流体供給孔
１４から圧力P₂のエアを供給して、これをシー
ルリング１２が外周部に作用させると、シールリ
ング１２が縮径変形されて、その内周部が回転軸
２の外周面にその全周に亘つて圧接され、密封流
体側Ｂから良好に遮蔽シールさせることができる
のである。

このとき、シールリング１２全体が収容溝１１
で自由に移動できるから、仮令回転軸２が組立誤
差若しくは横振れ等によつて径方向に偏心してい
たとしても、第３図に示す如く、シールリング１
２がこれに追随し得て、シールリング１２の内周
部が回転軸２の外周面にその全周に亘つて良好に
圧接せしめられることになり、シール機能が損わ
れる虞れはない。

また、シールリング１２に亀裂等が生じたよう
な場合にあつても、シールリング１２全体が縮径
変形されて回転軸２に圧接せしめられることによ
つてシール機能を発揮するようにしていることか
ら、上記亀裂等によつてはシール機能が何ら低下
することがない。しかもシールリング１２が合成
ゴム等の弾性材製であるから、そのシール性は極
めてよい。

さらに、シールリング１２をシールハウジング
１の内周部１ｂに形成した収容溝１１に収容させ
ているにすぎないものであるから、非常用軸封装
置４の構造が極めて簡単なものとなり、しかもそ
の取付けスペースも大幅に小さくなつて、小形化
することができる。このことは、通常においては
使用されることのない非常用軸封装置４にあつて
は極めて重要な利点である。

またシールリング１２は中空状ではなく、縮径
変形された場合にもその体積が何ら変化しないも
のであるから、シールリング１２の外周部に加え
られたエアの圧力P₂がそのまま回転軸２への圧
接力つまりシール力として作用することになり、
エアの圧力P₂を必要以上に大きく設定しておく
必要がない。

而して、非常用軸封装置４によるシール作用を
必要としなくなつたときには、供給孔１６からの
エアの供給を停止させて、シールリング１２の外
周部に作用させている圧力を大気圧にすると、シ
ールリング１２は、それ自体の弾性力によつて縮
径変形前の形状に復元されると共に、その内周部
に作用する密封流体圧力P₁によつて第１図に示
す位置に復帰せしめられる。

なお、本考案に係る非常用軸封装置は、合成ゴ
ムの如き弾性材製のシールリングを用いることの
できるすべての機器において有効に用いられるも
のである。

また、シールリング１２を縮径変形させるため
の押圧手段１３は、前記各実施例に限定されるも
のではなく、要は、シールリング１２の外周部側
に、その内周部に作用する密封流体（主軸封装置
３によつて遮蔽シールされる両側Ａ，Ｂの流体の
うちで圧力の高い方の流体）の圧力よりも高い圧
力の加圧流体を作用させ得るようなものであれば
よい。勿論、加圧流体はエアに限らず、水等であ
つてもよい。

さらに、シールリング８の断面形状は実施例で
述べた略矩形状、円形状、三角形状に限られるも
のではないが、中空形状のものは除外される。

（効果）本考案によれば、主軸封装置に異常を生じたよ
うな非常時には、加圧流体の圧力によりシールリ
ングを縮径変形させて、回転軸に圧接せしめるこ
とにより、主軸封装置に代つて、シールハウジン
グと回転軸との間をシールリングによりシールさ
せておくことができる。この場合、シールリング
は、それが縮径変形されてもその体積が何ら変化
しないものであるから、シールリングに加えられ
た流体圧力はそのままシールリングの回転軸への
圧接力つまりシール力として作用することにな
り、シールリングによるシール作用が効果的に行
われる。また、仮令回転軸が偏心していたとして
も、シールリングはこれに追随し得て、シールリ
ングの内周部が回転軸の外周面にその全周に亘つ
て良好に圧接せしめられることになり、良好なシ
ール機能が発揮される。

しかも、シールリング表面には潤滑膜が形成さ
れているので、上記の非常シール時およびその解
除時におけるシールリングの収容溝内での縮径変
形および復動は円滑であり、しかして非常用軸封
装置の適確な作動が期待でき、併せて潤滑膜がシ
ールリングの耐蝕性能を良好なものとならしめ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明に係る非常用軸封装置
の一実施例を示したもので、第１図は縦断側面
図、第２図は第１図と異なる作用状態を示す要部
の縦断側面図、第３図は回転軸が偏心した場合の
作用状態を示す縦断側面図、第４図イ，ロはシー
ルリングの変形例を示す断面図である。１……シールハウジング、１ｂ……シールハウ
ジングの内周部、２……回転軸、３……主軸封装
置、４……非常用軸封装置、１１……収容溝、１
２，１２ａ，１２ｂ……シールリング、１３……
押圧手段、１４……潤滑膜。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

シールハウジングの内周部に、回転軸の外周に
沿う環状の収容溝を形成し、この収容溝に、その
内径が回転軸の外径より大径とされた弾性材製の
シールリングを、回転軸に非接触に遊嵌させた状
態で収容し、シールハウジング側に、前記シール
リングを回転軸に圧接させるべく加圧流体でもつ
て押圧縮径変形させる押圧手段を配設すると共
に、前記シールリングの表面に潤滑膜を焼付けま
たは塗布して成形してなる非常用軸封装置。