JPH02180385A - ラジアル軸封リング - 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） 本発明はラジアル軸封リングに関し、特に補強リングと
それに固定されたゴム弾性材料製リップリングから成り
、該リップリングがシーリング縁と該シーリング縁の方
向に収斂している第１及び第２の円錐面とを備えおり、
外気に面する上記第２の円錐面が上記シーリング縁から
離れた側で第３の円錐面によって制限されていて、この
第３の円錐面はシーリング軸に対して第２の円錐面とシ
ーリング軸との挟角よりも小さい角度Ａを挟んでおり、
そして上記第２及び第３の円錐面の領域には半径方向内
方に突出し周辺方向に均等に配分されていて流体力学的
に作”用する漏洩流体のためのリターン要素が設けられ
ており、このリターン要素がシーリング縁にまで延びて
いるラジアル軸封リングに関する。

（従来の技術） そのようなラジアル軸封リングは米国特許第３７８５６
６０号から公知である。それによって達成された使用期
間は未だ満足すべきものではない。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の目的はそのようなラジアル軸封リング
を改善された使用期間が得られるように更に改良するこ
とである。

（課題を解決するための手段） この課題は本発明によれば請求項１の特性の特徴によっ
て解決される。好ましい実施例が従属特許請求項に記さ
れている。本発明によるラジアル軸封リングでは、第１
の円錐面とシーリング縁との間に実質的に円形リング形
状に形成された中間面が設けられていて、この中間面が
半径方向に幅Ｃを有し、この幅Ｃは第２の円錐面の最大
の半径方向の延長部りに合致している。

この中間面はシーリングすべき空間の方に向いており、
第２の円錐面は外気の方に向いている。

双方の面はシーリング縁において互いに交差しており、
シーリング縁に更に周辺に均等な間隔で配分された流体
力学的リターン要素が当接している。中間面も第２の円
錐面も半径方向に非常に僅かな延長のみを有し、これは
通常１ｍ１１１以下である。この値は同時に流体力学的
に作用するリターン要素の断面形状の半径方向延長を示
し、このリターン要素は一般的に半径方向内方に向いた
側に同様にシーリング軸を囲むように考えられた円錐面
によって制限されている。このリターン要素は完全に第
３の円錐面に平行に延びており、且つ同時にいかなる場
合にもシーリング縁に交差している。

シーリングリップは弾性ゴム材料から一体に作られてお
り、且つ一般的にその成形及び補強中に補強リングに連
結される。この補強リングは金属材料あるいはプラスチ
ック材料から構成される。

本発明によるラジアル軸封リングのシーリングリップは
そのシーリングすべき軸の表面に接触するゾーンの領域
に、即ちシーリング縁の領域に非常に細長い断面形状を
有している。それによって、軸線方向におけるシーリン
グリップの弾性的柔軟性が改善され、これにより漏洩流
体は今までの実施例よりも比較的良好な方法でシーリン
グすべき空間に戻されることができる。

これによって全体的に達成されたシーリング効果が明ら
かに改善される。

シーリング縁はシーリングすべきスペースに面する側で
、実質的に半径方向に延びている中間面によって制限さ
れる。少なくとも潤滑油であるシーリングすべきスペー
スに含まれる流体はこれによって軸が回転しているとき
シーリング縁を従来の実施例よりもより良好な方法で達
成し、従ってより良好な方法で冷却することができる。

この領域に達した潤滑油もシーリング端を形成する弾性
ゴム材料も、これによってより良好な方法で過熱を防止
される。シーリングリップの材料脆化発生の危険も、リ
ップリングあるいはシーリングすべき軸表面へのオイル
カーボンの集積現象発生の危険もそれによって明らかに
減少する。

シーリング縁は本発明によるラジアル軸封リングでは弾
性加圧の下でシーリングすべき軸の表面に接触している
。このシーリング縁自体は弾性の変形可能な材料から成
っており、この材料は加圧によって僅かな軸線方向の幅
のシーリング面に対して製造の際にリップリングに成形
されたシーリング縁の拡張を生ずるようになっている。

その結果、この拡張が軸の回転のとき軸上に適切に膨張
した回転トラック幅を生ずる。

この場合、その膨張はシーリングリップの細長い断面形
状のため、シーリング縁の領域では勿論、シーリングリ
ングの全使用期間中非常に僅かな変化しか生じない、全
使用期間中均等なシーリング効果を達成するためにはこ
れが極めて有利であり、そして、シーリングに必要な単
位面積当りの表面圧力が比較的小さな大きさの加圧ばね
で達成できる。

回転軌道の幅の僅かな軸線方向の拡張によって、本発明
による実施例では、シーリング縁とシーリングすべき軸
の表面との間に異物の固着の危険が明らかに減少する。

従って、異物は今までと同じような程度のシーリングリ
ングの早期故障を生じない。

シーリングリップはシーリング縁の領域において、流体
力学的に有効なリターン要素の断面形状に実質的に一敗
している断面形状を有している。この断面形状は、この
場合、周辺方向においてシーリングすべき軸の表面への
シーリング縁の非常に均衡のとれた加圧を生ずる。

非回転軸の場合、良好な静的シーリング効果達成に関し
て、これは全周に均衡のとれた摩耗状態の達成に関する
と同様に非常に有利である。

新規なラジアル軸封リングの良好なシーリング効果はこ
れによって特に長期間に亘って殆ど不変に維持される。

中間面の実質的に半径方向の配置により、軸の回転中、
はんの僅かな半径方向の力がシーリングすべき媒体から
リップリングに加えられるのみである。良好なシーリン
グ効果を達成するのに必要なシーリングすべき軸の表面
へのシーリング縁の加圧はこれによって何の問題もなく
最適値に合わせることができる。シーリングすべき軸の
それぞれの回転数に全く関係なく実質的に常に最適値に
維持され、これによってすばらしいシーリング効果が長
期間に亘って保証されるばかりでなく、同時に使用期間
中に生ずる摩耗の最小化を保証することができる。同時
にまた、シーリング縁に直接隣接するシーリングすべき
媒体の縮充応力（Ｗａｌｋｂｅａｎｓｐｒｕｃｈｕｎｇ
　）を明らかに減少し、これによってその中の熱発生を
減少する。標準運転条件の下で、動的シーリングゾーン
の冷却により均等な潤滑を保証するのに、それは非常に
有利である。

リップリングの断面形状は本発明によるラジアル軸封リ
ングでは、僅かに半径方向に延びている中間面を必要と
する、その他は今までの実施例の場合と同様に形成する
ことができる、従って、場合によっては、必要な金属材
料の圧力ばねは今までと同様な方法で形成し、配置する
可能性がある。長期間に亘り同じシーリング効果を保証
するのに、それは有利である。

第２の円錐面はシーリング軸線と３０〜６０度好ましく
は４０〜５０度の円錐角をとらなければならない。特に
最後に記した範囲では、シーリングすべき空間内への漏
洩流体の良好な戻りが望ましい変形によってシーリング
縁の領域にシーリングリップの十分な機械的抵抗力の達
成と同様に保証される。

中間面はラジアル軸封リングのシーリング軸と、取付け
た状態において約９０度の角度をとらなければならない
。±１０度の僅かな偏差は勿論許容される。

中間面はシーリングすべき軸の直径に関係なく、半径方
向に０．０５乃至１ＩＩＩｒｓの延長部分を有していな
ければならない。好ましくは、０．１乃至０．５１の半
径方向の幅であり、詳細にはそれは０．１５乃至０．３
　ｍｎ＋である。

（実施例） 以下に添付図面を参照して本発明の好適な実施例につい
て説明する。

第１図に示したラジアル軸封リングは、その外形寸法が
実施例に対応している、この実施例は、特にクランク軸
及び他の一方向に回転する機械部分のシーリングに使用
される。この軸封リングは、銅板の補強リング１と、そ
の内側の加硫したゴムのリップリング２とから成ってい
る。

リップリング２は、シーリング縁３を備えており、且つ
シーリング縁３の半径方向外方の領域に周辺の溝を有し
ており、その中に金属材料のリング状螺旋ばね１０が挿
入されている。このばねｌＯは、ラジアル軸封リングの
取付状態において張力下にあり、且つシーリング縁３と
シールすべき軸１１の表面へ半径方向に加圧する作用を
している。

第１図中の「Ｚ」の部分の拡大図を第５図に示す。シー
リング縁３は、第２の円錐面５とラジアル軸封リングの
組立状態において実質的にシーリング軸線１２に垂直に
延びている中間面９との間の切断縁部によって形成され
ている。中間面９は、半径方向の延長部Ｃを有しており
、第２の円錐面５が、半径方向の延長部りを有している
。この２つの値は本質的に相応しており、そして８０ｍ
ｍの直径を有するクランク軸のシーリングに関する図示
の実施例では０．２０１１１１である。

ＣとＤとの値の相互の偏差的±２０％は難なく許容され
る。第２の円錐面５は、中間面９と約４５度の角度をな
している。

半径方向外方に、第１の円錐面４が中間面９に接続して
おり、第３の円錐面７が第２の円錐面５に接続している
。第１の円錐面４と、シーリング軸線１２との間の角度
は、図示の実施例では５０度であり、第３の円錐面７と
シーリング軸線１２との間の角度Ａは１２度である。

第２の円錐面５及び第３の円錐面７が外気６に面してお
り、中間面９及び第１の円錐面４がシールされる空間に
面している。

外気に面する円錐面５及び７上には、周辺方向に均等に
分配され且つ半径方向内方に突出している流体力学的リ
ターン要素８が設けられている。これ等のリターン要素
８はリップ状に形成されており、且つ周辺方向において
、シーリング軸線１２と約３０度の角度をなしている。

その傾斜方向は、軸に付着した漏洩流体がシールされる
空間へ戻るように選択されている。リターン要素８の断
面形状は、中間面９と第２の円錐面５との間のシーリン
グリップが有している断面形状と全く同じである。流体
力学的リターン要素８は、内側において前記の円錐面に
よって制限されており、且つ第３の円錐面７に平行に延
びていて、そしてシーリング縁３に交差している。

第１図による前記のラジアル軸封リングの内側が、平面
図で第２図に示されている。２つの互いに交差する面に
よって形成されているシーリング縁３が、連続のバンド
として形成されており、そして流体力学的リターン要素
８がそれらの側に同様に、２つの互いに交差する面によ
って形成された縁によって制限されていることが分かる
。これらの縁はシーリング縁３にまで延びており、これ
によって漏洩流体は確実にシーリング縁３を越えてシー
ルされる空間に戻される。流体力学的リターン要素８の
前記の縁と、シーリング縁３との間の相互の接触域の領
域において、非常に僅かな材料の合着を生ずる。これに
よってシーリングすべき軸の表面へのシーリング縁３の
加圧は、殆ど各々の周辺部分において同じ大きさとなる
。長期間に亘って良好なシーリング結果を達成するため
には、これが非常に有利である。

２つの異なるリップリングの内部の平面図が、第３図及
び第４図に示されている、これ等のリップリングは、シ
ーリングすべき軸の回転方向に関係なく、良好な効果を
有している。

第３図による実施例では、唯一の流体力学的に作用する
リターン要素８のみがあり、これがシーリングすべき軸
の全周を囲んでおり、且つＳ形状乃至Ｚ形状のコースを
有している。それによってシーリングすべき軸の回転方
向に関係なく、常に、軸に付着した漏洩流体を軸線方向
にシーリングされる空間の方への運搬作用を行うことが
できるリターン要素の周辺領域が提供される。リターン
要素８は、内方に向いたカッティングエツジを有する３
角形の断面形状を有しており、カッティングエツジは規
則的に配分された周辺間隔でシーリング縁３に接触して
いる。

第４図に示した実施例は、前記の実施例と機能的に類似
している。しかし、この場合には多くの流体力学的に作
用するリターン要素８があり、これらは軸線に平行な延
長部に作られており、且つ内側において、シーリング縁
３にまで延びているカッティングエツジによって制限さ
れている。リターン要素８は、３角形の断面形状を有し
ており、これは互いにシーリング縁３と交差している面
の形状と同様な細長い寸法形状に作られている。これに
よって、並びにリップリングの製造に使用したゴム弾性
材料の大きな弾性柔軟性により、他の部分に対して、シ
ーリングすべき軸に接触するリップリングの周辺方向の
変形を生ずる。この弾性変形は、シーリング縁３の効果
に関するものであり、この変形は、製造上の理由による
軸線に平行なリターン要素の形状に関して、シーリング
縁３に隣接するリターン要素８の大きな偏向によるもの
であって、このリターン要素がシーリングすべき軸の軸
線に傾斜した相関関係をとり、そして漏洩流体に対する
リターン作用を行うことができるという以外に更に他の
意味はない。

変形方向は、シーリングすべき軸の回転方向に左右され
る、従ってそれによって生ずるリターン効果は、軸がシ
ーリングの標準的使用中、交番する回転方向を有してい
る場合にも有効である。

（効果） 以上のように本発明に基づくラジアル軸封リングによれ
ば、従来のものに比較して、はるかに耐用年数の長いラ
ジアル軸封リングを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、取付けた状態の、且つ半分に切断した図の本
発明によるラジアル軸封リングを示している。 第２図は、第１図に示されたラジアル軸封リングの内側
の断面である。 第３図及び第４図は、それぞれ軸の回転方向に関係なく
有効であるラジアル軸封リングの内側の断面である。 第５図は第１図中の円Ｚで囲まれた部分の拡大図である
。 １・・・補強リング ２・・・リップリング ３・・・シーリング縁、 ４・・・第１の円錐面 ・・・第２の円錐面 ・・・第３の円錐面 ・・・リターン要素 ・・・中間面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　補強リングとそれに固定されたゴム弾性材料製リッ
   プリングから成り、該リップリングがシーリング縁と該
   シーリング縁の方向に収斂している第１及び第２の円錐
   面とを備え、外気に面する上記第２の円錐面が上記シー
   リング縁から離れた側で第３の円錐面によって制限され
   ていて、この第３の円錐面はシーリング軸に対して第２
   の円錐面とシーリング軸との挟角よりも小さい角度Ａを
   挟んでおり、そして上記第２及び第３の円錐面の領域に
   は半径方向内方に突出し周辺方向に均等に配分されてい
   て流体力学的に作用する漏洩流体のためのリターン要素
   が設けられており、このリターン要素がシーリング縁に
   まで延びているラジアル軸封リングにおいて、 上記第１の円錐面（４）と上記シーリング縁（３）との
   間には実質的に円形リング形状に形成された中間面（９
   ）が設けられており、そしてこの中間面（９）が半径方
   向に幅Ｃを有し、この幅Ｃが上記第２の円錐面（５）の
   大きな半径方向の延長部分Ｄに概ね等しいことを特徴と
   するラジアル軸封リング。 ２　上記第２の円錐面（７）が上記シーリング軸線に対
   して角度Ｂを挟んでおり、その角度が３０乃至６０度で
   あることを特徴とする請求項１に記載のラジアル軸封リ
   ング。 ３　上記第２の円錐面（７）が上記シーリング軸線に対
   して約４０乃至５０度の角度を挟んでいることを特徴と
   する請求項１に記載のラジアル軸封リング。 ４　上記中間面（９）が上記シーリング軸線に対して約
   ９０度の角度を挟むように配置されることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載のラジアル軸封リング。 ５　上記中間面（９）が０．５乃至１．０ｍｍの半径方
   向の幅を有している特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載のラジアル軸封リング。 ６　上記中間面（９）が０．１乃至０．５ｍｍの半径方
   向の幅を有している請求項１〜４のいずれかに記載のラ
   ジアル軸封リング。 ７　上記中間面（９）が０．１５乃至０．３ｍｍの半径
   方向の幅を有していることを特徴とする請求項１〜４の
   いずれかに記載のラジアル軸封リング。