JPH0293169A

JPH0293169A - 回転体シール用パッキン

Info

Publication number: JPH0293169A
Application number: JP63245366A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Takamure; 高牟▲れい▼　辰雄
Original assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Current assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Nihon Valqua Kogyo KK
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-03

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】発明の技術分野本発明は、主として回転軸とケーシングのような相対的
に回転運動する部材間に配置され、流体の漏れを防止す
る回転体シール用パツキンに関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点相対的に運動する二部材間、たとえば、相対的に回転し
得る回転軸と、ケーシングとの間をシールする機械要素
として、オイルシール、０リング、Ｘリング等の回転軸
用パツキンが知られている。

たとえば第１４図に例示されるようなオイルシール２は
、油のシールだけでく、水その他流体のシールにも用い
られ、回転軸６のシール用として最も多く用いられてい
る。このようなオイルシール２は、他のシール部材に比
較して低トルクで完全なシールが長期間保証でき、また
軸ぶれに対する許容性が広く、しかも限界速度も高いな
ど比較的広い使用範囲に耐える等の利点を有する。

しかしながら、その反面、リップ部４が薄く軸方向に細
長い断面形を有するため、軸を締めっける力（緊迫力）
は−船釣に小さい。したがってシール圧力が低く　（せ
いぜい２〜３ｋｇｒ／ｃｄ）　、圧力が高くなると、リ
ップのはみ出しが起るなど不具合を生じるので使用でき
ないという不都合を有している。

一方、第１５．１６図に例示されるＯリング８、Ｘリン
グ１０等のパツキンは、シール圧力が比較的高く耐圧性
を有するが寿命が短いという不都合を有している。

回転軸のシールでは一定の部分で摺動するから、ピスト
ンのような往復動に比べて摩擦熱による局部的な温度上
昇により、熱の蓄積が多く放熱が少ない。また重要なこ
とは、密封流体のシール面での入れ替りが少ない等に起
因して、これら０リング８、Ｘリング１０等のパツキン
のシール面と回転軸６との間には密封流体膜が存在し難
いということである。たとえパツキンの熱的変形等によ
りパツキンと回転軸との間に隙間が生じて密封流体膜が
存在したとしても、それは局部的であり、パツキンの全
周にわたっていない。その結果、０リング８やＸリング
１０等のパツキンを回転体のシール用に用いた場合には
、パツキン自体が摩擦熱などにより摩耗され、シール寿
命が短いという欠点を有していた。

すなわち、相対的に回転する部材間において使用される
回転体シール用パツキンにあっては、回転体とパツキン
のシールラインとの間には常に密封流体の薄い膜の存在
が必要であり、この部分の膜が途切れると、その部分に
摩耗が生じ、シール寿命が短くなるという不都合を有す
る。

しかしながら、高圧の流体をシールするための簡便なシ
ールパツキンとしては、従来ではＯリングおよびＸリン
グしか知られていなかった。したがって、パツキンと回
転体との間に密封流体の薄い膜を形成することは重要な
ことであったが、高圧の流体をシールするためには、密
封流体の薄い膜が形成され難い従来のＯリングもしくは
Ｘリング等のパツキンを用いざるを得なかった。

発明の目的本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、回転体シール用パツキンの潤滑特性の改善を図ること
により、特に高圧流体をシールするためのパツキンとし
ての寿命を大＋１１に改善することにある。

発明の概要このような目的を達成するために、本発明に係る回転体
シール用パツキンは、弾性材からなるパツキン本体にお
ける回転体に摺接する側の周面に、周方向に連続する少
なくとも一条の環状突起を有し、該環状突起のシールラ
インの少なくとも一部は回転体の回転軸線に対して、鋭
角もしくは鈍角の任意の角度に傾斜していることを特徴
としている。

このような本発明に係る回転体シール用パツキンによれ
ば、パツキン本体の周面に形成された環状突起のシール
ラインの少なくとも一部は、回転体の回転軸線に対して
鋭角もしくは鈍角の任意の角度に傾斜していることから
、シールラインに直角方向、言い換えれば漏れ方向の摺
動速度Ｖは、回転体の摺動速度Ｖ　に対して、ｖ＝ｖ　φｅＯ８θの関係になる。また、シール隙「間りはｈｏｃ・μΦＶ　・ｅＯ８θ／Ｐとなり、密封「流体圧力Ｐが高くなるとシール隙間りは減少し、シール
面の潤滑が難しくなるが、本発明では、漏れ方向の摺動
速度Ｖを大きくとれるので、シール隙間りは大きくなり
、シール面の潤滑が良好となり、シール寿命を大１１に
改善できる。なお、式中、θはシールラインと回転軸と
の角度、μは密封流体の粘性係数である。

発明の詳細な説明以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る回転体シール用パツキ
ンの縦断面図、第２図は同パツキンの使用例を示す断面
図、第３〜９図はそれぞれ本発明のその他の実施例に係
る回転体シール用パツキンの縦断面図、第１０〜１３図
は本発明に係るパツキンの他の使用例を示す断面図であ
る。

第１図に示すように、本発明の一実施例に係る回転体シ
ール用パツキン２０は、断面略矩形状で全体がリング状
のパツキン本体２２を有する。このパツキン本体２２の
内周面には、周方向に連続する少なくとも一条の環状突
起２４がパツキン本体２２と一体に形成されている。こ
の環状突起２４の稜線は、後述する回転体としての回転
軸６に圧接し、密封境界線としてのシールライン２６を
構成する。

本発明では、このような環状突起２４の稜線すなわちシ
ールライン２６の少なくとも一部が、回転体としての回
転軸６の回転軸線２８に対して、鋭角もしくは鈍角の任
意の角度θ、θ”に傾斜するように、環状突起２４をパ
ツキン本体２２の内周面に一体に形成しである。

シールライン２６の回転軸線２８に対する鋭角の角度θ
は、９０度より小さければ何度でも良いが、好ましくは
２０〜８９．５度、特に好ましくは７５〜８９．５度が
良い。

このようなパツキン２０を構成する材料は、弾力性を有
する材質であれば何でも良く、特に限定されないが、Ｎ
ＢＲ，ニトリルゴム、ウレタン、アクリル、シリコンゴ
ム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等が用いられる。

次に、本実施例に係る回転体シール用パツキン２０の使
用例を第２図に基づき説明する。

第２図に示すように、本実施例に係るパツキン２０は、
ケーシング３０の内周面に形成されたパッキン溝３２内
に装着され、回転体としての回転軸６とケーシング３０
との隙間をシール（密封）し、流体３４がケーシング外
へ漏れるのを防止するようになっている。

このような本実施例に係る回転体シール用パツキン２０
によれば、パツキン本体２２の周面に形成された環状突
起２４のシールライン２６が、回転軸６の回転軸線２８
に対して鋭角もしくは鈍角の任意野角度θ、θ°に傾斜
していることから、回転軸６の回転に伴って、密封流体
３４がその粘性によって、環状突起２４と回転軸６との
隙間りに侵入し、シールライン２６近傍の密封流体３４
による潤滑が可能となる。この潤滑の理論は、たとえば
次のようにして説明することができる。すなわち、シー
ルライン２６に直角方向、言い換えれば漏れ方向の摺動
速度Ｖは、回転軸６の摺動速度Ｖ　に対して、Ｖ−Ｖ　
　−ｅｏｓθの関係になる。

「　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「また、
シール隙間りはｈｃｃ・μ・ｖ−ＣＯ８θ／「Ｐとなり、密封流体圧力Ｐが高くなるとシール隙間りは
減少し、シール面の潤滑が難しくなるが、本実施例に係
るパツキン２０では、従来のＯリング等に比較して、漏
れ方向の摺動速度Ｖを大きくとれるので、シール隙間り
は大きくなり、密封流体３４によるシール面の潤滑が良
好となり、たとえ流体圧力が高い場合でも、高圧による
シール隙間りの減少を補い、シール寿命を大巾に改善で
きる。なお、式中、θはシールラインと回転軸との角度
、μは密封流体の粘性係数である。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば第３図に示すパツキン２０ａのように、パツキ
ン本体２２ａの内周面に形成された環状突起２４ａにお
けるシールライン２６の傾斜方向を周方向途中で変化さ
せるようにしても良い。また、シールライン２６は必ず
しも直線である必要はなく、曲線であっても良い。曲線
の場合には、シールラインの少なくとも一部の接線が回
転軸の軸線に対して鋭角もしくは鈍角の所定の角度で傾
斜していれば良い。このような実施例に係るパツキン２
０ａにあっても本発明の所期の目的は達せられる。

また、本発明は、第４図に示すように、パツキン本体２
２ｂの外周面３ｂに環状突起２４ｂが形成されたパツキ
ン２０ｂに適用することが可能である。このような実施
例に係るパツキン２０ｂは、パツキン２０ｂの外周に回
転体が摺接する場合の密封用として用いられる。

第５図は本発明のさらにその他の実施例を示し、パツキ
ン本体２２ｃの外周面３６に、回転軸線２８に対して直
角な平面で周方向に連続する通常の環状突起３８が形成
され、パツキン本体２２ｃの内周面に第１図に示す環状
突起と同様な環状突起２４が形成されたパツキン２０ｃ
が開示されている。

また本発明にあっては、第６図に示すパツキン２０ｄの
ように、パツキン本体２２ｄの外周面は必ずしも円柱側
面形状である必要はなく、回転軸線２８方向に沿っても
丸みを帯びた形状であっても良い。

さらに本発明にあっては、第７〜９図に示すパツキン２
０ｅのように、パツキン本体２２ｅの内周面（または、
図示しないが外周面）に形成する環状突起２４は、二個
以上であっても良い。その際に、第８図に示すように、
各環状突起２４間の隙間とパツキン本体２２ｅの外周面
側とを連絡するドレン孔４０をパツキン本体２２ｅに形
成するようにしても良い。

また第９図に示すように、パツキン本体２２ｅに形成さ
れた各環状突起２４．２４における各シールライン２４
の回転軸線２８に対する傾斜角相互を異ならしめるよう
にしても良い。

さらにまた、第１０〜１２図に示すように、本発明に係
るパツキン２Ｏｒ、２０ｇは、単独で用いることなくバ
ックアップリング４２と共にパツキン溝に取付けて使用
することもできる。第１０図に示す使用例では、パツキ
ン２Ｏｒの端面に、単純な断面矩形状のバックアップリ
ング４２を装着しである。また、第１１図に示す使用例
では、パツキン２Ｏｆ’の端面に、筒状突起４４が形成
されたバックアップリング４２ａを装着しである。

筒状突起４４の軸方向突出量は、環状突起２４のパッキ
ン本体２２ｒ端面からの距離に応じて変化させである。

第１２図に示す使用例では、パツキン２０ｇに形成され
た２つの環状突起２４間に円筒状のバックアップリング
４２ｂが装着しである。

また本発明に係るパツキン２０〜２０ｇは、単独で用い
ても良いが、第１３図に示すように、２個以上用いるよ
うにしても良い。

なお、上述した実施例では、パツキン本体２２〜２２ｆ
’の断面形状が略矩形状であったが、本発明はこれに限
定されず、円形、楕円形、多角形状等のその他の断面形
状でも良い。

また、本発明に係るパツキンを回転体の密封用途以外の
用途に用いることは可能である。

発明の詳細な説明してきたように、本発明によれば、パツキンの環
状突起と回転体との隙間（摺動面）に、摺動速度Ｖに比
例するシール隙間が生じるので、摺動面での潤滑が可能
となり、その結果、従来のＯリング、Ｘリングと比較し
て、シール寿命が格段に向上する。実験によると、１０
〜１００倍程度向上する。

また、従来、高圧のために、オイルシールでは使用でき
なかった回転部分でのシールが可能となり、シール装置
がコンパクトになる。

さらに、本発明のパツキンは、従来のＯリング、Ｘリン
グ等の感覚で使用できるので、きわめて簡便なパツキン
と言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る回転体シール用パツキ
ンの縦断面図、第２図は同パツキンの使用例を示す断面
図、第３〜９図はそれぞれ本発明のその他の実施例に係
る回転体シール用パツキンの縦断面図、第１０〜１３図
は本発明に係るパツキンの他の使用例を示す断面図、第
１４〜１６図は従来のパツキンの使用状態を示す断面図
である。６・・・回転軸

Claims

【特許請求の範囲】１）弾性材からなるパッキン本体における回転体に摺接
する側の周面に、周方向に連続する少なくとも一条の環
状突起を有し、該環状突起のシールラインの少なくとも
一部は回転体の回転軸線に対して、鋭角もしくは鈍角の
任意の角度に傾斜していることを特徴とする回転体シー
ル用パッキン。２）前記環状突起のシールラインは曲線であり、このシ
ールラインの少なくとも一部の接線が回転体の回転軸線
に対して、鋭角もしくは鈍角の任意の角度に傾斜してい
ることを特徴とする請求項第１項に記載の回転体シール
用パッキン。