JPH0362946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体圧力作用式回転軸シール、特に
ラビリンス型予備シールを備え、減摩軸受レース
を取付け、かつ回転軸シール用の摩耗を受ける廉
価な交換可能な挿入カートリツジを提供する簡単
な構造のシールに関する。

1981年３月３日付、本願と共通の譲受人に譲渡
された米国特許第4253713号には、ハウジング内
孔を通つて突出しかつ減摩軸受によつて内孔内で
軸を回転支持する流体圧力作用式の高い性能をも
つ回転シールが開示されている。この組立体は、
端面を当接させた静止シールレースと回転シール
レースを含む。この特許の回転軸シールは広範囲
の工業用の使用目的において特定の寸法と材料に
対する要求事項を満足しかつ砂を含んだ液体、汚
水、泥、腐食性かつ摩擦性の環境においても容易
に適用できる。この特許による回転軸シールは、
軸ともに回転する環状ブツシング、環状静止シー
ルレース、環状ネオプレンブーツ、環状回転シー
ルレース、回転シールレースに担持された環状炭
素挿入リング、及び環状弾性シールスリーブを含
むことを特徴とする。これら種々の部品は摩耗
し、それらの交換を必要とする。摩耗を受けるこ
れらの部品としては、主軸受及びシールハウジン
グ構成部品である。保守のための休止時間は比較
的大きく、かつ部品の交換を実施するには或る程
度の困難を伴う。

故に、本発明の目的は改良型回転軸シールを提
供するにあり、該シールは、部品数を最小限に減
らした交換可能なカートリツジスリーブを設け、
該スリーブは、軸シールとして用いられる間その
摩耗に耐えるように特に設計され、かつ回転軸シ
ールを収容する装置の保守のための休止時間を最
小にするように容易にかつ効率よく交換できるも
のである。

本発明の他の目的は、交換可能な摩耗スリーブ
カートリツジがラビリンス予備シールブツシング
と協働して、環状静止シールレース、環状回転シ
ールレース、交換式摩耗スリーブカートリツジ及
びラビリンス予備シールブツシングによつて形成
された圧力作用式確動流体シールを構成するラビ
リンス予備シールを提供する。

本発明は、軸とハウジング内孔間に配置された
減摩軸受によつてハウジング内孔内で、その軸線
まわりに回転支持された軸を密封するための流体
圧力作用式回転軸シール組立体を関する。この減
摩軸受は、ハウジングに固定された軸受外レース
と、軸に固定されかつ軸と共に回転する軸受内レ
ースをもつ。このシール組立体は、減摩軸受に隣
接しかつハウジングの高圧側において軸に固定さ
れた環状ブツシングを含む。さらにこのシール組
立体は、軸受と、ハウジングに作動的に固定され
かつハウジングと減摩軸受内で軸方向に配置され
かつ軸方向に対向する末端面を有するブツシング
間の環状静止シールを含む。回転式環状シールレ
ースは、ブツシングに作用的に結合され、ブツシ
ングと減摩軸受間で軸方向に固定されかつ軸方向
に対向する末端面をもつブツシングとの間の実際
には必ずしもそのとおりではない環状静止シール
レースを含む。回転環状シールレースは、ブツシ
ングに作用的に固定されかつ静止シールレースの
対向する末端面と密封的に係合する末端面をも
つ。本発明の特徴は、ハウジング内孔に密封固定
的に取付けられた交換可能な摩耗スリーブキヤリ
ツジを含み、かつ環状ブツシングは、軸に固定さ
れかつ前記ラビリンス予備シールブツシングと交
換可能な摩耗スリーブキヤリツジ間のラビリンス
予備シールをもつ。

好ましくは、前記ハウジングに前記環状静止シ
ールレースと当接して対向する回転シールレース
の末端面と弾性的に結合した押圧密閉くさびを有
する。密閉くさびは環状回転シールレースに偏倚
力を作用して当接するシールレース末端面間に正
確に閉鎖力を発生する。密閉くさびは、粘着を起
さないゴム駆動型ばねとして作用しかつ回転シー
ルレースの内側に流入する液体及び異質材料を防
止する。よつて、密閉くさびは、ブツシングから
回転シールレースへの主要または緊急駆動機能を
実施することができる。

ラビリンス予備シールの下流に確動的な流体シ
ールレースを保証するために、変換可能な摩耗ス
リーブとハウジング間、ラビリンス予備シールハ
ウジングと回転環状シールレース間、及び静止シ
ールレースとキヤリツジ間にＯリングが配設され
る。

図面を参照しつつ以下に本発明を説明する。

本発明がそれを改良する上記のシールである米
国特許第4253713号によれば、軸１０は、減摩軸
受１４によりハウジング１２内でその軸線まわり
に回転支持される。軸は、六角形断面部分１０ａ
と、減摩軸受１４によりその支持部の区域内の第
１小直径円筒形部分１０ｂを含み、それにより、
肩部１８を形成する。回転軸シール組立体１６
は、軸の小直径部分１０ｂとハウジング１２間に
配置される。従来の発明に係る装置とは異なり、
回転シール組立体１６は、その中に配設された減
摩軸受１４を含む。すなわち、回転軸シール組立
体１６は、多数の基本構成部品から成る。これら
の部品は、交換可能摩耗スリーブ２０と、ラビリ
ンス予備シールブツシング２２と、シールくさび
と、確動駆動環状回転シールレース２６と、確動
固定環状静止シールレース２８である。

ハウジング１２は、その一端に末端横壁３０を
含み、該横壁内に内孔３２と穴ぐり３４が形成さ
れ、内孔３２と穴ぐり３４とは、肩部３６を形成
する。交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０
がハウジング内孔３２と穴ぐり３４間に固定取付
けられる。交換可能な摩耗スリーブカートリツジ
２０は、円筒形であつて、カートリツジ、小直径
部分２０ｂから半径方向に偏位した部分２０ａを
含む。部分２０ａは、穴ぐりに押しはめられるよ
うに、穴ぐり３４の直径のオーダの外径をもつ。
部分２０ａは、減摩軸受１４の外レース３８が２
０ａ内に押しはめられるように外レース３８の外
径と同じサイズをもつ。このようにして、部分２
０ａは減摩軸受の外レース３８を固定取付けられ
る。交換可能な摩耗スリーブカートリツジの偏心
部分２０ａと２０ｂは半径方向肩部４０を形成し
これに減摩軸受１４の外レース３８が当接する。
カートリツジ２０の小直径部分２０ｂは内孔３２
の直径よりも僅かに小さくかつこれにはめ合う外
径をもつ。

不都合な流体媒体がケーシング１２の内部に入
り減摩軸受１４に影響するのを防ぐ、ラビリンス
予備シールと効果的な動的流体シールの適正作用
として重要なことは、交換可能な摩耗スリーブ２
０の内孔４２と第１穴ぐり４４の適正なサイズ決
定である。内孔４２はカートリツジ２０の部分２
０ａと２０ｂ間の接合部で短い距離にわたつて延
び、かつ穴ぐり４４とで肩部または止め部４６を
形成し、この肩部に静止シールレース２８の内側
末端面２８ａが当接する。環状静止シールレース
２８はＬ形の半径方向断面をもち、シールレース
２８はリング形状をもちかつさらに外側軸方向末
端２８ｂをもち、この面は回転環状シール面２６
の対向する軸方向末端面２６ａと当接する。さら
に、金属で造られるこの部材はその外周面２８ｄ
に、Ｏリングシール５０を受入れる環状溝４８を
もつ。環状静止シールレース２８の外径は穴ぐり
４４の直径よりもわずかに小さいが、Ｏリングシ
ール５０の直径は、環状静止シールレース２８と
交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０との間
で確動的な流体圧力シールを有効に形成するため
弾性的に変形されかつ環状静止シールレース２８
をそれに摩擦的に固定するように機能するように
定められる。第１図から明瞭なように、静止シー
ルレース２８は、第１図の直径上で対向する半径
方向溝または溝孔５２を有し、この中に減摩軸受
の外レース３８がはめあわされる。これらの溝孔
は、交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０の
肩部４６を越えて軸方向に突出する固定用タブ５
４を受入れる。固定用タブ５４は、それと適合す
る溝５２と係合することにより、静止シールレー
ス２８が該レールと、接触する回転シールレース
２６との間に発生した力によつて回転する可能性
を最小にする。カートリツジ部分２０ｂの外周辺
は環状溝５６と当接し、この溝内にＯリングシー
ル５８が配置され、このシールはカートリツジと
ハウジング１２の内孔３２との間で圧縮され、有
効な確動流体シールを形成して圧力のある外部流
体媒体がその点でハウジング１２の内部に入るの
を防ぐ。カートリツジ２０は、内孔３２及び穴ぐ
り３４に取付けられかつねじ孔６３においてケー
シング１２内にねじ込まれる一連のねじ６０とそ
れに用いるワツシヤ６２によつて所定位置に固定
される。ワツシヤ６２の外縁は減摩軸受１４の固
定された外レース３８の上に位置してこのレース
をカートリツジ２０の大直径部分２０ａ内の所定
位置に維持する。

環状ラビリンス予備シールブツシング２２は、
軸１０に固定取付けられる。これに関して、円筒
形状の環状ブツシングは、それが取付けられる軸
１０の第１小直径部分１０ｂの直径のオーダーの
内孔６４をもつ。ブツシング２２は、軸１０の六
角部分１０ａより大きいサイズの一端内に六角断
面の軸方向凹部６６を有し、このようにして肩部
６８を形成し、該肩部は軸の肩部とその中に挿入
されるとき当接する。凹部６６は正方形断面とす
ることができ、その機能は、ブツンシングを軸に
キー止めにすることである。ブツシング２２の反
対端７０は減摩軸受内レース７２の一末端面と当
接する。軸受内レース７２は、それが取囲む軸部
分１０ｂの直径とほぼ同じ内径をもつ。軸１０
は、コツターピン７７によつてキー止めされた六
角ナツト７４と当接する別の小直径ねじ山部分１
０ｃ内にその末端を置く。ワツシヤ７６は、六角
ナツト７４と減摩軸受内レース７２の末端面間で
軸上に配置される。よつて、ラビリンス予備シー
ルブツシングは、減摩軸受内レース７２と軸肩部
１８間で軸方向に固定される。

ラビリンズ予備シールブツシング２２はラビリ
ンス予備シールの軸方向外方及び半径方向内方部
材として機能する。ラビリンス予備シールブツシ
ング２２は第１図に示すように半径方向に拡大さ
れた頭部またはカラー２２ａと、第１小直径部分
２２ｂと、別の小直径部分２２ｃと、最後の小直
径部分２２ｄを含む。カラー２２ａは末端面２２
ｅ内に環状溝７８を含み、末端面２２ｅは、交換
可能な摩耗スリーブカートリツジ２０の軸方向に
突出する先端部分２０ｃの半径方向幅よりも大き
い半径方向幅をもつ末端面２２ｅ内に環状溝７８
を含む。さらに、カートリツジの軸方向突出部分
２０ｃは、溝７８の底部より手前を末端とするよ
うな長さをもつ。さらに、ラビリンス予備シール
ブツシング２２の小直径部分２２ｂの直径は、交
換可能な摩耗スリーブカートリツジの穴ぐり４４
の直径よりも幾分小さい。円環状のラビリンス予
備シール通路８０は、従つて、圧力の下で、汚損
流体媒体がハウジング１２の内部に到達すること
に対して設けられる。ラビリンス予備シール８１
は、ハウジング１２の内部から流動上流にあつて
ケーシング１２の軸方向手前のＯリング５０を末
端とすることが判る。カートリツジ２０の穴ぐり
４４及び小直径部分２２ｃと２２ｄは、互いに隔
たりかつそれらの間に動的シール空胴７９を部分
的に形成するように寸法づけられる。

本発明の簡単化されしかも高度に効果的な回転
軸シール組立体１６の重要な点は、環状回転シー
ルレース２６の構造と取付状態にある。環状回転
シールレース２６は、くさび空胴をもつリング状
シール要素でありかつ金属類で形成されたＬ形断
面をもつ。その外径は環状静止シールレース２８
の外径のオーダーの大きさであり、かつ２６ｂに
おける軸方向外側端面は軸方向内側末端面２６ａ
よりも小さい半径方向の幅をもつ。末端面２６ａ
は、環状静止シールレース２８の軸方向外方の半
径方向に狭い環状末端面２８ｂと当接しこれをこ
する。静止シールレース２８は、凹部２９を有し
狭い環状末端面２８ｂを形成し、この凹部は、回
転シールレース２６の末端面２６ａに内部流体圧
力を加えさせ、この内部圧力は、シールくさび２
４の半径方向外側に位置する軸方向外側末端面２
６ｂの小部分に加えられる外部流体圧力を補償す
る。そのうえ、これによつて回転シールレースと
静止シールレース間の面接触面積を減ずる。従来
は、このような回転軸シール組立体のシールレー
スは、意図して炭化タングステンで造られ、かつ
それらの接触面は極めて平滑であつた。これによ
つて、可成りの摩擦接触面積を密封作用に対して
不都合にさせる。本発明におけるシールレース２
６及び２８も、炭化タングステンで造られるが、
環状静止シール２８の軸方向外側末端面２８ｂが
極めて狭くかつ回転シールレース２６の対向する
接触末端面２６ａに関して制限された表面面積を
もつことに加えて、これらの接触末端面の一方は
つや消し仕上げされ、一方、他方の末端は、鏡仕
上げされる。当接末端面２６ａと２８ｂの間の接
触面積を増大することにより、回転シールレース
２６の軸方向外側末端面２６ｂに作用する外部か
ら作用する圧力に打勝つのに用いられる回転シー
ルレース２６への逆向き圧力面積を減ずることが
考えられる。

本発明のシールに作用する逆向き圧力は、表面
面積をこの圧力にさらすのを防止して回転軸シー
ル組立体に匹敵するのに負圧の平衡を要しない制
御された正圧を発生する特徴をもつように設計加
工することによつておおむね無くすことができ
る。他のシールとは異なり、本発明による設計
は、シール平衡を維持するために外部逆方向圧力
面積によものではない。しかし、静止シールレー
ス２８内の凹部２９（または回転シールレース２
６の対向面内の同様な凹部）によつて形成された
内部逆方向圧力面積を図のように加えることもで
き、高圧作用時の平衡を維持する。外部逆向き圧
力面積を無くすことは、また細かい砂などの収集
区域を無くすことができ、これにより埃つぽい環
境における過早なシールの故障を無くすことがで
きる。このような外部逆向き圧力面積は通常、静
止シール面と当接する部材の末端面から軸方向に
開口する回転シールレースの外周内の環状凹部に
よつて形成される。これは、静止及び回転レース
の外径を同一寸法に保ち、かつ回転レース面上の
凹形シール面を無くすことにより達成される。こ
れは、さらに、回転シールレースに対してシール
くさび２４を半径方向に位置させ、外部流体圧力
にさらされる平方インチの表面積を無くすことに
よつて回転シールレース２６の背部に発生した過
剰圧力を防止して達成される。ゆえに、本発明
は、回転シールレース２６と静止シールレース２
８間の軸方向の当接接触を介して達成される動的
シールの平衡点を変える極めて効果的な構造を提
供する。カートリツジ２０の穴ぐり４４と回転環
状シールレース２６間のすきまは、シールレース
２６と２８の対向する接触末端面により得られる
動的シールを導くラビリンス圧力通路８０の一部
を形成する。環状回転シールレース２６の内径
は、ラビリンス予備シールブツシング２２の凹形
部分２２ｃの外径よりも幾分大きく、かつそれか
ら隔てられている。さらに、ラビリンス予備シー
ルブツシング２２は、その部分の小直径部分２２
ｃ内に環状溝８２を有し、溝８２はＯリングシー
ル８４を含み、その直径は、流体媒体がこの点で
ケーシング１２の内部に進入するのを防ぐ確動圧
力流体シールを形成するために回転環状シールレ
ース２６の内周に対して圧縮されるように定めら
れる。

回転環状シールレース２６の軸方向長さは、回
転環状シールレースの外側末端面と、ラビリンス
予備ブツシング２２の小直径部分２２ｂと２２ｃ
によつて形成された軸方向末端面８８との間に可
成り大きい軸方向すきまが形成されるように定め
られる。回転環状シールレース２６は、シールく
さび２４によつてラビリンス予備ブツシング２０
に弾性的に連結される。ゴムあるいは同様なエラ
ストマ材料で造るのが好適なシールくさび２４は
環状でかつ長円形またはダイヤモンド形の断面形
状をもつ。ブツシング２２の肩部８８はＶ形断面
の環状溝９０を有しかつ回転環状シールレース２
６の外側末端面２６ｂは同様な大きさのＶ形溝９
２をもつ。シールくさび２４の両軸方向末端はシ
ールくさびを圧縮変形させて各溝９０，９２内に
はめ合わされる。シールくさびは、軸とともに回
転するように軸に締付けられた予備ブツシング２
２に回転環状シールレース２６を圧縮取付ける機
能をもつ。シールくさびはゴム製の粘着しないば
ねとして機能し、かつばねまたはベローズにより
かつ砕片で衝撃を受ける標準シールとは著しく異
なる。この衝撃は、ばね張力効果を阻害するのに
反し、シールくさびは、その弾性偏倚力を維持し
つつすきま８６を維持しかつ環状静止シールレー
ス２８の外側末端面２８ｂに対して環状回転シー
ルレース２６の軸方向内側末端面２６ａを偏倚し
ようとするその弾性偏倚力を維持する。しかし、
シールくさびは、回転シールレース２６を介して
ブツシング２２から駆動機能を実施するが、本発
明は回転シールレースを駆動するため、第１図に
示すように金属駆動ローブ９４を用いている。ロ
ーブ９４は、第１図において、ラビリンス予備シ
ールブツシング２２の軸方向肩部８８から軸方向
に突出しかつ互いに円周方向に120゜ずつ隔たる。
これらの金属駆動ローブ９４は、環状回転シール
レース２６の内周内で軸方向に延びる溝孔９６内
に突出しかつ軸１０の軸回転によつて該レースを
確動的に駆動するように機能する。くさび及びリ
テーナの形状変形は、密封媒体の粘性または化学
的性質により密封媒体との適合性をもつように実
施できることが考えられる。

回転軸シール部品が協働して構成した高度に優
れた圧力保持用の部品組立体は、第１図を参照し
て極めて明瞭に理解できる。これに関し、最初の
段階は、ブツシング２２上でかつ環状溝８２内に
Ｏリング８４を配置することである。Ｏリング８
４は、まず、グリースを薄く塗られる。シールく
さび２４は次にブツシング内で溝９０内に軸方向
に配置される。次いで回転環状シールレース２６
が、Ｖ形溝９２がシールくさび２４の他端を受
け、Ｏリングシール８４が回転シールレース２６
の内周と平たんになりかつローブ９４が回転シー
ルレースの各軸方向溝孔９６内に突出するよう
に、ブツシング２２の小直径末端部上を滑動され
る。

次に、Ｏリングシール４８は、静止レースの外
周上の溝４６内に配置され、Ｏリングシール５８
は、カートリツジの小直径部分２０ｂ上の円周方
向溝５６内に配置される。Ｏリングシール４８を
取付けた静止レース２８は、次に該レース内の連
結用溝孔５２を交換可能な摩設スリーブカートリ
ツジ２０の軸方向に突出するタブ５４と適合させ
て交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０内に
配置される。密封された減摩軸受１４は、カート
リツジの半径方向拡大部分２０ａ内に装着され
る。カートリツジ２０をハウジング１２内に装着
したのちに、六角ナツト７４とワツシヤ７６がね
じ山付き軸部分１０ｃに取付けられ、ねじ締めら
れて回転軸シール組立体１６の要素及び協働する
減摩軸受１４を軸１０に固定する。スナツプリン
グまたは他の類似の装置を用いることもできる。
ねじ６０とワツシヤ６２がこれらを受けるハウジ
ング１２内のねじ穴６３にねじはめられて、交換
可能な摩耗スリーブカートリツジ２０を所定位置
に固定する。分解については上記と逆の手順に行
うことができる。

重要なことは、ねじ６０とワツシヤ６２と同様
に六角ナツト７４とワツシヤ７６を除去すると、
減摩軸受１４を軸方向に取外すことにより交換可
能な摩耗スリーブカートリツジ２０に直接接近で
きる。カートリツジ２０は、予備シールブツシン
グ２２、シールくさび２４及び確動駆動回転レー
ス２６を含む組立体１６の構成部品を妨げずに取
外すことができる。交換可能な摩耗スリーブカー
トリツジ２０は、交換を必要としない限り再使用
できる。これらの構成部品の予備組立体は容易で
あり、かつ回転軸シール１６を速かに再び完成す
ることができる。

この改良された回転軸シールは、部品交換を容
易にかつ効率よく貢献し、同時に保守のための休
止時間を最小にする多くの特色をもつ最小数の部
品をもつて構成できる。この場合、交換可能な摩
耗部材を構成する交換可能な摩耗スリーブカート
リツジは、適正な荷重の高さを保証するために静
止レース用の肩部をもつ。軸方向に突出するその
固定用タブは、静止レースの下側のはめ合い溝と
係合する。スリーブの外径は、スリーブカートリ
ツジとハウジング内孔との間の媒体の漏洩を防止
するＯリングを受入れるために溝が設けられてい
る。主な重要性としては、カートリツジの突出す
る小直径部分２０ｃは、ラビリンス予備シールブ
ツシング２２の頭部２２ａ内の環状溝７８と密接
にはめ合うが、カートリツジの小直径部分２０ｂ
の内周に対しブツシング２２の外周の大部分の長
さと同様にそれから隔たり、狭いすきまのラビリ
ンス予備シール通路８０を提供し、これにより密
封された空胴内及び空胴の周囲から砂や汚染物を
無くするという事実である。好ましくは、カート
リツジの大直径部分２８の外周部に平たん部分９
８が設けられ、これは対向するカートリツジの平
たん部分（図示せず）と適合して、２つのカート
リツジ２０が関連ハウジング内で回転するのを防
ぎ、ただし２つのカートリツジはこの機能を果す
のに必ずしも必要ではない。他の保持装置が、キ
ーみぞのような、この実施例におけるような単軸
シール目的に用いることができる。

ラビリンス予備シールの第２部材を形成するラ
ビリンス予備シールブツシング２２は予備シール
ラビリンス通路８０を形成する。肩部８８に９０
において溝を設けたブツシング２２は、回転環状
シールレース２６を環状静止レース２８に向けて
偏倚するゴム駆動ばねとして機能するシールくさ
び２４の半部分を受入れる。ラビリンス予備シー
ルブツシングの外周部には溝８２が設けられ、こ
の溝は回転環状シールレース２６と接触するバツ
クアツプＯリングシール８４を担持する。円周方
向に等間隔に配列された３つの駆動ローブ９４
は、回転環状シールレース２６に形成された適合
する溝９６と係合して、密封される媒体が、或る
場合にバツクアツプ駆動部材として機能するシー
ルくさび２４によつて回転レースに向けて多量の
駆動力を必要とするチオキサントロピカル性のも
のである場合に確動機構を保証する。好ましく
は、ラビリンス予備シールブツシング２２は、環
状静止シールレース２８に対し回転環状シールレ
ース２６のシール面への好適な負荷を与えるため
に精密な公差をもつて形成される。六角形凹部６
６を含むラビリンス予備シールブツシングのカラ
ーまたは頭部２２ａは、軸１０の同一サイズの六
角形に形づけられた大直径部分１０ａを受入れ
て、確動的なブツシング駆動力を発生する。

シールくさび２４の軸方向長さと同様に、ラビ
リンス予備シールブツシング２２及び回転シール
レース２６それぞれ内の対向するＶ形溝９０及び
９２の形態と深さは、圧縮力を受けた状態で回転
環状シールレース２６に適切なばね張力を保証
し、シールレース２８及び２６それぞれに動的シ
ール面２８ｂ及び２６ａ間に適正な閉鎖力を発生
する。さらに、既述のように、シールくさびは非
粘着性ゴム駆動ばねを形成し液体及び異物材料が
回転レースの内側に進入するのを防ぐ。さらに、
シールくさびは、もしブツシング２２上の金属駆
動ローブが不作動になると駆動機能を行うことが
でき、または主駆動装置として機能する。

ゴムのばね／シールくさび２４の他の半部に対
しリテーナとして機能する確動駆動回転環状シー
ルレースはラビリンスブツシング２２上の適合駆
動ローブと係合する３つの駆動溝孔を有してい
る。内周は副Ｏリングシール８４用の内側シール
面をもち、その末端面は静止シール面への適合面
として機能する、確動固定環状静止シールレース
２８は、カートリツジ２０の穴ぐり４４に当接す
る主Ｏリングシール４８を受入れる溝をその外周
に設ける。確動駆動は、180゜離れかつシールくさ
び２４に加えられた圧縮力の下でカートリツジ２
０上の適合固定用タブを受ける静止レースの末端
面２８ａ上の２つの固定用溝孔によつて達成され
る。密封される流体媒体の化学的性質により、
種々のＯリングとシールくさび２４をつくるのに
広い範囲の異なる材料が用いられることが考えら
れる。Ｏリングは、この場合シールくさび２４に
用いるものとしてエラストマ材料を用いることが
できる。残りの構成部品は交換可能な摩耗スリー
ブカートリツジ２０及びラビリンス予備シールブ
ツシング２２を含み不銹鋼のような金属でつくる
ことが好ましい。シールレース構成部品は炭化タ
ングステン、セラミツク、炭化シリコン、炭素、
不銹鋼、ニツケルレジスト、鋳鉄またはこれらの
任意の組合せ材料で造られる。

改良型回転軸シールはシール平衡性を提供する
ように構成され、密封媒体にさらされる表面はこ
のシステム内の圧力を、圧縮されたシールくさび
２４の偏倚作用によつて加えられる圧力でなく自
動的に付加閉鎖圧力シール面に作用させる。

本発明の特定実施例についてその詳細を説明し
たがその種々の変更が本発明の主旨及び範囲から
逸脱することなく本発明に含まれることは当業者
には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の改良型回転軸シール組立体
の主要構成部分の分解斜視図、第２図は、減摩軸
受によつてハウジング内で回転する軸に適用した
第１図の回転軸シール組立体の部分破断斜視図、
第３図は第１図の回転軸シール組立体の断面図で
ある。 図中の符号、１０……軸、１２……ハウジン
グ、１４……減摩軸受、１６……軸シール組立
体、２０……摩耗スリーブ、２２……ラビリンス
予備シールブツシング、２４……シールくさび、
２６……回転シールレース、２８……静止シール
レース、３０……横方向末端面、３２……内孔、
３４……穴ぐり、３６……肩部、３８……外レー
ス、４０……肩部、４２……内孔、４４……穴ぐ
り、４６……肩部、４８……環状溝、５０……Ｏ
リングシール、５２……半径方向溝、５４……固
定用タブ、５６……環状溝、５８……Ｏリングシ
ール、６０……ねじ、６２……ワツシヤ、６３…
…ねじ穴、６４……内孔、６６……凹部、６８…
…肩部、７０……ブツシング末端、７２……軸受
内レース、７４……ナツト、７６……ワツシヤ、
７７……コツタピン、７８……環状溝、７９……
空胴、８０……ラビリンス予備シール通路、８２
……環状溝、８４……Ｏリングシール、８８……
肩部、９０……溝、９２……溝、９４……ロー
ブ、を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸１０とハウジング内孔３２間に配置された
   減摩軸受１４によつてハウジング内孔３２内でそ
   の軸線まわりで回転するように支持された軸１０
   を密封する流体圧力作用式回転軸シール組立体１
   ６において、前記軸受１４は、ハウジング１２に
   固定された外側軸受レース３８と軸１０に固定さ
   れかつそれと共に回転する内側軸受レース７２を
   もち、前記シール組立体１６は、ハウジング１２
   の高圧側の減摩軸受１４に隣接する前記軸１０に
   作動結合された環状ブツシング２２と前記ハウジ
   ングに作動結合されかつ軸方向に対向する末端面
   をもつ環状静止レールレース２８と、前記軸に作
   動連結されかつ前記静止シールレース２８とを含
   み、 前記ハウジング内孔３２に固定取付けられかつ
   その長さの少くとも１つの部分にわたつて前記環
   状ブツシング２２と同心的に配置されかつブツシ
   ングから隔たりそれとの間に環状空胴８６を前記
   減摩軸受の側に形成する交換可能な摩耗スリーブ
   カートリツジ２０と、 前記静止シールレース２８が前記空胴８６内に
   取付けられかつ前記交換可能な摩耗スリーブカー
   トリツジ２０に回転可能に固定され、前記回転シ
   ールレース２６を前記空胴内で前記ブツシング２
   ２にそれと共に回転するように弾性的かつ圧縮的
   に連結する装置２４と、 前記ブツシングと前記カートリツジとを含み、
   前記ケーシング１２の外方にラビリンス予備シー
   ル８１を形成する装置と、 前記交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０
   を含み、前記環状ブツシング２２と前記シールレ
   ース２６，２８が前記空胴８６の内部に確動流体
   圧力シールを形成して外部の流体媒体が前記組立
   体１６を通つてケーシング内に浸入するのを防ぐ
   装置を含むことを特徴とする流体圧力作用式回転
   軸シール組立体。 ２ 前記回転シールレースを前記ブツシングに弾
   性的に圧縮可能に連結する前記装置が前記ブツシ
   ング２２と前記回転シールレース２６間で軸方向
   に配置されたエラストマ製のシールくさび２４を
   含み、かつ前記空胴と前記シールレース２６，２
   ８と前記くさび２４の軸方向長さが、前記シール
   くさび２４が軸方向圧縮力を受けて配置され前記
   シールレースの向い合う末端面２６ａ，２８ｂを
   相互間での接触を密封させる特許請求の範囲第１
   項記載の流体圧力作用式回転軸シール組立体。 ３ 前記ブツシング２２が、前記空胴の半径方向
   末端壁として機能する半径方向に突出する肩部８
   ８を有する小直径部分を含み、前記肩部８８がＶ
   形断面の環状溝９０を含み、前記回転シールレー
   ス２６の軸方向末端面２６ｂが前記肩部８８内の
   前記Ｖ形溝９０に面する対応するＶ形環状溝９２
   を有し、かつ前記シールくさび２４が前記ブツシ
   ング肩部８８及び前記回転シールレース２６それ
   ぞれの前記Ｖ形溝９０，９２内にそれぞれはめあ
   わされ、これにより前記シールくさび２４が軸方
   向の圧縮力を受けて前記シールレース間の確動流
   体圧力シールとして機能する特許請求の範囲第２
   項記載の流体圧力作用式回転軸シール組立体。 ４ 前記ブツシング２２が、前記減摩軸受１４か
   ら遠い方の前記ブツシングの末端に半径方向に拡
   大されたカラー２２ａを含み、前記カラー２２ａ
   が前記交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０
   に近い半径方向末端面に環状溝７８を含み、かつ
   前記交換可能な摩耗スリーブカートリツジ２０が
   減摩軸受から遠い方のその末端において前記カラ
   ー環状溝７８内に配置されかつ前記カラー環状溝
   の半径方向幅よりも小さい半径方向幅を有し、か
   つカラー環状溝の底部の手前の位置を末端とし、
   それにより相互間にラビリンス予備シール通路８
   ０を形成し、かつ前記ブツシング２２及び前記カ
   ートリツジ２０はさらに前記カラー環状溝から前
   記静止シールレース２８及び回転シールレース２
   ６を受入れる前記空胴７９に通じる連続するラビ
   リンス予備シール通路を形成する特許請求の範囲
   第３項記載の流体圧力作用式回転軸シール組立
   体。 ５ 前記確動流体圧力シール装置が、前記環状回
   転シールレース２６の内周に面する前記空胴７９
   において前記ブツシング２２の外周部に環状溝８
   ２と、該環状溝８２内に取付けられかつ前記環状
   回転シール面２６の内周部と密封係合する第1O
   リングと、前記空胴７９において前記カートリツ
   ジ２０の内周に面する前記環状静止シールレース
   ２８に形成された環状溝４８と、前記環状静止シ
   ールレース溝４８内に取付けられかつ前記静止シ
   ールレース２８に面する前記カートリツジ２０の
   内周部と密封係合する第2Oリング５０を含み、
   前記ラビリンス予備シール装置８１の下流におい
   て前記空胴７９内に第１及び第２確動流体シール
   を提供する特許請求の範囲第２項記載の流体圧力
   作用式回転軸シール組立体。 ６ 前記確動流体圧力シール装置が、前記環状回
   転シールレース２６の内周に面する前記空胴７９
   において前記ブツシング２２の外周部に環状溝８
   ２と、該環状溝内に取付けられかつ前記環状回転
   シールレース２６の内周部と密封係合する第1O
   リングシール８４と、前記空胴７９において前記
   カートリツジ２０の内周に面する前記環状静止シ
   ールレース２８の外周部に設けられた環状溝４８
   と、前記環状静止シールレース溝４８内に取付け
   られかつ前記カートリツジ２０の内周部と密封係
   合する第2Oリング５０を含み、それにより前記
   シールレースが前記ラビリンス予備シール装置８
   １の下流において前記空胴７９内に第１及び第２
   確動流体シールを提供する特許請求の範囲第３項
   記載の流体圧力作用式回転軸シール組立体。 ７ 前記確動流体圧力シール装置が、前記環状回
   転シールレース２６の内周と面する前記空胴７９
   内に形成された環状溝８２と該環状溝内に取付け
   られかつ前記環状回転シールレース２６の内周部
   と密封係合する第1Oリングシール８４と、前記
   空胴７９において前記カートリツジ２０の内周に
   面する前記環状静止シールレース２８の外周部の
   環状溝４８と前記環状静止シールレース溝４８内
   に取付けられかつ前記カートリツジ２０の内周部
   と密封係合する第2Oリング５０を含み、それに
   より前記ラビリンス予備シール装置８１の下流に
   おいて前記空胴７９内に第１及び第２確動流体シ
   ールを提供する特許請求の範囲第４項記載の流体
   圧力作用式回転軸シール組立体。 ８ 前記エラストマ製のシールくさび２４が前記
   回転シールレース２６に対し半径方向に配置さ
   れ、前記回転シールレース２６の外周部が、前記
   エラストマ製のシールくさび２４が前記シールレ
   ース２６，２８の接触する末端面２６ａ，２８ｂ
   間で軸方向係合を維持する主要力を提供する状態
   で、前記回転シールレース２６と前記静止シール
   レース２８間に平衡圧力シールが実現されるよう
   に凹形部が設けられていない特許請求の範囲第２
   項記載の流体圧力作用式回転軸シール組立体。 ９ 前記環状回転シール２６と前記環状静止シー
   ルレース２８の一方が環状凹部２９を含み、末端
   面２８ｂにおいてその半径の一部分にわたつてそ
   の内周部上で前記他方のシールレースの対向末端
   面２８ａと密封係合して、前記ラビリンス予備シ
   ール８１を介して前記環状回転シールレース２６
   に作用する外部流体圧力に抗する装置を形成する
   特許請求の範囲第１項記載の流体圧力作用式回転
   軸シール組立体。