JPH0364740B2

JPH0364740B2 -

Info

Publication number: JPH0364740B2
Application number: JP59006409A
Authority: JP
Inventors: Aanesuto Jonsuton Deibido
Original assignee: JOOJI ANGASU ENDO CO Ltd
Current assignee: JOOJI ANGASU ENDO CO Ltd
Priority date: 1983-01-19
Filing date: 1984-01-19
Publication date: 1991-10-08
Also published as: GB8301470D0; JPS59137665A; GB2133841A; EP0114738A2; DE3481021D1; GB2133841B; ATE49460T1; US4462600A; ZA84277B; ES276915U; EP0114738B1; ES276915Y; EP0114738A3

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、回転流体シール、特に、回転軸用オ
イルシールに関するものであるが、本発明は、相
対的に回転可能な部材の間からの流体の漏れに対
するシールも、一般的には、含むものである。

本発明は、本出願人による特願昭56−38028号
（特開昭56−141462号公報）の要旨を形成してい
るシール、特に、その第２及び４図によつて示さ
れている、本明細書の添附図面の第１図に再記さ
れているシールに応用可能な各良を提供するもの
である。

第１図に示されるように、２個の同軸心の相対
的に回転可能な部材１，２の間における流体の漏
れを阻止するための回転流体シールは、相対的に
回転可能な部材１，２の間に実質的に同軸心に浮
遊するように自由に置かれた円形のたわみ可能な
シールリング７から成立つており、このシールリ
ング７は、１対の放射方向に外方に末広がりの、
背中合わせに軸方向に向けられた、それぞれ、対
向面に対して弾性的にもたれるされたシールリツ
プ５，６を有しており、これによつて、シールリ
ング７は、部材１，２が相対回転すると、部材の
内の一方又は他方によつて摩擦によつて回転する
ように駆動されるようになつている。シールリツ
プ５，６は、それぞれ、各対向面１３，１４に、
放射方向に内方及び外方の周辺によつて決定され
る切頭円すい形の接触面１１，１２を提供し、ま
た、対向面１３，１４は、シールリツプ５，６の
接触面によつて面接触をするように放射方向外方
に末広がりで且つ切頭円すい形であり、これによ
つて、シールリング７は、対向面１３，１４の間
にあることによつて実質的に同軸心に置かれるよ
うにし、また、シールリツプ５，６を放射面に向
けて角度的に外方にたわませるようにするシール
リング７の回転による遠心力の効果が、対向面１
３，１４の上における接触面の負担荷重を減少さ
せるようにする。第１図のシールは、また、リツ
プ５及び６の内方の面３２，３３及び３４，３５
の対向する末広がりの対の間において放射方向に
作用をする伸縮性のある、より大きなばね３１を
有しており、接触面１１及び１２を対向面１３，
１４に向かつて弾性的に間接的に負荷するよう
に、リツプ５，６を離れるようにさせている。

特願昭56−38028号の明細書の中に一層詳細に
記載されているように、第１図に示されるような
シールは、使用の際には、一つのケーシングリン
グ１によつて軸Ｓの上に弾性的なブシユ２０によ
つて流体を漏れ止めされて取付けられ、また、他
のケーシングリング２によつてハウジングＨの中
に流体の漏れのないように取付けられる。

このシールの目的は、油側と呼ばれ且つ図には
記号Ｏによつて示されているハウジングの内部か
ら空気側と呼ばれ且つ図には記号Ａによつて示さ
れている外部に、油の漏れることを阻止すること
にある。

第１図によつて示されているシールは、次ぎの
ような作用をする。

軸Ｓが回転し始める時は、シールリング７は、
対向面１３と一諸に回転する傾向となるが、しか
しながら、対向面１４に対する摩擦はリング７の
回転を拘束する傾向となり、これによつて、リン
グ７の回転速度が軸Ｓの回転速度よりも、より小
さいようにする。回転によつて、リング７のリツ
プ５及び６は、遠心力を受けるが、その効果は、
リツプ５，６を放射面に向かつて外方に角度的
に、対向面１３及び１４から離れるように動かす
傾向とさせる。しかしながら、遠心力によつて透
起される接触面１１，１２のそれらの対向面１
３，１４から離れるようにさせる運動によつて、
リング７に与えられる回転は、摩擦接触の減少の
結果、減少する。それ故、この遠心力の効果は、
減少する傾向となり、接触面１１，１２がそれら
の対向面１３，１４の方にもどつて動くことを許
すようにする。正味の効果は、リング７が浮遊状
態となり、この状態においては、リング７が回転
させられるのに十分に、接触面１１，１２がそれ
らの対向面１３，１４上にもたれるようにさせる
が、しかしながら、140mmの外径のリングにおい
ては、約1000RPMまでの速度の対しては、リン
グ７の回転速度は、接触面が遠心作用によつて接
触を失う程には、高くはないように思われる。

リング７が油の漏れに対してシールしていると
いう事実によつて、接触面１１，１２と、それら
の対向面１３，１４との間には常に油膜があり、
また、この油膜は、対向する表面の間に流体動力
学的シールとして維持される。無論、接触面１１
及び１２の対向面１３及び１４に対する接触とい
う用語は、油膜の介在を有する各目的な接触状態
をも含むことを理解されたい。

第１図のシールリング７は、例えば、140mmの
外径のシールリングに対する1000RPM以上の高
速度における使用のためのシールとして使用する
のに、特に、適している。このシールリングは、
そのＵ字形の基部の中に、遠心力によるねじれに
抵抗するために、剛性を与える金属リング１６を
有している。このリング１６は、また、軸方向に
負荷するガーターばね３１をも有しており、この
ばね３１は、リツプ５及び６の収れんする内表面
３２及び３３にもたれるように常時弾性的に収縮
する傾向となるが、しかしながら、遠心力の下に
おいては、リツプ５及び６の収れんする外面３４
及びび３５にもたれるように伸張する傾向とな
る。いずれの場合においても、ばね３１の効果
は、リツプ５，６を離れるように広げる傾向であ
り、このようにして、接触面１１及び１２のそれ
らの対向面１３，１４に対する静的シールか、又
は、動的シールかを促進させる傾向としなければ
ならない。

発明の概要本発明は、高速度、例えば、400mmの外径のシ
ールリングに対して、3000〜4000RPMの使用に
対して改良されたシールを提供することにある
が、このような高速度、又は、より大きな直径の
シールに対してはより低速度において、シールリ
ング及びガーターばねの両方は、ねじられやす
く、このねじれによつて、接触面と対向面との間
におけるシール接触の維持を損なうことが発見さ
れている。

本発明は、上記の問題を解決することに向けら
れており、また、２個の同軸心の相対的に回転可
能な部材の間における流体の漏れを防止するため
の回転流体シールに応用されるが、このシール
は、相対的に回転可能な部材の軸方向に背中合わ
せとなつている対向面の間において実質的に同軸
心に浮遊するように自由に置かれた円形のたわみ
可能なシールリングから成立つており、このシー
ルリングは、１対の放射方向に外方に末広がりと
なつている、背中合わせに軸方向に向けられたシ
ールリツプを有しており、これらのシールリツプ
は、それぞれ、対向面に対して弾性的にもたれる
ように環状の接触面を与えており、これによつ
て、シールリングが、回転可能な部材が相対的に
回転すると、両部材の内の一方又は他方によつて
摩擦によつて駆動されるようにし、また、シール
リツプは、それらの間に、接触面を対向面に対し
て弾性的に間接的に負荷するように、放射方向に
作用をするばね部材を有している形式のものとな
つているものである。

本発明によると、ばね部材の遠心力による伸張
を許すが、しかしながら、この伸張を制限し、ば
ね部材をシールリツプに対して負荷関係に保持す
る剛性のあるばね保持リングが提供される。

推奨形態においては、このばね保持リングは、
金属製又はプラスチツク製の２個のフランジを設
けられた、実質的にＬ断面のものであり、一つの
フランジは実質的に放射方向に延びているが、こ
のフランジは、一つのシールリツプの対向する内
面の上に載るが、それに固着されることはなく、
また、他方のフランジは、実質的に軸方向である
が、しかしながら、外方に末広がりに、又は、朝
顔形に拡大されており、このフランジは、静的状
態又は低速度状態においてはすきまを有してばね
部材を包囲するが、しかしながら、高速度状態に
おいては、ばね部材によつて接触させられ、遠心
力による延伸を制限し、その負荷を、その放射方
向のフランジが載るシールリツプに伝える。

好適には、ばね部材は、単一の収縮可能なガー
ターばねであるが、しかしながら、他のばね、例
えば、特願昭56−38028号の第３図によつて示さ
れるような多巻きばねを使用することもできる。

実施例の説明以下、本発明をその１実施例を示す添附図面の
第２図に基づいて説明する。

第２図に示されたシールは、第１図の従来技術
のものと同一の種類のものであり、対応する部分
に対しては、同一の参照数字などが使用されてい
る。

本発明によると、設計速度における遠心力の効
果の下においては、ねじられないように十分な剛
性を有する金属又はプラスチツクのフランジを付
けられたリング５０の形状の追加の要素が設けら
れている。

このリング５０は、実質的にＬ字形の断面のも
のであり、また、その放射方向のフランジ５１
が、シールリングのシールリツプ６の内面に載る
ように形成されている。また、リング５０の他の
フランジ５３は、実質的に軸方向ではあるが、し
かしながら、わずかに外方に末広がりとなつてお
り、又は、朝顔形とされている。

軸方向のフランジ５３は、シールリツプ６の内
面５２と、シールリツプ５の内面５４との間の空
間をほとんど横切つて延びており、また、収縮可
能なガーターばね３１を、静的状態及び動的状態
においてすきまを有して包囲している。このばね
３１は、実線で示すように、その時には、リツプ
５の内面５４と、リング５０の放射方向のフラン
ジ５１との間においてもたれ掛かつており、ま
た、その収縮によつて、リツプ５及び６を離すよ
うに押出し、それらの接触面１１及び１２を対向
面１３及び１４に向かつて負荷させる傾向とす
る。

より高い速度において、遠心力は、ばね３１を
その収縮力を克服して伸張させ、リツプ面５４及
びフランジ５１の上におけるばね３１の直接的な
負荷を減少させる傾向とする。いつたん、ばね３
１の収縮力が克服されると、ばね３１は急速に伸
張する傾向となるが、しかしながら、この傾向
は、破線によつて示された、リング５０の軸方向
のフランジ５３に出会う位置に到着したばねによ
つて制限され、この状態において、ばね３１は、
リツプ５の内面５４と、末広がりのフランジ５３
の間においてそれらに接触し、これを介して、遠
心力の下において、ばね３１は、放射方向のフラ
ンジ５１の上に、従つて、リツプ６の上に、荷重
を働かす。

リング５０は、また、他の目的にも役立つもの
である。すなわち、リツプ６の面５２に適合し、
その大部分を覆うように形成されている放射方向
のフランジ５１は、遠心力の下におけるリツプ６
の伸張及びねじれに対抗し、これによつて、シー
ルリング７を、リツプ６のねじれを阻止すること
無しに、安定化させる。リング７の普通には合成
ゴムであるたわみ可能な材料のねじれは、速度の
増加と共に徐々であり且つ漸進的である傾向であ
り、面５２と接触しているリング５０の放射方向
のフランジ５１は、定常的な安定化支持体として
役立つ。

接触面１１及び１２並びにリツプ５及び６の内
面５２及び５４並びにケーシングリング１及び２
の対向面１３及び１４が、実質的に対称的な、同
じ角度の切頭円すい形状として示されているが、
このことは本質的なことではない。設計速度にお
いてつり合い、又は、特別な効果を達成するため
に、一つの側における角度が、他の側における対
応する角度と相違していても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本出願人の先の発明による回転流体
シールを示す断面図、第２図は、本発明の１実施
例を示す断面図である。１，２……相対回転可能部材；５，６……シー
ルリツプ；７……シールリング；１１，１２……
接触面；１３，１４……対向面；３１……ばね部
材；５０……ばね保持部材；５１，５３……フラ
ンジ。

Claims

【特許請求の範囲】１２個の相対的に回転可能な部材１，２の間に
おける流体の漏れを防止するために、相対的に回
転可能な部材１，２の軸方向に背中合わせとされ
た対向面１３，１４の間に実質的に同軸心に浮遊
するように自由に置かれた円形のたわみ可能なシ
ールリング７から成立つており、このシールリン
グ７は、環状の接触面１１，１２を与える１対の
放射方向に外方に末広がりの、背中合わせに軸方
向に向けられたシールリツプ５，６を、それぞ
れ、対向面に対して弾性的にもたれるように有し
ており、これによつて、シールリング７は、回転
可能な部材１，２が相対的に回転すると、それら
の内の一方又は他方によつて回転するように駆動
されるようにし、更に、シールリツプ５，６は、
それらの間に放射方向に作用をするばね部材３１
を、接触面１１，１２を弾性的に対向面１３，１
４に向かつて間接的に負荷させるために有してい
る回転流体シールにおいて、硬いばね保持リング
５０が設けられており、このリング５０は、ばね
部材３１の遠心力による伸張を許すが、しかしな
がら、この伸張を制限し、また、ばね部材３１を
シールリツプ５，６に対して負荷関係に保持する
ようにしたことを特徴とする回転流体シール。２ばね保持リング５０が、実質的にＬ字形断面
の金属又はプラスチツク製の２個のフランジ５
１，５３を付けられたリングであり、実質的に放
射方向の一つのフランジ５１は、一つのシールリ
ツプ６の対向する内面５２に載つているが、しか
しながら、それに固着されることなく、また、実
質的に軸方向ではあるが、しかしながら、外方に
末広がり、又は、朝顔形の他のフランジ５３は、
ばね部材３１を静的状態又は低速度状態において
はすきまを有して包囲するが、しかしながら、高
速度においては、ばね部材３１によつて接触さ
れ、遠心力による伸張を制限し、その荷重を、ば
ね部材３１の放射方向のフランジ５１が載つてい
るシールリツプ６に伝達するようになつている特
許請求の範囲第１項記載の回転流体シール。３ばね保持リング５０の放射方向のフランジ５
１が、一つのシールリツプ６の内面５２の大部分
に適合し且つこれを被覆するように形成されてい
る特許請求の範囲第２項記載の回転流体シール。