JPH0814321B2 - 液体状媒体を密閉するためのシャフトのパッキン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、気体状媒体、特に大気に対して液体状媒体
を密閉するためのシャフトのパッキンであって、シャフ
トのまわりに配置された環状固定部と、シャフトのまわ
りを取り囲みこれに接触する弾性材からなるリップ部
と、固定部とリップ部の間に広がるウェブを備え、リッ
プ部はシャフトに密閉状態に接触する環状のパッキン端
縁と、シャフトのまわりを取り囲む環状突出部を有し、
環状突出部は、運転状態においてシャフトに対して一定
の角度をなしてパッキン端縁から密閉されるべき液体状
媒体に向かってのびる円錐面状内側面を有しているもの
に関する。

従来技術とその問題点 従来のこの種のシャフトのパッキン（ドイツ国特許第
1525882号および同第1101074号参照）においては、液体
状媒体は比較的高い粘性を有する潤滑オイルからなって
いる。それに加えて、液体状媒体は気体状媒体よりもわ
ずかに低い圧力を有しており、その結果、パッキン端縁
の両側にほぼ等しい圧力が及ぼされるようになってい
る。

かかるパッキンの場合には、潤滑オイルがパッキン端
縁およびシャフトの間の隙間を通じて気体状媒体側の空
間に漏れ出すことを防止することが重要である。なぜな
ら、それによって潤滑オイルが失われるからである。

したがって、環状突出部の円錐面状内側面のシャフト
に対する角度が45゜またはこれより大きい値に選ばれて
おり、パッキン端縁のシャフトに対する押圧力を減じる
ような、パッキン端縁およびシャフトの間に対する潤滑
オイルの楔形状の注入が防止される。

しかしながら、この構成は、液体状媒体が、例えば水
からなっていて、小さい粘性を有しており、かつ水の圧
力が気体状媒体の圧力よりも大きい場合には望ましくな
いものであることが明らかである。これは、船舶のスク
リューシャフトのパッキンの場合に当てはまる。

すなわち、この場合には、水は潤滑オイルと異なり粘
性が小さいから、パッキン端縁突出部の円錐面状内側面
のシャフトに対する角度が大きいと、パッキン端縁とシ
ャフトとの間に侵入して水膜を形成することができな
い。このため、パッキン端縁の潤滑が十分に達成され
ず、パッキンの十分な耐用年数を保証することができな
い。

解決しようとする課題 したがって、本発明の課題は、液体状媒体が、例えば
水からなっていて、小さい粘性を有し、かつ水の圧力が
気体状媒体の圧力よりも大きい場合にも、水によるパッ
キン端縁の十分な潤滑を達成し、必要なパッキンの耐用
年数を得ることにある。

課題を解決するための手段および作用 この課題を解決するため、本発明は、液体状媒体を気
体状媒体に対して密閉するためのシャフトのパッキンで
あって、シャフトのまわりに配置された環状固定部と、
シャフトのまわりを取り囲みこれに接触する弾性材から
なるリップ部と、固定部とリップ部の間に広がるウェブ
を備え、リップ部はシャフトに密閉状態に接触する環状
のパッキン端縁と、シャフトのまわりを取り囲む環状突
出部を有し、環状突出部は、運転状態において前記シャ
フトに対して一定の角度をなしてパッキン端縁から密閉
されるべき液体状媒体に向かってのびる円錐面状内側面
を有しているものにおいて、液体状媒体が小さい粘性を
有し、さらに液体状媒体が気体状媒体よりも大きい圧力
を有する場合において、環状突出部の円錐面状内側面は
シャフトに対してたかだか12゜の角度をなしていること
により、液体状媒体のパッキン端縁を通じた気体状媒体
側へのわずかな漏れが生じるようになっており、角度は
液体媒体の粘性率が小さくなるにつれて小さくなるよう
に選ばれることを特徴とするシャフトのパッキンを構成
したものである。

この構成によれば、環状突出部の円錐面状内側面がシ
ャフトに対してたかだか12゜の角度をなしていることに
より、パッキン端縁およびシャフトの間に楔形状に圧力
が加えられる。これによってパッキン端縁が水力学的に
シャフト上に浮かび、パッキン端縁とシャフトの間に液
体状媒体の膜が形成されるとともに、気体状媒体側の空
間にわずかな液体状媒体の漏れが引き起こされる。その
結果、粘性率の小さい液体状媒体が望ましくない潤滑剤
であるにもかわらず、パッキン端縁およびシャフトの間
の十分な潤滑が達成される。

また、環状突出部の円錐面状内側面がシャフトに対し
てなす角度を、液体状媒体の粘性率が小さくなるにつれ
て小さくなるように選ぶことにより、パッキン端縁とシ
ャフトの間に、より鋭角の楔状に圧力が加えられるの
で、粘性率の小さい液体状媒体であってもパッキン端縁
とシャフトの間に容易に導入することができ、上述のよ
うに、パッキン端縁とシャフトの間に液体状媒体の膜を
形成することができる。

このとき、液体状媒体が気体状媒体空間側に漏れ出す
ことは不利な点とならないことが重要である。というの
は、この漏れた液体状媒体は、比較的簡単なよく知られ
た取水装置によって容易に取り除かれ得るからである。

４゜〜８゜の非常に小さい鋭角のテーパ角度を有する
リング状のリップパッキンがすでに知られている（ドイ
ツ国特許第1248399号）。しかしながら、このリップパ
ッキンは、運転制御のための円錐面状内側面とは無関係
であって、むしろ、リップパッキンへの取付け以前の事
柄に関係しており、この円錐面状内側面は、運転状態に
おいて、シャフト上で弾性変形をすることにより除去さ
れるものであり、前述のような押圧とは無関係である。

本発明の好ましい実施例によれば、環状突出部の円錐
面状内側面には水力学的に作用するガイド溝が形成さ
れ、ガイド溝は液体状媒体を気体状媒体側に導くような
形状を有している。そして、意図された気体状媒体側空
間への液体状媒体の流れが促進され、強められる。

本発明の別の好ましい実施例によれば、ガイド溝はパ
ッキン端縁に向けられたピッチを備えたネジ溝として形
成され、ガイド溝は環状突出部の周囲をネジ溝の少なく
とも１回転分だけ取り囲んでいる。これによって、簡単
な方法で、ピッチを対応して変えることにより、ガイド
溝の導水の強さをその都度必要に応じて調節することが
できる。

実施例 以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施
例について説明する。

第１図は、本発明の１実施例のシャフトの軸方向に沿
った断面図である。この実施例は、本発明を船舶のスク
リューシャフトに適用したものであり、この場合、密閉
されるべき水は小さい粘性を有し、さらに水が大気より
も大きい圧力を有している。

第１図において、リップパッキンは、シャフト（７）
のまわりに配置された環状固定部（１）と、シャフト
（７）のまわりを取り囲みこれに接触する弾性材からな
るリップ部（３）と、固定部（１）とリップ部（３）の
間に広がるウェブ（２）とを備えている。

リップ部（３）はシャフト（７）に密閉状態に接触す
る環状のパッキン端縁（４）と、シャフト（７）のまわ
りを取り囲む環状突出部（５）を有している。環状突出
部（５）は、運転状態においてシャフト（７）に対して
非常に小さい鋭角αをなしてパッキン端縁（４）から密
閉されるべき水（Ｗ）に向かってのびる円錐面状内側面
を有している。この角度αは、たかだか12゜に選ばれ、
とりわけ、密閉すべき液体状媒体の粘性率が小さくなる
につれて小さくなるように選ばれる。

大気（Ｇ）側の円錐面状内側面は、軸方向において本
質的に、水に向けられた円錐面状内側面よりも短くなっ
ているが、本発明によるリップ部（３）の機能にとって
は重要なものではない。

以上の構成においては、水は、環状突出部（５）の円
錐面状内側面がシャフト（７）に対して非常に小さい鋭
角をなしていることにより、パッキン端縁（４）および
シャフト（７）の間に楔形状に圧力が加えられる。そし
て、パッキン端縁（４）が水力学的にシャフト上に浮か
び、パッキン端縁（４）とシャフト（７）の間に水膜が
形成されるとともに、大気（Ｇ）側の空間にわずかな水
漏れが引き起こされる。その結果、水が望ましくない潤
滑剤であるにもかわらず、パッキン端縁（４）およびシ
ャフト（７）の間の十分な潤滑が達成され、必要なパッ
キンの耐用年数を得ることができる。

また、環状突出部（５）の円錐面状内側面がシャフト
（７）に対してなす角度を、液体状媒体の粘性率が小さ
くなるにつれて小さくなるように選ぶことにより、パッ
キン端縁（４）とシャフト（７）の間に、より鋭角の楔
状に圧力が加えられるので、粘性率の小さい液体状媒体
であってもパッキン端縁（４）とシャフト（７）の間に
容易に導入することができ、パッキン端縁（４）とシャ
フト（７）の間に液体状媒体の膜を形成することができ
る。

このとき、水が気体状媒体空間側に漏れ出すことは不
利な点とならないことが重要である。というのは、この
漏れた水は、比較的簡単なよく知られた取水装置によっ
て容易に取り除かれ得るからである。

こうして、本発明によれば、液体状媒体が、例えば水
からなっていて、小さい粘性を有し、かつ液体状媒体の
圧力が気体状媒体の圧力よりも大きい場合に、十分実用
に耐えるパッキン機能を有すると同時に、パッキンの十
分な潤滑がなされて十分な耐用年数をもつシャフトのパ
ッキンを提供することができる。

第２図は、本発明の別の実施例のシャフトの軸方向に
沿った断面図である。第２図に示したパッキンは、環状
突出部（５）の円錐面状内側面に、パッキン端縁に向け
られたピッチを備えたネジ溝からなるガイド溝（６）が
形成されていること以外は、第１図の実施例と同様の構
成を有している。

このガイド溝によって、大気（Ｇ）側の空間への水の
流れが促進される。また、ピッチを変えることによっ
て、ガイド溝（６）の導水の強さを必要に応じて調節す
ることができる。

第３図は、本発明によるパッキンの２つが互いにシャ
フトの軸方向に沿って並んで配置されたパッキン構造を
示す断面図である。第３図に示したように、本発明によ
るパッキンは、単独で使用されるだけでなく、２つ以上
のものがシャフトの軸方向に並設されてパッキン構造と
して配置されることもできる。第３図において、（1,4,
5）は密閉すべき液体状媒体（Ｗ）に対するパッキンで
あり、（１′,4′,5′）は気体状媒体に対するパッキン
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例のシャフトの軸方向に沿っ
た断面図、 第２図は、本発明の別の実施例のシャフトの軸方向に沿
った断面図、 第３図は、本発明によるパッキンの２つが互いにシャフ
トの軸方向に沿って並んで配置されたパッキン構造を示
す断面図である。 （１）……固定部 （２）……ウェブ （３）……リップ部 （４）……パッキン端縁 （５）……突出部 （６）……ガイド溝 （７）……シャフト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体状媒体を気体状媒体に対して密閉する
   ためのシャフトのパッキンであって、シャフトのまわり
   に配置された環状固定部と、前記シャフトのまわりを取
   り囲みこれに接触する弾性材からなるリップ部と、前記
   固定部と前記リップ部の間に広がるウェブを備え、前記
   リップ部は前記シャフトに密閉状態に接触する環状のパ
   ッキン端縁と、前記シャフトのまわりを取り囲む環状突
   出部を有し、前記環状突出部は、運転状態において前記
   シャフトに対して一定の角度をなして前記パッキン端縁
   から密閉されるべき液体状媒体に向かってのびる円錐面
   状内側面を有しているものにおいて、 前記液体状媒体が小さい粘性を有し、さらに前記液体状
   媒体が前記気体状媒体よりも大きい圧力を有する場合に
   おいて、前記環状突出部の前記円錐面状内側面は前記シ
   ャフトに対してたかだか12゜の角度をなしていることに
   より、前記液体状媒体の前記パッキン端縁を通じた前記
   気体状媒体側へのわずかな漏れが生じるようになってお
   り、前記角度は前記液体状媒体の粘性率が小さくなるに
   つれて小さくなるように選ばれることを特徴とするシャ
   フトのパッキン。
2. 【請求項２】前記環状突出部の前記円錐面状内側面には
   水力学的に作用するガイド溝が形成され、前記ガイド溝
   は前記液体状媒体を前記気体状媒体側に導くような形状
   を有していることを特徴とする請求項１に記載のシャフ
   トのパッキン。
3. 【請求項３】前記ガイド溝は前記パッキン端縁に向けら
   れたピッチを備えたネジ溝として形成され、前記ガイド
   溝は前記環状突出部の周囲をネジ溝の少なくとも１回転
   分だけ取り囲んでいることを特徴とする請求項２に記載
   のシャフトのパッキン。