JPH11108202A

JPH11108202A - ラビリンスシール

Info

Publication number: JPH11108202A
Application number: JP9284550A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Okabayashi; 徳雄岡林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ラビリンス部の構造工夫により、分離型ラビ
リンスシールの軸方向長さをコンパクト化する。【解決手段】軸受けハウジングに装着されるステータ
１と、シャフトに外嵌装備されるロータ２とで成り、ロ
ータ２とステータ１とを軸方向に分離自在な分離型ラビ
リンスシールにおいて、ステータ１の軸方向に沿う凹凸
６と、ロータ２の軸方向に沿う凹凸７とがシャフト３の
径方向で重なる部分を、径方向に２箇所重複させてラビ
リンス部５を形成するとともに、ステータ１の切欠き部
１７と対面するロータ２の軸装着部１６に、シャフト軸
心Ｐを中心とした円周溝８の複数を軸方向に並設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ、モータ、
ギヤボックス等の回転機械の軸受けに対するラビリンス
シールに係り、詳しくは、分離型ラビリンスシールのコ
ンパクト化等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラビリンスシールには、大別して一体型
と分離型の２種類があり、一体型のものとしては、特開
平９−１７７８０２号公報に示されたものが知られてい
る。すなわち、ステータとロータとの夫々を２部品のネ
ジ込みによって形成することにより、組付け状態ではス
テータとロータとが互いに分離できない状態に一体化さ
れたものであり、機械への組込みが容易となる等の利点
を備えている。

【０００３】これに対して分離型のものは、図５に示す
ように、ハウジング１２に圧入装備されるステータ１
と、シャフト３に外嵌装備されるロータ２とを、シャフ
トの軸方向に相対スライド移動可能に組み合わせて成る
ものであり、径方向の凹凸によるラビリンス部５を備え
ている。この構造では、ステータ１とロータ２とが対を
なすシール作用状態から、両者が軸方向で相対離間する
分離状態が自在となるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、前述した後者の
分離型ラビリンスシールにおけるラビリンス部は、図に
示すように、ステータとロータ夫々に形成されたシャフ
ト径方向の凹凸をシャフト軸方向で重ねることで形成し
ていた。従って、シール機能を十分に確保するために、
凹凸の重なり部分を軸方向に複数重ねて形成すると、シ
ールとしての軸方向長さが長くなる傾向にあり、これを
用いる機械によっては使い難いことがあった。本発明の
目的は、ラビリンス部の構造工夫により、分離型ラビリ
ンスシールの軸方向長さをコンパクト化する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１発明は、ハウジングに装着されるステータ
と、該ハウジングと相対回転するシャフトに外嵌装備さ
れるロータとで成るラビリンスシールであって、ステー
タとロータとがシャフトの軸方向で相対近接配置されて
ラビリンス部を形成するシール作用状態から、ステータ
とロータとが軸方向に相対移動自在としてこれらステー
タとロータとを分離自在に構成し、ステータの軸方向に
沿う凹凸と、ロータの軸方向に沿う凹凸とがシャフトの
径方向で重なる部分を、その径方向に複数重複させてラ
ビリンス部を形成してあることを特徴とする。

【０００６】第２発明は、第１発明において、シール作
用状態においてステータとロータとが軸方向に沿って対
面する部分でのステータ又はロータに、シャフト軸心を
中心とした円周溝の複数を軸方向に並設してあることを
特徴とする。

【０００７】第３発明は、第２発明において、複数の円
周溝を、ラビリンス部以外の箇所に形成してあることを
特徴とする。

【０００８】〔作用〕請求項１の構成によれば、ステー
タの軸方向に沿う凹凸と、ロータの軸方向に沿う凹凸と
がシャフトの径方向で重なる部分を、その径方向に複数
重複させてラビリンス部を形成してあるので、そのラビ
リンス部の軸方向長さは、ステータとロータとの凹凸ど
うしの重なり１組分に要する短いもので済むようにな
る。そして、前記凹凸どうしの重なりが径方向に複数重
複するので、前述した軸方向長さの短い状態を保ちなが
らラビリンス（迷路）部分を増やして、シール機能を高
めることができる。

【０００９】又、シール機能を発揮するシール作用状態
から、ステータとロータとを軸方向移動させることによ
って分離自在としてあるから、ステータとロータ間の掃
除や点検を操作簡単に行えるとともに、ステータ又はロ
ータの片方のみの交換も可能である。

【００１０】請求項２の構成によれば、上記作用に加え
て、次のような作用がある。すなわち、ステータとロー
タとが対面する部分でのステータ又はロータに、シャフ
ト軸心を中心とした円周溝の複数を軸方向に並設してあ
るので、回転体と静止体との間に隙間による絞りと拡大
室とが繰り返して形成されることになり、それによって
漏れる流体の圧力を速度に変えて損失を発生させること
によるシール機能を発揮することができる。

【００１１】ところで、螺旋状の円周溝による螺子溝と
して、溝を能率良く作成できるようにしながら圧力損失
によるシール機能を出す構造があるが、これでは回転に
よってステータとロータとが軸方向に接近、又は離間す
る方向の軸力が生じて、前述したシール作用状態を維持
し難い面がある。これに対して、円周溝を軸方向に並設
させた本願の手段では、回転方向の如何に拘わらずに軸
力が生じることがないので、使用中にステータとロータ
との軸方向距離が変化するおそれがなく、シール作用状
態を良好に維持できるようになる。

【００１２】請求項３の構成によれば、複数の円周溝を
ラビリンス部以外の箇所に形成してあるので、ラビリン
ス部によるシール機能と、複数の円周溝によるシール機
能とが相乗的に作用するようになり、流体の漏れ出しを
より効果的に抑制するようになる。

【００１３】〔効果〕請求項１〜３のいずれに記載のラ
ビリンスシールでも、掃除や部品交換等のメンテナンス
に有利な分離型において、シール機能を有効に発揮でき
るようにしながら軸方向長さのコンパクト化が行えたの
で、軸方向の設置スペースが取り難い機種にも使用でき
る等、回転機械への適合範囲を増やせて汎用性を向上す
ることができた。

【００１４】請求項２に記載のラビリンスシールでは、
（イ）複数の円周溝によるシール機能も加わることにな
り、回転の有無及びその方向を問わずに正規のシール作
用状態を維持できながら、分離型におけるシール作用を
強化することができた。

【００１５】請求項３に記載のラビリンスシールでは、
ラビリンス部と複数の円周溝部とを独立させることによ
り、上記（イ）の効果をさらに補強できる利点がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はラビリンスシールＡの回
転機械への装着状態を示し、１は軸受けハウジング１２
に内嵌装着された静止側のステータ、２はシャフト３に
外嵌装備されて一体回転すロータであり、ステータ１の
機械内側の近傍箇所にベアリング４を配置してある。ラ
ビリンスシールＡは、機械内部から外部への潤滑油の漏
れ出し、並びに、機械外部から内部への水、粉塵等の侵
入を防ぐものである。

【００１７】図２に示すように、ステータ１とロータ２
とがシャフト３の軸方向で相対近接配置されてラビリン
ス部５を形成するシール作用状態から、図２に仮想線で
示すように、ステータ１に対してロータ２を軸方向に相
対移動させてステータ１とロータ２とを分離自在に構成
してあり、ロータ２をステータ１から取り外すことが可
能である。

【００１８】ラビリンス部５は、図３、図４に示すよう
なステータ１の軸方向に沿う凹凸６と、ロータ２の軸方
向に沿う凹凸７とがシャフト３の径方向で重なる部分
を、その径方向に複数重複させて形成してあるととも
に、シール作用状態においてステータ１とロータと２が
軸方向に沿って対面する部分でのロータ２に、シャフト
軸心Ｐを中心とした円周溝８の複数を軸方向に並設して
ある。次に、シール作用状態での構造を詳述する前に、
各部品の形状について説明しておく。

【００１９】ステータ１は、図３に示すように、軸方向
に沿う状態の凹溝１０と凸条１１とで成るステータ凹凸
６の２組、及び大径外周９の３者を、径方向に重複配置
した状態で軸受けハウジング１２への圧入部１３の横
（軸方向）に形成し、シャフト３に向けて開口するＶ溝
１４が形成された幅狭の内径部１５を、圧入部１３の内
奥部端に形成するとともに、ロータ２における軸装着部
１６が挿入配置される切欠き部１７を形成して構成され
ている。圧入部１３の軸方向中間部には、軸受けハウジ
ング１２との間で機能するシールであるＯリング１８を
装備してある。また、Ｖ溝１４の、圧入部１３の内奥部
側の側壁には、孔２５を形成している。

【００２０】ロータ２は、図４に示すように、軸方向に
沿う状態の凹溝１９と凸条２０とで成るステータ凹凸７
の２組を、径方向に重複配置した状態で軸装着部１６の
外径側に形成するとともに、複数（５箇所）個の円周溝
８を軸装着部１６の外周面に連続的に形成して構成され
ている。軸方向に突出する状態を呈する軸装着部１６の
内周面には、シャフト３との間で機能するシールである
Ｏリング２１の２個を、軸方向に隔てて装着してある。
隣合う円周溝８は、互いに干渉することのない独立した
ものであり、螺旋溝やネジ溝のように、シャフト３の回
転によって軸力が生じてしまう、ということがないもの
である。

【００２１】再び、図２に示すように、ラビリンス部５
は、ステータ１の凹溝１０とロータ２の凸条２０、及び
ステータ１の凸条１１とロータ２の凹溝１９とが夫々嵌
まり合うことで構成され、最も外径側に大径外周９が位
置する。各凹溝１０，１９と各凸条２０，１１との径方
向間隙よりも軸方向間隙を大にすれば、隙間と拡大室と
の繰り返しによる有効なシール作用を得ることができ
る。

【００２２】そして、複数の並設円周溝８が形成された
軸装着部１６の外周面１６ａと、ステータ１側の切欠き
部１７における平坦な内周面１７ａとを対向配置したこ
とによっても、隙間と拡大室との繰り返しによる有効な
シール作用を得ている。そして、２個のＯリング２１，
２１を並設することにより、ロータ２とシャフト３との
間におけるシール作用も強化してある。又、幅狭の内径
部１５とシャフト３との間にも、Ｖ溝１４の存在によっ
て隙間と拡大室とが交互に形成されたことになり、それ
によるシール作用が生じるようにしてある。さらに、Ｖ
溝１４の圧入部１３の内奥部側の側壁に設けた孔２５か
ら、潤滑油が回転機械側へ戻ることができ、シール作用
をさらに高められる。

【００２３】つまり、シール機能を現出するラビリンス
部５と円周溝８とは、シャフト径方向に重複配置されて
いるので、それらに要する軸方向長さが比較的短くて良
く、従って、ステータ１とロータ２とが軸方向に相対ス
ライド自在な分離型ラビリンスシールとしながら、圧入
部１３の幅を加えたシール全体としての軸方向長さを従
来に比べてコンパクト化することに成功している。

【００２４】〔別実施形態〕軸方向に並設される円周溝
８の複数を、ステータ１の凸条１１又はロータ２の凸条
２０に形成しても良く、又、ステータ１の切欠き部１７
の内周面１７ａに形成しても良い。さらに、シャフト３
が固定で、軸受けハウジング１２が回転する構造のもの
に本願のラビリンスシールを適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラビリンスシールの使用状態の一例を示す断面
図である。

【図２】ラビリンスシールの構造を示す要部の断面図で
ある。

【図３】ステータの形状を示す断面図である。

【図４】ロータの形状を示す断面図である。

【図５】従来の分離型ラビリンスシールを示す要部の断
面図である。

【符号の説明】

１ステータ２ロータ３シャフト５ラビリンス部６ステータ凹凸７ロータ凹凸８円周溝１２軸受けハウジングＰシャフト軸心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに装着されるステータと、該
ハウジングと相対回転するシャフトに外嵌装備されるロ
ータとで成るラビリンスシールであって、前記ステータ
と前記ロータとが前記シャフトの軸方向で相対近接配置
されてラビリンス部を形成するシール作用状態から、前
記ステータと前記ロータとが前記軸方向に相対移動自在
としてこれらステータとロータとを分離自在に構成し、
前記ステータの前記軸方向に沿う凹凸と、前記ロータ
の前記軸方向に沿う凹凸とが前記シャフトの径方向で重
なる部分を、該径方向に複数重複させて前記ラビリンス
部を形成してあるラビリンスシール。
【請求項２】前記シール作用状態において前記ステー
タと前記ロータとが前記軸方向に沿って対面する部分で
の前記ステータ又は前記ロータに、シャフト軸心を中心
とした円周溝の複数を前記軸方向に並設してある請求項
１に記載のラビリンスシール。
【請求項３】前記複数の円周溝を、前記ラビリンス部
以外の箇所に形成してある請求項２に記載のラビリンス
シール。