JPS582938Y2 - シ−ル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転部材と該回転部材と対向する固定部材との
間の液体洩れを封止するシール装置に関し、シール部材
が回転部材に弾性と可撓性のある弾性部材によって固着
され、そのリップが前記弾性部材の弾性によって固定部
材に圧接せしめられている接触型のシール装置を構成す
るとともに、回転部材の回転速度が上昇するに従って遠
心力を利用して前記リップの固定部材に圧接せしめられ
ている力を弱め、該接触部分の摺動摩擦抵抗を低減せし
めることを目的とするものである。

即ち本考案は、はぼ中空円筒状のシール部材を回転部材
の回転中心軸を中心軸とするほぼ截頭円錐面形状に形成
された薄板よりなる弾性部材の自由端縁に固着させ、シ
ール部材を弾性部材を介して回転部材に固着することに
より、回転部材の回転に伴う遠心力の作用によってシー
ル部材をその軸方向に移動させる力を生じさせるように
し、方固定部材側には回転部材の回転中心軸を中心とす
る円筒面に形成したシール面と前記弾性部材の截頭円錐
面形状と同じ方向に傾斜する截頭円錐面に形成したシー
ル面とを対向して形成した有底溝を刻設し、該溝内にシ
ール部材を位置させ、シール部材のリップを固定部材の
截頭円錐面状シール面に弾性部材の弾性により圧着せし
めであることにより、前記遠心力に基いてシール部材を
その軸方向に移動させる力によってリップの圧着力を低
減せしめ、かつシール部材には固定部材に形成した円筒
面状シール面と僅かの間隙を隔てて同心的に対向する円
筒面状シール面を形成し、これら円筒面状シール面の何
れか一方もしくは両方にラビリンス溝を刻設し、両円筒
面状シール面間にラビリンスシールを構成して、回転部
材の回転時の液体洩れを封止するシール効果を奏せしめ
たものである。

以下本考案の一実施例に基いて詳細に説明する。

図面は固定部材１と該部材１に回転自在に支承されてい
る回転軸２との間の液体洩れを封止するシール装置を、
回転中心軸を含む面により切断してその要部を示したも
ので、第１図は回転軸２の停止時の状態を、第２図は回
転軸の高速回転時を、それぞれ示すものである。

回転軸２には螺装を刻設した小径部３とこれに接続する
段部４を形成し、該小径部３に段部４に衝合せしめて螺
装した止めナツト５と筒状ナツト６とにより弾性部材１
の内周端縁を挟着して該弾性部材７を回転軸２に固着す
る。

該弾性部材７はばね鋼など弾性と可撓性に富む材料より
なる環状の薄板をプレス成形してほぼ截頭円錐面形状と
したものである。

従って該弾性部材７の内周端縁は回転軸２の小径部３に
ほぼ嵌合する周縁を、その外周端縁は回転軸２の回転中
心軸Ｏ−Ｏを中心とする円形の自由端に形成され、その
内外表面は第１図に示すように外周端縁が内周端縁の左
方に在るように傾斜している。

前記弾性部材Ｔの自由端付近には、はぼ中空円筒状のゴ
ム、合成ゴム等の弾性材料、たとえばニトリルゴムより
成るシール部材８を、該部材８の中心軸を前記回転中心
軸０−Ｏと一致するように配設し、その一方の開口端を
弾性部材７の一側面に固着する。

該シール部材８の内部には適当の重錘９を中心軸Ｏ−Ｏ
に関し不均衡の生ずることのないように適所に配設して
埋設する。

固定部材１の開口部には、前記回転中心軸０−Ｏを中心
軸とする円筒面に形成したシール面１０ど截頭円錐面に
形成したシール面１１とを対向せしめて形成した有底溝
１２を側面に形成した環状のリング部材１３を固着する
。

そして前記截頭円錐面状シール面１１と前記截頭円錐面
形状に形成した弾性部材７の傾斜方向が同一方向である
ように、截頭円錐面状シール面１１の中心軸Ｏ−Ｏから
の直径は第１図において左端部の直径が右端部の直径よ
り犬となるように傾斜している。

前記リング部材１３とシール部材８とは次のように関連
づけられてそれぞれ固定部材１および回転軸２に固着さ
れる。

即ち、シール部材８はほぼその全体が有底溝１２中に挿
入される。

弾性部材Ｔの截頭円錐面形状の傾斜は同一方向であるの
で、シール部材８の自由端縁の内周端に形成したリップ
１４はリング部材１３の截頭円錐面状シール面１１に当
接せしめられ、弾性部材７の弾力によって鉄面１１に圧
接せしめられ、一方リング部材１３の円筒面状シール面
１０とシール部材８の外周に円筒面に形成したシール面
１５とは僅かの間隙を隔てて対向せしめられ、両面１０
．１５にはそれぞれラビリンス溝１６．１７が刻設され
て両面間にラビリンスシールが構成されている。

なお図中１８はリング部材１３の円筒面に形成された内
周壁１９に刻設されたラビリンス溝を示す。

上記の構成のシール装置を、油潤滑の行われる室２０か
ら他の室２１への液体洩れを封止すべく、室２０の外壁
を構成する固定部材１と回転軸２との間に構成するとき
は、回転軸２の静止中は勿論、該軸２の低速回転中はシ
ール部材８は弾性部材７の弾力でそのリップ１４がリン
グ部材１３の截頭円錐面状シール面１１に圧接せしめら
れ、面接触して室２０から室２１への液体洩れを封止す
る。

回転軸２の回転が高速になるに従い、シール部材７には
その回転速度により軸Ｏ−Ｏを中心とする放射方向の遠
心力が作用し、その遠心力は弾性部材７のほぼ截頭円錐
面形状の傾斜により軸００方向に第１図において右方に
弾性部材７をたわ筐せ、リング部材１３の截頭円錐面状
シール面１１へのリップ１４の圧接力を低下させ、遂に
は該シール面１１よりリップ１４を離間せしめるに至る
。

しかしながら、シール部材８の円筒面状シール面１５と
リング部材１３の円筒面状シール面１０とが僅かの間隙
を隔てて対向しており、その両シール面１５．１０に刻
設したラビリンス溝１７．１６によりラビリンスシール
を構成しているので、シール部材８のリップ１４が截頭
円錐面状シール面１１から離間しても、回転軸２の高速
回転中ば室２０から室２１への液体洩れはラビリンスシ
ールによって封止される。

なお本実施例において、弾性部材７には、第３図に示す
ように、その内周縁の回転軸２への取付部、およびその
外周縁のシール部材８の取付部を除いて、その残余の部
分に、回転中心軸Ｏに関し半径方向に延びるばね片部分
７ａを残して均等間隔に窓孔７ｂを穿ったものが示され
ている。

このような弾性部材７を用いるとシール部材７に作用す
る遠心力によって弾性部材７はばね片部分７ａをたわ１
せることによって、リップ１４を截頭円錐面状のシール
面１１から離間させる方向、即ち回転中心軸方向へ移動
し、リップ１４の摺接力を低減せしめるように動作し、
窓孔７ｂを形成しない場合に比して低い回転速度で遠心
力の作用によるたわみを発生する。

この場合ばね片部分７ａを平板状に成形するとよい。

またシール部材８の内部に適当数の重錘９を配設すると
きは、シール部材８に作用する遠心力は重錘９の重量に
よって増大するので、リップ１４のシール面１１への圧
接力を強めるために弾性部材７による圧接力を強めた場
合、重錘９の埋設は回転軸２の高速回転時における圧接
力の低減もしくはリップ１４をシール面１１から離間さ
せたい場合に極めて有利である。

この場合重錘９の配設は回転により不均衡な力を発生し
ないように注意する必要がある。

本考案は回転部材の回転中心軸を中心軸とする円筒面と
截頭円錐面とに形成した二個のシール面を有する有底溝
を固定部材に形成し、回転中心軸を中心軸とし固定部材
に形成した截頭円錐面状シール面と同じ方向に傾斜せし
めた、例えば截頭円錐面形状に形成した、弾性と可撓性
とを有する溝板状の弾性部材をその一端縁で回転部材に
固着し、回転中心軸を中心軸とした円筒面に形成したシ
ール面と固定部材に形成した截頭円錐面状のシール面に
当接するリップとを形成したシール部材を弾性部材の弾
性により圧接させたものであるから、回転部材の停止中
は固定部材の有底溝中に挿入されたシール部材と固定部
材との間の隙間は、シール部材のリップの截頭円錐面状
のシール面への圧接により閉塞され、固定部材と回転部
材間の液体洩れは封止されており、回転部材が回転しは
じめてもその低速回転中は前記リップのシール面への圧
接は保たれて液体洩れはない。

また、前記シール部材には回転部材の回転が次第に高速
になると回転中心軸周りの回転による遠心力が作用し、
該弾性部材は回転中心軸に関し前記截頭円錐面状のシー
ル面と同一方向に傾斜せしめられているので（例えば回
転中心軸を中心軸とするほぼ截頭円錐面形状に形成され
ているので）、前記遠心力は弾性部材を回転中心軸に垂
直な面に近づける方向にたわ１せ、そのためシール部材
に回転中心軸方向に移動せしめる力が作用し、該シール
部材を固定部材の截頭円錐面状シール面に圧接する力が
低下せしめられるので、回転部材の回転が高速になるに
つれてシール部材と固定部材の前記シール面との間の摩
擦摺接による抵抗が次第に低減する。

そして回転部材の回転速度が所定の速度に達すると、遠
心力によりシール部材のリップは固定部材の截頭円錐面
状シール面から離れ、摩擦摺接による抵抗が全く消滅す
る。

−古本考案においては、さらに僅かな間隙を隔てて互い
に対向する固定部材の円筒面状シール面とシール部材の
円筒面状シール面の２個のシール面のうち、何れか一方
または両方に、ラビリンス溝を刻設して両シール面間に
ラビリンスシールを構成しであるから、相対面速度が高
速度であるときは高いシール効果を有するラビリンスシ
ールの特徴により、前記リップの摺接による液体洩れの
封止が低下あるいは消滅しても、このラビリンスシール
によって固定部材と回転部材との間の液体洩れを封止す
るものである。

このように本考案は、回転部材と該回転部材と対向する
固定部材との間の液体洩れを封止する装置において、回
転部材の停止捷たは低速回転中においては回転部材と共
に回転するシール部材のリップを弾性部材の弾力によっ
て固定部材のシール面に圧接摺動させて接触型シール装
置として機能せしめ、回転部材の回転が次第に高速にな
ると、遠心力の作用を利用して、回転部材の回転速度が
高速になるに従って前記リップのシール面への圧抜力を
低下させて摩擦抵抗を低減させ、回転部材の所定以上の
回転速度においては前記リップとシール面との接触を開
放し、ラビリンスシールによる非接触型シール装置とし
て機能せしめるもので、簡単な構造で効果の高い極めて
有用な考案である。

なお本考案においては、シール部材に重錘を配設すると
きは、回転部材の高速回転時に重錘の存在によりシール
部材に作用する遠心力は一層強力になり、弾性部材をよ
くたわ１せ、リップのシール面への圧接力を低下させ、
あるいはリップをシール面より離間させて摩擦抵抗を減
するのに極めて有効であり、ｌた回転部材と固定部材と
の間の対向面である各円筒面状シール面に刻設したラビ
リンス溝を螺旋状に形成するときは、シール面に洩れて
くる液体を螺旋状ラビリンス溝によりもとの室へ返送す
るポンプ作用を生ずるので、液体洩れの封止をさらに完
全にするものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例について回転部材の回転中心軸を
含む面によって切断した断面図を示したもので、第１図
は回転部材の静止状態を、第２図は回転部材の高速回転
中をそれぞれ示すものである。 第３図は弾性部材の正面図である。なお図中１は固定部
材、２は回転部材、Ｉは弾性部材、８はシール部材、９
は重錘、１３はリング部材、１１は截頭円錐面状のシー
ル面、１０゜１５．１９は円筒面状のシール面、１６，
１７゜１８はラビリンス溝をそれぞれ示すものである。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）回転部材と、該回転部材と対向する固定部材との
   間の液体洩れを封止する装置において、回転部材の回転
   中心軸を中心軸とする円筒面および截頭円錐面に形成し
   た二個のシール面を対向せしめて形成した有底溝を固定
   部材に形成し、 前記回転中心軸に関し前記固定部材に形成した截頭円錐
   面状のシール面と同じ方向に傾斜せしめた弾性と可撓性
   とを有する薄板状の弾性部材を、その一端縁により回転
   部材に固着し、前記回転中心軸を中心軸とし前記固定部
   材に形成した円筒面状のシール面と僅かの間隙を隔てて
   対向する円筒面に形成したシール面と、該固定部材に形
   成した截頭円錐面状のシール面に当接するリップとを形
   成したシール部材を、前記弾性部材の自由端縁に固着し
   て該弾性部材の弾力により前記リップを固定部材に圧接
   せしめ、前記シール部材と固定部材のそれぞれに形成し
   互に対向する円筒面状のシール面の倒れか一方もしくは
   両方に刻設したラビリンス溝によりラビリンスシールを
   構成して成り、 回転部材の回転時に前記シール部材に作用する遠心力に
   より該シール部材のリップの前記弾性部材による前記リ
   ング部材への圧接力を低減せしめることを特徴とするシ
   ール装置。
2. （２）前記シール部材には適所に重錘が埋設されており
   、回転部材の回転時に該重錘の前記回転中心軸周りの回
   転によって生ずる遠心力により、前記シール部材のリッ
   プを前記弾性部材による前記リング部材への圧接力を低
   減せしめることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   （υ項に記載のシール装置。
3. （３）前記シール部材およびリング部材のラビリンス溝
   は螺旋状に刻設され、両部材の相対回転によりポンプ作
   用を呈するようにされたことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第（υ項に記載のシール装置。