JP2001090843A - 軸シール装置 - Google Patents
軸シール装置Info
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- JP2001090843A JP2001090843A JP27002399A JP27002399A JP2001090843A JP 2001090843 A JP2001090843 A JP 2001090843A JP 27002399 A JP27002399 A JP 27002399A JP 27002399 A JP27002399 A JP 27002399A JP 2001090843 A JP2001090843 A JP 2001090843A
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- sealing element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速・高圧での摺動条件でも摺動負荷の上昇
を抑えて優れた密封性能を維持する。 【解決手段】 ハウジング１の軸孔段部１２に気密的に
装着された非回転のメイティングリング（静止側密封要
素）３１の端面３１ａに、回転軸２の外周面に気密的に
装着されてこの回転軸２と一体的に回転されるシールリ
ング（回転側密封要素）３２から円錐状に延在されたシ
ールリップ３３の先端部３３ａが弾性的に摺接される。
シールリップ３３の先端部３３ａの近傍には、このシー
ルリップ３３より比重の高い材料からなる錘体３４が円
周方向等間隔又は回転バランスのとれる配置で埋設され
ている。この錘体３４は、回転時に、遠心力によってシ
ールリップ３３の摺動面圧を低下させる方向の開力を発
生させる。
を抑えて優れた密封性能を維持する。 【解決手段】 ハウジング１の軸孔段部１２に気密的に
装着された非回転のメイティングリング（静止側密封要
素）３１の端面３１ａに、回転軸２の外周面に気密的に
装着されてこの回転軸２と一体的に回転されるシールリ
ング（回転側密封要素）３２から円錐状に延在されたシ
ールリップ３３の先端部３３ａが弾性的に摺接される。
シールリップ３３の先端部３３ａの近傍には、このシー
ルリップ３３より比重の高い材料からなる錘体３４が円
周方向等間隔又は回転バランスのとれる配置で埋設され
ている。この錘体３４は、回転時に、遠心力によってシ
ールリップ３３の摺動面圧を低下させる方向の開力を発
生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は機器の回転軸の軸周
を密封する端面シール型の軸シール装置に関するもので
ある。
を密封する端面シール型の軸シール装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】密封要素の軸方向端面にシール面が形成
される端面シール型の軸シール装置としては、メカニカ
ルシールが代表的であるが、ポンプ等の軸封手段とし
て、図４に示されるような軸シール装置が知られてい
る。すなわちこの種の軸シール装置は、ハウジング１０
１の軸孔の環状凹段部１０１ａに気密的に装着された非
回転のメイティングリング１０３の端面に、回転軸１０
２の外周面に気密的に装着されてこの回転軸１０２と一
体的に回転されるシールリング１０４から円錐状に延在
されたシールリップ１０４ａの先端が弾性的に摺接され
ることによって、機内空間Ａから機外側Ｂへの流体の漏
れを防止する軸封機能を奏するものである。
される端面シール型の軸シール装置としては、メカニカ
ルシールが代表的であるが、ポンプ等の軸封手段とし
て、図４に示されるような軸シール装置が知られてい
る。すなわちこの種の軸シール装置は、ハウジング１０
１の軸孔の環状凹段部１０１ａに気密的に装着された非
回転のメイティングリング１０３の端面に、回転軸１０
２の外周面に気密的に装着されてこの回転軸１０２と一
体的に回転されるシールリング１０４から円錐状に延在
されたシールリップ１０４ａの先端が弾性的に摺接され
ることによって、機内空間Ａから機外側Ｂへの流体の漏
れを防止する軸封機能を奏するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種のシール装置
は、例えばポンプにおいては、一般的に軸回転数（Ｖ）
の上昇に伴いシールリング１０４のシールリップ１０４
ａにメイティングリング１０３への押し付け力として作
用する圧力（Ｐ）も上昇するので、前記シールリップ１
０４ａは高ＰＶ値による過酷な負荷条件で摺動されるこ
とになる。したがって、シールリップ１０４ａ等の摺動
材料の選定においては、高ＰＶ値での過酷な使用条件に
対する耐性を満足することが要求され、その結果、使用
可能な摺動材料が限定されることになる。ところが、摺
動材料の限定によって、例えば密封対象流体の種類な
ど、他の使用条件も限定されてしまい、あるいは短寿命
になってしまうといった問題があった。
は、例えばポンプにおいては、一般的に軸回転数（Ｖ）
の上昇に伴いシールリング１０４のシールリップ１０４
ａにメイティングリング１０３への押し付け力として作
用する圧力（Ｐ）も上昇するので、前記シールリップ１
０４ａは高ＰＶ値による過酷な負荷条件で摺動されるこ
とになる。したがって、シールリップ１０４ａ等の摺動
材料の選定においては、高ＰＶ値での過酷な使用条件に
対する耐性を満足することが要求され、その結果、使用
可能な摺動材料が限定されることになる。ところが、摺
動材料の限定によって、例えば密封対象流体の種類な
ど、他の使用条件も限定されてしまい、あるいは短寿命
になってしまうといった問題があった。
【０００４】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、その主な技術的課題とするところは、高速・高
圧での摺動条件でも摺動負荷の上昇を抑えて優れた密封
性能を維持することのできる軸シール装置を提供するこ
とにある。
もので、その主な技術的課題とするところは、高速・高
圧での摺動条件でも摺動負荷の上昇を抑えて優れた密封
性能を維持することのできる軸シール装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明は、ハウジングの軸孔部に気密的かつ非回転状態
に装着された静止側密封要素と、前記軸孔に挿通された
回転軸の外周面に気密的に装着されてこの回転軸と一体
的に回転される回転側密封要素とを備え、前記回転側密
封要素の一端には円錐状に展開して先端が前記静止側密
封要素の端面に弾性的に密接されるシールリップが形成
された軸シール装置において、前記シールリップにこの
シールリップより高比重の錘体を一体的に設けることに
よって、前記錘体の回転による遠心力で、前記シールリ
ップの接触面圧の上昇を抑制するものである。
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明は、ハウジングの軸孔部に気密的かつ非回転状態
に装着された静止側密封要素と、前記軸孔に挿通された
回転軸の外周面に気密的に装着されてこの回転軸と一体
的に回転される回転側密封要素とを備え、前記回転側密
封要素の一端には円錐状に展開して先端が前記静止側密
封要素の端面に弾性的に密接されるシールリップが形成
された軸シール装置において、前記シールリップにこの
シールリップより高比重の錘体を一体的に設けることに
よって、前記錘体の回転による遠心力で、前記シールリ
ップの接触面圧の上昇を抑制するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の好まし
い一実施形態を示すもので、この図において、参照符号
１はポンプ等の機器のボディハウジング、２はこのハウ
ジング１の軸孔１１に、図示されていない軸受を介して
同心的にかつ軸心Ｏの周りに回転可能に挿通されてポン
プの内部機構を駆動させる回転軸、３はハウジング１内
における図中左側の機内空間Ａと右側の機外側（大気）
Ｂとの間で軸周を密封する端面シール型の軸シール装置
である。この軸シール装置３は、非回転の静止側密封要
素であるメイティングリング３１と、メイティングリン
グ３１の端面３１ａに摺接するシールリップ３３が一体
的に形成された、回転側密封要素としてのシールリング
３２とを備える。
い一実施形態を示すもので、この図において、参照符号
１はポンプ等の機器のボディハウジング、２はこのハウ
ジング１の軸孔１１に、図示されていない軸受を介して
同心的にかつ軸心Ｏの周りに回転可能に挿通されてポン
プの内部機構を駆動させる回転軸、３はハウジング１内
における図中左側の機内空間Ａと右側の機外側（大気）
Ｂとの間で軸周を密封する端面シール型の軸シール装置
である。この軸シール装置３は、非回転の静止側密封要
素であるメイティングリング３１と、メイティングリン
グ３１の端面３１ａに摺接するシールリップ３３が一体
的に形成された、回転側密封要素としてのシールリング
３２とを備える。
【０００７】これを更に詳しく説明すると、ハウジング
１の軸孔１１の内端部にはそれよりも大径の環状凹段部
１２が形成されており、この環状凹段部１２には、その
周面に形成された環状溝１３に装着されたエラストマか
らなるＯリング等のガスケット３５を介して、メイティ
ングリング３１が気密的かつ非回転状態に嵌着されてい
る。このメイティングリング３１は硬質の摺動材料から
なるものであって、機内空間Ａ側を向いた端面３１ａ
は、軸心Ｏに対してほぼ垂直で極めて平滑な平面状に仕
上げられている。
１の軸孔１１の内端部にはそれよりも大径の環状凹段部
１２が形成されており、この環状凹段部１２には、その
周面に形成された環状溝１３に装着されたエラストマか
らなるＯリング等のガスケット３５を介して、メイティ
ングリング３１が気密的かつ非回転状態に嵌着されてい
る。このメイティングリング３１は硬質の摺動材料から
なるものであって、機内空間Ａ側を向いた端面３１ａ
は、軸心Ｏに対してほぼ垂直で極めて平滑な平面状に仕
上げられている。
【０００８】一方、回転軸２の外周面には、ハウジング
１の環状凹段部１２の機内空間Ａ側に位置して、シール
リング３２が気密的にかつ回転軸２に対して回り止めさ
れた状態で装着されている。このシールリング３２に
は、メイティングリング３１側を向いた端部外周から円
錐状に展開して、先端部３３ａが全周にわたって前記メ
イティングリング３１の端面３１ａに密接されるシール
リップ３３が形成されており、このシールリップ３３あ
るいはシールリング３２全体が、合成樹脂等の適度な可
撓性を有する摺動材料で形成されている。
１の環状凹段部１２の機内空間Ａ側に位置して、シール
リング３２が気密的にかつ回転軸２に対して回り止めさ
れた状態で装着されている。このシールリング３２に
は、メイティングリング３１側を向いた端部外周から円
錐状に展開して、先端部３３ａが全周にわたって前記メ
イティングリング３１の端面３１ａに密接されるシール
リップ３３が形成されており、このシールリップ３３あ
るいはシールリング３２全体が、合成樹脂等の適度な可
撓性を有する摺動材料で形成されている。
【０００９】シールリップ３３の先端部３３ａの近傍に
は、このシールリップ３３を形成している合成樹脂等の
摺動材料よりも十分に比重の大きい金属からなる複数の
錘体３４が、円周方向等間隔で、又は全体の重心が軸心
Ｏと一致するような、回転バランスのとれた配置で埋設
されている。
は、このシールリップ３３を形成している合成樹脂等の
摺動材料よりも十分に比重の大きい金属からなる複数の
錘体３４が、円周方向等間隔で、又は全体の重心が軸心
Ｏと一致するような、回転バランスのとれた配置で埋設
されている。
【００１０】以上の構成を備える軸シール装置３におい
て、回転軸２が回転すると、その外周面に装着されたシ
ールリング３２もこれと一体的に回転し、そのシールリ
ップ３３は、自らの弾性及び機内空間Ａの圧力によっ
て、先端部３３ａがメイティングリング３１の端面３１
ａに密接摺動する。そして、これによって、機内空間Ａ
の密封対象流体がハウジング１の軸孔１１と回転軸２と
の間の軸周隙間から機外側Ｂへ流出するのを防止する軸
封機能を奏する。
て、回転軸２が回転すると、その外周面に装着されたシ
ールリング３２もこれと一体的に回転し、そのシールリ
ップ３３は、自らの弾性及び機内空間Ａの圧力によっ
て、先端部３３ａがメイティングリング３１の端面３１
ａに密接摺動する。そして、これによって、機内空間Ａ
の密封対象流体がハウジング１の軸孔１１と回転軸２と
の間の軸周隙間から機外側Ｂへ流出するのを防止する軸
封機能を奏する。
【００１１】ここで、回転軸２の回転速度（角速度）が
上昇すると、これに伴い機内空間Ａの流体圧力も上昇す
る。そして図２に示されるように、この流体圧力Ｐは、
メイティングリング３１の端面３１ａに対するシールリ
ング３２のシールリップ３３の摺動面圧を増大させる方
向に作用する。
上昇すると、これに伴い機内空間Ａの流体圧力も上昇す
る。そして図２に示されるように、この流体圧力Ｐは、
メイティングリング３１の端面３１ａに対するシールリ
ング３２のシールリップ３３の摺動面圧を増大させる方
向に作用する。
【００１２】しかしながら上記構成の軸シール装置３に
よると、シールリップ３３に埋設された錘体３４の回転
による遠心力Ｆ1 と、シールリップ３３に生じる引張力
Ｆ2との合力Ｆが、機内空間Ａの流体圧力Ｐによるシー
ルリップ３３の押し付け力に対抗する開力として作用
し、この開力Ｆは回転速度と共に上昇するので、メイテ
ィングリング３１の端面３１ａに対するシールリップ３
３の先端部３３ａの摺動面圧の増大が抑制される。な
お、遠心力は当然ながらシールリップ３３自体にも生じ
るが、前記錘体３４は、シールリップ３３を形成してい
る材料よりも比重の大きい材料を用いることによって前
記遠心力を増大させ、顕著な開力Ｆを得るものである。
よると、シールリップ３３に埋設された錘体３４の回転
による遠心力Ｆ1 と、シールリップ３３に生じる引張力
Ｆ2との合力Ｆが、機内空間Ａの流体圧力Ｐによるシー
ルリップ３３の押し付け力に対抗する開力として作用
し、この開力Ｆは回転速度と共に上昇するので、メイテ
ィングリング３１の端面３１ａに対するシールリップ３
３の先端部３３ａの摺動面圧の増大が抑制される。な
お、遠心力は当然ながらシールリップ３３自体にも生じ
るが、前記錘体３４は、シールリップ３３を形成してい
る材料よりも比重の大きい材料を用いることによって前
記遠心力を増大させ、顕著な開力Ｆを得るものである。
【００１３】このため、高回転数・高圧の条件でも、シ
ールリップ３３の先端部３３ａは比較的低負荷でメイテ
ィングリング３１の端面３１ａと摺動するので、摺動部
の異常摩耗や、摩擦熱の増大による劣化等を有効に防止
して、優れた密封性能を維持することができる。またこ
のため、当該軸シール装置３は、従来よりも高回転域ま
で使用可能となる。
ールリップ３３の先端部３３ａは比較的低負荷でメイテ
ィングリング３１の端面３１ａと摺動するので、摺動部
の異常摩耗や、摩擦熱の増大による劣化等を有効に防止
して、優れた密封性能を維持することができる。またこ
のため、当該軸シール装置３は、従来よりも高回転域ま
で使用可能となる。
【００１４】なお、錘体３４の材質（比重）や大きさ、
形状、数（配置間隔）は、圧力Ｐや回転数等の使用条
件、及びシールリップ３３の半径、肉厚、材質等から、
必要な開力Ｆを考慮して適切に決定される。
形状、数（配置間隔）は、圧力Ｐや回転数等の使用条
件、及びシールリップ３３の半径、肉厚、材質等から、
必要な開力Ｆを考慮して適切に決定される。
【００１５】上記実施形態においては、錘体３４をシー
ルリップ３３に埋設したものであるのに対し、図３に他
の実施形態として示される軸シール装置３’は、錘体３
４をシールリップ３３の先端近傍における背面（メイテ
ィングリング３１と反対側の面）に接着したもので、上
述と同様の効果を実現することができる。錘体３４の接
着の方法としては、シールリング３２（シールリップ３
３）の成形の際に焼付けにより接着する方法や、成形後
に接着剤を用いて接着する方法などが採用可能である。
ルリップ３３に埋設したものであるのに対し、図３に他
の実施形態として示される軸シール装置３’は、錘体３
４をシールリップ３３の先端近傍における背面（メイテ
ィングリング３１と反対側の面）に接着したもので、上
述と同様の効果を実現することができる。錘体３４の接
着の方法としては、シールリング３２（シールリップ３
３）の成形の際に焼付けにより接着する方法や、成形後
に接着剤を用いて接着する方法などが採用可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明のとおり本発明に係る軸シー
ル装置によると、シールリップに配置した錘体の遠心力
によって、回転速度に比例する開力を発生し、この開力
によって、回転速度及び圧力の増大による摺動負荷の増
大が軽減されるので、シールリップを形成する摺動材料
を限定することなく、高速・高圧条件でも長期間にわた
って優れた密封性能を維持することができる。
ル装置によると、シールリップに配置した錘体の遠心力
によって、回転速度に比例する開力を発生し、この開力
によって、回転速度及び圧力の増大による摺動負荷の増
大が軽減されるので、シールリップを形成する摺動材料
を限定することなく、高速・高圧条件でも長期間にわた
って優れた密封性能を維持することができる。
【図１】本発明に係る軸シール装置の一実施形態を軸心
を通る平面で切断して示す断面図である。
を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】上記実施形態による作用を示す説明図である。
【図３】本発明に係る軸シール装置の他の実施形態を軸
心を通る平面で切断して示す断面図である。
心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図４】従来技術に係る軸シール装置を軸心を通る平面
で切断して示す概略的な断面図である。
で切断して示す概略的な断面図である。
１ ハウジング １１ 軸孔 ２ 回転軸 ３，３’ 軸シール装置 ３１ メイティングリング（静止側密封要素） ３２ シールリング（回転側密封要素） ３３ シールリップ ３４ 錘体
Claims (1)
- 【請求項１】 ハウジングの軸孔に気密的かつ非回転状
態に装着された静止側密封要素と、 前記軸孔に挿通された回転軸の外周面に気密的に装着さ
れてこの回転軸と一体的に回転される回転側密封要素と
を備え、 前記回転側密封要素の一端には円錐面状に展開して先端
が前記静止側密封要素の端面に弾性的に密接されるシー
ルリップが形成され、 前記シールリップにこのシールリップより高比重の錘体
が一体的に設けられたことを特徴とする軸シール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27002399A JP2001090843A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 軸シール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27002399A JP2001090843A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 軸シール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001090843A true JP2001090843A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17480471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27002399A Withdrawn JP2001090843A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 軸シール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001090843A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223008A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Nippei Toyama Corp | 主軸ヘッド |
| JP2008175323A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Eagle Ind Co Ltd | シャフトシール装置 |
| JP2009058028A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Nok Corp | シールリング |
| JP2009144841A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Jtekt Corp | オイルミスト潤滑型軸受装置 |
| JP2013190080A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Jtekt Corp | 密封装置および転がり軸受装置 |
| KR20200110779A (ko) * | 2018-01-29 | 2020-09-25 | 트렐레보르크 씰링 솔루션즈 저머니 게엠베하 | 축방향 샤프트 시일 링 및 밀봉 장치 |
-
1999
- 1999-09-24 JP JP27002399A patent/JP2001090843A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223008A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Nippei Toyama Corp | 主軸ヘッド |
| JP2008175323A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Eagle Ind Co Ltd | シャフトシール装置 |
| JP2009058028A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Nok Corp | シールリング |
| JP2009144841A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Jtekt Corp | オイルミスト潤滑型軸受装置 |
| JP2013190080A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Jtekt Corp | 密封装置および転がり軸受装置 |
| KR20200110779A (ko) * | 2018-01-29 | 2020-09-25 | 트렐레보르크 씰링 솔루션즈 저머니 게엠베하 | 축방향 샤프트 시일 링 및 밀봉 장치 |
| JP2021517946A (ja) * | 2018-01-29 | 2021-07-29 | トレレボリ シーリング ソリューションズ ジャーマニー ゲー・エム・ベー・ハーＴｒｅｌｌｅｂｏｒｇ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ | 軸方向の運動用接触形シールリングおよびシールアセンブリ |
| JP7078732B2 (ja) | 2018-01-29 | 2022-05-31 | トレレボリ シーリング ソリューションズ ジャーマニー ゲー・エム・ベー・ハー | 軸方向の運動用接触形シールリングおよびシールアセンブリ |
| KR102568594B1 (ko) | 2018-01-29 | 2023-08-18 | 트렐레보르크 씰링 솔루션즈 저머니 게엠베하 | 축방향 샤프트 시일 링 및 밀봉 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |