JP2003097730A - 軸シール構造 - Google Patents
軸シール構造Info
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- JP2003097730A JP2003097730A JP2001293114A JP2001293114A JP2003097730A JP 2003097730 A JP2003097730 A JP 2003097730A JP 2001293114 A JP2001293114 A JP 2001293114A JP 2001293114 A JP2001293114 A JP 2001293114A JP 2003097730 A JP2003097730 A JP 2003097730A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転軸とフローティングリングとの接触を回
避する。 【解決手段】 回転軸１の外周とケーシング２との間に
設けられ、回転軸１の外周との間に半径方向への隙間を
有する環状の部材であって、周方向に複数に分割された
フローティングリング３と、該フローティングリング３
を相互に連結する連結部４ａとから構成されてなり、該
連結部４ａはケーシング２に連結されてフローティング
リング３を半径方向に移動可能に支持することを特徴と
する。かかる構成により、連結部４ａを介してフローテ
ィングリング３の自重を支持することができる。また、
前記フローティングリング３の外周に設けられ全体とし
て環状をなす外周支持部４によりフローティングリング
３が連結されたことを特徴とする。
避する。 【解決手段】 回転軸１の外周とケーシング２との間に
設けられ、回転軸１の外周との間に半径方向への隙間を
有する環状の部材であって、周方向に複数に分割された
フローティングリング３と、該フローティングリング３
を相互に連結する連結部４ａとから構成されてなり、該
連結部４ａはケーシング２に連結されてフローティング
リング３を半径方向に移動可能に支持することを特徴と
する。かかる構成により、連結部４ａを介してフローテ
ィングリング３の自重を支持することができる。また、
前記フローティングリング３の外周に設けられ全体とし
て環状をなす外周支持部４によりフローティングリング
３が連結されたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はポンプ等の回転軸
に使用される軸シール構造に関するものである。
に使用される軸シール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８および図９はポンプ等における軸シ
ール構造の一従来例を示すものである。符号１は回転軸
であって、この回転軸１の外周には、ケーシング２の内
周との間には、フローティングリング１０１が設けられ
ていて、高圧側Ａ（例えばポンプのケーシング内部空
間）と低圧側（大気圧）との間をシールしている。この
フローティングリング１０１は、図９に示すように回転
軸１０１との間に半径方向に隙間を有し、この隙間に介
在する流体の圧力を受けるようになっている。またフロ
ーティングリング１０１は、自重による力、および、高
圧側Ａと低圧側Ｂとの圧力差による軸方向への力をも受
けるようになっている。
ール構造の一従来例を示すものである。符号１は回転軸
であって、この回転軸１の外周には、ケーシング２の内
周との間には、フローティングリング１０１が設けられ
ていて、高圧側Ａ（例えばポンプのケーシング内部空
間）と低圧側（大気圧）との間をシールしている。この
フローティングリング１０１は、図９に示すように回転
軸１０１との間に半径方向に隙間を有し、この隙間に介
在する流体の圧力を受けるようになっている。またフロ
ーティングリング１０１は、自重による力、および、高
圧側Ａと低圧側Ｂとの圧力差による軸方向への力をも受
けるようになっている。
【０００３】このような軸シール構造においては、回転
軸１が半径方向に振動してフローティングリング１０１
に接触しようとすると、フローティングリング１０１に
対する回転軸１の偏心により、これらの間の半径方向へ
の隙間内の流体圧力の上昇による力、いわゆる動圧軸受
効果を生じるとともに、軸方向の差圧による周方向の圧
力変化による力の増加、いわゆる静圧軸受効果を生じ、
これによって回転軸１とフローティングリング１０１と
の接触が防止されている。
軸１が半径方向に振動してフローティングリング１０１
に接触しようとすると、フローティングリング１０１に
対する回転軸１の偏心により、これらの間の半径方向へ
の隙間内の流体圧力の上昇による力、いわゆる動圧軸受
効果を生じるとともに、軸方向の差圧による周方向の圧
力変化による力の増加、いわゆる静圧軸受効果を生じ、
これによって回転軸１とフローティングリング１０１と
の接触が防止されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記動
圧軸受効果や静圧軸受効果は、フローティングリング１
０１の表面積に応じて生じる力によるものであるのに対
し、フローティングリング１の自重は体積に応じて増加
するから、回転軸１の径が大きくなると、前記効果が不
十分になる場合がある。
圧軸受効果や静圧軸受効果は、フローティングリング１
０１の表面積に応じて生じる力によるものであるのに対
し、フローティングリング１の自重は体積に応じて増加
するから、回転軸１の径が大きくなると、前記効果が不
十分になる場合がある。
【０００５】すなわち、回転軸１の振動が大きい場合に
は、回転軸１とフローティングリング１０１とが接触す
る不具合が生じることがある。本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、回転軸と
フローティングリングの接触を確実に防止することにあ
る。
は、回転軸１とフローティングリング１０１とが接触す
る不具合が生じることがある。本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、回転軸と
フローティングリングの接触を確実に防止することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、回転軸の外周とケーシングとの間に設
けられ、前記回転軸の外周との間に半径方向への隙間を
有する環状の部材であって、周方向に複数に分割された
フローティングリングと、該フローティングリングを相
互に連結する連結部とから構成されてなり、該連結部は
前記ケーシングに連結されて前記フローティングリング
を半径方向に移動可能に支持することを特徴とする。か
かる構成により、連結部を介してフローティングリング
の自重を支持することができる。また本発明は、前記フ
ローティングリングの外周に設けられ全体として環状を
なす外周支持部により前記フローティングリングが連結
されたことを特徴とする。また前記外周支持部は、円周
方向に複数に分割された円弧状をなし、該円弧状の部分
の両端を外方へ折り曲げることにより連結部が形成さ
れ、該連結部を介して互いに連結されたことを特徴とす
る。また前記連結部がケーシングに支持されたことを特
徴とする。また前記フローティングリングの内周は、前
記軸の一端側から他端側へ漸次内径が減少する円錐面状
をなすことを特徴とする。また前記フローティングリン
グの内周には、円周方向へ所定長さにわたって連続し、
かつ、前記フローティングリングの軸方向端部に連通す
る溝が設けられたことを特徴とする。
めに、本発明は、回転軸の外周とケーシングとの間に設
けられ、前記回転軸の外周との間に半径方向への隙間を
有する環状の部材であって、周方向に複数に分割された
フローティングリングと、該フローティングリングを相
互に連結する連結部とから構成されてなり、該連結部は
前記ケーシングに連結されて前記フローティングリング
を半径方向に移動可能に支持することを特徴とする。か
かる構成により、連結部を介してフローティングリング
の自重を支持することができる。また本発明は、前記フ
ローティングリングの外周に設けられ全体として環状を
なす外周支持部により前記フローティングリングが連結
されたことを特徴とする。また前記外周支持部は、円周
方向に複数に分割された円弧状をなし、該円弧状の部分
の両端を外方へ折り曲げることにより連結部が形成さ
れ、該連結部を介して互いに連結されたことを特徴とす
る。また前記連結部がケーシングに支持されたことを特
徴とする。また前記フローティングリングの内周は、前
記軸の一端側から他端側へ漸次内径が減少する円錐面状
をなすことを特徴とする。また前記フローティングリン
グの内周には、円周方向へ所定長さにわたって連続し、
かつ、前記フローティングリングの軸方向端部に連通す
る溝が設けられたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施形態について説明する。なお、図中従来例と共通の
構成には同一符号を付し、説明を簡略化する。図１およ
び２は第１実施形態を示すものである。このフローティ
ングリング３は、それぞれ半円状をなし、互いに組み合
わせられることにより、全体として、従来のフローティ
ングリングと同様に回転軸１の外周を囲む円筒状をなし
ている。前記フローティングリング３の外周には、フロ
ーティングリング３の輪郭に沿う半円状をなす外周支持
部４が設けられている。これらの外周支持部４は、鋼板
などの弾性材料からなる板材であって、半径方向に向け
られたねじ５によって、それぞれ２カ所で前記フローテ
ィングリング３に固定されている。また外周支持部４の
両端は、半径方向外方へ折り曲げられた連結部４ａとさ
れている。
実施形態について説明する。なお、図中従来例と共通の
構成には同一符号を付し、説明を簡略化する。図１およ
び２は第１実施形態を示すものである。このフローティ
ングリング３は、それぞれ半円状をなし、互いに組み合
わせられることにより、全体として、従来のフローティ
ングリングと同様に回転軸１の外周を囲む円筒状をなし
ている。前記フローティングリング３の外周には、フロ
ーティングリング３の輪郭に沿う半円状をなす外周支持
部４が設けられている。これらの外周支持部４は、鋼板
などの弾性材料からなる板材であって、半径方向に向け
られたねじ５によって、それぞれ２カ所で前記フローテ
ィングリング３に固定されている。また外周支持部４の
両端は、半径方向外方へ折り曲げられた連結部４ａとさ
れている。
【０００８】ケーシング２内には、前記フローティング
リング３を収容する円筒状の空間２ａが設けられ、この
空間２ａには、半径方向外方へ向かう溝部２ｂが設けら
れている。この溝部２ｂは、円周方向へ１８０度の間隔
をおいて配置されており、一方の外周支持部４の連結部
４ａと、他方の外周支持部４の連結部４ａとが互いに重
ね合わせた状態で挿入されている。すなわち、２つの連
結部４ａを互いに重ねて溝部２ｂに挿入することによ
り、前記一対の外周支持部４が一体に連結されるととも
に、この外周支持部４に支持されたフローティングリン
グ３が一体となって、回転軸１の外周に同心状に支持さ
れている。また前記外周支持部４は、互いに重ねられた
連結部４ａが互いに離れるように弾性変形することによ
り、前記フローティングリング３の半径方向への移動を
許容することができる。
リング３を収容する円筒状の空間２ａが設けられ、この
空間２ａには、半径方向外方へ向かう溝部２ｂが設けら
れている。この溝部２ｂは、円周方向へ１８０度の間隔
をおいて配置されており、一方の外周支持部４の連結部
４ａと、他方の外周支持部４の連結部４ａとが互いに重
ね合わせた状態で挿入されている。すなわち、２つの連
結部４ａを互いに重ねて溝部２ｂに挿入することによ
り、前記一対の外周支持部４が一体に連結されるととも
に、この外周支持部４に支持されたフローティングリン
グ３が一体となって、回転軸１の外周に同心状に支持さ
れている。また前記外周支持部４は、互いに重ねられた
連結部４ａが互いに離れるように弾性変形することによ
り、前記フローティングリング３の半径方向への移動を
許容することができる。
【０００９】図３は第２実施形態を示すものである。こ
のフローティングリング３Ａは、従来のものと同じく単
独で環状に形成され、その外周には、半径方向外方へ向
かう連結部４ａが設けられている。この連結部４ａは、
円周方向に１８０度の間隔をおいて一対設けられ、前記
第１実施形態の支持部４ａと同様、ケーシング２の溝部
２ｂに挿入されてフローティングリング３を回転軸１と
同心状に支持している。
のフローティングリング３Ａは、従来のものと同じく単
独で環状に形成され、その外周には、半径方向外方へ向
かう連結部４ａが設けられている。この連結部４ａは、
円周方向に１８０度の間隔をおいて一対設けられ、前記
第１実施形態の支持部４ａと同様、ケーシング２の溝部
２ｂに挿入されてフローティングリング３を回転軸１と
同心状に支持している。
【００１０】図４は第３実施形態を示すものである。こ
のフローティングリング３Ｂは、４分円状をなし、全体
として回転軸１の周囲を囲む環状をなしている。前記各
フローティングリング３Ｂの両端には、半径方向外方へ
向けて、弾性変形可能な板状の連結部４ａが一体に設け
られており、互いに隣接する２つのフローティングリン
グ３Ｂは、前記連結部４ａを互いに重ねてねじ５を締め
付けることにより互いに連結されている。そして、互い
に重ねられた４対の連結部４ａをねじ５によって連結す
ることにより、前記フローティングリング３Ｂが回転軸
１を囲む環状に形成されるようになっている。
のフローティングリング３Ｂは、４分円状をなし、全体
として回転軸１の周囲を囲む環状をなしている。前記各
フローティングリング３Ｂの両端には、半径方向外方へ
向けて、弾性変形可能な板状の連結部４ａが一体に設け
られており、互いに隣接する２つのフローティングリン
グ３Ｂは、前記連結部４ａを互いに重ねてねじ５を締め
付けることにより互いに連結されている。そして、互い
に重ねられた４対の連結部４ａをねじ５によって連結す
ることにより、前記フローティングリング３Ｂが回転軸
１を囲む環状に形成されるようになっている。
【００１１】前記フローティングリング３Ｂは、回転軸
３との間に介在する液体により生じる動圧および静圧に
より、前記連結部４ａを弾性変形させて個々に移動する
ことができる。すなわち、あるフローティングリング３
Ｂが回転軸３に接近すると、該フローティングリング３
Ｂと回転軸との間の流体の動圧が増加し、互いに重ねら
れた連結部４ａが離れるように弾性変形して、フローテ
ィングリング３Ｂが半径方向外方へ移動することができ
る。したがって、フローティングリング３Ｂと回転軸１
との接触が回避される。
３との間に介在する液体により生じる動圧および静圧に
より、前記連結部４ａを弾性変形させて個々に移動する
ことができる。すなわち、あるフローティングリング３
Ｂが回転軸３に接近すると、該フローティングリング３
Ｂと回転軸との間の流体の動圧が増加し、互いに重ねら
れた連結部４ａが離れるように弾性変形して、フローテ
ィングリング３Ｂが半径方向外方へ移動することができ
る。したがって、フローティングリング３Ｂと回転軸１
との接触が回避される。
【００１２】図５は第４実施形態を示すものである。こ
のフローティングリング３Ｃは、前記第３実施形態と同
様に、円周方向への分割構造とされていて、連結部４ａ
をねじ５によって連結することにより全体として環状に
構成されている。またフローティングリング３Ｃの内周
面６は、高圧側Ａから低圧側Ｂへ漸次内径が減少した
（回転軸１との間の半径方向への隙間が狭められた）円
錐面状に構成されている。すなわち前記フローティング
リング３Ｃと回転軸１との半径方向への隙間は、高圧側
が大きく、低圧側が小さく設定されている。
のフローティングリング３Ｃは、前記第３実施形態と同
様に、円周方向への分割構造とされていて、連結部４ａ
をねじ５によって連結することにより全体として環状に
構成されている。またフローティングリング３Ｃの内周
面６は、高圧側Ａから低圧側Ｂへ漸次内径が減少した
（回転軸１との間の半径方向への隙間が狭められた）円
錐面状に構成されている。すなわち前記フローティング
リング３Ｃと回転軸１との半径方向への隙間は、高圧側
が大きく、低圧側が小さく設定されている。
【００１３】このような構成であると、前記第３実施形
態等と同様、各フローティングリング３Ｃが連結部４ａ
を弾性変形させながら個々に半径方向へ移動することが
できるとともに、前記内周面６に作用する静圧力によっ
ても前記フローティングリング３Ｃを個々に半径方向へ
変位させることによっても、回転軸１との所定の隙間を
維持することができる。
態等と同様、各フローティングリング３Ｃが連結部４ａ
を弾性変形させながら個々に半径方向へ移動することが
できるとともに、前記内周面６に作用する静圧力によっ
ても前記フローティングリング３Ｃを個々に半径方向へ
変位させることによっても、回転軸１との所定の隙間を
維持することができる。
【００１４】さらに図６および７は本発明の第５実施形
態を示すものである。すなわちフローティングリング３
Ｄの内周面には、円周方向へ延びる円周方向溝７が形成
され、該円周方向溝７は、軸方向へ延びてケーシング内
の空間に連通する軸方向溝８に連通している。前記円周
方向溝７および軸方向溝８は、図７に示すように、円周
方向溝７の方が浅く形成されている。
態を示すものである。すなわちフローティングリング３
Ｄの内周面には、円周方向へ延びる円周方向溝７が形成
され、該円周方向溝７は、軸方向へ延びてケーシング内
の空間に連通する軸方向溝８に連通している。前記円周
方向溝７および軸方向溝８は、図７に示すように、円周
方向溝７の方が浅く形成されている。
【００１５】上記構成にあっては、軸方向溝８が高圧側
Ａのケーシング内部空間に連通されているので、該軸方
向溝８内へ流体を容易に導くことができる。また、この
軸方向溝８から、円周方向溝７へ流体が導かれるため、
回転軸１とフローティングリング３Ｄとの間における流
体の流れを促進して、より確実に動圧軸受効果を発揮さ
せることができる。
Ａのケーシング内部空間に連通されているので、該軸方
向溝８内へ流体を容易に導くことができる。また、この
軸方向溝８から、円周方向溝７へ流体が導かれるため、
回転軸１とフローティングリング３Ｄとの間における流
体の流れを促進して、より確実に動圧軸受効果を発揮さ
せることができる。
【００１６】なお、フローティングリングおよび外周支
持部の分割数や、連結部の数、さらにはこれらの具体的
形状は各実施形態に限定されるものではなく、回転軸や
軸受の形状、回転数や流体の物理的性質等の使用条件に
応じて適宜変更しても良いのはもちろんである。
持部の分割数や、連結部の数、さらにはこれらの具体的
形状は各実施形態に限定されるものではなく、回転軸や
軸受の形状、回転数や流体の物理的性質等の使用条件に
応じて適宜変更しても良いのはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フローティングリングを連結部によってケーシングに支
持させることにより、フローティングリングの自重の増
加にかかわらず、フローティングリングと回転軸との間
の動圧、あるいは静圧による軸受効果によってフローテ
ィングリングを支持することができる。またフローティ
ングリングを分割構造とするとともに、弾性変形可能な
部材を介して、半径方向へ移動可能に連結したから、回
転軸との間に生じる圧力に応じてフローティングリング
を移動させることにより、回転軸との接触を防止するこ
とができる。
フローティングリングを連結部によってケーシングに支
持させることにより、フローティングリングの自重の増
加にかかわらず、フローティングリングと回転軸との間
の動圧、あるいは静圧による軸受効果によってフローテ
ィングリングを支持することができる。またフローティ
ングリングを分割構造とするとともに、弾性変形可能な
部材を介して、半径方向へ移動可能に連結したから、回
転軸との間に生じる圧力に応じてフローティングリング
を移動させることにより、回転軸との接触を防止するこ
とができる。
【図１】 第１実施形態の縦断面図。
【図２】 図１のII−II線に沿う矢視図。
【図３】 第２実施形態の軸受を軸方向から見た図。
【図４】 第３実施形態の軸受を軸方向から見た図。
【図５】 第４実施形態の軸受の縦断面図。
【図６】 第５実施形態のフローティングリングの内面
の展開図。。
の展開図。。
【図７】 図６のVII-VII線に沿う矢視図。
【図８】 一従来例の縦断面図。
【図９】 図８のIX-IX線に沿う矢視図。
１ 回転軸 ２ ケーシング ２ｂ 溝
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ フローティングリング
４ 外周支持部 ４ａ 連結部 ５ ねじ
６ 内周面 ７ 円周方向溝 ８ 軸方向溝
Claims (7)
- 【請求項１】 回転軸の外周とケーシングとの間に設け
られ、前記回転軸の外周との間に半径方向への隙間を有
するとともに、周方向に複数連結されて全体として環状
をなすフローティングリングと、該フローティングリン
グを相互に連結する連結部とから構成されてなり、該連
結部は弾性変形することにより、前記フローティングリ
ングを半径方向に移動可能に支持することを特徴とする
軸シール構造。 - 【請求項２】 前記フローティングリングの外周に設け
られ全体として環状をなす外周支持部により前記フロー
ティングリングが連結されたことを特徴とする請求項１
記載の軸シール構造。 - 【請求項３】 前記外周支持部は、円周方向に複数に分
割された円弧状をなし、該円弧状の部分の両端を外方へ
折り曲げることにより連結部が形成され、該連結部を介
して互いに連結されたことを特徴とする請求項２記載の
軸シール構造。 - 【請求項４】 前記連結部がケーシングに支持されたこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の軸
シール構造。 - 【請求項５】 回転軸の外周とケーシングとの間に設け
られ、前記回転軸の外周との間に半径方向への隙間を有
する環状のフローティングリングと、該フローティング
リングとケーシングとを前記回転軸の半径方向へ移動可
能に支持する弾性変形可能な支持部とからなることを特
徴とする軸シール構造。 - 【請求項６】 前記フローティングリングの内周は、前
記軸の一端側から他端側へ漸次内径が減少する円錐面状
をなすことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
記載の軸シール構造。 - 【請求項７】 前記フローティングリングの内周には、
円周方向へ所定長さにわたって連続し、かつ、前記フロ
ーティングリングの軸方向端部に連通する溝が設けられ
たことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
の軸シール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293114A JP2003097730A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 軸シール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001293114A JP2003097730A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 軸シール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003097730A true JP2003097730A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19114969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001293114A Withdrawn JP2003097730A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 軸シール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003097730A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US20140008872A1 (en) * | 2011-03-23 | 2014-01-09 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sealing device |
| JP5871287B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2016-03-01 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
| CN107355537A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-17 | 四川日机密封件股份有限公司 | 设有流体槽的碳浮密封环及其密封装置 |
| JP2018185005A (ja) * | 2017-04-26 | 2018-11-22 | 株式会社荏原製作所 | ライナーリングおよび遠心ポンプ |
| CN112377412A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 湖北同方高科泵业有限公司 | 液环真空泵轴封结构 |
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| JP7446976B2 (ja) | 2020-10-30 | 2024-03-11 | 株式会社荏原製作所 | 軸封装置、回転機械、および軸封装置の組み立て方法 |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001293114A patent/JP2003097730A/ja not_active Withdrawn
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