JP2003526305A - 改良されたベアリング絶縁体 - Google Patents
改良されたベアリング絶縁体Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/44—Free-space packings
- F16J15/447—Labyrinth packings
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/80—Labyrinth sealings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
ベアリング絶縁体機構は、ハウジングを通じて突き出す回転可能な軸を有する機械のハウジングと共に使用し得るようにされている。該絶縁体機構は、上記軸を取り巻くと共に、ハウジングに固着されるステータを備えており、該ステータは、上記軸から半径方向に伸びる、ステータに形成された単一の溝又は多数の深い溝を有する。深い溝の側部を形成するステータの壁端部は、機械的に可能な限り軸に近接する位置に配置されている。溝は、ステータの幅及び材料の機械的な制約の範囲内で可能な限り深く且つ広くする。上記ステータの溝は、ステータの壁に形成され、上記ハウジングの上記溝をステータの溝の下端と接続する穴又はオリフィスを有している。１つ又は２つ以上の穴は、穴又はオリフィスの直径の１／２だけ溝の外径を中断するようにする必要がある。１つ以上である場合、これら穴は、細長くし且つステータの外周の周りで隔てて、ハウジングを軸に対する関係で配置し且つ回転することを許容するようにすることができる。
Description
【０００１】
本発明は、全体として、軸の密封装置、より具体的には、通常の作動状態中に
おけるのみならず、多量の油又は油の乱流の異常な状態下にてもハウジング内で
潤滑剤を効果的に密封するシールに関する。
おけるのみならず、多量の油又は油の乱流の異常な状態下にてもハウジング内で
潤滑剤を効果的に密封するシールに関する。
【０００２】
現在、異常に多量の油又は潤滑剤の量のとき、すなわち、軸の直径方向外面に
近づくほどの量であるとき、軸及び傾斜した樋状体付近に配置されたドレーン口
の効果は、低下する。通常の又は理想的な状態下にて、潤滑剤は、軸から排出さ
れ、シールのラビリンス集め溝内に集められ且つ重力によって油溜めに排出して
戻される。多量の潤滑剤の場合、ドレーン口は機能し得ないことがしばしばであ
る。
近づくほどの量であるとき、軸及び傾斜した樋状体付近に配置されたドレーン口
の効果は、低下する。通常の又は理想的な状態下にて、潤滑剤は、軸から排出さ
れ、シールのラビリンス集め溝内に集められ且つ重力によって油溜めに排出して
戻される。多量の潤滑剤の場合、ドレーン口は機能し得ないことがしばしばであ
る。
【０００３】
多量の潤滑剤の場合、軸から排出された潤滑剤は、次に、軸に沿ってロータ／
ステータの境界部まで外方に運ばれ、その結果、漏洩するシール、すなわち、流
体がシールの外側部に漏洩するシールとなる。
ステータの境界部まで外方に運ばれ、その結果、漏洩するシール、すなわち、流
体がシールの外側部に漏洩するシールとなる。
【０００４】
漏洩するシールを生じさせる別の状態は、潤滑剤の乱流が多い場合である。こ
の乱流の理由は、噛み合う歯車又は円筒状のころベアリングが油を動揺させ、油
は、次に、ドレーン出口の樋状体に衝突し、潤滑剤が樋状体の勾配に沿って下方
に又は下方内方に流れるのを妨げ且つ軸に沿って運ばれるのを妨げ、そのため、
漏洩するシールとなることである。
の乱流の理由は、噛み合う歯車又は円筒状のころベアリングが油を動揺させ、油
は、次に、ドレーン出口の樋状体に衝突し、潤滑剤が樋状体の勾配に沿って下方
に又は下方内方に流れるのを妨げ且つ軸に沿って運ばれるのを妨げ、そのため、
漏洩するシールとなることである。
【０００５】
また、ドレーン口又は樋状体が軸付近に位置していることは、また、加圧潤滑
型のスリーブベアリングが使用される場合にも漏洩を生じさせるものであった。
軸とベアリングとの境界部における加圧した潤滑剤は、軸に対して平行に且つ軸
に沿って移動し且つドレーン口の傾斜面に衝突し、また、その傾斜面に沿って上
昇して、これにより、シールから漏洩し勝ちとなる。
型のスリーブベアリングが使用される場合にも漏洩を生じさせるものであった。
軸とベアリングとの境界部における加圧した潤滑剤は、軸に対して平行に且つ軸
に沿って移動し且つドレーン口の傾斜面に衝突し、また、その傾斜面に沿って上
昇して、これにより、シールから漏洩し勝ちとなる。
【０００６】
本発明は、多量の油又は多量の乱流のとき又は軸方向に衝突するとき、並びに
通常の作動中、潤滑剤の漏洩が解消される点にて従来技術の改良である。
通常の作動中、潤滑剤の漏洩が解消される点にて従来技術の改良である。
【０００７】
本発明は、ステータ内に１つ又は２つ以上の大きい集め溝を組み込み、ドレー
ン口の位置を改善したものである。この集め溝は、潤滑剤の集める量を最大にし
得るように可能な限り深く且つ広いことを要する。集め溝内の潤滑剤は、溜めに
排出され、オリフィスがシールの最下方の位置に配置され、また、シールから可
能な限り離れている。
ン口の位置を改善したものである。この集め溝は、潤滑剤の集める量を最大にし
得るように可能な限り深く且つ広いことを要する。集め溝内の潤滑剤は、溜めに
排出され、オリフィスがシールの最下方の位置に配置され、また、シールから可
能な限り離れている。
【０００８】
現在のドレーン穴は、軸及びステータの内径に近い位置に配置されているが、
本発明の場合、ドレーン口は、ステータの外径近くに配置されている。 外部の汚染物質が何ら存在せず又は汚染物質を排除する必要がないならば、シ
ールは、僅かに、その１つ又は２つ以上の集め溝を有するステータと、該ステー
タの外端に設けられたドレーン穴及び樋状体とを備えることができる。
本発明の場合、ドレーン口は、ステータの外径近くに配置されている。 外部の汚染物質が何ら存在せず又は汚染物質を排除する必要がないならば、シ
ールは、僅かに、その１つ又は２つ以上の集め溝を有するステータと、該ステー
タの外端に設けられたドレーン穴及び樋状体とを備えることができる。
【０００９】
ステータは、衝突する潤滑剤に対するブランク壁を提供する。溝の側部は、軸
に対して半径方向に近い位置に配置され、該溝は、また、軸に沿った潤滑剤の流
れを制限する。密封作用を助けるため、大きい集め溝内により多くの潤滑剤を集
めることができる。
に対して半径方向に近い位置に配置され、該溝は、また、軸に沿った潤滑剤の流
れを制限する。密封作用を助けるため、大きい集め溝内により多くの潤滑剤を集
めることができる。
【００１０】
ハウジング１４内にロータ１２及びステータ１３を含む、シールを示す図１に
関して説明する。軸１５は、軸１５に取り付けられたベアリング１６を有してい
る。ロータ１２は、Ｏリング１７により軸１５と共に回転する。ステータ１３は
、シール１８によりハウジング１６に固着されている。ステータ１３は、側壁１
９ａ、１９ｂにより形成された溝１９を更に有している。この溝１９は、ステー
タ１１の断面積及び材料の特徴に依存して、可能な限り深く且つ広くする必要が
ある。
関して説明する。軸１５は、軸１５に取り付けられたベアリング１６を有してい
る。ロータ１２は、Ｏリング１７により軸１５と共に回転する。ステータ１３は
、シール１８によりハウジング１６に固着されている。ステータ１３は、側壁１
９ａ、１９ｂにより形成された溝１９を更に有している。この溝１９は、ステー
タ１１の断面積及び材料の特徴に依存して、可能な限り深く且つ広くする必要が
ある。
【００１１】
１つ以上の溝１９が存在するようにすることができるが、材料の全ての制約を
遵守しなければならず、複数の溝、すなわち、半径方向断面積及び材料の特徴は
溝の深さ及び幅に関する制限的な因子でなければならない。
遵守しなければならず、複数の溝、すなわち、半径方向断面積及び材料の特徴は
溝の深さ及び幅に関する制限的な因子でなければならない。
【００１２】
溝１９の半径方向外端にてステータ１３内に組み込まれた軸方向スロット２０
が存在する。このスロット２０又は穴は、潤滑剤を溜め３０まで運ぶため傾斜面
又は樋状体２０ａを有している。スロットは、ステータ壁１９ａの外周の周りで
円形とし又は細長にすることができる。スロット２０は、図２に図示するように
、複数の周縁スロットとすることができる。スロット２０は、軸１５に対してあ
る角度にて溝１９と交差し且つ溝１９内に侵入し、また、穴又はオリフィスの直
径の約１／２の外径にて溝１９の直径と交差する。
が存在する。このスロット２０又は穴は、潤滑剤を溜め３０まで運ぶため傾斜面
又は樋状体２０ａを有している。スロットは、ステータ壁１９ａの外周の周りで
円形とし又は細長にすることができる。スロット２０は、図２に図示するように
、複数の周縁スロットとすることができる。スロット２０は、軸１５に対してあ
る角度にて溝１９と交差し且つ溝１９内に侵入し、また、穴又はオリフィスの直
径の約１／２の外径にて溝１９の直径と交差する。
【００１３】
スロット２０は、可能な限り軸１５とステータ１１との境界部から離れるよう
にする。ステータ溝の壁１９ａ、１９ｂの半径方向内面は、可能な限り軸１５に
近くする必要がある。軸１５とシールの面１９ｃとの間の半径方向寸法は、軸の
直径の２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の
範囲とする必要がある。図２に図示するように、常に、潤滑剤を溜め３０に排出
して戻すため、少なくとも１つのドレーン穴の一定の下方の位置を提供しつつ、
ステータは回転可能である。
にする。ステータ溝の壁１９ａ、１９ｂの半径方向内面は、可能な限り軸１５に
近くする必要がある。軸１５とシールの面１９ｃとの間の半径方向寸法は、軸の
直径の２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の
範囲とする必要がある。図２に図示するように、常に、潤滑剤を溜め３０に排出
して戻すため、少なくとも１つのドレーン穴の一定の下方の位置を提供しつつ、
ステータは回転可能である。
【００１４】
このシールが回転するとき、汚染物質の排除は保証されない。しかし、本発明
は、１つの形態において、ロータ１２は、ロータ１２がステータ１３と締まり嵌
めする箇所の直径がステータ１３の直径よりも大きいようにする。この差は、汚
染物質を排除し且つ除去する所望の経路の方向に直径が不断に増大するから、ロ
ータ／ステータの境界面にて汚染物質を外方に圧送する動作を発生させることに
なる。
は、１つの形態において、ロータ１２は、ロータ１２がステータ１３と締まり嵌
めする箇所の直径がステータ１３の直径よりも大きいようにする。この差は、汚
染物質を排除し且つ除去する所望の経路の方向に直径が不断に増大するから、ロ
ータ／ステータの境界面にて汚染物質を外方に圧送する動作を発生させることに
なる。
【００１５】
図３に図示するように、ステータ１３は、何ら外部の汚染物質と出会わない場
合、単独で作動可能である。ステータ１３のみから成るシールは、この場合、ロ
ータとステータの部品との間に内部の遊び又はラビリンスが不要であるため、簡
略化することができる。このことは、油を保持することが唯一の必要条件である
ならば、油を保持するコストを著しく削減することができる。
合、単独で作動可能である。ステータ１３のみから成るシールは、この場合、ロ
ータとステータの部品との間に内部の遊び又はラビリンスが不要であるため、簡
略化することができる。このことは、油を保持することが唯一の必要条件である
ならば、油を保持するコストを著しく削減することができる。
【００１６】
好ましい実施の形態を説明したが、本発明のその他の特徴は、当業者に案出可
能であることは疑いなく、多数の改変例及び変更例が本発明の実施の形態にて可
能であり、これら全ては、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から
逸脱せずに実現可能である。
能であることは疑いなく、多数の改変例及び変更例が本発明の実施の形態にて可
能であり、これら全ては、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から
逸脱せずに実現可能である。
【図１】
ロータが軸上でハウジング内にある、シールの断面図である。
【図２】
ドレーンポートを有する集め溝の壁の図である。
【図３】
ロータが存在しないステータシールの断面図である。
【図４】
放出ポートが存在せずに、ロータが軸上でハウジング内にある、シールの断面
図である。
図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 トーマス・ディー・コー
アメリカ合衆国イリノイ州61264，ミラン，
ワンハンドレッドアンドシックスス・アベ
ニュー・ウエスト 2829
(72)発明者 デービッド・シー・オーロースキー
アメリカ合衆国イリノイ州61264，ミラン，
ワンハンドレッドアンドシックスス・アベ
ニュー・ウエスト 2901
(72)発明者 トーマス・ディー・コー
アメリカ合衆国イリノイ州61264，ミラン，
ワンハンドレッドアンドシックスス・アベ
ニュー・ウエスト 2829
Ｆターム(参考） 3J016 AA01 BB02 BB17 CA08
5H605 CC04 EB10 EB28
Claims (26)
- 【請求項１】 ハウジングと共に使用され、該ハウジングがハウジング内に
潤滑剤を有するベアリングと、該ハウジングを通って突き出す軸とを備える絶縁
体機構において、 ａ）ハウジングに固着され且つ軸を取り巻くステータと、 ｂ）前記ハウジングと前記軸との間を伸びる前記溝の壁を有する、半径方向溝
が形成された前記ステータと、 ｃ） ハウジングの内側に面する前記溝の第一の壁の外面と、 ｄ） 前記溝を前記ハウジングに接続する、前記軸から前記第一の壁の下端に
て前記第一の壁に形成された軸方向穴とを備える、絶縁体機構。 - 【請求項２】 請求項１による絶縁体機構において、前記半径方向溝が、前
記ステータの半径方向寸法の１／２以上である、絶縁体機構。 - 【請求項３】 請求項１による絶縁体機構において、前記ステータの前記第
一の壁に形成された前記穴が、前記半径方向溝を前記ハウジングに接続する軸方
向に傾斜する面を有する、絶縁体機構。 - 【請求項４】 請求項３による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾斜面
が細長とされる、絶縁体機構。 - 【請求項５】 請求項３による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾斜面
が前記第一の壁にフライス削りにより形成される、絶縁体機構。 - 【請求項６】 請求項１による絶縁体機構において、前記ステータの前記内
径が前記軸の直径に比例する、絶縁体機構。 - 【請求項７】 請求項６による絶縁体機構において、前記軸に対する前記ス
テータの割合が、軸の直径の２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（
０．００５インチ）である、絶縁体機構。 - 【請求項８】 請求項４による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾斜面
が周方向に細長とされる、絶縁体機構。 - 【請求項９】 ハウジングと共に使用され、該ハウジングがハウジング内に
潤滑剤を有するベアリングと、該ハウジングを通って突き出す軸とを備える絶縁
体機構において、 ａ）ハウジングに固着され且つ軸を取り巻くステータと、 ｂ）前記ハウジングと前記軸との間を伸びる前記溝の壁を有する、複数の半径
方向溝が形成された前記ステータと、 ｃ） ハウジングの内側に面する前記溝の第一の壁の外面と、 ｄ） 前記溝を前記キャビティに接続する、前記軸から前記壁の端部にて前記
壁に形成された軸方向穴とを備える、絶縁体機構。 - 【請求項１０】 請求項９による絶縁体機構において、前記複数の半径方向
溝が、前記ステータの半径方向寸法の１／２以上である、絶縁体機構。 - 【請求項１１】 請求項１０による絶縁体機構において、前記ステータの前
記壁に形成された前記穴が、前記半径方向溝を前記ハウジングに接続する傾斜面
を有する、絶縁体機構。 - 【請求項１２】 請求項１１による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾
斜面が細長とされる、絶縁体機構。 - 【請求項１３】 請求項１２による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾
斜面が前記ステータの前記壁にフライス削りにより形成される、絶縁体機構。 - 【請求項１４】 請求項９による絶縁体機構において、前記ステータの前記
内径が前記軸の直径に比例する、絶縁体機構。 - 【請求項１５】 請求項１４による絶縁体機構において、前記ステータと前
記軸との間の割合が、軸の直径の２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍ
ｍ（０．００５インチ）である、絶縁体機構。 - 【請求項１６】 請求項１２による絶縁体機構において、前記ステータが周
方向に細長とされる、絶縁体機構。 - 【請求項１７】 ハウジングと共に使用され、該ハウジングがハウジング内
に潤滑剤を有するベアリングと、該ハウジングを通って突き出す軸とを備える絶
縁体機構において、 ａ）ハウジングに固着され且つ軸を取り巻くステータと、 ｂ）前記ハウジングと前記軸との間を伸びる前記溝の壁を有する、半径方向溝
が形成された前記ステータと、 ｃ） ハウジングの内側に面する前記キャビティの第一の壁の外面と、 ｄ） 前記溝を前記ハウジングに接続する、前記軸から前記第一の壁の端部に
て前記第一の壁に形成された複数の軸方向穴とを備える、絶縁体機構。 - 【請求項１８】 ハウジングと共に使用され、該ハウジングが、ハウジング
内に潤滑剤を有するベアリングと、該ハウジングを通って突き出す軸とを備える
絶縁体機構において、 ａ）ハウジングに固着され且つ軸を取り巻くステータと、 ｂ）前記ハウジングと前記軸との間を伸びる前記溝の壁を有する、半径方向溝
が形成された前記ステータと、 ｃ） ハウジングの内側に面する前記溝の第一の壁の外面と、 ｄ） 前記溝を前記キャビティに接続する、前記軸から前記第一の壁の端部に
て前記第一の壁に形成された軸方向穴と、 ｅ）前記軸に固着され且つ該軸と共に回転し、前記ステータと相互接続するロ
ータとを備える、絶縁体機構。 - 【請求項１９】 請求項１８による絶縁体機構において、前記ステータの前
記第一の壁に形成された前記穴が、前記半径方向溝を前記ハウジングに接続する
傾斜面を有する、絶縁体機構。 - 【請求項２０】 請求項１８による絶縁体機構において、前記半径方向溝が
前記ステータの半径方向寸法の１／２以上である、絶縁体機構。 - 【請求項２１】 請求項１９による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾
斜面が細長とされる、絶縁体機構。 - 【請求項２２】 請求項１９による絶縁体機構において、前記穴及び前記傾
斜面が前記第一の壁にフライス削りにより形成される、絶縁体機構。 - 【請求項２３】 請求項１８による絶縁体機構において、前記ステータの前
記内径が前記軸の直径に比例する、絶縁体機構。 - 【請求項２４】 請求項１８による絶縁体機構において、ロータとステータ
との間の境界面が、ハウジングに達することなく汚染物質を外部から放出する放
出ポートを有する、絶縁体機構。 - 【請求項２５】 請求項２４による絶縁体機構において、汚染物質がロータ
とステータとの間の圧送動作により排除される、絶縁体機構。 - 【請求項２６】 請求項１８による絶縁体機構において、前記ロータが前記
ステータを取り巻き且つ汚染物質の侵入又は排出及びその後の汚染を防止する、
絶縁体機構。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/428,982 | 1999-10-28 | ||
| US09/428,982 US20020167131A1 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Bearing isolator |
| PCT/US2000/041288 WO2001031236A2 (en) | 1999-10-28 | 2000-10-19 | Improved bearing isolator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003526305A true JP2003526305A (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=23701255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001533347A Pending JP2003526305A (ja) | 1999-10-28 | 2000-10-19 | 改良されたベアリング絶縁体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020167131A1 (ja) |
| EP (1) | EP1192373A4 (ja) |
| JP (1) | JP2003526305A (ja) |
| ZA (1) | ZA200105586B (ja) |
Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
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