JP2013007488A - 回転軸シール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸2の軸心を含む平面をもって切断した断面形状に於て、L字状の弯曲部4をもって装着されたシールエレメント3を低圧側6から支持する板状サポート具5は、外径側から内径側に、軸心直交壁部10と、内径側が高圧側11へ所定傾斜角度θをもって傾斜した勾配壁部12と、シールエレメント3の肉厚寸法T3に略等しいラジアル方向寸法W13の垂直状内周端平坦壁部13とを、有すると共に、微小間隙Gが形成されるように内周端平坦壁部13の最内周端面14が回転軸2に接近して配設され、受圧状態下で、シールエレメント3の低圧側6の面が、軸心直交壁部10と勾配壁部12の高圧側面に接触して保持され、内周端平坦壁部13の高圧側面に低い接触面圧にて接触するように構成されている。
【選択図】図1
Description
密封流体(気体を含む)が高圧である場合、あるいは、周囲(特に摺動面32)が高温となり、シールエレメント31の強度が低下した場合に、弯曲部33が局部的に大きく異常摩耗を発生する問題がある。さらに、密封流体室34の圧力Pが高い場合、シールエレメント31の強度不足により、過度に弯曲部33が、(図6(A)の正常状態から)図6(B)に示す如く、局部的に(過度に)変形40を発生し、アウターケース等の板状サポート具35の内周端縁部36と回転軸37との間隙部38からはみ出し、本来の形状(図6(A)参照)を維持できなくなる。このような局部的な摩耗やはみ出しは、長期の使用期間にわたって安定したシール性能を発揮することは難しい。
このような問題に対し、従来、図7に示すような回転軸シールが提案されている(なお、特許文献2の図6にも同様のシールが開示されている。)
しかしながら、組付けの都合上、勾配壁部41の内周面36Aと回転軸37はある程度のクリアランス42を確保する必要があり、しかも、勾配壁部41の高圧側に鋭利先端部43を有する。
従って、高圧が負荷した場合、上記クリアランス42からのはみ出しの問題、及び、鋭利先端部43によって弯曲部33が傷付いたり、摩耗粉を発生して、シール寿命が短縮されるという問題がある。
図1と図2と図3(A)は、本発明に係る回転軸シールの実施の一形態を示し、ハウジング1と回転軸2との間に介装される。
5は、シールエレメント3を低圧側6から支持する板状サポート具であり、図1では、ハウジング1に嵌着されるアウターケース7の一部をもって、サポート具5を構成している。即ち、アウターケース7はハウジング嵌着用円筒部8と、軸心直交状のラジアル壁部9をもって構成され、後者(ラジアル壁部9)が前記サポート具5を構成する。
この軸心直交状の内周端平坦壁部13は、シールエレメント3の肉厚寸法T3 に略等しいラジアル方向寸法W13を有する。
そして、内周端平坦壁部13と回転軸2との間に、微小間隙Gが形成されるように、上記最内周端面14は回転軸2に接近して配設されている。
上記微小間隙Gは、(片側で)0.1 mm〜0.25mmに設定する。下限値未満では、組付時又は加工公差によって、回転軸2表面に、最内周端面14が接触する虞がある。逆に、上限値を越せば、間隙Gから、シールエレメント3の受圧時の弯曲部位が、はみ出す虞がある。
d+ 1.2T3 ≦D≦d+ 3.0T3
ここで、内周端平坦壁部13の上記外径寸法Dは、前述の交点Zが描く円の直径に相当する。
図1と図2からも明らかなように、D=d+2(W13+G)であるから、 1.2T3 ≦2(W13+G)≦ 3.0T3 なる関係式が導きだされる。故に、
0.6 T3 ≦(W13+G)≦1.5 T3
但し、0.1 mm≦G≦0.25mm
なる関係式が成立し、交点Zの位置が、このように設定されるのが望ましい。
略L字型断面のアウターケース7内に、シールエレメント3と円環平板状スペーサ17とインナーケース18を順次嵌込んで、アウターケース7の円筒部8の先端側(高圧側11の端部)をカシメ加工して、一体に組付けられる。
図1からも分かるように、シールエレメント3の外周端縁部は、スペーサ17と軸心直交壁部10にて挾圧状に保持固定されている。そして、アウターケース7の軸心直交壁部10の高圧側面と、勾配壁部12の高圧側面12Aに、シールエレメント3の背面(低圧側面)が接触して保持され、図3(A)に示した通常受圧状態下では、平坦壁部13の高圧側の面13Aは軽く接触する状態を維持するのが好ましい。
さらに、内周端平坦壁部13が軸心直交面20(図5参照)となる角度βが、−5°〜+5°に設定されている。即ち、−5°≦β≦+5°に設定される。
次に、図4は本発明の他の実施の形態を示し、板状サポート具5としては、インナーケース19の一部をもって構成しても良いことを示している。
図4に於て、アウターケース21は円筒部21bと高圧側内鍔部21aとカシメ部21cとを有する。アウターケース21の高圧側内鍔部21aを被覆するU字状ゴム部22aと、高圧側11へ延伸して回転軸2に摺接するゴムリップ部22bと、ハウジング1の内周面に安定される外周被覆ゴム層部22cとから成るゴム部22がアウターケース21に接着等にて一体固着されている。
インナーケース19の軸心直交壁部23が、板状サポート具5に対応している。
この図4に示した実施の形態に於ける板状サポート具5の形状及び寸法等の構成は、図1,図2,図5等にて説明した構成と同様であり(同一符号は同一構成を示し)、その説明を省略する。
従って、図3(A)と(B)(C)とを比較すれば、本発明の前記数式 d+ 1.2T3 ≦D≦d+ 3.0T3 及び、0.1 mm≦G≦0.25mmを充足することが重要である。言い換えれば、上記数式を充足することで、(PTFE等の)シールエレメント3の「はみ出し(防止)」と「変形」のバランスが良く、シールエレメント3の厚み方向と垂直のクリープ(ズレ)が生じないで、シール面に対する影響───シール面の横方向の移動やスクリュー溝(ラセン溝)の角度の変化───が少なく、優れたシール性能を維持できる。
3 シールエレメント
4 弯曲部
5 板状サポート具
6 低圧側
10 軸心直交壁部
11 高圧側
12 勾配壁部
13 内周端平坦壁部
14 最内周端面
20 軸心直交面
θ 傾斜角度
β 角度
D 外径寸法
d 外径寸法
G 微小間隙
L2 軸心
T3 肉厚寸法
W13 ラジアル方向寸法
Claims (1)
- 回転軸(2)の軸心(L2 )を含む平面をもって切断した断面形状に於て、弯曲部(4)をもってL字状に弯曲して装着されたシールエレメント(3)を低圧側(6)から支持する板状サポート具(5)は、外径側から内径側に、軸心直交壁部(10)と、内径側が高圧側(11)へ所定傾斜角度(θ)をもって傾斜した勾配壁部(12)と、上記シールエレメント(3)の肉厚寸法(T3 )に略等しいラジアル方向寸法(W13)の軸心直交状の内周端平坦壁部(13)とを、有すると共に、上記内周端平坦壁部(13)と上記回転軸(2)との間に微小間隙(G)が形成されるように上記内周端平坦壁部(13)の最内周端面(14)が上記回転軸(2)に接近して配設され、
受圧状態下で、上記シールエレメント(3)の低圧側(6)の面が、上記軸心直交壁部(10)と上記勾配壁部(12)の高圧側面に接触して保持され、かつ、上記内周端平坦壁部(13)の高圧側面に低い接触面圧にて軽く接触するように構成されたことを特徴とする回転軸シール。
Priority Applications (1)
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JP2012198429A JP2013007488A (ja) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 回転軸シール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012198429A JP2013007488A (ja) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 回転軸シール |
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JP2012198429A Pending JP2013007488A (ja) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 回転軸シール |
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2012
- 2012-09-10 JP JP2012198429A patent/JP2013007488A/ja active Pending
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