JP5985288B2

JP5985288B2 - 回転軸シール

Info

Publication number: JP5985288B2
Application number: JP2012164603A
Authority: JP
Inventors: 笈田　弘紀; 弘紀笈田; 伸和藤井
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: CN103574034B; CN103574034A; JP2014025501A

Description

本発明は、回転軸シールに関する。

従来、真空ポンプ等のポンプや、コンプレッサ等に於て、その回転軸に用いる回転軸シールとしては、樹脂製のシールエレメントを備え、シールエレメントが複数の同心状円形溝を有するものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

同心溝を加工すると、複数の面圧ピークが発生し、かつ、面圧ピークも大きくなる。これにより、密封性能は向上するが、大幅な向上には至らない。
また、シールエレメントにスクリュー溝を形成した回転軸シールもあり、スクリュー溝を加工すると、スクリュー溝によるポンピング作用により、特に運転中のシール性能が劇的に向上する。しかしながら、スクリュー溝には方向性があるため、両方向回転を行う回
転軸には適用ができない。また、軸の両端をシールする場合や、スクリュー式のポンプ等右回転と左回転の２軸をシールする場合には、右回転用シールと左回転用シールをそれぞれ使用する必要があった。

特開平１０−２６７１３３号公報

解決しようとする課題は、密封性能を大幅に向上させることができない点である。また、両方向回転を行う回転軸に使用する場合に、（スクリュー溝を有するシールエレメントでは）右回転用シールと左回転用シールをそれぞれ使用する必要がある点である。

そこで、本発明に係る回転軸シールは、樹脂製シールエレメントを有する回転軸シールに於て、該シールエレメントは、組付前の自由状態で、内周円と外周円を有する円環シート状であり、上記内周円の中心点は、上記外周円の中心点と一致し、上記内周円を囲むように形成された単数乃至複数の独立円形溝が、上記外周円に対して偏心して配設されているものである。

本発明の回転軸シールによれば、両方向回転を行う回転軸に使用する場合にも、一種類の回転軸シールで対応でき（右回転用及び左回転用のいずれとしても用いることができ）、かつ、密封性能を大幅に向上させることができる。特に、運転中に於て優れたシール性能を得ることができる。

本発明の実施の一形態を示す要部断面図である。シールエレメントの自由状態を示す平面図である。説明図である。参考例１を示すシールエレメントの平面図である。説明図である。参考例２を示すシールエレメントの平面図である。参考例３を示す要部断面図である。参考例４を示すシールエレメントの平面図である。

図１・図２は、本発明の実施の一形態を示す。本発明の回転軸シールは、例えば、真空ポンプ等のポンプや、コンプレッサ等の回転軸に用いられる。特に、両方向回転を行う回転軸Ｙにも、同一の回転軸シールで対応できる。つまり、右回転用シールと左回転用シールを兼用できる。

アウターケース２にはゴム製シール部材３が融着等にて一体化され、内鍔部２Ａがシール部材３の内部に埋設され、かつ、シール部材３のリップ３ａが突設されている。樹脂製シールエレメント４はシール部材３の一部を介して、内鍔部２Ａとインナーケース１との間に配設されている。シールエレメント４は、組付前の自由状態で、図２に示すように、内周円６と外周円７を有する円環シート状である。内周円６を囲むように形成された単数の独立円形溝８が、外周円７に対して偏心して配設されている。すなわち、独立円形溝８の中心点Ｘ_８は外周円７の中心点Ｘ_７から距離ｄだけ離間している。なお、内周円６の中心点Ｘ_６は、外周円７の中心点Ｘ_７と一致する。

次に、図３に於て、作用について説明する。通常、密封側Ａは圧力が高く、反密封側Ｂは圧力が低い。この差圧により密封流体は反密封側Ｂへ漏れようとする。運転中に於て、シールエレメント４下の密封流体（油等）は回転軸Ｙに連れ回っているが、例えば、図３の位置ａにあった流体が、回転軸Ｙの回転に従って位置ｂまで移動し、偏心させた独立円形溝８に当たると、密封側Ａへ押し戻される方向へと流れる。すなわち、独立円形溝８に沿って、位置ｂから位置ｃへと押し戻される。運転中は回転軸Ｙの偏心や振れ、振動等により密封流体が漏れやすい状態であるが、回転する毎に流体は密封側Ａに押し戻され、この押戻し作用により、運転中のシール性能が格段に向上する。回転軸Ｙが逆回転した場合にも、同様に密封側Ａへの押し戻し作用がはたらく。すなわち、図３では、回転軸Ｙが逆回転すると、破線にて示した紙面奥側で、密封側Ａへの押戻し作用がはたらく。

図４・図５は、本発明と関係が深い参考例１を示す。シールエレメント４の内周円６をシールエレメント４の外周円７に対して偏心させる。すなわち、内周円６の中心点Ｘ_６と、外周円７の中心点Ｘ_７とは、距離ｄだけ離間している。内周円６の中心点Ｘ_６と独立円形溝８の中心点Ｘ_８とは、一致する。言い換えると、同じラジアル方向に同じ偏心量をもって、偏心させており、内周円６と独立円形溝８は、同心円である。内周円６から独立円形溝８までの距離Ｚが円周方向全体に於て等しくなるので、独立円形溝８による密封力を、独立円形溝８上の周方向のどの位置に於ても略等しくすることができる。その他の構成は、図１・図２の形態と同様である。

図６は、本発明と関係が深い参考例２を示す。内周円６を囲むように形成された複数（３本）の独立円形溝８が、外周円７に対して偏心して配設されている。各独立円形溝８は、内周円６と同心円である。その他の構成は、参考例１と同様である。

図７は、本発明と関係が深い参考例３を示す。シールエレメント４以外の構成が、図１の実施の形態と異なる。すなわち、ゴム製シール部材３が省略され、インナーケース１とアウターケース２の間にガスケット９を介して樹脂製シールエレメント４を有する。

次に、図８に於て、本発明と関係が深い参考例４について説明する。樹脂製シールエレメント４を有する回転軸シールに於て、シールエレメント４は、組付前の自由状態で、内周円６と外周円７を有する円環シート状であり、シールエレメント４の内周円６をシールエレメント４の外周円７に対して距離ｄだけ偏心させる。即ち、図８に示すように、内周円６の中心点Ｘ_６と、外周円７の中心点Ｘ_７とは、距離ｄだけ離間している。独立円形溝８を具備しない。回転軸Ｙの回転により、内周円６近傍で、上記独立円形溝８の押戻し作用と同様に、密封流体に押戻し作用がはたらく。
また、両方向回転を行う回転軸Ｙに使用する場合にも、一種類の回転軸シールで対応でき（右回転用及び左回転用のいずれとしても用いることができ）、かつ、密封性能を大幅に向上させることができる。特に、運転中に於て優れたシール性能を得ることができる。

本発明は、設計変更可能であって、例えば、独立円形溝８のみを外周円７に対して偏心させる場合に於て、独立円形溝８を複数形成するも良い。また、内周円６及び独立円形溝８を、外周円７に対して偏心させる場合に於て、独立円形溝８の本数を、（図１に示した１本や、図６に示した３本に限らず）２本や、４本以上とするも良い。また、シールエレメント４の内周円６及び独立円形溝８を、シールエレメント４の外周円７に対し、相違した偏心量をもって、偏心させても良い。また、複数の独立円形溝８を有する場合に、独立円形溝８を相互に偏心量を異ならしめても良い。また、シールエレメント４以外の構成は、（図１・図７に示したもの以外にも）設計変更自由である。

以上のように、本発明は、樹脂製シールエレメント４を有する回転軸シールに於て、シールエレメント４は、組付前の自由状態で、内周円６と外周円７を有する円環シート状であり、内周円６を囲むように形成された単数乃至複数の独立円形溝８が、外周円７に対して偏心して配設されているので、両方向回転を行う回転軸Ｙに使用する場合にも、一種類の回転軸シールで対応でき（右回転用及び左回転用のいずれとしても用いることができ）、かつ、密封性能を大幅に向上させることができる。特に、運転中に於て優れたシール性能を得ることができる。

また、シールエレメント４の内周円６をシールエレメント４の外周円７に対して偏心させたので、独立円形溝８による密封力を、独立円形溝８上の周方向のどの位置に於ても略等しくすることができる。

また、樹脂製シールエレメント４を有する回転軸シールに於て、シールエレメント４は、組付前の自由状態で、内周円６と外周円７を有する円環シート状であり、シールエレメント４の内周円６をシールエレメント４の外周円７に対して偏心させたので、両方向回転を行う回転軸Ｙに使用する場合にも、一種類の回転軸シールで対応でき（右回転用及び左回転用のいずれとしても用いることができ）、かつ、密封性能を大幅に向上させることができる。特に、運転中に於て優れたシール性能を得ることができる。

４シールエレメント
６内周円
７外周円
８独立円形溝

Claims

樹脂製シールエレメント(４)を有する回転軸シールに於て、
該シールエレメント（４）は、組付前の自由状態で、内周円（６）と外周円（７）を有する円環シート状であり、上記内周円（６）の中心点（Ｘ _６）は、上記外周円（７）の中心点（Ｘ _７）と一致し、上記内周円（６）を囲むように形成された単数乃至複数の独立円形溝（８）が、上記外周円（７）に対して偏心して配設されていることを特徴とする回転軸シール。