JP5985288B2 - 回転軸シール - Google Patents

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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、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は外周円7の中心点Xから距離dだけ離間している。なお、内周円6の中心点Xは、外周円7の中心点X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と、外周円7の中心点Xとは、距離dだけ離間している。内周円6の中心点Xと独立円形溝8の中心点X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と、外周円7の中心点X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 (1)

  1. 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 )は、上記外周円(7)の中心点(X )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。
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