JPH0444144B2 - - Google Patents

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JPH0444144B2
JPH0444144B2 JP63254697A JP25469788A JPH0444144B2 JP H0444144 B2 JPH0444144 B2 JP H0444144B2 JP 63254697 A JP63254697 A JP 63254697A JP 25469788 A JP25469788 A JP 25469788A JP H0444144 B2 JPH0444144 B2 JP H0444144B2
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JP
Japan
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annular body
seal spring
dimension
radius
cross
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JP63254697A
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Japanese (ja)
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JPH01145471A (en
Inventor
Miruton Boido Richaado
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KUODEION CORP
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KUODEION CORP
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Publication date
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Publication of JPH0444144B2 publication Critical patent/JPH0444144B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自己潤滑式軸受に支持されて使用する
一体型弾性シールスプリングに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to an integral elastic seal spring supported by a self-lubricating bearing.

(従来の技術) 高速回転金属部品は、膨張係数の異なる金属軸
受に収容しなければならないという理由から、潤
滑を生じ、その結果摩耗という問題を長年に渡つ
て持つていた。その直接的な結果として、高速回
転では、部品間の適切な潤滑にも係わらず熱を発
生し、結果として対向する金属部品が率の異なる
膨張を生じ、収納しているギアボツクスから潤滑
を逃してしまう。一旦、潤滑が漏れてしまうと、
相当の摩耗を受け、運動が継続されると設備の運
命が定まつてしまう。同様の問題が、高速往復運
動を利用する設備でも経験されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION High-speed rotating metal parts have long had problems with lubrication and resulting wear because they must be housed in metal bearings with different coefficients of expansion. As a direct result, at high speeds, heat is generated despite adequate lubrication between the parts, resulting in opposing metal parts expanding at different rates and drawing lubrication away from the containing gearbox. Put it away. Once the lubrication leaks,
If the equipment undergoes significant wear and movement, its fate is sealed. Similar problems have been experienced with equipment that utilizes high speed reciprocating motion.

軸受の形状の金属部品間に位置するシールは、
長期間、こうした高速相対運動に適応するもので
あり、高い固有の潤滑度を有する最近開発された
材料で形成できるので有利である。例えば、ベス
ペル(VESPEL)という商標で販売されている
軸受製品は、非常に高価で機械加工しなければな
らないが、前記の条件下でシールとして機能す
る。ただし、これは過剰な圧力を掛けたりせずに
密封面に穏やかに且つ確実にまた継続的に作用さ
せた場合であり、過剰圧力を加えた場合には過度
な摩耗の原因となる。このことは、これまでに考
案あるいは公知の構成でこのようなシールを充分
に備えたものがないことを示している。これは、
標準的寸法変動のある金属部品間に継続的にまた
実質的に均一な隠やかな圧力を、長期間の高速運
動中に発生する温度範囲全体に渡つて提供する方
法が知られていなかつたからである。この圧力を
自動的に調節して、上記部品に発生する温度変化
の全域にわたつて寸法上の変化を補正する方法は
公知ではなかつた。
Seals located between metal parts in the form of bearings are
Advantageously, it accommodates these high speed relative movements for long periods of time and can be made of recently developed materials with high inherent lubricity. For example, bearing products sold under the trademark VESPEL are very expensive and must be machined, but they function as seals under the above conditions. However, this is a case where the sealing surface is gently, reliably, and continuously acted on without applying excessive pressure; if excessive pressure is applied, excessive wear may occur. This indicates that there is no structure so far devised or known that sufficiently provides such a seal. this is,
There was no known method to provide continuous and substantially uniform covert pressure between metal parts with standard dimensional variations over the temperature range encountered during long periods of high speed motion. be. There has been no known method for automatically adjusting this pressure to compensate for dimensional changes across the range of temperature changes that occur in the component.

(発明が解決しようとする課題) ベスペルのような組成物はすでに公知であり、
その自己潤滑特性は認識されているが、本発明者
はこの様な単なる環状軸受が、対向する異なる金
属の膨張係数の違いをうまく補正しないことを見
出した。その結果、軸受の円周の変更ができるス
プリツトリング軸受を利用した。しかしながら、
限られた状況下以外では、スプリツトリング軸受
もうまく機能しないことがわかつた。この場合、
設置構成要素の最初の寸法の変動および発生した
熱による起こる変動にも係わらず、潤滑性の高い
軸受のシール面をシール面に軽く、しかし確実か
つ均一に作用させる適度な圧力でさえ、有害な摩
耗状況を生じる。それ故、標準のOリングあるい
は標準寸法および構成のクオード(QUAD)リ
ングの利用を考えたが、そのいずれもが十分に機
能しないことが分かつた。これはこれらのリング
が適切な圧力を最初に加えない、あるいは軸受に
過剰な圧力を加え、発生した熱で寸法変化を生じ
るからである。これは、これらのリングが溝を埋
め過ぎるかあるいは本質的に非圧縮性矩形になる
からであり、このような場合には軸受面が過度な
摩耗も無く、耐えるよりはむしろ高い放射状の圧
力下にさらされることになる。
(Problem to be solved by the invention) Compositions such as Vespel are already known;
Although their self-lubricating properties are recognized, the inventors have found that such simple annular bearings do not compensate well for differences in the expansion coefficients of different opposing metals. As a result, we used a split ring bearing that allows the circumference of the bearing to be changed. however,
It has been found that split ring bearings also do not work well except under limited circumstances. in this case,
Despite the variations in the initial dimensions of the installed components and the fluctuations that occur due to the generated heat, even moderate pressure, which causes the sealing surfaces of highly lubricated bearings to act lightly but reliably and evenly on the sealing surfaces, does not cause harmful creating a wear situation. Therefore, we considered using standard O-rings or QUAD rings of standard size and configuration, but found that neither would work satisfactorily. This is because these rings do not initially apply the proper pressure, or they overstress the bearing and the heat generated causes dimensional changes. This is because these rings overfill the grooves or become essentially incompressible rectangles, in which case the bearing surfaces would rather withstand high radial pressures without excessive wear. will be exposed to.

(課題を解決するための手段) このような問題点を解決するため本発明者は
種々の受験を試みた結果、軸受部材が、表面速度
100フイート/分時に1800以上の圧力速度値で固
有自己潤滑性を有する材料からなり、円周方向に
調節できるようにスプリツトリング状に形成され
ている場合、またゴムのような容易に流動する材
料製の適切な臨界寸法の弾性バツクアツプリング
が設けられる場合、長期間の高速運動用の長期持
続し有効なシールが設けられることを見出した。
このようなシールを得るために、断面が多角形で
実質的に等しい横寸法で、凸状コーナーローブお
よび向かい合う凹状側面を持ち、凹所と凸所の度
合いおよび最大と最小の半径寸法が臨界範囲内の
規定値である弾性バツクアツプリングを設計し
た。このバツクアツプリングは断面形状が実質的
に対称である。
(Means for Solving the Problems) In order to solve these problems, the inventor of the present invention tried various tests and found that the bearing member
If it is made of a material that has inherent self-lubricating properties at pressure velocity values of 1800 or more at 100 ft/min and is formed into a split ring for circumferential adjustment, it may also flow easily, such as rubber. It has been found that when provided with a resilient back-up spring of suitable critical dimensions of the material, a long-lasting and effective seal for long-term high speed motion is provided.
To obtain such a seal, the cross-section is polygonal, of substantially equal transverse dimensions, with convex corner lobes and opposite concave sides, the degree of concavity and convexity and the maximum and minimum radial dimensions are within critical ranges. We designed an elastic back-up spring that meets the specified values. The backup spring is substantially symmetrical in cross-section.

二つのリングの向かい合う半径方向に空間を形
成する作用面間の臨界半径距離は、そのリングの
片側の向かい合うコーナーの最大半径距離の60−
75%の範囲、好ましくは68%である。コーナーロ
ーブは、該コーナー間の同一最大半径距離の14−
16%、好ましくは16%の凸所の半径である。二つ
の向かい合う作用面の凹所は、上記の距離の17−
33%、好ましくは28%である。
The critical radial distance between opposite radially spaced working surfaces of two rings is 60− of the maximum radial distance of opposite corners on one side of the rings.
In the range of 75%, preferably 68%. The corner lobes are 14-
The radius of the convexity is 16%, preferably 16%. The recesses in the two opposing working surfaces are 17−1 of the above distance.
33%, preferably 28%.

(作 用) このような特徴を組み合わせて持つ弾性リング
は、優れた作用機能があり、充分な利益をもたら
すもので、膨張係数の違いによる寸法の変化のあ
らゆる違いおよび、軸受に加わる過剰な放射状圧
力もなく、初期の寸法のあらゆる変化を適切に補
正することを見出した。向かい合う作用面の比較
的深い凹所および隣接するコーナーの鋭い凸所
が、軸受シールの裏側に柔軟あるいは緩慢な圧力
を生じさせて、この圧力を放射状に調節して、シ
ールでの圧力の過剰変動を生じることなく寸法の
変化とすることができる。このように、過度な熱
や摩耗を生じずに充分なシールを設けられる。凸
状コーナーローブのゴムは、隣接する作用面の比
較的深い凹所に流入し、この凹所がそのための充
分なスペースを提供するので、流動性ではあるが
圧縮性ではない長方形ゴムブロツクの形成を回避
するものと思われる。代わつて、弾性リングは、
初期設置時に加えた圧力に近い穏やかな圧力を軸
受シールの裏側に加え続ける。バツクアツプリン
グは、略1.9〜3.0ポンド/平方インチの緩やかで
緩慢な圧力を提供するように考えられている上
に、この圧力は上記のゴムの流動によつて実質的
に一定レベルに保持されるので、シール軸受は、
過剰な摩耗もなくシール軸受の周囲の変化の全域
について充分なシールを提供し続ける。
(Function) An elastic ring that has a combination of these features has an excellent function and provides sufficient benefits, and is able to withstand all differences in dimension due to differences in expansion coefficients, as well as excessive radial radiation applied to the bearing. It has been found that any changes in initial dimensions are adequately compensated for without pressure. Relatively deep recesses in the opposing working surfaces and sharp convexities in the adjacent corners create a soft or slow pressure on the backside of the bearing seal and adjust this pressure radially to prevent excessive pressure fluctuations at the seal. Dimensional changes can be made without causing In this way, a sufficient seal can be provided without excessive heat or wear. The rubber of the convex corner lobes flows into a relatively deep recess in the adjacent working surface, which provides sufficient space for it to form a rectangular rubber block that is free-flowing but not compressible. It seems to be avoided. Instead, the elastic ring is
Continue to apply gentle pressure to the back of the bearing seal, similar to the pressure applied during initial installation. Backup springs are designed to provide a gentle, gradual pressure of approximately 1.9 to 3.0 pounds per square inch, which is held at a substantially constant level by the rubber flow described above. Therefore, sealed bearings are
Continue to provide sufficient sealing over the entire circumference of the sealed bearing without excessive wear.

(実施例) 第1図は、本発明の一体型弾性シールスプリン
グの一つを使用した図を示す。明らかなように、
環状溝11を外表面に設けた高速回転金属軸10
が、軸10を取り巻く金属軸受部材12と向かい
合つている。この時この軸10は長期間にわたり
高速で回転する。典型的には、軸受12は、軸1
0を作る金属とは異なる膨張係数であるため、高
速による結果およびその結果としてこれらの金属
のそれぞれの温度上昇による寸法変化が相当違つ
てくる。その結果、二つの部材10,12の間に
設けた13で示す若干の空隙が潤滑を許容し、そ
の寸法が実質的に変化する。このような寸法の実
質的変化によつて、潤滑が逃げてしまう。その結
果として、軸受部材12は、潤滑の逃げるのを防
止する備えをしなければ破損を生じてしまう。こ
のような要求を満たすため、本発明は、スプリツ
トリング軸受シール部材14を含むシール手段を
提供するものであり、これは、空隙13の位置に
おいて軸受12の軸受面と実質的に等しい外周を
有している。このスプリツトリング軸受部材は自
己調節するもので、100フイート/分の面速度で
圧力速度1800以上の自己潤滑性を有する自己潤滑
材料から作られる。第1図に示すように、これは
平坦で、普通は矩形の断面形状であつて、舌15
を備え、これは軸方向に外方に伸びていて軸10
に設けた開口部16に収まる。この舌15は、軸
受部材14が軸受12内の軸10と共に回転する
のを確実なものにする。
(Example) FIG. 1 shows the use of one of the integrated elastic seal springs of the present invention. As is clear,
High-speed rotating metal shaft 10 with an annular groove 11 provided on the outer surface
is opposed to a metal bearing member 12 surrounding the shaft 10. At this time, this shaft 10 rotates at high speed for a long period of time. Typically, the bearing 12 is attached to the shaft 1
Because of the different coefficients of expansion from the metals that make up the zero, the consequences of high speed and consequent dimensional changes with temperature increase for each of these metals are quite different. As a result, some air gap, indicated by 13, provided between the two members 10, 12 allows lubrication and its dimensions change substantially. Such substantial changes in dimensions result in loss of lubrication. As a result, the bearing member 12 will be damaged unless provision is made to prevent lubrication from escaping. To meet such requirements, the present invention provides a sealing means including a split ring bearing seal member 14, which has an outer circumference substantially equal to the bearing surface of the bearing 12 at the location of the air gap 13. have. The split ring bearing member is self-adjusting and is constructed from a self-lubricating material having a pressure velocity of greater than 1800 at a face velocity of 100 feet per minute. As shown in FIG.
, which extends axially outwardly and has an axis 10.
It fits into the opening 16 provided in the. This tongue 15 ensures that the bearing member 14 rotates together with the shaft 10 within the bearing 12.

スプリツトリング軸受部材14は、第5図乃至
第7図に詳細に示されている。第7図に一番良く
示してあるように、対角線17で切れており、相
互に相対的に円周および軸方向に可動な自由端部
18,19を備えている。これによつて軸受14
と溝11の底部との間に示してある本発明の一体
型弾性シールスプリングによつて外側に正しく押
されると、温度変化による寸法変化に対する自動
的な調節を行う。軸受12と軸10とが、第1図
に示すように構造体によつてその間に完成された
シールの支持構造を担つていることが分かる。
Split ring bearing member 14 is shown in detail in FIGS. 5-7. As best seen in FIG. 7, it is cut diagonally 17 and has free ends 18, 19 which are circumferentially and axially movable relative to each other. This allows the bearing 14
When properly pushed outward by the integral elastic seal spring of the present invention shown between and the bottom of the groove 11, it provides automatic adjustment to dimensional changes due to temperature changes. It can be seen that the bearing 12 and the shaft 10 provide a support structure for the seal completed therebetween by the structure shown in FIG.

軸受シール14について支持関係にある溝11
内に配置してあるのは、本発明の一体型弾性シー
ルスプリングの一つであり、普通は番号20で表
示してある。このシールスプリングは、断面が通
常、直角多角形構造の一体式環状体で構成され、
ゴムのような流動性弾性材料で作られる。実際に
は、本発明では本物のゴムに代えてエラストマー
配合物を使用する。このリング20は、全体が均
一な断面形状で、第3,4図に一番良く示してあ
るように対称形である。該リング20は、向かい
合う凹状側面21,22があり、これらが作用面
であつて放射状に空間のあることが分かる。この
リングはまた一対の軸方向に空間のある凹状側面
23,24も備えている。これらの凹状側面は、
番号25乃至28で識別したリングの凸状コーナ
ーローブと概ね正線で合流する。
Groove 11 in supporting relation to bearing seal 14
Disposed within is one of the integral resilient seal springs of the present invention, commonly designated by the number 20. This sealing spring consists of an integral annular body whose cross section is usually a right-angled polygonal structure.
Made of a fluid, elastic material such as rubber. In fact, the present invention uses an elastomer compound instead of real rubber. The ring 20 is of uniform cross-sectional shape throughout and is symmetrical as best seen in FIGS. It can be seen that the ring 20 has opposing concave side surfaces 21 and 22, which are working surfaces and are radially spaced. The ring also has a pair of axially spaced concave sides 23,24. These concave sides are
It merges in a generally normal line with the convex corner lobes of the rings identified by numbers 25-28.

二つの向かい合う半径方向に空間を形成する側
面21,22の凹所の底部間で測定したリング2
0の最小半径寸法は、該作用面間の最大正規半径
寸法の60−75%である。この最大半径寸法は、リ
ングの側面の二つの向かい合うコーナー間の最大
距離、例えば、第4図に番号29,30で表示し
たポイント間の距離、を測定したものである。こ
の最小半径寸法の好ましい範囲は、該最大半径寸
法の65−70%であり、向かい合う凹所の底部での
理想とする最小半径寸法は該最大半径寸法の68%
である。
Ring 2 measured between the bottoms of recesses in two opposing radially spaced sides 21, 22
The minimum radial dimension of 0 is 60-75% of the maximum normal radial dimension between the working surfaces. This maximum radial dimension measures the maximum distance between two opposite corners of the sides of the ring, such as the distance between the points labeled 29 and 30 in FIG. The preferred range of this minimum radial dimension is 65-70% of the maximum radial dimension, and the ideal minimum radial dimension at the bottom of the opposing recess is 68% of the maximum radial dimension.
It is.

コーナーローブ25乃至28は、作用面21,
22間の最大半径距離の14−16%の凸所を有して
いる。好ましい凸所は、この最大半径寸法の16%
である。
The corner lobes 25 to 28 have working surfaces 21,
It has a convexity of 14-16% of the maximum radial distance between 22. The preferred convexity is 16% of this maximum radius dimension.
It is.

四つの側面21乃至24のそれぞれの凹所は実
質的なものである。これらの凹所は、既に規定し
たようにリングの最大正規半径寸法の17−33%の
範囲に及ぶ。この好ましい範囲は、該寸法の24−
30%で、理想とする範囲は、その寸法の27−29%
である。好ましい単一寸法は、作用面間の最大正
規半径寸法の28%である。
The recess in each of the four sides 21 to 24 is substantial. These recesses span a range of 17-33% of the maximum normal radial dimension of the ring, as previously defined. This preferred range is 24-
30% and the ideal range is 27-29% of that dimension.
It is. A preferred single dimension is 28% of the maximum normal radial dimension between active surfaces.

上記に規定した寸法で、長期間にわたり、高速
で相互に通過移動する金属面間の効果的長期的シ
ールを提供できることを見出した。この動作は、
第1図に示すように1つの部品が他の部品を通過
する回転である。あるいは、例えばシールがピス
トンの外面に設けてあり、第1図に示すような往
復運動でもよい。このリング20のような一体型
弾性シールスプリングの設計は、全温度範囲にお
よぶ平坦軸受シール部材14にゆるやかなバツク
アツプ圧力がかかるようになり、その結果、長期
間にわたつて高速運転した場合に上記のような金
属部品が経験する寸法変化を起こさせる。このよ
うに、このような部品が熱くなると、実質的な寸
法変化が起こり、その結果、限界的寸法になつた
リング20によつて継続的に外側へ圧迫される軸
受シール部材14は、周囲方向に調節して補正を
行う。これは、自由端部18,19の相互移動に
よつて許容される軸受とシール部材の周囲の変化
によつて達成される。同時に、環状弾性リング2
0の形状の、一体型弾性シールスプリングが、溝
内の圧力量を調節する。この溝の寸法も温度変化
によつて変わることが分かる。こうした変化は、
軸、溝、軸受、そしてリング自体の初期の構造に
寸法変化を加え、これらすべてを補正することは
非常に困難なすべての変化を含むものである。し
かし、本明細書に説明した限界範囲内の寸法を有
するリングは、部材14のような一体型シール軸
受を利用した場合、こうした変化をうまく補正す
ることを見出した。
It has been found that the dimensions defined above can provide an effective long-term seal between metal surfaces moving past each other at high speed over long periods of time. This operation is
As shown in FIG. 1, this is a rotation in which one part passes through another part. Alternatively, for example, a seal may be provided on the outer surface of the piston and the piston may be moved back and forth as shown in FIG. The design of an integral elastomeric seal spring such as this ring 20 results in gradual back-up pressure on the flat bearing seal member 14 over its entire temperature range, resulting in the causing the dimensional changes experienced by metal parts such as Thus, as such components heat up, substantial dimensional changes occur such that the bearing seal member 14, which is continually squeezed outwardly by the critical dimension ring 20, is forced to move in the circumferential direction. Adjust to make corrections. This is achieved by the variation in the circumference of the bearing and sealing members allowed by the mutual movement of the free ends 18, 19. At the same time, the annular elastic ring 2
An integral resilient seal spring in the form of 0 adjusts the amount of pressure within the groove. It can be seen that the dimensions of this groove also change with temperature changes. These changes are
Dimensional changes are made to the initial structure of the shaft, groove, bearing, and ring itself, all of which are very difficult to compensate for. However, it has been found that rings having dimensions within the limits described herein successfully compensate for these variations when utilizing integrally sealed bearings such as member 14.

こうした調整が必要になると、上記リング20
を構成するエラストマー材料はこのリング20の
各側面に設けられた実質的凹所21乃至24に流
れ込む。この材料は、容易に流動するが非圧縮性
であるため、本発明では標準のクオードリングま
たはOリングによつてこれまでに経験した問題を
回避した。これらリングは、過度な圧力が加わ
り、その結果ひどい摩耗を受けることによつて、
経験する温度範囲にわたつて、こうした軸受やシ
ール部材を支持するように適宜調節することがで
きなくなる。
When such adjustment becomes necessary, the ring 20
The elastomeric material constituting the ring 20 flows into substantial recesses 21 to 24 on each side of the ring 20. Because this material flows easily but is incompressible, the present invention avoids the problems previously experienced with standard quad rings or O-rings. These rings are exposed to excessive pressure and are subject to severe wear.
These bearings and seals cannot be appropriately adjusted to support them over the temperature range experienced.

上記リング20は、その上部と同じく溝11の
底部にわたつて完全なシールにもなることが分か
る。このように、このリング20はシールとして
機能すると同時に、充分な感度があり多様な高速
での運転時にこうした設備の受ける全温度範囲に
わたつて、二つの相対的運動部品10,12間の
適切なシールを軸受14とともに確実にする弾性
スプリングとしての機能もある。
It can be seen that the ring 20 provides a complete seal over the bottom of the groove 11 as well as its top. This ring 20 thus functions as a seal and is at the same time sufficiently sensitive to maintain proper temperature control between the two relatively moving parts 10, 12 over the entire temperature range to which such equipment is subjected during operation at various high speeds. It also functions as an elastic spring to ensure the seal together with the bearing 14.

(発明の効果) 以上述べたことから明らかなように本発明は一
体型弾性シールスプリングを自己潤滑性を有する
スプリツトリング型環状軸受を支持するようにシ
ール溝に配置するとともに、シールスプリングの
断面形状を特定することにより、向い合う作用面
に形成される比較的深い凹所および隣接するコー
ナの凸所が、軸受部材に対して裏側から柔軟ある
いは緩慢な圧力を生じさせるので、軸受にシール
による圧力の過剰変動を生じさせることがなくな
り、高速回転かつ長時間の運転に対して有効なシ
ールスプリングとなることができる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention provides an integrated elastic seal spring that is disposed in a seal groove to support a self-lubricating split ring type annular bearing, and a cross section of the seal spring. By specifying the shape, the relatively deep recesses formed on the opposing working surfaces and the convexities on the adjacent corners create a soft or slow pressure on the bearing member from the back side, so that the bearing can be easily sealed. Excessive fluctuations in pressure are no longer caused, and the seal spring is effective for high-speed rotation and long-term operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、自己潤滑式軸受シールの裏側の軸の
溝に設けた本発明の一体型シール/弾性スプリン
グの一つを備えた軸受の縦断面図、第2図は、本
発明の一体型シール/弾性スプリングの一つの側
面図、第3図は、第2図のライン3−3における
縦断面図、第4図は、第2図と第3図に示すリン
グを拡大した断面図、第5図は、第1図に示す軸
受シールの自由形式の側面図、第6図は、第5図
のライン6−6における軸受シールの縦断面図、
第7図は、第5図と第6図に示す軸受シールの平
面図である。 10…高速回転金属軸、11…環状溝、12…
軸受、14…スプリツトリング型軸受部材、20
…弾性スプリングリング、21,22,23,2
4…凹状側面、25,26,27,28…凸状コ
ーナローブ。
1 is a longitudinal cross-sectional view of a bearing with one of the integral seals/elastic springs of the present invention provided in the groove of the shaft behind the self-lubricating bearing seal; FIG. 3 is a side view of one of the seals/elastic springs; FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view taken along line 3--3 of FIG. 2; FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the ring shown in FIGS. 2 and 3; 5 is a free-form side view of the bearing seal shown in FIG. 1; FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of the bearing seal taken along line 6-6 of FIG. 5;
FIG. 7 is a plan view of the bearing seal shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 10... High-speed rotating metal shaft, 11... Annular groove, 12...
Bearing, 14...Split ring type bearing member, 20
...Elastic spring ring, 21, 22, 23, 2
4... Concave side surface, 25, 26, 27, 28... Convex corner lobe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 均一な弾性があり流動性のゴム状材料か
ら成り、固有の自己潤滑性のある環状スプリツ
トリング型軸受部材と支持関係のリング状構成
のシール溝に合うように構成し、配置した一体
型環状体であつて、 (b) 該環状は、略直角の多角形の断面形状で、半
径方向と空間を形成する一対の凹面形の表面と
軸方向に空間を形成する一対の凹面形表面とを
有し、 (c) 該環状体は、前記の各表面の凹所と実質的に
正接で合流している凸状に湾曲したコーナー部
を有し、 (d) 前記一対の表面の一つは、該一対の表面間の
最大正規断面寸法の約24−33%の凹所半径を有
する、自由形状の作用面を構成し、 (e) 該凹面形の作用面間の最小断面寸法は、該作
用面間の最大正規断面寸法の65−75%以下であ
ることを特徴とする、自己潤滑式軸受と支技関
係で使用する一体型弾性シールスプリング。 2 (a) 均一な弾性があり流動性のゴム状材料か
ら成り、固有の自己潤滑性のある環状スプリツ
トリング型軸受部材と支持関係にあるリング状
構成のシール溝に合うように構成し、配置した
一体型環状体であつて、 (b) 該環状体は、略直角の多角形の断面形状で、
半径方向に空間を形成する一対の凹面形の表面
と軸方向に空間を形成する一対の凹面形の表面
とを有し、 (c) 該環状体は、前記の各表面の凹所と実質的に
正接で合流している凸状に湾曲したコーナー部
を有し、 (d) 前記一対の表面の一つは、作用面を構成し、
その作用面間の最小寸法がその最大正規寸法の
65−70%であることを特徴とする、自己潤滑式
軸受と支持関係で使用する一体型弾性シールス
プリング。 3 (a) 均一な弾性があり流動性のゴム状材料か
ら成り、固有の自己潤滑性のある環状スプリツ
トリング型軸受部材と支持関係にあるリング状
構成のシール溝に合うように構成し、配置した
一体型環状体であつて、 (b) 該環状体は、略直角の多角形の断面形状で、
半径方向に空間を形成する一対の凹面形の表面
と軸方向に空間を形成する一対の凹面形の表面
とを有し、 (c) 該環状体は、前記の各表面の凹所と実質的に
正接で合流している凸状に湾曲したコーナー部
を有し、 (d) 前記一対の表面の一つは、作用面を構成し、
その作用面間が自由形状の場合、各々が該作用
面間の最大正規寸法の略17−33%の凹状半径を
有することを特徴とする、自己潤滑式軸受と支
持関係で使用する一体型弾性シールスプリン
グ。 4 環状体が実質的に対称的な断面形状であるこ
とを特徴とする、請求項3記載のシールスプリン
グ。 5 前記作用面の各々の凹所半径は、該作用面間
の最大正規断面寸法の27−29%であることを特徴
とする、請求項3記載のシールスプリング。 6 前記作用面の各々の凹所の半径は、該作用面
間の最大正規断面寸法の略28%であることを特徴
とする、請求項3記載のシールスプリング。 7 前記コーナー部の凸所の半径は、該作用面間
の最大正規断面寸法の略16%であることを特徴と
する、請求項3記載のシールスプリング。 8 該コーナー部の凸所の半径は、該作用面の凹
所の半径の略半分であることを特徴とする、請求
項3記載のシールスプリング。 9 該コーナー部の凸所の半径は、該作用面間の
最大正規断面寸法の14−16%であることを特徴と
する、請求項3記載のシールスプリング。 10 前記環状体の最大軸寸法は、この環状体が
自由形状である場合の最大半径寸法に等しいこと
を特徴とする、請求項3記載のシールスプリン
グ。 11 自由形状の前記作用面の凹所の各半径が同
一であることを特徴とする、請求項3記載のシー
ルスプリング。 12 前記凹面形の作用面間の最小断面寸法は、
該作用面間の最大正規断面寸法の略60−75%であ
ることを特徴とする、請求項3記載のシールスプ
リング。 13 前記凹面形の作用面間の最小断面寸法は、
該作用面間の最大正規断面寸法の68%であること
を特徴とする、請求項3記載のシールスプリン
グ。 14 (e) 環状溝を設けた支持構造体、 (f) 該支持構造体によつて支持され、該溝内に設
けられた環状スプリツトリング型軸受部材、 (g) この軸受部材は100フイート/分の表面速度
で圧力速度値が1800以上である、自己潤滑性を
有しており、 (h) 環状体が、該軸受部材を圧迫する一方の作用
面で該軸受部材を支持し、他方の作用面は該溝
の底を圧迫して、前記環状溝内に設けられ、 (i) 該溝の幅は、軸方向に空間を形成する一対の
表面間の最大寸法より若干大きく、該溝の深さ
は、前記軸受部材の総合半径寸法と前記環状体
の最大正規断面寸法より若干小さく、該環状体
と該軸受部材とは若干の圧迫下で保持されてい
ることを特徴とする、請求項3記載のシールス
プリング。 15 (e) 高速相対運動用に設けられ、該運動の
起こる環状合わせ軸受面を有する一対の金属部
材、 (f) 前記面の一方に設けられた環状溝、 (g) 環状体が、その底の該溝に設けられ、 (h) スプリツトリング型軸受部材が、100フイー
ト/分の表面速度で圧力速度値1800以上で、固
有の自己潤滑性を有するプラスチツク材料から
成り、 (i) 該軸受部材が、前記環状体について支持関係
で該溝内に設けてあり、該溝に対して他の相対
的に運動している金属部材を圧迫し、 (j) 該環状体と該軸受部材の合計半径寸法が、該
溝の深さより若干大きく、 (k) 該環状体の軸幅が、該溝の幅より小さく、 (l) 半径方向に空間を形成する凹面形の表面間の
最小断面寸法が、該半径方向の空間表面間の最
大正規断面寸法の略60−75%であることを特徴
とする、請求項3記載のシールスプリング。 16 前記軸受部材が、相互に半径方向および軸
方向に可動する隣接自由端部を有することを特徴
とする、請求項15記載のシールスプリング。 17 前記環状体が、実質的に対称的断面構成で
あることを特徴とする、請求項15記載のシール
スプリング。 18 該環状体の半径方向の空間表面が、前記作
用面間の最小正規半径寸法の略28%の凹所半径を
有することを特徴とする、請求項15記載のシー
ルスプリング。 19 該環状体の半径方向の空間表面間の最小半
径距離が、その間の最大正規半径距離の略68%で
あることを特徴とする、請求項15記載のシール
スプリング。 20 前記シール部材の最大軸寸法が、該シール
部材の最大半径と本質的に同一であることを特徴
とする、請求項15記載のシールスプリング。 21 前記環状体の上記凸状湾曲コーナー部は、
前記半径方向の空間表面間の最大正規半径距離の
略16%の曲率半径を有することを特徴とする、請
求項15記載のシールスプリング。 22 該環状体の上記凸状湾曲コーナー部が、前
記半径方向の空間表面間の最大正規半径距離の略
14−16%の曲率半径を有することを特徴とする、
請求項15記載のシールスプリング。
[Scope of Claims] 1 (a) Comprised of a uniformly elastic and flowable rubber-like material, which fits into a sealing groove of a ring-shaped configuration in supporting relationship with an annular split-ring type bearing member having inherent self-lubricating properties; (b) The annular body has a substantially right-angled polygonal cross-sectional shape, and has a pair of concave surfaces forming a space in the radial direction and a space in the axial direction. (c) the annular body has a convexly curved corner portion substantially tangentially merging with the recess in each said surface; d) one of said pair of surfaces defines a free-form working surface having a recess radius of about 24-33% of the maximum normal cross-sectional dimension between said pair of surfaces; An integrated elastic seal spring used in conjunction with a self-lubricating bearing, characterized in that the minimum cross-sectional dimension between the working surfaces is 65-75% or less of the maximum normal cross-sectional dimension between the working surfaces. 2 (a) constructed of a uniformly elastic, flowable rubber-like material and configured to fit in a sealing groove of a ring-shaped configuration in supporting relationship with an annular split-ring type bearing member having inherent self-lubricating properties; (b) the annular body has a substantially right-angled polygonal cross-sectional shape;
(c) the annular body has a pair of concave surfaces defining a radial space and a pair of concave surfaces defining an axial space; (d) one of said pair of surfaces constitutes a working surface;
The minimum dimension between its working surfaces is its maximum normal dimension.
An integral elastic seal spring for use in a self-lubricating bearing and support relationship, characterized by a 65-70% 3 (a) constructed of a uniformly elastic, flowable rubber-like material and configured to fit in a sealing groove of a ring-shaped configuration in supporting relationship with an annular split-ring type bearing member having inherent self-lubricating properties; (b) the annular body has a substantially right-angled polygonal cross-sectional shape;
(c) the annular body has a pair of concave surfaces defining a radial space and a pair of concave surfaces defining an axial space; (d) one of said pair of surfaces constitutes a working surface;
Integral elastic bearings for use in a supporting relationship with self-lubricating bearings, each having a concave radius of approximately 17-33% of the maximum normal dimension between the working surfaces, when the working surfaces are free-form. seal spring. 4. Seal spring according to claim 3, characterized in that the annular body has a substantially symmetrical cross-sectional shape. 5. A seal spring as claimed in claim 3, characterized in that the recess radius of each of said working surfaces is 27-29% of the maximum normal cross-sectional dimension between said working surfaces. 6. The seal spring of claim 3, wherein the radius of each recess in said working surfaces is approximately 28% of the maximum normal cross-sectional dimension between said working surfaces. 7. The seal spring according to claim 3, wherein the radius of the convex portion of the corner portion is approximately 16% of the maximum normal cross-sectional dimension between the working surfaces. 8. The seal spring according to claim 3, wherein the radius of the convex portion of the corner portion is approximately half the radius of the concave portion of the working surface. 9. The seal spring according to claim 3, wherein the radius of the convex portion of the corner portion is 14-16% of the maximum normal cross-sectional dimension between the working surfaces. 10. The seal spring according to claim 3, wherein the maximum axial dimension of the annular body is equal to the maximum radial dimension when the annular body is free-form. 11. Seal spring according to claim 3, characterized in that each recess of the free-form working surface has the same radius. 12 The minimum cross-sectional dimension between the concave working surfaces is:
4. A seal spring according to claim 3, wherein the seal spring is approximately 60-75% of the maximum normal cross-sectional dimension between said active surfaces. 13 The minimum cross-sectional dimension between the concave working surfaces is:
4. A seal spring as claimed in claim 3, characterized in that it is 68% of the maximum normal cross-sectional dimension between said active surfaces. (e) a support structure having an annular groove; (f) an annular split-ring bearing member supported by the support structure and disposed within the groove; (g) the bearing member having a 100-ft. is self-lubricating, with a pressure velocity value of 1800 or more at a surface velocity of /min; is provided within said annular groove, pressing against the bottom of said groove, (i) the width of said groove is slightly greater than the maximum dimension between a pair of surfaces forming an axial space; is slightly smaller than the overall radial dimension of the bearing member and the maximum normal cross-sectional dimension of the annular body, and the annular body and the bearing member are held under slight pressure. Seal spring according to item 3. 15 (e) a pair of metal members having annular mating bearing surfaces provided for high-speed relative movement and on which said movement occurs; (f) an annular groove provided in one of said surfaces; (g) an annular body having a bottom thereof; (h) a split ring type bearing member is comprised of a plastic material having inherent self-lubricating properties with a pressure velocity value of 1800 or more at a surface velocity of 100 feet per minute; (i) said bearing; a member is disposed within the groove in a supporting relationship with respect to the annular body and compresses another metal member moving relative to the groove; (j) the sum of the annular body and the bearing member; (k) the axial width of the annular body is less than the width of the groove; and (l) the minimum cross-sectional dimension between concave surfaces defining a radial space is , approximately 60-75% of the maximum normal cross-sectional dimension between said radial space surfaces. 16. A seal spring according to claim 15, characterized in that the bearing member has adjacent free ends that are movable radially and axially relative to each other. 17. The seal spring of claim 15, wherein the annular body is of substantially symmetrical cross-sectional configuration. 18. The seal spring of claim 15, wherein the radially spaced surface of the annular body has a recess radius of approximately 28% of the minimum normal radial dimension between the active surfaces. 19. Seal spring according to claim 15, characterized in that the minimum radial distance between the radial spatial surfaces of the annular body is approximately 68% of the maximum normal radial distance therebetween. 20. The seal spring of claim 15, wherein the maximum axial dimension of the seal member is essentially the same as the maximum radius of the seal member. 21 The convex curved corner portion of the annular body is
16. The seal spring of claim 15, having a radius of curvature of approximately 16% of the maximum normal radial distance between said radial space surfaces. 22 The convex curved corner of the annular body is approximately the maximum normal radial distance between the radial spatial surfaces.
characterized by having a radius of curvature of 14−16%,
The seal spring according to claim 15.
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