JPH0583544U - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸１１が大径であっても、非回転シール
リング７１及び回転シールリング３１の密封端面Ｓが常
に密接して流体の漏れを封止するようにする。 【構成】 回転シールリング３１の密封端面と非回転シ
ールリング７１の密封端面とを圧接させて圧力流体を封
止する軸封装置において、回転リング２１と回転シール
リング３１との間に弾性変形可能に密封する径が異なる
２個の弾性リング３４，３５を挟設し、この２個の弾性
リング間の隙間に通じる圧力流体の均圧孔２１ｈを設け
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、回転軸が容器を貫通する箇所を密封する軸封装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

図５は従来の軸封装置の半縦断面図である。ハウジング５２を回転軸１１が貫 通し、回転軸１１には回転リング２１が止めボルト２８で固定装着されており、 回転軸１１と回転リング２１との間はＯリング２９で封止している。回転リング ２１の左側端面には回転シールリング３１が装着されている。ハウジング５２に は非回転リング６１が軸方向に移動可能に設けられており、ハウジング５２と非 回転リング６１との間はＯリング５９で封止している。非回転リング６１とハウ ジング５２との間にはスプリング５７が介装されて、非回転リング６１は図の右 方へ押されている。非回転リング６１の右側端面には非回転シールリング７１が 装着されている。以上の構成部材は、非回転シールリング７１及び回転シールリ ング３１の密封端面Ｓが、いずれも、回転軸１１の軸心線に正確に垂直な平面に なるように形成されている。図の右側は圧力流体、左側は大気である。スプリン グ５７で押されるので、非回転シールリング７１と回転シールリング３１とは密 封端面同士が密圧接し、摺接回転しながら圧力流体の漏れを封止する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の軸封装置は上記のようであるが、回転軸１１が大径になると、各構成部 材の形状誤差の絶対値も大きくなり、回転軸１１の軸心線に正確に垂直な一平面 になるべき非回転シールリング７１及び回転シールリング３１の密封端面Ｓに狂 いが生じやすくなり、隙間の絶対値が大きくなり、流体の漏れが多くなるという ような課題があった。

【０００４】 この考案は上記課題を解消するためになされたもので、回転軸が大径である場 合など、回転軸の軸心線に正確に垂直な一平面になるべき非回転シールリング及 び回転シールリングの密封端面に狂いが生じても、この狂いを修正して、密封端 面が常に密圧接して流体の漏れを封止する軸封装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る軸封装置は、回転リングに装着された回転シールリングの密封 端面と非回転リングに装着された非回転シールリングの密封端面とを圧接させて 圧力流体を封止する軸封装置において、前記回転リングと回転シールリングとの 間及び／又は前記非回転リングと非回転シールリングとの間に弾性変形可能に密 封する径が異なる２個の弾性リングを挟設し、この２個の弾性リング間の隙間に 通じる圧力流体の均圧孔を設けたものである。

【０００６】

【作用】

この考案における弾性リングは、回転リングと回転シールリングとの間及び／ 又は非回転リングと非回転シールリングとの間を密封するとともに、弾性変形可 能であるので、回転シールリング及び／又は非回転シールリングを角度変更可能 に支持する。また、圧力流体の均圧孔は、この２個の弾性リング間の隙間空間の 密閉性を解除し、回転シールリング及び／又は非回転シールリングの軸方向移動 可能性を付与する。これにより、回転シールリング及び／又は非回転シールリン グの角度変更及び変位が可能となり、構成部材の形状誤差等があっても、回転シ ールリングと非回転シールリングとの相対位置角度が修正され、両者の密圧接が 確保される。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１（Ａ）において、回転 軸１１はハウジング５２を貫通している。この実施例における回転軸１１は大径 である。ハウジング５２の図の右側には高圧流体が存在し、左側は大気圧である とする。回転軸１１にはＯリング２９を挟挿して回転リング２１が図示しない止 めボルトなどにより固定して、回転軸１１と一体的に回転するように取り付けら れている。回転リング２１の図の左側の端面に形成されたリング状の溝に嵌合す るように、回転シールリング３１が回転リング２１との間にリング径の異なる２ 本の弾性リング３４，３５を同心円状に挟挿して設けられている。また、回転シ ールリング３１の抜け出しを止める抑え板２６が回転リング２１に取り付けられ ている。回転シールリング３１は、図１（Ｃ）に示すように、二つ割りであり、 端面の外方の部分には複数個のポケット３１Ｋが形成されている。ポケット３１ Ｋの縁部はステップ状またはスロープ状に形成されている。回転シールリング３ １の端面のポケット３１Ｋがない内方の部分が密封端面Ｓとして特に精密に形成 されている。回転リング２１には、弾性リング３４と３５との間の回転リング２ １と回転シールリング３１との隙間に通じる均圧孔２１ｈがあけられている。弾 性リング３４，３５は合成ゴム等で作られた弾性変形可能でシール能力が高いＯ リングのようなものである。

【０００８】 ハウジング５２の回転軸１１に対する内周面にはシリンダ状凹部が形成されて おり、このリンダ状凹部に一部が嵌入する形状の非回転リング６１が軸方向に移 動可能に設けられ、非回転リング６１の図の右側の端面に形成されたリング状の 溝に嵌合するように、非回転シールリング７１が非回転リング６１との間にリン グ径の異なる２本の弾性リング７４，７５を同心円状に挟挿して設けられている 。また、非回転シールリング７１の抜け出しを止める抑え板６６が非回転リング ６１に取り付けられている。ハウジング５２のシリンダ状凹部の内周面にはＯリ ング５９が設けられ、相対移動可能な非回転リング６１の外周面との間を封止し ている。ハウジング５２と非回転リング６１との間には、非回転リング６１を図 の右方へ押しやるようにスプリング５７が装入されている。非回転リング６１に は、弾性リング７４と７５との間の非回転リング６１と非回転シールリング７１ との隙間に通じる均圧孔６１ｈがあけられている。弾性リング７４，７５は合成 ゴム等で作られた弾性変形可能でシール能力が高いＯリングのようなものである 。非回転シールリング７１は、図１（Ｂ）に示すように、二つ割りであり、端面 は密封端面Ｓとして特に精密に滑らかに形成されている。なお、図１（Ａ）より 図１（Ｂ），（Ｃ）は縮小して作図している。

【０００９】 次に、図１に示す実施例の作用について説明する。回転軸１１が回転すると、 回転軸１１に固定された回転リング２１も、回転リング２１に装着された回転シ ールリング３１も、回転軸１１と一体的に回転する。一方、ハウジング５２，非 回転リング６１及び非回転シールリング７１は回転しない。非回転リング６１は スプリング５７により図の右方へ押されているので、非回転シールリング７１の 密封端面Ｓは回転シールリング３１の密封端面Ｓに圧接する。以上の構成諸部材 は、回転シールリング３１及び非回転シールリング７１の両者の密封端面Ｓが正 確に回転軸１１の軸心線に垂直な一平面になるように形成されている。また、両 者の密封端面Ｓは特に精密な滑らかな平面に形成されているので、両者の密封端 面Ｓは密接しながら相対滑動し、この滑動面間を高圧流体が通過するのを拒否す る。その他、回転軸１１と回転リング２１との間はＯリング２９が封止し、回転 リング２１と回転シールリング３１との間は弾性リング３５が封止し、ハウジン グ５２と非回転リング６１との間はＯリング５９が封止し、非回転リング６１と 非回転シールリング７１との間は弾性リング７５が封止する。なお、回転軸１１ の回転に伴い、回転シールリング３１も回転し、その回転周速度が高くなると、 ポケット３１Ｋには動圧が発生し、回転シールリング３１の密封端面Ｓと非回転 シールリング７１の密封端面Ｓとの接触圧力を下げ、摩擦抵抗を低減する。

【００１０】 図１において、回転軸１１が大径になると、上記諸構成部材も大形となり、よ り高精度に加工形成され、取付精度，運動等の誤差（相対誤差）も小さくするよ うに製造されるが、それでも大形になるほど形状，取付精度，運動等の絶対誤差 は大きくなるのは避けられない。そのため、図３に誇張して示すように、例えば 、非回転リング６１及び非回転シールリング７１に狂いが生じて、その端面が回 転軸１１の軸心線に対して正確な一平面にならず、回転シールリング３１に対し て正しい姿勢で対面しない状態となったとき、従来の軸封装置では、図３に示す ように、回転シールリング３１の密封端面Ｓと非回転シールリング７１の密封端 面Ｓとが傾斜角度をもって対面し、流体の漏れが多くなる。ところが、この軸封 装置では、図２に示すように、回転リング２１と回転シールリング３１との間に 弾性リング３４，３５を挟設し、弾性リング３４と３５との間の回転リング２１ と回転シールリング３１との間の隙間空間に通じる均圧孔２１ｈを穿設したので 、図３に示すように、回転シールリング３１の密封端面３１Ｓに非回転シールリ ング７１の密封端面７１Ｓが片当たりする状態となった場合、回転シールリング ３１の図の下部は非回転シールリング７１に当たって右方へ押され、回転シール リング３１の図の上部は非回転シールリング７１が当たらないので、図２に示す ように、３５は圧縮され、弾性リング３４は弾性反発力により回転シールリング ３１を図の左方へ押し、回転シールリング３１は反時計方向に姿勢を変え、回転 シールリング３１の密封端面Ｓが非回転シールリング７１の密封端面Ｓに正しく 対面するようになる。そのとき、回転シールリング３１の背面に均圧孔２１ｈが あけてあり、流体圧力がかかっているので、回転シールリング３１の密封端面Ｓ 側からの流体圧力に対抗し、回転シールリング３１の上記姿勢変更が妨げられな い。以上の姿勢修正動作は、非回転シールリング７１に弾性リング７４，７５及 び均圧孔６１ｈが設けられておれば、非回転シールリング７１についても全く同 様に働く。以上説明したような修正動作により、狂いがあっても回転シールリン グ３１の密封端面Ｓと非回転シールリング７１の密封端面Ｓとが正しく対面し、 流体の漏れを封止する。

【００１１】 次に、図４に示す他の実施例について説明する。この実施例では、回転シール リング３１の背面に合成ゴム等で形成した弾性板３６を填装し、その背面に、図 ４（Ｂ）に示すような複数箇所に突起３７ｂを形成して、その他の部分は凹部相 当面３７ｃとなるように形成した支持板３７を挟設し、各凹部相当面３７ｃの隙 間に通じる均圧孔２１ｈをそれぞれ穿設したものである。弾性板３６及び支持板 ３７により回転シールリング３１の軸方向移動及び角度変更が可能となり、狂い があっても回転シールリング３１と非回転シールリング７１とが正しく密接する ように圧接することになり、流体の漏れを封止する。

【００１２】 なお、上記実施例では、回転シールリング３１及び非回転シールリング７１は 二つ割りとしたが、一体でもよく、三つ割り以上としてもよい。また、回転シー ルリング３１にはポケット３１Ｋを形成して推力受け面を形成したが、回転軸１ １が大径で、流体圧力が高く、この軸封部の回転周速度が高い場合に有効な手段 であり、必ずしも必要ではない。

【００１３】 なお、上記実施例では、回転リング２１が回転軸１１に固定され、非回転リン グ６１がハウジング５２に軸方向に移動可能に設けられ、スプリング５７により 非回転シールリング７１が回転シールリング３１に当接する構成となっているが 、逆に、非回転リング６１がハウジング５２に固定され、回転リング２１が回転 軸１１に軸方向に移動可能に設けられ、移動可能な回転リング２１を押すスプリ ングにより回転シールリング３１が非回転シールリング７１に当接する構成とし た軸封装置であっても、上記実施例と同様な構成をとることにより同様な作用効 果が得られる。

【００１４】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、回転シールリング及び／又は非回転シール リングの背面に弾性リングを挟設し、均圧孔を設け、回転シールリング及び／又 は非回転シールリングの位置，姿勢を修正可能としたので、大形で狂いが生じて も、回転シールリングと非回転シールリングとの関係位置，姿勢が修正され、両 者の密封端面が正しく密圧接して密封する軸封装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による軸封装置を示し、
（Ａ）は半縦断面図、（Ｂ）は非回転シールリングの正
面図、（Ｃ）は回転シールリングの正面図である。

【図２】この考案の一実施例による軸封装置の動作を示
す半縦断面図である。

【図３】従来の軸封装置の動作を示す半縦断面図であ
る。

【図４】この考案の他の実施例による軸封装置を示し、
（Ａ）は半縦断面図、（Ｂ）は支持板の正面図である。

【図５】従来の軸封装置の半縦断面図である。

【符号の説明】

１１：回転軸、 ２１：回転リング、 ２１ｈ：均圧孔、 ３１：回転シールリング、 ３４，３５：弾性リング、 ５２：ハウジング、 ５７：スプリング、 ６１：非回転リング、 ６１ｈ：均圧孔、 ７１：非回転シールリング、 ７４，７５：弾性リング、 Ｓ：密封端面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転リングに装着された回転シールリン
   グの密封端面と非回転リングに装着された非回転シール
   リングの密封端面とを圧接させて圧力流体を封止する軸
   封装置において、前記回転リングと回転シールリングと
   の間及び／又は前記非回転リングと非回転シールリング
   との間に弾性変形可能に密封する径が異なる２個の弾性
   リングを挟設し、この２個の弾性リング間の隙間に通じ
   る圧力流体の均圧孔を設けたことを特徴とする軸封装
   置。