JPH0726690B2 - シ−ル装置 - Google Patents

シ−ル装置

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JPH0726690B2
JPH0726690B2 JP61299016A JP29901686A JPH0726690B2 JP H0726690 B2 JPH0726690 B2 JP H0726690B2 JP 61299016 A JP61299016 A JP 61299016A JP 29901686 A JP29901686 A JP 29901686A JP H0726690 B2 JPH0726690 B2 JP H0726690B2
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JP
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sealing device
axial
bellows
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face
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JP61299016A
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Inventor
エー．ヒラリス ジョン
ディー．ウェーリング ジョージ
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イージーアンドジー シーロル，インコーポレイティド
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/36—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転式メカニカルシール装置に関する。
〔従来技術と問題点〕
第１図及び第２図に示すようなコンパクトで嵌め込みカ
ートリッジ式のメカニカルシール装置は、0.69MPa（100
psi）に達する高圧の水、スチーム、オイル、作動液、
冷媒、及びガスを取り扱う産業用及び家庭用のポンプを
高品質に生産するために特に設計されたものである。第
１図に示したシール装置は業界では軸装着形シール装置
と呼ばれており、ポンプの軸に圧着される。他方、第２
図のシール装置は穴装着形シール装置と呼ばれており、
ポンプのハウジングに圧入される。これらのシール装置
は、端面シールリング12aと相補面部材14aとの間（第１
図の場合）、又は端面シールリング12bと相補面部材14b
との間（第２図の場合）に軸方向力を維持するため、コ
イルばね10a又は10bを夫々使用している。第１図におい
ては、端面シールリング12aを軸に対して、及び相補面
部材14aをハウジングに対してシールするため、それぞ
れシール部材16a及び18aが用いられる。第２図において
は、端面シールリング12bをハウジングに対して、及び
相補面部材14bを軸に対してシールするため、それぞれ
シール部材16b及び18bが用いられる。第１図の構成で
は、シール部材16aを所定位置に保持するための補強部
材20a,22a,24aが用いられる。第２図の構成では、シー
ル部材16bを所定位置に保持するための補強部材20b,22
b,24bが用いられる。
このようなコイルばねを用いたシール装置は、以下のよ
うな多くの難点を有する。まず、部品点数が多いので製
造が複雑になる。鋼鉄製のコイルばねを用いているの
で、カーボン製の端面シールリングの周縁部に対する荷
重分布が不均一となる。シール装置が金属部品を含んで
いるので、酸や高浸食性の流体に対して用いるには適さ
ない。第２図のシール装置ではポンプハウジングに対し
金属と金属との嵌め合いが形成されるので、装着時には
Ｏリングを使用するか、或いはマスチックシール材を塗
布して非常に密な嵌め合いを行う必要がある。
米国特許第3,185,488号に開示された回転式メカニカル
シール装置は、補強部材によって補強されたシール部材
を有し、したがって端面シールリング及び相補面部材を
互いに摺接関係に維持するためのコイルばねを用いる必
要がない。この構成によれば、コイルばね付勢式のシー
ル装置が有する難点の幾つかは解消されるが、他の問題
点がなお残るとともに新たな問題点が生じる。特に問題
となるのは、ビルトイン式の補強部材を用いたので高価
な構造になることである。また、そのような補強部材は
シール装置の装着を困難にする。何故ならば、密なシー
ルを維持できるようにシール装置を１つのユニットとし
て所定位置に滑り嵌めする必要があり、そのため軸又は
ハウジングにシール装置を組み付ける際にシール装置が
それらにへばり付く（つまりシール部材を滑らせにく
い）からである。更に、このようなシール装置において
は軸方向圧縮力の作動範囲は極めて狭いので、設計上の
許容公差や作動上の許容公差が小さい場合には使用でき
ない。また、軸方向力には作動範囲内でかなりバラツキ
がある。
従って本発明の目的は、多数の部品点数を持たず、製造
の容易なシール装置を提供することである。
本発明の他の目的は、カーボン製の端面シールリングの
周縁部に対する荷重分布が均一となるような付勢部材を
提供することである。
本発明の更に他の目的は、金属部品を備えず、酸や高浸
食性流体への使用に適したシール装置を提供することで
ある。
本発明の他の目的は、ポンプハウジングに対して金属と
金属との嵌め合いを行わず、Ｏリングやマスチックシー
ル材を用いる必要のないシール装置を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、シール部材を所定位置に保持する
ための補強部材を用いる必要のないシール装置を提供す
ることである。
本発明の他の目的は、組み付けに際して軸及びハウジン
グにへばり付くことがなく、容易に軸及びハウジングに
装着することができるシール装置を提供することであ
る。
本発明の更に他の目的は、軸方向圧縮力の作動範囲が広
いシール装置を提供することである。
本発明の他の目的は、軸方向圧縮力の全作動範囲にわた
りほぼ一定の軸方向力を発揮するシール装置を提供する
ことである。
本発明の更に他の目的及び利点は以下の説明から明らか
となるであろう。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明は、第１端部、第２端
部、及び第１端部と第２端部との間に延びて両者を軸方
向に離間させる軸方向中間部を備え、軸方向へ圧縮され
たときに、第１端部を対応のハウジング表面に関する所
定位置に保持するとともに、第２端部を対応の軸表面に
関する所定位置に保持する軸方向に延びる管状のエラス
トマー製ベローズと、第１端部及び第２端部のいずれか
一方に配置され、第１端部及び第２端部の一方に対応す
るハウジング表面及び軸表面のいずれか一方に対し、当
接され、シールを形成し、かつ相対回転する放射状前面
を有した環状端面シールリングとを具備し、環状端面シ
ールリングを配置しない第１端部及び第２端部の他方
が、ハウジング表面及び軸表面のいずれか対応する一方
に対しシールを形成するように構成された回転軸とハウ
ジングとの間をシールするシール装置において、下記の
特徴を有するシール装置を提供する。すなわち、エラス
トマー製ベローズの軸方向中間部は、第２端部から第１
端部へ向かってシール装置の軸線に関し約10°〜45°の
角度で徐々に拡がって延びる。この軸方向中間部は、軸
方向中間部と第１端部との間の連結部に配置される構造
的に弱化された首領域にてエラストマー製ベローズを回
転軸の方向へ座屈させることにより、エラストマー製ベ
ローズの軸方向圧縮の増加に従って増大する力で、環状
端面シールリングを配置しない第１端部及び第２端部の
他方がハウジング表面及び軸表面のいずれか対応する一
方を拘持するように、寸法及び形状を設定されてエラス
トマー製ベローズに一体的に設けられる座屈手段を備え
る。座屈手段は、シール装置の半径方向外側におけるＶ
状断面を有した第１周部形状とシール装置の半径方向内
側におけるＶ状断面を有した第２周部形状とによって画
定される構造的に弱化された首領域を具備する。首領域
は、軸方向中間部の最小厚みを有してＶ状断面の第１周
部形状の頂点とＶ状断面の第２周部形状の脚部との間に
配置される。そして第１周部形状の頂点は、第２周部形
状の頂点の半径方向内側に配置され、また第２周部形状
の頂点は、軸方向中間部の外表面に同一面上で隣接かつ
整列する線上に実質的に配置される。
〔実施例〕
図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明す
る。
第３図は、本発明の実施例による軸装着形シール装置30
を示す。シール装置30は回転軸32とハウジング34との間
をシールする。シール装置30はカーボン製のフェース36
からなる環状端面シールリングを有する。フェース36
は、ハウジングに設けられた相補面（例えばハウジング
表面40）に対して当接され、密着され、かつ回転される
軸方向前部手段（例えば放射状前面38）を有する。
軸方向に延びる管状のエラストマー製ベローズ42は第１
端部44を有する。第１端部44は、フェース36の後部46に
対するシールを行うエラストマー材料のブロックからな
る。ベローズ42または、回転軸32に対するシールを行う
第２端部48を備える。ベローズ42は更に軸方向中間部50
を備える。軸方向中間部50は、ベローズ42が軸方向に圧
縮されたときに、ベローズの周部領域（例えば構造的に
弱化された首領域52）の周りにベローズ42を座屈させ
て、フェース36の前面38をハウジング表面40に対してシ
ール関係に維持するとともに第２端部48を回転軸32に対
してシール関係に維持する座屈手段を備える。好ましく
はベローズ42は、エチレンプロピレン、フルオロカーボ
ン、ブナ、ネオプレン、又はそれらの類似物からなるエ
ラストマー材料の一体部材から構成される。
フェース36とベローズ42とは別々にモールド成形され、
スナップ動作によって互いに組み合わされて組立体とな
る。本発明によれば、ベローズ42は補強されておらず、
またベローズ42を回転軸32又はフェース36に固定する補
助のために金属又はプラスチックの補強リングを備える
必要がない。従って、補強材やマスチックシール材を用
いることなく、第１端部44はフェース36に対して密着さ
れる。更に、第２端部48は補強材を用いることなく回転
軸32に大して密着される。
本発明によれば、シール関係を維持する座屈手段は、ベ
ローズ42が軸方向へ圧縮されるにつれて増大する力で第
２端部48が回転軸32を拘持するように、軸方向中間部50
を回転軸32に向かって座屈させる。ベローズ42の幾何学
形状は、このような作用を実現する座屈手段の１つであ
る。
特に本発明によれば、座屈手段は、軸方向中間部50と第
１端部44との連結部に配置された断面狭小な首領域52を
備える。軸方向中間部50はほっそりした半径方向断面を
有し、第１端部44及び第２端部48は中間部50に較べて広
い半径方向断面を有する。中間部50の半径方向厚みは、
好ましくはその軸方向長さの約２分の１より小さい。中
間部50はほぼ軸方向に沿って長手方向に延び、首領域52
は中間部50と第２端部48との連結部の半径方向外側に位
置決めされる。また中間部50は、約10°〜45°の角度で
第２端部48から第１端部44に向かって徐々に拡がる。す
なわち中間部50の外径は、第２端部48から第１端部44に
向かって増加する。さらに中間部50の半径方向厚みは、
第１端部44から第２端部48に向かって増加する。
本発明によれば、構造的に弱化された首領域52は好まし
くは、シール装置30の半径方向外側に設けた第1V部54
と、シール装置30の半径方向内側に設けた第2V部56とを
有する。第1V部54の頂点58は第2V部56の頂点60の半径方
向内側に位置する。首領域52は、軸方向中間部50の最小
厚みを有し、第1V部54の頂点58と第2V部56の脚部との間
に配置される。
座屈手段を構成するこのような幾何学形状により、ベロ
ーズ42はその軸方向圧縮の全作動範囲にわたってほぼ一
定の軸方向力を生成できる。また、ベローズ42の作動範
囲は、従来のシール装置における約1mm（0.04インチ）
から、かなり大きな約3.6mm（0.14インチ）へと大幅に
増加する。このように作動範囲が大きく、かつ作動範囲
全域にわたって軸方向力がほぼ一定であるので、本発明
のシール装置は軸方向の遊びを含む許容公差が小さい条
件下でも使用できる。
第５図は、シール装置を作動範囲内の圧縮状態において
示す。このシール装置は、図示の位置に比べて更に大き
く又は小さく圧縮することができ、その場合にもなお、
シールを行いかつ一定した軸方向力を生む作動範囲内に
ある。
前面38とハウジング表面40との間には、良好なシールを
行うに十分大きく、かつ摩擦により過剰な熱を発生させ
ない程度に小さい力が維持される。また、補強リングを
設けずに座屈手段を設けたので、シール装置30を回転軸
32に組み付ける際に締着（へばり付き）が生じないよう
に第２端部48の内径64を回転軸32の外径66に較べて十分
大きくすることができる。第２端部の内径を回転軸の外
径より小さくすることは好ましいが、このようにできる
のである。このような組み付けの容易さは極めて重要な
ものであり、補強リングを用いた従来のシール装置では
実現することが不可能であった。何故ならば、従来のシ
ール装置では組み付け時に作動時と同様な密な嵌め合い
を行うことが必要だからである。このような密な嵌め合
いは、本発明のシール装置ではベローズ42の幾何学形状
によって不必要となる。
本発明の幾何学形状によって生じる他の特徴は、上記特
性の達成を助勢するだけでなく、使用時にベローズ42の
軸方向圧縮によりフェース36に望ましくないトルクが生
じることを防止しながらベローズ42をフェース36に固定
できるという特性を達成することである。中間部50の外
表面62と第2V部の頂点60とは同一円錐面上でほぼ整列し
ており、外表面62の延長が頂点60に交差するようになっ
ている。更に、第2V部56の頂点60とフェース36の半径方
向断面の中心46とは、シール装置30の長手軸68から同一
半径方向距離の位置に位置決めされている。
第１端部44の軸方向前面には、空洞70からなる受容手段
が設けられる。フェース36の軸方向後部46は、凸状に湾
曲した中央断面部72と、前方へ外向きに傾斜した半径方
向外側部74とを有する。このような幾何学形状は、ベロ
ーズ42の力をフェース36の中央断面部72及び半径方向外
側部74を含む部分の周りに伝えて、フェース36の半径方
向外方の部分に保持力を作用させることを可能にする。
好ましくは空洞70の半径方向外側部は、フェース36とベ
ローズ42との間の軸方向相対運動を積極的に拘束する係
止部76を備える。係止部76はベローズ42のリップを有
し、このリップはフェース36のノッチに係合する。この
ような構成にしたので、フェース36とベローズ42とを別
々にモールド成形し、スナップ嵌合によってそれらを互
いに一体に組み合わせて組立体を構成することができ
る。フェース36とベローズ42とをより強固に連結するた
め、半径方向外側の係止部76と半径方向内側の係止部78
とが使用される。
従来のシール装置とは異なり、本発明のシール装置は、
フェース36を除けば、唯一の要素即ちベローズ42のみか
らなる。ベローズ42は補強されない単一の構成要素とし
て形成されており、従来のシール装置において多数の部
材が果たしている複数の役割をこのベローズ42が果たす
のである（即ち本発明では多数の部材は必要ではな
い）。シール部材が果たすべき役割は４つある。それら
は、軸方向力を付与すること、回転駆動力を付与するこ
と、相対回転する合わせ面間の１次シールを行うこと、
及び静止面間の２次シールを行うことである。本発明の
ベローズは、１次シールの付与を除いてこれら総ての役
割を果たす。
本発明のシール装置の使用時には、シール装置の半径方
向内側部分に大気圧P0が作用し、シールされた流体の圧
力によってシール装置の半径方向外側部分にさらに高い
圧力P1が作用する。第２端部48は、回転軸32の軸方向面
に対するシールを得る軸方向シール面80と、回転軸32の
半径方向外表面に対するシールを得る半径方向内側シー
ル面（内径）64とを備える。第３図に示すように、これ
は大径部、小径部、及びその間の軸方向面を備える段付
きの回転軸32を用いることに対応して形成されるもので
ある。
第２端部48は第２の軸方向面82を備え、この軸方向面82
の内径84は回転軸32の軸方向面の外径86より小さい。P1
はP0より大きい関係にあることから、第２端部48の軸方
向シール面80は回転軸32の軸方向面に対してシールされ
る。このシール力は流体圧力P1が増大するにつれて増加
するので、高圧力下で一層密なシールが得られる。同様
に、第１端部44は軸方向後面88を備える。この軸方向後
面88の最小外径（内径）はフェース36の外径より小さい
ので、シールされた流体の圧力P1は第１端部44をハウジ
ング面40に向かって付勢し、圧力P1が増大するにつれて
この付勢力を増大させようとする。
第４図は、本発明の実施例による穴装着形シール装置13
0を示す。シール装置130は回転軸132とハウジング134と
の間をシールする。シール装置130はカーボン製のフェ
ース136からなる環状端面シールリングを有する。フェ
ース136は、回転軸に設けられた相補面（例えば軸表面1
40）に対して当接され、密着され、かつ回転される軸方
向前部手段（例えば放射状前面138）を有する。
軸方向に延びる管状のエラストマー製ベローズ142は第
２端部144を有する。第２端部144は、フェース136の後
部146に対するシールを行うエラストマー材料のブロッ
クからなる。ベローズ142はまた、ハウジング134に対す
るシールを行う第１端部148を備える。ベローズ142は更
に軸方向中間部150を備える。軸方向中間部150は、ベロ
ーズ142が軸方向に圧縮されたときに、ベローズの周部
領域（例えば構造的に弱化された首領域152）の周りに
ベローズ142を座屈させて、フェース136の前面138を軸
表面140に対してシール関係に維持するとともに第１端
部148をハウジング134に対してシール関係に維持する座
屈手段を備える。好ましくはベローズ142は、エチレン
プロピレン、フルオロカーボン、ブナ、ネオプレン、又
はそれらの類似物からなるエラストマー材料の一体部材
から構成される。
フェース136とベローズ142とは別々にモールド成形さ
れ、スナップ動作によって互いに組み合わされて組立体
となる。本発明によれば、ベロース142は補強されてお
らず、またベローズ142をハウジング134又はフェース13
6に固定する補助のために金属又はプラスチックの補強
リングを備える必要がない。従って、補強材やマスチッ
クシール材を用いることなく、第２端部144はフェース1
36に対して密着される。更に、第１端部148は補強材を
用いることなくハウジング134に対して密着される。
本発明によれば、シール関係を維持する座屈手段は、ベ
ローズ142が軸方向へ圧縮されるにつれて増大する力で
第１端部148がハウジング134を拘持するように、軸方向
中間部150を回転軸132に向かって座屈させる。ベローズ
142の幾何学形状は、このような作用を実現する座屈手
段の１つである。
特に本発明によれば、座屈手段は、軸方向中間部150と
第１端部148との連結部に配置された断面狭小な首領域1
52を備える。軸方向中間部150はほっそりした半径方向
断面を有し、第１端部148及び第２端部144は中間部150
に較べて広い半径方向断面を有する。中間部150の半径
方向厚みは、好ましくはその軸方向長さの約２分の１よ
り小さい。中間部150はほぼ軸方向に沿って長手方向に
延び、首領域152は中間部150と第２端部144との連結部
の半径方向外側に位置決めされる。また中間部150は、
約10°〜45°の角度で第２端部144から第１端部148に向
かって徐々に拡がる。すなわち中間部150の外径は、第
２端部144から第１端部148に向かって増加する。さらに
中間部150の半径方向厚みは、第１端部148から第２端部
144に向かって増加する。
本発明によれば、構造的に弱化された首領域152は好ま
しくは、シール装置130の半径方向外側に設けた第1V部1
54と、シール装置130の半径方向内側に設けた第2V部156
とを有する。第1V部154の頂点158は第2V部156の頂点160
の半径方向内側に位置する。首領域152は、軸方向中間
部150の最小厚みを有し、第1V部154の頂点158と第2V部1
56の脚部との間に配置される。
座屈手段を構成するこのような幾何学形状により、ベロ
ーズ142はその軸方向圧縮の全作動範囲にわたってほぼ
一定の軸方向力を生成できる。また、ベローズ142の作
動範囲は、従来のシール装置における約1mm（0.04イン
チ）から、かなり大きな約3.6mm（0.14インチ）へと大
幅に増加する。このように作動範囲が大きく、かつ作動
範囲全域にわたって軸方向力がほぼ一定であるので、本
発明のシール装置は軸方向の遊びを含む許容公差が小さ
い条件下でも使用できる。
第６図は、シール装置を作動範囲内の圧縮状態において
示す。このシール装置は、図示の位置に比べて更に大き
く又は小さく圧縮することができ、その場合にもなお、
シールを行いかつ一定した軸方向力を生む作動範囲内に
ある。
前面138と軸表面140との間には、良好なシールを行うに
十分大きく、かつ摩擦により過剰な熱を発生させない程
度に小さい力が維持される。また、補強リングを設けず
に座屈手段を設けたので、シール装置130をハウジング1
34に組み付ける際に締着（へばり付き）が生じないよう
に第１端部148の外径164をハウジング134の内径166に較
べて十分小さくすることができる。第１端部の内径をハ
ウジングの外径より大きくすることは好ましいが、この
ようにできるのである。このような組み付けの容易さは
極めて重要なものであり、補強リングを用いた従来のシ
ール装置では実現することが不可能であった。何故なら
ば、従来のシール装置では組み付け時に作動時と同様の
密な嵌め合いを行うことが必要だからである。このよう
な密な嵌め合いは、本発明のシール装置ではベローズ14
2の幾何学形状によって不必要となる。
本発明の幾何学形状によって生じる他の特徴は、上記特
性の達成を助勢するだけでなく、使用時にベローズ142
の軸方向圧縮によりフェース136に望ましくないトルク
が生じることを防止しながらベローズ142をフェース136
に固定できるという特性を達成することである。中間部
150の外表面162と第2V部の頂点160とは同一円錐面上で
ほぼ整列しており、外表面162の延長が頂点160に交差す
るようになっている。
第２端部144の軸方向前面には、空洞170からなる受容手
段が設けられる。フェース136の軸方向後部146は、凸状
に湾曲した中央断面部172と、前方へ外向きに傾斜した
半径方向外側部174とを有する。このような幾何学形状
は、ベローズ142の力をフェース136の中央断面部172及
び半径方向外側部174を含む部分の周りに伝えて、フェ
ーズ136の半径方向外方の部分に保持力を作用させるこ
とを可能にする。
好ましくは空洞170の半径方向外側部は、フェース136と
ベローズ142との間の軸方向相対運動を積極的に拘束す
る係止部176を備える。係止部176はベローズ142のリッ
プを有し、このリップはフェース136のノッチに係合す
る。このような構成にしたので、フェース136とベロー
ズ142とを別々にモールド成形し、スナップ嵌合によっ
てそれらを互いに一体に組み合わせて組立体を構成する
ことができる。
従来のシール装置とは異なり、本発明のシール装置は、
フェース136を除けば、唯一の要素即ちベローズ142のみ
からなる。ベローズ142は補強されない単一の構成要素
として形成されており、従来のシール装置において多数
の部材が果たしている複数の役割をこのベローズ142が
果たすのである（即ち本発明では多数の部材は必要では
ない）。シール部材が果たすべき役割は４つある。それ
らは、軸方向力を付与すること、回転駆動力を付与する
こと、相対回転する合わせ面間の１次シールを行うこ
と、及び静止面間の２次シールを行うことである。本発
明のベローズは、１次シールの付与を除いてこれら総て
の役割を果たす。
本発明のシール装置の使用時には、シール装置の半径方
向内側部分に大気圧P0が作用し、シールされた流体の圧
力によってシール装置の半径方向外側部分にさらに高い
圧力P1が作用する。第１端部148は、ハウジング134の軸
方向面に対するシールを得る軸方向シール面180と、ハ
ウジング134の半径方向内表面に対するシールを得る半
径方向外側シール面（外径）164とを備える。第４図に
示すように、これは軸方向面及び半径方向面を備える段
付きのハウジング134を用いることに対応して形成され
るものである。
フェース136の半径方向外側面はベローズ142の最小径よ
り大きな外径を有するので、圧力P1は第２端部144を軸
表面140に向かって付勢するとともに流体圧力P1が増大
するにつれてこの付勢力を増大させようとする。
本発明の構成の更に他の特徴は、ベローズをモールド成
形するための各寸法の型が、型に僅かの修正を施すこと
により、軸装着形シールと穴装着形シールの双方に使用
できることである。下記の第１表に示すように、特定の
型によって製作したベローズは、軸装着形シールに用い
る場合には、穴装着形シールに用いる回転軸の寸法とは
異なる寸法の回転軸のシール部材として使用できる。
第 １ 表 型番号 タイプ６ 軸直径 タイプ７ 軸直径 １ 9.5mm（0.375″） 6.4mm（0.250″） ２ 12.7mm（0.500″） 9.5mm（0.375″） ３ 15.9mm（0.625″） 12.7mm（0.500″） ４ 19.1mm（0.750″） 15.9mm（0.625″） ５ 22.2mm（0.875″） 19.1mm（0.750″） ６ 25.4mm（1.000″） 22.2mm（0.875″） また、本発明のシール装置は従来装置よりも広い範囲の
許容公差を有する。それは本発明のシール装置が、装着
が容易であり、異なる表面粗さの回転軸又はハウジング
に適合し、一組の型から英国制単位とメートル法単位の
双方で作られた回転軸及びハウジングに適合させること
ができるからである。例えば、下記の第２表は、一組の
型の内の夫々の型をもちいて、英国制で寸法決めされた
回転軸とメートル法で寸法決めされた僅かに異なる寸法
の回転軸との双方に使用可能なシール部材を製作し得る
ことを示している。
第 ２ 表 型番号 英国制軸直径 メートル法軸直径 １ 3/8″ 10mm ２ 1/2″ 12mm ３ 5/8″ 15mm 16mm ４ 3/4″ 20mm ５ 7/8″ 22mm ６ １″ 25mm 本発明の更に他の利点及び本発明に施すことが可能な修
正は、当業者が容易に想到できるであろう。従って、最
も広義の観点において、本発明は明細書に記載し図面に
示した詳細や代表的構成や実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内で変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の軸装着形シールの断面図、 第２図は、従来の穴装着形シールの断面図、 第３図は、本発明の実施例による軸装着形シールを非圧
縮状態で示す断面図、 第４図は、本発明の実施例による穴装着形シールを非圧
縮状態で示す断面図、 第５図は、第３図の軸装着形シールを作動範囲内の圧縮
状態で示す断面図、及び 第６図は、第４図の穴装着形シールを作動範囲内の圧縮
状態で示す断面図である。 30,130……シール装置、32,132……回転軸、34,134……
ハウジング、36,136……フェース、42,142……ベロー
ズ。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１端部、第２端部、及び該第１端部と該
    第２端部との間に延びて両者を軸方向に離間させる軸方
    向中間部を備え、軸方向へ圧縮されたときに、該第１端
    部を対応のハウジング表面に関する所定位置に保持する
    とともに、該第２端部を対応の軸表面に関する所定位置
    に保持する軸方向に延びる管状のエラストマー製ベロー
    ズと、前記第１端部及び前記第２端部のいずれか一方に
    配置され、該第１端部及び該第２端部の一方に対応する
    前記ハウジング表面及び前記軸表面のいずれか一方に対
    し、当接され、シールを形成し、かつ相対回転する放射
    状前面を有した環状端面シールリングとを具備し、前記
    環状端面シールリングを配置しない前記第１端部及び前
    記第２端部の他方が、前記ハウジング表面及び前記軸表
    面のいずれか対応する一方に対しシールを形成するよう
    に構成された回転軸とハウジングとの間をシールするシ
    ール装置において、 前記エラストマー製ベローズの前記軸方向中間部は、前
    記第２端部から前記第１端部へ向かってシール装置の軸
    線に関し約10°〜45°の角度で徐々に拡がって延び、 前記軸方向中間部は、該軸方向中間部と前記第１端部と
    の間の連結部に配置される構造的に弱化された首領域に
    て前記エラストマー製ベローズを前記回転軸の方向へ座
    屈させることにより、該エラストマー製ベローズの軸方
    向圧縮の増加に従って増大する力で、前記環状端面シー
    ルリングを配置しない前記第１端部及び前記第２端部の
    他方が前記ハウジング表面及び前記軸表面のいずれか対
    応する一方を拘持するように、寸法及び形状を設定され
    て該エラストマー製ベローズに一体的に設けられる座屈
    手段を備え、 前記座屈手段は、シール装置の半径方向外側におけるＶ
    状断面を有した第１周部形状とシール装置の半径方向内
    側におけるＶ状断面を有した第２周部形状とによって画
    定される構造的に弱化された前記首領域を具備し、該首
    領域が前記軸方向中間部の最小厚みを有してＶ状断面の
    該第１周部形状の頂点とＶ状断面の該第２周部形状の脚
    部との間に配置され、該第１周部形状の頂点が該第２周
    部形状の頂点の半径方向内側に配置されるとともに、該
    第２周部形状の頂点が該軸方向中間部の外表面に同一面
    上で隣接かつ整列する線上に実質的に配置される、 ことを特徴とするシール装置。
  2. 【請求項２】前記エラストマー製ベローズが、均質のエ
    ラストマー材料からなる単一構造を有する特許請求の範
    囲第１項記載のシール装置。
  3. 【請求項３】前記環状端面シールリングを配置する前記
    第１端部及び前記第２端部の一方が、前記エラストマー
    製ベローズに一体的に設けられて該環状端面シールリン
    グに接触するエラストマー製接触手段を備える特許請求
    の範囲第１項記載のシール装置。
  4. 【請求項４】前記軸方向中間部が、その軸方向に切った
    断面に関してほっそりした半径方向断面を有する特許請
    求の範囲第１項記載のシール装置。
  5. 【請求項５】前記第１端部及び前記第２端部の各々が、
    前記軸方向中間部の半径方向厚みよりも大きな半径方向
    厚みを有する特許請求の範囲第１項記載のシール装置。
  6. 【請求項６】前記環状端面シールリングを配置する前記
    第１端部及び前記第２端部の一方が、該環状端面シール
    リングを受容かつ支持する受容手段を備える特許請求の
    範囲第１項記載のシール装置。
  7. 【請求項７】前記環状端面シールリングと前記受容手段
    の半径方向外側部とが、それらの軸方向相対運動を積極
    的に拘束する係止手段を備える特許請求の範囲第６項記
    載のシール装置。
  8. 【請求項８】前記第２端部の内径は、シール装置が非圧
    縮状態にあるとき、該第２端部が前記回転軸に摺動可能
    に取着されるように寸法を設定される特許請求の範囲第
    １項記載のシール装置。
  9. 【請求項９】前記第１端部の外径は、シール装置が非圧
    縮状態にあるとき、該第１端部が前記ハウジングに摺動
    可能に取着されるように寸法を設定される特許請求の範
    囲第１項記載のシール装置。
  10. 【請求項１０】前記エラストマー製ベローズは、軸方向
    への圧縮状態と非圧縮状態との間を作動される際に、実
    質的一定の軸方向力を提供するように作動される特許請
    求の範囲第１項記載のシール装置。
  11. 【請求項１１】前記軸方向中間部は、該中間部の軸方向
    長さの約半分よりも小さい半径方向厚みを有する特許請
    求の範囲第１項記載のシール装置。
  12. 【請求項１２】前記軸方向中間部の半径方向厚みは、該
    軸方向中間部が前記第２端部から構造的に弱化された前
    記首領域の方向へ延びるに従って減少する特許請求の範
    囲第１項記載のシール装置。
  13. 【請求項１３】前記軸方向中間部の直径は、該軸方向中
    間部が前記第２端部から構造的に弱化された前記首領域
    の方向へ延びるに従って増加する特許請求の範囲第１項
    記載のシール装置。
JP61299016A 1985-12-20 1986-12-17 シ−ル装置 Expired - Lifetime JPH0726690B2 (ja)

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615174Y2 (ja) * 1988-11-07 1994-04-20 日本ピラー工業株式会社 メカニカルシール
GB9115991D0 (en) * 1991-07-24 1991-09-11 Crane John Uk Ltd Mechanical face seals
US5454631A (en) * 1993-10-12 1995-10-03 General Motors Corporation Poppet assembly for a traction control modulator
DE29806768U1 (de) 1998-04-15 1998-06-25 Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co., 82515 Wolfratshausen Dynamisches Dichtungselement für eine Gleitringdichtungsanordnung
US6474115B1 (en) 2000-11-17 2002-11-05 Chart Inc. Shaft seal system with leak management
US7059322B2 (en) * 2002-10-11 2006-06-13 Ric Investments, Llc. Low deadspace airway adapter
JP2012017761A (ja) * 2010-07-06 2012-01-26 Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd 一軸偏心ねじポンプに用いられるメカニカルシール及び一軸偏心ねじポンプ
WO2014173425A1 (en) * 2013-04-22 2014-10-30 Carl Freudenberg Kg Slide ring seal
EP2942551A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-11 Aktiebolaget SKF Dichtungsanordnung für ein drehbar gegenüber einem weiteren Bauteil gelagertes Bauteil und Verfahren
US11441685B2 (en) * 2016-07-14 2022-09-13 Magnetic Seal Llc Rotary face seal with magnetic puller loading
US11708909B2 (en) * 2018-04-27 2023-07-25 Hamilton Sundstrand Corporation Carbon seal
US11549587B2 (en) * 2020-10-23 2023-01-10 Chengli Li Sealing device, sealing assembly and apparatus having a rotating shaft with the sealing assembly
WO2023100156A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 MAE Technical Advisory LLC Self-curing thermohydrodynamic seal

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1051131A (ja) * 1900-01-01
US1993268A (en) * 1929-08-16 1935-03-05 Ferguson Charles Hiram Centrifugal pump
US2251219A (en) * 1941-03-08 1941-07-29 Crane Packing Co Fluid seal
US2447663A (en) * 1945-06-16 1948-08-24 Crane Packing Co Fluid seal
US2464988A (en) * 1947-04-25 1949-03-22 Frank E Payne Single convolution rubber sealing element
US2556133A (en) * 1948-04-17 1951-06-05 Chrysler Corp Seal
US2692787A (en) * 1951-01-08 1954-10-26 Brummer Olin Fluid sealing means
US2740648A (en) * 1952-09-12 1956-04-03 Du Pont Mechanical bellows seal
US2769390A (en) * 1954-06-02 1956-11-06 Brummer Seal Co Water cooled annular seal
FR1199623A (fr) * 1958-03-31 1959-12-15 Joint d'étanchéité perfectionné pour pièces tournantes
NL101719C (ja) * 1958-12-10
US2983125A (en) * 1959-11-16 1961-05-09 Federal Mogul Bower Bearings Fluid seals
FR1260306A (fr) * 1960-05-19 1961-05-05 Goetzewerke Rondelle d'étanchéité à glissement
US3137237A (en) * 1961-08-22 1964-06-16 Wilfley & Sons Inc A Pump sealing apparatus
US3185488A (en) * 1961-11-06 1965-05-25 Federal Mogul Bower Bearings Face seal
GB998478A (en) * 1963-06-28 1965-07-14 Steels & Busks Ltd Sealing member for liquid
US3563556A (en) * 1969-07-30 1971-02-16 Federal Mogul Corp Boot-type shaft seal unit
BE794974A (fr) * 1972-05-08 1973-05-29 Int De Soc Joint d'etancheite entre un arbre rotatif et une paroi traversee par cet arbre
US3848880A (en) * 1972-06-09 1974-11-19 Tanner Eng Co Fluid seal
JPS4928735A (ja) * 1972-07-08 1974-03-14
FR2370207A1 (fr) * 1976-11-09 1978-06-02 Delarue Raymond Joint d'etancheite tournant a support elastique
SU832190A1 (ru) * 1979-07-04 1981-05-23 Предприятие П/Я А-1097 Уплотнение манжетного типа
GB2065243A (en) * 1979-11-16 1981-06-24 Woodville Polymer Eng Improvements to seals between relatively rotatable parts
IT1143312B (it) * 1981-01-26 1986-10-22 Iao Industrie Riunite Spa Guarnizione a tenuta strisciante frontale particolarmente per pompe d acqua di raffreddamento di motori di autoveicoli
FR2503822B1 (fr) * 1981-04-10 1985-08-09 Cefilac Joint dynamique d'etancheite pour passage d'arbre a travers une paroi
DE3206677C1 (de) * 1982-02-25 1983-06-01 Rubber- en Kunststoffabriek Enbi B.V., 6361 Nuth Verfahren zum Herstellen von ringfoermigen Dichtungen

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Publication number Publication date
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US5013051A (en) 1991-05-07
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EP0226845B1 (en) 1992-09-02
DE3686639T2 (de) 1993-02-18
EP0226845A3 (en) 1988-07-20
DE3686639D1 (de) 1992-10-08
CA1331389C (en) 1994-08-09
NO865126D0 (no) 1986-12-17
EP0226845A2 (en) 1987-07-01

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