JPH09303569A - リップ型シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固形異物を含んだ液体を密封対象とした場合
にも良好な密封性を維持することができるリップ型シー
ルを提供し、もって機器の低価格化を図る。 【解決手段】 ハウジング１の内周面に密嵌固定される
装着基部１１ａから内周側かつポンプ室３側へ向けて延
在された筒状可撓部１１ｂの先端に回転軸２の外周面と
摺接されるヘッド１１ｃを有するエラストマ製主リップ
部材１１と、前記装着基部１１ａに後部が露出した状態
に埋設された補強環１２と、主リップ部材１１の背面側
に配置されたＰＴＦＥ製バックアップリップ部材１３
と、このバックアップリップ部材１３の外周部１３ａの
背面側に配置され補強環１２の後端のカシメ部１２ａに
支持された内環１４と、主リップ部材１１のヘッド１１
ｃの外周部から一体に延在されてこのヘッド１１ｃより
ポンプ室３側で回転軸２の外周面と摺接するエラストマ
製補助リップ部材１５とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体、特に固形異
物を含んだ液体を密封対象として回転軸周に設けられる
リップ型シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】送水ポンプ等の配管系内には多数の鋳物
砂や錆等の固形異物が存在するため、このようなポンプ
の軸封装置として、例えば通常のリップ型シールを用い
た場合は、密封摺動面に前記固形異物が介入して密封性
が著しく損なう恐れがある。したがって、このような軸
封装置としては、固形異物に対する耐性を有するメカニ
カルシールを使用することが好ましい。ところが、メカ
ニカルシールは高価であるため、ポンプの低価格化を図
るには適用が限られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情のもとになされたもので、その技術的課題とする
ところは、固形異物を含んだ液体を密封対象とした場合
にも良好な密封性を維持することができるリップ型シー
ルを提供し、もって機器の低価格化を図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係るリップ型シールは、ハウジングの内周面に
密嵌される外周の装着基部から内周側かつ密封空間側へ
向けて延在された筒状可撓部の先端に回転軸の外周面と
摺接されるヘッドを有する形状のエラストマ製主リップ
部材と、外周部が前記主リップ部材の外周部に当接され
て内周の筒状支持部が前記主リップ部材の筒状可撓部を
内周側から支承する合成樹脂製バックアップリップ部材
と、前記主リップ部材のヘッドの外周側から延在されて
前記ヘッドより密封空間側で前記回転軸の外周面と摺接
するエラストマ製補助リップ部材とからなるものであ
る。またこの補助リップ部材は、前記主リップ部材の装
着基部内周に密嵌されたものであっても良い。

【０００５】なお、文中において、「背面」とは密封空
間と反対側（大気側）を向いた面のことを言い、「先
端」とは密封空間側の端部を言い、「後端」とは密封空
間と反対側の端部を言う。

【０００６】本発明によれば、主リップ部材は、ヘッド
が回転軸の外周面と摺接することによって、密封空間内
の密封対象流体が軸周から漏洩するのを阻止する密封の
主体となるものであり、バックアップリップ部材は、主
リップ部材の筒状可撓部を内周側から支承することによ
って、密封対象流体の圧力による主リップ部材のヘッド
の摺動状態の悪化を抑制するものである。補助リップ部
材は、密封対象流体中に含まれる固形異物が前記ヘッド
と回転軸との密封摺動部へ侵入するのを遮断するもので
あり、また、この補助リップ部材は、主リップ部材の装
着基部内周に密嵌されたものである場合は、主リップ部
材の筒状可撓部に作用する密封対象流体の圧力を減圧し
て、前記筒状可撓部の変形による前記ヘッドの摺動状態
の悪化を抑制する作用を有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るリップ型シー
ルの第一の実施形態を示すものである。この図１におい
て、参照符号１はポンプ等の機器の軸封部ハウジング、
２はこのハウジング１の内周に挿通されて密封対象の空
間であるポンプ室３内の図示されていないインペラを回
転させるための回転軸であり、リップ型シールは、ハウ
ジング１と回転軸２との間の軸周空間を通じて前記ポン
プ室３から水等の密封対象液が流出するのを防止するも
のである。

【０００８】この実施形態におけるリップ型シールは、
ハウジング１の内周面に密嵌固定される外周の装着基部
１１ａから内周側かつポンプ室３側へ向けて延在された
筒状可撓部１１ｂの先端に回転軸２の外周面と摺接され
るヘッド１１ｃを有する形状のエラストマ製の主リップ
部材１１と、この主リップ部材１１の装着基部１１ａに
後部が露出した状態に埋設された補強環１２と、前記主
リップ部材１１の背面側に配置されたＰＴＦＥ等の合成
樹脂からなるバックアップリップ部材１３と、このバッ
クアップリップ部材１３の外周部１３ａの背面側に配置
され補強環１２の後端のカシメ部１２ａに支持された内
環１４と、主リップ部材１１のヘッド１１ｃの外周部か
らポンプ室３側へ突出するテーパ状に一体に形成されて
前記ヘッド１１ｃよりポンプ室３側で回転軸２の外周面
と摺接するエラストマ製の補助リップ部材１５とを備え
ている。主リップ部材１１のヘッド１１ｃの外周部に
は、ガータスプリング１６が巻装されている。

【０００９】主リップ部材１１は、その装着基部１１ａ
が、補強環１２の外周側の部分でハウジング１の内周面
に圧接状態に装着され、ヘッド１１ｃの断面略Ｖ字形の
内径部が、ガータスプリング１６の締め付け力及びヘッ
ド１１ｃのエラストマ自体の有する締め付け力によって
回転軸２の外周面に摺接され、これによって、ポンプ室
３の密封対象液（水）に対する密封の主体をなすもので
ある。バックアップリップ部材１３は、その外周部１３
ａが、補強環１２の埋設部分によって補強された主リッ
プ部材１１の装着基部１１ａと、補強環１２の後端のカ
シメ部１２ａに支持された内環１４との間に挟着されて
おり、内周の筒状支持部１３ｂにおいて主リップ部材１
１の筒状可撓部１１ｂを内周側から支承するものであ
る。また補助リップ部材１５は、ポンプ室３を通る密封
対象液に含まれる鋳物砂や錆等の固形異物が主リップ部
材１１のヘッド１１ｃと回転軸２との摺動部へ侵入する
のを遮断するものである。

【００１０】この構成によれば、液中の固形異物の介入
によって主リップ部材１１のヘッド１１ｃが損耗するよ
うなことがないので、固形異物を多く含む流体を密封対
象とする場合にも優れた耐久性を発揮する。また、ポン
プ室３の液圧による主リップ部材１１の筒状可撓部１１
ｂの内径側への変位がバックアップリップ部材１３によ
って規制されているので、ヘッド１１ｃが補助リップ部
材１５側へ倒れたり、これに伴って補助リップ部材１５
が回転軸２の外周面から浮き上がって固形異物に対する
シール機能を失墜するということがない。このため、例
えば前記液圧が０．５〜２．０ kgf／cm² 程度の高圧条
件でも使用することができる。

【００１１】図２は本発明に係るリップ型シールの第二
の実施形態を示すものであって、主リップ部材１１のヘ
ッド１１ｃにガータスプリングが巻装されていない点の
みが上述の第一の実施形態と異なっている。

【００１２】また、図３は本発明に係るリップ型シール
の第三の実施形態を示すものであって、主リップ部材１
１、補強環１２、バックアップリップ部材１３、内環１
４及びガータスプリング１６は、図１に示す第一の実施
形態と同様であり、補助リップ部材１５が主リップ部材
１１の装着基部１１ａの内周面に密嵌固定されている点
において異なっている。エラストマからなる補助リップ
部材１５は、主リップ部材１１の装着基部１１ａに密嵌
される筒状の外周部１５ａが金属からなる補強環１７で
補強されており、そこから内周側へ向けて主リップ部材
１１の正面側（ポンプ室３側）を囲むように延び、ポン
プ室３側へ突出するテーパ状に形成された内周部１５ｂ
がヘッド１１ｃよりポンプ室３側で回転軸２の外周面と
摺接している。

【００１３】この実施形態においては、補助リップ部材
１５は、第一及び第二の実施形態のものと同様、ポンプ
室３を通る密封対象液に含まれる鋳物砂や錆等の固形異
物が主リップ部材１１のヘッド１１ｃと回転軸２との密
封摺動部へ侵入するのを遮断するものであるが、同時
に、主リップ部材１１の筒状可撓部１１ｂに対するポン
プ室３の密封対象液の圧力を減圧する減圧シールとして
の機能も発揮する。このため、ポンプ室３内の圧力は、
主リップ部材１１のヘッド１１ｃに直接作用せず、高圧
条件によるヘッド１１ｃの摺動状態の悪化が抑制され
る。

【００１４】また、図４は本発明に係るリップ型シール
の第四の実施形態を示すものであって、ポンプ室３内の
密封対象液に対する密封の主体であるエラストマ製の主
リップ部材１１の背面には上述の第一乃至第三の実施形
態のようなバックアップリップ部材１３及び内環１４が
存在せず、補助リップ部材１５は、その筒状の外周部１
５ａにおいて主リップ部材１１の装着基部１１ａの内周
面に密嵌固定されており、前記外周部１５ａ及びその先
端から内周側へ延びる径方向部１５ｃを補強している補
強環１７の内周面には内環１８が固定され、この内環１
８と補助リップ部材１５の径方向部１５ｃとの間にバッ
クアップリップ部材１９の外周部１９ａが挟着されてい
る。このバックアップリップ部材１９は、内周部１９ｂ
において補助リップ部材１５を内周側から支承し、ポン
プ室３の液圧による補助リップ部材１５の内径側への変
位を規制するものである。

【００１５】バックアップリップ部材１９の内周部１９
ｂの先端外周縁は、補助リップ部材１５の先端に形成さ
れたテーパ状内周部１５ｂの背面に当接する位置にあ
り、また、バックアップリップ部材１９の内周部１９ｂ
と補助リップ部材１５との間に隙間Ｓを有する。このた
め、ポンプ室３の液圧によって補助リップ部材１５のテ
ーパ状内周部１５ｂが内径側へ変位しようとしても、こ
の変位はバックアップリップ部材１９によって規制さ
れ、また、前記液圧によって補助リップ部材１５が内径
側へ変位されるのに伴って、バックアップリップ部材１
９の内周部１９ｂの先端外周縁との接触部Ａを支点とす
るモーメントを生じ、このモーメントは回転軸２の外周
面に対する前記テーパ状内周部１５ｂの摺動幅の増大を
抑制する方向に作用するようになっている。

【００１６】したがってこの実施形態によれば、ポンプ
室３内の密封対象液の圧力が、内径側への変形を規制さ
れた補助リップ部材１５によって確実に遮断され、主リ
ップ部材１１のヘッド１１ｃは、前記密封対象液の圧力
の如何に拘らず、常に適切な荷重で回転軸２の外周面に
摺接する。しかも、密封対象液の圧力による補助リップ
部材１５自体の摺動負荷の増大も有効に抑制されるの
で、優れた耐久性を有するものである。

【００１７】なお、上記各実施形態においては、主リッ
プ部材１１、バックアップリップ部材１３，１９におけ
る回転軸との摺接部に螺旋溝を形成することによって回
転軸２の回転に伴うネジシール作用を与えることが考え
られる。また、補助リップ部材１５における回転軸２の
外周面との摺接部には螺旋溝を形成することによって、
前記摺接部に介入しようとする固形異物をポンプ室３側
へ排除するようになすことも好ましい。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係るリップ型シールによると、
エラストマからなる主リップ部材の密封摺動面に、密封
対象流体中の固形異物が介入しないので、従来はメカニ
カルシールを使用せざるを得なかったような多量の固形
異物の存在する軸封条件でも使用可能であり、機器の低
価格化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリップ型シールの第一の実施形態
の使用状態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。

【図２】本発明に係るリップ型シールの第二の実施形態
の使用状態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。

【図３】本発明に係るリップ型シールの第三の実施形態
の使用状態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。

【図４】本発明に係るリップ型シールの第四の実施形態
の使用状態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 回転軸 ３ ポンプ室（密封空間） １１ 主リップ部材 １１ａ 装着基部 １１ｂ 筒状可撓部 １１ｃ ヘッド １３，１９ バックアップリップ部材 １４ 内環 １５ 補助リップ部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内周面に密嵌される外周の
   装着基部から内周側かつ密封空間側へ向けて延在された
   筒状可撓部の先端に回転軸の外周面と摺接されるヘッド
   を有する形状のエラストマ製主リップ部材と、 外周部が前記主リップ部材の外周部に当接されて内周の
   筒状支持部が前記主リップ部材の筒状可撓部を内周側か
   ら支承する合成樹脂製バックアップリップ部材と、 前記主リップ部材のヘッドの外周側から延在されて前記
   ヘッドより密封空間側で前記回転軸の外周面と摺接する
   エラストマ製補助リップ部材と、からなることを特徴と
   するリップ型シール。
2. 【請求項２】 ハウジングの内周面に密嵌される外周の
   装着基部から内周側かつ密封空間側へ向けて延在された
   筒状可撓部の先端に回転軸の外周面と摺接されるヘッド
   を有する形状のエラストマ製主リップ部材と、 この主リップ部材の装着基部内周に密嵌されて前記ヘッ
   ドより密封空間側で前記回転軸の外周面と摺接するエラ
   ストマ製補助リップ部材と、からなることを特徴とする
   リップ型シール。