JPS58500865A - 面シ−ル組合わせ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 面シール組合わせ 技術分野 本発明は、一般的に、固い材質から成る相対的′に回転するシール部分で形成さ れた保合表面によってシールが行なわれる固型シールに関し、特に、゛高速流体 シール用として用いられるシールに関する。

背景技術 固型シールは、一般的に、一対の相対的に剛性ある第１次の即ち回転式シールリ ングと、一対の第２次シール即ち弾性材から成る円環体と、を有する。前記シー ルリングは、固く対摩耗性のある材料から成る突合わせ係合面を有する。前記円 環体は、近接しているシールハウジングと前記環状面体が係合しているシールリ ングの背後側との間に設置されている。一方のシールハウジング、ま、概して静 的部材、例えば、軸ハウジングの上にあるが、しかるに、他方のシールハウジン グは、一般に回転部材、例え工、ホイールハシ或は同様のものの上にある。前記 弾性的環状面体は２つの機能を果している。第一５で、前記弾性的環状面体は、 前記罪性的環状面俸が係合しているシールリングとシール−・ウジングとの１間 （（静的シールを提供している。第二に前記弾性的環状面体は、第１次シールリ ングの間に流体を密封する面〜面接触を確実にする為に前記弾性的環状面体のそ れぞれのシールリング上に軸負荷を提供している。

カップフェルト等（Ｋｕｐｆｅｒｔ　ｅｔａｌ　）に１９６５年４月２７日に特 許され本発明の譲受人に譲渡された米国特許第３，１８０，６４８号には、典型 的な固型シールが示されている。

先行技術の諸シールは、適切な速度で運転されるトラック型車輛のトラックロー ラ即ち最終駆動装置のような適用に於いては良好に役を果した。空いたハイウェ イのトラックの軸に於けるように、或は同様の場合に於けるように、より高速の 適用に於いては、シールリング用に用いられて、・る剛性材料の王カー速度限界 が越えられてしまう。このことにより、潤滑剤の漏れにつながる密着シールリン グ面の切り傷が生じそしてシール自身とシールが保護している構成要素の究極的 破損を生ずも。

発明の開示 本発明の一態様に依ると、一対の相対している環状ンー・し面を有する面シール 組合わせウー１該相対する環状ノール面の間に配設さフｔている中間シールリン グで装備冬オｔているー、＠紀相対する環状シール面間り回転速度よりも比り目 的′τよつ遅・・速度ご前記中間ソールリングを回転させる為の装置が装備され ている。

金属−金属シール面は、該シール面の材質の千カ／速度限界が越えられると、損 傷にさらされる。回転する中間シールリングを加えることに依り、その結果とし ての該中間リングと各々のシール面との間の表面速度は、シール面同志のみの間 での表面速度よりも、実質的に小である。かくして、本発明の構成に依れば、シ ール組合わせの密封シール面の損傷なしにはるかにより高速の回転に於いて該シ ール組合わせを稼動せしめることが可能になる。

図面の簡単な説明 図面に於いて： 第１図は本発明の実施例を示す装置の断片的横断面１図；そして 第２図、ま本発明に従って製造された中・間シールリングを示す第１図の■−■ 線に沿って切断された断片的正面図である。

発明を実施するための最良の形態 図面の第１図を参照すると、本発明の原理を具体化している面シール組合わせは 、一般的に数字１０によって示されてあり、そして回転体１２と係合させられて いる。回転体１２は、固型シールがその中で用いら扛でいればどんな公知の装置 でもよい。本発明の説明という目的の為に、回転体１２は、第一部材即ち静的部 材、例えば軸域はスピンドルのようなもの、と第二部材即ち回転部材、例えばト ラック域は他の車輛のホイールハシのようなもの（図示せず）を含有する。

回転体１２は、亦、回転し得る中間部材即ち反摩擦軸受１６を含有する。反摩擦 軸受１６は、少くとも゛その一部分が、下記に記述される如く、静的部材と回転 部材１４，１５の間に、賄靜的部材と回転部材１４゜１５の間の回転速度より比 例的により遅い速度で回転するような仕方で静的部材と回転部材１４．１５との 間に連結されている。

軸受１６は、内側軌道輪１Ｂと、外側軌道輪１９と、そして複数筒のローラ２０ を有する傾斜ローラ型の軸受である。ロー２２０は、軌道輪１８．１９の間に於 いて、それぞれ回転可能に装着されていて、そして一つめ軌道輪が他の軌道輪に 対して相対的に回転するようにして円形軌道の中を動く。軸受１６は、ローラを お互いに間隔のある関係に保持する為の軸受保持器を含有する。軸受１６は、静 的部材によって担持されたその内側軌道輪１８と回転部材１５によって担持され たその外側軌道輪１９を含有しかつ軸２５０回りに回転部材１５を回転可能に装 着した従来の仕方で装着されている。

他の公知の型の軸受組合わせ、例えば、ストレートローラ軸受、ころ軸受（図示 せず）が同様に用いられ静的部材１４は、環状内部溝即ちシールハウジング２７ を有する放射状に延伸した７ランク部２６を有する。回転部材１５は、噛金環状 内部溝即ちシールハウジング２８を含有する。

本発明の面“シール組合わせ１０は、第−及び第二シール要素３０及び３１をそ れぞれ含有する。各シール要素３０及び３１は、金属製シールリング３３と、弾 性負荷装置３４のようにそれが係合しているシールリング３３に軸負荷を適用す る為の装置と、を含有して（・る。シールリング３３は、一対の相対している環 状形で放射状に延伸しているシール面３６及び３７を限定している。シール要素 ３０及び３１は、それらが係合している静的及び回転部材１４及び１５のシール ハウジング２７及び２８内に、それぞれ担持されている。

本発明に依れば、面シール組合わせ１０は、回転可能な中間シールリング３８で 装備されている。シールリング３３及び３８のすべての６つは、高度の対疲労抵 抗を付与する為に任意の公知の合成物から成る同様な剛金属合金で形成されるの が好ましい。

回転可能なシールリング３８は、相対するシール面３９及び４０を有し、そして 該相対するクール面３９及び４０は、それらが係′合しているシールリング３３ のそれぞれのシール面３６及び３１と噛合接触状に配備されている。シールリン グ３８は、シール要素３０及び３１の内側に放射状に配設されている内部周辺部 ４２を含有している。

装置４４は、シール要素３０と３１の間の回転速度よりも比例的に小さい速度で 中間シールリング３８を回転させる為に装備されである。回転装置４４は、中間 シールリング３８を軸受保持器２２と回転可能に連結する為に、噛合ノツチ４６ 及び突起４７のような装置を含有するのが好ましい。

複数筒のノツチ４６が、回転可能な中間シールリング３８の内部周辺部分４２の まわりに円周的に間隔を置いて配備されることが好ましい。同様の複数筒の円周 的に間隔のある突起４７が軸受保持器２２に配備されることが好ましい。突起４ ７は、回転的連結を提供する為にノツチ４６の中へと軸方向に延伸している。

しかし、突起４７は、リング３８上の相対するシール面を平・衡に保つ為に該突 起４７に沿ってリング３８を限定付きで自由に軸方向に動かす為にそのような構 造と大きさになっているのである。

産業上の利用可能性 本発明のシール組合わせ１０は、潤滑流体を内にシールしそして他の物質を外に シールする２つの相対的に回転する部材の間に固型シールを採用する如何なる回 転装置に於いても、一般的応用性を有している。より重要なことには、本発明に 係るシール組合わせ１０は、従来の技術によるシール組合わせの相対的に回転す るシール面上の圧力と速度の影響の為に、シール面が破損せしめられ、シールが 疲労しかつ破損するに到る如き高速度時適用に応用できる点である。

この損傷問題を解決する為に、シール組合わせ１０は、回転可能な中間シールリ ング３８を装着されている。該回転可能な中間シールリング３８は、回転部材１ ５の速度のはソ１／２の速度で有益に回転させられている。かくして１回転可能 な中間シールリング３８のシール面３９及び４０と、それらが係合しているシー ル要素３０及び３１のシール面３６及び３７との間のそれぞれの速度が、回転部 材１５０回転速度の１／２に効果的に減小させられる。従って、回転部材１５の 速度は、シール面の損傷を受けることなしに従来得られた速度の２倍に迄増大さ せられ得る。

好ましいことに、従来の／、の回転速度が、反摩擦軸受１６の軸受保持器２２へ 回転可能な中間シールリング３８を回転可能に連結することにより達成される。

本発明は、軸受保持器２２の固有の特徴を活用してロール軸受１６の軌道輪１８ ．１９の差動のはソ１／２で該軸受保持器２２を動かし、これと同じ速度でシー ル組合わせ１０の回転可能な中間シールリング３８を駆動するものである。

本発明の他の態様、目的及び利点は、図面、開示及び添附された請求の範囲を検 討することによって得ら８ れる。

田際挿杏碧牛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軸（２５）のまわりに配設された一対の相対する環状シール面（３６，３７ ）と。 該環状シール面（３６，３７）の間に配設されたシールリング（３８）と。 前記一つの環状シール面（３７）の回転速度よりも比例的により小さい速度で補 記軸（２５）の回りに前記シールリング（３８）を回転さす為の装置（４４）と 、を包含し； 前記環状シール面の一つ（３７）が前記環状シール面の他の一つ（３６）に関し て回転可能であり。 前記シールリング（３８）が前記シール面（３６゜３７）のそれぞｎの一つとそ の各々がシール密着状にある相対するシーリング面（３９，４０）を有すること を特徴とする面シール組合わせ（１０）。 ２、°第一部材（１４）と第二部材（１５）とを特徴とする請求の範囲第１項記 載の面シール組合わせに於いて；前記回転装置（４４）が： 前記第一部材（１４）のまわりに前記第二部材（１５）を回転可能に装着した軸 受（１６）を含有し。 該軸受（１６）が前記回転可能な第二部材（１５）の速度の約／２の速度で回転 可能な軸受保持器（２２）を有することを＃徴とする面シール組合わせ。 ３、請求の範囲第２項記載の面シール組合わせに於いて；前記軸受保持器（２２ ）が複数箇の補助延伸内・周突起（４７）を含有し、前記シールリング（３８） が同様に複数箇の円周に間隔をとって設けられたノツチ（４６）を含有し、前記 突起（４７）が前記ノツチ（４６）の中へ軸方向に延伸しかつ前記シールリング （３８）が前記突起（４７）に沿って軸方向に可動であることを特徴とする面シ ール組合わせ。 ４、請求の範囲第６項記載の面シール組合わせに於いて；前記軸受（１６）が前 記第二部材（１５）によって担持された外側軌道輪（１９）と、前記第一部材（ １４）によって担持された内側軌道輪（１８）と。 前記内側及び外側軌道輪（，１８，１９）の間に回転可能に担持された複数箇の ローラ（２０）と、を包含し：前記軸受保持器（２２）が前記ローラ（２０）と 共に回転的に可動であることを特徴とする面シール組合わせ。 ５　請求の範囲第１項記載の面シール組合わせ（１０）が一対の金属シールリン グ（３３）と、軸゛方向に前記シールリング（３３）に負荷を与えかつ前記シー ルリングを回転的に液を密封して接触した状態で前記シールリング（３８）の相 対しているシールリング面（３９，４０）のそれぞ７”Ｌの一つと係合させてい る装置（３４）と、を包含し：缶シールリング（３３）が前記一対の相対するシ ールＩｌｌ：（３６，３７）を有することを特徴とする面シール組合わせ。 ６、静的部材（１４）と２回転部グ（１５）と８回転可能な中間部材（１６）と 、を包含し、前記回転可能な中間部材（１６）が前記静的部材（１４）と回転部 材（１５）の間に連結されかつ前記回転部材（１５）の回転速度よりも比例的： Ｃより小さい速度で回転するようになされた装置（１２）に於いて；前記静的部 材（１４）によって担持された第一シール要素（３０）と該第−シール要素（３ −０）に相対する関係に於いて前記回転部材によって担持された第二シール要素 （３１）とを有する面シール組合わせ（１０）が：前記相対する第−及び第二シ ール要素（３０，３１）′の間にかつ接触して配設された回転可能なシールリン グ（３８）と。 該シールリング（３８）を前記中間部材（１６）に連結し前記中間部材（１６） の速度で前記シールリング（３８）を回転させる装置（４６，４７）と、を有す “ることを特徴とする装置。 ７、請求の範囲第６項記載の装置（１２）に於いて；前記中間部材（１６）が複 数筒のローラ（２０）を有するｐ−ラ軸受であり、前記連結装置（４６−、４７ ）が前記ローラ（２０）と共に円周方向に動く為に適用されている軸受保持器を 有し、前記軸受保持器（２２）が前記シールリング（３８）を保合さす為の装置 （４７）を有することを特徴とする装置。 ８、請求の範囲第７項記載の装置（１２）に於いて；前記シールリング（３Ｂ） が複数筒の円周方向に間・隔をとったノツチ（４６）を有する内側周辺部分（４ ２）をＭしそして前記係合装置（４７）が前記ノツチ（４６）と係合している複 数筒の円周方向に間隔をとった噛合突起（４７＞を含有していることを特徴とす る装置。 ９、請求の範囲第８項記載の装置（１２）に於いて；＠記軸受（１６）とシール 組合わせ（１ｏ）が軸方向に延伸した方向に配設されかつ前記ノツチ（４６）に 受承されるのに充分な構造の前記突起（４７）と共に共通軸（２５）に沿って配 設され、前記リング（３８）が前記突起（４７）に沿って軸方向に可動であるこ とを特徴とする装置。 １０、第−及び第二部材（１４，１５）を有し該部材間に於いて軸（２５）の回 りに相対的回転が生じる装置（１２）に於いて；軸（２５）のまわりに配設され 前記第一部材（１４）によって担持された第一シール要素（３０）と該第−シー ル要素（３ｏ）と相対する関係に前記第二部材によって担持された第二シール要 素（３１）とを有する面シール組合わせ（１ｏ）が：前記相対するシール要素（ ３０，３１）の間にシーリング接触状態に配設された回転可能シールリング（３ ８）と。 前記第一部材（１４）と前記第二部材（１５）との間の回転速度より比例的によ り小さい速度で前記軸（２５）のまわりに前記シールリング（３８）を回転させ る装置ｆ　（４４）と、を包含することを特徴とする装置。 １１、請求の範囲第１０項記載の装置（１２）に於いて；前記第−及び第乎シー ル要素（３０，３１）の缶径が金属シールリング（３３）と弾性質荷装ｆｆｉ　 （３４）とを含有し、＠記回転可能シールリング（３８）がシールリング（３３ ）のシール面（３６，３７）のそれぞれの一つと噛合シーリング接触状態にある 一対の相対するシーリング面（３９，′４０）を含有し、前記負荷装置（３４） が前記シールリング（３３）上に軸負荷を適用する為に採用され、各リング（３ ３）が放射状に延伸しているシール面（３６，３７）を有することを特徴とする 装置。 １２、請求の範囲第１１項記載の装置（１２）に於いて；前記回転装置（４４） が： 前記第一部材（１４）と前記第二部材（１５）との間に配設されたころ軸受（１ ６）と。 軸受保持器（２２）の回転速度で前記リング（３８）を回転させる為に前記回転 可能シールリング（３８）に前記軸受保持器（２２）を回転可能に連結させる為 の装置（４６，４７）とを包含し； 前記軸受（１６）が前記第一部材（１４）のまわりの回転の為に前記第二部材（ １５）を回転可能に装着し、前記軸受（１６）が前記第二部材（１５）の速度の 、・１ゾ／−の速度で前記第一部材（１４）のまわりで回転可能な軸受保持器（ ２２）を有することを特徴とする装置。 １６、−第一部材（１４）に対し相対的に回転可能な第二部材（１５）と前記部 材（１５、１４、）の間に装着されたころ軸、受（１６）とを有し前記軸受（１ ６）が前記第二部材（１５）の速度のはソ１／、の速度で回転可能な軸受保持器 （２２）を有してなる装置（１２）用の面シール組合わせ（１０）に於いて；一 対の相対するシールリング（３３）を含有し各リング（３３）が前記第−及び第 二部材（１４，１５）のそれぞれの一つによって担持されかつ前記リング（３３ ）へ軸方向の負荷を与える弾性的負荷部材（３４）を有してなる前記面シール組 合わせ（１０）が： 前記一対の相対するシールリング（３３）の間にシー　ＩＪソング触状態に配設 された回転可能のシールリング保持器（２２）に回転可能に連結しそして前記軸 受保持器（２２）の速度で前記リング（３８）を回転さす装置と、を含有するこ とを特徴とする面シール組合わせ。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の面シール組合わせ（１ｏ）に於いて；前記 連結装置（４６，４７）が前記軸受保持器（２２）によって担持されかつ前記軸 受保持器（２２）から軸方向に延伸している複数筒の円周方向に間隔をとって設 けられた突起（４７）と前記リング（３８）の内部周辺部（４２）のまわりに設 けられ前記突起（４７；）を受け入れる複数筒の噛合ノツチ（４６）を包含員、 前記ノツチ（４６）と前記突起（４７）が前記軸受保持器（２２）に関する前記 リング（３８）の限定された自由な軸方向の動きにとって充分である構造を−し ていることを特徴とする面シール組合わせ。