JPS60159473A - シール装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は２つの面間にギャップが介在し、しかもクール
部よりも上流のギャップ側には、クール部よりも下流の
ギャップ側よりも高い媒体圧が支配しているような前記
両面間をシールするシール装置であって、少なくとも一
方の面に設けた溝内に配置されたフレキシブル材質の７
一ル部材がシールリップを介して他方の面を圧迫してお
り、該シールリップが圧力の高い方のギャップ側の方に
向って方向づけられている形式のものに関する。

従来の技術 互いに相対的に運動しない部材間のギャップ並びに互い
に相対的に回転運動及び並進運動又はそのいずれかの運
動を行なう部材間に使用されるこの種のシール装置は多
種知られている。

この公知シール装置はフレキシブルで一般には弾性的な
材料から成り、シールリップの内側に作用する圧力がシ
ールリップを対象シール面に密着せしめる。この圧力と
しては、シールすべき媒体の圧力を使用することができ
かつ一般に使用しているが、溝によって形成されたスペ
ース内でのシール装置自体の寸法及び形状によっても圧
力を得ることができ、これによってクール装置が圧迫さ
れる。

本発明が解決すべき問題点 この公知シール装置には多々改良の余地がある。互いに
相対的に運動する部材の場合では、シールリップが比較
的低い比圧力で接触するにもかかわらず、常に効果的な
シール作用のだめに比圧力の高い領域が望まれるだめ、
シールが摩耗する。摩耗は漏れの原因となる。

さらに、製作誤差又は悪い精度の結果、早暁に摩耗が生
じることもある。高圧に対して作用するシール装置で主
に生じる問題点は、シール装置の材料が、シールを要す
るギャップ内にいわば押出されることによって、特に相
対的に運動する部材の場合には、シール装置が損傷し、
従ってやはり漏れが生じることにある。

さらに、高い液圧又はガス圧をシールする場合、シール
材料自体の気密性が不十分であり、いわばシール材料が
浸透性であり、従ってこの場合も若干ではあるが漏れが
生じる。

そこで本発明の課題は、上述の問題点を簡単な手段によ
って解決することのできるようなシール装置を提供する
ことにある。

この課題を解決した本発明の構成は、シールすべき面に
接しているシール部材のシールリップが補強部材を内蔵
し、前記シールリップの内側に作用する圧力を、補強部
材によって補強された単数又は複数の補強帯域に分配さ
せるように構成されており、前記補強部材が、シールす
べき面寄りの側では、該シールすべき面から離隔した方
の補強部材面よりも小さな有効面を有していることにあ
る。補強部材を配置したことによって、圧力分配が良好
となり、シールリップによって印加される圧力が狭い領
域の単数又は複数の帯域内に集中し、従ってシール材料
を介して対象シール領域に印加される比圧力が増大する
。補強部材にプレストレスをかけておくこともできるが
、この措置は、シールリップの内側で、シールすべき媒
体の圧力が比較的高いときにのみ施される。

互いに相対的に運動する部材間に使用された本シール装
置で摩耗が生じても、シール圧が単数又は複数の帯域に
集中するため、本シール装置は長い寿命を保つことがで
きる。製作誤差に起因する前述の問題点も同様に回避さ
れる。

本発明によればクリープによるシール装置の劣化が阻止
される。比圧力を必要以上に高くする必要がないため、
摩耗が大体において回避される。

シールリップに対して付加的に、対象シール面に対して
直角な平面内で溝内に延びる部分がシールリップに一体
に形成されており、この部分が溝の側壁に当付けられて
いる場合でも、対象シール面に対する高い比圧力による
圧力分配のこの原理が適用される。さらに、第１のシー
ルリップに第２のシールリップが一体成形されており、
この第２のシールリップが、対象シール面に向かい合っ
て位置する溝底面に面して位置している場合でも、対象
シール面に対する高い比圧力による圧力分配のこの原理
が適用される。第１の場合には、シール装置がほぼＬ字
形横断面を有し、第２の場合にはシール装置がＶ字形又
はＵ字形横断面を有する。

すべてのこれらの場合において、補強部材は１材料から
一体に形成され、シール装置の横断面の種々異なる部分
を貫通して延在し、かつ、外向きに位置する帯域の有効
面に比して大きな面を内向きに有している。

補強部材は圧力分配が可能な適当な材料から成ることが
できる。さらにシール材料内に埋込まれない状態では大
きな可撓性を有しかつ曲げ強度をほとんど有しないと共
にシール材料内に埋込まれた状態では、それ自体フレキ
シブルなシール材料に公知現象によって著しい強度を与
えるような、線状又は織布状の繊維又はグラスファイバ
から成る補強層でプラスチック材料又はゴムを補強した
ものをシール装置の材料として使用することができる。

その場合、シール材料は完全に補強層を被覆するか又は
補強層によって貫通される。

しかし、シール装置の材料に比して弾性係数の大きな補
強部材を使用することもできる。この場合ｄ：、補強部
材は所望形状のプラスチック材又は金属片から成ること
ができる。

シール装置の角隅部、要するにシールリップと、溝の側
壁に面して位置する部分との間の角隅部へ延びる補強部
材は、完全ではないとしても、押出しの危険を削減し、
かつ浸透性をも削減又は排除する。

さらに本発明によれば、重数又は複数のＬ字形の補強部
材をソール装置の前述の角隅部に配置することができる
。このようにすれば押出しが不可能と々す、その上、す
でに述べたプレストレスを生ぜしめるために補強部材を
ばねの形状に形成することができる。

どのような形状の補強部材も気密にすることができ、こ
のことは前述の角隅部にも有利にあてはまる。シール装
置内の補強部材は有利にリブを備えており、とのリブは
対象シール面に面しておりかつシール装置の材料によっ
て対象シール面から距てられている。これによって、リ
ブとリブとの間では補強部材と対象シール面との間隔が
、リブと対象シール面との間隔に比して大きい。

種々異なる比圧力の帯域によって、対象シール面にシー
ル装置が作用するため、シール装置のシール面、特に対
象シール面に接触するシールリップ面が、補強部材のリ
ブとリブとの間の領域、換言すれば、比圧力が大きい帯
域と帯域との間の領域に条溝を備えるのが望ましい。条
溝が設けられない場合には摩耗粒子が対象シール面から
シールリップを押離し又は接触圧の高い帯域を拡げて局
所的な接触圧を削減してしまうが、前述のように条溝を
設けることによって、比圧力の大きい帯域でのみシール
装置が対象シール面に作用するとともに、摩耗によって
生じた粒子が条溝内へ逃げることができるので、前述し
たような漏れ並びに局所的な接触圧の削減が生じない。

補強部材は必ずしも一体に形成されなくてもよく、圧力
分配層と、この層とは別体に、シール装置の材料内に埋
込まれだリブとから成ることができる。

とのリブの断面形状は方形であってもよく、その他の所
望の形状例えば台形状であってもよい。

実施例 第１図には、互いに相対的に可動であってギャップ３を
有している２つの部分１，２間のシール装置５が示され
ている。部分２にはみぞ４が形成されていて、このみそ
４内にシール装置５が配置されている。このシール装置
５はシールリップ６を介して部分１０面に接触しており
、シー／Ｉ／ＩＪッゾ７を介してみそ牛の内面８に接触
している。２つのシールリップ６．７は、みそ４の一方
の側面１０に接触している底部９によってＵ字形に結合
されている。

一体をなしているシールリップ６．７および底部９の材
料はゴム又はプラスチックのよう々弾性的に可撓な材料
で、又は弾性的に可撓ではない材料で製作する。

このシール装置５は補強部材を備えている。

この補強部材はやはりＵ字形断面をなしていて、２つの
ほぼ平行々脚部１１．１２およびこれらの脚部１１．１
２の結合脚部１３から成っている。

この補強部材は金に材又はプラスチック材で、又は一体
成形によるか或は加硫によって組み込捷れた布層で製作
される。

図示のシール装置５はみぞ牛の右側のギャップ３を経て
作用する高圧に対してシールすると共にみぞ牛の左側の
ギャップ３をシールしなければ々らない。

補強部利は脚部１１に薄したヒンジ個所１４．１５を有
している。同様の装置が脚部１２の個所１．６　、１７
にも施されている。脚部１１の、部分１とは反対側の面
は部分ｌに面するリブ１８の先端面の合計よりも大きい
。同じことが、リブ１９を有している脚部１．２につい
てもいえる。

部分１の面へシール装置５のシールリップ６によって及
はされる圧力はリブ１８の下のシール材料菅域の全域に
分配され、従って接触圧の集中、ひいては比圧力の増大
が生ずる。同様のことはシールリップ７についてもいえ
る。補強部材は単一部材の形をなしており、従って、こ
の点だけでも既にギャップぎ内へシール材料が押し込ま
れるのを阻止し７、も１〜プラスチツク材又は金属のよ
うなガス密な旧料で製作されている々らば、ガス浸透性
は事実上ゼロに１で減少される。

第２図の実施例によれば、部分２のみぞ生白に可撓材料
製のほぼ■７字形断面のシール装置が配置されている。

このシール装置の内部には、１つの層２０およびこの層
２０から間隔をおいた多数のロツ１′２１の形の補強部
材が埋め込壕れている。環状のシール装置の場合層２０
は円筒状のプレートであって、個個のロッｌ’２１はリ
ングである。みそ生白に支配するシール圧力はプレート
２０を介してロッドもしくはリング２１へ働き、かくし
て比圧力の増大しだ帯域が部分１の面に生ずる。

このシール装置の垂直の脚部２２の内部にもプレートも
しくは円板２３が多数のロッドもしくはリング２４と共
に埋め込１れている。

例えば互いに相対的に回転可能彦部分にとって通例であ
るような環状のシール装置の場合、補強部材は直径の減
少を極めて限定された程度に行々えるように構成するこ
とができ、例えば、プレート２０および多くのリング２
１のように構成し々いで、端部相互間に極めてわずか々
間隔を有する複数のセグメントから構成することができ
る。この場合セグメント相互間のわずかな間隔は圧力の
分配に不都合な影響を及ぼすことば々く、しかも補強部
材の収縮を可能にする結果として補強部材を場合によっ
てあり得るシール個所の摩耗や製作公差に適合させるこ
とができる。

第３図ａには、補強部材２５が比較的大幅な相互間隔で
少数のリブ２６を有している例が示されている。

第３図すには狭い相互間隔で多数のリブ２８を有してい
る補強部材２７が示されている。

第３図Ｃにはリブ３０のグループおよびリブ３］、のグ
ループを有する補強部材２９が示されている。

第牛図ａには■形断面のリゾ３２が示されている。第４
図すには台形断面のリブ、′Ｓ３が示されている。第牛
図Ｃには、一点に向かって先細をなして基部を円弧形に
された断面形を有するリブ３４が示されている。第４図
ｄは、円弧部３６を介して互いに接しているリブ３５を
示している。

以上述べた実施例すべてにおいてシールリップの外側面
、要するに部分１のシールすべき面に接触する面は閉鎖
された面であった。これに対して、第５図に示されてい
る実施例によれば、例えば第４図ｄの実施例の変化形と
して、シール材料が個個のリブ３５の間の、補強部材の
円弧形の接続部３６の下方に摩耗粒子を集めることので
きる条溝３７を有している。これらの多数の条溝３７は
もちろん既に述べた他のどの実施例にも適用できる。

第６図に略示されているＬ字形又はＵ字形の断面をなす
シール装置３８はプレストトスを有するばね３９を備え
ており、このばね３９は個所４０において比圧力を増大
させる帯域を形成する。

第７図ａはＩ・字形又はＵ字形の断面のシール装置の角
隅部におけるＬ字形断面の補強部材Φ１を示している。

この補強部材４１は浸透性を減少し、とりわけギャップ
３′内へシール材料が押し込まれるのを阻止する。

第７図すに示されている例の場合補強部材牛１は第７図
ａの例と同様であるが、角隅部がギャップ３′に対して
離れて位置するように切り欠かれた断面輪郭をなしてい
る。

第７図Ｃの実施例の場合り字形断面の２つの補強部材４
３．４４が埋め込まれていて、圧力分配用の補強部材４
５が１つ埋め込まれている。

以−上述べた本発明のシール装置は互いに相対的に回転
運動又は伝動運動を生ずる二部分間のシールに効果的に
使用される。このシール装置は普通はリング形である。

しかし直線状の条片又は多角形シールの形で使用するこ
ともでき、さらに、相対運動は行なわれないものの例え
ば熱負荷によってギャップが生ずるよう々三部分相互の
シールとしても使用される。

本発明の効果 本発明によれば、シールリップの内側に作用する圧力を
、補強部材によって補強された単数又は複数の補強帯域
に分配させるように構成されていることによって、対象
シール面へのシール圧が単数又は複数の帯域に集中する
ため、比圧力が高く、シール装置に摩耗が生じても長い
寿命を保つことができるとともに、製作誤差に起因する
漏れをも排除することができる。

さらに、本発明によれば、クリープによるシール装置の
劣化が阻止される。さらに比圧力を必要以上に高くする
必要がないため、摩耗が大体において回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシール装置の実施例を示す縦断面図、
第２図は第１図の例の変化形を示す縦断面図、第３図は
補強部材のリブの種種の配置を示す断面図、第４図はリ
ブの種種の形状を示す断面図、第５図はシール材料に条
溝が形成されている例を示す縦断面図、第６図は補強部
材がばねから成る例の縦断面図、第７図はシール装置の
角隅部における種種の補強部材の例を示す縦断面図であ
る。 １．２・・・シールすべき部分、３，３１・・・ギャッ
プ、牛・・・みそ、５・・・シール装置、６，７・・・
シールリップ、８・・・内面、９・・・底部、１０・・
・側面、１１．１２．１３・・・脚部、１４．１５．１
６．１７′°・ヒンジ個□所、１８．１９・・・リブ、
２０・・・層、２１・・・ロッ１もしくはリング、２２
・・・垂直脚部、２３・・・プレートもしくは円板、２
４　、、、ロッドもしくはリング、２５・・・補強部材
、２６・・・リブ、２７・・・補強部材、２８・・・リ
ブ、２９・・・補強部材、３０，３１・・・リブ、３２
・・・リブ、３３・・・リブ、３５・・・リブ、３６・
・・円弧部、３７・・・条溝、３８・・・シール装置、
３９・・・ばね、４１・・・補強部材、４３．４４・・
・補強部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．２つの面間にギャップが介在し、しかもシール部よ
   りも上流のギャップ側には、シール部よりも下流のギャ
   ップ側よりも高い媒体圧が支配しているような前記両面
   間をシールするシール装置であって、少なくとも一方の
   面に設けた溝内に配置されたフレキシブル材質のシール
   部材がシールリップを介して他方の面を圧迫しており、
   該シールリップが圧力の高い方のギャップ側の方に向っ
   て方向づけられている形式のものにおいて、シールすべ
   き面に接しているシール部材のシールリップが補強部材
   を内蔵し、前記シールリップの内側に作用する圧力を、
   補強部材によって補強された単数又は複数の補強帯域に
   分配させるように構成されており、前記補強部材が、シ
   ールすべき面寄りの側では、該シールすべき面から離隔
   した方の補強部材面よりも小さな有効面を有しているこ
   とを特徴とする、シール装置。 ２、補強部材には、シールすべき面の方向にプレストレ
   スがかけられている、特許請求の範囲第１項記載のシー
   ル装置。 ３、７−ルすべき面に対して直角な平面内で延びて溝の
   一方の側壁に接触するシール部分がシールリップと一体
   に成形されており、該シール部分もやはり補強部材を内
   蔵し、該補強部材が前記側壁面に面した分割補強帯域を
   形成し、かつ、溝の内部に面した方の側の補強部材面よ
   りも小さな有効面を有している、特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載のシール装置。 先　第１のシールリップと一体に成形された第２のシー
   ルリップが、シールすべき面に対向する溝面に接して配
   置されており、該第２のシールリップがやはり補強部材
   を有し、前記溝面に面した補強部材部分が補強部材の内
   寄り面よりも小さな面を有する単数又は複数の補強帯域
   を形成している、特許請求の範囲第１項から第３項まで
   のいずれか１項記載のシール装置。 ５　Ｕ形断面を有している、特許請求の範囲第４項記載
   のシール装置。 ６　補強部材が単一部材から成り、シールリップと、溝
   側壁に接するシール部分とを通って延びている、特許請
   求の範囲第４項又は第５項記載のシール装置。 ７、　単数又は複数のＬ字形の補強部材が、シールすべ
   き面に接触しているシールリップと、溝側壁に接触して
   いるシール部分との間に位置する角隅部に配置されてい
   る、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１
   項記載のシール装置。 ８　補強部材が気密又は油密である、特許請求の範囲第
   １項から第７項までのいずれか１項記載のシール装置。 ９、補強部材がシール材料よりも高い弾性係数を有して
   いる、特許請求の範囲第１項から第８項１でのいずれか
   １項記載のシール装置。 １０、補強部材が、シールすべき面に向って方向づけら
   れた複数のリブを有し、該リブが、／−ル材料によって
   クールすべき面から離隔して保たれており、前記リブ間
   に位置する補強部材が、シールすべき面に対してリブ位
   置におけるよりも大きな隔たりを有している、特許請求
   の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記載のシー
   ル装置。 １１、単数又は複数のシール面が、補強部材のリブが位
   置している帯域間に条溝を有している、特許請求の範囲
   第１０項記載のシール装置。 １２、補強部材が、圧力分配層と、該圧力分配層には無
   関係にシール材料内に埋設されたリブとから成っている
   、特許請求の範囲第１項から第１１項壕でのいずれか１
   項記載のシール装置。