JPS60220268A - 組立パツキン - 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−にの利用分野］ 本発明は、回転軸をシールする密封装置、即らパツキン
に関する。詳しくは、外側リングと内側リングから成り
、外側リングが弾性可撓材料のシールリップを具備し、
該シールリップが弾性予圧のもとで内側リングに接し、
外側リングは該シールリップに臨む半径方向の支承面を
有し、該支承面は内側リングの上記シールリップが接す
る面と反対側の半径方向保持面の背後に該シールリップ
により弾性的に係止され、少なくとも支承面又は保持面
が円周状に形成され、かつ支承面と保持向が相！７）に
間隔を有して成る種類の組立パッ：１−ンに関する。

［従来の技術］ 西独特許公報第２５　＋１００９９号４Ｊ上記の種類の
組立パソートンに関連するものである。その場合、外側
リングと連結されたシールリップは、軸方向に伸張する
内側リングの月間面に接し、内側リングは対向面の反対
側にゴム状弾性中間層を具備し、密Ｊ：・１された軸の
表面−ににに記中間層によって固定される。しかし、こ
れによって得られる密封効果は余り十分なものではない
。特に、通常の使用時に軸回転数が高い場合、及び／又
は半径方向の軸変位が現れる場合に不充分である。

［発明の解決しようとする問題点１ 本発明の目的とするところは、歯い軸回転数及び／又は
半径方向の軸変位が密１．１効果をもはや阻害しないよ
うに、」−記の種類の組立バソ〜１−ンを改良すること
である。

［問題点を解決するだめの手段］ 冒頭に挙げた種類の組立パツキンにおいて、本発明に基
づき、密封部材のシールリップが内側リングのおおむね
半径方向に伸張する対向面に接し、内側リングの該対向
面の反対側の湿潤側が密封された媒質によって濡れてお
り、内側リングが対向面から湿潤側に至るまで一貫して
金属材料から成ることによって１．上記の目的が達成さ
れる。

本発明の組立パツキンの密封部材のシールリップと、略
半径方向に伸張する内側リング対向面との相互作用によ
って、半径方向の軸変位が表れても、両部材の間の相互
の押圧に関しては余り変化が生じなくなる。半径方向の
軸変位が所１υＩの密封効果に及ばず影響が、これによ
って大幅に減少する。また、密封される軸の運転に関連
して生じる遠心力が、所望の密封効果を促進する。

それと共に、内側リングの前記対向面の反対側の湿潤側
が密封された媒質によって濡れており、かつ内側リング
が対向面から湿潤側に至るまで−貫して金属４．Ｉ　Ｆ
＋から成ることも、同様に重要である。対向面と湿潤側
の間の内側リングの軸方向の厚さは極めて小さく、一般
に約０．５ないし５ｍｍに過ぎないから、動的密１，１
帯の区域で放出されるＩ！！擦熱をたやず＜　ｈｋ出し
、これを密封された媒質に伝達することができる。従っ
て密１．Ｊ　６Ｂ　＋４のシールリップの製ｊ告にゴム
伏仰１’ｌ材ｒ１を使用しても、連υを運転中に焼（・
１き現象や材料脆化を生ずる心配がない。

なお密封部（Ａのシールリップ１，１、このために使用
される重合体＋４１１の内、任意の４Ａ１１、例えばポ
リ四フッ化エチレンで製造することができることはもち
ろんである。ニトリルブタジェンゴム、ＡＣＭ　（アク
リル弾性ゴム）、ＦＫＭ（フッ素弾性ゴＪ、）のほかに
、例えばＶＭＱ（シリコン弾性ゴＪ、）も（ユ！用する
ことができる。

好適な実施態様によれば、密封部（４のシールリップ及
び／又は内側リングの対向面が、流体力学的に作用する
返送要素を具備するようにされる。所望の密封効果がこ
れによって著しく改善される。

シールリップと対向面との間の相互の押圧も、所期の密
封効果に対して影響がある。この点について良好な値を
得るためには、内側リング対向面とパツキンの軸線とが
、密封される空間の方向に９０°　より僅かに小さな角
を挟むことが好ましいことが判明した。但し好適な範囲
は６０゜と９０°の間の値によって限定される。

密ＩＪされる軸の半径方向の変位のほかに、更に若干の
軸方向の変位にも対処しなければならない場合には、お
おむね半径方向に伸張する膜状に形成された密封部材の
中間リングの外周にシールリップを配設することが好ま
しい。このような適当な構造によって、軸方向の軸の変
位が生じた時に、内側リング対向面に対するシールリッ
プの必要な押圧を保証するのは容易である。

本発明の組立パツキンのシールリップは、通常重合体飼
料から成るから、シールリップと内側リング対向面との
間の相互押圧によりシールリップに緩和現象が生じる結
果、時がたつにつれて弛緩することがある。これを防１
１二するために、中間リングが半径方向外方に開放した
溝を有し、弾性的に拡張された補助ばね部（Ａ、好まし
くは金属材料製の環状コイルばねをこの溝の中に配設す
ることが好）トシい。１４い期間にわたって高温が生じ
ても、これによってシールリップと内側リング対向面と
の間の定常的な押圧が十分に保証される。

対向面の摩耗を減少するために、内側リングは焼入鋼か
ら成ることが好ましい。ロックウェル硬さが約６０あれ
ばよく、その場合、内側リングが西独特許公報第２５０
００９９号に基づく組立パツキンの内側リングと同様に
、弾性可撓性の中間層によって、密↑・１される軸のに
に水蜜かっ回転不能に支承されるならば、組立の簡易化
が得られる。

内側リングは半径方向に１；１１放した凹陥部を、湿潤
側の面に有することができる。密封された媒質への熱伝
達のために利用される表面積がこれによって拡大される
から、動的密封帯の温度を密封された媒質の温度にほぼ
等しくすることができる。危険な温度上昇がこうして確
実に回避される。

また密封部材は密封空間と反対側にちり除はリップを具
備することができ、その場合ちり除すリソプは内側リン
グの輪郭のうち、軸方向に伸張する側辺部に対向して接
する。このようにして密封部材はシールリップとちり除
はリップとの連結する材料体から成り、このことは製造
を著しく容易にする。摩耗性物質が周囲からシールリッ
プに送り込まれることが、これによって１１１Ｉ屯され
る。

内側リング及び／又はちり除はリップは、相互の接触面
の区域に、密封された媒質のための、即ち、この場合は
塵埃のための返送要素を具備することができる。組立パ
ツキンの内部への異物の侵入がこうしてより効果的に防
止される。

返送要素がちり除はリップの区域にもシールリップの区
域にもある場合は、本発明の構造においては、これら２
つの区域の返送Ｉｉ！′素に対し、その横断面に関しＣ
も、返送要素間の和−（１間隔に関しても、同じ寸法を
りえることが直りに可能である。それは製造をはなはだ
容易にする。

シールリップの区域に配設された返ｉＭ要素番、１、こ
の場所の相え１速度が大きいため、Ｉ）り除し」リップ
の区域に配設された返ｊＸ要素３ノ、匂ノ）必ず大きな
効果を有する。従ってに記の構造では洩れの心配もない
。

外側リングの製造４旧、１、プうス千ツク、例えばボリ
プ１」ピレン又ζ、１ポリニス）−ル４−団用すること
が好ましい９表ｆｊ内には夕１（明リングはエポキシ樹
脂よりなる。これらのプラス千ツクは若干の可撓性を有
するから、収容するツノ°−スの穴に対して所要の静的
密封を１：＃るのが著しく容易になる。また射出成形法
、１１゛縮成形法ｙはトランスファー成形法を適用し′
Ｃ成形するのも比較曲部１１ｉであるから、修整イ１業
は不要でＪ、る。その場合、公知の技術を適用して、外
側リングと密封部材の製造を工程１に南画に一枯し、１
１１−の装置によって行うことも可能である。別個に製
造する場合に必要な、両部材の相互連結を、こうして省
略することができる。

本発明の組立パツキンの外側リング及び内側リングはス
ナップ嵌合する形の組立によって連結され、相対運動が
生じ易いにかかわらず、離ればなれにならないように互
いに位置が固定される。貯蔵時や輸送中のシールリップ
の損傷はそれによって排除され、組立時、組立パ・７キ
ンの使用開始前に外側リングに対して内側リングを特別
に調整することも不要である。

［実施例及び作用］ 別紙にて添イ１した図面に提案の組立パツキンの２つの
実施例を図示した。これを次に詳述する。

第１図に示す組立パツキンは、外側リング１と内側リン
グ２とを有している。両者は断面Ｉ。

字形に割定された輪郭を存し、略長方形の輪郭をした空
胴部を取囲むように寸法が互いに調整され、相互に組み
合せられている。

外側リング１はエボ；１−シ樹脂から成る。これは組立
パツキン１５のケースにｕｌみ込まれ、静的密封されて
いる。タ１側すング目６１輔の半径方向内側に突出する
フランジを有して前記の如く■、字形の断面を有し、ア
クリルニ１リルゾタジェン共重合体製の密１．１部４４
４がごのフランジを支承面として直接突設加硫され−Ｃ
いる。密」・１部材４はシールリップ５とらり除番１リ
ップ６を具備する。両者は弾性予圧されており、それぞ
れ内側リング２の対向面に圧１發する。Ｉノり除ＬＪリ
ップ６番：１流体力学的に作用する返送要素１６を具備
している。

シールリップ５に対面する内側リング２の対向面７は、
パン；１−ンの軸線及び密封された空間“Ａ”との間に
７３°の角を挟め、ちり除りリップ６に対面する内側リ
ング２の対向面（側辺部）は、軸と平行に伸張する。こ
の後者の対向面１！１１ち内側リング側辺部にはたいし
て（：１．　（ｉｉｒ４；ｌかＬＪられない。ちり除り
リップには特に組立パン：１−ン内部への塵埃の侵入を
ＩｇＩ　＋１：するだめのものだか３ ２ らである。

内側リング２は焼入鋼から成り、外周にフランジ状突起
１４を具備する。このフランジ状突起１４は図示の如く
外側リング１の内側へ開放した溝１３に、全周に遊隙を
置いて係合し、それによって内側リング２と外側リング
１が離ればなれにならないように互いに連結される。内
側リング２のフランジ状突起１４の外側は、外側リング
１との接合部の方向にテーパをなして細まる。

り１側リング１の開口部の内側８も、接合部の方向に内
向きのテーパを有している。２個の部材の接合がこれに
よって容易になる。即ちフランジ状突起１４の最大外径
を外側リングｌの開口部の内側８の最小内径より十分の
数ミリメートル人きく設計すれば、外側リング１の内側
に開放した溝１３へのフランジ状突起１４の係止が容易
に行われるからである。かかる係止を生じさせるために
必要な、外側リング１の弾性変形は、まだ外側リングを
組立パツキンのケース１５に取付けていない時にだけ可
能である。しかじ係止に４ 必要な変形はずこふる小さいので、この変形の結果、外
側リング１が機械的にＩＮ傷する心配はない。

内側リング２の、シールリップ５とらり除ＬＪリップ６
に対面する対向面は、例えば研削Ｔ稈いおいて得られる
程度の表面あらさを有する。

対向面はいずれの場合も同じであって、周方向に伸張す
る細い条溝を（ｆしている。この条溝１４１軸の回転と
共に密封空Ｉｌｌ″Ａ　”の方向へ送る力を生ずる送り
効果をイ１する。シールリップ５１Ｊちり除はリップ６
　Ｊ、り直径が大きい。従ってシールリップ５の区域に
イ１しる送り効果は、ちり除はリップ６の区域に生ずる
送り効果より大きく、このことは所期の蜜月効果を有利
にする。

シールリップ５もちり除ＬＪリップにも、もっばらその
＋Ａ　ｆｉｔと１１法に基づく弾性により、内側リング
２のそれぞれ所定のえ１曲面に弾性予圧されて圧接する
。

第２図に示ず組立バフ；１−ンの構造は、第１図のもの
に外見上よく似ている。しかしこの場合は、シールリッ
プ５を軸方向に押圧するために、環状コイルばねから成
る補助ばね部材９が設けられている。補助ばね部材９は
、中間リング１２の外方に開放した溝に係止される。

シールリップ５と保合する、内側リング２の対向面７は
、回転軸に９０°の角で配属され、一方ちり除Ｉ′Ｊリ
ップ６と係合する対向面は、軸と平行に整列されている
。またこの実施例では、シールリップ５にも返送要素１
６が備えられている。

内側リング２は弾性可撓性の中間層たるＯリング１０を
介して、被密封軸の表面上に回転不能かつ水密に支承さ
れる。従って第１図で述べた構造と同様に、内側リング
２は軸の回転運動に追従する。

内側リング２は湿潤側３に、半径方向外方へ開放した凹
陥部１１を有する。被密封軸に沿って送られてくる密封
された媒質に対して、この凹陥部１１によって強力な、
半径方向外向きの送り作用が加えられる。またこの凹陥
部は、相対的］　５ に拡大された表１１１目ｎを介して、内側リング２から
の良好な放熱を保証する。特にシールリップ５の区域で
の臨界温度の発生が、これによって確実に防止される。

［発明の効果］ 以上の如くにし°ζ本発明によれば、軸の半径方向の変
位が生じても効果的な密封を行うことができ、また高速
回転する軸を密Ｊ′・１する場合でも放熱を効果的に行
う等によって非常に耐久性を有しすぐれた密１．ｌを行
うことができる。よって軸の変位や高速回転は、もはや
密１Ｊ効果を１員なうことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は密封された媒質に臨むシールリップが内側リン
グのおおむね半径方向に伸張する区域に接する実施態様
の断面図、第２図は密Ｊ“、■された媒質に臨むシール
リップの軸方向押圧が環状コイルばねによって促進され
る、第１図と同様の実施態様の断面図を示す。 ７ ６ １　外側リング ２　内側リング ３　湿潤側 ４　密封部材 ５　シールリップ ６　ちり除はリップ ７　シールリップの対向面 ８　開口部内側 ９　補助ばね部材 １０　０リング １１　凹陥部 １２　中間リング １３溝 １４　フランジ状突起 １５　ケース １６　返送要素 ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　外側リングと内側リングから成り、外側リングが弾
   性可僚祠利のシールリップを貝ｂｉｔ　Ｌ、該シールリ
   ップは弾＋’ｌ予圧の１）とで内側リングに接し、タ１
   側すングロ該シールリップに臨む半径方向の支承面を１
   「シ、ａｈ支承面は内側リングの」二記シールリップが
   接する而と反り、ｉ側の半径方向保持面の背後に弾性的
   に係ＩＬされ、少なくとも支承面又は保持面が円周状に
   形成され、かつ支承面と保持面がＩＩＩ　’ｆｆに間隔
   を有して成る＆ｌ［立バソ；１−ンにおいて、シールリ
   ップ（５）が内側リング（２）の略半径方向に伸張する
   火１曲面（７）に接し、内側リングの対向面（７）と反
   対側の湿潤側（３）は密封された媒質に、１、って濡れ
   ており、内側リング（２）は対向面（７）から湿潤側（
   ３）まで−貫して金％伺利から成ることを特徴とする組
   立パツキン。 ２　シールリップ（５）及び／又は対向面（７）が、流
   体力学的に作用する返送要素を具備することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の組立パツキン。 ３　対向面（７）とパツキンの軸線とが、密封される空
   間（八）の方向に６０°ないし９０°の角を挟むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   組立パツキン。 ４　シールリップ（５）が、略半径方向に伸張する、膜
   状に形成された中間リング（Ｉ２）の外周に配設されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかに記載の組立パ、７Ｓトン。 ５　中間リング（１２）が外側に開放した円周溝を有し
   、該溝に弾性的に拡張された補助ばね部材（９）が配設
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
   載の組立パツキン。 （ｊ　補助ばね部材が環状コイルばねから成ることを特
   徴とする特約Ｒ／をの範囲第５項に記載の組立パラ；１
   −ン。 ７　内側リング（２）が焼入鋼から成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載
   の組立パツキン。 ８　内側リングが湿潤側（３）に、半径方向夕１側に開
   放した凹陥部（１１）を仔−４ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の１１
   立パツキン。 ９　シールリップ（５）が延１こされ°Ｃ１密閉空間（
   Ａ）と反対側にしり除ＬＪリップ（６）を形成し、ちり
   除番」リップ（６）が内側リング（２）の軸方向に伸張
   する側辺部に接することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第８項のいずれかに記載の組立パツキン。 １０　内側リング（２）及び／又はらり除ＬＪリップ（
   ６）が相７７、の接触面の区域に、密封された媒質のた
   めの返ｉＸ要素を具１＋ｉ＆することを１．−徹とする
   、特許請求の範囲第９項に記載の組立パツキン。 １１　ちり除はリップ（６）の区域の返送要素が、シー
   ルリップの区域の返送要素の横断面及び相互間隔と一致
   する横断面及び相斤間隔を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１０項に記載の組立パツキン。 １２　外側リング（１）がプラスチックから成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいず
   れかに記載の組立パツキン。