JPS6192368A

JPS6192368A - 軸用シ−ル

Info

Publication number: JPS6192368A
Application number: JP60153932A
Authority: JP
Inventors: ハインツ・カー・ミユーラー; アンドレアス・ヴオルフ
Original assignee: Marutein Merukeru & Co KG GmbH
Current assignee: Marutein Merukeru & Co KG GmbH
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1986-05-10
Also published as: DE3425431C1

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】良粟其Δ机里公豆本発明は軸用シールに関する。

旭米比■ 軸用シールの作用効率は、シール面において発生」るＩ
Ｉｘ擦熱により損なわれることが多い。特に、シール面
での接触力が圧力に依存するシールの場合、圧力が高け
れば高い程、摩擦力損失が比較的大きい。ことに伝熱性
の低い材料でソールを溝成した場合、ソール面での摩擦
熱によりシールが素材の最大許容温度を超えて加熱され
ることがあり、かくてシールが焼は付くことがある。

摩擦熱を伴う摩擦損失を減少さ仕るべくシール業界で採
用されている技法は、摺動シール面間に潤滑油のフィル
ム、即ち、潤滑膜を積極的に形成されるようにし、これ
により摺動ソール面を互いに分離させている。この潤滑
膜を介在させることで、摩擦係数をほぼ減少させている
。これにダイナミック膜を同時に形成さＵｏて、摺動シ
ール面の摩耗を減少させるか、または実用上摩耗なしの
状態にすることらできる。

軸方向に可動なピストン棒用としての７−ルの場合、そ
の用途の性質上、即ち、部品か周期的にシールすべき液
体に湿潤されるようになっていることから、潤滑膜は必
ずと言ってよい程形成されている。

ところがンヤフトをシールする場合、それら回転４°る
ンヤフトをシールする場合ては、ビストノ棒のようにシ
ールずべき液体で周期的に湿潤され、それに伴って液体
の一部をまき込んで潤滑膜がＪＦヨ成されるようなこと
がなく、液体と隣あっｆニシール界面のエツジがシャフ
トの回転軸と直交オろ平面にとどまっているから、液体
をまき込むに必要な動さがｉ’、７られない。

軸用ではあるものの、作用圧力が低い場合に用いる低圧
作動型軸組シール、特にカスタム仕様の軸用ラジアルシ
ール（アル・ヴイ・ブリンク杆［ザ・ヒート・ロート・
オブ・アン・オイル・シール１ペーパーＣ１，第６回イ
ンターナンヨナル・コンフエレンス・オノ・フルイド・
ノーリンク、１９７３゜ミュンヘン（Ｂｒｉｎｋ、　Ｒ
，Ｖ、、　“Ｔｈｅ　Ｈｅａｔ　Ｌｏａｄｏｒ　　ａｎ
　　Ｏｉｌ　　５ｅａｌ　　”、　　ｐａｐｅｒ　　Ｃ
１，６ｔｈ　　　１ｉｔｅｒ−ｎａ口ｏｎａｌ　　Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ　　ｏｎ　　Ｆｌｕｉｄ　　Ｓｅａｌ
ｉｎｇ、１９７３゜Ｍｕｎｉｃｈ）＋参Ｆ、Ｑのこと。

）の場合では、シールのエツジを円周方向に液状に起伏
する如く加工することにより、シール界面のエツジへと
液体をまき込む動きが生ずるようにし、これにより所望
の潤滑膜がハイドロダイナミック作用により形成される
ようにしている。しかし、このような方法は、圧力差が
大きい環境下で使用するシール、例えば、矩形断面のエ
ラストマー製シールやＸ字形リング、０字形リングを製
作するに当たって用いることはできない。

例えばＯ字形リングにすいて、この０７形リノグを収納
するハウジングに溝を適当に形成することにより、シー
ル用リング面かシャフトの軸芯に対して傾斜するように
シール用り／グを配置することが提案されている。（ニ
ー・レイエル？Ｊ：「マノ不ンコンストルクチオンスレ
ーレ肌テクニ力、凡０１０．１９６０．９４１頁ｆｔ、
（Ｌｅｙｅｒ、Ａ″ＭａｓｃｈｉｎｅｎｋＯＩＩＳＬｒ
ｕｋｔｉＯｎＳｌｅｈｒｅ−、ＴｅＣｈｎｉＣａ、ＮＯ
，１０，１９６０、ｐａｇｅ　９４１　、ｆＴ、）や、
エル・ノエー・マーチニ著“スランテノド・オーリンゲ
ス・エキステンド・シャフト・ライフ”、マノノ・ブザ
イノ。

１９７９年２月８日号（Ｍａｒｔｉｎｉ、Ｌ、Ｊ、、”
５ｌａｎｔｃｄＯＲｉｎｇｓ　ＢＸｔｅｎｄ　５ｈａｆ
ｔ　Ｌ　ｉｒｅ”、ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎ、Ｆｅ
ｂ、８．１９７９）を参照のこと。）ところが、このよ
うな方法ではシール用リングの構造と配置とが複雑にな
り、そのため溝を形成するコストが高いし、それに、摩
擦により発生オる熱の流れ方向と力の作用方向とがいづ
れら非対称てバランスかとれないなどの理由から、実用
的でない　　　　゛ことがわかった。

軸方向に口Ｓ動な機械機素に作用する流体圧をシール４
°るらのとして、強化ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チレン）製のエツジシール用強化パツキンがよく使われ
ている。ンヤフト用うジアルシールにおいて用いられて
いるシール材のエツジを波形加工することを前述のパツ
キンに応用して、パツキンのシールエラ”ジを波形にす
ることは容易に想到しうるかも知れない。しかし、原則
として前述のパツキンを加工する必要があることから、
波形の輪郭をもたせるとなると、製作コストか高くなる
問題がηえられる。それに、ダイナミックシール面に望
ましくない非対称性が部分ごとに付与されることによっ
て、これかために液体が逆流しないとは言い切れない。

０字形リングにしても、また、強化ＰＴＦＥ製シール用
パツキンにしても、高圧作動型輪用シールには、回転し
ているシャフトにシール自体がまき込まれる可能性が多
い問題がある。一般に摺動接触している面同志のすべり
やシール機能が、一方の摺動面の素材と池方の１ｊフ動
面の木材とに１才１１相性かないことから劣る場合、ソ
ール力情「期破損する。これは、摺動面の表面仕上がり
の具合についても同様に言えることである。

発明の目的本発明は前述の諸問題・点を解消ずへくなされｌ二らの
であって、シールリングと、該シールリングを収納する
構造体の部分との間の相対ねし作用を簡単かつ経済的な
方法で阻止しうろ軸用シールを提供するのを目的とする
ものである。

聚哩立横底前述の問題点を解消し、かつ、高圧作動型軸組シールと
しての前述の目的を達成するために（よ、シールリング
の低圧側ラジアル面に作用する高圧からたらすスラスト
が復改の突起により吸収されるようにする。この突起は
、円周方向に見て、シールリングの各部分を軸芯方向に
屈曲させることてシールリングの断面が波形変形を呈ａ
“るごとから形成されている。ねじりを防く手段として
別の突起をもｒ二せろことも可能である。

シールリングの全断面か波形となっていることから、こ
の断面の部分により構成されるシール界面の波形か高圧
側にｆ１用な効果をしたら４′ことかできる。

好ましくは、前記突起を特殊バックアップリング（裏当
てリング）に形成しておく。ＰＴＦＥ製シール用パツキ
ンや樹１旨製のその他のシールリングの場合、圧力作用
面とは反対側のラジアル面に前記突起を形成しても良い
。

エラストマー製シールリングを用いる場合、シールリン
グに対面ずろ側に波形を呈する突起を備えたバックアッ
プリングを低圧側に配置することで本発明を実用化する
のか望ましい。円周方向に見て、波ＪＩ５突起の立ち上
がり部の勾配が立ち下がり部の勾配と異なっている場合
では、流体牽引のメカニズムを制御することができ、そ
れ故、ソールすべき流体の圧力に依存するなりに潤滑膜
を形成ケることかできる。ことに、高圧が作用している
流体をソールするには、シールすべき空間から７一ル面
間の隙間への推進速度（ｄｒａｇ　ｆｏｒｃｅ）の成分
を、前記隙間まから高圧空間へと液体を引きずっ一ζい
る成分よりも小さくするのか６伺でＡ）ろ。シール隙間
での力か非２ｒド１、になろ二とから、動・１！、的に
最適な／−ル効果かこの場合に得られるのである。

本発明によれば、バックアップリングにおける突起をプ
リズム形とすることら可能でうり、その場合、圧力か低
いとプリズム形突起のエツジまｆ二は前側にシールリン
グが係合するが、圧力か上昇すればバックアップリング
のラジアル面の他の部分にシールリングか係合」゛ろよ
うに４−ろことかできる。このような構成は、シール界
面のエツジにおける波形が圧力に依存して連続増大し、
かくて圧力上昇に伴ってハイドロダイナミック作用によ
る潤滑効果か醸し出されることから有！１１なしのであ
る。更に、高い局所的な圧力によりシールリングと係合
するプリズム形突起のエツジにおいて、シールリングが
著しい相対的な局叩変形を起こす。

それ故、シールリングはプリズム形突起のエツジのとこ
ろでバックアップリングと強固につながるので、シール
リングとバックアップリングとは凹凸の嵌合により相対
ねじりが起こらなくなる。これは、シールリングをエラ
ストマー製リングよりも大きい屈曲剛性を有する樹脂製
として場合に特に何意義なものである。

樹脂製であるらのの比較的剛性のあるシールリングを用
いた場合、エラストマー製のクランプ用のリングと公知
のｔ！ｓ様で併用してもよい。このクランプ用リングは
、ソール効果を倍増させるべくシールリングに予備荷重
をかけると同時に、シールリングによる本来のシール効
果に加えて副次的なシール効果をもたらしてくれる。こ
のような構成においては、突起を何するバックアップリ
ングとしては、シールリングに対して半径方向に偏位さ
せたクランプ用リングもバックアブブリングの突起、即
ち、支持用リングのラジアル面において半径方向に延在
する突起と係合しうるように工夫するのが望ましい。

本発明によりバックアップリングの一対のラジアル面に
突起を形成ずれば、らっと良い２ＪＩ果が得られる。即
ち、バックアップリングの一対のラジアル面に突起を形
成すれば、シールリングか突起間でたわみ、かくて圧力
の増加に伴ってバックアップリングの突起間における平
坦部と係合するようになるので、他側で部分的に支承さ
れているリングの平坦部も軸方向に曲がるようになる。

それ故、シールの設計者としては、シールリングとバッ
クアップリングの夫々の屈曲剛性を互いにつり合うよう
に関連づけることにより、高圧側のソール界面エツジの
波形を高圧に耐えうるように設計することができる。ま
た、バックアップリングの低圧側に突起を別に設ければ
、突起は当接部として作用することでバックアップリン
グのねじれを防く効果が得られる。好ましくは、圧力の
作用によりバックアップリングが係合するノヤフトのラ
ジアル面ないしハウジングの壁に突起、ビンないし類似
のらのを設けて、バックアップリングの圧力、１１作用
側での突起間の間隔に嵌合するようにする。

また、本発明によりバックアップリングの類似の突起を
設ければ、バックアップリングが不きに間通った状態で
取り付けられるのを防くことかてさる。　用いろシール
リングをベベル９金のように環状円盤斤ニとし、これを
突起の有するバックアップリングにおける円錐形端面と
係合するようにすれば、好ましい効果が得られる。この
場合、機械機素の摺動シール面にシールリングのエツジ
を圧接させることにより、機械の可動機素との間でシー
ル効果を醸し出すことができる。

片側らしくは両側に突起を備えたバックアップリングを
回転するシャフト上のシールとして必然的に軸方向に偏
位するようにしたシール用エツノイ１きパツキンと併用
させろこともできろ。

本発明によるものであるものの、特に経済性からみて望
ましい突起付きバックアップリングとしては、連結した
ストリップ機で製作するのが良く、こうすれば、同一［
バブクアンプストリップ機」より直径の異なるシャフト
用シールリングを製作することができる。この場合、先
ず所望の長さにストリップ機を切断し、然る後これを円
形に曲げ加工するとともに、側輪の如くストリップ機の
両端間に隙間をもたせることにより形成する。使用に当
たっては、これをノヤフトにおける環状ＩＩηに嵌合す
仕ればよく、ノヤフトの直径として：よとＪ）ようなも
のであってら良い。

樹脂製シールリングであれば、シール界面の高下側にお
けろ波形状は本発明によれば圧ツノの増加に伴ってはげ
しく１隆起を呈するか、それはともかく、シールリング
の圧力非作用面であるラジアル面に突起を配すれば波形
状における隆起を著しくすることかできる。この場合、
シールリングを平坦な壁面に支承けしめるのか望ましく
、このようにしてし突起はねじれ防止という副次的を上
桟ｆ＋１ｊを定押することができる。

本発明による特徴を具備しているものの、技術的な観点
からして最適なシールは、シールリングのシール用エッ
ノに対して持株な幾ＩＩＩ学形状を（１゛するクランプ
用リングを用いて、充分なシールリング圧を発生させる
傍ら、シールリングの断面が部分的にたわむことから高
圧側で軸方向にうねっｒこシール界面エツジか生ずるよ
うに構成されている。

本発明によれば、シールリングが突起と係合する平面を
、クランプ用リングの非圧接面とは反対側であって、低
圧側エツジに向かって軸方向に偏位さＵｏると同時に、
ドイツ特許出願第３．２０７．３２７号にて１１７Ｊ示
されているように、シールリングの圧力非作用ラジアル
面の近傍にシールリングのシール用エツジを配置するこ
とにより、前述の構成を実現することができる。シール
用エツジがよく知られているように流体圧を阻止してい
ること、それに、本発明により高圧シール界面エツジに
おける波形変形が故に圧力増加に伴って潤滑効果ら増大
することとが相俟って、従来考えられなかっＬはどシー
ルの耐用期間を延長させることができる。同時に、シー
ルをこのように構成することにより、初期移動時の静的
摩擦と通常稼動時の動的摩擦とを最少限にすることらで
きる。これにより好ましくない固着スリップ現象を阻止
することができるとともに、シール稼動期間にわたって
摩擦力損失を最少限にしておくことも可能である。

成る用途においては、シールとしてはまた別の要件を満
たしていなければならないことらあるが、これも本発明
により下記の如く構成することにより、その用途に適し
たものとすることかてごろ。

例えば、ンヤフトの周面に凹凸があるとか、ノヤフトが
正円筒形でなくて局所的にたわみをイ１４−るとかの理
由で、シールがシャフトの周面の回転に伴ううねりに従
ってシールらシャフト上て半径方向に追従偏位するよう
にしなければならないことがある。シールリングが着座
している溝におけるシールリングの半径方向への移動は
、本発明によれば、当接面として作用する突起とシール
リングとの間での摩擦作用により阻害されて望ましい状
轡で起こらない。

本発明によればｆドＩ述の欠点は、シールリングをスリ
ーブに収納させ、このスリーブを半１ｆ方向う）遊民に
よりハウジングにたいして移動自在とすることにより解
消できる。この場合での遊民は、シールリングのからス
リーブに伝イつるンヤフトの゛１−径方向へのたわみか
スリーブとハウジングとか半径方向において接触するこ
となく行なわ４ＨるｒｊＪ）大きさとすれば良い。ハウ
ジングとスリーブとの間に別のシールリングを介装すれ
ばシール作用をｉｔ）ることかできるが、この場合、別
のシールリングは軸方向支持体の役割をもな４゛。

本発明の構成においてシールに作用する流体圧か高い場
合、シール面とバックアップリングとの間におけろシー
ルリングの部分が、タラップ用リングの半径方向に作用
する接触圧により変形されて、シール面の大きさが増大
して望ましくないことか考えられる。

このような問題点も、各突起の形状をかかと状とするこ
とにより解消することができる。詳述すれば、かかと状
突起とは截頭円錐形もしくは円筒形面を色味し、使用中
にシールリングがクランプ用リングにより半径方向に変
形するとこのかかと状突起にシールリングが係合するよ
うになり、かくて、シールリングは最早これ以上半径方
向に移動できなくなる。突起間にあってシールリングの
軸方向作用圧により変形した部分が半径方向に遊ぶのを
最少限にするには、バックアップリングの表面上であっ
て突起間にかかと状突起（ｈｅｅｌ）をら几せることも
できる。また、本発明によればシールリングとバックア
ップリングとの間での半径方向の遊びをかかと状突起て
最少限らしくは除去詣ることかてきるのてはｄ５るか、
それ”ζＧシールす／グを備えたスリーブとしては半径
方向に遊びグ戸できるので、機械の回転機素、叩ら、ノ
ヤフトｔとが局所的に個心しているか、まｆこは、回転
時にｆこねＧよってあって乙、シールリングはその機、
＋；に適用させることができる。

シールリングと回転機素との間の接触圧Ｄ・大きく、同
時に、相対摺動速度か大きいことからＩＩ擦方力損失大
きくなるよってあれば、シール面におけるシールすべき
流体か加熱されるのを防ぐ、必要がある。本発明によれ
ば、本発明のシールの周辺における波形により液体の流
れか生し、それかシールを取り囲んでいる液体とのハ交
換を促進酊ることになるので、前述の流体加熱を最少限
に４−ることかできる。また、／−ルリノグの片側に、
シールリングに対して静止状態をとるボップリ／りを適
当に配置すれば、摺動シール面てのハを萌この流れによ
る冷却効果とは別に冷却さＵることかできる。この場合
、回転機素の周面とポンプリングの表面との間に狭いギ
ャップが形成され、それら、ノヤフトの軸芯に対して傾
斜した複数の斜溝を備えている。そこで回転機素が回転
すれば、回転機素にまき込まれた流体が斜溝に沿って掃
引されることにより軸方向への冷却用流れが生ずる。

この冷却用流れはポンプリングの反対側の外周面にも複
数の１１４を設けて還流しうるようにするのが好ましい
。

本発明により複数のシールをＦａ緘機累に設けたり取り
付けるに当たっては、例えば非対称形バックアップリン
グの如き機能的に重要な部品がｙ４Ｈい状態で取り付け
られてしまうことが考えられる。

また、シールリングの重要なシール用エツジが破損する
ようなことら考えられる。しかし、本発明ではこのよう
な問題点ら、シールリング、クランプ用リング、バック
アップリング、ポンプリングなどの構成部品を工場にて
予めスリーブに装入し一′で仮組立てを行ない、これを
実地にて機鍼牧素に装青さＵる一１Ｌうに・１゛ること
て解消し・Ｊる。そ／ｌぽかりではなくて、ユーザーと
しては部品を−・々装着させる繁雑さから解放されるな
どの１１１点かめる。

静止しているハウシングから回転機素へと１９鍼内部に
おける独立した通路を介して流体を伝える必要があれば
、いわゆる複式回転供給路（ｍＬｌｔｉ−ｐｌｅ　ｒｏ
ｒａｒｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ）を用いるとよい。二〇）場
合、軸方向の並設した環状室を互いにシールする必要が
ある。この点、本発明によるシールは、多段シール装置
であること、それに応して動力か大さいこと各７−ル箇
所ての摩損損失をてきる。ｔけ小さくするのが重要であ
ることを鑑みれば、特に好都合なものである。この点に
ついて一言説明ずシーば、突起を備えた各７−ルを収納
する詩を本発明に健って少なくともその片側に設けてお
く必要がｄ５る。

シール溝か軸方向に連結した別個のリングにより形成さ
れ、そのり／グの両面Ｖ・本発明による突起を備えた溝
の側壁を構成するよっになって居シｔば、製法上（ｉ　
ｉｌｌな立場からｒｉｉｊ述の目的を達成することかで
きろ。

シールすべき流体の圧力が時々刻々変動するようであっ
ても、本発明によるシール装置をそのような使用環境で
用いること乙できる。例えばシールを設置した時てのシ
ールずべき流体の圧力差が非Ｊ：曹こ低いとすると、シ
ールリングにその時作用している力は、潤滑を促進し、
かつ、シールリングそのものを回転に伴って巻き込むの
を防ぐ意味で重要なシールリングの波形変形を生起さＵ
る程にはなっていない。この場合、本発明による突起を
、シールを囲繞する空間のハウジングのシールリングと
連続する両側壁に設けて、円周方向に互いに半ピツチだ
けずらして前記両側壁に設けた突起が、たとえ圧力か作
用していなくても／−ルリ／グを以て波形変Ｉ３を起こ
すように構成すれば良い。これは、シールリングに対向
する突起の曲面に、シールリングの軸方向深さく即ち、
厚み）よりら小さい軸方向でのスペースをもたせれば、
互いに前述のように円周方向にずらせた突起の中心の位
置からして達成しつるのである。

ｘ籠外以後、添付図面を参照しなから、本発明の好ましい実施
例を詳述する。

第１ａ図〜第１ｃ図はエラストマーシールリング４とバ
ックアップリング３を何する装；１５１の原理を示す。

第１ａ図は縦断面において波うった形をしたシール装置
をより詳細に小し、Ｅ記シールリノグとバックアップリ
ングはノリンダー形状の外部８に設けた半ｉＭ方向の溝
内に嵌合されている。１−記シャフトの面と共に、上記
シールリングはスライディングシール面４５を形成する
。シールさイーるへ、３液体の圧力ｐの作用により上記
シールリングは最初に上記バックアップリング３の突起
３２近接触する。圧力の増大により上記突起間のシール
リングの部分は軸方向に曲がり即ち撓む。その結果とし
て圧力エツジ４５１を含むシールリングは波うった形を
呈する。上記シールリングから離れた上記バックアップ
リングの半径方向の面３３には突起３４が設けられてい
る。ピノ６はそれらの間にピッタリと設けられていて上
記外側の部分とバックアップリングとの間の相対的捩れ
を防止ｔろ。上記変形によって生じさせられる上１氾シ
ールリングとバックアップリングの間のインターロック
によりロツキノグ作用を伴った確実な嵌め合いか行なわ
れる限り、上記シールリングとバブクア・プブリノグの
間の捩れの防止は自動的に生しる。第１ｂ図は本発明に
よるバックアップリングの斜視図である。そこにおいて
、例えば、上記圧力側における突起３２は波うった形に
形成されており、また、突起３４は角柱形状をしている
。第１ｃ図はシールリング４とバックアップリング３が
上記ノヤフトに設けた芯に配置され、スライディングシ
ール面４８かノリンダ状の外側部８の周面によって構成
されている装置を示す。

第２ａ図〜第２ｃ図は合成樹脂のシールリングｌとハウ
ノング内において静的なシールを与えるためのクランプ
リングとのしてエラストマーリック２とバックアップリ
ング３を備えた装置の原理を示４−０第２ａ図は縦断面
における軸用シールの形態をした装置を示す。シールリ
ング、クランプリングおよびバックアップリングはシリ
ンダ形状の外側部８に設けた半’ｔ１方向のｉ１４に嵌
め込まれろ。

上記シールリングｌのシールリック１１は上記ノヤフト
５の面と一緒になって上記スライディングシール面Ｉ５
を形作る。１−記ノ−ＩＬｒ　ｌコ作Ｉｎ１−　／Ｊ　
；＆　１４’の圧力ｐの作用により、上記シールリング
は上記バックアップリング３の突起３２と最初に接触・
１−る。それと同時に、上記クランプリング２は突起３
２と係合する。圧力の増大に伴って上記突起３２の間に
配置されｆニシールリングとクランプリングの部分は上
記ンヤフトの回転軸にｔ行に曲げられる。従ってスライ
ディングシール面の圧力の作用する側のエツジを含んで
いる上記シールリングは波うった杉を呈４゛ろ。上記シ
ールリックから離れた上記バックアップリングの半ｉｆ
方向の血３３には突起３４か（ｊする。突起６は」二足
突起；う・１の間に嵌合して、外側部とバックアップリ
ングの相対的捩れを防止する。上記シールリングとバッ
タアップリングの間の相対的捩れに対−４′る防止：ｉ
、上記シールリングとバックアップリングの間の変形に
依存したイノターロックが確実な結合を生しさＵる限り
自動的に行なわれる。第２ｂ図は本発明によるバックア
ップリノグの斜視図である。この場合において、圧力の
作用する側の突起３２は半径方向を指向した縦のエツジ
を何するｆＩ４Ｉ４状をしている。上記反対方向の突起
３４は例えば上記突起３２と同様に形成されており、そ
の結果、二の場合において上記バックアップリングは上
記ノヤフトの軸に垂直な対称面に関して左右対称になっ
ている。上記エツジ１１を有するシールリング！は第２
のシール効果を有する０リング２によってクラップされ
ている。まｆこ第１Ｃ図の購造と同様にして、上記シー
ルリングとクランプリングとバックアップリングが上記
ノヤフトの半径方向の１１４に一緒に配置され、そして
外側に配置された」−記シールリングのシールエツジが
円筒状外部８の周面とシール係合を形作るような上記３
つのリングの結合が自然になされる。第２Ｃ図は第２ａ
図および第２ｈ図におけると同様に、上記シール装置の
展開図の部分を示す。この場合においてＩＩＩ住状注状
起３２のエツジにおける上記曲げられたシールリングの
相対的変影５せられｒ二固定作用は明らかに分かるであ
ろう。この場合同様に、与えられｒ二圧力ｐて曲げられ
た上記シールリングｌか上記突起３２の間に位置４−る
面３１シ）部分と係合するや否や上記バックアップリノ
タ３９）平面１１！か曲がり始めろことは容易にわかる
。

第３図は上記シールリング１とバックアップリング３を
有する本発明のシール装置を展開しｆニ一部を示す。上
記シールリングはバックアップリングのｒＱ　注状の突
起３２と係合ずろっ一方、上記ハックアブブリングは一
側壁において角柱状の突起３・１を捩れを防止するｒこ
めの支持突起６に係合Ｊｔ！る。本発明のこの例におい
ては、上記突起３２と３４は互いに半ピツチたけオフセ
ットシていて、それがバックアップリングの而３２に接
触＋ｊ二とき上記シールリングの曲げが更に増大しない
よりになっており、一方、上記突起３２の間の撓みは圧
力が増大しｆ二場合にそれ：１と大きく増大しｒ、　（
ｔ　ｃというのは、上記突起３４の間リングの平面部の
部分３５ｉ＋〜柔軟てめろからである。

第４ａ図および第４１＋図はシールエツジ１１を４１す
る円錐型ベレビμ（ｂｃｌｌｅｖｉｌｌｅ）ワノノヤー
皿の形をしたシールリングｌとエラストマーのＯリング
であるクランプリング２と円錐形の半径方向の而３１か
ら突出する突起３２を有するバックアップリング３を備
えた本発明の軸用シール装置の原理を示す。上記バック
アップリング３の圧力の作用しない半径方向の而には突
起３４を備え、その突起の間にビン６が嵌まり込む。第
４ｂ図は第４ａ図の装置の円錐形バックアップリングの
斜視図である。

第５図および第６図は本発明による軸シールの例を示し
、この場合においてシールリング１．クランプリング２
．突起３２および３４を支持するバックアップリング３
を設けており、上記ビン６は相対的回転を防止するため
に上記突起３４の間に嵌まり込む。

第７ａ図は摩擦と潤滑のために色性形状に形成された軸
シールの形態を示す。樹脂製のシールリングｌは圧力ｐ
の作用する側から離れた半径方向の而１７にてきるだけ
近くに配Ｎ１：され／二シールエソノ１１４：持ってい
る。上記クランプリング２は上ラストマーのＸリングで
ある。半径方向の而に突起３２を有する上記バックアッ
プリノグ３は相χｒ的回転を防止するためにハウジング
に固定さメする。

また、上記バックアップリング３は、上記ハウジングの
溝の半径方向の而８Ｉが（圧力の作用しない半径方向の
面でクランプリングと係合している）が上記シールリン
グの圧力の作用しない半径方向の面３３に関して軸方向
に寸法Ｔたけ偏る様に配置されている。Ｔの適当な値を
選定することによって、効果的なシールをするのに３っ
かり士夕Ｉてそれ故上記シールリングと回転ノヤフト間
の可能な最ら低い摩擦を保証する（１口に、上記クラン
プリングから上記シールリングへの半径方向の力か伝送
されるようにすることか可能である。

上記シールリングとノヤフト５との間の環状空間１５３
は上記シールリング内の少なくと乙１−）の軸方向のｉ
１４１５４によってシールされている空間と連結されて
いる。それ故、上記環状空間：ｉ畠に圧力がｐでｊ５す
、その結果、上記シールリングには半径方向の力か軽減
されている。更に、上記シールリンクの圧力がかけられ
る半径方向の面には上記クランプリングの上流の溝内に
圧力ｐを作用さ什るために半径方向の溝１５５かある。

二のことは、たとえ圧力が急速に変化したとしても、上
記クラップリングに常に全圧力ｐか作用することを保証
する。

第７ｂ図は本発明による軸用シールの１つの例を示す。

ここにおいて、上記スライディングシール而の圧力に関
連して波うつという成果に加えて、圧力のある流体の圧
力の作用てシールエｙノ１１が部分的に除去されるとい
う原理が使用される。

この２つの作用は一緒に／Ｉ：１て最小の摩擦で最適な
シール特性を与え、従って実際上摩耗することはない。

第７ｂ図は、水用フープとして通常使用されるＰ　Ｔ　
Ｆ　Ｅエツジのシールパツキンすなわちリンク１か実際
上リークがなくて最小の摩擦であるために回転ノヤフト
に対していかにしてシールオるｆこめ使用されているか
、またこのことがバックアップリング３の突起３２に上
記シールリンクを軸方向に静止さＵることによって達成
さシ１でいることを示している。付加的なスペーサリン
ク９はここにおいて支持効果を生し、例えば０リノグの
形■をしている上記クラップリングの背面１ｉ１１１１
こ寸法Ｔだけ軸方向にオフセットしている。」１記シー
ルリングとスペーサリンクとの間には非；ｔ；；に人き
な半径方向の動きがあるので、いかなる半ｉ子方向の力
でら上記スペースリングからシールリンクへ伝送される
ことはない。これにより、そして史に寸法Ｔの選択によ
り、設計者は上記シールリンクＩＩの流体圧力を増太さ
仕る半径方向の接触圧力を、一方において洩れを他方に
おいてシールにおける摩擦損失が特定の目的に互いにマ
ツチするように、選択することかできる。

第８図は本発明における」二足シールリンクを軸方向に
支持するために使用される突起の一連のｉ＋Ｊ能な形態
を示す。上記突起は上記バックアップリングまたはシー
ルリングに設けられろ。

更に、動作例を使用して本発明のさらなる手段の説明か
与えられろ。

第９図はかかと３２１および３２２を有するバックアソ
ブリッグ３．シールリングｌおよびクランプリング２を
有する装置を示している。これらの耶品はスリーブ８１
に嵌め込まれる。ポンプリング８３は上記シールリング
の圧力の作用する側に配置され、溝８３１とリターン溝
８３２を何する。

この１Ｍ８３１は軸に対して傾斜している。

上記ポンプリングはエツジ８１１を縮めることによって
固着される。上記スリーブとハウジング８０間にはエラ
ストマーシール８２がある。上記スリーブ８１は上記ハ
ウジング側における別々の弾性突起８４をピン８５に軸
方向に係合させる。

上記ビン８は上記突起８４の間に嵌まり込み、上記スリ
ーブとハウジングとの間の相対的捩れを防止する。

第１０図は傾斜したｊ／〜８３１と軸方向に配（Ｉ！さ
れノニリターン：Ｉｌｉ　８３２を何するポンプリング
８３の斜視図である。

ｉｌ１図はディスク８６とクリップ８７のそばの高い圧
力の作用する側の場所に固？゛１さＡ１か一ノスリーブ
８１内に取り付けられるバックアップリング３とそのか
かと部３２１とクランプリング２とシールリングｌを有
するシール装置を示す。上記スリーブ８は上Ｊ己エラス
トマーノーＪレリッグ８２に当接させることによってハ
ウジング８９内に軸方向および半径方向に保持される。

同時に上記シール８２は上記スリーブとハウジングの間
におけるシール効果を生しさせるのに役立つ。ピノ８５
　　　　　　　、は−上記スリーブ８１内の窪み８・ｉ
内に半径方向に嵌合し、上記スリーブとハウジングの間
の…対的回転を防止する。

第１２図は本発明による突起３２とかかと部３２１を有
する第１１図の装置のバックアップリングのｔＩ視図で
あＪ）、上記突起と上記突起間のバックアップリングの
２３２とを係合さ仕ている。

第１３図は本発明の特徴を白する３−、Ｉの７−ルノス
テムを備えたロータリーフィード装置を、ド・１°。

このンステムは別々の３つの環状体で作られており、そ
れらの全てはハウジングにろう付：すで取り付ｔ　）　
、：、　４１．−ζいろ１、シールリング１４ノ１、び
クランプリング２を収容するための溝はバックアップリ
ング３とアウターリング８１２とリング８１３の間に杉
成されている。このロータリーフィートノステムは平面
ＡＡに関して左Ｃ対称になっている。

上記２つのバックアップリング８１３の突起３２は突起
３２のピッチの半分周方向にオフセットしている。同時
に中間のシール溝において突起の距離ａは上記シールＩ
の軸方向の幅すよりも小さくて、その結果圧力がかかっ
ていない法要て組み付ζ１られた場合でさえシールの周
囲の波うった変形かある。

第１４　ａ、ｂ、ｃ図はシールリング１とクランプリン
グ２とバックアップリング３とスリーブ８１をａする本
発明の他用シールの最後の実施例を示す。

このシールンステムは取付に関して言えば半１そ方向の
他用シールに等しいように作られるのが好ましい。エラ
ストマーシール８２はスリーブとハウシングとの間の静
的シール与える。上記スリーブとバックアップリングは
引き抜き鋼板で作られ、緒に溶（１；さ（ト、ス・ｌ：
、・１・溶（と；３１１ご連結、・わろのか好ましい、
−１記バノケアノブリノグの突起３２と上記スリーブ、
）内側の半径方向の面の突起８１５は、上記金嘱坂部か
生産されるとさに、突出させられろ。−上記突起３２と
８１５：よ３々３−・場合において周方向に半ピツチオ
フセットしてわ・）、その結果、各場合に上記スリーブ
の突起８１５　＝＞中央部は２つの突起３２の間に未ろ
ことにする〜上記突起３２と８１５の間の軸方向のスペ
ース１”は−１−記シールリッグし）軸方向の幅ｂ”よ
り０小。く、その結果、シールリングは組み付けらメ′
７ている場合でさえ周方向に波うつｒ１形を何する。

４　図面の簡１１’を戸説明第１ａ図、第１ｂｃＪ、第１ｃ図はエラストマーシール
リングとバックアップリングを何１−る装置の第１の形
態の原理を示す図である。第２ａ図、第２ｂ図、第２Ｃ
図は合成樹脂で作られｆニノ−ルリングを有する装置の
原理を示す図でニ５る。第３図は本発明によろシール装
置の部分展開圓てζ５ろ二第・１３図および第４ｂ図は
本発明による他用シールの原理を小ケ図でｄ５る。第５
図および第６図は本発明の他用シールの可能な形態を示
づ°図である。第７ａ図および第７ｂ図は摩擦と潤滑に
関して最適にした本発明の他用シールの一形態を示す図
である。

第８図は本発明におけるシールリングを軸方向に支持す
るために使用される異なる可能な一連の突起を示す図で
ある１第９図は突起をａするバックアップリング、クラ
ンプリング、シールリングを有する装；８を示す図であ
る。第１０図はボンブリングの斜視図である。第１１図
は突起を何するバックアップリング、クランプリング、
シールリングをａむシール装置を示す図である。第１２
図は本発明の突起を何する第１Ｉ図における装置の支持
リングの斜視図である。第１３図は本発明における３つ
のシールノステムをイイするロータリーフィーダを示す
図である。第１４　ａ、ｂ、ｃ図はシールリングとクラ
ンプリングと支持リングとスリーブを何する新規な軸用
シールの可能な形態を示１−図である。

１．４・シールリング、　　３−バックアップリング、
　　５・ノヤフト、　　３２．３４　　突起。

特許出願人　マルチイン・メルケル・ゲゼルノヤフト・
ミツト・ヘノユレンクテル・ハフラング・ラント・カンパニー・コマンデット・ケゼルンヤフト代　理　人　弁理士　青　山　葆　はが２名；１頁の続
きフ　　　　　　　　　　　フエルトベルク　シュー−７
０００シュトウットガルト８０゜トラーセ　６１番。

手続補正書　（方式）％式％事件の表示昭和６０年特許願第　　　１５３９３２　　　号発明の
名称紬用シール、補正をする者１、代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　円周面上で対向円筒摺動面と係合する弾性シー
ルリングを備える軸用シールにおいて、封止すべき流体
の圧力がシールリングに印加することにより、シールリ
ングに軸方向スラストが作用し、さらに、シールリング
を波状変形せしめて、上記軸方向スラストを、シールリ
ングの低圧半径方向側において複数個の突起により受承
するように構成したことを特徴とする軸用シール。
（２）　円周面上で対向円筒摺動面と係合する弾性シー
ルリングを備える軸用シールにおいて、封止すべき流体
の圧力がシールリングに印加することにより、シールリ
ングに軸方向スラストが作用し、更に、シールリングを
波状変形せしめて、上記軸方向スラストを、シールリン
グの低圧半径方向側において複数個の突起により受承し
、且つ、該突起を、半径方向に延在する長手方向縁部を
有する角柱形状に形成したことを特徴とする軸用シール
。
（３）　円周面上で対向円筒摺動面と係合する弾性シー
ルリングを備える軸用シールにおいて、封止すべき流体
の圧力がシールリングに印加することにより、シールリ
ングに軸方向スラストが作用し、更に、シールリングを
波状変形せしめて、上記軸方向スラストを、シールリン
グの低圧半径方向側において複数個の突起により受承し
、且つ、該突起を、半径方向面の波状部の頂部で形成し
たことを特徴とする軸用シール。
（４）　特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
記載した軸用シールにおいて、更に、シールリングを半
径方向にクランプすると共に固定用シールとして機能す
るゴム製クランプリングを設ける一方、シールリングを
強靭な弾性合成材料で形成したことを特徴とするもの。
（５）　特許請求の範囲第１項乃至第３項にいずれかに
記載した軸用シールにおいて、更に、シールリングを半
径方向にクランプすると共に固定用シールとしで機能す
るゴム製クランプリングを設ける一方、シールリングを
強靭な弾性合成材料で形成し、又、シールリングの開始
鋭角縁部を上記対向円筒摺動面と当接せしめ、且つ、該
開始鋭角縁部をシールリングの低圧端面に近接して配設
したことを特徴とするもの。
（６）　特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに
記載した軸用シールにおいて、更に、上記突起を形成し
たバックアップリングを設けたことを特徴とするもの。
（７）　特許請求の範囲第１項乃至第６項にいずれかに
記載した軸用シールにおいて、更に、シールリングを収
納するスリーブと、該スリーブを支承する部材とを設け
、且つ、スリーブと部材の間に半径方向の遊隙を設けた
ことを特徴とするもの。
（８）　特許請求の範囲第４項に記載した軸用シールに
おいて、上記突起をシールリングの半径方向面上でシー
ルリングの一部として形成したことを特徴とするもの。
（９）　特許請求の範囲第６項に記載した軸用シールに
おいて、上記シールリングを、少なくとも２個の薄板部
材から成るケース内に装着し、又、一方の薄板部材の一
部がバックアップリングを形成すると共に、他方の薄板
部材はスリーブを形成し、更に、バックアップリングに
設けた突起の反対側でスリーブの半径方向面をスンボス
加工することにより突起を形成し、且つ、突起と突起を
互いに円周方向で偏倚せしめると共に、シールリングに
対向する突起の表面とシールリングに対向する突起の表
面とを、シールリングの軸方向幅よりも小さい最小軸方
向間隔で離間せしめたことを特徴とするもの。
（１０）　特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
に記載した軸用シールにおいて、上記突起に第１ヒール
部を形成すると共に、突起間に設けた当接面に第２ヒー
ル部を形成し、更に、シールリングの円筒部が第２ヒー
ル部に指向して第２ヒール部と当接して、圧力が印加さ
れる結果、突起及び当接面上のシールリングの半径方向
摺動が阻止されることを特徴とするもの。
（１１）　特許請求の範囲第１項乃至第７項記載のいず
れかに記載した軸用シールにおいて、更に、シールリン
グの高圧側に配置するポンプリングを設け、且つ、該ポ
ンプリングの上記対向円筒摺動面に対向する円筒面上に
溝を形成し、更に、該溝を回転軸心に対して傾斜せしめ
たことを特徴とするもの。