JPS6231721A - スラスト軸受及びシ−ル組立体 - 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】

産業上の仕胆光１ 本発明は、スラスト軸受及びシール組立体に関するもの
てあり、一層詳細には、歯車ポンプにおいて使用するの
に適しているスラスト軸受及びシール組立体に関するも
のである。

【Ｌ４逢」 歯車ポンプは、種々の用途に広く使用されており、典型
的には、内部くみ上げ室を有しているハウジングを含ん
でおり、この室は、８の字型又は卵型などの種々の輪郭
の任意の一つを収ることができる。 １対のかみ会う歯車が、くみ上げ室の内部に配列され、
ハウジングの中に適当に軸受けされた軸の上に取り付け
られ、又は、この軸と一体となっている６歯車がかみ合
う点の一つの側の上には、入口が設けられ、かみ会い点
の反対側の上には出口が設けられる。 一つの軸が回転すると、歯車は反対方向に回転し、流体
、普通には液体を、ポンプ室の中に入口を経て引き、こ
の流体を室の回りを、歯車の歯の間の空間の中に輸送す
る。かみ合い点に到達する時は、流体は歯の間の空間及
びハウジングの出口から押し出される。 歯車ポンプに対する入力駆動軸は、駆動部材と、ポンプ
要素との間の実質的な誤整列に順応することができなけ
ればならない、この可能性は、ポンプ要素と、駆動部材
とを相互に連結するために、各端部、普通には、スプラ
インの上に、適当なアダプタを有しているタイル軸によ
り達成されることができる。ポンプの端部のアダプタを
作動流体により潤滑することは、回転軸を、一つのシー
ル部材をタイル軸の上の放射方向のフランジがあること
を必要とする。タイル軸を誤整列状態において作動させ
る必要は、従って、軸シールが誤整列において作動させ
るようにもさせる。 タイル軸は、ポンプ端部においてポンプ作動流体に暴露
されるので、タイル軸は、また、普通には、シールの駆
動側の上の周囲圧力よりも可なりより高い作動流体の圧
力にも暴露される。この圧力差は、圧力差×軸シール投
影面積に等しい軸方向の力を生ヒさせる。このようにし
て生成された実質的な荷重は、スラスト軸受により対抗
されなけばならないが、この軸受け、軸シールの中に、
シールが軸シール及びスラスト軸受の機能を果たすよう
に組み込まれ、また、軸受と、シール部材との接触を維
持するように軸の誤整列により旋回されることが可能と
なっている。このような高い荷重は、シール及び軸受部
材の種々の部品が、たわみ及び（又は）ひずむようにさ
せ、このことは、種々の部品の望ましく無い不均一の負
荷の結果とし、このことは、加速されな摩耗及び（又は
）早期の事故を生じさせることがあり得るようにする。 例として、添付図面の第１図は、来技術により作られた
スラスト軸受及びシールを示すものである。 軸１０は、ポンプハウジングの外部において、回転駆動
手段又は同様のものに連結されるようにされた１端部１
２を有している。軸の他端部１６は、旋回継手を介して
、ポンプのくみ出し室（図示されていない）の内部の歯
車を月並みな様式で駆動するようになついる。端部１２
と１６との間に環状フランジ１８があるが、その軸の端
部１２に面している側２０は、環状の軸受層を形成して
いる。 ハウジング１４は、開口２２を有しているが、この開口
は、一般的にカップ状の軸受及びシールハウジング２４
を受け入れている。ハウジング２４は、開口２２の内部
に円筒形の外部壁２６及び軸】０に近接して円筒形の内
部壁２８を有している。一般的に３０の符号を付けられ
た組合わされた軸受及びシールが、軸１０を包囲し、軸
受層２０の方へ及び軸受層２０から離れるように、一般
的に自由な軸方向の運動のために、内部壁及び外部壁２
８及び２６の間に配列されている。軸受及びシール３０
と、ハウジング２４との間に挿入された圧縮コイルばね
３２が、軸受及びシール３０を肩２０の方へ片寄せてい
る。シンボル座金３４も、また、ハウジング２４と、軸
受及びシール３ｏとの間に配列されている。この座金３
４は、軸受及びシール３゜が、ハウジング２４内の自在
継手により傾動することを許すようにしている。 この従来技術においては、肩に隣接する軸受及びシール
３０の放射方向の内径において、典型的には炭素又は同
様のもののから形成されている環状のシール面３６があ
る。シール面３６の直接的に放射方向外方には、炭素ス
ラスト軸受パッド３８がある。異なった、又は、同一の
形状の炭素が、部品３６及び３８を形成するのに希望に
より使用されることもできる。 とにかく、肩２０が、ポンプの内部において典型的に起
こる力の結果としてひすまされること、又は、変形され
ることが無い時は、肩２０は、第１図に示された実線の
位置を占める。その結果、シール面３６及び軸受パッド
３８は、実質的に均一に負荷される。しかしながら、軸
方向のスラスト荷重が軸１ｏに沿って加えられる時は、
肩２０は、荷重がフランジを軸受及びシール３０を介し
て横方向に突出させようと企てる時に、凸となる傾向と
なる。このような現象を誇張して示すと、第１図に破線
により、２０′の符号により現されているとおりである
。 このような変形及び（又は）たわみの結果として、軸受
及びシール３０の上の荷重が、軸受及びシール３０の均
一な放射方向の荷重から、主として放射方向内方で且つ
シール面３６に向かって置がれな荷重に移行される。軸
受けパッド３日では無く、シール面３６が、それが意図
されていながった荷重の実質的な部分を受けつつあり、
加速された摩耗が生じ得ることとなる。 日が　゛　しようと　る間 本発明は、上述の問題の一つ、又は、それ以上を克服す
ることを目的とするものである。 歯車ポンプにおいて使用するための新規で且つ改良され
た軸受及びシール組立体を得ることが、本発明の主な目
的である。 一層詳細には、軸受及びシール組立体が使用されている
橘構の作動の間に生ずる力から起こる軸の変形が、シー
ルの加速された摩耗とする軸受及びシール部品の不均一
な荷重とならない組立体を得ることが、本発明の一つの
目的である。 口　　を　１　るための このような目的は、本発明の１実施例によると、軸を含
むスラスト軸受及びシール組立体により達成されるもの
である。環状の肩が、軸の上に置かれ、環状の軸受及び
シール組立体ハウジングが、軸の回りに配列され、肩の
方に開放している。環状のスラスト軸受が、軸の回りに
且つハウジングの内部に置かれ、肩に接触している軸受
けパッドを有している。この軸受け、環状のシール受け
取り空間を境界するのに十分な間隔を軸から置かれた内
径を有している。軸受が、ハウジングの内部において傾
斜することを許すための手段が、ハウジングと、軸受と
の間に挿入されており、また、環状のシールが、シール
受け収り空間の内部に軸の回りに配列されると共にその
中を軸受に関して軸方向に可動とされている。シールは
、肩に向かっている周辺方向のシール面を有している。 ハウジングの内部には、シール面を肩に向がって片寄せ
るための手段が設けられている。 このような構成の結果として、軸の肩がひずむ時は、シ
ールは、このひずみにより起こされる荷重の不つりあい
に高い部分を吸収するよりは、むしろ、片寄せ手段の片
寄せに対して克服されることができるようになる。この
ようにして、シールの克服は、荷重が軸受けパッドによ
り負担され、シールの負荷をシールの摩耗を減少させる
ために、片寄せ手段の荷重に制限することを許すように
する。 一つの推奨実施例においては、軸受が傾斜することを許
すための手段が、シンボル座金を含み、この座金が、ハ
ウジングに２個の直径的に対向する点において係合し、
また、軸受に、最初に記載した直径的に対向する点から
角度的に間隔を置かれた２個の直径的に対向する箇所に
おいて、係合している。 一つの推奨実施例においては、一般的に軸方向に向けら
れた通路が、肩を貫いて延びており、軸受に、シール面
の放射方向外方において開口しており、これにより、潤
滑剤及びく又は）冷却剤に対し、軸受への通路を与える
ようにする。 一つの推奨実施例においては、ハウジングは、放射方向
に外方の、環状の壁を設けられており、この壁の中には
、間隔を置かれた、一般的に軸方向に延びているスロッ
トを有している。シールは、放射方向外方の面を有して
おり、この面の中に一般的に軸方向に延びているスロッ
トを有しており、これらのスロットは、壁の中の対応す
るスロットと角度的に整列可能となっている。すべての
スロットは、肩の近くにおいて端部を開放されており、
また、軸受により支持された一般的に放射方向に向けら
れたピンが、壁の中及びシールの中の角度的に整列され
たスロットの中に延びている。取り外し自在の保持手段
が、壁の上に、壁の中のスロットの中のピンを取り去り
自在に保持して取り付けられており、これにより、軸受
をハウジングの中に、また、シールを軸受の中に、それ
ぞれ、保持するようにしている。 その上、このピンは、軸受及びシールを軸と一緒に回転
することを防止する。 本発明の他の目的及び利点は、添付図面についての以下
の説明から、明らかとなるものと信じられる。 大−ＪＬＪＬ 本発明により作られたスラスト軸受及びシール組立体の
１実施例が、第２〜５図に示されているが、それについ
て本発明を説明する。スラスト軸受及びシール組立体は
、第１図に示された従来技術に共通の部品である限りは
、それらの部品には、同じ参照符号が与えられている。 これらの部品は、説明を簡単にするために、再度は説明
されない。 第１図及び第２図を比較することから分かることができ
るように、ハウジング２４の内部に配列されている軸受
要素４２の放射方向に内方の直径は、第１図に示される
シール及び軸受３０の放射方向に内方の直径よりも、可
なりより大きい、その結果として、空間は、一般的に環
状であるシール受け取り空間４４を与える。空間４４の
内部には、肩２０と係合しているシール面４８を有して
いる環状のシール要素４６が置かれている。シール要素
４６は、肩２０から離れるように面している環状の段５
０を含んでいる０段５０それ自体は、ハウジング２４の
円筒形状の内方の壁２８の上の段５２に面している。 ０リングシール５４が、肩５０と５２との間に配列され
ており、また、通常の場合には、肩５０と５２との間の
間隔は、０リングシール５４の横断面の直径よりも、か
なりより大きいことが見られる。また、シール要素４６
が、シール受け取り空間４４の内部において、軸方向に
自由に動くことも見られる。肩５０．５２と、０リング
シール５４との間の上述の関係の結果として、０リング
シール５４が肩５０と、５２との間の領域の内部を転動
し、空間４４の内部におけるシール要素４６の軸方向の
運動に対し、はんの名目的な抵抗を与えるだけであり、
しかも、円筒形状の内部の壁２８と、シール要素４６と
の間の界面をシールすることに注目されたい。 段５０の反対側に、シール要素が段５６を設けられてい
る。比較的に軽い片寄せ力を与える圧縮コイルばね５８
が、肩５６並びにハウジング２４と接触しており、シー
ル要素４６及びそのシール面４８を、肩２０にシール係
合するように、軽く片寄せている。同時に、ばね５８に
より与えられる比較的軽い片寄せが、シール要素４６が
、第１図に破線に示されるような肩２０のたわみの場合
に、ばね５８の片寄せに抗して、第２図で見て左方へ動
くことを許す。 前に述べられたように、本発明は、シール要素４６とは
別個の軸受要素４２を考慮しているものである。 肩２０に面しているこの軸受４２の一つの側の上に、肩
２０は、適当な材料のパッド６０を設けられることがで
きる。このパッド６０は、肩２０に係合する。 軸受４２とハウジング２４との間に挿入されてシンボル
座金３４がある。第５図に見られるように、シンボル座
金３４は、比較的に硬い座金である。一つの側の上には
、このシンボル座金３４は、直径的に対向されたローブ
６２及び６４を含んでいるが、これらのローブは、本質
的に１８０°離れて放射方向に延びている２本の線の上
のパッド６０の反対側に置かれた段６６の内部において
軸受４２と係合している。 更に、シンボル座金３４の他の上において、座金３４は
、同様に、ハウジング２４と、１８０°間隔を置かれて
、放射方向の線接触を作っている。座金３４の反対側の
上のをローブの間の間隔は９０°であることが認められ
る。このようにして、シンボル座金３４は、軸受４２に
自在取り付けを与え、軸受４２がハウジング２４の内部
を自在に傾斜することを許す、この能力は、軸受４２、
従って、バッド６０が、スラスト軸受及びシール組立体
が使用されている機構の作動の間に必要とされるような
軸１０の回転軸心の誤整列に応答して傾くことを許す。 外部壁２６は、放射方向に外方に向けられた周辺フラン
ジ７２を含んでいるが、このフランジは、軸受４２が組
み込まれる時にポンプの外部壁に接触し、適当なシール
７４が、これらの間の界面に置かれることができるよう
にする。 放射方向に延びているピン８０が穴の中に置かれており
、軸受４２により支持されており、スロット７Ｂの中に
配列された端部８２を有している０円筒形状の外部壁２
６の軸方向の端部８４に直接的に隣接して、この外部壁
２６の外面は、周辺方向の溝８６を含むこともできる０
弾性的保持リング８８が溝８６の中に置かれており、ス
ロット７６内のピン８０を捕らえるように作用をし、こ
れにより、ハウジング２４の内部に軸受２４を捕らえる
ようにする。 若しも、何らかの理由により、スラスト軸受及びシール
組立体を分解することが希望されるならば、単に、漬８
６の中の弾性的な保持リング８８を取り去りことだけが
必要であり、軸受４２は、ハウジングＺ４から除去され
ることができる。 シール要素４６の円筒形状の外面９０も、軸方向に向け
られたスロット９２を設けられており、これらのスロッ
トは、スロット７６と角度的に整列されることができる
。ピン８０は、スロット９２の中に配列された放射方向
内方に向けられた端部９４を有している。 スロット９２は、また、肩２０に隣接しているそれらの
側部の上を開放されて終わっている。・このようにして
、ピン８０は、更に、シール要素４６を、軸受４２が所
定の位置にある時に、ハウジング２４の内部にシール要
素４６を保持することにも役立つ。 ピン８０は、軸受４２又はシール要素４６が軸１０と一
緒に回転することを防止するという追加の機能をも果た
す。 本発明によると、通路９８がフランジ１８を通って放射
方向の角度において延びており、シール面４８の内径の
放射方向外方で且つパッド６０の内径の放射方向内方の
ボート１００において開口している。軸受組立体が歯車
ポンプの中に利用される時に通路９８の存在は、作動流
体のある量の流れをフランジ１８の右手側にこのような
ポンプにおいて見いだされる普通の漏れ経路を経て、通
路９８を通り、軸受及びシール組立体と肩との界面へ、
潤滑及び（又は）冷却の目的のために、遠心的にくみ出
す、この流体は、しかしながら、軸受及びシール組立体
から、０リング５４及びシール７４並びに肩２０に対す
るシール面４８により作られるシール接触の存在の理由
により漏れることは無い。 先ｉへ１１ 前述のことから、第１図に誇張して破線により示される
ように、負荷の下に肩２０がひずみ又は変形するならば
、シール４６は、このような負荷の下に第２図で見て単
に左に軸方向に動くだけであり、これにより、負荷がス
ラストパッド６０に対して希望されるように置かれるよ
うにすることに注目されたい、従って、シール面４８の
望ましくない高い負荷が避けられ、これにより、スラス
ト軸受及びシール面の寿命を延長させるようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術の軸受及びシール組立体を示す切断
面図、第２図は、第１図と同様であるが、本発明による
軸受及びシール組立体を示す図、第３図は、軸受及びシ
ール組立体の端面の正面図、第４図は、保持リングの部
分平面図、第５図は、軸受及びシール組立体の中に使用
されているシンボル座金の斜視図である。 １０・・・軸、１４・・・ポンプハウジング、２４・・
・軸受及びシール組立体、４２・・・軸受要素、４４・
・・シール受け収り空間、４６・・・シール要素、４８
・・・シール面、５０．５２・・・屑、５４・・・０リ
ング、５６・・・段、５８・・・ばね、６０・・・パッ
ド、６２Ｊ４．６８．７０・・ローブ、８０・・・ピン
、８６・・・周辺溝、８８・・保持リング、９２・・ス
ロット、９８・・・通路。 Ｈ−、、７’、Ｇ、”＋＋ 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ ■、事件の表示 昭和６１年特許願第　８１２５０号 ２、発明の名称 スラスト軸受及びシール組立体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　サンドストランド・コーポレーション４、代理
人 住所　東京都千代田区丸の内二丁目４番１号丸の内ビル
ディング４階 ５、補正命令の日付 昭和６１年　６月２４日 ６、補正の対象 （１）図面 一１Ｊ＋＋、−工＾　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、ノー
−−Ｎ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、歯車ポンプ又は同様のものに使用するためのスラス
   ト軸受及びシール組立体において軸と前記軸の上の環状
   肩と前記軸の回りに配列されると共に前記肩に向かって
   開放している環状のカップ状の軸受及びシールハウジン
   グと前記ハウジングの内部に置かれると共にそれとの直
   径的に対向している２個の接触点を有しているジンバル
   座金と前記軸の回りに置かれると共に前記ハウジングの
   内部に置かれ且つ前記肩に接触している軸受パッド及び
   前記軸受パッドに前記２個の直径的に対向している点か
   ら角度的に間隔を置かれた２個の直径的に対向している
   箇所において接触している表面を有していると共に環状
   のシール受け取り空間を形成するように十分に前記軸か
   ら間隔を置かれた内径を有している環状スラスト軸受と
   前記空間の内部に前記軸の回りに配列されると共にその
   内部を前記スラスト軸受に関して軸方向に可動であり且
   つ前記肩に面する周辺方向のシール面を有している環状
   シールと前記ハウジングの内部に置かれる共に前記シー
   ル面を前記肩に向かって片寄せるために前記シールに係
   合している手段とから成り立つことを特徴とするスラス
   ト軸受及びシール組立体。 ２、前記ハウジングが、周壁と、前記壁の中の間隔を置
   かれた一般的に軸方向に延びているスロットと、前記ス
   ラスト軸受により支持されると共に前記スロットの中に
   延びている一般的に放射方向に向けられたピンと、前記
   周壁の放射方向に外側の中の周辺方向の溝と、前記ピン
   を前記スロットの中に捕らえると共に前記ハウジングの
   内部に前記スラスト軸受を捕らえるために前記溝の中の
   止め輪とを有している特許請求の範囲第１項記載のスラ
   スト軸受及びシール組立体。 ３、前記シールの放射方向外面が、軸方向のスロットを
   含んでおり、前記ピンが前記スラスト軸受の放射方向内
   方に前記シールの中のスロットの中に配列されるように
   延びている特許請求の範囲第２項記載のスラスト軸受及
   びレール組立体。 ４、前記ハウジングが前記軸に近接して放射方向内方の
   環状の壁を含んでおり、前記内方の壁は前記軸の上の肩
   に面する環状の段を含んでおり、また、前記シールは、
   前記壁の上の環状の肩に面するが、これから間隔を措か
   れている放射方向内方に置かれた環状段を有しており、
   更に、前記シールは、前記壁の上の環状の段と前記シー
   ルとの間の空間の中に配列されると共に前記壁及び前記
   シールにシール的に係合している０リングを有している
   特許請求の範囲第１項記載のスラスト軸受及びシール組
   立体。 ５、更に、前記肩を貫いて延びると共に前記スラスト軸
   受に前記シール面の放射方向外方に開口し、潤滑又は冷
   却流体を前記軸受パッドへ流すことを許すようにしてい
   る通路を含んでいる特許請求の範囲第１項記載のスラス
   ト軸受及びシール組立体。 ６、歯車ポンプ及び同様のもの中に使用するためのスラ
   スト軸受及びシール組立体において軸と前記軸の上の環
   状肩と前記軸の回りに配列されると共に前記肩に向かっ
   て開口する環状軸受及びシールハウジングと前記軸の回
   りに置かれると友に前記ハウジングの内部に置かれ且つ
   前記肩に接合する軸受パッドを有し、環状のシール受け
   取り空間を形成するのに十分に前記軸から間隔を置かれ
   ている環状のスラスト軸受と前記ハウジングと前記スラ
   スト軸受との間に挿入され、前記スラスト軸受が前記ハ
   ウジングの内部において傾斜することを許すようにする
   手段と前記空間の内部に前記軸の回りに配列されると共
   に前記スラスト軸受に関して軸方向に可動であり、前記
   肩及び前記パッドの放射方向内方に面している周辺方向
   のシール面を有している環状シールと前記ハウジングの
   内部に置かれると共に前記シール面を前記肩に向かって
   片寄せるために前記シールに係合している手段とから成
   り立っていることを特徴とするスラスト軸受及びシール
   組立体。 ７、前記ハウジングが、間隔を置かれた一般的に軸方向
   に伸びているスロットを有している放射方向に外方の環
   状の壁を有しており、また、前記シールが、一般的に軸
   方向に延びていると共に前記壁の中の対応するスロット
   と角度的に整列可能なスロットをその中に有している放
   射方向外面を有しており、前記スロットのすべては、前
   記肩に隣接して端部が開放されており、また、前記ハウ
   ジングは、前記スラスト軸受により支持されると共に前
   記壁及び面の中の前記スロットの角度的に整列されたも
   のの中に延びている一般的に放射方向に向けられたピン
   及び前記ピンを前記壁の中のスロットの中に取り外し自
   在に保持し、前記スラスト軸受を前記ハウジングの内部
   に、また、前記シールを前記スラスト軸受の内部に保持
   するようにする前記壁の中の上に取り付けられた取り外
   し自在の保持手段を有している特許請求の範囲第６項記
   載のスラスト軸受及びシール組立体。 ８、歯車ポンプ又は同様のものにおいて使用するための
   スラスト軸受及びシール組立体において軸と前記軸の上
   の環状肩、環状の軸受、前記軸の回りに配列され且つ前
   記肩の方に開口しているシールハウジングと前記軸の回
   りに置かれると共に前記ハウジングの内部に置かれ且つ
   前記肩に接触している軸受パッドを有しており、環状の
   シール受け取り空間を形成するのに十分に間隔を置かれ
   た内径を有しており前記ハウジングと前記軸受との間に
   挿入され、前記軸受が前記ハウジングの内部において傾
   斜することを許すようにしている手段と前記空間の内部
   に前記軸の回りに配列されると共にその中の前記軸受に
   関して軸方向に可動であり、前記肩に面している周辺方
   向のシール面を有している環状のシールと前記ハウジン
   グの内部に置かれると共に前記シール面を前記肩に向か
   って片寄せるように前記シールに係合している手段と前
   記肩を貫いて延びていると共に前記軸受に前記シール面
   の放射方向外方に開口している一般的に軸方向に向けら
   れた通路とから成り立っていることを特徴とするスラス
   ト軸受及びシール組立体。