JPS6323430B2 - - Google Patents

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JPS6323430B2
JPS6323430B2 JP58211439A JP21143983A JPS6323430B2 JP S6323430 B2 JPS6323430 B2 JP S6323430B2 JP 58211439 A JP58211439 A JP 58211439A JP 21143983 A JP21143983 A JP 21143983A JP S6323430 B2 JPS6323430 B2 JP S6323430B2
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JP
Japan
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seal ring
seal
rotating shaft
diameter
housing
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JP58211439A
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Takahisa Ogawa
Hirobumi Aritsubo
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
Original Assignee
Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP84306114A priority patent/EP0142236B1/en
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Publication of JPS6323430B2 publication Critical patent/JPS6323430B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/002—Sealings comprising at least two sealings in succession
    • F16J15/008—Sealings comprising at least two sealings in succession with provision to put out of action at least one sealing; One sealing sealing only on standstill; Emergency or servicing sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/914—Backup seal for failure of primary seal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S277/929—Seal feature where change in operation or condition induces additional leakage control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通常運転用の主軸封装置に異常が発
生したような非常時に、これに代つて軸封を行わ
しめるべく用いられる非常用軸封装置に関するも
のである。
従来からも、この種の非常用軸封装置として
種々のものが提案されており、その代表的なもの
に、シールハウジングの内周部に、回転軸の外周
に沿う環状の中空弾性シール部材の外周部を取付
け、このシール部材の中空部にエア等の加圧流体
を送り込むことによつて、シール部材の内周部
を、回転軸の外周面に圧接させるべく、弾性的に
膨出変形させ、もつてシールハウジングの内周部
と回転軸との間をシールさせるように構成された
ものがある。
ところが、このような非常用軸封装置にあつて
は、シール部材の外周部がシールハウジングに取
付けられていることと、加圧流体によるシール部
材内周部の膨出変形量が円周方向において略一定
であることから、回転軸が径方向に偏心している
ような場合には、膨出変形されたシール部材内周
部が円周方向のすべてに亘つて回転軸に良好に圧
接されない虞れがあり、したがつてそのシール機
能が確実に発揮されないといつた不都合がある。
しかも、使用中にシール部材に亀裂や割れ等が
発生した場合には、シール性能が急激且つ大幅に
低下してしまう虞れがある。
また、非常用軸封装置は、その性格上、保守点
検の容易な構造簡単なものであること及び小形化
できるものであることが要求されるが、上記の如
き構成のものでは、どうしても構造が複雑化し易
く、しかも取付けスペースが大きくなつて、小形
化し辛いといつた不都合がある。
本発明は、軸封手段として弾性材製のシールリ
ングを縮径変形させるといつた極めて新規な着想
に基づいてなされたもので、従来装置における上
記した如き欠点をすべて解消べく改良された非常
用軸封装置を提供することを目的とする。
本発明の非常用軸封装置は、シールハウジング
の内周部に、回転軸の外周に沿う環状の収容溝を
形成し、この収容溝に、その内径が回転軸の外径
より大径とされた弾性材製のシールリングを、回
転軸に非接触に遊嵌させた状態で収容し、シール
ハウジング側に、前記シールリングを、回転軸に
圧接させるべく、加圧流体でもつて押圧縮径変形
させる押圧手段を配設してなる。
かかる構成によれば、主軸封装置に異常が生じ
たような非常時には、加圧流体の圧力によりシー
ルリングを縮径変形させて、回転軸に圧接せしめ
ることにより、主軸封装置に代つて、シールハウ
ジングと回転軸との間をシールリングによりシー
ルさせておくことができる。この場合、シールリ
ングは、その縮径変形されてもその体積が何ら変
化しないものであるから、シールリングに加えら
れた流体圧力は、そのままシールリングの回転軸
への圧接力つまりシール力として作用することに
なり、シールリングによるシール作用が効果的に
行われる。また、仮令回転軸が偏心していたとし
ても、シールリングはこれに追随し得て、シール
リングの内周部が回転軸の外周面にその全周に亘
つて良好に圧接せしめられることになり、良好な
シール機能が発揮される。
ところで、シールリングの体積は前述した如く
縮径変形の前後において一定不変であるが、シー
ルリングの軸線を通る平面で切断した断面の面積
つまり線断面積は縮径変形されるに従つて大きく
なる。したがつて、収容溝が溝幅一定のものであ
つたり或いは溝幅が回転軸に向つて漸次狭くなる
アリ溝形状のものである場合には、シールリング
が縮径変形されたとき、シールリングの線断面積
の増大によりシールリングの収容溝による圧縮代
つまり圧縮量が必要以上に大きくなつて、爾後加
圧流体による押圧作用を停止させても、それ自身
の弾性力によるシールリングの縮径変形前の状態
への復帰が良好に行われなくなつたり、また圧縮
代の急激な変化はシールリングに亀裂等の生じる
原因ともなる。
しかしながら、本発明の非常用軸封装置では、
収容溝の溝幅を回転軸に向つて漸次広くしている
ことから、シールリングを縮径変形させたときに
もその圧縮代が必要以上に大きくなるようなこと
がなく、加圧流体による押圧作用の停止後はシー
ルリングが縮径変形前の状態に良好且つ確実に復
帰せしめられ、亀裂等を生じさせることもない。
以下、その一実施例を第１図〜第４図について
説明する。この実施例は、船尾管シールに本発明
を適用した例に係るものである。
第１図〜第４図において、１はシールハウジン
グ、２はシールハウジングを洞貫する回転軸、３
は主軸封装置、４は非常用軸封装置である。
主軸封装置３は、断面略π字状の合成ゴム製の
環状シール部材５を、その一方のリツプ部５ａを
シールハウジング１に形設したシール壁面１ａに
弾性的に圧接させた状態で、ドライブバンド６を
介して回転軸２に嵌合固定させて構成されてい
て、前記リツプ部５ａとシール壁面１ａとの接触
部における相対回転摺接作用によつて、大気側Ａ
と密封流体側つまり海水側Ｂとを遮蔽シールさせ
るようになされている。なお、前記リツプ部５ａ
のシール壁面１ａへの圧接力は、海水の圧力によ
つても与えられる。
そして、非常用軸封装置４は、前記主軸封装置
３の近傍位であつてこれより海水側寄りの部位に
配設されていて、本発明に従つて次のように構成
されている。
すなわち、シールハウジング１の円形状の内周
部１ｂに、回転軸２の外周面に沿う環状の収容溝
７を形成し、この収容溝７に、その内径が回転軸
２の外径よりも適宜量大径とされた弾性材製つま
り合成ゴム（例えば、NBR，BR，SBR，
EPDN）若しくは天然ゴム等のエラストマ材製の
シールリング８を、回転軸２に非接触に遊嵌させ
た状態で収容し、シールハウジング１側に、シー
ルリング８を、回転軸２に圧接させるべく、加圧
流体でもつて押圧縮径変形させる押圧手段９を配
設して、構成されている。
前記シールリング８は、線断面が中実の円形状
をなす円環状に成形されたもので、外周部８ａが
収容溝７の溝底面７ａに当接されると共に両側部
が収容溝７の両側壁面７ｂ，７ｂに圧接されたつ
まり若干圧縮された状態で、収容溝７内に略没入
状に収容されていて、縮径変形前の状態つまり常
態において、シールリング８が径方向にずれてシ
ールリング８の内周部８ｂが回転軸２に接触した
りしないように、且つ収容溝７内にシールリング
８でもつて密封された閉塞空間１０が形成される
ように工夫してある。また、収容溝７はその溝幅
を回転軸２に向つて順次広くした断面正台形状に
形成されていると共に、傾斜面たる各側壁面７ｂ
にはフツ素樹脂等の潤滑材が塗布，焼付けにより
コーテイングされていて、収容溝７に収容させた
シールリング８の縮径変形つまり回転軸２方向へ
の移動及び縮径変形の状態に３常態への復帰が円
滑に行われるように工夫してある。
ところで、前記収容溝７の最小溝幅つまり溝底
面７ａの幅Ｈは、常態におけるシールリング８の
線断面の直径つまり線径Ｗよりも僅かに（数mm）
小さく設定しておくことが望ましく、また前記各
側壁面７ｂの傾斜量つまり回転軸２の軸線方向に
沿う方向における偏倚量△Ｈは、Ｈ／20〜Ｈ／10
程度としておくことが望ましい。さらに、収容溝
７の入口部つまりシールハウジング１の内周部１
ｂと回転軸２との間隙Ｓは、シールリング８が縮
径変形されたときにも、このシールリング８が収
容溝７から脱離しないように設定しておく必要が
あり、シールリング８の線径Ｗの1/2より小さく
設定しておくことが望ましい。しかし、この間隙
Ｓは、回転軸２の径方向への偏心による回転軸２
とシールハウジング１との干渉及びシールハウジ
ング１と回転軸２との間の電位差による腐触を防
止する上で、無制限に小さくしておくことができ
るものではない。
また押圧手段９は、シールハウジング１に、収
容溝７の溝底面７ａ及び両側壁面７ｂ，７ｂとシ
ールリング８とで囲まれた閉塞空間１０に連通す
る加圧流体供給孔１１を形成し、この供給孔１１
に加圧流体供給機例えばエアコンプレツサ（図示
せず）を接続して、供給孔１１から前記閉塞空間
１０内に海水側Ｂの海水圧力P1よりも適宜圧高
い圧力P2に加圧されたエアを供給しうるように
構成されている。
したがつて、前記閉塞空間１０内に圧力P2の
エアが供給されると、これが閉塞空間１０内に臨
むシールリング８の外周部８ａに作用してシール
リング８がその中心方向へ押圧され、その結果、
シールリング８が縮径変形されて、シールリング
８の内周部８ｂが回転軸２の外周面にその全周に
亘つて圧接せしめられ、このシールリング８を介
してシールハウジング１と回転軸２との間が密封
シールされるようになつている（第２図及び第３
図参照）。
このとき、シールリング８が収容溝７内に圧縮
された状態で収容されていて、閉塞空間１０が確
実な密封空間とされているから、閉塞空間１０内
に供給されたエアが収容溝７の側壁面７ｂとシー
ルリング８との間から漏れるような虞れがなく、
エアの圧力がシールリング８の外周部８ａに確実
に作用せしめられる。
ところで、シールリング８を縮径変形させるた
めにシールリング８の外周部８ａに作用させるエ
アの圧力P2は、シールリング８の内周部８ｂに
作用している海水圧力P1よりも高くなるように
設定しておく必要があること勿論であるが、この
場合、シールリング８によるシール機能を十分に
発揮させるために、両圧力P1，P2の差ΔPが圧力
値として安全率を見込んだ下限値以上となるよう
に、設定しておくことが望ましい。
以上のような構成であれば、主軸封装置３に何
らかの異常が発生した場合には、加圧流体供給孔
１１から圧力P2のエアを供給して、これをシー
ルリング８の外周部８ａに作用させると、シール
リング８が縮径変形されて、その内周部８ｂが回
転軸２の外周面にその全周に亘つて圧接され、海
水側Ｂから良好に遮蔽シールさせることができる
のである。
このとき、シールリング８全体が収容溝７内で
自由に移動できるから、仮令回転軸２が組立誤差
若しくは横振れ等によつて径方向に偏心していた
としても、第３図に示す如く、シールリング８が
これに追随し得て、シールリング８の内周部８ｂ
が回転軸２の外周面にその全周に亘つて良好に圧
接せしめられることになり、シール機能が損われ
る虞れはない。
また、シールリング８に亀裂等が生じたような
場合にあつても、シールリング８全体が縮径変形
されて回転軸２に圧接せしめられることによつて
シール機能を発揮するようにしていることから、
上記亀裂等の発生によつてシール機能が何ら低下
することがない。しかもシールリング８が合成ゴ
ム等の弾性材製であるから、そのシール性は極め
てよい。
さらに、シールリング８をシールハウジング１
の内周部１ｂに形成した収容溝７に収容させてい
るにすぎないものであるから、非常用軸封装置４
の構造が極めて簡単なものとなり、しかもその取
付けスペースも大幅に小さくなつて、小形化する
ことができる。このことは、通常においては使用
されることのない非常用軸封装置４にあつては極
めて重要な利点である。
また、シールリング８は中空状ではなく、縮径
変形された場合にもその体積が何ら変化しないも
のであるから、シールリング８の外周部８ａに加
えられたエアの圧力P2がそのまま回転軸２への
圧接力つまりシール力として作用することにな
り、エアの圧力P2を必要以上に大きく設定して
おく必要がない。
而して、非常用軸封装置４によるシール作用を
必要としなくなつたときには、供給孔１１からの
エアの供給を停止させて、シールリング８の外周
部８ａに作用させている圧力を大気圧にすると、
シールリング８は、それ自体の弾性力によつて縮
径変形前の形状に復元されると共に、その内周部
８ｂに作用する海水圧力P1によつて第１図に示
す位置に復帰せしめられる。
なお、上記実施例においては、本発明を船尾管
シールに適用して、前記した如き構成の主軸封装
置３に異常が発生した場合に、海水側Ｂの海水を
遮蔽シールさせるようにしたが、本発明に係る非
常用軸封装置は、合全ゴムの如き弾性材製のシー
ルリングを用いることのできるすべての機器にお
いて有効に用いられるものである。
例えば、第５図に示す如くメカニカルシールで
ある主軸封装置３に異常が発生した場合に、密封
流体側Ｂの密封流体を遮蔽シールさせるように用
いることもできる。
この実施例では、主軸封装置３が、回転軸２に
Ｏリング１２等を介して軸線方向に摺動自在に且
つ回転不能に嵌合支持された回転密封環１３と、
この回転密封環１３に対向させて、シールハウジ
ング１にリテーナ１４を介して固定状に支持され
た静止密封環１５と、回転軸２に固設せるスプリ
ングテーナ１６と回転密封環１３との間に介装さ
れ、回転密封環１３を静止密封環１５に押圧させ
るスプリング１７とからなり、両密封環１３，１
５の相対回転摺接作用によつて、大気側Ａと密封
流体側Ｂとを遮断シールさせるように構成されて
いる。
そして、非常用軸封装置４は、前記主軸封装置
３の密封流体側寄りの部位に配設されているが、
その各部の構成は前記実施例のものと同様である
から、同一の符号を付してその詳細は省略する。
このように、本発明に係る非常用軸封装置４
は、主軸封装置３の形成，構成等に拘わらず、主
軸封装置３と共に並設しておくことができるもの
である。
また、前記各実施例においては、シールリング
８の移動若しくは縮径変形を円滑に行わしめるた
めに、収容溝７の各側壁面７ｂを傾斜状とし、さ
らにこの各側壁面７ｂに潤滑材をコーテイングさ
せたが、かかる工夫は、シールリング８の外周部
に作用させる加圧流体の圧力の大きさ等の条件如
何では必ずしも必要とされるものではない。
また、シールリング８を縮径変形させるための
押圧手段９は、前記各実施例に限定されるもので
はなく、要は、シールリング８の外周部８ａ側
に、その内周部８ｂに作用する密封流体（主軸封
装置３によつて遮蔽シールされる両側Ａ，Ｂの流
体のうちで圧力の高い方の流体）の圧力よりも高
い圧力の加圧流体を作用させ得るようなものであ
ればよい。勿論、加圧流体はエアに限られず、水
等であつてもよい。
さらに、シールリング８の断面形状は、前記実
施例に示す如き円形状の他、略矩形状等種々の形
状にしておくことがでかきるが、何れの場合に
も、中空形状のものは除外される。
以上の説明から理解されるように、本発明の非
常用軸封装置は、シールハウジングの内周部に形
成した環状の収容溝に収容させた合成ゴム等の粘
弾性材製のシールリングを、加圧流体によつて縮
径変形させて、回転軸に圧接せしめることによつ
て、シールハウジングと回転軸との間を密封シー
ルさせるように構成したものであるから、回転軸
が径方向に偏心しているような場合やシールリン
グに亀裂等が発生しているような場合において
も、良好且つ確実なシール機能を発揮しうるもの
であり、しかもその構造の簡略化及び小形化を有
効に図りうるものであつて、その実用的価値極め
て大なるものである。
さらに、収容溝の溝幅が回転軸に向つて漸次広
くなつているから、シールリングの縮径変形に伴
つてシールリングの線断面積が大きくなつても、
シールリングの収容溝による圧縮代が必要以上に
大きくならず、適宜の圧縮代を得るようにするこ
とができ、したがつて、シールリングによる良好
なシール機能を発揮させることができると共に、
シールリングの縮径変形及び変形前の状態への復
帰を良好且つ円滑に行わしめうるものである。し
かも、シールリングの縮径変形前後における急激
な圧縮代変化がないことから、急激な圧縮代変化
に起因してシールリングに亀裂等が生じる虞れも
なく、長期に亘つて良好なシール機能を発揮しう
るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第４図は本発明に係る非常用軸封装置
の一実施例を示したもので、第１図は縦断側面
図、第２図は第１図と異なる作用状態を示す要部
の縦断側面図、第３図は回転軸が偏心した場合の
作用状態を示す縦断側面図、第４図は第１図の要
部を拡大して示す説明図であり、第５図は他の実
施例を示す第１図相当の縦断側面図である。 １……シールハウジング、１ｂ……シールハウ
ジングの内周部、２……回転軸、３……主軸封装
置、４……非常用軸封装置、７……収容溝、８…
…シールリング、９……押圧手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ シールハウジングの内周部に、回転軸の外周
    に沿い且つ溝幅を回転軸に向つて漸次広くした環
    状の収容溝を形成し、この収容溝に、その内径が
    回転軸の外径より大径とされた弾性材製のシール
    リングを、回転軸に非接触に遊嵌させた状態で収
    容し、シールハウジング側に、前記シールリング
    を、回転軸に圧接させるべく、加圧流体でもつて
    押圧縮径変形させる押圧手段を配設してなること
    を特徴とする非常用軸封装置。
JP58211439A 1983-11-09 1983-11-09 非常用軸封装置 Granted JPS60104872A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58211439A JPS60104872A (ja) 1983-11-09 1983-11-09 非常用軸封装置
US06/642,914 US4541638A (en) 1983-11-09 1984-08-21 Emergency shaft seal device by deformation of packing ring
DE8484306114T DE3480863D1 (de) 1983-11-09 1984-09-07 Sicherheitsdichtungsvorrichtung fuer wellen, die durch verformung des dichtungsringes entsteht.
EP84306114A EP0142236B1 (en) 1983-11-09 1984-09-07 Emergency shaft seal device by deformation of packing ring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58211439A JPS60104872A (ja) 1983-11-09 1983-11-09 非常用軸封装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60104872A JPS60104872A (ja) 1985-06-10
JPS6323430B2 true JPS6323430B2 (ja) 1988-05-16

Family

ID=16605967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58211439A Granted JPS60104872A (ja) 1983-11-09 1983-11-09 非常用軸封装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4541638A (ja)
EP (1) EP0142236B1 (ja)
JP (1) JPS60104872A (ja)
DE (1) DE3480863D1 (ja)

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