JPS6324195B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラジアル軸シールリングに関する。

シールされる軸に対してばね付きで押付けら
れ、錐面を有し且つゴム弾性材料製のシールリツ
プと、該シールリツプのシールされる液体に向け
られた側に並置され、軸の方向に対し大体平行に
延びる流れ面を有する平らに形成された液体フエ
ンダとを有するようなラジアル軸シール ング
は、西独特許公開明細書第1916214号から周知で
ある。液体フエンダは、ひれに似て可動なように
形成されており、またシールされる軸の表面上に
その内周が接触するように配置される。軸の回転
運動の際には、液体フエンダは前記軸によつて駆
動され、それにより回転方向へと押しやられる。
その限りでは、ひれは、きさげとして使われ、ま
た軸の表面から異物や液体をかき落として外へ投
げ捨てるものとして機能する。しかしこれによ
り、例えば潤滑油は軸の回転数が高い時には本来
のシール帯にもはや到達し得ない。またこのシー
ル帯は非常に温度に敏感な領域であるから、これ
によつて摩擦熱の一層の増加と、シール部材の早
過ぎる破損とをもたらす潤滑不足を生じうる。上
述の種類のラジアル軸シールリングはこの理由に
より、高速の軸のシールに利用することができな
い。

一方、このような液体フエンダを設けない場合
には、シール帯域において異物が蓄積することを
防止することができない。かかる異物の蓄積は、
リツプリングの内側表面においても、また軸表面
においても生じうるものである。リツプリングに
おける異物の蓄積は、シールリツプの可撓性及び
弾性を損なう結果となり、また軸に振動が生じた
場合には密封性能に対して有害な影響を及ぼす。
軸表面に異物が蓄積した場合には、軸の直径の増
大或いは軸の形状の歪みを引き起こし、軸の表面
に浮き彫り状の割れ目を生じさせる。シール帯域
において軸が軸方向に移動した場合、このことは
シールリツプの過度の摩耗、及び急速な破損をも
たらすものである。

本発明は、液体フエンダに新規な構成を備えさ
せることにより、毎分9000回転までの軸回転数の
場合に確実なシール効果を保証し、またシール帯
域で異物の蓄積及びそれに伴う有害な影響がもは
や生じないようなラジアル軸シールリングを提供
することを目的とするものである。

本発明によれば、そのような難点を避けるため
に、液体フエンダ７が、一様に流れ面９に移行
し、かつ軸３の回転方向と反対に傾斜し又は彎曲
している刃状に形成されたかき落とし縁８を有し
ており、該かき落とし縁８は絶えず軸３から距離
を有することを特徴とする、初めに述べた種類の
ラジアル軸シールリングが提案される。

提案されたラジアル軸シールリングでは、シー
ルされる軸の表面上にある油膜は、軸から完全に
拭き取られるのではなく、わずかな残余膜で画定
される厚さまではぎ取られる。残つている薄膜
は、最高の軸回転数の場合にも、本来のシール帯
の確実な潤滑と冷却とを保証する。薄膜は、軸の
表面上を流れる油によつて、絶えず新しいものと
される。それ自体彎曲した流れ面があれば、最良
の結果が得られる。

軸の表面上にある油膜の一番外側のはぎ取り
は、軸と共に循環する油膜の中へ刃状に突入す
る、個々の液体フエンダのかき落とし縁によつて
行なわれる。軸の周囲に配置された液体フエンダ
の数によるが、軸の一回転毎に個々の液体フエン
ダによつて掻き取られる油の量は、全部の液体フ
エンダによつて掻き取られるべき油の合計量のう
ち極く僅かなものに過ぎない。このことは、軸の
表面上に、厚みの薄い一定の油膜が残存すること
を容易なものとする。即ち従来と異なり、本発明
では軸表面にある油を全部掻き取るのではなく、
液体フエンダが軸表面から僅かに距離を有するよ
うに構成することによつて、薄い油膜が残存し、
これがシールリツプまで到達して圧入され、潤滑
を行うようにしているのである。シールリツプに
到達した油膜は該シールリツプに次々に圧入され
る油膜によつて代替され、液体フエンダによつて
掻き取られた油が、シールリツプから戻つて来る
油膜と激しく混合される。これによつて、油膜の
自動的な冷却が行われるものである。

液体フエンダが設けられていることから、かな
り長く使用した後でさえ、リツプリングの錐面の
領域においても、またシールされる軸の表面の領
域においても、異物の蓄積は生じない。また油の
混合による冷却により、局部的な熱の生成や、こ
れに伴うシールリツプの破損も生じないのであ
る。

有利な形成によれば、かき落とし縁が、軸の表
面及び延長部と鋭角をなすことが予定されてい
る。この場合に液体フエンダの流れ面は、三角形
に限定されており、またはぎ取られる油は主とし
て、シールされる媒体と対面する、軸に最も近い
位置にある液体フエンダの先端を経てシール帯へ
と取り入れられる。かき落とし縁が、軸の表面及
び延長部又はそのどちらかと４ないし28度の角度
をなす場合には、特によい結果が得られる。

かき落とし縁は、シールされる軸の表面に、少
なくとも１点で、非常にわずかな値にまで、好ま
しくは0.1〜0.4mmの値にまで近づくべきである。
前記縁は軸に決して触れてはならないが、軸の表
面上に置かれるシールリツプによつて案内され
る。この理由によつて、初めに調節した距離は、
軸の半径方向移動が生じる時にも確実に守られ
る。

有利な形成によれば、かき落とし縁の軸方向寸
法と相互間の距離との比は4.0〜50、好ましくは
4.0〜６となることが予定されている。特に軸直
径が10ないし100mmの時には、前述の範囲を守る
場合、すぐれた結果が得られた。

液体フエンダは、ラジアル軸シールリングの錐
面から距離を有してもよい。距離は非常にわずか
だけでもよく、たとえば0.1〜0.6mmであつてもよ
い。

前記距離を守ることにより、流れの形の一様化
が全周囲領域で行なわれる。

液体フエンダは、後述する第１図に示すように
して、錐面に直接隣接して設けることができる。
このようにした場合には、油は軸方向において連
続的に、即ち第１図で云えば液体フエンダ７の左
端から錐面６と融合する右端まで連続して掻き取
られ、かくして掻き取られた油は、錐面に液体フ
エンダを直接隣接しない場合よりも強く混合され
る。特に、掻き取つたばかりの油を急速に冷却す
るためには、このようにして混合を行うことは非
常に有利である。

液体フエンダを、ラジアル軸シールリングの錐
面から直接に外方へと形成することは、無条件に
必要ではない。このような実施は、適切に行えば
製造の際に多くの利点を示すが、そのために必要
な細部の形成を行うについて正確な知識が提示さ
れねばならない。液体フエンダが、ラジアル軸シ
ールリングのシールリツプと結合している保護リ
ングの突出部である場合は、様々な種類の油の粘
度及び温度又はそのどちらかに依存して、要求さ
れる範囲内で、その液体フエンダについての変更
が必要になるかも知れない。その結合は、例えば
ばねみぞで行なうことができる。

シールされる軸の回転方向に左右されない効果
を得るには、液体フエンダが正面及び背面に流れ
面を有すると有利であることがわかつている。前
記の実施の場合には、液体フエンダの正面は、左
への回転だけで負荷され、それに対して右へ回転
する時は背面だけが負荷される。前記両面のおの
おのは、特許請求の範囲の特徴に応じて形成さ
れ、またシールされる軸の表面に並列している。

ラジアル軸シールリングの錐面は、外周の領域
内で円筒面に移行しており、それによつてシール
される空間でのはぎ取られた油成分の軸方向もど
しを促進する。前記のはぎ取られた成分は、流れ
面が内周の領域内で、シールされる軸の表面に対
しほぼ平行に前へ彎曲している場合、流れ面を経
て特に簡単に取り入れられる。液体フエンダは、
軸方向に数個前後して位置するように配置される
こともでき、その際に場合によつては互いに距離
を有することもできる。この場合には、中間帯内
に、全周囲に関して流れの形の一様化に寄与する
周方向の横流れを形成することができる。

添付した図面に基づき、本発明の対象をさらに
詳しく説明する。

第１図によるラジアル軸シールリングは、角形
の輪郭を有する、またその内周にはエラストマ材
料製のリツプリング２が予備加硫によつて固定さ
れている薄銅板製補強リングから成る。リツプリ
ング２は、２個の相互に交わつた錐面によつて形
成されるシールリツプ４を有する。シールリツプ
縁は鋭く形成されており、またみぞの中に配置さ
れたリングコイルばね５の力によつて、シールさ
れる軸３の表面上に弾性初応力で置かれている。

リツプリングのシールすべき媒体に向けられた
錐面６は、外周の領域内で、円筒状に形成された
面に移行している。この円筒面の領域と錐面の間
には、平らに形成され、かつリツプリングの材料
から一体に外へ形成されている、一様に周囲上に
配分された液体フエンダ７が配置されている。

第２図は、液体フエンダ７の形成を明らかにす
るのに役立つ。液体フエンダは、一様に流れ面９
に移行する、かつ軸の回転方向に向かつて前へ彎
曲している、刃状に形成されたかき落とし縁８に
よつて内側で限定されている。液体フエンダは、
絶えず軸から距離を有し、また隣接したかき落と
し縁の軸方向延長と相互距離との比は約4.6とな
る。従つて軸が第２図の矢印の方向に回転する
と、軸の表面から油が液体フエンダ７によつて掻
き取られる。液体フエンダ７が軸の表面から僅か
に距離を有しているため、油の薄い膜が残存し、
従来の液体フエンダの如く油膜を全部掻き取るこ
とによる摩擦熱の増加及びシールリツプの早期の
破損が生じることはなくなる。また液体フエンダ
の流れ面により油の好適な冷却が生ずるものであ
る。

第３図による実施の場合、液体フエンダは、リ
ツプリングの材料から直接に外へ形成されてな
く、熱塑性材料から成る保護リング１０の構成要
素である、保護リングは、リツプリングのばねみ
ぞの中に固定されており、また内周を通つて２列
の軸方向に前後して位置する液体フエンダ１１と
１２を有する。これらの液体フエンダは、それぞ
れ、軸方向の寸法が短いことを除いては液体フエ
ンダ７と同じ構成を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、提案された種類のラジアル軸シール
リングを部分断面図で示す。第２図は、第１図に
よるラジアル軸シールリングを正面図で示す。第
３図は、第１図と同じような構造を示すが、その
際に液体フエンダは、ラジアル軸シールリングの
シールリツプと結合している保護リングの突出部
である。 ３……軸、４……シールリツプ、６……錐面、
７，１１，１２……液体フエンダ、８……かき落
とし縁、９……流れ面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールされる軸にばね付きで押付けられ、シ
   ールリツプ４を有すると共にシールされる液体に
   向けられた側に錐面６を有するゴム弾性材料製の
   リツプリング２と、錐面に並置され軸方向にほぼ
   平行に延びる流れ面を有する平らに形成された複
   数の液体フエンダとを有するラジアル軸シールリ
   ングにおいて、液体フエンダ７が、一様に流れ面
   ９に移行しかつ軸３の回転方向と反対に傾斜し又
   は彎曲している刃状に形成されたかき落とし縁８
   を有しており、該かき落とし縁８は常に軸３から
   距離を有することを特徴とするラジアル軸シール
   リング。 ２ かき落とし縁８の軸方向寸法と隣接したかき
   落とし縁との間の相互距離との比が4.0〜50とな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のラジアル軸シールリング。 ３ かき落とし縁８が、軸３の表面及び延長部又
   はそのどちらかと鋭角をなすことを特徴とする特
   許請求の範囲第１又は２項に記載のラジアル軸シ
   ールリング。 ４ 鋭角が4.0〜28度の範囲を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項に記載のラジアル軸シ
   ールリング。 ５ かき落とし縁８と軸の表面との最小距離が
   0.1〜0.4mmとなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第４項の何れか一項に記載のラジ
   アル軸シールリング。 ６ かき落とし縁の軸方向寸法と隣接したかき落
   とし縁との間の比が4.0〜6.0となることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れか
   一項に記載のラジアル軸シールリング。 ７ 液体フエンダ７が、錐面６から距離を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項の何れか一項に記載のラジアル軸シールリン
   グ。 ８ 液体フエンダ７が、錐面６に直接隣接してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第６項の何れか一項に記載のラジアル軸シールリ
   ング。 ９ 液体フエンダ７が、シールリツプ４と結合し
   ている保護リング１０の突出部であることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項又は第８項に記載の
   ラジアル軸シールリング。 １０ 液体フエンダ７が、錐面６から外方へと形
   成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６項及び第８項の何れか一項に記載
   のラジアル軸シールリング。 １１ 錐面６が、外周の領域内で円筒面に移行し
   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１０項の何れか一項に記載のラジアル軸シ
   ールリング。 １２ 液体フエンダが、正面及び背面の各々に、
   流れ面９とかき落とし縁８を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第１１項の何れ
   か一項に記載のラジアル軸シールリング。 １３ 流れ面が軸の周方向に対して傾斜し又は彎
   曲し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１２項の何れか一項に記載のラジアル
   軸シールリング。 １４ 軸方向に、数個の液体フエンダ１１，１２
   が前後して位置するように配列されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１３項
   の何れか一項に記載のラジアル軸シールリング。 １５ 軸方向に前後して配列された液体フエンダ
   １１，１２が互いに距離を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１４項に記載のラジアル軸シ
   ールリング。