JP2017180534A - Lip seal and sealing structure - Google Patents

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sliding
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清隆 古田
Kiyotaka Furuta
清隆 古田
玄久 深谷
Kurohisa Fukaya
玄久 深谷
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress enlargement of a sliding face width caused by abrasion, in a lip seal composed of a rubber elastic body, for sealing an annular clearance between a housing and a shaft relatively rotating to the housing.SOLUTION: A lip seal 124 composed of a rubber elastic body includes a lip tip portion 1240, and the lip tip portion 1240 includes an annular groove 1241 on which a gutter spring 134 is mounted, and further includes an annular projecting portion 1242 on an inner peripheral side. The projecting portion 1242 includes a sliding face 1245 sliding to an outer peripheral face 211 of a propeller shaft 200, a first side face 1246, and a second side face 1247. The first side face 1246 and the second side face 1247 are substantially in parallel with each other in a state that the gutter spring 134 is mounted and the sliding face 1245 slides to the outer peripheral face 211.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ハウジングと、前記ハウジングが有する軸孔に挿通されて、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシール、及び、密封構造に関する。   The present invention relates to a lip seal made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between a housing and a shaft that is inserted into a shaft hole of the housing and rotates relative to the housing. Concerning structure.

従来、船舶のプロペラ軸と、プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を密封するために、ゴム状弾性体製のリップシールが用いられている。このような船尾管用リップシールにおいては、船体の重量や海洋の波の影響で喫水が深くなると、水圧と船内圧との差圧、すなわち、リップシールに作用する正面側圧力と背面側圧力との差が比較的大きくなることがある。差圧が大きくなった場合には、プロペラ軸とリップシールとの間の摺動面の潤滑性が低下することがあるため、摺動面の摩耗が早まってしまうことがある。従来のリップシールにおいては、リップシールの先端がテーパ面から構成されていたため、摺動面が摩耗すると、摺動面幅（摺動面の軸方向の幅）が更に拡大されてしまうことがあった。その結果、摺動面の潤滑性が更に低下し、更に摩耗が進行してしまうおそれがあった。このように、船尾管用シールにおいては、摺動面幅の拡大を抑制する対策が求められる。   Conventionally, a lip seal made of a rubber-like elastic body has been used to seal an annular gap between a propeller shaft of a ship and a stern tube through which the propeller shaft is inserted. In such a stern tube lip seal, when the draft becomes deep due to the weight of the hull or the ocean wave, the difference between the water pressure and the inboard pressure, that is, the pressure between the front side pressure and the back side pressure acting on the lip seal. The difference can be relatively large. When the differential pressure becomes large, the lubricity of the sliding surface between the propeller shaft and the lip seal may be reduced, and thus the sliding surface may be worn quickly. In the conventional lip seal, since the tip of the lip seal is composed of a tapered surface, if the sliding surface is worn, the sliding surface width (the axial width of the sliding surface) may be further increased. It was. As a result, the lubricity of the sliding surface is further lowered, and there is a possibility that the wear further proceeds. As described above, in the stern tube seal, a measure for suppressing the expansion of the sliding surface width is required.

なお、従来、ハウジングと軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールにおいて、リップ部の内周面に段差を設ける構成が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された構成においては、軸に対して円筒面１３が摺動するが、円筒面１３の軸方向における両側には、機外側テーパ面１２ａと機内側テーパ面１１が設けられている。したがって、この構成においては、円筒面１３が摩耗するにつれて、摺動面幅が広くなってしまうため、摺動面間の潤滑性が低下するおそれがある。   Conventionally, in a lip seal made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between a housing and a shaft, a configuration is known in which a step is provided on the inner peripheral surface of the lip portion (see Patent Document 1). In the configuration disclosed in Patent Document 1, the cylindrical surface 13 slides with respect to the shaft. On the both sides of the cylindrical surface 13 in the axial direction, an outer taper surface 12a and an inner taper surface 11 are provided. Yes. Therefore, in this configuration, as the cylindrical surface 13 wears, the sliding surface width becomes wider, and therefore the lubricity between the sliding surfaces may be reduced.

特開２００３−９０４４１号公報JP 2003-90441 A

本発明は、ハウジングと、前記ハウジングが有する軸孔に挿通されて、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールにおいて、摩耗による摺動面幅の拡大を抑制することを目的とする。   The present invention relates to a rubber-like elastic lip seal that is inserted through a shaft hole of the housing and seals an annular gap between the shaft that rotates relative to the housing. The object is to suppress the expansion of the sliding surface width.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

すなわち、本発明に係るリップシールは、
ハウジングと、前記ハウジングが有する軸孔に挿通されて、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールにおいて、
径方向内側に設けられたリップ先端部を備え、
前記リップ先端部は、
ガータースプリングが装着される環状溝を外周面側に備えると共に、
径方向内側に突出した環状の突出部を内周面側に備え、
前記突出部は、
前記軸の外周面に対して摺動する環状の摺動面と、
前記摺動面の軸方向一方側に設けられた第１側面と、
前記摺動面の軸方向他方側に設けられた第２側面と、を備え、
前記第１側面と前記第２側面は、前記環状溝に前記ガータースプリングが装着され、且つ、前記摺動面が前記軸の外周面に対して摺動する状態において、互いに略平行となることを特徴とする。 That is, the lip seal according to the present invention is
In a lip seal made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between a housing and a shaft that is inserted into a shaft hole of the housing and rotates relative to the housing.
With a lip tip provided on the inside in the radial direction,
The lip tip is
With an annular groove on the outer peripheral surface side where the garter spring is mounted,
Provided on the inner peripheral surface side with an annular protrusion protruding radially inward,
The protrusion is
An annular sliding surface that slides against the outer peripheral surface of the shaft;
A first side surface provided on one axial side of the sliding surface;
A second side surface provided on the other axial side of the sliding surface,
The first side surface and the second side surface are substantially parallel to each other when the garter spring is mounted in the annular groove and the sliding surface slides with respect to the outer peripheral surface of the shaft. Features.

本発明によれば、当該状態においては、第１側面と第２側面とが互いに略平行となるため、摺動面と軸の外周面との摺動によって摺動面が摩耗したとしても、摺動面幅は略一定になる。したがって、摺動面の摩耗による摺動面幅の拡大が抑制される。   According to the present invention, in this state, since the first side surface and the second side surface are substantially parallel to each other, even if the sliding surface is worn by sliding between the sliding surface and the outer peripheral surface of the shaft, The moving surface width is substantially constant. Therefore, expansion of the sliding surface width due to wear of the sliding surface is suppressed.

また、前記第１側面と前記第２側面の何れもが、前記環状溝に前記ガータースプリングが装着され、且つ、前記摺動面が前記軸の外周面に対して摺動する状態において、前記軸の中心軸線に対して略垂直となるようにしてもよい。   Further, both the first side surface and the second side surface are configured so that the garter spring is mounted in the annular groove and the sliding surface slides with respect to the outer peripheral surface of the shaft. You may make it become substantially perpendicular | vertical with respect to the center axis line.

これにより、軸の外周面に対する摺動面の接触状態がより安定するため、摺動面の幅が略一定に保たれやすくなる。   Thereby, since the contact state of the sliding surface with respect to the outer peripheral surface of the shaft becomes more stable, the width of the sliding surface is easily kept substantially constant.

また、前記第１側面の径方向の幅と前記第２側面の径方向の幅の何れもが、リップシールの初期状態において前記摺動面の軸方向の幅の０．７倍以上であるようにしてもよい。   In addition, both the radial width of the first side surface and the radial width of the second side surface are 0.7 times or more the axial width of the sliding surface in the initial state of the lip seal. It may be.

これにより、リップシールの使用期間に亘って摺動面幅を略一定に維持することができる。   Thereby, the sliding surface width can be maintained substantially constant over the period of use of the lip seal.

なお、本発明に係る密封構造は、
軸孔を有するハウジングと、
前記軸孔に挿通された、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸と、
前記ハウジングと前記軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールと、
前記リップシールに装着されたガータースプリングと、を備える密封構造において、
前記リップシールは、
径方向内側に設けられたリップ先端部を備え、
前記リップ先端部は、
前記ガータースプリングが装着された環状溝を外周面側に備えると共に、
径方向内側に突出した、前記軸が挿通された環状の突出部を内周面側に備え、
前記突出部は、
前記軸の外周面に対して摺動する環状の摺動面と、
前記摺動面の軸方向一方側に設けられた第１側面と、
前記摺動面の軸方向他方側に設けられた、前記第１側面に対して略平行な第２側面と、を備えることを特徴とする。 The sealing structure according to the present invention is
A housing having a shaft hole;
A shaft that is inserted through the shaft hole and that rotates relative to the housing;
A rubber-like elastic lip seal that seals an annular gap between the housing and the shaft;
In a sealing structure comprising a garter spring attached to the lip seal,
The lip seal is
With a lip tip provided on the inside in the radial direction,
The lip tip is
While providing an annular groove on the outer peripheral surface side where the garter spring is mounted,
Protruding radially inward, provided with an annular protrusion on the inner peripheral surface side through which the shaft is inserted,
The protrusion is
An annular sliding surface that slides against the outer peripheral surface of the shaft;
A first side surface provided on one axial side of the sliding surface;
And a second side surface substantially parallel to the first side surface provided on the other axial side of the sliding surface.

また、前記第１側面と前記第２側面の何れもが、前記軸の中心軸線に対して略垂直であるようにしてもよい。   Further, both the first side surface and the second side surface may be substantially perpendicular to the central axis of the shaft.

また、前記第１側面の径方向の幅と前記第２側面の径方向の幅の何れもが、リップシールの初期状態において前記摺動面の軸方向の幅の０．７倍以上であるようにしてもよい。   In addition, both the radial width of the first side surface and the radial width of the second side surface are 0.7 times or more the axial width of the sliding surface in the initial state of the lip seal. It may be.

上記の密封構造によれば、上記のリップシールと同様の作用効果が奏される。   According to said sealing structure, the same effect as said lip seal is show | played.

以上説明したように、本発明によれば、ハウジングと、前記ハウジングが有する軸孔に
挿通されて、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールにおいて、摩耗による摺動面幅の拡大を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, the rubber-like elastic body that seals the annular gap between the housing and the shaft that is inserted into the shaft hole of the housing and rotates relative to the housing. In the manufactured lip seal, the expansion of the sliding surface width due to wear can be suppressed.

実施例に係るリップシールが取り付けられた密封構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the sealing structure to which the lip seal which concerns on an Example was attached. 実施例に係るリップシールの使用時における断面図である。It is sectional drawing at the time of use of the lip seal which concerns on an Example. 実施例に係るリップシールの突出部の寸法を説明する図である。It is a figure explaining the dimension of the protrusion part of the lip seal which concerns on an Example.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本実施例に係るリップシール及び密封構造は、船舶のプロペラ軸と、プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を密封するために用いられる。ただし、本発明に係るリップシール及び密封構造の用途は、船舶の船尾管に限定されない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. . The lip seal and the sealing structure according to the present embodiment are used for sealing an annular gap between a propeller shaft of a ship and a stern tube through which the propeller shaft is inserted. However, the use of the lip seal and the sealing structure according to the present invention is not limited to the stern tube of a ship.

（実施例）
図１〜図２を参照して、本発明の実施例に係るリップシール及び密封構造について説明する。 (Example)
With reference to FIGS. 1-2, the lip seal and sealing structure based on the Example of this invention are demonstrated.

＜密封構造の全体構成＞
特に図１を参照して、本発明の実施例に係る密封構造の全体構成について説明する。この密封構造には、本発明の実施例に係るリップシールが用いられている。図１は、実施例に係る密封構造の構成を示す模式的断面図である。図１は、プロペラ軸２００の中心軸線Ｃを含む平面による断面であって、切断端面のみが示されている。 <Overall configuration of sealing structure>
With reference to FIG. 1 in particular, the overall structure of the sealing structure according to the embodiment of the present invention will be described. In this sealing structure, the lip seal according to the embodiment of the present invention is used. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a sealing structure according to an embodiment. FIG. 1 is a cross section of a plane including the central axis C of the propeller shaft 200, and only a cut end surface is shown.

密封構造１００は、軸孔３０１を有するハウジングとしての船尾管３００と、軸孔３０１に挿通された、船尾管３００に対して回転するプロペラ軸２００と、船尾管３００とプロペラ軸２００との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシール１２１，１２２，１２３，１２４と、ガータースプリング１３１，１３２，１３３，１３４とを備えている。なお、本実施例においては、プロペラ軸２００の外周面側には、プロペラ軸２００の一部品としての円筒状のライナ２１０が固定されている。また、本実施例においては、船尾管３００には、船尾管３００の一部品としてのケース３１０が固定されている。以上の構成により、密封構造１００は、船尾管３００とプロペラ軸２００との間の環状隙間を密封して、図中左側の領域Ｗ内にある海水が船内に浸入することを防止すると共に、図中右側の領域Ｌ内にある潤滑液が船外に漏出することを防止する。プロペラ軸２００には、プロペラ軸２００と共に回転するプロペラ２３０が取り付けられている。プロペラ２３０は、ボルトによってライナ２１０に固定されている。プロペラ２３０の内周側には環状の切り欠き２３１が設けられており、この切り欠き２３１にシールリング２４０が装着されている。このシールリング２４０によって、プロペラ軸２００とライナ２１０との間に海水等が浸入してしまうことが抑制される。   The sealing structure 100 includes a stern tube 300 as a housing having a shaft hole 301, a propeller shaft 200 that is inserted into the shaft hole 301 and rotates with respect to the stern tube 300, and between the stern tube 300 and the propeller shaft 200. It includes lip seals 121, 122, 123, 124 made of rubber-like elastic material for sealing the annular gap, and garter springs 131, 132, 133, 134. In the present embodiment, a cylindrical liner 210 as a part of the propeller shaft 200 is fixed to the outer peripheral surface side of the propeller shaft 200. In this embodiment, a case 310 as a part of the stern tube 300 is fixed to the stern tube 300. With the above configuration, the sealing structure 100 seals the annular gap between the stern tube 300 and the propeller shaft 200 to prevent seawater in the region W on the left side in the drawing from entering the boat. The lubricating liquid in the middle right region L is prevented from leaking out of the ship. A propeller 230 that rotates together with the propeller shaft 200 is attached to the propeller shaft 200. The propeller 230 is fixed to the liner 210 with bolts. An annular notch 231 is provided on the inner peripheral side of the propeller 230, and a seal ring 240 is attached to the notch 231. The seal ring 240 prevents seawater or the like from entering between the propeller shaft 200 and the liner 210.

プロペラ軸２００は軸受け２２０によって軸支されている。本実施例においては、潤滑液としては、水、または水溶性の潤滑剤が溶解した水を主成分とする潤滑液が用いられているため、ゴム材又は樹脂材から成る滑り軸受けが軸受け２２０として用いられている。一般に、水または水溶性潤滑剤が用いられた潤滑液は、漏出したとしても海洋を汚染しにくいため、環境性に優れている。なお、水等に替えて、潤滑液として油（潤滑油）が用い
られる場合には、金属製の軸受けが軸受け２２０に用いられる。 The propeller shaft 200 is supported by a bearing 220. In this embodiment, as the lubricating liquid, a lubricating liquid mainly composed of water or water in which a water-soluble lubricant is dissolved is used. Therefore, a sliding bearing made of a rubber material or a resin material is used as the bearing 220. It is used. In general, a lubricating liquid in which water or a water-soluble lubricant is used is excellent in environmental properties because it hardly contaminates the ocean even if it leaks. When oil (lubricating oil) is used as the lubricating liquid instead of water or the like, a metal bearing is used for the bearing 220.

環状のケース３１０は、船尾管３００に対してボルトによって固定された金属製のフランジリング３１１と、複数の金属製の中間リング３１２，３１３，３１４と、金属製のカバーリング３１５とから構成される。これらの金属製の５つのリングは、軸方向に挿通される不図示のボルトによって組み合わされている。そして、これら５つのリングの間に、４つのリップシール１２１，１２２，１２３，１２４が、それぞれの外周側が締め付けられた状態で取り付けられている。なお、本実施例に係る４つのリップシールは同一の形状を有している。   The annular case 310 includes a metal flange ring 311 fixed to the stern tube 300 by bolts, a plurality of metal intermediate rings 312, 313, and 314, and a metal cover ring 315. . These five metal rings are combined by a bolt (not shown) inserted in the axial direction. Between the five rings, four lip seals 121, 122, 123, and 124 are attached with their outer peripheral sides being tightened. Note that the four lip seals according to the present embodiment have the same shape.

リップシール１２１から１２４のそれぞれは、径方向内側に、詳細は後述するリップ先端部を備えている。リップシール１２１から１２４のそれぞれのリップ先端部には、ガータースプリング１３１から１３４がそれぞれ装着されている。また、各リップ先端部は、プロペラ軸２００の外周面２１１に対して摺動する摺動面が設けられた突出部を備えており、各摺動面によって、それぞれのリップシールによって隔てられた２つの領域間が密封される。これら４つのリップシールによって隔てられた環状の空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内には、潤滑液が封入（充填）されている。ここで、領域Ｌ、領域Ｗ、及び３つの空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内の流体圧力を、それぞれＰＬ，ＰＷ，ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３とすると、本実施例においては、ＰＬ＞ＰＳ１＞ＰＳ２、及び、ＰＷ＞ＰＳ３＞ＰＳ２が成立している。なお、これら３つの空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内には、潤滑液に替えて他の液体や空気などの気体が封入されていてもよい。この場合であっても、各流体圧力は上記の２つの関係を満たすように設定される。 Each of the lip seals 121 to 124 includes a lip tip portion, which will be described later in detail, on the radially inner side. Garter springs 131 to 134 are attached to the lip tips of the lip seals 121 to 124, respectively. Each lip tip has a protrusion provided with a sliding surface that slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200, and is separated by a respective lip seal by each sliding surface. The two areas are sealed. Lubricating liquid is sealed (filled) in the annular spaces S1, S2, S3 separated by these four lip seals. Here, assuming that the fluid pressures in the region L, the region W, and the three spaces S1, S2, and S3 are P L , P W , P S1 , P S2 , and P S3 , in this embodiment, P L > P S1 > P S2 and P W > P S3 > P S2 are satisfied. In addition, in these three spaces S1, S2, and S3, a gas such as another liquid or air may be sealed instead of the lubricating liquid. Even in this case, each fluid pressure is set to satisfy the above two relationships.

＜リップシールの構成＞
特に図２を参照して、本実施例に係るリップシールの構成について説明する。なお、既に述べたように、本実施例に係る４つのリップシールは同一の形状を有している。したがって、以下においては、リップシール１２４を例にして、本実施例に係るリップシールの構成について説明する。 <Lip seal configuration>
In particular, with reference to FIG. 2, the configuration of the lip seal according to the present embodiment will be described. As described above, the four lip seals according to the present embodiment have the same shape. Therefore, in the following, the configuration of the lip seal according to the present embodiment will be described using the lip seal 124 as an example.

図２は、リップシール１２４の使用時（より詳細には、プロペラ軸２００の外周面２１１に対する摺動時）における断面図である。なお、図２には、プロペラ軸２００の中心軸線Ｃを含む平面による断面であって、切断端面のみが描かれている。ゴム状弾性体製のリップシール１２４は、径方向内側に設けられたリップ先端部１２４０と、リップ先端部１２４０よりも径方向外側に設けられ、径方向外側かつ軸方向一方側（図２中の右側）へ向かって延びた後に屈曲して径方向外側かつ軸方向他方側（図２中の左側）に向かって延びる屈曲部１２５０と、中間リング３１４とカバーリング３１５とによって締め付けられる被固定部１２６０とを備えている。なお、既に述べたように、図中右側の領域Ｗ内の流体圧力ＰＷは、図中左側の空間Ｓ３内の流体圧力ＰＳ３より高い。つまり、リップシール１２４は、屈曲部１２５０に対し、リップ先端部１２４０が高圧側に配置されるようにして、船尾管３００に対して固定される。 FIG. 2 is a cross-sectional view when the lip seal 124 is used (more specifically, when the propeller shaft 200 slides on the outer peripheral surface 211). Note that FIG. 2 is a cross section of a plane including the central axis C of the propeller shaft 200, and only a cut end surface is illustrated. The lip seal 124 made of a rubber-like elastic body is provided with a lip tip 1240 provided on the radially inner side, and provided on the radially outer side with respect to the lip tip 1240. (Fixed portion 1260) which is tightened by a bent portion 1250 which extends after extending toward the right side) and bends radially outward and toward the other side in the axial direction (left side in FIG. 2), an intermediate ring 314 and a cover ring 315. And. Incidentally, as already mentioned, fluid pressure P W in the region W in the right side in the figure, higher than the fluid pressure P S3 in the space S3 on the left side of the figure. That is, the lip seal 124 is fixed to the stern tube 300 such that the lip tip 1240 is disposed on the high pressure side with respect to the bent portion 1250.

リップ先端部１２４０は、ガータースプリング１３４が装着される環状溝１２４１をその外周面側に備えると共に、径方向内側に突出した環状の突出部１２４２をその内周面側に備えている。また、リップ先端部１２４０の高圧側には、低圧側に向かうにつれて縮径する高圧側テーパ面１２４３が形成されている。また、リップ先端部１２４０の低圧側かつ径方向内側には、低圧側に向かうにつれて拡径する低圧側テーパ面１２４４と湾曲面１２４８とが形成されている。そして、突出部１２４２は、プロペラ軸２００の外周面としてのライナ２１０の外周面２１１に対して摺動する環状の摺動面１２４５と、摺動面１２４５の軸方向一方側である低圧側に設けられた第１側面１２４６と、摺動面１２４５の軸方向他方側である高圧側に設けられた第２側面１２４７と、を備えている。図２に示され
るように、高圧側テーパ面１２４３と第２側面１２４７とが接続しており、第１側面１２４６と低圧側テーパ面１２４４とが接続している。また、低圧側テーパ面１２４４は湾曲面１２４８と接続している。 The lip tip 1240 includes an annular groove 1241 on which the garter spring 134 is mounted on the outer peripheral surface side, and an annular projecting portion 1242 protruding radially inward on the inner peripheral surface side. In addition, a high-pressure side tapered surface 1243 is formed on the high-pressure side of the lip tip 1240, the diameter of which decreases as it goes toward the low-pressure side. Further, a low-pressure side tapered surface 1244 and a curved surface 1248 are formed on the low-pressure side and radially inward of the lip tip 1240, and the diameter of the lip tip 1240 increases toward the low-pressure side. The projecting portion 1242 is provided on an annular sliding surface 1245 that slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the liner 210 as an outer peripheral surface of the propeller shaft 200 and a low pressure side that is one side of the sliding surface 1245 in the axial direction. And a second side surface 1247 provided on the high-pressure side that is the other side in the axial direction of the sliding surface 1245. As shown in FIG. 2, the high-pressure side tapered surface 1243 and the second side surface 1247 are connected, and the first side surface 1246 and the low-pressure side tapered surface 1244 are connected. Further, the low pressure side tapered surface 1244 is connected to the curved surface 1248.

なお、屈曲部１２５０は、リップ先端部１２４０の低圧側に接続し、径方向外側かつ低圧側へ向かって延びる径方向内側部１２５１と、径方向内側部１２５１に接続し、径方向外側かつ高圧側へ向かって延びて被固定部１２６０に接続する径方向外側部１２５２とから構成される。したがって、屈曲部１２５０は、断面が略Ｖ字型になる。なお、リップ先端部１２４０の湾曲面１２４８と、径方向内側部１２５１の内周面１２５３とが接続している。   The bent portion 1250 is connected to the low pressure side of the lip tip portion 1240, is connected to the radially inner portion 1251 extending radially outward and toward the low pressure side, and is connected to the radially inner portion 1251, and is radially outer and high pressure side. It is comprised from the radial direction outer side part 1252 extended toward toward and connected to the to-be-fixed part 1260. Therefore, the bent portion 1250 has a substantially V-shaped cross section. Note that the curved surface 1248 of the lip tip 1240 is connected to the inner peripheral surface 1253 of the radially inner portion 1251.

そして、リップシール１２４においては、リップ先端部１２４０の環状溝１２４１にガータースプリング１３４が装着され、且つ、リップ先端部１２４０の摺動面１２４５がプロペラ軸２００の外周面２１１に対して回転摺動する状態において、第１側面１２４６と第２側面１２４７とが、互いに略平行（平行を含む）となるように設計されている。したがって、リップシール１２４においては、環状溝１２４１にガータースプリング１３４が装着され、且つ、摺動面１２４５がプロペラ軸２００の外周面２１１に対して回転摺動する状態において、第１側面１２４６と第２側面１２４７とが、互いに略平行（平行を含む）となる。なお、このようなリップシール１２４の設計は、リップシール１２４の各部位の寸法、弾性特性、ガータースプリング１３４の締め付け力、領域Ｗ内の流体圧力ＰＷや空間Ｓ３内の流体圧力ＰＳ３等を考慮して行えばよい。 In the lip seal 124, a garter spring 134 is attached to the annular groove 1241 of the lip tip 1240, and the sliding surface 1245 of the lip tip 1240 rotates and slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200. In the state, the first side surface 1246 and the second side surface 1247 are designed to be substantially parallel to each other (including parallel). Accordingly, in the lip seal 124, the first side surface 1246 and the second side surface 2246 are mounted in a state where the garter spring 134 is mounted in the annular groove 1241 and the sliding surface 1245 rotates and slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200. The side surfaces 1247 are substantially parallel to each other (including parallel). Incidentally, the design of such a lip seal 124, the dimensions of each part of the lip seal 124, the elastic properties, the tightening force of the garter spring 134, the fluid pressure P S3, etc. in the fluid pressure P W and space S3 of the region W You may consider it.

また、リップシール１２４においては、リップ先端部１２４０の環状溝１２４１にガータースプリング１３４が装着され、且つ、リップ先端部１２４０の摺動面１２４５がプロペラ軸２００の外周面２１１に対して回転摺動する状態において、第１側面１２４６と第２側面１２４７の何れもが、プロペラ軸２００の中心軸線Ｃに対して略垂直（垂直を含む）となるように設計されている。したがって、リップシール１２４においては、環状溝１２４１にガータースプリング１３４が装着され、且つ、摺動面１２４５がプロペラ軸２００の外周面２１１に対して回転摺動する状態において、第１側面１２４６と第２側面１２４７の何れもが、プロペラ軸２００の中心軸線Ｃに対して略垂直（垂直を含む）となる。なお、このようなリップシール１２４の設計も、上述した各項目を考慮して行えばよい。   In the lip seal 124, a garter spring 134 is attached to the annular groove 1241 of the lip tip 1240, and the sliding surface 1245 of the lip tip 1240 rotates and slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200. In the state, both the first side surface 1246 and the second side surface 1247 are designed to be substantially perpendicular (including vertical) to the central axis C of the propeller shaft 200. Accordingly, in the lip seal 124, the first side surface 1246 and the second side surface 2246 are mounted in a state where the garter spring 134 is mounted in the annular groove 1241 and the sliding surface 1245 rotates and slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200. Any of the side surfaces 1247 is substantially perpendicular (including vertical) to the central axis C of the propeller shaft 200. Such a design of the lip seal 124 may be performed in consideration of the above-described items.

なお、同様にして、他のリップシール１２１，１２２，１２３についても、それぞれのリップ先端部の環状溝にガータースプリング１３１，１３２，１３３がそれぞれ装着され、且つ、リップ先端部の摺動面がプロペラ軸２００の外周面２１１に対して回転摺動する状態においては、それぞれの突出部の第１側面と第２側面とが、互いに略平行（平行を含む）となると共に、第１側面と第２側面の何れもが、プロペラ軸２００の中心軸線Ｃに対して略垂直（垂直を含む）となる。   Similarly, with respect to the other lip seals 121, 122, and 123, garter springs 131, 132, and 133 are mounted in the annular grooves of the respective lip tips, and the sliding surfaces of the lips tips are propellers. In a state of rotating and sliding with respect to the outer peripheral surface 211 of the shaft 200, the first side surface and the second side surface of each projecting portion are substantially parallel to each other (including parallel), and the first side surface and the second side surface. All of the side surfaces are substantially perpendicular (including vertical) to the central axis C of the propeller shaft 200.

＜本実施例に係るリップシール及び密封構造の優れた点＞
本実施例に係るリップシール１２４によれば、環状溝１２４１にガータースプリング１３４が装着され、且つ、摺動面１２４５がプロペラ軸２００の外周面２１１に対して回転摺動する状態においては、第１側面１２４６と第２側面１２４７とが互いに略平行となるため、摺動面１２４５と外周面２１１との回転摺動によって摺動面１２４５が摩耗したとしても、摺動面１２４５の幅（摺動面幅）は略一定になる。したがって、摺動面１２４５の摩耗による摺動面幅の拡大が抑制される。その結果、摺動面幅の拡大による摺動面１２４５の潤滑性低下が抑制されるため、摺動面１２４５の異常摩耗が抑制され、以てリップシール１２４の耐久性が向上する。 <Excellent points of lip seal and sealing structure according to this embodiment>
According to the lip seal 124 according to the present embodiment, the garter spring 134 is attached to the annular groove 1241 and the sliding surface 1245 rotates and slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200. Since the side surface 1246 and the second side surface 1247 are substantially parallel to each other, even if the sliding surface 1245 is worn by rotational sliding between the sliding surface 1245 and the outer peripheral surface 211, the width of the sliding surface 1245 (sliding surface (Width) becomes substantially constant. Therefore, the expansion of the sliding surface width due to wear of the sliding surface 1245 is suppressed. As a result, a decrease in the lubricity of the sliding surface 1245 due to an increase in the sliding surface width is suppressed, so that abnormal wear of the sliding surface 1245 is suppressed, thereby improving the durability of the lip seal 124.

また、リップシール１２４によれば、当該状態においては、第１側面１２４６と第２側
面１２４７の何れもが、プロペラ軸２００の中心軸線Ｃに対して略垂直（垂直を含む）となる。これにより、外周面２１１に対する摺動面１２４５の接触状態がより安定するため、摺動面幅が略一定に保たれやすくなる。 Further, according to the lip seal 124, in this state, both the first side surface 1246 and the second side surface 1247 are substantially perpendicular (including vertical) to the central axis C of the propeller shaft 200. Thereby, since the contact state of the sliding surface 1245 with respect to the outer peripheral surface 211 becomes more stable, it becomes easy to keep the sliding surface width substantially constant.

以上の作用効果は、リップシール１２１から１２３においても同様に発揮される。   The above-described effects are also exhibited in the lip seals 121 to 123.

＜突出部の寸法について＞
次に、図３を用いて本実施例に係るリップシールの突出部の寸法について説明する。以下においても、リップシール１２４を例にして説明する。図３は、リップシール１２４の突出部１２４０の寸法を説明する図であって、リップシール１２４の中心軸を含む平面による断面の一部のみを示している。なお、図３は、初期状態（新品状態）にあるリップシール１２４が、プロペラ軸２００の外周面２１１に対して摺動しているときの状態を示している。なお、図３に示される形状は１例に過ぎず、リップシール１２４の各部位の形状は、図示された形状に限定されない。 <About the dimensions of the protrusion>
Next, the dimension of the protrusion part of the lip seal according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the lip seal 124 will be described as an example. FIG. 3 is a diagram for explaining the dimensions of the protruding portion 1240 of the lip seal 124, and shows only a part of a cross section by a plane including the central axis of the lip seal 124. FIG. 3 shows a state where the lip seal 124 in the initial state (new state) slides with respect to the outer peripheral surface 211 of the propeller shaft 200. Note that the shape shown in FIG. 3 is merely an example, and the shape of each part of the lip seal 124 is not limited to the illustrated shape.

図３に示されるように、リップシール１２４の摺動時における、摺動面１２４５の軸方向の幅（摺動面幅）をＤ、第１側面１２４６の径方向の幅（低圧側テーパ面１２４４との境界から末端までの幅）をＨ１、第２側面１２４７の径方向の幅（高圧側テーパ面１２４３との境界から末端までの幅）をＨ２とする。   3, when the lip seal 124 slides, the sliding surface 1245 has an axial width (sliding surface width) D, and the first side surface 1246 has a radial width (low pressure side tapered surface 1244). H1 is a width from the boundary to the terminal) and H2 is a radial width of the second side surface 1247 (a width from the boundary to the terminal with the high-pressure side tapered surface 1243).

ここで、船舶の定期点検は通常５年毎に行われるため、本実施例に係るリップシールは、５年毎に交換される。５年間の使用期間における突出部１２４５の最大許容摩耗深さ（交換の際、許容される磨耗深さ、つまり、磨耗量がその値を超えたときに交換しなければならない値）をＨとすると、リップシールの摺動幅Ｄ、及び、縦横比Ｈ／Ｄの値は、リップシールの直径に応じて下記表に示される値になる。

Figure 2017180534
Here, since the periodic inspection of the ship is usually performed every five years, the lip seal according to the present embodiment is replaced every five years. Let H be the maximum allowable wear depth of the protrusion 1245 during the five-year service period (the allowable wear depth during replacement, that is, the value that must be replaced when the wear amount exceeds that value). The sliding width D of the lip seal and the aspect ratio H / D are values shown in the following table according to the diameter of the lip seal.
Figure 2017180534

この表から、第１側面１２４６の径方向の幅Ｈ１と第２側面１２４７の径方向の幅Ｈ２について、リップシール直径に関わらず、Ｈ１／ＤとＨ２／Ｄがリップシールの初期状態において０．７以上であれば、５年間の使用期間に亘って、上述したリップシール１２４の優れた効果が発揮されることが分かる。したがって、突出部１２４０の寸法は、第１側面１２４６の径方向の幅Ｈ１と第２側面１２４７の径方向の幅Ｈ２の何れもが、初期状態において摺動面の軸方向の幅Ｄの０．７倍以上であるように設計するとよい。これにより、リップシール１２４の使用期間に亘って摺動面幅を略一定に維持することができる。リップシール１２１から１２３についても同様である。   From this table, regarding the radial width H1 of the first side surface 1246 and the radial width H2 of the second side surface 1247, regardless of the lip seal diameter, H1 / D and H2 / D are 0. If it is 7 or more, it turns out that the outstanding effect of the lip seal 124 mentioned above is exhibited over the use period of 5 years. Therefore, the dimensions of the protruding portion 1240 are such that the radial width H1 of the first side surface 1246 and the radial width H2 of the second side surface 1247 are both 0. It should be designed to be 7 times or more. Thereby, the sliding surface width can be maintained substantially constant over the period of use of the lip seal 124. The same applies to the lip seals 121 to 123.

（その他）
本発明に係るリップシール及び密封構造の構成は、上記の実施例で説明した態様に限られず、その作用効果が発揮される限りにおいて、種々の態様を採用することができる。特に、上記の実施例に係るリップシールの突出部においては、第１側面と第２側面の何れもが、環状溝にガータースプリングが装着され、且つ、摺動面がプロペラ軸の外周面に対して摺動する状態において、プロペラ軸の中心軸線に対して略垂直となるように構成されている。ただし、両側面のプロペラ軸の中心軸線に対する角度は略垂直に限定されず、両側面が互いに略平行となる限りにおいて、略垂直とは異なる角度であってもよい。 (Other)
The configuration of the lip seal and the sealing structure according to the present invention is not limited to the mode described in the above embodiment, and various modes can be adopted as long as the operational effects are exhibited. In particular, in the protruding portion of the lip seal according to the above embodiment, both the first side surface and the second side surface are provided with a garter spring in the annular groove, and the sliding surface is relative to the outer peripheral surface of the propeller shaft. In the state of sliding, it is configured to be substantially perpendicular to the central axis of the propeller shaft. However, the angle of the both side surfaces with respect to the central axis of the propeller shaft is not limited to substantially vertical, and may be an angle different from substantially vertical as long as both side surfaces are substantially parallel to each other.

１００：密封構造
１２１，１２２，１２３，１２４：リップシール
１３１，１３２，１３３，１３４：ガータースプリング
２００：プロペラ軸
２１０：ライナ
２１１：外周面
２３０：プロペラ
２４０：シールリング
３００：船尾管
３０１：軸孔
３１０：ケース
３１１：フランジリング
３１２，３１３，３１４：中間リング
３１５：カバーリング
１２４０：リップ先端部
１２４１：環状溝
１２４２：突出部
１２４３：高圧側テーパ面
１２４４：低圧側テーパ面
１２４５：摺動面
１２４６：第１側面
１２４７：第２側面
１２４８：湾曲面
１２５０：屈曲部
１２５１：径方向内側部
１２５２：径方向外側部
１２５３：内周面
１２６０：被固定部 100: sealing structure 121, 122, 123, 124: lip seal 131, 132, 133, 134: garter spring 200: propeller shaft 210: liner 211: outer peripheral surface 230: propeller 240: seal ring 300: stern tube 301: shaft hole 310: Case 311: Flange rings 312, 313, 314: Intermediate ring 315: Cover ring 1240: Lip end portion 1241: Annular groove 1242: Protruding portion 1243: High pressure side tapered surface 1244: Low pressure side tapered surface 1245: Sliding surface 1246 : First side surface 1247: second side surface 1248: curved surface 1250: bent portion 1251: radially inner portion 1252: radially outer portion 1253: inner peripheral surface 1260: fixed portion

Claims (6)

ハウジングと、前記ハウジングが有する軸孔に挿通されて、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールにおいて、
径方向内側に設けられたリップ先端部を備え、
前記リップ先端部は、
ガータースプリングが装着される環状溝を外周面側に備えると共に、
径方向内側に突出した環状の突出部を内周面側に備え、
前記突出部は、
前記軸の外周面に対して摺動する環状の摺動面と、
前記摺動面の軸方向一方側に設けられた第１側面と、
前記摺動面の軸方向他方側に設けられた第２側面と、を備え、
前記第１側面と前記第２側面は、前記環状溝に前記ガータースプリングが装着され、且つ、前記摺動面が前記軸の外周面に対して摺動する状態において、互いに略平行となることを特徴とするリップシール。 In a lip seal made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between a housing and a shaft that is inserted into a shaft hole of the housing and rotates relative to the housing.
With a lip tip provided on the inside in the radial direction,
The lip tip is
With an annular groove on the outer peripheral surface side where the garter spring is mounted,
Provided on the inner peripheral surface side with an annular protrusion protruding radially inward,
The protrusion is
An annular sliding surface that slides against the outer peripheral surface of the shaft;
A first side surface provided on one axial side of the sliding surface;
A second side surface provided on the other axial side of the sliding surface,
The first side surface and the second side surface are substantially parallel to each other when the garter spring is mounted in the annular groove and the sliding surface slides with respect to the outer peripheral surface of the shaft. Characteristic lip seal. 前記第１側面と前記第２側面の何れもが、前記環状溝に前記ガータースプリングが装着され、且つ、前記摺動面が前記軸の外周面に対して摺動する状態において、前記軸の中心軸線に対して略垂直となることを特徴とする請求項１に記載のリップシール。   Each of the first side surface and the second side surface has a center of the shaft in a state where the garter spring is mounted in the annular groove and the sliding surface slides with respect to the outer peripheral surface of the shaft. The lip seal according to claim 1, wherein the lip seal is substantially perpendicular to the axis. 前記第１側面の径方向の幅と前記第２側面の径方向の幅の何れもが、リップシールの初期状態において前記摺動面の軸方向の幅の０．７倍以上であることを特徴とする請求項２に記載のリップシール。   Both the radial width of the first side surface and the radial width of the second side surface are 0.7 times or more the axial width of the sliding surface in the initial state of the lip seal. The lip seal according to claim 2. 軸孔を有するハウジングと、
前記軸孔に挿通された、前記ハウジングに対して相対的に回転する軸と、
前記ハウジングと前記軸との間の環状隙間を密封するゴム状弾性体製のリップシールと、
前記リップシールに装着されたガータースプリングと、を備える密封構造において、
前記リップシールは、
径方向内側に設けられたリップ先端部を備え、
前記リップ先端部は、
前記ガータースプリングが装着された環状溝を外周面側に備えると共に、
径方向内側に突出した、前記軸が挿通された環状の突出部を内周面側に備え、
前記突出部は、
前記軸の外周面に対して摺動する環状の摺動面と、
前記摺動面の軸方向一方側に設けられた第１側面と、
前記摺動面の軸方向他方側に設けられた、前記第１側面に対して略平行な第２側面と、を備えることを特徴とする密封構造。 A housing having a shaft hole;
A shaft that is inserted through the shaft hole and that rotates relative to the housing;
A rubber-like elastic lip seal that seals an annular gap between the housing and the shaft;
In a sealing structure comprising a garter spring attached to the lip seal,
The lip seal is
With a lip tip provided on the inside in the radial direction,
The lip tip is
While providing an annular groove on the outer peripheral surface side where the garter spring is mounted,
Protruding radially inward, provided with an annular protrusion on the inner peripheral surface side through which the shaft is inserted,
The protrusion is
An annular sliding surface that slides against the outer peripheral surface of the shaft;
A first side surface provided on one axial side of the sliding surface;
A sealing structure comprising: a second side surface provided on the other axial side of the sliding surface and substantially parallel to the first side surface. 前記第１側面と前記第２側面の何れもが、前記軸の中心軸線に対して略垂直であることを特徴とする請求項４に記載の密封構造。   5. The sealing structure according to claim 4, wherein both of the first side surface and the second side surface are substantially perpendicular to a central axis of the shaft. 前記第１側面の径方向の幅と前記第２側面の径方向の幅の何れもが、リップシールの初期状態において前記摺動面の軸方向の幅の０．７倍以上であることを特徴とする請求項５に記載の密封構造。   Both the radial width of the first side surface and the radial width of the second side surface are 0.7 times or more the axial width of the sliding surface in the initial state of the lip seal. The sealing structure according to claim 5.
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