JP3002253B2 - シャフトシーリング構造 - Google Patents

シャフトシーリング構造

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転可能なシャフトについてシールを行うた
めのシーリング構造に関する。
〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕
回転シャフト用の様々な異なる種類のシールが広く知
られており、これらのシールはこれらを通り越える油す
なわち潤滑剤又は他の液体の漏れを抑制したり防いだり
するのに多くの構造に使用することができる。代表的な
構造では、有孔ディスク形態のゴム又はPTFEのシールが
回転シャフトのまわりに嵌合されて、孔がシャフトの周
囲に締り嵌めを構成してシャフトとの接触点でシーリン
グリップを形成している。
シーリングリップには、種々のシーリング補助部が関
連していて、リップの近傍のいずれの油、特に、リップ
を通り越えて逃げるいずれの油もシーリングリップのそ
の正しい側に押戻されるようになっている。かかる補助
部は一般に、シーリングリップ近傍におけるシールの表
面上の突出部又は溝の形態をとるのがよく、これらの突
出部又は溝はシャフトの回転中、これらに衝突するいず
れの油をも所定の方向に飛散させるように作用する。か
かる補助部は、シャフトが一方向にのみ、あるいは二方
向に回転するとき、すなわち、シャフトがいずれかの方
向に回転するとき、単方向に作用することができるよう
にシールによって変えることができる。
このようなシャフトシーリング構造は多くの場合、十
分に作用することができるが、或る場合には、適切なシ
ールを行う際に疑いのない問題が残る。例えば、或る専
門家の応用では、しばしば、上記のシャフトシールの場
合、使用中に特定の問題をもたらす或る特性を有する油
すなわち潤滑剤を用いる必要がある。
特に真空工業では、この工業に必要とされる特定の特
性を有する或る油を使用する傾向がある。例えば、これ
らの油は一般に、化学的に非常に不活性であり、低い蒸
気圧を有することがしばしば必要とされる。これまで使
用されていた特定の油は例えばフォムブリン(FOMBLI
N)およびクリトックス(CRYTOX)の商標で市販されて
いるパーフルオロポリエーテルであるが、かかる油は特
に公知なシャフトシーリング構造でシールし難くする低
い表面張力特性を有する傾向がある。
本発明はかかる難点を解消するか、あるいは少なくと
も軽減したり最小にしたりする新規なシーリング構造を
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための目的〕
本発明によれば、長さ方向軸線に対して概ね円筒形の
形状を有する回転可能なシャフトに対してシールを行う
ために低い表面張力液体潤滑剤と共に使用されるシーリ
ング構造であって、該シーリング構造は、シャフトシー
ルを備え、該シャフトシールは、そのシーリングリップ
が、シャフトに係合し、第1(液体)側および第2(空
気)側を構成するようにハウジングに位置決めされ、シ
ャフトは、第2側に円錐形部分を有し、該円錐形部分の
横断面直径は、前記シーリングリップから離れる方向に
増大するシーリング構造において、シールの第1(液
体)側からシールの第2(空気)側へ逃げるいずれの液
体も、一部が前記円錐形部分によって構成され、一部が
前記シャフトのまわりに位置決めされた半径方向に延び
る有孔板部材によっても構成された環状空洞に入り、前
記シャフトの円錐形部分に衝突し、それによって遠心力
によって前記シーリングリップに向かって押されるのに
十分な液体潤滑剤が空洞に存在するまで空洞内に閉じ込
められてその基部に液体潤滑剤井を形成することを特徴
とするシーリング構造が提供される。
シャフトの円錐形部分に衝突することができるのに十
分な液体を空洞内に閉じ込めるために、板部材の孔は好
ましくはシャフトシールを位置決めしたシャフトの円錐
形部分の直径より小さい直径を有する。
主としてシーリング構造内のシャフトの接近容易性と
関係した理由で、必要ならシャフト自身を取り出し、シ
ーリング構造をその場に残留した状態でシャフトを交換
することができるように板部材が可撓性材料で作られて
いるのが好ましい。
板部材は好ましくは2つのリップ付きの孔を有してお
り、シャフトシールに近い方の第1リップはシャフトシ
ールから遠い方の第2リップより大きい直径のものであ
る。このような双リップによれば、空洞に閉じ込められ
た液体が板部材によって保持され、空洞から逃げること
がない。このような双リップでは、各リップについての
孔の直径はシーリングリップの近傍にむけるシャフトの
円筒形部分の横断面直径より小さいのがよい。
円錐形部分はシャフトに固着されたスリーブによって
シャフトに形成することができる。このような場合、ス
リーブは通常、円錐形部分だけではなく、好ましくはシ
ーリングリップが係合する円筒形部分をも構成する。
変更例として、円錐形部分をシャフトと一体に形成す
ることができる。
一般に円錐形部分に関しては、この語は明らかに円錐
形に近い形状を含み、また切頭円錐形および側面が直線
ではなく凸形又は凹形である形状を含む。本発明のシー
リング構造に使用する代表的なシャフトは第1円筒形部
分と、この第1部分のものより小さい横断面直径の第2
円筒形部分とを有しており、第1および第2円筒形部分
間には、漸減直径の円錐形部分が設けられている。この
ような構造では、シーリングリップは好ましくは、第1
円筒形部分と円錐形部分との間の接合部の近傍、最も好
ましくは円筒形部分に位置決めされる。
本発明の或る実施例では、シャフトシールおよび有孔
板を一体に形成するのが好ましい。
〔実施例〕
第1図は本発明のシーリング構造を示しており、この
シーリング構造はスリーブ2を固着した回転可能なシャ
フト1を備えている。スリーブ2により、シャフトは円
筒形部分3および円錐形部分4を備えている。
シャフトは、これを第1図に示すように液体(油)側
を右側、空気側を左側にしてシールすべきであるハウジ
ングの壁部5内を回転可能に位置決めされている。
壁部5には、シャフトシール6が図示していないが標
準設計の手段によって固着されており、このシール6は
シャフト1の円筒形部分3と接触しているシーリングリ
ップ7を有している。シャフトシールは公知設計のもの
であり、ゴム組成物またはPTFEのいずれかで作られてお
り、従ってシーリングリップ7はシャフトに対して弾性
的に保持されている。シーリングリップはその空気側に
正作用補助部8を有しており、これらの補助部はリップ
7を通り越して漏れるいずれの液体をもその源に送り戻
すように作用する。
シャフトシール6の空気側には、環状の空洞9が存在
しており、この空洞9は一方の側がシャフトの円錐形部
分4により、他方の側が保持ディスク11によってハウジ
ング5にしっかり固定された有孔板部材10により形成さ
れている。板部材10は、保守中、特にスリーブ2を有す
るシャフトをハウジング5から取りはずすことができる
ように可撓性エラストス材料で作られており、板部材の
孔は2つのリップ12、13を有している。リップ13の孔の
直径はシャフトの円筒形部分3の外径より小さく、リッ
プ12の孔の直径はリップ13の孔の直径より小さい。
第1図に示すシーリング構造の使用中、シャフト1
(スリーブ2を有する)が回転している状態では、シー
リングリップ7を越えて逃げ、正作用補助部8によりそ
の源までは戻っていないいずれの液体も外方に漏れる
か、あるいは矢印14で示すようにシャフトによって旋回
されてしまう。いずれの場合にも、この逃げる液体は空
洞Pに閉じ込められ、その基部に集められて液井を形成
する。環状空洞の基部に形成された収集液体の液位は頂
部が回転しているシャフトの円錐形部分に触れるように
十分に上昇すると、液体は遠心力によって円錐形のテー
パに沿って押し上げられ、従ってシャフトシールのシー
リングリップ7に向けて戻される。
シールによってすぐに送り去られない液体は円錐形の
最大直径で旋回され、環状空洞の基部における液井まで
戻るか、あるいは円錐形の小さい直径部上に落下し、シ
ャフトシールのリップに向けて押し戻される。
リップ13を越えて逃げるかも知れない液井からのいず
れの液体もリップ12によって捕獲され、再びシャフトの
円錐形部分と接触される。
第2図を参照すると、その3つの概略図はシャフト1
と一体に形成されている円筒形部分20および円錐形部分
21を示している。第2(i)図に示す図は他のすべての
主要な点で第1図の図と同じである。第2(ii)図およ
び第2(iii)図に示す図は有孔ディスクの詳細等を簡
単化のために省略した以外は第2(i)図の図と同じで
ある。しかし、第2(ii)図および第2(iii)は円錐
形部分21の凸形側面および凹形側面を示し、概して異な
る円錐形を示している。
第3図はシャフト1(ここでは一体に形成された円筒
形部分および円錐形部分と共に示す)の円筒形部分の近
傍における円錐形部分のまわりのシーリングリップ30の
別の位置決めを示している。
最後に、第4図には、シャフトシール40及び有孔板41
が一体に形成され、上記別の構造の場合と同様にハウジ
ング42内に保持されている本発明のシーリング構造が示
されている。
本発明のすべての実施例において、特に第1図に示す
構造については、シール6と有孔板10との間の空洞は望
むなら、作動開始時にシーリングリップ7の潤滑を助長
するために組立時に或る潤滑剤を予め充填してもよく、
このような場合、円錐形部分はリップ7がシャフトに接
触することなしに板部材10により潤滑剤を空洞9に保持
した状態で潤滑剤をリップ7に向けて送るのを助け、そ
れによりリップの不要な熱および摩耗の発生を回避す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシーリング構造の断面図;第2図は一
体に形成された円筒形部分および円錐形部分を有する本
発明の更らに他の3つのシーリング構造を示す概略図;
第3図は異なる円錐形の部分を有する本発明の更らに他
の2つのシーリング構造を示す概略図;第4図は一体に
形成されたシールおよび有孔板部材を有する本発明の更
らに他のシーリング構造を示す概略図である。 1……回転可能なシャフト、 2……スリーブ、3……円筒形部分、 4……円錐形部分、6……シール、 7……シーリングリップ、8……補助部、 9……空洞、 10……有孔板部材、 12,13……孔のリップ。
フロントページの続き (56)参考文献 実開 平2−22466(JP,U) 実開 昭52−219340(JP,U) 実開 平1−85570(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/32 311

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長さ方向軸線に対して概ね円筒形の形状を
    有する回転可能なシャフト(1)に対してシールを行う
    ために低い表面張力液体潤滑剤と共に使用されるシーリ
    ング構造であって、該シーリング構造は、シャフトシー
    ル(6、40)を備え、該シャフトシールは、そのシーリ
    ングリップ(7、8、30)が、シャフト(1)に係合
    し、第1(液体)側および第2(空気)側を構成するよ
    うにハウジング(5、42)に位置決めされ、シャフト
    (1)は、第2側に円錐形部分(4、21)を有し、該円
    錐形部分の横断面直径は、前記シーリングリップから離
    れる方向に増大するシーリング構造において、シールの
    第1(液体)側からシールの第2(空気)側へ逃げるい
    ずれの液体も、一部が前記円錐形部分(4、21)によっ
    て構成され、一部が前記シャフト(1)のまわりに位置
    決めされた半径方向に延びる有孔板部材によっても構成
    された環状空洞(9)に入り、前記シャフト(1)の円
    錐形部分(4、21)に衝突し、それによって遠心力によ
    って前記シーリングリップ(7、8、30)に向かって押
    されるのに十分な液体潤滑剤が空洞(9)に存在するま
    で空洞内(9)に閉じ込められてその基部に液体潤滑剤
    井を形成することを特徴とするシーリング構造。
  2. 【請求項2】シーリングリップ(7、8、30)は、円錐
    形部分(4、21)の近傍でシャフト(1)の円筒形部分
    (3、20)に係合していることを特徴とする請求項1に
    記載のシーリング構造。
  3. 【請求項3】有孔板部材(10、41)の孔は、前記シャフ
    トシールが位置決めされているシャフト(1)の前記円
    筒形部分の径よりも大きい径を有することを特徴とする
    請求項1又は2に記載のシーリング構造。
  4. 【請求項4】有孔板部材(10、41)は、可撓性材料から
    作られていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    1項に記載のシーリング構造。
  5. 【請求項5】有孔板部材(10、41)が、二重リップ(1
    2、13)を有する孔を有し、シャフトシール(6、40)
    に近い方の第1リップ(13)は、シャフトシール(6、
    40)から遠い方の第2リップ(12)よりも大きい径を有
    することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記
    載のシーリング構造。
  6. 【請求項6】円錐形部分(4)が、シャフト(1)に固
    着されたスリーブ(2)によってシャフト(1)上に形
    成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
    1項に記載のシーリング構造。
  7. 【請求項7】円錐形部分(21)が、シャフト(1)と一
    体的に形成されていることを特徴とする請求項1〜5の
    いずれか1項に記載のシーリング構造。
  8. 【請求項8】シャフトシール(40)と有孔板部材(41)
    が一体的に形成されていることを特徴とする請求項1〜
    7のいずれか1項に記載のシーリング構造。
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