JP6589155B2 - Stern tube seal ring and stern tube sealing structure - Google Patents
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Description
本発明は、船舶の船尾管に用いられる船尾管用シールリング及び船尾管密封構造に関する。 The present invention relates to a stern tube sealing ring and a stern tube sealing structure used for a stern tube of a ship.
従来、船舶のプロペラ軸の外周に設けられたライナと、プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を封止するために、ゴム状弾性体製のシールリングが用いられている（特許文献１参照）。シールリングは、ライナの外周面に対して摺動するリップ部を備えており、潤滑液によってリップ部の摺動面が潤滑される。潤滑液の粘性によっては、摺動面に形成される潤滑液膜が相対的に薄くなることがあるため、摺動抵抗の増大や摺動による発熱によって摺動面が過度に摩耗するおそれがある。リップ部の摩耗が過度に進行した場合には、シールリングの締め代が減少することによって密封能力が損なわれるおそれがあるために好ましくない。 Conventionally, a rubber-like elastic seal ring has been used to seal an annular gap between a liner provided on the outer periphery of a propeller shaft of a ship and a stern tube through which the propeller shaft is inserted ( Patent Document 1). The seal ring includes a lip portion that slides with respect to the outer peripheral surface of the liner, and the sliding surface of the lip portion is lubricated by the lubricating liquid. Depending on the viscosity of the lubricating liquid, the lubricating liquid film formed on the sliding surface may be relatively thin, so the sliding surface may be excessively worn due to increased sliding resistance or heat generated by sliding. . When the wear of the lip portion proceeds excessively, it is not preferable because the sealing ability may be impaired due to a decrease in the tightening allowance of the seal ring.
本発明の目的は、リップ部の摺動面の摩耗を抑制することのできる船尾管用シールリング及び船尾管密封構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a stern tube sealing ring and a stern tube sealing structure capable of suppressing wear of a sliding surface of a lip portion.
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。
すなわち、本発明に係る船尾管用シールリングは、
プロペラ軸の外周に設けられたライナと、前記プロペラ軸が挿通された船尾管との間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の船尾管用シールリングであって、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部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に延びる屈曲部と、
を備え、
前記屈曲部が、前記軸方向一方側へ向かって延びる部分と前記軸方向他方側に向かって延びる部分とを繋ぐ補強部が周方向に複数形成された補強領域と、前記補強部よりも軸方向の厚さが薄い薄肉領域と、を周方向に備えることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the seal ring for a stern tube according to the present invention is
A seal ring for a stern tube made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between a liner provided on an outer periphery of a propeller shaft and a stern tube through which the propeller shaft is inserted,
A lip portion that slides on the outer peripheral surface of the liner;
A bent portion that is provided on the radially outer side than the lip portion, bends after extending toward the radially outer side and the one axial side, and extends to the radially outer side and the other axial side;
With
A reinforcing region in which a plurality of reinforcing portions are formed in the circumferential direction connecting the portion where the bent portion extends toward the one side in the axial direction and the portion extending toward the other side in the axial direction; And a thin region having a small thickness in the circumferential direction.
本発明によれば、船尾管用シールリングの屈曲部は、その形状から、径方向と軸方向に弾性的に変形することができる。したがって、プロペラ軸の回転中においても、ライナの外周面に対するリップ部の接触状態が好適に維持される。ここで、屈曲部は、軸方向一方側へ向かって延びる部分と軸方向他方側に向かって延びる部分とを繋ぐ補強部が周方向に複数形成された補強領域と、薄肉領域と、を周方向に備えている。そのため、補強部が設けられた部位は、補強部が設けられていない他の部位（薄肉領域が設けられた部位）に比べて弾性的な変形が抑制される。したがって、シールリングの使用時において、環状隙間における高圧側から低圧側に向かう軸方向の流体圧力が屈曲部に対して作用したときには、補強部が設けられた部位における軸方向の変形は、他の部位における軸方向の変形よりも小さくなる。これにより、リップ部においても、補強部近傍の部位と他の部位との間で、軸方向の変形量に差が出るため（補強部近傍の部位の変形が相対的に小さくなる）、ラ
イナの外周面上に形成されるリップ部のシールラインは概ね波形形状となる。シールラインの波形における谷から山に遷移する部分には、プロペラ軸の回転によって高圧側の領域内の流体が周方向の流れとなって導かれるため、当該部分において動圧が発生する。このようにして発生した動圧は、リップ部の摺動面を押し上げるように作用するため、リップ部の緊迫力が低減される。その結果、リップ部の摺動面の摩耗が抑制される。
According to the present invention, the bent portion of the stern tube seal ring can be elastically deformed in the radial direction and the axial direction from its shape. Therefore, even during rotation of the propeller shaft, the contact state of the lip portion with the outer peripheral surface of the liner is preferably maintained. Here, the bent portion includes a reinforcing region in which a plurality of reinforcing portions that connect a portion extending toward the one side in the axial direction and a portion extending toward the other side in the axial direction are formed in the circumferential direction, and a thin region. In preparation. Therefore, the elastic deformation of the part provided with the reinforcing part is suppressed as compared with the other part (the part provided with the thin region) where the reinforcing part is not provided. Therefore, when the seal ring is used, when axial fluid pressure from the high pressure side to the low pressure side in the annular gap acts on the bent portion, the axial deformation at the portion where the reinforcing portion is provided It becomes smaller than the deformation in the axial direction at the part. As a result, even in the lip portion, there is a difference in the amount of axial deformation between the portion in the vicinity of the reinforcing portion and the other portion (the deformation in the portion in the vicinity of the reinforcing portion becomes relatively small). The seal line of the lip portion formed on the outer peripheral surface has a generally wave shape. Since the fluid in the region on the high pressure side is guided as a flow in the circumferential direction by the rotation of the propeller shaft, a dynamic pressure is generated in the portion where the transition from the valley to the mountain in the waveform of the seal line occurs. The dynamic pressure generated in this way acts to push up the sliding surface of the lip portion, so that the urging force of the lip portion is reduced. As a result, wear on the sliding surface of the lip portion is suppressed.
また、本発明に係る船尾管密封構造は、
プロペラ軸の外周に設けられたライナと、
前記プロペラ軸が挿通された船尾管と、
前記ライナと前記船尾管との間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の船尾管用シールリングと、
を備える船尾管密封構造において、
前記船尾管用シールリングは、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部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に延びる屈曲部と、
を備え、
前記屈曲部が、前記軸方向一方側へ向かって延びる部分と前記軸方向他方側に向かって延びる部分とを繋ぐ補強部が周方向に複数形成された補強領域と、前記補強部よりも軸方向の厚さが薄い薄肉領域と、を周方向に備えることを特徴とする。
Further, the stern tube sealing structure according to the present invention is
A liner provided on the outer periphery of the propeller shaft;
A stern tube into which the propeller shaft is inserted;
A seal ring for a stern tube made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between the liner and the stern tube;
In a stern tube sealing structure comprising:
The stern tube seal ring is
A lip portion that slides on the outer peripheral surface of the liner;
A bent portion that is provided on the radially outer side than the lip portion, bends after extending toward the radially outer side and the one axial side, and extends to the radially outer side and the other axial side;
With
A reinforcing region in which a plurality of reinforcing portions are formed in the circumferential direction connecting the portion where the bent portion extends toward the one side in the axial direction and the portion extending toward the other side in the axial direction; And a thin region having a small thickness in the circumferential direction.
この船尾管密封構造においても、上記の船尾管用シールリングと同様の作用が生じるため、リップ部の摺動面の摩耗が抑制される。 Also in this stern tube sealing structure, since the same action as the stern tube seal ring described above occurs, wear of the sliding surface of the lip portion is suppressed.
また、本発明に係る船尾管密封構造は、前記薄肉領域が、前記屈曲部における鉛直最下方の位置に配置されるようにしてもよい。 Moreover, the stern tube sealing structure according to the present invention may be configured such that the thin region is disposed at a vertically lowermost position in the bent portion.
薄肉領域が形成されている位置においては、屈曲部の変形が抑制されない（阻害されない）ため、変形の自由度が確保される。したがって、プロペラ軸が船尾管の軸孔内で偏心しても（軸心が径方向に移動しても）、ライナの外周面に対するリップ部の追随性が高くなる。ここで、船舶のプロペラ軸は、船舶のサイズによっては重量が大きくなるため、プロペラ軸を軸支する軸受けが経時的に摩耗して、プロペラ軸が降下する（傾く）ことがある。そこで、船尾管用シールリングの屈曲部における鉛直方向下方の位置に薄肉領域を形成すること、つまり、補強部を形成しないようにすることによって、屈曲部の下方の部位の変形の自由度を確保すれば、プロペラ軸が降下した場合であっても、ライナの外周面に対するリップ部の接触面の増加を防止することができる。これにより、本発明に係る船尾管密封構造の密封性を好適に維持することが可能になる。 At the position where the thin region is formed, the deformation of the bent portion is not suppressed (not inhibited), so that the degree of freedom of deformation is ensured. Therefore, even if the propeller shaft is eccentric in the shaft hole of the stern tube (the shaft center moves in the radial direction), the followability of the lip portion with respect to the outer peripheral surface of the liner is increased. Here, since the weight of the propeller shaft of the ship increases depending on the size of the ship, the bearing that supports the propeller shaft may wear over time, and the propeller shaft may drop (tilt). Therefore, by forming a thin region at a position vertically below the bent portion of the stern tube seal ring, that is, by not forming a reinforcing portion, the degree of freedom of deformation of the portion below the bent portion can be secured. For example, even when the propeller shaft is lowered, an increase in the contact surface of the lip portion with respect to the outer peripheral surface of the liner can be prevented. Thereby, it becomes possible to maintain suitably the sealing performance of the stern tube sealing structure according to the present invention.
また、本発明に係る船尾管密封構造は、前記薄肉領域を複数備え、前記屈曲部における鉛直最下方の位置に配置される前記薄肉領域とは異なる薄肉領域が、前記屈曲部における鉛直最上方の位置に配置されるようにしてもよい。 Further, the stern tube sealing structure according to the present invention includes a plurality of the thin-walled regions, and a thin-wall region different from the thin-walled region disposed at a vertically lowermost position in the bent portion is a vertical uppermost portion in the bent portion. You may make it arrange | position to a position.
これにより、屈曲部における鉛直方向上方の部位の変形の自由度も確保されるため、ライナの外周面に対するリップ部の追随性を保つことができる。これにより、本発明に係る船尾管密封構造の密封性を好適に維持することが可能になる。 Thereby, since the freedom degree of a deformation | transformation of the site | part above the perpendicular direction in a bending part is also ensured, the followability of the lip part with respect to the outer peripheral surface of a liner can be maintained. Thereby, it becomes possible to maintain suitably the sealing performance of the stern tube sealing structure according to the present invention.
また、本発明に係る船尾管密封構造は、前記補強領域に形成された前記補強部は、周方向に一定の間隔で配置されるようにしてもよい。 In the stern tube sealing structure according to the present invention, the reinforcing portions formed in the reinforcing region may be arranged at a constant interval in the circumferential direction.
これにより、ライナの外周面上に形成されるシールラインの山と谷が一定の間隔で形成
されるようになるため、動圧効果を周方向において一定の間隔で発生させることができる。
As a result, the crests and valleys of the seal line formed on the outer peripheral surface of the liner are formed at regular intervals, so that the dynamic pressure effect can be generated at regular intervals in the circumferential direction.
以上説明したように、本発明によれば、リップ部の摺動面の摩耗を抑制することのできる船尾管用シールリング及び船尾管密封構造が提供される。 As described above, according to the present invention, a stern tube seal ring and a stern tube sealing structure capable of suppressing wear of the sliding surface of the lip portion are provided.
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。 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. .
（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係る船尾管用シールリング及び船尾管密封構造について説明する。
(Example)
A stern tube sealing ring and a stern tube sealing structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
＜船尾管密封構造の全体構成＞
図１を参照して、本発明の実施例に係る船尾管密封構造の全体構成について説明する。この船尾管密封構造には、本発明の実施例に係る船尾管用シールリングが用いられている。図１は、実施例に係る船尾管密封構造の構成を示す模式的断面図である。
<Overall configuration of stern tube sealing structure>
With reference to FIG. 1, the whole structure of the stern tube sealing structure which concerns on the Example of this invention is demonstrated. In this stern tube sealing structure, a stern tube seal ring according to an embodiment of the present invention is used. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a stern tube sealing structure according to an embodiment.
船尾管密封構造１００は、船舶のプロペラ軸２１０の外周に設けられたライナ２２０と、プロペラ軸２１０が挿通された船尾管３００との間の環状隙間を封止する。これにより、図中左側の領域Ｗ内にある海水が船内に浸入することが防止されると共に、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が防止される。プロペラ軸２１０にはプロペラ２３０が取り付けられており、プロペラ軸２１０と共に回転する。円筒状の部材から構成されるライナ２２０は、ボルトによってプロペラ２３０に固定されており、プロペラ軸２１０の外周を覆っている。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に密封部材２４０が装着されている。この密封部材２４０によって、プロペラ軸２１０とライナ２２０との間に海水等が浸入してしまうことが抑制される。
The stern
プロペラ軸２１０は軸受け２５０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２５０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２５０に用いられる。
The
船尾管密封構造１００は、ライナ２２０と船尾管３００との間の環状隙間を封止するゴ
ム状弾性体製の船尾管用シールリング１２１，１２２，１２３，１２４を備えている（以下、単に「シールリング」ともいう）。本実施例においては、これら４つのシールリングは同一の形状を有しており、環状のケース１１０に対して固定されている。ケース１１０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１１１と、複数の金属製の中間リング１１２，１１３，１１４と、金属製のカバーリング１１５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４つのシールリングは、それぞれの外周側がこれら５つのリングの間に締め付けられた状態で固定されている。なお、ケース１１０と、ケース１１０に固定された４つのシールリングは、全体で船尾管シール装置とも呼ばれる。
The stern
シールリング１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれは、ライナ２２０の外周面に対して摺動するリップ部を備えており、リップ部の摺動面によって隔てられた２つの領域間を封止している。本実施例においては、これら４つのシールリング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 seal rings 121, 122, 123, and 124 includes a lip portion that slides with respect to the outer peripheral surface of the
＜船尾管用シールリングの構成＞
図２〜図４を参照して、本発明の実施例に係る船尾管用シールリングの構成について説明する。図２は、実施例に係る船尾管用シールリングの正面図である。ここで正面図とは、シールリングを軸方向における高圧側から見たときの図である。図３は、実施例に係る船尾管用シールリングの使用時（装着時）における断面図であって、図２におけるＡＡ断面が示されている。なお、ＡＡ線は、シールリングの使用時（船尾管密封構造への装着時）には水平方向の線となる。図４は、実施例に係る船尾管用シールリングの使用時における断面図であって、図２におけるＢＢ断面が示されている。なお、ＢＢ線は、シールリングの使用時には鉛直方向の線となる。なお、図３、４では、必要に応じて他の部品も描かれており、また、説明のために切断端面のみが描かれている。また、上述のように、本実施例においては、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４は全て同一の形状を有するため、以下においてはシールリング１２４を例にして説明する。
<Configuration of stern tube seal ring>
The configuration of the stern tube seal ring according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view of the stern tube seal ring according to the embodiment. Here, the front view is a view when the seal ring is viewed from the high pressure side in the axial direction. FIG. 3 is a cross-sectional view when the stern tube seal ring according to the embodiment is used (at the time of mounting), and shows the AA cross-section in FIG. 2. The AA line is a horizontal line when the seal ring is used (when mounted on the stern tube sealing structure). FIG. 4 is a cross-sectional view of the stern tube seal ring according to the embodiment when used, and shows a BB cross section in FIG. 2. The BB line is a vertical line when the seal ring is used. 3 and 4, other parts are also drawn as necessary, and only the cut end face is drawn for the sake of explanation. As described above, in the present embodiment, the seal rings 121, 122, 123, and 124 all have the same shape. Therefore, the
シールリング１２４は、ライナ２２０の外周面に対してその先端が摺動するリップ部１２４０と、リップ部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３、４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３、４中の左側）に延びる屈曲部１２４１と、中間リング１１４とカバーリング１１５とによって締め付けられる固定部１２４２とを備えている。つまり、屈曲部１２４１は、径方向外側かつ軸方向一方側（リップ先端の反対側）へ向かって延びる径方向内側部１２４１ａと、径方向外側かつ軸方向他方側（リップ先端側）へ向かって延びる径方向外側部１２４１ｂとから構成される、断面がＶ字型になる部分である。そして、シールリング１２４は、リップ部１２４０が高圧側に配置されるように、すなわち、屈曲部１２４１の開いた側（径方向内側部１２４１ａと径方向外側部１２４１ｂとの間の角度が小さい側）が高圧側となるように、ケース１１０に対して固定される。なお、リップ部１２４０の外周側には、リップ部１２４０をライナ２２０の外周面に対して押圧するためのガータースプリング１３０が装着される環状溝が形成されている。
The
屈曲部１２４１は、径方向内側部１２４１ａと径方向外側部１２４１ｂとを繋ぐ補強部１２４３ａ，１２４３ｂ，１２４３ｃが周方向に形成された補強領域１２４３Ａと、同じ
く径方向内側部１２４１ａと径方向外側部１２４１ｂとを繋ぐ補強部１２４３ｄ，１２４３ｅ，１２４３ｆが周方向に形成された補強領域１２４３Ｄと、を備えている。更に、屈曲部１２４１は、隣り合う補強領域１２４３Ａ，１２４３Ｄの間に、各補強部よりも軸方向の厚さ（以下、「肉厚」ともいう）が薄い薄肉領域１２４４Ａ，１２４４Ｂを備えている。このように、補強領域１２４３Ａ，１２４３Ｄは、径方向において対向する位置に形成されている。また、薄肉領域１２４４Ａは、屈曲部１２４１における鉛直最上方の位置に配置されており、薄肉領域１２４４Ｂは、屈曲部１２４１における鉛直最下方の位置に配置されている。また、これら６つの補強部（１２４３ａ〜１２４３ｆ）は、図２に示されるように、左右に３つずつ一定の間隔で形成されており、屈曲部１２４１における鉛直方向（ＢＢ線方向）の上方と下方の部位には形成されていない。詳細には、水平方向（ＡＡ線方向）の一方側に配置された３つの補強部１２４３ａ〜１２４３ｃの各々の間に形成された切り欠き１２４５ａ，１２４５ｂと、水平方向の他方側に配置された補強部１２４３ｄ〜１２４３ｆの各々の間に形成された切り欠き１２４５ｃ，１２４５ｄは、周方向寸法（周方向長さ）が、薄肉領域１２４４Ａ，１２４４Ｂよりも小さく形成されている。なお、切り欠き１２４５ａ〜１２４５ｄの周方向寸法、すなわち、補強部１２４３ａ〜１２４３ｃの各々の間の間隔と補強部１２４３ｄ〜１２４３ｆの各々の間の間隔は、一定（同一）である。また、本実施例においては、これら６つの補強部は同一の形状を有しており、それぞれが径方向の幅を一定にして周方向に延びるように形成されている。補強部１２４３ｂを例にして詳細に説明すると、図３に示されるように、屈曲部１２４１における補強部１２４３ｂが形成された部位は、径方向（図中の上下方向）及び軸方向（図中の左右方向）の何れにおいても、厚みが増大している。したがって、屈曲部１２４１における当該部位は、補強部が形成されていない（薄肉領域が形成された）他の部位に比べて低圧側への弾性的な変形が抑制される。これに対し、屈曲部１２４１における補強部が形成されていない部位、つまり、屈曲部１２４１における上方と下方の薄肉領域１２４４Ａ，１２４４Ｂが形成された部位は、補強部が形成されている箇所に比べて径方向及び軸方向の何れにおいても厚みが増大していないため、変形の自由度が確保されている。なお、本実施例においては、シールリング１２４０の各部分は、金型成形によって一体的に形成される。
また、リップ部１２４０における、補強部によって支持されている部位と、補強部によって支持されていない（薄肉領域が形成された）部位とは、それぞれ密封流体による圧力によりシール箇所が周方向において軸方向に前後する（全周で直線ではなく、波形のように軸方向に前後する）。
The
In addition, a portion of the
＜船尾管用シールリングの使用時のメカニズム＞
特に図３、４を参照して、本実施例に係る船尾管用シールリングの使用時のメカニズムについて説明する。上述したように、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４は、それぞれのリップ部が高圧側と低圧側とをシールするようにケース１１０に対して固定されているため、これら４つのシールリングのそれぞれに対して、流体の差圧による力が、高圧側から低圧側に向かって軸方向に作用する。シールリング１２４を例にすると、流体圧力は、屈曲部１２４１に対して図３、４中の左側から作用する。そのため、屈曲部１２４１は、全体として軸方向右側に向かって弾性的に変形するが、６つの補強部１２４３ａ〜１２４３ｆが設けられた部位における軸方向の変形量は、補強部が設けられていない（薄肉領域が形成された）他の部位における変形量よりも小さくなる。これにより、リップ部１２４０においても、これら６つの補強部近傍の部位における変形量が、他の部位における変形量より小さくなる。したがって、リップ部１２４０の摺動部がライナ２２０の外周面上に形成するシールラインＳＬ（リップ部１２４０とライナ２２０との接触面の高圧側の端縁全周に相当）は、図３、４に示されるように概ね波形形状となる。
<Mechanism when using seal ring for stern tube>
In particular, with reference to FIGS. 3 and 4, the mechanism at the time of using the stern tube seal ring according to this embodiment will be described. As described above, the seal rings 121, 122, 123, and 124 are fixed to the
詳細には、リップ部１２４０における、６つの補強部１２４３ａ〜１２４３ｆの内径方向箇所が、シールラインＳＬの波形形状の高圧側に突出する山を形成する。つまり、これ
ら６つの補強部は、屈曲部１２４１の左右に分かれて３つずつ間隔を詰めて形成されているため、シールラインＳＬは、左右に３つの山が間隔を詰めて形成された波形となる。ここで、点Ｘは、リップ部１２４０における補強部１２４３ｂの内径方向箇所が形成する山の位置を示している。一方、屈曲部１２４１における鉛直方向の上方と下方の部位は、補強部が形成されていないため、リップ部１２４０における鉛直方向の上方と下方の部位が、シールラインＳＬにおける最も深い谷を形成する（図３、４における点Ｙ参照）。ただし、これは鉛直方向の上方と下方の部位にかかる圧力が同圧の場合であり、プロペラ軸が大径で上方と下方の部位において鉛直方向の上方と下方の部位にかかる圧力が無視できないほど大きい場合は、下方の部位がシールラインＳＬにおける最も深い谷を形成する。
Specifically, in the
そして、プロペラ軸２１０の回転中には、回転方向と同一方向、すなわち、図３、４における上方から下方へ向かう流れが発生する。したがって、シールラインＳＬの波形における谷から山に遷移する部分には、高圧側の流体が、図３、４中の矢印Ｆで示される流れとなって導かれるため、当該部分において動圧が発生する。このようにして発生した動圧は、リップ部１２４０の摺動面を押し上げるように作用するため、リップ部１２４０の緊迫力が低減される。このような効果は、４つのシールリング１２１，１２２，１２３，１２４において同様に発揮される。また、この効果を生じる切り欠き１２４５ａ〜１２４５ｄの各々の周方向寸法、つまり、補強部１２４３ａ〜１２４３ｃの各々の間隔（ピッチ）と、補強部１２４３ｄ〜１２４３ｆの各々の間隔としては、５０〜２００ｍｍとするとよい。このような間隔とした場合には、良好な結果を得ることができた。
During the rotation of the
なお、一般に、船舶のプロペラ軸は、船舶のサイズによっては重量が大きくなるため、プロペラ軸を軸支する軸受けが経時的に摩耗して、プロペラ軸が降下する（軸受け近傍のプロペラ軸の降下量に比べ、プロペラ近傍のプロペラ軸の降下量が大きくなるように傾く）ことがある。特に、本実施例のように、軸受け２５０としてゴム材又は樹脂材から成る滑り軸受けが採用されている場合には、摩耗が進行しやすいため、プロペラ軸２１０の降下（下方への傾き）が生じやすい（図４参照）。ただし、船尾管密封構造１００においては、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれの屈曲部における鉛直方向の上方と下方の部位には補強部が形成されていない（薄肉領域が形成されている）ため、これらの部位の変形は阻害されない。シールリング１２４を例にすると、プロペラ軸２１０が降下しても、屈曲部１２４１における上方及び下方の部位の変形の自由度は高いため、上方の部位が伸び、下方の部位が縮むことによって、ライナ２２０の外周面に対するリップ部１２４０の追随性が確保される。
In general, since the weight of a propeller shaft of a ship increases depending on the size of the ship, the bearing that supports the propeller shaft wears with time, and the propeller shaft descends (the amount of propeller shaft descending in the vicinity of the bearing). In comparison with the propeller, there is a case where the propeller shaft near the propeller is tilted so that the descending amount becomes large. In particular, when a sliding bearing made of a rubber material or a resin material is employed as the bearing 250 as in the present embodiment, wear tends to proceed, and thus the
なお、シールリング１２１〜１２４の各々について、シールリングの上方と下方における部位、つまり、薄肉領域が形成されている箇所は、下方においては、プロペラ軸２１０が降下した際に、接触面圧が上昇するおそれがある。そのため、薄肉領域の周方向寸法は、下方においては、軸降下が生じてもシール性に影響の出ない寸法、つまり、最下方から周方向両側に３０度ずつ（併せて６０度）以上の角度寸法が必要である。また、上方においては、プロペラ軸２１０が降下した際に、シールリングがその弾性によりプロペラ軸２１０に追随してシール可能な程度の寸法、つまり、最上方から周方向両側に４０度ずつ（併せて８０度）以上の角度寸法であるとよい。
In addition, for each of the seal rings 121 to 124, the contact surface pressure rises when the
＜本実施例に係る船尾管用シールリング及び船尾管密封構造の優れた点＞
以上のように、船尾管用シールリング１２１，１２２，１２３，１２４によれば、ライナ２２０の外周面上に形成されるシールラインが波形形状となるため、プロペラ軸２１０の回転によって生じた高圧側流体の流れによって、リップ部の摺動面を押し上げるような動圧が発生する。これにより、ライナ２２０の外周面に対するリップ部の緊迫力が低減されるため、リップ部の摺動面の摩耗が抑制される。その結果、これら４つのシールリングの締め代の減少を防止することができるため、船尾管密封構造の密封能力を好適に維持す
ることが可能になる。特に本実施例のように、潤滑液として、水や水を主成分としたものなどの粘性の低い液体を使用したとしても、摺動面の摩耗を抑制することが可能になる。
<Excellent points of stern tube sealing ring and stern tube sealing structure according to this embodiment>
As described above, according to the stern tube seal rings 121, 122, 123, and 124, the seal line formed on the outer peripheral surface of the
また、船尾管密封構造１００によれば、シールリング１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれの屈曲部における鉛直方向の上方と下方の部位には補強部が形成されていない（薄肉領域が形成されている）。そのため、各シールリングのリップ部における上方と下方の部位の変形が阻害されないため、ライナ２２０の外周面に対する追随性を確保することができる。したがって、プロペラ軸２１０が自重によって経時的に降下した場合であっても、船尾管密封構造の密封性を好適に維持することが可能になる。これにより、本実施例のように、軸受け２５０としてゴム材又は樹脂材から成る滑り軸受けを採用することが可能になるため、潤滑液として環境性に優れた水や水を主成分としたものを用いることが可能になる。また、船尾管密封構造１００によれば、補強領域１２４３Ａに形成された補強部１２４３ａ〜１２４３ｃと、補強領域１２４３Ｄに形成された補強部１２４３ｄ〜１２４３ｆは、周方向に一定の間隔で配置されている。これにより、ライナ２２０の外周面上に形成されるシールラインＳＬの山と谷が一定の間隔で形成されるようになるため、動圧効果を周方向において一定の間隔で発生させることができる。
Further, according to the stern
（変形例）
本発明では、船尾管用シールリングの屈曲部に設けられる補強部の個数や形状は、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。ここで、補強部の他の形状を変形例として図面を用いて説明する。
(Modification)
In the present invention, the number and shape of the reinforcing portions provided in the bent portion of the stern tube seal ring are not limited to the modes described in the above embodiments, and various modes are adopted as long as the effects are exhibited. be able to. Here, another shape of the reinforcing portion will be described as a modification with reference to the drawings.
図５は、上記の実施例における補強領域１２４３Ａの形状を示す断面図であって、図２におけるＣＣ断面図である。図６は、変形例に係る船尾管用シールリングの補強領域１２４３Ｘの形状を示す断面図であって、図５と同様の断面図である。図６では、上記変形例と同様の構成部分については同一の符号を付してある。なお両図共に、図中の上下方向がシールリングの軸方向であり、左右方向がシールリングの周方向である。図５に示されるように、上記の実施例における補強部１２４３ａ〜１２４３ｃは、軸方向の厚さが周方向に亘って一定である。一方、このような補強領域１２４３Ａに替えて、図６に示されるように、補強部１２４３ｘ〜１２４３ｚを備える補強領域１２４３Ｘを設けてもよい。補強部１２４３ｘ〜１２４３ｚは、軸方向の最大厚さが等しいが、周方向両側の１２４３ｘ，１２４３ｚは、周方向における一方の端部（薄肉領域が形成されている側の端部）に向かうにつれて徐々に薄くなるように形成されている。このような形状を採用することにより、補強部１２４３ａ〜１２４３ｃと同様の作用効果を確保しながら、リップ部を周方向全体としてプロペラ軸の降下に対してより追随しやすくさせることが可能になる。なお、補強部１２４３ｘ，１２４３ｚの傾斜面は、図６において直線で示されるように形成されているが、二次曲線となるように形成されてもよい。また、上記実施例における補強領域１２４３Ｄに形成された補強部１２４３ｄ〜１２４３ｆについても、同様の形状を採用することができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of the reinforcing
なお、上記の実施例においては、屈曲部１２４１における鉛直方向の上方と下方の部位に補強部を設けない（上方と下方の部位に薄肉領域を設ける）構成を採用したが、これに替えて、屈曲部１２４１における鉛直方向の上方の部位のみに補強部を設けない（上方の部位に薄肉領域を設け、下方の部位には補強部を設ける）構成を採用してもよい。つまり、屈曲部１２４１における鉛直方向の下方の部位に補強部が形成されていたとしても、プロペラ軸２１０が降下した場合には、プロペラ軸２１０の重量によって当該下方の部位はある程度変形し得る。したがって、少なくとも屈曲部１２４１における鉛直方向の上方の部位に補強部を形成しなければ、プロペラ軸２１０の降下時におけるリップ部の追随性は確保される。
In the above-described embodiment, the configuration in which the reinforcing portion is not provided in the upper and lower portions in the vertical direction in the bent portion 1241 (thin regions are provided in the upper and lower portions) is adopted. A configuration may be employed in which the reinforcing portion is not provided only in the vertical portion of the bent portion 1241 (a thin region is provided in the upper portion and a reinforcing portion is provided in the lower portion). That is, even if the reinforcing portion is formed at a lower portion of the
１００：船尾管密封構造
１１０：ケース
１２１，１２２，１２３，１２４：船尾管用シールリング
１３０：ガータースプリング
２１０：プロペラ軸
２２０：ライナ
２３０：プロペラ
３００：船尾管
１２４０：リップ部
１２４１：屈曲部
１２４１ａ：径方向内側部
１２４１ｂ：径方向外側部
１２４３Ａ，１２４３Ｂ，１２４３Ｘ：補強領域
１２４３ａ，１２４３ｂ，１２４３ｃ，１２４３ｄ，１２４３ｅ，１２４３ｆ，１２４３ｘ，１２４３ｙ，１２４３ｚ：補強部
１２４４Ａ，１２４４Ｂ：薄肉領域
１２４５ａ，１２４５ｂ，１２４５ｃ，１２４５ｄ：切り欠き
ＳＬ：シールライン
100: stern tube sealing structure 110:
Claims (5)
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部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に延びる屈曲部と、
を備え、
前記屈曲部が、前記軸方向一方側へ向かって延びる部分と前記軸方向他方側に向かって延びる部分とを繋ぐ補強部が周方向に複数形成された補強領域と、前記補強部よりも肉厚が薄い薄肉領域と、を周方向に備えることを特徴とする船尾管用シールリング。 A seal ring for a stern tube made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between a liner provided on an outer periphery of a propeller shaft and a stern tube through which the propeller shaft is inserted,
A lip portion that slides on the outer peripheral surface of the liner;
A bent portion that is provided on the radially outer side than the lip portion, bends after extending toward the radially outer side and the one axial side, and extends to the radially outer side and the other axial side;
With
A reinforcing region in which a plurality of reinforcing portions connecting a portion extending toward the one side in the axial direction and a portion extending toward the other side in the axial direction are formed in the circumferential direction, and thicker than the reinforcing portion. A seal ring for a stern tube, comprising a thin thin region in the circumferential direction.
前記プロペラ軸が挿通された船尾管と、
前記ライナと前記船尾管との間の環状隙間を封止するゴム状弾性体製の船尾管用シールリングと、
を備える船尾管密封構造において、
前記船尾管用シールリングは、
前記ライナの外周面に摺動するリップ部と、
前記リップ部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に延びる屈曲部と、
を備え、
前記屈曲部が、前記軸方向一方側へ向かって延びる部分と前記軸方向他方側に向かって延びる部分とを繋ぐ補強部が周方向に複数形成された補強領域と、前記補強部よりも肉厚が薄い薄肉領域と、を周方向に備えることを特徴とする船尾管密封構造。 A liner provided on the outer periphery of the propeller shaft;
A stern tube into which the propeller shaft is inserted;
A seal ring for a stern tube made of a rubber-like elastic body that seals an annular gap between the liner and the stern tube;
In a stern tube sealing structure comprising:
The stern tube seal ring is
A lip portion that slides on the outer peripheral surface of the liner;
A bent portion that is provided on the radially outer side than the lip portion, bends after extending toward the radially outer side and the one axial side, and extends to the radially outer side and the other axial side;
With
A reinforcing region in which a plurality of reinforcing portions connecting a portion extending toward the one side in the axial direction and a portion extending toward the other side in the axial direction are formed in the circumferential direction, and thicker than the reinforcing portion. A stern tube sealing structure characterized by comprising a thin thin region in the circumferential direction.
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