JPS60155058A - ラジアル型軸パツキンリング及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パツキンリングに関する。詳しくは軸シール
のパツキンリングに関し、さらに詳しくはケーシングと
、その中に固定された円環形状のパツキンリングとから
成り、該パツキンリングは密封される媒体に対し、即ち
その方向に反っており、ポリマー材料でできていて、シ
ール面でもって相対的に動かされる機械部分に滑動する
ように接し合い、回転軸を同じ間隔で取り囲む基底面に
よって、その上に配設されたフィンと共に限定されてお
り、その際前記フィンは相対的に動かされる機械部分の
方へ向いた側でシール面の常に変わらない延長部を形成
する内面によって限定されるようなラジアル型軸パツキ
ンリングに関するものである。

〔従来の技術〕

その様なラジアル型軸パツキンリングは西ドイツ特許公
報第３１５０４７２号に述べられている。

しかしパツキンリングの輪郭形状の一様な延長部分を形
成するフィンは比較的短い運転時間の後著しい変形を示
す。このことは新しいパンキンリングで得られるすばら
しい密封杖態を害する結果となる。

西ドイツ特許公報第７１１７３７号は、パツキンのリッ
プが密封される媒体の方を向いた刃物状に形成された輪
郭形状を具備するラジアル型軸パツキンリングに関する
ものである。しかしこれを用いてシーリングする時、早
く回転する軸を使用することは不可能である。そのよう
な場合には、パツキンのリップを早期に熱的に破壊する
ことになる。

〔発明の解決しようとする問題点〕

本発明の課題とするところは、初めに述べた種のラジア
ル型軸パツキンリングを次の様に更に発展させること、
即ちフィンに機能を害するような変形が最早生じないよ
うに更に発展させることである。このパツキンリングは
特に高速で回転する軸をシールすることに使用しうるち
のとすべきである。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題は初めに述べた種類のラジアル型軸パツキンリ
ングにおいて次の様にして解決されるものである。即ち
フィンが内面に向い合う側で外面によって限定され、そ
して内面と外面との間の距離が少なくとも突出範囲にお
いて基底面からの距離が増すとともに次第に減少してい
くようにして解決されるものである。

前記フィンの内面は本発明に従って提案されるラジアル
型軸パツキンリングにおいては、西ドイツ特許公報第３
１５０４７２号によるそれと全く同様に密封された軸の
表面にある小さな角度を以て取付けうる。公知技術によ
る態様のものと全く同様に、従ってフィンの内面と本来
のシール面との間には何らの堆積物も存在しない。

多かれ少なかれ回転軸に対して平行に延びるフィンの腹
の面は提案された態様のものにあってはとにかく少なく
とも突出範囲において縮少された広さを有するに過ぎな
い。密封された媒体によって一緒に引きずられる液体フ
ィルムは、そのためにその縮少された広さによりいわば
ある僅かの残り量になるまで、本来のフィンに比較的強
い力を導入することなく遮断される。フィンの無視し得
ない程の変形はたぶんこの理由から比較的長い時間が経
った後や、また毎分３０００回転以上の回転数の場合に
も観察されなかった。

提案されたラジアル型軸パツキンリングのパツキンリン
グは一般に製造」二の条件をつけられて平らで円環状の
ディスクの形状を有し、それは内周又は外周の範囲内で
密封された媒体の方向に、即ち媒体に対して反っており
、そしてシール面でもって密封された機械部材に滑動す
るように接するものである。その様な湾曲の生ずるのは
別々の加ニステップを前提とするものである。この加工
ステツブはほぼ組立て状態に一致するような形に、シー
ル部材がその製造にあたって、作り上げられた時に節約
されうる。

これに関してシール部材が回転するパイプから中空円錐
の形に切断される時に最も目的に叶うものであることが
分った。シール部材はこの場合特別の困難なくその内径
又は外径の範囲内で付属のケーシング内半径方向または
軸方向締め付は面の間に簡単に留めうるちので、予め行
う変形過程を必要とせず留めうるちのである。

パツキンリングが組立ての間そのシール面の範囲内で弾
性的に変形される時には湾曲は引続いてそれ自体によっ
て生ずる。

フィンはパツキンリングを製造する間のある時点で取り
付けられうる。これらのフィンはそれ自身パツキンリン
グが回転するパイプを中空円錐形に切断される時に生ず
るが、該パイプには内側または外側に、適当に形成され
軸と平行に延びるフィンが設けられる。そのようなパイ
プは比較的簡単に製造されうる。そうして取り出された
中空円錐はその間にフィンの内面が実際にシール面の常
なる延長部を形成するよう確保するため反り返されねば
ならない。使用されるゴム−及びポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）−品位のものは材料に過負荷をかけ
ることなくその様な反り返しをコスト的に好ましく許容
する。特に不変的に僅かの壁厚を有する中空円筒形状は
非常に簡歌に取扱いうるちのであり、そして課された必
要条件に直ちに応するものである。これらは提案された
種のラジアル型軸パツキンリングの製造過程を自動化す
るのに好都合である。

フィンの内面と外面との間の距離は、全長において腹の
面の静的９．荷を出来るだけ等しく保つために出来るだ
け一定に減少するようにすべきである。更に表面削り過
程の間液体フィルムの撹乱を出来るだけ著しく阻止する
ために腹の面がそれ自体円く成されうる。

フィンの内面及び外面は互に１０”　〜６０°の角度を
、特に有利には３０°〜４５＠の角度をなすべきである
。角度が１０”以下であるとすると、特に突出範囲にお
いて、使用に供される材料によリフインの機械的安定性
が損なわれる。フィンの望ましからざる変形はそこから
生ずる結果となりうる。

角度が６０°以」二になると、腹の面に突き当たる密封
すべき媒体内の著しい撹乱がフィンを著９　−−− しく振動するという結果を生ずる。この密封の結果はこ
の場合にはほとんど満足のいかないものである。

フィンの内面及び外面は互に出来るだけ刃物状に限定す
べきである、即ち密封された媒体に向けられた縁は刃物
状の作用及びそれ相応の安定性を有するべきである。パ
ツキンリングはこの視点で概ね縁の領域においても一定
の半径方向の拡がりを有するが、それはしかしながらＰ
ＴＦＥの場合に一般に０．５鰭を、そしてゴムの場合に
はＱ　、　３　ｘ＊を越えないものである。

密封すべき機械部分の表面上で連続的に後から流れる液
体フィルムはこの場合には同じに分割されるが、その際
密封すべき機械部材の表面に対し全体積の僅かな部分が
シール面の方向に行われ、そしてここで良好な潤滑を行
い、一方体積の大部分がフィンの外面に亘って誘導され
且つ密封された空間に戻って供給される。本来のパツキ
ン領域はそれによって作用を受けない。

この領域はまた液体静力学的観点においてもは０ とんど負荷を受けないものである。

本来のパツキン領域から最後に要求された液体容量を誘
導することは、基底面が突出範囲における外面と同一回
転方向で内面に対して傾いている時に好ましいものとな
る。転向された液体容量の自然の方向転換はその際特に
、基底面と外面とがその突出範囲で内面と同じ傾斜角度
をなしている時に達成される。好ましい実施態様のもの
は、外面が基底面に続く範囲において内面に対して平行
に延び且つそれ自身ぶつりと切れていることを前提とす
る。技術的に具現化することはしかしながら、パツキン
リングがパイプから中空円錐形状に切断される時に比較
的簡単なものとなり、該パイプには内面または外面上に
軸平行に延び周囲に均一に分配されるフィンが設けられ
ており、更にパツキンリングが付属するケーシングの中
にそれを固定する前に、または固定した後で密封された
媒体の方向に反り返される時に比較的簡単なものとなる
。

引続き得られた中空円錐は輪郭断面の一定の湾曲を有す
るものである。密封すべき機械部分にシール面を弾性的
に密着されることはこれによって好ましいものとなる。

〔発明の効果〕

提案されたラジアル型軸パツキンリングはほぼ完全に摩
耗がないという点で優れており、その際力学的に密封さ
れた機械部分の側での研磨効果は、述べるに価しないほ
どの材料摩耗で済む。動力学的パツキン領域の範囲内で
の堆積は生じないし、そして高いか又はまま変化する回
転数は明らかに目的とする運転確実性に対して何らの影
響もない。シール面を僅かに押圧することは更に良好な
修理容易性を条件付けるものである。

〔実施例〕 添付の図面は本発明に従うラジアル型軸パツキンリング
の２．３の例示的実施形態に関するものである。

第１図に示されたラジアル型軸パツキンリングはプラス
チック製のケーシング１と、その中１ に締め付けられたＰＴＦＥ　（ポリテトラフルオロエチ
レン）でできたパツキンリング２とから出来ている。

ケーシング１はポリプロピレンでできている。

該ケーシングは半径方向内側へ向いた２つの脚体を備え
、それらは半径方向外側へ向いたパツキンリングのフラ
ンジを両側で囲むように把持し、そしてそれらの間に密
閉するように固定している。

パツキンリング２は平坦な形に製造されたＰＴＦＥでで
きたディスクから成っており、これは後でその内側領域
において密封される媒体の方向に引出され、そしてシー
ル面３の範囲内で密封される機械部分４に接する。図示
の場合には軸４の外周に接している。密封すべき媒体（
即ちここでは軸４）の方を向いたシール面３の端部は同
時に基底面７の状態を特徴付けるものである。基底面は
シール面３の延長に対して垂直に取付られており且つフ
ィン８０ベースを形成する。これらのフィンは周辺上に
一様に分３ ２ 配されている。これらは密封された媒体の方向に延びる
突起によって形成され、それらはパツキンリング２の本
体及び材料から一体的に成形されている。

フィン８の内面５は基底面７からの距離が増すと共に密
封された軸４の表面から増々大きな距離を有する、即ち
離れていくものである。最大距離はしかしながら極端に
僅かな寸法にすぎず、そして長い運転時間の後でも１０
分の数ミリメートルの値を越えない。

フィンの外面６は基底面７からの距離が大きくなると共
に内面５から次第に減少する距離を有するものである。

この外面を越えて密封された軸の表面を介して後から流
れる液体フィルムの大部分は、分離され、そして密封さ
れた空間に追い返される。液体フィルムのこの大部分は
従って、何らの力もフィン８の側方の腹の面に加え得す
、これを変形することも出来ない。それでも尚シール面
３の範囲において常時動力学的パツキン領域の優れた潤
滑が保証されている。

フィン８の腹の面は半径方向に延びうるちのであり、そ
のこと番才特に簡単な製造を可能にするものである。外
へ湾曲した実施態様は成程直ちに可能である。これで達
成される長所は著しく増大した製造費用を払って得られ
るものであり、このことは経済的視点においてまれな場
合にのみ耐えうるちのである。

第２図に示されたラジアル型軸パツキンリングは相対的
に捩りうる機械部分４に対して機械部分９を密封するの
に役立つ。

このラジアル型軸パツキンリングは機械部分９の孔の中
に静的に密に支承されているケーシング１と、そのシー
ル面３でもって相対的に運動しうる機械部分４の表面に
滑動するように接するパツキンリング２とから成ってい
る。このケーシング１とパツキンリング２とは液体を通
さないように互に固定されている。

ケーシング１はプラスチックでできている。

このケーシングは直接パツキンリング２の後方の部分に
成形されている。

１　ζ パツキンリング２はホース状のゴムスリーブでできてお
り、これは密封ずべき円錐面の範囲内で弾性的に半径方
向に拡がっている。このゴムスリーブはシール面３の範
囲内で円錐面と接触し、シール面自体は第１図による前
に述べた実施形態におけるのと同様に基底面７の空間的
状態を特徴付けるものである。基底面はパツキンリング
２の壁に対して直角に延びず、シール面３からの距離が
増すと共にケーシング１の方向に円錐形の傾きを有し、
それによってフィン８によって表面を削られた液体容量
の密封された空間への転向が容易に成されるものである
。

フィン８はこの場合にもパツキンリング２の周辺に一様
に分配された指状の突起でできており、これらは軸と平
行に半径方向に延びる腹の面によって限定されている。

内面５はその際シール面３からの距離が増すとともに密
封すべき機械部分４の面から次第に大きな距離を有し、
その距離はしかしながら長い運転時間の後でも１０分の
数ミリメートルの最大値を越さない。

フィンの内面５と外面６との間の距離はこの場合には基
底面７からの距離が増すにつれて減少する。フィンの内
面５と外面６とは互に刃物状の縁で互に境界付けている
。

第３図による軸パツキンリングは密封ずべき軸と共に回
転する機械部分４の半径方向に延びる面に対して機械部
分９を密封するのに役立つものである。ラジアル型軸パ
ツキンリングはケーシングｌとパツキンリング２とから
成っている。これら両者は一体的に結合されている。こ
のケーシング１はこの場合でもプラスチックでできてお
り、それは液体を通さないように且つ捩れないように機
械部分９の収容孔の中に押し込められており且つパツキ
ンリング２の後方部分に直接成形されている。このパツ
キンリングは中空の円錐形に製造され、そして相対的に
運動される機械部分４の方に向けられた範囲内で弾性的
に拡大された外径を有している。パツキンリング２と相
対的に動く機械部分との間の固有の接触は本来のシール
面３に限定されている。

７ ６ 密封された媒体の方へ向けられたシール面３の端部はこ
こでも基底面７の状態を特徴付ける。

基底面７は相対的に動く機械部分の方に向いた側で前述
した個所に位置し、そしてシール面３と４０“の角度で
交叉している。基底面７は同時にフィン８に対するベー
スを形成しており、それらは図示された運転可能な状態
で半径方向に延びる腹の面によって限定されている。フ
ィン８の外面６はほぼ中央領域でぶつりと切れている。

外面は後方の基底面７に直接続く範囲で内面５に対して
ほぼ平行に延び、それに対して前方部分では基底面７の
拡がりに対して平行に延びている。

外面及び内面は従ってこの場合にも鋭い角度でフィンの
前端において互に交叉する。密封すべき機械部分４の表
面から過剰な液体フィルムを均一に削り取ることが、そ
れによって好ましいものとなる。さらに製造するという
観点において著しい長所が生ずるものである。

８ 第３図で使用されるパツキンリング２の製造は必要とさ
れる中空円錐の素材をパイプから切断することによって
特に簡ｔＢに実現されうるものであり、このパイプには
外面上に必要とされたフィンに対応する軸と平行のフィ
ンが設けられている。その様にして得られた素材は引続
きそれ自体で反り返り、そして第３図に示した方法で付
属のケーシング１内に固定されている。

述べるに値するような困難はこれとは結びついていない
。必要なパイプは均一な品質で容易に生産されうる。各
個別のラジアル型軸パツキンリングのパツキンリングに
フィンを別々に取り付けることはそれによって省略出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はシール面が円筒状の軸の表面に接しているラジ
アル型軸パツキンリングを示す断面図、第２図はシール
面が軸と結合された円錐面に接しているラジアル型軸パ
ツキンリングの断面図、第３図はシール面が横方向に延
び軸と一緒に回転する面に接しているラジアル型軸パツ
キンリングの断面図である。 ■・・・ケーシング ２・・・パツキンリング ３・・・シール面 ４．９・・・機械部分 ５・・・内面 ６・・・外面 ７・・・基底面 ８・・・フィン 出願人代理人　古　谷　馨 同　溝部孝彦 同　古谷　聡 ９ ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ケーシングと、その中に固定された円環形状のパツ
   キンリングとから成り、該パツキンリングは密封される
   媒体に対して反りかえっており、ポリマー材料でできて
   おり、シール面により相対的に動かされる機械部分と滑
   動するよう接し合い、回転軸を同じ間隔で取り囲む基底
   面によってその上に配設されたフィンと共に限定されて
   おり、前記フィンは相対的に動かされる機械部分の方へ
   向いた側でシール面の安定した延長部を形成する内面に
   よって限定されるようなラジアル型軸パツキンリングに
   おいて、前記フィン（８）はその内面（５）と向い合う
   側で外面（６）によって限定されており、且つ内面と外
   面との間の距離は少なくともフィン（８）の突出範囲に
   おいて基底面（７）からの距離が増加するとともに減少
   していくことを特徴とするラジアル型軸パツキンリング
   。 ２　内面（５）と外面（６）との間の距離が基底面（７
   ）からの距離が増すとともに常に減少していくことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項によるラジアル型軸パツ
   キンリング。 ３　前記内面（５）と外面（６）とが少なくとも突出範
   囲において１０°から６０゛までの角度をなしているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項によるラジアル型
   軸パツキンリング。 ４　前記内面（５）と外面（６）とが少なくとも突出範
   囲において３０°から４５°までの角度をなしているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項によるラジアル型
   軸パツキンリング。 ５　前記内面（５）と外面（６）とが互に境界を作って
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項
   のうちの１項によるラジアル型軸パツキンリング。 ６　前記基底面（７）は突出範囲内で外面（６）と同じ
   回転の向きに、そして内面（５）とは反対の向きに傾い
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５
   項のうちの１項によるラジアル型軸パツキンリング。 ７　基底面（７）と外面（６）とがその突出範囲におい
   て互に平行に延びていることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項によるラジアル型軸パツキンリング。 ８　パツキンリングが円形の形をしてポリマー材料製の
   回転パイプから切断され、ケーシング内に固定されるラ
   ジアル型軸パツキンリングの製造方法において、前記パ
   ツキンリング（２）が中空円錐形の形をしてパイプから
   切断され、このバイブには内側及び外側に軸平行に延び
   周囲に均一に分配されたフィンが設けられ、そしてパツ
   キンリングがそれをケーシング内に固定する前または固
   定した後に密封される媒体の方向に反らされることを特
   徴とする製造方法。