JPS61167779A - ロータリシヤフトリツプシール - 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〕 この発明は、両面が平行な平らな円板から形成した非エ
ラストマー性プラスチック、主にＰＴＦＥ　（ポリテト
ラフルオロエチレン）製シール要素を含み、該要素の外
周部分を補強リング内で固定し、また該要素の内周部分
は円筒形の端部を形成するよう被密封空間の方向に常温
で湾曲させ初期応力を加えて軸に接触させてなるロータ
リシャフトリップシールに関する。

〔従来の技術と問題点〕

上記の種類のロータリシャフトリップシールがドイツ特
許公開明細書第２５５３２９０号に記載しである。これ
は平板から形成したシール要素を含み、該要素は被密封
軸に接触する領域にレリーフ状に突出した、漏出液戻し
リブを備えている。このようなシール要素では、十分な
密封効果が得られるかどうかは軸が正しい速度で回転す
るかどうかにかかっている。軸の回転速度が高すぎると
リプの送り（戻し）効果が強まる結果となり、動的密封
域の範囲で潤滑が不足する。

また、周囲から動的密封域に、また場合によっては被密
封空間にゴミが送り込まれることがある。これらはいず
れも望ましくなく、パツキンの寿命を縮める結果となり
うる。

他方、回転速度が低下すると被密封空間の方向へのリプ
の送り（戻し）効果も低下する。そのような場合、特定
の限界速度以下では被密封流体が特に個々のリブ間の隙
間の範囲から動的密封域を外方へと通過し、そこを汚す
ことがある。このような状態は、軸が停止しているとき
、及び被密封空間内に圧力が生成されうる場合、特には
っきりと観察することができ、望ましくない。

この発明の目的は、上に指摘した欠点の発生を確実に防
ぐことのできるように、冒頭に述べた種類のロータリシ
ャフトリップシールを改良することである。改良された
ロータリシャフトリップシールは、被密封軸が停止中か
回転中であるかには係わりなく常に十分な密封効果を保
証し、付加的に比較的高圧の密封も行うことができるも
のでなければならない。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、即ち従来の問題点を解決する
ため本発明ではシール要素の円板の厚みが０．８〜２１
１１１の場合にはその円板の内径が軸の径に比べ円板の
厚みの約１〜６倍の値だけ小さく、そして補強輪の円板
の嵌め込み個所での軸との距離が円板の厚みの１．１〜
４倍であることを特徴とする、冒頭述べた種類のロータ
リシャフトリップシールを提案する。円板の厚みが１．
４〜１．７ｍｍの場合には、円板の内径は好ましくは軸
の径に比べ円板の厚みの約１．５〜３倍の値だけ小さく
、補強輪の円板の嵌め込み個所での軸との距離は円板の
厚みの１．２〜１．７倍である。

補強輪の円板の嵌め込み個所での軸との距離（第１図の
Ｘ）は、０．６〜５．６ｓｕ＋　、好ましくは１．６〜
１．８ｍｍの範囲にある。

本発明によるロータリシャフトリップシールのシール要
素は、冒頭に述べた先行技術の実施態様に比べ、１かに
小型かつコンパクトに寸法設計しであるが、通常の機械
設計において現れる被密封軸の半径方向移動をも十分考
慮しである。特に直径５〜４０＋ｗ蒙の軸は本発明のロ
ータリシャフトリップシールを使用して十分に密封する
ことができる。

本発明により動的密封域の軸方向の長さは極端に短（な
り、この範囲において被密封流体により所要の潤滑が促
進される。この点に関し、シール要素の製造に非エラス
トマー性プラスチック、特にＰＴＦＥ　（ポリテトラフ
ルオロエチレン）を使用することも重要である。

円板は取り付は易くするため、内周部分から被密封空間
へと円錐状に、例えば成形用金型を用いて湾曲させるこ
とができる。しかしその際使用材料の変形性を損なうこ
とのないよう、この成形中に材料の加熱を避けることが
決定的に重要である。これにより円板の円筒状端部は被
密封軸の表面に長期にわたって確実且つ均一に接触する
。動的密封域の軸方向長さが短く、またその潤滑が十分
であり強力な加熱が最初から生じえないので、この均一
な接触が通常の運転中用なわれることもない。

円板は円筒状に変形した端部に被密封軸の表面に対向す
る流体力学的戻し要素を何等備えていない。これにより
密封の有効性は、被密封軸が停止中か回転中かには全く
左右されることなく保証される。回転方向の交番、回転
速度の変化、及びより高い圧力にも容易に対処すること
ができる。従って本発明のロータリシャフトリップシー
ルは、例えば自動車の冷却水ポンプを密封するのに最適
である。

有利な一構成によると、円板と被密封軸は、補強輪が円
板を取り囲む範囲でほぼ直交する。

別の形による円板と軸の相互配置も容易に可能であるが
、直交配置の場合には特に優れた有効寿命と優れた密封
効果が得られる。

補強輪は円板の被密封流体と反対の側、つまりシール要
素の湾曲部に青を向けた側に、軸の間近にまで延長した
環状突起を有することができる。動的密封を引き起こす
端部の軸方向支持がこれにより向上し、副次的効果とし
て動的密封域に外部からゴミや汚れが供給されて付着す
ることが困難になるという利点が生じる。

安価に製造するという観点から、補強輪をプラスチック
から構成し、円板の外周面範囲に直接射出成形すると有
利であることが判明した。

熱硬化性プラスデック材料が望ましい材料である０両部
品の相互固定及び密封に関する諸問題は、これにより確
実に防止することができる。

〔発明の効果〕

本発明のシールによれば、小さいながらも長期にわたる
安定した密封を行うことができ、その密封性は軸の回転
速度や回転方向などに左右されることがない。しかもそ
の製造は容易で、安価に作成することができる。

〔実　施　例〕

本発明によるロータリシャフトリップシールの実施例を
添付図面に断面図で示す。以下詳しく説明する。

第１図及び第２図に示す実施例は、自動車エンジンの冷
却水ポンプに使用するパツキンである。これはシール要
素たる円板１と補強輪２とからなる。補強輪２はガラス
繊維強化フェノール樹脂から形成し、円板１の外周部分
に直接成形する。円板１をこれにより取り外し不可能か
つ液密に補強輪の中で固定する。円板１は固定された領
域の範囲で軸３と直交する。

ＰＴＦＥからなる円板１は、円周部分が被密封空間の方
向に湾曲し、円筒形の端部が被密封軸３の表面に面接触
している。

使用した円板ｌは外径が２５ｍｍ、内径が１３１１ＩＩ
＋、厚さが１．５ｍｍである。円板嵌め込み個所におけ
る補強輪２と軸３との距離は１．８ｍｎ＋　、軸の径は
１６ｍｍであった。取り付は後に円板１と被密封軸３の
表面との間に生じる接触面の軸方向長さは約２１ＩＩ１
１であり、極めて短い。このロータリシャフトリップシ
ールは安価に製造でき容易に取り付けることができ、自
動車の冷却水ポンプに使用した場合寿命がつきるまで優
れた密封効果を保証する。使用される冷却水に通常添加
される凍結防止剤の悪影響は観察されなかった。第２図
の実施例では補強輪に環状突起４が設けられている。こ
れにより外部から動的密封域に汚染物が入り込むことが
より効果的に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は共に本発明によるロータリシャフト
リップシールの実施例を示す断面図である。 １・・・円板　　　　　　　２・・・補強輪３・・・軸
　　　　　　　　４・・・環状突起出願人代理人　　古
　谷　　　馨 同　　溝部孝彦 同　　古谷　聡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　両面が平行な平らな円板から形成した非エラストマ
   ー性プラスチック、主にＰＴＦＥ製シール要素を含み、
   該シール要素の外周部分を補強輪内に固定し、内周部分
   は円筒形端部を形成するよう被密封空間の方向に常温で
   湾曲させ初期応力を加えて軸に接触させてなるロータリ
   シャフトリップシールにおいて、シール要素の円板の厚
   みが０．８〜２ｍｍで、該円板の内径は軸の径に比べ該
   円板の厚みの１〜６倍の値だけ小さく、補強輪の円板の
   嵌め込み個所での軸との距離は円板の厚みの１．１〜４
   倍であることを特徴とするロータリシャフトリップシー
   ル。 ２　円板の厚みが１．４〜１．７ｍｍで、該円板の内径
   は軸の径に比べ該円板の厚みの１．５〜３倍の値だけ小
   さく、補強輪の円板の嵌め込み個所での軸との距離は円
   板の厚みの１．２〜１．７倍であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のロータリシャフトリップシ
   ール。 ３　円板と軸は補強輪が円板を取り囲む範囲で直交する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載のロータリシャフトリップシール。 ４　補強輪はシール要素の湾曲部に背を向けた側に、軸
   の間近にまで延びた内向き環状突起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３項のいずれかに
   記載のロータリシャフトリップシール。 ５　補強輪がプラスチックから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項のいずれかに記載のロ
   ータリシャフトリップシール。