JPS5920057B2 - 耐圧用シ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧流体を密封するための回転用耐圧シールに
属するもので、更に詳しくは、高圧流体の圧力が摺動リ
ップ部を過大に押圧するのを防止し、最適な密封力で耐
久性が得られるように改良した、耐圧用シールに関する
ものである。

従来、高圧流体を密封するためのシールとしてメカニカ
ルシールが広く使用されている。

この種のものは構造が複雑で高価であり、又、取付けに
大きな場所を必要とし、更に、取付けに多くの工数を要
するなどの欠点を内在している。

次に、構造が簡単で、取付けの場所も小さく、更に、取
付けも容易である耐圧用シールとして第１図に示すもの
が知られている。

第１図は耐圧用シールの半断面図である。

これは、回転軸３が貫通する軸穴４の高圧側１と低圧側
２の間を密封するために、耐圧用シールを装着したもの
で、耐圧用シールの固着部９によって軸穴４に密封固着
し、軸３をリップ部７で接触し密封したものである。

環状のバネ６により、リップ部γの軸３との接触面を押
圧して密封力を増している。

この耐圧用シールの低圧側２で軸３ＩＦ−接触するダス
トシール８は、主に低圧側２からダストの侵入を防止す
る役目をしている。

金属製の環５は耐圧用シールの構造を補強するもので、
軸穴４に嵌合する強度及び高圧側１の圧力に対向する強
度を有している。

以上のような構成によって耐圧用シールとして使用され
ていたが、高圧に耐えるためにリップ部Ｉ全体が剛性を
有するように成されている。

即ち、結果として、リップ部Ｉ全体が肉厚で、硬度も必
要になってくる。

本来、軸３と密封摺動するリップ部Ｉが肉厚で硬度を有
していると、密封性としての追随性が悪く、密封性能に
問題点を内在させる。

特に、軸が偏心している場合などは軸３とリップ部γと
の接触個所に間隙が生ずることになり、高圧側１の液体
が流出することになる。

又、高圧側の圧力が高い場合にはリップ部γが軸３に押
圧され、軸３との接触力が高くなり、軸３の回転による
摺動によって、リップ部７が摩耗することになる。

従って、軸の回転が高速になるほど耐久性に問題が生じ
てくる。

更に、高圧側１の圧力に変動か生じた場合にはリップ部
７は剛性を有するため圧力に応じた追随性が悪く、高圧
側１の液体が漏洩する等の欠点を有している。

そこで、本発明は前述のような欠点を解決するためにな
されたもので、耐圧用シールのリップ部が高圧側の圧力
に左右されないようにして、リップ部の接触力を常に一
定にし、密封性としての追随性をいかなる場合にも有す
るように成したものである。

即ち、高圧の状態に於て軸に多少の偏心を有してもリッ
プ部の追随性が良く、密封性能が優れていること、軸が
高速回転してもリップ部の追随性が良く、密封性に優れ
、耐久性があることの耐圧用シールを得ることを主たる
目的とするものである。

そして、高圧密封装置の分野に於けるシールとして高圧
状態でもリップ部の接触圧が圧力によって左右されない
、密封性に優れた、耐久性のある、安価な耐圧用シール
を提供するものである。

本発明の特徴とするところは、環状の固着部と環状のゴ
ム状弾性材製リップ部を有する耐圧用シールに於て、リ
ップ部の高圧側側面から軸方向に伸びて、リップ部が密
封接触する相手側周面との間に隙間を形成する凸部をリ
ップ部と一体的に設けるとともに、固着部に嵌合する密
着部と凸部に嵌合する保合部を備え、密着部及び保合部
の少なくとも一方７５騨性変形可能である受圧部材を固
着部と凸部の間に介挿して、高圧側の流体により凸部に
対し、凸部と密封接触対象周面との間の隙間側から作用
する圧力と受圧部材側から作用する圧力とが方向を逆向
きにし、かつ略均等になるように設定して、高圧側の流
体圧力によるリップ部に対する影響をなくした点である
。

従って、高圧側の圧力が高くとも、或は圧力が変化して
も、リップ部の相手側との接触面圧はリップ部自体の緊
迫力とリップ部接触面反対側より押圧されている環状の
バネの緊迫力のみによって常に一定に保持するようにさ
れている。

次に、好ましい本発明の実施例によって詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例ゆ半断面図であり、軸貫通部
の高圧側１と低圧側２０間を密封するために、相対的に
回転する一方の軸３に環状のリップ部１１が密封接触し
、他方の軸穴４に環状の固着部１２が固着されている。

すなわち、この耐圧用シールはリップ部１１と固着部１
２を有し、断面り形の環状の補強環２１を内在させ、ダ
ストリップ２２を低圧側２の軸３の周面に密封接触する
ごとく配置して、ゴム状弾性材により一体形成されてい
るものである。

リップ部１１の高圧側１には、軸３の外径より大きな内
径で間隙１４を有して、環状の凸部１５が形成され、当
該凸部の間隙１４側を凸部間隙側圧面１８となしたもの
である。

リップ部１１の接触面外周には環状のバネ２０がリップ
部１１の接触面を抑圧できるように装着されている。

環状を呈して、固着部２と凸部１５の間に介挿される受
圧部材１７は、内方が凸部１５の外周に係合密着して係
合部１３を成して高圧側１の側面に受圧部材圧面１９を
形成し、他方が固着部１２の内周面に密着しながら、耐
圧用シールの内側面に伸びて軸方向に固定され密着部１
６を成している。

この受圧部材１７の凸部１５と係合密着している係合部
１３を合成ゴム材にして径方向に若干の弾性を有するよ
うにし、その他の固着部１２に密着する密着部１６は固
定できるように金属製にされている。

この密着部１６はプラスチック材でも良いわけである。

そして、高圧側１の圧力が凸部１５の間隙１４側の凸部
間隙側圧面１８に作用して径方向に生ずる力とほぼ同等
で反作用の力が同圧力によって生ずるように受圧部材圧
面１９が形成されている。

次に、第３図の他の実施について説明する。

第３図は受圧部材１７を除いては略、第２図と構成が同
じである。

従って、同構成部分の説明は省略する。

受圧部材１７は係合部１３と密着部１６とから形成され
、受圧部材圧面１９と凸部間隙側圧面１８とを有し−で
おり、係合部１３は凸部１５に嵌合密着できるように環
状の溝が設けられ、当該溝の高圧側１の外周に環状の受
圧部材圧面１９を有している。

そして、内周には凸部間隙側圧面１８に相当する部分が
設けである。

他方の密着部１６は固着部１２の内周面に密着でき、径
方向に弾性を有するように形成された合族ゴム材より製
作されている。

そして、密着部１６は弾性密着であるから受圧部材１７
を軸方向に固定するため、金属材製よりなる環状の補助
部材３１を耐圧シールの側面と受圧部材１７との間に固
定的に配置している。

実施例では係合部１３及び補助部材３１を金属材製とし
たが、高圧側１の圧力に耐えるものであれば良く、他の
材料を使用できることは当然である。

密着部１６は合成ゴム材より製作されているが、圧力に
よって受圧部材１７を内外の径方向に若干移動可能とす
ることを目的とするものであるから、他のゴム状弾性材
、又は、固着部１２の内周面と密封し径方向に若干移動
調整可能な手段を用いることもできるわけである。

当該受圧部材の受圧部材圧面１９は第２図の実施例の場
合と同様に、高圧側の圧力によって凸部間隙側圧面１８
に径方向外方に作用する力と、はぼ等しく、対向するよ
うに形成されているものである。

凸部間隙側圧面１８は第２図で説明した通りの役目をす
るもので、受圧部材１７が間隙１４側に伸びているから
、その凸部間隙側圧面１８をかねているわけである。

以上のような構成によって、次のような作用が得られる
。

本発明の耐圧用シールを軸貫通部の高圧側１と低圧側２
の間を密封するために、相対回転する軸３と軸穴４とに
装着し、高圧側１に圧力が作用すると凸部間隙側圧面１
８に間隙１４側より径方向外方に力が作用する。

従って、環状の凸部１５は外方に拡張され、凸部１５に
連なるリップ部１１も、同様に、径方向外方に広げられ
ようとする。

一方、凸部１５の周面に装着されている受圧部材間の受
圧部材圧面１９にも、同時に、同圧力が作用するから、
受圧部材圧面１９の径方向内方に凸部間隙側圧面１８に
作用する力と対向のほぼ等しい力が作用することになる
。

従って、この両者の径方向の相対する力が互に作用し合
うので、凸部１５に端なるリップ部１１は前述の径方向
外方にも広げられることもなく、高圧側１に高圧が作用
してもリップ部１１の軸３との径方向の接触面圧にはほ
とんど影響が生じな鴨即ち、高圧側１の圧力が高圧であ
っても、又は圧力が変化したとしても、リップ部１１の
軸３との接触圧はリップ本来の緊迫力と環状バネ２０の
抑圧により、常にほぼ一定に保持することができる。

第２図は、受圧部材１７の係合部１３を合成ゴムにより
製作し、凸部１５と係合させているため、軸３に微小の
偏心が生じたとしても、その偏心を吸収して密封するよ
うに考慮された実施態様である。

受圧部材１７は固着部１２の内周面及び凸部１５の外周
面と密着しているからリップ部１１の環状のバネ２０側
に高圧側１の圧力が作用することはない。

又、軸方向に高圧側１の圧力が作用するが受圧部材１７
の密着部１６によって固定支持しているわけである。

第３図は凸部１５を受圧部材１７の係合部１３に環状に
設けられた溝に内含することによって高圧側１の圧力が
高くとも、又、圧力が変動する場合でもリップ部１１に
悪影響しないように保持した実施態様である。

又、受圧部材１７が圧力によって軸方向に受ける力を補
助部材３１によって支持固定しているわけである。

本発明は以上述べたごとく、密封する一方の高圧側の圧
力が高い状態で、相対回転する軸、又は軸穴の一方に偏
心が生じても、リップ部がその偏心に追随して摺動密封
し、その接触圧が一定であるからリップ部の摺動面が摩
耗しない耐久性のある、密封性に優れたものである。

又、相対回転する一方が高速回転でもリップ部との摺動
する接触面が高圧側の圧力の影響を受けず、常に一定圧
の接触で最適であるから、摩耗することなく耐久性のあ
る、密封性に優れたものである。

更に又、高圧側の圧力が変動しても、リップ部は圧力の
変動を直接受けないように構成されているので、リップ
部摺動面はその影響を受けず、常に一定圧の接触で最適
であるから、耐久性のある密封性に優れた効果を有する
。

その上、構造が簡単であるから価格を安くすることがで
きる。

以上の効果により本発明は高圧・高速回転のもとでも密
封性に優れ、耐久性のある安価な耐圧用シールを提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の耐圧用シールの取付状態の半断面図、第
２図、第３図は本発明の耐圧用シールの取付状態を示す
半断面図である。 １・・・・・・高圧側、２・・・・・・低圧側、３・・
・・・・軸、４・・・・・・軸穴、１１・・・・・・リ
ップ部、１２・・・・・・固着部、１３・・・・・・係
合部、１４・・・・・・間隙、１５・・・・・・凸部１
６・・・・・・密着部、１７・・・・・・受圧部材、１
８・・・・・・凸部間隙側圧面、１９・・・・・・受圧
部材圧面、３１・・・・・・補助部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸貫通部の高圧側１と低圧側２の間を密封する耐圧
   用シールに於て、ゴム状弾性材をもって製せられ、相対
   回転をなす軸３及び該軸３が貫通する軸穴４の一方の周
   面に密封接触する環状のリップ部１１、前記軸３及び軸
   穴４の他方の周面に固着される環状の固着部１２、前記
   リップ部１１から前記高圧側２へ向って一体的に伸び、
   前記リップ部１１が密封接触する周面との間に隙間１４
   を形成する環状の凸部１５及び前記固着部１２と密封嵌
   合する密着部１６と前記凸部１５と密封嵌合する係合部
   １３を備え、前記凸部１５又は前記固着部１２に対し径
   方向に変位可能な受圧部材１７を有し、前記高圧側１内
   の流体圧力により、前記凸部１５に対し、凸部間隙側圧
   面１８側から作用する圧力と、受圧部材側圧面１９から
   作用する圧力とへ互いに近似する如くなされたことを特
   徴とする耐圧用シール。 ２ 受圧部材１７の係合部１３が変形可能に形成され、
   密着部１６が固着部１２に嵌着されて成る特許請求の範
   囲第１項記載の耐圧用シール。 ３ 受圧部材１７の係合部１３か凸部１５を挿入される
   環状溝を有し、密着部１６が固着部１２に対し、径方向
   移動可能に密封係合されてなる特許請求の範囲第１項記
   載の耐圧用シール。